KR102591141B1

KR102591141B1 - 참조 신호 송수신 방법 및 장치

Info

Publication number: KR102591141B1
Application number: KR1020190140521A
Authority: KR
Inventors: 김준우; 문영진; 문장원
Original assignee: 한국전자통신연구원
Priority date: 2019-11-05
Filing date: 2019-11-05
Publication date: 2023-10-18
Also published as: KR20210054401A

Abstract

참조 신호의 전송 방법이 개시된다. 무선 통신 시스템에서 기지국이 참조 신호(Reference Signal, RS)를 전송하는 방법은, CP(cyclic prefix, CP)를 포함하는 제1 참조 신호를 생성하는 단계, 상기 제1 참조 신호와 동일한 하나 이상의 추가 참조 신호들을 생성하는 단계 및 상기 제1 참조 신호 및 상기 하나 이상의 추가 참조 신호들을 전송하는 단계를 포함하며,상기 하나 이상의 추가 참조 신호들은 상기 CP를 포함하지 않는 것을 특징으로 한다. 따라서 통신 시스템의 성능이 향상될 수 있다.

Description

참조 신호 송수신 방법 및 장치{METHOD FOR TRANSMITTING AND RECEIVING REFERENCE SIGNAL AND APPARATUS THEREFOR}

본 발명은 참조 신호 송수신 방법 및 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 무선 백홀에서 수행되는 참조 신호 송수신 방법 및 장치에 관한 것이다.

LTE의 상용화 이후 3GPP는 최근 차세대/5G 무선 액세스 기술에 대한 연구를 위해 NR(New Radio)을 위한 프레임 구조, 채널의 MCS(modulation and coding scheme), 다중 접속 방식(multiple access scheme) 등에 대한 논의를 진행하고 있다. 이러한 NR은 LTE/LTE-Advanced에 비하여 향상된 데이터 전송률, 데이터의 처리 속도 향상, 다수 기기 간의 동시 접속 및 초저지연(ultra-reliable and low latency) 실시간 연동, 주파수 효율의 확보를 비롯한 다양한 조건을 만족시킬 수 있는 설계를 요구한다. 한편, NR 및 LTE/LTE-Advanced의 주요 기술에는 중계국(relay station) 기술이 포함될 수 있다.

중계국은 기지국과 단말 사이에서 신호를 중계하는 장치로, 무선통신 시스템의 셀 커버리지(cell coverage)를 확장시키고 처리량(throughput)을 향상시키기 위해 사용될 수 있다. 기존 OFDM 기반 이동 통신 시스템에서 기지국과 단말은 직접 연결되는 형태로 네트워킹을 구성하였으나, 향상된 OFDM 기반 이동 통신 시스템에서는 상술한 중계국을 통하여 기지국과 단말을 연결할 수 있다. 즉, 중계국이 상향링크 또는 하향링크 전송 패킷을 기지국 또는 단말에 전달함으로써 기지국과 단말 간의 통신을 중계할 수 있다. 이러한 기술은 릴레잉(relaying)로 명명될 수 있다.

중계국을 포함하는 무선통신 시스템에서 기지국과 중계국 간의 링크(link)는 백홀 링크(backhaul link)로 정의될 수 있다. 여기서 기지국이 중계국으로 신호를 전송하는 링크는 백홀 하향링크일 수 있고, 중계국이 기지국으로 신호를 전송하는 링크는 백홀 상향링크일 수 있다.

기지국이 중계국으로 제어 정보를 전송하는 제어 채널은 R-PDCCH(relay-physical downlink control channel)일 수 있고, 기지국이 중계국으로 데이터를 전송하는 데이터 채널은 R-PDSCH(relay physical downlink shared channel)일 수 있다. 이 경우, 백홀 하향링크에서 복조를 위해 사용되는 참조 신호(reference signal)를 다수로 전송할 경우, 해당 참조 신호들을 어떻게 구성할 것인지 여부가 문제된다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 기지국과 중계국 간의 백홀 링크에서 다수의 참조 신호를 효율적으로 전송하는 방법 및 장치를 제공하는데 있다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위하여, 무선 통신 시스템에서 기지국이 참조 신호(Reference Signal, RS)를 전송하는 방법은, CP(cyclic prefix, CP)를 포함하는 제1 참조 신호를 생성하는 단계, 상기 제1 참조 신호와 동일한 하나 이상의 추가 참조 신호들을 생성하는 단계 및 상기 제1 참조 신호 및 상기 하나 이상의 추가 참조 신호들을 전송하는 단계를 포함하며,상기 하나 이상의 추가 참조 신호들은 상기 CP를 포함하지 않는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 제1 참조 신호 및 상기 하나 이상의 추가 참조 신호들은 빔포밍(beamforming) 방식으로 전송되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 하나 이상의 추가 참조 신호들은 동일한 n개의 참조 신호를 포함하며, 상기 n개의 참조 신호는 상기 제1 참조 신호와 연속하여 전송되고, 상기 n은 자연수인 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 제1 참조 신호의 후단 영역은 상기 추가 참조 신호들을 위한 CP로 사용되는 것을 특징으로 한다.

또한 무선 통신 시스템에서 참조 신호(Reference Signal, RS)를 수신하는 수신 장치는, 프로세서(processor), 상기 프로세서를 통해 실행되는 적어도 하나의 명령이 저장된 메모리(memory) 및 상기 프로세서의 제어에 따라 신호를 송수신하는 안테나를 포함하고, 상기 적어도 하나의 명령은, 기지국으로부터 제1 참조 신호를 수신하고, 상기 제1 참조 신호에 포함된 CP(cyclic prefix)를 사용하여 상기 제1 참조 신호에 대한 복조 동작을 수행하고, 상기 기지국으로부터 제2 참조 신호를 수신하고, 상기 제2 참조 신호의 수신 타이밍이 상기 단말과 상기 기지국 간의 하향링크 타이밍과 다른 경우, 상기 제1 참조 신호의 후단 영역을 사용하여 상기 제2 참조 신호를 복원하고, 그리고 상기 복원된 제2 참조 신호에 대한 복조 동작을 수행하도록 실행되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 제2 참조 신호에는 상기 CP가 삽입되지 않는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 제2 참조 신호는 상기 제1 참조 신호와 동일한 참조 신호인 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 적어도 하나의 명령은, 상기 제2 참조 신호와 동일한 n개의 참조 신호를 수신하고, 상기 n개의 참조 신호는 상기 제2 참조 신호와 연속하여 수신되도록 더 실행되고, 상기 n은 자연수인 것을 특징으로 한다.

또한, 무선 통신 시스템에서 참조 신호(Reference Signal, RS)를 전송하는 기지국은, 프로세서(processor), 상기 프로세서를 통해 실행되는 적어도 하나의 명령이 저장된 메모리(memory) 및 상기 프로세서의 제어에 따라 신호를 송수신하는 안테나를 포함하고, 상기 적어도 하나의 명령은, CP(cyclic prefix, CP)를 포함하는 제1 참조 신호를 생성하고, 상기 제1 참조 신호와 동일한 하나 이상의 추가 참조 신호들을 생성하고, 그리고 상기 제1 참조 신호 및 상기 하나 이상의 추가 참조 신호들을 전송하도록 실행되고, 상기 하나 이상의 추가 참조 신호들은 상기 CP를 포함하지 않는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 제1 참조 신호의 후단 영역은 상기 제2 참조 신호를 위한 CP로 사용되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 기지국이 다수의 동일한 참조 신호를 전송하는 경우, 첫 번째 참조 신호에만 선택적으로 CP를 삽입하고, 나머지 참조 신호에는 CP를 삽입하지 않도록하여, 효율적으로 참조 신호를 전송할 수 있다. 또한 기지국이 다수의 동일한 참조 신호를 전송하는 경우, CP에 의한 중복(redundancy)을 줄일 수 있다. 또한 수신 장치는 특정 참조 신호에 선행하는 다른 참조 신호가 CP의 역할을 수행하도록 함으로써, 채널 지연 탭에 의한 심벌 간 간섭(Inter-Symbol Interference, ISI)을 효과적으로 제거할 수 있다.

본 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는, 첨부도면은 본 발명에 대한 실시예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 네트워크를 도시한 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 노드를 도시한 블록도이다.
도 3은 OFDM 방식의 무선 백홀 시스템에서 채널 추정에 사용되는 복조 참조 신호(demodulation reference signal, DMRS)의 개수와 복조 오류 비율(bit error ratio, BER)의 상관관계를 나타낸 그래프이다.
도 4a는 참조 신호를 블록 유형(block type)으로 배치하는 형태를 도시한 개념도이다.
도 4b는 참조 신호를 코움 유형(comb type)으로 배치하는 형태를 도시한 개념도이다.
도 5는 통신 시스템에서 참조 신호의 송수신 방법을 도시한 순서도이다.
도 6은 통신 시스템에서 송수신되는 다수의 참조 신호의 구조를 도시한 개념도이다.
도 7은 통신 시스템에서 제1 참조 신호의 후단 영역을 CP(cyclic prefix)로 사용하여 제2 참조 신호에 대한 복조 동작을 수행하는 과정을 도시한 개념도이다.
도 8은 통신 시스템에서 다수의 참조 신호를 송신하는 송신 장치의 구조를 도시한 개념도이다.
도 9는 통신 시스템에서 다수의 참조 신호를 수신하는 수신 장치의 구조를 도시한 개념도이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서

사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.

명세서 전체에서 망(network)은, 예를 들어, WiFi(wireless fidelity)와 같은 무선인터넷, WiBro(wireless broadband internet) 또는 WiMax(world interoperability for microwave access)와 같은 휴대인터넷, GSM(global system for mobile communication) 또는 CDMA(code division multiple access)와 같은 2G 이동통신망, WCDMA(wideband code division multiple access) 또는 CDMA2000과 같은 3G 이동통신망, HSDPA(high speed downlink packet access) 또는 HSUPA(high speed uplink packet access)와 같은 3.5G 이동통신망, LTE(long term evolution)망 또는 LTE-Advanced망과 같은 4G 이동통신망, 및 5G 이동통신망 등을 포함할 수 있다.

명세서 전체에서 단말(terminal)은 이동국(mobile station), 이동 단말(mobile terminal), 가입자국(subscriber station), 휴대 가입자국(portable subscriber station), 사용자 장치(user equipment), 접근 단말(access terminal) 등을 지칭할 수도 있고, 단말, 이동국, 이동 단말, 가입자국, 휴대 가입자 국, 사용자 장치, 접근 단말 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다.

여기서, 단말로 통신이 가능한 데스크탑 컴퓨터(desktop computer), 랩탑 컴퓨터(laptop computer), 태블릿(tablet) PC, 무선전화기(wireless phone), 모바일폰(mobile phone), 스마트 폰(smart phone), 스마트 워치(smart watch), 스마트 글래스(smart glass), e-book 리더기, PMP(portable multimedia player), 휴대용 게임기, 네비게이션(navigation) 장치, 디지털 카메라(digital camera), DMB (digital multimedia broadcasting) 재생기, 디지털 음성 녹음기(digital audio recorder), 디지털 음성 재생기(digital audio player), 디지털 영상 녹화기(digital picture recorder), 디지털 영상 재생기(digital picture player), 디지털 동영상 녹화기(digital video recorder), 디지털 동영상 재생기(digital video player) 등을 사용할 수 있다.

명세서 전체에서 기지국(base station)은 접근점(access point), 무선 접근국(radio access station), 노드B(node B), 고도화 노드B(evolved nodeB), 송수신 기지국(base transceiver station), MMR(mobile multihop relay)-BS 등을 지칭할 수도 있고, 기지국, 접근점, 무선 접근국, 노드B, eNodeB, 송수신 기지국, MMR-BS 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 네트워크를 도시한 개념도이다.

도 2를 참조하면, 통신 네트워크(100)는 복수의 통신 노드들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2, 130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6)로 구성될 수 있다. 복수의 통신 노드들 각각은 적어도 하나의 통신 프로토콜을 지원할 수 있다. 예를 들어, 복수의 통신 노드들 각각은 CDMA(code division multiple access) 기반의 통신 프로토콜, WCDMA(wideband CDMA) 기반의 통신 프로토콜, TDMA(time division multiple access) 기반의 통신 프로토콜, FDMA(frequency division multiple access) 기반의 통신 프로토콜, OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 기반의 통신 프로토콜, OFDMA(orthogonal frequency division multiple access) 기반의 통신 프로토콜, SC(single carrier)-FDMA 기반의 통신 프로토콜, NOMA(non-orthogonal multiple access) 기반의 통신 프로토콜, SDMA(space division multiple access) 기반의 통신 프로토콜 등을 지원할 수 있다. 복수의 통신 노드들 각각은 다음과 같은 구조를 가질 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 노드를 도시한 블록도이다.

도 2를 참조하면, 통신 노드(200)는 적어도 하나의 프로세서(210), 메모리(220) 및 네트워크와 연결되어 통신을 수행하는 송수신 장치(230)를 포함할 수 있다. 또한, 통신 노드(200)는 입력 인터페이스 장치(240), 출력 인터페이스 장치(250), 저장 장치(260) 등을 더 포함할 수 있다. 통신 노드(200)에 포함된 각각의 구성 요소들은 버스(bus)(270)에 의해 연결되어 서로 통신을 수행할 수 있다.

프로세서(210)는 메모리(220) 및 저장 장치(260) 중에서 적어도 하나에 저장된 프로그램 명령(program command)을 실행할 수 있다. 프로세서(210)는 중앙 처리 장치(central processing unit, CPU), 그래픽 처리 장치(graphics processing unit, GPU), 또는 본 발명의 실시예들에 따른 방법들이 수행되는 전용의 프로세서를 의미할 수 있다. 메모리(220) 및 저장 장치(260) 각각은 휘발성 저장 매체 및 비휘발성 저장 매체 중에서 적어도 하나로 구성될 수 있다. 예를 들어, 메모리(220)는 읽기 전용 메모리(read only memory, ROM) 및 랜덤 액세스 메모리(random access memory, RAM) 중에서 적어도 하나로 구성될 수 있다.

도 3은 OFDM 방식의 무선 백홀 시스템에서 채널 추정에 사용되는 복조 참조 신호(demodulation reference signal, DMRS)의 개수와 복조 오류 비율(bit error ratio, BER)의 상관관계를 나타낸 그래프이다.

도 3을 참조하면, OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 방식의 E-대역 고정형 무선 백홀 시스템에서 1024QAM(Quadrature Amplitude Modulation)을 복조할 때, 채널 추정에 사용되는 참조 신호의 개수에 따른 복조의 정확도가 도시되어 있다.

상기와 같이 변조 등급이 1024QAM과 같은 고차원(high-order) 변조된 신호의 복조를 수행하기 위해서는 정확한 채널 추정이 필요할 수 있다. 정확한 채널을 추정하기 위해서는 변조된 신호를 정확하게 복조하는 과정이 필요한데, 도 3을 참조하면, 채널 추정에 사용되는 복조 참조 신호(DMRS)의 개수가 많을 수록, 복조의 정확도가 높아지는 것을 알 수 있다.

도 4a 및 도 4b는 참조 신호를 배치하는 형태를 도시한 개념도이다.

도 4a는 참조 신호를 블록 유형(block type)으로 배치하는 형태를 도시한 개념도이고, 도 4b는 참조 신호를 코움 유형(comb type)으로 배치하는 형태를 도시한 개념도이다.

채널 추정에 사용되는 복조 참조 신호(DMRS)는 주파수 영역의 모든 유효한 부반송파에 기준값을 전송하는 블록 타입(block type)으로 배치될 수 있다. 고정형 무선 백홀은 도플러 확산(doppler spread)이 없으므로 상관 시간(coherent time)이 길기 때문에, 참조 신호를 코움 타입(comb type)으로 배치하는 것보다 블록 타입으로 배치하는 것이 유리할 수 있다.

특히 백홀에서는 E-대역(E-Band)에서는 2 GHz 등의 넓은 대역폭을 사용할 수 있으므로, 이러한 환경에서 코움 타입(comb type)의 참조 신호를 사용하여 일부 부반송파의 채널을 추정하고, 그 사이 간극을 보간법(Interpolation)으로 추정하는 방법은 채널 추정의 정확도를 감소시킬 수 있다.

2k FFT(Fast Fourier Transform)를 사용하는 LTE에서 부반송파 간격은 20 MHz 대역폭에서 15 kHz이지만, E-대역을 사용하는 무선 백홀에서는 동일한 조건에서 부반송파 간격이 1.5 MHz가 될 수 있다. 이와 같이, E-대역에서 고차원 변조를 수행하여 정확한 채널 추정을 하기 위해서는, 넓은 대역을 추정해야 하는 코움 유형보다 블록 유형으로 참조 신호를 배치하는 것이 효과적일 수 있다.

도 5는 통신 시스템에서 기지국이 참조 신호의 송수신 방법을 도시한 순서도이다.

도 5를 참조하면, 기지국은 수신 장치로 전송하기 위한 제1 참조 신호를 생성할 수 있다(S510). 기지국에 의해 생성되는 제1 참조 신호에는 CP가 포함될 수 있다. 여기서, 수신 장치는 중계기(relay) 또는 단말일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

기지국은 제1 참조 신호와 동일한 추가 참조 신호(참조 신호 #2, 참조 신호 #3, …, 참조 신호 #n)을 생성할 수 있다(S511). 제1 참조 신호와 추가 참조 신호들은 CP를 제외한 부분이 동일할 수 있다. E-대역 무선 백홀 환경에서는 얇은(sharp) 빔포밍(beamforming)을 사용하므로 셀간 간섭이 발생하지 않는 것으로 볼 수 있다. 따라서 블록 타입으로 형성된 참조 신호들을 사용하여도 인접 셀(cell)에 영향을 미치지 않는 바, 참조 신호에 스크램블 코드(scramble code)를 연산하는 과정이 생략될 수 있다. 이는 수신 장치에 송신하는 모든 참조 신호가 동일할 수 있다는 것을 의미한다. 한편, 이는 E-대역 무선 백홀과 유사한 WLAN, 가시광 통신 등의 환경에도 적용될 수 있다.

기지국에 의해 생성되는 제1 참조 신호에는 CP가 삽입될 수 있다. 그리고 제1 참조 신호와 동일한 추가 참조 신호들에는 CP가 삽입되지 않을 수 있다. 기지국은 추가 참조 신호들을 제1 참조 신호와 연속하여 전송할 수 있다. 기지국에 의해 전송하는 다수의 참조 신호의 구조는 도 6을 참조하여 상세히 설명한다.

도 6은 통신 시스템에서 송수신되는 다수의 참조 신호의 구조를 도시한 개념도이다. 실제 다수의 참조 신호는 제1 참조 신호 및 제1 참조 신호와 동일한 n개의 참조 신호를 포함할 수 있으나, 설명의 편의를 위해 추가 참조 신호의 개수가 3인 경우를 가정한다.

도 6을 참조하면, 기지국은 제1 참조 신호(602A)에 제1 CP(601A)가 삽입된 신호, 제2 참조 신호(602B)에 제2 CP(601B)가 삽입된 신호, 제3 참조 신호(602C)에 제3 CP(601C)가 삽입된 신호 및 제4 참조 신호(602D)에 제1 CP(601D)가 삽입된 신호를 수신 장치로 전송할 수 있다.

이 때, 실제 전송되는 다수의 참조 신호(620)는 제1 참조 신호(602A)에만 제1 CP(601A)가 삽입되고, 제2 참조 신호(602B), 제3 참조 신호(602C) 및 제4 참조 신호(602D)에는 제2 CP(601B), 제3 CP(601C) 및 제4 CP(601D)가 삽입되지 않을 수 있다.

즉, 기지국이 다수의 동일한 참조 신호를 수신 장치로 전송하는 경우, 제1 참조 신호(602A)에만 제1 CP(601A)를 삽입하고, 연속적으로 전송되는 제2 참조 신호(602B), 제3 참조 신호(602C) 및 제4 참조 신호(602D)에는 CP들(601B, 601C, 601D)을 삽입하지 않을 수 있다.

이는 CP가 심볼 후단을 복사하여 심볼 전단에 삽입하는 것인데, 제1 참조 신호(602A)와 연속하는 제2 참조 신호(602B)부터는 직전 심볼(들)에 존재하는 참조 신호가 자신과 동일한 참조 신호이므로, 직전 심볼(들)에 존재하는 참조 신호의 후단이 CP와 동일한 역할을 수행할 수 있다는 것에 기인한다.

즉, 수신 장치는 제2 참조 신호(602B)는 제1 참조 신호(602A)의 후단 영역을 CP(603A)로 활용할 수 있다. 수신 장치는 제3 참조 신호(602C)는 제2 참조 신호(602B)의 후단 영역을 CP(603B)로 활용할 수 있다. 수신 장치는 제4 참조 신호(602D)는 제3 참조 신호(602C)의 후단 영역을 CP(603C)로 활용할 수 있다. 상기 CP들(603A, 603B, 603C)은 '내재된 CP'로 명명될 수 있다. CP는 수신 장치에서 ISI(Inter-symbol interference)가 발생할 때, 이를 제거하기 위한 것이라는 점을 고려해본다면, 상기 '내재된 CP(Inherent CP)(603A, 603B, 603C)'를 통해 ISI 제거를 효과적으로 수행할 수 있다.

이와 같이, 기지국이 고차원(High-order) QAM의 복조를 위하여 다수의 참조 신호를 전송해야 하는 경우, 빔포밍을 수행하는 고정형 무선 백홀 환경에서는 동일한 참조 신호를 연속하여 전송할 수 있다. 이 때, 기지국은 제1 참조 신호(602A)에만 CP(601A)를 삽입하고, 제1 참조 신호(602A)와 연속하는 제2 참조 신호(602B), 제3 참조 신호(602C), 제4 참조 신호(602D)에는 CP들(601B, 601C, 601D)을 삽입하지 않을 수 있다. QAM의 차원이 높아질수록 수신 장치에는 채널 추정을 위해 보다 많은 참조 신호가 필요할 수 있는데, 기지국은 다수의 참조 신호들을 상기와 같은 형태로 구성함으로써 CP로 인한 중복(redundancy)을 현저히 줄일 수 있다. 또한 채널의 상태에 따라 CP의 길이를 가변할 수 있는 가변 CP 크기(Variable CP size) 시스템에서도, 참조 신호의 CP 길이는 최대값이 유지되어야 한다는 측면에서, CP로 인한 중복(redundancy)을 현저히 줄일 수 있다.

한편, 일반적으로 참조 신호의 밀집도 및 패턴은 최대 도플러 주파수를 기반으로 도출된 코히런스 시간(coherence time)을 기반으로 설계될 수 있다. 이를 통해 단말은 채널 추정이 가능하며, 수신된 데이터의 복조를 수행할 수 있다. 앞서 설명된 실시예들에 따른 참조 신호 전송 방법은 무선 백홀 환경에서 수행될 수 있고, 따라서 코히런스 시간(coherence time)이 길기 때문에, 다수의 참조 신호들을 TTI(transmission time interval)의 앞쪽에 집중적으로 배치할 수 있다.

다시 도 5를 참조하면, 기지국은 CP가 삽입된 제1 참조 신호 및 다수의 추가 참조 신호들을 수신 장치에 전송할 수 있다(S512).

전송되는 다수의 참조 신호(620)의 구조는 제1 참조 신호(602A)에만 제1 CP(601A)가 삽입되고, 제2 참조 신호(602B), 제3 참조 신호(602C) 및 제4 참조 신호(602D)에는 제2 CP(601B), 제3 CP(601C) 및 제4 CP(601D)가 삽입되지 않는 구조일 수 있다. 이 때, CP가 삽입된 상기 제1 참조 신호 및 추가 참조 신호들은 빔포밍(beamforming) 방식으로 전송될 수 있다. 다수의 참조 신호들을 전송하기 위한 빔포밍 방식은 얇은(sharp) 빔포밍 방식일 수 있다.

수신 장치는 제1 참조 신호(602A)에만 제1 CP(601A)가 삽입되고, 제2 참조 신호(602B), 제3 참조 신호(602C) 및 제4 참조 신호(602D)에는 제2 CP(601B), 제3 CP(601C) 및 제4 CP(601D)가 삽입되지 않는 구조를 가지는 다수의 참조 신호(620)를 수신할 수 있다(S512).

수신 장치는 제1 참조 신호에 대한 복조 동작을 수행할 수 있다(S513). 수신 장치는, 제1 참조 신호의 수신 타이밍이 기지국과 단말 간의 하향링크 타이밍과 상이한 경우, 제1 참조 신호(602A)에 삽입된 제1 CP(601A)를 사용하여 제1 참조 신호(602A)를 복원할 수 있다. 수신 장치는 복원된 제1 참조 신호(602A)에 대한 복조 동작을 수행할 수 있다.

수신 장치는 추가 참조 신호들에 대한 복조 동작을 수행할 수 있다(S514). 추가 참조 신호들에 대해 복조 동작을 수행하는 과정은 도 7을 참조하여 상세히 설명한다. 도 7은 통신 시스템에서 제1 참조 신호의 후단 영역을 CP로 사용하여 제2 참조 신호에 대한 복조 동작을 수행하는 과정을 도시한 개념도이다. 도 7에는 추가 참조 신호들 중 제2 참조 신호만이 도시되어 있으나, 제2 참조 신호에 대한 내용은 제2 참조 신호와 연속하는 다수의 참조 신호들에도 동일하게 적용될 수 있다.

도 7을 참조하면, 수신 장치는 제2 참조 신호의 수신 타이밍이 기지국과 단말 간의 하향링크 타이밍과 상이한 경우, 제1 참조 신호(602A)의 후단 영역을 CP로 사용하여 제2 참조 신호(602B)를 복원할 수 있다. 수신 장치는 복원된 제2 참조 신호(602B)에 대한 복조 동작을 수행할 수 있다. 이와 같이, 제2 참조 신호 바로 앞에 존재하는 제1 참조 신호의 후단 영역(930)이 제2 참조 신호에 대한 CP 역할을 수행하여, 수신 장치가 채널 지연 탭에 의한 심벌 간 간섭(Inter-Symbol Interference, ISI)을 효과적으로 제거하도록 할 수 있다.

도 8은 통신 시스템에서 다수의 참조 신호를 송신하는 송신 장치의 구조를 도시한 개념도이다.

송신 장치(800)는 일 실시예로서 기지국일 수 있다. 송신기(800)는 변조부(810), IFTT부(820), CP 삽입부(830) 및 송신부(840)를 포함할 수 있다.

변조부(810)는 참조 신호를 QAM 방식으로 변조할 수 있다. 일 실시예로서 16-QAM 또는 64-QAM 방식으로 참조 신호를 변조할 수 있다.

IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)부(820)는 변조부(810)로부터 변조된 참조 신호를 수신할 수 있다. IFFT부(820)는 IFFT 방식을 사용하여 주파수 영역의 참조 신호들을 시간 영역의 참조 신호들로 변환할 수 있다. 또한 IFFT부(820)는 IDFT(Inverse Discrete Fourier Transform) 방식을 사용하여 주파수 영역의 참조 신호들을 시간 영역의 참조 신호들로 변환할 수 있다. IFFT부(820)는 시간 영역의 참조 신호들을 CP 삽입부(830)에 전송할 수 있다. 이 때, IFFT부(820)는 다수의 참조 신호들 중 제1 참조 신호만을 CP 삽입부(830)로 전송할 수 있고, 제1 참조 신호와 연속하는 후행 추가 참조 신호들은 CP 삽입부(830)를 거치지 않고, 후술하는 송신부(840)로 전송할 수 있다.

CP 삽입부(830)는 참조 신호에 대하여 CP를 삽입할 수 있다. 구체적으로 CP 삽입부(830)는 다수의 참조 신호 중 IFFT부(820)로부터 수신된 제1 참조 신호에 CP를 삽입할 수 있다. 한편, 전술한 바와 같이, 제1 참조 신호와 연속하는 후행 추가 참조 신호들은 CP 삽입부(830)로 수신되지 않을 수 있다. 이와 같이, 송신 장치(800)는 참조 신호들에 선택적으로 CP가 삽입되도록 할 수 있다. 한편, CP의 삽입은 참조 신호 후단 일정 구간을 복사하여 참조 신호 전단에 삽입하는 방식으로 수행될 수 있다. 송신부(840)는 CP 삽입부(830)로부터 다수의 참조 신호를 수신할 수 있고, 상기 다수의 참조 신호들을 수신 장치에 전송할 수 있다.

도 9는 통신 시스템에서 다수의 참조 신호를 수신하는 수신 장치의 구조를 도시한 개념도이다.

수신 장치(900)는 일 실시예로서 중계국 또는 단말일 수 있다. 수신 장치(900)는 멀티 플렉서(910), CP 제거부(920), FFT부(930) 및 복조부(940)를 포함할 수 있다. 멀티 플렉서(910)는 송신 장치로부터 전송된 다수의 참조 신호를 단일 회선으로 전송할 수 있다. 이 때, 멀티 플렉서(910)는 다수의 참조 신호들 중 제1 참조 신호만을 CP 제거부(920)로 전송할 수 있고, 제1 참조 신호와 연속하는 후행 추가 참조 신호들은 CP 제거부(920)를 거치지 않고, 후술하는 송신부(840)로 전송할 수 있다.

CP 제거부(920)는 멀티 플렉서(910)로부터 수신된 참조 신호에 대하여 CP를 제거할 수 있다. CP 제거부(920)는 멀티 플렉서(910)로부터 수신된 다수의 참조 신호들 중 제1 참조 신호만을 수신할 수 있고, 제1 참조 신호에 삽입된 CP를 제거할 수 있다. 한편, 전술한 바와 같이, 제1 참조 신호와 연속하는 후행 추가 참조 신호들은 CP 제거부(920)로 수신되지 않을 수 있다. 이와 같이, 수신 장치(900)는 참조 신호들에 선택적으로 CP가 제거되도록 할 수 있다.

FFT(Fast Fourier Transform)부(930)는 CP 제거부(920)으로부터 CP가 제거되거나 혹은 제거되지 않은 참조 신호를 수신할 수 있다. FFT부(930)는 FFT 방식을 사용하여 시간 영역의 참조 신호들을 주파수 영역의 참조 신호들로 변환할 수 있다. FFT부(830)은 주파수 영역으로 변환된 참조 신호들을 복조부(840)에 전송할 수 있다. 복조부(840)는 주파수 영역으로 변환된 참조 신호들을 수신하고, 복조할 수 있다.

본 발명에 따른 방법들은 다양한 컴퓨터 수단을 통해 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 컴퓨터 판독가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위해 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체의 예에는 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리(flash memory) 등과 같이 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함될 수 있다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러(compiler)에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터(interpreter) 등을 사용해서 컴퓨터에 의해 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함할 수 있다. 상술한 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 적어도 하나의 소프트웨어 모듈로 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.

또한, 상술한 방법 또는 장치는 그 구성이나 기능의 전부 또는 일부가 결합되어 구현되거나, 분리되어 구현될 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims

무선 통신 시스템에서 기지국이 참조 신호(Reference Signal, RS)를 전송하는 방법에 있어서,
CP(cyclic prefix, CP)를 포함하는 스크램블링 코드에 대한 연산 없이 제1 참조 신호를 생성하는 단계;
상기 CP를 포함하지 않은 하나 이상의 추가 참조 신호들을 스크램블링 코드에 대한 연산 없이 생성하는 단계; 및
E-주파수 대역에서 상기 제1 참조 신호 및 상기 하나 이상의 추가 참조 신호들을 R-PDCCH(relay-physical downlink control channel)를 통하여 전송하는 단계를 포함하며,
상기 제1 참조 신호 및 상기 하나 이상의 추가 참조 신호들은 채널 추정에 사용되는 복조 참조 신호인, 참조 신호 전송 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 참조 신호 및 상기 하나 이상의 추가 참조 신호들은 빔포밍(beamforming) 방식으로 전송되는, 참조 신호 전송 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 하나 이상의 추가 참조 신호들은 동일한 n개의 참조 신호를 포함하며, 상기 n개의 참조 신호는 상기 제1 참조 신호와 연속하여 전송되고, 상기 n은 자연수인 것을 특징으로 하는, 참조 신호 전송 방법.
청구항 3에 있어서,
상기 제1 참조 신호의 후단 영역은 상기 추가 참조 신호들 중에서 어느 하나의 추가 참조 신호를 위한 CP로 사용되는 것을 특징으로 하는, 참조 신호 전송 방법.
무선 통신 시스템에서 참조 신호(Reference Signal, RS)를 수신하는 수신 장치에 있어서,
프로세서(processor);
상기 프로세서를 통해 실행되는 적어도 하나의 명령이 저장된 메모리(memory); 및
상기 프로세서의 제어에 따라 신호를 송수신하는 안테나를 포함하고,
상기 적어도 하나의 명령은,
E-주파수 대역에서 기지국으로부터 R-PDCCH를 통하여 스크램블링 코드에 대한 연산 없는 제1 참조 신호를 수신하고,
상기 제1 참조 신호에 포함된 CP(cyclic prefix)를 사용하여 상기 제1 참조 신호에 대한 복조 동작을 수행하고,
상기 E-주파수 대역에서 상기 기지국으로부터 상기 R-PDCCH를 통하여 스크램블링 코드에 대한 연산 없는 제2 참조 신호를 수신하고,
상기 제2 참조 신호의 수신 타이밍이 상기 수신 장치와 상기 기지국 간의 하향링크 타이밍과 다른 경우, 상기 제1 참조 신호의 후단 영역을 사용하여 상기 제2 참조 신호를 복원하고, 그리고
상기 복원된 제2 참조 신호에 대한 복조 동작을 수행하도록 실행되며,
상기 제1 참조 신호 및 상기 제2 참조 신호는 채널 추정에 사용되는 복조 참조 신호인, 수신 장치.
청구항 5에 있어서,
상기 제2 참조 신호에는 상기 CP가 삽입되지 않는 것을 특징으로 하는, 수신 장치.
청구항 5에 있어서,
상기 제2 참조 신호는 상기 제1 참조 신호와 동일한 참조 신호인 것을 특징으로 하는, 수신 장치.
청구항 5에 있어서,
상기 적어도 하나의 명령은,
상기 제2 참조 신호와 동일한 n개의 참조 신호를 수신하고, 상기 n개의 참조 신호는 상기 제2 참조 신호와 연속하여 수신되도록 더 실행되고, 상기 n은 자연수인 것을 특징으로 하는, 수신 장치.
무선 통신 시스템에서 참조 신호(Reference Signal, RS)를 전송하는 기지국에 있어서,
프로세서(processor);
상기 프로세서를 통해 실행되는 적어도 하나의 명령이 저장된 메모리(memory); 및
상기 프로세서의 제어에 따라 신호를 송수신하는 안테나를 포함하고,
상기 적어도 하나의 명령은,
CP(cyclic prefix, CP)를 포함하는 스크램블링 코드에 대한 연산 없이 제1 참조 신호를 생성하고;
상기 CP를 포함하지 않은 하나 이상의 추가 참조 신호들을 스크램블링 코드에 대한 연산 없이 생성하고; 그리고
E-주파수 대역에서 상기 제1 참조 신호 및 상기 하나 이상의 추가 참조 신호들을 R-PDCCH(relay-physical downlink control channel)를 통하여 전송하는 것을 야기하도록 동작하며,
상기 제1 참조 신호 및 상기 하나 이상의 추가 참조 신호들은 채널 추정에 사용되는 복조 참조 신호인, 기지국.
청구항 9에 있어서,
상기 하나 이상의 추가 참조 신호들은 동일한 n개의 참조 신호를 포함하며, 상기 n개의 참조 신호는 상기 제1 참조 신호와 연속하여 전송되고, 상기 n은 자연수인 것을 특징으로 하는, 기지국.
청구항 9에 있어서,
상기 제1 참조 신호의 후단 영역은 상기 추가 참조 신호들 중에서 어느 하나의 추가 참조 신호를 위한 CP로 사용되는 것을 특징으로 하는, 기지국.