KR102606801B1 - 무선 통신 시스템의 초기 접속 방법 및 장치 - Google Patents

무선 통신 시스템의 초기 접속 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 개시는 무선 통신 시스템의 초기 접속 방법 및 장치에 관한 것으로, 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 단말의 초기 접속 방법은, 각각 다른 동기신호블록이 전송되는 복수 개의 동기 신호를 검출하는 단계 및 복수 개의 동기 신호에 포함된 적어도 하나 이상의 동기신호블록을 선택하여 설정된 기준에 따라 초기 접속 절차를 수행하는 단계를 포함한다.

Description

무선 통신 시스템의 초기 접속 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR INITIAL ACCESS IN WIRELSS COMMUNICATION SYSTEM}
본 개시는 무선 통신 시스템의 초기 접속 방법 및 장치에 관한 것이다.
4G 통신 시스템 상용화 이후 증가 추세에 있는 무선 데이터 트래픽 수요를 충족시키기 위해, 개선된 5G 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템을 개발하기 위한 노력이 이루어지고 있다. 이러한 이유로, 5G 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템은 4G 네트워크 이후 (Beyond 4G Network) 통신 시스템 또는 LTE 시스템 이후 (Post LTE) 이후의 시스템이라 불리어지고 있다. 높은 데이터 전송률을 달성하기 위해, 5G 통신 시스템은 초고주파(mmWave) 대역 (예를 들어, 60기가(60GHz) 대역과 같은)에서의 구현이 고려되고 있다. 초고주파 대역에서의 전파의 경로손실 완화 및 전파의 전달 거리를 증가시키기 위해, 5G 통신 시스템에서는 빔포밍(beamforming), 거대 배열 다중 입출력(massive MIMO), 전차원 다중입출력(Full Dimensional MIMO: FD-MIMO), 어레이 안테나(array antenna), 아날로그 빔형성(analog beam-forming), 및 대규모 안테나 (large scale antenna) 기술들이 논의되고 있다. 또한 시스템의 네트워크 개선을 위해, 5G 통신 시스템에서는 진화된 소형 셀, 개선된 소형 셀 (advanced small cell), 클라우드 무선 액세스 네트워크 (cloud radio access network: cloud RAN), 초고밀도 네트워크 (ultra-dense network), 기기 간 통신 (Device to Device communication: D2D), 무선 백홀 (wireless backhaul), 이동 네트워크 (moving network), 협력 통신 (cooperative communication), CoMP (Coordinated Multi-Points), 및 수신 간섭제거 (interference cancellation) 등의 기술 개발이 이루어지고 있다. 이 밖에도, 5G 시스템에서는 진보된 코딩 변조(Advanced Coding Modulation: ACM) 방식인 FQAM (Hybrid FSK and QAM Modulation) 및 SWSC (Sliding Window Superposition Coding)과, 진보된 접속 기술인 FBMC(Filter Bank Multi Carrier), NOMA(non-orthogonal multiple access), 및 SCMA(sparse code multiple access) 등이 개발되고 있다.
한편, 인터넷은 인간이 정보를 생성하고 소비하는 인간 중심의 연결 망에서, 사물 등 분산된 구성 요소들 간에 정보를 주고 받아 처리하는 IoT(Internet of Things, 사물인터넷) 망으로 진화하고 있다. 클라우드 서버 등과의 연결을 통한 빅데이터(Big data) 처리 기술 등이 IoT 기술에 결합된 IoE (Internet of Everything) 기술도 대두되고 있다. IoT를 구현하기 위해서, 센싱 기술, 유무선 통신 및 네트워크 인프라, 서비스 인터페이스 기술, 및 보안 기술과 같은 기술 요소 들이 요구되어, 최근에는 사물간의 연결을 위한 센서 네트워크(sensor network), 사물 통신(Machine to Machine, M2M), MTC(Machine Type Communication)등의 기술이 연구되고 있다. IoT 환경에서는 연결된 사물들에서 생성된 데이터를 수집, 분석하여 인간의 삶에 새로운 가치를 창출하는 지능형 IT(Internet Technology) 서비스가 제공될 수 있다. IoT는 기존의 IT(information technology)기술과 다양한 산업 간의 융합 및 복합을 통하여 스마트홈, 스마트 빌딩, 스마트 시티, 스마트 카 혹은 커넥티드 카, 스마트 그리드, 헬스 케어, 스마트 가전, 첨단의료서비스 등의 분야에 응용될 수 있다.
이에, 5G 통신 시스템을 IoT 망에 적용하기 위한 다양한 시도들이 이루어지고 있다. 예를 들어, 센서 네트워크(sensor network), 사물 통신(Machine to Machine, M2M), MTC(Machine Type Communication)등의 기술이 5G 통신 기술인 빔 포밍, MIMO 및 어레이 안테나 등의 기법에 의해 구현되고 있는 것이다. 앞서 설명한 빅데이터 처리 기술로써 클라우드 무선 액세스 네트워크(cloud RAN)가 적용되는 것도 5G 기술과 IoT 기술 융합의 일 예라고 할 수 있을 것이다.
상술한 것과 무선통신 시스템의 발전에 따라 다양한 서비스를 제공할 수 있게 됨으로써, 이러한 서비스들을 효과적으로 제공하기 위한 방안이 요구되고 있다.
개시된 실시예는 무선통신 시스템에서 서비스를 효과적으로 제공할 수 있다.
일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 단말의 초기 접속 방법은, 각각 다른 동기신호블록이 전송되는 복수 개의 동기 신호를 검출하는 단계 및 복수 개의 동기 신호에 포함된 적어도 하나 이상의 동기신호블록을 선택하여 설정된 기준에 따라 초기 접속 절차를 수행하는 단계를 포함한다.
도 1은 LTE, LTE-A 또는 이와 유사한 시스템의 하향링크 무선 자원 영역인 시간-주파수 영역의 전송 구조를 나타낸 도면이다.
도 2는 LTE 시스템에서 동기 신호 및 브로드캐스트(Broadcast) 채널이 전송되는 구조를 도시한 도면이다.
도 3은 일 실시예에 따른 5G 또는 NR 시스템에서의 동기 신호 블록(Synchronization Signal Block; SS block, 300)를 도시한 도면이다.
도 4는 일 실시예에 따른 5G 또는 NR 시스템에서 고려하는 6 GHz 이하 주파수 대역에서 동기 신호 블록의 전송 패턴을 도시한 도면이다.
도 5는 일 실시예에 따른 5G 또는 NR 시스템에서 고려하는 6 GHz 이상 주파수 대역에서 동기 신호 블록의 전송 패턴을 도시한 도면이다.
도 6은 일 실시예에 따른 5G 또는 NR 시스템에서 복수 개의 동기신호블록을 전송하는 방법을 도시한 도면이다.
도 7은 일 실시예에 따른 5G 또는 NR 시스템에서 240KHz 부반송파 간격을 갖는 동기신호블록에 대한 전송 가능한 위치를 도시한 도면이다.
도 8은 일 실시예에 따른 단말의 동작을 도시한 도면이다.
도 9는 일 실시예에 따른 단말의 동작을 도시한 도면이다.
도 10은 일 실시예에 따른 단말의 내부 구성을 나타내는 블록도이다.
도 11은 일 실시예에 따른 기지국의 내부 구성을 나타내는 블록도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예를 상세하게 설명한다.
실시예를 설명함에 있어서 본 개시가 속하는 기술 분야에 익히 알려져 있고 본 개시와 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 개시의 요지를 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다.
마찬가지 이유로 첨부된 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다. 또한, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다. 각 도면에서 동일한 또는 대응하는 구성 요소에는 동일한 참조 번호를 부여하였다.
본 개시의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 개시는 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 실시예들은 본 개시가 완전하도록 하고, 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 개시는 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이때, 처리 흐름도 도면들의 각 블록과 흐름도 도면들의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다. 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.
또한, 각 블록은 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또, 몇 가지 대체 실행 예들에서는 블록들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.
이때, 본 실시예에서 사용되는 '~부'라는 용어는 소프트웨어 또는 FPGA(Field Programmable Gate Array) 또는 ASIC(Application Specific Integrated Circuit)과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, '~부'는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 '~부'는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '~부'는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 '~부'는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들, 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 '~부'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '~부'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '~부'들로 더 분리될 수 있다. 뿐만 아니라, 구성요소들 및 '~부'들은 디바이스 또는 보안 멀티미디어카드 내의 하나 또는 그 이상의 CPU들을 재생시키도록 구현될 수도 있다. 또한 실시예에서 '~부'는 하나 이상의 프로세서를 포함할 수 있다.
무선 통신 시스템은 초기의 음성 위주의 서비스를 제공하던 것에서 벗어나 예를 들어, 3GPP의 HSPA(High Speed Packet Access), LTE(Long Term Evolution 혹은 E-UTRA (Evolved Universal Terrestrial Radio Access)), LTE-Advanced (LTE-A), 3GPP2의 HRPD(High Rate Packet Data), UMB(Ultra Mobile Broadband), 및 IEEE의 820.16e 등의 통신 표준과 같이 고속, 고품질의 패킷 데이터 서비스를 제공하는 광대역 무선 통신 시스템으로 발전하고 있다. 또한, 5세대 무선통신 시스템으로 5G 혹은 NR (new radio)의 통신표준이 만들어지고 있다.
광대역 무선 통신 시스템의 대표적인 예로, LTE 시스템에서는 하향링크(Downlink; DL)에서는 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 방식을 채용하고 있고, 상향링크(Uplink; UL)에서는 SC-FDMA(Single Carrier Frequency Division Multiple Access) 방식을 채용하고 있다. 상향링크는 단말(UE(User Equipment) 혹은 MS(Mobile Station))이 기지국(eNode B, 혹은 base station(BS))으로 데이터 혹은 제어신호를 전송하는 무선링크를 뜻하고, 하향링크는 기지국이 단말로 데이터 혹은 제어신호를 전송하는 무선링크를 뜻한다. 이와 같은 다중 접속 방식은, 통상 각 사용자 별로 데이터 혹은 제어정보를 실어 보낼 시간-주파수 자원을 서로 겹치지 않도록, 즉, 직교성(Orthogonality)이 성립하도록, 할당 및 운용함으로써 각 사용자의 데이터 혹은 제어정보를 구분할 수 있다.
LTE 이후의 향후 통신 시스템, 즉, 5G 또는 NR 시스템은 사용자 및 서비스 제공자 등의 다양한 요구 사항을 자유롭게 반영할 수 있어야 하기 때문에 다양한 요구사항을 동시에 만족하는 서비스가 지원되어야 한다. 5G 또는 NR 시스템을 위해 고려되는 서비스로는 향상된 모바일 광대역 통신(enhanced Mobile Broadband, eMBB), 대규모 기계형 통신(massive machine type communication, mMTC), 초신뢰 저지연 통신(Ultra Reliability Low Latency Communciation, URLLC) 등이 있다.
eMBB는 기존의 LTE, LTE-A 또는 LTE-Pro 시스템이 지원하는 데이터 전송 속도보다 더욱 향상된 데이터 전송 속도를 제공하는 것을 목표로 한다. 예를 들어, 5G 또는 NR 시스템에서 eMBB는 하나의 기지국 관점에서 하향링크에서는 20Gbps의 최대 전송 속도(peak data rate), 상향링크에서는 10Gbps의 최대 전송 속도를 제공할 수 있어야 한다. 또한, 5G 또는 NR 시스템은 최대 전송 속도를 제공하는 동시에, 증가된 단말의 실제 체감 전송 속도(User perceived data rate)를 제공해야 한다. 이와 같은 요구 사항을 만족시키기 위해, 더욱 향상된 다중 안테나(Multi Input Multi Output, MIMO) 전송 기술을 포함하여 다양한 송수신 기술의 향상을 요구한다. 또한 현재의 LTE 시스템이 사용하는 2GHz 대역에서 최대 20MHz 전송대역폭을 사용하여 신호를 전송하는 반면에 5G 또는 NR시스템은 3~6GHz 또는 6GHz 이상의 주파수 대역에서 20MHz 보다 넓은 주파수 대역폭을 사용함으로써 5G 통신시스템에서 요구하는 데이터 전송 속도를 만족시킬 수 있다.
동시에, 5G 또는 NR 시스템에서 사물 인터넷(Internet of Thing, IoT)와 같은 응용 서비스를 지원하기 위해 mMTC가 고려되고 있다. mMTC는 효율적으로 사물 인터넷을 제공하기 위해 셀 내에서 대규모 단말의 접속 지원, 단말의 커버리지 향상, 향상된 배터리 시간, 단말의 비용 감소 등이 요구된다. 사물 인터넷은 여러 가지 센서 및 다양한 기기에 부착되어 통신 기능을 제공하므로 셀 내에서 많은 수의 단말(예를 들어, 1,000,000 단말/km2)을 지원할 수 있어야 한다. 또한, mMTC를 지원하는 단말은 서비스의 특성상 건물의 지하와 같이 셀이 커버하지 못하는 음영지역에 위치할 가능성이 높으므로 5G 또는 NR 시스템에서 제공하는 다른 서비스 대비 더욱 넓은 커버리지를 요구한다. mMTC를 지원하는 단말은 저가의 단말로 구성되어야 하며, 단말의 배터리를 자주 교환하기 힘들기 때문에 10~15년과 같이 매우 긴 배터리 생명시간(battery life time)이 요구된다.
마지막으로, URLLC의 경우, 특정한 목적(mission-critical)으로 사용되는 셀룰라 기반 무선 통신 서비스이다. 예를 들어, 로봇(Robot) 또는 기계 장치(Machinery)에 대한 원격 제어(remote control), 산업 자동화(industrial automation), 무인 비행장치(Unmaned Aerial Vehicle), 원격 건강 제어(Remote health care), 비상 상황 알림(emergency alert) 등에 사용되는 서비스 등을 고려할 수 있다. 따라서 URLLC가 제공하는 통신은 매우 낮은 저지연 및 매우 높은 신뢰도 제공해야 한다. 예를 들어, URLLC을 지원하는 서비스는 0.5 밀리초보다 작은 무선 접속 지연시간(Air interface latency)를 만족해야 하며, 동시에 10-5 이하의 패킷 오류율(Packet Error Rate)의 요구사항을 갖는다. 따라서, URLLC을 지원하는 서비스를 위해 5G 또는 NR 시스템은 다른 서비스보다 작은 전송 시간 구간(Transmit Time Interval, TTI)를 제공해야 하며, 동시에 통신 링크의 신뢰성을 확보하기 위해 주파수 대역에서 넓은 리소스를 할당해야 하는 설계사항이 요구된다.
5G 또는 NR 시스템의 세가지 서비스들, 즉 eMBB, URLLC, mMTC는 하나의 시스템에서 다중화되어 전송될 수 있다. 이 때, 각각의 서비스들이 갖는 상이한 요구사항을 만족시키기 위해 서비스간에 서로 다른 송수신 기법 및 송수신 파라미터를 사용할 수 있다.
후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 이하, 기지국은 단말의 자원할당을 수행하는 주체로서, eNode B, Node B, BS (Base Station), 무선 접속 유닛, 기지국 제어기, 또는 네트워크 상의 노드 중 적어도 하나일 수 있다. 단말은 UE (User Equipment), MS (Mobile Station), 셀룰러폰, 스마트폰, 컴퓨터, 또는 통신기능을 수행할 수 있는 멀티미디어시스템을 포함할 수 있다. 본 발명에서 하향링크(Downlink; DL)는 기지국이 단말에게 전송하는 신호의 무선 전송경로이고, 상향링크는(Uplink; UL)는 단말이 기국에게 전송하는 신호의 무선 전송경로를 의미한다. 또한, 이하에서 LTE 혹은 LTE-A 시스템을 일례로서 본 발명의 실시예를 설명하지만, 유사한 기술적 배경 또는 채널형태를 갖는 여타의 통신시스템에도 본 발명의 실시예가 적용될 수 있다. 예를 들어 LTE-A 이후에 개발되는 5세대 이동통신 기술(5G, new radio, NR)이 이에 포함될 수 있을 것이다. 또한, 본 발명의 실시예는 숙련된 기술적 지식을 가진자의 판단으로써 본 발명의 범위를 크게 벗어나지 아니하는 범위에서 일부 변형을 통해 다른 통신시스템에도 적용될 수 있다.
이하 본 개시에서는 단말의 셀 ID 판단, 동기 획득, 및 시스템 정보 획득 등의 과정을 PSS/SSS 신호 검출 과정 또는 동기신호블록 검출과정으로 혼용하여 설명할 것이나, 이는 숙련된 기술적 지식을 가진 자의 판단으로써 본 개시의 범위를 크게 벗어나지 아니하는 범위에서 해석 가능할 것이다.
또한, 본 개시에서 단말의 PSS/SSS 신호 검출 방법은 상관값, 동기 검파(coherent detection)를 포함하여 다양한 방법이 존재하나, PSS/SSS 신호 검출 상세 방법에 본 발명의 요지와 무관하므로 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1는 LTE 시스템 또는 이와 유사한 시스템의 하향링크 무선 자원 영역인 시간-주파수 영역의 전송 구조를 나타낸 도면이다.
도 1는 LTE에서 시스템에서 하향링크에서 상기 데이터 혹은 제어채널이 전송되는 무선자원영역인 시간-주파수영역의 기본 구조를 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 무선 자원 영역에서 가로 축은 시간 영역을, 세로 축은 주파수 영역을 나타낸다. 시간 영역에서의 최소 전송단위는 OFDM 심벌로서, Nsymb 개의 OFDM 심벌(101)이 모여 하나의 슬롯(102)을 구성하고, 2 개의 슬롯이 모여 하나의 서브프레임(103)을 구성한다. 이때, 슬롯의 길이는 0.5ms 이고, 서브프레임의 길이는 1.0ms 일 수 있다. 그리고 라디오 프레임(104)은 10 개의 서브프레임으로 구성되는 시간 영역 구간이다. 주파수 영역에서의 최소 전송 단위는 서브캐리어(subcarrier)로서, 전체 시스템 전송 대역 (Transmission bandwidth)의 대역폭은 총 NRB DL개의 서브캐리어(105)로 구성될 수 있다. 다만, 이러한 구체적인 수치는 시스템에 따라 가변적으로 적용될 수 있다.
시간-주파수 영역에서 자원의 기본 단위는 리소스 엘리먼트(106, Resource Element; RE)로서 OFDM 심벌 인덱스 및 서브캐리어 인덱스로 나타낼 수 있다. 리소스 블록(107, Resource Block; RB 혹은 Physical Resource Block; PRB)은 시간영역에서 Nsymb 개의 연속된 OFDM 심벌(101)과 주파수 영역에서 NRB 개의 연속된 서브캐리어(108)로 정의될 수 있다. 따라서, 하나의 슬롯에서 하나의 RB(107)는 Nsymb x NRB 개의 RE(112)로 구성될 수 있다.
일반적으로 데이터의 최소 전송 단위는 RB이며, LTE 시스템에서 일반적으로 Nsymb = 7, NRB=12 이고, NBW 및 NRB 는 시스템 전송 대역의 대역폭에 비례할 수 있다. 다만, LTE 시스템이 아닌 다른 시스템에서는 다른 값을 사용할 수도 있다.
다음으로 LTE 및 LTE-A 시스템에서의 동기 신호의 구조에 대해 도면을 참조하여 보다 구체적으로 설명하도록 한다.
도 2는 LTE 시스템에서 동기 신호 및 브로드캐스트(Broadcast) 채널이 전송되는 구조를 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, LTE 시스템의 동기 신호인 PSS(201), SSS(202)와 시스템 정보를 전송하는 브로드캐스트 채널(Broadcast Channel)인 PBCH(203)이 각각 도시되어 있다. PSS(201), SSS(202), PBCH(203)에 대한 전송 방식은 듀플레스 모드에 따라 달라질 수 있다.
도 2에서 FDD(220)의 경우, PSS(201)는 서브프레임 0번과 5번의 첫 번째 슬롯, 즉 슬롯#0(205)과 슬롯#10(210)의 마지막 심볼에 전송되며, SSS(202)는 동일 슬롯(205, 210)의 마지막에서 두 번째 심볼, 즉 PSS(201) 바로 앞 심볼에서 전송된다. PBCH(203)은 PSS(201)가 전송되는 바로 다음 심볼에서 총 4 개의 심볼에 걸쳐 전송된다.
도 2에서 TDD(230)의 경우, PSS(201)는 서브프레임#1(208)과 서브프레임#6(210)의 세 번째 심볼에 전송되며, SSS(202)는 서브프레임#0(208)과 서브프레임#5(210)의 마지막 심볼, 즉 PSS(201)보다 3 개의 심볼 앞에 전송된다. PBCH(203)은 SSS(202)가 전송되는 슬롯의 첫 번째 심볼에서 총 4 개의 심볼에 걸쳐 전송된다.
LTE 시스템에서 미리 듀플렉스 방식이 알려지지 않은 경우에 FDD 및 TDD의 동기 신호의 위치 차이를 통해 사용되는 듀플렉스 방식을 알아낼 수 있다.
LTE 시스템에서 PSS는 셀 ID에 따라 세 개의 서로 다른 시퀀스에 매핑될 수 있으며, 이는 길이 63의 Zadoff-Chu(ZC) 시퀀스로 생성된다. 시퀀스는 전체 대역의 한가운데 73 개의 부반송파, 즉, 6 개의 RB에 매핑되어 전송될 수 있다. PSS를 검출함으로써 셀의 5ms 타이밍을 알 수 있고, PSS 대비 고정적인 오프셋(Offset)만큼 앞에 있는 SSS의 위치를 알 수 있다. 또한 셀 ID 그룹 내의 물리계층 ID에 대해 알 수 있다.
LTE 시스템에서 SSS는 셀 ID 그룹에 따라 168개의 서로 다른 시퀀스에 매핑될 수 있으며, 이는 두 개의 길이 31의 m-시퀀스, X와 Y의 주파수 인터리빙에 기초하여 생성된다. 한 셀 내에는 두 개의 SSS(서브프레임 0에서 SSS1, 서브프레임 5에서 SSS2)가 존재하며, SSS1과 SSS2는 동일한 시퀀스를 주파수 영역에서 위치를 바꾸어 사용한다. SSS를 검출함으로써, 시퀀스 X와 Y가 SSS1과 SSS2 사이에서 서로 뒤바뀌는 것을 이용하여, 프레임 타이밍을 찾을 수 있다. 또한 물리계층 ID 그룹을 알게 되어, PSS로부터 획득한 물리계층 ID와 조합하여 실제 셀 ID를 획득할 수 있다.
LTE 시스템에는 총 504 개의 서로 다른 물리계층 셀 ID가 정의되어 있고, 이는 각 그룹 당 3개의 셀 ID(물리계층 ID)가 있는 168개의 셀 ID 그룹(물리계층 ID 그룹)으로 나뉘어 진다. 한 셀의 PSS는 셀의 물리계층 ID에 따라 3 개의 서로 다른 값을 가질 수 있다. 보다 구체적으로, 하나의 물리계층 ID 그룹내의 3 개의 셀 ID는 각각 서로 다른 PSS에 대응된다. 따라서 단말이 셀의 PSS를 검출할 경우, 3 개의 물리계층 ID 중 한 가지를 알 수 있다. 물리계층 ID 중 하나를 획득하였더라도, 아직 물리계층 ID 그룹 자체는 어느 그룹인지 모르고 있으므로, 가능한 셀 ID는 504 개에서 168 개로 줄어든다. SSS는 셀의 물리계층 ID 그룹에 따라 168 개의 서로 다른 값을 가질 수 있고, 따라서, 단말이 셀의 SSS를 검출할 경우, 168 개의 물리계층 ID 그룹 중 한 가지를 알 수 있다. 결과적으로 PSS와 SSS에 대한 검출을 통해 알게 된 물리계층 ID와 물리계층 ID 그룹의 조합으로 504 개의 셀 ID 중 한 가지를 알 수 있다. 이를 하기 [수학식 1]로 표현할 수 있다.
[수학식 1]
Figure 112017129359731-pat00001
N(1) ID는 0에서 167 사이의 값을 가지는 물리계층 ID 그룹(1c-03)에 대한 값이며, SSS로부터 추정된다. N(2) ID는 0에서 2 사이의 값을 가지는 물리계층 ID(1c-04)에 대한 값이며, PSS로부터 추정된다.
도 2를 참조하면, 시스템 정보(System Information, SI)를 전송하는 브로드캐스트 채널(Broadcast Channel)인 PBCH(203)가 도시되어 있다. 상술한 동기 신호로 단말은 셀과 동기를 잡을 수 있고, 이에 따라 물리 계층 ID를 획득하며 셀 프레임 타이밍(timing)을 찾아낼 수 있다. 이에 성공하면 단말은 PBCH(203)를 통해 MIB(Master Information Block)라 불리는 제한된 양의 시스템 정보를 획득할 수 있다. 보다 구체적으로 MIB는 하기의 정보를 포함하고 있다.
- 하향링크 셀 대역폭에 대한 정보: MIB 내에서 4비트가 하향링크 대역폭을 가리키는데 사용된다. 각 주파수 대역에 대해서, RB(Resource Block) 개수로 정해지는 16개까지의 서로 다른 대역폭을 정의할 수 있다.
- 셀의 PHICH(Physical Hybrid ARQ Indicator Channel) 설정에 대한 정보: MIB 내에서 3비트가 PHICH 설정 정보를 가리키는데 사용된다. 단말은 PHICH 설정정보를 알고 있어야 필요한 PDCCH(Physical Downlink Control Channel)을 수신할 수 있다.
- SFN(System Frame Number): MIB 내에서 8비트가 SFN의 일부를 가리키는데 사용된다. SFN의 LSB(Least Significant Bit) 2bit는 PBCH 디코딩을 통해 간접적으로 획득할 수 있다.
상술한 MIB에 해당하는 하나의 전송 블록은 매 40ms 마다 한번씩 전송된다. 즉, PBCH(203)의 TTI(Transmit Time Interval)은 40ms이다. 보다 구체적으로 PBCH(203)은 네 개의 연속된 프레임(211)에서 각 프레임의 첫 번째 서브프레임, 즉, 서브프레임#0(207) 에 매핑되어 전송된다. PBCH(203)는 서브프레임#0(207)의 두 번째 슬롯(Slot)의 처음 4 개의 OFDM 심볼에서 한가운데 72 개의 부반송파 (즉 주파수 축으로 6RB)에 걸쳐서 전송된다. 동일한 PBCH(203)를 40ms 동안 네 번 반복하여 전송함으로써 채널 상태가 좋지 않은 단말들이 오류 없이 디코딩하기에 충분한 에너지를 확보할 수 있다. 채널 상태가 좋은 단말들은 반복된 PBCH의 일부만을 수신하여도 PBCH(203)를 디코딩할 수 있다.
지금까지는 LTE 시스템에서의 동기 신호 및 PBCH를 전송하는 방법에 대하여 설명하였다. 아래에서는 5G 또는 NR 시스템에 대해서 설명하도록 한다.
먼저, 5G 또는 NR 시스템에서 고려하는 부반송파 간격(Subcarrier Spacing)에 대해 설명한다.
5G 또는 NR 시스템에서는 다양한 서비스와 요구사항을 고려해서, 프레임 구조를 플렉서블(flexible)하게 정의하여 운용할 필요가 있다. 예를 들어, 각 서비스는 요구사항에 따라 다른 부반송파 간격을 갖는 것을 고려할 수 있다. 5G 또는 NR 통신 시스템에서 복수 개의 부반송파 간격을 지원하는 방식으로 하기와 같은 [수학식 2]를 사용하여 결정할 수 있다.
[수학식 2]
Figure 112017129359731-pat00002
여기서, f0는 시스템의 기본 부반송파 간격를 나타내며, m은 정수의 스케일링 팩터(Scaling Factor)를 나타낸다 예를 들어, f0가 15kHz라고 하면, 5G 통신 시스템이 가질 수 있는 서브캐리어 간격의 세트(set)는 3.75kHz, 7.5kHz, 15kHz, 30kHz, 60kHz, 120kHz, 240kHz, 480kHz 등으로 구성될 수 있다. 사용가능한 부반송파 간격 세트(Set)는 주파수 대역에 따라 상이할 수 있다. 예컨대 6GHz 이하의 주파수 대역에서는 3.75kHz, 7.5kHz, 15kHz, 30kHz, 60kHz가 사용될 수 있고, 6GHz 이상의 주파수 대역에서는 60kHz, 120kHz, 240kHz, 480kHz이 사용될 수 있다.
OFDM 심볼을 구성하는 부반송파 간격에 따라 해당 OFDM 심볼의 길이가 달라질 수 있다. 이는 OFDM 심볼의 특징으로 부반송파 간격과 OFDM 심볼의 길이는 서로 역수의 관계를 갖기 때문이다. 예컨대 부반송파 간격이 2배가 커지면 심볼 길이는 1/2로 짧아지고 반대로 부반송파 간격이 1/2로 작아지면 심볼 길이가 2배 길어진다.
다음으로 5G 또는 NR 시스템에서 동기 신호 및 PBCH가 전송되는 구조에 대해 설명한다.
도 3은 일 실시예에 따른 5G 또는 NR 시스템에서의 동기 신호 블록(Synchronization Signal Block; SS block, 300)를 도시한 도면이다.
동기 신호 블록(300)은 PSS(Primary Synchronization Signal, 301), SSS(Secondary Synchronization Signal, 303), PBCH(Physical Broadcast Channel, 302)로 구성되어 있다.
PSS(301)와 SSS(303)는 주파수 축으로 12 개의 RB(305), 시간 축으로 1 개의 OFDM 심볼(304)로 전송될 수 있다. 5G 또는 NR 시스템에서는 총 1008 개의 서로 다른 셀 ID가 정의될 수 있고, 셀의 물리계층 ID에 따라 PSS(301)는 3 개의 서로 다른 값을 가질 수 있고, SSS(303)는 336개의 서로 다른 값을 가질 수 있다. 단말은 PSS(301)와 SSS(303)에 대한 검출을 통해 그 조합으로 1008개의 셀 ID 중 한 가지를 알 수 있다. 이를 하기 [수학식 1]로 표현할 수 있다.
[수학식 1]
Figure 112017129359731-pat00003
N(1) ID는 SSS(303)로부터 추정될 수 있고 0에서 335 사이의 값을 가진다. N(2) ID는 PSS(301)로부터 추정될 수 있고, 0에서 2 사이의 값을 가진다. N(1) ID과 N(2) ID의 조합으로 셀 ID인 Ncell ID값을 추정할 수 있다.
PBCH(302)는 주파수 축으로 24 개의 RB(306), 시간 축으로 2 개의 OFDM 심볼(304)로 전송될 수 있다. PBCH(302)에서는 MIB로 불리는 다양한 시스템 정보들이 전송될 수 있으며, 아래의 내용 (Contents) 중 일부 혹은 전체가 PBCH를 통해 전송될 수 있다.
- (Part of) SFN: 7 - 10 bits
·At least 80 ms granularity
- H-SFN: 10 bits
- Timing information within radio frame: [0 - 7] bits
·E.g., SS block time index: 0 (for below 6GHz) or 3 (for above 6GHz) bits
·E.g., half radio frame timing: [0 - 1] bit
- RMSI scheduling information: [x] bits
·CORESET(s) information: [x] bits
- Simplified information of CORESET(s) configuration
- E.g., Time/frequency resource configuration of CORESET(s)
- Numerology of RMSI: [0 - 2] bits
·Information regarding frequency resources for PDSCH scheduling: [x] bits
- Information regarding bandwidth part: [x] bits
- Information for quick identification that there is no corresponding RMSI to the PBCH: [0 - 1] bit
- Information for quick identification that UE cannot camp on the cell: [0-1] bit
- SS burst set periodicity: [0 - 3] bits
- Information on actual transmitted SS block(s): [0 - x] bits
- Area ID: x bits
- Value tag: x bits
- cell ID extension: x bits
- Information on tracking RS: x bits
- Reserved bits: [x > 0] bits
상술한 바와 같이 동기 신호 블록(300)은 PSS(301), SSS(303), PBCH(302)로 구성되며 시간 축으로 총 4 개의 OFDM 심볼로 매핑된다. PSS(301)의 전송 대역폭 (12RB(305))과 SSS(303), PBCH(302)의 전송 대역폭(20RB(306))가 서로 다른 관계로, PBCH(302) 전송대역 (20RB(306)) 내에서 PSS(301)와 SSS(303)가 전송되는 OFDM 심볼에서는 PSS(301)와 가 전송되는 가운데 12 개의 RB를 제외한 양 쪽 4 개의 RB (도 3에서 (307)과 (308)에 해당)가 존재하며, (307)과 (308) 영역은 다른 신호를 전송하는데 사용되거나 비어 있을 수 있다.
동기 신호 블록은 모두 동일한 아날로그(Analog) 빔(Beam)으로 전송될 수 있다. 즉 PSS(301), SSS(303), PBCH(302)는 모두 동일한 빔으로 전송될 수 있다. 아날로그 빔은 주파수 축으로는 적용될 수 없는 특성으로 특정 아날로그 빔이 적용된 특정 OFDM 심볼 내의 모든 주파수 축 RB에서는 동일한 아날로그 빔이 적용된다. 즉, PSS(301), SSS(303), PBCH(302)가 전송되는 4 개의 OFDM 심볼들은 모두 동일한 아날로그 빔으로 전송될 수 있다.
도 4는 일 실시예에 따른 5G 또는 NR 시스템에서 고려하는 6GHz 이하 주파수 대역에서 동기 신호 블록의 전송 패턴을 도시한 도면이다.
5G 또는 NR 시스템에서 6 GHz 이하 주파수 대역에서는 동기 신호 블록 전송에 15kHz(420)의 부반송파 간격(Subcarrier Spacing)과 30kHz(430, 440)의 부반송파 간격이 사용될 수 있다. 15kHz 부반송파 간격에서는 하나의 동기 신호 블록에 대한 전송 패턴(도 4의 패턴#1(401))이 존재하고 30kHz 부반송파 간격에서는 두 개의 동기 신호 블록에 대한 전송 패턴(도 4의 패턴#2(402)과 패턴#3(403))이 존재한다.
부반송파 간격 15kHz(420)에서의 동기신호 블록 패턴#1(401)에서 동기 신호 블록은 1ms(404) 시간 내(혹은 1 개 슬롯이 14 개의 OFDM 심볼로 구성되어 있을 경우, 1 개 슬롯 길이에 해당)에서 최대 두 개가 전송될 수 있다. 도 4를 참보하면, 동기신호블록#0(407)과 동기신호블록#1(408)이 도시되어 있다. 이 때, 동기신호블록#0(407)은 3번째 OFDM 심볼에서 연속된 4 개의 심볼에 매핑될 수 있고, 동기신호블록#1(408)은 9번째 OFDM 심볼에서 연속된 4 개의 심볼에 매핑될 수 있다. 동기신호블록#0(407)과 동기신호블록#1(408)은 서로 다른 아날로그 빔이 적용될 수 있다. 따라서 동기신호블록#0(407)이 매핑된 3~6번째 OFDM 심볼은 모두 동일한 빔이 적용될 수 있고, 동기신호블록#1(408)이 매핑된 9~12번째 OFDM 심볼은 모두 동일한 빔이 적용될 수 있다. 동기신호블록이 매핑되지 않는 7, 8, 13, 14번째 OFDM 심볼에서는 어떤 빔을 사용할 지 기지국의 판단 하에 자유롭게 결정될 수 있다.
부반송파 간격 30kHz(430)에서의 동기신호 블록 패턴#2(402)에서 동기 신호 블록은 0.5ms(405) 시간 내(혹은 1 개 슬롯이 14 개의 OFDM 심볼로 구성되어 있을 경우, 1 개 슬롯 길이에 해당)에서 최대 두 개가 전송될 수 있고, 이에 따라 1ms(혹은 1 개 슬롯이 14 개의 OFDM 심볼로 구성되어 있을 경우, 2 개 슬롯 길이에 해당) 시간 내에서 최대 4 개의 동기 신호 블록이 전송될 수 있다. 도 4를 참조하면 동기신호블록#0(409), 동기신호블록#1(410), 동기신호블록#2(411), 동기신호블록#3(412)이 1ms(두 개의 슬롯)에서 전송되는 것이 도시되어 있다. 이 때, 동기신호블록#0(409)과 동기신호블록#1(410)은 각각 첫 번째 슬롯의 5번째 OFDM 심볼, 9번째 OFDM 심볼에 매핑될 수 있고 동기신호블록#2(411)과 동기신호블록#3(412)은 각각 두 번째 슬롯의 3번째 OFDM 심볼, 7번째 OFDM 심볼에 매핑될 수 있다. 동기신호블록#0(409), 동기신호블록#1(410), 동기신호블록#2(411), 동기신호블록#3(412)은 서로 다른 아날로그 빔이 적용될 수 있다. 따라서, 동기신호블록#0(409)이 전송되는 첫번째 슬롯의 5~8번째 OFDM 심볼, 동기신호블록#1(410)이 전송되는 첫번째 슬롯의 9~12번째 OFDM 심볼, 동기신호블록#2(411)가 전송되는 두번째 슬롯의 3~6번째 심볼, 동기신호블록#3(412)이 전송되는 두번째 슬롯의 7~10번째 심볼들에는 각각 모두 동일한 아날로그 빔이 적용될 수 있다. 동기신호블록이 매핑되지 않는 OFDM 심볼들에서는 어떤 빔을 사용할 지 기지국의 판단 하에 자유롭게 결정될 수 있다.
부반송파 간격 30kHz(440)에서의 동기신호 블록 패턴#3(403)에서 동기 신호 블록은 0.5ms(406) 시간 내(혹은 1 개 슬롯이 14 개의 OFDM 심볼로 구성되어 있을 경우, 1 개의 슬롯 길이에 해당)에서 최대 두 개가 전송될 수 있고, 이에 따라 1ms(혹은 1 개의 슬롯이 14 개의 OFDM 심볼로 구성되어 있을 경우, 2 개의 슬롯 길이에 해당) 시간 내에서 최대 4 개의 동기 신호 블록이 전송될 수 있다. 도 4를 참조하면, 동기신호블록#0(413), 동기신호블록#1(414), 동기신호블록#2(415), 동기신호블록#3(416)이 1ms(두 슬롯)에서 전송되는 것이 도시되어 있다. 이 때, 동기신호블록#0(413)과 동기신호블록#1(414)은 각각 첫 번째 슬롯의 3번째 OFDM 심볼, 9번째 OFDM 심볼에 매핑될 수 있고 동기신호블록#2(415)와 동기신호블록#3(416)은 각각 두 번째 슬롯의 3번째 OFDM 심볼, 9번째 OFDM 심볼에 매핑될 수 있다. 동기신호블록#0(413), 동기신호블록#1(414), 동기신호블록#2(415), 동기신호블록#3(416)은 각각 서로 다른 아날로그 빔이 사용될 수 있다. 상술한 바와 같이 각 동기신호블록이 전송되는 4 개의 OFDM 심볼들에서는 모두 동일한 아날로그 빔이 사용될 수 있고, 동기신호블록이 매핑되지 않는 OFDM 심볼들에서는 어떤 빔을 사용할 지 기지국의 판단 하에 자유롭게 결정될 수 있다.
도 5는 일 실시예에 따른 5G 또는 NR 시스템에서 고려하는 6 GHz 이상 주파수 대역에서 동기 신호 블록의 전송 패턴을 도시한 도면이다.
5G 또는 NR 시스템에서 6 GHz 이상 주파수 대역에서는 동기 신호 블록 전송에 120kHz (530)의 부반송파 간격과 240kHz(540)의 부반송파 간격이 사용될 수 있다.
부반송파 간격 120kHz(530)에서의 동기신호 블록 패턴#4(510)에서 동기 신호 블록은 0.25ms(501) 시간 내(혹은 1 개 슬롯이 14 개 OFDM 심볼로 구성되어 있을 경우, 2 개 슬롯 길이에 해당)에서 최대 4 개가 전송될 수 있다. 도 5를 참조하면, 동기신호블록#0(503), 동기신호블록#1(504), 동기신호블록#2(505), 동기신호블록#3(506)이 0.25ms(두 개 슬롯)에서 전송되는 것이 도시되어 있다. 이 때, 동기신호블록#0(503)과 동기신호블록#1(504)은 각각 첫 번째 슬롯의 5번째 OFDM 심볼, 9번째 OFDM 심볼에 매핑될 수 있고 동기신호블록#2(505)와 동기신호블록#3(506)은 각각 두 번째 슬롯의 3번째 OFDM 심볼, 7번째 OFDM 심볼에 매핑될 수 있다. 상술한 바와 같이 동기신호블록#0(413), 동기신호블록#1(414), 동기신호블록#2(415), 동기신호블록#3(416)은 각각 서로 다른 아날로그 빔이 사용될 수 있다. 각 동기신호블록이 전송되는 4 개의 OFDM 심볼들에서는 모두 동일한 아날로그 빔이 사용될 수 있고, 동기신호블록이 매핑되지 않는 OFDM 심볼들에서는 어떤 빔을 사용할 지 기지국의 판단 하에 자유롭게 결정될 수 있다.
부반송파 간격 240kHz(540)에서의 동기신호 블록 패턴#5(520)에서 동기 신호 블록은 0.25ms(502) 시간 내(혹은 1 개 슬롯이 14 개의 OFDM 심볼로 구성되어 있을 경우, 4 개 슬롯 길이에 해당)에서 최대 8 개가 전송될 수 있다. 도 5를 참조하면, 동기신호블록#0(507), 동기신호블록#1(508), 동기신호블록#2(509), 동기신호블록#3(510), 동기신호블록#4(511), 동기신호블록#5(512), 동기신호블록#6(513), 동기신호블록#7(514)가 0.25ms(4 개 슬롯)에서 전송되는 것이 도시되어 있다. 이 때, 동기신호블록#0(507)과 동기신호블록#1(508)은 각각 첫 번째 슬롯의 9번째 OFDM 심볼, 13번째 OFDM 심볼에 매핑될 수 있고, 동기신호블록#2(509)와 동기신호블록#3(510)은 각각 두 번째 슬롯의 3번째 OFDM 심볼, 7번째 OFDM 심볼에 매핑될 수 있고, 동기신호블록#4(511), 동기신호블록#5(512), 동기신호블록#6(513)은 각각 세 번째 슬롯의 5번째 OFDM 심볼, 9번째 OFDM 심볼, 13번째 OFDM 심볼에 매핑될 수 있고, 동기신호블록#7(514)는 4 번째 슬롯의 3번째 OFDM 심볼에 매핑될 수 있다.
상술한 바와 같이 동기신호블록#0(507), 동기신호블록#1(508), 동기신호블록#2(509), 동기신호블록#3(510), 동기신호블록#4(511), 동기신호블록#5(512), 동기신호블록#6(513), 동기신호블록#7(514)은 각각 서로 다른 아날로그 빔이 사용될 수 있다. 각 동기신호블록이 전송되는 4 개의 OFDM 심볼들에서는 모두 동일한 아날로그 빔이 사용될 수 있고, 동기신호블록이 매핑되지 않는 OFDM 심볼들에서는 어떤 빔을 사용할 지 기지국의 판단 하에 자유롭게 결정될 수 있다.
동기신호블록은 특정 시간 구간(예를 들어 5ms 구간)에서 최대 64 개까지 전송 가능하며, 동기신호블록의 부반송파간격, 동기신호블록이 전송되는 캐리어 주파수 중 적어도 하나의 값에 따라 전송되는 동기신호블록의 수(L)가 다를 수 있다. 예를 들어, 3GHz 이하의 주파수 대역에서는 최대 4개, 3GHz부터 6GHz까지는 최대 8개, 6GHz 이상에서는 최대 64개의 동기신호블록이 해당 시간 구간에서 전송될 수 있다.
또한, 5G 또는 NR 시스템에서는 다양한 크기의 대역폭을 지원한다. 예를 들어, 협대역폭(narrow bandwidth)에서부터 광대역폭(wide bandwidth), 예를 들어 5MHz~400MHz의 다양한 크기의 대역폭을 지원하며, 단말은 단말의 BW capability에 따라 지원 대역폭의 크기가 서로 다를 수 있다. 따라서, 서로 다른 크기의 대역폭을 갖는 기지국 및 단말을 위해 5G 또는 NR 시스템에서는 이러한 대역폭에서 복수 개의 동기신호 블록을 전송할 수 있도록 지원한다. 도 6을 참조하여 설명하도록 한다.
도 6은 일 실시예에 따른 5G 또는 NR 시스템에서 복수 개의 동기신호블록을 전송하는 방법을 도시한 도면이다.
도 6을 참조하면, 5G 또는 NR 시스템에서 동기신호블록의 위치는 시스템의 대역폭 크기에 따라 상이할 수 있으며, 시스템 대역폭 내에서 주파수 축으로 구분되어 전송되는 동기신호블록의 수도 상이할 수 있다. 다시 말해, 기지국은 대역폭(600)에서 주파수축으로 구분된 복수 개의 동기신호블록 집합 (동기신호블록 집합 #1(605) 및 동기신호블록 집합 #2(606)을 전송할 수 있다. 이때, 주파수 축으로 구분되어 전송되는 복수 개의 동기신호블록 집합은 대역폭(600)을 주파수축으로 구분된 대역폭부분에 각각 전송될 수 있다. 예를 들어, 동기신호블록집합#1(605)는 대역폭부분#1(601)에서 전송되고, 동기신호블록집합#2(606)는 대역폭부분#2(602)에서 전송 할 수 있다. 즉, 하나의 대역폭부분에서는 주파수 축으로 하나의 동기신호블록집합만이 전송될 수 있다. 이때, 별도의 대역폭부분 구분 없이, 복수 개의 동기신호블록집합이 주파수 축으로 구분되어 전송될 수 있으며, 하나의 대역폭부분에서 복수 개의 동기신호블록집합이 주파수 축으로 구분되어 전송되는 것도 가능하다. 여기서 단말은 대역폭부분에 관한 설정 정보를 동기신호 및 PBCH 검출 후에 PBCH 또는 SIB, 또는 상위 신호를 통해 수신할 수 있으므로, 본 개시에서 서술하는 단말의 동작 구간에서 단말은 대역폭부분에 관한 설정 정보를 알 수 없다. 즉, 동기신호 검출 시점에서의 단말은, 대역폭(600)에서 복수 개의 동기신호블록집합이 주파수 축으로 구분되어 전송되는 경우, 단말은 대역폭(600)에서의 초기 접속 동작시 복수 개의 동기신호블록집합 또는 동기신호블록을 검출할 수 있다. 이때, 단말이 검출된 동기신호블록에 따라 단말의 RACH(random access channel) 자원 선택 등을 포함하여 단말의 초기접속 자원, 절차 등이 달라질 수 있다. 따라서, 복수 개의 동기신호를 검출한 단말은, 초기접속 동작을 수행할 동기신호를 판단하여 초기접속 절차를 수행하는 방법이 필요하다.
<제1 실시예>
도 6을 참조하여 본 개시의 제1 실시예에 따른 동기화 신호 블록이 전송되는 슬롯에서 단말의 동기신호 검출 및 PBCH 검출 방법을 설명하면 다음과 같다.
특정 주파수 대역 캐리어 또는 셀을 탐색(cell search) 동작을 수행하는 단말은 사전에 정의된 PSS 및 SSS 신호 검출을 시도하여 셀 ID를 판단하고, 판단된 셀 ID를 이용하여 PBCH 검출을 위한 복조기준신호를 생성하고, PBCH를 복호할 수 있다. 단말은 PBCH를 통해 시스템 프레임 시간(System Frame Number: SFN) 정보 등을 획득하여 검출된 셀에대한 하향링크 시간 동기를 획득할 수 있다. 또한, 단말은 PBCH를 통해 시스템 정보(System Information Block)에 대한 스케줄링 정보가 전송되는 제어 채널 전송 영역에 관련된 정보 등을 수신하여 셀에 대한 시스템 정보를 획득할 수 있다.
이하 본 개시에서는 단말의 셀 ID 판단, 동기 획득, 및 시스템 정보 획득 등의 과정을 PSS/SSS 신호 검출 과정 또는 동기신호블록 검출과정으로 혼용하여 설명할 것이나, 이는 숙련된 기술적 지식을 가진 자의 판단으로써 본 개시의 범위를 크게 벗어나지 아니하는 범위에서 해석 가능할 것이다.
또한, 본 개시에서 단말의 PSS/SSS 신호 검출 방법은 상관값, 동기 검파(coherent detection)를 포함하여 다양한 방법이 존재하나, PSS/SSS 신호 검출 상세 방법에 본 발명의 요지와 무관하므로 그 상세한 설명은 생략한다.
도 6과 같이 특정 주파수 대역 캐리어 또는 셀에서 복수 개의 동기신호블록을 전송하는 시스템 또는 기지국의 경우, 단말은 캐리어 또는 셀에서 복수 개의 PSS/SSS 신호를 검출할 수 있다. 또한, 만일 동기신호블록 전송 주파수 축 자원 영역이 시스템 또는 기지국 설정에 따라 가변할 수 있는 경우, 초기 접속을 수행하는 단말은 동기신호블록이 전송될 수 있는 후보 주파수 위치 각각에 대해 PSS/SSS 신호 검출 동작을 수행할 수 있다. 따라서, 도 6과 같이 기지국 또는 셀은 대역폭(600)에서 주파수축으로 구분된 복수 개의 동기신호블록 집합(동기신호블록 집합 #1(605) 및 동기신호블록 집합 #2(606)을 전송하는 경우, 단말은 동기신호블록 중에서 복수 개의 동기신호블록을 검출을 시도하고, 복수 개의 동기신호블록을 검출할 수도 있으며, 검출된 동기신호블록 중 적어도 하나의 동기신호블록을 이용하여 캐리어 또는 셀로의 초기접속 절차를 수행할 수 있다.
단말의 복수 개의 동기신호블록 검출 방법 및 검출된 동기신호블록 중 적어도 하나의 동기신호블록을 선택하여 상기 셀로의 초기접속 절차를 수행하는 방법을 설명하면 다음과 같다.
- 방법 1: 낮은 주파수부터 높은 주파수로 순차적으로 검출
단말은 셀 탐색 또는 초기접속을 수행하고자 하는 캐리어 또는 셀(이하 셀)의 낮은 주파수 축에서부터 높은 주파수로 순차적으로 동기신호블록 검출을 수행할 수 있다. 만일, 해당 셀에서 동기신호블록이 전송될 수 있는 후보 주파수 축 위치가 정의 또는 설정되어 있는 경우, 단말은 상기 후보 주파수 축 위치에서 동기신호블록 검출을 시도한다. 예를 들어, 단말은 상기 셀에 대해 낮은 주파수 축에서 전송되는 동기신호블록 집합#1에서 높은 주파수 축에서 전송되는 동기신호블록 집합#2 순으로 동기신호블록 검출을 시도할 수 있다. 보다 구체적으로 도 6의 경우, 단말은 동기신호블록#0(609), 동기신호블록#0(615), 동기신호블록#1(610), 동기신호블록#1(616)순으로 상기 셀에 대한 동기신호블록 검출을 시도한다. 이때, 단말은 동기신호블록 검출을 위한 주파수 변경을 최소화 하기 위해, 동기신호블록#0(609), 동기신호블록#0(615), 동기신호블록#1(616), 동기신호블록#1(610) 순서와 같이 동기신호블록 검출 주파수 축 위치 변경을 최소화 하여 상기 동기신호블록 검출을 시도할 수 있다.
- 방법 2: 높은 주파수부터 낮은 주파수로 순차적으로 검출
단말은 셀 탐색 또는 초기접속을 수행하고자 하는 캐리어 또는 셀(이하 셀)의 높은 주파수 축에서부터 낮은 주파수로 순차적으로 동기신호블록 검출을 수행할 수 있다. 만일, 해당 셀에서 동기신호블록이 전송될 수 있는 후보 주파수 축 위치가 정의 또는 설정되어 있는 경우, 단말은 후보 주파수 축 위치에서 동기신호블록 검출을 시도한다. 예를 들어, 단말은 상기 셀에 대해 높은 주파수 축에서 전송되는 동기신호블록 집합#2에서 낮은 주파수축에서 전송되는 동기신호블록 집합#1 순으로 동기신호블록 검출을 시도할 수 있다. 보다 구체적으로 도 6의 경우, 단말은 동기신호블록#0(615), 동기신호블록#0(609), 동기신호블록#1(616), 동기신호블록#1(610)순으로 상기 셀에 대한 동기신호블록 검출을 시도한다. 이때, 단말은 동기신호블록 검출을 위한 주파수 변경을 최소화 하기 위해, 동기신호블록#0(615), 동기신호블록#0(609), 동기신호블록#1(610), 동기신호블록#1(616) 순서와 같이 동기신호블록 검출 주파수 축 위치 변경을 최소화 하여 동기신호블록 검출을 시도할 수 있다.
- 방법 3: 낮은 주파수의 동기신호블록에서부터 시간 순서대로 검출 후 높은 주파수의 동기신호블록 검출
단말은 셀 탐색 또는 초기접속을 수행하고자 하는 캐리어 또는 셀(이하 셀)의 낮은 주파수 축에서 전송되는 동기신호블록 후보들에 대한 검출을 순차적으로 시도하고, 높은 주파수 축에서 전송되는 동기신호블록 후보들을 수행할 수 있다. 만일, 해당 셀에서 동기신호블록이 전송될 수 있는 후보 주파수 축 위치가 정의 또는 설정되어 있는 경우, 단말은 상기 후보 주파수 축 위치에서 동기신호블록 검출을 시도한다. 예를 들어, 단말은 상기 셀에 대해 낮은 주파수 축에서 전송되는 동기신호블록 집합#1에서 전송되는 동기신호블록 후보에 대한 검출 후, 높은 주파수 축에서 전송되는 동기신호블록 집합#2 순으로 동기신호블록 검출을 시도할 수 있다. 보다 구체적으로 도 6의 경우, 단말은 동기신호블록#0(609), 동기신호블록#1(610)에 대한 동기신호블록 검출 후, 동기신호블록#0(615), 동기신호블록#1(616)에 대한 동기신호블록 검출을 시도할 수 있다. 이때, 단말은 동기신호블록 검출을 위한 시간 변경을 최소화 하기 위해, 동기신호블록#0(609), 동기신호블록#1(610), 동기신호블록#1(616), 동기신호블록#0(615) 순서와 같이 동기신호블록 검출 시간 축 위치 변경을 최소화 하여 상기 동기신호블록 검출을 시도할 수 있다.
- 방법 4: 높은 주파수의 동기신호블록에서부터 시간 순서대로 검출 후 낮은 주파수의 동기신호블록 검출
단말은 셀 탐색 또는 초기접속을 수행하고자 하는 캐리어 또는 셀(이하 셀)의 높은 주파수 축에서 전송되는 동기신호블록 후보들에 대한 검출을 순차적으로 시도하고, 낮은 주파수 축에서 전송되는 동기신호블록 후보들을 수행할 수 있다. 만일, 해당 셀에서 동기신호블록이 전송될 수 있는 후보 주파수 축 위치가 정의 또는 설정되어 있는 경우, 단말은 상기 후보 주파수 축 위치에서 동기신호블록 검출을 시도한다. 예를 들어, 단말은 상기 셀에 대해 높은 주파수 축에서 전송되는 동기신호블록 집합#2에서 전송되는 동기신호블록 후보에 대한 검출 후, 낮은 주파수 축에서 전송되는 동기신호블록 집합#1 순으로 동기신호블록 검출을 시도할 수 있다. 보다 구체적으로 도 6의 경우, 단말은 동기신호블록#0(615), 동기신호블록#1(616)에 대한 동기신호블록 검출 후, 동기신호블록#0(609), 동기신호블록#1(610)에 대한 동기신호블록 검출을 시도할 수 있다. 이때, 단말은 동기신호블록 검출을 위한 시간 변경을 최소화 하기 위해, 동기신호블록#0(615), 동기신호블록#1(616), 동기신호블록#1(610), 동기신호블록#0(609) 순서와 같이 동기신호블록 검출 시간 축 위치 변경을 최소화 하여 상기 동기신호블록 검출을 시도할 수 있다.
상술한 방법들에 대하여, 단말은 동기신호블록 검출 수행과정 중, 동기신호블록에 대한 PSS/SSS 수신신호의 크기, 상관값의 크기, 또는 동기신호블록의 PBCH에 대한 복조기준신호(Demodulation Reference Signal, DMRC)의 수신신호 크기 등이 사전에 정의한 값보다 크거나, 동기신호블록의 PBCH에 대한 복호가 성공한 경우, 단말은 동기신호블록 검출 절차를 종료 또는 멈추고, 상기 동기신호블록을 이용하여 초기접속 절차를 수행할 수 있다. 예를 들어, 단말은 검출된 동기신호블록의 PBCH에서 지시하는 제어영역에서 시스템 정보를 수신할 수 있다. 이때, 단말은 동기신호블록이 검출되었더라도 나머지 동기신호블록이 전송될 수 있는 후보 주파수 및 시간 위치에서 동기신호블록 검출을 계속 시도할 수 있다. 만일, 복수 개의 동기신호블록이 검출된 경우, 단말은 동기신호블록에 대한 PSS/SSS 수신신호의 크기, 상관값의 크기, 또는 동기신호블록의 PBCH에 대한 복조기준신호(Demodulation Reference Signal, DMRC)의 수신신호 크기, 또는 동기신호블록의 PBCH가 지시한 제어영역의 복조기준신호의 수신신호 크기가 가장 큰 동기신호블록을 이용하여 초기접속 절차를 수행하거나, 가장 먼저 검출된 동기신호블록 또는 가장 최근에 검출된 동기신호블록을 이용하여 초기접속 절차를 수행할 수 있다. 이때, 단말은 검출된 동기신호블록 중 하나를 임의로 선택하여 초기접속 절차를 수행할 수 있다. 또한, 단말은 동기신호블록이 검출되었다 하더라도 검출된 동기신호블록의 PBCH에서 지시하는 제어영역에서 시스템 정보를 수신하지 못할 수 있기 때문에, 검출된 동기신호블록 모두를 이용하여 초기접속 절차를 수행할 수 있다. 다시 말해, 단말은 검출된 동기신호블록 각각의 PBCH에서 지시하는 제어영역에서 시스템 정보를 각각 수신하고, 수신된 시스템 정보에 따라 초기접속 절차를 지속할 수 있다. 만일, 시스템 정보가 서로 다른 정보를 지시하는 경우, 단말은 수신된 시스템 정보 중 하나를 임의로 선택하거나, 동기신호블록에 대한 PSS/SSS 수신신호의 크기, 상관값의 크기, 또는 동기신호블록의 PBCH에 대한 복조기준신호(Demodulation Reference Signal, DMRC)의 수신신호 크기, 또는 동기신호블록의 PBCH가 지시한 제어영역의 복조기준신호의 수신신호 크기가 가장 큰 동기신호블록을 선택하여 초기접속 절차를 수행할 수 있다.
<제2 실시예>
5G 또는 NR 시스템에서 기지국 또는 셀은 특정 시간 구간(예를 들어 5ms)에서 최대 64 개까지 동기신호블록 전송이 가능하다. 이때, 최대 동기신호블록의 수(L)는 부반송파간격, 동기신호블록이 전송되는 캐리어 주파수 중 적어도 하나의 값에 따라 다를 수 있다. 예를 들어, 3 GHz 이하의 주파수 대역에서는 최대 4 개, 3 GHz부터 6 GHz까지는 최대 8 개, 6 GHz 이상에서는 최대 64 개의 동기신호블록이 상기 시간 구간에서 전송될 수 있다. 이때, 상기 최대 동기신호블록의 수는 최대값이며, 기지국 또는 셀의 설정에 따라 최대값 보다 적은 수의 동기신호블록이 전송될 수 있으며, 실제 전송되는 동기신호블록의 위치 정보는 단말에게 하향링크 데이터 채널을 통해 전송되는 시스템 정보 블록(System Information Block) 또는 상위 신호를 통해 전달될 수 있다. 따라서, 주파수 대역의 셀로 초기접속 동작을 수행하는 단말의 경우, 기지국 또는 셀에서 실제로 전송하고 있는 동기신호블록에 관한 정보가 없기 때문에, 단말은 초기접속을 수행하고자 하는 주파수 대역별로 정의된 최대 동기신호블록 수 만큼(예를 들어 6 GHz 이하의 셀의 경우 L=64)의 동기신호블록을 기지국 또는 셀이 전송할 것이라고 가정하고, 해당 셀로의 초기접속 절차를 수행하여야 한다. 따라서, 단말에서 효율적인 동기신호블록 검출 방법이 필요하다.
도 7은 일 실시예에 따른 5G 또는 NR 시스템에서 240KHz 부반송파 간격을 갖는 동기신호블록에 대한 전송 가능한 위치를 도시한 도면이다.
도 7을 참조하면, 4 개의 슬롯에 대한 시간(0.25ms) 동안 최대 8 개의 동기신호블록이 전송 가능 구간이 정의되어 있다. 따라서, 최대 64 개의 동기신호블록을 전송하기 위해 최소 2ms의 시간이 필요하며, 초기 접속 절차를 수행하는 단말은 64 개의 가능한 동기신호블록 후보에 대한 검출 동작이 필요하다.
단말은 제1 실시예와 같은 동기신호블록 검출 방법을 통해 동기신호(PSS/SSS) 검출을 시도 한다. PSS/SSS가 검출된 것으로 판단한 단말은, 검출된 동기신호블록의 PBCH를 복호하여 시스템 시간 동기 획득 및 시스템 정보 수신을 위한 제어채널 영역에 관한 정보 등을 획득할 수 있다. 이때, PBCH는 복조기준신호(이하 DMRS)를 통해 복조될 수 있다. 이때, 단말은 DMRS 신호 시퀀스를 통해 상기 동기신호가 검출된 동기신호블록의 인덱스(또는 시간 위치 또는 슬롯 및 심볼 위치) 전체 또는 일부 정보를 획득할 수 있다. 예를 들어, 도 7의 L=8를 가정하여 설명하면, 기지국은 PBCH의 복조기준신호 시퀀스 (DMRS#1, DMRS#2, ... , DMRS#8)와 동기신호블록의 인덱스(동기신호블록#1, 동기신호블록#2, ..., 동기신호블록#8)를 1:1로 매칭하여 DMRS를 전송할 수 있다. 즉, 동기신호블록#1의 PBCH에 대한 복조기준신호는 DMRS#1이다. 5G 또는 NR 시스템의 경우, 최대 8개의 DMRS 시퀀스와 동기신호블록 인덱스 매칭을 지원한다.
동기신호블록 인덱스와 PBCH DMRS 신호가 1:1 매칭되어 있으므로, 단말은 동기신호가 검출된 동기신호블록의 PBCH 복호를 위해, 복조기준신호 시퀀스 후보들(DMRS#1, DMRS#2, ... , DMRS#8)를 이용하여 PBCH를 복호화 시도하고, PBCH 복호가 성공시 사용된 DMRS 시퀀스 인덱스를 통해 동기신호블록에 대한 인덱스를 판단할 수 있다. 도 7에서 L=8의 경우를 보다 구체적으로 설명하면, 단말은 제1 실시예와 같은 동기신호블록 검출 방법을 통해 동기신호(PSS/SSS) 검출을 시도한다. 만일, 동기신호블록#4(724)에서 PSS/SSS가 검출된 것으로 판단한 단말은, 검출된 동기신호블록#4(724)의 PBCH 복호를 시도한다. 이때, 단말은 동기신호블록#4(724)에 대한 실제 인덱스를 모르기 때문에(다시 말해 검출된 동기신호블록이 동기신호블록#1인지 동기신호블록#4인지를 알 수 없음), 단말은 동기신호블록 후보에서 PBCH 복조기준신호로 사용될 수 있는, DMRS#1, DMRS#2, ... , DMRS#8 시퀀스를 이용하여 검출된 동기신호블록의 PBCH 복호를 시도하고, DMRS#4를 통해 PBCH 복조를 성공한다. 이때, 단말은 검출된 동기신호블록이 동기신호블록#4인 것을 판단하고, 정의된 동기신호블록#4의 전송 위치 등을 통해 SFN, 시간 동기, 시스템 정보 수신을 위한 제어채널 영역 정보 등을 획득할 수 있다. 동기신호블록#4를 통해 SFN, 시간 동기, 시스템 정보 수신을 위한 제어채널 영역 정보 등을 획득한 단말에서 추가적인 동기신호블록 검출을 시도할 수 있다. 5G 또는 NR 시스템과 같이 복수 개의 아날로그빔을 사용하는 시스템의 경우, 단말은 기 검출된 동기신호블록의 아날로그빔보다 더 수신 신호의 세기가 큰 아날로그빔 또는 이에 대응되는 동기신호블록을 검출할 수 있기 때문이다. 즉, 동기신호블록#4를 검출한 단말이 동기신호블록#5, #6과 같이 기 검출된 동기신호블록(동기신호블록#4) 이후의 동기신호블록 후보 위치에 대한 동기신호블록 검출 동작을 수행하고, 검출된 동기신호블록 중 하나 또는 복수 개를 이용하여 초기접속 절차를 수행할 수 있다. 이때, 단말은 기 검출된 동기신호블록에 대한 정보를 활용하여 보다 효율적인 동기신호블록 검출 동작을 수행할 수 있다. 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
상술한 경우와 같이 단말은 동기신호블록#4를 검출하고, 동기신호블록#4를 통해 SFN, 시간 동기, 시스템 정보 수신을 위한 제어채널 영역 정보 등을 획득할 수 있다. 만일 동기신호블록#4 획득 후, 추가적인 동기신호블록 검출을 수행하는 단말은, 동기신호블록#4 획득을 통해 상기 셀의 동기신호블록 전송 후보 위치, 동기신호블록#5(725), 동기신호블록#6(726) 및 동기신호블록#7(727) 위치 및 동기신호블록#5(725)의 PBCH 복조기준신호 시퀀스(DMRS#5), 동기신호블록#6(726)의 PBCH 복조기준신호 시퀀스(DMRS#6) 및 동기신호블록#7(727)의 PBCH 복조기준신호 시퀀스(DMRS#7) 정보도 유추 가능하다. 따라서, 단말은 동기신호블록#5(725), 동기신호블록#6(726) 및 동기신호블록#7(727) 검출시, 동기신호의 위치 정보 및 동기신호블록의 PBCH 복조기준신호 시퀀스를 블라인드하게 찾을 필요 없이, 판단된 동기신호 위치 정보 및 PBCH 복조기준신호 시퀀스를 사용하여 동기신호블록을 찾을 수 있다. 다시 말해, 단말은 동기신호블록#5(725), 동기신호블록#6(726) 및 동기신호블록#7(727)의 PSS/SSS 위치에서 동기신호 검출을 수행함으로써, 불필요한 위치에서의 동기신호 검출을 최소화 할 수 있으며, 동기신호블록#5(725), 동기신호블록#6(726) 및 동기신호블록#7(727)의 PBCH 복호시, PBCH 복조기준신호 시퀀스 (DMRS#5), PBCH 복조기준신호 시퀀스 (DMRS#6) 및PBCH 복조기준신호 시퀀스 (DMRS#7) 만을 사용하여 PBCH를 복조시도 함으로써 불필요한 PBCH 복조기준신호 시퀀스 사용을 최소화 할 수 있다. 다시 말해, 만일 단말이 동기신호블록#k를 검출한 경우, 단말은 적어도 검출된 동기신호블록#k 이후의 전송 가능한 동기신호블록#k+1부터 동기신호블록#L까지의 동기신호블록 검출은 판단된 동기신호 위치 정보 및 PBCH 복조기준신호 시퀀스를 사용함으로써 불필요한 동기신호블록 검출 시도를 최소화 할 수 있다. [표 1]을 통해 상기 동작을 요약하면 다음과 같다.
[표 1]
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이때, 단말은 검출된 동기신호블록#3에 관한 정보를 이용하여, 기 검출된 동기신호블록 이전의 동기신호블록 (표 1의 경우 동기신호블록#1, #2)에 대해서 동기신호블록 검출을 시도할 수 있다. 즉, 단말은 동기신호블록#1과 동기신호블록#2의 PSS/SSS 위치에서 동기신호 검출을 시도하고, 동기신호 검출 시 DMRS sequence #1 및 DMRS sequence #2를 각각 이용하여 동기신호블록#1과 동기신호블록#2에 대한 검출을 시도할 수 있다.
단말은 [표 1]과 같은 순서로 동기신호블록 검출을 시도하되, 만일 PSS/SSS 동기 신호는 검출이 되었으나, [표 1]에 따르는 DMRS 시퀀스로 PBCH를 검출 또는 복호화하지 못하였을 경우, 단말은 DMRS 시퀀스 후보 모두를 이용하여 PBCH 검출 내지 복호화를 시도할 수 있다. 예를 들어, 동기신호블록 인덱스#5에 대하여, 단말이 동기신호블록 인덱스#5의 PSS/SSS는 검출하였으나, DMRS 시퀀스 #5를 이용하여 상기 동기신호블록의 PBCH 검출 또는 복호화가 실패한 경우, 단말은 DMRS 시퀀스 #5를 제외한 나머지 DMRS 시퀀스들을 이용하여 상기 PBCH검출을 재시도하는 것도 가능하다.
한편, L=64의 경우, 동기신호블록 인덱스의 LSB 3비트 정보는 DMRS 시퀀스와 매칭하고, MSB 3비트의 정보는 동기신호블록의 PBCH에서 전달될 수 있다. 이 경우에도 단말은 제1 실시예 1 및/또는 제2 실시예에서 제안하는 방법을 통해, 기 검출된 동기신호블록에 관한 정보를 이용하여, 기 검출된 동기신호블록 이후의 동기신호블록 검출을 보다 효율적으로 수행할 수 있을 것이다.
도 8은 일 실시예에 따른 단말의 동작을 도시한 도면이다.
도 8을 참조하면, 단계 800에서 단말은 초기접속 절차를 수행할 기지국 또는 셀의 주파수 대역을 판단하고, 판단된 주파수 대역에서 기지국 또는 셀이 전송 가능한 동기신호블록의 최대 수(L)를 판단한다. 단계 810에서 단말은 동기신호에 대한 상관값 비교 등의 방법으로 동기신호 검출을 수행한다. 만일 단계 820에서 동기신호를 검출한 것으로 판단된 경우, 단말은 동기신호로부터 셀 ID를 판단하고, 판단된 셀 ID 및 동기신호블록에 대한 DMRS 시퀀스를 이용하여 동기신호가 검출된 동기신호블록의 PBCH를 검출 내지 복호화를 시도한다. 만일 단계 840에서 PBCH를 올바르게 검출 또는 복호화한 것으로 판단한 단말에서, 기 검출된 동기신호와 다른 주파수 또는 시간에서 전송될 수 있는 동기신호블록을 추가로 검출하는 경우, 단말은 본 발명의 제1 실시예 및/또는 제2 실시예의 방법을 이용하여 단계 810에서 동기신호 검출 동작을 추가로 수행할 수 있다. 이때, 동기신호블록 검출은 단계 800에서 판단된 전송 가능한 동기신호블록의 최대 수(L)만큼 수행할 수 있으며, 추가 동기신호블록 검출은 생략될 수 있다. 만일, 단계 820에서 동기신호가 검출되지 않았거나, 단계 840에서 PBCH 복호화가 실패한 단말은 단계 810에서 동기신호 검출 동작을 반복할 수 있다.
도 9는 일 실시예에 따른 단말의 동작을 도시한 도면이다.
도 9를 참조하면, 단계 900에서 단말은 초기접속 절차를 수행할 기지국 또는 셀의 주파수 대역을 판단하고, 판단된 주파수 대역에서 기지국 또는 셀이 전송 가능한 동기신호블록의 최대 수(L)를 판단한다. 단계 910에서 단말은 동기신호에 대한 상관값 비교 등의 방법으로 동기신호 검출을 수행하고, 만일 단계 910에서 동기신호를 검출한 것으로 판단된 경우, 단말은 동기신호로부터 셀 ID를 판단하고, 판단된 셀 ID 및 동기신호블록에 대한 DMRS 시퀀스를 이용하여 동기신호가 검출된 동기신호블록의 PBCH를 검출 내지 복호화를 시도한다. 만일 단계 920에서 PBCH를 올바르게 검출 또는 복호화 한 것으로 판단하여 동기신호블록을 검출한 단말에서, 단계 930에서 기 검출된 동기신호와 다른 주파수 또는 시간에서 전송될 수 있는 동기신호블록을 추가로 검출하는 경우, 단말은 본 발명의 제1 실시예 및/또는 제2 실시예의 방법을 이용하여 단계 950에서 동기신호 검출 동작을 추가로 수행할 수 있다. 이때, 동기신호블록 검출은 단계 900에서 판단된 셀에서 전송 가능한 동기신호블록의 최대 수(L)만큼 수행할 수 있으며, 기 검출된 동기신호블록에 관한 정보, 예를 들어 DMRS 시퀀스 정보 등을 이용하여 동기신호블록 추가 검출을 보다 효율적으로 수행할 수 있다. 만일 단계 920에서 동기신호가 검출되지 않은 경우 단말은 단계 910에서 동기신호 검출 동작을 반복할 수 있다. 만일 단계 930에서 동기신호블록 추가 검출이 필요하지 않다고 판단한 단말 또는 단계 950에서 셀에서 전송 가능한 동기신호블록의 최대 수(L)만큼 동기신호블록에 대한 검출을 시도한 단말은 단계 940에서 상기 검출된 동기신호블록 중 적어도 하나의 동기신호블록에서 지시한 시스템 정보 수신을 위한 제어채널 영역을 모니터링하여 시스템 정보를 수신할 수 있다.
도 10는 일 실시예에 따른 기지국의 구조를 도시하는 블록도이다.
도 10를 참조하면, 기지국은 송수신부(1010), 메모리(1020) 및 프로세서(1030)를 포함할 수 있다. 전술한 기지국의 통신 방법에 따라, 기지국의 송수신부(1010), 메모리(1020) 및 프로세서(1030)가 동작할 수 있다. 다만, 기지국의 구성 요소가 전술한 예에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 기지국은 전술한 구성 요소들 보다 더 많은 구성 요소를 포함하거나 더 적은 구성 요소를 포함할 수도 있다. 뿐만 아니라 송수신부(1010), 메모리(1020) 및 프로세서(1030)가 하나의 칩(chip) 형태로 구현될 수도 있다.
송수신부(1010)는 단말과 신호를 송수신할 수 있다. 여기에서, 신호는 제어 정보 및 데이터를 포함할 수 있다. 이를 위해, 송수신부(1010)는 전송되는 신호의 주파수를 상승 변환 및 증폭하는 RF 송신기와, 수신되는 신호를 저 잡음 증폭하고 주파수를 하강 변환하는 RF 수신기 등으로 구성될 수 있다. 다만, 이는 송수신부(1010)의 일 실시예일뿐이며, 송수신부(1010)의 구성 요소가 RF 송신기 및 RF 수신기에 한정되는 것은 아니다.
또한, 송수신부(1010)는 무선 채널을 통해 신호를 수신하여 프로세서(1030)로 출력하고, 프로세서(1030)로부터 출력된 신호를 무선 채널을 통해 전송할 수 있다.
메모리(1020)는 기지국의 동작에 필요한 프로그램 및 데이터를 저장할 수 있다. 또한, 메모리(1020)는 기지국에서 획득되는 신호에 포함된 제어 정보 또는 데이터를 저장할 수 있다. 메모리(1020)는 롬(ROM), 램(RAM), 하드디스크, CD-ROM 및 DVD 등과 같은 저장 매체 또는 저장 매체들의 조합으로 구성될 수 있다.
프로세서(1030)는 전술한 본 발명의 실시예에 따라 기지국이 동작할 수 있도록 일련의 과정을 제어할 수 있다. 일 실시예에서, 프로세서(1030)는 주파수 축 내지 시간축으로 복수 개의 동기신호블록의 전송 위치, 방법 등을 상이하게 제어할 수 있다.
도 11는 일 실시예에 따른 단말의 내부 구성을 나타내는 블록도이다.
도 11를 참조하면, 단말은 송수신부(1110), 메모리(1120) 및 프로세서(1130)를 포함할 수 있다. 전술한 단말의 통신 방법에 따라, 단말의 송수신부(1110), 메모리(1120) 및 프로세서(1130)가 동작할 수 있다. 다만, 단말의 구성 요소가 전술한 예에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 단말은 전술한 구성 요소들 보다 더 많은 구성 요소를 포함하거나 더 적은 구성 요소를 포함할 수도 있다. 뿐만 아니라 송수신부(1110), 메모리(1120) 및 프로세서(1130)가 하나의 칩(chip) 형태로 구현될 수도 있다.
송수신부(1110)는 기지국과 신호를 송수신할 수 있다. 여기에서, 신호는 제어 정보 및 데이터를 포함할 수 있다. 이를 위해, 송수신부(1110)는 전송되는 신호의 주파수를 상승 변환 및 증폭하는 RF 송신기와, 수신되는 신호를 저 잡음 증폭하고 주파수를 하강 변환하는 RF 수신기 등으로 구성될 수 있다. 다만, 이는 송수신부(1110)의 일 실시예일뿐이며, 송수신부(1110)의 구성 요소가 RF 송신기 및 RF 수신기에 한정되는 것은 아니다.
또한, 송수신부(1110)는 무선 채널을 통해 신호를 수신하여 프로세서(1130)로 출력하고, 프로세서(1130)로부터 출력되는 신호를 무선 채널을 통해 전송할 수 있다.
메모리(1120)는 단말의 동작에 필요한 프로그램 및 데이터를 저장할 수 있다. 또한, 메모리(1120)는 단말에서 획득되는 신호에 포함된 제어 정보 또는 데이터를 저장할 수 있다. 메모리(1120)는 롬(ROM), 램(RAM), 하드디스크, CD-ROM 및 DVD 등과 같은 저장 매체 또는 저장 매체들의 조합으로 구성될 수 있다.
프로세서(1130)는 전술한 실시예에 따라 단말이 동작할 수 있도록 일련의 과정을 제어할 수 있다. 일 실시예에서, 프로세서(1130)는 주파수 축 내지 시간 축으로 전송되는 복수 개의 동기신호블록을 수신하고, 수신된 동기신호블록에서 동기신호를 검출하고, 검출된 동기신호를 통해 셀 ID를 판단하고, 판단된 셀 ID를 통해 동기신호블록의 PBCH를 복호화 하기 위한 DMRS 시퀀스를 생성하고, 이를 통해 PBCH를 복호화 하는 방법 등을 상이하게 제어할 수 있다.
본 개시의 청구항 또는 명세서에 기재된 실시예들에 따른 방법들은 하드웨어, 소프트웨어, 또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합의 형태로 구현될(implemented) 수 있다.
소프트웨어로 구현하는 경우, 하나 이상의 프로그램(소프트웨어 모듈)을 저장하는 컴퓨터 판독 가능 저장 매체가 제공될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 저장 매체에 저장되는 하나 이상의 프로그램은, 전자 장치(device) 내의 하나 이상의 프로세서에 의해 실행 가능하도록 구성된다(configured for execution). 하나 이상의 프로그램은, 전자 장치로 하여금 본 개시의 청구항 또는 명세서에 기재된 실시 예들에 따른 방법들을 실행하게 하는 명령어(instructions)를 포함한다.
이러한 프로그램(소프트웨어 모듈, 소프트웨어)은 랜덤 액세스 메모리 (random access memory), 플래시(flash) 메모리를 포함하는 불휘발성(non-volatile) 메모리, 롬(ROM: Read Only Memory), 전기적 삭제가능 프로그램가능 롬(EEPROM: Electrically Erasable Programmable Read Only Memory), 자기 디스크 저장 장치(magnetic disc storage device), 컴팩트 디스크 롬(CD-ROM: Compact Disc-ROM), 디지털 다목적 디스크(DVDs: Digital Versatile Discs) 또는 다른 형태의 광학 저장 장치, 마그네틱 카세트(magnetic cassette)에 저장될 수 있다. 또는, 이들의 일부 또는 전부의 조합으로 구성된 메모리에 저장될 수 있다. 또한, 각각의 구성 메모리는 다수 개 포함될 수도 있다.
또한, 프로그램은 인터넷(Internet), 인트라넷(Intranet), LAN(Local Area Network), WLAN(Wide LAN), 또는 SAN(Storage Area Network)과 같은 통신 네트워크, 또는 이들의 조합으로 구성된 통신 네트워크를 통하여 접근(access)할 수 있는 부착 가능한(attachable) 저장 장치(storage device)에 저장될 수 있다. 이러한 저장 장치는 외부 포트를 통하여 본 개시의 실시 예를 수행하는 장치에 접속할 수 있다. 또한, 통신 네트워크상의 별도의 저장장치가 본 개시의 실시 예를 수행하는 장치에 접속할 수도 있다.
상술한 본 개시의 구체적인 실시예들에서, 발명에 포함되는 구성 요소는 제시된 구체적인 실시예에 따라 단수 또는 복수로 표현되었다. 그러나, 단수 또는 복수의 표현은 설명의 편의를 위해 제시한 상황에 적합하게 선택된 것으로서, 본 개시가 단수 또는 복수의 구성 요소에 제한되는 것은 아니며, 복수로 표현된 구성 요소라하더라도 단수로 구성되거나, 단수로 표현된 구성 요소라 하더라도 복수로 구성될 수 있다.
한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 즉 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명의 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다. 또한 각각의 실시 예는 필요에 따라 서로 조합되어 운용할 수 있다. 예컨대, 본 발명의 일 실시예와 다른 일 실시예의 일부분들이 서로 조합되어 기지국과 단말이 운용될 수 있다. 또한 실시예들은 FDD LTE 시스템을 기준으로 제시되었지만, TDD LTE 시스템, 5G 혹은 NR 시스템 등 다른 시스템에도 실시예의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능할 것이다.

Claims (8)

  1. 무선 통신 시스템에서 단말의 초기 접속 방법에 있어서,
    제 1 동기화 신호 블록을 검출하는 단계;
    상기 제 1 동기화 신호 블록에 기초하여, 적어도 하나의 제 2 동기화 신호 블록 후보를 결정하는 단계, 상기 적어도 하나의 제 2 동기화 신호 블록 후보는 상기 제 1 동기화 신호 블록과 상이한 주파수 또는 시간에서 전송되며,;
    상기 적어도 하나의 제 2 동기화 신호 블록 후보에 기초하여, 적어도 하나의 제 2 동기화 신호 블록을 검출하는 단계;
    상기 제 1 동기화 신호 블록 및 상기 적어도 하나의 제 2 동기화 신호 블록 중 적어도 하나의 동기화 신호 블록을 선택하는 단계; 및
    상기 선택된 적어도 하나의 동기화 신호 블록에 기초하여 초기 접속 절차를 수행하는 단계를 포함하는, 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 제 1 동기화 신호 블록을 검출하는 단계는,
    상기 제 1 동기화 신호 블록의 인덱스를 식별하는 단계를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 제 2 동기화 신호 블록을 검출하는 단계는,
    상기 제 1 동기화 신호 블록의 인덱스에 기초하여, 상기 적어도 하나의 제 2 동기화 신호 블록의 적어도 하나의 인덱스를 예측하는 단계; 및
    상기 예측된 적어도 하나의 인덱스에 기초하여, 상기 적어도 하나의 제 2 동기화 신호 블록을 검출하는 단계를 포함하는, 방법.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 제 1 동기화 신호 블록의 인덱스를 식별하는 단계는,
    DMRS 후보들 중 하나의 DMRS에 기초하여, 상기 제 1 동기화 신호 블록에 포함된 PBCH를 복조하는 단계; 및
    상기 복조된 PBCH에 기초하여, 상기 제 1 동기화 신호 블록의 인덱스를 식별하는 단계를 포함하는, 방법.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 제 2 동기화 신호 블록을 검출하는 단계는,
    기지국으로부터 전송되는 제어 신호에 기초하여, 상기 적어도 하나의 제 2 동기화 신호 블록이 전송되는 복수의 주파수 위치들을 식별하는 단계; 및
    상기 식별된 복수의 주파수 위치들에 기초하여, 상기 적어도 하나의 제 2 동기화 신호 블록을 검출하는 단계를 포함하는, 방법.
  5. 무선 통신 시스템에서 초기 접속을 수행하는 단말에 있어서,
    송수신부; 및
    상기 송수신부에 연결된 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는:
    제 1 동기화 신호 블록을 검출하고,
    상기 제 1 동기화 신호 블록에 기초하여, 적어도 하나의 제 2 동기화 신호 블록 후보를 결정하며, 상기 적어도 하나의 제 2 동기화 신호 블록 후보는 상기 제 1 동기화 신호 블록과 상이한 주파수 또는 시간에서 전송되고,
    상기 적어도 하나의 제 2 동기화 신호 블록 후보에 기초하여, 적어도 하나의 제 2 동기화 신호 블록을 검출하며,
    상기 제 1 동기화 신호 블록 및 상기 적어도 하나의 제 2 동기화 신호 블록 중 적어도 하나의 동기화 신호 블록을 선택하고,
    상기 선택된 적어도 하나의 동기화 신호 블록에 기초하여 초기 접속 절차를 수행하는, 단말.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 프로세서는,
    상기 제 1 동기화 신호 블록의 인덱스를 식별하고,
    상기 제 1 동기화 신호 블록의 인덱스에 기초하여, 상기 적어도 하나의 제 2 동기화 신호 블록의 적어도 하나의 인덱스를 예측하며,
    상기 예측된 적어도 하나의 인덱스에 기초하여, 상기 적어도 하나의 제 2 동기화 신호 블록을 검출하는, 단말.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 프로세서는,
    DMRS 후보들 중 하나의 DMRS에 기초하여, 상기 제 1 동기화 신호 블록에 포함된 PBCH를 복조하고,
    상기 복조된 PBCH에 기초하여, 상기 제 1 동기화 신호 블록의 인덱스를 식별하는, 단말.
  8. 제 5항에 있어서, 상기 프로세서는,
    기지국으로부터 전송되는 제어 신호에 기초하여, 상기 적어도 하나의 제 2 동기화 신호 블록이 전송되는 복수의 주파수 위치들을 식별하고,
    상기 식별된 복수의 주파수 위치들에 기초하여, 상기 적어도 하나의 제 2 동기화 신호 블록을 검출하는, 단말.
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