KR20150085701A - 무선 통신 시스템에서 단말의 타이밍을 제어하기 위한 방법 및 그 전자 장치 - Google Patents

무선 통신 시스템에서 단말의 타이밍을 제어하기 위한 방법 및 그 전자 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 무선 통신 시스템에서 단말의 타이밍을 제어하기 위한 방법 및 장치에 관한 것으로서, 무선 통신 시스템에서 단말의 타이밍을 제어하는 기지국 방법은 단말의 상향링크 신호 수신 타이밍이 CP(Cyclic Prefix) 구간 내에 위치하도록 단말의 타겟 타이밍을 결정하는 과정과, 상기 단말로 상기 타겟 타이밍에 대한 정보를 포함하는 타이밍 제어 명령을 전송하는 과정과, 상기 단말로부터 상향링크 신호를 수신하는 과정과, 상기 타겟 타이밍을 기반으로 상향링크 수신 신호의 타임 오프셋 값을 보상하는 과정을 포함할 수 있다.

Description

무선 통신 시스템에서 단말의 타이밍을 제어하기 위한 방법 및 그 전자 장치{METHOD AND ITS APPARATUS FOR CONTROLLING THE TERMINAL'S TIMING IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}
본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것으로서, 특히 무선 통신 시스템에서 단말의 타이밍을 제어하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
일반적인 통신 시스템에서 기지국은 두 가지 방법을 이용하여 기지국과 단말의 타임 동기를 맞출 수 있다. 첫 번째는, 기지국이 호 설정 시에 PRACH(Physical Random Access Channel) 채널을 이용하여 단말의 타임 오프셋 값을 추정한 후, Big TA(Time Alignment) 제어 명령어를 단말로 전송하여, 단말의 타이밍을 조절함으로써, 기지국과 단말의 시간 동기를 맞추는 방법이다. 두 번째는, 기지국이 SRS(Sounding Reference Signal) 혹은 PUSCH(Physical Uplink Shared Channel)의 RS를 이용하여 단말의 타임 오프 셋 값을 측정한 후, 스몰(small) TA 제어 명령어를 단말로 주기적으로 전송하여, 단말의 타이밍을 조절함으로써, 기지국과 단말의 타임 동기를 맞추는 방법이다.
기지국은 상술한 두 가지 방법을 이용하여 단말의 타이밍을 기지국이 원하는 시점으로 조절할 수 있다. 일반적으로 타임 오프셋 값은 링크 성능을 저하시키는 원인이 된다. 타임 오프셋 값이 0인 경우, 타임 오프셋 값에 따른 성능 저하가 발생하지 않기 때문에, 단말의 타임 오프셋 값이 0이 되도록 단말의 타이밍을 조절하는 것이 중요하다.
하지만, 주기적으로 티이밍을 조절하더라도, 단말의 이동 혹은 기타 다른 원인에 의하여 단말의 타이밍이 틀어지는 현상이 발생할 수 있다. 만약, 단말의 타이밍을 0으로 맞춘 상태에서 단말의 특정 원인에 의하여 단말의 타이밍이 틀어진 경우, 기준 타이밍보다 단말이 전송한 신호가 일찍 도착하는 타임 Advance로 인한 ISI(Inter Symbol Interfernce)가 발생할 수 있다.
이에 따라, 기준 타이밍과 단말이 전송한 신호가 수신되는 타이밍 사이의 오프 셋 값에 의해 발생하는 ISI를 감소시킬 수 있는 방법이 제공될 필요가 있다.
따라서, 본 발명의 실시 예는 기지국에서 단말의 타임 오프셋 값을 보상하기 위한 방법 및 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 실시 예는 기지국에서 CP의 구간 내에 설정된 타겟 타이밍에 의해 발생한 단말의 타임 오프셋 값을 보상하기 위한 방법 및 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 실시 예는 기지국에서 단말의 타겟 타이밍에 의한 타임 오프셋 값이 발생하는 경우, 단말의 타임 오프셋 값을 주파수 도메인 상에서 보상하기 위한 방법 및 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 실시 예는 기지국에서 단말의 타겟 타이밍에 의한 타임 오프셋 값이 발생하는 경우, 단말의 타임 오프셋 값을 타임 도메인 상에서 보상하기 위한 방법 및 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 실시 예는 기지국에서 타겟 타이밍 정보를 이용하여, 일괄적으로 타임 오프셋 값을 보상하기 위한 방법 및 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 실시 예는 기지국에서 타겟 타이밍 정보를 이용하여, 각각의 채널별로 타임 오프셋 값을 보상하기 위한 방법 및 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 무선 통신 시스템에서 단말의 타이밍을 제어하는 기지국 방법은 단말의 상향링크 신호 수신 타이밍이 CP(Cyclic Prefix) 구간 내에 위치하도록 단말의 타겟 타이밍을 결정하는 과정과, 상기 단말로 상기 타겟 타이밍에 대한 정보를 포함하는 타이밍 제어 명령을 전송하는 과정과, 상기 단말로부터 상향링크 신호를 수신하는 과정과, 상기 타겟 타이밍을 기반으로 상향링크 수신 신호의 타임 오프셋 값을 보상하는 과정을 포함한다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 무선 통신 시스템에서 단말의 타이밍을 제어하는 기지국 장치는 단말의 상향링크 신호 수신 타이밍이 CP(Cyclic Prefix) 구간 내에 위치하도록 단말의 타겟 타이밍을 결정하는 TA 제어부와, 상기 단말로 상기 타겟 타이밍에 대한 정보를 포함하는 타이밍 제어 명령을 전송하고, 상기 단말로부터 상향링크 신호를 수신한 후, 상기 타겟 타이밍을 기반으로 상향링크 수신 신호의 타임 오프셋 값을 보상하는 통신부를 포함한다.
본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 기지국은 단말의 상향링크 신호 수신 타이밍을 CP(Cyclic Prefix) 구간 내에 위치하도록 단말의 타겟 타이밍을 결정하여, 타겟 타이밍에 대한 정보를 포함하는 타이밍 제어 명령을 단말로 전송한 후, 단말로부터 상향링크 신호가 수신되면, 타겟 타이밍을 기반으로 상향링크 수신 신호의 타임 오프셋 값을 보상함으로써, 단말의 상향링크 신호가 단말의 이동 혹은 채널 상태 변경 등과 같은 여러 가지 원인에 의해 타겟 타이밍보다 일찍 수신되거나 타겟 타이밍보다 늦게 수신되는 경우에 성능 열화를 방지할 수 있다. 또한, 기지국은 타겟 타이밍에 의한 공통적인 타임 오프셋을 선 보상함으로써, 상호 간에 간섭 량을 감소시켜 단말의 이동 혹은 채널 상태 변경 등에 의해 추가적으로 발생되는 타임 오프셋을 용이하게 추정할 수 있다.
도 1a는 본 발명의 실시 예에 따라 통신 시스템에서 단말의 타겟 오프셋 값을 보상하기 위한 기지국의 블록 구성을 도시하는 도면,
도 1b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기지국의 FFT 출력단에서 일괄적으로 타임 오프셋 값을 보상하는 통신부의 상세한 블록 구성을 도시하는 도면,
도 1c는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 기지국의 각 채널별로 타임 오프셋 값을 보상하는 통신부의 상세한 블록 구성을 도시하는 도면,
도 2a는 본 발명의 실시 예에 따라 기지국에서 단말의 타겟 타이밍을 기반으로 타겟 오프셋 값을 보상하기 위한 절차를 도시하는 도면,
도 2b는 본 발명의 실시 예에 따라 기지국에서 단말의 타겟 타이밍을 기반으로 타겟 오프셋 값을 보상하기 위한 수단을 도시하는 도면 및
도 3은 본 발명의 실시 예에 따라 기지국에서 단말의 타겟 오프셋 값을 보상하기 위한 절차를 도시하는 도면.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략할 것이다. 또한, 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.
이하에서는 타임 오프셋 값에 의한 성능 열화 문제를 해결하기 위해 타임 오프셋 값을 보상하는 방법에 대해 설명한다.
도 1a는 본 발명의 실시 예에 따라 통신 시스템에서 단말의 타겟 오프셋 값을 보상하기 위한 기지국의 블록 구성을 도시하고 있다.
도 1a를 참조하면, 기지국(100)은 TA 제어부(101) 및 통신부(105)를 포함한다.
TA 제어부(101)는 단말의 타이밍을 조절하는 TA(Time Alignment) 기능을 제어할 수 있다. TA 제어부(101)는 기지국과 단말의 타이밍을 맞추기 위해 단말의 타겟 타이밍을 설정할 수 있다. 여기서, 타겟 타이밍은 기지국이 원하는 단말로부터의 상향링크 신호 수신 타이밍을 의미한다. TA 제어부(101)는 호 설정 시에 PRACH 채널을 이용하여 타겟 타이밍에 대한 단말의 타이밍 오프셋을 추정하고, 추정된 타이밍 오프셋 정보를 포함하는 TA(Time Alignment) 제어 명령(Control Command)을 단말로 전송하여, 단말이 상향링크 신호 송신 타이밍을 조절하도록 유도하여, 기지국이 원하는 타겟 타이밍에 단말의 상향링크 신호가 수신되도록 할 수 있다. 예를 들어, TA 제어부(101)는 단말의 타겟 타이밍을 제 1 타이밍으로 설정할 수 있고, 호 설정 시에 PRACH 채널을 이용하여 제 1 타이밍에 대한 단말의 타이밍 오프셋을 추정하고, 추정된 타이밍 오프셋 정보를 포함하는 TA 제어 명령을 단말로 전송하여, 해당 단말이 전송한 상향링크 신호가 제 1 타이밍에 기지국으로 수신될 수 있도록 한다.
본 발명의 실시 예에 따라 TA 제어부(101)는 단말의 타겟 타이밍을 서브프레임 내 심볼의 처음 부분에 존재하는 CP(Cyclic Prefix)의 구간 내에 해당하도록 설정할 수 있다. 예를 들어, TA 제어부(101)는 단말의 타겟 타이밍을 기지국의 상향링크 수신 시작 시점으로 설정하지 않고, 해당 서브 프레임의 심볼 내 CP구간 내에서 1/3이 되는 시점으로 설정할 수 있다. 본 발명의 실시 예에서, CP구간 내에서 1/3이 되는 시점을 타겟 타이밍으로 설정하는 것은, 단말의 상향링크 신호가 어느 정도(예: CP 구간의 1/3만큼) 일찍 도착하더라도 심볼간 간섭이 발생하지 않고, 단말의 상향링크 신호가 어느 정도((예: CP 구간의 1/3만큼) 지연되어 도착하더라도 심볼간 간섭이 발생하지 않기 때문에, 상대적으로 심볼간 간섭이 발생될 확률을 감소시키기 위함이다. 그러나, 타겟 타이밍을 CP구간 내에서 1/3이 되는 시점으로 설정하는 것은 실시 예 중 하나로서, 본 발명의 다른 실시 예로 타겟 타이밍은 CP 구간 내 다른 시점으로 설정될 수 있음은 당연할 것이다.
TA 제어부(101)는 TA 제어 명령 전송을 통해 단말의 상향링크 수신 시점을 타겟 타이밍으로 조절한 이후에, 단말의 이동 혹은 채널 변경 등과 같은 다양한 이유에 의해 단말의 상향링크 수신 시점이 타겟 타이밍과 달라지는 경우, 즉, 단말의 상향링크 수신 시점과 타겟 타이밍 사이에 타이밍 오차가 발생하는 경우, 스몰 TA 제어 명령을 단말로 주기적으로 전송하여 단말의 상향링크 신호에 대한 타이밍을 보다 정밀하게 조절하기 위한 기능을 제어할 수 있다. 이때, 단말이 전송한 상향링크 신호가 기지국에 수신되는 타이밍은 하기의 수학식 1과 같이 타겟 타이밍과 오차 값을 합하여 구할 수 있다.
Figure pat00001
여기서, TO(TimeOffset)은 단말이 전송한 상향링크 신호가 기지국에 수신되는 타이밍을 의미하며, Target_Timing은 기지국이 설정한 단말의 타겟 타이밍을 의미하고, Delta_T는 타겟 타이밍과 단말의 상향링크 신호 수신 타이밍 사이의 타임 오프셋 값으로서, 타겟 타이밍에 의해 발생되는 타임 오프셋 값 이외에 단말의 이동이나 채널 상태 변경 등과 같은 여러 가지 이유에 의해 추가적으로 발생하는 타임 오프셋 값을 의미한다. 더하여, Delta_T의 크기는 스몰 TA 제어 명령어 전송 주기에 비례할 수 있다. 다시 말해, 스몰 TA 제어 명령어 전송 주기가 길어지면 Delta_T가 커지고, 스몰 TA 제어 명령어 전송 주기가 짧아지면 Delta_T는 작아질 수 있다.
추가적으로, 본 발명의 실시 예에 따라 TA 제어부(101)는 기지국에서 설정된 타겟 타이밍에 의한 타임 오프셋을 선 보상하기 위한 기능을 제어한다. 이는, 다수의 사용자 단말에 대한 신호가 멀티플렉싱(Multiplexing)된 경우에 타임 오프셋이 클 수록 상호 간에 간섭이 커져 성능 열화가 발생되는 것을 방지하기 위함이다. 또한, 다수의 사용자 단말에 대한 신호가 멀티플렉싱 되어 있거나 신호 품질이 나쁜 경우에 타임 오프셋 추정이 불가능한 상황을 대비하기 위함이다. 즉, 본 발명의 실시 예에서는 TA 제어부(101)가 타겟 타이밍에 의한 공통적인 타임 오프셋을 선 보상함으로써, 상호 간에 간섭 량을 감소시켜 단말의 이동 혹은 채널 상태 변경 등에 의해 추가적으로 발생되는 타임 오프셋 Delta_T의 추정을 용이하게 할 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따라 TA 제어부(101)는 타겟 타이밍에 의한 타임 오프셋을 선 보상하기 위해, 타겟 타이밍에 대한 정보를 통신부(103)로 제공할 수 있다.
통신부(103)는 기지국의 통신 수행을 위한 전반적인 기능을 제어한다. 예를 들어, 통신부(103)는 기지국(100)에 연결된 적어도 하나의 단말들과 신호를 송수신할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 통신부(103)는 TA 제어부(101)의 제어에 따라 단말의 타겟 타이밍에 의한 타임 오프셋 값을 선 보상할 수 있다. 다시 말해, 통신부(103)는 신호 수신 시, 타겟 타이밍에 의한 타임 오프셋 값을 먼저 보상한 후, 단말의 이동 혹은 채널 상태 변경 등에 의해 추가적으로 발생되는 타임 오프셋 즉, Delta_T를 추정하고, 추정된 Delta_T를 보상할 수 있다. 통신부(103)에서 단말의 타임 오프셋 값을 보상하는 방법은 하기 도 1b와 도 1c를 참조하여 자세히 설명하도록 한다.
도 1b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기지국의 FFT 출력단에서 일괄적으로 타임 오프셋 값을 보상하는 통신부의 상세한 블록 구성을 도시하고 있다.
도 1b에서는 단말의 타임 오프셋 값을 조절하는 타임 오프셋 조절 블록을 FFT(Fast Fourier Transform) 출력단에 배치하여, 단말의 오프셋 값을 일괄적으로 보상하는 예에 대해 설명한다.
도 1b를 참조하면, 통신부(103)는 FFT 크기 샘플 획득부(111), FFT부(113), 타임 오프셋 값 보상부(115), 디매핑기(117) 및 다수 개의 채널 추정 및 복조기(119-1 내지 119-3)를 포함하여 구성될 수 있다.
통신부(103)는 FFT 크기 샘플 획득부(111)를 통해 FFT 크기의 샘플을 획득한 후, FFT부(113)를 통해 FFT 크기의 샘플에 대한 FFT 연산을 수행함으로써, 주파수 영역의 신호들을 복원할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른, 통신부(103)는 FFT부(113)의 출력단에 위치한 타임 오프셋 값 보상부(115)를 통해 FFT부(113)로부터의 출력 신호에서 공통적인 타임 오프셋 값인 타겟 타이밍에 의한 타임 오프셋 값을 보상할 수 있다. 예컨대, 타임 오프셋 값 보상부(115)는 타겟 타이밍에 해당하는 위상 변이를 계산하여 FFT 출력 신호에 위상을 보상함으로써, 공통적인 타입 오프셋 값인 타겟 타이밍에 의한 타임 오프셋 값을 일괄적으로 보상할 수 있다. 이때, 타겟 타이밍에 의한 타임 오프셋 값은 하기 수학식 2와 같이 보상할 수 있다.
Figure pat00002
여기서, Nfft는 FFT의 크기를 의미하고, Target_Timing은 기지국(100)이 원하는 단말의 타겟 타이밍을 의미하고, fft_out(k)는 FFT의 출력값을 의미하며, K는 톤 인덱스(Tone Index)를 의미한다.
상술한 바와 같이, FFT부(113)의 출력단에서 타겟 타이밍에 의한 타임 오프셋을 보상함으로써, PUSCH(Physical Uplink Shared Channel), PUCCH(Physical Uplink Control Channel), 및 SRS(sounding Reference Signal)에 공통적으로 존재하는 타임 오프셋을 일괄적으로 보상할 수 있다. 다른 실시 예에 따라, 통신부(103)는 단말의 타겟 타이밍에 의한 타임 오프셋 값을 타임 도메인 상에서 보상할 수도 있다.
통신부(103)는 타임 오프셋이 보상된 신호를 디매핑기(117)를 통해 각 채널 신호로 분류하고, 해당 채널 신호를 처리하는 각 채널 추정 및 복조기(119-1 내지 19-3)로 제공할 수 있다. 예를 들어, 디매핑기(117)는 PUSCH(Physical Uplink Shared Channel), PUCCH(Physical Uplink Control Channel), 및 SRS(sounding Reference Signal) 신호를 분류하여, 분류된 신호를 해당 채널에 대응하는 채널 추정 및 복조기(119-1 내지 119-3)로 제공한다. 통신부(103)는 각각의 채널 추정 및 복조기(119-1 내지 119-3)를 통해 수신된 신호에 대한 채널 추정 및 복조를 수행한다. 각각의 채널 추정 및 복조기(119-1 내지 119-3)는 타임 오프셋 추정 및 보상부(121-1 내지 121-3)를 포함하여, 미리 설정된 채널 추정 알고리즘을 통해 스몰 TA 제어 주기 동안에 발생될 수 있는 타임 오프셋 즉, 단말의 이동 혹은 채널 상태 변경 등에 의해 추가적으로 발생되는 타임 오프셋인 Delta_T를 추정하고, 추정된 Delta_T를 보상할 수 있다. 이와 같이, 타겟 타이밍에 의한 타임 오프셋 값을 선 보상한 후, Delta_T를 추정하게 되면, 단말 간 간섭량이 낮아지게 되어, Delta_T를 보다 용이하게 추정할 수 있다.
도 1c는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 기지국의 각 채널별로 타임 오프셋 값을 보상하는 통신부의 상세한 블록 구성을 도시하고 있다.
도 1c에서는 단말의 타임 오프셋 값을 조절하는 타임 오프셋 조절 블록을 각 채널에 대한 채널 추정 및 복조를 수행하는 블록 내에 배치하여, 단말의 오프셋 값을 채널별로 보상하는 예에 대해 설명한다.
도 1c를 참조하면, 통신부(103)는 FFT 크기 샘플 획득부(131), FFT부(133), 디매핑기(135) 및 다수개의 채널 추정 및 복조기(137-1 내지 137-3)를 포함하여 구성될 수 있으며, 다수 개의 채널 추정 및 복조기(137-1 내지 137-3) 각각은 제 1 타임 오프셋 값 보상부(141-1 내지 141-3) 및 제 2 타임 오프셋 추정 및 보상부(143-1 내지 143-3)를 포함하여 구성될 수 있다.
통신부(103)는 FFT 크기 샘플 획득부(131)를 통해 FFT 크기의 샘플을 획득한 후, FFT부(133)를 통해 FFT 크기의 샘플에 대한 FFT 연산을 수행함으로써, 주파수 영역의 신호들을 복원할 수 있다.
통신부(103)는 FFT부(133)로부터 출력된 주파수 영역의 신호를 디매핑기(135)를 통해 각 채널 신호로 분리하고, 해당 채널 신호를 처리하는 각 채널 추정 및 복조기(137-1 내지 137-3)로 제공할 수 있다. 예를 들어, 디매핑기(135)는 PUSCH(Physical Uplink Shared Channel), PUCCH(Physical Uplink Control Channel), 및 SRS(sounding Reference Signal) 신호를 분류하여, 분류된 신호를 해당 채널에 대응하는 채널 추정 및 복조기(137-1 내지 137-3)로 제공한다.
통신부(103)는 각각의 채널 추정 및 복조기(137-1 내지 137-3)를 통해 수신된 신호에 대한 채널 추정 및 복조를 수행한다. 이때, 각각의 채널 추정 및 복조기(137-1 내지 137-3)는 제 1 타임 오프셋 값 보상부(141-1 내지 141-3) 및 제 2 타임 오프셋 추정 및 보상부(143-1 내지 143-3)를 포함함으로써, 공통적인 타임 오프셋 값인 타겟 타이밍에 의한 타임 오프셋 값을 선 보상하고, 단말의 이동 혹은 채널 상태 변경 등에 의해 추가적으로 발생되는 타임 오프셋인 Delta_T를 보상할 수 있다. 예컨대, 제 1 타임 오프셋 값 보상부(141-1 내지 141-3) 각각은 상술한 수학식 2를 기반으로 수신 신호에 대한 위상을 보상함으로써 타겟 타이밍에 의한 타임 오프셋 값을 보상할 수 있다. 또한, 제 2 타임 오프셋 값 추정 및 보상부(143-1 내지 143-3) 각각은 미리 설정된 채널 추정 알고리즘을 통해 스몰 TA 제어 주기 동안에 발생될 수 있는 타임 오프셋 즉, 단말의 이동 혹은 채널 상태 변경 등에 의해 추가적으로 발생되는 타임 오프셋인 Delta_T를 추정한 후, 추정된 Delta_T를 보상할 수 있다. 이와 같이, 타겟 타이밍에 의한 타임 오프셋 값을 선 보상한 후, Delta_T를 추정하게 되면, 단말 간 간섭량이 낮아지게 되어, Delta_T를 보다 용이하게 추정할 수 있다.
도 2a는 본 발명의 실시 예에 따라 기지국에서 단말의 타겟 타이밍을 기반으로 타겟 오프셋 값을 보상하기 위한 절차를 도시하고 있다.
도 2a를 참조하면, 기지국(100)은 201단계에서 단말의 상향링크 신호 수신 타이밍이 CP 구간 내에 위치하도록 단말의 타겟 타이밍을 결정할 수 있다. 예를 들어, 기지국(100)은 단말의 상향링크 신호가 CP의 1/3이 되는 시점에 수신되도록 단말의 타겟 타이밍을 결정할 수 있다.
이후, 기지국(100)은 203단계에서 단말로 타겟 타이밍에 대한 정보를 포함하는 타이밍 제어 명령을 전송할 수 있다. 예컨대, 기지국(100)은 기지국이 원하는 타겟 타이밍에 단말의 상향링크 신호를 수신하기 위해, 단말의 호 설정 시에 PRACH 채널을 이용하여 타겟 타이밍에 대한 단말의 타이밍 오프셋을 추정하고, 추정된 타이밍 오프셋 정보를 포함하는 TA 제어 명령을 단말로 전송할 수 있다.
이후, 기지국(100)은 205단계에서 단말로부터 상향링크 신호를 수신할 수 있다. 예컨대, 기지국(100)은 기지국이 설정한 타겟 타이밍에 의해 상향링크 송수신 시점이 조절된 단말로부터 상향링크 신호를 수신할 수 있다. 이때, 단말의 상향링크 신호는 기지국이 설정한 타겟 타이밍에 수신될 수도 있으며, 단말의 이동 혹은 채널 상태 변경 등과 같은 여러 가지 원인에 의해 타겟 타이밍보다 일찍 수신되거나 타겟 타이밍보다 늦게 수신될 수도 있다. 즉, 단말의 상향링크 신호는 여러 가지 원인에 의해 타겟 타이밍에 대한 추가적인 타임 오프셋 값을 포함할 수 있다.
이후, 기지국(100)은 207단계에서 타겟 타이밍을 기반으로 상향링크 수신 신호의 타임 오프셋 값을 보상할 수 있다. 예컨대, 기지국(100)은 수학식 2에 나타낸 바와 같이, 기지국이 설정한 타겟 타이밍에 의해 발생되는 타임 오프셋 값을 보상할 수 있다. 이때, 기지국(100)은 FFT부(113)의 출력단에서 타겟 타이밍에 의한 타임 오프셋 값을 보상하여 모든 채널에 대해 일괄적으로 타이밍 오프셋을 보상할 수 있다. 또한, 기지국(100)은 각 채널에 대한 채널 추정 및 복조를 수행하는 블록에서 타겟 타이밍에 의한 타임 오프셋 값을 보상하여 채널별로 타이밍 오프셋을 보상할 수 있다. 다른 실시 예에 따라, 기지국(100)은 타임 도메인에서 타겟 타이밍에 의한 타임 오프셋을 보상할 수도 있다.
이후, 기지국(100)은 본 발명의 실시 예에 따른 절차를 종료할 수 있다.
도 2b는 본 발명의 실시 예에 따라 기지국에서 단말의 타겟 타이밍을 기반으로 타겟 오프셋 값을 보상하기 위한 수단을 도시하고 있다.
도 2b를 참조하면, 기지국(100)은 단말의 상향링크 신호 수신 타이밍이 CP 구간 내에 위치하도록 단말의 타겟 타이밍을 결정하는 수단(211)을 포함할 수 있다.
더하여, 기지국(100)은 단말로 타겟 타이밍에 대한 정보를 포함하는 타이밍 제어 명령을 전송하는 수단(213)을 포함할 수 있다. 기지국(100)은 단말의 호 설정 시에 PRACH 채널을 이용하여 타겟 타이밍에 대한 단말의 타이밍 오프셋을 추정하는 수단 및 추정된 타이밍 오프셋 정보를 포함하는 TA 제어 명령을 단말로 전송하는 수단을 포함할 수 있다.
기지국(100)은 단말로부터 상향링크 신호를 수신하는 수단(215)을 포함할 수 있다. 이때, 기지국(100)은 단말로부터 수신된 상향링크 신호로부터 타임 오프셋 값을 확인하는 수단을 포함할 수 있다.
더하여, 기지국(100)은 타겟 타이밍을 기반으로 상향링크 수신 신호의 타임 오프셋 값을 보상하는 수단(217)을 포함할 수 있다. 이때, 기지국(100)은 타겟 타이밍에 의한 타임 오프셋 값을 모든 채널에 대해 일괄적으로 보상하는 수단 및 채널별로 보상하는 타이밍 오프셋을 보상하는 수단을 포함할 수 있다. 더하여, 기지국(100)은 타임 도메인에서 타겟 타이밍에 의한 타임 오프셋을 보상하는 수단을 포함할 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따라 기지국에서 단말의 타겟 오프셋 값을 보상하기 위한 절차를 도시하고 있다.
도 3을 참조하면, 기지국(100)은 301단계에서 단말의 상향링크 신호 수신 타이밍이 CP 구간 내에 위치하도록 단말의 타겟 타이밍을 결정할 수 있다. 예를 들어, 기지국(100)은 단말의 상향링크 신호가 CP의 1/3이 되는 시점에 수신되도록 단말의 타겟 타이밍을 결정할 수 있다. 다른 예로, 기지국(100)은 단말의 상향링크 신호가 CP 구간 내 1/2 시점에 수신되도록 단말의 타겟 타이밍을 결정할 수 있다.
이후, 기지국(100)은 303단계에서 단말로 타겟 타이밍에 대한 정보를 포함하는 타이밍 제어 명령을 전송할 수 있다. 예컨대, 기지국은(100)은 기지국이 원하는 타겟 타이밍에 단말의 상향링크 신호를 수신하기 위해, 단말의 호 설정 시에 PRACH 채널을 이용하여 타겟 타이밍에 대한 단말의 타이밍 오프셋을 추정하고, 추정된 타이밍 오프셋 정보를 포함하는 TA 제어 명령을 단말로 전송할 수 있다.
이후, 기지국(100)은 305단계에서 단말로부터 상향링크 신호를 수신할 수 있다. 예컨대, 기지국(100)은 기지국이 설정한 타겟 타이밍에 의해 상향링크 송수신 시점이 조절된 단말로부터 상향링크 신호를 수신할 수 있다. 이때, 단말의 상향링크 신호는 기지국이 설정한 타겟 타이밍에 수신될 수도 있으며, 단말의 이동 혹은 채널 상태 변경 등과 같은 여러 가지 원인에 의해 타겟 타이밍보다 일찍 수신되거나 타겟 타이밍보다 늦게 수신될 수도 있다. 즉, 단말의 상향링크 신호는 여러 가지 원인에 의해 타겟 타이밍에 대한 추가적인 타임 오프셋 값을 포함할 수 있다.
이후, 기지국(100)은 307단계에서 수신된 상향링크 신호에 대한 FFT 연산을 수행하고, 309단계로 진행하여 FFT 연산 수행 결과에 대해, 타겟 타이밍에 해당하는 위상을 보상할 수 있다. 예를 들어, 기지국(100)은 단말의 상향링크 신호 수신 타이밍이 기지국이 설정한 타겟 타이밍만큼 타이밍 오프셋을 포함함을 인지하고, 상술한 수학식 2에 나타낸 바와 같이, 기지국이 설정한 타겟 타이밍 정보를 기반으로 타겟 타이밍에 의한 타임 오프셋값을 보상할 수 있다. 이때, 기지국(100)은 타겟 타이밍에 의한 타임 오프셋 값을 일괄적으로 보상하거나 혹은 채널별로 각각 보상할 수 있다. 예를 들어, 기지국(100)은 FFT 출력단에서 타겟 타이밍에 의한 타임 오프셋 값을 일괄적으로 보상할 수도 있으며, FFT 연산 이후에 각각의 채널 신호를 처리하는 다수 개의 채널 추정 및 복조 블록에서 타겟 타이밍에 의한 타임 오프셋 값을 보상할 수 있다
이후, 기지국(100)은 311단계로 진행하여 채널별 타임 오프셋 추정 알고리즘을 이용하여 추가 타임 오프셋 값을 추정하고, 추정된 추가 타임 오프셋 값을 보상할 수 있다. 예컨대, 기지국(100)은 각각의 채널 신호를 처리하는 다수 개의 채널 추정 및 복조 블록에서 채널 추정 알고리즘을 이용하여 단말의 이동 혹은 채널 상태 변경 등과 같은 여러 가지 이유로 발생되는 추가적인 타임 오프셋 값을 추정하고, 추정된 추가적인 타임 오프셋 값을 보상할 수 있다.
본 발명의 실시 예에서는 309 단계 및 311단계와 같이, 타겟 타이밍에 의한 타임 오프셋 값을 먼저 보상함으로써, 신호들 간의 간섭량을 감소시켜 타겟 타이밍에 의한 타임 오프셋 값 이외의 단말의 이동 혹은 다른 이유로 발생한 타임 오프셋 값을 보다 용이하게 추정할 수 있다.
이후, 기지국(100)은 본 발명의 실시 예에 따른 절차를 종료할 수 있다.
상술한 도 3에서는, 기지국(100)이 수신 신호를 FFT 연산한 후, 주파수 도메인에서 타겟 타이밍에 의한 타임 오프셋을 보상하는 방식에 대해 설명하였으나, 다른 실시 예에 따라 상술한 타겟 타이밍에 의한 타임 오프셋은 타임 도메인 상에서 보상될 수도 있다.
본 명세서에 설명된 발명의 실시 예 및 모든 기능 동작들은 본 명세서에서 개시된 구조 및 이들의 균등 구조들을 포함하는 컴퓨터 소프트웨어, 펌웨어(firmware), 또는 하드웨어로, 또는 이들의 하나 이상의 조합으로 실시될 수 있다. 또한, 본 명세서에서 설명된 발 명의 실시 예들은 하나 이상의 컴퓨터 프로그램 제품, 즉 데이터 프로세싱 장치에 의해 실행되거나 이 장치의 동작을 제어하기 위한 컴퓨터 판독가능 매체 상에 인코딩된 컴퓨터프로그램 명령어들의 하나 이상의 모듈로 실시될 수 있다.
컴퓨터 판독가능 매체는 머신 판독가능 저장 매체, 머신 판독가능 저장 기판, 메모리 장치, 머신 판독가능 전파 스트림에 영향을 주는 물질의 구성, 또는 이들의 하나 이상의 조합이 될 수 있다. 데이터 프로세싱 장치라는 용어는 예로 프로그램 가능한 프로세서, 컴퓨터, 또는 다중 프로세서 또는 컴퓨터를 포함하는 데이터를 프로세싱하기 위한 모든 노드, 장치 및 머신을 포함한다. 노드는 하드웨어에 부가하여 해당 컴퓨터 프로그램에 대한 실행 환경을 생성하는 코드, 예컨대 프로세서 펌웨어, 프로토콜 스택, 데이터베이스 관리 시스템, 운영 시스템 또는 하나 이상의 이들의 조합을 구성하는 코드를 포함할 수 있다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능하다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야한다.

Claims (18)

  1. 무선 통신 시스템에서 단말의 타이밍을 제어하는 기지국 방법에 있어서,
    단말의 상향링크 신호 수신 타이밍이 CP(Cyclic Prefix) 구간 내에 위치하도록 단말의 타겟 타이밍을 결정하는 과정과,
    상기 단말로 상기 타겟 타이밍에 대한 정보를 포함하는 타이밍 제어 명령을 전송하는 과정과,
    상기 단말로부터 상향링크 신호를 수신하는 과정과,
    상기 타겟 타이밍을 기반으로 상향링크 수신 신호의 타임 오프셋 값을 보상하는 과정을 포함하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 타겟 타이밍을 기반으로 상향링크 수신 신호의 타임 오프셋 값을 보상하는 과정은,
    상기 상향링크 수신 신호에 대한 FFT 연산을 수행하여 주파수 영역의 신호로 변환하는 과정과,
    상기 주파수 영역의 신호에 대해 상기 타겟 타이밍에 해당하는 위상을 보상하는 과정을 포함하는 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 타겟 타이밍에 해당하는 위상은, 하기 수학식을 이용하여 보상하는 방법.
    Figure pat00003

    여기서, Nfft는 FFT의 크기를 의미하고, Target_Timing은 기지국(100)이 원하는 단말의 타겟 타이밍을 의미하고, fft_out(k)는 FFT의 출력값을 의미하며, K는 톤 인덱스(Tone Index)를 의미함.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 타겟 타이밍을 기반으로 상향링크 수신 신호의 타임 오프셋 값을 보상하는 과정은,
    시간 영역의 상향링크 수신 신호에 대해 상기 타겟 타이밍에 해당하는 시간을 보상하는 과정을 포함하는 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 타겟 타이밍을 기반으로 상향링크 수신 신호의 타임 오프셋 값을 보상하는 과정은,
    상기 상향링크 수신 신호를 다수 개의 채널 신호로 분류하기 이전에 일괄적으로 상기 타겟 타이밍에 의한 타임 오프셋 값을 보상하는 과정을 포함하는 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 타겟 타이밍을 기반으로 상향링크 수신 신호의 타임 오프셋 값을 보상하는 과정은,
    상기 상향링크 수신 신호를 다수 개의 채널 신호로 분류하는 과정과,
    다수 개의 채널 각각에서 상기 타겟 타이밍에 의한 타임 오프셋 값을 보상하는 과정을 포함하는 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 상향링크 수신 신호의 타임 오프셋 값을 보상한 후,
    상기 상향링크 수신 신호에 대한 다수 개의 채널 각각에서 채널 추정 알고리즘을 이용하여 추가 타임 오프셋을 추정하는 과정과,
    상기 추정된 추가 타임 오프셋을 보상하는 과정을 더 포함하는 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 추가 타임 오프셋은, 상기 단말의 이동 및 채널 상태 변경 중 적어도 하나에 의해 추가적으로 발생되는 타임 오프셋인 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 단말로 상기 타겟 타이밍에 대한 정보를 포함하는 타이밍 제어 명령을 전송하는 과정은,
    상기 단말의 호 설정 시에 특정 채널을 이용하여 타겟 타이밍에 대한 단말의 타이밍 오프셋을 추정하는 과정과,
    상기 추정된 타이밍 오프셋 정보를 포함하는 TA(Time Alignment) 제어 명령을 단말로 전송하는 과정을 포함하는 방법.
  10. 무선 통신 시스템에서 단말의 타이밍을 제어하는 기지국 장치에 있어서,
    단말의 상향링크 신호 수신 타이밍이 CP(Cyclic Prefix) 구간 내에 위치하도록 단말의 타겟 타이밍을 결정하는 TA 제어부와,
    상기 단말로 상기 타겟 타이밍에 대한 정보를 포함하는 타이밍 제어 명령을 전송하고, 상기 단말로부터 상향링크 신호를 수신한 후, 상기 타겟 타이밍을 기반으로 상향링크 수신 신호의 타임 오프셋 값을 보상하는 통신부를 포함하는 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 통신부는, 상기 상향링크 수신 신호에 대한 FFT 연산을 수행하여 주파수 영역의 신호로 변환한 후, 상기 주파수 영역의 신호에 대해 상기 타겟 타이밍에 해당하는 위상을 보상하는 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 타겟 타이밍에 해당하는 위상은, 하기 수학식을 이용하여 보상하는 장치.
    Figure pat00004

    여기서, Nfft는 FFT의 크기를 의미하고, Target_Timing은 기지국(100)이 원하는 단말의 타겟 타이밍을 의미하고, fft_out(k)는 FFT의 출력값을 의미하며, K는 톤 인덱스(Tone Index)를 의미함.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 통신부는 시간 영역의 상향링크 수신 신호에 대해 상기 타겟 타이밍에 해당하는 시간을 보상하는 장치.
  14. 제 10 항에 있어서,
    상기 통신부는 상기 상향링크 수신 신호를 다수 개의 채널 신호로 분류하기 이전에 일괄적으로 상기 타겟 타이밍에 의한 타임 오프셋 값을 보상하는 장치.
  15. 제 10 항에 있어서,
    상기 통신부는 상기 상향링크 수신 신호를 다수 개의 채널 신호로 분류한 후, 다수 개의 채널 각각에서 상기 타겟 타이밍에 의한 타임 오프셋 값을 보상하는 장치.
  16. 제 10 항에 있어서,
    상기 통신부는 상기 상향링크 수신 신호의 타임 오프셋 값을 보상한 후, 상기 상향링크 수신 신호에 대한 다수 개의 채널 각각에서 채널 추정 알고리즘을 이용하여 추가 타임 오프셋을 추정하고, 상기 추정된 추가 타임 오프셋을 보상하는 장치.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 추가 타임 오프셋은, 상기 단말의 이동 및 채널 상태 변경 중 적어도 하나에 의해 추가적으로 발생되는 타임 오프셋인 장치.
  18. 제 10 항에 있어서,
    상기 통신부는 상기 단말의 호 설정 시에 특정 채널을 이용하여 타겟 타이밍에 대한 단말의 타이밍 오프셋을 추정한 후, 상기 추정된 타이밍 오프셋 정보를 포함하는 TA(Time Alignment) 제어 명령을 단말로 전송하는 장치.
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