KR20190066992A

KR20190066992A - Terminal and operating method therefof in internet of things

Info

Publication number: KR20190066992A
Application number: KR1020170166939A
Authority: KR
Inventors: 장갑석
Original assignee: 한국전자통신연구원
Priority date: 2017-12-06
Filing date: 2017-12-06
Publication date: 2019-06-14

Abstract

A terminal of Internet of things (IoT) and an operation method thereof are disclosed. The terminal estimates a frequency offset using a downlink synchronization signal transmitted from a base station, determines a downlink carrier frequency using the estimated frequency offset, and obtains a first value which is a value obtained by subtracting an uplink carrier frequency from the downlink carrier frequency through a system information block x (SIBx) transmitted from the base station. In addition, the terminal calculates the uplink carrier frequency by using the determined downlink carrier frequency and the first value.

Description

TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a terminal of an Internet and an operation method thereof,

본 발명은 사물인터넷의 단말 및 그 동작 방법에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a terminal of an object Internet and an operation method thereof.

OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 전송 방식을 기반으로, 낮은 전력과 비용으로 넓은 지역에 걸쳐 사물 인터넷(IoT, Internet of Things) 서비스를 제공하는 무선통신 시스템이 있다. 일예로 IoT용 무선통신 시스템으로는 NB-IoT(Narrow Band IoT)가 있다. NB-IoT는 범용성을 위해, 스탠드얼론(Standalone) 동작 모드, 인밴드(In-band) 동작 모드, 그리고 가드밴드(Guard band) 동작 모드 등과 같은 다양한 동작 모드를 지원하고 있다. 인밴드 동작 모드는 기존 LTE(Long-Term Evolution) 시스템에서 사용하는 시스템 대역폭 내의 가용 물리자원블록(Physical Resource Block, PRB)들 중에서 하나 또는 다수를 사용하여, 사물인터넷 서비스 제공용 신호를 동작시키는 모드이다. 가드밴드 동작 모드는 기존 LTE 시스템 내 가용하지 않는(비가용) RPB 중 하나 또는 다수를 사용하여, 사물인터넷 서비스 제공용 신호를 동작시키는 모드이다. 그리고 스탠드얼론 동작 모드는 GSM(Global System for Mobile communication)에서 사용하는 주파수 채널 중 하나의 채널을 사용하여, 사물인터넷 서비스 제공용 신호를 동작시키는 모드이다. There is a wireless communication system based on Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) transmission, which provides wide area Internet of Things (IoT) services at low power and cost. For example, NB-IoT (Narrow Band IoT) is a wireless communication system for IOT. The NB-IoT supports a variety of operation modes, such as standalone operation mode, in-band operation mode, and guard band operation mode, for general purpose. The in-band operation mode is a mode for operating the object Internet service providing signal by using one or more of available physical resource blocks (PRB) within the system bandwidth used in the existing LTE (Long-Term Evolution) system to be. The guard band operation mode is a mode for operating a signal for providing the object Internet service using one or more of RPBs that are not available (unavailable) in the existing LTE system. And, the standalone operation mode is a mode for operating a signal for providing the object Internet service using one channel among the frequency channels used in GSM (Global System for Mobile communication).

저전력과 저비용으로 넓은 지역을 커버하는 IoT 단말을 구현하기 위해 필수적인 요소 기술 중 하나는 기지국에서 전송되는 하향링크의 IoT용 동기 신호를 이용해 반송주파수 옵셋을 추정하고 이 추정된 옵셋 값만큼 조정하여 기지국의 하향링크 반송주파수와 단말의 하향링크 반송주파수를 동기화시키는 기술이 필요하다. 그리고, 하향링크 동기화된 반송주파수로부터 단말이 상향링크로 전송하는 신호에 적용되는 반송주파수를 정하는 기술이 필요하다. One of the essential element technologies for implementing the IoT terminal that covers a wide area with low power and low cost is to estimate the carrier frequency offset using the downlink IoT synchronous signal transmitted from the base station and adjust the carrier frequency offset by the estimated offset value, There is a need for a technique for synchronizing the downlink carrier frequency and the downlink carrier frequency of the terminal. There is also a need for a technique for determining a carrier frequency to be applied to a signal transmitted from a terminal on an uplink from a downlink synchronized carrier frequency.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 사물인터넷에서 하향링크의 동기 신호를 이용하여 주파수 옵셋을 추정하고 추정한 옵셋을 이용하여 하향링크 반송주파수를 동기화한 후 상향링크 반송 주파수를 결정하는 단말 및 그 동작 방법을 제공하는 것이다. The object of the present invention is to provide a terminal for determining an uplink carrier frequency after synchronizing a downlink carrier frequency using an offset estimated and estimated using a downlink synchronization signal in the object Internet, .

본 발명의 실시예에 따르면, 사물인터넷에서 단말의 동작 방법이 제공된다. 상기 동작 방법은, 기지국으로부터 전송되는 하향링크 동기 신호를 이용하여, 주파수 옵셋을 추정하는 단계, 상기 주파수 옵셋을 이용하여 AFC(Automatic Frequency Control)을 수행함으로써, 하향링크 반송주파수를 결정하는 단계, 상기 기지국으로부터 전송되는 SIBx(System Information Block x)를 복원하여, 하향링크 반송주파수에서 상향링크 반송주파수를 뺀 값인 제1 값을 획득하는 단계, 그리고 상기 결정된 하향링크 반송 주파수 및 상기 제1 값을 이용하여, 상기 상향링크 반송주파수를 계산하는 단계를 포함할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, a method of operating a terminal on an object Internet is provided. The method includes estimating a frequency offset using a downlink synchronization signal transmitted from a base station, performing AFC (Automatic Frequency Control) using the frequency offset, determining a downlink carrier frequency, (SIBx) transmitted from a base station to obtain a first value which is a value obtained by subtracting an uplink carrier frequency from a downlink carrier frequency, and using the determined downlink carrier frequency and the first value , And calculating the uplink carrier frequency.

상기 동작 방법은, 상기 기지국으로부터 전송되는 PBCH(Physical Broadcast Channel)를 복원하여 상기 사물인터넷의 동작 모드를 획득하는 단계를 더 포함할 수 있다. The operation method may further include recovering a PBCH (Physical Broadcast Channel) transmitted from the base station to obtain an operation mode of the object Internet.

상기 사물인터넷의 동작 모드가 스탠드얼론 동작 모드 또는 가드밴드 동작 모드인 경우, 상기 상향링크 반송주파수는 상기 결정된 하향링크 반송주파수에서 상기 제1 값을 뺀 값일 수 있다. If the operation mode of the object Internet is the standalone operation mode or the guard band operation mode, the uplink carrier frequency may be a value obtained by subtracting the first value from the determined downlink carrier frequency.

상기 동작 방법은 상기 사물인터넷의 동작 모드가 인밴드 동작 모드인 경우, 상기 PBCH의 제어 정보 중 채널 래스터 옵셋 정보를 획득하는 단계를 더 포함할 수 있으며, 상기 계산하는 단계는, 상기 결정된 하향링크 반송주파수, 상기 제1 값, 그리고 상기 채널 래스터 옵셋 정보를 이용하여, 상기 상향링크 반송주파수를 계산하는 단계를 포함할 수 있다. The method may further include obtaining channel raster offset information among control information of the PBCH when the operation mode of the object Internet is the in-band operation mode, And calculating the uplink carrier frequency using the first frequency, the first value, and the channel raster offset information.

상기 계산하는 단계는, 상기 채널 래스터 옵셋 정보를 이용하여, 상기 기지국의 전체 시스템 중심 반송주파수와 상기 단말을 위한 자원블록(Resource Block)의 중심 주파수의 차이 값인 제2 값을 계산하는 단계, 그리고 상기 결정된 하향링크 반송주파수, 상기 제1 값, 그리고 제2 값을 이용하여, 상기 상향링크 반송주파수를 계산하는 단계를 포함할 수 있다. Calculating a second value that is a difference value between a total system center carrier frequency of the base station and a center frequency of a resource block for the terminal using the channel raster offset information, And calculating the uplink carrier frequency using the determined downlink carrier frequency, the first value, and the second value.

상기 동작 방법은, 상기 결정하는 단계 후에, CP(Cyclic Prefix)를 제거하는 단계, 유효 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 심볼 단위로 페이즈 회전을 보상하는 단계, 상기 유효 OFDM 심볼 단위로 다운샘플링을 수행하는 단계, 그리고 상기 기지국의 FFT(Fast Fourier Transform) 사이즈보다 작은 사이즈를 가지는 제1 FFT를 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다. The method may further include, after the determining step, removing a CP (Cyclic Prefix), compensating a phase rotation in units of effective OFDM symbols, performing downsampling on the basis of the effective OFDM symbol And performing a first FFT having a size smaller than a Fast Fourier Transform (FFT) size of the base station.

상기 다운샘플링은 8배 다운샘플링이며, 상기 제1 FFT는 16-point FFT일 수 있다. The downsampling is 8 times downsampling, and the first FFT may be a 16-point FFT.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 사물인터넷에서 단말의 동작 방법이 제공된다. 상기 동작 방법은, 기지국으로부터 전송되는 하향링크 동기 신호를 이용하여, 주파수 옵셋을 추정하는 단계, 상기 주파수 옵셋을 이용하여 상기 기지국과 주파수 동기화하는 단계, 상기 기지국으로부터 전송되는 PBCH(Physical Broadcast Channel)를 복원하여 상기 사물인터넷의 동작 모드를 획득하는 단계, 상기 기지국으로부터 전송되는 전송되는 SIBx(System Information Block x)를 복원하여, 하향링크 반송주파수에서 상향링크 반송주파수를 뺀 값인 제1 값을 획득하는 단계, 그리고 상기 제1 값을 이용하여, 상기 상향링크 반송주파수를 계산하는 단계를 포함할 수 있다. According to another embodiment of the present invention, a method of operating a terminal on an object Internet is provided. The method includes estimating a frequency offset using a downlink synchronization signal transmitted from a base station, performing frequency synchronization with the base station using the frequency offset, performing a physical broadcast channel (PBCH) transmission from the base station, (SIBx) transmitted from the base station to obtain a first value, which is a value obtained by subtracting an uplink carrier frequency from a downlink carrier frequency, And calculating the uplink carrier frequency using the first value.

상기 주파수 동기화하는 단계는, 상기 주파수 옵셋을 이용하여 AFC(Automatic Frequency Control)를 수행하는 단계, 그리고 상기 AFC를 통해 상기 하향링크 반송주파수를 결정하는 단계를 포함하는 단계를 포함할 수 있다. The frequency synchronization may include performing Automatic Frequency Control (AFC) using the frequency offset, and determining the downlink carrier frequency through the AFC.

상기 동작 모드가 스탠드얼론 동작 모드 또는 가드밴드 동작 모드인 경우, 상기 상향링크 반송주파수는 상기 결정된 하향링크 반송주파수에서 상기 제1 값을 뺀 값일 수 있다. If the operation mode is the standalone operation mode or the guard band operation mode, the uplink carrier frequency may be a value obtained by subtracting the first value from the determined downlink carrier frequency.

상기 동작 방법은 상기 동작 모드가 인밴드 동작 모드인 경우, 상기 PBCH의 제어 정보 중 채널 래스터 옵셋 정보를 획득하는 단계를 더 포함할 수 있으며, 상기 계산하는 단계는, 상기 결정된 하향링크 반송주파수, 상기 제1 값, 그리고 상기 채널 래스터 옵셋 정보를 이용하여, 상기 상향링크 반송주파수를 계산하는 단계를 포함할 수 있다. The operating method may further include obtaining channel raster offset information among control information of the PBCH when the operation mode is the in-band operation mode, and the calculating step may include calculating the downlink carrier frequency, And calculating the uplink carrier frequency using the channel raster offset information, the first value, and the channel raster offset information.

상기 동작 방법은, 상기 주파수 동기화하는 단계 후에, CP(Cyclic Prefix)를 제거하는 단계, 유효 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 심볼 단위로 페이즈 회전을 보상하는 단계, 상기 유효 OFDM 심볼 단위로 다운샘플링을 수행하는 단계, 그리고 상기 기지국의 FFT(Fast Fourier Transform) 사이즈보다 작은 사이즈를 가지는 FFT를 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다. The method may further include, after the frequency synchronization, removing a CP (Cyclic Prefix), compensating a phase rotation on an effective OFDM symbol basis, downsampling on the basis of the effective OFDM symbol And performing an FFT having a size smaller than a Fast Fourier Transform (FFT) size of the base station.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 사물인터넷에서 기지국과 통신하는 단말이 제공된다. 상기 단말은, 상기 기지국으로부터 하향링크 동기 신호, 그리고 SIBx(System Information Block x)를 수신하는 RF 모듈, 그리고 상기 하향링크 동기 신호를 통해 주파수 옵셋을 추정하고, 상기 주파수 옵셋을 이용하여 AFC(Automatic Frequency Control)를 수행함으로써 하향링크 반송 주파수를 결정하고, 상기 SIBx를 통해 하향링크 반송주파수에서 상향링크 반송주파수를 뺀 값인 제1 값을 획득하며, 상기 결정한 반송 주파수 및 상기 제1 값을 이용하여 상기 상향링크 반송주파수를 계산하는 프로세서를 포함할 수 있다. According to another embodiment of the present invention, a terminal for communicating with a base station on the Internet is provided. The terminal estimates a frequency offset through the downlink synchronization signal and an RF module that receives a downlink synchronization signal and a system information block (SIBx) from the base station, Control is performed to determine a downlink carrier frequency and obtain a first value which is a value obtained by subtracting the uplink carrier frequency from the downlink carrier frequency through the SIBx, and using the determined carrier frequency and the first value, And calculate a link carrier frequency.

상기 RF 모듈은 상기 지국으로부터 PBCH(Physical Broadcast Channel)를 수신할 수 있으며, 상기 프로세서는 상기 PBCH를 통해 상기 사물인터넷의 동작 모드를 획득할 수 있다. The RF module may receive a PBCH (Physical Broadcast Channel) from the base station, and the processor may obtain an operation mode of the Internet through the PBCH.

상기 동작 모드가 인밴드 동작 모드인 경우, 상기 프로세서는 상기 PBCH의 제어 정보 중 채널 래스터 옵셋 정보를 획득하며, 상기 결정된 하향링크 반송주파수, 상기 제1 값, 그리고 상기 채널 래스터 옵셋 정보를 이용하여, 상기 상향링크 반송주파수를 계산할 수 있다. Wherein when the operation mode is the in-band operation mode, the processor obtains channel raster offset information of the control information of the PBCH, and uses the determined downlink carrier frequency, the first value, and the channel raster offset information, The uplink carrier frequency can be calculated.

상기 프로세서는, 상기 채널 래스터 옵셋 정보를 이용하여 상기 기지국의 전체 시스템 중심 반송주파수와 상기 단말을 위한 자원블록(Resource Block)의 중심 주파수의 차이 값인 제2 값을 계산하며, 상기 결정된 하향링크 반송주파수, 상기 제1 값, 그리고 제2 값을 이용하여 상기 상향링크 반송주파수를 계산할 수 있다. The processor calculates a second value, which is a difference between a total system center-of-carrier frequency of the base station and a center frequency of a resource block for the terminal, using the channel raster offset information, , The first value, and the second value to calculate the uplink carrier frequency.

상기 프로세서는, 상기 하향링크 반송 주파수를 결정한 후에, CP(Cyclic Prefix)를 제거하고 유효 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 심볼 단위로 페이즈 회전을 보상하고 상기 유효 OFDM 심볼 단위로 다운샘플링을 수행하며 상기 기지국의 FFT(Fast Fourier Transform) 사이즈보다 작은 사이즈를 가지는 FFT를 수행할 수 있다. After determining the downlink carrier frequency, the processor removes a CP (Cyclic Prefix), compensates phase rotation in units of effective OFDM symbols, performs downsampling on the basis of the effective OFDM symbol, (FFT) size smaller than the Fast Fourier Transform (FFT) size of FIG.

본 발명의 실시예에 따르면, 사물인터넷의 동작 모드에 따라 하향링크 반송주파수를 동기화 하고 상향링크 반송 주파수를 결정하는 단말의 동작 방법을 제공할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, it is possible to provide an operation method of a terminal that synchronizes a downlink carrier frequency and determines an uplink carrier frequency according to an operation mode of the object Internet.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 10MHz 시스템 대역폭을 가지는 LTE 시스템에서의 주파수영역 RB(Resource Block)을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 5MHz, 10Mz 시스템 대역폭을 가지는 LTE 시스템에서의 주파수영역 RB(Resource Block)을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 하향링크 주파수 동기화부터 복조전까지의 단말의 동작 방법을 나타내는 플로우차트이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 하향링크 주파수 동기화부터 복조전까지의 단말의 동작 방법을 나타내는 플로우차트이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 하향링크 주파수 동기화부터 복조전까지의 단말의 동작 방법을 나타내는 플로우차트이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 스탠드얼론 동작모드 또는 가드밴드 동작모드에서, 단말의 동작 방법을 나타내는 플로우차트이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 인밴드 동작모드에서, 단말의 동작 방법을 나타내는 플로우차트이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 단말을 나타내는 도면이다. 1 is a diagram illustrating a frequency domain RB (Resource Block) in an LTE system having a 10 MHz system bandwidth according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram illustrating a frequency domain RB (Resource Block) in an LTE system having a 5 MHz and 10 Mz system bandwidth according to an embodiment of the present invention.
3 is a flowchart illustrating an operation method of a UE from downlink frequency synchronization to demodulation according to an embodiment of the present invention.
4 is a flowchart illustrating an operation method of a UE from downlink frequency synchronization to demodulation according to another embodiment of the present invention.
5 is a flowchart illustrating an operation method of a UE from downlink frequency synchronization to demodulation according to another embodiment of the present invention.
6 is a flowchart illustrating a method of operating a terminal in a standalone operation mode or a guard band operation mode according to an embodiment of the present invention.
7 is a flowchart illustrating an operation method of a terminal in an in-band operation mode according to another embodiment of the present invention.
8 is a diagram illustrating a terminal according to an embodiment of the present invention.

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.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and similar parts are denoted by like reference characters throughout the specification.

명세서 전체에서, 단말(terminal)은 IoT(Internet of Things) 단말, 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, AMS, HR-MS, SS, PSS, AT, UE 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다.Throughout the specification, a terminal may be an Internet of Things (IOT) terminal, a mobile terminal (MT), a mobile station (MS), an advanced mobile station (AMS) a reliability mobile station (HR-MS), a subscriber station (SS), a portable subscriber station (PSS), an access terminal (AT), a user equipment And may include all or some of the functions of the terminal, MT, AMS, HR-MS, SS, PSS, AT, UE,

또한, 기지국(base station, BS)은 진보된 기지국(advanced base station, ABS), 고신뢰성 기지국(high reliability base station, HR-BS), 노드B(node B), 고도화 노드B(evolved node B, eNodeB), 접근점(access point, AP), 무선 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, 노드B, eNodeB, AP, RAS, BTS, MMR-BS, RS, HR-RS 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다. Also, a base station (BS) is an advanced base station (ABS), a high reliability base station (HR-BS), a node B, an evolved node B, eNodeB), an access point (AP), a radio access station (RAS), a base transceiver station (BTS), a mobile multihop relay (MMR) BS, ABS, Node B, eNodeB, AP, RAS, BTS, MMR-BS, RS, and so on) , HR-RS, and the like.

본 발명의 실시예에 따른 단말은 사물인터넷에서 하향링크의 동기 신호를 이용하여 주파수 옵셋을 추정하고 추정된 옵셋을 이용하여 하향링크 반송주파수를 동기화한 후 상향링크 반송 주파수를 결정하는데, 이하에서 이에 대해서 상세히 설명한다. A terminal according to an embodiment of the present invention estimates a frequency offset using a downlink synchronization signal in the object Internet, synchronizes a downlink carrier frequency using the estimated offset, and then determines an uplink carrier frequency. Will be described in detail.

스탠드얼론 동작 모드로 동작하는 기지국과 단말은 반송 주파수가 100kHz 채널 래스터(channel raster)에 맞춰져 있다. 즉, 중심 주파수가 100kHz의 정수 배에 맞춰져 있다. 그리고 스탠드얼론 동작 모드에서는 하나의 PRB(Physical Resource Block)가 전체 가용 시스템 대역폭이므로, 기지국과 단말 간 하향링크 채널 래스터 옵셋(channel raster offset)이 발생하지 않을 수 있다. 그러나, 인밴드 동작 모드 또는 가드밴드 동작 모드에서는 기존 LTE 시스템 내 특정 PRB를 사용하므로, 기지국과 단말 사이에는 채널 래스터 옵셋이 발생할 수 있다. 이에 대해서 아래의 도 1 및 도 2를 참조하여 상세히 설명한다. The base station and the terminal operating in the stand-alone operation mode are set to a channel raster with a carrier frequency of 100 kHz. That is, the center frequency is set to an integral multiple of 100 kHz. In the standalone operation mode, since a physical resource block (PRB) is the total available system bandwidth, a downlink channel raster offset between the base station and the terminal may not occur. However, since the specific PRB in the existing LTE system is used in the in-band operation mode or the guard band operation mode, a channel raster offset may occur between the base station and the terminal. This will be described in detail with reference to FIGS. 1 and 2 below.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 10MHz 시스템 대역폭을 가지는 LTE 시스템에서의 주파수영역 RB(Resource Block)을 나타내는 도면이다. 1 is a diagram illustrating a frequency domain RB (Resource Block) in an LTE system having a 10 MHz system bandwidth according to an embodiment of the present invention.

도 1에 나타낸 바와 같이, 가용 PRB 수는 50이고, 이 가용 RPB의 양쪽으로 가드(Guard) PRB들이 있다. 이 가드 PRB들은 기존 LTE 시스템에는 사용되지 않지만, 가드밴드 동작 모드에서는 가드 PRB들 중에서 하나의 특정 가드 PRB가 IoT 서비스 제공용으로 사용된다. IoT 단말들이 기지국에서 전송되는 특정 가드 PRB에 주파수 동기화되도록, 특정 가드 PRB에서 동기 신호와 IoT 시스템 접속과 관련된 물리채널이 전송된다. 여기서, IoT 동기 신호와 IoT 물리 채널이 전송되는 특정 PRB를 '앵커(anchor)-PRB'라 정의된다. 도 1에서, 기존 LTE 시스템의 반송 주파수는 DC 캐리어(carrier)로 표시된 부분으로서, 100kHz의 정수 배의 값을 가진다. IoT용 단말은 특정 가드 PRB에 반송 주파수를 맞출 때, 기존 LTE 시스템의 반송주파수로부터 100kHz씩 채널 래스터(channel raster)를 수행하여, 특정 가드 PRB의 가운데 지점 쪽으로 찾아가는 채널 래스터 규칙을 따른다. 여기서, 하나의 RPB의 절반 길이에 해당하는 주파수 값이 100kHz의 정수배가 되지 않으므로, 채널 래스터 옵셋이 발생한다. 좀 더 상세히 설명하면, 기존 LTE 시스템의 서브캐리어 스패이싱(subcarrier spacing)은 15kHz이고, 하나의 PRB는 12개의 서브캐리어 구성된다. 하나의 PRB의 절반 길이는 15000*6=90kHz로서 100kHz가 아니므로, IoT 단말이 100kHz씩 채널 래스터를 수행하여 특정 가드 PRB의 가운데 지점 쪽으로 찾아갔을 때 주파수 값은 정확히 100kHz의 정수 배가 되지 못한다. 도 1에서는, 100kHz의 정수배에서 2.5kHz만큼 못 미치므로, 단말이 도 1의 양쪽 가드 PRB 중 하나에 하향링크 반송주파수를 맞출 경우 2.5kHz 채널 래스터 옵셋을 가진다. As shown in Fig. 1, the number of available PRBs is 50, and there are Guard PRBs on both sides of this available RPB. These guard PRBs are not used in the existing LTE system, but in the guard band operation mode, one specific guard PRB among the guard PRBs is used for providing the IoT service. The synchronous signal and the physical channel associated with the IoT system connection are transmitted in the specific guard PRB so that the IoT terminals are frequency-synchronized with the specific guard PRB transmitted from the base station. Here, the specific PRB to which the IoT synchronization signal and the IoT physical channel are transmitted is defined as an anchor-PRB. In FIG. 1, the carrier frequency of a conventional LTE system is a portion denoted by a DC carrier, and has a value of an integral multiple of 100 kHz. The terminal for IoT follows a channel raster rule, which performs channel raster at 100 kHz from the carrier frequency of the existing LTE system when the carrier frequency is set to the specific guard PRB, and moves toward the center point of the specific guard PRB. Here, since the frequency value corresponding to half the length of one RPB is not an integer multiple of 100 kHz, a channel raster offset occurs. In more detail, the subcarrier spacing of a conventional LTE system is 15 kHz, and one PRB is composed of 12 subcarriers. Since the half length of one PRB is 15000 * 6 = 90kHz, it is not 100kHz. Therefore, when the IoT terminal ran channel raster by 100kHz and visited the center point of the specific guard PRB, the frequency value can not be exactly multiplied by 100kHz. In FIG. 1, the channel raster offset has a 2.5 kHz channel offset when the terminal aligns the downlink carrier frequency with one of the guard PRBs in FIG. 1 because the integer is less than 2.5 kHz by an integer multiple of 100 kHz.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 5MHz, 10Mz 시스템 대역폭을 가지는 LTE 시스템에서의 주파수영역 RB(Resource Block)을 나타내는 도면이다. 2 is a diagram illustrating a frequency domain RB (Resource Block) in an LTE system having a 5 MHz and 10 Mz system bandwidth according to an embodiment of the present invention.

도 2의 5MHz 시스템 대역폭에서는 가용 PRB 수가 25이고, 가용 PRB들 중 7번째 PRB 또는 17번째 PRB를 앵커-PRB로 사용하는 인밴드 동작 모드를 나타내고 있다. 도 2의 5MHz 시스템 대역폭에서 17번째 RPB가 앵커-PRB인 경우에는 7.5kHz의 채널 래스터 옵셋이 발생하고, 7번째 PRB가 앵커-PRB인 경우에는 -7.5kHz의 채널 래스터 옵셋이 발생한다. In the 5 MHz system bandwidth of FIG. 2, the number of available PRBs is 25, and the seventh PRB or the seventh PRB among the available PRBs is used as an anchor-PRB. In the 5 MHz system bandwidth of FIG. 2, a channel raster offset of 7.5 kHz occurs when the 17 th RPB is an anchor-PRB, and a channel raster offset of -7.5 kHz occurs when the 7 th PRB is an anchor-PRB.

한편, 도 2의 10MHz 시스템 대역폭에서는 가용 PRB 수가 50이고, 가용 PRB들 중 19번째 PRB 또는 30번째 PRB를 앵커-PRB로 사용하는 인밴드 동작 모드를 나타내고 있다. 도 2의 10MHz 시스템 대역폭에서 19번째 RPB가 앵커-PRB인 경우에는 2.5kHz의 채널 래스터 옵셋이 발생하고, 30번째 PRB가 앵커-PRB인 경우에는 -2.5kHz의 채널 래스터 옵셋이 발생한다. On the other hand, in the 10 MHz system bandwidth of FIG. 2, the number of available PRBs is 50, and the 19th PRB or 30th PRB among the available PRBs is used as an anchor-PRB. In the 10 MHz system bandwidth of FIG. 2, a channel raster offset of 2.5 kHz occurs when the 19 th RPB is an anchor-PRB, and a channel raster offset of -2.5 kHz occurs when the 30 th PRB is an anchor-PRB.

단말(IoT 단말)은 앵커-PRB에서 동기화한 후, 시스템 접속에 필요한 정보를 하향링크 제어물리채널로부터 획득한다. 이와 같이 획득된 정보는 하향링크 반송주파수와 상향링크 반송 주파수의 차이 정보와 상기에서 설명한 채널 래스터 옵셋 정보가 포함되어 있다. 본 발명의 실시예에 따른 단말은 이 정보(즉, 하향링크 반송주파수와 상향링크 반송 주파수의 차이 정보, 채널 래스터 옵셋 정보)를 이용하여 상향링크 반송 주파수를 설정하고 원하는 신호를 기지국으로 전송한다. After the terminal (IoT terminal) synchronizes with the anchor-PRB, it acquires information required for system connection from the downlink control physical channel. The thus obtained information includes the difference information between the downlink carrier frequency and the uplink carrier frequency and the channel raster offset information described above. A terminal according to an embodiment of the present invention sets an uplink carrier frequency using this information (i.e., difference information between a downlink carrier frequency and an uplink carrier frequency, and channel raster offset information) and transmits a desired signal to a base station.

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 단말(IoT 단말)이 하향링크 동기신호를 이용하여 반송 주파수 옵셋을 추정하고 이를 보상하여 주파수 동기화를 수행하는 방법에 대해서 설명한다. 그리고 단말이 주파수 동기화를 수행한 후에, 시스템 초기 접속과 관련된 제어물리채널로부터 획득한 정보(즉, 채널 래스터 옵셋 정보, 그리고 상향링크와 하향링크 간의 반송주파수 차이 정보)를 이용하여 상향링크 반송 주파수를 결정하는 방법에 대해서 설명한다. Hereinafter, a method for performing frequency synchronization by estimating a carrier frequency offset using a downlink synchronization signal and compensating the carrier frequency offset according to an embodiment of the present invention will be described. After the UE performs frequency synchronization, the uplink carrier frequency is calculated using the information obtained from the control physical channel associated with the system initial connection (i.e., the channel raster offset information and carrier frequency difference information between the uplink and the downlink) And a method for determining the above-mentioned information will be described.

기지국이 하향링크로 통해 전송하는 OFDM 기저대역 아날로그 신호(

)는 스탠드얼론, 인밴드, 그리고 가드밴드 동작 모드에 관계없이 아래의 수학식 1과 같이 등가적으로 표현될 수 있다. An OFDM baseband analog signal transmitted by the base station on the downlink (

Can be equivalently expressed as Equation (1) below regardless of the standalone, in-band, and guard band operation modes.

수학식 1에서, p는 안테나 포트를 나타내고, l은 OFDM 심볼 인덱스를 나타낸다.

는 심볼 l 별 CP(Cyclic Prefix)의 길이(샘플수)를 나타내고, t_s는 샘플의 시간길이를 나타내며, N은 유효 OFDM 심볼 길이(샘플수)를 나타낸다.

는 서브캐리어 스페이싱(subcarrier spacing)을 나타내고,

는 하나의 RB가 구성하는 서브캐리어 수를 의미한다. 그리고,

이고,

이며,

는 RE(Rosurce Element) (k, l)로서 l번째 심볼의 k번째 서브캐리어에 할당된 변조된 복소 심볼을 나타낸다. In Equation (1), p represents an antenna port and l represents an OFDM symbol index.

Represents the length (number of samples) of CP (Cyclic Prefix) per symbol l, t _s represents time length of the sample, and N represents the effective OFDM symbol length (number of samples).

&Lt; / RTI > denotes subcarrier spacing,

Denotes the number of subcarriers constituted by one RB. And,

ego,

Lt;

Denotes a modulated complex symbol assigned to the kth subcarrier of the lth symbol as RE (Rosurce Element) (k, l).

수학식 1의 OFDM 기저대역 디지털 신호(

)는 동작모드에 관계 없이 다음의 수학식 2와 같이 표현된다. The OFDM baseband digital signal of equation (1)

Is expressed by the following equation (2) regardless of the operation mode.

설명의 편의를 위해, l=0,1,…, 13, N=128,

라고 가정한다. For convenience of explanation, l = 0, 1, ... , 13, N = 128,

.

수학식 2에서 우변의 마지막 항인 P(n)은 7.5kHz 주파수 시프트(frequency shift)를 적용하기 위한 페이즈 회전(phase rotation) 함수이다. DC 서브캐리어의 가운데에 실려 있는 정보는 선천적인 간섭으로 인해 수신단(예를 들면, 단말)에서 복원이 되지 않거나 성능 열화가 발생한다. 이에 따라 OFDM 심볼 별로 7.5kHz 주파수 시프트를 수행하여, RF 영역에서의 반송주파수가 서브캐리어의 가운데 아니라 경계(즉, 수학식 2의

과

의 사이)에 위치하게 된다. P (n), the last term of the right side in Equation (2), is a phase rotation function for applying a frequency shift of 7.5 kHz. Information contained in the middle of the DC subcarrier is not restored or deteriorated in performance at the receiving end (for example, a terminal) due to inherent interference. Accordingly, a frequency shift of 7.5 kHz is performed for each OFDM symbol so that the carrier frequency in the RF domain is not the center of the subcarrier but the boundary (i.e.,

and

). &Lt; / RTI >

한편, 일반성을 잃지 않고 분석의 간소화를 위해, 기지국은 단일 안테나로 신호를 전송하고, 이 신호는 단일경로 고정(static) 무선채널을 경유하여 단말로 유입된다고 가정한다. 그리고 AWGN(Additive White Gaussian Noise)은 없고 시간동기화 되어 있으며 주파수옵셋이 추정되었다고 가정한다. 이러한 가정들을 감안하면, 하향링크를 통해 단말에 유입되는 OFDM 기저대역 아날로그 신호(

)는 동작모드에 관계 없이 다음의 수학식 3과 같이 표현된다. Meanwhile, in order to simplify the analysis without losing generality, it is assumed that the base station transmits a signal to a single antenna, and the signal is transmitted to the terminal via a single path static radio channel. It is assumed that AWGN (Additive White Gaussian Noise) is not present and time synchronized and frequency offset is estimated. Considering these assumptions, the OFDM baseband analog signal ("

Is expressed by the following equation (3) regardless of the operation mode.

수학식 3의 OFDM 기저대역 디지털 신호(

)는 동작모드에 관계 없이 아래의 수학식 4와 같이 표현된다. The OFDM baseband digital signal of equation (3)

Is expressed by the following equation (4) regardless of the operation mode.

수학식 3 및 4에서, h는 단일경로 채널이득을 나타내고,

는 채널 래스터 옵셋(channel raster offset)을 나타내며,

는 송신 반송주파수와 수신 반송 주파수의 차이를 의미한다. In

Equations

3 and 4, h represents a single path channel gain,

Represents a channel raster offset,

Means the difference between the transmission carrier frequency and the reception carrier frequency.

이하에서는 설명의 편의를 위해, 수학식 4의 수신신호와 같은 수학적 모델을 이용하여, 본 발명의 실시예에 따른 단말의 동작 방법을 설명한다. 다만, 실제 무선채널 환경의 수신신호 모델링을 이용한다고 하더라 아래에서 설명하는 단말의 동작 방법이 달라지지 않는다. Hereinafter, for convenience of description, a method of operating a terminal according to an embodiment of the present invention will be described using a mathematical model such as the received signal of Equation (4). However, even if the received signal modeling of the actual radio channel environment is used, the operation method of the terminal described below does not change.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 하향링크 주파수 동기화부터 복조전까지의 단말의 동작 방법을 나타내는 플로우차트이다. 3 is a flowchart illustrating an operation method of a UE from downlink frequency synchronization to demodulation according to an embodiment of the present invention.

먼저, 단말은 주파수 동기화를 위해 AFC(Automatic Frequency Control)를 수행한다(S310). 여기서 추정된 주파수옵셋은

로 정의된다. 단말은 DCXO(Digitally Controlled Cristal Oscillator)의 코어스 튠(coarse tune)과 파인 튠(fine tune)을 조절하고 PLL(Phased Lock Loop)를 수행하여, 주파수 동기화를 획득한다.

는 아래의 수학식 5와 같이 표현된다. First, the UE performs Automatic Frequency Control (AFC) for frequency synchronization (S310). Here, the estimated frequency offset is

. The UE adjusts the coarse tune and fine tune of a Digitally Controlled Cristal Oscillator (DCXO) and performs a PLL (Phased Lock Loop) to obtain frequency synchronization.

Is expressed by the following equation (5).

수학식 5에서,

는 기지국이 IoT용으로 사용하는 RB(Resource Block)의 반송주파수를 의미하고,

는 단말(IoT 단말)의 주파수 동기화 전에 설정된 반송주파수를 의미한다.

의 의미는 송신 반송주파수가 수신 반송주파수가 정확하게 일치하는 것을 의미하며, 이러한 경우는 일반적으로 존재하지 않으며 일정한 구간 내에서 랜덤하게 변한다.

는 단말의 동기화 블록에서 추정되며, 단말은 추정된 값을 이용하여 DCXO의 코어스 튠(coarse tune)과 파인 튠(fine tune)을 조정하여 주파수 동기화를 수행한다. 여기서, DCXO의 코어스 튠(coarse tune)과 파인 튠(fine tune)의 값의 조정에 따른 Hz 값의 변화는 DCXO 모델에 따라 다르나, 하나의 예로 아래의 수학식 6과 같이 조정될 수 있다. In Equation (5)

Denotes a carrier frequency of an RB (Resource Block) used by the base station for IoT,

Denotes a carrier frequency set before the frequency synchronization of the terminal (IoT terminal).

Means that the transmission carrier frequency exactly coincides with the reception carrier frequency, and this case generally does not exist and changes randomly within a certain section.

Is estimated in the synchronization block of the UE, and the UE performs frequency synchronization by adjusting the coarse tune and the fine tune of the DCXO using the estimated value. Here, the change of the Hz value due to the adjustment of the values of the coarse tune and the fine tune of the DCXO varies depending on the DCXO model, but may be adjusted as shown in Equation (6) below.

단말은 수학식 6과 같이 조정한 후 PLL을 수행하여, 아래의 수학식 7과 같이 단말의 반송주파수를 조정하여 주파수 동기화를 획득한다. The UE performs PLL after adjusting as shown in Equation (6), and obtains frequency synchronization by adjusting the carrier frequency of the terminal as shown in Equation (7) below.

수학식 7에서,

는 주파수 동기화 후 업데이트된 단말의 반송주파수를 의미한다.

는 현재의 반송주파수

에서 추정한 주파수 옵셋만큼 실제 주파수를 가변한 것일 수 있다. 한편,

는

값으로 그대로 두고, 상기 수학식 6에서 언급한 DCXO의 코어스 튠(coarse tune)과 파인 튠(fine tune)의 값만 조정하여, 상기 수학식 7의

를 보정할 수 있다. In Equation (7)

Means the carrier frequency of the terminal updated after frequency synchronization.

Lt; RTI ID = 0.0 >

The actual frequency can be varied by the frequency offset estimated by the frequency offset estimator. Meanwhile,

The

And adjusting only the values of the coarse tune and the fine tune of the DCXO mentioned in Equation (6)

Can be corrected.

다음으로, 단말은 CP(Cyclic Prefix)를 제거한다(S320). 상기 수학식 4에서 CP를 제거하면, 아래의 수학식 8과 같이 표현된다. Next, the terminal removes the CP (Cyclic Prefix) (S320). If CP is removed in Equation (4), it is expressed as Equation (8) below.

단말은 유효 OFDM 심볼 단위로 상기에서 언급한 페이즈 회전(phase rotation)을 보상한다(S330). 상기 수학식 8에서 페이즈 회전(phase rotation)이 보상되면, 아래의 수학식 9와 같이 표현된다. The MS compensates the above-mentioned phase rotation for each effective OFDM symbol (S330). When the phase rotation is compensated in Equation (8), it is expressed as Equation (9) below.

단말은 유효 OFDM 심볼 별로 8배 다운샘플링(downsampling)을 수행하여 FFT(Fast Fourier Transform) 입력 신호열을 생성한다(S340). 이와 같은 FFT 입력 신호열은 다음의 수학식 10과 같이 표현된다. The terminal performs an 8-times downsampling for each valid OFDM symbol to generate an FFT (Fast Fourier Transform) input signal sequence (S340). The FFT input signal sequence is expressed by the following Equation (10).

수학식 10에서,

는 단말이 캐칭(catching)할 때의 다운샘플링(downsampling offset)을 나타내고 0부터 7 사이의 값 중 하나의 값으로 설정될 수 있다. In Equation (10)

Indicates a downsampling offset when the terminal is catching and may be set to one of the values from 0 to 7.

다음으로, 단말은 16-point FFT를 수행한 후 복조(demodulation)을 수행한다(S350, S360). Next, the UE performs a 16-point FFT and demodulation (S350, S360).

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 하향링크 주파수 동기화부터 복조전까지의 단말의 동작 방법을 나타내는 플로우차트이다. 4 is a flowchart illustrating an operation method of a UE from downlink frequency synchronization to demodulation according to another embodiment of the present invention.

먼저, 단말은 주파수 동기화를 위해 AFC(Automatic Frequency Control)를 수행한다(S410). S410 단계는 도 3의 S310 단계와 동일하다. 즉, 추정된 주파수 옵셋은

으로 정의되고, 단말은 DCXO(Digitally Controlled Cristal Oscillator)의 코어스 튠(coarse tune)과 파인 튠(fine tune)을 조절하고 PLL(Phased Lock Loop)를 수행하여, 주파수 동기화를 획득한다 그리고

도 상기 수학식 5와 같이 표현된다. First, the UE performs Automatic Frequency Control (AFC) for frequency synchronization (S410). Step S410 is the same as step S310 of FIG. That is, the estimated frequency offset is

, And the UE adjusts the coarse tune and fine tune of a digitally controlled Cristal Oscillator (DCXO) and performs a PLL (Phased Lock Loop) to obtain frequency synchronization

Is also expressed as Equation (5).

는 단말의 동기화 블록에서 추정되며, 단말은 추정된 값을 이용하여 DCXO의 코어스 튠(coarse tune)과 파인 튠(fine tune)을 조정하여 주파수 동기화를 수행한다. 여기서, DCXO의 코어스 튠(coarse tune)과 파인 튠(fine tune)의 값의 조정에 따른 Hz 값의 변화는 DCXO 모델에 따라 다르나, 하나의 예로 상기 수학식 6과 같이 조정될 수 있다. 그리고 단말은 상기 수학식 6과 같이 조정한 후 PLL을 수행하여, 상기 수학식 7과 같이 단말의 반송주파수를 조정하여 주파수 동기화를 획득한다.

Is estimated in the synchronization block of the UE, and the UE performs frequency synchronization by adjusting the coarse tune and the fine tune of the DCXO using the estimated value. Here, the change of the Hz value due to the adjustment of the values of the coarse tune and the fine tune of the DCXO varies depending on the DCXO model, but can be adjusted as shown in Equation (6) as an example. The UE performs PLL after adjusting as shown in Equation (6), and adjusts the carrier frequency of the terminal as shown in Equation (7) to obtain frequency synchronization.

다음으로, 단말은 CP(Cyclic Prefix)를 제거한다(S420). S420 단계는 도 3의 S320 단계와 동일하다. 즉, 상기 수학식 4에서 CP를 제거하면, 상기 수학식 8과 같이 표현된다. Next, the UE removes the CP (Cyclic Prefix) (S420). Step S420 is the same as step S320 of FIG. That is, when CP is removed from Equation (4), it is expressed as Equation (8).

단말은 유효 OFDM 심볼 별로 8배 다운샘플링(downsampling)을 수행한다(S430). 8배 다운샘플링된 신호는 아래의 수학식 11과 같이 표현된다. The UE performs an 8-times downsampling for each valid OFDM symbol (S430). The 8 times downsampled signal is expressed as Equation (11) below.

단말은 유효 OFDM 심볼 단위로 페이즈 회전(phase rotation)을 보상한다(S440). 상기 수학식 11에서 페이즈 회전이 보상된 값은 아래의 수학식 12와 같이 표현된다. The MS compensates phase rotation in units of effective OFDM symbols (S440). In Equation (11), the value obtained by compensating the phase rotation is expressed by Equation (12) below.

다음으로, 단말은 16-point FFT를 수행한 후 복조(demodulation)을 수행한다(S450, S460). Next, the terminal performs demodulation after performing 16-point FFT (S450, S460).

도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 하향링크 주파수 동기화부터 복조전까지의 단말의 동작 방법을 나타내는 플로우차트이다. 5 is a flowchart illustrating an operation method of a UE from downlink frequency synchronization to demodulation according to another embodiment of the present invention.

먼저, 단말은 주파수 동기화를 위해 AFC(Automatic Frequency Control)를 수행한다(S510). S510 단계는 도 3의 S310 단계와 동일하다. 즉, 추정된 주파수 옵셋은

도 상기 수학식 5와 같이 표현된다. First, the UE performs Automatic Frequency Control (AFC) for frequency synchronization (S510). Step S510 is the same as step S310 of FIG. That is, the estimated frequency offset is

Is also expressed as Equation (5).

단말은 유효 OFDM 심볼 별로 8배 다운샘플링(downsampling)을 수행한다(S520). 8배 다운샘플링된 신호는 아래의 수학식 13과 같이 표현된다.The UE performs downsampling by 8 times for each valid OFDM symbol (S520). The 8 times downsampled signal is expressed as Equation (13) below.

다음으로, 단말은 CP(Cyclic Prefix)를 제거한다(S530). 상기 수학식 13에서 CP를 제거하면, 상기 수학식 11과 같이 표현된다. Next, the terminal removes the CP (Cyclic Prefix) (S530). If CP is removed from Equation (13), it is expressed as Equation (11).

단말은 유효 OFDM 심볼 단위로 페이즈 회전(phase rotation)을 보상한다(S540). 상기 수학식 11에서 페이즈 회전이 보상된 값은 상기 수학식 12와 같이 표현된다.The MS compensates phase rotation in units of effective OFDM symbols (S540). In Equation (11), the phase rotation compensated value is expressed as Equation (12).

다음으로, 단말은 16-point FFT를 수행한 후 복조(demodulationg)을 수행한다(S550, S560).Next, the terminal performs a demodulation process after performing 16-point FFT (S550, S560).

이하에서는 도 6 및 도 7을 참조하며, 본 발명의 실시예에 따른 단말이 주파수 동기화하고 상량링크 반송주파수를 결정하는 방법에 대해서 대해서 설명한다. Hereinafter, with reference to FIG. 6 and FIG. 7, a method for frequency synchronization and determining a carrier link frequency of a base station according to an embodiment of the present invention will be described.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 스탠드얼론 동작모드 또는 가드밴드 동작모드에서, 단말의 동작 방법을 나타내는 플로우차트이다. 좀 더 상세히 설명하면, 도 6은 스탠드얼론 동작모드 또는 가드밴드 동작모드에서, 주파수 동기화부터 상향링크 반송주파수를 결정까지의 단말의 동작 방법을 나타낸다. 6 is a flowchart illustrating a method of operating a terminal in a standalone operation mode or a guard band operation mode according to an embodiment of the present invention. More specifically, FIG. 6 shows an operation method of the terminal from the frequency synchronization to the determination of the uplink carrier frequency in the standalone operation mode or the guard band operation mode.

먼저, 단말은 기지국으로부터 전송되는 하향링크 동기신호를 이용하여 주파수 옵셋을 추정한다(S610). 즉, 단말은 하향링크 동기신호를 이용하여 상기 수학식 5와 같이 주어지는 주파수 옵셋을 추정한다. 상기 수학식 5에 나타낸 채널 래스터 옵셋(

)는 스탠드얼론 동작모드에서는 그 값이 '0'(zero)이 일반적이며, 가드밴드 동작모드에서는 그 값은 '0'이 될 수도 있다. First, the terminal estimates a frequency offset using a downlink synchronization signal transmitted from a base station (S610). That is, the UE estimates a frequency offset given by Equation (5) using a downlink synchronization signal. The channel raster offset shown in Equation (5)

) Is '0' (zero) in the standalone operation mode, and may be '0' in the guard band operation mode.

다음으로, 단말은 S610단계에서 추정한 주파수 옵셋을 이용하여 AFC(Automatic Frequency Control)를 수행하고 하향링크 반송주파수를 결정한다(S620). 여기서 하향링크 반송주파수는 상기에서 설명한 단말(IoT 단말)의 반송주파수를 의미한다. 즉, 단말은 상기 수학식 7과 같이, 단말의 반송 주파수(

)(즉, 하향링크 반송주파수)를 새롭게 결정하고 이 값에 따라 AFC를 수행한다. Next, the mobile station performs automatic frequency control (AFC) using the frequency offset estimated in step S610 and determines a downlink carrier frequency (S620). Here, the downlink carrier frequency means the carrier frequency of the terminal (IoT terminal) described above. That is, as shown in Equation (7), the terminal calculates the carrier frequency

) (I.e., a downlink carrier frequency) is newly determined, and an AFC is performed according to this value.

단말은 S620 단계에 의해 AFC를 수행하여 시간과 주파수 동기화된 상태에서, 기지국으로부터 수신한 PBCH(Physical Broadcast Channel)를 통해 동작 모드를 획득한다(S630). 단말은 하향링크 초기 시스템 접속에 필요한 제어정보를 획득하기 위해, 기지국으로부터 제어 물리채널인 PBCH를 수신하고, PBCH를 복원하여 동작 모드를 획득한다. 단말이 S630단계에서 획득한 동작모드가 인밴드 동작모드가 아닌 경우(즉, 스탠드얼론 동작모드 또는 가드밴드 동작모드), 단말은 아래에서 설명하는 S640 단계 및 S650 단계를 수행한다. In step S630, the mobile station performs an AFC operation in step S620 to obtain an operation mode through a PBCH (Physical Broadcast Channel) received from the base station in a time and frequency synchronized state. In order to obtain control information necessary for accessing the downlink initial system, the UE receives the PBCH, which is the control physical channel, from the base station, and restores the PBCH to acquire the operation mode. If the terminal does not receive the in-band operation mode (i.e., the stand-alone operation mode or the guard band operation mode), the terminal performs steps S640 and S650 described below.

다음으로, 단말은 SIBx(System Information Block x)를 통해, 하향링크 반송주파수에서 상향링크 반송주파수를 뺀 값(

)을 획득한다(S640). 즉, 단말은 제어 물리채널인 SIBx를 기지국으로부터 수신하며 수신한 SIBx를 복원하여

를 획득한다. Next, the UE transmits a value obtained by subtracting the uplink carrier frequency from the downlink carrier frequency (SIBx (System Information Block x)

(S640). That is, the terminal receives SIBx, which is a control physical channel, from the base station and restores the received SIBx

.

마지막으로, 단말은 S620 단계에서 결정한 하향링크 반송주파수(

)와 S640 단계에서 획득한

를 이용하여, 상향링크 반송주파수(

)를 계산한다. 즉, 단말은 하향링크 반송주파수(

)와

를 이용하여, 아래의 수학식 14과 같이 정의된 상향링크 반송주파수(

)를 계산한다. Finally, the terminal transmits the downlink carrier frequency (< RTI ID = 0.0 >

) And step S640

, The uplink carrier frequency (

). That is, the UE transmits the downlink carrier frequency (

)Wow

, An uplink carrier frequency (< RTI ID = 0.0 >

).

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 인밴드 동작모드에서, 단말의 동작 방법을 나타내는 플로우차트이다. 좀 더 상세히 설명하면, 도 7은 인밴드 동작모드에서 주파수 동기화부터 상향링크 반송주파수를 결정까지의 단말의 동작 방법을 나타낸다. 7 is a flowchart illustrating an operation method of a terminal in an in-band operation mode according to another embodiment of the present invention. More specifically, FIG. 7 shows an operation method of the terminal from frequency synchronization to determination of the uplink carrier frequency in the in-band operation mode.

먼저, 단말은 기지국으로부터 전송되는 하향링크 동기신호를 이용하여 주파수 옵셋을 추정한다(S710). 즉, 단말은 하향링크 동기신호를 이용하여 상기 수학식 5와 같이 주어지는 주파수 옵셋을 추정한다. 상기 수학식 5에 나타낸 채널 래스터 옵셋(

)는 인밴드 동작 모드에서는 그 값이 일반적으로 '0'(zero)이 아니다. First, the terminal estimates a frequency offset using a downlink synchronization signal transmitted from a base station (S710). That is, the UE estimates a frequency offset given by Equation (5) using a downlink synchronization signal. The channel raster offset shown in Equation (5)

) Is not normally '0' in the in-band mode of operation.

다음으로, 단말은 S710단계에서 추정한 주파수 옵셋을 이용하여 AFC(Automatic Frequency Control)를 수행하고 하향링크 반송주파수를 결정한다(S720). 즉, 단말은 상기 수학식 7과 같이, 단말의 반송 주파수(

)(즉, 하향링크 반송주파수)를 새롭게 결정하고 이 값에 따라 AFC를 수행한다.Next, the UE performs Automatic Frequency Control (AFC) using the frequency offset estimated in step S710 and determines a downlink carrier frequency (S720). That is, as shown in Equation (7), the terminal calculates the carrier frequency

단말은 S720 단계에 의해 AFC를 수행하여 시간과 주파수 동기화된 상태에서, 기지국으로부터 수신한 PBCH(Physical Broadcast Channel)를 통해 동작 모드를 획득한다(S730). 단말은 하향링크 초기 시스템 접속에 필요한 제어정보를 획득하기 위해, 기지국으로부터 제어 물리채널인 PBCH를 수신하고, PBCH를 복원하여 동작 모드를 획득한다. 단말이 S730단계에서 획득한 동작모드가 인밴드 동작모드인 경우, 단말은 아래에서 설명하는 S740 단계, S750 단계, 그리고 S760 단계를 수행한다. In step S730, the mobile station performs an AFC operation in step S720 to acquire an operation mode through a PBCH (Physical Broadcast Channel) received from the base station in a time and frequency synchronized state. In order to obtain control information necessary for accessing the downlink initial system, the UE receives the PBCH, which is the control physical channel, from the base station, and restores the PBCH to acquire the operation mode. If the terminal obtains the in-band operation mode in step S730, the terminal performs steps S740, S750, and S760 described below.

단말은 복원된 PBCH의 제어 정보 중 채널 래스터 옵셋 정보를 획득한다(S740). 채널 래스터 옵셋(channel raster offset) 정보는 기지국의 전체 시스템 대역폭의 중심으로부터 떨어져 있는 특정 RB의 지수(

)와 일대일로 매핑되어 있다. The UE acquires the channel raster offset information among the control information of the restored PBCH (S740). The channel raster offset information is the index of a particular RB that is distant from the center of the overall system bandwidth of the base station

To-one correspondence.

하나의 예로, 단말이 복원한 정보가 채널 래스터 옵셋=7.5kHz 와

이 경우에 대해서 알아본다. 이런 경우, 기지국의 전체 시스템 대역폭의 중심에서 좌측으로 35번째 RB가 단말(IoT 단말)이 사용할 RB임을 의미한다. 그리고 전체 시스템 대역폭의 중심에서 위로 35번째 RB까지 100kHz 채널 래스터가 수행되는 경우, 35번째 RB의 가운데 주파수에서 래스터(raster)된 주파수를 뺀 값이 7.5kHz라는 의미이다. As an example, if the information restored by the UE is channel raster offset = 7.5 kHz

Let's look at this case. In this case, it means that the 35th RB from the center of the entire system bandwidth of the base station is the RB to be used by the terminal (IoT terminal). And if a 100 kHz channel raster is performed from the center of the overall system bandwidth up to the 35th RB, the value obtained by subtracting the raster frequency from the center frequency of the 35th RB is 7.5 kHz.

다른 예로, 단말이 복원한 정보가 채널 래스터 옵셋=-2.5kHz 와

이 경우에 대해서 알아본다. 이런 경우, 기지국의 전체 시스템 대역폭의 중심에서 우측으로 30번째 RB가 단말(IoT 단말)이 사용할 RB임을 의미한다. 그리고 전체 시스템 대역폭의 중심에서 아래로 30번째 RB까지 100kHz 채널 래스터가 수행되는 경우, 30번째 RB의 가운데 주파수에서 래스터(raster)된 주파수를 뺀 값이 -2.5kHz라는 의미이다. As another example, if the information restored by the terminal is channel raster offset = -2.5 kHz

Let's look at this case. In this case, it means that the 30th RB from the center of the entire system bandwidth of the base station is the RB to be used by the terminal (IoT terminal). And if a 100kHz channel raster is performed from the center of the overall system bandwidth down to the 30th RB, the value obtained by subtracting the raster frequency from the center frequency of the 30th RB is -2.5kHz.

)을 획득한다(S740). 즉, 단말은 제어 물리채널인 SIBx를 기지국으로부터 수신하며 수신한 SIBx를 복원하여

(S740). That is, the terminal receives SIBx, which is a control physical channel, from the base station and restores the received SIBx

.

마지막으로, 단말은 상기에서 획득한 정보들을 이용하여, 상향링크 반송주파수(

)를 계산한다(S760). S760 단계에 대해서 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다. Finally, the terminal uses the information obtained above to calculate the uplink carrier frequency

(S760). Step S760 will be described in more detail as follows.

단말은 S740 단계에서 획득한 특정 RB의 지수(

), 채널 래스터 옵셋 정보를 이용하여, 기지국의 전체 시스템의 중심 반송주파수(

)와 IoT 용 RB의 중심 주파수 간의 차이 값(

)을 아래의 수학식 15와 같이 계산한다. The UE calculates the index of the specific RB acquired in step S740

), The channel raster offset information is used to determine the center carrier frequency of the entire system of the base station

) And the center frequency of the RB for IoT (

) Is calculated as shown in the following equation (15).

단말은 상기 S720 단계에서 결정한

, 상기 수학식 15에 의해 계산된

, 그리고 상기 S750 단계에서 획득한

를 이용하여, 아래의 수학식 16과 같이 상향링크 반송 주파수(

)를 계산한다. In step S720,

, The value calculated by the equation (15)

, And in step S750,

, The uplink carrier frequency (< RTI ID = 0.0 >

).

수학식 16에서, sign(x)는 x가 양수이면 '1'이 되고 x가 음수이면 '-1'이 된다. In Equation (16), sign (x) becomes '1' if x is a positive number and '-1' if x is a negative number.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 단말을 나타내는 도면이다. 즉, 단말(800)는 IoT 시스템에서 동작하는 IoT 단말이다. 8 is a diagram illustrating a terminal according to an embodiment of the present invention. That is, the terminal 800 is an IoT terminal operating in the IoT system.

도 8에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 단말(800)은 프로세서(810), 메모리(820) 및 RF 모듈(830)을 포함한다. As shown in FIG. 8, a terminal 800 according to an embodiment of the present invention includes a processor 810, a memory 820, and an RF module 830.

프로세서(810)는 도 1 내지 도 7에서 설명한 포맷, 방법 및 기능들을 구현하도록 구성될 수 있다. The processor 810 may be configured to implement the formats, methods, and functions described in Figures 1-7.

메모리(820)는 프로세서(810)와 연결되고 프로세서(810)의 동작과 관련된 다양한 정보를 저장한다. The memory 820 is coupled to the processor 810 and stores various information related to the operation of the processor 810. [

RF 모듈(830)은 안테나(도시 하지 않음)와 연결되고 무선 신호를 송신 또는 수신한다. 그리고 안테나는 단일 안테나 또는 다중 안테나(MIMO 안테나)로 구현될 수 있다.The RF module 830 is connected to an antenna (not shown) and transmits or receives radio signals. And the antenna may be implemented as a single antenna or multiple antennas (MIMO antenna).

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.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, It belongs to the scope of right.

Claims

A method of operating a terminal on the Internet,
Estimating a frequency offset using a downlink synchronization signal transmitted from a base station,
Determining a downlink carrier frequency by performing Automatic Frequency Control (AFC) using the frequency offset,
(SIBx) transmitted from the base station to obtain a first value which is a value obtained by subtracting the uplink carrier frequency from the downlink carrier frequency, and
And calculating the uplink carrier frequency using the determined downlink carrier frequency and the first value.

The method according to claim 1,
And recovering a PBCH (Physical Broadcast Channel) transmitted from the base station to obtain an operation mode of the object Internet.

3. The method of claim 2,
Wherein the uplink carrier frequency is a value obtained by subtracting the first value from the determined downlink carrier frequency when the operation mode of the object Internet is a standalone operation mode or a guard band operation mode.

3. The method of claim 2,
Further comprising the step of obtaining channel raster offset information among the control information of the PBCH when the operation mode of the object Internet is the in-band operation mode,
Wherein the step of calculating includes calculating the uplink carrier frequency using the determined downlink carrier frequency, the first value, and the channel raster offset information.

5. The method of claim 4,
Wherein the calculating step comprises:
Calculating a second value that is a difference value between a total system center-of-gravity carrier frequency of the base station and a center frequency of a resource block for the terminal using the channel raster offset information, and
And calculating the uplink carrier frequency using the determined downlink carrier frequency, the first value, and the second value.

The method according to claim 1,
After the determining step,
Removing a CP (Cyclic Prefix)
Compensating for phase rotation in an effective OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) symbol unit,
Performing downsampling on the basis of the effective OFDM symbol, and
Further comprising performing a first FFT having a size smaller than a Fast Fourier Transform (FFT) size of the base station.

The method according to claim 6,
The downsampling is 8 times downsampling,
Wherein the first FFT is a 16-point FFT.

A method of operating a terminal on the Internet,
Estimating a frequency offset using a downlink synchronization signal transmitted from a base station,
Performing frequency synchronization with the base station using the frequency offset,
Acquiring an operation mode of the object Internet by restoring a PBCH (Physical Broadcast Channel) transmitted from the base station,
(SIBx) transmitted from the base station to obtain a first value that is a value obtained by subtracting the uplink carrier frequency from the downlink carrier frequency, and
And using the first value to calculate the uplink carrier frequency.

9. The method of claim 8,
Wherein the frequency synchronization comprises:
Performing Automatic Frequency Control (AFC) using the frequency offset, and
And determining the downlink carrier frequency via the AFC.

10. The method of claim 9,
Wherein the uplink carrier frequency is a value obtained by subtracting the first value from the determined downlink carrier frequency when the operation mode is a standalone operation mode or a guard band operation mode.

10. The method of claim 9,
And when the operation mode is the in-band operation mode, acquiring channel raster offset information of the control information of the PBCH,
Wherein the step of calculating includes calculating the uplink carrier frequency using the determined downlink carrier frequency, the first value, and the channel raster offset information.

9. The method of claim 8,
After the frequency synchronization step,
Removing a CP (Cyclic Prefix)
Compensating for phase rotation in an effective OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) symbol unit,
Performing downsampling on the basis of the effective OFDM symbol, and
Further comprising performing an FFT having a size smaller than a Fast Fourier Transform (FFT) size of the base station.

A terminal for communicating with a base station on the Internet,
An RF module for receiving a downlink synchronization signal and SIBx (System Information Block x) from the base station, and
Estimates a frequency offset through the downlink synchronization signal, determines a downlink carrier frequency by performing Automatic Frequency Control (AFC) using the frequency offset, and determines an uplink carrier frequency at a downlink carrier frequency through the SIBx And calculating the uplink carrier frequency by using the determined carrier frequency and the first value.

14. The method of claim 13,
The RF module receives a Physical Broadcast Channel (PBCH) from the base station,
Wherein the processor acquires an operation mode of the object Internet through the PBCH.

15. The method of claim 14,
Wherein the uplink carrier frequency is a value obtained by subtracting the first value from the determined downlink carrier frequency when the operation mode is the stand-alone operation mode or the guard band operation mode.

15. The method of claim 14,
Wherein when the operation mode is the in-band operation mode, the processor obtains channel raster offset information of the control information of the PBCH, and uses the determined downlink carrier frequency, the first value, and the channel raster offset information, And calculates the uplink carrier frequency.

17. The method of claim 16,
The processor calculates a second value, which is a difference between a total system center-of-carrier frequency of the base station and a center frequency of a resource block for the terminal, using the channel raster offset information, And calculates the uplink carrier frequency using the first value and the second value.

14. The method of claim 13,
After determining the downlink carrier frequency, the processor removes a CP (Cyclic Prefix), compensates phase rotation in units of effective OFDM symbols, performs downsampling on the basis of the effective OFDM symbol, (FFT) size smaller than the Fast Fourier Transform (FFT) size of the terminal.