KR20120039445A - 위치측정용 참조신호 전송방법 및 기지국과, 위치측정용 참조신호 수신방법 및 사용자기기 - Google Patents

위치측정용 참조신호 전송방법 및 기지국과, 위치측정용 참조신호 수신방법 및 사용자기기 Download PDF

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Abstract

본 발명의 사용자기기와 기지국은 LBS를 위한 위치 비컨 전송을 위해 구성된 D-LBS 존에 대한 구성정보의 전송시점을 S-SFH 변경 사이클을 기준으로 결정한다. 또한, 본 발명의 사용자기기와 기지국은 상기 구성정보가 전송되는 시점을 이용하여, 상기 구성정보에 따라 전송되는 상기 D-LBS 존의 전송 시작 포인트를 결정한다.

Description

위치측정용 참조신호 전송방법 및 기지국과, 위치측정용 참조신호 수신방법 및 사용자기기{METHOD AND BASE STATION FOR TRANSMITTING LOCATION MEASUREMENT REFERENCE SIGNAL, AND METHOD AND USER EQUIPMENT FOR RECEIVING LOCATION MEASUREMENT REFERENCE SIGNAL}
본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것으로, 특히 무선 통신 시스템에서 기지국이 위치 기반 서비스를 제공하기 위한 참조신호를 전송하는 방법 및 이를 위한 장치에 관한 것이다. 또한, 상기 참조신호를 수신하는 방법 및 이를 위한 장치에 관한 것이다.
통신 시스템에서 고품질의 통신 서비스를 제공하기 위하여, 네트워크 내 사용자기기의 위치 및/또는 사용자기기와 관련된 객체(entity)들의 위치를 보다 정확하게 결정하기 위한 위치 측정 방식의 필요성이 대두되고 있다.
사용자기기의 위치를 측정하는 다양한 방법들은 크게 두 가지로 구분될 수 있다. 그 하나는 기지국이 사용자기기로 전송하는 하향링크 신호를 기반으로 상기 사용자기기의 위치가 측정되는 하향링크 기반 위치측정이며, 또 다른 하나는 사용자기기가 기지국으로 전송하는 상향링크 신호를 기반으로 상기 사용자기기의 위치가 측정되는 상향링크 기반 위치측정이다. 하향링크 기반 위치측정의 경우, 사용자기기는 복수의 셀로부터 전송된 하향링크 신호들을 수신하고, 상기 하향링크 신호들의 지연시간 등의 위치관련 파라미터를 측정한다. 반면, 상향링크 기반 위치측정의 경우, 기지국이 사용자기기가 상기 기지국 및 이웃하는 기지국(들)에 전송한 상향링크 신호들의 지연시간 등의 위치관련 파라미터를 측정한다. 즉, 사용자기기의 지리적 위치는 기본적으로 복수의 셀로부터 상기 사용자기기로 송신된 신호들의 지연시간 혹은 사용자기기가 복수의 셀로 송신한 신호들의 지연시간을 측정하여 계산된다. 따라서 사용자기기의 위치를 측정하기 위해서는 복수의 신호가 요구된다. 이를 기반으로 하여, 사용자기기의 위치를 계산하는 다양한 방법들이 존재하지만, 일반적으로 신호 도달 시간차(Time Difference Of Arrival, TDOA) 기법 혹은 도달 시간 기법(Time Of Arrival, DOA)이 주로 사용된다.
도 1은 사용자기기의 위치를 측정하기 위한 하향링크 OTDOA 기법의 개념도이다.
도 1을 참조하면, 하향링크 OTDOA 기법은 사용자기기가 각 셀로부터 송신된 신호들이 상기 사용자기기에 도달한 타이밍 차이를 이용하여 사용자기기의 위치를 측정하는 것으로서, 상기 사용자기기는 각 셀들로부터 수신한 신호의 지연 시간을 측정하여 이를 서빙 셀(serving cell) 또는 앵커 셀(anchor cell)로 보고하고, 서빙 셀은 보고된 지연 시간들을 이용하여 해당 사용자기기의 위치를 측정한다.
한편, 고품질의 통신 서비스를 제공하기 위하여, 네트워크 내 사용자기기의 위치 및/또는 사용자기기와 관련된 객체(entity)들의 위치를 보다 정확하게 결정하기 위한 위치 측정 방식의 필요성이 대두되고 있다. 이에 따라, 기존 무선 프레임의 구조에의 영향을 최소화하면서 진보된(advanced) 위치 결정 방안이 제공되어야 한다.
본 발명은 기존 무선프레임 구조에의 영향을 최소화하면서 위치기반서비스를 위한 위치측정용 참조신호를 전송하는 방안을 제시한다.
또한, 본 발명은 각 셀이 위치측정용 참조신호 전송의 제어 신호를 자유롭게 전송할 수 있는 방안을 제시한다.
또한, 본 발명은 사용자기가 각 셀이 위치측정용 참조신호를 전송하는 시점을 정확히 판단할 수 있는 방안을 제시한다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 이하의 발명의 상세한 설명으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 양상으로, 무선 통신 시스템에서 기지국이 위치기반서비스를 위한 위치측정용 참조신호를 전송함에 있어서, 상기 위치측정용 참조신호의 전송을 위해 하나 이상의 수퍼프레임에 걸쳐 구성된 위치측정용 존의 구성정보를 전송하는 단계; 및 상기 위치측정용 존을, 다음 수학식을 만족하는 수퍼프레임 번호를 갖는 수퍼프레임부터 시작하여, 상기 구성 정보에 따라 전송하는 단계를 포함하는 위치측정용 참조신호 전송방법이 제공된다.
본 발명의 다른 양상으로, 무선 통신 시스템에서 사용자기기가 위치기반서비스를 위한 위치측정용 참조신호를 수신함에 있어서, 기지국으로부터 하나 이상의 수퍼프레임에 걸쳐 구성된 위치측정용 존의 구성 정보를 수신하는 단계; 및 상기 위치측정용 존을, 다음 수학식을 만족하는 수퍼프레임 번호를 갖는 수퍼프레임부터 시작하여, 상기 구성 정보에 따라 수신하는 단계를 포함하는 위치측정용 참조신호 수신방법이 제공된다.
본 발명의 또 다른 양상으로, 무선 통신 시스템에서 기지국이 위치기반서비스를 위한 위치측정용 참조신호를 전송함에 있어서, 송신기; 및 상기 송신기를 제어하도록 구성된 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는, 상기 위치측정용 참조신호의 전송을 위해 하나 이상의 수퍼프레임에 걸쳐 구성된 위치측정용 존의 구성정보를 전송하도록 상기 송신기를 제어하고; 상기 위치측정용 존을, 다음 수학식을 만족하는 수퍼프레임 번호를 갖는 수퍼프레임부터 시작하여, 상기 구성 정보에 따라 전송하도록 상기 송신기를 제어하는, 기지국이 제공된다.
본 발명의 또 다른 양상으로, 무선 통신 시스템에서 사용자기기가 위치기반서비스를 위한 위치측정용 참조신호를 수신함에 있어서, 수신기; 및 상기 수신기를 제어하도록 구성된 프로세서를 포함하되, 상기 수신기는, 기지국으로부터 하나 이상의 수퍼프레임에 걸쳐 구성된 위치측정용 존의 구성 정보를 수신하도록 구성되고; 상기 프로세서는, 상기 위치측정용 존을, 다음 수학식을 만족하는 수퍼프레임 번호를 갖는 수퍼프레임부터 시작하여, 상기 구성 정보에 따라 수신하도록 상기 수신기를 제어하는, 사용자기기가 제공된다.
본 발명의 각 양상에 있어서, 상기 수학식은 다음과 같다.
[수학식]
mod(SFNS - SFH ( SP3 )+D-LBSZP-mod(SFNS - SFH ( SP3 ),D-LBSZP),212)
여기서, SFNS - SFH ( SP3 )은 상기 구성 정보를 포함하는 부 수퍼프레임 헤더(secondary superframe header, S-SFH) 변경 사이클 내 마지막 수퍼프레임 번호를 나타내고, D-LBSZP는 상기 위치측정용 존의 전송주기를 나타낸다.
본 발명의 각 양상에 있어서, 상기 전송정보는 상기 위치측정용 존의 전송주기를 지시하는 정보를 포함할 수 있다.
본 발명의 각 양상에 있어서, 상기 S-SFH 변경 사이클은 S-SFH의 콘텐츠가 동일하게 유지되는 최소한의 지속기간(duration)일 수 있다.
본 발명의 각 양상에 있어서, 상기 사용자기기는 상기 위치측정용 존 상에서 수신한 상기 위치측정용 참조신호를 이용하여, 상기 사용자기기의 위치결정을 위한 위치관련 정보를 측정할 수 있다.
본 발명의 각 양상에 있어서, 상기 사용자기기는 상기 위치관련 정보를 상기 기지국에 전송할 수 있다. 또한, 상기 기지국은 상기 사용자기기가 전송한 위치관련 정보와, 다른 기지국과 공유한 상기 사용자기기에 대한 위치관련 정보를 이용하여, 상기 사용자기기의 위치를 결정할 수 있다.
상기 기술적 해결방법들은 본 발명의 실시예들 중 일부에 불과하며, 본원 발명의 기술적 특징들이 반영된 다양한 실시예들이 당해 기술분야의 통상적인 지식을 가진 자에 의해 이하 상술할 본 발명의 상세한 설명을 기반으로 도출되고 이해될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면 기존 무선프레임 구조로의 영향을 최소화하면서 위치기반서비스를 위한 위치측정용 참조신호를 전송할 수 있다는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 의하면, 위치측정에 참여하는 셀들 상호간의 간섭을 줄일 수 있게 되어, 위치측정용 참조신호를 바탕으로 사용자기기의 위치측정 성능을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 따르면, 각 셀이 해당 위치측정용 참조신호의 전송에 관한 정보를 사용자기기에 자유롭게 전송할 수 있다는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 따르면, 사용자기기와 기지국이 위치측정용 참조신호가 전송되는 시간 자원을 알 수 있어, 상기 사용자기기 및 기지국이 상기 위치측정용 참조신호가 전송되는 시간 자원을 용이하게 인식할 수 있게 된다는 장점이 있다.
본 발명에 따른 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과는 이하의 발명의 상세한 설명으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는, 첨부 도면은 본 발명에 대한 실시예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 설명한다.
도 1은 사용자기기의 위치를 측정하기 위한 하향링크 OTDOA 기법의 개념도이다.
도 2는 본 발명을 수행하는 사용자기기 및 기지국의 구성요소를 나타내는 블록도이다.
도 3은 사용자기기 및 기지국 내 송신기 구조의 일 예를 도시한 것이다.
도 4는 IEEE 802.16m의 무선 프레임 구조의 일례를 도시한 것이다.
도 5는 D-LBS 존의 할당 예를 나타낸다.
도 6 및 도 7은 LBS를 위한 위치측정에 참여하는 셀들이 서로 다른 시점에서 D-LBS 존의 초기(initial) 전송을 시작하는 경우의 문제점을 예시한다.
도 8은 본 발명의 제1실시예에 따른 D-LBS 존 정렬 방법을 예시한다.
도 9는 S-SFH 갱신 절차를 예시한 것이다.
도 10 및 도 11은 본 발명의 제2실시예에 따른 D-LBS 존 정렬 방법을 예시한다.
도 12 및 도 13은 본 발명의 제4실시예에 따른 D-LBS 존 정렬 방법을 예시한다.
도 14는 본 발명의 제5실시예에 따른 D-LBS 존 정렬 방법을 예시한다.
도 15는 서로 다른 S-SFH 변경 사이클을 사용하는 셀들에서의 D-LBS 존 구성정보를 전송하는 방법을 예시한다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다. 이하의 상세한 설명은 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해서 구체적 세부사항을 포함한다. 그러나, 당업자는 본 발명이 이러한 구체적 세부사항 없이도 실시될 수 있음을 안다. 예를 들어, 이하의 상세한 설명은 이동통신 시스템이 IEEE 802.16 시스템인 경우를 가정하여 구체적으로 설명하나, IEEE 802.16에 특유한 사항을 제외하고는 다른 임의의 이동통신 시스템에도 적용 가능하다.
몇몇 경우, 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시될 수 있다. 또한, 본 명세서 전체에서 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하여 설명한다.
본 발명에 있어서, 사용자기기(User Equipment, UE)는 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, 기지국과 통신하여 사용자데이터 및/또는 각종 제어정보를 송수신하는 각종 기기들이 이에 속한다. 사용자기기(User Equipment, UE)는 단말(Terminal Equipment), MS(Mobile Station), MT(Mobile Terminal), UT(User Terminal), SS(Subscribe Station), 무선기기(wireless device), PDA(Personal Digital Assistant), 무선 모뎀(wireless modem), 휴대기기(handheld device) 등으로 불릴 수 있다. 또한, 본 발명에 있어서, 기지국(Base Station, BS)은 일반적으로 사용자기기 및/또는 다른 기지국과 통신하는 고정된 지점(fixed station)을 말하며, 사용자기기 및 타 기지국과 통신하여 각종 데이터 및 제어정보를 교환한다. 기지국은 eNB(evolved-NodeB), BTS(Base Transceiver System), 엑세스 포인트(Access Point) 등 다른 용어로 불릴 수 있다.
한편, 본 발명에서 셀이라 함은 일 기지국 혹은 일 안테나 그룹이 통신 서비스를 제공하는 일정 지리적 영역을 말한다. 따라서, 본 발명에서 특정 셀과 통신한다고 함은 상기 특정 셀에 통신 서비스를 제공하는 기지국 또는 안테나 그룹과 통신하는 것을 의미할 수 있다. 또한, 특정 셀의 하향링크/상향링크 신호는 상기 특정 셀에 통신 서비스를 제공하는 기지국 또는 안테나 그룹과의 하향링크/상향링크 신호를 의미한다. 또한, 특정 셀의 채널 상태/품질은 상기 특정 셀에 통신 서비스를 제공하는 기지국 혹은 안테나 그룹과 소정 UE 사이에 형성된 채널 혹은 통신 링크의 채널 상태/품질을 의미한다.
이하에서, LBS 수퍼프레임/프레임/서브프레임/심볼은 위치기반서비스(Location Based Service, LBS)를 위한 참조신호가 할당된 혹은 할당될 수 있는 수퍼프레임/프레임/서브프레임/심볼을 각각 나타낸다. LBS용 참조신호 혹은 LBS를 위한 위치측정용 참조신호는 보다 정확한 위치결정을 가능하게 하는 위치특정측정(location specific measurements)을 위해 기지국이 전송하는 특별한 파형(special waveform)을 의미한다. 후술할 본 발명의 실시예들에 따른 기지국은 상기 특별한 파형의 전송에 이용되는 자원의 할당정보를 사용자기기에 시그널할 수 있다. 사용자기기는 본 발명의 실시예들에 따라 전송되는 상기 특별한 파형을 탐지하고, 관련 측정을 수행하는 한편, 측정결과를 상기 사용자기기에 보고할 수 있다.
또한, 이하에서는, 수퍼프레임/프레임/서브프레임/심볼 내 특정 신호의 전송위치에서 상기 특정 신호를 전송하지 않을 경우, 상기 특정 신호의 전송이 드랍(drop) 혹은 뮤트(mute), 널링(nulling), 블랭킹(blanking)되었다고 표현한다.
한편, 본 발명에서 특정 신호의 수퍼프레임/프레임/서브프레임/심볼/반송파/부반송파에 할당하여 전송한다 함은, 상기 특정 신호가 해당 수퍼프레임/프레임/서브프레임/심볼 시간 구간/타이밍에서 해당 반송파/부반송파를 통해 전송됨을 의미한다.
도 1에서 언급한 바와 같이, 사용자기기의 위치를 측정하기 위해서는 상기 사용자기기와 기지국들 사이의 하향링크/상향링크 신호 전송/도착 타이밍이 활용될 수 있다. 타이밍 측정에 사용되는 신호로는 하향링크의 경우 하향링크 파일럿, A-프리앰블(Advanced preamble, A-preamble) 등이 활용될 수 있으며, 상향링크의 상향링크 파일럿, 레인징채널(ranging channel, RCH), 레인징 프리앰블 등이 활용될 수 있다. 이하에서는 하향링크 신호를 이용한 위치기반 서비스를 DL LBS라고 칭하고, 상향링크 신호를 이용한 위치기반 서비스를 UL LBS라고 칭한다.
이하에서는 특히, 위치측정용 하향링크 신호에 대한 구성정보(혹은 전송정보라고도 함)를 전송하는 방법 및 기지국을 설명한다. 또한, 상기 전송정보에 따라 위치측정용 하향링크 신호를 전송하는 방법 및 기지국을 설명한다. 또한, 상기 전송정보를 바탕으로 위치측정용 하향링크 신호를 수신하는 방법 및 사용자기기를 제공한다.
도 2는 본 발명을 수행하는 사용자기기 및 기지국의 구성요소를 나타내는 블록도이다.
사용자기기는 상향링크(uplink, UL)에서는 송신장치로 동작하고 하향링크(downlink, DL)에서는 수신장치로 동작한다. 이와 반대로, 기지국은 상향링크에서는 수신장치로 동작하고, 하향링크에서는 송신장치로 동작할 수 있다.
사용자기기 및 기지국은 정보 및/또는 데이터, 신호, 메시지 등을 수신할 수 있는 안테나 (500a, 500b)와, 안테나를 제어하여 메시지를 전송하는 송신기(Transmitter; 100a, 100b), 안테나를 제어하여 메시지를 수신하는 수신기(Receiver; 300a, 300b), 무선통신 시스템 내 통신과 관련된 각종 정보를 저장하는 메모리(200a, 200b)를 포함한다. 또한, 사용자기기 및 기지국은 사용자기기 또는 기지국에 포함된 송신기 및 수신기, 메모리 등의 구성요소를 제어하여 본 발명을 수행하도록 구성된 프로세서(400a, 400b)를 각각 포함한다. 상기 사용자기기 내 송신기(100a), 수신기(300a), 메모리(200a), 프로세서(400a)는 각각 별개의 칩(chip)에 의해 독립된 구성요소로서 구현될 수도 있고, 둘 이상이 하나의 칩(chip)에 의해 구현될 수도 있다. 마찬가지로, 상기 기지국 내 송신기(100b), 수신기(300b), 메모리(200b), 프로세서(400b)는 각각 별개의 칩(chip)에 의해 독립된 구성요소로서 구현될 수도 있고, 둘 이상이 하나의 칩(chip)에 의해 구현될 수도 있다. 송신기와 수신기가 통합되어 사용자기기 또는 기지국 내에서 한 개의 송수신기(transceiver)로 구현될 수도 있다.
안테나(500a, 500b)는 송신기(100a, 100b)에서 생성된 신호를 외부로 전송하거나, 외부로부터 무선 신호를 수신하여 수신기(300a, 300b)로 전달하는 기능을 수행한다. 안테나(500a, 500b)는 안테나 포트로 불리기도 한다. 각 안테나 포트는 하나의 물리 안테나에 해당하거나 하나보다 많은 물리 안테나 요소(element)의 조합에 의해 구성될 수 있다. 각 안테나 포트로부터 전송된 신호는 UE 내 수신기(300a)에 의해 더 이상 분해될 수 없다. 해당 안테나 포트에 대응하여 전송된 참조신호는 UE의 관점에서 본 안테나 포트를 정의하며, 채널이 일 물리 안테나로부터의 단일(single) 무선 채널인지 혹은 상기 안테나 포트를 포함하는 복수의 물리 안테나 요소(element)들로부터의 합성(composite) 채널인지에 관계없이, 상기 UE로 하여금 상기 안테나 포트에 대한 채널 추정을 가능하게 한다. 즉, 본 발명에서 안테나 포트는 상기 안테나 포트 상의 심볼을 전달하는 채널이 상기 동일 안테나 포트 상의 다른 심볼이 전달되는 상기 채널로부터 도출될 수 있도록 정의된다. 다수의 안테나를 이용하여 데이터를 송수신하는 다중 입출력(Multi-Input Multi-Output, MIMO) 기능을 지원하는 송수신기의 경우에는 2개 이상의 안테나와 연결될 수 있다.
프로세서(400a, 400b)는 통상적으로 사용자기기 또는 기지국 내 각종 모듈의 전반적인 동작을 제어한다. 특히, 프로세서(400a, 400b)는 본 발명을 수행하기 위한 각종 제어 기능, 서비스 특성 및 전파 환경에 따른 MAC(Medium Access Control) 프레임 가변 제어 기능, 유휴모드 동작을 제어하기 위한 전력절약모드 기능, 핸드오버(Handover) 기능, 인증 및 암호화 기능 등을 수행할 수 있다. 프로세서(400a, 400b)는 컨트롤러(controller), 마이크로 컨트롤러(microcontroller), 마이크로 프로세서(microprocessor), 마이크로 컴퓨터(microcomputer) 등으로도 불릴 수 있다. 한편, 프로세서(400a, 400b)는 하드웨어(hardware) 또는 펌웨어(firmware), 소프트웨어, 또는 이들의 결합에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어를 이용하여 본 발명을 구현하는 경우에는, 본 발명을 수행하도록 구성된 ASICs(application specific integrated circuits) 또는 DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays) 등이 프로세서(400a, 400b)에 구비될 수 있다. 한편, 펌웨어나 소프트웨어를 이용하여 본 발명을 구현하는 경우에는 본 발명의 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차 또는 함수 등을 포함하도록 펌웨어나 소프트웨어가 구성될 수 있으며, 본 발명을 수행할 수 있도록 구성된 펌웨어 또는 소프트웨어는 프로세서(400a, 400b) 내에 구비되거나 메모리(200a, 200b)에 저장되어 프로세서(400a, 400b)에 의해 구동될 수 있다.
송신기(100a, 100b)는 프로세서(400a, 400b) 또는 상기 프로세서와 연결된 스케줄러로부터 스케줄링되어 외부로 전송될 신호 및/또는 데이터에 대하여 소정의 부호화(coding) 및 변조(modulation)를 수행한 후 안테나(500a, 500b)에 전달한다. 예를 들어, 송신기(100a, 100b)는 전송하고자 하는 데이터 열을 역다중화 및 채널 부호화, 변조과정 등을 거쳐 K개의 신호열로 변환한다. 상기 K개의 신호열은 송신기 내 송신처리기를 거쳐 송신 안테나(500a, 500b)를 통해 전송된다. 사용자기기 및 기지국의 송신기(100a, 100b) 및 수신기(300a, 300b)는 송신신호 및 수신신호를 처리하는 과정에 따라 다르게 구성될 수 있다.
메모리(200a, 200b)는 프로세서(400a, 400b)의 처리 및 제어를 위한 프로그램을 저장할 수 있고, 입출력되는 정보를 임시 저장할 수 있다. 메모리는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type) 또는 카드 타입의 메모리(예를 들어, SD 또는 XD 메모리 등), 램(Random Access Memory, RAM), SRAM(Static Random Access Memory), 롬(Read-Only Memory, ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory), 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 등을 이용하여 구현될 수 있다.
한편, 본 발명의 BS 내 프로세서(400b)는 후술할 본 발명의 실시예들에 따라 D-LBS 존에 대한 새로운 혹은 변경된 구성정보를 전송할 수퍼프레임을 결정할 수 있다. 상기 BS 프로세서(400b)는 상기 구성정보를 상기 결정된 수퍼프레임에서 상기 구성정보를 상기 BS에 의해 제어되는 셀에 위치한 UE에 전송하도록 BS 송신기(100b)를 제어할 수 있다. 상기 구성정보는 D-LBS 존의 전송주기를 나타내는 정보를 포함할 수 있다. 또한, 상기 BS 내 프로세서(400b)는 상기 새로운 혹은 변경된 구성정보에 따라 D-LBS 존을 구성하여 전송하도록 상기 BS 송신기(100b)를 제어할 수 있다. 상기 BS 프로세서(400b)는 본 발명의 실시예들 중 어느 하나에 따라 상기 D-LBS 존의 전송시작 타이밍을 결정할 수 있다. 즉, 상기 BS 프로세서(400b)는 본 발명의 실시예들 중 어느 하나에 따라 D-LBS 존의 초기 시작 수퍼프레임을 판단할 수 있다.
또한, 상기 BS 프로세서(400b)는 LBS를 위한 위치측정에 참여하는 셀들의 S-SFH 변경 사이클들 중 가장 긴 S-SFH 변경 사이클을 고려하여 새로운 D-LBS 존 구성정보의 전송시점을 결정할 수 있다. 예를 들어, 상기 BS 프로세서(400b)는 상기 BS의 특정 셀의 SFNInitialstartpoint이, 위치측정에 참여하는 셀들 중 가장 긴 S-SFH 변경 사이클을 갖는 셀의 SFNInitialstartpoint와 동일하도록, 상기 새로운 DL-LBS 존 구성정보의 전송시점을 결정할 수 있다.
상기 UE 프로세서(400a)는, 본 발명의 실시예들 중 어느 하나에 따라, 상기 구성정보의 적용시점 혹은 수신시점을 바탕으로 상기 D-LBS 존이 어떤 수퍼프레임부터 시작하여 처음으로 전송되는지를 판단할 수 있다. 즉, 상기 UE 프로세서(400a)는 본 발명의 실시예들 중 어느 하나에 따라 D-LBS 존의 초기 시작 수퍼프레임(SFNInitialstartpoint)을 판단할 수 있다. 상기 UE 프로세서(400a)는 상기 구성정보를 바탕으로 상기 D-LBS 존의 활성화(activation) 여부를 판단할 수 있다. 상기 UE 프로세서(400a)는 상기 구성정보를 바탕으로 상기 D-LBS 존의 전송주기를 판단할 수 있다. 상기 UE 프로세서(400a)는 상기 구성정보를 기반으로 상기 D-LBS 존을 수신하도록 UE 수신기(300a)를 제어할 수 있다. 상기 UE 수신기(300a)는, 상기 UE 프로세서(400a)의 제어 하에, 상기 D-LBS 존 상에서 전송된 위치측정용 참조신호를 수신 혹은 검출할 수 있다.
상기 UE 프로세서(400a)는, 상기 위치측정용 참조신호를 이용하여, 상기 UE가 위치한 셀(이하, 서빙 셀)의 기지국과, LBS를 위한 위치측정에 참여하는 인접 셀의 기지국들이 전송한 DL LBS를 위한 위치측정용 참조신호를 이용하여 상기 위치측정용 참조신호를 전송한 BS와의 위치관련 파라미터를 측정하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, RD(Relative Delay), RTD(Round Trip Delay), RSSI(Received Signal Strength Indication) 등이 상기 위치관련 파라미터로서 측정될 수 있다. 상기 UE 수신기(300a)는 상기 D-LBS 존에 속하는 수퍼프레임 구간에서 복수의 셀로부터 위치측정용 참조신호들을 수신하고, 상기 UE 프로세서(400a)는 상기 위치측정용 참조신호들을 이용하여 위치관련 파라미터를 계산할 수 있다. 상기 UE 프로세서(400a) 또는 상기 UE 수신기(300a)는 상기 위치측정용 참조신호를 이용하여 상기 UE의 위치관련 파라미터를 측정 혹은 계산하는 모듈을 별도로 구비하도록 구성될 수 있다. 상기 UE 프로세서(400a)는 상기 위치관련 파라미터를 상기 서빙 셀의 BS에 전송하도록 UE 송신기(100a)를 제어할 수 있다. 상기 서빙 셀의 BS 내 BS 프로세서(400b)는 상기 UE가 송신한 위치관련 파라미터와 인접 셀의 위치관련 파라미터를 이용하여 상기 UE의 위치를 결정할 수 있다.
한편, 상기 UE 프로세서(400a)는 상기 위치측정용 참조신호들을 이용하여 상기 UE의 위치를 직접 결정할 수도 있다. 상기 UE 프로세서(400a)는 UE 송신기(100a)를 제어하여 상기 결정된 위치를 나타내는 정보를 상기 BS에 전송할 수 있다. 상기 UE 프로세서(400a) 또는 상기 UE 수신기(300a)는 상기 위치측정용 참조신호를 이용하여 상기 UE의 위치를 결정하는 모듈을 별도로 구비하도록 구성될 수 있다.
도 3은 사용자기기 및 기지국 내 송신기 구조의 일 예를 도시한 것이다. 도 3을 참조하여 송신기(100a, 100b)의 동작을 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
OFDMA 송신기(100a, 100b)는 MIMO 인코더(110) 및 MIMO 프리코더(120), 부반송파맵퍼(140-1,...,140-K), OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiplexing Access) 신호 발생기, Nt개의 송신 안테나(500-1, 500-Nt)를 포함한다.
MIMO 인코더(110)는 전송하고자 하는 데이터 열을 정해진 코딩 방식에 따라 인코딩하여 부호화된 데이터(coded data)를 형성하고, 부호화된 데이터를 변조(modulation)하여 신호 성상(signal constellation) 상의 위치를 표현하는 심볼로 배치한다. MIMO 인코더(110)로의 입력인 상기 데이터 열은 매체접속제어(Medium Access Control, MAC) 계층으로부터 전달받은 데이터 블록에 채널 부호화(channel encoding), 인터리빙(interleaving), 스크램블링(scrambling) 등과 같은 다양한 신호처리를 적용하여 얻어질 수 있다. 상기 데이터 열은 코드워드 혹은 레이어로 지칭되기도 하며, MAC 계층이 제공하는 데이터 블록과 등가이다. MAC 계층이 제공하는 데이터 블록은 전송 블록으로 지칭되기도 한다. 변조 방식(modulation scheme)에는 제한이 없으며, m-PSK(m-Phase Shift Keying) 또는 m-QAM(m-Quadrature Amplitude Modulation) 등이 상기 부호화된 데이터의 변조에 이용될 수 있다. 부호화된 데이터의 변조를 위해 MIMO 인코더(110)는 변조기를 독립된 모듈로서 구비할 수도 있다. 한편, MIMO 인코더(110)는 MIMO 프리코더(120)가 안테나 특정 심볼을 해당 안테나의 경로로 분배할 수 있도록 MIMO 프리코더(120)로의 입력 심볼의 MIMO 스트림을 정의할 수도 있다. MIMO 스트림은 MIMO 프리코더(120)로 입력되는 정보경로(information path)를 의미한다. MIMO 프리코더(120) 이전의 정보 경로를 가상 안테나(virtual antenna) 또는 MIMO 스트림이라고 볼 수 있다. 심볼의 MIMO 스트림을 정의하기 위해 MIMO 인코더(110)는 MIMO 스트림맵퍼를 독립된 모듈로서 구비할 수도 있다.
MIMO 프리코더(120)는 입력 심볼을 다중 송신 안테나(500-1,..., 500-Nt)에 따른 MIMO 방식으로 처리하여 안테나 특정 심볼들을 출력하고 상기 안테나 특정 심볼들을 해당 부반송파맵퍼(140-1,...,140-K)로 분배한다. 즉, MIMO 스트림의 안테나로의 매핑은 MIMO 프리코더(120)에 의해 수행된다. MIMO 프리코더(120)는 MIMO 인코더(110)의 출력 x를 Nt×Mt의 프리코딩 행렬 W와 곱해 Nt×MF 의 행렬 z로 출력할 수 있다.
부반송파맵퍼(140-1,...,140-K)는 안테나 특정 심볼을 적절한 부반송파(subcarrier)에 할당하고, 사용자기기에 따라 다중화한다. 한편, 상기 부반송파맵퍼(140-1,...,140-K)는 변조된 심볼을 LRU 크기의 세그멘트로 나눈 뒤, 각각의 세그멘트를 LRU에 할당하는 LRU 할당 블록(미도시)을 포함할 수 있다. 또한, 상기 부반송파맵퍼 (140-1,...,140-K)는 LRU를 데이터 버스트(data burst)에 맵핑하는 맵핑 블록(미도시)을 포함할 수 있다. 데이터 버스트는 물리적 주파수 영역에서 PRU에 할당된다. 따라서, 상기 부반송파맵퍼 (140-1,...,140-K)은 LRU와 PRU 사이의 맵핑 관계에 따라 변조된 데이터를 부반송파에 맵핑하는 기능을 수행한다.
OFDMA 신호발생기(150)는 안테나 특정 심볼을 OFDM 방식으로 변조하여 OFDMA 심볼을 출력한다. OFDMA 신호발생기(150)는 안테나 특정 심볼에 대해 IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)을 수행할 수 있으며, IFFT가 수행된 시간 도메인 심볼에는 CP(Cyclic Prefix)가 삽입될 수 있다. OFDMA 심볼은 디지털-아날로그(digital-to-analog) 변환, 주파수 상향변환 등을 거쳐, 각 송신 안테나(500-1,...,500-Nt)를 통해 수신장치로 송신된다. OFDMA 신호발생기(150)는 IFFT 모듈 및 CP 삽입기, DAC(Digital-to-Analog Converter), 주파수 상향 변환기(frequency uplink converter) 등을 포함할 수 있다.
OFDMA 수신기(300a, 300b)의 신호 처리 과정은 OFDMA 송신기의 역으로 구성된다. 구체적으로, OFDMA 수신기(300a, 300b)는 외부에서 안테나(500a, 500b)를 통하여 수신된 무선 신호에 대한 복호(decoding) 및 복조(demodulation)를 수행하여 해당 프로세서(400a, 400b)로 전달한다. OFDMA 수신기(300a, 300b)에 연결된 안테나(500a, 500b)는 Nr개의 다중 수신 안테나를 포함할 수 있으며, 수신 안테나를 통해 수신된 신호 각각은 기저대역 신호로 복원된 후 다중화 및 MIMO 복조화를 거쳐 송신기(100a, 100b)가 본래 전송하고자 했던 데이터열로 복원된다. OFDMA 수신기(300a, 300b)는 수신된 신호를 기저대역 신호로 복원하기 위한 신호복원기(210~230), 수신 처리된 신호를 결합하여 다중화하는 다중화기(250), 신호열을 데이터열로 복원하는 MIMO 디코더(260)를 포함할 수 있으며, 신호복원기 및 다중화기, MIMO 디코더는 이들의 기능을 수행하는 통합된 하나의 모듈 또는 각각의 독립된 모듈로 구성될 수 있다. 조금 더 구체적으로, 상기 신호 복원기는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 ADC(analog-to-digital converter), 상기 디지털 신호로부터 CP를 제거하는 CP 제거기(210), CP가 제거된 신호에 FFT(fast Fourier transform)를 적용하여 주파수 도메인 심볼을 출력하는 FFT 모듈 (220), 상기 주파수 도메인 심볼을 안테나 특정 심볼로 복원하는 부반송파디맵퍼/등화기 (230)을 포함할 수 있다. 상기 안테나 특정 심볼은 다중화기(250)에 의해 MIMO 스트림으로 복원되며, 상기 MIMO 스트림은 MIMO 디코더(260)에 의해 송신장치가 전송하고자 했던 데이터열로 복원된다.
한편, SC-FDMA 송신기는 OFDMA 송신기와 비교하여, 부반송파맵퍼(140,...,140-K) 이전에 FFT모듈(130)을 추가로 포함한다. SC-FDMA 송신기는 IFFT 처리 이전에 FFT를 통해 복수의 데이터를 주파수 도메인에 확산시켜 송신 신호의 PARR(peak-to-average power ratio)를 OFDMA 방식에 비해 크게 줄일 수 있다. SC-FDMA 수신기는 OFDMA 수신기와 비교하여 부반송파디맵퍼(230) 다음에 IFFT 모듈(240)을 추가로 포함한다. SC-FDMA 수신기의 신호 처리 과정은 SC-FDMA 송신기의 역으로 구성된다.
송신장치와 수신장치의 각 프로세서(400a, 400b)는 해당 송신기(100a, 100b)에 연결되어 전술한 구성요소의 동작을 제어한다. 참고로, 도 2 및 도 3에서 MIMO 인코더(110) 및 MIMO 프리코더(120), 부반송파맵퍼(140-1,…,140-K), OFDMA/SC-FDMA 신호생성기(150)가 송신기(100a, 100b)에 포함되는 것으로 설명하였으나, 송신장치의 프로세서(400a, 400b)가 상기 인코더(110) 및 프리코더(120), FFT 모듈(130), 부반송파맵퍼(140-1,…,140-K), OFDMA/SC-FDMA 신호생성기(150)를 포함하도록 구성되는 것도 가능하다. 마찬가지로, 도 2 및 도 3에서는 신호복원기 및 다중화기, MIMO 디코더가 수신기(300a, 300b)에 포함되는 것으로 설명하였으나, 수신장치의 프로세서(400a, 400b)가 상기 신호복원기 및 다중화기, MIMO 디코더를 포함하도록 구성되는 것도 가능하다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여, 인코더(110) 및 프리코더(120), 부반송파맵퍼(140-1,…,140-K), OFDMA/SC-FDMA 신호생성기(150)가 이들의 동작을 제어하는 프로세서(400a, 400b)와 분리된 송신기(100a, 100b)에 포함되고, 신호복원기 및 다중화기, 채널 복조화기가 이들의 동작을 제어하는 프로세서(400a, 400b)와는 분리된 수신기(300a, 300b)에 포함된 것으로 설명한다. 그러나, 인코더(110) 및 프리코더(120), FFT 모듈(130), 부반송파맵퍼(140-1,…,140-K), OFDMA/SC-FDMA 신호생성기(150)가 프로세서(400a, 400b)에 포함된 경우 및 신호복원기 및 다중화기, MIMO 디코더가 프로세서(400a, 400b)에 포함된 경우에도 본 발명의 실시예들이 동일하게 적용될 수 있다.
도 4는 IEEE 802.16m의 무선 프레임 구조의 일례를 도시한 것이다. 무선프레임 구조는 FDD(Frequency Division Duplex), H-FDD(Half Frequency Division Duplex), TDD(Time Division Duplex) 등에 적용될 수 있다.
도 4를 참조하면, 무선프레임 구조는 5 MHz, 8.75 MHz, 10 MHz 또는 20 MHz 대역폭을 지원하는 20ms 수퍼프레임(superframe 0에서 superframe 3)을 포함할 수 있다. 수퍼프레임은 동일한 크기를 갖는 4개의 5ms 프레임(F0에서 F3)을 포함할 수 있다.
한 개의 프레임은 소정 개수의 서브프레임을 포함할 수 있다. 예를 들어, 5/10/20MHz의 시스템 대역폭의 경우, 한 개의 프레임은 여덟 개의 서브프레임(SF0-SF7)을 포함할 수 있고, 8.75MHz의 시스템 대역폭의 경우, 7개(SF0-SF6)의 서브프레임을 포함할 수 있고, 7MHz의 시스템 대역폭의 경우, 6개(SF0-SF5)의 서브프레임을 포함할 수 있다. 서브프레임은 하향링크 또는 상향링크 전송에 할당된다. 프레임은 듀플레스(duplex) 모드에 따라 다르게 구성될 수 있다. 예를 들어, FDD 모드에서, 하향링크 전송 및 상향링크 전송은 주파수에 의해 구분되므로, 프레임은 하향링크 서브프레임 또는 상향링크 서브프레임 중 하나만을 포함한다. FDD 모드에서, 예를 들어, 5/10/20MHz의 시스템 대역폭의 경우, 각 프레임 내 여덟 개의 서브프레임은 0부터 7까지 번호가 부여된다. FDD 모드의 경우, 매 프레임의 끝에 휴지시간(idle time)이 존재할 수 있다. 반면, TDD 모드에서 하향링크 전송 및 상향링크 전송은 시간에 의해 구분되므로, 프레임 내의 서브프레임은 하향링크 서브프레임과 상향링크 서브프레임으로 구분된다. 하향링크에서 상향링크로 변경되는 동안에는 TTG(Transmit/receive Transition Gap)로 지칭되는 휴지시간이 존재하고, 상향링크에서 하향링크로 변경되는 동안에는 RTG(Receive/transmit Transition Gap)로 지칭되는 휴지 시간이 존재한다. TDD 모드에서, 예를 들어, 5/10/20MHz의 시스템 대역폭의 경우, 각 프레임 내 여덟 개의 서브프레임 중 n개가 하향링크 서브프레임은 0부터 n-1까지 인덱싱되고, (8-n)개의 상향링크 서브프레임은 0부터 (8-n)-1까지 인덱싱된다.
서브프레임은 전송 시간 간격(Transmission Time Interval, TTI)의 단위이다. 즉, 한 개의 TTI는 하나 이상의 서브프레임으로 정의된다. 일반적으로, 기본 TTI는 하나의 서브프레임으로 설정된다. TTI는 물리계층에서 부호화된 패킷을 무선 인터페이스를 통해 전송하는 시간 간격을 의미한다. 따라서, 하나의 서브프레임 또는 북수의 인접한 서브프레임이 데이터 패킷을 전송할 때 이용될 수 있다.
서브프레임은 시간 도메인에서 복수의 OFDMA 심볼을 포함하고, 주파수 도메인에서 복수의 부반송파(subcarrier)를 포함한다. OFDMA 심볼은 다중 접속 방식에 따라 OFDMA 심볼, SC-FDMA 심볼 등으로 불릴 수 있다. 서브프레임에 포함되는 OFDMA 심볼의 수는 채널 대역폭, CP의 길이에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 서브프레임에 포함되는 OFDMA 심볼의 수에 따라 서브프레임의 타입(type)이 정의될 수 있다. 예를 들어, 타입-1 서브프레임은 6 OFDMA 심볼, 타입-2 서브프레임은 7 OFDMA 심볼, 타입-3 서브프레임은 5 OFDMA 심볼, 타입-4 서브프레임은 9 OFDMA 심볼을 포함하는 것으로 정의될 수 있다. 하나의 프레임은 모두 동일한 타입의 서브프레임을 포함하거나, 서로 다른 타입의 서브프레임을 포함할 수 있다. 본 발명의 실시예들을 설명함에 있어, 설명의 편의를 위하여 하나의 서브프레임이 6 OFDMA 심볼로 구성되는 타입-1 서브프레임을 예로 하여 설명하나, 후술할 본 발명의 실시예들은 다른 타입의 서브프레임들에도 마찬가지의 방식으로 적용될 수 있다.
주파수 도메인에서, OFDMA 심볼은 복수의 부반송파를 포함하고, FFT(Fast Fourier Transform) 크기에 따라 부반송파의 개수가 결정된다. 부반송파의 유형은 데이터 전송을 위한 데이터 부반송파, 채널 측정을 위한 파일럿 부반송파, 가드 밴드(guard band) 및 DC 성분을 위한 널 부반송파로 나뉠 수 있다. OFDMA 심볼을 특징짓는 파라미터는 BW, Nused, n, G 등이다. BW는 명목상의 채널 대역폭(nominal channel bandwidth)이다. Nused는 신호 전송에 사용되는 부반송파의 개수이다. n은 샘플링 인자이고, BW 및 Nused와 함께 부반송파 스페이싱(spacing) 및 유효 심볼 시간(useful symbol time)을 결정한다. G는 CP 시간과 유효 시간(useful time)의 비율이다.
주파수 도메인에서 자원들은 소정 개수의 부반송파 단위로 묶일 수 있다. 일 서브프레임 내 상기 소정 개수의 부반송파로 이루어진 그룹을 자원유닛(Resource Unit, RU)라고 한다. 자원유닛은 자원할당을 위한 기본 단위로서, 논리 주파수 도메인에서의 자원할당의 기본 단위를 논리자원유닛(Logical Resource Unit, LRU)이라고 하고, 물리 주파수 도메인에서의 자원할당의 기본 단위를 물리자원유닛(Physical Resource Unit, PRU)이라고 한다. 논리자원유닛은 주파수 퍼뮤테이션을 통해 물리자원유닛으로 맵핑된다.
서브프레임은 주파수 도메인에서 복수의 PRU를 포함한다. PRU는 시간 도메인에서 복수의 연속된 OFDMA 심볼, 주파수 도메인에서 복수의 연속된 부반송파로 구성된다. 일 예로, PRU 내 OFDMA 심볼의 수는 서브프레임에 포함하는 OFDMA 심볼의 수와 동일할 수 있다. 따라서, PRU 내 OFDMA 심볼의 수 Nsym은 서브프레임의 타입에 따라 결정될 수 있다. 한편, PRU 내 부반송파의 수는 18개일 수 있다. 이 경우, 타입-1 서브프레임의 PRU는 6개의 OFDMA 심볼×18개의 부반송파로 구성될 수 있다.
상술한 구조는 예시에 불과하다. 따라서, 수퍼프레임의 길이, 수퍼프레임에 포함되는 프레임의 수, 프레임에 포함되는 서브프레임의 수, 서브프레임에 포함되는 OFDMA 심볼의 수, OFDMA 심볼의 파라미터 등은 다양하게 변경될 수 있다. 일 예로, 프레임에 포함되는 서브프레임의 수는 채널 대역폭(channel bandwidth), CP(cyclic prefix)의 길이에 따라 다양하게 변경될 수 있다.
수퍼프레임은, 수퍼프레임 헤더(Super Frame Header, SFH)로 시작한다. 구체적으로, 수퍼프레임 헤더는 수퍼프레임 내 첫번째 서브프레임의 마지막 5개 OFDM 심볼들을 사용할 수 있다. 상기 마지막 5개 OFDM 심볼들은 상기 첫번째 서브프레임 내에서 타입-3 서브프레임을 형성할 수 있다. 수퍼프레임 헤더는 필수 시스템 파라미터(essential system parameter) 및 시스템 구성 정보(system configuration information)를 나른다. 수퍼프레임 헤더는 P-SFH(primary-SFH) 및 S-SFH(secondary-SFH)로 나누어질 수 있다. P-SFH는 매 수퍼프레임마다 전송된다. S-SFH는 3가지 서브패킷들(S-SFH SP1, S-SFH SP2, S-SFH SP3)로 나누어질 수 있다. S-SFH의 상기 서브패킷(이하, S-SFH SP)들은 주기적으로 전송된다. 각 서브패킷은 다른 전송주기를 가질 수 있다. 예를 들어, S-SFH SP들은 다음과 같은 전송주기를 가질 수 있다.
SP scheduling periodicity information Transmission periodicity of S-SFH SP1 Transmission periodicity of S-SFH SP2 Transmission periodicity of S-SFH SP3
0000 40ms 80ms 160ms
0001 40ms 80ms 320ms
0010-1111: reserved
표 1에서 SP 스케줄링 주기정보는 S-SFH SP들의 전송 주기를 나타내는 정보로서, P-SFH, S-SFH SP1, S-SFH SP2, S-SFH SP3 중 적어도 하나(예를 들어, SP3)가 상기 SP 스케줄링 주기정보를 나를 수 있다.
하나의 수퍼프레임에는 최대 4개의 하향링크 동기신호(synchronization signal)가 전송된다. 하향링크 동기신호는 하향링크 동기화에 사용된다. IEEE 802.16m을 예로 하면, IEEE 802.16m 시스템에서 하향링크 동기신호는 PA-프리앰블(Primary Advanced preamble)로 구성된 주동기신호 및 SA-프리앰블(Secondary Advanced preamble)로 구성된 부동기신호를 포함한다. FDD 모드 및 TDD 모드에서, PA-프리앰블 및 SA-프리앰블, LBS를 위한 위치 비컨(location beacon) 각각은 각 프레임의 첫번째 심볼에 위치한다. PA-프리앰블은 시스템 대역폭 및 반송파 구성정보를 나르며, 따라서, 사용자기기는 PA-프리앰블을 통해 시스템 대역폭 및 반송파 구성정보를 획득할 수 있다. SA-프리앰블은 기지국의 셀 아이디를 나른다. SA-프리앰블은 하나의 수퍼프레임 동안 첫번째 및 세번째 프레임 내 첫번째 심볼들에서 각각 한번씩 두번 전송된다. 사용자기기는 하나의 수퍼프레임 내 두번 전송된 SA-프리앰블을 이용하여, 해당 기지국의 셀 아이디를 탐지하거나 핸드오버시의 셀 스캐닝을 수행할 수 있다.
한편, 본 발명에서는 LBS를 위한 위치 비컨(이하, LBS 위치 비컨)의 할당이 시스템에 미치는 영향을 최소화하기 위하여, 전체 수퍼프레임이 아닌 소정 수퍼프레임(들)에서만 LBS 위치 비컨을 전송한다. 이하에서는, 기지국이 하나의 셀에 위치한 UE들에게 LBS를 위한 위치측정용 참조신호를 전송하는 구간을 하향링크 LBS 존(D-LBS 존)이라 명명하여 설명한다. 즉, D-LBS 존은 사용자기기에 의해 수신되는 LBS 위치 비컨을 전송하기 위해 정의된다. 후술하는 본 발명의 실시예들에 따라 구성되는 D-LBS 존은 보다 높은 정확도를 가지고 위치 관련 파라미터(RD, RTD, RSSI 등)의 측정을 가능하게 한다.
본 발명은 D-LBS 존이 하나의 수퍼프레임을 스팬하는 실시예와 다수의 연속한 수퍼프레임을 스팬하는 실시예를 포함한다. 또한, D-LBS 존을 구성하는 수퍼프레임의 개수가 고정된 실시예와 고정되지 않은 실시예를 포함한다. D-LBS 존을 구성하는 수퍼프레임의 개수가 고정되어 있지 않은 경우, 기지국은 MAC 제어 메시지 또는 SFH, PA-프리앰블을 통해 LBS 존을 구성하는 수퍼프레임의 개수를 사용자기기에 시그널링할 수 있다. D-LBS 존에 속하는 수퍼프레임의 개수가 고정되어 있는 경우에도 D-LBS 존에 속하는 수퍼프레임의 개수에 관한 정보가 MAC 제어 메시지 또는 SFH, PA-프리앰블 등을 통해 사용자기기에 시그널링될 수 있다. 기지국 프로세서(400b)는 D-LBS 존을 구성하는 수퍼프레임의 개수와 연관된 정보를 포함하는 MAC 제어 메시지 또는 SFH, PA-프리앰블을 생성할 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여, D-LBS 존이 스팬하는 수퍼프레임의 개수가 고정된 경우를 예로 하여, 본 발명의 실시예들을 설명한다.
도 5는 D-LBS 존의 할당 예를 나타낸다.
일 D-LBS 존은 하나 이상의 수퍼프레임(예를 들어, 4개)을 스팬한다. 상기 D-LBS 존이 활성화되면 상기 D-LBS 존에 속한 각 수퍼프레임의 마지막 프레임의 첫번째 DL 서브프레임의 첫번째 OFDMA 심볼이 LBS 위치 비컨 전송에 사용된다. 타입-1 서브프레임의 경우, LBS 위치 비컨이 전송되는 상기 첫번째 OFDM 심볼을 제외한 나머지 5개의 연속한 OFDMA 심볼들이 타입-3 서브프레임을 형성한다. 타입-2 서브프레임의 경우, MIMO 미드앰블 및 LBS 위치 비컨이 일 서브프레임에서 전송되면, 상기 MIMO 미드앰블과 상기 LBS 위치 비컨 사이의 5개의 연속한 OFDMA 심볼들이 타입-3 서브프레임을 형성한다.
도 5를 참조하면, PA-프리앰블은 수퍼프레임 내 두번째 프레임(F1)의 첫번째 심볼에, SA-프리앰블은 상기 수퍼프레임의 나머지 두 프레임(F0 및 F2)의 각 첫번째 심볼에 위치한다. 상기 수퍼프레임이 DL LBS를 위한 위치측정용 수퍼프레임인 경우, LBS를 위한 위치 비컨(이하, LBS 위치 비컨)이 상기 수퍼프레임의 마지막 프레임(F3)에서 전송되며, 그 외에는 데이터 신호가 상기 수퍼프레임의 마지막 프레임(F3)에서 전송된다.
UE가 복수의 셀들이 전송한 LBS 위치 비컨 신호들을 이용하여 위치측정을 수행하는 경우, 가청성(hearability) 문제, 원근효과(near-far effect) 등으로 인하여, 상기 UE는 서빙 셀이 아닌 인접 셀(들)로부터 오는 신호는 감지하기가 어렵다는 문제가 있다. 이 경우, 인접 셀들이 UE로 전송하는 신호로의 간섭을 줄이기 위해 서빙 셀의 기지국은 상기 서빙 셀의 하향링크 전송을 일시간 정지할 수 있다. 또는, 상기 서빙 셀의 기지국은, 상기 서빙 셀의 LBS 위치 비컨 신호가 인접 셀(들)의 LBS 위치 비컨 신호(들)과 서로 직교하는 일정 패턴의 시간 및/또는 주파수 자원을 이용하여 전송되도록, 상기 서빙 셀의 LBS 위치 비컨 전송을 스케줄링할 수도 있다. 다시 말해, 서빙 셀의 기지국은 직교하는 여러 전송 패턴들 중 하나로 LBS 위치 비컨을 전송할 수 있다. 이와 같이, 일정 패턴으로 스케줄링된 LBS 위치 비컨 전송은 각 D-LBS 존에 적용될 수 있다. LBS를 위한 위치측정에 참여하는 각 기지국은 셀 특정적으로 LBS 위치 비컨 전송을 위한 전송 패턴을 결정할 수 있다.
D-LBS 존의 활성화 및/또는 D-LBS 존 전송주기를 제어하는 D-LBS 존 구성정보가 SFH를 통해 UE에 제공될 수 있다. 활성화된 D-LBS 존은, 새로운 D-LBS 존 구성정보의 적용 혹은 활성화된 D-LBS 존의 비활성화 혹은 UE의 핸드오프 전까지, 주기적으로 전송될 수 있다. 예를 들어, 다음표와 같은 D-LBS 존 구성정보가 SFH를 통해 UE에 전송될 수 있다.
D-LBS zone configuration D-LBS zone transmission period
0b00 D-LBS zone transmission is switched off
0b01 D-LBS zone periodicity = 4 superframes (80ms)
0b10 D-LBS zone periodicity = 16 superframes (320ms)
0b11 D-LBS zone periodicity = 32 superframes (640ms)
도 6 및 도 7은 LBS를 위한 위치측정에 참여하는 셀들이 서로 다른 시점에서 D-LBS 존의 초기(initial) 전송을 시작하는 경우의 문제점을 예시한다. 특히, 도 7은 일반적인 타입-1 서브프레임에서 4개 데이터 스트림을 위한 파일럿 패턴과, LBS 위치 비컨을 포함하는 타입-1 서브프레임에서 4개 데이터 스트림을 위한 파일럿 패턴의 예를 나타낸다. 도 7(a)는 LBS 위치 비컨을 포함하지 않는 타입-1 서브프레임의 파일럿 패턴을 나타내며, 도 7(b)는 LBS 위치 비컨을 포함하는 타입-1 서브프레임의 파일럿 패턴을 나타낸다. 이하에서는, 수퍼프레임번호(SuperFrame Number, SFN)가 i인 수퍼프레임을 수퍼프레임 i로 칭하여 본 발명의 실시예들을 설명한다.
D-LBS 존이 주기적으로 전송되는 경우, D-LBS 존의 전송 시작 위치는 LBS를 위치측정에 참여하는 셀들에서 모두 동일한 것이 좋다. LBS를 위한 위치측정에 참여하는 BS들이 서로 협상(negotiate)하여 D-LBS 존을 구성하고, BS가 인접 BS들에 의한 D-LBS 존의 배치를 알 수 있다고 하더라도, UE는 기정의된 정보 혹은 규칙이 없으면 상기 BS들이 협의한 D-LBS 존 정보를 알기 어렵다. 즉, 상기 UE는 서빙 셀의 BS가 상기 UE에 전송한 D-LBS 존 구성정보를 바탕으로, 상기 서빙 셀의 D-LBS 존이 전송되는 수퍼프레임들을 알 수는 있을지는 몰라도, 인접 셀의 D-LBS 존이 전송되는 수퍼프레임들을 알기는 어렵다. UE가 인접 셀의 D-LBS 존이 전송되는 수퍼프레임을 잘못 인식하는 경우, LBS를 위한 측정 성능이 저하될 수 있다.
예를 들어, 도 6을 참조하면, 셀 A의 기지국(이하, BS A)는, 상기 셀 A에 위치한 UE(이하, UE A)에, SFN N+16부터 시작하여 상기 셀 A를 위한 D-LBS 존을 전송한다. LBS를 위한 위치측정에 참여하는 BS는 상기 BS가 제어하는 특정 셀을 위하여 LBS 위치 측정 비컨 전송 패턴을 셀 특정적으로 구성하고, 상기 LBS 위치 비컨을 나르는 수퍼프레임 N+16를 첫번째 수퍼프레임으로 갖는 첫번째 D-LBS 존을 전송한다. 즉, 수퍼프레임 N+16이 상기 첫번째 D-LBS 존이 스팬하는 최초 수퍼프레임이 된다. 이하에서는, 특정 D-LBS 존의 구성정보에 따라 처음으로 전송되는 D-LBS 존에 속한 첫번째 수퍼프레임을 초기 시작 수퍼프레임(initial start superframe)이라고 칭하고, 상기 초기 시작 수퍼프레임의 수퍼프레임번호를 SFNInitialstartpoint라고 표시한다. 상기 BS A는 상기 셀 A를 위한 D-LBS 존에 속한 서브프레임들 중 LBS 위치 비컨이 할당된 LBS 서브프레임에서는 타입-3 서브프레임의 파일럿 패턴으로 파일럿들을 전송할 수 있다. 4개의 데이터 스트림을 전송하는 경우, 상기 BS A는 LBS 위치 비컨을 첫번째 OFDMA 심볼에서 전송하고, 나머지 5개의 OFDMA 심볼에서, 예를 들어, 도 7(b)와 같은 형태의 파일럿 패턴을 상기 4개의 데이터 스트림과 함께 전송할 수 있다.
한편, 셀 A와 함께 위치측정에 참여하는 셀 B의 기지국(이하, BS B)는, 상기 셀 B에 위치한 UE(이하, UE B)에 상기 셀 B를 위한 D-LBS 존을 수퍼프레임 N+32부터 전송한다. 상기 BS A가 LBS 위치 비컨을 전송하는 수퍼프레임 N+16부터 수퍼프레임 N+19에서, 상기 BS B는 일반적인 데이터를 상기 UE B에 전송할 수 있다. 4개의 데이터 스트림을 전송하는 경우, 상기 BS B는 수퍼프레임 N+16부터 수퍼프레임 N+19의 각 서브프레임에서, 예를 들어, 도 7(a)와 같은 형태의 파일럿 패턴을 상기 4개의 데이터 스트림과 함께 전송할 수 있다.
이 경우, 수퍼프레임 N+16에서 수퍼프레임 N+19에서, 상기 UE B는 상기 BS A로부터는 상기 셀 A의 LBS 위치 비컨과 타입-3 서브프레임의 파일럿 패턴을 데이터와 함께 수신하고, 상기 BS B로부터는 타입-1 서브프레임의 파일럿 패턴을 데이터와 함께 수신할 수 있다. 이때, 상기 UE B입장에서 상기 수퍼프레임 N+16에서 상기 수퍼프레임 N+19는 D-LBS 존이 아니므로, 상기 UE B는 상기 수퍼프레임 N+16부터 상기 수퍼프레임 N+19에서 수신한 데이터를 일반적인 타입-1 서브프레임의 파일럿 패턴을 이용하여 복호(decode)하려고 시도할 것이다. 일반적으로 LBS 위치 비컨은 측정의 정확도를 위해 부스팅(boosting)된 전력으로 전송된다. 따라서, 상기 수퍼프레임 N+16부터 상기 수퍼프레임 N+19에서, 상기 UE B는 비교적 강한 강도로 셀 A의 LBS 위치 비컨을 상기 BS B가 전송한 데이터와 함께 수신하게 되는 경우가 발생할 수 있다. 상기 UE B는 상기 BS A가 타입-1의 서브프레임의 첫번째 심볼에서 LBS 위치 비컨을 전송하고, 상기 타입-1 서브프레임의 나머지 5개 심볼에서 다른 타입의 파일럿을 데이터와 함께 전송하고 있다는 것을 알 수 없으므로 성능 저하를 겪게 된다. 상기 첫번째 심볼에서는 셀 A로부터 높은 전송 전력으로 전송된 LBS 위치 비컨에 의한 간섭이 존재하기 때문이다. 또한, 2개의 데이터 스트림에 대한 파일럿 전송은 인터레이스된 파일럿 패턴을 사용하는데, 이와 같이 인터레이스된 파일럿 패턴이 사용되는 경우, UE는 나머지 다섯개의 심볼에서는 다른 타입의 파일럿을 사용하여 데이터 복호를 시도할 것이므로, 인터레이스된 파일럿 패턴이 깨져 정확한 복호를 수행할 수 없게 된다.
또한, D-LBS 존을 셀들 사이에서 정렬되지 않으면, 각각의 셀이 직교하는 전송 패턴들 중 셀-특정적으로 정해지는 하나의 전송 패턴 상에서 LBS 위치 비컨을 전송하는 것이 어려워진다.
이와 같이, LBS를 위한 위치측정에 참여하는 셀들(이하, 협력 셀)로부터의 D-LBS 존들이 정렬되지 않는 것 때문에 발생하는 문제는, 상기 협력 셀들이 동일한 시점에 D-LBS 존을 시작함으로써 어느 정도 해소될 수 있다. 협력 셀들이 전송하는 D-LBS 존들이 정렬될 수 있도록, D-LBS 존 구성정보가 이용될 수 있다. 이하에서는, D-LBS 존 구성정보가 S-SFH SP3를 통해 전송된다고 가정하여, 본 발명의 실시예들을 설명한다. 그러나, D-LBS 존 구성정보가 다른 브로드캐스트 채널을 통해 전송되더라도 본 발명의 실시예들은 마찬가지 방식으로 적용될 수 있다. S-SFH SP3가 D-LBS 존 구성정보를 나르는 경우, D-LBS 존은 S-SFH SP3에 의해 활성화되거나 그 전송주기가 변경될 수 있다. 이하에서는 도 8 내지 도 15를 참조하여, 협력 셀이 다른 협력 셀과 정렬된 형태로 D-LBS 존을 전송할 수 있도록 본 발명의 실시예들을 설명한다.
BS는 D-LBS 존 구성정보를 전송함으로써 D-LBS 존이 전송될 것이라는 것을 UE에게 알릴 수 있으며, UE는 D-LBS 구성정보를 수신함으로써 BS가 D-LBS 존을 새로이 구성하거나 기존 D-LBS 존을 변경했음을 알 수 있다. D-LBS 존 구성정보는 LBS에 참여하는 셀들의 BS(들)은 언제 D-LBS 존을 활성화/비활성화할 것인지 협의하고, 어떤 주기로 D-LBS 존을 전송할 것인지 협의하여, D-LBS 존 구성정보를 생성할 수 있다. 협력 셀들의 D-LBS 존 구성정보가 동일해야 한다고 제약되지 않는 한, UE는 서빙 셀의 D-LBS 존 구성정보만으로는 다른 협력 셀들의 D-LBS 존 구성정보를 알 수 없다. 그러나, 각 협력 셀들은 D-LBS 존이 구성되면, D-LBS 존이 구성되었음을 알리기 위해 D-LBS 존 구성정보를 해당 셀의 UE에 전송하므로, 상기 UE는 상기 D-LBS 존 구성정보를 수신함으로써 소정 시간 후에 LBS 위치 비컨을 나르는 D-LBS 존이 전송될 것임을 알 수는 있다. 따라서, 본 발명의 실시예들에 따른 BS는 D-LBS 존 구성정보의 전송시점을 제어함으로써 협력 셀들 사이의 D-LBS 존 전송을 정렬한다.
D-LBS 존 전송을 정렬하기 위한 본 발명의 실시예들은 크게 두 가지로 분류될 수 있다. 그 중 하나는 새로운/변경된 D-LBS 존 구성정보가 전송될 수 있는 타이밍을 협력 셀들 사이 혹은 기정의된 셀들 사이에서 고정하는 방안(방안1)이다. 나머지 하나는 협력 셀들이 D-LBS 존 구성정보를 자유롭게 전송할 수 있도록 하더라도 D-LBS 존을 정렬할 수 있는 규칙을 마련하는 방안(방안2)이다.
<방안1: 고정된 S-SFH SP3 전송시점 및 전송주기>
(제1실시예)
도 8은 본 발명의 제1실시예에 따른 D-LBS 존 정렬 방법을 예시한다.
예를 들어, 다음식에 따라 S-SFH SP3를 이용하여 D-LBS 존 전송을 위한 초기 시작 수퍼프레임이 결정될 수 있다.
Figure pat00001
수학식 1에서, SFNInitialstartpoint는 D-LBS 존 초기 시작 포인트에 해당하는 수퍼프레임(즉, 초기 시작 수퍼프레임)의 수퍼프레임 번호(SFN)를 의미하며, SFNS -SFH(SP3)은 S-SFH 갱신 절차(procedure)에 따라 UE가 D-LBS 존의 초기 혹은 변경된 주기정보를 갖는 변경된 S-SFH SP3(이하, 새로운 S-SFH SP3)를 적용하는 수퍼프레임의 SFN를 의미하며, D-LBSZP는 상기 D-LBS 존의 주기를 의미한다.
도 9는 S-SFH 갱신 절차를 예시한 것이다. 특히, 도 9는 S-SFH SP3가 변경되는 경우, S-SFH 갱신 절차를 나타낸다. 도 9에서 S-SFH SP1과 S-SFH SP2, S-SFH SP3의 주기는 각각 40ms, 80ms, 160ms이며, S-SFH 변경 사이클은 32개 수퍼프레임이다.
S-SFH에 속하는 필수 시스템 파라미터들 및 시스템 구성정보는 SP1, SP2 및 SP3와 같은 3가지 S-SFH SP 정보요소(Information Element, IE)들 주기 정보는 표 1에서 설명한 바 있다.
매 수퍼프레임마다, BS는 S-SFH 스케줄링 정보, S-SFH 변경 카운트, S-SFH SP 변경 비트맵, S-SFH 적용(application) 홀드 지시자를 포함하는 P-SFH IE를 전송한다.
상기 S-SFH 변경 카운트는 S-SFH IE들 내 모든 값들이 일정하게 유지되는 한, 일정하게 유지된다. 상기 S-SFH 변경 카운트는 modulo {SFN, S-SFH change cycle} = 0을 만족하는 특정 SFN에서만 증가된다. 상기 S-SFH 변경 사이클은 S-SFH의 콘텐츠들이 동일하게 유지되는 최소한의 지속기간(duration)을 의미한다. S-SFH 변경 사이클은 SFH를 통해 UE에 전송될 수 있다. 예를 들어, S-SFH SP3가 다음표에 따라 S-SFH 변경 사이클을 나타내는 정보를 포함할 수 있다.
S-SFH change cycle Number of superframes
0b000 16
0b001 32
0b010 64
0b011 ~ 0b111 reserved
일 S-SFH 변경 사이클의 지속기간(duration) 중에 임의의 S-SFH IE에 포함된 값이 변경되면, S-SFH 변경 카운트는 S-SFH 변경 사이클의 다음 지속기간이 시작되는 수퍼프레임(즉, modulo{SFN, S-SFH change cycle} = 0을 만족하는 다음 수퍼프레임)에서 1만큼 증가한다.
S-SFH 변경 카운트가 수정되면, 상기 수정된 S-SFH 변경 카운트는 (modulo{SFN, S-SFH change cycle} = 0을 만족하는) 다음 수퍼프레임까지 동일하게 유지된다. UE가 P-SFH 내 S-SFH 변경 카운트 필드가 변경되지 않았다고 판단하면, 상기 S-SFH가 최신의 정보를 갖는다고 판단한다.
상기 S-SFH 변경 비트맵의 각 비트는, 상기 S-SFH 변경 카운트와 관련하여, 해당 S-SFH SP IE의 변경 상태를 나타낸다. 예를 들어, 비트 #0(least significant bit), 비트 #1 및 비트 #2(most significant bit)이 각각 S-SFH SP1 IE, S-SFH SP2 IE 및 S-SFH SP3 IE에 각각 맵핑될 수 있다. 일 S-SFH SP IE 내 임의의 값이 변경되면, 상기 변경된 S-SFH SP IE에 대응하는 비트가 1로 설정될 수 있다. S-SFH SP 변경 비트맵의 값은 S-SFH 변경 카운트가 변경될 때만 변경될 수 있다. 즉, 일단 수정된 S-SFH SP 변경 비트맵은 S-SFH 변경 카운트가 증가되는 다음 수퍼프레임까지 유지된다.
증가된 S-SFH 변경 카운트와 연관된 S-SFH SPx IE(들)은, S-SFH 변경 카운트가 변경되는 수퍼프레임부터 시작하여, S-SFH SPx가 스케줄된 수퍼프레임들에서 전송된다. 일단 S-SFH IE들 내 콘텐츠가 변경되면 S-SFH IE들 내 모든 값들이, S-SFH 변경 카운트가 다시 변경될 때까지, 하나 이상의 S-SFH 변경 사이클 주기(period) 동안 변하지 않는다.
UE가 변경된 S-SFH SPx IE(들)을 수신할 충분한 시간을 보장하기 위하여, 상기 변경된 콘텐츠들은 S-SFH SPx가 변경된 SFN에 의해 결정된 특정 SFN에서 적용되기 시작한다. 예를 들어, S-SFH SP3 IE가 변경되면, 상기 S-SFH SP3 IE 내 변경된 콘텐츠는 상기 변경된 S-SFH SP3 IE가 전송된 수퍼프레임의 바로 다음에 오는 수퍼프레임에서 적용된다. 도 9를 참조하면, BS가 새로운 S-SFH SP3 IE를, S-SFH SP3가 스케줄된 수퍼프레임 35에서 처음으로 전송하면, UE는 상기 새로운 S-SFH SP3 IE를 처음으로 수신한 수퍼프레임 35 바로 다음에 오는 수퍼프레임 36에서 상기 S-SFH SP3를 적용한다.
도 8을 다시 참조하면, 모든 셀들이 S-SFH SP3를 동일한 주기로 전송하고 동일 수퍼프레임에서 새로운 S-SFH SP3를 전송하면, 상기 협력 셀들에 위치하는 각 UE는 동일 수퍼프레임에서 새로운 S-SFH SP3를 적용하게 된다. 예를 들어, 셀 A의 새로운 SP3와 셀 B의 새로운 SP3가 모두 수퍼프레임 N+12에서 처음 전송되면, UE A는 수퍼프레임 N+13에서 상기 셀 A의 새로운 SP3를 적용하고, UE B도 수퍼프레임 N+13에서 상기 셀 B의 새로운 SP3를 적용한다. 이 경우, D-LBSZP가 16개 수퍼프레임이면, 수학식 1에서, SFNS - SFH ( SP3 )이 같아지므로 D-LBSZP가 같으면 SFNInitialstartpoint도 같아진다. 따라서, BS A와 BS B가 모두 수퍼프레임 N+16에서 D-LBS 존 전송을 시작하게 된다.
본 발명의 제1실시예는, D-LBS 존 구성정보와 같은 셀 공통 SFH에 영향을 주지 않고도 D-LBS 존 전송을 정렬할 수 있다는 장점이 있다.
다만, 본 발명의 제1실시예에 의하면, 모든 SFH IE들이 셀 공통 정보가 아님에도 불구하고, SFH SPx가 고정된 시점에서 고정된 주기로 전송되어야 한다는 단점이 있다. 또한, 협력 셀들이 서로 다른 전송주기로 D-LBS 존을 구성하는 것이 허여되는 경우, D-LBS 존 전송주기가 다른 셀들에서는 SFNInitialstartpoint이 달라질 수 있다. 따라서, 본 발명의 제1실시예에 의하면, SP3의 전송시점과 전송주기가 고정되어 협력 셀들이 동일한 수퍼프레임에서 새로운 SP3를 전송해야할 뿐만 아니라, 협력 셀들이 동일한 주기로 D-LBS 존을 전송해야 한다. 이와 같이, 본 발명의 제1실시예는 SFH IE를 유연하게 활용할 수 없다는 단점이 있다.
<방안2: 유연한 S-SFH SP3 전송시점 및 전송주기>
셀 환경의 변화에 유연하게 대체할 수 있도록, D-LBS 존 구성정보가 자유롭게 전송될 수 있는 것이 좋다. 즉, 셀 환경에 따라 D-LBS 존 구성정보의 전송시점 및/또는 전송주기가 달라질 수 있는 것이 바람직하다.
(제2실시예)
도 10 및 도 11은 본 발명의 제2실시예에 따른 D-LBS 존 정렬 방법을 예시한다. 도 10 및 도 11에서, D-LBSZP는 16개 수퍼프레임이라고 가정한다.
도 10을 참조하면, 셀 A와 셀 B에서 SP3가 적용되는 시점이 다르더라도 BS A와 BS B가 동일한 수퍼프레임에서 D-LBS 존의 전송을 시작하는 것이 가능하다. 예를 들어, 셀 A를 지원하는 BS A가 수퍼프레임 N+12에서 새로운 SP3를 전송하면, 상기 셀 A 위치한 UE A는 상기 새로운 SP3를 수퍼프레임 N+13임에서 적용한다. 이 경우, 수학식 1에 의하면, 상기 BS A는 상기 셀 A에 상기 셀 A의 LBS 위치 비컨을 갖는 D-LBS 존을 수퍼프레임 N+16부터 시작하여 주기적으로 전송한다. 셀 B를 지원하는 BS B가 수퍼프레임 N+14에서 새로운 SP3를 전송하면, 상기 셀 B에 위치한 UE B는 상기 새로운 SP3를 수퍼프레임 N+15에서 적용한다. 이 경우, 수학식 1에 의하면, 상기 BS B는 상기 셀 B에 상기 셀 B의 LBS 위치 비컨을 갖는 D-LBS 존을 수퍼프레임 N+16부터 시작하여 주기적으로 전송한다. 이와 같이, 새로운 D-LBS 존 구성정보가 셀에 따라 다른 수퍼프레임에서 전송되더라도, 상기 새로운 구성정보에 따른 D-LBS 존의 최초 전송시점들이 동일한 수퍼프레임에 정렬될 수 있다.
다만, 본 발명의 제2실시예에 의하면, 특정 협력 셀의 새로운 SP3가 적용되는 수퍼프레임이, 다른 협력 셀의 새로운 SP3가 적용된 수퍼프레임 번호를 기준으로 결정된 SFNInitialstartpoint 이후에 오는 경우에는 D-LBS 존의 초기 시작 포인트가 정렬될 수 없다. 도 11을 참조하면, 셀 A의 새로운 SP3가 수퍼프레임 N+13에서 적용되면, 수학식 1에 따라, SFNInitialstartpoint가 N+16으로 결정될 수 있다. 그런데, 셀 B의 새로운 SP3는 수퍼프레임 N+21에서 적용되므로, 수학식 1에 의하면, 상기 셀 B의 새로운 SP3에 대응하는 SFNInitialstartpoint는 N+32가 된다. 이와 같이, SP3의 적용 포인트들이 D-LBS 존 주기에 의한 한 사이클에 모두 포함되지 않고, 상기 한 사이클을 벗어나는 SP3의 적용 포인트가 있는 경우에는, 수학식 1에 의해서는, D-LBS 존 전송 시작 포인트들이 동일 수퍼프레임에 정렬될 수 없다.
(제3실시예)
본 발명의 제3실시예는 모든 SFH SP IE가 아니라 D-LBS 존 구성정보와 같은 셀 공통 SFH SP가 적용될 필요가 있을 때, SFH 전송이 셀들 사이에서 정렬되도록 정의/제한한다. 예를 들어, S-SFH SP3 혹은 셀-특정 정보를 포함하는 MAC(Medium Access Control) 제어 메시지에 D-LBS 존 초기 시작 포인트의 정렬을 위한 오프셋 필드를 설정할 수 있다. 협력 셀들이 D-LBS 존 구성정보를 변경하거나 처음으로 생성한 경우, 각 협력 셀은 SP3 혹은 MAC 제어 메시지를 통해 오프셋을 전송하고, 상기 오프셋에 따라 D-LBS 존 시작 포인트를 결정할 수 있다. UE는 상기 오프셋을 수신하고 해당 셀의 D-LBS 존 시작 포인트를 판단할 수 있다.
본 발명의 제3실시예에 의하면, D-LBS 존 정렬을 위한 오프셋 필드를 나를 수 있도록 SFH 혹은 MAC 제어 메시지가 수정되어야 한다.
(제4실시예)
도 12 및 도 13은 본 발명의 제4실시예에 따른 D-LBS 존 정렬 방법을 예시한다. 도 12 및 도 13에서 S-SFH 변경 사이클은 32개 수퍼프레임이라고 가정한다.
본 발명의 제4실시예는 D-LBS 존의 초기/변경된 시작 포인트를, 새로운 SP3가 속한 S-SFH 변경 사이클 내 마지막 수퍼프레임(제4-1실시예) 혹은 상기 새로운 SP3가 속한 S-SFH 변경 사이클의 다음 S-SFH 변경 사이클 내 첫번째 수퍼프레임(제4-2실시예)에 설정한다.
도 12를 참조하면, 본 발명의 제4-1실시예는, 새로운 D-LBS 존 구성정보에 따른 D-LBS 존을 상기 새로운 D-LBS 존 구성정보가 전송되는 수퍼프레임이 속한 S-SFH 변경 사이클 내 마지막 수퍼프레임부터 시작하여 전송한다. 즉, SFNInitialstartpoint가 새로운 D-LBS 존 구성정보가 전송되는 S-SFH 변경 사이클의 마지막 수퍼프레임에 대응한다. 본 발명의 제4-1실시예에 의하면, SFNInitialstartpoint이 modulo {SFNInitialstartpoint+1, S-SFH change cycle}=0을 만족한다.
도 13을 참조하면, 본 발명의 제4-2실시예는, 새로운 D-LBS 존 구성정보에 따른 D-LBS 존을 상기 새로운 D-LBS 존 구성정보가 전송되는 수퍼프레임이 속한 S-SFH 변경 사이클 바로 다음에 오는 수퍼프레임, 즉, 다음 S-SFH 변경 사이클의 첫번째 수퍼프레임부터 시작하여 전송한다. 즉, SFNInitialstartpoint가 새로운 D-LBS 존 구성정보가 전송되는 S-SFH 변경 사이클 바로 다음에 오는 수퍼프레임에 대응한다. 본 발명의 제4-2실시예에 의하면, SFNInitialstartpoint이 modulo{SFNInitialstartpoint, S-SFH change cycle}=0을 만족한다.
본 발명의 제4실시예에 의하면, 협력 셀들이 동일한 S-SFH 변경 사이클에서 새로운 SP3들을 전송하기만 하면, 상기 협력 셀들이 서로 다른 수퍼프레임에서 새로운 SP3들을 전송하더라도, 상기 협력 셀들의 D-LBS 존들은 동일한 수퍼프레임에서부터 시작하여 전송될 수 있게 된다.
(제5실시예)
도 14는 본 발명의 제5실시예에 따른 D-LBS 존 정렬 방법을 예시한다. 도 14에서 S-SFH 변경 사이클은 32개 수퍼프레임이라고 가정한다.
본 발명의 제5실시예는 다음식을 만족하는 SFNInitialstartpoint를 갖는 수퍼프레임을 새로운 D-LBS 존의 전송 시작 포인트로 설정한다.
Figure pat00002
수학식 2에서, SFNInitialstartpoint과 LBSZP는 수학식 1의 SFNInitialstartpoint과 LBSZP와 동일한 의미를 갖는다. 그러나, 수학식 2의 SFNS - SFH ( SP3 )는 새로운 SP3가 적용되는 SFN이 아니라, 새로운 SP3가 속한 S-SFH 변경 사이클 내 마지막 수퍼프레임의 SFN을 의미한다. 즉, 본 발명의 제5실시예에 의하면, 변경된 혹은 새로운 D-LBS 존 구성정보를 갖는 S-SFH SP3를 포함하는 S-SFH 변경 사이클의 마지막 수퍼프레임이 D-LBS 존의 초기 시작 포인트를 결정하는 데 사용된다.
도 14를 참조하면, 셀 A를 지원하는 BS A가 상기 셀 A를 위한 새로운 D-LBS 존 구성정보를 갖는 새로운 SP3를 수퍼프레임 N+3에서 전송하고, 셀 B가 지원하는 BS B가 상기 셀 B를 위한 새로운 D-LBS 존 구성정보를 갖는 새로운 SP3를 수퍼프레임 N+27에서 전송한다. 상기 셀 A의 새로운 SP3와 상기 셀 B의 새로운 SP3는 수퍼프레임 N부터 수퍼프레임 N+3을 스팬하는 S-SFH 변경 사이클(이하, S-SFH 변경 사이클 1)에서 전송된다. 상기 BS A는 상기 S-SFH 변경 사이클 1의 마지막 수퍼프레임인 수퍼프레임 N+31의 SFN을 수학식 2의 SFNS - SFH ( SP3 )에 설정하여, 상기 셀 A를 위한 SFNInitialstartpoint를 결정한다. 상기 셀 B를 위한 새로운 SP3도 상기 S-SFH 변경 사이클 1에서 전송되므로, 상기 BS B도 상기 S-SFH 변경 사이클 1의 마지막 수퍼프레임인 수퍼프레임 N+31의 SFN을 수학식 2의 SFNS - SFH ( SP3 )에 설정하여, 상기 셀 B를 위한 SFNInitialstartpoint를 결정한다. 각 셀의 D-LBSZP가 16개 수퍼프레임으로 동일하다고 가정하면, 셀 A와 셀 B에 대해, 수학식 2에서 SFNInitialstartpoint의 결정에 사용되는 인자들인 SFNS - SFH ( SP3 )와 D-LBSZP가 동일하므로, 상기 BS A와 상기 BS B는 동일한 SFNInitialstartpoint인 N+32를 얻는다. 즉, 상기 BS A는 수퍼프레임 N+32부터 시작하여 상기 셀 A의 LBS 위치 비컨을 포함하는 D-LBS 존을 전송하고, 상기 BS B도 수퍼프레임 N+32부터 시작하여 상기 셀 B의 LBS 위치 비컨을 포함하는 D-LBS 존을 전송하게 된다.
한편, 도 14에서는 협력 셀들의 D-LBSZP가 16으로 동일한 경우를 예로 하여 설명하였으나, S-SFH 변경 사이클보다 크지 않은 4의 공배수들이 협력 셀들을 위한 D-LBSZP로 자유롭게 선택될 수 있다. 예를 들어, 표 2에 따라 4개, 16개, 32개 수퍼프레임만이 D-LBS 존 전송주기로 사용될 수 있다고 가정하면, 32개 수퍼프레임의 S-SFH 변경 사이클에 대해서는, 협력 셀들에 대한 D-LBS 전송주기들이 서로 다르더라도 동일한 SFNInitialstartpoint의 값을 얻어진다.
본 발명의 제4실시예 및 제5실시예는 S-SFH 변경 사이클을 기준점으로 삼아 SFNInitialstartpoint을 결정한다. 본 발명의 제4실시예 및 제5실시예에서는, 적어도 상기 협력 셀들이 동일 S-SFH 변경 사이클 내에서 새로운 SP를 전송해야, LBS를 위해 협력하는 복수의 협력 셀들을 위한 D-LBS 존 전송이 동일한 수퍼프레임에서 시작될 수 있다. 이를 위해, 본 발명의 제4실시예 혹은 제5실시예에 따라 구성된 각 BS는 LBS를 위한 위치측정에 참여하는 다른 셀의 BS와 협의하여 S-SFH 변경 사이클을 동일하게 조정할 수 있다. 혹은, 셀별로 다른 길이의 S-SFH 변경 사이클이 허용되는 경우, 위치측정에 참여하는 각 BS는 협력 셀들에 대한 S-SFH 변경 사이클들 중 가장 긴 S-SFH 변경 사이클을 고려하여 새로운 SP3를 전송할 수 있다.
도 15는 서로 다른 S-SFH 변경 사이클을 사용하는 셀들에서의 D-LBS 존 구성정보를 전송하는 방법을 예시한다.
도 15를 참조하면, LBS를 위한 위치측정에 참여하는 셀 A와 셀 B에 대해 서로 다른 S-SFH 변경 사이클이 사용될 수 있다. 셀 A의 S-SFH 변경 사이클은 16개 수퍼프레임이고, 셀 B의 S-SFH 변경 사이클은 32개 수퍼프레임이라고 하자. 셀 A를 지원하는 BS A와 셀 B를 지원하는 BS B는 D-LBS 존의 구성을 협의 혹은 조정할 수 있다. 상기 BS A와 상기 BS B는 새로운/변경된 D-LBS 존 구성정보를 개별적으로 전송하는 경우, 셀 A에 대한 새로운 D-LBS 존 구성정보는 수퍼프레임 0부터 스팬하는 15를 스팬하는 셀 A의 S-SFH 변경 사이클 내에서 전송되고, 셀 B에 대한 새로운 D-LBS 존 구성정보는 수퍼프레임 0부터 수퍼프레임 31를 스팬하는 셀 B의 S-SFH 변경 사이클 내에서 전송될 수 있다. 이 경우, 본 발명의 제4실시예 혹은 제5실시예에 의하면, SFNInitialstartpoint가 상기 셀 A와 상기 셀 B에 대해 다르게 결정될 수 있다. 예를 들어, 제5실시예를 참조하면, D-LBSZP=16일때, 상기 셀 A에 대한 SFNInitialstartpoint는 16이 되나, 상기 셀 B에 대한 SFNInitialstartpoint는 32가 된다. 따라서, 상기 셀 A의 LBS 위치 비컨의 전송 시작과 상기 셀 B의 LBS 위치 비컨의 전송 시작이 서로 다른 수퍼프레임에서 일어난다. 이를 방지하기 위해, 협력 셀들의 S-SFH 변경 사이클들이 다른 것이 허용되는 경우, 본 발명의 BS는 가장 긴 S-SFH 변경 사이클을 고려하여 새로운 D-LBS 존 구성정보를 전송할 수 있다. 예를 들어, 도 15를 참조하면, BS A는 상기 셀 A를 위한 SFNInitialstartpoint가, 가장 긴 S-SFH 변경 사이클인 32개 수퍼프레임을 기준으로 판단된 SFNInitialstartpoint와 동일하게 판단될 수 있도록, 첫번째 S-SFH 변경 사이클이 아닌 다음 S-SFH 변경 사이클에서 새로운 D-LBS 존 구성정보를 전송한다. 즉, 상기 BS A는 수퍼프레임 16부터 수퍼프레임 31를 스팬하는 상기 셀 A의 S-SFH 변경 사이클에서 D-LBS 존 구성정보를 전송할 수 있다. 이 경우, 셀 A에 대한 새로운 D-LBS 존은 셀 B에 대한 새로운 D-LBS 존과 동일한 수퍼프레임부터 시작하여 전송될 수 있다. 예를 들어, 제5실시예를 참조하면, D-LBSZP=16일때, 상기 셀 A의 SP3가 수퍼프레임 16부터 수퍼프레임 31 중 S-SFH SP3가 스케줄된 수퍼프레임에서 전송되면, 상기 셀 A에 대한 SFNInitialstartpoint는 32로 상기 셀 B에 대한 SFNInitialstartpoint와 같아질 수 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면, LBS를 위한 위치측정에 참여하는 셀들 사이에서 D-LBS 전송 시작 포인트가 정렬될 수 있다.
나아가, 본 발명의 실시예들에 의하면, DL LBS 위치측정용 참조신호를 이용한 위치측정 성능이 향상된다.
상술한 바와 같이 개시된 본 발명의 바람직한 실시예들에 대한 상세한 설명은 당업자가 본 발명을 구현하고 실시할 수 있도록 제공되었다. 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 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. 따라서, 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다.
본 발명의 실시예들은 무선 통신 시스템에서, 기지국 또는 사용자기기, 기타 다른 장비에 사용될 수 있다.
100a, 100b: 송신기 200a, 200b: 메모리
300a, 300b: 수신기 400a, 400b: 프로세서
500a, 500b: 안테나
110: MIMO 인코더 120: MIMO 프리코더
130: N-포인트 FFT 140,...,140-K: 부반송파맵퍼
150: OFDM/SC-FDM 신호 생성기
210: CP 제거기 220: M-포인트 FFT
230: 부반송파디맵퍼/등화기 240: N-포인트 IFFT
250: 다중화기 260: MIMO 디코더

Claims (14)

  1. 무선 통신 시스템에서 기지국이 위치기반서비스를 위한 위치측정용 참조신호를 전송함에 있어서,
    상기 위치측정용 참조신호의 전송을 위해 하나 이상의 수퍼프레임에 걸쳐 구성된 위치측정용 존의 구성정보를 전송하는 단계; 및
    상기 위치측정용 존을, 다음 수학식을 만족하는 수퍼프레임 번호를 갖는 수퍼프레임부터 시작하여, 상기 구성 정보에 따라 전송하는 단계를 포함하되,
    [수학식]
    mod(SFNS - SFH ( SP3 )+D-LBSZP-mod(SFNS - SFH ( SP3 ),D-LBSZP),212)
    여기서, SFNS - SFH ( SP3 )은 상기 구성 정보를 포함하는 부 수퍼프레임 헤더(secondary superframe header, S-SFH) 변경 사이클 내 마지막 수퍼프레임 번호를 나타내고, D-LBSZP는 상기 위치측정용 존의 전송주기를 나타내는,
    위치측정용 참조신호 전송방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전송정보는 상기 위치측정용 존의 전송주기를 지시하는 정보를 포함하는,
    위치측정용 참조신호 전송방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 S-SFH 변경 사이클은 S-SFH의 콘텐츠가 동일하게 유지되는 최소한의 지속기간(duration)인,
    위치측정용 참조신호 전송방법.
  4. 무선 통신 시스템에서 사용자기기가 위치기반서비스를 위한 위치측정용 참조신호를 수신함에 있어서,
    기지국으로부터 하나 이상의 수퍼프레임에 걸쳐 구성된 위치측정용 존의 구성 정보를 수신하는 단계; 및
    상기 위치측정용 존을, 다음 수학식을 만족하는 수퍼프레임 번호를 갖는 수퍼프레임부터 시작하여, 상기 구성 정보에 따라 수신하는 단계를 포함하되,
    [수학식]
    mod(SFNS - SFH ( SP3 )+D-LBSZP-mod(SFNS - SFH ( SP3 ),D-LBSZP),212)
    여기서, SFNS - SFH ( SP3 )은 상기 구성 정보를 포함하는 부 수퍼프레임 헤더(secondary superframe header, S-SFH) 변경 사이클 내 마지막 수퍼프레임 번호를 나타내고, D-LBSZP는 상기 위치측정용 존의 전송 주기를 나타내는,
    위치측정용 참조신호 수신방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 전송정보는 상기 위치측정용 존의 전송주기를 지시하는 정보를 포함하는,
    위치측정용 참조신호 수신방법.
  6. 제4항 또는 제5항에 있어서,
    상기 S-SFH 변경 사이클은 S-SFH의 콘텐츠가 동일하게 유지되는 최소한의 지속기간(duration)인,
    위치측정용 참조신호 수신방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 위치측정용 존 상에서 수신한 상기 위치측정용 참조신호를 이용하여, 상기 사용자기기의 위치결정을 위한 위치관련 정보를 측정하는 단계를 더 포함하는,
    위치측정용 참조신호 수신방법.
  8. 무선 통신 시스템에서 기지국이 위치기반서비스를 위한 위치측정용 참조신호를 전송함에 있어서,
    송신기; 및
    상기 송신기를 제어하도록 구성된 프로세서를 포함하되,
    상기 프로세서는,
    상기 위치측정용 참조신호의 전송을 위해 하나 이상의 수퍼프레임에 걸쳐 구성된 위치측정용 존의 구성정보를 전송하도록 상기 송신기를 제어하고; 상기 위치측정용 존을, 다음 수학식을 만족하는 수퍼프레임 번호를 갖는 수퍼프레임부터 시작하여, 상기 구성 정보에 따라 전송하도록 상기 송신기를 제어하며,
    [수학식]
    mod(SFNS - SFH ( SP3 )+D-LBSZP-mod(SFNS - SFH ( SP3 ),D-LBSZP),212)
    여기서, SFNS - SFH ( SP3 )은 상기 구성 정보를 포함하는 부 수퍼프레임 헤더(secondary superframe header, S-SFH) 변경 사이클 내 마지막 수퍼프레임 번호를 나타내고, D-LBSZP는 상기 위치측정용 존의 전송주기를 나타내는,
    기지국.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 전송정보는 상기 위치측정용 존의 전송주기를 지시하는 정보를 포함하는,
    기지국.
  10. 제8항 또는 제9항에 있어서,
    상기 S-SFH 변경 사이클은 S-SFH의 콘텐츠가 동일하게 유지되는 최소한의 지속기간(duration)인,
    기지국.
  11. 무선 통신 시스템에서 사용자기기가 위치기반서비스를 위한 위치측정용 참조신호를 수신함에 있어서,
    수신기; 및
    상기 수신기를 제어하도록 구성된 프로세서를 포함하되,
    상기 수신기는, 기지국으로부터 하나 이상의 수퍼프레임에 걸쳐 구성된 위치측정용 존의 구성 정보를 수신하도록 구성되고; 상기 프로세서는, 상기 위치측정용 존을, 다음 수학식을 만족하는 수퍼프레임 번호를 갖는 수퍼프레임부터 시작하여, 상기 구성 정보에 따라 수신하도록 상기 수신기를 제어하며,
    [수학식]
    mod(SFNS - SFH ( SP3 )+D-LBSZP-mod(SFNS - SFH ( SP3 ),D-LBSZP),212)
    여기서, SFNS - SFH ( SP3 )은 상기 구성 정보를 포함하는 부 수퍼프레임 헤더(secondary superframe header, S-SFH) 변경 사이클 내 마지막 수퍼프레임 번호를 나타내고, D-LBSZP는 상기 위치측정용 존의 전송 주기를 나타내는,
    사용자기기.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 전송정보는 상기 위치측정용 존의 전송주기를 지시하는 정보를 포함하는,
    사용자기기.
  13. 제11항 또는 제12항에 있어서,
    상기 S-SFH 변경 사이클은 S-SFH의 콘텐츠가 동일하게 유지되는 최소한의 지속기간(duration)인,
    사용자기기.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 프로세서는, 상기 위치측정용 존 상에서 수신한 상기 위치측정용 참조신호를 이용하여, 상기 사용자기기의 위치결정을 위한 위치관련 정보를 측정하도록 구성된,
    사용자기기.
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