KR20180082260A

KR20180082260A - 기지국, 단말, 그리고 이들의 상향 링크 데이터, 하향 링크 데이터의 전송 방법

Info

Publication number: KR20180082260A
Application number: KR1020170003757A
Authority: KR
Inventors: 김성현; 이효진; 김영석
Original assignee: 주식회사 케이티
Priority date: 2017-01-10
Filing date: 2017-01-10
Publication date: 2018-07-18

Abstract

본 발명은 직교 주파수 분할 다중 방식으로 다수의 빔을 운용하는 고주파 시스템에서 단말이 상향 링크 데이터를 전송하는 방법으로서, 단말이 기지국으로부터 하향 링크 데이터를 수신하는 단계, 상기 하향 링크 데이터로부터 해당 빔 식별 정보, 그리고 해당 OFDM 심볼 기준으로 설정된 하향 링크 동기 정보를 검출하는 단계, 상기 기지국으로부터 기준 OFDM 심볼 기준으로 설정된 전송 지연 시간 정보를 수신하는 단계, 상기 해당 빔 식별 정보, 그리고 상기 하향 링크 동기 정보를 기반으로 기준 OFDM 심볼 동기 신호를 추출하여 상기 기지국에 전송할 상향 링크 데이터를 구성하는 단계를 포함하되, 상기 전송 지연 시간을 이용하여 상기 상향 링크 데이터 전송 타이밍을 앞당기는 것을 특징으로 한다.

Description

기지국, 단말, 그리고 이들의 상향 링크 데이터, 하향 링크 데이터의 전송 방법{BASE STATION, TERMINAL AND METHOD FOR TRANSMITTING UPLINK DATA AND DOWNLINK DATA USING THE SAME}

본 발명은 기지국, 단말, 그리고 이들의 상향 링크 데이터, 하향 링크 데이터의 전송 방법에 관한 것이다.

무선 통신 네트워크는 음성, 비디오, 패킷 데이터, 메시징, 브로드캐스트 등과 같은 다양한 통신 콘텐츠를 제공하기 위해 광범위하게 배치되어 있다. 이들 무선 네트워크들은 이용 가능한 네트워크 리소스들을 공유함으로써 다수의 사용자를 지원할 수 있는 다중-액세스 네트워크들일 수도 있다.

무선 통신 네트워크는 다수의 사용자 장비(UE)에 대한 통신을 지원할 수 있는 다수의 기지국을 포함한다. 단말은 하향 링크 및 상향 링크를 통해 기지국과 통신할 수도 있다. 하향 링크(또는 순방향 링크)는 기지국으로부터 단말로의 통신 링크를 지칭하고, 상향 링크(또는 역방향 링크)는 단말로부터 기지국으로의 통신 링크를 지칭한다. 무선 네트워크는 하향 링크 및 상향 링크 상에서의 동기식(synchronous) 동작을 지원할 수도 있다. 양호한 성능을 달성하기 위해 기지국들 및 UE들의 송신 타이밍을 적절히 조정하는 것이 바람직하다.

최근 LTE의 다음 세대인　5세대(5 generation,　5G) 이동 통신에 대한 기술이 연구되고 있다.　5세대　이동 통신은 더 빠른 전송 속도(throughput), 더 빠른 데이터 응답 속도(Latency) 제공을 목표로 하고, 사물 인터넷(Internet of Things, IoT)을 수용할 수 있는 다양한 기술이 요구된다. 특히,　고속, 저지연 이동 통신을 지원하기 위하여 28GHz, 60GHz와 같은 초고주파 대역(mmWave)에서 고려되고 있으며, 이 대역에서의 전파의 경로 손실 완화 및 전파의 전달 거리를 증가시키도록 빔포밍(beamforming), 다수의 안테나 소자를 활용한 다중 입출력(massive MIMO), 전방향 다중 입출력(full dimensional MIMO: FD-MIMO), 어레이 안테나(array antenna), 디지털, 아날로그, 하이브리드 방식의 빔 형성 기술들이 논의되고 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 수십 GHz의 주파수 밴드를 사용하여 하나의 셀에서 다수의 빔을 운용하는 초고주파 이동 통신 시스템에서 서브 프레임의 시간 영역을 확인하고, 단말이 기지국으로 전송하는 상향 링크 데이터 전송 타이밍을 조절할 수 있는 기지국, 단말, 그리고 이들의 상향 링크 데이터, 하향 링크 데이터의 전송 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 한 실시예에 따른 직교 주파수 분할 다중 방식으로 다수의 빔을 운용하는 고주파 시스템에서 단말이 상향 링크 데이터를 전송하는 방법은 단말이 기지국으로부터 하향 링크 데이터를 수신하는 단계, 상기 하향 링크 데이터로부터 수신한 상기 하향 링크 데이터에 해당하는 빔 식별 정보, 그리고 해당 OFDM 심볼 기준으로 설정된 하향 링크 동기 정보를 검출하는 단계, 상기 기지국으로부터 기준 OFDM 심볼 기준으로 설정된 전송 지연 시간 정보를 수신하는 단계, 그리고 상기 해당 빔 식별 정보, 그리고 상기 하향 링크 동기 정보를 기반으로 기준 OFDM 심볼 동기 신호를 추출하고, 상기 전송 지연 시간을 이용하여 상기 상향 링크 전송 타이밍을 조절하는 단계를 포함한다.

상기 하향 링크 데이터는 하나의 서브 프레임을 구성하는 n개의 OFDM 심볼 각각에 상기 해당 OFDM 심볼 기준으로 설정된 주동기 신호(Primary Synchronization Signal), 상기 해당 OFDM 심볼 기준으로 설정된 부동기 신호(Secondary Synchronization Signal, SSS), 그리고 OFDM 심볼 인덱스 정보를 갖는 확장 동기 신호(Extended Synchronization Signal)를 포함할 수 있다.

상기 해당 빔 정보를 검출하는 단계는 상기 확장 동기 신호에 포함된 OFDM 인덱스 정보를 이용하여 상기 해당 빔 식별 정보를 검출할 수 있다.

상기 하향 링크 데이터는 하나의 서브 프레임을 구성하는 복수 개의 자원 블록 영역 중 어느 하나의 영역에 빔-특정 참조 신호(Beam-specific Reference Signals)를 포함할 수 있다.

상기 해당 빔 정보를 검출하는 단계는 상기 빔-특정 참조 신호에 포함된 선호되는 빔 인덱스 정보를 이용하여 상기 해당 빔 식별 정보를 검출할 수 있다.

상기 상향 링크 전송 타이밍을 조절하는 단계는 상기 전송 지연 시간의 두 배만큼 전송 타이밍을 앞당길 수 있다.

본 발명의 한 실시예에 따른 직교 주파수 분할 다중 방식으로 다수의 빔을 운용하는 고주파 시스템에서 상향 링크 데이터를 전송하는 단말은 기지국으로부터 하향 링크 데이터, 기준 OFDM 심볼 기준으로 설정된 전송 지연 시간 정보를 수신하고, 상기 기지국으로 상향 링크 데이터를 전송하는 통신부, 상기 하향 링크 데이터로부터 수신한 상기 하향 링크 데이터에 해당하는 빔 식별 정보, 그리고 해당 OFDM 심볼 기준으로 설정된 하향 링크 동기 정보를 확인하고, 해당 OFDM 심볼 영역에서 상기 해당 빔 식별 정보, 그리고 상기 하향 링크 동기 정보를 기반으로 기준 OFDM 심볼 동기 신호를 추출하고, 상기 전송 지연 시간을 이용하여 상기 상향 링크 데이터 전송 타이밍을 조절하는 제어부를 포함한다.

상기 하향 링크 데이터는 하나의 서브 프레임을 구성하는 n개의 OFDM 심볼 각각에 상기 해당 OFDM 심볼 기준으로 설정된 주동기 신호(Primary Synchronization Signal), 상기 해당 OFDM 심볼 기준으로 설정된 부동기 신호(Secondary Synchronization Signal) 그리고 OFDM 심볼 인덱스 정보를 갖는 확장 동기 신호(Extended Synchronization Signal)를 포함할 수 있다.

상기 제어부는 상기 확장 동기 신호에 포함된 OFDM 심볼 인덱스 정보를 이용하여 상기 해당 빔 식별 정보를 검출할 수 있다.

상기 제어부는 상기 빔-특정 참조 신호에 포함된 선호되는 빔 인덱스 정보를 이용하여 상기 해당 빔 식별 정보를 확인하는 명령어들을 포함할 수 있다.

상기 제어부는 상기 전송 지연 시간의 두 배만큼 상기 상향 링크 데이터의 전송 타이밍을 앞당길 수 있다.

본 발명의 한 실시예에 따른 직교 주파수 분할 다중 방식으로 다수의 빔을 운용하는 고주파 시스템에서 하향 링크 동기 신호를 할당하는 기지국은 단말로 하향 링크 데이터, 그리고 기준 OFDM 심볼 기준으로 설정된 전송 지연 시간 정보를 전송하고, 상기 단말로부터 상향 링크 데이터를 수신하는 통신부, 하나의 서브 프레임을 구성하는 n개의 각 OFDM 심볼에 특정 대역의 부반송파를 변조하여 하향 링크 동기 정보를 생성하고, OFDM 심볼 정보를 포함하는 하향 링크 데이터를 구성하는 제어부를 포함하되, 상기 상향 링크 데이터는 상기 단말로부터 해당 OFDM 심볼 정보, 상기 하향 링크 동기 정보를 기반으로 기준 OFDM 심볼 동기 신호를 추출하여 구성되고, 상기 전송 지연 시간을 이용하여 전송 타이밍이 조절된다.

상기 하향 링크 동기 정보는 하나의 서브 프레임을 구성하는 n개의 OFDM 심볼 각각에 상기 해당 OFDM 심볼 기준으로 설정된 주동기 신호(Primary Synchronization Signal), 그리고 상기 해당 OFDM 심볼 기준으로 설정된 부동기 신호(Secondary Synchronization Signal, SSS)를 포함하고, 상기 OFDM 심볼 정보는 상기 주동기 신호, 그리고 부동기 신호와 인접한 위치에 할당된 확장 동기 신호(Extended Synchronization Signal)에 포함된 OFDM 심볼 인덱스 정보일 수 있다.

상기 하향 링크 동기 정보는 하나의 서브 프레임을 구성하는 n개의 OFDM 심볼 각각에 상기 해당 OFDM 심볼 기준으로 설정된 주동기 신호(Primary Synchronization Signal), 그리고 상기 해당 OFDM 심볼 기준으로 설정된 부동기 신호(Secondary Synchronization Signal, SSS)를 포함하고, 상기 OFDM 심볼 정보는 상기 하나의 서브 프레임을 구성하는 복수 개의 자원 블록 영역 중 어느 하나의 영역에 빔-특정 참조 신호(Beam-specific Reference Signals)에 포함된 선호되는 빔 인덱스 정보일 수 있다.

상기 상향 링크 데이터는 상기 전송 지연 시간의 두 배만큼 전송 타이밍이 앞당겨질 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면 수십 GHz의 주파수 밴드를 사용하여 하나의 셀에서 다수의 빔을 운용하는 초고주파 이동 통신 시스템에서 기지국이 서로 다른 전송 지연 시간을 갖는 여러 단말로부터 수신 동기가 정렬된 상향 링크 데이터를 수신할 수 있어 수신 성능을 향상할 수 있다.

도 1, 그리고 도 2는 이동 통신 시스템에서 상향 링크 데이터 전송 타이밍 정렬의 필요성을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 한 실시예들이 적용되는 통신 시스템의 구성도이다.
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 물리 프레임 구조를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 직교 주파수 분할 다중 방식으로 다수의 빔을 운용하는 고주파 시스템에서 단말이 상향 링크 데이터를 전송하는 방법의 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 직교 주파수 분할 다중 방식으로 다수의 빔을 운용하는 고주파 시스템에서 기지국이 하향 링크 동기 신호를 할당하는 방법의 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 직교 주파수 분할 다중 방식으로 다수의 빔을 운용하는 고주파 시스템에서 기지국이 하향 링크 동기 신호를 할당하는 방법의 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 한 실시예에 따른 단말의 하드웨어 구성도이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

단말(terminal)은, 이동 단말(mobile terminal, MT), 이동국(mobile station, MS), 진보된 이동국(advanced mobile station, AMS), 고신뢰성 이동국(high reliability mobile station, HR-MS), 가입자국(subscriber station, SS), 휴대 가입자국(portable subscriber station, PSS), 접근 단말(access terminal, AT), 사용자 장비(user equipment, UE) 등을 지칭할 수도 있고, 단말, MT, MS, AMS, HR-MS, SS, PSS, AT, UE 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다.

또한, 기지국(base station, BS)은, 진보된 기지국(advanced base station, ABS), 고신뢰성 기지국(high reliability base station, HR-BS), 소형 기지국, 노드B(node B), 고도화 노드B(evolved node B, eNodeB), 접근점(access point, AP), 선 접근국(radio access station, RAS), 송수신 기지국(base transceiver station, BTS), MMR(mobile multihop relay)-BS, 기지국 역할을 수행하는 중계기(relay station, RS), 기지국 역할을 수행하는 고신뢰성 중계기(high reliability relay station, HR-RS) 등을 지칭할 수도 있고, BS, ABS, HR-BS, 소형 기지국, 노드B, eNodeB, AP, RAS, BTS, MMR-BS, RS, HR-RS 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 사용하고 동일한 구성 요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.

도 1, 그리고 도 2는 이동 통신 시스템에서 상향 링크 데이터 전송 타이밍 정렬의 필요성을 설명하기 위한 도면이다.

도 1을 참고하면, 이동 통신 시스템은 제1 단말(10), 제2 단말(11)를 포함하는 단말(10,11), 그리고 기지국(20)을 포함한다. 하나의 셀 이내에서 서로 다른 제1 단말(10), 그리고 제2 단말(11)은 각각 다른 무선 경로를 통해 상향 링크 데이터를 기지국(20)으로 전송한다.

제1 단말(10)은 기지국(20)의 하향 링크 데이터를 제1 지연 시간(Td1) 이후에 수신하고, 제2 단말(11)은 기지국(20)의 하향 링크 데이터를 제2 지연 시간(Td2) 이후에 수신하게 된다. 단말(10,11)들은 수신한 하향 링크 데이터의 주동기 신호(Primary Synchronization Signal, 이하 'PSS'라 함), 부동기 신호(Secondary Synchronization Signal, 이하 'SSS'라 함)를 통해 서브 프레임 영역을 확인할 수 있다. 만일 단말(10,11)이 아무런 조치를 취하지 않고 하향 링크 데이터의 서브 프레임 영역에 맞춰 상향 링크 데이터의 전송 타이밍 조절 없이 동기 신호에 따라 상향 링크 데이터를 전송하면, 기지국(20)은 제1 단말(10), 그리고 제2 단말(11) 각각의 상향 링크 데이터를 제1 지연 시간(Td1)×2, 제2 지연 시간(Td2)×2 만큼의 지연 이후에 수신한다. 이에 따라, 기지국(20)은 처리해야 하는 상향 링크 데이터 서브 프레임 내의 단말(10,11)들의 송신 신호가 정렬되지 않아 성능 저하를 초래한다.

따라서, 기지국(20)은 다양한 단말(10,11)의 상향 링크 데이터의 수신 동기를 정렬하기 위하여 해당 단말(10,11)들이 상향 링크 신호 서브 프레임 영역을 하향 링크 신호 서브 프레임 영역보다 앞당겨 설정할 수 있도록 지연 시간 정보를 전달한다.

단말(10,11)이 기지국(20)으로부터 지연 시간 정보를 전달받으면, 단말(10,11)은 상향 링크 신호 서브 프레임 영역을 하향 링크 신호 서브 프레임 영역보다 소정 시간(TA) 일찍 발생하도록 설정하여 상향 링크 신호를 전송한다. 단말(10,11)은 통상 지연 시간(Td)의 두 배에 해당하는 시간(TA)만큼 일찍 발생하도록 설정한다.

도 2에서, 이동 통신 시스템에서 종래의 물리 프레임 구조를 사용하여 상하향 링크 조절하는 것을 설명하였다. 예시적으로, LTE(Long Term Evolution) 통신 시스템에서의 물리 프레임 구조가 사용될 수 있다. 즉, LTE(Long Term Evolution) 통신 시스템에서 사용되는 물리 프레임 구조에서의 서브 프레임, 슬롯, 심볼, 서브 캐리어 등의 개념이 본 발명의 실시예에서 참조될 수 있다.

도 2를 참고하면, 기지국(20)은 단말(10)의 상향 링크 데이터의 사운딩 참조 신호(Sounding Reference Signal, SRS), PRACH(Physical Random Access Channel)를 통하여 단말(10,11)들의 시간 지연 정보를 확인하고, 제1 단말(10)과 제2 단말(11)의 상향 링크 신호를 동시에 수신하기 위하여 다른 무선 경로 상에 있는 제1 단말(10), 그리고 제2 단말(11)에게 시간 지연 정보를 알려 준다.

단말(10,11)은 기지국(20)으로부터 시간 지연 정보를 전달받으면, 상향 링크 데이터 서브 프레임 영역을 하향 링크 데이터 서브 프레임 영역보다 시간 지연의 두 배에 해당하는 시간만큼 일찍 발생하도록 설정하여 상향 링크 데이터 전송을 수행한다. 단말(10)들은 수신한 하향 링크 데이터의 PSS, SSS 신호 또는 셀 특정 기준 신호(Cell-specific Reference Signal, CRS)를 통해 하향 링크 데이터 서브 프레임 영역을 확인한 다음, 상향 링크 데이터 서브 프레임 영역을 전송 시간을 앞당겨 전송한다. 이에 따라 기지국(20)은 서로 다른 지연 시간을 갖는 다수의 단말(10,11)의 상향 링크 신호를 동시에 수신할 수 있게 된다.

종래의 4세대 무선 통신 시스템에서는 기지국(20)은 특정 셀의 시간 동기를 획득하기 위하여 일정한 시간, 그리고 주파수 대역 상에서 서브 프레임 #1 #6의 3번째 OFDM 심볼에 PSS를 위치하고, 서브 프레임 #1, #11의 마지막 OFDM 심볼에 SSS를 위치하도록 한다. 단말(10)은 서브 프레임을 수신하여 정해진 PSS/SSS 심볼 위치를 통해 서브 프레임 영역을 확인할 수 있다.

또 다른 방법으로는 단말(10,11)은 PSS/SSS를 통한 동기화 이후 기지국(20)의 각 안테나 포트(antenna port, AP)의 신호 품질 정보를 확인하기 위하여 셀 특정 기준 신호(CRS)를 수신한다. CRS는 4 안테나 기준 슬롯의 #1, #2, 또는 #5에 위치할 수 있다. 단말(10)은 이를 이용하여 서브 프레임 영역을 확인할 수도 있다.

도 3은 본 발명의 한 실시예들이 적용되는 통신 시스템을 도시한다.

종래의 4세대 이동 통신 시스템은 6GHz 이하의 주파수 밴드에서 단말의 데이터 수신 단위를 1ms로 가정한다. 하지만, 저지연 이동 통신을 지원하거나 28GHz 등의 높은 주파수 밴드에서 OFDM을 이용하는 본 실시예에 따른 이동 통신 시스템의 경우는 한 기지국이 다수의 빔을 사용하여 셀을 구성하게 된다.

본 실시예에 따른 초고주파 이동 통신 시스템에서는 거리에 따른 신호의 감쇄가 심하기 때문에 이를 보상하기 위하여 모든 전송 신호에 지향성을 부여하는 빔포밍을 적용한다. 즉, 빔(beam)을 형성하여 신호를 전송하여 특정 방향으로 신호의 세기를 모으고, 특정 방향에서 멀어 지면서 신호가 약해지도록 한다.

도 3을 참고하면, 다수의 안테나를 구비한 기지국(200)은 빔 포밍 기술을 이용하여 다수의 가늘고 정밀한 빔들(예컨대, 도 3에서는 5개의 빔; 211, 212, 213, 214, 215를 도시)을 운영 가능하며, 각각의 빔들이 독립적인 데이터를 각각의 빔 영역에 놓인 단말(100a, 100b)에게 전송한다.

다수의 빔을 통한 무선 전송시, 기지국(200)은 빔마다 독립적인 자원 및 무선 채널을 사용하여 해당 빔 영역의 단말(100a, 100b)에게 데이터를 전송할 수 있다. 즉, 각 빔은 독립적인 제어 채널(예컨대, PDCCH: Physical Dedicated Control Channel) 등의 제어 정보와 데이터 전송을 위한 무선 채널(예컨대, PDSCH: Physical Data Shared Channel)을 가질 수 있으며, 기지국의 스케줄러에 의해 각각의 단말마다 독립적인 자원이 할당되어 사용될 수 있다.

이때, 다수의 빔을 운영하는 기지국(200)의 경우 해당 단말(100a, 100b)로의 데이터 전송을 위해, 어떤 송신 빔을 사용하여 데이터를 전송해야 할지에 대한 결정이 필요하며, 이를 위해 기지국(200)은 단말(100a, 100b)이 어떠한 송신 빔 영역에 위치하는지를 파악하고, 파악된 송신 빔을 통해 기지국(200)은 해당 단말(100a, 100b)로 데이터를 전송하게 된다.

도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 물리 프레임 구조를 도시한 도면이다.

도 4를 참조하면, 하나의 라디오 프레임(Radio frame) 또는 무선 프레임은 50개의 서브 프레임(sub frame)으로 구성된다. 무선 프레임은 10ms의 길이를 갖고, 서브 프레임은 0.2ms의 길이를 갖는다. 일반적으로, 데이터 송신의 기본 단위는 서브 프레임 단위가 되고, 서브 프레임 단위로 하향 링크 또는 상향 링크의 스케줄링이 이루어진다.

하나의 서브 프레임은 시간 영역에서 복수의 OFDM 심볼을 갖고 주파수 영역에서 적어도 하나의 부반송파(subcarrier)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 서브 프레임은 시간 영역에서 14개의 OFDM 심볼을 포함하고 주파수 영역에서 12개의 부반송파를 포함할 수 있다. 이렇게 하나의 서브 프레임으로 정의되는 시간-주파수 영역을 자원 블록(Resource Block, RB)로 부를 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

기지국(200)은 단말(100a, 100b)과의 동기화를 위해 PSS와 SSS를 하나의 무선 프레임의 적어도 하나의 서브 프레임에, 그리고 적어도 하나의 서브 프레임의 각 OFDM 심볼에 적어도 하나의 특정 자원 블록(Resource Block, RB)에 할당한다.

단말(100a, 100b)은 하향 링크 데이터에 포함된 PSS를 이용하여 OFDM 심볼 동기 신호를 획득할 수 있고, SSS를 이용하여 셀 식별자(Cell ID) 정보를 획득할 수 있다.

한편, 본 실시예에서 기지국(200)은 단말(100a, 100b)에게 해당 빔 식별 정보를 알리기 위하여 PSS/SSS에 인접하여 각 OFDM 심볼 인덱스를 포함하는 확장 동기 신호 (Extended Synchronization Signal, 이하 'ESS'라 함)를 할당한다.

다수의 빔을 운용하는 초고주파 이동 통신 시스템에서는 PSS/SSS도 방향성을 가지게 되고, 셀 전 영역의 단말이 PSS/SSS를 검출할 수 있도록 하기 위하여 셀 별로 다수의 PSS/SSS가 운용될 수 있어야 한다.

단말(100a, 100b)이 특정 PSS/SSS 신호를 검출하였을 때, PSS 를 통해 OFDM 심볼의 동기 신호를 파악할 수는 있지만, 해당 OFDM 심볼이 몇 번째 OFDM 인지에 대한 인덱스 정보를 추가로 확인해야 서브 프레임의 동기 신호를 확인할 수 있다. 본 실시예에서 단말(100a, 100b)은 하향 링크 데이터에 포함된 ESS를 이용하여 OFDM 인덱스 정보를 확인할 수 있다.

한편, 본 발명의 다른 실시예에서 기지국(200)은 단말(100a, 100b)이 특정 서브 프레임에 적용된 빔을 각 액세스 포인트(Access Point)별로 확인할 수 있도록 빔-특정 참조 신호(Beam-Reference Signals, BRS)를 전송한다. 빔-특정 참조 신호는 PSS/SSS/ESS가 전송되는 위치 외의 자원 블록(RS)에서 셀 전 시스템 대역에 일정 간격으로 일정 연속된 자원 요소(RE)들에 걸쳐 전송될 수 있다.

도 4를 참고하면, 본 실시예에서 빔-특정 기준 신호(BRS)는 12개의 부반송파 중 8개의 부반송파에 빔-특정 참조 신호를 전송할 수 있다. 빔-특정 참조 신호는 빔에 속한 모든 단말들의 채널 측정을 위하여 전송되는 기준 신호를 의미할 수 있다.

참조 신호가 전송되지 않는 나머지 4개의 부반송파에는 PBCH(Physical Broadcast Channel)이 전송되며, PBCH에는 SFN(System Frame Number)등 특정 시스템의 중요 정보(Master Information Block, MIB)를 포함할 수 있다.

도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 직교 주파수 분할 다중 방식으로 다수의 빔을 운용하는 고주파 시스템에서 단말이 상향 링크 데이터를 전송하는 방법의 흐름도이다.

도 5를 참고하면, 단말(100a, 100b)은 기지국(200)으로부터 하향 링크 데이터를 수신한다(S110).

단말(100a, 100b)은 하향 링크 데이터에서 PSS/SSS 검출을 통해 OFDM 심볼 시간 동기를 검출한다(S120).

여기서, 하향 링크 데이터는 서브 프레임 단위로 구성될 수 있는데 하나의 서브 프레임은 시간 영역에서 복수의 OFDM 심볼을 갖고 주파수 영역에서 적어도 하나의 부반송파(subcarrier)를 포함할 수 있다.

하향 링크 데이터는 기지국(200)과 단말(100a, 100b)간의 동기화를 위하여 적어도 하나의 서브 프레임에, 그리고 적어도 하나의 서브 프레임 중 특정 대역의 각 OFDM 심볼에 적어도 하나의 특정 자원 블록(Resource Block, RB)에 PSS와 SSS를 할당할 수 있다.

단말(100a, 100b)은 하향 링크 데이터에서 ESS 또는 BRS를 검출하여 OFDM 심볼 정보를 검출하여 해당 빔의 식별 정보를 확인한다(S130).

단말(100a, 100b)이 특정 PSS/SSS 신호를 검출하였을 때, PSS 를 통해 해당 OFDM 심볼의 동기 신호를 파악할 수는 있지만, 해당 OFDM 심볼이 몇 번째 OFDM 인지에 대한 인덱스 정보를 추가로 확인해야 서브 프레임의 동기 신호, 즉 기준 OFDM 심볼의 동기 신호를 확인할 수 있다. 따라서, 단말(100a, 100b)은 하향 링크 데이터에 포함된 ESS 또는 BRS를 검출하여 OFDM 심볼 인덱스 정보를 확인하고, OFDM 심볼 인덱스 정보를 이용하여, 기준 OFDM 심볼의 동기 신호를 추출할 수 있다.

ESS는 기지국(200)은 단말(100a, 100b)에게 해당 빔 식별 정보를 알리기 위하여 PSS/SSS에 인접하여 특정 대역에 할당될 수 있다.

BRS는 단말(100a, 100b)이 특정 서브 프레임에 적용된 빔을 각 액세스 포인트(Access Point)별로 확인할 수 있도록 PSS/SSS가 전송되는 위치 외의 자원 블록(RS)에서 셀 전 시스템 대역에 일정 간격으로 일정 연속된 자원 요소(RE)들에 걸쳐 전송될 수 있다.

단말(100a, 100b)은 전송 지연 시간의 2배만큼 상향 링크 데이터의 전송 타이밍을 앞당겨 기지국(200)으로 상향 링크 데이터를 전송한다(S140).

단말(100a, 100b)은 PSS/SSS 그리고 ESS 또는 BRS를 검출하여 OFDM 심볼 동기, OFDM 심볼 정보를 이용하여 하향 링크 데이터의 서브 프레임 영역을 확인한다. 그리고 전송 지연 시간 정보를 이용하여 해당 빔 영역에서 단말(100a, 100b)과 기지국(200) 사이의 전송 지연 시간의 2배만큼 상향 링크 데이터의 전송 타이밍을 앞당겨 전송할 수 있다.

도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 직교 주파수 분할 다중 방식으로 다수의 빔을 운용하는 고주파 시스템에서 기지국이 하향 링크 동기 신호를 할당하는 방법의 흐름도이다.

도 6을 참고하면, 기지국(200)은 특정 대역의 부반송파를 변조하여 PSS/SSS를 생성한다(S210).

기지국(200)은 OFDM 심볼 인덱스 정보를 포함하는 ESS를 생성한다(S220).

기지국(200)은 하나의 서브 프레임을 구성하는 n개의 각 OFDM 심볼에 PSS/SSS/ESS를 할당한다(S230).

종래의 이동 통신 시스템에서는 PSS/SSS 위치가 서브 프레임 내에 결정되어 있기 때문에, 단말(100a, 100b)이 PSS/SSS 위치를 검출하면 서브 프레임 영역을 확인할 수 있었다.

반면, 본 실시예에 따른 다수의 빔을 운용하는 초고주파 이동 통신 시스템에서는 PSS/SSS도 방향성을 가지게 되고, 셀 전 영역의 단말이 PSS/SSS를 검출할 수 있도록 하기 위하여 셀 별로 다수의 PSS/SSS가 운용될 수 있어야 한다.

따라서, 본 실시예에서는 하나의 서브 프레임을 구성하는 n개의 각 OFDM 심볼 마다 PSS/SSS를 할당한다.

이때, 단말(100a, 100b)이 특정 PSS/SSS 신호를 검출하였을 때, OFDM 심볼의 동기 신호뿐 아니라 ODFM 심볼 인덱스 정보를 확인할 수 있도록 기지국(200)은 하향 링크 데이터에 PSS/SSS에 인접하여 각 OFDM 심볼 인덱스를 포함하는 ESS를 할당한다.

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 직교 주파수 분할 다중 방식으로 다수의 빔을 운용하는 고주파 시스템에서 기지국이 하향 링크 동기 신호를 할당하는 방법의 흐름도이다.

도 7을 참고하면, 기지국(200)은 특정 대역의 부반송파를 변조하여 PSS/SSS를 생성한다(S310).

기지국(200)은 전 대역에 걸쳐 주기적으로 부반송파를 변조하여 BRS를 생성한다(S320).

기지국(200)은 하나의 서브 프레임을 구성하는 n개의 각 OFDM 심볼에 PSS/SSS/BRS를 할당한다(S330).

본 실시예에 따른 다수의 빔을 운용하는 초고주파 이동 통신 시스템에서는 PSS/SSS도 방향성을 가지게 되고, 셀 전 영역의 단말이 PSS/SSS를 검출할 수 있도록 하기 위하여 셀 별로 다수의 PSS/SSS가 운용될 수 있어야 한다.

이때, 단말(100a, 100b)이 특정 PSS/SSS 신호를 검출하였을 때, OFDM 심볼의 동기 신호뿐 아니라 ODFM 심볼 인덱스 정보를 확인할 수 있도록 기지국(200)은 단말(100a, 100b)이 특정 서브 프레임에 적용된 빔을 각 액세스 포인트(Access Point)별로 확인할 수 있도록 빔-특정 참조 신호(Beam-Reference Signals, BRS)를 전송한다. 빔-특정 참조 신호는 PSS/SSS/ESS가 전송되는 위치 외의 자원 블록(RS)에서 셀 전 시스템 대역에 일정 간격으로 일정 연속된 자원 요소(RE)들에 걸쳐 전송될 수 있다.

도 8은 본 발명의 한 실시예에 다른 단말의 하드웨어 블록도이다.

도 8을 참고하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 단말(100a, 100b)은 프로세서(110), 메모리 장치(120), 저장 장치(130), 그리고 통신 장치(140)를 포함하는 하드웨어로 구성되고, 지정된 장소에 하드웨어와 결합되어 실행되는 프로그램이 저장된다.

프로세서(110)는 메모리 장치(120), 저장 장치(130), 그리고 통신 장치(140)와 통신하고, 이들을 제어한다. 프로세서(110)는 메모리 장치(120)에 저장된 프로그램을 로드하여 하향 링크 데이터를 수신하고, 상향 링크 데이터의 송신 타이밍을 정렬하여 기지국(200)으로 전송할 수 있다.

이때, 프로세서(110)는 상향 링크 데이터의 송신 타이밍 정렬 수행에 필요한 데이터를 저장 장치(130)에 읽고 쓸 수 있다.

메모리 장치(120)는 프로세서(110)의 동작에 필요한 각종 정보를 저장하는 하드웨어이다. 메모리 장치(120)는 프로세서(110)의 구동을 위한 운영체제(OS), 그리고 본 발명에서 설명하는 단말(100a, 100b)의 각종 동작을 위한 프로그램을 저장할 수 있다.

통신 장치(140)는 기지국과의 물리적 연결을 위한 하드웨어이다. 본 실시예에서 단말(100a, 100b)은 정렬된 상향 링크 데이터를 전송하기 위한 유/무선 통신 인터페이스를 포함할 수 있다.

이와 같이 본 발명의 실시예에 따르면 수십 GHz의 주파수 밴드를 사용하여 하나의 셀에서 다수의 빔을 운용하는 초고주파 이동 통신 시스템에서 기지국이 서로 다른 전송 지연 시간을 갖는 여러 단말로부터 수신 동기가 정렬된 상향 링크 데이터를 수신할 수 있어 수신 성능을 향상할 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 장치 및 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있다.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims

직교 주파수 분할 다중 방식으로 다수의 빔을 운용하는 고주파 시스템에서 단말이 상향 링크 데이터를 전송하는 방법에 있어서,
단말이 기지국으로부터 하향 링크 데이터를 수신하는 단계,
상기 하향 링크 데이터로부터 수신한 상기 하향 링크 데이터에 해당하는 빔 식별 정보, 그리고 해당 OFDM 심볼 기준으로 설정된 하향 링크 동기 정보를 검출하는 단계,
상기 기지국으로부터 기준 OFDM 심볼 기준으로 설정된 전송 지연 시간 정보를 수신하는 단계, 그리고
상기 해당 빔 식별 정보, 그리고 상기 하향 링크 동기 정보를 기반으로 기준 OFDM 심볼 동기 신호를 추출하고, 상기 전송 지연 시간을 이용하여 상기 상향 링크 전송 타이밍을 조절하는 단계를 포함하는 무선 통신 방법.
제1항에서
상기 하향 링크 데이터는
하나의 서브 프레임을 구성하는 n개의 OFDM 심볼 각각에 상기 해당 OFDM 심볼 기준으로 설정된 주동기 신호(Primary Synchronization Signal), 상기 해당 OFDM 심볼 기준으로 설정된 부동기 신호(Secondary Synchronization Signal, SSS), 그리고 OFDM 심볼 인덱스 정보를 갖는 확장 동기 신호(Extended Synchronization Signal)를 포함하는 동기 신호 할당 방법.
제2항에서,
상기 해당 빔 정보를 검출하는 단계는
상기 확장 동기 신호에 포함된 OFDM 인덱스 정보를 이용하여 상기 해당 빔 식별 정보를 검출하는 동기 신호 할당 방법.
제1항에서
상기 하향 링크 데이터는
하나의 서브 프레임을 구성하는 복수 개의 자원 블록 영역 중 어느 하나의 영역에 빔-특정 참조 신호(Beam-specific Reference Signals)를 포함하는 동기 신호 할당 방법.
제4항에서
상기 해당 빔 정보를 검출하는 단계는
상기 빔-특정 참조 신호에 포함된 선호되는 빔 인덱스 정보를 이용하여 상기 해당 빔 식별 정보를 검출하는 동기 신호 할당 방법.
제1항에서
상기 상향 링크 전송 타이밍을 조절하는 단계는
상기 전송 지연 시간의 두 배만큼 전송 타이밍을 앞당기는 동기 신호 할당 방법.
직교 주파수 분할 다중 방식으로 다수의 빔을 운용하는 고주파 시스템에서 상향 링크 데이터를 전송하는 단말로서,
기지국으로부터 하향 링크 데이터, 기준 OFDM 심볼 기준으로 설정된 전송 지연 시간 정보를 수신하고, 상기 기지국으로 상향 링크 데이터를 전송하는 통신부,
상기 하향 링크 데이터로부터 수신한 상기 하향 링크 데이터에 해당하는 빔 식별 정보, 그리고 해당 OFDM 심볼 기준으로 설정된 하향 링크 동기 정보를 확인하고, 해당 OFDM 심볼 영역에서 상기 해당 빔 식별 정보, 그리고 상기 하향 링크 동기 정보를 기반으로 기준 OFDM 심볼 동기 신호를 추출하고, 상기 전송 지연 시간을 이용하여 상기 상향 링크 데이터 전송 타이밍을 조절하는 제어부를 포함하는 단말.
제7항에서
상기 하향 링크 데이터는
하나의 서브 프레임을 구성하는 n개의 OFDM 심볼 각각에 상기 해당 OFDM 심볼 기준으로 설정된 주동기 신호(Primary Synchronization Signal), 상기 해당 OFDM 심볼 기준으로 설정된 부동기 신호(Secondary Synchronization Signal) 그리고 OFDM 심볼 인덱스 정보를 갖는 확장 동기 신호(Extended Synchronization Signal)를 포함하는 단말.
제8항에서
상기 제어부는
상기 확장 동기 신호에 포함된 OFDM 심볼 인덱스 정보를 이용하여 상기 해당 빔 식별 정보를 검출하는 단말.
제7항에서
상기 하향 링크 데이터는
하나의 서브 프레임을 구성하는 복수 개의 자원 블록 영역 중 어느 하나의 영역에 빔-특정 참조 신호(Beam-specific Reference Signals)를 포함하는 단말.
제10항에서
상기 제어부는
상기 빔-특정 참조 신호에 포함된 선호되는 빔 인덱스 정보를 이용하여 상기 해당 빔 식별 정보를 확인하는 명령어들을 포함하는 단말.
제7항에서
상기 제어부는
상기 전송 지연 시간의 두 배만큼 상기 상향 링크 데이터의 전송 타이밍을 앞당기는 단말.
직교 주파수 분할 다중 방식으로 다수의 빔을 운용하는 고주파 시스템에서 하향 링크 동기 신호를 할당하는 기지국으로서,
단말로 하향 링크 데이터, 그리고 기준 OFDM 심볼 기준으로 설정된 전송 지연 시간 정보를 전송하고, 상기 단말로부터 상향 링크 데이터를 수신하는 통신부,
하나의 서브 프레임을 구성하는 n개의 각 OFDM 심볼에 특정 대역의 부반송파를 변조하여 하향 링크 동기 정보를 생성하고, OFDM 심볼 정보를 포함하는 하향 링크 데이터를 구성하는 제어부를 포함하되,
상기 상향 링크 데이터는 상기 단말로부터 해당 OFDM 심볼 정보, 상기 하향 링크 동기 정보를 기반으로 기준 OFDM 심볼 동기 신호를 추출하여 구성되고, 상기 전송 지연 시간을 이용하여 전송 타이밍이 조절된 것을 특징으로 하는 기지국.
제13항에서,
상기 하향 링크 동기 정보는
하나의 서브 프레임을 구성하는 n개의 OFDM 심볼 각각에 상기 해당 OFDM 심볼 기준으로 설정된 주동기 신호(Primary Synchronization Signal), 그리고 상기 해당 OFDM 심볼 기준으로 설정된 부동기 신호(Secondary Synchronization Signal, SSS)를 포함하고,
상기 OFDM 심볼 정보는
상기 주동기 신호, 그리고 부동기 신호와 인접한 위치에 할당된 확장 동기 신호(Extended Synchronization Signal)에 포함된 OFDM 심볼 인덱스 정보인 기지국.
제13항에서,
상기 하향 링크 동기 정보는
하나의 서브 프레임을 구성하는 n개의 OFDM 심볼 각각에 상기 해당 OFDM 심볼 기준으로 설정된 주동기 신호(Primary Synchronization Signal), 그리고 상기 해당 OFDM 심볼 기준으로 설정된 부동기 신호(Secondary Synchronization Signal, SSS)를 포함하고,
상기 OFDM 심볼 정보는
상기 하나의 서브 프레임을 구성하는 복수 개의 자원 블록 영역 중 어느 하나의 영역에 빔-특정 참조 신호(Beam-specific Reference Signals)에 포함된 선호되는 빔 인덱스 정보인 기지국.
제13항에서,
상기 상향 링크 데이터는
상기 전송 지연 시간의 두 배만큼 전송 타이밍이 앞당겨진 기지국.