KR20170056997A - 무선 통신 시스템에서 방송 정보 수신을 위한 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 통신 시스템에서 단말이 방송 정보를 수신하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 단말이 방송 정보를 수신하는 방법은, 기지국이 방송 정보의 커버리지 확장을 지원한다고 가정하고 반복 패턴에 따른 자기 상관 연산을 수행하는 과정과, 자기 상관값과 미리 설정된 임계값을 비교하여 실제 기지국이 방송 정보 및 기타 정보의 커버리지 확장 지원 여부를 결정하는 과정과, 만약 기지국이 커버리지 확장을 지원하는 경우 반복된 방송정보를 컴바이닝하여 방송 정보를 획득하는 과정, 그리고 커버리지 확장을 지원하지 않은 경우에는 다른 셀 또는 다른 중심주파수로 이동하여 초기 접속하는 과정을 포함한다.

Description

무선 통신 시스템에서 방송 정보 수신을 위한 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR RECEIVING BROADCAST INFORMAITON IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}
본 발명은 통신 시스템에서 단말이 방송 정보를 수신하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
4G(4th-Generation) 통신 시스템 상용화 이후 증가 추세에 있는 무선 데이터 트래픽 수요를 충족시키기 위해, 개선된 5G(5th-Generation) 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템을 개발하기 위한 노력이 이루어지고 있다. 이러한 이유로, 5G 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템은 4G 네트워크 이후(beyond 4G Network) 통신 시스템 또는 LTE 시스템 이후(Post LTE) 시스템이라 불리어지고 있다.
높은 데이터 전송률을 달성하기 위해, 5G 통신 시스템은 초고주파(mmWave) 대역(예를 들어, 60기가(60GHz) 대역과 같은)에서의 구현이 고려되고 있다. 초고주파 대역에서의 전파의 경로 손실 완화 및 전파의 전달 거리를 증가시키기 위해, 5G 통신 시스템에서는 빔포밍 (beamforming), 거대 배열 다중 입출력(massive multi-input multi-output, massive MIMO), 전차원 다중입출력(full dimensional MIMO, FD-MIMO), 어레이 안테나(array antenna), 아날로그 빔형성(analog beam-forming), 및 대규모 안테나(large scale antenna) 기술들이 논의되고 있다.
또한 시스템의 네트워크 개선을 위해, 5G 통신 시스템에서는 진화된 소형 셀, 개선된 소형 셀(advanced small cell), 클라우드 무선 액세스 네트워크(cloud radio access network, cloud RAN), 초고밀도 네트워크(ultra-dense network), 기기 간 통신(device to device communication, D2D communication), 무선 백홀(wireless backhaul), 이동 네트워크(moving network), 협력 통신(cooperative communication), CoMP(coordinated multi-points), 및 수신 간섭제거(interference cancellation)등의 기술 개발이 이루어지고 있다.
이 밖에도, 5G 시스템에서는 진보된 코딩 변조(advanced coding modulation, ACM) 방식인 FQAM(hybrid FSK and QAM modulation) 및 SWSC(sliding window superposition coding)과, 진보된 접속 기술인 FBMC(filter bank multi carrier), NOMA(non orthogonal multiple access), 및 SCMA(sparse code multiple access)등이 개발되고 있다.
한편, 인터넷은 인간이 정보를 생성하고 소비하는 인간 중심의 연결 망에서, 사물 등 분산된 구성 요소들 간에 정보를 주고 받아 처리하는 사물인터넷(Internet of things, IoT) 망으로 진화되고 있다. IoE(Internet of everything) 기술은, 클라우드 서버 등과의 연결을 통한 빅 데이터(Big data) 처리 기술 등이 IoT 기술에 결합된 하나의 예가 될 수 있다.
IoT를 구현하기 위해서, 센싱 기술, 유통신 및 네트워크 인프라, 서비스 인터페이스 기술, 및 보안 기술 등과 같은 기술 요소들이 요구된다. 최근에는 사물간의 연결을 위한 센서 네트워크(sensor network), 사물 통신(machine to machine, M2M), MTC(machine type communication) 등의 기술이 연구되고 있다.
IoT 환경에서는 연결된 사물들에서 생성된 데이터를 수집, 분석하여 인간의 삶에 새로운 가치를 창출하는 지능형 IT(Internet technology) 서비스가 제공될 수 있다. IoT는 기존의 IT 기술과 다양한 산업 간의 융합 및 복합을 통하여 스마트홈, 스마트 빌딩, 스마트 시티, 스마트 카 혹은 커넥티드 카, 스마트 그리드, 헬스 케어, 스마트 가전, 첨단의료서비스 등의 분야에 응용될 수 있다.
이에, 5G 통신 시스템을 IoT 망에 적용하기 위한 다양한 시도들이 이루어지고 있다. 예를 들어, 센서 네트워크, 사물 통신, MTC 등의 기술이 5G 통신 기술의 빔 포밍, MIMO, 및 어레이 안테나 등의 기법에 의해 구현되고 있는 것이다. 앞서 설명한 빅 데이터 처리 기술로써 클라우드 무선 액세스 네트워크가 적용되는 것도 5G 기술과 IoT 기술 융합의 일 예라고 할 수 있을 것이다.
통신 시스템은 초기의 음성 위주의 서비스를 제공하던 것에서 벗어나 예를 들어, 3GPP의 HSPA(high speed packet access), LTE(long term evolution 혹은 E-UTRA(evolved universal terrestrial radio access)), 3GPP2의 HRPD(high rate packet data), UMB(ultra mobile broadband), 및 IEEE(institute of electrical and electronics engineers) 802.16e 등의 통신 표준과 같이 고속, 고품질의 패킷 데이터 서비스를 제공하는 광대역 통신 시스템으로 발전하고 있다.
이러한 통신 시스템에서 단말은 기지국으로부터 수신된 초기 신호(즉, 주 동기화 신호(primary synchronization signal, PSS)과 부 동기화 신호(secondary synchronization signal, SSS)를 사용하여 동기화 및 셀 탐색을 수행하여 방송 정보를 수신한 후, 기지국과 통신을 수행한다. 상기 방송 정보는 단말기 기지국과 초기 접속을 수행하고 통신하기 위해 필요한 정보이다.
본 발명의 일 실시 예는 통신 시스템에서 단말이 방송 정보를 수신하는 장치 및 방법을 제공한다.
본 발명의 다른 실시 예는 통신 시스템에서 단말이 수신 신호에 대한 자기 상관 연산을 위한 장치 및 방법을 제공한다.
본 발명의 또 다른 실시 예는 통신 시스템에서 지국이 단말을 위한 방송 신호의 커버리지 확장을 지원하는지 여부를 결정하기 위한 장치 및 방법을 제공한다.
본 발명의 또 다른 실시 예는 통신 시스템에서 단말이 자기 상관 연산 결과를 기초로 수신된 신호에 대한 오프셋 추정 및 보상을 위한 장치 및 방법을 제공한다.
본 발명의 또 다른 실시 예는 통신 시스템에서 수신된 신호에 대한 디코딩 횟수를 고려하여 방송 정보 수신하기 위한 장치 및 방법을 제공한다.
본 발명의 또 다른 실시 예는 통신 시스템에서 기지국이 단말을 위한 방송 신호의 커버리지 확장을 지원하는지 여부를 검출하고, 이를 통해 방송 정보를 수신하기 위한 장치 및 방법을 제공한다.
본 발명의 또 다른 실시 예는 통신 시스템에서 단말의 이동성을 고려하여 기지국과 초기 접속을 위한 장치 및 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 기지국과 초기 접속을 위한 단말의 동작 방법은 상기 기지국으로부터 방송 정보가 포함된 신호를 수신하는 과정; 상기 신호의 반복 패턴을 이용한 자기 상관 연산 과정; 상기 자기 상관 연산 결과를 기초로 상기 기지국이 커버리지 확장 지원여부를 결정하는 과정; 및 상기 기지국이 상기 커버리지 확장을 지원하는 것으로 결정된 경우, 상기 신호의 디코딩을 통해 상기 방송 정보를 획득하는 과정을 포함한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 기지국과 초기 접속을 위한 단말은 상기 기지국으로부터 방송 정보가 포함된 신호를 수신하기 위한 수신부; 및 상기 신호의 반복패턴을 이용하여 자기 상관 연산을 수행하고, 상기 자기 상관 연산 결과를 기초로 상기 기지국이 커버리지 확장 지원 여부를 결정하고 상기 신호의 디코딩을 통해 상기 방송 정보를 획득하기 위한 제어부를 포함한다.
단말은 수신 신호의 반복 패턴을 기초로 한 자기 상관 연산을 통해 수신 신호를 디코딩하지 않고, 기지국과 단말 사이에 존재하는 주파수 오프셋을 추정하고, 기지국이 통신 커버리지 확장을 지원하는지 여부를 결정할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 하향링크 프레임 구조를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 기지국이 방송 정보를 PBCH을 이용하여 단말로 전송하는 일반적인 방법을 나타낸다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 PBCH을 반복 전송하기 위한 신호의 구조 나타낸다.
도 4a, 도 4b 및 도 4c는 본 발명의 일 실시 예에 따른 통신 시스템에서 방송 정보의 커버리지 확장을 위해 PBCH를 반복 전송하는 구조의 구체적인 예를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 단말의 블록 구성도를 나타낸다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따라 단말이 PBCH 반복 패턴을 사용하여 기지국의 통신 커버리지 확장 여부를 결정하고 주파수 오프셋을 추정하기 위한 블록 구성을 나타낸다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 단말이 자기 상관 연산을 통해 기지국에 초기 접속을 수행하기 위한 제1 실시 예를 나타내는 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 단말이 자기 상관 연산을 기초로 주파수 오프셋 보상을 통해 기지국에 초기 접속을 수행하기 위한 제2 실시 예를 나타내는 흐름도이다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 단말이 디코딩 시도 횟수를 고려하여 기지국에 초기 접속을 수행하기 위한 제3 실시 예를 나타내는 흐름도이다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 단말이 디코딩 시도 횟수를 고려하여 기지국에 초기 접속을 수행하기 위한 제4 실시 예를 나타내는 흐름도이다.
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 단말이 이동성 판단을 기초로 기지국에 초기 접속을 수행하기 위한 제5 실시 예를 나타내는 흐름도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 동작 원리를 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술 되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
이하 본 개시는 무선 통신 시스템에서 단말이 기지국으로부터 방송 정보를 수신하기 위한 기술에 대해 설명한다. 본 발명은 4G 시스템 이후보다 높은 데이터 전송률을 지원하기 위한 5G 통신 시스템을 IoT 기술과 융합하는 통신 기법 및 그 시스템에 관한 것이다. 본 개시는 5G 통신 기술 및 IoT 관련 기술을 기반으로 지능형 서비스(예를 들어, 스마트 홈, 스마트 빌딩, 스마트 시티, 스마트 카 혹은 커넥티드 카, 헬스 케어, 디지털 교육, 소매업, 보안 및 안전 관련 서비스 등)에 적용될 수 있다.
이하 설명에서 사용되는 방송 정보를 지칭하는 용어, 제어 정보를 지칭하는 용어, 통신 커버리지(coverage)에 관련된 용어, 상태 변화를 지칭하는 용어(예: 이벤트(event)), 망 객체(network entity)들을 지칭하는 용어, 메시지들을 지칭하는 용어, 장치의 구성 요소를 지칭하는 용어 등은 설명의 편의를 위해 예시된 것이다. 따라서, 본 발명이 후술 되는 용어들에 한정되는 것은 아니며, 동등한 기술적 의미를 갖는 다른 용어가 사용될 수 있다.
이하 설명의 편의를 위하여, 3GPP LTE(3rd generation partnership project long term evolution) 규격에서 정의하고 있는 용어 및 명칭들이 일부 사용될 수 있다. 하지만, 본 발명이 상기 용어 및 명칭들에 의해 한정되는 것은 아니며, 다른 규격에 따르는 시스템에도 동일하게 적용될 수 있다.
먼저, 도 1 내지 도 3의 참조를 통해, 본 발명이 적용되는 통신 시스템에서 방송 정보를 전송하는 방법에 대하여 설명하기로 한다.
통신 시스템의 대표적인 예로, LTE 시스템에서 다중 접속 방식으로서, 하향링크(downlink)에서는 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 방식을 이용하고, 상향링크(uplink)에서는 SC-FDMA(single carrier frequency division multiple access) 방식을 이용한다. 상기와 같은 다중 접속 방식은, 통상 각 사용자 별로 데이터 혹은 제어정보를 실어 보낼 시간-주파수 자원을 서로 겹치지 않도록, 즉 직교성(orthogonality)이 성립하도록, 할당 및 운용함으로써 각 사용자의 데이터 혹은 제어정보를 구분할 수 있다. 이하, 통신 시스템이 LTE 시스템임을 가정하여 본 발명의 실시 예를 설명하지만, 본 발명의 실시 예는 LTE 시스템 이외의 다른 통신 시스템에서도 적용 가능하다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 하향링크 프레임 구조를 나타낸다. 도 1은 하향링크에서 데이터 혹은 제어 채널이 전송되는 무선자원영역인 시간 및 주파수 영역의 기본 프레임 구조를 나타낸다.
도 1을 참조하면, 다수의 직사각형 도형에서 가로축은 시간 영역을 나타낸 것이고, 세로축은 주파수 영역을 나타낸 것이다. 시간 영역에서의 최소 전송단위는 OFDM 심볼(symbol)로서, Nsymb개의 OFDM 심볼 102가 모여 하나의 슬롯(slot), 106을 구성하고, 2개의 슬롯이 모여 하나의 서브프레임(subframe) 105를 구성한다. 상기 하나의 슬롯 106의 길이는 0.5ms이고, 서브프레임 105의 길이는 1.0ms이다. 그리고 하나의 라디오 프레임(radio frame) 114는 10개의 서브프레임으로 구성되는 시간영역 단위이다.
주파수 영역에서의 최소 전송단위는 서브캐리어(subcarrier)로서, 전체 시스템 전송 대역(transmission bandwidth)의 대역폭은 총 NBW개의 서브캐리어 104로 구성된다.
시간 및 주파수영역에서 자원의 기본 단위는 리소스 엘리먼트(resource element, RE) 112로서 OFDM 심볼 인덱스 및 서브캐리어 인덱스로 나타낼 수 있다. 리소스 블록(resource block, RB 혹은 physical resource block, PRB) 108은 시간영역에서 Nsymb개의 연속된 OFDM 심볼 102와 주파수 영역에서 NSC 개의 연속된 서브캐리어 110으로 정의된다. 따라서, 하나의 RB 108은 Nsymb x NSC 개의 RE 112로 구성되며, 시스템 전송 대역은 총 NRB =(NBW/ NSC)개의 리소스 블록으로 구성된다.
일반적으로 데이터의 최소 전송단위는 상기 RB 단위이다. LTE 시스템에서 상기 Nsymb = 7, NSC=12 이고, NBW 및 NRB 는 시스템 전송 대역의 대역폭에 비례한다. 단말에게 스케줄링(scheduling)되는 RB 개수에 비례하여 데이터 레이트(data rate)가 증가하게 된다. LTE 시스템은 6개의 전송 대역폭을 정의하여 운영한다.
하향링크와 상향링크를 주파수로 구분하여 운영하는 FDD 시스템의 경우, 하향링크 전송 대역폭과 상향링크 전송 대역폭이 서로 다를 수 있다. 채널 대역폭은 시스템 전송 대역폭에 대응되는 RF 대역폭을 나타낸다. 아래 <표 1>은 LTE 시스템에 정의된 시스템 전송 대역폭과 채널 대역폭(channel bandwidth)의 대응관계를 나타낸 것이다. 예를 들어, 10MHz 채널 대역폭을 갖는 LTE 시스템은 전송 대역폭이 50개의 RB로 구성된다.
Figure pat00001
하향링크 제어 정보의 경우 상기 서브프레임 내의 최초 N 개의 OFDM 심볼 이내에 전송된다. 일반적으로 N = {1, 2, 3} 이다. 따라서 현재 서브프레임에 전송해야 할 제어정보의 양에 따라 상기 N 값이 서브프레임마다 가변하게 된다. 상기 제어정보로는 제어정보가 OFDM 심볼 몇 개에 걸쳐 전송되는지를 나타내는 제어채널 전송구간 지시자, 하향링크 데이터 혹은 상향링크 데이터에 대한 스케쥴링 (scheduling) 정보 및 HARQ(hybrid automatic retransmit request) 응답(ACK/NACK) 신호 등을 포함한다.
LTE 시스템에서 지원하는 변조방식은 QPSK(quadrature phase shift keying), 16QAM(quadrature amplitude modulation) 및 64QAM 중 하나로서, 각각의 변조차수(modulation order)(Qm)는 2, 4, 6 에 해당한다. 즉, 기지국은 QPSK 변조의 경우 심볼 당 2 비트, 16QAM 변조의 경우 심볼 당 4 비트, 64QAM 변조의 경우 심볼 당 6 비트를 전송할 수 있다.
단말은 기지국에 초기 접속 과정에서 기지국이 전송하는 주 동기화 신호(primary synchronization signal, PSS)와 부 동기화 신호(secondary synchronization signal, SSS)를 사용하여 기지국과 동기화를 수행한다. 기지국과 동기화를 완료한 단말은 기지국이 전송하는 주 정보 블록 (master information block, MIB) 과 시스템 정보 블록 (system information block, SIB)을 수신하여 향후 기지국과의 통신을 위해 필요한 방송 정보를 획득한다. 방송 정보 획득 단계까지 기지국은 단말의 존재를 알지 못하기 때문에 단말은 이후 기지국에 랜덤 액세스 절차를 통해 기지국으로의 접속을 수행하게 된다.
상술한 바와 같이 동작하는 LTE 시스템에서, 일부 기능이 제한된 저비용 및 낮은 복잡도 단말(low-cost/low-complexity user-equipment(UE), 이하 '저비용 단말')을 지원할 수 있다. 저비용 단말은 원격검침, 방범 및 물류 등의 서비스를 주요 목적으로 하는 MTC(machine type communication) 혹은 M2M(machine to machine) 서비스에 이용될 수 있다. 또한 저비용 단말은 셀룰러 기반 사물인터넷(Internet of things, IoT)을 실현할 수 있는 수단으로서 이용될 수 있다.
저비용 및 낮은 복잡도를 위해, 단말의 수신 안테나를 1개로 제한하여 단말의 RF 소자의 비용을 줄일 수 있다. 또는 저비용 단말이 처리할 수 있는 전송 블록 크기(transport block size, TBS)에 상한을 정의해서 단말의 데이터 수신 소프트 버퍼 비용을 줄일 수 있다. 그리고 일반적인 LTE 시스템에서, 단말은 시스템 전송 대역의 대역폭에 관계없이 최소 20MHz 대역에 대한 광대역 신호 송수신 기능을 갖추고 있다. 하지만 저비용 단말은 최대 대역폭을 20MHz 보다 작게 제한 함으로서 추가적인 저비용 및 낮은 복잡도를 실현할 수 있다. 예를 들어, 20MHz 채널 대역폭의 LTE 시스템에서, 1.4MHz 채널 대역폭만 지원하는 저비용 단말의 동작을 정의할 수 있다.
상기 저비용 단말은 MTC/M2M 서비스 또는 사물 인터넷 서비스에 따라 이동성은 적은 반면 사람이 도달하지 못하는 건물의 음영 지역에서 위치할 수 있다. 따라서 저비용 단말의 통신 커버리지 향상을 위한 방법이 요구된다.
현재 3GPP LTE의 표준화 과정에서, 통신 커버리지 향상이 필요한 단말은 기존 단말 대비 15dB~20dB 정도의 통신 커버리지 향상이 필요하다고 가정 된다. 단말의 통신 커버리지를 향상시키기 위해 기존 물리채널 또는 새롭게 정의되는 물리채널의 반복 전송 또는 번들링(bundling)이 고려되고 있다. 여기서, 상기 반복 전송은, 전송하고자 하는 정보를 포함하는 서브프레임을 동일하게 여러 번 반복하여 전송하는 것을 의미한다. 상기 번들링은, 동일한 정보가 다수의 서브프레임들을 통해 여러 번 전송되지만 서브프레임마다 다른 HARQ 리던던시 버전(redundancy version)이나 다른 물리 채널 포맷으로 전송되는 것을 의미한다. 기지국과 단말의 수신 장치는, 반복 또는 번들링되어 전송되는 물리 채널 신호를 소프트 컴바이닝(soft combining) 또는 누적(accumulation)을 통해, 일반 물리채널보다 통신 커버리지를 향상 시킬 수 있다. 통신 커버리지 향상을 위해 필요한 반복 레벨은 상향링크(uplink)와 하향링크(downlink)를 위해 사용되는 각 물리 채널에 따라 다를 수가 있다. 그리고 동시에 각 단말이 다른 값을 가질 수 있다. 여기서 반복 레벨은 물리적인 서브프레임의 반복 횟수를 나타낼 수도 있으며, 실제 사용되는 반복 횟수에 대한 레벨(level)을 나타낼 수도 있다. 이하 설명에서 통신 커버리지 향상과 관련하여 반복과 번들링은 유사한 방법으로 취급될 수 있다. 따라서 반복 또는 번들링 중 어느 하나만 언급되는 경우에도 반복과 번들링을 모두 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 3GPP 표준화 과정에서 저비용 단말을 기준으로 통신 커버리지 향상에 대해 논의가 진행되고 있지만, 통신 커버리지 향상이 필요한 일반 단말의 경우에도 동일한 방법에 의해 통신 커버리지 향상을 얻을 수 있다고 가정 된다. 따라서, 본 발명의 실시 예에서 통신 커버리지를 향상시기 위한 방송 정보 수신 방법 및 장치는, 저비용 단말뿐만 아니라, 통신 커버리지 향상이 필요한 모든 단말에 동일하게 적용될 수 있다.
아래 <표 2>는 LTE 기반의 저비용 단말이 현재 LTE 카테고리(category) 1 단말 대비 15dB 이상의 통신 커버리지 향상을 얻기 위해서 필요한 물리 방송 채널 (physical broadcast channel, PBCH)의 성능 이득을 보여준다. 상기 PBCH는 기지국이 단말의 초기 접속 및 통신에 필요한 방송 정보를 포함하는 MIB를 전송하는 물리 채널이다. LTE 카테고리 1 단말은 LTE 표준의 버전 release-8에 기반한 가장 낮은 데이터 속도를 지원하는 단말을 나타낸다.
Figure pat00002
<표 2>에서 MCL(maximum coupling loss)은 전송 장치와 수신 장치 사이에 통신이 이루어지기 위해 가능한 최대 손실 값이다. 송신 장치와 수신 장치 사이에 경로 감쇄(path-loss)나 여러 하드웨어 손실(hardware loss)이 <표 2>에 주어진 MCL 값보다 작아야 통신이 가능하다. LTE 시스템에서는 단말이 기지국에 데이터를 전송하기 위해 사용하는 물리 상향링크 공유 채널(physical uplink shared channel, PUSCH)의 가장 낮은 MCL 값을 가지므로 다른 채널에 비해 PUSCH의 통신 커버리지가 상대적으로 작다. 따라서 저비용 단말의 통신 커버리지를 기존 카테고리 1 단말 대비 15dB 향상시키기 위해서는 PUSCH의 MCL을 기준으로 15dB 향상이 필요하다. 상기와 같은 이유로, 저비용 단말의 PUSCH의 통신 커버리지 향상을 위해 요구되는 목표 MCL은 155.7dB가 되며, 모든 채널이 동일하게 155.7dB의 MCL 목표를 만족할 수 있도록 설계가 필요하다.
그리고 <표 2>를 참고하면, MTC 단말의 PBCH의 경우에는 155.7dB의 MCL을 만족하기 위해서 카테고리 1 단말 대비 6.7dB의 성능 이득이 필요하다. 하지만 카테고리 1 단말은 두 개의 수신 안테나를 갖고 시스템 대역 전체에서 통신이 가능한 반면, 저비용 단말은 단일 수신 안테나를 갖고 협대역(예를 들어, 1.4MHz)으로 통신을 하므로, 안테나 이득(antenna gain)과 다이버시티 이득(diversity gain)을 얻을 수 없기 때문에 추가적인 성능 이득이 필요하다. 보통 안테나 이득과 다이버시티 이득을 더하여 3~4 dB 정도로 가정한다면, 저비용 단말이 카테고리 1 단말 대비 15dB의 통신 커버리지 향상을 위해서는 PBCH총 10.7dB의 성능 이득이 필요하다.
통신 커버리지 확장을 위한 일 실시 예는 단말이 기지국으로부터 동일한 초기 신호를 반복(repetition)하여 수신하거나 전송함으로써 통신 커버리지를 확장하는 것이다. 그러나 기지국으로부터 단말로 전송되는 초기 신호의 반복이 충분하지 않은 경우, 단말은 단말의 위치나 상황에 따라 기지국의 방송 정보를 수신할 수 없다. 이에 따라 단말은 기지국과의 통신이 불가능할 수 있다. 일 예로, 단말이 건물의 지하와 같은 음 영지역에서 사용되는 스마트 미터 또는 고정형 센서인 경우, 단말은 이동이 불가능하기 때문에 기지국으로부터 방송 신호를 수신하지 못하면 지속적으로 기지국과 통신이 불가능하게 되는 문제가 발생 될 수 있다. 따라서 음영 지역에서 사용되는 단말이 방송 신호를 수신하도록 기지국은 정해진 프레임(frame)내에서 기존 대비 추가적인 반복을 사용하여 방송 신호를 전송할 수 있다. 단말은 추가적으로 반복된 방송 신호에 대하여 컴바이닝(combining)을 수행하여 커버리지를 향상 시킬 수 있다. 즉, 기지국은 음영지역에서 사용되는 단말의 커버리지 확장(coverage extension)을 위해 방송 신호를 기존 대비 추가적으로 반복하여 전송한다. 음영 지역에서 사용되는 단말은 초기 접속을 시도하려는 상황에서는 방송 신호의 추가적인 반복 여부를 알 수 없다. 따라서 단말은 항상 기지국이 방송 신호 전송에 추가적인 반복을 적용한다고 가정하고 수신 신호를 컴바이닝 해야 한다. 그러나, 음영지역에서 사용되는 단말이 방송 신호를 수신하지 못하는 경우, 단말은 기지국이 방송 신호의 커버리지 확장을 적용하지 않아서 방송 신호를 수신 못 하는지, 또는 방송 신호의 커버리지 확장을 기지국이 적용했더라도 수신을 못하는지 여부를 알 수 없는 문제가 발생한다. 따라서 통신 시스템에서 단말이 기지국이 방송 신호에 커버리지 확장을 적용하는지 여부를 검출하고, 이를 통해 통신 커버리지를 향상시킬 수 있도록 방송 정보를 수신하는 방안이 요구된다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 기지국이 방송 정보를 PBCH을 이용하여 단말로 전송하는 일반적인 방법을 나타낸다.
도 2를 참조하면, 기지국은 단말의 초기 접속을 위해 필요한 방송 정보를 포함하는 하나의 MIB 201을 생성한다. 상기 MIB는 24비트로 구성된다. 상기 MIB는 3 비트의 하향링크 시스템 주파수 (downlink system bandwidth) 정보, 3 비트의 PHICH (physical HARQ indicator channel) 설정 정보 및 8 비트의 시스템 프레임 번호(system frame number, SFN)로 구성되며, 추가적으로 10 비트 크기의 여유 비트를 포함한다. 추가적으로, MIB에는 통신 커버리지 확장이 필요한 단말을 위해서 기지국이 통신 커버리지 확장 모드를 지원하는지 여부를 알려주기 위한 정보가 1비트 또는 2 비트의 값으로 추가될 수 있다. 여기서, '통신 커비리지 확장'은 '방송 정보 커버리지 확장'및 'PBCH 커버리지 확장'등과 같은 용어로 대체하여 사용될 수 있다.
기지국은 24 비트의 MIB에 16 비트로 구성된 싸이클릭 리던던시 체크 (cyclic redundancy check, CRC) 비트를 추가하여, 총 40 비트의 MIB 비트열 202를 생성한다. 상기 CRC 비트들은 단말이 기지국으로부터 수신한 MIB 비트 열에서 24비트의 MIB에 오류 비트가 포함되어 있는지 여부를 확인하기 위한 것이다. 일 예로, 기지국은 24비트의 MIB를 미리 정의된 16차 생성 다항식 (16th order generator polynomial)로 나누었을 때, 나머지 비트 열에 기지국이 PBCH 전송에 사용한 안테나 포트 (antenna port) 수에 따라 결정되는 마스크 비트 열(mask bit sequence)을 논리적 배타 합(exclusive OR)하여 CRC 비트들을 결정하여 MIB 201에 추가하여 전송한다.
이후 기지국은 MIB 비트열 202를 전송하기 위해, 채널 인코딩 및 레이트 매칭동작 203을 수행한다. 상기 채널 인코딩 및 레이트 매칭 과정 203에서 40 비트의 MIB 비트열은 부호화율 1/3을 갖는 TBCC (tail biting convolutional code)로 부호화 된 후, PBCH 전송을 위해 사용되는 RE의 수에 따라 적절히 레이트 매칭 (rate matching)이 수행된다. 이러한 채널 인코딩 및 레이트 매칭 동작 203을 통해 기지국은, 기지국으로부터 단말로 PBCH가 전송되는 도중에 발생할 수 있는 에러에 강건(robust) 하도록 할 수 있다. 그리고 채널 인코딩 과정에서 사용되는 채널 인코딩 비트는 일반 순환 전치(normal cyclic prefix, normal CP)를 사용하는 시스템일 경우 총 1920 비트로 구성되며, 확장 순환 전치(extended cyclic prefix, extended CP) 가 사용될 경우 1760 비트로 구성된다.
이에 기지국은 1920 비트 또는 1760 비트로 구성된 채널 인코딩 비트를 4개의 비트 열로 세그먼팅(segmentating)한다(204). 참조번호 204는 세그먼팅된 4개의 MIB 비트열을 나타낸다. 그리고 기지국은 세그먼팅된 4개의 MIB 비트열 204를 40ms동안 PBCH을 통해 단말로 전송한다. 참조번호 205는 4개의 MIB 비트열 204가 PBCH를 통해 단말로 전송되는 매커니즘을 나타낸다. 이때, PBCH는 40ms를 구성하는 4개의 라디오 프레임 210 각각의 첫 번째 서브프레임에서 전송된다. PBCH는 주파수 상에서는 시스템 대역폭의 중간에 위치한 6개의 RB에 맵핑된다. 또한 PBCH는 시간 상에서는, 주파수 분할 듀플렉싱(frequency division multiplexing, FDD)과 일반 순환 전치를 사용하는 기지국의 경우, 두 번째 슬롯의 첫 4개의 OFDM 심볼에 맵핑된다. 그리고 4 개의 비트 열은 40ms에서 4개의 PBCH를 통해 순서대로 전송된다.
추가적으로 상기 4 개의 비트 열은 각각 스크램블링 시퀀스(scrambling sequence)로 스크램블링 되는데, 이 때 스크램블링 시퀀스 생성기(Scrambling sequence generator)는 40 ms 마다 셀 고유 번호(cell ID)로 초기화 된다. 각 라디오 프레임에서 전송되는 PBCH는 다른 스크램블링 시퀀스를 사용한다. 따라서 단말은 한 라디오 프레임에서 수신된 PBCH에 대하여, 다른 4개의 스크램블 시퀀스로 디스크램블링(descrambling)을 수행하고 디코딩한다. 그 후 단말은 CRC 비트들을 체크하여 에러가 없으면 40 ms 내에서 수신 시점을 파악할 수 있다. 또한 단말이 기지국과 인접하지 않아 수신 전력이 충분하지 않을 경우에는, 4개의 PBCH 신호를 모두 수신한 다음 컴바이닝 과정을 통해 채널 신호를 디코딩하여 MIB를 확인할 수도 있다. 그리고 단말은 디코딩된 MIB에 에러가 포함되어 있지 않은 경우, MIB에 포함된 방송 정보인 하향링크 시스템 주파수정보, PHICH 설정 정보 및 SFN 정보를 획득한다. 단말은 획득된 방송 정보를 이용하여 기지국과 통신을 수행할 수 있다.
단말은 PBCH를 수신하여 스크램블링 시퀀스로 디스크램블링을 수행하고, 세그먼팅된 비트열들을 결합한다음 채널 디코딩을 수행한다. 디코딩된 비트열들에 대해서 기지국으로부터 수신된 24 비트의 MIB에 대해 기지국과 동일한 방식으로 CRC 비트들을 계산한다. 그리고 단말은 결정된 CRC 비트들과 수신된 CRC 비트들을 비교한다. 두 CRC 비트들이 동일할 경우, 단말은 수신된 24비트의 MIB에 에러가 없다고 판단한다. 두 CRC 비트들이 동일하지 않을 경우에는, 단말은 수신된 24 비트의 MIB에 에러가 있다고 판단한다. 이때, 단말이 기지국으로부터 MIB 비트 열을 수신하는 시점에는 기지국이 PBCH를 전송하기 위해 사용하는 안테나 포트 수를 알 수 없으므로, 단말은 모든 안테나 포트의 조합으로 PBCH를 수신해야 한다. 즉, 단말은 모든 안테나 포트에 해당하는 마스크(mask) 비트 열을 사용하여 결정된 CRC 비트들과 수신된 CRC 비트들을 비교를 해야 한다.
도 2를 참조하여 설명한 바와 같이, 기지국은 40ms 동안 동일한 방송 정보를 포함하는 MIB를 4개의 라디오 프레임에서 PBCH를 통해 주기적으로 전송한다. 하지만, MIB에 포함된 정보 중에 SFN(system frame number) 필드 값은 4개의 라디오 프레임마다 값이 1씩 증가한다. 따라서 4개의 라디오 프레임 이후에 수신되는 PBCH 신호를 서로 컴바이닝하면 통신 커버리지를 향상시킬 수 없다. 따라서, 현재 저비용 단말의 방송 정보 수신 커버리지 확장을 위해, 기지국이 4개의 라디오 프레임 내에서 더 많은 PBCH를 반복 전송할 수 있다. 상기의 도 2는 일반 순화 전치를 갖는 FDD를 예로 설명하였지만, 확장 순환 전치 및 TDD의 경우에도 유사한 방법으로 동작되며 본 발명을 기술하고 이해하는데있어서 차이가 존재하지 않는다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 PBCH을 반복 전송하기 위한 신호의 구조 나타낸다. 도 3은 저비용 단말의 PBCH 통신 커버리지 향상을 위해, 3GPP LTE에서 고려되고 있는 PBCH를 반복 전송하는 구조의 일 실시 예를 도시한다.
도 3에서 하나의 라디오 프레임 301은 10개의 서브프레임 302 내지 311로 구성된다. 저비용 단말을 위해 MTC-PBCH는, 기존 시스템과 달리, 하나의 라디오 프레임에서 2개의 서브프레임에 PBCH가 전송될 수 있도록 구성된다. 여기서 MTC-PBCH는, 기존 PBCH와 단말의 커버리지 확장을 위해 추가적으로 반복 전송되는 PBCH를 모두 포함하는 방송 신호를 지칭하기 위해 사용한다. 도 3에서는, 하나의 라디오 프레임의 2개의 서브프레임에서 MTC-PBCH가 전송되기 위한 하나의 예로서, 첫 번째 서브프레임 302와 열 번째 서브프레임 311에서 MTC-PBCH가 전송되는 구조를 보이고 있다. 그리고 도 3에서는 첫 번째 서브프레임 302와 열 번째 서브프레임 311에서 MTC-PBCH가 전송되는 것을 예시하였지만, 본 발명의 실시 예는 특정 서브프레임에서 MTC-PBCH가 전송되는 것에 한정되지 않는다. 예를 들어 TDD의 경우에는, MTC-PBCH는 첫 번째 서브프레임 302와 여섯 번째 서브프레임 307에서 전송될 수 있다. 하지만 본 발명을 기술하는데 있어, 이와 같은 경우에 대한 별도의 설명이 요구되지 않는다. 또한 도 3에서는 라디오 프레임 내에서 2개의 서브프레임이 MTC-PBCH 전송에 사용된다고 가정하였지만, 본 발명의 실시 예에서는 MTC-PBCH가 반복되는 서브프레임이 2개인 경우로 한정하지는 않는다. 도 3에서 PBCH가 전송되는 첫 번째 서브프레임 302와 열 번째 서브프레임 311에서 기존 PBCH 317에 추가적으로 PBCH가 반복되어 전송 된다. 기존 PBCH에 추가적으로 반복 전송 되는 PBCH는, 시스템 전송 대역의 중간 6개의 RB 312 내에서 PSS 313, SSS 314, 제어 신호 영역 315 및 CRS 316을 위한 RE 영역을 제외한, 나머지 RE 918을 반복 전송 에 사용할 수 있다.
따라서, 일반 순환 전치를 사용하는 FDD 시스템의 경우, 기지국은 하나의 라디오 프레임에서 PBCH를 저비용 단말로 총 4.6번 전송할 수 있다. 따라서 저비용 단말은 하나의 라디오 프레임마다 1번 전송되는 PBCH 기준 대비, 약 6.6dB의 PBCH 통신 커버리지 향상을 얻을 수 있다.
상기 <표 2>에서 언급하였듯이 저비용 단말의 15dB에 해당하는 통신 커버리지 향상을 얻기 위해서 PBCH는 총 10.7dB의 통신 커버리지 향상이 필요하다. 하지만 현재 기지국에서 저비용 단말로 반복 전송되는 PBCH를 이용하면, 6.6dB의 통신 커버리지 향상 밖에 얻을 수 없으므로, 충분한 통신 커버리지 향상을 얻을 수 없다. 현재 저비용 단말을 위한 3GPP LTE 표준화에서는, 상기와 같이 부족한 통신 커버리지 성능 이득을 시간 다이버시티를 이용하여 얻을 수 있다고 가정하고 있다. 즉, 저비용 단말이 통신 커버리지가 부족한 상황이라도 채널이 좋아져서 채널에 따른 이득을 얻을 수 있는 경우 PBCH 디코딩이 가능할 것으로 예측하고 있다.
이때, 만약 기지국이 음영지역에 있는 단말의 PBCH 커버리지 확장을 위한 추가적인 반복 전송을 하는 경우라면, 단말은 현재 MTC-PBCH를 사용하여 MIB 디코딩에 실패하더라도, 다이버시티 이득을 얻기 위해 채널이 좋아질 수 있는 충분한 시간 동안 PBCH 수신을 시도하여 MIB 디코딩을 성공할 수 있다. 그러나, 기지국이 PBCH 커버리지 확장을 지원하지 않는다면, 단말은 해당 기지국에서 PBCH 수신을 중단하고 다른 중심 주파수로 이동하여, 다시 초기 접속을 시작해야 한다. 하지만, 상기에서 기술하였듯이, 커버리지 향상이 필요한 저비용 단말은 MIB를 디코딩 해야만 해당 기지국이 방송 정보 및 기타 채널에 대한 커버리지 향상을 지원하는지 여부를 알 수 있다. 따라서 단말은 PBCH를 수신하는 과정에서는 기지국이 PBCH의 커버리지 향상을 지원한다고 가정하고, PBCH의 수신을 시도해야 한다. 결과적으로, 음영지역에 있는 단말이 현재 PBCH를 수신에 성공하지 못하는 경우, 해당 셀이 PBCH 통신 커버리지 향상을 지원하지 않아서 MIB 디코딩에 실패하는 건지 또는 해당 셀이 PBCH 커버리 향상을 지원하기 때문에 추가적인 다이버시티만 존재하면 MIB 디코딩이 가능한지 여부를 판단할 수 없는 문제가 발생한다. 따라서, 본 발명의 실시 예에서는 통신 커버리지 향상이 필요한 단말이 초기 접속 과정에서 PBCH의 커버리지 향상 모드를 지원하는지 여부를 검출하기 위한 방법 및 장치를 제안한다.
이하, 기지국은 단말의 자원할당을 수행하는 주체로서, eNode B, Node B, BS(base station), 무선 접속 유닛, 기지국 제어기 및 네트워크 상의 노드 중 적어도 하나일 수 있다. 단말은 UE(user equipment), MS(mobile station), 셀룰러폰, 스마트폰, 컴퓨터, 또는 통신기능을 수행할 수 있는 멀티미디어 시스템을 포함할 수 있다. 본 발명의 실시 예에서 하향링크는 기지국이 단말에게 전송하는 신호의 무선 전송경로이고, 상향링크는 단말이 기국에게 전송하는 신호의 무선 전송경로를 의미한다. 또한, 이하에서 LTE 혹은 LTE-A 시스템을 일 예로서 본 발명의 실시 예를 설명하지만, 유사한 기술적 배경 또는 채널형태를 갖는 다른 통신시스템에도 본 발명의 실시 예가 적용될 수 있다. 또한, 본 발명의 실시 예는 숙련된 기술적 지식을 가진 자의 판단으로써 본 발명의 범위를 크게 벗어나지 아니하는 범위에서 일부 변형을 통해 다른 통신시스템에도 적용될 수 있다.
도 4a, 도 4b 및 도 4c는 본 발명의 일 실시 예에 따른 통신 시스템에서 방송 정보의 커버리지 확장을 위해 PBCH를 반복 전송하는 구조의 구체적인 예를 나타낸다.
도 4a에서는 기존 PBCH가 전송되는 0번 서브프레임에서의 PBCH 반복 구조를 도시한다. 커버리지 확장을 위한 PBCH 반복 전송은 기존 PBCH와, 동일한 시스템 전송 대역의 중간에 위치한 6개의 RB에서 전송될 수 있다. PBCH가 반복 전송되는 영역은 0번 서브프레임의 6개의 리소스 블록 400에서, 제어채널영역 401 및 PSS/SSS 전송을 위한 RE 402, CRS 전송을 위한 RE 403을 제외한 나머지 RE를 모두 사용하여 반복전송이 수행될 수 있다. PBCH의 반복은 주파수 오프셋 (offset) 추정을 위해 OFDM 심볼 단위로 반복이 될 수 있다. 상세하게, 기존 PBCH를 전송하는 OFDM 심볼 중에서 CRS 전송을 위한 RE를 포함하는 OFDM 심볼은, 나머지 PBCH 반복을 위해 사용될 수 있는 OFDM 심볼 중에서, CRS가 포함된 OFDM 심볼에 매핑되어 반복 전송될 수 있다. 그리고, 기존 PBCH를 전송하는 OFDM 심볼 중에서 CRS가 포함되지 않은 OFDM 심볼은, PBCH 반복 전송을 위해 사용될 수 있는 OFDM 심볼 중에서, CRS가 포함되지 않은 OFDM 심볼에 맵핑되어 반복 전송될 수 있다. 즉, 하나의 서브프레임 내에서, 기존의 PBCH를 반복하는데 CRS가 포함된 OFDM 심볼은 CRS가 포함된 OFDM 심볼로 매핑되어 반복될 수 있다. 또는 CRS가 포함되지 않은 OFDM 심볼은 CRS가 포함되지 않은 OFDM 심볼로 매핑되어 반복될 수 있다. 도 4a를 예시로 이를 설명하면, OFDM 심볼 7번에서 전송되는 PBCH는 OFDM 심볼 4번에서 추가적으로 반복 전송될 수 있다. 또한 OFDM 심볼 8번에서 전송되는 PBCH는 OFDM 심볼 11번에서 추가적으로 반복 전송될 수 있다. 또한, OFDM 심볼 9번에서 전송되는 PBCH는 OFDM 심볼 3번, 12번에서 추가적으로 반복 전송 될 수 있다. 마지막으로 OFDM 심볼 10번에서 전송되는 PBCH는 OFDM 심볼 10번에서 반복되어 전송될 수 있다. 하지만, 상기 도 4a에서 제시된 OFDM 심볼 단위의 PBCH 반복 매핑 패턴은, 하나의 실시 예로 제시된 것이고, 따라서 본 발명의 기술 사상은 상기 매핑 패턴에 한정되지 않고 OFDM 심볼 단위로 매핑이 적용되는 임의의 실시 예를 모두 포함할 수 있다.
도 4b와 도 4c는 도 4a와 동일하거나 유사한 방법에 의한 PBCH 반복 매핑 패턴의 다른 실시 예를 나타낸 것으로써, 구체적으로 도 4b는 FDD (frequency division duplexing) 통신 시스템에서의 PBCH 반복 매핑의 일 실시 예를 나타내고, 도 4c는 TDD (time division duplexing) 통신 시스템에서의 PBCH 반복 매핑의 다른 실시 예를 나타낸다.
도 4b를 참고하면, FDD 방식의 통신 시스템에서 PBCH가 서브프레임 0번(SF#0) 및 서브프레임 9번(SF#9)에서 반복되는 구체적인 실시 예가 제시되어 있다. 도 4b에서, 서브프레임 9번은 서브프레임 0번이 속한 라디오 프레임의 이전 라디오 프레임에 속한다. 도 4a와 같은 방식으로, 도 4b에서도 원칙적으로 서브프레임 내에서 기존 PBCH를 반복하는데 CRS가 포함된 OFDM 심볼은 CRS가 포함된 OFDM 심볼로 매핑되어 반복될 수 있다. 또는 CRS가 포함되지 않은 OFDM 심볼은 CRS가 포함되지 않은 OFDM 심볼로 매핑되어 반복될 수 있다. 구체적으로, 서브프레임 0번의 CRS AP 1, 2를 포함하는 OFDM 심볼 1번에서 전송되는 기존 PBCH는, 서브프레임 0번과 서브프레임 9번에서 CRS AP 1, 2를 포함하는 OFDM 심볼 1* 번들에 매핑되어 반복 전송 될 수 있다. 또는, 서브프레임 0번의 CRS를 포함하지 않은 OFDM 심볼 3번에서 전송되는 기존 PBCH는 서브프레임 0번과 서브프레임 9번에서 CRS를 포함하지 않은 OFDM 심볼 3* 번들에 매핑되어 반복 전송될 수 있다. 하지만 참조번호 410 및 430을 참고하면, 서브프레임 0번의 CRS AP 1, 2를 포함하는 OFDM 심볼 2번에서 전송되는 기본 PBCH가 서브프레임 0번의 CRS AP 1, 2를 포함하지 않은 OFDM 심볼 2* 번 430 및 서브프레임 9번의 CRS AP 1, 2를 포함하지 않은 OFDM 심볼 2* 번 410에 매핑되어 전송될 수도 있다. 이 경우, CRS AP 1, 2에 대응되는 RE 부분은 반복 매핑되지 않거나, 또는 CRS AP 1, 2에 대응되는 RE부분까지 모두 반복 매핑 되거나 (즉 CRS까지 반복 매핑), 또는 CRS AP 1, 2에 대응되는 RE 부분에 인접한 RE들에 매핑된 PBCH를 다시 반복 매핑할 수 있다. 상기 도 4b에서 제시된 PBCH 매핑 패턴은, 하나의 실시 예로 제시된 것이고, 본 발명의 기술 사상을 벗어나지 않은 다른 임의의 매핑 패턴을 모두 포함할 수 있다.
도 4c를 참고하면, TDD 방식의 통신 시스템에서 PBCH가 서브프레임 0번(SF#0) 및 서브프레임 5번(SF#5)에서 반복되는 구체적인 실시 예가 제시되어 있다. 도 4c에서, 서브프레임 5번은 서브프레임 0번이 속한 라디오 프레임과 동일한 라디오 프레임에 속한다. 도 4a와 같은 방식으로, 도 4c에서도 서브프레임 내에서 기존 PBCH를 반복하는데 CRS가 포함된 OFDM 심볼은 CRS가 포함된 OFDM 심볼로 매핑되어 반복될 수 있다. 또는 CRS가 포함되지 않은 OFDM 심볼은 CRS가 포함되지 않은 OFDM 심볼로 매핑되어 반복될 수 있다. 구체적으로, 서브프레임 0번의 CRS AP 1, 2를 포함하는 OFDM 심볼 1번에서 전송되는 기존 PBCH는, 서브프레임 0번과 서브프레임 5번에서 CRS AP 1, 2를 포함하는 OFDM 심볼 1* 번들에 매핑되어 반복 전송될 수 있다. 또는, 서브프레임 0번의 CRS를 포함하지 않은 OFDM 심볼 3번에서 전송되는 기존 PBCH는 서브프레임 0번과 서브프레임 9번에서 CRS를 포함하지 않은 OFDM 심볼 3* 번들에 매핑되어 반복 전송될 수 있다. 하지만 참조번호 450 및 470을 참고하면, 서브프레임 0번의 CRS AP 1, 2를 포함하는 OFDM 심볼 2번에서 전송되는 기본 PBCH가, 서브프레임 0번의 CRS AP 1, 2를 포함하지 않은 OFDM 심볼 2* 번 450 및 서브프레임 5번의 CRS AP 1, 2를 포함하지 않은 OFDM 심볼 2* 번 470에 매핑되어 전송 될 수도 있다. 이 경우, CRS AP 1, 2에 대응되는 RE 부분은 반복 매핑되지 않거나, 또는 CRS AP 1, 2에 대응되는 RE 부분까지 모두 반복 매핑 되거나 (즉 CRS까지 반복 매핑), 또는 CRS AP 1, 2에 대응되는 RE 부분에 인접한 RE들에 매핑된 PBCH를 다시 반복 매핑할 수 있다. 상기 도 4c에서 제시된 PBCH 매핑 패턴은, 하나의 실시 예로 제시된 것이고, 본 발명의 기술 사상을 벗어나지 않은 다른 임의의 매핑 패턴을 모두 포함할 수 있다.
상기와 같이 매핑을 수행하는 경우에는 OFDM 심볼 단위로 동일한 신호가 전송되기 때문에 반복 패턴을 이용한 자기 상관을 수행하면, 주파수 오프셋을 추정할 수 있는 장점이 있다. 음영 지역에 위치하여 커버리지 확장이 필요한 단말은 추가적인 커버리지 확장을 위해 채널 추정 시 여러 서브프레임에 걸쳐서 채널 추정 컴바이닝하는데 이 때 단말과 기지국간에 캐리어 주파수 오프셋(Carrier frequency offset)이 존재할 수 있다. 이 경우 채널 추정 시 코히어런트 컴바이닝이 불가능하여 성능이 열화 될 수 있다. 따라서 음영 지역에 위치하는 단말은 하향링크 수신 시 주파수 오프셋을 정확하게 추정하여 보상하는 과정이 필요하며, PBCH 반복 패턴을 이용하여 수학식 1과 같이 정확한 주파수 오프셋을 추정할 수 있다. 수학식 1은, 상기에서 설명한 바와 같이, 커버리지 확장을 위해 반복되는 PBCH의 반복 패턴을 이용한 주파수 오프셋 추정식을 나타낸다.
Figure pat00003
수학식 1에서 Y l (k)는 하나의 서브프레임을 구성하는 l번째 OFDM, k번째 서브캐리어에 해당하는 QPSK 심볼의 값을 나타낸다. N은 기존 PBCH가 전송되는 OFDM 심볼과 반복되는 PBCH가 전송되는 OFDM 심볼 간의 간격을 OFDM 심볼의 수로 나타낸 값을 나타낸다. TSYM은 OFDM 심볼의 시간 주기, TCP는 순환전치(Cyclic prefix) 해당하는 시간 주기, {K}는 주파수 영역에서 주파수 오프셋 추정에 사용되는 서브캐리어의 인덱스 집합을 나타낸다. 또한 수학식 1에서 arg{A}는 복소수 A의 위상을 나타낸다. 또한, 여기서 l과 l+N번째 OFDM 심볼은 기존의 PBCH가 전송되는 OFDM 심볼 및 반복되는 PBCH가 전송되는 심볼을 나타내도록 설정되어야 한다. 앞서 설명된 것처럼, PBCH 커버리지 확장을 위해 기존 단말을 위한 PBCH를 OFDM 심볼단위로 나머지 영역에 대해 반복 매핑을 수행한다. 따라서, 음영 지역에 위치하는 단말은 수학식 1을 사용하여 PBCH를 디코딩 수행하기 전에 (즉, PBCH를 디코딩 하지 않고도) 기지국과 단말 사이에 존재하는 주파수 오프셋을 추정할 수 있다. 또한 단말은, 주파수 오프셋 추정 성능을 더욱 향상시키기 위해, PBCH 반복 전송을 위해 사용된 모든 OFDM 심볼에서 추정한 주파수 오프셋 추정값 '△f'를 평균화하여 주파수 오프셋 추정 성능을 더욱 향상시킬 수 있다.
상기와 같이 PBCH 반복에 따라 동일한 OFDM 심볼끼리 상관(correlation)을 계산하면 높은 상관 값을 갖는 반면, 동일하지 않은 OFDM 심볼간 상관 값은 0에 가까운 낮은 상관 값을 갖는다. 따라서, 본 발명에서는 저비용 단말이 PBCH를 수신하는데 있어 현재 접속을 시도하려는 기지국이 PBCH 커버리지 확장을 지원하는지 여부를 반복 패턴을 통한 자기 상관을 통해 결정하는 방법을 제안한다.
상기에서 기술한 바와 같이 음영 지역에 위치하는 단말은 PBCH를 수신하는데 있어 기지국이 커버리지 확장을 지원하는지 여부를 PBCH를 수신하여 MIB 디코딩이 성공한 다음에야 알 수 있다. 그러나, 만약 PBCH 수신 및 MIB 디코딩에 실패할 경우, 단말은 기지국이 PBCH 커버리지 확장을 지원하지 않아서 MIB 디코딩에 실패한 것인지 또는 기지국이 커버리지 확장을 지원함에도 불구하고 단말이 채널 상황이 좋지 않아서 MIB 디코딩에 실패한 것인지 판단할 수 없는 문제점이 발생한다. 만약 MIB 디코딩에 실패했을 때 단말이 기지국의 커버리지 확장 모드 지원 여부를 알고 있다면, 단말은 더욱 효율적으로 동작할 수 있다. 즉, 만약 기지국이 커버리지 확장을 지원하지 않아서 MIB 디코딩에 실패한 경우라면 음영지역에 위치한 단말은 빨리 다른 주파수 또는 다른 셀로 이동하여 초기접속을 시도하는 것이 바람직하다. 반면, 기지국이 커버리지 확장을 지원하지만 채널 환경이 좋지 않아서 MIB 디코딩에 실패한 경우라면 시간 다이버시티를 얻기 위해 여러 번 PBCH 수신 및 MIB 디코딩을 시도하는 것이 바람직하다.
따라서 상기와 같은 이유로, 본 발명의 제1 실시 예에서는 기존 단말을 위한 PBCH와 커버리지 향상을 위해 추가적으로 반복되는 PBCH 사이에 자기 상관을 수행한다. 그리고 자기 상관의 결과값을 임의의 임계값 (threshold) 'X'와 비교하여 기지국이 PBCH의 커버리지 확장을 지원하는지 여부를 결정하는 방법을 제안한다. 수학식 2는, 본 발명의 제1 실시 예에 따라, 단말이 자기 상관 연산을 기초로 기지국이 PBCH 커버리지 확장을 지원하는지 여부를 결정하는 방법을 나타낸다.
Figure pat00004
수학식 2에서 Y l (k)는 하나의 서브프레임을 구성하는 l번째 OFDM, k번째 서브캐리어에 해당하는 QPSK 심볼의 값을 나타낸다. N은 기존 PBCH가 전송되는 OFDM 심볼과 반복되는 PBCH가 전송되는 OFDM 심볼 간의 간격을 OFDM 심볼의 수로 나타낸 값을 나타낸다. {K}는 주파수 영역에서 주파수 오프셋 추정에 사용되는 서브캐리어의 인덱스 집합을 나타낸다. 또한, 여기서 l과 l+N번째 OFDM 심볼은 기존의 PBCH가 전송되는 OFDM 심볼 및 반복되는 PBCH가 전송되는 심볼을 나타내도록 설정되어야 한다. 수학식 2를 통해 결정된 자기 상관값
Figure pat00005
이 단말이 미리 설정된 임계값 'X'보다 클 경우를 가정할 수 있다. 이 경우, 단말은 현재 단말이 접속하고 있는 기지국이 PBCH 전송을 위한 커버리지 확장을 지원한다고 결정할 수 있다. 상기 결정은, 앞서 설명된 바와 같이, 기존의 PBCH와 추가적으로 반복되는 PBCH가 하나의 서브프레임 내에서 OFDM 심볼 단위로 반복되기 때문이다. 즉, PBCH가 하나의 서브프레임에서 OFDM 심볼 단위로 반복되기 때문에 OFDM 심볼간의 자기 상관이 높게 결정될 수 있다. 반대로 수학식 2에서 계산한 자기 상관값
Figure pat00006
이 미리 설정된 임계값 'X'보다 작은 경우를 가정할 수 있다. 이 경우, 단말은 현재 단말이 접속하고 있는 기지국이 PBCH 전송을 위한 커버리지 확장을 지원하지 않는다고 결정할 수 있다. 상기 결정은, 앞서 설명한 바와 같이, 동일하지 않은 두 OFDM 심볼은 서로간에 자기 상관이 없기 때문이다. 즉, 단말이 PBCH 반복을 가정하고 가지 상관을 취하더라도, 수학식 2를 적용한 결과 낮은 상관 값이 나오기 때문이다.
또한 단말은 PBCH 반복 여부 결정에 대한 성능 및 신뢰도를 더욱 향상시키기 위해 PBCH 반복 전송을 위해 사용된 모든 OFDM 심볼에서 추정한
Figure pat00007
를 평균하여 임계값 'X'와 비교하는 것을 제안한다.
하나의 라디오 프레임에서 PBCH가 전송되는 두 개의 서브프레임이 동일한 PBCH로 매핑되어 반복 전송 될 수 있다. 즉, FDD의 경우 기존의 0번 서브프레임에서 전송되는 PBCH와 9번 서브프레임에서 전송되는 PBCH가 동일한 신호와 동일한 패턴으로 반복되는 실시 예를 고려할 수 있다. 이 경우, 단말이 서브프레임 단위로 자기상관을 계산하여 임계값과 비교하여 PBCH의 커버리지 확장 여부를 결정하는 방법을 제안한다. 예를 들어, 0번 서브프레임과 9번 서브프레임 사이의 자기 상관을 계산하고, 이를 임계값 'X'와 비교하여 PBCH의 커버리지 확장 여부를 결정할 수 있다. 여기서, 9번 서브프레임은 0번 서브프레임의 이전 라디오 프레임의 서브프레임이 될 수 있고 또는 0번 서브프레임과 동일한 라디오 프레임의 서브프레임이 될 수 있다. 또한 TDD의 경우에는 기존의 0번 서브프레임에서 전송되는 PBCH와 5번 서브프레임에서 전송되는 PBCH가 동일한 신호와 동일한 패턴으로 반복되는 경우를 가정할 수 있다. 이 경우, 단말이 서브프레임 단위로 자기상관을 계산하고 임계값 'X'와 비교를 통해, 기지국이 PBCH 커버리지 확장을 지원하는지 여부를 결정하는 방법을 제안한다. 여기서, 5번 서브프레임은 0번 서브프레임과 동일한 라디오 프레임 내에 존재한다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 단말의 블록 구성도를 나타낸다. 도 5를 참고하면, 단말 500은 통신부 510, 저장부 520, 제어부 530를 포함한다.
통신부 510는 무선 채널을 통해 신호를 송수신하기 위한 기능들을 수행한다. 예를 들어, 통신부 510은 시스템의 물리 계층 규격에 따라 기저대역 신호 및 비트열 간 변환 기능을 수행한다. 예를 들어, 데이터 송신 시, 통신부 510은 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심볼들을 생성한다. 또한, 데이터 수신 시, 통신부 510은 기저대역 신호를 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다. 또한, 통신부 510은 기저대역 신호를 RF(radio frequency) 대역 신호로 상향 변환한 후 안테나를 통해 송신하고, 안테나를 통해 수신되는 RF 대역 신호를 기저대역 신호로 하향 변환한다. 예를 들어, 통신부 510는 송신 필터, 수신 필터, 증폭기, 믹서(mixer), 오실레이터(oscillator), DAC(digital to analog convertor), ADC(analog to digital convertor) 등을 포함할 수 있다.
또한, 통신부 510은 다수의 RF 체인들을 포함할 수 있다. 나아가, 통신부 510은 빔포밍 (beamforming)을 수행할 수 있다. 빔포밍을 위해, 통신부 510는 다수의 안테나들 또는 안테나 요소(element)들을 통해 송수신되는 신호들 각각의 위상 및 크기를 조절할 수 있다. 나아가, 통신부 510은 서로 다른 다수의 무선 접속 기술들을 지원하기 위해 다수의 통신 모듈들을 포함할 수 있다.
또한, 통신부 510은 서로 다른 주파수 대역의 신호들을 처리하기 위해 서로 다른 통신 모듈들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 서로 다른 통신 규격들은 블루투스 저 에너지 (bluetooth low energy, BLE), Wi-Fi(Wireless Fidelity), WiGig (WiFi Gigabyte), 셀룰러 망 (예: LTE(Long Term Evolution) 등을 포함할 수 있다. 또한, 서로 다른 주파수 대역들은 극고단파 (super high frequency, SHF)(예: 2.5GHz, 5Ghz) 대역, mm파(millimeter wave)(예: 60GHz) 대역을 포함할 수 있다. 특히 통신부 510은 후술되는 다양한 실시 예들에 따라, 기지국으로부터 방송 정보가 포함된 신호를 수신할 수 있다.
통신부 510은 상술한 바와 같이 신호를 송신 및 수신한다. 이에 따라, 통신부 510은 송신부, 수신부 또는 송수신부로 지칭될 수 있다. 또한, 이하 설명에서 무선 채널을 통해 수행되는 송신 및 수신은 통신부 510에 의해 상술한 바와 같은 처리가 수행되는 것을 포함하는 의미로 사용된다.
저장부 520은 단말의 동작을 위한 기본 프로그램, 응용 프로그램, 설정 정보 등의 데이터를 저장한다. 저장부 520은 휘발성 메모리, 비휘발성 메모리 또는 휘발성 메모리와 비휘발성 메모리의 조합으로 구성될 수 있다. 저장부 520은 제어부 530의 제어에 따라 본 발명의 일 실시 예에 따른 통신 시스템에서 수행되는 방송 정보를 수신하는 동작에 관련된 동작에 관련된 프로그램과 각종 데이터 등을 저장한다. 특히, 저장부 520는 후술되는 다양한 실시 예에 따라, 제어부 530을 통해 결정된 자기 상관값과의 비교를 위한 미리 설정된 임계값을 저장할 수 있다. 상기 임계값은 결정된 자기 상관값과의 크기 비교를 통해 기지국이 PBCH 커버리지 확장을 지원하는지 여부를 결정하기 위해 사용될 수 있다. 그리고, 저장부 120는 제어부 130의 요청에 따라 저장된 데이터를 제공한다.
제어부 530은 단말의 전반적인 동작들을 제어한다. 예를 들어, 제어부 530는 통신부 510를 통해 신호를 송수신한다. 또한, 제어부 530은 저장부 520에 데이터를 기록하고, 읽는다. 이를 위해, 제어부 530은 적어도 하나의 프로세서(processor) 또는 마이크로(micro) 프로세서를 포함하거나, 또는, 프로세서의 일부일 수 있다. 또한, 통신부 510의 일부 및 제어부 530은 CP(communication processor)라 지칭될 수 있다. 특히, 제어부 530은 후술되는 다양한 실시 예들에 따라 단말이 도 6에 도시된 절차를 수행하도록 제어할 수 있다. 구체적으로 제어부 530은 수신 신호에 대해 자기 상관 연산을 수행하여 기지국이 PBCH 커버리지 확장을 지원하는지 여부를 결정할 수 있다. 또한, 제어부 530은 자기 상관 연산을 기초로 수신 신호에 대한 주파수 오프셋 추정 및 보상을 수행할 수 있다. 또한, 제어부 530은 수신 신호에 대한 디코딩 횟수를 임계값과 비교를 통해 다른 중심 주파수로의 이동 여부를 결정할 수 있다. 그리고 제어부 530은 단말이 기지국과의 초기 접속을 위한 흐름도 7 내지 11에 도시된 절차를 수행하도록 제어할 수 있다.
이하 사용되는 '~부', '~기' 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어, 또는, 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따라 단말이 PBCH 반복 패턴을 사용하여 기지국의 PBCH의 커버리지 확장 여부를 결정하고 주파수 오프셋을 추정하기 위한 블록 구성을 나타낸다. 도 6을 통해 설명되는 일련의 동작은, 앞서 언급된 도 5의 통신부 510 또는 제어부 530을 통해 실행될 수 있다.
도 6에 따르면, 수신 신호 Y l (k) 601이 수신되면, 해당 신호는 N OFDM 심볼 지연기 602에서 N OFDM 심볼 시간 동안 저장된다. OFDM 심볼 지연기 602의 출력 신호는 복소 공액 (complex conjugate) 연산부 603으로 입력되어 복소 공액 연산을 수행한다. 곱셈기 604에서는 복소 공액 연산부 603의 출력신호와 수신 신호 601에 대해 곱셈 연산을 수행한다. 누적기 605에서는 PBCH 전송에 사용된 서브캐리어에 대해서 곱셈기 604의 연산 값을 누적한다. 상기의 수신신호 601의 입력에서부터 누적기 605까지의 연산은 PBCH 반복 패턴을 이용한 주파수 오프셋 추정 방법과 PBCH 커버리지 확장 검출 방법에 대해 동일하게 사용될 수 있다. 즉, 상기 수신 신호 601의 입력에서부터 누적기 605까지의 동작은, 예를 들어, 앞서 설명된 수학식 1 및 수학식 2에서 공통된 연산인
Figure pat00008
을 수행하는 것이다. 수신 신호 601의 입력에서부터 누적기 605까지의 동작은 자기 상관 연산으로 지칭될 수 있다. 따라서, N OFDM 심볼 지연기 602에서 누적기 605까지에 해당하는 하나의 공통 모듈을 공유하여, 주파수 오프셋 추정과 PBCH 커버리지 확장 검출에 동시에 사용할 수 있다. 누적기 605의 출력은 벡터-앵글 변환부 606으로 입력된다. 벡터-앵글 변환부 606는 누적된 벡터를 이용하여 위상 정보를 추출하면 주파수 오프셋을 추정할 수 있다. 즉, 벡터-앵글 변환부 606은, 예를 들어, 수학식 1을 통해 주파수 오프셋을 추정할 수 있다. 추정된 주파수 오프셋은, 도면은 통해 제시되지는 않았지만, 주파수 오프셋 보상기로 전달되어 향후 수신되는 신호의 주파수 오프셋을 보상하는데 사용할 수 있다. 또한, 누적기 605의 출력은 절대값 추출부 607로 입력되어, 누적된 벡터값에 대해 크기를 추출하고 미리 설정된 임계값 'X'와 비교하여 PBCH 커버리 확장을 판단하는 데 사용할 수 있다.
상기와 같이 주파수 오프셋 추정과, PBCH 커버리지 확장 여부 검출을 위해 공통 모듈이 사용하므로 적은 복잡도 갖도록 단말을 구현하는데 있어 유리한 장점이 있다.
본 발명에 따른 제2 실시 예에서는, 상기 제1 실시 예에 따른 PBCH 커버리지 확장 여부 검출 결과를 기초로 단말의 초기 접속 과정에 대해 제안한다. 앞서 설명된 것처럼, 음영 지역에 위치하는 단말이, 초기 접속 과정에서 기지국이 PBCH 커버리지 확장 여부를 PBCH 디코딩 전에 알 수 있다면, 단말의 효율적인 동작이 가능하다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 단말이 자기 상관 연산을 통해 기지국에 초기 접속을 수행하기 위한 제1 실시 예를 나타내는 흐름도이다.
도 7에 따르면, 단말은 701 단계에서 방송 정보가 포함된 신호를 수신할 수 있다. 상기 신호의 수신은 도 5의 통신부 510을 통해 이루어질 수 있다. 구체적으로, 단말은 기지국에 초기 접속하는 과정에서 기지국이 송신하는 PSS/SSS를 사용하여 기지국과 동기화를 수행할 수 있다. 기지국과 동기화를 완료한 단말은 기지국이 전송하는 MIB 및 SIB를 수신하여 향후 기지국과의 통신을 위해 필요한 방송 정보를 획득할 수 있다.
701 단계가 완료되면 702 단계로 이동하여, 단말은 자기 상관 연산을 수행할 수 있다. 단말은 기지국이 PBCH 커버리지 확장을 지원하는 것을 가정하고, 자기 상관 연산을 수행할 수 있다. 일 실시 예에 따라, 단말은 OFDM 심볼 단위로 자기 상관 연산을 수행할 수 있다. 즉, 단말은 기존의 PBCH가 전송되는 OFDM 심볼과 반복된 PBCH를 전송하기 위한 OFDM 심볼 (도 4a 내지 도4c에서 제시된 방법에 따라 미리 결정) 사이의 자기 상관 연산을 수행할 수 있다. 예를 들어, 도 4a를 참고하면, 기지국이 PBCH 커버리지 확장을 지원한다고 가정하면, OFDM 심볼 7번에서 전송되는 PBCH가 OFDM 심볼 4번에서 추가적으로 반복된다. 따라서 단말은 OFDM 심볼 4번과 7번 사이에서 자기 상관 연산을 수행할 수 있다. 다른 실시 예에 따라, 단말은 서브프레임 단위로 자기 상관 연산을 수행할 수 있다. 하나의 라디오 프레임에서 PBCH가 전송되는 두 개의 서브프레임이 동일한 PBCH로 매핑되어 반복 전송될 수 있다. 이 경우, 단말은 서브프레임 단위로 자기 상관 연산을 수행할 수 있다. 예를 들어 FDD의 경우 0번 서브프레임에서 전송되는 PBCH와 9번 서브프레임에서 전송되는 PBCH가 동일한 신호와 동일한 패턴으로 반복되는 경우, 0번 서브프레임과 9번 서브프레임 사이의 자기 상관 연산을 수행할 수 있다. 여기서 자기 상관 연산은, 예를 들어, 수학식 1 및 수학식 2에서 공통된 연산인
Figure pat00009
가 될 수 있다.
PBCH가 반복되는, OFDM 심볼들 사이의 자기 상관 연산 또는 서브프레임들 사이의 자기 상관 연산 과정이 완료되면, 단말은 703 단계로 이동한다. 단말은 703 단계에서, 자기 상관 값이 미리 설정된 임계값 'X'보다 더 큰 값인지 여부(또는 크거나 같은지 여부)를 결정할 수 있다. 자기 상관 값은, 예를 들어, 702 단계에서 이루어진 자기 상관 연산을 기초로 수학식 2를 사용하여 결정될 수 있다. 일 실시 예에 따라 PBCH가 OFDM 심볼 단위로 또는 서브프레임 단위로 반복되는 경우, 즉 기지국이 PBCH 커버리지 확장을 지원하는 경우, 자기 상관 값이 임계값 'X'보다 큰 것으로 결정될 수 있다. 이 경우, 단말은 기지국이 PBCH 커버리지 확장을 지원하는 것으로 결정할 수 있다. 다른 실시 예에 따라, PBCH가 OFDM 심볼 단위 또는 서브프레임 단위로 반복되지 않은 경우, 즉 기지국이 PBCH 커버리지 확장을 지원하지 않은 경우, 자기 상관 값은 0에 가까운 값이 될 수 있고, 따라서 임계값 'X'보다 작은 것으로 결정될 수 있다. 이 경우, 단말은 기지국이 PBCH 커버리지 확장을 지원하지 않은 것으로 결정할 수 있다. 이 경우, 현재 PBCH를 수신 중인 기지국과의 통신을 중단하고, 다른 중심 주파수 또는 다른 셀을 탐색할 수 있다.
또한 단말은 PBCH 반복 여부 결정에 대한 성능 및 신뢰도를 더욱 향상시키기 위해, PBCH 반복 전송을 위해 사용된 모든 OFDM 심볼에서 추정한 자기 상관 값을 평균하여 임계값 'X'와 비교할 수 있다. 여기서, 상기 임계값 'X'는 단말의 소프트웨어나 하드웨어를 통해 가변적으로 변경할 수 있도록 구현될 수 있으며, 단말의 채널 상황이나 경로감쇄 상황에 따라 가변으로 조절할 수 있도록 구현될 수 있다.
기지국이 PBCH 커버리지 확장을 지원하는 것으로 결정된 경우, 즉 자기 상관값이 임계값 'X'보다 큰 경우 (또는 크거나 같은 경우), 단말은 704 단계에서 수신 신호의 디코딩을 통해 방송 정보를 획득할 수 있다. 단말은 수신 신호의 디코딩을 위한 전제로써, 자기 상관 연산을 기초로 주파수 오프셋을 추정하고 보상 할 수 있다. 단말은, 자기 상관값이 임계값보다 큰 것으로 결정된 결과를 기초로, 기지국이 PBCH 커버리지 확장을 지원하는 것을 가정하고, 701 단계에서 수신된 신호에 대해 디코딩을 시도할 수 있다. 디코딩은 부호화된 정보(또는 신호)를 부호화되기 전으로 되돌리는 처리로써, 부호화 절차를 역으로 수행하는 것이다. 구체적으로 단말은 라디오 프레임에서 수신된 PBCH에 대하여, 스크램블링 시퀀스로 디스크램블링을 수행하고, 세그먼팅된 비트열들을 결합한 다음 채널 디코딩을 시도할 수 있다. 단말은 디코딩을 통해 MIB에 포함된 방송 정보를 획득할 수 있다. 구체적으로, 단말은 MIB에 포함된 방송 정보인 하향링크 시스템 주파수정보, PHICH 설정 정보 및 SFN 정보를 획득할 수 있다. 그리고 단말은 획득된 방송 정보를 이용하여 기지국과 통신을 수행할 수 있다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 단말이 자기 상관 연산을 기초로 주파수 오프셋 보상을 통해 기지국에 초기 접속을 수행하기 위한 제2 실시 예를 나타내는 흐름도이다.
도 8에 따르면, 단말은 801 단계에서 방송 정보가 포함된 신호를 수신할 수 있다. 상기 신호의 수신은 도 5의 통신부 510을 통해 이루어질 수 있다. 구체적으로, 단말은 기지국에 초기 접속하는 과정에서 기지국이 송신하는 PSS/SSS를 사용하여 기지국과 동기화를 수행할 수 있다. 기지국과 동기화를 완료한 단말은 기지국이 송신하는 MIB 및 SIB를 수신하여 향후 기지국과의 통신을 위해 필요한 방송 정보를 획득 할 수 있다.
801 단계가 완료되면 802 단계로 이동하여, 단말은 자기 상관 연산을 수행할 수 있다. 단말은 기지국이 PBCH 커버리지 확장을 지원하는 것을 가정하고, 자기 상관 연산을 수행할 수 있다. 일 실시 예에 따라, 단말은 OFDM 심볼 단위로 자기 상관 연산을 수행할 수 있다. 즉, 단말은 기존의 PBCH가 송신되는 OFDM 심볼과 반복된 PBCH를 송신하기 위한 OFDM 심볼 (도 4에서 제시된 방법에 따라 미리 결정) 사이의 자기 상관 연산을 수행할 수 있다. 예를 들어, 도 4a를 참고하면, 기지국이 PBCH 커버리지 확장을 지원한다고 가정하면, OFDM 심볼 7번에서 송신되는 PBCH가 OFDM 심볼 4번에서 추가적으로 반복되므로 OFDM 심볼 4번과 7번 사이에서 자기 상관 연산을 수행할 수 있다. 다른 실시 예에 따라, 단말은 서브프레임 단위로 자기 상관 연산을 수행할 수 있다. 하나의 라디오 프레임에서 PBCH가 전송되는 두 개의 서브프레임이 동일한 PBCH로 매핑되어 반복 전송 될 수 있다. 이 경우, 단말은 서브프레임 단위로 자기 상관 연산을 수행 할 수 있다. 예를 들어 FDD의 경우 0번 서브프레임에서 전송되는 PBCH와 9번 서브프레임에서 전송되는 PBCH가 동일한 신호와 동일한 패턴으로 반복되는 경우, 0번 서브프레임과 9번 서브프레임 사이의 자기 상관 연산을 수행할 수 있다.
PBCH가 반복되는, OFDM 심볼들 사이의 자기 상관 연산 또는 서브프레임들 사이의 자기 상관 연산 과정이 완료되면, 803 단계로 이동한다. 단말은 803 단계에서, 자기 상관 값이 미리 설정된 임계값 'X'보다 더 큰 값인지 여부(또는 크거나 같은지 여부)를 결정할 수 있다. 자기 상관 값은, 예를 들어, 802 단계에서 이루어진 자기 상관 연산을 기초로 수학식 2를 사용하여 결정될 수 있다. 일 실시 예에 따라 PBCH가 OFDM 심볼 단위로 또는 서브프레임 단위로 반복되는 경우, 즉 기지국이 PBCH 커버리지 확장을 지원하는 경우, 자기 상관 값이 임계값 'X'보다 큰 것으로 결정 될 수 있다. 이 경우, 단말은 기지국이 PBCH 커버리지 확장을 지원하는 것으로 결정할 수 있다. 다른 실시 예에 따라, PBCH가 OFDM 심볼 단위 또는 서브프레임 단위로 반복되지 않은 경우, 즉 기지국이 PBCH 커버리지 확장을 지원하지 않은 경우, 자기 상관 값은 0에 가까운 값이 될 수 있고, 따라서 임계값 'X'보다 작은 것으로 결정될 수 있다. 이 경우, 단말은 기지국이 PBCH 커버리지 확장을 지원하지 않은 것으로 결정할 수 있다. 또한 단말은 PBCH 반복 여부 결정에 대한 성능 및 신뢰도를 더욱 향상시키기 위해, PBCH 반복 전송을 위해 사용된 모든 OFDM 심볼에서 추정한 자기 상관 값을 평균하여 임계값 'X'와 비교할 수 있다. 여기서, 상기 임계값 'X'는 단말의 소프트웨어나 하드웨어를 통해 가변적으로 변경할 수 있도록 구현될 수 있으며, 단말의 채널 상황이나 경로감쇄 상황에 따라 가변으로 조절할 수 있도록 구현될 수 있다.
기지국이 PBCH 커버리지 확장을 지원하지 않은 것으로 결정된 경우, 즉 자기 상관값이 임계값 'X'보다 작은 경우, 단말은 804 단계에서 다른 중심 주파수 또는 다른 셀을 탐색할 수 있다. 즉, 단말은 현재 PBCH를 수신 중인 기지국과의 통신을 중단하고 다른 인접 기지국 또는 계층적 셀 구조를 이루는 통신 시스템에서 다른 계층의 기지국으로 초기 접속을 시도할 수 있다. 이 경우, 단말은 801 단계로 다시 복귀하여 기지국으로부터 방송 정보가 포함된 신호를 수신하는 과정을 반복한다.
기지국이 PBCH 커버리지 확장을 지원하는 것으로 결정된 경우, 즉 자기 상관값이 임계값 'X'보다 큰 경우 (또는 크거나 같은 경우), 단말은 805 단계에서 수신 신호에 대하여 주파수 오프셋 추정 및 보상할 수 있다. 구체적으로 단말은 PBCH 반복 패턴을 기초로한 802 단계에서의 자기 상관 연산 결과를 통해 주파수 오프셋 추정 및 보상을 수행할 수 있다. 결과적으로, 단말은 수신 신호를 디코딩하지 않고도 PBCH 반복 패턴을 이용하여 기지국과 단말 사이에 존재하는 주파수 오프셋을 추정할 수 있다. 또한, 단말은 PBCH 반복 전송을 위해 사용된 모든 OFDM 심볼에서 추정한 주파수 오프셋 값을 평균화함으로써, 주파수 오프셋 추정 성능을 향상 시킬 수 있다. 주파수 오프셋이 추정되면, 단말은 추정값을 보상하여 채널 추정 시 발생할 수 있는 성능 열화를 감소시킬 수 있다. 일 실시 예에 따라, 주파수 오프셋 추정은 PBCH 반복 패턴을 이용하여 주파수 오프셋을 추정하기 위한 수학식 1을 사용하여 수행될 수 있다.
주파수 오프셋 추정 및 보상을 완료한 단말은, 단말은 806 단계에서 수신 신호의 디코딩을 통해 방송 정보를 획득할 수 있다. 단말은 수신 신호의 디코딩을 위한 전제로써, 자기 상관 연산을 기초로 주파수 오프셋을 추정하고 보상 할 수 있다. 단말은, 자기 상관 값이 임계값보다 큰 것으로 결정된 결과를 기초로, 기지국이 PBCH 커버리지 확장을 지원하는 것을 가정하고, 801 단계에서 수신된 신호에 대해 디코딩을 시도할 수 있다. 단말은 디코딩을 통해 MIB에 포함된 방송 정보를 획득할 수 있다. 구체적으로, 단말은 MIB에 포함된 방송 정보인 하향링크 시스템 주파수정보, PHICH 설정 정보 및 SFN 정보를 획득할 수 있다. 그리고 단말은 획득된 방송 정보를 이용하여 기지국과 통신을 수행할 수 있다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 단말이 디코딩 시도 횟수를 고려하여 기지국에 초기 접속을 수행하기 위한 제3 실시 예를 나타내는 흐름도이다.
도 9에 따르면, 단말은 901 단계에서 방송 정보가 포함된 신호를 수신할 수 있다. 상기 신호의 수신은 도 5의 통신부 510을 통해 이루어질 수 있다. 구체적으로, 단말은 기지국에 초기 접속하는 과정에서 기지국이 송신하는 PSS/SSS를 사용하여 기지국과 동기화를 수행할 수 있다. 기지국과 동기화를 완료한 단말은 기지국이 송신하는 MIB 및 SIB를 수신하여 향후 기지국과의 통신을 위해 필요한 방송 정보를 획득 할 수 있다.
901 단계가 완료되면 902 단계로 이동하여, 단말은 자기 상관 연산을 수행할 수 있다. 단말은 기지국이 PBCH 커버리지 확장을 지원하는 것을 가정하고, 자기 상관 연산을 수행할 수 있다. 일 실시 예에 따라, 단말은 OFDM 심볼 단위로 자기 상관 연산을 수행할 수 있다. 즉, 단말은 기존의 PBCH가 송신되는 OFDM 심볼과 반복된 PBCH를 송신하기 위한 OFDM 심볼 (도 4에서 제시된 방법에 따라 미리 결정) 사이의 자기 상관 연산을 수행할 수 있다. 예를 들어, 도 4a를 참고하면, 기지국이 PBCH 커버리지 확장을 지원한다고 가정하면, OFDM 심볼 7번에서 송신되는 PBCH가 OFDM 심볼 4번에서 추가적으로 반복되므로 OFDM 심볼 4번과 7번 사이에서 자기 상관 연산을 수행할 수 있다. 다른 실시 예에 따라, 단말은 서브프레임 단위로 자기 상관 연산을 수행할 수 있다. 하나의 라디오 프레임에서 PBCH가 전송되는 두 개의 서브프레임이 동일한 PBCH로 매핑되어 반복 전송될 수 있다. 이 경우, 단말은 서브프레임 단위로 자기 상관 연산을 수행할 수 있다. 예를 들어 FDD의 경우 0번 서브프레임에서 전송되는 PBCH와 9번 서브프레임에서 전송되는 PBCH가 동일한 신호와 동일한 패턴으로 반복되는 경우, 0번 서브프레임과 9번 서브프레임 사이의 자기 상관 연산을 수행할 수 있다.
PBCH가 반복되는, OFDM 심볼들 사이의 자기 상관 연산 또는 서브프레임들 사이의 자기 상관 연산 과정이 완료되면, 903 단계로 이동한다. 단말은 903 단계에서, 자기 상관 값이 미리 설정된 임계값 'X'보다 더 큰 값인지 여부(또는 크거나 같은지 여부)를 결정할 수 있다. 자기 상관 값은, 예를 들어, 902 단계에서 이루어진 자기 상관 연산을 기초로 수학식 2를 사용하여 결정될 수 있다. 일 실시 예에 따라 PBCH가 OFDM 심볼 단위로 또는 서브프레임 단위로 반복되는 경우, 즉 기지국이 PBCH 커버리지 확장을 지원하는 경우, 자기 상관 값이 임계값 'X'보다 큰 것으로 결정 될 수 있다. 이 경우, 단말은 기지국이 PBCH 커버리지 확장을 지원하는 것으로 결정할 수 있다. 다른 실시 예에 따라, PBCH가 OFDM 심볼 단위 또는 서브프레임 단위로 반복되지 않은 경우, 즉 기지국이 PBCH 커버리지 확장을 지원하지 않은 경우, 자기 상관 값은 0에 가까운 값이 될 수 있고, 따라서 임계값 'X'보다 작은 것으로 결정될 수 있다. 이 경우, 단말은 기지국이 PBCH 커버리지 확장을 지원하지 않은 것으로 결정할 수 있다. 또한 단말은 PBCH 반복 여부 결정에 대한 성능 및 신뢰도를 더욱 향상시키기 위해, PBCH 반복 전송을 위해 사용된 모든 OFDM 심볼에서 추정한 자기 상관 값을 평균하여 임계값 'X'와 비교할 수 있다. 여기서, 상기 임계값 'X'는 단말의 소프트웨어나 하드웨어를 통해 가변적으로 변경할 수 있도록 구현될 수 있으며, 단말의 채널 상황이나 경로 감쇄 상황에 따라 가변으로 조절할 수 있도록 구현될 수 있다.
기지국이 PBCH 커버리지 확장을 지원하지 않은 것으로 결정된 경우, 즉 자기 상관값이 임계값 'X'보다 작은 경우, 단말은 904 단계에서 다른 중심 주파수 또는 다른 셀을 탐색할 수 있다. 즉, 단말은 현재 PBCH를 수신 중인 기지국과의 통신을 중단하고 다른 인접 기지국 또는 계층적 셀 구조를 이루는 통신 시스템에서 다른 계층의 기지국으로 초기 접속을 시도할 수 있다. 이 경우, 단말은 901 단계로 다시 복귀하여 기지국으로부터 방송 정보가 포함된 신호를 수신하는 과정을 반복한다.
기지국이 PBCH 커버리지 확장을 지원하는 것으로 결정된 경우, 즉 자기 상관값이 임계값 'X'보다 큰 경우 (또는 크거나 같은 경우), 단말은 905 단계에서 수신 신호에 대하여 주파수 오프셋 추정 및 보상할 수 있다. 구체적으로 단말은 PBCH 반복 패턴을 기초로 한 902 단계에서의 자기 상관 연산 결과를 통해 주파수 오프셋 추정 및 보상을 수행할 수 있다. 결과적으로, 단말은 수신 신호를 디코딩 하지 않고도 PBCH 반복 패턴을 이용하여 기지국과 단말 사이에 존재하는 주파수 오프셋을 추정할 수 있다. 또한, 단말은 PBCH 반복 전송을 위해 사용된 모든 OFDM 심볼에서 추정한 주파수 오프셋 값을 평균화함으로써, 주파수 오프셋 추정 성능을 향상 시킬 수 있다. 주파수 오프셋이 추정되면, 단말은 추정값을 보상하여 채널 추정 시 발생할 수 있는 성능 열화를 감소시킬 수 있다. 일 실시 예에 따라, 주파수 오프셋 추정은 PBCH 반복 패턴을 이용하여 주파수 오프셋을 추정하기 위한 수학식 1을 사용하여 수행될 수 있다.
주파수 오프셋 추정 및 보상을 완료한 단말은, 906 단계에서 수신 신호에 대하여 디코딩을 시도할 수 있다. 단말은, 자기 상관 값이 임계값보다 큰 것으로 결정된 결과를 기초로, 기지국이 PBCH 커버리지 확장을 지원하는 것을 가정하고, 901 단계에서 수신된 신호에 대해 디코딩을 시도할 수 있다. 디코딩은 부호화된 정보(또는 신호)를 부호화되기 전으로 되돌리는 처리로써, 부호화 절차를 역으로 수행하는 것이다. 구체적으로 단말은 라디오 프레임에서 수신된 PBCH에 대하여, 스크램블링 시퀀스로 디스크램블링을 수행하고, 세그먼팅된 비트열들을 결합한 다음 채널 디코딩을 시도할 수 있다.
그 후, 단말은 907 단계에서 디코딩 성공 여부를 결정할 수 있다. 단말은 MIB의 CRC를 통해 MIB 디코딩이 성공적인지 여부를 결정할 수 있다. 구체적으로, 단말은, 수신된 PBCH에 대한 디코딩 결과를 통해 획득된 MIB에 에러가 포함되었는지 여부를 결정할 수 있다. 예를 들어, 도 2를 참조하면, 단말은 디코딩된 비트열 즉, MIB 202에 대해 기지국과 동일한 방식으로 CRC 비트들을 결정할 수 있다. 즉, 단말은 24비트의 MIB를 미리 정의된 16차 생성 다항식(16th order generator polynomial)로 나누었을 때, 나머지 비트 열에 기지국이 PBCH 전송에 사용한 안테나 포트(Antenna port) 수에 따라 결정되는 마스크 비트 열(mask bit sequence)을 논리적 배타 합(exclusive OR)하여 CRC 비트들을 결정할 수 있다. 단말은 결정된 CRC 비트들과 수신된 CRC 비트들을 비교하여, 두 CRC 비트들이 동일한 경우 MIB에 에러가 없다고 판단할 수 있고, 반대로 동일하지 않은 경우 MIB에 에러가 있다고 판단할 수 있다.
만약 MIB가 성공적으로 디코딩 되었다고 판단되면, 단말은 909 단계에서 MIB에 포함된 방송 정보를 획득할 수 있다. 구체적으로, 단말은 MIB에 포함된 방송 정보인 하향링크 시스템 주파수정보, PHICH 설정 정보 및 SFN 정보를 획득할 수 있다. 그리고 단말은 획득된 방송 정보를 이용하여 기지국과 통신을 수행할 수 있다.
반대로, 907 단계에서 MIB가 성공적으로 디코딩되지 않았다고 판단된 경우, 단말은 908단계로 이동한다. 908 단계에서는 단말은 해당 셀 또는 해당 중심 주파수에서 수행한 PBCH 디코딩 시도 횟수를 미리 설정된 N1과 비교한다. 여기서 N1은 단말에서 미리 설정된 1보다 큰 임의의 정수이다. 예를 들어 N1은 정수 3이 될 수 있다. 일 실시 예에 따라 PBCH 디코딩 횟수가 N1보다 큰 경우를 가정할 수 있다. 이 경우, 단말은 해당 중심 주파수 또는 해당 셀에서 PBCH 디코딩을 수행하기 위한 다이버시티 이득이 부족하다고 결정할 수 있다. 따라서 단말은 904 단계로 이동하여 다른 중심주파수 또는 다른 셀로 이동할 수 있다. 만약 607 단계에서 PBCH 디코딩 수행 횟수가 N1보다 작은 것으로 결정된 경우, 다시 906 단계로 이동하여 다음 PBCH 수신 구간에서 PBCH 디코딩을 수행할 수 있다. 908 단계에서 N1은 단말에 소프트웨어나 하드웨어를 통해 가변적으로 변경할 수 있도록 구현될 수 있으며, 단말의 채널 상황이나 경로감쇄 상황에 따라 가변으로 조절할 수 있도록 구현될 수 있다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 단말이 디코딩 시도 횟수를 고려하여 기지국에 초기 접속을 수행하기 위한 제4 실시 예를 나타내는 흐름도이다.
도 10에 따르면, 단말은 1001 단계에서 방송 정보가 포함된 신호를 수신할 수 있다. 상기 신호의 수신은 도 5의 통신부 510을 통해 이루어질 수 있다. 구체적으로, 단말은 기지국에 초기 접속하는 과정에서 기지국이 전송하는 PSS/SSS를 사용하여 기지국과 동기화를 수행할 수 있다. 기지국과 동기화를 완료한 단말은 기지국이 전송하는 MIB 및 SIB를 수신하여 향후 기지국과의 통신을 위해 필요한 방송 정보를 획득할 수 있다.
1001 단계가 완료되면 단말은 1002 단계로 이동하여, 단말은 자기 상관 연산을 수행할 수 있다. 단말은 기지국이 PBCH 커버리지 확장을 지원하는 것을 가정하고, 자기 상관 연산을 수행할 수 있다. 일 실시 예에 따라, 단말은 OFDM 심볼 단위로 자기 상관 연산을 수행할 수 있다. 즉, 단말은 기존의 PBCH가 전송되는 OFDM 심볼과 반복된 PBCH를 전송하기 위한 OFDM 심볼 (도 4에서 제시된 방법에 따라 미리 결정) 사이의 자기 상관 연산을 수행할 수 있다. 예를 들어, 도 4a를 참고하면, 기지국이 PBCH 커버리지 확장을 지원한다고 가정하면, OFDM 심볼 7번에서 전송되는 PBCH가 OFDM 심볼 4번에서 추가적으로 반복되므로 OFDM 심볼 4번과 7번 사이에서 자기 상관 연산을 수행할 수 있다. 다른 실시 예에 따라, 단말은 서브프레임 단위로 자기 상관 연산을 수행할 수 있다. 하나의 라디오 프레임에서 PBCH가 전송되는 두 개의 서브프레임이 동일한 PBCH로 매핑되어 반복 전송 될 수 있다. 이 경우, 단말은 서브프레임 단위로 자기 상관 연산을 수행 할 수 있다. 예를 들어 FDD의 경우 0번 서브프레임에서 전송되는 PBCH와 9번 서브프레임에서 전송되는 PBCH가 동일한 신호와 동일한 패턴으로 반복되는 경우, 0번 서브프레임과 9번 서브프레임 사이의 자기 상관 연산을 수행할 수 있다.
PBCH가 반복되는, OFDM 심볼들 사이의 자기 상관 연산 또는 서브프레임들 사이의 자기 상관 연산 과정이 완료되면, 1003 단계로 이동한다. 단말은 1003 단계에서, 자기 상관 값이 미리 설정된 임계값 'X'보다 더 큰 값인지 여부(또는 크거나 같은지 여부)를 결정할 수 있다. 자기 상관 값은, 예를 들어, 1002 단계에서 이루어진 자기 상관 연산을 기초로 수학식 2를 사용하여 결정될 수 있다. 일 실시 예에 따라 PBCH가 OFDM 심볼 단위로 또는 서브프레임 단위로 반복되는 경우, 즉 기지국이 PBCH 커버리지 확장을 지원하는 경우, 자기 상관 값이 임계값 'X'보다 큰 것으로 될 수 있다. 이 경우, 단말은 기지국이 PBCH 커버리지 확장을 지원하는 것으로 결정할 수 있다. 다른 실시 예에 따라, PBCH가 OFDM 심볼 단위 또는 서브프레임 단위로 반복되지 않은 경우, 즉 기지국이 PBCH 커버리지 확장을 지원하지 않은 경우, 자기 상관 값은 0에 가까운 값이 될 수 있다. 따라서 자기 상관값은 임계값 'X'보다 작은 것으로 결정될 수 있다. 이 경우, 단말은 기지국이 PBCH 커버리지 확장을 지원하지 않은 것으로 결정할 수 있다. 또한 단말은 PBCH 반복 여부 결정에 대한 성능 및 신뢰도를 더욱 향상시키기 위해, PBCH 반복 전송을 위해 사용된 모든 OFDM 심볼에서 추정한 자기 상관 값을 평균하여 임계값 'X'와 비교할 수 있다. 여기서, 상기 임계값 'X'는 단말의 소프트웨어나 하드웨어를 통해 가변적으로 변경할 수 있도록 구현될 수 있으며, 단말의 채널 상황이나 경로감쇄 상황에 따라 가변으로 조절할 수 있도록 구현될 수 있다.
자기 상관 값이 임계값 'X'보다 작은 것으로 결정된 경우 단말은 1004 단계로 이동하고, 큰 것으로 결정된 경우 1005 단계로 이동한다.
일 실시 예에 따라, 기지국이 PBCH 커버리지 확장을 지원하는 것으로 결정된 경우, 즉 자기 상관값이 임계값 'X'보다 큰 경우 (또는 크거나 같은 경우), 단말은 1005 단계에서 수신 신호에 대하여 주파수 오프셋 추정 및 보상할 수 있다. 구체적으로, 단말은 PBCH 반복 패턴을 기초로 한 902 단계에서의 자기 상관 연산 결과를 통해 주파수 오프셋 추정 및 보상을 수행할 수 있다. 결과적으로, 단말은 수신 신호를 디코딩 하지 않고도 PBCH 반복 패턴을 이용하여 기지국과 단말 사이에 존재하는 주파수 오프셋을 추정할 수 있다. 또한, 단말은 PBCH 반복 전송을 위해 사용된 모든 OFDM 심볼에서 추정한 주파수 오프셋 값을 평균화함으로써, 주파수 오프셋 추정 성능을 향상 시킬 수 있다. 주파수 오프셋이 추정되면, 단말은 추정값을 보상하여 채널 추정 시 발생할 수 있는 성능 열화를 감소시킬 수 있다. 일 실시 예에 따라, 주파수 오프셋 추정은 PBCH 반복 패턴을 이용하여 주파수 오프셋을 추정하기 위한 수학식 1을 사용하여 수행될 수 있다.
주파수 오프셋 추정 및 보상을 완료한 단말은, 1006 단계에서 수신 신호에 대하여 디코딩을 시도할 수 있다. 단말은, 자기 상관 값이 임계값보다 큰 것으로 결정된 결과를 기초로, 기지국이 PBCH 커버리지 확장을 지원하는 것을 가정하고, 1001 단계에서 수신된 신호에 대해 디코딩을 시도 할 수 있다. 디코딩은 부호화된 정보(또는 신호)를 부호화되기 전으로 되돌리는 처리로써, 부호화 절차를 역으로 수행하는 것이다. 구체적으로 단말은 라디오 프레임에서 수신된 PBCH에 대하여, 스크램블링 시퀀스로 디스크램블링을 수행하고, 세그먼팅된 비트열들을 결합한 다음 채널 디코딩을 시도할 수 있다.
그 후, 단말은 1007 단계에서 디코딩 성공 여부를 결정할 수 있다. 단말은 MIB의 CRC를 통해 MIB 디코딩이 성공적인지 여부를 결정할 수 있다. 구체적으로, 단말은, 수신된 PBCH에 대한 디코딩 결과를 통해 획득된 MIB에 에러가 포함되었는지 여부를 결정할 수 있다. 예를 들어, 도 2를 참조하면, 단말은 디코딩된 비트열 즉, MIB 202에 대해 기지국과 동일한 방식으로 CRC 비트들을 결정할 수 있다. 즉, 단말은 24비트의 MIB를 미리 정의된 16차 생성 다항식(16th order generator polynomial)로 나누었을 때, 나머지 비트 열에 기지국이 PBCH 전송에 사용한 안테나 포트(Antenna port) 수에 따라 결정되는 마스크 비트 열(mask bit sequence)을 논리적 배타 합(exclusive OR)하여 CRC 비트들을 결정할 수 있다. 단말은 결정된 CRC 비트들과 수신된 CRC 비트들을 비교하여, 두 CRC 비트들이 동일한 경우 MIB에 에러가 없다고 판단할 수 있고, 반대로 동일하지 않은 경우 MIB에 에러가 있다고 판단할 수 있다.
만약 MIB가 성공적으로 디코딩 되었다고 판단되면, 단말은 1009 단계에서 MIB에 포함된 방송 정보를 획득할 수 있다. 구체적으로, 단말은 MIB에 포함된 방송 정보인 하향링크 시스템 주파수정보, PHICH 설정 정보 및 SFN 정보를 획득할 수 있다. 그리고 단말은 획득된 방송 정보를 이용하여 기지국과 통신을 수행할 수 있다.
반대로, 1007 단계에서 MIB가 성공적으로 디코딩되지 않았다고 판단된 경우, 단말은 1008단계로 이동할 수 있다. 1008 단계에서는 단말은 해당 셀 또는 해당 중심 주파수에서 수행한 PBCH 디코딩 시도 횟수를 미리 설정된 N1과 비교한다. 여기서 N1은 단말에서 미리 설정된 1보다 큰 임의의 정수이다. 예를 들어 N1은 정수 3이 될 수 있다. 일 실시 예에 따라 PBCH 디코딩 횟수가 N1보다 큰 경우를 가정할 수 있다. 이 경우, 단말은 해당 중심 주파수 또는 해당 셀에서 PBCH 디코딩을 수행하기 위한 다이버시티 이득이 부족하다고 결정할 수 있다. 따라서 단말은 1013 단계로 이동하여 다른 중심주파수 또는 다른 셀로 이동할 수 있다. 만약 1008 단계에서 PBCH 디코딩 수행 횟수가 N1보다 작을 경우에는 다시 1006 단계로 이동하여 다음 PBCH 수신 구간에서 PBCH 디코딩을 수행할 수 있다. 1008 단계에서 N1은 단말에 소프트웨어나 하드웨어를 통해 가변적으로 변경할 수 있도록 구현될 수 있으며, 단말의 채널 상황이나 경로감쇄 상황에 따라 가변으로 조절할 수 있도록 구현될 수 있다.
다른 실시 예에 따라, 1003 단계에서 자기 상관값이 임계값 'X'보다 작은 것으로 결정된 경우, 단말은 1004 단계로 이동할 수 있다. 단말은 자기 상관값이 임계값보다 작은 것으로 결정된 경우라 하더라도, 기지국이 PBCH 커버리지 확장을 지원하는 것을 가정하고 수신 신호를 디코딩 하기 위한 것이다. 이것은, 자기 상관값 결정 과정, 임계값 'X'의 설정과정, 자기 상관값은 임계값 'X'와 비교하는 과정 중 어느 하나에서 오류가 발생할 수 있는 경우를 고려한 것이다. 또한, 기지국이 PBCH 커버리지 확장을 지원하지 않은 경우라도 채널 상태 등에 따라 단말이 수신 신호에 대한 디코딩을 성공할 수 있는 상황을 고려한 것이다. 따라서, 단말은 1004 단계에서 수신 신호에 대한 주파수 오프셋 추정 및 보상을 수행할 수 있다. 구체적으로 단말은 1002 단계에서의 자기 상관 연산을 기초로 주파수 오프셋 추정 및 보상을 수행할 수 있다. 주파수 오프셋 추정은, 예를 들어, 수학식 1을 사용하여 수행될 수 있다. 하지만, 앞서 언급된 것처럼 1003 단계에서 자기 상관 값이 임계값 'X' 보다 작은 것으로 결정된 만큼, 주파수 오프셋 추정 결과의 신뢰도는 낮아질 수 있다. 결과적으로 오프셋 추정 결과를 이용한 주파수 오프셋 보상과정에서 오류가 발생할 수 있는 확률이 더 높아질 수 있다.
주파수 오프셋 추정 및 보상을 완료한 단말은, 1010 단계에서 수신 신호에 대하여 디코딩을 시도할 수 있다. 단말은, 비록 자기 상관값이 임계값 'X'보다 작은 것으로 결정된 경우라 하더라도, 기지국이 PBCH 커버리지 확장을 지원하는 것을 가정하고, 1001 단계에서 수신된 신호에 대해 디코딩을 시도 할 수 있다.
그 후, 단말은 1010 단계로 이동하여 디코딩 성공 여부를 결정할 수 있다. 단말은 MIB의 CRC를 통해 MIB 디코딩이 성공적인지 여부를 결정할 수 있다. 구체적으로 단말은 기지국과 동일한 방식으로 CRC 비트를 결정하고, 결정된 CRC 비트와 수신된 CRC 비트의 동일성 여부를 판단하여 MIB에 에러가 포함되어 있는지 여부를 결정할 수 있다. 일 실시 예에 따라 MIB에 에러가 포함된 경우, 즉 CRC 비트가 동일하지 않은 경우, 디코딩은 실패한 것으로 결정되어 1012 단계로 이동한다. 다른 실시 예에 따라 MIB에 에러가 포함되지 않은 경우, 즉 CRC 비트가 동일한 경우, 디코딩은 성공한 것으로 결정되어 1009 단계로 이동한다.
일 실시 예에 따라, 만약 MIB가 성공적으로 디코딩 되었다고 판단되면, 단말은 1009 단계에서 MIB에 포함된 방송 정보를 획득할 수 있다. 구체적으로, 단말은 MIB에 포함된 방송 정보인 하향링크 시스템 주파수정보, PHICH 설정 정보 및 SFN 정보를 획득할 수 있다. 그리고 단말은 획득된 방송 정보를 이용하여 기지국과 통신을 수행할 수 있다.
다른 실시 예에 따라, MIB가 성공적으로 디코딩되지 않았다고 판단된 경우, 단말은 1012단계로 이동한다. 1012 단계에서는 단말은 해당 셀 또는 해당 중심 주파수에서 수행한 PBCH 디코딩 시도 횟수를 미리 설정된 N2와 비교할 수 있다. 여기서 N2는 단말에서 미리 설정된 1보다 큰 임의의 정수이다. 예를 들어 N2는 정수 4가 될 수 있다. 일 실시 예에 따라 PBCH 디코딩 횟수가 N2보다 큰 경우를 가정할 수 있다. 이 경우, 단말은 해당 중심 주파수 또는 해당 셀에서 PBCH 디코딩을 수행하기 위한 다이버시티 이득이 부족하다고 결정할 수 있다. 따라서 단말은 1013 단계로 이동하여 다른 중심주파수 또는 다른 셀로 이동할 수 있다. 만약 1012 단계에서 PBCH 디코딩 수행 횟수가 N2보다 작은 것으로 결정된 경우, 다시 1010 단계로 이동하여 다음 PBCH 수신 구간에서 PBCH 디코딩을 수행할 수 있다. 1012 단계에서 N2는 단말에 소프트웨어나 하드웨어를 통해 가변적으로 변경할 수 있도록 구현될 수 있으며, 단말의 채널 상황이나 경로 감쇄 상황에 따라 가변으로 조절할 수 있도록 구현될 수 있다. 또한, 1003 단계에서 자기 상관값이 임계값 'X'보다 작은 것으로 결정된 것을 고려하여, N2는 1008 단계의 N1보다 작은 정수가 될 수 있다.
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 단말이 이동성 판단을 기초로 기지국에 초기 접속을 수행하기 위한 제5 실시 예를 나타내는 흐름도이다.
단말은 1101 단계에서, 단말이 현재 정지 상태에 있는지 또는 이동 중인지 여부를 결정할 수 있다. 구체적으로, 단말은 PSS 또는 SSS에서 측정한 수신 전력 또는 자기 상관 값을 기준으로 현재 정지 상태인지 또는 이동 중인지 여부를 결정할 수 있다. 단말은 매 프레임마다 주기적으로 전송되는 PSS 또는 SSS에서 수신 전력을 측정하거나 또는 자기 상관값을 결정할 수 있다. 단말은 특정 프레임에서 전송되는 PSS 또는 SSS에서 측정된 수신 전력 또는 결정된 자기 상관값을 다른 프레임에서 전송되는 PSS 또는 SSS에서 측정된 수신 전력 또는 자기 상관값과 비교하여 그 차이값(또는 변화량), 분산, 표준편차 등을 결정할 수 있다. 단말은 상기 결정된 차이값, 분산, 표준편차 등을 미리 설정된 임계값 'Z'와 비교하여 단말이 현재 이동 중인지 여부를 결정할 수 있다. 일 실시 예에 따라 PSS 또는 SSS에서 측정된 수신 전력 또는 결정된 자기 상관 값이, 프레임에 따라 임계값 'Z'보다 큰 변화를 갖는 경우를 가정할 수 있다. 이 경우 단말은 현재 이동 중이라고 결정할 수 있다. 반대로 다른 실시 예에 따라 PSS 또는 SSS에서 측정된 수신 전력 또는 결정된 자기 상관 값이, 프레임에 따라 임계값 'Z'보다 작은 변화를 갖는 경우를 가정할 수 있다. 즉 측정된 수신 전력 또는 결정된 자기 상관값이 프레임에 따라 거의 변화 없이 일정할 경우, 단말은 정지 상태로 결정할 수 있다. 여기서 단말의 이동성을 결정하기 위한 수신 전력 또는 자기 상관 값의 기준 변화량, 즉 임계값 'Z'는, 단말이 스스로 결정하거나 외부에서 단말에 설정할 수 있도록 할 수 있다. 또한 단말은 PSS 또는 SSS를 사용한 셀 탐색 과정에서, 많은 수의 PSS 또는 SSS 누적이 필요한 경우 정지 상태로 판단할 수 있으며, 그렇지 않은 경우에는 이동을 가정할 수 있다. 이 경우에도, 단말의 이동성을 결정하기 위해 사용되는 기준 PSS 또는 SSS의 누적 수는 단말이 스스로 결정하거나 외부에서 단말에 설정할 수 있도록 할 수 있다.
일 실시 예에 따라, 단말이 현재 정지 상태인 것으로 결정된 경우, 1102 단계로 이동한다. 단말은 1102 단계에서 도 7 내지 도 11의 흐름도에서 제시된 것과 같은 동작의 반복을 통해 기지국으로부터 방송 정보를 획득하여 초기 접속을 이룰 수 있다. 구체적으로 단말은 기지국으로부터 방송 정보가 포함된 신호를 수신하고, 수신된 신호에 대해 자기 상관 연산을 수행할 수 있다. 자기 상관 연산 결과를 기초로 자기 상관값과 임계값 'X'를 비교하여, 기지국이 PBCH 커버리지 확장을 지원하는지 여부를 결정할 수 있다. 또한 자기 상관 연산 결과를 기초로 수신 신호에 대한 주파수 오프셋 추정 및 보상을 수행할 수 있다. 그 후, 단말은 수신 신호에 대한 디코딩을 시도하고, 임계 횟수 이내의 디코딩 시도를 통해 방송 정보를 획득할 수 있다. 즉 단말은 MIB에 포함된 방송 정보인 하향링크 시스템 주파수정보, PHICH 설정 정보 및 SFN 정보를 획득할 수 있다. 그리고 단말은 획득된 방송 정보를 이용하여 기지국과 통신을 수행할 수 있다.
다른 실시 예에 따라, 반대로 단말이 현재 이동 중인 것으로 결정된 경우, 단말은 1103 단계로 이동한다. 단말은 1103 단계에서, 기지국의 통신 커버리지 확장 여부를 결정하지 않고 수신 신호에 대한 디코딩을 수행한다. 즉, 단말은 수신 신호에 대한 자기 상관 연산 및 자기 상관값과 임계값 비교를 통한 기지국이 PBCH 커버리지 확장을 지원하는지 여부를 결정하지 않고 수신 신호에 대한 디코딩을 수행한다.
이러한 본 발명의 실시 예에서 단말이 건물의 지하와 같은 심한 음영 지역 등에 존재하여 통신 커버리지 향상이 필요하지만, 방송 정보를 성공적으로 수신하기 전에는 기지국이 커버리지 확장을 지원하는지 여부를 알 수 없기 때문에 발생하는 단말의 비효율적인 동작을 제거할 수 있다. 단말은 기지국이 방송 정보를 반복하여 전송한다고 가정하고 자기 상관을 계산하여 방송 정보 반복 여부를 결정하고, 이를 통해 만약 기지국이 현재 중심 주파수 또는 현재 셀에서 커버리지 확장모드를 지원하지 않을 경우에는 빨리 다른 셀로 이동하여 기지국에 초기 접속 지연 시간을 줄일 수 있는 동시에 전력 소모를 감소시켜 배터리 사용 시간을 증가시킬 수 있다.
본 개시에서는 저비용 단말의 통신 커버리지 향상에 따라 요구되는 새로운 본 발명의 실시 예에 대해 기술하지만, 본 발명의 실시 예가 저비용 단말에만 한정하고자 하는 것은 아니며 통신 커버리지 향상이 필요한 일반적인 LTE 단말에도 기술한 내용의 변형 없이 사용될 수 있다. 또한 본 개시에서는 통신 커버리지 향상이 필요한 저비용 단말의 동작을 설명하기 위해 기존 LTE 시스템의 물리채널을 지칭하는 PDCCH, PDSCH, PUCCH, PUSCH 등을 그대로 사용하였지만, 저비용 단말을 위한 물리 채널이 새롭게 정의된 경우에도 목적이 동일한 경우 본 발명의 실시 예가 변형 없이 사용될 수 있다.
본 발명의 청구항 또는 명세서에 기재된 실시 예들에 따른 방법들은 하드웨어, 소프트웨어, 또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합의 형태로 구현될(implemented) 수 있다.
소프트웨어로 구현하는 경우, 하나 이상의 프로그램(소프트웨어 모듈)을 저장하는 컴퓨터 판독 가능 저장 매체가 제공될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 저장 매체에 저장되는 하나 이상의 프로그램은, 전자 장치(device) 내의 하나 이상의 프로세서에 의해 실행 가능하도록 구성된다(configured for execution). 하나 이상의 프로그램은, 전자 장치로 하여금 본 발명의 청구항 또는 명세서에 기재된 실시 예들에 따른 방법들을 실행하게 하는 명령어(instructions)를 포함한다.
이러한 프로그램(소프트웨어 모듈, 소프트웨어)은 랜덤 액세스 메모리 (random access memory), 플래시(flash) 메모리를 포함하는 불휘발성(non-volatile) 메모리, 롬(ROM: Read Only Memory), 전기적 삭제가능 프로그램가능 롬(EEPROM: Electrically Erasable Programmable Read Only Memory), 자기 디스크 저장 장치(magnetic disc storage device), 컴팩트 디스크 롬(CD-ROM: Compact Disc-ROM), 디지털 다목적 디스크(DVDs: Digital Versatile Discs) 또는 다른 형태의 광학 저장 장치, 마그네틱 카세트(magnetic cassette)에 저장될 수 있다. 또는, 이들의 일부 또는 전부의 조합으로 구성된 메모리에 저장될 수 있다. 또한, 각각의 구성 메모리는 다수 개 포함될 수도 있다.
또한, 상기 프로그램은 인터넷(Internet), 인트라넷(Intranet), LAN(Local Area Network), WLAN(Wide LAN), 또는 SAN(Storage Area Network)과 같은 통신 네트워크, 또는 이들의 조합으로 구성된 통신 네트워크를 통하여 접근(access)할 수 있는 부착 가능한(attachable) 저장 장치(storage device)에 저장될 수 있다. 이러한 저장 장치는 외부 포트를 통하여 본 발명의 실시 예를 수행하는 장치에 접속할 수 있다. 또한, 통신 네트워크상의 별도의 저장장치가 본 발명의 실시 예를 수행하는 장치에 접속할 수도 있다.
상술한 본 발명의 구체적인 실시 예들에서, 발명에 포함되는 구성 요소는 제시된 구체적인 실시 예에 따라 단수 또는 복수로 표현되었다. 그러나, 단수 또는 복수의 표현은 설명의 편의를 위해 제시한 상황에 적합하게 선택된 것으로서, 본 발명이 단수 또는 복수의 구성 요소에 제한되는 것은 아니며, 복수로 표현된 구성 요소라고 하더라도 단수로 구성되거나, 단수로 표현된 구성 요소라 하더라도 복수로 구성될 수 있다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (20)

  1. 무선 통신 시스템에서 단말의 동작 방법에 있어서,
    기지국으로부터 방송 정보가 포함된 신호를 수신하는 과정;
    상기 신호의 반복 패턴을 이용한 자기 상관 연산을 수행하는 과정;
    상기 자기 상관 연산의 결과를 기초로 상기 기지국이 커버리지 확장 지원 여부를 결정하는 과정; 및
    상기 기지국이 상기 커버리지 확장을 지원하는 것으로 결정된 경우, 상기 신호의 디코딩을 통해 상기 방송 정보를 획득하는 과정을 포함하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 자기 상관 연산은, 상기 신호의 심볼 단위 또는 서브프레임 단위로 이루어지는 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 기지국이 커버리지 확장 지원 여부를 결정하는 과정은,
    상기 자기 상관 연산을 기초로 결정된 자기 상관값과 미리 설정된 임계값의 비교를 통해 결정하는 방법.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 자기 상관값과 상기 미리 설정된 임계값의 비교를 통해 상기 기지국이 커버리지 확장 지원여부를 결정하는 과정은,
    상기 자기 상관값의 절대값이 상기 임계값보다 크거나 같은 경우 상기 기지국이 상기 커버리지 확장을 지원하는 것으로 결정하고, 상기 자기 상관값의 절대값이 상기 임계값보다 작은 경우 상기 기지국이 상기 커버리지 확장을 지원하지 않은 것으로 결정하는 과정을 포함하는 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 자기 상관 연산 결과를 기초로 주파수 오프셋 추정 및 보상하는 과정을 더 포함하는 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 수신 신호를 디코딩하는 과정은, 연속되는 시간 동안 반복 수신된 신호를 컴바이닝(combining)하여 디코딩하는 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 수신 신호의 디코딩을 통해 상기 방송 정보를 획득하는 과정은,
    상기 디코딩의 결과에 오류가 포함되었는지 여부를 결정하는 과정과,
    상기 디코딩 결과에 오류가 포함된 것으로 결정된 경우, 상기 디코딩 시도 횟수를 제1 임계값과 비교하는 과정을 더 포함하는 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 디코딩의 시도 횟수가 상기 제1 임계값보다 작은 경우, 다음 신호의 수신 구간에서 디코딩을 수행하고,
    상기 디코딩의 시도 횟수가 상기 제1 임계값보다 크거나 같은 경우, 디코딩 실패를 선언하고 다른 중심 주파수를 탐색하는 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 자기 상관 연산을 기초로 상기 단말이 이동 중인지 여부를 결정하는 과정과,
    상기 단말이 이동 중인 것으로 결정된 경우, 상기 기지국이 커버리지 확장을 지원하는지 여부를 결정하지 않고 상기 신호의 디코딩을 수행하는 과정을 더 포함하는 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 기지국이 커버리지 확장을 지원하지 않은 것으로 결정된 경우,
    상기 수신 신호를 디코딩하지 않고, 다른 중심 주파수를 탐색하는 과정을 더 포함하는 방법.
  11. 무선 통신 시스템에서 단말 장치에 있어서,
    기지국으로부터 방송 정보가 포함된 신호를 수신하기 위한 수신부; 및
    상기 신호의 반복패턴을 이용한 자기 상관 연산을 수행하고, 상기 자기 상관 연산의 결과를 기초로 상기 기지국이 커버리지 확장 지원 여부를 결정하고 상기 신호의 디코딩을 통해 상기 방송 정보를 획득하기 위한 제어부를 포함하는 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 신호의 심볼 단위 또는 서브프레임 단위로 자기 상관 연산을 수행하는 장치.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 자기 상관 연산을 기초로 결정된 자기 상관값과 미리 설정된 임계값의 비교를 통해 상기 기지국이 커버리지 확장 지원 여부를 결정하는 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 자기 상관값의 절대값이 상기 임계값보다 크거나 같은 경우 상기 기지국이 상기 커버리지 확장을 지원하는 것으로 결정하고, 상기 자기 상관값의 절대값이 상기 임계값보다 작은 경우 상기 기지국이 상기 커버리지 확장을 지원하지 않은 것으로 결정하는 장치.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 자기 상관 연산 결과를 기초로 주파수 오프셋 추정 및 보상하는 장치.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 제어부는, 연속되는 시간 동안 반복 수신된 신호를 컴바이닝(combining)하여 디코딩하는 장치.
  17. 제11항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 디코딩 결과에 오류가 포함되어 있는지 여부를 결정하고, 상기 디코딩 결과에 오류가 포함된 것으로 결정된 경우 상기 디코딩 시도 횟수를 제1 임계값과 비교하는 장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 디코딩의 시도 횟수가 상기 제1 임계값보다 작은 경우 다음 신호의 수신 구간에서 디코딩을 수행하고, 상기 디코딩의 시도 횟수가 상기 제1 임계값보다 크거나 같은 경우, 디코딩 실패를 선언하고 다른 중심 주파수를 탐색하는 장치.
  19. 제11항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 자기 상관 연산을 기초로 상기 단말이 이동 중인지 여부를 결정하고, 상기 단말이 이동 중인 것으로 결정된 경우 상기 기지국이 커버리지 확장을 지원하는지 여부를 결정하지 않고 상기 신호의 디코딩을 수행하는 장치.
  20. 제11항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 기지국이 커버리지 확장을 지원하지 않은 것으로 결정된 경우, 상기 수신 신호를 디코딩하지 않고, 다른 중심 주파수를 탐색하는 장치.
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