KR20170139867A

KR20170139867A - 동기신호 전송 장치 및 동기신호 전송 방법

Info

Publication number: KR20170139867A
Application number: KR1020160072377A
Authority: KR
Inventors: 최창순; 나민수
Original assignee: 에스케이텔레콤 주식회사
Priority date: 2016-06-10
Filing date: 2016-06-10
Publication date: 2017-12-20
Also published as: WO2017213342A1; JP2019519953A; EP3471293B1; KR102226264B1; EP3471293A4; ES2957713T3; JP6817327B2; CN108702232A; EP3471293A1; US11071075B2; CN108702232B; US20180343629A1

Abstract

본 발명은, 빔 포밍 기술을 기반으로 통신하는 송/수신장치 간에 타이밍 동기화 및 빔포밍 동기화를 수행하는데 있어서, 수신장치에서의 빠른 빔 트래킹(tracking)을 가능하게 하여 전체적인 빔포밍 동기화 성능을 향상시킬 수 있는 동기신호 전송 장치 및 동기신호 전송 방법, 아울러 이를 가능하게 하는 다운링크 동기채널의 무선자원 구조를 개시하고 있다.

Description

동기신호 전송 장치 및 동기신호 전송 방법{SYNCHRONIZATION SIGNAL TRANSMITTING APPARATUS AND METHOD}

본 발명은, MIMO 시스템에서의 동기화 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 MIMO 시스템에서 송/수신장치 간에 타이밍 동기화 및 빔포밍 동기화를 수행하는데 있어서, 수신장치에서의 빠른 빔 트래킹(tracking)을 가능하게 하여 전체적인 빔포밍 동기화 성능을 향상시키는 기술에 관한 것이다.

최근에는, 송신장치의 안테나 수 및 수신장치의 안테나 수를 다수 개 구비하는 것을 전제로 빔 포밍 기술 기반의 통신을 수행함으로써, 주파수나 파워를 추가로 사용하지 않더라도 송신안테나 수 및 수신안테나 수와 비례하는 전송용량 이득을 기대할 수 있는 다양한 기술들이 등장하였으며, 그 대표적인 기술로는 MIMO(Multiple Input Multiple Output) 기술이 있다.

MIMO 기술의 통신 시스템(이하, MIMO 시스템)에서 전송용량 이득을 얻는 가장 큰 부분은, 빔 포밍을 통한 다이버시티(Divercity) 이득과 멀티플렉싱(Multiplexing) 이득이다.

이를 위해 MIMO 시스템에서 사용하는 빔 포밍 기술은 아날로그 빔 포밍, 디지털 빔 포밍, 하이브리드 빔 포밍 등으로 나뉜다. MIMO 시스템에서는, 안테나 개수만큼 RF 체인이 필요해 설치 비용이 증가하는 디지털 빔 포밍 기술과 성능 이득이 한정된 아날로그 빔 포밍 기술의 단점 때문에, 이들 두 빔 포밍 기술을 결합한 형태의 하이브리드 빔 포밍 기술을 주로 사용한다.

이와 같은 빔 포밍 기술을 기반으로 통신하는 송/수신장치 간에는, 송신장치에서 형성 가능한 여러 방향/형태의 안테나 빔들 및 수신장치에서 형성 가능한 여러 방향/형태의 안테나 빔들 간에 채널 환경이 가장 우수한 최적의 빔을 선택하여 동기화하는 것이 매우 중요하다.

헌데, 현재까지의 빔 포밍 기술에서는, 송/수신장치 간에 타이밍 동기화 및 빔포밍 동기화를 수행하는 방식이 구체적으로 제안되어 있지 않은 실정이다.

따라서, 수신장치에서 빔 트래킹(tracking)을 빠르게 진행할 수 있고 이로 인해 송/수신장치 간 빔포밍 동기화의 실패율을 낮추어 전체적인 빔포밍 동기화 성능을 향상시킬 수 있는, 구체적인 방안이 요구되고 있다.

이에, 본 발명에서는, 수신장치에서의 빠른 빔 트래킹(tracking)을 가능하게 하여 전체적인 빔포밍 동기화 성능을 향상시키는 방안을 제안하고자 한다.

본 발명은 상기한 사정을 감안하여 창출된 것으로서, 본 발명에서 도달하고자 하는 목적은, MIMO 시스템에서 송/수신장치 간에 타이밍 동기화 및 빔포밍 동기화를 수행하는데 있어서, 수신장치에서의 빠른 빔 트래킹(tracking)을 가능하게 하여 전체적인 빔포밍 동기화 성능을 향상시키는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 관점에 따른 MIMO 시스템에서 기지국에 의한 동기신호 전송 장치는, 타이밍 동기화를 위해, 주파수 동기화를 위한 제1동기신호 및 프레임 동기화를 위한 제2동기신호를 단말로 전송하는 타이밍동기화수행부; 및 빔포밍 동기화를 위해, 다수의 안테나를 통해 서로 다른 방향으로 형성되는 제3동기신호를 상기 단말로 전송하는 빔포밍동기화수행부를 포함한다.

바람직하게는, 장치 간 동기화를 위해 지정된 무선자원에서, 특정 단위로 구분되는 단위 무선자원 중 이웃하는 2 이상을 결합한 무선자원블록을 다수 개 구성하는 무선자원구성부를 더 포함하며; 상기 빔포밍동기화수행부는, 상기 다수 개의 무선자원블록 별로 형성되는 서로 다른 방향의 안테나 빔을 통해 상기 제3동기신호로서의 빔 동기신호를 송신하여, 상기 빔 동기신호 기반의 빔포밍 동기화를 수행할 수 있다.

바람직하게는, 상기 무선자원블록을 구성하는 단위 무선자원의 개수는, 상기 빔 동기신호를 수신하는 수신장치에서 형성 가능한 안테나 빔의 개수에 따라 결정될 수 있다.

바람직하게는, 상기 수신장치는, 서로 다른 방향으로 형성되는 2 이상의 안테나 빔을 통해 상기 빔 포밍 동기 신호를 수신하여, 상기 빔 동기신호 기반의 빔포밍 동기화를 수행하며; 상기 2 이상의 안테나 빔 각각은, 상기 다수 개의 무선자원블록 각각에 지정되어 있는 단위 무선자원의 조합을 이용해서 형성될 수 있다.

바람직하게는, 상기 무선자원은, 주기적으로 할당되는 다운링크 동기채널 서브프레임 내 다수의 심볼 중 하나이며; 상기 빔포밍동기화수행부는, 상기 다수의 심볼 각각에서, 상기 다수 개의 무선자원블록 별로 이전 심볼과는 다른 방향으로 빔 동기신호를 송신할 수 있다.

바람직하게는, 상기 무선자원구성부는, 상기 무선자원에서, 상기 무선자원블록 각각 사이에 통신시스템 관련 정보를 전송하기 위한 정보전송블록을 구성하며, 상기 정보전송블록에 할당되는 정보는, 정보전송블록과 이웃하는 2 개의 무선자원블록 중 어느 하나에서 형성되는 안테나 빔을 통해 송신될 수 있다.

바람직하게는, 상기 특정 단위는, 상기 수신장치에서 하나의 안테나 빔을 형성하는데 요구되는 무선자원의 최소 주파수단위일 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 2 관점에 따른 MIMO 시스템에서 기지국에 의한 동기신호 전송 방법은, 타이밍 동기화를 위해, 주파수 동기화를 위한 제1동기신호 및 프레임 동기화를 위한 제2동기신호를 단말로 전송하는 타이밍동기화수행단계; 및 빔포밍 동기화를 위해, 다수의 안테나를 통해 서로 다른 방향으로 형성되는 제3동기신호를 상기 단말로 전송하는 빔포밍동기화수행단계를 포함한다.

바람직하게는, 장치 간 동기화를 위해 지정된 무선자원에서, 특정 단위로 구분되는 단위 무선자원 중 이웃하는 2 이상을 결합한 무선자원블록을 다수 개 구성하는 무선자원구성단계를 더 포함하며; 및 상기 빔포밍동기화수행단계는, 상기 다수 개의 무선자원블록 별로 형성되는 서로 다른 방향의 안테나 빔을 통해 빔 동기신호를 송신하여, 상기 빔 동기신호 기반의 빔포밍 동기화를 수행할 수 있다.

바람직하게는, 상기 무선자원은, 주기적으로 할당되는 다운링크 동기채널의 서브프레임 내 다수의 심볼 중 하나이며; 상기 빔포밍동기화수행단계는, 상기 다수의 심볼 각각에서, 상기 다수 개의 무선자원블록 별로 이전 심볼과는 다른 방향으로 빔 동기신호를 송신할 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 3 관점에 따른 다운링크 동기채널의 무선자원 구조를 구성하는 방법은, 기 설정된 주기마다 할당되는 다운링크 동기채널의 무선자원에서, 특정 단위로 구분되는 단위 무선자원 중 이웃하는 2 이상을 결합한 무선자원블록을 다수 개로 구성하는 단계; 및 상기 다수 개의 무선자원블록 각각을 다수 개의 송신안테나 각각에 맵핑시켜, 상기 다수 개의 송신안테나 각각에서 상기 다수 개의 무선자원블록 별로 형성되는 서로 다른 방향의 안테나 빔을 통해 빔 동기신호가 송신되도록 하는 단계를 포함한다.

바람직하게는, 상기 무선자원에서, 상기 무선자원블록 각각 사이에 통신시스템 관련 정보를 전송하기 위한 정보전송블록을 구성하며, 상기 정보전송블록 각각을, 정보전송블록과 이웃하는 2 개의 무선자원블록 중 어느 하나가 맵핑된 송신안테나에 맵핑시키는 단계를 더 포함할 수 있다.

바람직하게는, 상기 무선자원은, 빔포밍 동기화를 위한 상기 다수 개의 무선자원블록과 상기 정보전송블록을 포함하는 2 개의 빔동기 주파수영역, 타이밍 동기화를 위한 무선자원블록을 포함하는 타이밍동기 주파수영역으로 구성되며, 상기 타이밍동기 주파수영역은, 상기 2 개의 빔동기 주파수영역 사이에 위치하는 구조를 가질 수 있다.

이에, 본 발명의 동기신호 전송 장치 및 동기신호 전송 방법, 다운링크 동기채널의 무선자원 구조 구성 방법에 의하면, MIMO 시스템에서 송/수신장치 간에 타이밍 동기화 및 빔포밍 동기화를 수행하는데 있어서, 수신장치에서의 빠른 빔 트래킹(tracking)을 가능하게 하여 전체적인 빔포밍 동기화 성능을 향상시키는 효과를 도출한다.

도 1은 본 발명이 적용되는 빔 포밍 기술을 사용하는 MIMO 시스템을 보여주는 예시도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 동기신호 전송 장치의 구성을 보여주는 예시도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 다운링크 동기채널의 무선자원 구조를 보여주는 예시도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 동기신호 전송 방법이 진행되는 흐름을 보여주는 예시도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명한다.

도 1은 본 발명이 적용되는 빔 포밍 기술을 사용하는 MIMO 시스템을 보여주는 예시도이다.

MIMO(Multiple Input Multiple Output) 기술은, 주파수나 파워를 추가로 사용하지 않더라도 송신안테나 수 및 수신안테나 수와 비례하는 전송용량 이득을 기대할 수 있는 기술로서, 전송용량 이득을 얻는 가장 큰 부분은 빔 포밍을 통한 다이버시티(Divercity) 이득과 멀티플렉싱(Multiplexing) 이득이다.

이를 위해 MIMO 시스템에서 사용하는 빔 포밍 기술은 디지털 빔 포밍, 아날로그 빔 포밍, 하이브리드 빔 포밍 등으로 나뉜다.

디지털 빔 포밍의 경우 형성할 수 있는 빔의 개수가 RF 체인의 개수에 의해 결정되며, 디지털 빔 포밍에 의해 형성된 다수의 빔은, 수신단의 다이버시티를 향상시켜 신호품질(SINR: Signal to Interference Noise Ratio)를 높이는 수단으로 사용될 수 있고, 또한 다수 수신단을 다른 빔으로 분리시켜 각각 다른 신호를 수신하도록 하는 멀티플렉싱으로 사용될 수 있다.

반면, 아날로그 빔 포밍의 경우 아날로그 빔 포밍에 의해 형성된 다수의 빔은 수신단의 다이버시티를 향상시켜 신호품질(SINR)를 높이는 수단으로만 한정 사용될 수 있다.

결국, MIMO 시스템에서는, 전술한 바와 같이 안테나 개수만큼 RF 체인이 필요해 설치 비용이 증가하는 디지털 빔 포밍 기술과 성능 이득이 한정된 아날로그 빔 포밍 기술의 단점 때문에, 이들 두 빔 포밍 기술을 결합한 형태의 하이브리드 빔 포밍 기술을 주로 사용한다.

이에 따라, 이하에서는 본 발명에서도 하이브리드 빔 포밍 기술을 언급하여 설명하도록 하겠다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명이 적용되는 빔 포밍 기술 예컨대 하이브리드 빔 포밍 기술을 사용하는 MIMO 시스템에서는, 송/수신장치 간에, 송신장치에서 형성 가능한 여러 방향/형태의 안테나 빔들 및 수신장치에서 형성 가능한 여러 방향/형태의 안테나 빔들 간에 채널 환경이 가장 우수한 최적의 빔을 선택하여 동기화하는 것이 매우 중요하다.

이때, 송신장치는 도 1에 도시된 기지국(100)에 해당하며, 수신장치는 도 1에 도시된 각 단말에 해당한다.

따라서, 이하에서는 타이밍 동기화 및 빔포밍 동기화를 동기신호를 전송하는 송신장치를 기지국(100)로 통칭하여 설명하고, 동기신호를 수신하여 타이밍 동기화 및 빔포밍 동기화를 수행하는 수신장치를 각 단말 중 단말(10)로 언급/통칭하여 설명하겠다.

송신장치 즉 기지국(100)은, 안테나를 다수 개 구비하고 있다.

수신장치 즉 단말(10)은, 안테나를 2 이상 구비하고 있다.

여기서, 본 발명에서 제안하는 동기신호 전송 장치는, 타이밍 동기화를 위해, 주파수 동기화를 위한 제1동기신호 및 프레임 동기화를 위한 제2동기신호를 단말로 전송하고, 빔포밍 동기화를 위해, 다수의 안테나를 통해 서로 다른 방향으로 형성되는 제3동기신호(이하, 빔 동기신호)를 단말로 전송한다.

특히, 본 발명에서 제안하는 동기신호 전송 장치는, 송/수신장치 즉 기지국(100) 및 단말(10) 간 동기화를 위해 지정된 무선자원에서, 특정 단위로 구분되는 단위 무선자원 중 이웃하는 2 이상을 결합한 무선자원블록을 다수 개 구성하고, 다수 개의 무선자원블록 별로 형성되는 서로 다른 방향의 안테나 빔을 통해 빔 동기신호를 송신하는 방식으로 빔 동기신호 기반의 빔포밍 동기화를 수행한다.

이러한 본 발명의 동기신호 전송 장치는, 송/수신장치 즉 기지국(100) 및 단말(10) 중에서 타이밍 동기화 및 빔포밍 동기화를 수행하는 수행 주체와 동일한 것이 바람직하며, 이하에서는 기지국(100)과 동일한 것으로 설명하겠다.

즉, 본 발명에서 제안하는 동기신호 전송 장치로서의 기지국(100)은, 장치 간 동기화를 위해 지정된 무선자원에서, 특정 단위로 구분되는 단위 무선자원 중 이웃하는 2 이상을 결합한 무선자원블록을 다수 개 구성한다.

그리고, 기지국(100)은, 자신이 구비하고 있는 다수 개의 안테나 각각을 통해서 다수 개의 무선자원블록 별로 서로 다른 방향의 안테나 빔을 형성한다.

이에, 기지국(100)은, 다수 개의 무선자원블록 별로 형성되는 서로 다른 방향의 안테나 빔을 통해 빔 동기신호를 송신하는 방식으로, 단말(10)과의 빔 동기신호 기반의 빔포밍 동기화를 수행한다.

이때, 기지국(100)이 구성한 각 무선자원블록을 구성하는 단위 무선자원의 개수는, 빔 동기신호를 수신하는 수신장치 즉 단말(10)에서 형성 가능한 안테나 빔의 개수에 따라 결정될 수 있다.

수신장치 즉 단말(10)은, 자신이 구비하고 있는 2 이상의 안테나 각각을 통해서 서로 다른 방향의 안테나 빔을 형성한다.

이에, 단말(10)은, 서로 다른 방향으로 형성되는 2 이상의 안테나 빔을 통해 빔 포밍 동기 신호를 수신하는 방식으로, 기지국(100)과의 빔 동기신호 기반의 빔포밍 동기화를 수행한다.

이때, 단말(10)이 형성하는 2 이상의 안테나 빔 각각은, 장치 간 동기화를 위해 지정된 무선자원에서 전술한 다수 개의 무선자원블록 각각에 지정되어 있는 단위 무선자원의 조합을 이용해서 형성된다.

본 발명에서 제안하는 동기신호 전송 장치 즉 기지국(100) 및 단말(10) 간에, 전술한 바와 같은 방식으로 빔 동기신호 기반의 빔포밍 동기화를 수행하면, 빔포밍 동기화를 수행하는데 있어서 수신장치 즉 단말(10)에서 빔 트래킹(tracking)을 빠르게 진행할 수 있고, 이로 인해 빔포밍 동기화의 실패율을 낮추어 전체적인 빔포밍 동기화 성능을 향상시킬 수 있다.

이하에서는, 본 발명에서 제안하는 동기화 수행 방식을 보다 구체적으로 설명하여, 전술과 같은 효과들이 도출되는 과정을 설명하겠다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 동기신호 전송 장치(100)는, 타이밍 동기화를 위해, 주파수 동기화를 위한 제1동기신호 및 프레임 동기화를 위한 제2동기신호를 단말로 전송하는 타이밍동기화수행부(130)과, 빔포밍 동기화를 위해, 다수의 안테나를 통해 서로 다른 방향으로 형성되는 제3동기신호를 단말로 전송하는 빔포밍동기화수행부(120)를 포함한다.

아울러, 동기신호 전송 장치(100)는, 장치 간 동기화를 위해 지정된 무선자원에서, 특정 단위로 구분되는 단위 무선자원 중 이웃하는 2 이상을 결합한 무선자원블록을 다수 개 구성하는 무선자원구성부(110)를 더 포함할 수 있다.

이때, 전술에서 가정한 바와 같이, 본 발명의 동기신호 전송 장치는 기지국(100)과 동일한 것으로 설명하고, 따라서 같은 참조번호를 인용하여 설명하겠다.

본 발명의 동기신호 전송 장치(100) 즉 기지국(100)은, 다수 개의 안테나(A,B,...N)를 구비하고 있다. 이하에서는, 설명의 편의 상, 기지국(100)이 8개의 안테나를 구비한 것으로 가정하여 설명하겠다.

무선자원구성부(110)는, 장치 간 동기화를 위해 지정된 무선자원에서, 특정 단위로 구분되는 단위 무선자원 중 이웃하는 2 이상을 결합한 무선자원블록을 다수 개 구성한다.

여기서, 장치 간 동기화를 위해 지정된 무선자원이란, 주기적으로 할당되는 다운링크 동기채널 서브프레임 내 다수의 심볼 중 하나를 의미한다.

보다 구체적으로 설명하면, 본 발명이 적용되는 MIMO 시스템에서는, 다운링크 동기채널을 통해, 장치 간 타이밍 동기화 및 빔포밍 동기화를 위한 동기신호를 주기적으로 전송한다.

예를 들면, 도 3에 도시된 바와 같이, 다운링크 동기채널의 매 프레임(예: 서브프레임0~49, 10ms) 마다 지정된 위치의 서브프레임(0,25)을 장치 간 동기화를 위한 서브프레임(a)으로 할당함으로써, 다운링크 동기채널을 통해 장치 간 동기화를 위한 동기신호를 5ms 마다 주기적으로 전송할 수 있다.

이하에서는, 설명의 편의를 위해, 장치 간 동기화를 위한 서브프레임(a)을 동기화 서브프레임이라 명명하겠다.

여기서, 도 3에 도시된 바와 같이, 동기화 서브프레임(a)은, 다수의 심볼 예를 들면 14개의 ODFM 심볼로 이루어진다.

이에, 무선자원구성부(110)에서 다운링크 동기채널의 무선자원(동기화 서브프레임 내 OFDM 심볼) 구조를 구성하는 기능(방법)을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

우선, 무선자원구성부(110)는, 장치 간 동기화를 위해 지정된 무선자원, 즉 동기화 서브프레임(a) 내 OFDM 심볼의 무선자원을, 타이밍 동기화를 위한 타이밍동기주파수영역과 빔포밍 동기화를 위한 빔동기주파수영역으로 구분(구성)할 수 있다.

이에, 타이밍동기화수행부(130)은, 타이밍동기주파수영역에서 형성되는 다수의 안테나 빔을 통해 주파수 동기화를 위한 제1동기신호 및 프레임 동기화를 위한 제2동기신호를 송신하여, 타이밍 동기화를 수행한다.

이때, 제1동기신호는 PSS(primary Sync Signal)일 수 있고, 제2동기신호는 SSS(Secondary Sync Signal)일 수 있다. 이외에도, 타이밍동기화수행부(130)은, 타이밍 동기화를 위해 ESS(Enhanced Sync Signal) 등 더 많은 동기신호를 송신(전송)할 수도 있다.

한편, 빔포밍동기화수행부(120)는, 빔동기주파수영역에서 형성되는 다수의 안테나 빔을 통해 빔포밍 동기화를 위한 제3동기신호를 송신하여, 빔포밍 동기화를 수행한다.

이때, 제3동기신호는, 빔 동기신호이며, 구체적으로는 BRS(Beam Reference Signal)일 수 있다.

이하에서는, 특히 다운링크 동기채널의 무선자원(동기화 서브프레임 내 OFDM 심볼) 중 빔동기주파수영역에 대해 구체적으로 설명하겠다.

무선자원구성부(110)는, 장치 간 동기화를 위해 지정된 무선자원 즉 주기적으로 할당되는 다운링크 동기채널의 동기화 서브프레임(a) 내 OFDM 심볼에서, OFDM 심볼의 무선자원을 특정 단위로 구분한다.

여기서, 특정 단위는, 수신장치 즉 단말(10)에서 하나의 안테나 빔을 형성하는데 요구되는 무선자원의 최소 주파수단위인 것이 바람직하다.

이러한 특정 단위는, RB(Radio Block) 기준으로 정의되는 단위일 수도 있고, RB를 이루는 캐리어(Carrier)기준으로 정의되는 단위일 수도 있다.

이하에서는, 설명의 편의 상, 특정 단위는, RB 기준으로 정의되는 단위이며, 1개 RB인 것으로 가정하겠다.

이 경우, 무선자원구성부(110)는 주기적으로 할당되는 다운링크 동기채널의 동기화 서브프레임(a) 내 OFDM 심볼에서, OFDM 심볼의 무선자원을 1개 RB 단위로 구분한다. 이렇게 되면, 동기채널의 동기화 서브프레임(a) 내 OFDM 심볼의 무선자원은, 1개 RB 단위의 단위 무선자원 여러 개로 구분될 것이다.

그리고, 무선자원구성부(110)는 다운링크 동기채널의 동기화 서브프레임(a) 내 OFDM 심볼에서, 1개 RB 단위로 구분된 여러 개의 단위 무선자원 중 이웃하는 2 이상을 결합한 무선자원블록을 다수 개 구성한다.

이때, 각 무선자원블록을 구성하는 단위 무선자원의 개수는, 빔 동기신호 즉 BRS를 수신하는 수신장치 즉 단말(10)에서 형성 가능한 안테나 빔의 개수에 따라 결정될 수 있다.

보다 구체적으로, 단말(10)이 4개의 안테나를 구비하여 4개의 안테나 빔을 형성할 수 있다고 가정하면, 무선자원구성부(110)는, 다운링크 동기채널의 동기화 서브프레임(a) 내 OFDM 심볼에서, 여러 개의 단위 무선자원 중 이웃하는 4개(또는 8개 또는 12개 등, 4와 관련된 개수)를 결합한 무선자원블록을 다수 개 구성할 수 있다.

아울러, 무선자원구성부(110)는, 다운링크 동기채널의 동기화 서브프레임(a) 내 OFDM 심볼에서 전술과 같이 다수 개의 무선자원블록을 구성하되, 기지국(100)이 구비하고 있는 안테나 수, 달리 말하면 기지국(100)에서 형성 가능한 안테나 빔의 개수 만큼의 무선자원블록을 구성하는 것이 바람직하다.

이하에서는, 전술에서 기지국(100)이 8개의 안테나를 구비하는 것으로 가정한 바에 따라, 무선자원구성부(110)는, 다운링크 동기채널의 동기화 서브프레임(a) 내 OFDM 심볼에서, 8개의 무선자원블록을 구성하는 것으로 설명하겠다.

이렇게 되면, 무선자원구성부(110)는, 다운링크 동기채널의 동기화 서브프레임(a) 내 OFDM 심볼에서, 이웃하는 4개의 단위 무선자원을 결합한 형태의 무선자원블록을 8개 구성할 수 있다.

전술한 바와 같이 무선자원블록 내 단위 무선자원의 개수는 수신장치 즉 단말(10)의 안테나 수에 따르므로, 무선자원블록을 구성하는 단위 무선자원의 개수는 단말(10)의 안테나 수가 작아질수록 작아지고, 단말(10)의 안테나 수가 많아질수록 많아질 것이다.

따라서, 무선자원구성부(110)는, 기지국(100)의 셀 커버리지 내 존재하는 모든 단말(이동전화, 노트북, 등)을 대상으로 단말당 안테나 수를 파악하여, 최소 개수의 단말당 안테나 수, 또는 최대 개수의 단말당 안테나 수, 또는 최소 개수 및 최대 개수의 단말당 안테나 수를 별도 정의된 알고리즘에 적용하여 얻은 결과에 따라서, 무선자원블록 내 단위 무선자원의 개수를 유동적으로 조정하는 것도 가능할 것이다.

그리고, 무선자원구성부(110)는, 다수 개의 무선자원블록 즉 8개의 무선자원블록 각각을 다수 개의 송신안테나 즉 기지국(100)이 구비한 8개의 안테나 각각에 맵핑시켜, 8개의 안테나 각각에서 8개의 무선자원블록 별로 서로 다른 방향의 안테나 빔을 형성할 수 있도록 한다.

한편, 본 발명에서는, 장치 간 동기화를 위해 지정된 무선자원, 즉 동기화 서브프레임(a) 내 OFDM 심볼의 무선자원을, 타이밍 동기화를 위한 타이밍동기주파수영역과 빔포밍 동기화를 위한 빔동기주파수영역으로 구분(구성)하되, 도 3에 도시된 바와 같이, 동기화 서브프레임(a) 내 OFDM 심볼의 무선자원은, 2개의 빔동기주파수영역과, 2개의 빔동기주파수영역 사이에 위치하는 타이밍동기주파수영역으로 구성할 수 있다.

이 경우, 무선자원구성부(110)는, 다운링크 동기채널의 동기화 서브프레임(a) 내 OFDM 심볼에서, 이웃하는 4개의 단위 무선자원을 결합한 형태의 무선자원블록 8개를 구성하되, 2개의 빔동기주파수영역 중 하나의 영역에서 4개의 무선자원블록 #1,#2,#3,#4을 구성하고 나머지 하나의 영역에서 나머지 4개의 무선자원블록 #5,#6,#7,#8을 구성할 수 있다.

도 3에서는 편의 상, 4개의 무선자원블록 #1,#2,#3,#4 만을 도시하였다.

아울러, 무선자원구성부(110)는, 전술과 같이 구성한 무선자원블록 각각 사이에 통신시스템 관련 정보 예컨대 MIN(Master Information Block), SIB(System Information Block)를 전송하기 위한 정보전송블록(이하, PBCH(Physical Broadcasting Channel))을 구성할 수 있다.

물론, 정보전송블록 즉 PBCH는 무선자원블록 각각 사이에 위치하는 전제에 따라, 빔동기주파수영역에 속하게 될 것이다.

이렇게 되면, 도 3에 도시된 바와 같이, 다운링크 동기채널의 동기화 서브프레임(a) 내 OFDM 심볼의 무선자원은, 단위 무선자원(b)를 4개 결합한 형태의 무선자원블록 #1,#2,#3,#4, 무선자원블록 #1과 #2 사이의 PBCH, 무선자원블록 #2과 #3 사이의 PBCH, 무선자원블록 #3과 #4 사이의 PBCH를 포함하는 빔동기주파수영역, 타이밍 동기화를 위한 타이밍동기주파수영역을 포함한다.

물론, 도 3에서는 편의 상 생략되었지만, 다운링크 동기채널의 동기화 서브프레임(a) 내 OFDM 심볼의 무선자원은, 단위 무선자원(b)를 4개 결합한 형태의 무선자원블록 #5,#6,#7,#8, 무선자원블록 #5과 #6 사이의 PBCH, 무선자원블록 #6과 #7 사이의 PBCH, 무선자원블록 #7과 #8 사이의 PBCH를 포함하는 빔동기주파수영역도 포함한다.

타이밍동기화수행부(130)은, 타이밍동기주파수영역에서 형성되는 다수의 안테나 빔을 통해 타이밍 동기화를 위한 동기신호들 즉 PSS, SSS, 및 ESS를 송신하여, 타이밍 동기화를 수행한다.

즉, 기지국(100)은, 자신이 구비하고 있는 8개의 안테나 각각을 통해, 기지국(100)의 셀 커버리지 내 전체 영역을 향해 다수의 안테나 빔을 형성한다.

이에, 타이밍동기화수행부(130)은, 타이밍동기주파수영역에서 형성되는 기지국(100)의 셀 커버리지 내 전체 영역을 향한 다수의 안테나 빔을 통해 타이밍 동기화를 위한 동기신호들 즉 PSS, SSS, 및 ESS를 송신하는 방식으로, 단말(10)과의 타이밍 동기화를 수행할 수 있다.

빔포밍동기화수행부(120)는, 다수 개의 무선자원블록 #1~#8 별로 형성되는 서로 다른 방향의 안테나 빔을 통해 빔 동기신호 즉 BRS를 송신하여, BRS 기반의 빔포밍 동기화를 수행한다.

즉, 기지국(100)은, 자신이 구비하고 있는 8개의 안테나 각각을 통해서, 각 안테나에 맵핑되어 있는 8개의 무선자원블록 #1~#8 별로 서로 다른 방향의 안테나 빔을 형성한다.

이에, 빔포밍동기화수행부(120)는, 8개의 무선자원블록 #1~#8 별로 형성되는 서로 다른 방향의 안테나 빔A,B,C,D,...,H을 통해 BRS를 송신하는 방식으로, 단말(10)과의 BRS 기반의 빔포밍 동기화를 수행할 수 있다.

즉, 본 발명에서 제안하는 동기신호 전송 장치로서의 기지국(100)은, 자신이 구비하고 있는 안테나 수 만큼의 안테나 빔A,B,C,D,...,H을 형성하되, 각 안테나 빔의 관점에서 볼 때 하나의 무선자원블록 내 이웃하는 단위 무선자원 4개를 묶어서 동일한 안테나 빔을 형성하는 것이다.

그리고, 기지국(100)은, 다운링크 동기채널의 동기화 서브프레임(a) 내 OFDM 심볼 각각에서, 8개의 안테나 각각을 통해 8개의 무선자원블록 #1~#8 별로 이전 OFDM 심볼과는 다른 방향의 안테나 빔을 형성한다.

이에, 빔포밍동기화수행부(120)는, 다운링크 동기채널의 동기화 서브프레임(a) 내 OFDM 심볼 각각에서, 8개의 무선자원블록 #1~#8 별로 이전 OFDM 심볼과는 다른 방향으로 BRS를 송신할 수 있다.

한편, PBCH에 할당되는 정보 예컨대 MIB 및 SIM는, PBCH와 이웃하는 2 개의 무선자원블록 중 어느 하나에서 형성되는 안테나 빔을 통해 송신되는 것이 바람직하다.

이를 위해, 무선자원구성부(110)는, PBCH 각각을, PBCH와 이웃하는 2 개의 무선자원블록 중 어느 하나가 맵핑된 송신안테나 즉 기지국(100)의 안테나에 맵핑시키는 것이 바람직하다.

예를 들어, 무선자원블록 #1과 #2 사이의 PBCH의 경우라면, 이 PBCH의 정보는 PBCH와 이웃하는 2 개의 무선자원블록 #1과 #2 중 어느 하나에서 형성되는 안테나 빔을 통해 송신될 수 있다.

이를 위해, 무선자원구성부(110)는, 무선자원블록 #1과 #2 사이의 PBCH의 경우라면, 이 PBCH를 2 개의 무선자원블록 #1과 #2 중 어느 하나가 맵핑된 기지국(100)의 안테나에 맵핑시킬 수 있다.

따라서, PBCH와 이웃하는 2 개의 무선자원블록 중 앞선 무선자원블록 송신을 사전 정의한다면, 도 3에 도시된 바와 같이, 무선자원블록 #1과 #2 사이의 PBCH 내 정보는 무선자원블록 #1과 같은 안테나 빔A를 통해 송신되고, 무선자원블록 #2과 #3 사이의 PBCH 내 정보는 무선자원블록 #2과 같은 안테나 빔B를 통해 송신되고, 무선자원블록 #3과 #4 사이의 PBCH 내 정보는 무선자원블록 #3과 같은 안테나 빔C를 통해 송신될 수 있다.

결국, 다운링크 동기채널의 동기화 서브프레임(a) 내 OFDM 심볼의 무선자원에서, 통신시스템과 관련된 정보 즉 MIB 및 SIM를 무선자원블록 사이에 삽입(Interleaving)하여 구성하게 되면, 여러 안테나 빔A,B,C,D,E,F,G를 통해 동시에 동일한 MIB 및 SIM를 송신하게 됨으로써, 빔 포밍을 통한 주파수 다이버시티(Divercity) 이득을 꾀할 수 있다.

이하에서는, 전술의 가정과 같이, 단말(10)이 4개의 안테나를 구비하여 서로 다른 방향의 4개 안테나 빔을 형성하는 것으로 설명하겠다.

이에, 단말(10)은, 서로 다른 방향으로 형성되는 4개의 안테나 빔을 통해 빔 포밍 동기 신호 즉 BRS를 수신하는 방식으로, 기지국(100)과의 BRS 기반의 빔포밍 동기화를 수행한다.

이때, 중요한 점은, 단말(10)이 형성하는 4개의 안테나 빔 각각은, 장치 간 동기화를 위해 지정된 무선자원에서 전술한 다수 개의 무선자원블록 각각에 지정되어 있는 단위 무선자원의 조합을 이용해서 형성된다는 점이다.

즉, 단말(10)은, 4개의 안테나 별로, 다운링크 동기채널의 동기화 서브프레임(a) 내 OFDM 심볼의 무선자원에서, 다수 개의 무선자원블록 #1~#8 각각에 지정되어 있는 단위 무선자원의 조합을 이용해서 안테나 빔1,2,3,4를 형성하는 것이다.

여기서, 수신장치에서 안테나 별로 무선자원블록 각각의 단위 무선자원을 지정하는 방식은, 랜덤 방식일 수 있고 또는 순차 방식일 수 있다.

도 3에서는, 안테나 별로 무선자원블록 각각의 단위 무선자원을 순차 방식으로 지정하는 경우로 도시하였다.

이에, 도 3을 참조하여 다운링크 동기채널의 동기화 서브프레임(a) 내 OFDM 심볼의 무선자원에서 무선자원블록 #1을 언급하여 설명하면, 단말(10)은 안테나 빔1 형성을 위해 무선자원블록 #1의 순차 지정된 단위 무선자원1-1을 이용하고, 안테나 빔2 형성을 위해 무선자원블록 #1의 순차 지정된 단위 무선자원1-2을 이용하고, 안테나 빔3 형성을 위해 무선자원블록 #1의 순차 지정된 단위 무선자원1-3을 이용하고, 안테나 빔4 형성을 위해 무선자원블록 #1의 순차 지정된 단위 무선자원1-4을 이용할 것이다.

이렇게 되면, 단말(10)은, 안테나 빔1 형성을 위해, 무선자원블록 #1의 단위 무선자원1-1 및 무선자원블록 #2의 단위 무선자원2-1 및 무선자원블록 #3의 단위 무선자원3-1 및 무선자원블록 #4의 단위 무선자원4-1 및 무선자원블록 #5의 단위 무선자원5-1 및 무선자원블록 #6의 단위 무선자원6-1 및 무선자원블록 #7의 단위 무선자원7-1 및 무선자원블록 #8의 단위 무선자원8-1을 조합하여 이용하게 된다.

이와 같은 방식으로, 단말(10)은, 서로 다른 방향으로 4개의 안테나 빔1,2,3,4를 형성하고, 안테나 빔 1,2,3,4를 통해 BRS를 수신하는 방식으로, 기지국(100)과의 BRS 기반의 빔포밍 동기화를 수행할 것이다.

즉, 본 발명에서 수신장치 즉 단말(10)은, 자신이 구비하고 있는 안테나 수 만큼의 안테나 빔1,2,3,4을 형성하되, 각 안테나 빔의 관점에서 볼 때 8개의 무선자원블록 각각에 지정된 단위 무선자원을 조합한 8개의 단위 무선자원을 묶어서 동일한 안테나 빔을 형성하는 것이다.

한편, 단말(10)은, 도 3에 도시된 바와 같이 무선자원블록 사이에 삽입(Interleaving)된 각 PBCH를, 안테나 빔1,2,3,4 형성 시 랜덤하게 이용할 수 있고, 또는 각 PBCH를 안테나 빔1,2,3,4 형성 시 순차적으로 이용할 수 있다.

예를 들어, 순차적으로 이용한다면, 단말(10)은, 첫번째 OFDM 심볼에서, 무선자원블록 #1과 #2 사이의 PBCH의 경우 안테나 빔1 형성 시 이용하고, 무선자원블록 #2와 #3 사이의 PBCH의 경우 안테나 빔2 형성 시 이용하고, 무선자원블록 #3과 #4 사이의 PBCH의 경우 안테나 빔3 형성 시 이용하고, 무선자원블록 #5와 #6 사이의 PBCH의 경우 안테나 빔4 형성 시 이용하고, 무선자원블록 #6과 #7 사이의 PBCH의 경우 안테나 빔1 형성 시 이용하고, 무선자원블록 #7과 #8 사이의 PBCH의 경우 안테나 빔2 형성 시 이용할 수 있다.

그리고, 단말(10)은, 다음 OFDM 심볼에서, 무선자원블록 #1과 #2 사이의 PBCH의 경우 안테나 빔3 형성 시 이용하고, 무선자원블록 #2와 #3 사이의 PBCH의 경우 안테나 빔4 형성 시 이용하고, 무선자원블록 #3과 #4 사이의 PBCH의 경우 안테나 빔1 형성 시 이용하고, 무선자원블록 #5와 #6 사이의 PBCH의 경우 안테나 빔2 형성 시 이용하고, 무선자원블록 #6과 #7 사이의 PBCH의 경우 안테나 빔3 형성 시 이용하고, 무선자원블록 #7과 #8 사이의 PBCH의 경우 안테나 빔4 형성 시 이용할 수 있다.

결국, 다운링크 동기채널의 동기화 서브프레임(a) 내 OFDM 심볼의 무선자원에서, 통신시스템과 관련된 정보 즉 MIB 및 SIM를 무선자원블록 사이에 삽입(Interleaving)하여 구성하게 되면, 여러 안테나 빔1,2,3,4를 통해 동시에 동일한 MIB 및 SIM를 수신하게 됨으로써, 빔 포밍을 통한 주파수 다이버시티(Divercity) 이득을 얻게 된다.

전술한 바와 같이, 본 발명에서 제안하는 동기신호 전송 장치로서의 기지국(100)은, 자신이 구비하고 있는 안테나 수 만큼의 안테나 빔A,B,C,D,...,H을 형성하되, 각 안테나 빔의 관점에서 볼 때 하나의 무선자원블록 내 이웃하는 단위 무선자원 4개를 묶어서 동일한 안테나 빔을 형성하는 다운링크 동기채널의 무선자원 구조(동기화 서브프레임 내 OFDM 심볼)를 기반으로, 빔포밍 동기화를 수행한다.

그리고, 본 발명에서는, 수신장치 즉 단말(10)가, 자신이 구비하고 있는 안테나 수 만큼의 안테나 빔1,2,3,4을 형성하되, 각 안테나 빔의 관점에서 볼 때 다수 개(예: 8개)의 무선자원블록 각각에 지정된 단위 무선자원을 조합한 8개의 단위 무선자원을 묶어서 동일한 안테나 빔을 형성하는 다운링크 동기채널의 무선자원 구조(동기화 서브프레임 내 OFDM 심볼)를 기반으로, 빔포밍 동기화를 수행한다.

이와 같이, 본 발명에 따른 다운링크 동기채널의 무선자원 구조를 기반으로 빔포밍 동기화를 수행하게 되면, 수신장치 즉 단말(10)이 동기화 수행 과정에서 빔 트래킹(tracking)을 빠르게 진행할 수 있고, 이로 인해 최적의 빔을 트래킹(tracking)하지 못하여 빔포밍 동기화에 실패하는 일이 줄어들 것이다.

결국, 본 발명에 따르면, 기지국(100) 및 단말(10) 간 타이밍 동기화 및 빔포밍 동기화를 수행하는데 있어서, 단말(10)에서의 빠른 빔 트래킹(tracking)을 가능하게 하여 전체적인 빔포밍 동기화 성능을 향상시킬 수 있다.

이하에서는, 도 4를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 동기신호 전송 방법에 대해 구체적으로 설명하겠다.

설명의 편의를 위해, 동기신호 전송 장치로서 앞선 설명과 일치되도록 기지국(100)을 언급하여 설명하겠다.

본 발명에 따른 기지국(100)의 동기신호 전송 방법은, 기 설정된 주기에 도달하면(S100), 장치 간 동기화 수행을 개시한다.

이때, 기 설정된 주기에 도달하는 것은, 도 3을 참조하여 앞서 설명한 주기적으로 할당되는 다운링크 동기채널의 동기화 서브프레임(a)의 송신 시점을 의미한다.

이처럼 기 설정된 주기에 도달하면(S100), 본 발명에 따른 기지국(100)의 동기신호 전송 방법은, 다운링크 동기채널의 동기화 서브프레임(a) 내 OFDM 심볼의 무선자원을, 타이밍 동기화를 위한 타이밍동기주파수영역과 빔포밍 동기화를 위한 빔동기주파수영역으로 구분(구성)할 수 있다(S105).

그리고, 본 발명에 따른 기지국(100)의 동기신호 전송 방법은, 다운링크 동기채널의 동기화 서브프레임(a) 내 OFDM 심볼 내 빔동기주파수영역에서, 특정 단위로 구분되는 단위 무선자원 중 이웃하는 2 이상을 결합한 무선자원블록을 다수 개 구성한다(S110).

전술의 예시와 같이 가정하면, 본 발명에 따른 기지국(100)의 동기신호 전송 방법은, 다운링크 동기채널의 동기화 서브프레임(a) 내 OFDM 심볼에서, 1개 RB 단위로 구분된 여러 개의 단위 무선자원 중 이웃하는 4개를 결합한 무선자원블록을 8개 구성할 수 있다.

그리고, 본 발명에 따른 기지국(100)의 동기신호 전송 방법은, 8개의 무선자원블록 각각을 기지국(100)이 구비한 8개의 안테나 각각에 맵핑시켜, 8개의 안테나 각각에서 8개의 무선자원블록 별로 서로 다른 방향의 안테나 빔을 형성할 수 있도록 한다.

물론, 본 발명에 따른 기지국(100)의 동기신호 전송 방법은, S100단계 이전에, 다운링크 동기채널의 동기화 서브프레임(a) 내 OFDM 심볼에서 1개 RB 단위로 구분된 여러 개의 단위 무선자원 중 이웃하는 4개를 결합한 무선자원블록을 8개 구성 및 맵핑해두고, 기 설정된 주기에 도달하면(S100), 앞서 구성해둔 8개의 무선자원블록 구성을 확인만 하는 것도 가능하다.

아울러, 본 발명에 따른 기지국(100)의 동기신호 전송 방법은, 무선자원블록 각각 사이에 정보전송블록(이하, PBCH)를 인터리빙한다(S120).

즉, 본 발명에 따른 기지국(100)의 동기신호 전송 방법은, 도 3에 도시된 바와 같이, 다운링크 동기채널의 동기화 서브프레임(a) 내 OFDM 심볼의 무선자원에서, 무선자원블록 #1과 #2 사이에 PBCH를 인터리빙하고, 무선자원블록 #2과 #3 사이에 PBCH를 인터리빙하고, 무선자원블록 #3과 #4 사이에 PBCH를 인터리빙하여 구성할 수 있다.

물론, 도 3에서는 편의 상 생략되었지만, 본 발명에 따른 기지국(100)의 동기신호 전송 방법은, 다운링크 동기채널의 동기화 서브프레임(a) 내 OFDM 심볼의 무선자원에서, 무선자원블록 #5과 #6 사이에 PBCH를 인터리빙하고, 무선자원블록 #6과 #7 사이에 PBCH를 인터리빙하고, 무선자원블록 #7과 #8 사이에 PBCH를 인터리빙하여 구성할 수 있다.

이 경우, 본 발명에 따른 기지국(100)의 동기신호 전송 방법은, PBCH 각각을, PBCH와 이웃하는 2 개의 무선자원블록 중 어느 하나가 맵핑된 기지국(100)의 안테나에 맵핑시키는 것이 바람직하다.

예를 들어, 본 발명에 따른 기지국(100)의 동기신호 전송 방법은, 무선자원블록 #1과 #2 사이의 PBCH의 경우라면, 이 PBCH를 2 개의 무선자원블록 #1과 #2 중 어느 하나가 맵핑된 기지국(100)의 안테나에 맵핑시킬 수 있다.

물론, 본 발명에 따른 기지국(100)의 동기신호 전송 방법은, S100단계 이전에, 다운링크 동기채널의 동기화 서브프레임(a) 내 OFDM 심볼에서 8개의 무선자원블록 및 PBCH를 구성 및 맵핑 해두고, 기 설정된 주기에 도달하면(S100), 앞서 구성해둔 8개의 무선자원블록 및 PBCH 구성을 확인만 하는 것도 가능하다.

이후, 본 발명에 따른 기지국(100)의 동기신호 전송 방법은, 다운링크 동기채널의 동기화 서브프레임(a) 내 OFDM 심볼에서, 타이밍 동기화를 위한 타이밍 동기신호(예: PSS, SSS, 및 ESS) 및 빔포밍 동기화를 위한 빔 동기신호(예: BRS)를 송신하여, 타이밍 동기화 및 빔포밍 동기화를 수행한다(S130).

구체적으로, 본 발명에 따른 기지국(100)의 동기신호 전송 방법은, 동기화 서브프레임(a) 내 OFDM 심볼의 타이밍동기주파수영역에서 형성되는 기지국(100)의 셀 커버리지 내 전체 영역을 향한 다수의 안테나 빔을 통해 타이밍 동기화를 위한 동기신호들 즉 PSS, SSS, 및 ESS를 송신하는 방식으로, 단말(10)과의 타이밍 동기화를 수행할 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 기지국(100)의 동기신호 전송 방법은, 동기화 서브프레임(a) 내 OFDM 심볼의 빔동기주파수영역 내 다수 개의 무선자원블록 #1~#8 별로 형성되는 서로 다른 방향의 안테나 빔을 통해 빔 동기신호 즉 BRS를 송신하여, BRS 기반의 빔포밍 동기화를 수행한다.

즉, 본 발명에 따른 기지국(100)의 동기신호 전송 방법은, 자신이 구비하고 있는 8개의 안테나 각각을 통해서, 각 안테나에 맵핑되어 있는 8개의 무선자원블록 #1~#8 별로 서로 다른 방향의 안테나 빔을 형성한다.

이에, 본 발명에 따른 기지국(100)의 동기신호 전송 방법은, 8개의 무선자원블록 #1~#8 별로 형성되는 서로 다른 방향의 안테나 빔A,B,C,D,...,H을 통해 BRS를 송신하는 방식으로, 단말(10)과의 BRS 기반의 빔포밍 동기화를 수행할 수 있다.

즉, 본 발명에 따른 기지국(100)의 동기신호 전송 방법은, 자신이 구비하고 있는 안테나 수 만큼의 안테나 빔A,B,C,D,...,H을 형성하되, 각 안테나 빔의 관점에서 볼 때 하나의 무선자원블록 내 이웃하는 단위 무선자원 4개를 묶어서 동일한 안테나 빔을 형성하는 것이다.

이때, 본 발명에 따른 기지국(100)의 동기신호 전송 방법은, PBCH와 이웃하는 2 개의 무선자원블록 중 앞선 무선자원블록 송신(안테나 맵핑)을 사전 정의한다면, 도 3에 도시된 바와 같이, 무선자원블록 #1과 #2 사이의 PBCH 내 정보는 무선자원블록 #1과 같은 안테나 빔A를 통해 송신하고, 무선자원블록 #2과 #3 사이의 PBCH 내 정보는 무선자원블록 #2과 같은 안테나 빔B를 통해 송신하고, 무선자원블록 #3과 #4 사이의 PBCH 내 정보는 무선자원블록 #3과 같은 안테나 빔C를 통해 송신할 수 있다(S130).

그리고, 본 발명에 따른 기지국(100)의 동기신호 전송 방법은, 다운링크 동기채널의 무선자원 즉 동기화 서브프레임(a) 내 OFDM 심볼을 모두 이용했는지 확인한다(S140). 달리 말하면, 동기화 서브프레임(a) 내 OFDM 심볼 14개가 모두 이용되어 있는지 확인하는 것이다.

본 발명에 따른 기지국(100)의 동기신호 전송 방법은, 동기화 서브프레임(a) 내 OFDM 심볼 14개가 모두 이용되지 않았으면(S140 No), 다음 OFDM 심볼에서 8개의 안테나 각각을 통해 8개의 무선자원블록 #1~#8 별로 이전 OFDM 심볼과는 다른 방향의 안테나 빔A,B,C,D,...,H을 형성하고, 단말(10)과의 타이밍 동기화 및 빔포밍 동기화를 계속해서 수행한다(S130).

이로 인해, 본 발명에 따른 기지국(100)의 동기신호 전송 방법은, 다운링크 동기채널의 동기화 서브프레임(a) 내 OFDM 심볼 각각에서, 8개의 안테나 각각을 통해 8개의 무선자원블록 #1~#8 별로 이전 OFDM 심볼과는 다른 방향의 안테나 빔을 형성하여, 8개의 무선자원블록 #1~#8 별로 이전 OFDM 심볼과는 다른 방향으로 빔포밍 동기화를 위한 BRS를 송신할 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 기지국(100)의 동기신호 전송 방법은, 동기화 서브프레임(a) 내 OFDM 심볼 14개가 모두 이용되었으면(S140 Yes), 지금까지 진행한 타이밍 동기화 및 빔포밍 동기화 수행에 따른 결과를 기반으로 기지국(100) 및 단말(10) 간의 타이밍 및 최적의 빔을 결정한다(S150).

전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 기지국(100)의 동기신호 전송 방법은, 자신이 구비하고 있는 안테나 수 만큼의 안테나 빔A,B,C,D,...,H을 형성하되, 각 안테나 빔의 관점에서 볼 때 하나의 무선자원블록 내 이웃하는 단위 무선자원 4개를 묶어서 동일한 안테나 빔을 형성하는 다운링크 동기채널의 무선자원(동기화 서브프레임 내 OFDM 심볼) 구조를 기반으로, 빔포밍 동기화를 수행한다.

그리고, 도 4를 참조한 구체적인 설명에서는 생략하였지만, 앞서 설명한 바와 같이 수신장치 즉 단말(10)가, 자신이 구비하고 있는 안테나 수 만큼의 안테나 빔1,2,3,4을 형성하되, 각 안테나 빔의 관점에서 볼 때 다수 개(예: 8개)의 무선자원블록 각각에 지정된 단위 무선자원을 조합한 8개의 단위 무선자원을 묶어서 동일한 안테나 빔을 형성하는 다운링크 동기채널의 무선자원 구조(동기화 서브프레임 내 OFDM 심볼)를 기반으로, 빔포밍 동기화를 수행한다.

이와 같이, 본 발명에 따른 다운링크 동기채널의 무선자원 구조를 기반으로 타이밍 동기화 및 빔포밍 동기화를 수행하게 되면, 수신장치 즉 단말(10)이 동기화 수행 과정에서 빔 트래킹(tracking)을 빠르게 진행할 수 있고, 이로 인해 최적의 빔을 트래킹(tracking)하지 못하여 빔포밍 동기화에 실패하는 일이 줄어들 것이다.

결국, 본 발명에 따르면, 기지국(100) 및 단말(10) 간 동기화를 수행하는데 있어서, 단말(10)에서의 빠른 빔 트래킹(tracking)을 가능하게 하여 전체적인 빔포밍 동기화 성능을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 동기신호 전송 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.

지금까지 본 발명을 바람직한 실시 예를 참조하여 상세히 설명하였지만, 본 발명이 상기한 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 또는 수정이 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 사상이 미친다 할 것이다.

본 발명에 따른 동기신호 전송 장치 및 동기신호 전송 방법에 따르면, 송/수신장치 간에 동기화를 수행하는데 있어서, 수신장치에서의 빠른 빔 트래킹(tracking)을 가능하게 하여 전체적인 빔포밍 동기화 성능을 향상시킨다는 점, 아울러 이를 가능하게 하는 다운링크 동기채널의 무선자원 구조를 제안한다는 점에서, 기존 기술의 한계를 뛰어 넘음에 따라 관련 기술에 대한 이용만이 아닌 적용되는 장치의 시판 또는 영업의 가능성이 충분할 뿐만 아니라 현실적으로 명백하게 실시할 수 있는 정도이므로 산업상 이용가능성이 있는 발명이다.

10 : 단말
100 : 기지국(동기신호 전송 장치)
110 : 무선자원구성부 120 : 빔포밍동기화수행부
130 : 타이밍동기화수행부

Claims

MIMO 시스템에서 기지국에 의한 동기신호 전송 장치에 있어서,
타이밍 동기화를 위해, 주파수 동기화를 위한 제1동기신호 및 프레임 동기화를 위한 제2동기신호를 단말로 전송하는 타이밍동기화수행부; 및
빔포밍 동기화를 위해, 다수의 안테나를 통해 서로 다른 방향으로 형성되는 제3동기신호를 상기 단말로 전송하는 빔포밍동기화수행부를 포함하는 것을 특징으로 하는 동기신호 전송 장치.
제 1 항에 있어서,
장치 간 동기화를 위해 지정된 무선자원에서, 특정 단위로 구분되는 단위 무선자원 중 이웃하는 2 이상을 결합한 무선자원블록을 다수 개 구성하는 무선자원구성부를 더 포함하며;
상기 빔포밍동기화수행부는,
상기 다수 개의 무선자원블록 별로 형성되는 서로 다른 방향의 안테나 빔을 통해 상기 제3동기신호로서의 빔 동기신호를 송신하여, 상기 빔 동기신호 기반의 빔포밍 동기화를 수행하는 것을 특징으로 하는 동기신호 전송 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 무선자원블록을 구성하는 단위 무선자원의 개수는,
상기 빔 동기신호를 수신하는 수신장치에서 형성 가능한 안테나 빔의 개수에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 동기신호 전송 장치.
제 3 항에 있어서,
상기 수신장치는,
서로 다른 방향으로 형성되는 2 이상의 안테나 빔을 통해 상기 빔 포밍 동기 신호를 수신하여, 상기 빔 동기신호 기반의 빔포밍 동기화를 수행하며;
상기 2 이상의 안테나 빔 각각은,
상기 다수 개의 무선자원블록 각각에 지정되어 있는 단위 무선자원의 조합을 이용해서 형성되는 것을 특징으로 하는 동기신호 전송 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 무선자원은, 주기적으로 할당되는 다운링크 동기채널 서브프레임 내 다수의 심볼 중 하나이며;
상기 빔포밍동기화수행부는,
상기 다수의 심볼 각각에서, 상기 다수 개의 무선자원블록 별로 이전 심볼과는 다른 방향으로 빔 동기신호를 송신하는 것을 특징으로 하는 동기신호 전송 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 무선자원구성부는,
상기 무선자원에서, 상기 무선자원블록 각각 사이에 통신시스템 관련 정보를 전송하기 위한 정보전송블록을 구성하며,
상기 정보전송블록에 할당되는 정보는, 정보전송블록과 이웃하는 2 개의 무선자원블록 중 어느 하나에서 형성되는 안테나 빔을 통해 송신되는 것을 특징으로 하는 동기신호 전송 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 특정 단위는,
상기 수신장치에서 하나의 안테나 빔을 형성하는데 요구되는 무선자원의 최소 주파수단위인 것을 특징으로 하는 동기신호 전송 장치.
MIMO 시스템에서 기지국에 의한 동기신호 전송 방법에 있어서,
타이밍 동기화를 위해, 주파수 동기화를 위한 제1동기신호 및 프레임 동기화를 위한 제2동기신호를 단말로 전송하는 타이밍동기화수행단계; 및
빔포밍 동기화를 위해, 다수의 안테나를 통해 서로 다른 방향으로 형성되는 제3동기신호를 상기 단말로 전송하는 빔포밍동기화수행단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 동기신호 전송 방법.
제 8 항에 있어서,
장치 간 동기화를 위해 지정된 무선자원에서, 특정 단위로 구분되는 단위 무선자원 중 이웃하는 2 이상을 결합한 무선자원블록을 다수 개 구성하는 무선자원구성단계를 더 포함하며; 및
상기 빔포밍동기화수행단계는,
상기 다수 개의 무선자원블록 별로 형성되는 서로 다른 방향의 안테나 빔을 통해 빔 동기신호를 송신하여, 상기 빔 동기신호 기반의 빔포밍 동기화를 수행하는 것을 특징으로 하는 동기신호 전송 방법.
제 9 항에 있어서,
상기 수신장치는,
서로 다른 방향으로 형성되는 2 이상의 안테나 빔을 통해 상기 빔 포밍 동기 신호를 수신하여, 상기 빔 동기신호 기반의 빔포밍 동기화를 수행하며;
상기 2 이상의 안테나 빔 각각은,
상기 다수 개의 무선자원블록 각각에 지정되어 있는 단위 무선자원의 조합을 이용해서 형성되는 것을 특징으로 하는 동기신호 전송 방법.
제 9 항에 있어서,
상기 무선자원은, 주기적으로 할당되는 다운링크 동기채널의 서브프레임 내 다수의 심볼 중 하나이며;
상기 빔포밍동기화수행단계는,
상기 다수의 심볼 각각에서, 상기 다수 개의 무선자원블록 별로 이전 심볼과는 다른 방향으로 빔 동기신호를 송신하는 것을 특징으로 하는 빔포밍 동기신호 전송 방법.
다운링크 동기채널의 무선자원 구조를 구성하는 방법에 있어서,
기 설정된 주기마다 할당되는 다운링크 동기채널의 무선자원에서, 특정 단위로 구분되는 단위 무선자원 중 이웃하는 2 이상을 결합한 무선자원블록을 다수 개로 구성하는 단계; 및
상기 다수 개의 무선자원블록 각각을 다수 개의 송신안테나 각각에 맵핑시켜, 상기 다수 개의 송신안테나 각각에서 상기 다수 개의 무선자원블록 별로 형성되는 서로 다른 방향의 안테나 빔을 통해 빔 동기신호가 송신되도록 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다운링크 동기채널의 무선자원 구조 구성 방법.
제 12 항에 있어서,
상기 무선자원에서, 상기 무선자원블록 각각 사이에 통신시스템 관련 정보를 전송하기 위한 정보전송블록을 구성하며,
상기 정보전송블록 각각을, 정보전송블록과 이웃하는 2 개의 무선자원블록 중 어느 하나가 맵핑된 송신안테나에 맵핑시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다운링크 동기채널의 무선자원 구조 구성 방법.
제 13 항에 있어서,
상기 무선자원은,
빔포밍 동기화를 위한 상기 다수 개의 무선자원블록과 상기 정보전송블록을 포함하는 2 개의 빔동기 주파수영역, 타이밍 동기화를 위한 무선자원블록을 포함하는 타이밍동기 주파수영역으로 구성되며,
상기 타이밍동기 주파수영역은, 상기 2 개의 빔동기 주파수영역 사이에 위치하는 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 다운링크 동기채널의 무선자원 구조 구성 방법.
제 12 항에 있어서,
상기 무선자원블록을 구성하는 단위 무선자원의 개수는,
상기 빔 동기신호를 수신하는 수신장치에서 형성 가능한 안테나 빔의 개수에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 다운링크 동기채널의 무선자원 구조 구성 방법.