KR20120082711A - 이종 통신 시스템에서의 위치 참조 신호 송수신 장치 및 방법 - Google Patents

이종 통신 시스템에서의 위치 참조 신호 송수신 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 무선통신 시스템, 특히 이종 통신 시스템에서의 위치 참조 신호(Positioning Reference Signal; PRS) 송수신 방법 및 장치에 관한 것이다.
1 이상의 매크로 셀과 각각의 매크로 셀 내부에 위치하는 1 이상의 비 매크로셀을 포함하는 이종 통신 시스템에서, 비 매크로 셀 또는 매크로 셀이 위치 참조 신호를 전송함에 있어서 대응 매크로 셀 또는 대응 비 매크로 셀이 위치 참조 신호를 전송하는 시간-주파수 자원 공간과 중복되지 않는 시간-주파수 자원 공간 영역에 자신의 위치 참조 신호 패턴을 형성하여 전송한다.
본 발명을 이용하면, 이종 통신 환경에서 서로 다른 형태의 기지국 간에 간섭의 영향을 최대한 줄이며 단말 위치측정의 정확성 향상을 도모할 수 있다.

Description

이종 통신 시스템에서의 위치 참조 신호 송수신 장치 및 방법 {Apparatus and Method for Transmitting and Receiving Positioning Reference Signal in Heterogeneous communication system}
본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것으로서, 특히 무선 통신 시스템에서 위치 참조 신호(Positioning Reference Signal; 이하 'PRS' 또는 '위치 참조 신호'라 함)의 송수신 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
통신 시스템이 발전해나감에 따라 사업체들 및 개인들과 같은 소비자들은, 다양한 서비스들을 지원하는 무선 단말기들을 요구하고 있는 실정이다.
현재의 3GPP, LTE(Long Term Evolution), LTE-A(LTE Advanced)등의 이동 통신 시스템에서는, 음성 위주의 서비스를 벗어나 영상, 무선 데이터 등의 다양한 데이터를 송수신 할 수 있는 고속 대용량의 통신 시스템으로서, 유선 통신 네트워크에 준하는 대용량 데이터를 전송할 수 있는 기술 개발이 요구되고 있을 뿐 아니라, 정보 손실의 감소를 최소화하고, 시스템 전송 효율을 높임으로써 시스템 성능을 향상시킬 수 있는 적절한 오류검출 방식을 필수적으로 요구하고 있다.
또한, 현재의 여러 통신 시스템에서는 상향링크 또는 하향링크를 통하여 통신 환경 등에 대한 정보를 상대 장치에 제공하기 위하여 여러 가지 참조 신호(Reference Signal) 들이 제안되고 있다.
그 중에서 단말(User Equipment; UE)의 위치(Position)를 측정하기 위해서, 각 셀 또는 기지국은 위치 참조 신호(PRS; Positioning Reference Signal)를 UE로 전송하고, 해당 UE는 이렇게 특정시간에 전송되는 각 기지국으로부터의 위치 참조 신호를 수신하여, 위치를 측정하게 된다.
현재까지의 LTE(Long Term Evolution)과 같은 통신 시스템에서는 특정주기(T subframes)를 가지고 연속적인 N개의 서브프레임(subframe)에 위치 참조 신호(PRS)를 전송하는 구성을 채택하고 있다.
그러나, 피코 셀(Pico Cell)이나 펨토 셀(Femto cell)과 같은 비 매크로 셀(Non-Macro cell)이 각각의 매크로 셀(Macro cell)들 내에 존재하는 이종 통신 환경(heterogeneous communication environment)에서는 특정 비 매크로 셀(Non-Macro cell)내에 있는 단말(UE 혹은 MS(Mobile Station))은 비 매크로 셀(Non-Macro cell) 뿐만 아니라 매크로 셀(Macro-cell)로부터도 신호를 전송 받게 되며, 따라서, 위치 참조 신호를 매크로 셀(Macro cell)만을 고려한 기존 기술로 정의할 경우, 피코 셀(Pico cell) 등 다른 형태의 비 매크로 셀 간의 간섭의 영향으로 위치 참조 신호의 수신 에러 확률이 증가 할 수가 있으며, 피코 셀(Pico cell) 등 다른 형태의 기지국으로부터 위치 참조 신호를 전송할 경우 얻을 수 있는 잠재적인 이득 또한 기대할 수가 없게 된다는 단점이 있다.
따라서, 본 발명은 이종 통신 환경(heterogeneous communication environment)에서, 서로 다른 형태의 기지국 간에 간섭의 영향을 최대한 줄이며 UE 위치측정의 정확성 향상을 위한 위치 참조 신호(PRS; Positioning Reference Signal)의 송수신 방법 및 그 장치를 제안하고자 한다.
본 발명은 무선 통신 시스템에서의 위치 참조 신호의 송수신 장치 및 방법을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 매크로 셀과 비 매크로 셀이 존재하는 이종 통신 시스템 내에서 단말의 위치 측정을 정밀하게 할 수 있는 위치 참조 신호의 송수신 장치 및 방법을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 매크로 셀과 피코 셀이 존재하는 이종 통신 환경에서, 셀 고유의 위치 참조 신호를 자원 영역에 할당함에 있어서, 관련되는 매크로 셀과 피코 셀의 위치 참조 신호를 중복되지 않는 자원 영역에 할당하는 장치 및 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 실시 예는 1 이상의 매크로 셀 및 상기 매크로 셀에 포함되는 1 이상의 비 매크로 셀이 존재하는 통신시스템에서 위치 참조 신호(PRS)를 전송하는 방법으로서, 상기 매크로 셀 또는 비 매크로 셀이, 셀 고유의 PRS 시퀀스를 생성하는 단계와, PRS 전송 정보를 이용하여 상기 생성된 PRS 시퀀스를 시간-주파수 자원 공간에 할당 또는 매핑(mapping)하되, 대응되는 대응 비 매크로 셀 또는 대응 매크로 셀의 PRS 할당 자원 공간과 중복되지 않도록 PRS 시퀀스를 시간-주파수 자원 공간에 할당 또는 매핑하는 단계와, 상기 할당 또는 매핑된 PRS 시퀀스를 포함하는 OFDM 신호를 생성하는 단계, 및 생성된 OFDM 신호를 송신하는 단계를 포함하는 위치 참조 신호(PRS) 전송방법을 제공한다.
본 발명의 다른 실시 예는 1 이상의 매크로 셀 및 상기 매크로 셀에 포함되는 1 이상의 비 매크로 셀이 존재하는 통신시스템에서 위치 참조 신호(PRS)를 전송하는 장치로서, 상기 매크로 셀 또는 비 매크로 셀 고유의 PRS 시퀀스를 생성하는 PRS 시퀀스 생성기와, PRS 전송 정보를 이용하여 상기 생성된 PRS 시퀀스를 시간-주파수 자원 공간에 할당 또는 매핑(mapping)하되, 대응되는 대응 비 매크로 셀 또는 대응 매크로 셀의 PRS 할당 자원 공간과 중복되지 않도록 PRS 시퀀스를 시간-주파수 자원 공간에 매핑하는 PRS 자원 할당기, 및 상기 할당 또는 매핑된 PRS 시퀀스를 포함하는 OFDM 신호를 생성하여 전송하는 OFDM 처리기를 포함하는 위치 참조 신호(PRS) 전송장치를 제공한다.
본 발명의 또 다른 실시 예는 1 이상의 매크로 셀 및 상기 매크로 셀에 포함되는 1 이상의 비 매크로 셀이 존재하는 통신시스템에서 위치 참조 신호(PRS)를 수신하는 방법으로서, 대응 매크로 셀 또는 대응 비 매크로 셀의 PRS 시퀀스가 할당되는 자원 영역과 중복되지 않는 시간-주파수 자원 영역에 매핑된 PRS 시퀀스를 포함하여 전송된 OFDM 신호를 수신하여 복조(Demodulation)하는 단계와, 상기 매크로 셀 및 비 매크로 셀 중 하나 이상 셀의 PRS 시퀀스를 추출하는 단계, 및 상기 추출된 PRS 시퀀스를 이용하여 단말의 위치 정보를 추정하는 단계를 포함하는 위치 참조 신호(PRS) 수신 방법을 제공한다.
본 발명의 또 다른 실시 예는 1 이상의 매크로 셀 및 상기 매크로 셀에 포함되는 1 이상의 비 매크로 셀이 존재하는 통신시스템에서 위치 참조 신호(PRS)를 수신하는 장치로서, 대응 매크로 셀 또는 대응 비 매크로 셀의 PRS 시퀀스가 할당되는 자원 영역과 중복되지 않는 시간-주파수 자원 영역에 매핑된 PRS 시퀀스를 포함하여 전송된 OFDM 신호를 수신하는 수신처리부와, 수신한 OFDM 신호의 각 리소스 엘리먼트에 할당된 정보를 디매핑한 후, 해당 OFDM 신호를 전송한 셀의 PRS 시퀀스를 추출하는 기능을 수행하는 PRS 시퀀스 추출부, 및 상기 추출된 1개 이상의 PRS 시퀀스를 이용하여 단말의 위치 정보를 추정하는 위치 측정부를 포함하는 위치 참조 신호(PRS) 수신 장치를 제공한다.
본 발명의 또 다른 실시 예는 1 이상의 매크로 셀과 각각의 매크로 셀 내부에 위치하는 1 이상의 비 매크로셀을 포함하는 이종 통신 시스템에서, 상기 비 매크로 셀 또는 매크로 셀이 위치 참조 신호를 전송함에 있어서 대응 매크로 셀 또는 대응 비 매크로 셀이 위치 참조 신호를 전송하는 시간-주파수 자원 공간과 중복되지 않는 시간-주파수 자원 공간 영역에 자신의 위치 참조 신호 패턴을 형성하여 전송하는 위치 참조 신호(PRS) 전송방법을 제공한다.
도 1은 본 발명의 실시 예가 적용되는 무선 통신 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 적용될 수 있는 전송데이터의 일반적인 서브프레임 및 타임 슬롯 구조를 도시한다.
도 3은 매크로 셀만을 고려한 통신시스템에서의 PRS 신호 패턴을 도시한다.
도 4는 PRS의 신호 전송 방식을 도시한다.
도 5는 본 발명이 적용될 수 있는 이종 통신 환경에서의 PRS 전송 상태를 도시한다.
도 6은 본 발명의 제1 실시 예에 의한 PRS 전송 방식을 도시하는 도면이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시 예에 의한 PRS 전송 방식을 도시하는 도면이다.
도 8은 본 발명의 제3 실시 예에 의한 PRS 전송 방식을 도시하는 도면이다.
도 9는 본 발명의 제4 실시 예에 의한 PRS 전송 방식을 도시하는 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 의한 PRS 전송방법의 흐름을 도시한다.
도 11은 본 발명의 실시 예에 의한 PRS 수신방법의 흐름을 도시한다.
도 12는 본 발명의 실시 예에 의하여 PRS 시퀀스를 생성하여 리소스 엘리먼트(RE)에 할당하는 PRS 할당장치의 기능별 블럭도이다.
도 13은 본 발명의 실시 예들이 적용되는 PRS 전송장치(1300)의 기능별 블럭도이다.
도 14는 본 발명의 실시 예에 의한 PRS 할당 및 전송방식에 의하여 전송된 PRS를 수신하는 수신장치의 구조를 도시한 도면이다.
이하, 본 발명의 일부 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 실시 예들이 적용되는 무선 통신 시스템을 도시한다.
무선 통신 시스템은 음성, 패킷 데이터 등과 같은 다양한 통신 서비스를 제공하기 위해 널리 배치된다.
도 1을 참조하면, 무선 통신 시스템은 단말(10; User Equipment, UE) 및 기지국(20; Base Station, BS)을 포함한다.
본 명세서에서의 단말(10)은 무선 통신에서의 사용자 단말을 의미하는 포괄적 개념으로서, WCDMA 및 LTE, HSPA 등에서의 UE(User Equipment)는 물론, GSM에서의 MS(Mobile Station), UT(User Terminal), SS(Subscriber Station), 무선기기(wireless device) 등을 모두 포함하는 개념으로 해석되어야 할 것이다.
본 명세서에서 단말(10)과 기지국(20)은 본 명세서에서 기술되는 기술 또는 기술적 사상을 구현하는데 사용되는 두 가지 송수신 주체로 포괄적인 의미로 사용되며 특정하게 지칭되는 용어 또는 단어에 의해 한정되지 않는다.
무선통신시스템에 적용되는 다중 접속 기법에는 제한이 없다. CDMA(Code Division Multiple Access), TDMA(Time Division Multiple Access), FDMA(Frequency Division Multiple Access), OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access), OFDM-FDMA, OFDM-TDMA, OFDM-CDMA와 같은 다양한 다중 접속 기법을 사용할 수 있다.
상향링크 전송 및 하향링크 전송은 서로 다른 시간을 사용하여 전송되는 TDD(Time Division Duplex) 방식이 사용될 수 있고, 또는 서로 다른 주파수를 사용하여 전송되는 FDD(Frequency Division Duplex) 방식이 사용될 수 있거나 또는 두 방식의 복합 형태인 HDD(Hybrid Division Duplex) 방식이 사용될 수도 있다.
본 발명의 실시 예는 GSM, WCDMA, HSPA를 거쳐LTE(Long Term Evolution) 및 LTE-advanced로 진화하는 비동기 무선통신과, CDMA, CDMA-2000 및 UMB로 진화하는 동기식 무선 통신 분야의 등의 자원할당에 적용 될 수 있다. 본 발명은 특정한 무선통신 분야에 한정되거나 제한되어 해석되어서는 아니되며, 본 발명의 사상이 적용될 수 있는 모든 기술분야를 포함하는 것으로 해석되어야 할 것이다.
본 발명의 실시 예가 적용되는 무선통신 시스템은 상향링크 및/또는 하향링크 HARQ를 지원할 수 있으며, 링크 적응(link adaptation)을 위해 CQI(channel quality indicator)를 사용할 수 있다. 또한, 하향링크와 상향링크 전송을 위한 다중 접속 방식은 서로 다를 수 있으며, 예컨대, 하향링크는 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)를 사용하고, 상향링크는 SC-FDMA(Single Carrier-Frequency Division Multiple Access)를 사용할 수 있는 것과 같다.
단말과 네트워크 사이의 무선 인터페이스 프로토콜(radio interface protocol)의 계층들은 통신시스템에서 널리 알려진 개방형 시스템간 상호접속(Open System Interconnection; OSI) 모델의 하위 3개 계층을 바탕으로 제1계층(L1), 제2 계층(L2), 제3 계층(L3)으로 구분될 수 있으며, 제1 계층에 속하는 물리계층은 물리채널(physical channel)을 이용한 정보 전송 서비스(information transfer service)를 제공한다.
한편, 본 발명의 실시 예가 적용되는 무선통신 시스템의 일 예에서는, 하나의 라디오프레임(radioframe) 또는 무선 프레임은 10개의 서브프레임(subframe)으로 구성되고, 하나의 서브프레임은 2개의 슬롯(slot)을 포함할 수 있다.
데이터 전송의 기본단위는 서브프레임 단위가 되며, 서브프레임 단위로 하향링크 또는 상향링크의 스케줄링이 이루어진다. 하나의 슬롯은 시간 축의 영역에서 복수의 OFDM 심볼과 주파수 축의 영역에서 복수개의 부반송파(또는 서브캐리어(subcarrier))를 포함할 수 있다.
예컨대, 서브프레임은 2개의 타임 슬롯으로 이루어지며, 각 타임 슬롯은 시간영역에서 노멀 사이클릭 프리픽스(Normal CP(cyclic Prefix))를 사용하는 경우 7개의 심볼(확장된 사이클릭 프리픽스(Extended CP(cyclic prefix))를 사용하는 경우는 6개 혹은 3개의 심볼)과 주파수 영역에서 180kHz의 대역폭(일반적인 경우 하나의 서브캐리어는 15kHz의 대역폭을 가지므로, 180kHz의 대역폭은 총 12개의 서브캐리어에 해당)에 해당하는 서브캐리어들을 포함할 수 있다. 이렇게 시간 축으로 하나의 슬롯과 주파수 축으로 180kHz의 대역폭(Bandwidth)으로 정의되는 시간-주파수 영역을 리소스 블록 또는 자원 블록(Resource Block; RB)로 부를 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 2a는 본 발명의 실시 예에 적용될 수 있는 전송데이터의 일반적인 서브프레임 및 타임 슬롯 구조를 도시한다.
도 2a를 참조하면, 프레임의 송신 시간은 1.0㎳ 지속시간의 TTI(송신 시간 간격)로 나 뉘어진다. 상기 TTI 및 서브프레임(sub-frame)의 용어는 동일한 의미로 사용될 수 있으며, 프레임은 10㎳ 길이로서, 10개의 TTI를 포함한다.
도 2b는 본 발명의 실시 예에 따른 타임-슬롯의 일반적 구조를 나 타낸다.
도 2b를 참조하면, TTI는 기본송신단위(basic transmission unit)로서, 하나의 TTI는 동일 길이의 두 개의 타임-슬롯(202)을 포함하며, 각 타임-슬롯은 0.5㎳의 지속시간을 갖는다. 타임-슬롯은 각각의 심볼에 해당하는 복수개의 롱 블록(long block LB)(203)을 포함한다. LB는 사이클릭 프리픽스(cyclic prefix CP)(204)로 분리된다. 이 때, 사이클릭 프리픽스에는 그 길이에 따라 노멀 사이클릭 프리픽스(Normal CP)와 확장된 사이클릭 프리픽스(Extended CP)가 있다 노멀 사이클릭 프리픽스(Normal CP)를 사용하는 경우에는 상기 복수개의 LB는 하나의 타임-슬롯 내에 7개가 포함되며, 확장된 사이클릭 프리픽스(Extended CP)를 사용하는 경우에는 상기 복수개의 LB는 하나의 타임-슬롯 내에 6개 혹은 3개가 포함된다.
종합하면, 하나의 TTI 또는 서브프레임은 노멀 사이클릭 프리픽스(Normal CP)를 사용하는 경우 14개의 LB 심볼을 포함할 수 있으며, 확장된 사이클릭 프리픽스(Extended CP)를 사용하는 경우 일반적으로 12개의 LB 심볼 혹은 특수한 경우 6개의 LB 심볼을 포함할 수 있으나, 본 명세서는 이와 같은 프레임, 서브프레임 또는 타임-슬롯 구조에 제한되는 것은 아니다.
도 2c는 본 발명의 실시 예에 따른 하나의 서브프레임 또는 TTI(201) 동안 하나의 자원 블록(RB)(230)의 구성을 나타내며, 각 TTI 또는 서브프레임은 시간 영역에서 노멀 사이클릭 프리픽스(Normal CP)의 경우 14개의 심볼(축) 혹은 확장된 사이클릭 프리픽스(Extended CP)의 경우 12개(혹은 6개)의 심볼(축)(220)로 분할된다. 각 심볼(축)은 하나의 OFDM 심볼을 운반할 수 있다.
또한, 20㎒의 전체 시스템 대역폭은 서로 다른 주파수를 가지는 서브캐리어들(205)로 분할 또는 나 뉘어진다. 예건대, 상기에서 언급한 바와 같이 시간 영역에서 하나의 슬롯(slot)과 주파수 영역에서 180kHz의 대역폭에 해당하는 서브캐리어들(일반적으로 서브캐리어 하나 당 15kHz의 대역폭을 가지는 경우 12개의 서브캐리어)로 구성된 영역을 리소스 블록 또는 자원 블록(resource block: RB)이라고 부를 수 있다.
예컨대, 1 TTI내에서 10㎒의 대역폭은 주파수 영역에서 50개의 RB를 포함할 수 있다.
이러한, 리소스 블록(RB)은 구성하는 각 격자공간은 리소스 엘리먼트(Resource Element; 이하 "RE"라 함)로 부를 수 있다.
예를 들어, 시간 축의 영역으로 하나의 서브프레임과 주파수 축의 영역으로 180kHZ의 대역폭에 해당하는 자원 영역에서, 노멀 사이클릭 프리픽스(Normal CP)를 사용하며 하나의 서브캐리어 당 주파수 대역폭이 15kHz일 경우, 위와 같은 구조의 자원 영역 각각에는 총 14(symbols)×2(subcarriers)=168개의 RE가 존재할 수 있다.
한편, LTE 통신시스템에서 하향링크에서 정의되는 참조신호(Reference Signal RS)로는, 셀 고유 참조신호(Cell-specific Reference Signal; CRS)와, MBSFN 참조신호(Multicast/Broadcast over Single Frequency Network Reference Signal; MBSFN-RS) 및 단말 고유 참조신호(UE-specific Reference Signal, 혹은 DM-RS(Demodulation Reference Signal)등이 있다.
한편, WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access)에서의 각종 위치 서비스(Location Service) 및 통신상에서 필요한 위치정보(Location Information) 제공을 위하여 단말의 위치를 측정할 필요가 있다.
이러한 측위(Positioning) 방법은 크게 1) 셀 커버러지 기반 측위 방법(the cell coverage-based positioning method), 2) OTDOA (Observed Time Difference of Arrival) 방법, 3) 네트워크가 지원된 GPS를 이용한 방법(network assisted GPS methods)의 3가지 방법을 기반으로 하고 있다. 각 방법들은 서로 경쟁적이기 보다는 보완적이며, 각각의 서로 다른 목적에 따라 적절하게 사용되고 있다.
이 중에서 OTDOA 방법은 서로 다른 기지국(Base Station, 혹은 셀(cell))로부터의 참조신호(RS(Reference Signal), 혹은 파일럿(Pilot))들의 상대적인 도착 시간을 측정하여 위치를 측정하는 것을 기반으로 하며, 이 때 사용되는 참조신호가 위치 참조 신호(PRS Positioning Reference Signal, 이하 'PRS'라 칭함)이다.
위치 계산은 삼각측량을 이용하기 때문에, UE는 적어도 3개 이상의 서로 다른 기지국(Base Station, 혹은 셀(cell))로부터 해당 참조신호(RS)를 수신해야 한다.
OTDOA 위치 측정을 쉽게 하고 니어파(near-far) 문제를 피하기 위해서, WCDMA 표준에서는 IPDL(Idle Periods in Downlink) 기술을 이용하는데, 아이들 주기(Idle Period) 동안 UE는 같은 주파수상의 현재 UE가 위치하고 있는 셀(Serving cell)로부터의 참조신호가 강하더라도, 인접 셀(Neighbor cell)로부터의 참조신호를 받을 수 있어야 한다.
또한, 3GPP 계열의 WCDMA에서 발전된 LTE(Long Term Evolution) 시스템의 경우 WCDMA의 비동기식 CDMA(Code Division Multiple Access)방식과는 달리OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)을 기반으로 하고 있다. 현재 상기에서 언급된 WCDMA에서 OTDOA 방법을 통한 측위와 같이, 새로운 LTE시스템에서도 OTDOA 방법을 기반으로 하여 위치를 측정하는 방식을 고려하고 있으며, 이를 위해 MBSFN 서브프레임 (Multicast Broadcast Single Frequency Network subframe)과 노멀 서브프레임(Normal Subframe) 중 하나 혹은 둘 다의 각 서브프레임 구조에서 일정주기로 데이터 영역(Date Region)을 비워두고, 비워둔 영역에 측위를 위한 참조신호(Reference Signal for Positioning), 즉 PRS를 보내는 방식이 고려되고 있다.
즉, OFDM기반의 새로운 차세대 통신방식인 LTE에서의 측위를 위해, 기존 WCDMA에서의 OTDOA방식을 기반으로 하지만 다중화(Multiplexing) 방식과 접속(Access) 방식 등 통신기반이 바뀜으로 인해 새로운 자원할당 구조에서 측위를 위한 참조신호를 보내는 방법과 참조신호의 구성을 다시 고려해야 하며, 또한 UE의 이동속도 증가, 기지국 간의 간섭(Interference) 환경의 변화와 복잡성의 증가 등 통신시스템의 발전에 의해 보다 정확한 측위 방법이 요구되고 있다.
이에 따라 현재 LTE에서는 상기 상황을 고려하여 PRS를 구성하고 송수신하는 방법에 대하여, Release 9 버전(version)에서의 방식을 정해놓은 상태이다.
한편, OFDM기반의 새로운 차세대 통신방식인 LTE의 단점을 보안하고, 여러 가지 성능향상을 위한 상황들을 고려하여, LTE Release 9 버전(version) 이후의 개량된 통신시스템에서 고려되는 상황 중에 하나는 복수의 매크로 셀(Macro cell)과 특정 매크로 셀들 내에 하나 이상의 피코 셀(Pico cell) 또는 펨토 셀(Femto cell)등 매크로 셀과는 다른 기지국의 형태가 존재하는 이종 통신 환경(heterogeneous communication environment)이 있다.
이러한 이종통신환경에서는, PRS를 매크로 셀(Macro cell)만을 고려한 기존 방식으로만 정의할 경우, 피코 셀(Pico cell) 등 다른 형태의 기지국 간의 간섭의 영향으로 위치 참조 신호의 수신 에러 확률이 증가 할 수가 있으며, 피코 셀(Pico cell) 등 다른 형태의 기지국으로부터 위치 참조 신호를 전송할 경우 얻을 수 있는 잠재적인 이득 또한 기대할 수가 없게 된다.
따라서 본 발명에서는 복수의 매크로 셀(Macro cell)과 특정 매크로 셀들 내에 하나 이상의 피코 셀(Pico cell) 등 매크로 셀과는 다른 기지국의 형태가 존재하는 이종 통신 환경에서, 서로 다른 형태의 기지국 간에 간섭의 영향을 최대한 줄이며 UE 위치측정의 정확성 향상을 위한 PRS의 송수신 방법 및 그 장치를 제안하고자 하는 것이다.
도 3은 매크로 셀(Macro cell)만을 고려한 통신시스템에서의 PRS 패턴을 도시한 도면이다.
상기 PRS 패턴은 시간 축으로 하나의 서브프레임(1ms에 해당)과 주파수 축으로 하나의 리소스 블록(RB; Resource Block, 180kHz의 대역폭에 해당하며 일반적으로 서브캐리어 하나당 대역폭이 15kHz인 경우 12개의 서브캐리어에 해당 함)에서 정의된다.
도 3에서 보는 것과 같이 PRS는 특정 서브프레임 내에서 제어영역(control region)과 CRS(Cell-specific Reference Signal)를 제외한 데이터(data) 영역을 비워놓고 PRS를 전송하게 되며, 상기 PRS를 위한 패턴, 즉 PRS 시퀀스가 할당되는 RE는 주파수 축으로의 편이(shift)가 6번 가능하며, 이를 통해 최대 6개의 기지국(셀) 그룹별로 서로 다른 패턴으로 위치 참조 신호를 전송하게 된다. 즉 모든 기지국(셀)은 특정 해당시간에 총 6개의 패턴 중 하나의 패턴으로 PRS를 전송하게 되며, 각각의 PRS측정을 위한 해당 단말(UE)는 이렇게 특정시간에 전송되는 각 기지국으로부터의 PRS를 수신하여 위치를 측정하게 된다.
상기 주파수 편이는 기지국(셀) 넘버(ID)에 기반하며, 총 가능한 패턴은 6개만 존재하게 되지만 적절한 기지국(셀) 넘버(ID)의 분배를 통하여 인접한 기지국(셀)들 간에는 최대한 같은 패턴을 쓰지 않도록 조정, 즉 셀 플래닝(cell planning)을 수행함으로써 인접 기지국(셀)간에 간섭을 줄이는 방법을 사용하고 있다.
도 4는 PRS의 전송방법에 대하여 도시하고 있다.
도 4에서 보는 것과 같이, 특정주기(T subframes)를 가지는 연속적인 N개의 서브프레임(subframe)에서 PRS가 전송된다. 이 때, 상기 특정주기는 160ms, 320ms, 640ms, 1280ms 중 하나 일 수 있으며 (1ms는 1개의 서브프레임에 해당하므로, 예를 들어 주기가 160ms이면 매 160개의 서브프레임마다 PRS를 전송하게 되는 것이다), 이러한 특정 주기에 대한 정보 또는 값은 특정 오프셋(offset)값과 결합된 형태로 상위단에서 시그널링 될 수 있다.
따라서 상기 특정 주기를 TPRS, 상기 특정 오프셋 값을
Figure pat00001
, 상기 상위단에서 시그널링 되는 값을 IPRS, 상기 연속적인 N개의 서브프레임을 NPRS라고 하면, 다음 수학식 1을 만족하는 서브프레임부터 연속적인 NPRS개의 서브프레임에 위치 참조 신호를 전송하게 된다.
[수학식 1]
Figure pat00002
이 때 TPRS는 160, 320, 640, 1280 중 하나이며,
Figure pat00003
는 0에서 TPRS-1까지의 값을 가진다. 또한 총 12비트의 값(0에서 4095까지의 값을 가짐)으로 표현되는 IPRS는 0~159까지는 TPRS=160일 때와 그 때의 오프셋 값
Figure pat00004
, 160~479까지는 TPRS=320일 때와 그때의 오프셋 값
Figure pat00005
, 480~1119까지는 TPRS=640일 때와 그 때의 오프셋 값
Figure pat00006
, 1120~2399까지는 TPRS=1280일 때와 그때의 오프셋 값
Figure pat00007
를 표현한다. 그리고 NPRS는 역시 상위단에서 전송되는 값이며 1, 2, 4, 6 중 하나이다. 또한 nf는 시스템 프레임 넘버, ns는 슬롯 넘버에 해당한다.
예를 들어 상위단으로부터 시그널링 된 NPRS=4이며 IPRS=200일 경우, 주기 TPRS=160이고 오프셋
Figure pat00008
=40이므로, 오프셋으로 40개의 서브프레임을 가지고 매 160개의 서브프레임마다 연속적인 4개의 서브프레임에 PRS가 전송되게 된다.
이 때, 모든 기지국(셀)들이 PRS를 전송하는 것이 아니라, 특정 기지국(셀)들은 PRS를 전송하기 위하여 구성된 서브프레임들에서 위치 참조 신호를 전송하지만, PRS를 전송하지 않는 나머지 일부 기지국(셀)들은 특정 기지국(셀)이 위치참조를 전송하기 위하여 구성한 서브프레임들에서 PRS를 전송하지 않고 제로(zero) 파워로 전송하는 뮤팅(muting) 또는 블랭킹(Blanking)을 수행할 수도 있다. 이는 PRS 패턴이 서로 같은 인접 기지국(셀)들이 다수 존재하는 경우를 감안하여, 그 간섭의 영향을 줄이기 위한 방법 중 하나이다.
여기서 뮤팅(muting)은 PRS의 전송주기(TPRS) 별로 진행될 수 있다. 각각의 전송주기(TPRS) 하나를 하나의 비트(bit)로 보고 2, 4, 8, 혹은 16개의 주기를 비트맵 정보로 하여, 각각의 주기 내에 위치참조를 전송하기 위하여 구성된 NPRS개의 서브프레임들에 대하여, 실질적으로 PRS를 전송할 지 아니면 뮤팅(muting)을 수행할지를 결정하게 된다. 이 비트맵 정보는 각 기지국(셀) 별로 구성되며, 상위단에 의해서 전송된다.
예를 들어 비트맵 정보가 4개의 주기를 대상으로 하여 4비트의 비트맵 정보로 구성되었으며 그 비트 값이 '1001'일 경우 (1을 위치 참조 신호 전송, 0을 뮤팅(muting)이라고 할 경우 물론 그 반대로 0을 위치 참조 신호 전송, 1을 뮤팅(muting)으로 하여 비트맵 정보를 구성할 수도 있다), 첫 번째와 네 번째 PRS 전송주기 내의 위치참조를 전송하기 위하여 구성된 NPRS개의 서브프레임들에 대해서는 실질적으로 PRS를 전송하며, 반대로 두 번째와 세 번째 PRS 전송주기 내의 위치참조를 전송하기 위하여 구성된 NPRS개의 서브프레임들에 대해서는 PRS를 전송하지 하고 제로(zero) 파워로 전송하게 되는 뮤팅(muting)을 수행하게 된다.
도 5는 본 발명이 적용될 수 있는 이종통신환경(heterogeneous communication environment)에서의 위치 참조 신호 전송 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5에서 보는 것과 같이, 피코(Pico)나 펨토(Femto)와 같은 비 매크로 셀(50; Non-Macro cell)들은 각각의 매크로 셀(52; Macro cell)들 내에 존재 할 수 있다. 이 때, 특정 비 매크로 셀(Non-Macro cell)내에 있는 단말(54)은 비 매크로 셀(Non-Macro cell) 뿐만 아니라 매크로 셀(Macro-cell)로부터도 신호를 전송 받게 된다.
도 5에서 비 매크로 셀로부터의 신호 전송은 점선으로, 매크로 셀로부터 신호 전송은 실선으로 표시하였다.
본 명세서에서 비 매크로 셀은 피코 셀을 의미하는 것이 보통이지만 그에 한정되는 것은 아니며, 피코 셀 이외에 펨토 셀, 마이크로 셀 등 일반적인 통신 시스템의 기지국 또는 셀인 "매크로 셀" 내부에 위치하는 모든 종류의 "비 매크로 셀"을 의미하는 포괄적인 용어로 해석되어야 할 것이다.
따라서 언급한 바와 같이, 매크로 셀(Macro cell)만을 고려한 PRS를 정의하는 경우, 피코 셀(Pico cell) 등 다른 형태의 기지국 간의 간섭의 영향으로 위치 참조 신호의 수신 에러 확률이 증가 할 수가 있으며, 피코 셀(Pico cell) 등 다른 형태의 기지국으로부터 PRS를 전송할 경우 얻을 수 있는 잠재적인 이득 또한 기대할 수가 없게 된다.
또한, 매크로 셀만을 고려한 PRS를 정의하는 경우, 비 매크로 셀에서는 PRS를 전송하지 않는 것으로 구현될 수도 있으나, 이는 정확한 측위를 불가능하게 한다는 단점이 있다.
따라서 본 발명의 실시 예에서는 복수의 매크로 셀과 특정 매크로 셀들 내에 하나 이상의 피코 셀 등 매크로 셀과는 다른 비 매크로 셀의 형태가 존재하는 이종통신환경에서, 서로 다른 형태의 기지국 간에 간섭의 영향을 최대한 줄이고 UE 위치측정의 정확성 향상을 위한 PRS의 송수신 방법 및 그 장치를 제안한다.
본 발명에 의한 위치 참조 신호 전송 방식은 1 이상의 매크로 셀과 각각의 매크로 셀 내부에 위치하는 1 이상의 비 매크로 셀을 포함하는 이종 통신 시스템에서, 상기 비 매크로 셀 또는 매크로 셀이 PRS를 전송함에 있어서 대응 매크로 셀 또는 대응 비 매크로 셀이 PRS를 전송하는 시간-주파수 자원 공간과 중복되지 않는 시간-주파수 자원 공간 영역에 자신의 PRS 패턴을 형성하여 전송하도록 한다.
이 때, '대응 매크로 셀'은 PRS를 전송하는 비 매크로 셀을 포함하는 매크로 셀인 것이 일반적이지만 그에 한정되는 것은 아니며, 그와 인접한 매크로 셀일 수도 있다. 또한, '대응 비 매크로 셀'은 PRS를 전송하는 매크로 셀에 포함되는 비 매크로 셀인 것이 일반적이지만 그에 한정되는 것은 아니며 그 매크로 셀과 인접한 매크로 셀에 포함되는 비 매크로 셀일 수도 있다
본 발명의 제1 실시 예에서는 비 매크로 셀이 자신의 PRS를 전송함에 있어서, 상기 대응 매크로 셀(자신을 포함한 매크로 셀 또는 그 인접 매크로 셀)의 PRS 전송 파라미터(즉, 전송주기(TM), PRS 전송오프셋(
Figure pat00009
), PRS 전송 서브프레임 개수(NM) 등)와 별도로 비 매크로 셀을 위한PRS 전송 파라미터를 정의하여 사용할 수 있다. 즉, 비 매크로 셀인 피코 셀의 PRS 전송주기(TP), PRS 전송오프셋(
Figure pat00010
), PRS 전송서브프레임 개수(NP)가 매크로 셀의 PRS 전송주기(TM), PRS 전송오프셋(
Figure pat00011
), PRS 전송서브프레임 개수(NM)와 따로 정의되어, 매크로 셀과는 별개의 PRS 전송주기(TP)와 PRS 전송오프셋(
Figure pat00012
)를 가지고, 연속적인 NP개의 서브프레임에 비 매크로 셀의 PRS를 전송할 수가 있다.
본 발명의 제2 실시예 에서는 비 매크로 셀이 자신의 PRS을 전송함에 있어서, 상기 대응 매크로 셀(자신을 포함한 매크로 셀 또는 그 인접 매크로 셀)의 PRS 전송 서브프레임 범위 내에서 매크로 셀이 PRS를 전송하지 않는 서브프레임 중 하나 이상에서만 비 매크로 셀의 PRS를 전송하도록 할 수 있다.
본 발명의 제3 실시 예에서는, 비 매크로 셀이 자신의 PRS을 전송함에 있어서, 매크로 셀의 PRS 전송주기, PRS 전송오프셋, PRS 전송서브프레임 내에서, 매크로 셀과 비 매크로 셀이 N개의 연속적인 전송 서브프레임을 분할하여 각각의 PRS를 전송할 수 있다.
이상의 제1 내지 제3 실시 예에서는 비 매크로 셀의PRS 전송과 매크로 셀의 PRS 전송을 시간 구분 다중화(Time Division Multiplexing), 즉 TDM 방식으로 구분하고 있는 반면, 본 발명의 제4 실시 예에서는 비 매크로 셀이 자신의 PRS을 전송함에 있어서, 해당 매크로 셀의PRS 전송주기, PRS 전송오프셋, PRS 전송서브프레임 내에서 해당 매크로 셀과 비 매크로 셀이 전송 주파수 대역을 분할하여 각각의 PRS를 전송할 수 있으며, 주파수 대역의 분할은 리소스 블록(RB) 단위로 이루어질 수 있으나 그에 한정되는 것은 아니다.
이하에서는 도 6 내지 도 9를 참고로 본 발명의 제1 내지 제4 실시예의 세부 구성에 대해서 상세하게 설명한다.
이하의 설명에서는 비 매크로 셀의 일 예로서 피코 셀(Pico Cell)에 대해서 설명하지만, 전술한 바와 같이 일반적인 통신 시스템의 기지국 또는 셀인 "매크로 셀" 내부에 위치하는 모든 종류의 "비 매크로 셀"을 의미하는 포괄적인 용어로 해석되어야 할 것이다.
여기서 도 6 내지 도 9에서의 각 실시 예에서는, 기본적으로 매크로 셀은 매크로 셀끼리 6개의 PRS 패턴 중 인접 매크로 셀이 같은 PRS 패턴을 가지지 않도록 매크로 셀 플래닝(Cell-planning)하여 PRS 패턴을 분배하며, 피코 셀은 매크로 셀과는 별개로 상기 6개의 PRS 패턴 중 최대한 인접 피코 셀끼리 같은 PRS 패턴을 가지지 않도록 피코 셀 플래닝(Cell-planning)하여 분배한다.
이 때, 특히 각각의 매크로 셀 내에 속하는 피코 셀끼리는 최대한 서로 다른 PRS 패턴을 가지도록 피코 셀 플래닝을 수행할 수 있다.
즉, 6개의 PRS 패턴을 셀 플래닝하여 분배하는데 있어서, 매크로 셀은 매크로 셀끼리, 피코 셀은 피코 셀끼리 최대한 인접한 셀 간에는 PRS 패턴이 중복되지 않도록 분리하여 PRS 패턴을 분배하는 것이다.
제1실시예 : 피코셀이 매크로 셀과 별도 파라미터로 PRS를 전송하는 방법
도 6은 본 발명의 제1 실시 예에 의한 PRS 전송 방식을 도시하는 도면이다.
제1 실시 예에서는 피코 셀의 PRS 전송주기(TP), PRS 전송오프셋(
Figure pat00013
), PRS 전송 서브프레임 개수(NP) 등과 같은PRS 전송 파라미터는 매크로 셀의 PRS 전송 파라미터인 PRS 전송주기(TM), PRS 전송오프셋(
Figure pat00014
), PRS 전송 서브프레임 개수(NM)와 별도로 정의된다. 이를 통해서, 피코 셀의 PRS 전송주기(TP), PRS 전송오프셋(
Figure pat00015
), PRS 전송 서브프레임 개수(NP)의 유연성(flexibility)을 최대로 줄 수 있다.
또한, 매크로 셀은 종래 방식대로 해당 PRS 전송주기(TM)와 PRS 전송오프셋(
Figure pat00016
)를 가지고, 연속적인 NM개의 서브프레임에 자신의 PRS를 전송할 수가 있으며, 각각 하나의 주기를 하나의 비트로 하는 상위단 비트맵 정보에 의하여, 각각의 주기에 대하여 PRS를 전송할 수도 있고, 전송하지 않고 뮤팅(muting)할 수도 있다.
피코 셀은 매크로 셀과는 별개의 PRS 전송주기(TP)와 PRS 전송오프셋(
Figure pat00017
)를 가지고, 연속적인 NP개의 서브프레임에 PRS를 전송할 수가 있으며, 매크로 셀의 경우와 마찬가지로 각각 하나의 주기를 하나의 비트로 하는 상위단 비트맵 정보에 의하여, 각각의 주기에 대하여 PRS를 전송할 수도 있고, 전송하지 않고 뮤팅(muting)할 수도 있을 것이다.
단, 제1 실시 예에서는, 적절한 셀 플래닝과 함께 피코 셀이 특정 매크로 셀과 독립적으로 PRS 전송 파라미터를 정의함으로써 피코 셀의 PRS와 특정 매크로 셀의 PRS의 전송이 최대한 구분되도록 하고 있지만, 피코 셀과 특정 매크로 셀의 PRS 전송프레임이 중복되는 것을 방지하기 위하여, 각각의 PRS 전송 주기에 대하여 PRS를 전송하거나 전송하지 않고 뮤팅(muting)하도록 하는 뮤팅 정보(예를 들면, 상위단 비트맵 정보)를 이용하여 특정 매크로 셀과 피코 셀의 PRS 전송프레임 중복을 방지할 수 있을 것이다. 즉, 피코 셀은 적절한 뮤팅 정보를 이용하여 특정 매크로 셀이 PRS를 전송하는 서브프레임에서는 자신의 PRS 전송을 하지 않도록 할 수 있다는 것이다.
그러나, 제1 실시 예에서 피코 셀과 특정 매크로 셀의 PRS 파라미터를 독립적으로 정의하는 것으로 충분하며, PRS 전송 서브프레임의 중복을 피하기 위해서는 상기 뮤팅 정보를 이용하는 것 이외에도 다른 기술이 사용될 수도 있을 것이다.
이러한 제1 실시 예에서는 매크로 셀이 PRS를 전송하는 서브프레임과 피코 셀이 PRS를 전송하는 서브프레임은 서로 중복되지 않도록 구별될 수 있다. 즉, 매크로 셀이 PRS를 전송하는 시간-주파수 영역과 피코 셀이 PRS를 전송하는 시간-주파수 영역은 시간상으로 서로 구분된다는 의미이다.
또한, 매크로 셀이 PRS를 전송할 때는 해당 PRS 전송 시간-주파수 자원 영역과 대응되는 피코 셀의 시간-주파수 자원 영역은 뮤팅(muting)되며, 반대로 피코 셀이 PRS를 전송할 때는 해당 PRS 전송 시간-주파수 자원 영역에 대응되는 매크로 셀의 시간-주파수 자원 영역은 뮤팅(muting)될 수 있으나, 그에 한정되는 것은 아니다.
물론, 이 경우에도, 매크로 셀(또는 피코 셀)의 PRS 전송을 위하여 구성된 서브프레임에 대하여, 상기 상위단 비트맵 정보에 의하여 실질적으로 PRS를 전송하지 않고 뮤팅(muting)하는 경우에는, 뮤팅되는 PRS 전송 주기에 포함되는 시간-주파수 자원 영역에서 피코 셀(또는 매크로 셀)은 별도의 뮤팅을 할 필요는 없을 수 있다. 즉, 매크로 셀(피코 셀)이 PRS를 실질적으로 전송하는 부분에 대해서만 대응되는 피코 셀(또는 매크로 셀)의 시간-주파수 자원 영역만 뮤팅(데이터(data) 등을 보내지 않거나 제로 파워로 송신하는 것)하는 것으로 충분하다는 것이다.
제1 실시 예에서 피코 셀의 PRS 전송 파라미터는 해당 매크로 셀의 PRS 전송 파라미터와 완전히 독립적으로 정의될 수도 있으나, 일정한 관계를 가지도록 할 수도 있다.
예를 들면, 시스템 구성의 용이성과 채널측정의 편의성을 위하여, 피코 셀의 PRS 전송주기(TP), PRS 전송오프셋(
Figure pat00018
), PRS 전송 서브프레임 개수(NP)를 정의할 때, 피코 셀의 PRS 전송주기(TP)는 매크로 셀의PRS 전송주기(TM)와 같으며(TP = TM), 피코 셀의 PRS 전송오프셋(
Figure pat00019
)은 매크로 셀의 PRS 전송오프셋(
Figure pat00020
)와 매크로 셀의 PRS 전송 서브프레임 개수(NM)의 합(
Figure pat00021
=
Figure pat00022
+ NM)으로 정의될 수 있으며, 이 경우 매크로 셀이 PRS를 전송하는 서브프레임 다음에 연속적으로 피코 셀이 PRS를 전송하는 서브프레임이 오도록 할 수 있다.
제2실시예 : 피코 셀이 매크로 셀의 PRS 전송범위 내에서 PRS를 전송하는 방법
도 7은 본 발명의 제2 실시 예에 의한 PRS 전송 방식을 도시하는 도면이다.
도 7과 같은 제2 실시 예에서는, 피코 셀이 특정 매크로 셀(피코 셀을 포함하는 매크로 셀 또는 그의 인접 매크로 셀 등)의 PRS 전송을 위해 구성된 PRS 전송서브프레임 내에서, 매크로 셀이 PRS를 전송하지 않고 뮤팅(muting)하는 시간-주파수 자원 공간 중 일부 또는 전체에서만 PRS를 전송할 수 있다.
다시 설명하면, 매크로 셀은 종래 방식대로 해당 PRS 전송주기(T)와 PRS 전송오프셋(
Figure pat00023
)를 가지고, 연속적인 N개의 서브프레임에 PRS를 전송할 수가 있으며, 앞서 언급한 바와 같이 각각 하나의 주기를 하나의 비트로 하는 상위단 비트맵 정보에 의하여, 각각의 주기에 대하여 PRS를 전송할 수도 있고, 전송하지 않고 뮤팅할 수도 있다.
이 경우, 피코 셀은 특정 매크로 셀의 PRS 전송을 위해 구성된 각 주기의 서브프레임들에 대해서, 상기 각 주기를 하나의 비트로 하는 상위단 비트맵 정보에 의하여 해당 주기에 특정 매크로 셀이 PRS를 전송하지 않고 뮤팅(muting) 하기로 한 주기 내에 있는 서브프레임들 중 일부 또는 전체에서 PRS를 전송 하는 것이다.
예를 들어, 매크로 셀의 PRS 전송을 위하여 상위단에서 내려온 비트맵 정보가 '1001'일 경우 (만약 1일 때 전송, 0일 때 뮤팅이라고 한다면, 물론 반대가 될 수도 있음) 4개의 주기에 대해서, 1번째 및 4번째 주기에는 매크로 셀은 PRS를 전송하고, 2번째 및 3번째 주기에 대해서는 매크로 셀은 PRS를 전송하지 않고 뮤팅하게 되며, 따라서 피코 셀은 매크로 셀이 PRS를 전송하지 않는 2번째 및 3번째 주기에 대해서 PRS를 전송할 수 있다.
이 경우 피코 셀의 PRS 전송주기, PRS 전송오프셋, PRS 전송 서브프레임 개수는 매크로 셀의 PRS 전송 파라미터들과 동일하며, 다만, 상위단에서 내려오는 PRS 전송을 위한 비트맵 정보만 매크로 셀의 비트맵 정보와 반대가 되는 (혹은 보전되는) 값을 가지는 것이다. 즉, 상기에 언급한 바와 같이 매크로 셀의 비트맵 값이 '1001'이면, 피코 셀의 비트맵 값은 '0110'이 될 수가 있는 것이다.
혹은 매크로 셀이 PRS를 전송하지 않고 뮤팅하기로 한 주기 전체에 대해서 피코 셀이 PRS를 전송하는 것이 아니라 일부만 전송하는 경우에는, 피코 셀에게 전송되는 실질적으로 PRS가 전송되는 주기에 대한 비트맵 정보는 매크로 셀의 실질적으로 PRS가 전송되는 주기에 대한 비트맵 정보와 반대가 되는 (혹은 보전되는) 값뿐 아니라 상기 매크로 셀의 PRS가 전송되는 주기에 대한 비트맵 정보를 참고하여 각각 따로 구성될 수도 있을 것이다.
도 7과 같은 제2 실시 예를 이용하면, 자동적으로 매크로 셀이 PRS를 전송하는 서브프레임과 피코 셀이 PRS를 전송하는 서브프레임은 서로 구별된다. 즉, 매크로 셀이 PRS를 전송하는 시간-주파수 영역과 피코 셀이 PRS를 전송하는 시간-주파수 영역은 시간상으로 서로 구분되는 것이다. 따라서 역시 자동적으로, 매크로 셀이PRS를 전송할 때는 해당 PRS 전송 시간-주파수 자원에 대하여 대응되는 피코 셀의 시간-주파수 자원 영역은 뮤팅되며, 반대로 피코 셀이 PRS를 전송할 때는 해당 PRS 전송 시간-주파수 자원에 대하여 대응되는 매크로 셀(즉, 해당 피로 셀을 포함하는 매크로 셀 또는 그의 인접 매크로 셀 등)의 시간-주파수 자원 영역은 뮤팅되는 것이다.
이러한 제2 실시 예에서는 Rel-9 LTE에서 정의된 매크로 셀의 PRS 전송 구성을 최대한 이용할 수 있는 장점이 있다.
제3실시예 : 피코 셀이 매크로 셀의 PRS 전송 서브프레임을 분할 사용하는 방법
도 8은 본 발명의 제3 실시 예에 의한 PRS 전송 방식을 도시하는 도면이다.
도 8과 같은 제3 실시 예에서는, 전술한 수학식 1과 같이 매크로 셀의 PRS 전송주기, PRS 전송오프셋, PRS 전송 서브프레임 내에서, 피코 셀은 특정 매크로 셀(즉, 해당 피코 셀을 포함하는 매크로 셀 또는 그의 인접 매크로 셀 등)과 매크로 셀을 위하여 정의되는 N개의 연속적인 PRS 전송 서브프레임을 분할하여 사용할 수 있다.
예를 들어, 수학식 1에 의한 N개의 연속적인 PRS 전송 서브프레임 내에서 N_M개의 서브프레임을 특정 매크로 셀의 PRS 전송을 위해 구성했다면, 나머지 N-N_M개의 서브프레임은해당피코셀의PRS 전송을 위해 구성한 후, 특정 매크로 셀과 피코 셀은 해당 PRS 전송프레임 내에서 자신의 PRS를 전송하는 것이다.
다시 말해, 도 8과 같은 제3 실시 예에서는, PRS의 전송은 기존 LTE Rel-9 방식대로 해당 PRS 전송주기(T)와 PRS 전송오프셋(
Figure pat00024
)를 가지고, 연속적인 N개의 서브프레임에서 정의되며, 상기 N개의 서브프레임을 해당 매크로 셀과 피코 셀이 분할하여 PRS 전송을 위해 사용하는 것이다.
물론, 제3 실시 예에서도, 앞서 언급한 바와 같이 각각 하나의 주기를 하나의 비트로 하는 상위단 비트맵 정보에 의하여, 각각의 주기에 대하여 PRS를 전송할 수도 있고, 전송하지 않고 뮤팅하는 방식을 이용할 수 있다.
따라서, 제3 실시 예에서는 매크로 셀이 PRS를 전송하는 서브프레임과 피코 셀이 PRS를 전송하는 서브프레임은 서로 시간적으로 구분된다. 즉, 매크로 셀이 PRS를 전송하는 시간-주파수 영역과 피코 셀이 PRS를 전송하는 시간-주파수 영역은 시간적으로 서로 구분되는 것이다.
따라서, 제3 실시 예에서도, 매크로 셀이 PRS를 전송할 때는 해당 PRS 전송 시간-주파수 자원에 대하여 대응되는 해당 피코 셀의 시간-주파수 자원 영역은 뮤팅되며, 반대로 피코 셀이 PRS를 전송할 때는 해당 PRS 전송 시간-주파수 자원에 대하여 대응되는 매크로 셀의 시간-주파수 자원 영역은 뮤팅된다.
한편, 제3 실시 예에서는, 매크로 셀(또는 해당 피코 셀)의 PRS 전송을 위하여 구성된 서브프레임에 대하여, 상기 상위단 비트맵 정보에 의하여 실질적으로 PRS를 전송하지 않는 경우에는, 대응되는 시간-주파수 자원 영역에서 피코 셀(또는 해당 매크로 셀)은 뮤팅할 필요가 없다. 즉, 매크로 셀(또는 해당 피코 셀)이 PRS를 실질적으로 전송하는 부분에 대해서만 대응되는 피코 셀(또는 해당 매크로 셀)의 시간-주파수 자원 영역에서 데이터(data) 등을 보내지 않고 뮤팅하는 것으로 충분한 것이다.
제4실시예 : 피코 셀이 매크로 셀의 PRS 전송 주파수 대역(RB)과 구분하여 전송하는 방법
도 9와 같은 제4 실시 예에서는 매크로 셀의 PRS 전송주기, PRS 전송오프셋, PRS 전송서브프레임 내에서, 매크로 셀과 해당 피코 셀이 PRS 전송 주파수 대역을 분할하여 사용하는 것이다.
예를 들어, 주파수 축으로 짝수 번째 RB(리소스 블록)들이 매크로 셀의 PRS 전송을 위해 구성되었다면, 나머지 홀수 번째 RB(리소스 블록)들이 해당 피코 셀의 PRS 전송을 위해 구성되는 것과 같다.
다시 말해, 본 발명의 제4 실시 예에서는, PRS의 전송은 PRS 전송주기(T)와 PRS 전송오프셋(
Figure pat00025
)를 가지고, 연속적인 N개의 서브프레임에서 정의되며, 매크로 셀과 해당 피코 셀은 동일한 PRS 전송 서브프레임에 대해서 PRS를 전송할 수 있지만, 주파수 축으로 서로 구별하여 자신의 PRS를 각각 전송하는 것이다.
물론, 앞선 실시 예에서와 같이, 매크로 셀과 피코 셀은 각각 하나의 주기를 하나의 비트로 하는 상위단 비트맵 정보에 의하여, 각각의 주기에 대하여 PRS를 전송할 수도 있고, 전송하지 않고 뮤팅(muting)할 수도 있을 것이다.
이와 같은 제4 실시 예에 의하면, 매크로 셀이 PRS를 전송하는 RB와 해당 피코 셀이 PRS를 전송하는 RB는 서로 구별되며, 더 구체적으로는 매크로 셀이 PRS를 전송하는 시간-주파수 영역과 피코 셀이PRS를 전송하는 시간-주파수 영역은 주파수 분할 다중화 방식, 즉 FDM(Frequency Division Multiplexing)으로 서로 구분된다.
따라서, 매크로 셀이 PRS를 전송할 때는 해당 PRS 전송 시간-주파수 자원에 대하여 대응되는 피코 셀의 시간-주파수 자원 영역은 뮤팅되며, 반대로 피코 셀이 PRS를 전송할 때는 해당PRS 전송 시간-주파수 자원에 대하여 대응되는 대응되는 매크로 셀의 시간-주파수 자원 영역은 뮤팅된다.
한편, 제4 실시 예에서는, 매크로 셀(또는 대응되는 피코 셀)의 PRS 전송을 위하여 구성된 서브프레임에대하여, 상기 상위단 비트맵 정보에 의하여 실질적으로 PRS를 전송하지 않는 경우에는, 대응되는 시간-주파수 자원 영역에서 대응되는 피코 셀(또는 매크로 셀)은 뮤팅할 필요가 없을 것이다. 즉, 매크로 셀(또는 대응되는 피코 셀)이 PRS를 실질적으로 전송하는 부분에 대해서만 대응되는 피코 셀(또는 매크로 셀)의 시간-주파수 자원 영역에서 데이터(data) 등을 보내지 않고 뮤팅하는 것으로 충분할 것이다.
도 10은 본 발명에 의한 PRS 전송 방법의 흐름을 도시하는 것이다.
본 발명에 의한 PRS 전송방법은 1 이상의 매크로 셀 또는 상기 매크로 셀에 포함되는 1 이상의 피코 셀이 존재하는 통신시스템에서, 상기 매크로 셀 또는 피코 셀은 셀 고유의 PRS 시퀀스를 생성하는 단계(S1010)와, PRS 전송 정보를 이용하여 상기 생성된 PRS 시퀀스를 시간-주파수 자원 공간에 할당 또는 매핑(mapping)하되, 상기 매크로 셀 또는 피코 셀은 대응되는 피코 셀 또는 매크로 셀의 PRS 할당 자원 공간과 중복되지 않도록 PRS 시퀀스를 시간-주파수 자원 공간에 할당 또는 매핑하는 단계(S1020)와, 상기 할당 또는 매핑된 PRS 시퀀스를 포함하는 OFDM 신호를 생성하는 단계(S1030)와, 생성된 OFDM 신호를 송신하는 단계(S1040)를 포함하여 구성될 수 있다.
여기서 '대응 매크로 셀'이라 함은 복수의 매크로 셀(Macro cell)과 특정 매크로 셀들 내에 하나 이상의 피코 셀(Pico cell) 등 매크로 셀과는 다른 비 매크로 셀(기지국)의 형태가 존재하는 이종통신환경에서 PRS를 전송하는 피코 셀을 포함하는 매크로 셀 또는 PRS를 전송하는 피코 셀의 인접 매크로 셀일 수 있으며, '대응 피코 셀'은 이종 통신 환경에서 PRS를 전송하는 매크로 셀에 포함되는 피코 셀 또는 PRS를 전송하는 매크로 셀의 인접 매크로 셀에 포함된 피코 셀일 수 있지만, 그에 한정되는 것은 아니며, 단말이 PRS를 이용할 수 있는 1 이상의 매크로 셀 및 피코 셀을 모두 포함하는 것으로 해석되어야 할 것이다.
또한, S1020에서 PRS 시퀀스의 자원 공간 할당 또는 매핑을 위하여 사용되는 'PRS 전송 정보'는 PRS 패턴, PRS 전송서브프레임개수, PRS 전송주기&전송오프셋, PRS 뮤팅 정보 등을 포함할 수 있으나 그에 한정되는 것은 아니며, 이러한 PRS 전송 정보는 상위단에 의하여 RRC를 통하여 각 기지국(eNB)별로 전송될 수 있으나 그에 한정되는 것은 아니다.
PRS 시퀀스를 시간-주파수 자원 공간에 할당 또는 매핑하는 과정은 다른 정보(데이터 또는 제어 신호 등)에 대한 리소스 엘리먼트 매핑(Resource element mapping)과 연동되거나 그 안에 포함되어 수행될 수 있다. 즉, 리소스 엘리먼트 매핑(Resource element mapping)의 대상이 되는 모든 RE들 중 PRS 시퀀스를 위한 RE들을 선택(할당)하고(이것이 PRS 패턴에 해당 됨), 그 RE들에 기 생성된 PRS 시퀀스를 매핑하는 과정이 이에 해당될 수 있다.
또한, S1020 단계에서, 매크로 셀 또는 피코 셀은 대응되는 피코 셀 또는 매크로 셀의 PRS 할당 자원 공간과 중복되지 않도록 PRS 시퀀스를 시간-주파수 자원 공간에 할당 또는 매핑하기 위하여, 전술한 바와 같은 제1 실시 예 내지 제4 실시 예에 의한 구성이 이용될 수 있다.
즉, 크게는 피코 셀과 대응되는 매크로 셀의 PRS 할당 자원 공간이 시간적으로 구분되는 방식(TDM)과 주파수로 구분되는 방식(FDM)이 있으며, TDM 방식은 다시 1) 피코 셀과 대응되는 매크로 셀의 PRS 전송 파라미터를 독립적으로 정의하여 사용하는 제1 실시 예(도 6에 해당됨)와, 2) 피코 셀은 대응되는 매크로 셀의 PRS 전송 서브프레임 범위 내에서 매크로 셀이 실제로 PRS를 전송하지 않는 서브프레임에 대해서만 자신의 PRS 시퀀스를 할당(매핑)하는 제2 실시 예(도 7에 해당됨)와, 3) 피코 셀이 종래의 방식에 따라 대응 매크로 셀에 정의되는 PRS 전송 서브프레임을 시간적으로 분할하여 사용하는 제3 실시 예 등을 포함할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, FDM 방식에서는 피코 셀이 종래의 방식에 따라 대응 매크로 셀에 정의되는 PRS 전송 서브프레임을 리소스 블록(RB) 단위로 주파수 대역을 분할하여 대응 매크로 셀의 PRS 패턴과 중복되지 않도록 자신의 PRS 시퀀스를 할당 또는 매핑하는 제4 실시 예 등을 포함할 수 있으나 그에 한정되는 것은 아니다.
더 구체적으로는 피코 셀이 자신의 PRS을 전송함에 있어서, 상기 대응 매크로 셀의 상기 PRS 전송 정보(PRS 전송주기(TM), PRS 전송오프셋(
Figure pat00026
), PRS 전송 서브프레임 개수(NM) 등)와 별도로 피코 셀을 위한 PRS 전송 정보를 정의하여 사용하는 제1 실시 예를 포함할 수 있다.
또한, 대응 피코 셀 또는 대응 매크로 셀의 PRS 전송을 위해 구성된 PRS 전송서브프레임 내에서, 상기 대응 피코 셀 또는 대응 매크로 셀이PRS를 전송하지 않고 뮤팅하는 시간-주파수 자원 공간 중 일부 또는 전체에 PRS 시퀀스를 할당 또는 매핑하는 제2 실시 예가 사용될 수 있다.
또한, 피코 셀 및 매크로 셀은 대응 매크로 셀 및 대응 피코 셀의 PRS 전송을 위해 구성된 N개의 연속된 PRS 전송 서브프레임을 분할하여 상기 PRS 시퀀스를 할당 또는 매핑하는 제3 실시 예의 구성이 이용될 수도 있을 것이다.
한편, 피코 셀 또는 매크로 셀은 상기 대응 매크로 셀 또는 대응 피코 셀의 PRS 전송을 위해 구성된 시간-주파수 자원 공간 내에서 상기 대응 매크로 셀 또는 대응 피코 셀의 PRS 시퀀스가 할당되는 주파수 대역 이외의 주파수 대역(1 이상의 RB 단위로 구분될 수 있음)에 상기 PRS 시퀀스를 할당 또는 매핑하는 제4 실시 예가 이용될 수도 있을 것이다.
도 11은 본 발명의 실시 예에 의한 PRS 수신방법의 흐름을 도시한다.
본 발명의 실시 예에 의한 PRS 수신방법은 단말이 수행하는 것이 일반적이나 그에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 실시 예에 의한 PRS 수신방법은 1 이상의 피코 셀과 각 피코 셀에 대응되는 1 이상의 매크로 셀의 PRS 시퀀스가 중복되지 않도록 자원 공간에 할당(매핑)된 PRS 시퀀스를 포함하여 전송된 OFDM 신호를 수신하여 복조(Demodulation)하는 단계(S1110)와, 복조된 OFDM 신호로부터 상기 매크로 셀 및 피코 셀 중 하나 이상 셀의 PRS 시퀀스를 추출하는 단계(S1120)와, 상기 추출된 PRS 시퀀스를 이용하여 단말의 위치 정보를 추정하는 단계(S1130)를 포함하여 구성될 수 있다.
S1110 단계에서, 단말이 수신하는 OFDM 신호는 피코 셀과 대응되는 매크로 셀의 PRS 시퀀스가 서로 중복되지 않도록 시간-주파수 자원 공간에 할당(매핑)된 후에 OFDM 변조를 통하여 생성된 신호이다.
매크로 셀 또는 피코 셀과 대응되는 피코 셀 또는 매크로 셀의 PRS 시퀀스가 할당되는 자원 공간이 서로 중복되지 않도록 PRS 시퀀스를 시간-주파수 자원 공간에 할당(매핑)하여 OFDM 신호를 생성하기 위하여, 전술한 바와 같은 도 6 내지 도 9와 같은 방식이 이용될 수 있다.
즉, 1) 피코 셀과 대응되는 매크로 셀의 PRS 전송 파라미터를 독립적으로 정의하여 사용하는 제1 실시 예와, 2) 피코 셀은 대응되는 매크로 셀의 PRS 전송 서브프레임 범위 내에서 매크로 셀이 실제로 PRS를 전송하지 않는 서브프레임에 대해서만 자신의 PRS 시퀀스를 할당(매핑)하는 제2 실시 예와, 3) 피코 셀이 종래의 방식에 따라 대응 매크로 셀에 정의되는 PRS 전송 서브프레임을 시간적으로 분할하여 사용하는 제3 실시 예와, 4) 피코 셀이 종래의 방식에 따라 대응 매크로 셀에 정의되는 PRS 전송 서브프레임을 리소스 블록(RB) 단위로 주파수 대역을 분할하여 대응 매크로 셀의 PRS 패턴과 중복되지 않도록 자신의 PRS 시퀀스를 할당 또는 매핑하는 제4 실시 예 등을 포함할 수 있으나 그에 한정되는 것은 아니며, 설명의 중복을 피하기 위하여 상세한 설명은 생략한다.
S1120 단계에서의 PRS 시퀀스 추출은 복조된 OFDM 신호로부터 특정한 정보(데이터 또는 제어 신호 등)를 추출하는 리소스 엘리먼트 디매핑(Resource element de-mapping)과 연동되거나 그 안에 포함되어 수행될 수 있다. 즉, OFDM 신호 복조 후 리소스 엘리먼트 디매핑 과정에서, 리소스 엘리먼트 디매핑 의 대상이 되는 모든 RE(Resource element)들 중 피코 셀 또는 매크로 셀의 PRS를 위한 RE들만을 선택하고 (이것이 PRS 패턴에 해당 됨), 그 RE들에 매핑된 PRS 시퀀스를 추출하는 과정으로 수행될 수 있다.
S1130 단계에서의 위치 정보를 추정은 각각의 셀(바람직하게는 3개 이상의 피코 셀 또는 매크로 셀)로부터 전송된 OFDM 신호로부터 각 셀의 PRS 시퀀스를 추출한 후, 추출된 PRS 시퀀스를 자기 상관(Auto-Correlation)시켜 그 피크(Peak) 값을 측정함으로써 각 셀로부터 전송된 OFDM 신호의 지연시간(Delay Time)을 측정하고, 이를 통하여 삼각측량에 의한 단말의 위치 정보를 추정하는 과정으로 수행될 수 있을 것이다.
도 12는 본 발명의 실시 예에 의하여 PRS 시퀀스를 생성하여 리소스 엘리먼트(RE)에 할당하는 PRS 할당장치의 기능별 블럭도이다.
도 12를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 PRS 할당장치(1200)는 PRS 시퀀스 생성기(1210)과 PRS 자원 할당기(1220)를 포함한다.
PRS 시퀀스 생성기(1210)는 시스템 특화 정보 등의 외부정보를 입력받아 그를 기초로 셀 고유의 PRS 시퀀스를 생성한다. 이때 시스템 특화 정보는, 기지국정보(셀 아이디 등), 중계(릴레이)노드 정보, 단말(유저장치) 정보, 서브프레임 넘버, 슬롯 넘버, OFDM 심볼 넘버, CP 사이즈들 중 하나 이상일 수 있으나 그에 한정되는 것은 아니다. 한편, 기지국(셀) 정보는 예를 들어 기지국 안테나 정보, 기지국 대역폭 정도, 기지국 셀 아이디(ID) 정보일 수 있다.
예를 들어, PRS 시퀀스 생성기(1210)는 셀 아이디와 슬롯 넘버, OFDM 심볼 넘버, CP 사이즈 등의 정보를 입력 받아 각 해당 셀의 PRS 시퀀스를 생성할 수가 있다.
PRS 자원 할당기(1220)는 PRS 시퀀스 생성기(1210)에서 생성한 PRS 시퀀스를 시간-주파수 자원 영역에 할당한다. 이후 리소스 엘리먼트들에 할당된 PRS 시퀀스는 기지국 전송 프레임과 다중화된다.
PRS 자원 할당기(1220)는, PRS를 위한 자원할당 방법으로, 미리 정해진 규칙에 의하여 해당 OFDM 심볼과 서브캐리어(또는 부반송파) 위치에 자원을 할당하고, 미리 정해진 프레임 타이밍에 기지국 전송 프레임과 다중화하는 기본 기능을 수행한다.
한편, 본 실시 예에 의한 PRS 자원 할당기(1220)는 PRS 전송 정보를 이용하여 상기 생성된 PRS 시퀀스를 시간-주파수 자원 공간에 할당 또는 매핑(mapping)하되, 대응되는 대응 피코 셀 또는 대응 매크로 셀의 PRS 할당 자원 공간과 중복되지 않도록 PRS 시퀀스를 시간-주파수 자원 공간에 매핑한다.
'대응 매크로 셀'이라 함은 복수의 매크로 셀(Macro cell)과 특정 매크로 셀들 내에 하나 이상의 피코 셀(Pico cell) 등 매크로 셀과는 다른 비 매크로 셀(기지국)의 형태가 존재하는 이종 통신 환경(heterogeneous communication environment)에서 PRS를 전송하는 피코 셀을 포함하는 매크로 셀 또는 PRS를 전송하는 피코 셀의 인접 매크로 셀일 수 있으며, '대응 피코 셀'은 이종 통신 환경에서 PRS를 전송하는 매크로 셀에 포함되는 피코 셀 또는 PRS를 전송하는 매크로 셀의 인접 매크로 셀에 포함된 피코 셀일 수 있다.
본 실시 예에 의한 PRS 자원 할당기(1220)가 대응 매크로 셀 또는 대응 피코 셀의 PRS 전송 패턴과 중복되지 않도록 PRS 시퀀스를 시간-주파수 자원 공간에 할당하는 방식으로는, 전술한 바와 같은 도 6 내지 도 9와 같은 방식이 이용될 수 있다.
즉, 1) 피코 셀과 대응되는 매크로 셀의 PRS 전송 파라미터를 독립적으로 정의하여 사용하는 제1 실시 예와, 2) 피코 셀은 대응되는 매크로 셀의 PRS 전송 서브프레임 범위 내에서 매크로 셀이 실제로 PRS를 전송하지 않는 서브프레임에 대해서만 자신의 PRS 시퀀스를 할당(매핑)하는 제2 실시 예와, 3) 피코 셀이 종래의 방식에 따라 대응 매크로 셀에 정의되는 PRS 전송 서브프레임을 시간적으로 분할하여 사용하는 제3 실시 예와, 4) 피코 셀이 종래의 방식에 따라 대응 매크로 셀에 정의되는 PRS 전송 서브프레임을 리소스 블록(RB) 단위로 주파수 대역을 분할하여 대응 매크로 셀의 PRS 패턴과 중복되지 않도록 자신의 PRS 시퀀스를 할당 또는 매핑하는 제4 실시 예 등을 포함할 수 있으나 그에 한정되는 것은 아니며, 설명의 중복을 피하기 위하여 상세한 설명은 생략한다.
또한, 도 12에서와 같이 PRS 자원 할당기(1220)는 기지국 장치의 구성요소인 리소스 엘리먼트 맵퍼(Resource Element Mapper)와 연동되어 동작할 수도 있으며, 경우에 따라서 PRS 자원 할당기(1220)와 리소스 엘리먼트 맵퍼는 통합되어 구현될 수도 있을 것이다.
이러한 전체 기지국 장치 또는 PRS 전송장치에 대해서는 아래에서 도 13을 참고로 더 상세하게 설명한다.
도 13은 본 실시예들이 적용되는 PRS 전송장치(1300)의 기능별 블럭도이다.
도 13을 참조하면, 본 실시예 의한 PRS 전송 장치(1300)는 리소스 엘리먼트(Resource Element) 맵퍼(Mapper)(1310), 본 실시 예에 의한 PRS 할당장치(1200), OFDM 신호 처리기(1330) 등을 포함하여 구성될 수 있으며, PRS 할당장치(1200)는 PRS 시퀀스 생성기(1210) 및 PRS 자원 할당기(1220)를 포함하여 구성될 수 있다.
한편, 점선으로 도시한 바와 같이, PRS 전송 장치(1300)는 PRS이외에 기타 다른 데이터나 정보들의 전송을 위한 구성들을 추가로 구비할 수 있으며, 구체적으로는 기지국에서의 기본적인 송신장치의 구성요소인 스크램블러(Scrambler), 모듈레이션 맵퍼(Modulation mapper), 레이어 맵퍼(Layer Mapper), 프리코더(Precoder), OFDM 신호 생성기(OFDM Signal Generator) 등을 추가로 포함할 수 있으나, 본 실시 예에서 이러한 구성이 반드시 필요한 것은 아니다.
한편, 이 PRS 전송 장치(1300)는 도 1의 기지국(10)의 통신시스템 내부에 구현되거나, 그와 연동되어 구현될 수 있다.
PRS 전송 장치(1300)의 기본적인 동작을 설명하면, 하향링크에서 채널코딩을 거쳐 코드 워드(code words) 형태로 입력되는 비트(bit)들은 스크램블러에 의해 스크램블링된 후 모듈레이션 맵퍼(Modulation mapper)로 입력된다. 모듈레이션 맵퍼는 스크램블링된 비트들을 복소 모듈레이션 심볼로 변조하고, 레이어 맵퍼는 복소 모듈레이션 심볼을 하나 또는 다수의 전송 레이어에 매핑한다. 그 후, 프리코더는 안테나 포트의 각 전송 채널상에서 복소 모듈레이션 심볼을 프리코딩한다. 그 후 리소스 엘리먼트 맵퍼가 각 안테나 포트에 대한 복소 모듈레이션 심볼을 해당 리소스 엘리먼트에 매핑한다.
한편, 본 실시 예에 의하면 PRS 시퀀스 생성기(1210)가 PRS 시퀀스를 생성하여 PRS 자원 할당기(1220)로 전달하면, PRS 자원 할당기(1220)는 단독으로 또는 상기 리소스 엘리먼트 맵퍼와 연동하여 전술한 제1 실시 예 내지 제4 실시 예 등과 같은 방식에 따라서 각 피코 셀 또는 매크로 셀의 PRS 시퀀스를 시간-주파수 영역에 할당하고, 미리 정해진 프레임 타이밍에 기지국 전송 프레임과 다중화한다.
이때, PRS를 포함하는 참조신호(RS)와 제어신호들이 먼저 리소스 엘리먼트들에 할당되고 나머지 리소스 엘리먼트들에 프리코더로부터 입력받은 데이터들을 할당할 수 있으나 이에 한정된 것은 아니다.
그 후, OFDM 신호 처리기(1330)는 PRS 시퀀스가 할당된 시간-주파수 자원 영역에 대한 복소 시간 도메인 OFDM 신호를 생성한 후, 이 복소 시간 도메인 OFDM 신호를 해당 안테나 포트를 통해 송신한다.
본 발명에 일 예에 따라 PRS 할당 장치(1200) 및 리소스 엘리먼트 맵퍼(1310)는 하드웨어 또는 소프트웨어적으로 통합하여 구현될 수도 있을 것이다.
특히, PRS 할당 장치(1200) 중 PRS 자원 할당기(1220)는 송신장치의 리소스 엘리먼트 맵퍼(1310)과 통합되어 구현될 수 있을 것이며, 이 경우 PRS 자원 할당기(1220) 또는 리소스 엘리먼트 맵퍼(1310)로 표현될 수 있을 것이다.
위에서 도 13을 참조하여 실시 예들이 적용되는 무선통신 시스템의 하향링크 물리채널의 신호생성 구조를 설명하였으나 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 즉, 본 발명의 실시 예들이 적용되는 무선통신 시스템의 하향링크 물리채널의 신호생성 구조는 다른 구성요소들은 생략되거나 다른 구성요소로 치환 또는 변경되거나 다른 구성요소들이 추가될 수 있다.
도 14는 본 실시 예에 의한 PRS 할당 및 전송방식에 의하여 전송된 PRS를 수신하는 수신장치의 구조를 도시한 도면이다.
도 14를 참조하면, 무선통신 시스템에서 단말의 PRS 수신장치(1400)는 수신처리부(1410), 리소스 엘리먼트 디맵퍼(De-mapper; 1420), PRS 시퀀스 추출부(1430), 위치 측정부(1440) 등을 포함할 수 있으며, 도시하지는 않았지만, 디코딩부, 제어부 등을 추가로 포함할 수 있다. 이때 이 수신장치(1400)는 도 1 의 단말(10)일 수 있다.
수신처리부(1410)는 본 실시예에 의한 PRS 전송장치(1300)가 전송하는 OFDM 신호(매크로 셀 또는 피코 셀과 대응되는 대응 피코 셀 또는 대응 매크로 셀의 PRS 시퀀스가 할당되는 자원 공간이 서로 중복되지 않도록 시간-주파수 자원 공간에 할당(매핑)된 PRS 시퀀스를 포함하여 생성된 OFDM 신호 임)를 수신한다.
리소스 엘리먼트 디맵퍼(1420)는 수신된 OFDM 신호에서 각각의 리소스 엘리먼트들에 할당된 정보(information)들을 디맵핑한다. 이 디맵핑되는 정보들에는 제어정보, 데이터정보 이외에 1 이상의 피코 셀 또는 매크로 셀 각각에 대한 PRS 등의 여러 가지 참조신호(Reference Signal)가 포함될 수 있다.
PRS 시퀀스 추출부(1430)는 상기 리소스 엘리먼트 디맵퍼(1420)에 포함되거나 연동하는 장치일 수 있으며, 상기 리소스 엘리먼트 디맵퍼(1420)가 각각의 리소스 엘리먼트들에 할당된 정보들을 디맵핑하는데 있어서, 특히 PRS와 관련된 정보를 디맵핑하여 PRS 시퀀스를 추출하는 역할을 수행한다. 따라서 PRS 시퀀스 추출부(1430)는 도 12에서 설명한 방식 중 하나에 의한 PRS 할당방식의 역순으로 각 피코 셀 또는 매크로 셀의 PRS 시퀀스를 추출하는 기능을 수행한다.
또한, 위치 측정부(1440)는 PRS 시퀀스 추출부가 추출한 1개 이상(바람직하게는 3개 이상)의 셀에 대한 PRS 시퀀스로부터 해당 단말의 위치정보를 추정하는 기능을 수행한다.
더 상세하게 설명하면, 위치 측정부(1440)는 각각의 셀(바람직하게는 3개 이상의 피코 셀 또는 매크로 셀)로부터 전송된 OFDM 신호로부터 각 셀의 PRS 시퀀스를 추출한 후, 추출된 PRS 시퀀스를 자기 상관(Auto-Correlation)시켜 그 피크(Peak) 값을 측정함으로써 각 셀로부터 전송된 OFDM 신호의 지연시간(Delay Time)을 측정하고, 이를 통하여 삼각측량에 의한 단말의 위치 정보를 추정하는 기능을 수행한다.
또한, 본 실시 예에 의한 PRS 수신장치(1400)의 리소스 엘리먼트 디맵퍼(1420) 및 PRS 시퀀스 추출부(1430)는 통합되어 구현되어, 수신한 OFDM 신호의 각 리소스 엘리먼트에 할당된 정보를 디매핑한 후, 해당 OFDM 신호를 전송한 셀의 PRS 시퀀스를 추출하는 기능을 수행할 수 있으며, 본 명세서에서는 이러한 구성요소를 PRS 시퀀스 추출부(1430)로 통칭하기로 한다.
이에 PRS 수신장치(1400)는 도 13을 참조하여 설명한 무선통신 시스템 또는 PRS 전송장치(1300)와 쌍을 이루어 PRS 전송장치(1300)로부터 전송된 신호를 수신하는 장치이다. 따라서, PRS 수신장치(1400)는 PRS 전송장치(1300)의 역과정의 신호처리를 위한 요소들로 구성된다. 따라서, 본 명세서에서 PRS 수신장치(1400)에 대해 구체적으로 설명하지 않은 부분은 PRS 전송장치(1300)의 역과정의 신호처리를 위한 요소들로 일대일 대체할 수 있는 것으로 이해되어야 한다.
이상의 실시예 들을 이용하면, 복수의 매크로 셀(Macro cell)과 특정 매크로 셀들 내에 하나 이상의 피코 셀(Pico cell) 등 매크로 셀과는 다른 비 매크로 셀(기지국)의 형태가 존재하는 이종 통신 환경(heterogeneous communication environment)에서, 서로 다른 형태의 기지국 간에 간섭의 영향을 최대한 줄이고 UE 위치측정의 정확성 향상을 위한 위치 참조 신호(PRS; Positioning Reference Signal)의 송수신이 가능하다는 효과가 있다.
따라서, 이종 통신 환경에서 단말의 더 정밀한 측위가 가능해진다는 효과가 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나 지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (13)

  1. 하나 이상의 매크로 셀 및 상기 매크로 셀에 포함되는 하나 이상의 비 매크로 셀이 존재하는 통신시스템에서 위치 참조 신호(PRS; Positioning Reference Signal)를 전송하는 방법으로서,
    상기 매크로 셀 또는 비 매크로 셀 고유의 PRS 시퀀스를 생성하는 단계;
    PRS 전송 정보를 이용하여 상기 생성된 PRS 시퀀스를 시간-주파수 자원 공간에 할당 또는 매핑(mapping)하되, 상기 PRS 시퀀스가 생성된 매크로 셀 또는 비 매크로 셀에 각각 대응되는 대응 비 매크로 셀 또는 대응 매크로 셀의 PRS 할당 자원 공간과 중복되지 않도록 PRS 시퀀스를 시간-주파수 자원 공간에 할당 또는 매핑하는 단계;
    상기 할당 또는 매핑된 PRS 시퀀스를 포함하는 신호를 생성하는 단계; 및
    생성된 신호를 송신하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 위치 참조 신호(PRS) 전송방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 매크로 셀은 인접 매크로 셀이 같은 PRS 패턴을 가지지 않도록 n개의 PRS 패턴 중 어느 하나 이상을 가지고 매크로 셀 플래닝(Cell-planning)을 수행하며,
    상기 비 매크로 셀은 상기 n개의 PRS 패턴 중 인접한 비 매크로 셀끼리 같은PRS 패턴을 가지지 않도록 비 매크로 셀 플래닝(Cell-planning)을 수행하되, 각각의 매크로 셀 내에 속하는 비 매크로 셀끼리는 최대한 서로 다른 PRS 패턴을 가지도록 상기 비 매크로 셀 플래닝을 수행하는 것을 특징으로 하는 위치 참조 신호(PRS) 전송방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 대응 매크로 셀은 PRS를 전송하는 비 매크로 셀을 포함하는 매크로 셀 또는 PRS를 전송하는 비 매크로 셀의 인접 매크로 셀이고,
    상기 대응 비 매크로 셀은 PRS를 전송하는 매크로 셀에 포함되는 비 매크로 셀 또는 PRS를 전송하는 매크로 셀의 인접 매크로 셀에 포함된 비 매크로 셀인 것을 특징으로 하는 위치 참조 신호(PRS) 전송방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 비 매크로 셀이 자신의 PRS를 전송함에 있어서, 상기 대응 매크로 셀의 상기 PRS 전송 정보와 별도로 상기 비 매크로 셀을 위한 PRS 전송 정보를 정의하여 사용하는 것을 특징으로 하는 위치 참조 신호(PRS) 전송방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 비 매크로 셀을 위한 PRS 전송 정보는 PRS 전송주기(TM), PRS 전송오프셋(
    Figure pat00027
    ), PRS 전송 서브프레임 개수(NM)를 포함하는 것을 특징으로 하는 위치 참조 신호(PRS) 전송방법.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 대응 비 매크로 셀 또는 대응 매크로 셀의 PRS 전송을 위해 구성된 PRS 전송서브프레임 내에서, 상기 대응 비 매크로 셀 또는 대응 매크로 셀이 PRS를 전송하지 않고 뮤팅(muting)하는 시간-주파수 자원 공간 중 일부 또는 전체에 PRS 시퀀스를 할당 또는 매핑하는 것을 특징으로 하는 위치 참조 신호(PRS) 전송방법.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 비 매크로 셀 및 매크로 셀은 상기 대응 매크로 셀 및 대응 비 매크로 셀의 PRS 전송을 위해 구성된 N개의 연속된 PRS 전송 서브프레임을 분할하여 상기 PRS 시퀀스를 할당 또는 매핑하는 것을 특징으로 하는 위치 참조 신호(PRS) 전송방법.
  8. 제3항에 있어서,
    상기 비 매크로 셀 및 매크로 셀은 상기 대응 매크로 셀 및 대응 비 매크로 셀의 PRS 전송을 위해 구성된 시간-주파수 자원 공간 내에서 PRS 전송을 위한 주파수 대역을 분할하여 상기 PRS 시퀀스를 할당 또는 매핑하는 것을 특징으로 하는 위치 참조 신호(PRS) 전송방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 주파수 대역은 1 이상의 리소스 블록(Resource Block) 단위로 분할되는 것을 특징으로 하는 위치 참조 신호(PRS) 전송방법.
  10. 하나 이상의 매크로 셀 및 상기 매크로 셀에 포함되는 하나 이상의 비 매크로 셀이 존재하는 통신시스템에서 위치 참조 신호(PRS; Positioning Reference Signal)를 전송하는 장치로서,
    상기 매크로 셀 또는 비 매크로 셀 고유의 PRS 시퀀스를 생성하는 PRS 시퀀스 생성기;
    PRS 전송 정보를 이용하여 상기 생성된 PRS 시퀀스를 시간-주파수 자원 공간에 할당 또는 매핑(mapping)하되, 상기 PRS 시퀀스가 생성된 매크로 셀 또는 비 매크로 셀에 각각 대응되는 대응 비 매크로 셀 또는 대응 매크로 셀의 PRS 할당 자원 공간과 중복되지 않도록 PRS 시퀀스를 시간-주파수 자원 공간에 할당 또는 매핑하는 PRS 자원 할당기; 및,
    상기 할당 또는 매핑된 PRS 시퀀스를 포함하는 OFDM 신호를 생성하여 전송하는 OFDM 처리기;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 위치 참조 신호(PRS) 전송장치.
  11. 하나 이상의 매크로 셀 및 상기 매크로 셀에 포함되는 하나 이상의 비 매크로 셀이 존재하는 통신시스템에서 위치 참조 신호(PRS Positioning Reference Signal)를 수신하는 방법으로서,
    대응 매크로 셀 또는 대응 비 매크로 셀의 PRS 시퀀스가 할당되는 자원 영역과 중복되지 않는 시간-주파수 자원 영역에 매핑된 PRS 시퀀스를 포함하여 전송된 신호를 수신하여 복조(Demodulation) 하는 단계;
    상기 매크로 셀 및 비 매크로 셀 중 하나 이상 셀의 PRS 시퀀스를 추출하는 단계; 및,
    상기 추출된 PRS 시퀀스를 이용하여 단말의 위치 정보를 추정하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 위치 참조 신호(PRS) 수신방법.
  12. 하나 이상의 매크로 셀 및 상기 매크로 셀에 포함되는 하나 이상의 비 매크로 셀이 존재하는 통신시스템에서 위치 참조 신호(PRS; Positioning Reference Signal)를 수신하는 장치로서,
    대응 매크로 셀 또는 대응 비 매크로 셀의 PRS 시퀀스가 할당되는 자원 영역과 중복되지 않는 시간-주파수 자원 영역에 매핑된 PRS 시퀀스를 포함하여 전송된 신호를 수신하는 수신처리부;
    수신한 신호의 각 리소스 엘리먼트에 할당된 정보를 디매핑한 후, 해당 신호를 전송한 셀의 PRS 시퀀스를 추출하는 기능을 수행하는 PRS 시퀀스 추출부; 및,
    상기 추출된 1개 이상의 PRS 시퀀스를 이용하여 단말의 위치 정보를 추정하는 위치 측정부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 위치 참조 신호(PRS) 수신장치.
  13. 하나 이상의 매크로 셀과 각각의 매크로 셀 내부에 위치하는 하나 이상의 비 매크로셀을 포함하는 이종 통신 시스템에서,
    상기 비 매크로 셀 또는 매크로 셀이 위치 참조 신호를 전송함에 있어서 대응 매크로 셀 또는 대응 비 매크로 셀이 위치 참조 신호를 전송하는 시간-주파수 자원 공간과 중복되지 않는 시간-주파수 자원 공간 영역에 자신의 위치 참조 신호 패턴을 형성하여 전송하는 것을 특징으로 하는 이종 통신 시스템.
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