KR20170093720A

KR20170093720A - 새로운 프레임 구조를 위한 하향 동기 신호 전송 방법 및 그 장치

Info

Publication number: KR20170093720A
Application number: KR1020170014774A
Authority: KR
Inventors: 김기태; 최우진
Original assignee: 주식회사 케이티
Priority date: 2016-02-04
Filing date: 2017-02-02
Publication date: 2017-08-16

Abstract

본 실시예들은 3GPP LTE/LTE-Advanced 시스템에서 6GHz New Frame 구조 지원을 위한 하향링크 동기 신호 전송 방법에 관한 것으로서, 기지국이 동기 신호를 생성하는 단계와, 레이어 스플릿을 수행하여 동기 신호를 각각의 안테나 포트에 매핑하고 서브어레이 안테나로 구성된 RF 체인에 연결하는 단계와, 각각의 안테나 포트로 스플릿된 동기 신호를 빔 스위핑 구간에서 전송하는 단계를 수행하도록 함으로써, New Frame 구조에서 하향링크 동기 신호를 전송하는 방법을 제공한다. 그리고, 단말은 하향링크 동기 신호 시퀀스의 검출 전력 크기 비교를 통해 하향링크 동기 신호를 검출함으로써, New Frame 구조에서 멀티 빔 기반의 하향링크 동기 신호 송수신을 위한 구체적인 방안을 제공한다.

Description

새로운 프레임 구조를 위한 하향 동기 신호 전송 방법 및 그 장치{METHODS OF DOWNLINK SYNCHRONIZATION SIGNAL TRANSMISSION FOR NEW FRAME STRUCTURE AND APPARATUSES THEREOF}

본 실시예들은 3GPP LTE/LTE-Advanced 시스템에서 6GHz New Frame 구조 지원을 위한 하향링크 동기 신호 전송 기술에 관한 것이다.

단말이 LTE 셀에 접속하기 위해서는 셀 탐색 과정을 거쳐야 한다. 셀 탐색 과정은 단말이 시간, 주파수 파라미터를 결정할 수 있는 일련의 동기화 과정으로 구성되며, 동기화 과정을 통해서 단말은 하향링크 신호를 복조할 수 있고 적절한 시간에 상향링크 신호를 전송할 수 있게 된다.

모든 셀에서 기지국은 주동기 신호(PSS: Primary Synchronization Signal)와 부동기 신호(SSS: Secondary Synchronization Signal)를 전송하는데, 셀 탐색 과정의 전 단계로 단말은 PSS와 SSS를 먼저 검출하게 된다.

마찬가지로 새로운 프레임(이하, "New Frame"이라고도 함) 구조에서 mmWave 단말이 서빙 셀에 접속하기 위해서는 셀 탐색 과정을 거쳐야 한다. 여기서, 하이브리드 빔포밍을 위한 안테나 구조를 가정할 경우 기지국에 의한 빔 스캐닝(Beam scanning) 또는 빔 스위핑(Beam sweeping) 과정이 필요하게 된다.

따라서, mmWave 단말이 셀 탐색 과정의 전 단계에서 빔포밍이 적용된 PSS를 검출할 수 있어야 하나, 이러한 새로운 프레임 구조에서 빔포밍 기반의 PSS를 전송하는 구체적인 방안이 부재되어 있다.

본 실시예들의 목적은, 새로운 프레임 구조에서 빔포밍 기반의 빔 스위핑 구간에서 PSS를 전송할 수 있는 구체적인 빔 제어 방안과 mmWave 단말이 PSS를 검출하는 방안을 제공하는 데 있다.

일 측면에서, 본 실시예들은, 기지국이 새로운 프레임 구조를 위한 하향링크 동기 신호를 전송하는 방법에 있어서, 동기 신호를 생성하는 단계와, 레이어 스플릿을 수행하여 동기 신호를 각각의 안테나 포트에 매핑하고 서브어레이 안테나로 구성된 RF 체인에 연결하는 단계와, 각각의 안테나 포트로 스플릿된 동기 신호를 빔 스위핑 구간에서 전송하는 단계를 포함하는 방법을 제공한다.

다른 측면에서, 본 실시예들은, 단말이 새로운 프레임 구조를 위한 하향링크 동기 신호를 수신하는 방법에 있어서, 각각의 안테나 포트로 레이어 스플릿된 동기 신호를 빔 스위핑 구간에서 수신하는 단계와, 동기 신호의 시퀀스의 검출 전력 크기를 비교하는 단계와, 동기 신호의 시퀀스의 검출 전력 크기의 비교 결과에 따라 빔포밍된 동기 신호를 검출하는 단계를 포함하는 방법을 제공한다.

다른 측면에서, 본 실시예들은, 새로운 프레임 구조를 위한 하향링크 동기 신호를 전송하는 기지국에 있어서, 동기 신호를 생성하고 레이어 스플릿을 수행하여 동기 신호를 각각의 안테나 포트에 매핑하고 서브어레이 안테나로 구성된 RF 체인에 연결하는 제어부와, 각각의 안테나 포트로 스플릿된 동기 신호를 빔 스위핑 구간에서 전송하는 송신부를 포함하는 기지국을 제공한다.

다른 측면에서, 본 실시예들은, 새로운 프레임 구조를 위한 하향링크 동기 신호를 수신하는 단말에 있어서, 각각의 안테나 포트로 레이어 스플릿된 동기 신호를 빔 스위핑 구간에서 수신하는 수신부와, 동기 신호의 시퀀스의 검출 전력 크기를 비교하고 비교 결과에 따라 빔포밍된 동기 신호를 검출하는 제어부를 포함하는 단말을 제공한다.

본 실시예들에 의하면, 새로운 프레임 구조에서 멀티 빔 기반의 PSS 전송을 위한 구체적인 방법을 제공하며, 이러한 방법은 새로운 프레임 구조에만 한정되지 않고 유사 시그널 및 채널에 그 원리가 그대로 적용될 수 있다.

도 1은 아날로그 빔포밍 및 RF 체인에 대한 송신기의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 디지털 빔포밍 및 RF 체인에 대한 송신기의 구성을 나타낸 도면이다.
도 3은 하이브리드 빔포밍 송신단 구조(Subarray 안테나 구조)를 나타낸 도면이다.
도 4는 FDD에서 PSS와 SSS 프레임 구조를 나타낸 도면이다.
도 5는 PSS의 시퀀스를 자원 요소에 매핑하는 개념을 나타낸 도면이다.
도 6 내지 도 8은 SSS의 시퀀스를 생성하고 자원 요소에 매핑하는 방식을 나타낸 도면이다.
도 9는 SSS의 시퀀스를 자원 요소에 매핑하는 개념을 나타낸 도면이다.
도 10은 FDD에서 PSS/SSS/PBCH + CRS의 프레임 내 할당 개념을 나타낸 도면이다.
도 11은 새로운 프레임을 위한 PSS/SSS/ESS/BRS 프레임 내 할당 개념을 나타낸 도면이다.
도 12는 PSS를 위한 레이어 스플릿의 예를 나타낸 도면이다.
도 13은 레이어 스플릿을 통한 PSS 전송의 예를 나타낸 도면이다.
도 14는 멀티 빔 서브셋 셀렉션을 통한 PSS 전송의 예를 나타낸 도면이다.
도 15는 본 실시예들에 따른 기지국이 새로운 프레임 구조에서 동기 신호를 전송하는 방법의 과정을 나타낸 도면이다.
도 16은 본 실시예들에 따른 단말이 새로운 프레임 구조에서 동기 신호를 수신하는 과정을 나타낸 도면이다.
도 17은 본 실시예들에 따른 기지국의 구성을 나타낸 도면이다.
도 18은 본 실시예들에 따른 단말의 구성을 나타낸 도면이다.

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

본 명세서에서 MTC 단말은 low cost(또는 low complexity)를 지원하는 단말 또는 coverage enhancement를 지원하는 단말 등을 의미할 수 있다. 본 명세서에서 MTC 단말은 low cost(또는 low complexity) 및 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.

무선통신시스템에 적용되는 다중 접속 기법에는 제한이 없다. CDMA(Code Division Multiple Access), TDMA(Time Division Multiple Access), FDMA(Frequency Division Multiple Access), OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access), OFDM-FDMA, OFDM-TDMA, OFDM-CDMA와 같은 다양한 다중 접속 기법을 사용할 수 있다. 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 무선통신 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.

[Hybrid Beamforming ]

다중 안테나를 사용한 기존의 빔 형성 기술은 크게 빔 형성 가중치 벡터 (Weight vector/precoding vector)를 적용하는 위치에 따라 아날로그 빔 형성 기술과 디지털 빔 형성 기술로 구분할 수 있다.

우선 아날로그 빔 형성 방법은 초기 다중 안테나 구조에 적용된 대표적인 빔 형성 기법으로 디지털 신호처리가 완료된 아날로그 신호를 다수의 경로로 분기하여 각 경로의 Phase-Shifter(PS)와 Power Amplifier(PA) 설정을 통한 빔 형성을 수행한다.

아날로그 빔 형성을 위해서는 도 1과 같이 단일 디지털 신호로부터 파생된 아날로그 신호를 각 안테나에 연결된 여러 PA와 PS가 처리하는 구조가 요구된다. 즉, 아날로그 단에서 complex weight를 PS와 PA가 처리하게 된다.

여기에서 RF chain은 BB 신호가 아날로그 신호로 변환되는 처리 블록을 의미하며, 그 구성은 도 1과 같다.

그러나 아날로그 빔 형성 기법은 PS와 PA의 소자의 특성에 따라 빔의 정확도가 결정되고, 소자의 제어 특성상 협대역 전송에 유리하다. 또한, 다중 스트림 전송을 구현하기 어려운 하드웨어 구조로 인하여 전송률 증대를 위한 다중화 이득의 상대적으로 작으며, 직교 자원할당 기반의 사용자별 빔 형성이 어렵다.

다음으로 디지털 빔 형성 기법은 아날로그 빔 형성 기법과 달리 MIMO 환경에서 다이버시티와 다중화 이득을 최대화 하기 위해 BB 프로세스를 이용하여 디지털 단에서 빔 형성을 수행한다(기존 LTE/LTE-Advanced의 MIMO가 이에 해당한다).

즉, 도 2와 같이 프리코딩을 BB 프로세스에서 수행함으로써 빔 형성이 가능하다 (단 여기에서 RF chain은 PA를 포함한다). 이것은 빔 형성을 위해 도출된 complex weight를 송신 데이터에 직접적으로 적용하기 때문이다.

또한, 사용자 별 상이한 빔 형성이 가능하기 때문에, 동시에 다중 사용자 빔 형성을 지원할 수 있고, 직교 자원이 할당된 사용자 별 독립적인 빔 형성이 가능하여 스케줄링 유연성이 높아 시스템 목적에 부합하는 전송단 운용이 가능한 특징을 가지고 있다.

또한, 광대역 전송 환경에서 MIMO-OFDM과 같은 기술을 적용하면, subcarrier 별 독립적인 빔을 형성할 수 있다.

따라서 디지털 빔 형성 기법은 시스템 용량 증대와 강화된 빔 이득을 기반으로 단일 사용자의 최대 전송률을 극대화 할 수 있어, 3G/4G (LTE-Advanced) 시스템에서는 디지털 빔포밍 기반 MIMO 기술이 도입되었다.

다음으로 송수신 안테나가 크게 증가하는 Massive MIMO 환경을 가정해 본다.

일반적으로 LTA-Advanced(≤Rel-12)에서는 송수신 안테나를 8개 이하로 가정하여 시스템을 설계해왔으며, 최근에서는 이를 최대 64개까지 확장하여 적용하는 enhancement가 진행 중이다. 그러나 이러한 Massive MIMO 환경에서 Full digital 빔 형성 기술을 적용한다면, 송신단의 디지털 신호 처리를 위한 최대 수백 개의 안테나에 대한 신호처리를 BB 프로세스를 통해 수행해야 하므로 신호처리 복잡도가 매우 커지고, 안테나 수만큼의 RF chain이 필요하므로 하드웨어 구현 복잡도가 매우 커진다.

또한, 모든 안테나에 대한 독립적인 채널 추정이 필요하고, 특히 FDD 시스템의 경우 모든 안테나로 구성된 거대한 MIMO 채널에 대한 피드백 정보가 필요하므로, 파일럿 및 피드백 오버헤드가 매우 커지게 된다. Massive-MIMO 환경에서 아날로그 빔 형성 기술만을 적용한다면, 송신단의 하드웨어 복잡도는 상대적으로 낮은 반면, 다수 안테나를 이용한 성능 증가 정도가 미미하고, 자원 할당의 유연성이 떨어진다. 특히 광대역 전송 시 주파수 별로 빔을 제어하기가 매우 어렵다.

따라서 Massive MIMO 환경에서는 아날로그 빔 형성과 디지털 빔 형성 기법 중 한 개만을 배타적으로 선택하는 것이 아닌, 아날로그 빔 형성과 디지털 빔 형성 구조가 결합된 도 3과 같은 Hybrid 형태의 송신단 구성 방식의 도입이 필요하게 된다.

특히 mmWave 대역 전송을 목적으로 구성된 안테나 구조에서는 하드웨어 복잡도뿐만 아니라 소자의 구현 자체가 아날로그 빔 형성과 디지털 빔 형성 구조가 결합된 도 3과 같은 Hybrid 형태의 송신단 구성 방식이 필요하다.

[ LTE 시스템의 동기화 및 셀 탐색]

단말이 LTE 셀에 접속하기 위해서는 셀 탐색 과정을 거쳐야 한다. 셀 탐색 과정은 단말이 시간, 주파수 파라미터를 결정할 수 있는 일련의 동기화 과정으로 구성되며, 동기화 과정을 통해서, 단말은 Downlink 신호를 복조할 수 있고, 적절한 시간에 Uplink 신호를 전송할 수 있게 된다.

LTE의 셀 탐색 과정에는 초기 동기화(Initial Synchronization), 새로운 셀 확인(New Cell Identification)의 두 가지가 있다[1][2].

초기 동기화는 단말이 LTE 셀을 최초로 발견하고 LTE 셀에 등록하기 위하여 모든 정보를 디코딩하는 것이며, 단말의 전원이 켜지거나, Serving eNB에 연결이 끊긴 경우에 실행된다.

새로운 셀 확인은 단말이 LTE 셀에 접속된 상태에서 새로운 이웃 셀을 감지하는 과정에서 실행되며, 단말은 핸드오버를 하기 위하여 새로운 셀에 관련된 측정값을 Serving eNB에 보고한다.

모든 셀에서 eNB는 물리 채널, 즉 PSS(Primary Synchronization Signal)과 SSS(Secondary Synchronization Signal)을 전송하는데, 셀 탐색 과정(초기 동기화, 새로운 셀 확인)의 전 단계로 단말은 PSS과 SSS를 먼저 검출하게 된다.

단말이 PSS, SSS 신호를 검출하게 되면, 시간과 주파수 동기가 가능할 뿐만 아니라, 단말은 셀의 물리계층 ID, CP 길이를 확인할 수 있게 되고, 셀이 FDD 방식, TDD 방식 중 어느 것을 이용하는지에 대한 정보를 알게 된다.

[1] 초기 동기화

동기 신호를 검출한 후, 단말은 PBCH(Physical Broadcast CHannel)을 디코딩하고, 그 결과로부터 시스템 정보(다운링크 시스템 대역폭 등)를 획득하게 된다.

[2] 새로운 셀 확인

단말은 PBCH를 디코딩할 필요가 없고, 기준신호(RS: Reference Signals)에 기초하여 새로 검출된 셀의 신호 품질을 측정하여 Serving eNB에 보고 한다(LTE에서는 PBCH를 디코딩 하지 않아도 RSRP를 수신할 수 있도록 설계되어 있다).

동기 신호는 10ms의 무선 프레임마다 두 번 전송되는데, PSS와 SSS는 단말이 FDD 셀에 접속되어 있는지 혹은 TDD 셀에 접속되어 있는지에 따라서 서로 다른 구조를 갖는다.

FDD 셀에서 PSS는 도 4와 같이 10ms 무선 프레임의 1st slot과 11th slot의 마지막 OFDM 심볼에 위치한다. 슬롯은 CP 길이에 따라서, 6개 혹은 7개의 OFDM 심볼을 갖는데, PSS가 슬롯의 마지막 심볼에 위치하기 때문에 CP 길이에 상관없이 단말은 슬롯의 경계 타이밍을 획득할 수 있다. SSS는 PSS 이전 심볼에 위치하며, 무선채널특성이 OFDM 심볼 길이보다 더 긴 시간 동안 일정하다는 가정하에, PSS를 기준으로 하여 SSS를 coherent detection하는 것이 가능하게 된다.

TDD셀에서 PSS는 3rd slot과 13th slot 의 3rd 심볼에 위치하며, SSS는 PSS를 기준으로 세 개의 심볼 전에 위치한다. 이 경우에는 채널의 coherence time 이 네 개의 OFDM 심볼 기간보다 충분히 길다는 가정 하에 coherent detection 이 가능하다.

SSS의 정확한 위치는 그 셀에서 선택되는 CP의 길이에 따라 변경된다. 셀이 검출되는 단계에서 단말이 CP의 길이를 사전에 알지는 못하기 때문에, 단말은 normal CP와 extended CP 각각에 대하여 두 가지의 가능한 SSS의 위치를 확인하여 검출한다. 만일, UE가 FDD와 TDD 셀 모두에 대하여 search 를 수행하는 경우에는 총 네 개의 가능한 SSS 위치를 체크하여야 한다.

특정 셀에서 PSS는 셀이 전송하는 모든 프레임에서 동일한 반면, 각 무선 프레임에서 두 개의 SSS는 시퀀스가 서로 상이하다. 따라서, UE는 SSS 정보를 이용하여 10ms 무선 프레임의 경계를 알 수 있게 된다.

구체적으로 PSS는 아래의 수식을 사용하여 길이 62의 ZC 시퀀스를 이용하여 생성한다.

여기에서 PSS는 Hypothesis 3을 구분하기 위해 시퀀스 root index를 표 1(Root indices for the primary synchronization signal)과 같이 별도로 정의하였다.

PSS 검출에는 CP 길이를 알 필요가 없으며, 총 6 RB에 아래의 수식을 이용하여 mapping된다.

도 5는 PSS의 시퀀스가 RE에 mapping되는 개념을 나타낸 것이다.

SSS는 길이 31의 binary sequence 두 개를 interleaved concatenation하여 최종 시퀀스 d(0),...,d(61)를 생성한다. Concatenated sequence는 PSS의

로 scrambling된다.

도 6 내지 도 8은 SSS의 시퀀스를 생성하고 RE에 mapping하는 방식을 나타낸 것이고, 도 9는 SSS의 시퀀스가 RE에 mapping되는 개념을 나타낸 것이다.

주파수 영역에서, PSS와 SSS는 중간의 6개의 RB(리소스 블록)에 subcarrier에 매핑이 된다. RB의 개수는 시스템 대역폭에 따라서 6~110의 범위를 갖게 되는데, PSS와 SSS가 중간의 6개 RB에 매핑이 되기 때문에, 기지국이 전송하는 신호의 대역폭에 관계없이 단말은 동일한 방법으로 PSS, SSS를 검출할 수 있다.

PSS와 SSS는 각각 길이 62개의 심볼로 구성된 시퀀스이기 때문에, DC subcarrier 주위에 있는 중간의 62개의 subcarrier에 매핑이 되고, DC subcarrier는 사용되지 않는다.

따라서, 6개의 RB 중 가운데 4개의 RB에 있는 RE는 모두 사용이 되지만, 양쪽 끝에 있는 두 개의 RB는 7개의 RE만 사용이 되고, 5개의 RE는 사용이 되지 않는다. UE는PSS, SSS를 검출하기 위하여 크기가 64인 FFT를 사용하게 되고, 72개의 subcarrier를 사용할 때보다 sampling rate이 더 낮게 된다.

PSS와 SSS의 특정 시퀀스에 의하여 UE는 물리 계층 셀 ID를 획득할 수 있다. LTE는 총 504개의 고유 물리계층 셀 ID가 있는데, 168개의 그룹으로 구분되고, 각 그룹은 세 개의 셀 ID로 구성되는데, 세 개의 셀 ID는 동일한 eNB가 제어하는 셀에 할당이 된다. 각 그룹은 SSS 시퀀스에 의하여 구별이 되는데, 각 그룹을 구별하기 위해서 총 168개의 SSS 시퀀스가 필요하게 된다.

PSS는 Zadoff-Chu 시퀀스를 이용한다. ZC 시퀀스는 PSS 외에도 random access preamble과 uplink reference signal에도 사용이 된다.

LTE에서는 각 셀 그룹에서 세 개의 물리 계층 ID에 각각 대응되는 세 개의 ZC PSS가 사용된다.

SSS는 n개의 shift register 에 의하여 길이가 (2n-1)인 시퀀스가 생성되는 M-sequence에 기반을 두고 있다. 각 SSS 시퀀스는 주파수 영역에서 길이가 31인 두 개의 BPSK 변조된 동기 코드, SSC1과 SSC2를 만든 후, 인터리빙 방식에 의해 두 개의 시퀀스를 교대로 삽입하여 하나의 시퀀스로 만들어진다. SSC1과 SSC2을 만들기 위한 두 개의 코드는 하나의 길이 31인 M-sequence를 서로 다르게 cyclic shift 하여 생성된다.

이때, cyclic shift index는 물리 계층 셀 ID 그룹의 함수에 의하여 정하여진다. SSC2는 SSC1의 인덱스의 함수로 정해지는 시퀀스에 의하여 스크램블되고, PSS의 함수로 정해지는 코드에 의하여 다시 한 번 더 스크램블된다.

[New Frame 구조를 위한 동기 신호 구성]

mmWave 단말이 Serving-cell에 접속하기 위해서는 셀 탐색 과정을 거쳐야 한다. 여기에서는 Hybrid beamformer를 위한 안테나를 구조를 가정하기 때문에 eNB에 의한 beam scanning 또는 beam sweeping 과정이 필요하게 된다.

우선 New Frame 구조에서는 하나의 subframe은 0.2ms로 14개의 OFDM 심볼로 구성되어 있다. 또한 10ms 주기의 시스템 프레임에는 총 50개의 서브프레임이 존재한다.

이때 5ms 마다 매 하나의 서브프레임을 동기 신호 및 빔 sweeping을 위해 사용하게 되는데, 최대 14개 심볼을 연속적으로 사용할 수 있다.

이하 현재까지 정의된 빔포밍 기반의 동기 신호 및 Beam RS 내용은 아래와 같다. 도 11은 75kHz subcarrier spacing을 기반의 프레임 구조에 동기 신호를 할당한 예이다. 여기에서 CP의 길이는 1.04us(160smaples), 0.9375us(140samples)이고 심볼 duration은 13.3us이다.

* PSS will be transmitted using multiple beams in multiple OFDM symbols within one subframe.

* Subframe with PSS transmission occurs every 5ms

* BRS or [Modified] SSS is transmitted in one subframe every 5ms

* PBCH is supported at least for SFN ( LTE 10 bit ⇒ PBCH 2bits + MIB 8bits)

* BRS will be transmitted by distributed manner (KT's decision)

* PSS, ESS, SSS occupy 6 consecutive PRBs

* PSS, ESS, SSS, distributed-BRS, and PBCH are FDM'd within each OFDM symbol

* PSS: The same as defined in LTE

* Extended synchronization signal (ESS):

At least 12 or 14 sequences are used to support subframe timing (symbol within subframe, i,e. 0, 1,?11 or 0, 1,.., 13). ⇒ Transmitted symbol indication .

Same SSS sequence as defined in LTE

* Secondary synchronization signal (SSS):

is used as defined in LTE to derive the PCI

Same SSS sequence as defined in LTE

* Distributed BRS - sequence TBD based on cell ID?

Span entire band excluding the middle 18 PRBs occupied by PSS,ESS, and SSS (i.e., "synchronization region")

상기와 같이 New Frame 구조에서 빔포밍 기반의 PSS를 전송함에 있어 구체적인 전송 방식에 부재되어 있다. 또한, Beam RS와 연관관계를 가지고 전송되거나 할 경우에 대한 구체적인 방안도 부재되어 있다.

본 발명에서는 BRS기반의 빔 sweeping 구간에서 PSS를 전송할 수 있는 구체적인 빔 제어 방법에 대해 제안한다.

기존의 LTE/LTE-Advanced에서는 PSS 전송을 수행함에 있어 특정 안테나 포트를 가정하고 전송하지 않는다. 따라서 단말은 특정 안테나 포트에서 PSS가 전송되었다고 가정하지 않고, non-coherent 기반의 신호 검출을 수행한다. 여기에서는 Hybrid beamformer 송신단을 고려한 PSS의 구체적인 전송 방법에 대해 기술한다.

방안 1. 멀티 빔 기반의 PSS 전송을 위해서 Layer splitting을 수행한다.

기본적으로 new frame 구조에서 가정하는 Hybrid beamformer에서는 각 subarray 그룹 별로 아날로그 빔에 의한 빔 스캐닝(beam-scanning) 또는 빔 스위핑(beam-sweeping)을 수행하게 된다.

따라서 이러한 환경하에서 멀티 빔 기반의 PSS 전송을 위해서는, subarray 수를 고려한 빔 스위핑을 포함할 수 있는 layer splitting을 수행해야 한다. 이를 다른 표현으로 I-matrix beamforming으로 표현할 수 있다.

도 12와 같이 PSS는 Single codeword로 가정한다. 기존 LTE/LTE-Advanced의 General structure for downlink physical channel[1] 를 적용하여 설명하면, 멀티 아날로그 빔 또는 멀티 빔 기반의 PSS는 도 12와 같은 포트 할당을 적용할 수 있다.

즉, 도 12 하단의 signal codeword generation을 완료한 시그널들은 개별 디지털 안테나 포트에 매핑되어 subarray 안테나로 구성된 RF chain에 1:1로 연결된다. 따라서 beamformed PSS는 궁극적으로 기존의 디지털 영역이 아닌 아날로그 빔포머에 의해서 빔포밍이 적용됨을 알 수 있다.

이를 시그널 모델로 나타내면 아래 수식 (1)과 같다.

---------- (1)

- y_k : k-th subcarrier에서 수신 신호 벡터 (N_r×1)

- H_k : k-th subcarrier에서 N_r×N_t 채널 매트릭스

- F^RF : 전체 subcarrier에서 N_t×N_t RF precoder (전체 subcarrier에 동일하게 적용, 아날로그 프리코더)

-

: k-th subcarrier에서 N_RF×N_S BB precoder (subcarrier 별로 변경 적용 가능, 디지털 프리코더)

- s_k : k-th subcarrier에서 송신 신호 벡터 (N_s×1)

- z_k : k-th subcarrier에서 수신 잡음 신호 벡터 (N_r×1)

- k : subcarrier 인덱스 (k = 0,1,2,...,N_FFT-1)

- N_FFT : FFT size, (LTE는 2048, available subcarrier는 1200[1])

- N_RF : 전체 RF chain 수 또는 안테나 포트 수

- N_t : 송신단 전체 안테나 수

- N_r : 수신단 전체 안테나 수

-

: RF chain 별 구비 송신 안테나 수

- N_s : 송신 데이터 스트림 수

위의 수식 (1)을 subcarrier k에 일반식으로 다시 풀어서 전개하면 아래 수식 (2)와 같다.

----- (2)

여기에서 각 안테나 포트 별로 안테나 subarray로 분기되는 아날로그 빔포밍

는 RF chain의 phase-shifter + Power-amplifier로 빔포밍이 설정된다. 이는 앞서 언급한 Beam RS(BRS)에서 설정되는 빔포밍 프리코더와 동일하다.

따라서 아날로그 빔포밍

는 아래 수식 (3)과 같이

매트릭스로 표현된다. 단 여기에서

임을 가정한다.

---------- (3)

여기에서 멀티 빔 기반의 PSS 전송이 되기 위해서는 아날로그 빔포밍

에 대한 layer splitting을 수행하여 각 포트 별로 신호를 분배하는 것이 필요하다. 기본적으로 single stream 기반의 PSS를 모든 빔 방향에 전송하기 위해서는 모든 안테나 포트에 PSS를 splitting한다.

그 방법은 디지털 빔포밍 매트릭스를

로 변경함으로써 구현할 수 있으며 그 시스템 모델은 아래 수식 (4)와 같다.

---------- (4)

여기에서

연산을 통해서 PSS 신호를 각 안테나 포트 별로 splitting한다.

즉, single stream의 PSS를 총 4개의 안테나 포트에 splitting 한다고 가정하면 그 전송 예를 수식으로 아래와 같이 나타낼 수 있으며, 결과적으로 Beam sweeping 구간 내에서 심볼 단위로 도 13과 같은 PSS 전송이 이루어지게 된다.

이러한 과정을 통해 PSS의 구체적인 멀티 빔 전송이 가능하며, 결과적으로 도 13과 같은 멀티 빔 기반 PSS 전송 제어가 가능하게 된다.

이때 단말은 어느 안테나 포트에서 어떤 Precoding이 적용되어 있는지 알 필요가 없다. 다만, 단말이 검출하는 것은 PSS 시퀀스의 검출 전력 크기를 비교하여 일정 기준 값이 이상이 되면 해당 빔 또는 빔들로부터 PSS가 검출된 것으로 가정한다. 따라서 아래 수식 (5)와 같이 기존 LTE에서의 PSS 검출 알고리즘을 재사용할 수 있다.

---------- (5)

- i : time index (=OFDM 심볼의 sample index)

- m : timing offset

- N : PSS time domain 시그널 길이

- Y[i] : time instance 'i'에서의 수신 신호

- S_M[i] : time instance 'i'에서의 root M replica를 갖는 PSS (M=25, 29, 34)

방안 2. 특정 빔 방향에 대한 멀티 빔 기반의 PSS 전송을 위해서 부분적인 Layer splitting을 수행한다.

본 제안에서는 PSS를 멀티 빔의 서브셋 기반의 전송을 위한 구체적인 방안을 제시한다. 앞서 제안한 '방안 1'에서와 같이 Power scaling과 layer splitting을 통한 subset 기반 멀티 빔 전송을 수행할 수 있다. 즉, PSS의 전송 안테나 포트 selection을 통해서 이를 수행할 수 있으며, 구체적인 방법은 아래와 같다.

방안 2-1. Subarray 또는 안테나 포트 selection을 통한 멀티 빔 subset을 설정한다.

본 제안에서는 안테나 포트의 선택을 통한 멀티 빔 subset을 선택할 수 있다. 이를 구현하기 위한 시스템 모델은 아래 수식 (6)과 같으며, 안테나 포트 selection vector s_[I]을 사용하여 표현된다.

즉, 기지국은 PSS에 한해 포트 selection을 수행함으로써 목적에 따라 특정 방향으로만 PSS을 빔포밍할 수 있다.

---------- (6)

-

: Hadamard Product

- N_p(=N_RF) : 안테나 포트 수

- s_[I] : 안테나 포트 selection vector

- I : 안테나 포트 selection의 모든 조합 중 하나

예를 들어 I={1,2} 면 안테나 포트 #1, #2에만 layer splitting이 되고 나머지 포트에는 0 즉 PSS 시퀀스가 mapping되지 않아서 도 14와 같이 Beam #1과 Beam #2만이 PSS에 적용되어 전송되게 된다. 따라서 PSS 시퀀스는 아래의 전송을 겪게 된다.

방안 2-2. Subarray 또는 안테나 포트 selection에 상응하는 전력 할당을 통한 멀티 빔 subset을 설정한다.

본 제안도 '방안 2-1'과 동일한 효과를 얻지만, 구체적으로 적용하는 동작이 다르게 된다. 즉, 본 제안에서는 모든 레이어 또는 모든 안테나 포트에 대해서 layer splitting을 수행하고, 마지막에 전력 할당을 수행한다.

즉, 특정 안테나 포트로의 출력 전력을 극단적으로 0으로 하면 해당 방향으로의 신호는 전송되지 않는 원리이다. 이때에는 전술한 수식 (4) layer splitting이 아래와 같이 변경된다.

즉, 여기에서는 특정 안테나 포트로 가는 전력을 제어함으로써 최종적으로 PSS가 전송되는 멀티 빔의 셋을 정할 수 있다.

Ex 1) Antenna port #1에 모든 전력 할당(단 송신전력 constraint는

)

Ex 2) Antenna port #1,2에만 전력 할당(단 송신전력 constraint는

)

Ex 3) Antenna port #1,2,3에만 전력 할당(단 송신전력 constraint는

)

Ex 4) Antenna port #1,2,3,4에 모두 전력 할당(단 송신전력 constraint는

)

본 발명에서는 멀티 빔 기반의 PSS 전송을 위한 구체적인 적용 방법에 대해 기술하였으며, 해당 방법은 유사 시그널 및 채널에 그 원리가 그대로 적용할 수 있으며, new frame 구조에만 그 적용이 제한되지 않는다.

도 15는 본 실시예들에 따른 새로운 프레임 구조에서 기지국이 하향링크 동기 신호를 전송하는 방법의 과정을 나타낸 것이다.

도 15를 참조하면, 본 실시예들에 따른 기지국은 동기 신호를 생성하고(S1500), 생성된 동기 신호에 대한 레이어 스플릿을 수행한다(S1510).

기지국은 레이어 스플릿을 수행하여 생성된 동기 신호를 각각의 디지털 안테나 포트에 매핑하고 서브어레이 안테나로 구성된 RF chain에 1:1로 연결되도록 한다.

구체적으로, 기지국은 스크램블과 모듈레이션 매핑을 거친 동기 신호에 대한 레이어 스플릿을 수행한다. 그리고, 레이어 스플릿된 동기 신호를 프리코딩 후 각각 RE에 매핑하고 OFDM 신호를 생성하여 각각의 동기 신호가 각각의 안테나 포트에 매핑되도록 한다.

여기서, 각각의 안테나 포트 별로 서브어레이로 분기되는 동기 신호는 RF chain의 PS와 PA로 빔포밍이 설정된다. 이는 빔 기준 신호에서 설정되는 빔포밍 프리코더와 동일하다.

기본적으로 레이어 스플릿된 동기 신호를 모든 빔 방향에 전송하기 위해서 모든 안테나 포트에 스플릿되나, 레이어 스플릿과 파워 스케일링을 통해 일부 안테나 포트에만 스플릿되도록 할 수도 있다.

일 예로, 기지국은 서브어레이나 안테나 포트 셀렉션을 통해 멀티 빔 서브셋을 설정할 수 있다.

기지국은 안테나 포트 셀렉션 벡터를 사용하여 동기 신호가 일부 안테나 포트에만 스플릿되도록 함으로써, 목적에 따라 특정 방향으로만 동기 신호를 빔포밍할 수 있다.

다른 예로, 기지국은 서브어레이나 안테나 포트 셀렉션에 상응하는 전력 할당을 통해 멀티 빔 서브셋을 설정할 수도 있다.

기지국은 모든 레이어 또는 안테나 포트에 대해서 레이터 스플릿을 수행하고 마지막에 전력 할당을 수행한다. 여기서, 안테나 포트에 할당되는 전력을 조정하여 빔 방향을 설정할 수 있으며, 특정 안테나 포트로의 출력 전력을 0으로 함으로써 해당 방향으로는 동기 신호가 전송되지 않도록 할 수 있다.

기지국은 레이어 스플릿된 동기 신호를 빔 스위핑 구간에서 동기 신호를 전송하여(S1520) 새로운 프레임 구조에서 빔포밍 기반의 동기 신호를 전송할 수 있도록 한다.

도 16은 본 실시예들에 따른 새로운 프레임 구조에서 단말이 하향링크 동기 신호를 수신하는 방법의 과정을 나타낸 것이다.

도 16을 참조하면, 본 실시예들에 따른 단말은 빔 스위핑 구간에서 기지국으로부터 빔포밍이 적용된 동기 신호를 수신한다(S1600).

이러한 동기 신호는 기지국에서 생성된 동기 신호에 대한 레이어 스플릿이 수행되어 각각의 안테나 포트에 매핑되고 빔포밍이 적용된 동기 신호일 수 있다. 즉, 단말은 아날로그 빔포머에 의해 빔포밍이 적용된 동기 신호를 수신한다.

여기서, 기지국은 모든 안테나 포트에 대해 동기 신호를 매핑할 수도 있으나, 레이어 스플릿이나 파워 스케일링을 통해 일부 안테나 포트에만 동기 신호를 매핑할 수도 있다.

이때 단말은 어느 안테나 포트에서 어떤 프리코딩이 적용되어 있는지 알 필요가 없다.

단말은 수신된 동기 신호 시퀀스의 검출 전력 크기를 비교하고(S1610), 동기 신호 시퀀스의 검출 전력 크기가 일정 기준 값 이상이 되면 해당 빔 또는 빔들로부터 동기 신호가 검출된 것으로 가정한다(S1620).

따라서, 단말은 새로운 프레임 구조에서 빔포밍이 적용된 동기 신호를 검출함에 있어서 기존 LTE에서의 동기 신호 검출 알고리즘을 재사용할 수 있다.

도 17은 본 실시예에 따른 기지국(1700)의 구성을 보여주는 도면이다.

도 17을 참조하면, 본 실시예에 따른 기지국(1700)은 제어부(1710), 송신부(1720) 및 수신부(1730)를 포함한다.

제어부(1710)는, 전술한 본 발명에 따라 새로운 프레임 구조에서 빔포밍이 적용된 PSS를 전송하는 기지국(1700)의 전반적인 동작을 제어한다.

송신부(1720)와 수신부(1730)는 전술한 본 발명을 수행하기에 필요한 신호나 메시지, 데이터를 단말과 송수신하는데 사용된다.

도 18은 본 실시예에 따른 단말(1800)의 구성을 보여주는 도면이다.

도 18을 참조하면, 본 실시예에 따른 단말(1800)은 수신부(1810), 제어부(1820) 및 송신부(1830)를 포함한다.

수신부(1810)는 기지국으로부터 하향링크 제어정보 및 데이터, 메시지를 해당 채널을 통해 수신한다.

또한, 제어부(1820)는 전술한 본 발명에 따라 새로운 프레임 구조에서 빔포밍이 적용된 PSS를 수신하는 단말(1800)의 전반적인 동작을 제어한다.

송신부(1830)는 기지국에 상향링크 제어정보 및 데이터, 메시지를 해당 채널을 통해 전송한다.

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

기지국이 새로운 프레임 구조를 위한 하향링크 동기 신호를 전송하는 방법에 있어서,
동기 신호를 생성하는 단계;
레이어 스플릿을 수행하여 상기 동기 신호를 각각의 안테나 포트에 매핑하고 서브어레이 안테나로 구성된 RF 체인에 연결하는 단계; 및
상기 각각의 안테나 포트로 스플릿된 상기 동기 신호를 빔 스위핑 구간에서 전송하는 단계를 포함하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 RF 체인의 이상기와 전력 증폭기를 이용하여 상기 동기 신호에 대한 빔포밍을 설정하는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 빔 스위핑 구간에서 전송되는 상기 동기 신호는 모든 안테나 포트로 스플릿되고 각각의 안테나 포트별로 빔포밍된 동기 신호인 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서,
모든 안테나 포트 중 일부 안테나 포트를 선택하고 레이어 스플릿을 수행하여 상기 동기 신호를 상기 선택된 일부 안테나 포트에 매핑하는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서,
레이어 스플릿을 수행하여 상기 동기 신호를 모든 안테나 포트에 매핑하고 각각의 안테나 포트에 대한 전력 할당을 수행하며, 일부 안테나 포트에 대해 할당되는 전력을 0으로 설정하는 것을 특징으로 하는 방법.
단말이 새로운 프레임 구조를 위한 하향링크 동기 신호를 수신하는 방법에 있어서,
각각의 안테나 포트로 레이어 스플릿된 동기 신호를 빔 스위핑 구간에서 수신하는 단계;
상기 동기 신호의 시퀀스의 검출 전력 크기를 비교하는 단계; 및
상기 동기 신호의 시퀀스의 검출 전력 크기의 비교 결과에 따라 빔포밍된 상기 동기 신호를 검출하는 단계를 포함하는 방법.
제6항에 있어서,
상기 동기 신호는 기지국의 RF 체인의 이상기와 전력 증폭기를 이용하여 빔포밍이 설정된 것을 특징으로 하는 방법.
제6항에 있어서,
상기 빔 스위핑 구간에서 수신되는 상기 동기 신호는 기지국의 모든 안테나 포트로 스플릿되고 각각의 안테나 포트별로 빔포밍된 동기 신호인 것을 특징으로 하는 방법.
제6항에 있어서,
상기 동기 신호는 기지국의 모든 안테나 포트 중 선택된 일부 안테나 포트로 스플릿되고 상기 선택된 일부 안테나 포트로부터 수신되는 것을 특징으로 하는 방법.
제6항에 있어서,
상기 동기 신호는 기지국의 모든 안테나 포트로 스플릿되고 상기 모든 안테나 포트 중 0보다 큰 전력이 할당된 일부 안테나 포트로부터 수신되는 것을 특징으로 하는 방법.
새로운 프레임 구조를 위한 하향링크 동기 신호를 전송하는 기지국에 있어서,
동기 신호를 생성하고, 레이어 스플릿을 수행하여 상기 동기 신호를 각각의 안테나 포트에 매핑하고 서브어레이 안테나로 구성된 RF 체인에 연결하는 제어부; 및
상기 각각의 안테나 포트로 스플릿된 상기 동기 신호를 빔 스위핑 구간에서 전송하는 송신부를 포함하는 기지국.
제11항에 있어서,
상기 RF 체인의 이상기와 전력 증폭기를 이용하여 상기 동기 신호에 대한 빔포밍을 설정하는 것을 특징으로 하는 기지국.
제11항에 있어서,
상기 빔 스위핑 구간에서 전송되는 상기 동기 신호는 모든 안테나 포트로 스플릿되고 각각의 안테나 포트별로 빔포밍된 동기 신호인 것을 특징으로 하는 기지국.
제11항에 있어서,
모든 안테나 포트 중 일부 안테나 포트를 선택하고 레이어 스플릿을 수행하여 상기 동기 신호를 상기 선택된 일부 안테나 포트에 매핑하는 것을 특징으로 하는 기지국.
제11항에 있어서,
레이어 스플릿을 수행하여 상기 동기 신호를 모든 안테나 포트에 매핑하고 각각의 안테나 포트에 대한 전력 할당을 수행하며, 일부 안테나 포트에 대해 할당되는 전력을 0으로 설정하는 것을 특징으로 하는 기지국.
새로운 프레임 구조를 위한 하향링크 동기 신호를 수신하는 단말에 있어서,
각각의 안테나 포트로 레이어 스플릿된 동기 신호를 빔 스위핑 구간에서 수신하는 수신부; 및
상기 동기 신호의 시퀀스의 검출 전력 크기를 비교하고, 비교 결과에 따라 빔포밍된 상기 동기 신호를 검출하는 제어부를 포함하는 단말.
제16항에 있어서,
상기 동기 신호는 기지국의 RF 체인의 이상기와 전력 증폭기를 이용하여 빔포밍이 설정된 것을 특징으로 하는 단말.
제16항에 있어서,
상기 빔 스위핑 구간에서 수신되는 상기 동기 신호는 기지국의 모든 안테나 포트로 스플릿되고 각각의 안테나 포트별로 빔포밍된 동기 신호인 것을 특징으로 하는 단말.
제16항에 있어서,
상기 동기 신호는 기지국의 모든 안테나 포트 중 선택된 일부 안테나 포트로 스플릿되고 상기 선택된 일부 안테나 포트로부터 수신되는 것을 특징으로 하는 단말.
제16항에 있어서,
상기 동기 신호는 기지국의 모든 안테나 포트로 스플릿되고 상기 모든 안테나 포트 중 0보다 큰 전력이 할당된 일부 안테나 포트로부터 수신되는 것을 특징으로 하는 단말.