KR20170093675A

KR20170093675A - 다수의 안테나 배열을 가지는 초고주파 이동 통신 시스템의 신호 송수신 방법 및 그 장치

Info

Publication number: KR20170093675A
Application number: KR1020160087298A
Authority: KR
Inventors: 이효진; 김영석
Original assignee: 주식회사 케이티
Priority date: 2016-02-04
Filing date: 2016-07-11
Publication date: 2017-08-16

Abstract

본 실시예들은 다수의 안테나 배열을 가지는 초고주파 이동 통신 시스템에서 단말과 기지국 간의 신호를 송수신하는 방법에 관한 것으로서, 75kHz 또는 150kHz와 같이 15kHz의 배수로 서브캐리어의 간격을 설정하고 동일한 심볼 타이밍에 빔포밍이 적용된 동기화 신호와 동기화 신호에 적용된 빔을 측정할 수 있도록 하는 빔 기준 신호를 단말로 전송한다. 그리고, 단말은 빔 기준 신호로부터 빔을 측정하고 동기화 신호로부터 셀 식별자 정보, 시간-주파수 동기 정보 등을 획득하도록 함으로써, 초고주파 이동 통신 시스템에서 서브캐리어 간 위상 노이즈 영향을 감소시키고 신호 감쇄를 극복하며 단말과 기지국 간에 신호를 송수신할 수 있도록 한다.

Description

다수의 안테나 배열을 가지는 초고주파 이동 통신 시스템의 신호 송수신 방법 및 그 장치{METHODS FOR TRANSMITTING AND RECEIVING SIGNALS IN mmWAVE COMMUNICATION SYSTEMS WITH MASSIVE ANTENNA ARRAYS AND APPARATUSES THEREOF}

본 실시예들은 다수의 안테나 배열을 가지는 초고주파 이동 통신 시스템에서 단말과 기지국 간에 신호를 송수신하는 방법과 그 장치에 관한 것이다.

이동 통신 시스템은 초기 음성 위주의 서비스를 제공하는 것에서 벗어나 데이터 서비스 및 멀티미디어 서비스 제공을 위해 고속, 고품질의 무선 패킷 데이터 통신 시스템으로 발전하고 있다.

최근 3GPP의 HSDPA(High Speed Downlink Packet Access), HSUPA(High Speed Uplink Packet Access), LTE(Long Term Evolution), 그리고 LTE-Advanced(Long Term Evolution Advanced) 등 다양한 이동 통신 표준이 고속, 고품질의 무선 패킷 데이터 전송 서비스를 지원하기 위해 개발되었다. 특히, LTE 시스템은 고속 무선 패킷 데이터 전송을 효율적으로 지원하기 위해 개발된 시스템으로 다양한 무선접속 기술을 활용하여 무선 시스템의 용량을 최대화한다. LTE-Advanced 시스템은 LTE 시스템의 진보된 무선 시스템으로 LTE와 비교하여 향상된 데이터 전송 능력을 가지고 있다.

LTE/LTE-Advanced 시스템은 MIMO(Multiple Input Multiple Output)와 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 기술을 적용하여 각 기술의 장점을 잘 활용하고 있다.

이 중 OFDMA는 하나의 주파수 축 상에서 서로 다른 단말의 스케줄링을 수행하도록 함으로써 용량 증대를 얻을 수 있도록 하는 이점을 제공한다. 즉, 채널이 시간에 따라 변하는 특성과 채널이 주파수에 따라 변하는 특성을 같이 이용하면 적절한 스케줄링 방법과 결합되어 많은 용량 이득을 얻을 수 있다.

한편, 6GHz 이하를 목표를 하는 LTE 시스템보다 높은 28GHz의 주파수 밴드에서 OFDM을 사용하는 경우에는 서브캐리어 간 위상 노이즈 영향이 커져 기존 LTE 시스템보다 큰 서브캐리어 간격을 필요로 한다. 또한, 높은 주파수에서는 신호 감쇄 정도가 다수의 안테나 요소를 갖는 안테나 배열을 사용하여 빔포밍(Beam Forming) 기술을 적용해야 할 필요가 있다.

본 실시예들의 목적은, 초고주파 이동 통신 시스템에서 다수의 안테나 요소를 갖는 안테나 배열을 사용하는 경우에 새로운 시간-주파수 자원 활용 구조를 제공하는 데 있다.

본 실시예들의 목적은, 다수의 안테나 배열을 가지는 초고주파 이동 통신 시스템의 새로운 시간-주파수 자원 활용 구조에서 단말과 기지국 간에 신호를 송수신하는 방법을 제공하는 데 있다.

일 측면에서, 본 실시예들은, 초고주파 이동 통신 시스템에서 신호를 수신하는 단말에 있어서, 단말이 기지국으로부터 15kHz의 배수로 설정된 부반송파로 구성된 자원 블록을 통해 동일한 심볼 타이밍에 빔포밍이 적용된 동기화 신호와 빔 기준 신호를 수신하는 단계와, 빔 기준 신호로부터 동기화 신호에 적용된 빔포밍을 확인하는 단계와, 동기화 신호로부터 셀 식별자 정보 및 시간-주파수 동기 정보를 획득하는 단계를 포함하는 방법을 제공한다.

이때, 빔 기준 신호는 동기화 신호가 매핑된 자원 블록을 제외한 자원 블록 중 낮은 인덱스를 갖는 자원 블록부터 일정 간격으로 매핑될 수 있다.

또는, 빔 기준 신호는 동기화 신호가 매핑된 자원 블록을 중심으로 양방향으로 일정 간격으로 매핑될 수도 있다.

또한, 빔 기준 신호는 동기화 신호가 매핑된 자원 블록 이외의 자원 블록에 포함된 부반송파에 매핑되며, 12개 단위의 부반송파에서 연속된 8개의 부반송파에 매핑되고 나머지 4개의 부반송파에는 Null이 매핑될 수 있다.

여기서, 빔 기준 신호가 매핑된 부반송파 중 적어도 하나의 부반송파에는 동일한 안테나 포트와 매핑되는 빔 기준 신호가 반복되어 매핑될 수도 있다.

다른 측면에서, 본 실시예들은, 초고주파 이동 통신 시스템에서 기지국이 신호를 전송하는 방법에 있어서, 기지국이 15kHz의 배수로 설정된 부반송파로 구성된 자원 블록에 빔포밍이 적용된 동기화 신호를 매핑하는 단계와, 동기화 신호가 매핑된 심볼 타이밍에 동기화 신호에 적용된 빔포밍을 확인하기 위한 빔 기준 신호를 매핑하는 단계와, 동기화 신호와 빔 기준 신호를 단말로 전송하는 단계를 포함하는 방법을 제공한다.

다른 측면에서, 본 실시예들은, 초고주파 이동 통신 시스템에서 신호를 수신하는 단말에 있어서, 기지국으로부터 15kHz의 배수로 설정된 부반송파로 구성된 자원 블록을 통해 동일한 심볼 타이밍에 전송되는 빔포밍이 적용된 동기화 신호와 빔 기준 신호를 수신하는 통신부와, 빔 기준 신호로부터 동기화 신호에 적용된 빔포밍을 확인하고 동기화 신호로부터 셀 식별자 정보 및 시간-주파수 동기 정보를 획득하는 제어부를 포함하는 단말을 제공한다.

다른 측면에서, 본 실시예들은, 초고주파 이동 통신 시스템에서 신호를 전송하는 기지국에 있어서, 15kHz의 배수로 설정된 부반송파로 구성된 자원 블록에 빔포밍이 적용된 동기화 신호를 매핑하고 동기화 신호가 매핑된 심볼 타이밍에 동기화 신호에 적용된 빔포밍을 확인하기 위한 빔 기준 신호를 매핑하는 제어부와, 동기화 신호와 빔 기준 신호를 단말로 전송하는 통신부를 포함하는 기지국을 제공한다.

본 실시예들에 의하면, 28GHz 등의 높은 주파수 밴드에서 OFDM을 사용하는 경우에 새로운 시간-주파수 자원 구조를 활용하여 서브캐리어 간 위상 노이즈를 감소시키고 단말과 기지국 간 데이터 송수신을 수행할 수 있도록 한다.

본 실시예들에 의하면, 초고주파 이동 통신 시스템에서 단말이 다양한 빔을 측정할 수 있도록 빔 기준 신호를 매핑하는 방법을 제공하여 높은 주파수에서의 신호 감쇄를 극복하고 단말과 기지국 간 데이터 송수신을 수행할 수 있도록 한다.

도 1은 LTE/LTE-Advanced 시스템에서 시간 및 주파수 자원을 나타낸 도면이다.
도 2는 LTE에서 사용하는 시간-주파수 파라미터들을 나타낸 도면이다.
도 3은 TDD로 동작하는 LTE 시스템에서 사용하는 PSS/SSS의 위치를 나타낸 도면이다.
도 4는 LTE/LTE-Advanced 시스템에서 하향링크로 스케줄링을 할 수 있는 최소 단위인 1 서브프레임 및 1 자원 블록의 무선 자원을 나타낸 도면이다.
도 5는 LTE/LTE-Advanced 시스템에서 하향링크로 스케줄링을 할 수 있는 최소 단위인 1 서브프레임 및 1 자원 블록의 무선 자원에서 각 영역 및 신호의 사용 방법을 나타낸 도면이다.
도 6은 PDCCH 영역을 이용하여 스케줄링 정보를 확인하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 150kHz와 75kHz의 서브캐리어 간격에 대한 시간-주파수 자원 및 해당 시스템 파라미터들을 나타낸 도면이다.
도 8은 초고주파 이동 통신 시스템에서 빔을 형성하여 신호를 전송하기 위하여 사용하는 안테나 구조를 나타낸 도면이다.
도 9는 기지국 별로 안테나 배열을 1개, 2개 또는 4개 가지는 경우에 안테나 포트와 안테나 요소 간의 매핑을 나타낸 도면이다.
도 10은 5ms의 주기를 가지고 타이밍 및 빔 획득 서브프레임이 전송되는 경우를 나타낸 도면이다.
도 11은 타이밍 및 빔 획득 서브프레임에서 전송되는 신호들의 기능과 관련 구조를 자세히 나타낸 도면이다.
도 12는 도 11에 도시된 빔 기준 신호가 전송되는 자원 블록의 위치를 결정하는 가능한 방법들을 나타낸 도면이다.
도 13은 빔 기준 신호가 전송되는 자원 블록 내에서 각 안테나 포트에 해당하는 빔과 자원 블록 내 서브캐리어 간의 매핑 관계를 나타낸 도면이다.
도 14는 특정 기지국의 전체 안테나 포트 개수에 대하여 각 포트 별 빔과 빔 기준 신호로 가능한 서브캐리어의 가능한 매핑 관계를 나타낸 도면이다.
도 15는 단말이 기지국에서 사용하는 안테나 포트의 개수를 확인하는 방법들을 나타낸 것이다.
도 16은 본 실시예들에 따른 단말의 개략적인 구성을 나타낸 도면이다.
도 17은 본 실시예들에 따른 기지국의 개략적인 구성을 나타낸 도면이다.
도 18은 본 실시예들에 따른 단말의 신호 송수신 방법의 과정을 나타낸 도면이다.
도 19는 본 실시예들에 따른 기지국의 신호 송수신 방법의 과정을 나타낸 도면이다.

이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가질 수 있다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 수 있다.

또한, 본 발명의 구성요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성요소의 본질, 차례, 순서 또는 개수 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성요소 사이에 다른 구성요소가 "개재"되거나, 각 구성요소가 다른 구성요소를 통해 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

본 명세서에서 MTC 단말은 low cost(또는 low complexity)를 지원하는 단말 또는 coverage enhancement를 지원하는 단말 등을 의미할 수 있다. 또는 본 명세서에서 MTC 단말은 low cost(또는 low complexity) 및/또는 coverage enhancement를 지원하기 위한 특정 카테고리로 정의된 단말을 의미할 수 있다.

다시 말해 본 명세서에서 MTC 단말은 LTE 기반의 MTC 관련 동작을 수행하는 새롭게 정의된 3GPP Release-13 low cost(또는 low complexity) UE category/type을 의미할 수 있다. 또는 본 명세서에서 MTC 단말은 기존의 LTE coverage 대비 향상된 coverage를 지원하거나, 혹은 저전력 소모를 지원하는 기존의 3GPP Release-12 이하에서 정의된 UE category/type, 혹은 새롭게 정의된 Release-13 low cost(또는 low complexity) UE category/type을 의미할 수 있다.

본 발명에서의 무선통신시스템은 음성, 패킷 데이터 등과 같은 다양한 통신 서비스를 제공하기 위해 널리 배치된다. 무선통신시스템은 사용자 단말(User Equipment, UE) 및 기지국(Base Station, BS, 또는 eNB)을 포함한다. 본 명세서에서의 사용자 단말은 무선 통신에서의 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.

기지국 또는 셀(cell)은 일반적으로 사용자 단말과 통신하는 지점(station)을 말하며, 노드-B(Node-B), eNB(evolved Node-B), 섹터(Sector), 싸이트(Site), BTS(Base Transceiver System), 액세스 포인트(Access Point), 릴레이 노드(Relay Node), RRH(Remote Radio Head), RU(Radio Unit), small cell 등 다른 용어로 불릴 수 있다.

즉, 본 명세서에서 기지국 또는 셀(cell)은 CDMA에서의 BSC(Base Station Controller), WCDMA의 Node-B, LTE에서의 eNB 또는 섹터(싸이트) 등이 커버하는 일부 영역 또는 기능을 나타내는 포괄적인 의미로 해석되어야 하며, 메가셀, 매크로셀, 마이크로셀, 피코셀, 펨토셀 및 릴레이 노드(relay node), RRH, RU, small cell 통신범위 등 다양한 커버리지 영역을 모두 포괄하는 의미이다.

상기 나열된 다양한 셀은 각 셀을 제어하는 기지국이 존재하므로 기지국은 두 가지 의미로 해석될 수 있다. i) 무선 영역과 관련하여 메가셀, 매크로셀, 마이크로셀, 피코셀, 펨토셀, 스몰 셀을 제공하는 장치 그 자체이거나, ii) 상기 무선영역 그 자체를 지시할 수 있다. i)에서 소정의 무선 영역을 제공하는 장치들이 동일한 개체에 의해 제어되거나 상기 무선 영역을 협업으로 구성하도록 상호작용하는 모든 장치들을 모두 기지국으로 지시한다. 무선 영역의 구성 방식에 따라 eNB, RRH, 안테나, RU, LPN, 포인트, 송수신포인트, 송신 포인트, 수신 포인트 등은 기지국의 일 실시예가 된다. ii)에서 사용자 단말의 관점 또는 이웃하는 기지국의 입장에서 신호를 수신하거나 송신하게 되는 무선 영역 그 자체를 기지국으로 지시할 수 있다.

따라서, 메가셀, 매크로셀, 마이크로셀, 피코셀, 펨토셀, 스몰 셀, RRH, 안테나, RU, LPN(Low Power Node), 포인트, eNB, 송수신포인트, 송신 포인트, 수신 포인트를 통칭하여 기지국으로 지칭한다.

본 명세서에서 사용자 단말과 기지국은 본 명세서에서 기술되는 기술 또는 기술적 사상을 구현하는데 사용되는 두 가지 송수신 주체로 포괄적인 의미로 사용되며 특정하게 지칭되는 용어 또는 단어에 의해 한정되지 않는다. 사용자 단말과 기지국은, 본 발명에서 기술되는 기술 또는 기술적 사상을 구현하는데 사용되는 두 가지(Uplink 또는 Downlink) 송수신 주체로 포괄적인 의미로 사용되며 특정하게 지칭되는 용어 또는 단어에 의해 한정되지 않는다. 여기서, 상향링크(Uplink, UL, 또는 업링크)는 사용자 단말에 의해 기지국으로 데이터를 송수신하는 방식을 의미하며, 하향링크(Downlink, DL, 또는 다운링크)는 기지국에 의해 사용자 단말로 데이터를 송수신하는 방식을 의미한다.

무선 통신 시스템에 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. 본 발명의 일 실시예는 GSM, WCDMA, HSPA를 거쳐 LTE 및 LTE-advanced로 진화하는 비동기 무선통신과, CDMA, CDMA-2000 및 UMB로 진화하는 동기식 무선 통신 분야 등의 자원할당에 적용될 수 있다. 본 발명은 특정한 무선 통신 분야에 한정되거나 제한되어 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 사상이 적용될 수 있는 모든 기술분야를 포함하는 것으로 해석되어야 할 것이다.

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 있다.

또한, LTE, LTE-advanced와 같은 시스템에서는 하나의 반송파 또는 반송파 쌍을 기준으로 상향링크와 하향링크를 구성하여 규격을 구성한다. 상향링크와 하향링크는, PDCCH(Physical Downlink Control CHannel), PCFICH(Physical Control Format Indicator CHannel), PHICH(Physical Hybrid ARQ Indicator CHannel), PUCCH(Physical Uplink Control CHannel), EPDCCH(Enhanced Physical Downlink Control CHannel) 등과 같은 제어채널을 통하여 제어정보를 전송하고, PDSCH(Physical Downlink Shared CHannel), PUSCH(Physical Uplink Shared CHannel) 등과 같은 데이터채널로 구성되어 데이터를 전송한다.

한편 EPDCCH(enhanced PDCCH 또는 extended PDCCH)를 이용해서도 제어 정보를 전송할 수 있다.

본 명세서에서 셀(cell)은 송수신 포인트로부터 전송되는 신호의 커버리지 또는 송수신 포인트(transmission point 또는 transmission/reception point)로부터 전송되는 신호의 커버리지를 가지는 요소 반송파(component carrier), 그 송수신 포인트 자체를 의미할 수 있다.

실시예들이 적용되는 무선통신 시스템은 둘 이상의 송수신 포인트들이 협력하여 신호를 전송하는 다중 포인트 협력형 송수신 시스템(coordinated multi-point transmission/reception System; CoMP 시스템) 또는 협력형 다중 안테나 전송방식(coordinated multi-antenna transmission system), 협력형 다중 셀 통신시스템일 수 있다. CoMP 시스템은 적어도 두 개의 다중 송수신 포인트와 단말들을 포함할 수 있다.

다중 송수신 포인트는 기지국 또는 매크로 셀(macro cell, 이하 'eNB'라 함)과, eNB에 광케이블 또는 광섬유로 연결되어 유선 제어되는, 높은 전송파워를 갖거나 매크로 셀 영역 내의 낮은 전송파워를 갖는 적어도 하나의 RRH일 수도 있다.

이하에서 하향링크(downlink)는 다중 송수신 포인트에서 단말로의 통신 또는 통신 경로를 의미하며, 상향링크(uplink)는 단말에서 다중 송수신 포인트로의 통신 또는 통신 경로를 의미한다. 하향링크에서 송신기는 다중 송수신 포인트의 일부분일 수 있고, 수신기는 단말의 일부분일 수 있다. 상향링크에서 송신기는 단말의 일부분일 수 있고, 수신기는 다중 송수신 포인트의 일부분일 수 있다.

이하에서는 PUCCH, PUSCH, PDCCH, EPDCCH 및 PDSCH 등과 같은 채널을 통해 신호가 송수신되는 상황을 'PUCCH, PUSCH, PDCCH, EPDCCH 및 PDSCH를 전송, 수신한다'는 형태로 표기하기도 한다.

또한 이하에서는 PDCCH를 전송 또는 수신하거나 PDCCH를 통해서 신호를 전송 또는 수신한다는 기재는 EPDCCH를 전송 또는 수신하거나 EPDCCH를 통해서 신호를 전송 또는 수신하는 것을 포함하는 의미로 사용될 수 있다.

즉, 이하에서 기재하는 물리 하향링크 제어채널은 PDCCH를 의미하거나, EPDCCH를 의미할 수 있으며, PDCCH 및 EPDCCH 모두를 포함하는 의미로도 사용된다.

또한, 설명의 편의를 위하여 PDCCH로 설명한 부분에도 본 발명의 일 실시예인 EPDCCH를 적용할 수 있으며, EPDCCH로 설명한 부분에도 본 발명의 일 실시예로 PDCCH를 적용할 수 있다.

한편, 이하에서 기재하는 상위계층 시그널링(High Layer Signaling)은 RRC 파라미터를 포함하는 RRC 정보를 전송하는 RRC 시그널링을 포함한다.

eNB은 단말들로 하향링크 전송을 수행한다. eNB은 유니캐스트 전송(unicast transmission)을 위한 주 물리 채널인 물리 하향링크 공유채널(Physical Downlink Shared Channel, PDSCH), 그리고 PDSCH의 수신에 필요한 스케줄링 등의 하향링크 제어 정보 및 상향링크 데이터 채널(예를 들면 물리 상향링크 공유채널(Physical Uplink Shared Channel, PUSCH))에서의 전송을 위한 스케줄링 승인 정보를 전송하기 위한 물리 하향링크 제어채널(Physical Downlink Control Channel, PDCCH)을 전송할 수 있다. 이하에서는, 각 채널을 통해 신호가 송수신 되는 것을 해당 채널이 송수신되는 형태로 기재하기로 한다.

이동 통신 시스템은 초기 음성 위주의 서비스를 제공하던 것에서 벗어나 데이터 서비스 및 멀티미디어 서비스 제공을 위해 고속, 고품질의 무선 패킷 데이터 통신 시스템으로 발전하고 있다. 최근 3GPP의 HSDPA(High Speed Downlink Packet Access), HSUPA(High Speed Uplink Packet Access), LTE(Long Term Evolution), 그리고 LTE-Advanced(Long Term Evolution Advanced) 등 다양한 이동 통신 표준이 고속, 고품질의 무선 패킷 데이터 전송 서비스를 지원하기 위해 개발되었다.

특히 LTE 시스템은 고속 무선 패킷 데이터 전송을 효율적으로 지원하기 위하여 개발된 시스템으로 다양한 무선접속 기술을 활용하여 무선시스템의 용량을 최대화한다. LTE-Advanced 시스템은 LTE 시스템의 진보된 무선시스템으로 LTE와 비교하여 향상된 데이터 전송능력을 가지고 있다.

상기 LTE는 일반적으로 3GPP 표준 단체의 Release 8 또는 Release 9에 해당하는 기지국 및 단말 장비를 의미하며 LTE-Advanced는 3GPP 표준단체의 Release 10에 해당하는 기지국 및 단말 장비를 의미한다. 3GPP 표준단체에서는 LTE-Advanced 시스템의 표준화 이후에도 이를 기반으로 하여 향상된 성능을 갖는 후속 Release에 대한 표준을 진행하고 있다.

우선 복수개의 송신안테나를 이용하여 무선신호를 전송하는 MIMO는 한 개의 단말에게 전송하는 SU-MIMO(Single User MIMO)와 동일한 시간/주파수 자원을 이용하여 복수의 단말에게 데이터를 전송하는 MU-MIMO(Multi-User MIMO)로 구분된다.

SU-MIMO의 경우 복수의 송신안테나가 한 개의 수신기에 대하여 무선신호를 복수개의 공간 계층(spatial layer)로 전송한다. 이때 수신기는 복수개의 수신 안테나를 보유하고 있어야 복수개의 spatial layer를 지원할 수 있다.

반면에 MU-MIMO의 경우 복수의 송신 안테나가 복수의 수신기에 대하여 무선신호를 복수개의 spatial layer로 전송한다. MU-MIMO의 경우 SU-MIMO와 비교할 때 수신기가 복수의 수신안테나를 필요로 하지 않는다는 장점을 가진다. 다만 단점은 동일한 주파수 및 시간 자원에 복수의 수신기에 대하여 무선신호를 전송하기 때문에 서로 다른 수신기를 위한 무선신호들 사이에 상호 간섭이 발생할 수 있다.

OFDMA 방식을 통하여 용량 증대를 얻을 수 있는 주요 요인 중의 하나는 주파수 축 상에서 서로 다른 단말의 스케줄링을 수행할 수 있다는 것이다. 즉, 채널이 시간에 따라 변하는 특성과 같이 채널이 주파수에 따라 변하는 특성을 추가로 이용하면 적절한 스케줄링 방법과 결합되어 많은 용량 이득을 얻을 수 있다.

도 1은 LTE/LTE-Advanced 시스템에서 시간 및 주파수 자원을 도시한 것이다.

도 1을 참조하면 기지국(evolved NodeB, eNB)이 단말(User Equipment, UE)로 전송하는 무선자원은 주파수 축 상에서는 자원 블록(Resource Block, RB)(110) 단위로 나누어지며 시간 축 상에서는 서브프레임(Subframe)(120) 단위로 나누어진다.

LTE/LTE-Advanced 시스템에서 상기 자원 블록(110)은 일반적으로 12개의 부반송파로 이루어지며 부반송파 간격은 15kHz로 하나의 자원 블록(110)은 180kHz의 대역을 차지한다.

반면 서브프레임(120)은 LTE/LTE-Advanced 시스템에서 일반적으로 14개의 OFDM 심볼 구간으로 이루어지며 1 msec의 시간구간을 차지한다.

여기서 각 OFDM 심볼 구간은 cyclic prefix(CP)를 포함하는데 첫 번째와 여덟 번째 OFDM 심볼은 160Ts 길이의 CP를 포함하고 나머지 OFDM 심볼들은 144Ts 길이의 CP를 포함한다. 여기서 Ts는 LTE/LTE-Advanced 시스템의 기본 시간 단위로 1/(15000x2048)초에 해당한다.

LTE/LTE-Advanced 시스템은 스케줄링을 수행함에 있어서 시간 축에서는 서브프레임(120) 단위로 자원을 할당할 수 있으며 주파수 축에서는 자원 블록(110) 단위로 자원을 할당할 수 있다.

도 2는 LTE에서 사용하는 시간-주파수 파라미터들을 자세히 나타낸다.

기존 LTE 시스템에서는 단말이 특정 셀로의 시간-주파수 동기를 획득하기 위하여, 기지국은 일정한 시간-주파수 위치에서 PSS(Primary Synchronization Signal)와 SSS(Secondary Synchronization Signal)를 전송하고 해당 신호를 단말이 수신하여 동기를 획득한다.

도 3은 TDD로 동작하는 LTE 시스템에서 사용하는 PSS/SSS의 위치를 나타낸다.

도 3을 참조하면, TDD로 동작하는 LTE 시스템에서 PSS는 서브프레임 #1과 서브프레임 #6의 세 번째 OFDM 심볼에 위치하고, SSS는 슬롯 #1과 슬롯 #11의 마지막 OFDM 심볼에 위치한다.

도 4는 LTE/LTE-Advanced 시스템에서 하향링크로 스케줄링을 할 수 있는 최소 단위인 1 서브프레임 및 1 자원 블록의 무선 자원을 도시한 것이다.

도 4를 참조하면, LTE/LTE-Advanced 시스템의 하향링크 스케줄링 단위는 시간 축 상에서 한 개의 서브프레임(210)으로 이루어지며 주파수 축 상에서 한 개의 자원 블록(220)으로 이루어진다.

이와 같은 무선자원은 주파수 영역에서 12개의 서브캐리어로 이루어지며 시간 영역에서 14개의 OFDM 심볼로 이루어져서 총 168개의 고유 주파수 및 시간 위치를 갖도록 한다.

LTE/LTE-Advanced에서는 상기 도 2의 각각 고유 주파수 및 시간 위치를 자원 단위(Resource Element, RE)라 한다. 또한 한 개의 서브프레임은 각각 7개의 OFDM 심볼로 이루어진 두 개의 슬롯(Slot)으로 이루어진다.

상기 도 4에 도시된 무선 자원에는 다음과 같은 복수 개의 서로 다른 종류의 신호가 전송될 수 있다.

1. CRS (Cell-specific Reference Signal)(230): 특정 셀에 속한 모든 단말들의 채널 측정을 위하여 전송되는 기준 신호

2. DMRS (DeModulation Reference Signal)(240, 241): 특정 단말의 데이터 복호를 위하여 전송되는 기준 신호

3. CSI-RS (Channel Status Information Reference Signal)(270): 특정 신호 전송 지점에 속한 단말로 전송되는 기준 신호로 채널 상태를 측정하기 위하여 사용됨. 한 개의 셀 내에는 복수 개의 전송 지점이 포함될 수 있어 한 개의 셀에서는 복수 개의 CSI-RS가 전송될 수 있음.

4. PDSCH (Physical Downlink Shared Channel)(250): 하향링크로 전송되는 데이터 채널, 기지국이 단말로 데이터를 전송하기 위하여 이용하며 상기 도 4의 데이터 영역에서 기준 신호가 전송되지 않는 자원 단위들을 이용하여 전송됨

5. 제어채널 (PDCCH, PCFICH, PHICH)(260): 단말이 PDSCH를 수신하는데 필요한 제어 정보나 상향링크 HARQ 운용을 위한 ACK/NACK 전송. 제어 채널은 각 서브프레임 별로 하나에서 세 개의 OFDM 심볼을 차지할 수 있으며 해당 제어 채널을 위한 OFDM 심볼의 개수는 PCFICH를 통해서 단말로 통보된다.

상기 신호 외에도 LTE-Advanced 시스템에서는 다른 기지국이 전송하는 CSI-RS(270)가 해당 셀의 단말들에 간섭 없이 수신될 수 있도록 muting을 설정할 수 있다.

상기 muting은 CSI-RS(270)가 전송될 수 있는 위치에서 적용될 수 있으며 일반적으로 단말은 해당 무선 자원을 건너 뛰어 데이터 신호를 수신한다. LTE-Advanced 시스템에서 muting은 또 다른 용어로 zero-power CSI-RS라고 불리기도 한다. Muting은 CSI-RS(270)의 위치에 적용되며 전송 전력이 영으로 아무런 신호가 전송되지 않기 때문이다.

CSI-RS(270)는 CSI-RS(270)를 전송하는 안테나 수에 따라 A, B, C, D, E, F, G, H, I, J로 표시된 위치의 일부를 이용하여 전송될 수 있다. 또한 muting도 A, B, C, D, E, F, G, H, I, J로 표시된 위치의 일부를 이용에 적용될 수 있다.

LTE-Advanced 시스템에서 지원하는 안테나 포트의 개수는 2개, 4개 8개로 각각에 대하여 CSI-RS는 2개, 4개, 8개의 자원 단위를 사용하여 전송될 수 있다. 안테나 포트 수가 2개일 경우에는 상기 도 4에서 특정 패턴의 절반에 CSI-RS(270)가 전송되며 안테나 포트 수가 4개일 경우 특정 패턴의 전체에 CSI-RS가 전송되고 안테나 포트 수가 8개일 경우 두 개의 연속된 패턴을 이용하여 CSI-RS가 전송된다. 반면에 muting은 한 개의 패턴 단위로 이루어진다.

도 5는 LTE/LTE-Advanced 시스템에서 하향링크로 스케줄링을 할 수 있는 최소 단위인 1 서브프레임 및 1 자원 블록의 무선 자원에서 각 영역 및 신호의 사용 방법을 나타낸다.

LTE/LTE-Advanced 시스템에서 단말은 매 서브프레임마다 PDCCH(Physical Downlink Control Channel)를 확인하여 해당 서브프레임에서 데이터(PDSCH)가 전송되는지 여부를 확인한다.

여기서 PDCCH는 상기 설명한 바와 같이 매 서브프레임에서 하나부터 세 개까지의 OFDM 심볼 영역을 차지할 수 있으며 단말들은 PCFICH(Physical Control Format Indicator Channel)를 수신하여 몇 개의 OFDM 심볼이 PDCCH로 사용되는지를 확인할 수 있다.

즉, 기지국은 특정 서브프레임에서 필요한 제어 채널의 크기에 따라 PCFICH를 1, 2, 또는 3 중 하나로 설정하여 셀 내의 단말들로 전송하고 설정 값만큼의 영역에서 PDCCH를 전송한다. 또한 PDCCH는 전 시스템 대역에 걸쳐 전송되고 특정 단말로의 스케줄링 정보는 전 시스템 대역에 고루 퍼져 전송된다.

상기 PDCCH에 포함된 스케줄링 정보는 해당 서브프레임에서 데이터를 수신할 단말들에 대한 다음의 정보들 중 일부 또는 전체를 포함한다:

● PDSCH 자원 할당 정보

● 변조 방식 및 부호율 정보

● HARQ 정보

● 재전송/초기전송 구분 정보

도 6을 참조하여 보다 자세히 설명하면, 단말은 특정 서브프레임에서 한 개부터 세 개 OFDM 심볼까지 가능한 PDCCH 영역을 확인하여 자신에게 전송되는 PDSCH의 스케줄링 여부를 확인한다.

여기서 스케줄링이 발생한 경우는 해당 PDSCH가 주파수 상에서 어떤 자원 블록들에 위치하는지를 확인한 후 해당 서브프레임 내 해당 자원 블록들에 대하여 제어 영역 외 나머지 OFDM 심볼들에서 PDSCH를 수신하여 복호를 수행한다.

도 6은 특정 서브프레임에서 M개의 단말이 PDSCH 스케줄링을 확인한 경우를 나타낸 것으로서, 각 단말이 수신할 PDSCH의 위치는 해당 셀의 모든 단말 공통으로 전 대역에 존재하는 PDCCH 내의 정보로 확인을 하게 된다.

또한 기존 LTE/LTE-Advanced 시스템에서 단말은 특정 서브프레임의 앞쪽 OFDM 심볼들에서 PDCCH를 확인하고 나머지 뒤쪽 모든 OFDM 심볼들에서 PDSCH를 수신하여야 전체 하나의 데이터 단위를 복호하는 것이 가능하다. 즉, LTE/LTE-Advanced 시스템에서 단말의 데이터 수신 단위는 하나의 서브프레임으로 1ms가 된다.

LTE/LTE-Advanced 시스템은 6GHz 이하의 주파수 밴드에서 단말의 데이터 수신 단위를 1ms로 가정하고 설계되었기 때문에 상기 설명한 바와 같은 시간-주파수 자원 구조 및 해당 자원을 활용하기 위한 신호들이 설계되었다.

하지만 28GHz 등의 높은 주파수 밴드에서 OFDM을 사용하는 이동 통신 시스템의 경우에는 서브캐리어 간 위상 노이즈 영향이 커져 기존 6GHz 이하를 목표로 하는 LTE 시스템보다 큰 서브캐리어 간격을 필요로 하다. 또한 높은 주파수에서는 거리에 따른 신호의 감쇄 정도가 커져 신호에 빔포밍(Beamforming) 기술을 적용하여 특정 방향으로 보다 강한 신호를 전송할 필요가 있다.

이에 따라 본 실시예들은 고주파 이동 통신 시스템에서 사용할 수 있는 새로운 시간-주파수 자원 활용 구조 및 이에 대한 단말 및 기지국의 신호 송수신 방법을 제공한다.

구체적으로, 본 실시예들은 수십 GHz의 주파수 밴드를 사용하는 고주파 이동 통신 시스템에서 OFDM을 사용하는 경우에 주어진 시간-주파수 자원을 활용하여 데이터 송수신을 수행하도록 하는 자원 활용 구조 및 이에 대한 단말 및 기지국의 신호 송수신 방법을 제공한다.

전술한 바와 같이 수십 GHz의 주파수 밴드에서는 서브캐리어 간 위상 노이즈 영향이 커져 큰 서브캐리어 간격을 필요로 한다. 또한 수십 GHz의 주파수 밴드에서는 수백 MHz 단위의 가용 주파수가 있어 큰 서브캐리어 간격을 유지하는 것이 필요하다.

본 실시예들은 새로운 고주파 이동 통신 시스템에서 기존 LTE와 비슷한 시간-주파수 구조를 가지고 큰 서브캐리어 간격을 유지할 수 있도록 하기 위하여 LTE의 서브캐리어 간격인 15kHz의 배수에 해당하는 값으로 설정하도록 한다.

즉, 대략 30GHz 주변의 주파수 밴드에서의 채널 환경을 고려하면 대략 5배 또는 10배의 서브캐리어 간격을 가지는 것이 효율적인 것으로 판단되어 본 실시예들은 75kHz의 서브캐리어 간격이나 150kHz의 서브캐리어 간격을 고려한다.

도 7은 각각 150kHz와 75kHz의 서브캐리어 간격에 대한 시간-주파수 자원 및 해당 시스템 파라미터들을 나타낸다.

도 7을 참조하면, 2048 FFT를 사용하는 OFDM 시스템을 가정하면 전체 시스템 대역은 각각 200MHz, 100MHz로 구성되며, 하나의 서브프레임은 각각 0.1ms, 0.2ms로 구성될 수 있다. 그러면 고주파 이동 통신 시스템에서도 기본적으로 LTE/LTE-Advanced와 같은 형태의 자원 블록, 서브프레임, 및 무선 프레임(Radio Frame) 구조를 가져갈 수 있다.

즉, 자원 블록은 12개의 서브캐리어로 구성되고, 서브프레임은 14개의 OFDM 심볼들로 구성되며, 무선 프레임은 10개의 서브프레임으로 구성된다.

고주파 이동 통신 시스템에서는 거리에 따른 신호의 감쇄가 심하기 때문에 이를 보상하기 위하여 모든 전송 신호에 지향성을 부여하는 빔포밍을 적용할 필요가 있다.

즉, 빔(Beam)을 형성하여 신호에 전송하여 특정 방향으로 신호의 세기를 모아주고 해당 특정 방향에서 멀어지면 신호가 약하게 가도록 한다. 다시 말하면 고주파 이동 통신 시스템에서는 기존 LTE/LTE-Advanced에서 셀 내 전 방향으로 퍼져 전송되는 것으로 가정했던 신호들에도 빔을 형성하여 전송할 필요가 있게 된다.

도 8은 고주파 이동 통신 시스템에서 빔을 형성하여 신호를 전송하기 위하여 사용하는 안테나 구조를 나타낸다.

도 8을 참조하면, 기지국은 1개, 2개 또는 4개의 안테나 배열을 가질 수 있으며, 각각의 안테나 배열은 두 개의 안테나 포트에 대응한다.

각각의 안테나 포트는 다른 안테나 포트들과 독립적으로 빔포밍된 아날로그 빔 중 하나를 생성한다.

도 9는 기지국 별로 안테나 배열을 1개, 2개 또는 4개 가지는 경우에 안테나 포트와 안테나 요소(Antenna Element) 간 매핑을 나타낸다.

하나의 안테나 포트는 특정 안테나 배열 내 같은 POL들과 연결되어 신호를 전송하고 각 안테나 포트는 서로 독립적으로 다수의 빔을 형성할 수 있다.

앞서 설명한 안테나 구조에 따라 기존 LTE/LTE-Advanced에 대하여 고주파 이동 통신 시스템에서 다른 형태의 설계가 필요한 부분이 PSS/SSS이다. 기존 LTE/LTE-Advanced에서 PSS/SSS는 특정 셀 전 영역에서 고루 신호를 검출할 수 있도록 전송되었기 때문에 셀 별로 하나의 PSS/SSS만 존재하면 되지만, 이제 고주파 이동 통신 시스템에서는 PSS/SSS도 방향성을 가지게 되고 셀 전 영역의 단말이 PSS/SSS를 검출할 수 있도록 하기 위해서는 셀 별로 다수의 PSS/SSS가 운용되어야 한다.

PSS/SSS에 적용해야 할 빔의 개수가 N이라고 가정하면 특정 셀은 N개의 PSS/SSS를 운용해야 한다. 또한 단말은 특정 PSS/SSS를 수신하였을 때 해당 PSS/SSS가 어떤 빔에 해당하는지도 확인할 수 있어야 해당 셀의 시간-주파수 동기를 정확히 획득할 수 있다.

도 10은 특정 기지국에서 안테나 포트 별로 14개 또는 12개의 빔을 PSS/SSS에 적용하고 서로 다른 빔을 적용한 PSS/SSS가 하나의 서브프레임 내에서 서로 다른 OFDM 심볼에 분배되어 전송되는 상황을 도시하고 있다.

즉, 하나의 PSS/SSS에는 특정 빔이 적용되어 있고 해당 PSS/SSS에는 셀 식별자 정보가 포함되어 있어 단말은 PSS/SSS를 확인하여 OFDM 심볼 타이밍 및 셀 식별자를 확인할 수 있다.

추가로 기지국은 같은 OFDM 심볼 내에서 PSS/SSS와 같은 빔을 적용한 ESS를 전송하여 서브프레임 타이밍도 획득할 수 있게 된다.

이에 더하여 해당 PSS/SSS/ESS와 같은 OFDM 심볼 타이밍에는 빔 기준 신호(BRS)가 전송되어 단말이 빔 정보도 확인할 수 있게 된다.

도 10은 상기 설명한 상황을 나타내고 구체적으로 5ms의 주기를 가지고 타이밍 및 빔 획득(Timing and Beam acquisition, TBA) 서브프레임이 전송되는 경우를 나타낸 것이다.

도 10을 참조하면, TBA 서브프레임은 0, K, 2K 와 같은 K번째 서브프레임마다 발생하여 PSS/SSS/ESS와 빔 기준 신호(BRS)를 포함한다.

TBA 서브프레임의 가운데에 PSS/SSS/ESS를 매핑하고 나머지에 일정 간격으로 단말이 다양한 빔을 측정할 수 있도록 하는 빔 기준 신호(BRS)를 매핑할 수 있다.

도 11은 보다 구체적으로 TBA 서브프레임에서 전송되는 신호들의 기능과 관련 구조를 보다 자세히 나타낸 것이다.

도 11을 참조하면, TBA 서브프레임에서 PSS는 TBA 서브프레임의 가운데 위치한 6개의 자원 블록들에 매핑될 수 있고, OFDM 심볼 타이밍을 획득할 수 있도록 한다.

SSS는 PSS가 매핑된 자원 블록들의 위쪽 6개의 자원 블록들에 매핑될 수 있고, 셀 아이디를 획득할 수 있도록 한다.

ESS는 PSS가 매핑된 자원 블록들의 아래쪽 6개의 자원 블록들에 매핑될 수 있고, 서브프레임 타이밍을 획득할 수 있도록 한다.

빔 기준 신호(BRS)는 PSS/SSS/ESS에 의해 점유된 18개의 자원 블록들을 제외한 전체 영역에 분산되어 매핑될 수 있다. 빔 기준 신호(BRS)는 단말이 빔을 측정할 수 있도록 단말로 전송된 신호에 적용된 빔을 확인할 수 있도록 한다.

이때, 빔 기준 신호(BRS)는 PSS/SSS/ESS가 매핑되지 않은 자원 블록에서 연속된 12개의 서브캐리어 중 연속된 8개의 서브캐리어에 매핑될 수 있으며, 나머지 4개의 서브캐리어에는 다른 신호가 매핑되거나 신호가 매핑되지 않을 수도 있다.

도 12는 상기 도 11에 나타낸 빔 기준 신호(BRS)가 전송되는 자원 블록의 위치를 결정하는 가능한 방법들을 나타낸다.

도 12를 참조하면, Option 1은 가운데 18 자원 블록(Sync)을 제외하고 낮은 인덱스를 가지는 자원 블록 순서로 L 자원 블록 간격으로 빔 기준 신호(BRS)를 매핑하는 방식을 나타낸 것이다.

또는, Option 2와 같이 가운데 18 자원 블록을 중심으로 양 방향으로 L 자원 블록 간격으로 빔 기준 신호(BRS)를 매핑할 수도 있다.

이 경우에 빔 기준 신호(BRS) 전송을 시작하는 자원 블록의 위치는 각 경우에 다양한 방법으로 결정할 수 있다.

일 예로, 도 12에 도시된 바와 같이, Cell-ID와 f(A)와 같은 함수를 이용하여 빔 기준 신호(BRS) 전송을 시작하는 자원 블록의 위치를 결정할 수 있다. 여기서, Cell-ID는 PSS/SSS로부터 단말이 획득한 셀 식별자를 나타내고 f(A)는 A를 입력으로 하는 함수 특정 함수값을 나타낸다.

도 13은 상기 도 12에서 설명한 빔 기준 신호(BRS)가 전송되는 자원 블록 내에서 각 안테나 포트에 해당하는 빔과 자원 블록 내 서브캐리어 간 매핑 관계를 나타낸다.

자원 블록 내 매핑이 시작되는 서브캐리어는 각 셀 식별자 별로 달라질 수 있고 안테나 포트와 매핑되지 않는 서브캐리어에는 아무런 신호가 전송되지 않을 수도 있고 별도의 다른 신호들이 전송될 수도 있다. 여기서 f'(B)는 B를 입력으로 하는 특정 함수 값을 나타낸다.

도 14는 특정 기지국의 전체 안테나 포트 개수에 대하여 각 포트 별 빔과 빔 기준 신호(BRS)로 가능한 서브캐리어의 가능한 매핑 관계들을 나타낸다.

상기 도 13의 경우에 대하여 매핑되는 안테나 포트가 없는 경우에 해당 서브캐리어에서는 아무런 신호가 전송되지 않을 수도 있고, 또 다른 방법으로 존재하는 안테나 포트들의 기준 신호를 반복하여 전송하도록 매핑할 수도 있다.

예를 들어 첫 번째 방법(Option 1)의 경우에, 안테나 포트 개수가 2라면 AP0와 AP1을 각각 T 번째와 T+1번째 서브캐리어에 전송하고 나머지 서브캐리어들에서는 기준 신호들이 전송되지 않는다.

반면에 두 번째 방법(Option 2)의 경우에, 안테나 포트 개수가 2라면 AP0을 T, T+2, T+4, T+6 번째 서브캐리어들에 반복하여 전송하도록 하고 AP1을 각각 T+1, T+3, T+5, T+7 번째 서브캐리어들에 반복하여 전송하도록 한다.

본 실시예들에서 단말에 기지국에서 사용하는 안테나 포트의 개수를 확인하는 방법은 고주파 기지국과 연관된 LTE 셀에서 단말로 직접 알려주는 경우에 해당될 수도 있고(Non-standalone), 상기 안테나 포트 개수에 대응하는 빔 기준 신호 설계 방법에 따라 단말이 주변의 데이터 신호들을 해당 빔 기준 신호(BRS)를 적용하여 복호해 보고 복호가 되는 경우로 안테나 포트 개수를 확인하여 향후 단말 동작들을 수행한다(Standalone). 도 15는 전술한 방법들을 나타낸 것이다.

도 16은 본 실시예들에 따른 고주파 무선 통신 시스템에서 단말(1600)의 구성을 나타낸 것이다.

도 16을 참조하면, 본 실시예들에 따른 단말(1600)은 통신부(1610)와 제어부(1620)를 포함하고, 제어부(1620)는 시스템 동기화부(1621), 채널 추정부(1622) 및 데이터 복호부(1623)를 포함할 수 있다.

단말(1600)의 통신부(1610)는 기지국이 전송하는 PSS/SSS, 기준 신호(RS) 및 데이터 등의 신호를 수신하고, 수신된 신호를 제어부(1620)로 전달한다.

제어부(1620)는 통신부(1610)에서 전달받은 수신 신호들로부터 동기를 획득하고 빔 정보도 확인하고 기준 신호(RS)의 용도별로 기준 신호(RS)를 수신하며, 기준 신호(RS)에 따른 채널 추정정보를 활용해 데이터 복호를 수행한다.

시스템 동기화부(1621), 채널 추정부(1622) 및 데이터 복호부(1623)는 제어부(1620)의 일부 기능일 수도 있고 별도로 존재할 수도 있다.

도 17은 본 실시예들에 따른 고주파 무선 통신 시스템에서 기지국(1700)의 구성을 나타낸 것이다.

도 17을 참조하면, 본 실시예들에 따른 기지국(1700)은 통신부(1710)와 제어부(1720)를 포함하며, 제어부(1720)는 자원 할당부(1721)를 포함할 수 있다.

기지국(1700)의 통신부(1710)는 단말로 PSS/SSS, 기준 신호(RS) 및 데이터 등의 신호를 전송하고 단말로부터의 데이터 및 채널 피드백 정보 등을 수신한다.

제어부(1720)는 종류별로 정해진 신호를 생성하고 자원에 매핑하는 역할을 한다. 이를 위하여 제어부(1720)는 별도의 자원 할당부(1721)를 가지고 있을 수도 있고 해당 기능을 제어부(1720)의 일부 기능으로 수행할 수도 있다.

도 18은 본 실시예들에 따른 무선 통신 시스템에서 단말이 신호를 수신하는 방법을 나타낸 것이다.

도 18을 참조하면, 단말은 기지국으로부터 15kHz의 배수로 설정된 서브캐리어로 구성된 자원 블록을 통해 빔포밍이 적용된 동기화 신호를 수신한다(S1800).

여기서, 서브캐리어의 간격은 15kHz의 5배나 10배가 되는 간격으로 설정될 수 있다.

단말은 동기화 신호를 수신하는 심볼과 동일한 심볼 타이밍에 기지국으로부터 빔 기준 신호(BRS)를 수신한다(S1820).

빔 기준 신호(BRS)는 동기화 신호와 빔 기준 신호(BRS)가 전송된 서브프레임에서 동기화 신호가 위치하는 자원 블록 이외의 자원 블록에 일정 간격으로 위치할 수 있다.

예를 들어, 서브프레임의 가운데 자원 블록에 동기화 신호가 위치하고 빔 기준 신호(BRS)는 동기화 신호가 위치한 자원 블록을 제외한 자원 블록에서 낮은 인덱스를 갖는 서브캐리어부터 순차적으로 위치할 수 있다.

또는, 빔 기준 신호(BRS)는 동기화 신호가 위치한 자원 블록의 양방향으로 일정 간격으로 위치할 수도 있다.

이때, 빔 기준 신호(BRS)는 동기화 신호가 위치하지 않는 자원 블록에서 12개의 서브캐리어의 연속된 8개의 서브캐리어에 매핑될 수 있다. 그리고, 나머지 4개의 서브캐리어에는 다른 신호가 매핑되거나 신호가 매핑되지 않을 수도 있다.

단말은 수신한 빔 기준 신호(BRS)로부터 동기화 신호에 적용된 빔포밍을 확인한다(S1840).

그리고, 동기화 신호로부터 셀 식별자 정보와 시간-주파수 동기 정보 등을 획득한다(S1860).

도 19는 본 실시예들에 따른 무선 통신 시스템에서 기지국이 신호를 전송하는 방법을 나타낸 것이다.

도 19를 참조하면, 기지국은 15kHz의 배수로 설정된 서브캐리어로 구성된 자원 블록에 빔포밍이 적용된 동기화 신호를 매핑한다(S1900).

기지국은 동기화 신호가 매핑된 심볼 타이밍에 동기화 신호가 적용된 빔포밍을 확인하기 위한 빔 기준 신호(BRS)를 매핑한다(S1920).

이때, 빔 기준 신호(BRS)는 서브프레임에서 동기화 신호가 위치하는 자원 블록을 제외한 자원 블록에 순차적으로 위치하거나, 동기화 신호가 위치하는 자원 블록의 양방향으로 위치할 수 있다.

또한, 12개의 서브캐리어에서 연속된 8개의 서브캐리어에 빔 기준 신호(BRS)가 매핑될 수 있으며, 이때, 나머지 4개의 서브캐리어에는 다른 신호를 전송하거나 신호를 전송하지 않을 수도 있다.

기지국은 동일한 심볼 타이밍에 빔포밍이 적용된 동기화 신호와 동기화 신호에 적용된 빔포밍을 확인할 수 있도록 하는 빔 기준 신호(BRS)를 단말로 전송한다(S1940).

이를 통해, 고주파 이동 통신 시스템에서 단말이 동기화 신호와 빔 기준 신호(BRS)를 이용하여 동기화 신호에 적용된 빔을 측정하고 동기화 신호로부터 셀 식별자, 시간-주파수 동기에 관한 정보를 획득할 수 있도록 한다.

전술한 실시예에서 언급한 표준내용 또는 표준문서들은 명세서의 설명을 간략하게 하기 위해 생략한 것으로 본 명세서의 일부를 구성한다. 따라서, 위 표준내용 및 표준문서들의 일부의 내용을 본 명세서에 추가하거나 청구범위에 기재하는 것은 본 발명의 범위에 해당하는 것으로 해석되어야 한다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술사상의 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

초고주파 이동 통신 시스템에서 단말이 신호를 수신하는 방법에 있어서,
단말이 기지국으로부터 15kHz의 배수로 설정된 부반송파로 구성된 자원 블록을 통해 동일한 심볼 타이밍에 빔포밍이 적용된 동기화 신호와 빔 기준 신호를 수신하는 단계;
상기 빔 기준 신호로부터 상기 동기화 신호에 적용된 빔포밍을 확인하는 단계; 및
상기 동기화 신호로부터 셀 식별자 정보 및 시간-주파수 동기 정보를 획득하는 단계를 포함하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 빔 기준 신호는 상기 동기화 신호가 매핑된 자원 블록을 제외한 자원 블록 중 낮은 인덱스를 갖는 자원 블록부터 일정 간격으로 매핑된 방법.
제1항에 있어서,
상기 빔 기준 신호는 상기 동기화 신호가 매핑된 자원 블록을 중심으로 양방향으로 일정 간격으로 매핑된 방법.
제1항에 있어서,
상기 빔 기준 신호는 상기 동기화 신호가 매핑된 자원 블록 이외의 자원 블록에 포함된 부반송파에 매핑되며, 12개 단위의 부반송파에서 연속된 8개의 부반송파에 매핑되고 나머지 4개의 부반송파에는 Null이 매핑된 방법.
제4항에 있어서,
상기 빔 기준 신호가 매핑된 부반송파 중 적어도 하나의 부반송파에는 동일한 안테나 포트와 매핑되는 빔 기준 신호가 반복되어 매핑된 방법.
제1항에 있어서,
상기 자원 블록은 15kHz의 5배 또는 10배로 설정된 부반송파로 구성된 방법.
초고주파 이동 통신 시스템에서 기지국이 신호를 전송하는 방법에 있어서,
기지국이 15kHz의 배수로 설정된 부반송파로 구성된 자원 블록에 빔포밍이 적용된 동기화 신호를 매핑하는 단계;
상기 동기화 신호가 매핑된 심볼 타이밍에 상기 동기화 신호에 적용된 빔포밍을 확인하기 위한 빔 기준 신호를 매핑하는 단계; 및
상기 동기화 신호와 상기 빔 기준 신호를 단말로 전송하는 단계를 포함하는 방법.
제7항에 있어서,
상기 빔 기준 신호는 상기 동기화 신호가 매핑된 자원 블록을 제외한 자원 블록 중 낮은 인덱스를 갖는 자원 블록부터 일정 간격으로 매핑된 방법.
제7항에 있어서,
상기 빔 기준 신호는 상기 동기화 신호가 매핑된 자원 블록을 중심으로 양방향으로 일정 간격으로 매핑된 방법.
제7항에 있어서,
상기 빔 기준 신호는 상기 동기화 신호가 매핑된 자원 블록 이외의 자원 블록에 포함된 부반송파에 매핑되며, 12개 단위의 부반송파에서 연속된 8개의 부반송파에 매핑되고 나머지 4개의 부반송파에는 Null이 매핑된 방법.
제10항에 있어서,
상기 빔 기준 신호가 매핑된 부반송파 중 적어도 하나의 부반송파에는 동일한 안테나 포트와 매핑되는 빔 기준 신호가 반복되어 매핑된 방법.
제7항에 있어서,
상기 자원 블록은 15kHz의 5배 또는 10배로 설정된 부반송파로 구성된 방법.
초고주파 이동 통신 시스템에서 신호를 수신하는 단말에 있어서,
기지국으로부터 15kHz의 배수로 설정된 부반송파로 구성된 자원 블록을 통해 동일한 심볼 타이밍에 전송되는 빔포밍이 적용된 동기화 신호와 빔 기준 신호를 수신하는 통신부; 및
상기 빔 기준 신호로부터 상기 동기화 신호에 적용된 빔포밍을 확인하고, 상기 동기화 신호로부터 셀 식별자 정보 및 시간-주파수 동기 정보를 획득하는 제어부를 포함하는 단말.
제13항에 있어서,
상기 통신부는 상기 동기화 신호가 매핑된 자원 블록을 제외한 자원 블록 중 낮은 인덱스를 갖는 자원 블록부터 일정 간격으로 매핑된 상기 빔 기준 신호를 수신하는 단말.
제13항에 있어서,
상기 통신부는 상기 동기화 신호가 매핑된 자원 블록을 중심으로 양방향으로 일정 간격으로 매핑된 상기 빔 기준 신호를 수신하는 단말.
제13항에 있어서,
상기 통신부는 상기 동기화 신호가 매핑된 자원 블록 이외의 자원 블록 중 12개 단위의 부반송파에서 연속된 8개의 부반송파에 매핑된 상기 빔 기준 신호를 수신하는 단말.
초고주파 이동 통신 시스템에서 신호를 전송하는 기지국에 있어서,
15kHz의 배수로 설정된 부반송파로 구성된 자원 블록에 빔포밍이 적용된 동기화 신호를 매핑하고, 상기 동기화 신호가 매핑된 심볼 타이밍에 상기 동기화 신호에 적용된 빔포밍을 확인하기 위한 빔 기준 신호를 매핑하는 제어부; 및
상기 동기화 신호와 상기 빔 기준 신호를 단말로 전송하는 통신부를 포함하는 기지국.
제17항에 있어서,
상기 제어부는 상기 동기화 신호가 매핑된 자원 블록을 제외한 자원 블록 중 낮은 인덱스를 갖는 자원 블록부터 일정 간격으로 상기 빔 기준 신호를 매핑하는 기지국.
제17항에 있어서,
상기 제어부는 상기 동기화 신호가 매핑된 자원 블록을 중심으로 양방향으로 일정 간격으로 상기 빔 기준 신호를 매핑하는 기지국.
제17항에 있어서,
상기 제어부는 상기 동기화 신호가 매핑된 자원 블록 이외의 자원 블록 중 12개 단위의 부반송파에서 연속된 8개의 부반송파에 상기 빔 기준 신호를 매핑하고 나머지 4개의 부반송파에 Null을 매핑하는 기지국.