KR20180018303A - 통신 시스템에서 동기 신호의 송수신 방법 - Google Patents

통신 시스템에서 동기 신호의 송수신 방법 Download PDF

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김민현
이준환
김지형
박주호
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한국전자통신연구원
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Abstract

통신 시스템에서 동기 신호의 송수신 방법이 개시된다. 통신 시스템에서 단말의 동작 방법은, 상기 단말의 캐퍼빌러티 정보를 매크로 기지국에 전송하는 단계, 상기 캐퍼빌러티 정보에 기초하여 생성된 설정 정보를 상기 매크로 기지국으로부터 수신하는 단계, 상기 설정 정보에 기초하여 상기 스몰 기지국으로부터 상기 비주기적 동기 신호를 수신하는 단계, 및 상기 비주기적 동기 신호에 기초하여 상기 단말과 상기 스몰 기지국 간의 동기 절차를 수행하는 단계를 포함한다. 따라서 통신 시스템의 성능이 향상될 수 있다.

Description

통신 시스템에서 동기 신호의 송수신 방법{METHOD FOR TRANSMITTING AND RECEIVING SYNCHRONIZATION SIGNAL IN COMMUNICATION SYSTEM}
본 발명은 동기 신호의 송수신 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 매크로(macro) 기지국, 스몰(small) 기지국 및 단말을 포함하는 통신 시스템에서 스몰 기지국과 단말 간의 동기 방법에 관한 것이다.
통신 시스템은 코어 네트워크(core network)(예를 들어, S-GW(serving-gateway), P-GW(PDN(packet data network)-gateway), MME(mobility management entity)), 매크로(macro) 기지국, 단말 등을 포함할 수 있다. 매크로 기지국은 코어 네트워크의 S-GW 및 MME에 연결될 수 있고, 매크로 기지국의 커버리지(coverage)에 속한 단말에 통신 서비스를 제공할 수 있다. 즉, 매크로 기지국의 커버리지에 속한 단말은 해당 매크로 기지국과 통신을 수행할 수 있다.
한편, 통신 시스템에서 트래픽(traffic)이 급증하는 경우, 통신 시스템의 효율이 저하될 수 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해, 통신 시스템에 스몰(small) 기지국이 도입될 수 있다. 스몰 기지국은 매크로 기지국의 커버리지 내에 위치할 수 있고, 매크로 기지국에 연결될 수 있다. 스몰 기지국의 동작 주파수는 매크로 기지국의 동작 주파수와 동일하거나, 매크로 기지국의 동작 주파수와 다를 수 있다. 예를 들어, 매크로 기지국은 6GHz 이하의 주파수 대역을 지원할 수 있고, 스몰 기지국은 mmWave(millimeter wave)(예를 들어, 6GHz 이상의 주파수 대역)를 지원할 수 있다. 또한, 스몰 기지국은 전력 절감(power saving)을 위해 온/오프 방식(ON/OFF scheme)에 기초하여 동작할 수 있다. 이 경우, 스몰 기지국은 온 모드(예를 들어, 활성화(activation) 모드) 또는 오프 모드(예를 들어, 비활성화(deactivation) 모드)로 동작할 수 있다.
매크로 기지국의 커버리지와 스몰 기지국의 커버리지에 속한 단말은 매크로 기지국 및 스몰 기지국 중에서 적어도 하나에 접속될 수 있다. 스몰 기지국과 통신을 수행하기 위해 단말은 스몰 기지국과 동기 절차를 수행할 수 있다. 단말과 스몰 기지국 간의 동기 절차에서, 스몰 기지국은 주기적으로 동기 신호를 전송할 수 있다. 그러나 주기적 동기 신호의 전송을 위해 스몰 기지국은 항상 온 모드로 동작하여야 하므로, 전력 절감의 효과가 크지 않을 수 있다. 또한, 주기적 동기 신호의 전송에 의해 스몰 기지국에서 시그널링 오버헤드(signaling overhead)가 증가될 수 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 단말과 스몰 기지국 간의 동기를 위한 동기 신호의 송수신 방법들을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1 실시예에 따른 통신 시스템에서 단말의 동작 방법은, 상기 단말의 캐퍼빌러티 정보를 매크로 기지국에 전송하는 단계, 스몰 기지국의 비주기적 동기 신호의 전송을 위한 설정 정보는 상기 캐퍼빌러티 정보에 기초하여 상기 매크로 기지국에서 생성되고, 상기 설정 정보를 상기 매크로 기지국으로부터 수신하는 단계, 상기 설정 정보에 기초하여 상기 스몰 기지국으로부터 상기 비주기적 동기 신호를 수신하는 단계, 및 상기 비주기적 동기 신호에 기초하여 상기 단말과 상기 스몰 기지국 간의 동기 절차를 수행하는 단계를 포함한다.
여기서, 상기 캐퍼빌러티 정보는 상기 단말이 지원하는 빔들의 개수 및 상기 단말이 요구하는 상기 비주기적 동기 신호의 전송 주기를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 비주기적 동기 신호의 전송 횟수는 상기 캐퍼빌러티 정보에 포함된 상기 빔들의 개수에 기초하여 설정될 수 있고, 상기 비주기적 동기 신호는 상기 캐퍼빌러티 정보에 포함된 상기 전송 주기에 기초하여 전송될 수 있다.
여기서, 상기 캐퍼빌러티 정보는 상기 매크로 기지국으로부터 상기 캐퍼빌러티 정보의 전송을 요청하는 메시지가 수신된 경우에서 상기 매크로 기지국으로 전송될 수 있다.
여기서, 상기 설정 정보는 상기 스몰 기지국에서 수행되는 빔 스위핑 동작에 관련된 정보, 상기 비주기적 동기 신호의 전송 시작 시점, 상기 비주기적 동기 신호가 전송되는 자원 정보 및 상기 비주기적 동기 신호의 전송 횟수를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 단말의 동작 방법은 상기 동기 절차가 완료된 경우, 상기 비주기적 동기 신호의 수신 상태에 기초하여 결정된 상기 스몰 기지국의 최적의 전송 빔의 인덱스를 상기 매크로 기지국 및 상기 스몰 기지국 중에서 적어도 하나에 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 최적의 전송 빔의 인덱스는 PUCCH를 통해 상기 매크로 기지국으로 전송될 수 있고, 상기 최적의 전송 빔의 인덱스는 PRACH를 통해 상기 스몰 기지국으로 전송될 수 있다.
여기서, 상기 단말의 동작 방법은, 상기 동기 절차가 실패한 경우에 상기 동기 절차의 실패를 지시하는 동기 실패 메시지를 상기 매크로 기지국 및 상기 스몰 기지국 중에서 적어도 하나에 전송하는 단계, 상기 비주기적 동기 신호의 재전송을 위한 재설정 정보를 상기 매크로 기지국으로부터 수신하는 단계, 및 상기 재설정 정보에 기초하여 상기 스몰 기지국으로부터 상기 비주기적 동기 신호를 수신하는 단계를 더 포함할 수 있으며, 상기 재설정 정보는 상기 설정 정보 중에서 상기 비주기적 동기 신호의 재전송 절차를 위해 변경된 정보를 포함할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제2 실시예에 따른 통신 시스템에서 매크로 기지국의 동작 방법은, 단말의 캐퍼빌러티 정보를 상기 단말로부터 수신하는 단계, 상기 캐퍼빌러티 정보에 기초하여 스몰 기지국의 비주기적 동기 신호의 전송을 위한 설정 정보를 생성하는 단계, 및 상기 설정 정보를 상기 단말과 상기 스몰 기지국에 전송하는 단계를 포함한다.
여기서, 상기 캐퍼빌러티 정보는 상기 단말이 지원하는 빔들(beams)의 개수 및 상기 단말이 요구하는 상기 비주기적 동기 신호의 전송 주기를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 비주기적 동기 신호의 전송 횟수는 상기 캐퍼빌러티 정보에 포함된 상기 빔들의 개수에 기초하여 설정될 수 있고, 상기 비주기적 동기 신호는 상기 캐퍼빌러티 정보에 포함된 상기 전송 주기에 기초하여 전송될 수 있다.
여기서, 상기 설정 정보는 상기 스몰 기지국에서 수행되는 빔 스위핑 동작에 관련된 정보, 상기 비주기적 동기 신호의 전송 시작 시점, 상기 비주기적 동기 신호가 전송되는 자원 정보 및 상기 비주기적 동기 신호의 전송 횟수를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 설정 정보는 PDCCH를 통해 상기 단말에 전송될 수 있고, 상기 설정 정보는 상기 매크로 기지국과 상기 스몰 기지국 간에 형성된 인터페이스를 통해 상기 스몰 기지국에 전송될 수 있다.
여기서, 상기 매크로 기지국의 동작 방법은, 상기 비주기적 동기 신호를 기초로 수행된 상기 단말과 상기 스몰 기지국 간의 동기 절차가 실패한 경우에 상기 동기 절차의 실패를 지시하는 동기 실패 메시지를 상기 단말로부터 수신하는 단계, 상기 비주기적 동기 신호의 재전송을 위한 재설정 정보를 생성하는 단계, 및 상기 재설정 정보를 상기 단말과 상기 스몰 기지국에 전송하는 단계를 더 포함할 수 있으며, 상기 재설정 정보는 상기 설정 정보 중에서 상기 비주기적 동기 신호의 재전송 절차를 위해 변경된 정보를 포함할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제3 실시예에 따른 통신 시스템에서 단말은 프로세서 및 상기 프로세서를 통해 실행되는 적어도 하나의 명령이 저장된 메모리를 포함하고, 상기 적어도 하나의 명령은, 상기 단말의 캐퍼빌러티 정보를 매크로 기지국에 전송하고; 스몰 기지국의 비주기적 동기 신호의 전송을 위한 설정 정보는 상기 캐퍼빌러티 정보에 기초하여 상기 매크로 기지국에서 생성되고, 상기 설정 정보를 상기 매크로 기지국으로부터 수신하고; 상기 설정 정보에 기초하여 상기 스몰 기지국으로부터 상기 비주기적 동기 신호를 수신하고; 그리고 상기 비주기적 동기 신호에 기초하여 상기 단말과 상기 스몰 기지국 간의 동기 절차를 수행하도록 실행된다.
여기서, 상기 캐퍼빌러티 정보는 상기 단말이 지원하는 빔들의 개수 및 상기 단말이 요구하는 상기 비주기적 동기 신호의 전송 주기를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 비주기적 동기 신호의 전송 횟수는 상기 캐퍼빌러티 정보에 포함된 상기 빔들의 개수에 기초하여 설정될 수 있고, 상기 비주기적 동기 신호는 상기 캐퍼빌러티 정보에 포함된 상기 전송 주기에 기초하여 전송될 수 있다.
여기서, 상기 설정 정보는 상기 스몰 기지국에서 수행되는 빔 스위핑 동작에 관련된 정보, 상기 비주기적 동기 신호의 전송 시작 시점, 상기 비주기적 동기 신호가 전송되는 자원 정보 및 상기 비주기적 동기 신호의 전송 횟수를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 적어도 하나의 명령은 상기 동기 절차가 완료된 경우에 상기 비주기적 동기 신호의 수신 상태에 기초하여 결정된 상기 스몰 기지국의 최적의 전송 빔의 인덱스를 상기 매크로 기지국 및 상기 스몰 기지국 중에서 적어도 하나에 전송하도록 더 실행될 수 있다.
여기서, 상기 적어도 하나의 명령은, 상기 동기 절차가 실패한 경우에 상기 동기 절차의 실패를 지시하는 동기 실패 메시지를 상기 매크로 기지국 및 상기 스몰 기지국 중에서 적어도 하나에 전송하고, 상기 비주기적 동기 신호의 재전송을 위한 재설정 정보를 상기 매크로 기지국으로부터 수신하고, 그리고 상기 재설정 정보에 기초하여 상기 스몰 기지국으로부터 상기 비주기적 동기 신호를 수신하도록 더 실행될 수 있으며, 상기 재설정 정보는 상기 설정 정보 중에서 상기 비주기적 동기 신호의 재전송을 위해 변경된 정보를 포함할 수 있다.
본 발명에 의하면, 통신 시스템에서 스몰(small) 기지국은 단말 또는 매크로(macro) 기지국의 요청에 따라 동기 신호를 전송할 수 있다. 즉, 스몰 기지국은 동기 신호의 주기적 전송 대신에 비주기적으로 동기 신호를 전송할 수 있다. 이 경우, 스몰 기지국은 온 모드(ON mode)로 동작하는 경우에 동기 신호를 전송할 수 있으므로, 스몰 기지국에서 온/오프 방식(ON/OFF scheme)이 효율적으로 수행될 수 있다. 따라서 스몰 기지국에서 전력 소비가 절감될 수 있다. 또한, 스몰 기지국에서 동기 신호는 필요한 경우에 비주기적으로 전송될 수 있으므로, 시그널링 오버헤드(siganling overhead)가 감소될 수 있다.
도 1은 통신 시스템의 제1 실시예를 도시한 개념도이다.
도 2는 통신 시스템을 구성하는 통신 노드의 제1 실시예를 도시한 블록도이다.
도 3은 타입 1 프레임 구조의 제1 실시예를 도시한 개념도이다.
도 4는 타입 2 프레임 구조의 제1 실시예를 도시한 개념도이다.
도 5는 서브프레임에 포함된 슬롯의 자원 그리드(grid)의 제1 실시예를 도시한 개념도이다.
도 6은 통신 시스템의 제2 실시예를 도시한 개념도이다.
도 7은 통신 시스템의 제3 실시예를 도시한 개념도이다.
도 8은 비주기적 동기 신호의 송수신 방법을 도시한 순서도이다.
도 9는 매크로 기지국과 스몰 기지국의 프레임 구조의 제1 실시예를 도시한 개념도이다.
도 10은 스몰 기지국의 비주기적 동기 신호의 전송 방법의 제1 실시예를 도시한 타이밍도이다.
도 11은 스몰 기지국의 비주기적 동기 신호의 전송 방법의 제2 실시예를 도시한 타이밍도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
본 발명에 따른 실시예들이 적용되는 통신 시스템(communication system)이 설명될 것이다. 본 발명에 따른 실시예들이 적용되는 통신 시스템은 아래 설명된 내용에 한정되지 않으며, 본 발명에 따른 실시예들은 다양한 통신 시스템에 적용될 수 있다. 여기서, 통신 시스템은 통신 네트워크(network)와 동일한 의미로 사용될 수 있다.
도 1은 통신 시스템의 제1 실시예를 도시한 개념도이다.
도 1을 참조하면, 통신 시스템(100)은 복수의 통신 노드들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2, 130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6)을 포함할 수 있다. 또한, 통신 시스템(100)은 코어 네트워크(core network)(예를 들어, S-GW(serving-gateway), P-GW(PDN(packet data network)-gateway), MME(mobility management entity))를 더 포함할 수 있다.
복수의 통신 노드들은 3GPP(3rd generation partnership project) 표준에서 규정된 4G 통신(예를 들어, LTE(long term evolution), LTE-A(advanced)), 5G 통신(예를 들어, mmWave(millimeter wave) 기반의 통신) 등을 지원할 수 있다. 예를 들어, 4G 통신 및 5G 통신을 위해 복수의 통신 노드들은 CDMA(code division multiple access) 기반의 통신 프로토콜, WCDMA(wideband CDMA) 기반의 통신 프로토콜, TDMA(time division multiple access) 기반의 통신 프로토콜, FDMA(frequency division multiple access) 기반의 통신 프로토콜, OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 기반의 통신 프로토콜, Filtered OFDM 기반의 통신 프로토콜, OFDMA(orthogonal frequency division multiple access) 기반의 통신 프로토콜, SC(single carrier)-FDMA 기반의 통신 프로토콜, NOMA(Non-orthogonal Multiple Access), GFDM(generalized frequency division multiplexing) 기반의 통신 프로토콜, FBMC(filter bank multi-carrier) 기반의 통신 프로토콜, UFMC(universal filtered multi-carrier) 기반의 통신 프로토콜, SDMA(Space Division Multiple Access) 기반의 통신 프로토콜 등을 지원할 수 있다.
여기서, OFDM 기반의 통신 프로토콜과 SC-FDMA 기반의 통신 프로토콜은 송수신단에서 상대적으로 낮은 구현 복잡도와 MIMO(multiple input multiple output) 확장성으로 인해 5G 통신에서 효과적으로 사용될 수 있다. 5G 통신에서 다양한 서비스 시나리오들을 유연하게 지원하기 위해, 서로 다른 웨이브폼(waveform) 파라미터들을 보호 대역(guard band) 없이 하나의 캐리어(carrier)에서 동시에 수용하는 방법이 고려될 수 있다. 이를 위해, 대역 외 방출(out of band emission)이 작은 주파수 대역을 지원하는 Filtered OFDM 또는 GFDM이 효과적으로 사용될 수 있다.
복수의 통신 노드들 각각은 다음과 같은 구조를 가질 수 있다.
도 2는 통신 시스템을 구성하는 통신 노드의 제1 실시예를 도시한 블록도이다.
도 2를 참조하면, 통신 노드(200)는 적어도 하나의 프로세서(210), 메모리(220) 및 네트워크와 연결되어 통신을 수행하는 송수신 장치(transceiver)(230)를 포함할 수 있다. 또한, 통신 노드(200)는 입력 인터페이스 장치(240), 출력 인터페이스 장치(250), 저장 장치(260) 등을 더 포함할 수 있다. 통신 노드(200)에 포함된 각각의 구성 요소들은 버스(bus)(270)에 의해 연결되어 서로 통신을 수행할 수 있다.
프로세서(210)는 메모리(220) 및 저장 장치(260) 중에서 적어도 하나에 저장된 프로그램 명령(program command)을 실행할 수 있다. 프로세서(210)는 중앙 처리 장치(central processing unit, CPU), 그래픽 처리 장치(graphics processing unit, GPU), 또는 본 발명의 실시예들에 따른 방법들이 수행되는 전용의 프로세서를 의미할 수 있다. 메모리(220) 및 저장 장치(260) 각각은 휘발성 저장 매체 및 비휘발성 저장 매체 중에서 적어도 하나로 구성될 수 있다. 예를 들어, 메모리(220)는 읽기 전용 메모리(read only memory, ROM) 및 랜덤 액세스 메모리(random access memory, RAM) 중에서 적어도 하나로 구성될 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 통신 시스템(100)은 복수의 기지국들(base stations)(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2), 복수의 단말들(130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6)을 포함할 수 있다. 제1 기지국(110-1), 제2 기지국(110-2) 및 제3 기지국(110-3) 각각은 매크로 셀(macro cell)을 형성할 수 있다. 제4 기지국(120-1) 및 제5 기지국(120-2) 각각은 스몰 셀(small cell)을 형성할 수 있다. 제1 기지국(110-1)의 셀 커버리지(cell coverage) 내에 제4 기지국(120-1), 제3 단말(130-3) 및 제4 단말(130-4)이 속할 수 있다. 제2 기지국(110-2)의 셀 커버리지 내에 제2 단말(130-2), 제4 단말(130-4) 및 제5 단말(130-5)이 속할 수 있다. 제3 기지국(110-3)의 셀 커버리지 내에 제5 기지국(120-2), 제4 단말(130-4), 제5 단말(130-5) 및 제6 단말(130-6)이 속할 수 있다. 제4 기지국(120-1)의 셀 커버리지 내에 제1 단말(130-1)이 속할 수 있다. 제5 기지국(120-2)의 셀 커버리지 내에 제6 단말(130-6)이 속할 수 있다.
여기서, 복수의 기지국들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) 각각은 노드B(NodeB), 고도화 노드B(evolved NodeB), BTS(base transceiver station), 무선 기지국(radio base station), 무선 트랜시버(radio transceiver), 액세스 포인트(access point), 액세스 노드(node) 등으로 지칭될 수 있다. 복수의 단말들(130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6) 각각은 UE(user equipment), 터미널(terminal), 액세스 터미널(access terminal), 모바일 터미널(mobile terminal), 스테이션(station), 가입자 스테이션(subscriber station), 모바일 스테이션(mobile station), 휴대 가입자 스테이션(portable subscriber station), 노드(node), 다바이스(device) 등으로 지칭될 수 있다.
한편, 복수의 기지국들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) 각각은 서로 다른 주파수 대역에서 동작할 수 있고, 또는 동일한 주파수 대역에서 동작할 수 있다. 복수의 기지국들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) 각각은 아이디얼 백홀(ideal backhaul) 또는 논(non)-아이디얼 백홀을 통해 서로 연결될 수 있고, 아이디얼 백홀 또는 논-아이디얼 백홀을 통해 서로 정보를 교환할 수 있다. 복수의 기지국들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) 각각은 아이디얼 백홀 또는 논-아이디얼 백홀을 통해 코어 네트워크와 연결될 수 있다. 복수의 기지국들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) 각각은 코어 네트워크로부터 수신한 신호를 해당 단말(130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6)에 전송할 수 있고, 해당 단말(130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6)로부터 수신한 신호를 코어 네트워크에 전송할 수 있다.
또한, 복수의 기지국들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) 각각은 MIMO 전송(예를 들어, SU(single user)-MIMO, MU(multi user)-MIMO, 대규모(massive) MIMO 등), CoMP(coordinated multipoint) 전송, CA(carrier aggregation) 전송, 비면허 대역(unlicensed band)에서 전송, 단말 간 직접 통신(device to device communication, D2D)(또는, ProSe(proximity services)) 등을 지원할 수 있다. 여기서, 복수의 단말들(130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6) 각각은 기지국(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2)과 대응하는 동작, 기지국(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2)에 의해 지원되는 동작을 수행할 수 있다. 예를 들어, 제2 기지국(110-2)은 SU-MIMO 방식을 기반으로 신호를 제4 단말(130-4)에 전송할 수 있고, 제4 단말(130-4)은 SU-MIMO 방식에 의해 제2 기지국(110-2)으로부터 신호를 수신할 수 있다. 또는, 제2 기지국(110-2)은 MU-MIMO 방식을 기반으로 신호를 제4 단말(130-4) 및 제5 단말(130-5)에 전송할 수 있고, 제4 단말(130-4) 및 제5 단말(130-5) 각각은 MU-MIMO 방식에 의해 제2 기지국(110-2)으로부터 신호를 수신할 수 있다. 제1 기지국(110-1), 제2 기지국(110-2) 및 제3 기지국(110-3) 각각은 CoMP 방식을 기반으로 신호를 제4 단말(130-4)에 전송할 수 있고, 제4 단말(130-4)은 CoMP 방식에 의해 제1 기지국(110-1), 제2 기지국(110-2) 및 제3 기지국(110-3)으로부터 신호를 수신할 수 있다. 복수의 기지국들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) 각각은 자신의 셀 커버리지 내에 속한 단말(130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6)과 CA 방식을 기반으로 신호를 송수신할 수 있다. 제1 기지국(110-1), 제2 기지국(110-2) 및 제3 기지국(110-3) 각각은 제4 단말(130-4)과 제5 단말(130-5) 간의 D2D를 제어할 수 있고, 제4 단말(130-4) 및 제5 단말(130-5) 각각은 제2 기지국(110-2) 및 제3 기지국(110-3) 각각의 제어에 의해 D2D를 수행할 수 있다.
한편, 통신 시스템은 세 가지 타입(type)의 프레임 구조들을 지원할 수 있다. 타입 1 프레임 구조는 FDD(frequency division duplex) 기반의 통신 시스템에 적용될 수 있고, 타입 2 프레임 구조는 TDD(time division duplex) 기반의 통신 시스템에 적용될 수 있고, 타입 3 프레임 구조는 비면허 대역 기반의 통신 시스템(예를 들어, LAA(licensed assisted access) 기반의 통신 시스템)에 적용될 수 있다.
도 3은 타입 1 프레임 구조의 제1 실시예를 도시한 개념도이다.
도 3을 참조하면, 라디오(radio) 프레임(300)은 10개의 서브프레임들을 포함할 수 있고, 서브프레임은 2개의 슬롯(slot)들을 포함할 수 있다. 따라서 라디오 프레임(600)은 20개의 슬롯들(예를 들어, 슬롯#0, 슬롯#1, 슬롯#2, 슬롯#3, …, 슬롯#18, 슬롯#19)을 포함할 수 있다. 라디오 프레임(300) 길이(Tf)는 10ms일 수 있고, 서브프레임 길이는 1ms일 수 있고, 슬롯 길이(Tslot)는 0.5ms일 수 있다. 여기서, Ts는 샘플링 시간(sampling time)을 지시할 수 있고, 1/30,720,000s(second)일 수 있다.
슬롯은 시간 영역에서 복수의 OFDM 심볼들로 구성될 수 있고, 주파수 영역에서 복수의 자원 블록(resource block; RB)들로 구성될 수 있다. 자원 블록은 주파수 영역에서 복수의 서브캐리어(subcarrier)들로 구성될 수 있다. 슬롯을 구성하는 OFDM 심볼의 개수는 CP(cyclic prefix)의 구성에 따라 달라질 수 있다. CP는 노멀(normal) CP 및 확장된(extended) CP로 분류될 수 있다. 노멀 CP가 사용되면 슬롯은 7개의 OFDM 심볼들로 구성될 수 있고, 이 경우에 서브프레임은 14개의 OFDM 심볼들로 구성될 수 있다. 확장된 CP가 사용되면 슬롯은 6개의 OFDM 심볼들로 구성될 수 있고, 이 경우에 서브프레임은 12개의 OFDM 심볼들로 구성될 수 있다.
도 4는 타입 2 프레임 구조의 제1 실시예를 도시한 개념도이다.
도 4를 참조하면, 라디오 프레임(400)은 2개의 하프(half) 프레임들을 포함할 수 있고, 하프 프레임은 5개의 서브프레임들을 포함할 수 있다. 따라서 라디오 프레임(400)은 10개의 서브프레임들을 포함할 수 있다. 라디오 프레임(400) 길이(Tf)는 10ms일 수 있다. 하프 프레임의 길이는 5ms일 수 있다. 서브프레임 길이는 1ms일 수 있다. 여기서, Ts는 1/30,720,000s일 수 있다.
라디오 프레임(400)은 하향링크 서브프레임, 상향링크 서브프레임 및 특별(special) 서브프레임을 포함할 수 있다. 하향링크 서브프레임 및 상향링크 서브프레임 각각은 2개의 슬롯들을 포함할 수 있다. 슬롯 길이(Tslot)는 0.5ms일 수 있다. 라디오 프레임(400)에 포함된 서브프레임들 중에서 서브프레임#1 및 서브프레임#6 각각은 특별 서브프레임일 수 있다. 예를 들어, 하향링크-상향링크 스위칭 주기가 5ms인 경우, 라디오 프레임(400)은 2개의 특별 서브프레임들을 포함할 수 있다. 또는, 하향링크-상향링크 스위칭 주기가 10ms인 경우, 라디오 프레임(400)은 1개의 특별 서브프레임을 포함할 수 있다. 특별 서브프레임은 하향링크 파일럿 시간 슬롯(downlink pilot time slot; DwPTS), 보호 구간(guard period; GP) 및 상향링크 파일럿 시간 슬롯(uplink pilot time slot; UpPTS)을 포함할 수 있다.
하향링크 파일럿 시간 슬롯은 하향링크 구간으로 간주될 수 있으며, 단말의 셀 탐색, 시간 및 주파수 동기 획득, 채널 추정 등을 위해 사용될 수 있다. 보호 구간은 하향링크 데이터 수신 지연에 의해 발생하는 상향링크 데이터 전송의 간섭 문제의 해결을 위해 사용될 수 있다. 또한, 보호 구간은 하향링크 데이터 수신 동작에서 상향링크 데이터 전송 동작으로 전환을 위해 필요한 시간을 포함할 수 있다. 상향링크 파일럿 시간 슬롯은 상향링크 채널 추정, 시간 및 주파수 동기 획득 등을 위해 사용될 수 있다. 상향링크 파일럿 시간 슬롯에서 PRACH(physical random access channel) 또는 SRS(sounding reference signal)의 전송이 수행될 수 있다.
특별 서브프레임에 포함되는 하향링크 파일럿 시간 슬롯, 보호 구간 및 상향링크 파일럿 시간 슬롯 각각의 길이는 필요에 따라 가변적으로 조절될 수 있다. 또한, 라디오 프레임(400)에 포함되는 하향링크 서브프레임, 상향링크 서브프레임 및 특별 서브프레임 각각의 개수 및 위치는 필요에 따라 변경될 수 있다.
도 5는 서브프레임에 포함된 슬롯의 자원 그리드(grid)의 제1 실시예를 도시한 개념도이다.
도 5를 참조하면, 하향링크 서브프레임 또는 상향링크 서브프레임에 포함된 슬롯의 자원 블록은 노멀 CP가 사용되는 경우에 시간 영역에서 7개의 OFDM 심볼들로 구성될 수 있고, 주파수 영역에서 12개의 서브캐리어들로 구성될 수 있다. 7개의 OFDM 심볼들 각각은 심볼#0, 심볼#1, 심볼#2, 심볼#3, 심볼#4, 심볼#5, 심볼#6 및 심볼#7로 지칭될 수 있다. 12개의 서브캐리어들 각각은 서브캐리어#0, 서브캐리어#1, 서브캐리어#2, 서브캐리어#3, 서브캐리어#4, 서브캐리어#5, 서브캐리어#6, 서브캐리어#7, 서브캐리어#8, 서브캐리어#9, 서브캐리어#10 및 서브캐리어#11로 지칭될 수 있다. 이 경우, 시간 영역에서 하나의 OFDM 심볼과 주파수 영역에서 하나의 서브캐리어로 구성되는 자원은 "자원 엘리먼트(resource element; RE)"로 지칭될 수 있다.
통신 시스템의 하향링크 전송에서 하나의 단말에 대한 자원 할당은 자원 블록 쌍(pair)의 단위로 수행될 수 있고, 자원 블록 쌍의 시간 영역에서 길이는 1ms일 수 있다. 상향링크 제어 채널(예를 들어, PUCCH(physical uplink control channel))에 대한 자원 매핑(mapping)은 자원 블록 쌍의 단위로 수행될 수 있다. 예를 들어, PUCCH는 서브프레임#0의 슬롯#0에 포함된 하나의 자원 블록과 서브프레임#0의 슬롯#1에 포함된 하나의 자원 블록에 매핑될 수 있다. 참조 신호, 동기 신호 등에 대한 매핑은 자원 엘리먼트 단위로 수행될 수 있다.
통신 시스템에서 TTI(transmission time interval)는 부호화된 데이터를 물리 계층을 통해 전송하기 위한 기본 시간 단위일 수 있다. 통신 시스템에서 저지연 요구사항을 지원하기 위한 짧은(short) TTI가 사용될 수 있다. 짧은 TTI의 길이는 1ms보다 작을 수 있다. 1ms의 길이를 가지는 기존 TTI는 기본(base) TTI 또는 정규(regular) TTI로 지칭될 수 있다. 즉, 기본 TTI는 하나의 서브프레임으로 구성될 수 있다. 기본 TTI 단위의 전송을 지원하기 위해, 신호 및 채널은 서브프레임 단위로 설정될 수 있다. 예를 들어, CRS(cell-specific reference signal), PDCCH(physical downlink control channel), PDSCH(physical downlink shared channel), PUCCH(physical uplink control channel), PUSCH(physical uplink shared channel) 등은 서브프레임마다 존재할 수 있다. 반면, 동기 신호(예를 들어, PSS(primary synchronization signal), SSS(secondary synchronization signal))는 5개 서브프레임마다 존재할 수 있고, PBCH(physical broadcast channel)는 10개 서브프레임마다 존재할 수 있다. 그리고 라디오 프레임들은 SFN(system frame number)으로 구별될 수 있고, SFN은 전송 주기가 1개의 라디오 프레임보다 긴 신호(예를 들어, 페이징(paging) 신호, 채널 추정을 위한 참조 신호, 채널 상태 정보를 지시하는 신호 등)의 전송을 정의하기 위해 사용될 수 있다. SFN의 주기는 1024일 수 있다.
한편, 통신 시스템은 높은 전송 속도뿐만 아니라 다양한 서비스 시나리오들을 위한 기술 요구사항들을 지원할 수 있다. 예를 들어, 통신 시스템은 높은 전송 속도(enhanced Mobile BroadBand; eMBB), 짧은 전송 지연 시간(Ultra Reliable Low Latency Communication; URLLC), 대규모 단말 연결성(massive Machine Type Communication, mMTC) 등을 지원할 수 있다.
통신 시스템(예를 들어, OFDM 기반의 통신 시스템)의 서브캐리어 간격은 CFO(carrier freuqncy offset) 등에 기초하여 결정될 수 있다. CFO는 도플러 효과(Doppler effect), 위상 표류(phase drift) 등에 의해 발생할 수 있고, 동작 주파수에 비례하여 증가할 수 있다. 따라서 CFO에 의한 통신 시스템의 성능 저하를 방지하기 위해, 서브캐리어 간격은 동작 주파수에 비례하여 증가할 수 있다. 반면, 서브캐리어 간격이 증가함에 따라 CP 오버헤드가 증가할 수 있다. 따라서 서브캐리어 간격은 주파수 대역에 따른 채널 특성, RF(radio frequency) 특성 등에 기초하여 설정될 수 있다.
통신 시스템에서 다양한 numerology가 고려될 수 있다. 예를 들어, 통신 시스템의 서브캐리어 간격은 15kHz, 30kHz, 60kHz 또는 120kHz로 설정될 수 있다. 기존 통신 시스템의 서브캐리어 간격은 15kHz일 수 있고, 새로운 통시 시스템에서 서브캐리어 간격은 기존 서브캐리어 간격 15kHz의 2배, 4배 또는 8배일 수 있다. 서브캐리어 간격이 기존 서브캐리어 간격의 2의 지수배 단위로 증가하는 경우, 프레임 구조가 용이하게 설계될 수 있다.
통신 시스템은 넓은 주파수 대역(예를 들어, 수백 MHz ~ 수십 GHz)을 지원할 수 있다. 높은 주파수 대역에서 전파의 회절 특성과 반사 특성이 좋지 않으므로, 높은 주파수 대역에서 전파 손실(propagation loss)(예를 들어, 경로 손실, 반사 손실 등)은 낮은 주파수 대역에서 전파 손실에 비해 클 수 있다. 따라서 높은 주파수 대역을 지원하는 통신 시스템의 셀 커버리지는 낮은 주파수 대역을 지원하는 통신 시스템의 셀 커버리지보다 작을 수 있다. 이러한 문제를 해소하기 위해, 높은 주파수 대역을 지원하는 통신 시스템에서 셀 커버리지를 증가시키기 위해 복수의 안테나 엘리먼트들에 기초한 빔포밍(beamforming) 방식이 사용될 수 있다.
빔포밍 방식은 디지털(digital) 빔포밍 방식, 아날로그(analog) 빔포밍 방식, 하이브리드(hybrid) 빔포밍 방식 등을 포함할 수 있다. 디지털 빔포밍 방식을 사용하는 통신 시스템에서 디지털 프리코더(precoder) 또는 코드북(codebook)에 기초한 복수의 RF 경로들을 사용하여 빔포밍 이득(gain)이 획득될 수 있다. 아날로그 빔포밍 방식을 사용하는 통신 시스템에서 아날로그 RF 디바이스(예를 들어, 위상 시프터(phase shifter), PA(power amplifier), VGA(variable gain amplifier) 등)와 안테나 배열을 통해 빔포밍 이득이 획득될 수 있다.
디지털 빔포밍 방식을 위해 비싼 DAC(digital to analog converter) 또는 ADC(analog to digital converter), 안테나 엘리먼트들의 개수에 상응하는 트랜시버 유닛들(transceiver unit)이 필요하기 때문에, 빔포밍 이득의 증가를 위해 안테나 구현의 복잡도가 증가될 수 있다. 아날로그 빔포밍 방식을 사용하는 통신 시스템에서 하나의 트랜시버 유닛에 복수의 안테나 엘리먼트들이 위상 시프터를 통해 연결되어 있으므로, 빔포밍 이득을 증가시키는 경우에도 안테나 구현의 복잡도는 크게 증가하지 않을 수 있다. 그러나 아날로그 빔포밍 방식을 사용하는 통신 시스템의 빔포밍 성능은 디지털 빔포밍 방식을 사용하는 통신 시스템의 빔포밍 성능보다 낮을 수 있다. 또한, 아날로그 빔포밍 방식을 사용하는 통신 시스템에서 위상 시프터는 시간 영역에서 조절되기 때문에, 주파수 자원이 효율적으로 사용되지 못할 수 있다. 따라서 디지털 방식과 아날로그 방식의 조합인 하이브리드 빔포밍 방식이 사용될 수 있다.
빔포밍 방식의 사용에 의해 셀 커버리지가 증가되는 경우, 단말들 각각의 제어 채널 및 데이터 채널뿐만 아니라 셀 커버리지에 속하는 모든 단말들을 위한 공통 제어 채널 및 공통 신호(예를 들어, 참조 신호, 동기 신호)도 빔포밍 방식에 기초하여 전송될 수 있다. 이 경우, 셀 커버리지에 속하는 모든 단말들을 위한 공통 제어 채널 및 공통 신호는 빔 스위핑(beam sweeping) 방식에 기초하여 전송될 수 있다.
한편, 통신 시스템에서 동기 신호, CRS 등은 주기적으로 전송될 수 있다. 그러나 에너지 효율의 증대, 스몰 기지국의 온/오프 방식(ON/OFF scheme)의 지원 등을 위해 동기 신호를 비주기적으로 전송하기 위한 방법들이 필요할 것이다. 다음으로, 통신 시스템에서 비주기적 동기 신호의 송수신 방법들이 설명될 것이다. 통신 노드들 중에서 제1 통신 노드에서 수행되는 방법(예를 들어, 신호의 전송 또는 수신)이 설명되는 경우에도 이에 대응하는 제2 통신 노드는 제1 통신 노드에서 수행되는 방법과 상응하는 방법(예를 들어, 신호의 수신 또는 전송)을 수행할 수 있다. 즉, 단말의 동작이 설명된 경우에 이에 대응하는 기지국은 단말의 동작과 상응하는 동작을 수행할 수 있다. 반대로, 기지국의 동작이 설명된 경우에 이에 대응하는 단말은 기지국의 동작과 상응하는 동작을 수행할 수 있다.
비주기적 동기 신호의 송수신 방법들은 도 1, 도 6 및 도 7에 도시된 통신 시스템에 적용될 수 있다. 비주기적 동기 신호는 통신 노드(예를 들어, 매크로 기지국, 단말)의 요청에 의해 스몰 기지국에서 비주기적으로 전송되는 동기 신호일 수 있고, 미리 설정된 시간 구간에서 주기적으로 전송될 수 있다.
도 6은 통신 시스템의 제2 실시예를 도시한 개념도이다.
도 6을 참조하면, 통신 시스템은 매크로 기지국(610), 스몰 기지국(620), 단말(630) 등을 포함할 수 있다. 매크로 기지국(610)은 "매크로 셀"로 지칭될 수 있고, 도 1에 도시된 기지국(110-1, 110-2, 110-3)과 동일 또는 유사한 기능을 수행할 수 있다. 스몰 기지국(620)은 "스몰 셀"로 지칭될 수 있고, 도 1에 도시된 기지국(120-1, 120-2)과 동일 또는 유사한 기능을 수행할 수 있다. 매크로 기지국(610), 스몰 기지국(620) 및 단말(630)은 도 2에 도시된 통신 노드(200)와 동일 또는 유사하게 구성될 수 있다.
매크로 기지국(610)은 6GHz 이하의 주파수 대역에서 동작할 수 있으며, 스몰 기지국(620)의 셀 커버리지보다 넓은 셀 커버리지에서 통신 서비스를 제공할 수 있다. 스몰 기지국(620)은 6GHz 이상의 주파수 대역에서 동작할 수 있으며, 매크로 기지국(610)이 설치된 사이트(site)에 위치할 수 있다. 즉, 매크로 기지국(610)과 스몰 기지국(620)은 동일한 사이트에 설치될 수 있다. 또한, 스몰 기지국(620)은 매크로 기지국(610)의 시스템 대역폭보다 넓은 시스템 대역폭을 지원할 수 있으며, 이에 따라 대용량 데이터의 송수신 동작을 수행할 수 있다. 단말(630)은 매크로 기지국(610)의 셀 커버리지와 스몰 기지국(620)의 셀 커버리지에 속할 수 있다. 따라서 단말(630)은 매크로 기지국(610) 및 스몰 기지국(620) 중에서 적어도 하나에 접속될 수 있고, 매크로 기지국(610) 및 스몰 기지국(620) 중에서 적어도 하나와 통신을 수행할 수 있다.
도 7은 통신 시스템의 제3 실시예를 도시한 개념도이다.
도 7을 참조하면, 통신 시스템은 매크로 기지국(710), 제1 스몰 기지국(721), 제2 스몰 기지국(722), 단말(730) 등을 포함할 수 있다. 매크로 기지국(710)은 "매크로 셀"로 지칭될 수 있고, 도 1에 도시된 기지국(110-1, 110-2, 110-3)과 동일 또는 유사한 기능을 수행할 수 있다. 스몰 기지국(721, 722)은 "스몰 셀"로 지칭될 수 있고, 도 1에 도시된 기지국(120-1, 120-2)과 동일 또는 유사한 기능을 수행할 수 있다. 매크로 기지국(710), 제1 스몰 기지국(721), 제2 스몰 기지국(722) 및 단말(730)은 도 2에 도시된 통신 노드(200)와 동일 또는 유사하게 구성될 수 있다.
매크로 기지국(710)은 6GHz 이하의 주파수 대역에서 동작할 수 있으며, 스몰 기지국(721, 722)의 셀 커버리지보다 넓은 셀 커버리지에서 통신 서비스를 제공할 수 있다. 스몰 기지국(721, 722)은 6GHz 이상의 주파수 대역에서 동작할 수 있으며, 특정 인터페이스(예를 들어, X2 인터페이스)를 통해 매크로 기지국(710)과 연결될 수 있다. 따라서 특정 인터페이스를 통해 매크로 기지국(710)과 스몰 기지국(721, 722) 간의 코디네이션(coordination) 동작이 지원될 수 있다. 또한, 스몰 기지국(620)은 매크로 기지국(610)의 시스템 대역폭보다 넓은 시스템 대역폭을 지원할 수 있으며, 이에 따라 대용량 데이터의 송수신 동작을 수행할 수 있다. 단말(730)은 매크로 기지국(710)의 셀 커버리지와 스몰 기지국(721, 722)의 셀 커버리지에 속할 수 있다. 따라서 단말(730)은 매크로 기지국(710) 및 스몰 기지국(721, 722) 중에서 적어도 하나에 접속될 수 있고, 매크로 기지국(710) 및 스몰 기지국(721, 722) 중에서 적어도 하나와 통신을 수행할 수 있다.
도 8은 비주기적 동기 신호의 송수신 방법을 도시한 순서도이다.
도 8을 참조하면, 매크로 기지국은 도 6에 도시된 매크로 기지국(610) 또는 도 7에 도시된 매크로 기지국(710)과 동일할 수 있다. 스몰 기지국은 도 6에 도시된 스몰 기지국(620) 또는 도 7에 도시된 스몰 기지국(721, 722)과 동일할 수 있다. 단말은 도 6에 도시된 단말(630) 또는 도 7에 도시된 단말(730)과 동일할 수 있다. 여기서, 단말은 매크로 기지국의 셀 커버리지와 스몰 기지국의 셀 커버리지에 속할 수 있고, 매크로 기지국에 접속될 수 있다. 다만, 단말은 스몰 기지국에 접속되지 않은 상태일 수 있다.
스몰 기지국은 매크로 기지국 또는 단말의 요청에 따라 비주기적 동기 신호를 전송할 수 있다. 단말과 스몰 기지국 간의 접속이 필요한 경우, 비주기적 동기 신호의 전송 절차는 개시될 수 있다. 예를 들어, 매크로 기지국에 단말로 전송될 많은 하향링크 데이터 유닛들이 존재하는 경우, 매크로 기지국은 하향링크 데이터 유닛들을 스몰 기지국을 통해 단말로 전송할 수 있다. 이 경우, 매크로 기지국은 단말과 스몰 기지국 간의 접속이 필요한 것으로 판단할 수 있고, 매크로 기지국의 요청에 의해 스몰 기지국의 비주기적 동기 신호의 전송 절차가 개시될 수 있다.
또는, 단말에서 매크로 기지국으로 전송될 많은 상향링크 데이터 유닛들이 존재하는 경우(예를 들어, 매크로 기지국이 단말로부터 많은 상향링크 데이터 유닛들의 전송을 위한 스케쥴링 요청(scheduling request; SR)을 수신한 경우), 매크로 기지국은 상향링크 데이터 유닛들을 스몰 기지국을 통해 단말로부터 수신할 수 있다. 이 경우, 매크로 기지국은 단말과 스몰 기지국 간의 접속이 필요한 것으로 판단할 수 있고, 단말의 요청에 의해 스몰 기지국의 비주기적 동기 신호의 전송 절차가 개시될 수 있다.
■ 단말의 캐퍼빌러티 (capability) 정보의 송수신 절차
비주기적 동기 신호의 전송 절차를 위해, 매크로 기지국은 아래 표 1에 기재된 캐퍼빌러티 정보(이하, "정보 세트#1(information set#1)"이라 함)를 단말로부터 수신할 수 있다. 정보 세트#1은 표 1에 기재된 적어도 하나의 정보 요소(element)를 포함할 수 있고, 표 1에 기재된 정보 요소뿐만 아니라 단말의 캐퍼빌러티에 관련된 다른 정보 요소도 포함할 수 있다.
Figure pat00001
"단말의 빔 개수"는 비주기적 동기 신호의 전송 횟수를 결정하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, "단말의 빔 개수"는 단말의 수신 빔의 개수를 지시할 수 있고, 비주기적 동기 신호의 전송 횟수는 "단말의 빔 개수"와 동일하도록 설정될 수 있다. "동기 신호의 전송 주기"는 단말에 의해 선택된 적어도 하나의 후보 전송 주기일 수 있다. "동기 신호의 전송 주기"는 단말의 프로세싱 파워(processing power)를 고려하여 설정될 수 있다. 예를 들어, 단말은 프로세싱 파워를 고려하여 적어도 하나의 후보 전송 주기를 선택할 수 있다. 단말의 프로세싱 파워가 미리 설정된 임계값 이상인 경우, 단말은 상대적으로 짧은 전송 주기를 선택할 수 있다. 반면, 단말의 프로세싱 파워가 미리 설정된 임계값 미만인 경우, 단말은 상대적으로 긴 전송 주기를 선택할 수 있다.
단말의 정보 세트#1은 아래와 같이 두 가지 방식으로 단말로부터 매크로 기지국에 전송될 수 있다.
방식 1
단말과 매크로 기지국의 접속 절차에서, 단말은 정보 세트#1을 생성할 수 있고, 생성된 정보 세트#1을 매크로 기지국에 전송할 수 있다. 매크로 기지국은 단말로부터 정보 세트#1을 수신할 수 있고, 수신된 정보 세트#1에 포함된 정보 요소를 확인할 수 있다.
방식 2
비주기적 동기 신호의 전송 절차가 개시되는 경우, 매크로 기지국은 단말의 정보 세트#1의 전송을 요청하는 요청 메시지를 단말에 전송할 수 있다(S801). 요청 메시지는 하향링크 제어 채널(예를 들어, PDCCH)을 통해 전송될 수 있다. 단말은 매크로 기지국으로부터 요청 메시지를 수신할 수 있고, 수신된 요청 메시지에 기초하여 정보 세트#1의 전송이 요청되는 것으로 확인할 수 있다. 따라서 단말은 정보 세트#1을 생성할 수 있고, 생성된 정보 세트#1을 매크로 기지국에 전송할 수 있다(S802). 정보 세트#1은 상향링크 제어 채널(예를 들어, PUCCH)을 통해 전송될 수 있고, 기지국은 단말로부터 정보 세트#1을 수신할 수 있고, 수신된 정보 세트#1에 포함된 정보 요소를 확인할 수 있다.
■ 비주기적 동기 신호를 위한 설정(configuration) 정보의 송수신 절차
정보 세트#1을 수신한 매크로 기지국은 수신된 정보 세트#1, 스몰 기지국의 캐퍼빌러티 정보 등에 기초하여 비주기적 동기 신호의 전송을 위한 설정 정보(이하, "정보 세트#2"라 함)를 생성할 수 있다(S803). 여기서, 정보 세트#2는 단말에 인접한 적어도 하나의 스몰 기지국을 위한 정보 요소를 포함할 수 있다. 정보 세트#2는 표 2에 기재된 적어도 하나의 정보 요소를 포함할 수 있고, 표 2에 기재된 정보 요소뿐만 아니라 스몰 기지국에 관련된 다른 정보 요소도 포함할 수 있다.
Figure pat00002
단말에 인접한 스몰 기지국이 2개 이상인 경우, 매크로 기지국은 스몰 기지국들 각각의 정보 세트#2를 설정할 수 있다. 예를 들어, 도 7에 도시된 통신 시스템에서 매크로 기지국(710)은 제1 스몰 기지국(721)의 정보 세트#2와 제2 스몰 기지국(722)의 정보 세트#2를 설정할 수 있다. "스몰 기지국의 설정 정보"는 스몰 기지국의 시스템에 관련된 정보를 포함할 수 있다. "빔 스위핑 정보"는 스몰 기지국에서 수행되는 빔 스위핑 동작에 관련된 정보를 포함할 수 있다. "타이밍 오프셋(timing offset)"은 단말과 스몰 기지국 간의 동기 절차에서 참조될 수 있다. 즉, 단말은 "타이밍 오프셋"과 스몰 기지국으로부터 수신된 비주기적 동기 신호에 기초하여 스몰 기지국에 동기될 수 있다.
"전송 시작 시점"은 스몰 기지국의 비주기적 동기 신호가 전송되는 시작 시점을 지시할 수 있다. 예를 들어, "전송 시작 시점"은 매크로 기지국의 SFN(또는, 스몰 기지국의 SFN)을 지시할 수 있다. 매크로 기지국은 "전송 시작 시점" 대신에 다른 방법으로 스몰 기지국의 SFN을 단말에 알려줄 수도 있다. 스몰 기지국이 매크로 기지국에 동기된(synchronized) 경우, 스몰 기지국의 SFN은 매크로 기지국의 SFN과 동일할 수 있다. 따라서 단말은 "전송 시작 시점"에 의해 지시되는 매크로 기지국의 SFN에 기초하여 스몰 기지국의 SFN을 확인할 수 있다.
또는, 스몰 기지국의 numerology가 매크로 기지국의 numerology와 다른 경우, 스몰 기지국의 프레임 구조와 매크로 기지국의 프레임 구조가 다르기 때문에 스몰 기지국의 SFN은 매크로 기지국의 SFN과 다를 수 있다. 이 경우, 단말은 매크로 기지국의 SFN과 스몰 기지국의 numerology를 사용하여 스몰 기지국의 SFN을 추정할 수 있다. 예를 들어, 매크로 기지국에서 서브캐리어 간격이 15kHz이고, 스몰 기지국에서 서브캐리어 간격이 60kHz인 경우, 프레임 구조는 아래 표 3과 같이 설정될 수 있다.
Figure pat00003
표 3을 참조하면, 매크로 기지국의 SFN이 1 증가하는 경우, 스몰 기지국의 SFN은 4 증가할 수 있다. 따라서 단말은 아래 수학식 1에 기초하여 스몰 기지국의 SFN을 계산할 수 있다.
Figure pat00004
수학식 1에서, SFNS는 스몰 기지국의 SFN을 지시할 수 있고, SFNM은 매크로 기지국의 SFN을 지시할 수 있고, numerologyS는 스몰 기지국의 numerology를 지시할 수 있고, numerologyM은 매크로 기지국의 numerology를 지시할 수 있다. 예를 들어, SFNM이 1이고, numerologyS가 60kHz이고, numerologyM가 15kHz인 경우, SFNS는 4일 수 있다. 여기서, numerologyS는 numerologyM의 정수배일 수 있고, 스몰 기지국의 라디오 프레임(또는, 서브프레임)의 시작 시점은 매크로 기지국의 라디오 프레임(또는, 서브프레임)의 시작 시점에 정렬(align)될 수 있다.
표 3에서 매크로 기지국의 라디오 프레임의 길이가 10ms이고, 스몰 기지국의 라디오 프레임의 길이가 2.5ms인 경우, 매크로 기지국과 스몰 기지국의 프레임 구조는 다음과 같을 수 있다.
도 9는 매크로 기지국과 스몰 기지국의 프레임 구조의 제1 실시예를 도시한 개념도이다.
도 9를 참조하면, 스몰 기지국의 프레임 구조는 매크로 기지국의 프레임 구조와 다르게 설정될 수 있다. 즉, 스몰 기지국의 라디오 프레임(이하, "스몰 라디오 프레임"이라 함)은 매크로 기지국의 라디오 프레임(이하, "매크로 라디오 프레임"이라 함)과 다르게 설정될 수 있다. 이 경우, 스몰 기지국의 동기 신호는 매크로 기지국의 동기 신호가 전송되는 매크로 라디오 프레임의 SFN와 대응하는 SFN을 가지는 스몰 라디오 프레임에서 전송될 수 있다. 예를 들어, 매크로 기지국의 동기 신호가 매크로 라디오 프레임마다 전송되는 경우, 스몰 기지국의 동기 신호는 스몰 라디오 프레임#0, #4, #8, #12 등에서 전송될 수 있다. 또는, 표 3에서 매크로 라디오 프레임의 길이가 10ms이고, 스몰 라디오 프레임의 길이가 10ms인 경우, 스몰 기지국의 동기 신호는 매크로 기지국의 동기 신호가 전송되는 매크로 라디오 프레임의 SFN와 동일한 SFN을 가지는 스몰 라디오 프레임에서 전송될 수 있다.
다시 도 8을 참조하면, 정보 세트#2의 "전송 자원 정보"에 의해 지시되는 동기 신호의 전송 주기는 정보 세트#1의 "동기 신호의 전송 주기"에 기초하여 결정될 수 있다. 예를 들어, "전송 자원 정보"에 의해 지시되는 동기 신호의 전송 주기는 정보 세트#1의 "동기 신호의 전송 주기"와 동일할 수 있다. 또는, 정보 세트#1의 "동기 신호의 전송 주기"가 복수의 전송 주기들을 지시하는 경우, 매크로 기지국은 정보 세트#1의 "동기 신호의 전송 주기"에 의해 지시되는 복수의 전송 주기들 중에서 하나를 선택할 수 있고, 선택된 전송 주기를 지시하는 "전송 자원 정보"를 설정할 수 있다. 또는, 매크로 기지국은 정보 세트#1의 "동기 신호의 전송 주기"의 고려 없이 스몰 기지국의 동기 신호의 전송 주기를 결정할 수 있다.
통신 시스템에서 스몰 기지국의 비주기적 동기 신호가 전송되는 시간 자원 및 주파수 자원이 미리 설정되어 있는 경우, 매크로 기지국은 시간 자원 및 주파수 자원을 지시하는 "전송 자원 정보"를 설정하지 않을 수 있다. 다만, 스몰 기지국의 동기 신호의 전송을 위해 복수의 주파수 자원들(또는, 복수의 시간 자원들)이 미리 설정된 경우, 매크로 기지국은 복수의 주파수 자원들(또는, 복수의 시간 자원들) 중에서 적어도 하나의 주파수 자원(또는, 적어도 하나의 시간 자원)을 지시하는 "전송 자원 정보"를 설정할 수 있다.
정보 세트#2의 "전송 횟수"는 정보 세트#1의 "단말의 빔 개수"에 기초하여 설정될 수 있다. 예를 들어, "단말의 빔 개수"가 4인 경우, 매크로 기지국은 "전송 횟수"를 4로 설정할 수 있다. 정보 세트#2의 "PRACH 자원 정보"는 단말과 스몰 기지국 간의 하향링크 동기가 완료된 후에 단말과 스몰 기지국 간의 상향링크 동기 절차에서 PRACH(예를 들어, 랜덤 액세스 프리앰블) 전송을 위한 자원을 지시할 수 있다. "PRACH 자원 정보"는 정보 세트#2에서 생략될 수 있다. 매크로 기지국이 "PRACH 자원 정보"를 단말에 알려주는 경우, 단말은 비경쟁(contention-free) 기반의 랜덤 액세스 절차를 수행할 수 있고, 추가적인 단말 식별 절차와 경쟁 해소(contention resolution) 절차는 생략될 수 있다. 단말이 접속 가능한 스몰 기지국의 개수가 2개 이상인 경우, 스몰 기지국들을 위해 서로 다른 PRACH 자원들이 할당될 수 있다. 이 경우, 단말은 특정 스몰 기지국의 PRACH 자원을 사용하여 랜덤 액세스 프리앰블을 전송함으로써 단말이 접속된 특정 스몰 기지국을 다른 통신 노드(예를 들어, 매크로 기지국)에 알려줄 수 있다.
매크로 기지국은 정보 세트#2를 단말에 전송할 수 있다(S804). 정보 세트#2는 하향링크 제어 채널(예를 들어, PDCCH)을 통해 매크로 기지국에서 단말로 전송될 수 있다. 단말은 매크로 기지국으로부터 정보 세트#2를 수신할 수 있고, 정보 세트#2에 기초하여 "스몰 기지국의 설정 정보", "빔 스위핑 정보", "타이밍 오프셋", "전송 시작 시점", "전송 자원 정보", "전송 횟수", "PRACH 자원 정보" 등을 확인할 수 있다. 예를 들어, 단말은 스몰 기지국의 비주기적 동기 신호가 "전송 시작 시점"에 의해 지시되는 라디오 프레임에서 "전송 자원 정보"에 의해 지시되는 자원을 사용하여 "전송 횟수"에 의해 지시되는 횟수만큼 전송되는 것으로 판단할 수 있다.
매크로 기지국은 정보 세트#2를 스몰 기지국에 전송할 수 있다(S805). 정보 세트#2는 매크로 기지국과 스몰 기지국 간의 인터페이스(예를 들어, X2 인터페이스)를 통해 매크로 기지국에서 스몰 기지국으로 전송될 수 있다. 스몰 기지국은 매크로 기지국으로부터 정보 세트#2를 수신할 수 있고, 정보 세트#2에 기초하여 "스몰 기지국의 설정 정보", "빔 스위핑 정보", "타이밍 오프셋", "전송 시작 시점", "전송 자원 정보", "전송 횟수", "PRACH 자원 정보" 등을 확인할 수 있다. 또한, 정보 세트#2가 매크로 기지국으로부터 수신된 경우, 스몰 기지국은 비주기적 동기 신호의 전송이 요청되는 것으로 판단할 수 있다.
스몰 기지국은 정보 세트#2에 기초하여 비주기적 동기 신호를 전송할 수 있다(S806). 또는, 스몰 기지국은 정보 세트#2에 의해 지시되는 전송 횟수에 관계없이 단말과 스몰 기지국 간의 동기화의 성공을 지시하는 동기 완료 메시지의 수신 전까지 동기 신호를 계속하여 전송할 수 있다. 스몰 기지국은 비주기적 동기 신호의 전송을 위해 설정된 자원에 기초하여 다양한 방식으로 동기 신호를 전송할 수 있다.
도 10은 스몰 기지국의 비주기적 동기 신호의 전송 방법의 제1 실시예를 도시한 타이밍도이다.
도 10을 참조하면, 스몰 기지국의 라디오 프레임은 복수의 서브프레임들(예를 들어, 10개 서브프레임들)을 포함할 수 있다. 여기서, 라디오 프레임은 10개 서브프레임들을 포함하는 것으로 설명되었으나, 라디오 프레임을 구성하는 서브프레임들의 개수는 이에 한정되지 않으며, 라디오 프레임을 구성하는 서브프레임의 개수는 다양하게 설정될 수 있다. 스몰 기지국의 비주기적 동기 신호가 전송되는 시간 및 주파수 자원은 통신 시스템에서 미리 설정될 수 있고, 스몰 기지국의 비주기적 동기 신호의 전송 주기는 통신 시스템에서 미리 설정될 수 있다. 예를 들어, 스몰 기지국의 비주기적 동기 신호를 위한 시간 자원은 미리 설정된 전송 구간에서 주기적으로 설정될 수 있고, 스몰 기지국의 비주기적 동기 신호를 위한 주파수 자원은 고정된 자원으로 설정될 수 있다.
스몰 기지국의 비주기적 동기 신호가 전송되는 시간 및 주파수 자원, 스몰 기지국의 비주기적 동기 신호의 전송 주기 등은 RRC(radio resource control) 시그널링(signaling)을 통해 통신 시스템을 구성하는 통신 노드들에서 공유될 수 있다. 이 경우, 정보 세트#2에서 "전송 자원 정보"는 생략될 수 있다. 따라서 통신 시스템에서 시그널링 오버헤드(overhead)는 감소될 수 있고, 통신 시스템은 간단하게 구현될 수 있다.
한편, 정보 세트#2가 라디오 프레임#0의 서브프레임#3에서 수신된 경우, 스몰 기지국은 라디오 프레임#0의 서브프레임#3 이후에 비주기적 동기 신호를 전송할 수 있다. 비주기적 동기 신호의 전송을 위한 시간/주파수 자원, 전송 주기 및 전송 횟수가 아래 표 4와 같이 설정된 경우, 스몰 기지국은 라디오 프레임#1의 서브프레임#2, 라디오 프레임#2의 서브프레임#2 및 라디오 프레임#3의 서브프레임#2에서 비주기적 동기 신호를 전송할 수 있다. 비주기적 동기 신호는 빔 스위핑 방식으로 전송될 수 있다. 표 4에서 전송 횟수는 정보 세트#2에 의해 지시될 수 있다.
Figure pat00005
도 11은 스몰 기지국의 비주기적 동기 신호의 전송 방법의 제2 실시예를 도시한 타이밍도이다.
도 11을 참조하면, 스몰 기지국의 라디오 프레임은 복수의 서브프레임들(예를 들어, 10개 서브프레임들)을 포함할 수 있다. 여기서, 라디오 프레임은 10개 서브프레임들을 포함하는 것으로 설명되었으나, 라디오 프레임을 구성하는 서브프레임들의 개수는 이에 한정되지 않으며, 라디오 프레임을 구성하는 서브프레임의 개수는 다양하게 설정될 수 있다. 스몰 기지국의 비주기적 동기 신호의 전송을 위한 시간 자원은 플렉서블하게 설정될 수 있다. 라디오 프레임의 서브프레임#0 내지 #9 중에서 적어도 하나의 서브프레임은 스몰 기지국의 비주기적 동기 신호의 전송을 위해 할당될 수 있다. 예를 들어, 라디오 프레임에 포함된 모든 서브프레임들은 스몰 기지국의 비주기적 동기 신호의 전송을 위해 할당될 수 있다. 이 경우, 매크로 기지국은 단말의 캐퍼빌러티(예를 들어, 프로세싱 파워)에 따라 서로 다른 전송 주기를 설정할 수 있다.
단말의 프로세싱 파워가 충분하지 않은 경우, 매크로 기지국은 단말에서 프로세싱 시간을 확보하기 위해 비주기적 동기 신호의 전송 주기를 길게 설정할 수 있다. 예를 들어, 아래 표 5에 기재된 정보 요소들을 포함하는 정보 세트#2가 라디오 프레임#0의 서브프레임#3에서 수신된 경우, 스몰 기지국은 라디오 프레임#1의 서브프레임#2, 라디오 프레임#2의 서브프레임#2 및 라디오 프레임#3의 서브프레임#2에서 비주기적 동기 신호를 전송할 수 있다. 비주기적 동기 신호는 빔 스위핑 방식으로 전송될 수 있다. 비주기적 동기 신호의 전송을 위한 주파수 자원이 미리 설정된 경우, 주파수 자원을 지시하는 정보는 정보 세트#2에서 생략될 수 있다.
Figure pat00006
단말의 프로세싱 파워가 충분한 경우, 매크로 기지국은 단말과 스몰 기지국 간의 동기 절차를 신속하게 완료하기 위해 비주기적 동기 신호의 전송 주기를 짧게 설정할 수 있다. 예를 들어, 아래 표 6에 기재된 정보 요소들을 포함하는 정보 세트#2가 라디오 프레임#0의 서브프레임#3에서 수신된 경우, 스몰 기지국은 라디오 프레임#1의 서브프레임#2 내지 #4에서 동기 신호를 전송할 수 있다. 동기 신호는 빔 스위핑 방식으로 전송될 수 있다.
Figure pat00007
다시 도 8을 참조하면, 단말은 스몰 기지국으로부터 비주기적 동기 신호를 수신할 수 있다. 예를 들어, 도 10 및 표 4를 참조하면, 단말은 라디오 프레임#1의 서브프레임#2, 라디오 프레임#2의 서브프레임#2 및 라디오 프레임#3의 서브프레임#2에서 비주기적 동기 신호를 수신할 수 있다. 또는, 도 11 및 표 5를 참조하면, 단말은 라디오 프레임#1의 서브프레임#2, 라디오 프레임#2의 서브프레임#2 및 라디오 프레임#3의 서브프레임#2에서 비주기적 동기 신호를 수신할 수 있다. 또는, 도 11 및 표 6을 참조하면, 단말은 라디오 프레임#1의 서브프레임#2 내지 #4에서 비주기적 동기 신호를 수신할 수 있다.
단말은 스몰 기지국으로부터 수신된 비주기적 동기 신호에 기초하여 스몰 기지국에 동기될 수 있다. 또한, 단말과 스몰 기지국 간의 동기 절차에서 정보 세트#2에 포함된 "타이밍 오프셋"이 고려될 수 있다. 스몰 기지국이 빔 스위핑 방식에 기초하여 비주기적 동기 신호를 전송하는 경우, 단말은 비주기적 동기 신호에 기초하여 최적의 빔 쌍을 선택할 수 있다. 최적의 빔 쌍은 스몰 기지국의 전송 빔과 단말의 수신 빔을 포함할 수 있다. 예를 들어, 비주기적 동기 신호가 시간 영역에서 서로 다른 빔 패턴(pattern)을 사용하는 빔 스위핑 방식에 기초하여 전송되는 경우, 단말은 비주기적 동기 신호의 수신 신호 세기, SNR(signal to noise ratio), SINR(signal to interference plus noise ratio) 등에 기초하여 최적의 빔 쌍을 선택할 수 있다.
단말과 스몰 기지국 간의 동기 절차가 완료된 경우, 단말은 동기 절차의 수행 결과를 지시하는 정보(이하, "정보 세트#3"이라 함)를 설정할 수 있다. 정보 세트#3은 표 7에 기재된 적어도 하나의 정보 요소를 포함할 수 있고, 표 7에 기재된 정보 요소뿐만 아니라 동기 절차에 관련된 다른 정보 요소도 포함할 수 있다.
Figure pat00008
"동기 완료 메시지"는 단말과 스몰 기지국 간의 동기가 성공된 것을 지시할 수 있다. 단말과 스몰 기지국 간의 동기가 실패된 경우, "동기 완료 메시지"는 전송되지 않을 수 있다. 정보 세트#3에서 "동기 완료 메시지"는 생략될 수 있으며, 그 이유는 매크로 기지국이 단말로부터 "전송 빔 인덱스"를 수신한 경우에 단말과 스몰 기지국 간의 동기가 성공된 것으로 판단할 수 있기 때문이다. "전송 빔 인덱스"는 미리 설정된 기준을 만족하는 비주기적 동기 신호를 전송한 스몰 기지국의 빔을 지시할 수 있으며, 단말에서 수신된 비주기적 동기 신호의 수신 신호 세기, SNR, SINR 등에 기초하여 결정될 수 있다. 예를 들어, "전송 빔 인덱스"는 미리 설정된 임계값 이상의 수신 신호 세기(또는, SNR, SINR)를 가지는 비주기적 동기 신호를 전송한 적어도 하나의 빔을 지시할 수 있다. "수신 빔 인덱스"는 미리 설정된 기준을 만족하는 비주기적 동기 신호를 수신한 단말의 빔을 지시할 수 있으며, 단말에서 수신된 비주기적 동기 신호의 수신 신호 세기, SNR, SINR 등에 기초하여 결정될 수 있다. 예를 들어, "수신 빔 인덱스"는 미리 설정된 임계값 이상의 수신 신호 세기(또는, SNR, SINR)를 가지는 비주기적 동기 신호를 수신한 적어도 하나의 빔을 지시할 수 있다. "링크 상태 정보"는 단말에 의해 선택된 최적의 빔 쌍에 대한 링크 상태 정보(예를 들어, 비주기적 동기 신호의 수신 신호 세기, SNR, SINR 등)를 지시할 수 있다.
단말은 아래 세 가지 방식으로 정보 세트#3을 전송할 수 있다.
■ 방식 1
단말은 상향링크 제어 채널(예를 들어, PUCCH)을 통해 정보 세트#3을 매크로 기지국에 전송할 수 있다(S807). 매크로 기지국은 단말로부터 정보 세트#3을 수신할 수 있고, 수신된 정보 세트#3에 기초하여 "동기 완료 메시지", "전송 빔 인덱스", "수신 빔 인덱스", "링크 상태 정보" 등을 확인할 수 있다. 또한, 매크로 기지국은 매크로 기지국과 스몰 기지국 간에 형성된 인터페이스(예를 들어, X2 인터페이스)를 통해 정보 세트#3을 스몰 기지국에 전송할 수 있다(S808). 스몰 기지국은 매크로 기지국으로부터 정보 세트#3을 수신할 수 있고, 수신된 정보 세트#3에 기초하여 "동기 완료 메시지", "전송 빔 인덱스", "수신 빔 인덱스", "링크 상태 정보" 등을 확인할 수 있다.
■ 방식 2
단말은 PRACH를 통해 정보 세트#3을 스몰 기지국에 전송할 수 있다. 정보 세트#3은 정보 세트#2의 "PRACH 자원 정보"에 의해 지시되는 자원들 중에서 일부 자원을 사용하여 전송될 수 있다. 스몰 기지국은 단말로부터 정보 세트#3을 수신할 수 있고, 수신된 정보 세트#3에 기초하여 "동기 완료 메시지", "전송 빔 인덱스", "수신 빔 인덱스", "링크 상태 정보" 등을 확인할 수 있다. 또한, 스몰 기지국은 매크로 기지국과 스몰 기지국 간에 형성된 인터페이스(예를 들어, X2 인터페이스)를 통해 정보 세트#3을 매크로 기지국에 전송할 수 있다. 매크로 기지국은 스몰 기지국으로부터 정보 세트#3을 수신할 수 있고, 수신된 정보 세트#3에 기초하여 "동기 완료 메시지", "전송 빔 인덱스", "수신 빔 인덱스", "링크 상태 정보" 등을 확인할 수 있다.
■ 방식 3
단말은 상향링크 제어 채널(예를 들어, PUCCH)을 통해 정보 세트#3을 매크로 기지국에 전송할 수 있다. 매크로 기지국은 단말로부터 정보 세트#3을 수신할 수 있고, 수신된 정보 세트#3에 기초하여 "동기 완료 메시지", "전송 빔 인덱스", "수신 빔 인덱스", "링크 상태 정보" 등을 확인할 수 있다. 또한, 단말은 PRACH를 통해 정보 세트#3을 스몰 기지국에 전송할 수 있다. 정보 세트#3은 정보 세트#2의 "PRACH 자원 정보"에 의해 지시되는 자원들 중에서 일부 자원을 사용하여 전송될 수 있다. 스몰 기지국은 단말로부터 정보 세트#3을 수신할 수 있고, 수신된 정보 세트#3에 기초하여 "동기 완료 메시지", "전송 빔 인덱스", "수신 빔 인덱스", "링크 상태 정보" 등을 확인할 수 있다.
한편, 매크로 기지국은 정보 세트#3에 포함된 동기 완료 메시지(또는, 단말로부터 수신된 동기 실패 메시지)에 기초하여 단말과 스몰 기지국 간의 동기의 성공 여부를 판단할 수 있다. 단말과 스몰 기지국 간의 동기가 실패한 경우, 매크로 기지국은 스몰 기지국의 비주기적 동기 신호의 재전송 절차를 수행하는 것으로 결정할 수 있다. 이 경우, 매크로 기지국은 비주기적 동기 신호의 재전송 절차를 위한 재설정(reconfiguration) 정보(이하, "정보 세트#4"라 함)를 생성할 수 있다. 정보 세트#4는 표 8에 기재된 적어도 하나의 정보 요소를 포함할 수 있고, 표 8에 기재된 정보 요소뿐만 아니라 비주기적 동기 신호의 재전송 절차에 관련된 다른 정보 요소도 포함할 수 있다.
Figure pat00009
"변경 정보 요소"는 단계 S804 및 단계 S805에서 전송된 정보 세트#2 중에서 비주기적 동기 신호의 재전송 절차를 위해 변경된 정보 요소를 포함할 수 있다. 예를 들어, 비주기적 동기 신호의 재전송 절차를 위한 "전송 횟수"는 정보 세트#2에 의해 지시되는 "전송 횟수"보다 많도록 설정될 수 있으며, 이 경우에 "변경 정보 요소"는 재설정된 "전송 횟수"를 지시하는 정보 요소를 포함할 수 있다.
매크로 기지국은 하향링크 제어 채널(예를 들어, PDCCH)을 통해 정보 세트#4를 단말에 전송할 수 있고, 매크로 기지국과 스몰 기지국 간에 형성된 인터페이스(예를 들어, X2 인터페이스)를 통해 정보 세트#4를 스몰 기지국에 전송할 수 있다. 스몰 기지국은 매크로 기지국으로부터 정보 세트#4를 수신할 수 있고, 수신된 정보 세트#4(예를 들어, 정보 세트#4에 포함된 "재전송 지시자")에 기초하여 비주기적 동기 신호의 재전송 절차가 요청되는 것을 확인할 수 있다. 따라서 스몰 기지국은 정보 세트#4에 의해 지시되는 "변경 정보 요소"에 기초하여 비주기적 동기 신호를 재전송할 수 있다.
한편, 단말은 매크로 기지국으로부터 정보 세트#4를 수신할 수 있고, 수신된 정보 세트#4(예를 들어, 정보 세트#4에 포함된 "재전송 지시자")에 기초하여 비주기적 동기 신호의 재전송 절차가 요청되는 것을 확인할 수 있다. 따라서 단말은 정보 세트#4에 의해 지시되는 "변경 정보 요소"에 기초하여 스몰 기지국으로부터 비주기적 동기 신호를 수신할 수 있다.
본 발명에 따른 방법들은 다양한 컴퓨터 수단을 통해 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위해 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.
컴퓨터 판독 가능 매체의 예에는 롬(rom), 램(ram), 플래시 메모리(flash memory) 등과 같이 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러(compiler)에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터(interpreter) 등을 사용해서 컴퓨터에 의해 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상술한 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 적어도 하나의 소프트웨어 모듈로 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (1)

  1. 매크로(macro) 기지국, 스몰(small) 기지국 및 단말을 포함하는 통신 시스템에서 상기 단말의 동작 방법으로서,
    상기 단말의 캐퍼빌러티(capability) 정보를 상기 매크로 기지국에 전송하는 단계;
    상기 스몰 기지국의 비주기적 동기 신호의 전송을 위한 설정(configuration) 정보는 상기 캐퍼빌러티 정보에 기초하여 상기 매크로 기지국에서 생성되고, 상기 설정 정보를 상기 매크로 기지국으로부터 수신하는 단계;
    상기 설정 정보에 기초하여 상기 스몰 기지국으로부터 상기 비주기적 동기 신호를 수신하는 단계; 및
    상기 비주기적 동기 신호에 기초하여 상기 단말과 상기 스몰 기지국 간의 동기 절차를 수행하는 단계를 포함하는, 단말의 동작 방법.
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