KR20190116453A - 무선 통신 시스템에서 거리 측정을 측정하는 방법 및 장치 - Google Patents

무선 통신 시스템에서 거리 측정을 측정하는 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

일례에 따르면, 심볼 단위로 신호를 처리하는 송신 장치 및 수신 장치 간의 거리 기법을 제안한다. 일례에 따르면, 상기 송신 장치가 상기 수신 장치로, 기 설정된 제1 주파수 및 제2 주파수를 통해 송신 신호를 송신한다. 이후, 상기 송신 장치가 상기 수신 장치로부터, 상기 송신 신호에 대응하는 수신 신호를 수신한다. 상기 상기 수신 신호는 상기 제1 주파수에 대응되는 제1 수신 성분 및 상기 제2 주파수에 대응되는 제2 수신 성분을 포함하고, 상기 제1 수신 성분의 위상 및 상기 제2 수신 성분의 위상 간에는 상기 수신 장치에 의해 설정된 위상 차이가 적용되고, 상기 위상 차이는 상기 송신 신호가 상기 수신 장치에 수신된 수신시점 및 상기 송신 신호가 상기 수신 장치에서 처리된 처리시점 간의 차이를 기초로 설정된다.

Description

무선 통신 시스템에서 거리 측정을 측정하는 방법 및 장치
본 명세서는 무선 통신 시스템에 관련된 것으로, 보다 구체적으로는 무선 통신 시스템에서 거리를 측정하는 방법 및 장치에 관련된다.
ITU-R(International Telecommunication Union Radio communication sector)에서는 3세대 이후의 차세대 이동통신 시스템인 IMT(International Mobile Telecommunication)-Advanced의 표준화 작업을 진행하고 있다. IMT-Advanced는 정지 및 저속 이동 상태에서 1Gbps, 고속 이동 상태에서 100Mbps의 데이터 전송률로 IP(Internet Protocol)기반의 멀티미디어 서비스 지원을 목표로 한다.
3GPP(3rd Generation Partnership Project)는 IMT-Advanced의 요구 사항을 충족시키는 시스템 표준으로 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)/SC-FDMA(Single Carrier-Frequency Division Multiple Access) 전송방식 기반인 LTE(Long Term Evolution)를 개선한 LTE-Advanced(LTE-A)를 준비하고 있다. LTE-A는 IMT-Advanced를 위한 유력한 후보 중의 하나이다.
한편, 최근 장치들 간 직접통신을 하는 D2D (Device-to-Device)기술에 대한 관심이 높아지고 있다. 특히, D2D는 공중 안전 네트워크(public safety network)을 위한 통신 기술로 주목 받고 있다. 상업적 통신 네트워크는 빠르게 LTE로 변화하고 있으나 기존 통신 규격과의 충돌 문제와 비용 측면에서 현재의 공중 안전 네트워크는 주로 2G 기술에 기반하고 있다. 이러한 기술 간극과 개선된 서비스에 대한 요구는 공중 안전 네트워크를 개선하고자 하는 노력으로 이어지고 있다.
공중 안전 네트워크는 상업적 통신 네트워크에 비해 높은 서비스 요구 조건(신뢰도 및 보안성)을 가지며 특히 셀룰러 통신의 커버리지가 미치지 않거나 이용 가능하지 않은 경우에도, 장치들 간의 직접 신호 송수신 즉, D2D 동작도 요구하고 있다.
D2D 동작은 근접한 기기들 간의 신호 송수신이라는 점에서 다양한 장점을 가질 수 있다. 예를 들어, D2D 단말은 높은 전송률 및 낮은 지연을 가지며 데이터 통신을 할 수 있다. 또한, D2D 동작은 기지국에 몰리는 트래픽을 분산시킬 수 있으며, D2D 단말이 중계기 역할을 한다면 기지국의 커버리지를 확장시키는 역할도 할 수 있다.
상술한 D2D 통신을 확장하여 차량 간의 신호 송수신에 적용할 수 있으며, 차량(VEHICLE)과 관련된 통신을 특별히 V2X(VEHICLE-TO-EVERYTHING) 통신이라고 부른다.
V2X에서 'X'라는 용어는 보행자(PEDESTRIAN), 차량(VEHICLE), 인프라스트럭쵸/네트워크(INFRASTRUCTURE/NETWORK) 등이 될 수 있으며, 차례로 V2P, V2V, V2I/N으로 표시할 수 있다.
한편, 무선통신 시스템은 반정적 스케줄링(semi-persistent scheduling: SPS)를 이용하여 신호를 전송할 수 있다. 반정적 스케줄링은 상위 계층 신호를 통하여 신호를 전송하는 주기를 미리 지정해 놓은 후에 제어 채널을 통해 SPS의 활성화를 지시하면서 특정 자원을 알려주면, 상기 주기에 상기 제어 채널이 지시하는 MCS(modulation and coding scheme), 자원 등으로 신호를 전송하는 스케줄링 방법이다. 이러한 SPS에 따른 신호 전송은 V2X 통신에도 이용할 수 있다.
한편, 단말 간의 직접 링크를 사이드링크(sidelink)라 칭하기도 한다. 사이드링크에서는 스케줄링 방법으로 동적인 방법과 반정적 스케줄링이 모두 이용될 수 있다.
본 명세서는 개선된 성능의 거리 측정 기법을 제안한다. 구체적으로, 무선 통신 시스템의 개체 간의 개선된 거리 측정 기법을 제안한다.
본 명세서는 심볼 단위로 신호를 처리하는 송신 장치 및 수신 장치를 포함하는 무선 통신 시스템에서 상기 송신 장치 및 수신 장치 간의 거리를 측정하는 방법 및 이러한 방법을 구현하는 송신 장치 및/또는 수신 장치를 제안한다.
본 명세서의 일례에 따른 방법은, 상기 송신 장치가 상기 수신 장치로, 기 설정된 제1 주파수 및 제2 주파수를 통해 송신 신호를 송신하는 단계; 상기 송신 장치가 상기 수신 장치로부터, 상기 송신 신호에 대응하는 수신 신호를 수신하되, 상기 상기 수신 신호는 상기 제1 주파수에 대응되는 제1 수신 성분 및 상기 제2 주파수에 대응되는 제2 수신 성분을 포함하고, 상기 제1 수신 성분의 위상 및 상기 제2 수신 성분의 위상 간에는 상기 수신 장치에 의해 설정된 위상 차이가 적용되고, 상기 위상 차이는 상기 송신 신호가 상기 수신 장치에 수신된 수신시점 및 상기 송신 신호가 상기 수신 장치에서 처리된 처리시점 간의 차이를 기초로 설정되는, 단계; 및 상기 송신 장치가, 상기 제1 수신 성분 및 제2 수신 성분을 기초로 상기 송신 장치 및 수신 장치 간의 거리를 산출하는 단계를 포함한다.
본 명세서의 일례는 무선 통신 시스템의 개체 간의 동기가 확보되지 않는 경우에도 개선된 성능의 거리 측정 기법을 제안한다. 본 명세서의 일례는 차량 간의 거리 측정 또는 무선 통신 시스템 상의 개체 간의 거리 측정에서 개선된 성능을 제공한다.
도 1은 무선통신 시스템을 나타낸다.
도 2는 무선 프레임(radio frame) 구조를 나타낸다.
도 3은 하나의 하향링크 슬롯에 대한 자원 그리드(resource grid)의 일 예를 나타낸다.
도 4는 3GPP LTE에서 하향링크 서브프레임 구조의 예를 나타낸다.
도 5는 상향링크 서브프레임의 구조를 나타낸다.
도 6은 사용자 평면(user plane)에 대한 무선 프로토콜 구조(radio protocol architecture)를 나타낸 블록도이다.
도 7은 제어 평면(control plane)에 대한 무선 프로토콜 구조를 나타낸 블록도이다.
도 8는 ProSe를 위한 기준 구조를 나타낸다.
도 9는 D2D 동작을 수행하는 단말들과 셀 커버리지의 배치 예들을 나타낸다.
도 10은 ProSe 직접 통신을 위한 사용자 평면 프로토콜 스택을 나타낸다.
도 11은 D2D 발견을 위한 PC 5 인터페이스를 나타낸다.
도 12는 송신 장치 및 수신 장치에서의 동작을 나타내는 도면이다.
도 13은 본 명세서의 일례가 적용될 수 있는 상황을 나타낸다.
도 14는 안테나 그룹 및 빔 정보를 먼저 송신하고, 이후에 거리 측정 신호를 통해 차량 간의 거리를 측정하는 일례를 나타낸다.
도 15는 도 14의 일례를 변형한 일례이다.
도 16의 일례는 도 14의 일례를 변형한 일례이다.
도 17은 수신 차량에서 송신되는 회귀 신호를 기반으로 두 차량 간의 왕복 시간을 측정하는 일례를 나타낸다.
도 18은 본 명세서의 일례가 구현된 장치의 일례이다.
도 19는 트랜시버의 상세 블록도이다.
본 명세서는 무선통신 시스템에서 반송파 결합(carrier aggregation; CA)을 지원하는 무선 통신 시스템에서 제어정보를 송신하는 방법 및 장치를 제공한다. 설명을 명확하게 하기 위해, 반송파 결합(carrier aggregation; CA)을 지원하는 3GPP LTE 및 그 진화(evolution)를 기초로 설명하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
3GPP(3rd Generation Partnership Project) 표준화 기구에 의한 LTE(Long Term Evolution)는 E-UTRAN(Evolved-Universal Terrestrial Radio Access Network)을 사용하는 E-UMTS(Evolved-UMTS)의 일부로써, 하향링크에서 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)를 채용하고 상향링크에서 SC-FDMA(Single Carrier-Frequency Division Multiple Access)를 채용한다. LTE-A(Advanced)는 LTE의 진화이다.
도 1은 무선통신 시스템을 나타낸다.
E-UTRAN은 단말(10; User Equipment, UE)에게 제어 평면(control plane)과 사용자 평면(user plane)을 제공하는 기지국(20; Base Station, BS)을 포함한다. 단말(10)은 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, MS(Mobile station), UT(User Terminal), SS(Subscriber Station), MT(mobile terminal), 무선기기(Wireless Device) 등 다른 용어로 불릴 수 있다. 기지국(20)은 단말(10)과 통신하는 고정된 지점(fixed station)을 말하며, eNB(evolved-NodeB), BTS(Base Transceiver System), 액세스 포인트(Access Point) 등 다른 용어로 불릴 수 있다.
기지국(20)들은 X2 인터페이스를 통하여 서로 연결될 수 있다. 기지국(20)은 S1 인터페이스를 통해 EPC(Evolved Packet Core, 30), 보다 상세하게는 S1-MME를 통해 MME(Mobility Management Entity)와 S1-U를 통해 S-GW(Serving Gateway)와 연결된다.
EPC(30)는 MME, S-GW 및 P-GW(Packet Data Network-Gateway)로 구성된다. MME는 단말의 접속 정보나 단말의 능력에 관한 정보를 가지고 있으며, 이러한 정보는 단말의 이동성 관리에 주로 사용된다. S-GW는 E-UTRAN을 종단점으로 갖는 게이트웨이이며, P-GW는 PDN을 종단점으로 갖는 게이트웨이이다.
단말과 네트워크 사이의 무선인터페이스 프로토콜 (Radio Interface Protocol)의 계층들은 통신시스템에서 널리 알려진 개방형 시스템간 상호접속 (Open System Interconnection; OSI) 기준 모델의 하위 3개 계층을 바탕으로 L1 (제1계층), L2 (제2계층), L3(제3계층)로 구분될 수 있는데, 이 중에서 제1계층에 속하는 물리계층은 물리채널(Physical Channel)을 이용한 정보전송서비스(Information Transfer Service)를 제공하며, 제 3계층에 위치하는 RRC(Radio Resource Control) 계층은 단말과 네트워크 간에 무선자원을 제어하는 역할을 수행한다. 이를 위해 RRC 계층은 단말과 기지국간 RRC 메시지를 교환한다.
이하 각 계층에 적용된 기술적 특징을 설명한다.
도 2는 무선 프레임(radio frame) 구조를 나타낸다.
도 2를 참조하면, 무선 프레임(radio frame)은 10개의 서브프레임(subframe)으로 구성되고, 하나의 서브프레임은 2개의 슬롯(slot)으로 구성된다. 하나의 서브프레임의 길이는 1ms이고, 하나의 슬롯의 길이는 0.5ms 일 수 있다. 하나의 서브 프레임이 전송되는 데 걸리는 시간을 TTI(transmission time interval)이라 한다. TTI는 스케줄링의 최소 단위일 수 있다.
하나의 슬롯은 시간 영역에서 복수의 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 심볼을 포함할 수 있다. OFDM 심볼은 3GPP LTE가 하향링크에서 OFDMA를 사용하므로 하나의 심볼 구간(symbol period)을 표현하기 위한 것으로, 다중 접속 방식에 따라 다른 명칭으로 불리울 수 있다. 예를 들어, 상향링크 다중 접속 방식으로 SC-FDMA가 사용될 경우 SC-FDMA 심볼이라고 할 수 있다. 하나의 슬롯은 7 OFDM 심볼을 포함하는 것을 예시적으로 기술하나, CP(Cyclic Prefix)의 길이에 따라 하나의 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 바뀔 수 있다. 3GPP TS 36.211 V8.5.0(2008-12)에 의하면, 노멀(normal) CP에서 1 서브프레임은 7 OFDM 심볼을 포함하고, 확장(extended) CP에서 1 서브프레임은 6 OFDM 심볼을 포함한다. 무선 프레임의 구조는 예시에 불과하고, 무선 프레임에 포함되는 서브프레임의 수 및 서브프레임에 포함되는 슬롯의 수는 다양하게 변경될 수 있다.
도 3은 하나의 하향링크 슬롯에 대한 자원 그리드(resource grid)의 일 예를 나타낸다.
도 3을 참조하면, 하향링크 슬롯은 시간 영역에서 복수의 OFDM 심볼을 포함하고, 주파수 영역에서 NRB개의 자원블록(RB; Resource Block)을 포함한다. 자원블록은 자원 할당 단위로 시간 영역에서 하나의 슬롯, 주파수 영역에서 복수의 연속하는 부반송파를 포함한다.
하향링크 슬롯에 포함되는 자원블록의 수 NRB은 셀에서 설정되는 하향링크 전송 대역폭(bandwidth)에 종속한다. 예를 들어, LTE 시스템에서 NRB은 6 내지 110 중 어느 하나일 수 있다. 상향링크 슬롯의 구조도 상기 하향링크 슬롯의 구조와 동일할 수 있다.
자원 그리드 상의 각 요소(element)를 자원 요소(resource element, RE)라 한다. 자원 그리드 상의 자원 요소는 슬롯 내 인덱스 쌍(pair) (k,l)에 의해 식별될 수 있다. 여기서, k(k=0,...,NRB×12-1)는 주파수 영역 내 부반송파 인덱스이고, l(l=0,...,6)은 시간 영역 내 OFDM 심볼 인덱스이다.
도 3에서는 하나의 자원블록이 시간 영역에서 7 OFDM 심볼, 주파수 영역에서 12 부반송파로 구성되어 7×12 자원 요소를 포함하는 것을 예시적으로 기술하나, 자원블록 내 OFDM 심볼의 수와 부반송파의 수는 이에 제한되는 것은 아니다. OFDM 심볼의 수와 부반송파의 수는 CP의 길이, 주파수 간격(frequency spacing) 등에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 예를 들어, 노멀 CP의 경우 OFDM 심볼의 수는 7이고, 확장된 CP의 경우 OFDM 심볼의 수는 6이다. 하나의 OFDM 심볼에서 부반송파의 수는 128, 256, 512, 1024, 1536 및 2048 중 하나를 선정하여 사용할 수 있다.
도 4는 3GPP LTE에서 하향링크 서브프레임 구조의 예를 나타낸다. 서브프레임은 2개의 연속적인(consecutive) 슬롯을 포함한다. 하향링크 서브프레임 내의 첫번째 슬롯의 앞선 최대 3 OFDM 심볼들이 PDCCH(Physical Downlink Control Channel)가 할당되는 제어영역(control region)이고, 나머지 OFDM 심볼들은 PDSCH(Physical Downlink Shared Channel)가 할당되는 데이터 영역(data region)이 된다. 제어영역에는 PDCCH 이외에도 PCFICH(Physical Control Format Indicator Channel), PHICH(Physical Hybrid ARQ Indicator Channel) 등의 제어채널이 할당될 수 있다. 단말은 PDCCH를 통해 전송되는 제어정보를 디코딩하여 PDSCH를 통해 전송되는 데이터 정보를 읽을 수 있다. 여기서, 제어영역이 3 OFDM 심볼을 포함하는 것은 예시에 불과하다. PDCCH는 PDSCH 상의 하향링크 전송의 자원 할당을 알려주는 하향링크 그랜트를 나른다. 보다 구체적으로 PDCCH는 DL-SCH(Downlink Shared Channel)의 자원 할당 및 전송 포맷, PCH(Paging Channel) 상의 페이징 정보, DL-SCH 상의 시스템 정보, PDSCH 상으로 전송되는 랜덤 액세스 응답과 같은 상위 계층 제어 메시지의 자원 할당, 전송 파워 제어 명령, VoIP(voice over IP)의 활성화 등을 나를 수 있다. 또한, PDCCH는 단말에게 상향링크 전송의 자원 할당을 알려주는 상향링크 그랜트를 나른다. 서브프레임 내 제어영역이 포함하는 OFDM 심볼의 수는 PCFICH를 통해 알 수 있다. PHICH는 상향링크 전송의 응답으로 HARQ(Hybrid Automatic Repeat Request) ACK(Acknowledgement)/NACK(Negative-Acknowledgement) 신호를 나른다.
도 5는 상향링크 서브프레임의 구조를 나타낸다.
도 5를 참조하면, 상향링크 서브프레임은 주파수 영역에서 제어 영역과 데이터 영역으로 나뉠 수 있다. 상기 제어 영역은 상향링크 제어 정보가 전송되기 위한 PUCCH(Physical Uplink Control Channel)이 할당된다. 상기 데이터 영역은 데이터(경우에 따라 제어 정보도 함께 전송될 수 있다)가 전송되기 위한 PUSCH(Physical Uplink Shared Channel)이 할당된다. 설정에 따라 단말은 PUCCH와 PUSCH를 동시에 전송할 수도 있고, PUCCH와 PUSCH 중 어느 하나만 전송할 수도 있다.
하나의 단말에 대한 PUCCH는 서브프레임에서 자원블록 쌍(RB pair)으로 할당된다. 자원블록 쌍에 속하는 자원블록들은 제1 슬롯과 제2 슬롯 각각에서 서로 다른 부반송파를 차지한다. PUCCH에 할당되는 자원블록 쌍에 속하는 자원블록이 차지하는 주파수는 슬롯 경계(slot boundary)를 기준으로 변경된다. 이를 PUCCH에 할당되는 RB 쌍이 슬롯 경계에서 주파수가 홉핑(frequency-hopped)되었다고 한다. 단말이 상향링크 제어 정보를 시간에 따라 서로 다른 부반송파를 통해 전송함으로써, 주파수 다이버시티 이득을 얻을 수 있다.
PUCCH 상으로는 HARQ(Hybrid Automatic Repeat reQuest) ACK(Acknowledgement)/NACK(Non-acknowledgement), 하향링크 채널 상태를 나타내는 채널 상태 정보(channel status information, CSI), 예를 들어, CQI(Channel Quality Indicator), PMI(precoding matrix index), PTI(precoding type indicator), RI(rank indication) 등이 전송될 수 있다.
PUSCH는 전송 채널(transport channel)인 UL-SCH(Uplink Shared Channel)에 맵핑된다. PUSCH 상으로 전송되는 상향링크 데이터는 TTI 동안 전송되는 UL-SCH를 위한 데이터 블록인 전송 블록(transport block)일 수 있다. 상기 전송 블록은 사용자 데이터를 포함할 수 있다. 또는, 상향링크 데이터는 다중화된(multiplexed) 데이터일 수 있다. 다중화된 데이터는 UL-SCH를 위한 전송 블록과 채널 상태 정보가 다중화된 것일 수 있다. 예를 들어, 데이터에 다중화되는 채널 상태 정보에는 CQI, PMI, RI 등이 있을 수 있다. 또는 상향링크 데이터는 채널 상태 정보만으로 구성될 수도 있다.
도 6은 사용자 평면(user plane)에 대한 무선 프로토콜 구조(radio protocol architecture)를 나타낸 블록도이고, 도 7은 제어 평면(control plane)에 대한 무선 프로토콜 구조를 나타낸 블록도이다. 사용자 평면은 사용자 데이터 전송을 위한 프로토콜 스택(protocol stack)이고, 제어 평면은 제어신호 전송을 위한 프로토콜 스택이다.
도 6 및 7을 참조하면, 물리계층(PHY(physical) layer)은 물리채널(physical channel)을 이용하여 상위 계층에게 정보 전송 서비스(information transfer service)를 제공한다. 물리계층은 상위 계층인 MAC(Medium Access Control) 계층과는 전송채널(transport channel)을 통해 연결되어 있다. 전송채널을 통해 MAC 계층과 물리계층 사이로 데이터가 이동한다. 전송채널은 무선 인터페이스를 통해 데이터가 어떻게 어떤 특징으로 전송되는가에 따라 분류된다.
서로 다른 물리계층 사이, 즉 송신기와 수신기의 물리계층 사이는 물리채널을 통해 데이터가 이동한다. 상기 물리채널은 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 방식으로 변조될 수 있고, 시간과 주파수를 무선자원으로 활용한다.
MAC 계층의 기능은 논리채널과 전송채널간의 맵핑 및 논리채널에 속하는 MAC SDU(service data unit)의 전송채널 상으로 물리채널로 제공되는 전송블록(transport block)으로의 다중화/역다중화를 포함한다. MAC 계층은 논리채널을 통해 RLC(Radio Link Control) 계층에게 서비스를 제공한다.
RLC 계층의 기능은 RLC SDU의 연결(concatenation), 분할(segmentation) 및 재결합(reassembly)를 포함한다. 무선베어러(Radio Bearer; RB)가 요구하는 다양한 QoS(Quality of Service)를 보장하기 위해, RLC 계층은 투명모드(Transparent Mode, TM), 비확인 모드(Unacknowledged Mode, UM) 및 확인모드(Acknowledged Mode, AM)의 세 가지의 동작모드를 제공한다. AM RLC는 ARQ(automatic repeat request)를 통해 오류 정정을 제공한다.
RRC(Radio Resource Control) 계층은 제어 평면에서만 정의된다. RRC 계층은 무선 베어러들의 설정(configuration), 재설정(re-configuration) 및 해제(release)와 관련되어 논리채널, 전송채널 및 물리채널들의 제어를 담당한다. RB는 단말과 네트워크간의 데이터 전달을 위해 제1 계층(PHY 계층) 및 제2 계층(MAC 계층, RLC 계층, PDCP 계층)에 의해 제공되는 논리적 경로를 의미한다.
사용자 평면에서의 PDCP(Packet Data Convergence Protocol) 계층의 기능은 사용자 데이터의 전달, 헤더 압축(header compression) 및 암호화(ciphering)를 포함한다. 제어 평면에서의 PDCP(Packet Data Convergence Protocol) 계층의 기능은 제어 평면 데이터의 전달 및 암호화/무결정 보호(integrity protection)를 포함한다.
RB가 설정된다는 것은 특정 서비스를 제공하기 위해 무선 프로토콜 계층 및 채널의 특성을 규정하고, 각각의 구체적인 파라미터 및 동작 방법을 설정하는 과정을 의미한다. RB는 다시 SRB(Signaling RB)와 DRB(Data RB) 두가지로 나누어 질 수 있다. SRB는 제어 평면에서 RRC 메시지를 전송하는 통로로 사용되며, DRB는 사용자 평면에서 사용자 데이터를 전송하는 통로로 사용된다.
단말의 RRC 계층과 E-UTRAN의 RRC 계층 사이에 RRC 연결(RRC Connection)이 확립되면, 단말은 RRC 연결(RRC connected) 상태에 있게 되고, 그렇지 못할 경우 RRC 아이들(RRC idle) 상태에 있게 된다.
네트워크에서 단말로 데이터를 전송하는 하향링크 전송채널로는 시스템정보를 전송하는 BCH(Broadcast Channel)과 그 이외에 사용자 트래픽이나 제어메시지를 전송하는 하향링크 SCH(Shared Channel)이 있다. 하향링크 멀티캐스트 또는 브로드캐스트 서비스의 트래픽 또는 제어메시지의 경우 하향링크 SCH를 통해 전송될 수도 있고, 또는 별도의 하향링크 MCH(Multicast Channel)을 통해 전송될 수도 있다. 한편, 단말에서 네트워크로 데이터를 전송하는 상향링크 전송채널로는 초기 제어메시지를 전송하는 RACH(Random Access Channel)와 그 이외에 사용자 트래픽이나 제어메시지를 전송하는 상향링크 SCH(Shared Channel)가 있다.
전송채널 상위에 있으며, 전송채널에 매핑되는 논리채널(Logical Channel)로는 BCCH(Broadcast Control Channel), PCCH(Paging Control Channel), CCCH(Common Control Channel), MCCH(Multicast Control Channel), MTCH(Multicast Traffic Channel) 등이 있다.
물리채널(Physical Channel)은 시간 영역에서 여러 개의 OFDM 심벌과 주파수 영역에서 여러 개의 부반송파(Sub-carrier)로 구성된다. 하나의 서브프레임(Sub-frame)은 시간 영역에서 복수의 OFDM 심벌(Symbol)들로 구성된다. 자원블록은 자원 할당 단위로, 복수의 OFDM 심벌들과 복수의 부반송파(sub-carrier)들로 구성된다. 또한 각 서브프레임은 PDCCH(Physical Downlink Control Channel) 즉, L1/L2 제어채널을 위해 해당 서브프레임의 특정 OFDM 심벌들(예, 첫번째 OFDM 심볼)의 특정 부반송파들을 이용할 수 있다. TTI(Transmission Time Interval)는 서브프레임 전송의 단위시간이다.
RRC 상태란 단말의 RRC 계층이 E-UTRAN의 RRC 계층과 논리적 연결(logical connection)이 되어 있는가 아닌가를 말하며, 연결되어 있는 경우는 RRC 연결 상태(RRC_CONNECTED), 연결되어 있지 않은 경우는 RRC 아이들 상태(RRC_IDLE)라고 부른다. RRC 연결 상태의 단말은 RRC 연결이 존재하기 때문에 E-UTRAN은 해당 단말의 존재를 셀 단위에서 파악할 수 있으며, 따라서 단말을 효과적으로 제어할 수 있다. 반면에 RRC 아이들 상태의 단말은 E-UTRAN이 파악할 수는 없으며, 셀 보다 더 큰 지역 단위인 트래킹 영역(Tracking Area) 단위로 CN(core network)이 관리한다. 즉, RRC 아이들 상태의 단말은 큰 지역 단위로 존재 여부만 파악되며, 음성이나 데이터와 같은 통상의 이동통신 서비스를 받기 위해서는 RRC 연결 상태로 이동해야 한다.
사용자가 단말의 전원을 맨 처음 켰을 때, 단말은 먼저 적절한 셀을 탐색한 후 해당 셀에서 RRC 아이들 상태에 머무른다. RRC 아이들 상태의 단말은 RRC 연결을 맺을 필요가 있을 때 비로소 RRC 연결 과정(RRC connection procedure)을 통해 E-UTRAN과 RRC 연결을 확립하고, RRC 연결 상태로 천이한다. RRC 아이들 상태에 있던 단말이 RRC 연결을 맺을 필요가 있는 경우는 여러 가지가 있는데, 예를 들어 사용자의 통화 시도 등의 이유로 상향 데이터 전송이 필요하다거나, 아니면 E-UTRAN으로부터 호출(paging) 메시지를 수신한 경우 이에 대한 응답 메시지 전송 등을 들 수 있다.
RRC 계층 상위에 위치하는 NAS(Non-Access Stratum) 계층은 연결관리(Session Management)와 이동성 관리(Mobility Management) 등의 기능을 수행한다.
NAS 계층에서 단말의 이동성을 관리하기 위하여 EMM-REGISTERED(EPS Mobility Management-REGISTERED) 및 EMM-DEREGISTERED 두 가지 상태가 정의되어 있으며, 이 두 상태는 단말과 MME에게 적용된다. 초기 단말은 EMM-DEREGISTERED 상태이며, 이 단말이 네트워크에 접속하기 위해서 초기 연결(Initial Attach) 절차를 통해서 해당 네트워크에 등록하는 과정을 수행한다. 상기 연결(Attach) 절차가 성공적으로 수행되면 단말 및 MME는 EMM-REGISTERED 상태가 된다.
단말과 EPC간 시그널링 연결(signaling connection)을 관리하기 위하여 ECM(EPS Connection Management)-IDLE 상태 및 ECM-CONNECTED 상태 두 가지 상태가 정의되어 있으며, 이 두 상태는 단말 및 MME에게 적용된다. ECM-IDLE 상태의 단말이 E-UTRAN과 RRC 연결을 맺으면 해당 단말은 ECM-CONNECTED 상태가 된다. ECM-IDLE 상태에 있는 MME는 E-UTRAN과 S1 연결(S1 connection)을 맺으면 ECM-CONNECTED 상태가 된다. 단말이 ECM-IDLE 상태에 있을 때에는 E-UTRAN은 단말의 배경(context) 정보를 가지고 있지 않다. 따라서 ECM-IDLE 상태의 단말은 네트워크의 명령을 받을 필요 없이 셀 선택(cell selection) 또는 셀 재선택(reselection)과 같은 단말 기반의 이동성 관련 절차를 수행한다. 반면 단말이 ECM-CONNECTED 상태에 있을 때에는 단말의 이동성은 네트워크의 명령에 의해서 관리된다. ECM-IDLE 상태에서 단말의 위치가 네트워크가 알고 있는 위치와 달라질 경우 단말은 트래킹 영역 갱신(Tracking Area Update) 절차를 통해 네트워크에 단말의 해당 위치를 알린다.
이제 D2D 동작에 대해 설명한다.
3GPP LTE-A에서는 D2D 동작과 관련한 서비스를 근접성 기반 서비스(Proximity based Services: ProSe)라 칭한다. 이하 ProSe는 D2D 동작과 동등한 개념이며 ProSe는 D2D 동작과 혼용될 수 있다. 이제, ProSe에 대해 기술한다.
ProSe에는 ProSe 직접 통신(communication)과 ProSe 직접 발견(direct discovery)이 있다. ProSe 직접 통신은 근접한 2 이상의 단말들 간에서 수행되는 통신을 말한다. 상기 단말들은 사용자 평면의 프로토콜을 이용하여 통신을 수행할 수 있다. ProSe 가능 단말(ProSe-enabled UE)은 ProSe의 요구 조건과 관련된 절차를 지원하는 단말을 의미한다. 특별한 다른 언급이 없으면 ProSe 가능 단말은 공용 안전 단말(public safety UE)와 비-공용 안전 단말(non-public safety UE)를 모두 포함한다. 공용 안전 단말은 공용 안전에 특화된 기능과 ProSe 과정을 모두 지원하는 단말이고, 비-공용 안전 단말은 ProSe 과정은 지원하나 공용 안전에 특화된 기능은 지원하지 않는 단말이다.
ProSe 직접 발견(ProSe direct discovery)은 ProSe 가능 단말이 인접한 다른 ProSe 가능 단말을 발견하기 위한 과정이며, 이 때 상기 2개의 ProSe 가능 단말들의 능력만을 사용한다. EPC 차원의 ProSe 발견(EPC-level ProSe discovery)은 EPC가 2개의 ProSe 가능 단말들의 근접 여부를 판단하고, 상기 2개의 ProSe 가능 단말들에게 그들의 근접을 알려주는 과정을 의미한다.
이하, 편의상 ProSe 직접 통신은 D2D 통신, ProSe 직접 발견은 D2D 발견이라 칭할 수 있다.
도 8은 ProSe를 위한 기준 구조를 나타낸다.
도 8을 참조하면, ProSe를 위한 기준 구조는 E-UTRAN, EPC, ProSe 응용 프로그램을 포함하는 복수의 단말들, ProSe 응용 서버(ProSe APP server), 및 ProSe 기능(ProSe function)을 포함한다.
EPC는 E-UTRAN 코어 네트워크 구조를 대표한다. EPC는 MME, S-GW, P-GW, 정책 및 과금 규칙(policy and charging rules function:PCRF), 가정 가입자 서버(home subscriber server:HSS)등을 포함할 수 있다.
ProSe 응용 서버는 응용 기능을 만들기 위한 ProSe 능력의 사용자이다. ProSe 응용 서버는 단말 내의 응용 프로그램과 통신할 수 있다. 단말 내의 응용 프로그램은 응요 기능을 만들기 위한 ProSe 능력을 사용할 수 있다.
ProSe 기능은 다음 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.
- 제3자 응용 프로그램을 향한 기준점을 통한 인터워킹(Interworking via a reference point towards the 3rd party applications)
- 발견 및 직접 통신을 위한 인증 및 단말에 대한 설정(Authorization and configuration of the UE for discovery and direct communication)
- EPC 차원의 ProSe 발견의 기능(Enable the functionality of the EPC level ProSe discovery)
- ProSe 관련된 새로운 가입자 데이터 및 데이터 저장 조정, ProSe ID의 조정(ProSe related new subscriber data and handling of data storage, and also handling of ProSe identities)
- 보안 관련 기능(Security related functionality)
- 정책 관련 기능을 위하여 EPC를 향한 제어 제공(Provide control towards the EPC for policy related functionality)
- 과금을 위한 기능 제공(Provide functionality for charging (via or outside of EPC, e.g., offline charging))
이하에서는 ProSe를 위한 기준 구조에서 기준점과 기준 인터페이스를 설명한다.
- PC1: 단말 내의 ProSe 응용 프로그램과 ProSe 응용 서버 내의 ProSe 응용 프로그램 간의 기준 점이다. 이는 응용 차원에서 시그널링 요구 조건을 정의하기 위하여 사용된다.
- PC2: ProSe 응용 서버와 ProSe 기능 간의 기준점이다. 이는 ProSe 응용 서버와 ProSe 기능 간의 상호 작용을 정의하기 위하여 사용된다. ProSe 기능의 ProSe 데이터베이스의 응용 데이터 업데이트가 상기 상호 작용의 일 예가 될 수 있다.
- PC3: 단말과 ProSe 기능 간의 기준점이다. 단말과 ProSe 기능 간의 상호 작용을 정의하기 위하여 사용된다. ProSe 발견 및 통신을 위한 설정이 상기 상호 작용의 일 예가 될 수 있다.
- PC4: EPC와 ProSe 기능 간의 기준점이다. EPC와 ProSe 기능 간의 상호 작용을 정의하기 위하여 사용된다. 상기 상호 작용은 단말들 간에 1:1 통신을 위한 경로를 설정하는 때, 또는 실시간 세션 관리나 이동성 관리를 위한 ProSe 서비스 인증하는 때를 예시할 수 있다.
- PC5: 단말들 간에 발견 및 통신, 중계, 1:1 통신을 위해서 제어/사용자 평면을 사용하기 위한 기준점이다.
- PC6: 서로 다른 PLMN에 속한 사용자들 간에 ProSe 발견과 같은 기능을 사용하기 위한 기준점이다.
- SGi: 응용 데이터 및 응용 차원 제어 정보 교환을 위해 사용될 수 있다.
D2D 동작은 단말이 네트워크(셀)의 커버리지 내에서 서비스를 받는 경우나 네트워크의 커버리지를 벗어난 경우 모두에서 지원될 수 있다.
도 9는 D2D 동작을 수행하는 단말들과 셀 커버리지의 배치 예들을 나타낸다.
도 9 (a)를 참조하면, 단말 A, B는 모두 셀 커버리지 바깥에 위치할 수 있다. 도 9 (b)를 참조하면, 단말 A는 셀 커버리지 내에 위치하고, 단말 B는 셀 커버리지 바깥에 위치할 수 있다. 도 9 (c)를 참조하면, 단말 A, B는 모두 단일 셀 커버리지 내에 위치할 수 있다. 도 9 (d)를 참조하면, 단말 A는 제1 셀의 커버리지 내에 위치하고, 단말 B는 제2 셀의 커버리지 내에 위치할 수 있다. D2D 동작은 도 9와 같이 다양한 위치에 있는 단말들 간에 수행될 수 있다.
<D2D 통신(ProSe 직접 통신)을 위한 무선 자원 할당>.
D2D 통신을 위한 자원 할당에는 다음 2가지 모드들 중 적어도 하나를 이용할 수 있다.
1. 모드 1(mode 1)
모드 1은 ProSe 직접 통신을 위한 자원을 기지국으로부터 스케줄링 받는 모드이다. 모드 1에 의하여 단말이 데이터를 전송하기 위해서는 RRC_CONNECTED 상태이여야 한다. 단말은 전송 자원을 기지국에게 요청하고, 기지국은 스케줄링 할당 및 데이터 전송을 위한 자원을 스케줄링한다. 단말은 기지국에게 스케줄링 요청을 전송하고, ProSe BSR(Buffer Status Report)를 전송할 수 있다. 기지국은 ProSe BSR에 기반하여, 상기 단말이 ProSe 직접 통신을 할 데이터를 가지고 있으며 이 전송을 위한 자원이 필요하다고 판단한다.
2. 모드 2 (mode 2)
모드 2는 단말이 직접 자원을 선택하는 모드이다. 단말은 자원 풀(resource pool)에서 직접 ProSe 직접 통신을 위한 자원을 선택한다. 자원 풀은 네트워크에 의하여 설정되거나 미리 정해질 수 있다.
한편, 단말이 서빙 셀을 가지고 있는 경우 즉, 단말이 기지국과 RRC_CONNECTED 상태에 있거나 RRC_IDLE 상태로 특정 셀에 위치한 경우에는 상기 단말은 기지국의 커버리지 내에 있다고 간주된다.
단말이 커버리지 밖에 있다면 상기 모드 2만 적용될 수 있다. 만약, 단말이 커버리지 내에 있다면, 기지국의 설정에 따라 모드 1 또는 모드 2를 사용할 수 있다.
다른 예외적인 조건이 없다면 기지국이 설정한 때에만, 단말은 모드 1에서 모드 2로 또는 모드 2에서 모드 1로 모드를 변경할 수 있다.
<D2D 발견(ProSe 직접 발견: ProSe direct discovery)>
D2D 발견은 ProSe 가능 단말이 근접한 다른 ProSe 가능 단말을 발견하는데 사용되는 절차를 말하며 ProSe 직접 발견이라 칭할 수도 있다. ProSe 직접 발견에 사용되는 정보를 이하 발견 정보(discovery information)라 칭한다.
D2D 발견을 위해서는 PC 5 인터페이스가 사용될 수 있다. PC 5인터페이스는 MAC 계층, PHY 계층과 상위 계층인 ProSe Protocol 계층으로 구성된다. 상위 계층(ProSe Protocol)에서 발견 정보(discovery information)의 알림(announcement: 이하 어나운스먼트) 및 모니터링(monitoring)에 대한 허가를 다루며, 발견 정보의 내용은 AS(access stratum)에 대하여 투명(transparent)하다. ProSe Protocol은 어나운스먼트를 위하여 유효한 발견 정보만 AS에 전달되도록 한다. MAC 계층은 상위 계층(ProSe Protocol)로부터 발견 정보를 수신한다. IP 계층은 발견 정보 전송을 위하여 사용되지 않는다. MAC 계층은 상위 계층으로부터 받은 발견 정보를 어나운스하기 위하여 사용되는 자원을 결정한다. MAC 계층은 발견 정보를 나르는 MAC PDU(protocol data unit)를 만들어 물리 계층으로 보낸다. MAC 헤더는 추가되지 않는다.
발견 정보 어나운스먼트를 위하여 2가지 타입의 자원 할당이 있다.
1. 타입 1
발견 정보의 어나운스먼트를 위한 자원들이 단말 특정적이지 않게 할당되는 방법으로, 기지국이 단말들에게 발견 정보 어나운스먼트를 위한 자원 풀 설정을 제공한다. 이 설정은 시스템 정보 블록(system information block: SIB)에 포함되어 브로드캐스트 방식으로 시그널링될 수 있다. 또는 상기 설정은 단말 특정적 RRC 메시지에 포함되어 제공될 수 있다. 또는 상기 설정은 RRC 메시지 외 다른 계층의 브로드캐스트 시그널링 또는 단말 특정정 시그널링이 될 수도 있다.
단말은 지시된 자원 풀로부터 스스로 자원을 선택하고 선택한 자원을 이용하여 발견 정보를 어나운스한다. 단말은 각 발견 주기(discovery period) 동안 임의로 선택한 자원을 통해 발견 정보를 어나운스할 수 있다.
2. 타입 2
발견 정보의 어나운스먼트를 위한 자원들이 단말 특정적으로 할당되는 방법이다. RRC_CONNECTED 상태에 있는 단말은 RRC 신호를 통해 기지국에게 발견 신호 어나운스먼트를 위한 자원을 요청할 수 있다. 기지국은 RRC 신호로 발견 신호 어나운스먼트를 위한 자원을 할당할 수 있다. 단말들에게 설정된 자원 풀 내에서 발견 신호 모니터링을 위한 자원이 할당될 수 있다.
RRC_IDLE 상태에 있는 단말에 대하여, 기지국은 1) 발견 신호 어나운스먼트를 위한 타입 1 자원 풀을 SIB로 알려줄 수 있다. ProSe 직접 발견이 허용된 단말들은 RRC_IDLE 상태에서 발견 정보 어나운스먼트를 위하여 타입 1 자원 풀을 이용한다. 또는 기지국은 2) SIB를 통해 상기 기지국이 ProSe 직접 발견은 지원함을 알리지만 발견 정보 어나운스먼트를 위한 자원은 제공하지 않을 수 있다. 이 경우, 단말은 발견 정보 어나운스먼트를 위해서는 RRC_CONNECTED 상태로 들어가야 한다.
RRC_CONNECTED 상태에 있는 단말에 대하여, 기지국은 RRC 신호를 통해 상기 단말이 발견 정보 어나운스먼트를 위하여 타입 1 자원 풀을 사용할 것인지 아니면 타입 2 자원을 사용할 것인지를 설정할 수 있다.
도 10은 ProSe 직접 통신을 위한 사용자 평면 프로토콜 스택을 나타낸다.
도 10을 참조하면, PC 5 인터페이스는 PDCH, RLC, MAC 및 PHY 계층으로 구성될 수 있다.
ProSe 직접 통신에서는 HARQ 피드백이 없을 수 있다. MAC 헤더는 소스 레이어-2 ID 및 목적 레이어-2 ID를 포함할 수 있다.
도 11은 D2D 발견을 위한 PC 5 인터페이스를 나타낸다.
도 11을 참조하면, PC 5인터페이스는 MAC 계층, PHY 계층과 상위 계층인 ProSe Protocol 계층으로 구성된다. 상위 계층(ProSe Protocol)에서 발견 정보(discovery information)의 알림(announcement: 이하 어나운스먼트) 및 모니터링(monitoring)에 대한 허가를 다루며, 발견 정보의 내용은 AS(access stratum)에 대하여 투명(transparent)하다. ProSe Protocol은 어나운스먼트를 위하여 유효한 발견 정보만 AS에 전달되도록 한다.
MAC 계층은 상위 계층(ProSe Protocol)로부터 발견 정보를 수신한다. IP 계층은 발견 정보 전송을 위하여 사용되지 않는다. MAC 계층은 상위 계층으로부터 받은 발견 정보를 어나운스하기 위하여 사용되는 자원을 결정한다. MAC 계층은 발견 정보를 나르는 MAC PDU(protocol data unit)를 만들어 물리 계층으로 보낸다. MAC 헤더는 추가되지 않는다.
전술한 D2D 동작은 V2X(vehicle-to-everything)에도 적용될 수 있다. 이하, 단말들 간의 직접 링크는 사이드링크(sidelink)라 칭할 수 있다.
이하 무선 통신 시스템 상에서의 거리 측정을 수행하는 기법을 설명한다.
<거리 측정 기법>
이하의 거리 측정 기법에 따른 방법/장치는 무선 통신 시스템 사이에서 거리, 방향, 위치를 사용하는데 활용될 수 있다. 이하의 방법/장치는 상술한 V2X에 적용될 수도 있고, 일반적인 무선 통신에서 활용될 수도 있다. 예를 들어, V2X 시스템에서 특정 개체(예를 들어, 차량)와 다른 개체 간의 거리를 측정하는데 사용되거나, 3GPP 네트워크 상의 특정 개체의 좌표를 측정하는데 사용될 수 있다.
종래의 3GPP LTE 시스템에서는 OTDOA(Observed Time Difference Of Arrival)를 기반으로 위치를 측정했다. OTDOA는 3GPP Rel-9 등을 통해 구체화된 기술로, 서빙 기지국을 포함하는 최소 3개 이상의 기지국을 이용하는 기술이다. 구체적으로, 단말의 위치를 측정하기 위해, 기지국 하향링크 신호의 수신시각 차이(Reference Signal Time Difference: RSTD) 정보를 토대로 2개의 쌍곡선 방정식을 생성하고, 해당 방정식의 해를 구하는 동작이 수행된다. 그러나 OTDOA에 기초한 거리 측정을 위해서는, 거리 측정을 위한 신호를 송신하는 개체 간의 시간 동기가 확보되어야 한다.
본 명세서에 따른 거리 측정 기법은, 이하에서 설명되는 바와 같이, 송신 장치 및 수신 장치의 시간 동기가 확보될 필요가 없고, 종래의 기법에 비해 높은 정확도를 제공한다. 이에 따라 정확한 거리 측정이 요구되는 V2X 시스템에 적용되는 것이 가능하고, 기타 정밀한 거리 측정이 요구되는 다양한 시스템에 활용 가능하다.
본 명세서에 따른 거리 측정 기법은, 무선 통신 장치 사이의 거리를 측정하는 방법을 포함할 수 있다. 예를 들어, 거리 측정의 대상이 되는 장치(즉, 송신 장치 및 수신 장치)가 서로 송신한 무선 신호의 위상 정보를 이용하여 거리를 측정할 수 있다. 이하의 일례에서는 두 개의 주파수(w1, w2)를 이용하여 신호를 송수신하는 상황을 설명하고 있으나, 송수신에 사용하는 주파수의 개수가 다양하게 결정될 수 있다. 또한, 이하의 일례에서는, 복수의 주파수를 동시에 송신하는 상황을 가정하고 있으나 사전에 정해진 다른 시점에 전송하고 이를 감안하여 본 명세서의 원리를 적용하는 것 또한 가능하다.
이하 본 명세서에 따른 거리 측정 기법의 구체적인 일례를 수학식을 기반으로 설명하고, 그 다음에 일반화된 용어를 통해 본 명세서에 따른 구체적인 기법을 설명한다.
각주파수(angular frequency) w를 가지고 특정 지점에서 전송한 무선 신호를 전송 지점으로부터 x만큼 떨어진 지점에서 시간 t에 관찰하게 되면, 관찰된 신호는 하기의 수식과 같이 표현된다.
Figure pct00001
수식에서 A는 해당 위치에서의 무선 신호의 크기(amplitude)를 의미하며 k는
Figure pct00002
의 조건을 만족하는 변수이고, c는 빛의 속도를 의미한다.
도 12는 송신 장치 및 수신 장치에서의 동작을 나타내는 도면이다. 송신 장치는 거리 측정을 위하여 송신 신호를 송신하는 장치이고, 수신 장치는 해당 송신 신호를 수신하고, 이를 처리한 이후, 수신 장치에 의해 생성된 수신 신호를 상기 송신 장치로 전달하는 장치이다. 도 12의 일례는 송신 장치가 상기 수신 신호를 통해 상기 송신 장치과 수신 장치 간의 거리를 측정하는 기법에 관련된다.
이하의 일례에서는 송신 장치와 수신 장치가 신호를 송신 및 수신 동작을 수행하는 시점이 양자화되어 있다고 가정한다. 예를 들어, OFDM을 기반으로 신호를 송수신하는 경우, 각 OFDM symbol의 경계점이 바로 송신 및 수신 동작을 수행하는 양자화된 시점이 된다. 편의상 송신 장치와 수신 장치의 송수신 동작의 시작 시점은 각각 ts,TX와 ts,RX부터 시작된다고 가정하며, tsymb마다 반복적으로 나타난다고 가정하는데 OFDM의 경우 tsymb는 OFDM symbol의 길이가 될 수 있다.
송신 장치는 x=0에 위치하고 있으며 t=ts,TX에서 두 개의 주파수 w1, w2를 통해 거리 측정 신호(즉, 송신 신호)를 송신한다. 이 때 송신 신호의 두 주파수 성분에 대한 초기 위상은 같도록 설정되거나 기 설정된 만큼 위상이 다르게 설정될 수 있는데, 이하에서는 설명의 편의를 위해 초기 위상이 동일하게 설명된 일례를 설명한다. 이 경우, 송신 장치의 위치에서 관찰된 송신 신호는 아래와 같이 표시된다.
Figure pct00003
수신 장치는 송신 장치로부터 d 만큼 떨어져 있다고 가정한다. 송신 장치가 t=ts,TX에서 송신한 신호는 수신 장치에 t=ta,RX=ts,TX + d/c 시점에 도착한다. 수신 장치가 관찰한 신호는 아래와 같이 나타난다.
Figure pct00004
앞선 가정대로 수신 장치가 송신 신호를 실제 처리 시작 가능한 시점(예를 들어, 수신 장치에서의 OFDM 처리시점)은 양자화되어 있고 t=ts,RX에서 위의 신호를 처리한다고 가정한다. 도 12의 일례에서는 FFT(fast Fourier transform)를 이용한 OFDM 처리(processing)가 수행되는 것으로 가정되는데, t=ts,RX에서 initial phase = 0인 기본 주파수의 배수로 나타나는 다양한 주파수의 사인파(sinusoidal) 신호를 곱하여 합하는 형태가 나타난다. 이 경우 FFT의 속성 상 수신된 신호의 주파수와 동일한 주파수의 사인파(sinusoidal) 신호가 곱해진 경우만 남게 되며 나머지 주파수와 곱해진 경우는 합하는 과정에서 0이 된다. 위와 같은 FFT 연산/처리의 속성에 따라, FFT 결과로 수신 장치가 주파수 w1 성분에 대해 획득한 값
Figure pct00005
은 하기의 수식으로 표현된다.
Figure pct00006
상술한 FFT 연산/처리는 주파수 w2 성분에 대해서도 동일하게 적용되는데, 결과적으로 획득한 값
Figure pct00007
는 하기와 같이 표현된다.
Figure pct00008
수신 장치는 상기 수식을 통해 획득한 두 값(
Figure pct00009
,
Figure pct00010
)을 하기와 같이 비교할 수 있다.
Figure pct00011
송신 신호의 주파수(w1, w2)는 송신 장치 및 수신 장치에 알려진 값이므로, 수학식 6을 통해 수신 장치는 ts,RX-ta,RX를 산출할 수 있다. ts,RX는 수신 장치에 거리 측정 신호가 실제로 수신된 시점을 나타내고, ta,RX는 수신 장치에서 OFDM 처리시점을 나타내므로, 결과적으로 수신 장치는 OFDM 처리(processing)를 시작한 시점과 실제 신호가 수신 장치에 도달한 시점 사이의 차이를 산출할 수 있다.
이를 통해서 수신 장치는 양자화된 특정 시점에서만 OFDM 처리를 수행하더라도 적절한 위상(phase) 계산을 통해 특정 송신 장치가 송신한 신호가 실제 도달한 시간을 계산할 수 있다. 특히 이 부분은 여러 장치가 상이한 주파수를 이용하여 신호를 송신하는 과정에서 도움이 되는데, 수신 장치는 여전히 양자화된 특정 시점에서 모든 신호가 겹쳐진 신호에 대해 단일한 FFT 동작만을 수행하여도 후속하는 간단한 위상 계산을 통해 개별 신호의 수신 시점을 파악할 수 있게 된다. 만일 위와 같은 개선된 기법을 사용하지 않고 수신 장치가 개별 신호의 수신 시점을 파악하기 위해서는, 시간 차원에서 매 시점마다 특정 신호가 도달했는지 여부 (가령 예상되는 신호를 실제 신호와 correlation 시킨 값이 일정 수준 이상인지 여부)를 판단해야 하므로 매우 복잡한 계산 및 신호 처리가 요구된다.
상술한 기술적 특징을 도 12를 기초로 다시 설명하면 이하와 같다.
도 12의 일례는 심볼 단위로 신호를 처리하는 송신 장치 및 수신 장치를 포함하는 무선 통신 시스템에서 거리 측정을 위해 사용될 수 있다. 도 12의 일례에서 심볼은 종래의 OFDM, OFDMA, SC-FDMA 심볼을 포함하는 단위로, 무선 신호의 송/수신을 위한 시간 단위를 의미한다. 도 12에서 송신 장치(1210)은, 상술한 바와 같이, 거리 측정을 위하여 송신 신호(1230)를 송신하는 장치이고, 수신 장치(1220)은, 상기 송신 장치(1210)가 송신한 신호(즉, 송신 신호)를 수신하여 처리하는 장치이다.
상술한 바와 같이, 상기 송신 장치(1210)는 기 설정된 제1 주파수 및 제2 주파수(예를 들어, w1, w2)를 통해 송신 신호(1230)를 송신할 수 있다. 즉, 상기 송신 신호(1230)는 상기 제1 주파수(w1)에 대응되는 제1 송신 성분을 포함하고, 상기 제2 주파수(w2)에 대응되는 제2 송신 성분을 포함할 수 있으며, 제1/제2 송신 성분을 포함하는 송신 신호(1230)는 상기 수학식 2 및/또는 수학식 3으로 표현될 수 있다.
해당 송신 신호(1230)는 “수신시점(1240)”에 상기 수신 장치(1220)에 도달되는데, 상기 수신시점(1240)은 상술한 일례에서 ta,RX 로 표현되었다. 수신 장치(1220)는 심볼 단위로 송신 신호(1230)를 처리(예를 들어, OFDM 처리)하므로 해당 신호에 대한 실제 처리는 “처리시점(1250)”에 시작된다. 상기 처리시점(1250)은 상술한 일례에서 t=ts,RX로 표현되었다.
수신 장치(1220)는 상기 제1 송신 성분에 대한 FFT 연산(1260)을 통해 수학식 4와 같은 XRX(w1)를 산출하고, 상기 제2 송신 성분에 대한 FFT 연산(1260)을 통해 수학식 5와 같은 XRX(w2)를 산출할 수 있다. 결과적으로 수신 장치(1220)는 2개의 서로 다른 FFT 연산 값을 비교하여(예를 들어, 수학식 6을 적용하는 방식으로), 수신 장치(1220)에서의 처리시점(1250)과 수신시점(1240) 차이를 산출할 수 있다.
한편, 상기 제1 주파수(w1) 및 제2 주파수(w2)는 다양한 상황을 고려하여 결정될 수 있다. 상기 수학식 6에 기재된 바와 같이 제1 주파수(w1)와 제2 주파수(w2)의 차이는, 처리시점(1250)과 수신시점(1240) 차이가 곱해진 형태로 계산될 수 있기 때문에, 제1 주파수(w1)와 제2 주파수(w2)의 차이가 크게 설정되는 경우 수신 장치(1220)에서 처리시점(1250)과 수신시점(1240) 차이를 용이하게 획득할 수 있다. 즉 제1 및 제2 주파수 차이가 크면 처리시점(1250)과 수신시점(1240) 사이의 차이가 작은 경우에도 수학식 6의 최종 결과 값이 커지므로 작은 차이를 쉽게 발견할 수 있다. 그러나 주파수 간의 차이가 커지는 경우 채널의 주파수 선택(frequency selective) 특성에 의해 계산에 오차가 발생할 수 있다. 이에 따라, 기 설정된 주파수 간의 차이는 고정적으로 설정될 수도 있지만, 채널 특성을 고려하여 적응적으로 정해질 수 있다. 예를 들어, 송신 장치(1210), 수신 장치(1220) 및/또는 제3의 개체에서, 사전에 가능한 주파수 세트를 시그널링하고, 이후에, 실제 사용될 주파수에 관한 지시 정보를 시그널링하거나, 채널 특성에 관한 정보를 시그널링하여 실제 사용될 주파수를 지시하는 것도 가능하다.
한편, 수학식 6 등에서 확인되듯이, 수신 장치(1220)에서의 연산 값은 위상(phase)의 형태로 산출된다. 이에 따라 만약 (w2-w1)(ts,RX-ta,RX) 값이 360도의 범위를 넘어가는 경우와 그렇지 않은 경우가 구별되지 않는 문제가 발생할 수 있다. 그러나 실제 채널 환경에서 처리시점(1250)과 수신시점(1240) 차이는 심볼 길이에 비해서도 짧은 수준일 것이므로, 상술한 문제는 실제 시스템 구현에 큰 문제가 되지 않을 것이다.
상술한 동작을 통해 수신 장치(1220)는 처리시점(1250)과 수신시점(1240) 간의 차이에 관한 정보를 산출할 수 있다. 이하 산출된 정보를 활용하여 송신 장치(1210)와의 거리를 측정하는 두 가지 세부적인 일례를 제안한다.
<측정방식-1>
수신 장치(1220)가 처리시점(1250)과 수신시점(1240) 간의 차이(즉, ts,RX-ta,RX)를 별도로 시그널링하는 방식이 가능하다. 일 예로 해당 정보(즉, 시점의 차이에 관한 정보)를 적절하게 양자화 한 다음, 양자화된 결과를 일련의 비트열로 만들고, 만들어진 비트열을 information으로 하는 data를 송신 장치(1210)에 전달할 수 있다. 추가적으로 수신 장치(1220)는 자신의 거리 측정 신호(송신 장치 입장에서는 수신 신호로 처리됨)를 송신한다. 이 때 수신 장치가 전송하는 거리 측정 신호는 송신 장치가 전송에 사용했던 주파수와 동일한 주파수를 사용할 수도 있지만 상이한 주파수를 사용할 수도 있다.
구체적인 일례로서, 여기서는 수신 장치(1220)는 t=ts,RX+n*tsymb 시점에 제1/제2 주파수(w1과 w2)를 이용하여, 송신 장치(1210)와 같은 형태로 신호를 전송할 수 있다. 이는 곧 n번째 양자화된 시점(예를 들어, n 번째 OFDM 심볼)에서 송신한다는 뜻인데, 이 n 값은 사전에 지정된 값일 수 있다. 이 신호(즉 수신 장치에서 송신 장치로 전달되는 수신 신호)는 송신 장치에 t=ta,TX=ts,RX+n*tsymb+d/c 시점에 송신 단말에 도달한다. 앞에서 ts,TX < ts,RX를 가정했으므로 송신 장치(1210)는 t=ts,TX+(n+1)*tsymb 시점에 수신 신호에 대한 OFDM 처리를 수행한다.
이 경우 송신 장치(1210)에서 제1/제2 주파수에 대한 FFT 연산을 처리하여 상기 수학식 5와 수학식 6에 대응되는 값을 산출할 수 있다. 즉, 송신 장치(1210)에서의 처리시점(ts,TX+(n+1)*tsymb )과 수신시점(ta,TX)의 차이를 산출할 수 있다. 즉, 송신 장치(1210)가 정보 ts,TX+(n+1)*tsymb-ta,TX 값을 획득할 수 있는데, 해당 값이 획득되면 하기의 수학식 7에 따라 송신 장치(1210)에서 거리 d를 획득하는 것이 가능하다. tsymb는 이미 송수신 장치에 모두 알려진 값이기 때문이다. 여기서 수학식 7은 송신 장치가 획득한 정보 ts,TX+(n+1)*tsymb-ta,TX 값에 수신 장치가 별도로 시그널링한 값인 ts,RX-ta,RX을 더한 것이다.
Figure pct00012
<측정방식-2>
측정방식-1은 수신 장치(1220)에서 별도의 시그널링을 통해 처리시점(1250)과 수신시점(1240)을 전달하는 일례이다. 이와 달리, 이하의 일례는 처리시점(1250)과 수신시점(1240)의 차이에 대해 별도로 시그널링하지 않고, 대신 수신 장치(1220)에서 송신 장치(1210)로 송신하는 거리 측정 신호(즉, 수신 신호)에 위상 차이를 적용시켜서 별도의 시그널링과 동일한 효과를 발생시키는 일례이다. 즉, 수신 장치(1220)가 획득한 정보 ts,RX-ta,RX를 자신의 거리 측정 신호(즉, 수신 신호)에 사용되는 두 주파수 성분(즉, w1, w2)의 위상 차에 반영시키는 방식이 가능하다.
구체적으로, 수신 장치(1220)는 자신이 송신하는 거리 측정 신호(즉, 수신 신호)에서 두 주파수 성분(즉, w1, w2)의 위상을 아래 값만큼 차이 나도록 설정한다.
Figure pct00013
이 경우, 수신 장치(1220)의 위치를 x=0이라고 보았을 때, 상기 신호는 아래와 같이 나타난다.
Figure pct00014
수신 장치(1220)로부터 거리 d에서 있는 송신 장치(1210)에서 도달하는 신호는 아래와 같다. 송신 장치에 이 신호가 도달하는 시점은 t=ta,TX=ts,RX+n*tsymb + d/c이다.
Figure pct00015
송신 장치(1210)는 역시 양자화된 처리 시점인 t=ts,TX+(n+1)*tsymb 에서 initial phase 0인 사인파(sinusoidal) 신호를 곱하는 형태로 FFT 동작을 수행한다. 이 때 얻어지는 성분 w1은 아래와 같다.
Figure pct00016
Figure pct00017
동일한 방식으로 w2 성분을 하기와 같이 산출할 수 있다.
Figure pct00018
수학식 11/12를 통해 산출한 FFT 결과 값을 하기와 같이 비교하면 최종적으로 송신 장치(1210)와 수신 장치(1220) 간의 거리 d가 측정될 수 있다.
Figure pct00019
상술한 수학식은 특정한 환경에서 본 명세서에 따른 기법을 적용한 일례에 불과하며, 본 명세서의 내용이 상술한 수학식에 한정되지 않는다. 본 명세서의 일례, 예를 들어 상기 측정방식-2를 다른 형식으로 설명하면 이하와 같다.
상기 송신 장치(1210)는 수신 장치(1220)로부터 수신 신호를 수신한다. 해당 수신 신호는 상기 제1 주파수(즉, w1)에 대응되는 제1 수신 성분 및 상기 제2 주파수(즉, w2)에 대응되는 제2 수신 성분을 포함한다. 또한, 상기 제1 수신 성분의 위상 및 상기 제2 수신 성분의 위상 간에는 상기 수신 장치에 의해 설정된 위상 차이가 적용될 수 있다. 상기 위상 차이는, 수신 장치(1220)에서 송신 신호(1230)를 통해 산출한 처리시점(1250)과 수신시점(1240) 간의 차이(예를 들어, ts,RX-ta,RX)를 기초로 설정된다. 또한 상기 위상 차이는, 상기 제1 주파수 및 상기 제2 주파수 간의 차이(즉, w2-w1)를 기초로 설정된다. 이러한 위상 차이의 일례는 상기 수학식 8과 같이 표현될 수 있다.
상기 송신 장치(1210)는 위상 차이가 적용된 수신 신호에 대해, 양자화된 시점에 신호 처리(예를 들어, OFDM processing)을 처리한다. 즉, 상기 수신 신호는 ta,TX 시점에 수신되고, ts,TX 시점에 처리될 수 있다. 이러한 수신 신호의 제1 주파수 성분 및 제2 주파수 성분에 대해 FFT 동작을 수행하는 경우, 대응되는 FFT 값을 산출할 수 있고, 이러한 FFT 값의 일례는 수학식 11 및 수학식 12와 같다. 송신 장치(1210)는 산출된 FFT 값을 비교하여 최종적인 거리 d를 산출할 수 있다.
상술한 측정방식-1과 측정방식-2를 비교하면 아래와 같은 장단점이 있다. 우선 측정방식-1은 수신 장치(1220)가 송신하는 거리 측정 신호(즉, 수신 신호)가 특정한 송신 장치(1210)에서의 사용에 제한되지 않는데, 이는 신호 자체는 아무런 제약 없이 수신 장치(1220)에서 동일 위상으로 두 주파수 성분을 생성하기 때문이다. 따라서 이 신호를 여러 송신 장치가 수신하여 거리 계산에 활용할 수 있으며, 이 경우 수신 장치(1220)는 각 송신 장치의 거리 측정 신호에 대해 획득한 정보 ts,RX-ta,RX를 각 송신 장치에게 전달해야 한다.
측정방식-2는 수신 장치(1220)가 별도의 정보 전달 없이 거리 측정 신호(즉, 수신 신호)를 전송하면서 그 안에 필요한 정보를 포함할 수 있다는 장점이 있는 대신, 개별 송신 장치에 대응하는 거리 측정 신호를 전송해야 하므로 전송하는 거리 측정 신호의 횟수가 증가할 수 있다.
상기 설명한 원리를 설명함에 있어서 적용된 가정은 구체적인 신호 설계(가령 OFDM signal에서 cyclic prefix의 사용 여부 및 그 길이)나 송수신 장치 사이의 동기화 방식에 따라서 변경될 수 있으나, 동일한 원리를 적용하여 거리를 측정하는 것 또한 가능하다.
상술한 거리 측정 기법은 서로 다른 개체(예를 들어, 차량 및/또는 UE) 간의 거리를 측정하는데 사용될 수 있다. 즉, 서로 다른 개체가 송신 신호와 수신 신호를 교환하는 방식으로 상호 간의 거리를 측정할 수 있다. 또한, 상술한 기법은 무선 통신 시스템 사이에서 방향, 위치 등을 측정하는데도 사용될 수 있다. 예를 들어, 네트워크 상의 특정 개체(예를 들어, 차량 및/또는 UE)가 이미 위치가 알려진 다른 개체들(예를 들어, 기지국)과의 거리를 측정하는 방식으로, 자신의 정확한 절대위치를 파악하는 것도 가능하다.
위와 같은 거리 측정 기법은 특정한 조건에서 개시될 수 있다. 예를 들어, GPS 등의 다른 측위기법에 따른 정보 값이 기 설정된 임계 값을 초과하는 경우 측정 기법이 개시될 수 있고, 3GPP 등의 통신규격에 따른 사전 조건이 달성되는 경우에도 상술한 측정 기법이 개시될 수 있다. 또한, 위와 같은 거리 측정 기법은 후술하는 추가적인 일례와 결합되어 사용되는 것도 가능하다. 가능한 일례는 이하에서 추가적으로 설명한다.
이하에서는 다수의 안테나 그룹과 빔 포밍 기법을 사용하여 개체(예를 들어, 차량) 간의 거리를 측정하는 기법을 제안한다. 각 개체 간의 거리를 측정하는 과정에서 도 12의 일례 등이 사용되는 것이 가능하며, 추가적으로 제안되는 "안테나 그룹 및 빔 정보"를 통해 보다 정교한 거리 측정이 가능하다.
구체적으로, 이하의 일례는 자동차와 같이 크기가 큰 장치가 무선 신호의 송수신을 통하여 상호 간 거리를 측정할 때 생길 수 있는 문제를 해결할 수 있으나, 이에 국한되지 않는다. 또한, 이하의 일례는 복수의 송수신 안테나를 사용하여 거리 측정에 사용하는 무선 신호를 송수신할 때 일부의 안테나를 사용하거나 빔포밍을 적용하는 상황에서 효과적인 방법을 제안한다.
도 13은 본 명세서의 일례가 적용될 수 있는 상황을 나타낸다. 도 13의 일례는 차량에 관련된 일례이지만, 상술한 바와 같이 본 명세서의 일례는 차량에 제한되는 것은 아니다.
도시된 바와 같이, 차량에는 두 개의 안테나 그룹이 설치될 수 있다. 하나의 차량에 복수의 안테나 그룹을 분산하여 배치하면, 무선 신호의 진행이 차체에 막히는 문제를 해결할 수 있다. 즉, 하나의 안테나 그룹에서 모든 방향에서의 신호를 수신하고 모든 방향으로 신호를 송신할 필요가 없다.
도시된 바와 같이, 각 안테나 그룹이 복수의 안테나 요소(antenna element)로 구성되어 있으며 특정 방향으로 송수신 신호를 증폭할 수 있는 빔 포밍(beamforming)을 수행할 수 있다고 가정한다. 도 13은 차량 A가 뒤쪽에 설치된 안테나 그룹(예를 들어, 제1 안테나 그룹)을 이용하여 거리 측정 신호를 송신하되 빔-1(beam-1)과 빔-2(beam-2)를 각각 사용하는 경우를 예시한다. 차량 B와 C는 앞쪽에 설치된 안테나 그룹을 이용하되 각각 빔-3(beam-3)과 빔-4(beam-4)를 이용하여 차량 A의 신호를 수신하고 있다. 도 13에 구체적으로 도시되지는 않았지만, 차량 A의 앞쪽에 설치된 안테나 그룹(예를 들어, 제2 안테나 그룹)도 다수의 송신 빔을 구성할 수 있다. 이러한 제2 안테나 그룹의 송신 빔을 통해 차량 B나 차량 C와 통신하는 것도 가능하다.
이하 "안테나 그룹 및 빔 정보"에 대한 구체적인 일례를 제안한다. 상기 안테나 그룹 및 빔 정보는, 개체(차량) 간의 거리를 측정하는 상황에 추가로 필요한 다양한 정보를 의미한다. 상기 안테나 그룹 및 빔 정보는 이하의 일례와 같이 사전에 미리 시그널링되거나 차량 간의 거리 측정 과정에서 시그널링될 수 있다.
상기 안테나 그룹 및 빔 정보는 다양한 정보(즉, 정보 요소)를 포함할 수 있는데, 예를 들어 1) 안테나-차체 거리(antenna-vehicle body distance)에 관한 정보, 2) 송신 빔(예를 들어, 거리 측정 신호를 송신하는 빔)을 위해 사용되는 무선 자원(예를 들어, 시간/주파수/코드 자원)에 관한 정보, 3) 송신 빔(예를 들어, 거리 측정 신호를 송신하는 빔)을 위해 사용되는 시퀀스(예를 들어, 비트 시퀀스)에 관한 정보, 4) 송신 빔에 관한 특성(예를 들어, 안테나 이득, 방향, 전력)에 관한 정보, 5) 수신 차량에서 신호를 생성하는데 사용되는 기준 정보(예를 들어, 송신 차량에서의 송신 빔과 수신 차량에서의 수신 빔 간의 매핑 관계, 수신 차량에 다수의 신호가 수신되는 경우 처리 대상이 되는 신호를 선택하기 위한 임계 전력 값) 중 적어도 하나를 포함하는 것이 가능하다. 추가적으로, 상기 안테나-차체 거리(antenna-vehicle body distance)에 관한 정보는 안테나 및/또는 차체에 관련된 다양한 정보의 일례를 모두 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 정보는 차량의 특정한 기준점(reference point)으로부터 안테나의 상대적인 위치에 관한 정보를 포함할 수 있다. 이 경우 기준점은, 예를 들어, 차량의 제일 왼쪽 앞 지점일 수 있다. 또한, 상기 정보는 차량에 관한 정보의 일례로서, 차량의 크기 (길이, 폭, 및/또는 높이) 정보를 포함할 수 있다. 또한, 상기 정보는 실제 송신에 참여한 안테나 그룹의 인덱스 및/또는 위치 정보를 포함할 수 있다.
상기 안테나 그룹 및 정보에 포함되는 정보 요소들은 서로 매핑 관계를 가질 수 있다. 또한 이러한 매핑 관계에 관한 정보도 상기 안테나 그룹 및 빔 정보에 하나의 정보 요소로 지시될 수 있다. 예를 들어, 특정한 안테나-차체 거리는 특정한 무선 자원 및/또는 시퀀스 등에 매핑될 수 있다. 이에 따라 상기 안테나 그룹 및 정보를 미리 획득한 수신 개체(차량)는 거리 특정 신호가 특정한 자원/시퀀스 등을 통해 수신되는 경우, 어떠한 안테나-차체 거리 정보가 사용되어야 하는지를 파악할 수 있다.
다수의 특정한 개체(차량)가 넓은 지역을 이동하는 점을 고려하면, 각 개체 간의 거리 측정을 위해 특정한 자원/시퀀스 등의 정보가 독점적으로 할당되는 것은 바람직하지 않고, 상술한 매핑 관계가 고정적으로 결정되는 것도 바람직하지 않다. 즉, 개체가 스스로 결정하거나 상위 개체(예를 들어, 기지국)를 통해 스케줄링 되는 방식으로 특정한 자원/시퀀스 등을 동적으로 결정하고, 각 정보 요소 간의 매핑 관계를 동적으로 결정하는 것이 바람직하다. 그러나 개체 간의 거리 측정은 매우 짧은 주기로 반복될 필요가 높은 것에 비해 상기 안테나 그룹 및 빔 정보에 따른 정보는 짧은 주기로 반복될 필요는 없다. 이러한 점을 고려하여 하기와 같은 일례를 제안한다.
이하 안테나-차체 거리에 관한 정보가 포함된 안테나 그룹 및 빔 정보에 관한 일례를 설명한다.
차량 간의 거리를 측정함에 있어서 실제로 중요한 정보는 차체 사이의 거리일 수 있다. 그러나 안테나를 통한 신호 전송으로 얻게 되는 거리는 안테나 사이의 거리여서 차체 사이의 거리와는 일치하지 않으며, 특히 1 미터 혹은 그 이내의 차량 간 위치 측정 정확도를 요구하는 경우에는 이 문제가 커질 수 있다. 또한 도 13과 같이 차량에 복수의 안테나 그룹이 상이한 위치에 설치되고 사용하는 빔(beam)이 상황에 따라서 변화한다면 안테나에서 차체 사이의 거리 역시 빔(beam)에 따라서 달라지게 된다. 구체적으로 도 13에서 차량 A가 빔-1을 통해 거리 측정 신호를 전송하는 경우, 안테나에서 차체 사이의 거리는 대략 X1이 되지만 빔-2를 통해 거리 측정 신호를 전송하는 경우에는 안테나에서 차체 사이의 거리가 대략 X2가 되고 X1>X2의 조건이 성립하게 된다.
위 상황에서 보다 정확한 거리 측정을 위해서는 안테나-차체 거리에 관한 정보가 포함된 안테나 그룹 및 빔 정보가 시그널링되는 것이 바람직하다.
먼저 각 차량은 상이한 안테나 그룹 및/또는 상이한 송신 빔으로 통해 송신되는 거리 측정 신호를 상이한 시간/주파수 자원을 사용하여 전송하거나 상이한 시퀀스를 사용하여, 상호 간에 구분이 가능하도록 송신할 수 있다. 이 과정에서 시간/주파수/시퀀스 등에 관한 정보는 안테나-차체 거리에 관한 정보와 매핑되고, 매핑 관계에 관한 정보는 상술한 안테나 그룹 및 빔 정보에 포함되는 것이 바람직하다.
예를 들어, 도 13의 일례에서, 제1 안테나 그룹에서 빔-1을 통해 전송되는 거리 측정 신호와 빔-2를 통해 전송되는 거리 측정 신호는 사용하는 시간/주파수 자원이나 시퀀스가 구분될 수 있다. 각 차량은 특정한 시간/주파수 자원 내지는 시퀀스로 규정되는 거리 측정 송신 신호의 진행 방향 상에서 안테나와 차량 사이의 거리에 대한 정보를 상술한 안테나 그룹 및 빔 정보 형태로 주변 차량에서 알려줄 수 있다.
안테나 그룹 및 빔 정보 상의 정보(예를 들어, 안테나-차체 거리에 관한 정보)는 동적으로 변화가 덜한 속성을 지닐 수 있기 때문에, 사전에 상대적으로 긴 주기의 차량 간 메시지를 통해서 주변 차량에게 전달될 수 있다. 각 주변 차량은 특정 시간/주파수/시퀀스를 통해 거리 측정 신호가 수신되면 이에 상응하는 정보를 바탕으로 해당 진행 방향에서 송신 차량에서의 안테나와 차체 사이의 거리를 파악할 수 있다.
도 14는 안테나 그룹 및 빔 정보를 먼저 송신하고, 이후에 거리 측정 신호를 통해 차량 간의 거리를 측정하는 일례를 나타낸다. 도시된 바와 같이, 안테나-차체 거리에 관한 정보와 거리 측정 신호 간의 매핑에 관한 정보가 먼저 송신된다. 이후 거리 측정 신호를 수신한 차량은 거리 측정 신호가 사용된 시간/주파수/시퀀스를 통해 대응되는 안테나-차체 거리에 관한 정보를 획득할 수 있다. 도 14의 일례는 안테나-차체 거리에 관한 정보와 거리 측정 신호 간의 매핑에 관한 정보가 매핑된 상황에 관련된 일례이지만, 안테나 그룹 및 빔 정보 상의 정보에 포함되는 개별적인 정보 요소 간의 매핑 관계는 다양하게 설정될 수 있다.
도 15는 도 14의 일례를 변형한 일례이다. 도 15에 따르면, 차량은 매 거리 측정 신호를 송신하면서 해당 송신에 사용된 안테나 그룹 및 송신 빔을 고려한 안테나-차체 거리에 관한 정보를 함께 전송할 수도 있다. 도 15의 일례에서는 안테나-차체 거리에 관한 정보와 시간/주파수/시퀀스 간의 매핑이 적용되지 않을 수 있다. 즉, 특정 안테나 그룹 및 빔을 사용하여 거리 측정 신호를 전송하기 위해서 연동된 시간/주파수/시퀀스를 꼭 사용할 필요가 없게 되며 동적으로 시간/주파수/시퀀스를 변경하는 것이 가능해진다.
도 16의 일례는 도 14의 일례를 변형한 일례이다. 도 16에 따르면, 사전에 특정한 인덱스를 안테나 그룹 및 빔 정보에 포함된 정보 전부 또는 일부에 연동하고 매 거리 측정 신호 송신 시 해당 인덱스를 함께 송신하는 방법이 가능하다.
또 다른 일 예로, 송신 차량이 특정 빔 사용 시에 그에 상응하는 안테나-차체 간 거리에 따라서 거리 측정 신호의 송신 시점을 조절하는 것도 가능하다. 도 13의 일례를 기초로 설명하면 차량 A가 빔-1로 전송할 경우에는 사전에 지정된 시점을 기준으로 하되, 거리 X1만큼 신호가 진행하는데 필요한 시간만큼 앞선 시점에서 거리 측정 신호를 전송하는 반면, 빔-2로 전송할 경우에는 거리 X2만큼 신호가 진행하는데 필요한 시간만큼 앞선 시점에서 거리 측정 신호를 전송할 수 있다. 이렇게 되면 수신 차량 입장에서는 항상 사전에 지정된 시점에서 마치 차체의 가장자리에서 거리 측정 신호가 전송 시작되는 것으로 보이게 되어 별도의 시그널링 없이 안테나 그룹 및/또는 빔 별로 안테나-차체 사이의 거리가 상이해지는 문제를 해결할 수 있게 된다. 한편, 상술한 바와 같이, 상기 안테나-차체 거리에 관한 정보는 차량의 특정한 기준점으로부터 안테나의 상대적인 위치에 관한 정보를 포함할 수 있다. 이 경우, 거리 측정 신호(최초 거리 측정 신호)의 전송 시점의 조정은 기준점을 고려하여 결정될 수 있다. 즉, 해당 차량에 구비된 각 안테나에서의 전송이 마치 기준점(reference point)으로부터 전송되는 것으로 보이도록 전송 시점이 조절될 수 있다. 구체적으로, 기준점에서 전송된 신호가 해당 안테나에 도달하는데 걸리는 시간 만큼을 지연시켜서 전송을 수행할 수 있다.
송신 차량으로부터 거리 측정 신호를 수신한 수신 차량 역시 자신이 신호를 수신한 안테나 그룹과 수신에 사용한 빔을 감안하여 안테나와 차체 사이의 거리를 파악한다. 그리고 상기 과정을 통하여 획득한 안테나 사이의 거리 및 송신 차량에서의 안테나-차체 거리 정보를 활용하여 최종적으로 차체 사이의 거리를 측정할 수 있다.
도 13 내지 도 16 등을 통해 설명한 동작은, 송신 차량이 송신한 신호가 수신되면 곧바로 안테나 사이의 거리 측정이 가능한 상황에서도 적용될 수 있다. 즉, 송수신 차량이 위성에 연결되는 등의 상황이라서 상호 동기가 잘 맞아 있고, 따라서 사전에 정해진 시점에 송신된 신호가 수신되는데 까지 소모되는 시간을 기반으로 안테나 사이의 거리를 측정하는 경우에 도 13 내지 도 16의 일례 등이 적용될 수 있다. 그러나 상호 동기가 유지되지 않는 상황이라면, 수신 차량은 언제 거리 측정 신호가 송신되었는지를 알지 못하므로, 자신의 수신 시점 혹은 이로부터 유도되는 사전에 정해진 특정 시점에 회귀 신호를 다시 전송하고 송신 차량이 이 회귀 신호의 도착 시점을 기반으로 두 차량 간 왕복 시간을 계산하여 거리를 측정할 수도 있다.
도 17은 수신 차량에서 송신되는 회귀 신호를 기반으로 두 차량 간의 왕복 시간을 측정하는 일례를 나타낸다.
이 경우 수신 차량(최초의 거리 측정 신호를 수신하고 이에 대한 회귀 신호를 송신하는 차량)은 송신 차량(최초의 거리 측정 신호를 송신하는 차량)에 서의 안테나-차체 거리에 관한 정보를 파악할 필요가 없다. 최종적인 차체간 거리는 송신 차량이 계산하기 때문이다.
그러나 송신 차량이 이를 계산하기 위해서 수신 차량에서 회귀 신호를 보낼 때 사용된 안테나 그룹 및 빔에 상응하는 안테나-차체 거리에 관한 정보가 필요하다. 이를 위해 안테나 그룹 및 빔 정보 내에서 안테나-차체 거리에 관한 정보와 시간/주파수/시퀀스 등의 매핑이 적용될 수 있다. 이러한 매핑 정보가 사전에 공유되는 경우, 수신 차량은 최초 신호를 수신한 안테나 그룹과 빔을 통해 회귀 신호를 송신하면서, 해당 안테나 그룹/빔에 매핑된 시간/주파수/시퀀스를 사용할 수 있다. 이러한 일례는 상술한 도 14의 일례와 유사한 것으로 이해될 수 있다.
혹은 매 회귀 신호 전송마다 사용된 안테나 그룹 및 빔에 대응되는 안테나-차체 거리에 관한 정보를 알려줄 수 있다. 이러한 일례는 상술한 도 15의 일례와 유사한 것으로 이해될 수 있다.
혹은 상기 설명한 바와 같이 각 안테나 그룹 및 빔 조합에 인덱스를 부여하고 각 조합에 대한 안테나-차체 거리 정보를 사전에 알린 다음, 매 회귀 신호 전송 시 상응하는 인덱스를 알려줄 수 있다. 이러한 일례는 상술한 도 16의 일례와 유사한 것으로 이해될 수 있다.
혹은 회귀 신호를 전송함에 있어서도 최초 거리 측정 신호 수신 시점으로부터 정해지는 특정 시점을 기준으로 하되 전송에 사용되는 안테나 그룹 및 빔에 대응되는 안테나-차체 거리를 진행하는 시간만큼 앞선 시점에 회귀 신호를 전송함으로써, 수신 차량에서 마치 회귀 신호가 (안테나의 끝이 아니라) 차체의 끝에서 전송되는 효과를 만들 수 있다.
이하, 상술한 회귀 신호를 위한 안테나 그룹 및 빔의 선택 방법을 설명한다.
수신 차량이 최초 거리 측정 신호를 수신하고 이에 대한 회귀 신호를 전송할 때, 회귀 신호 전송에 사용할 안테나 그룹 및 빔(beam)을 결정해야 한다. 기본적으로 수신 차량은 특정 최초 거리 측정 신호를 특정 안테나 그룹의 특정 빔으로 수신하게 되면 대응하는 회귀 신호는 동일한 안테나 그룹 및 빔을 이용하여 전송하도록 동작할 수 있다. 이를 통해 송신 차량과 수신 차량 사이에 양방향 링크가 동일한 안테나 그룹 및 빔을 사용하게 되어 왕복 시간을 정확하게 계산할 수 있게 된다.
송신 차량이 특정 최초 거리 측정 신호를 하나의 안테나 그룹 및 빔의 조합으로 전송하는 경우에도 수신 차량은 같은 신호를 상이한 빔이나 안테나 그룹으로 수신하는 경우가 발생할 수 있다. 이 경우에 수신 차량은 가장 신호가 강하게 수신된 안테나 그룹 및 빔 하나를 선정하여 회귀 신호를 전송할 수 있는데, 이는 한 번의 회귀 신호 전송으로 가장 우세한(dominant) 송수신 차량 사이 경로 상에서의 거리 측정이 가능케 하기 위함이다. 또는, 수신 차량은 일정 수준 이상의 크기로 신호가 수신되는, 혹은 가장 강한 크기 신호 대비 일정 비율 이상의 크기로 수신되는, 혹은 수신 신호 크기 순서 상에서 사전에 정해진 개수 이내에 포함되는 복수의 안테나 그룹 및 빔을 이용하여 회귀 신호를 전송할 수도 있다. 이 방법을 통해서 송신 차량은 특정 수신 차량 사이에 형성될 수 있는 다중 경로(path) 각각에 대한 거리를 측정할 수 있게 되고, 이를 적절히 결합하여 최종적인 차량 간 거리를 보다 정확하게 계산하거나 송수신 차량의 속도/방향 정보를 활용하여 미래의 차량 간 거리에 대한 추정 역시 가능할 수 있다. 이 때 수신 차량이 회귀 신호와 함께 회귀 신호 송신에 사용한 안테나 그룹 및 빔으로부터 수신된 최초 거리 측정 신호의 수신 세기에 대한 정보를 함께 전달하여, 송신 차량으로 하여금 각 회귀 신호 기반의 왕복 시간을 조합할 때 신호 수신이 강했던 안테나 그룹 및 빔에서 계산된 값에 더 큰 가중치(weight)를 둘 수 있다. 이런 수신 세기 정보는 별도의 시그널링(예를 들어, 상술한 안테나 그룹 및 빔 정보 등을 통해 시그널링 될 수 있음)을 통해서 알려질 수도 있고, 혹은 수신 차량이 회귀 신호를 전송할 때 사용하는 전력을 대응하는 최초 거리 측정 신호(송신 차량으로부터 전달된 신호)의 수신 전력에 비례하게 설정함으로써 간접적으로 측정될 수도 있다.
만일 수신 차량이 최초 거리 측정 신호를 수신한 안테나 그룹 및 빔(beam)이 그에 상응하여 전송하는 회귀 신호에 사용되는 안테나 그룹 및 빔과 상이한 경우가 발생한다면, 이에 대한 정보 역시 송신 차량에 전달되어야 한다. 이는, 상술한 바와 같이, 사용하는 안테나 그룹 및 빔의 조합에 대한 정보를 수신 차량 측에서 최초 거리 측정 신호 수신에 사용한 정보와 회귀 신호 송신에 사용한 정보의 조합으로 확장함으로써 가능하다. 가령 상기 설명한 바와 같이 인덱스(index)를 기반으로 안테나 그룹과 빔 조합에 대한 정보를 전달하는 경우, 인덱스 두 개를 전달하면서 하나의 인덱스를 최초 거리 측정 신호 수신에 사용한 것, 다른 하나의 인덱스를 회귀 신호 송신에 사용한 것을 지칭하도록 동작할 수 있다. 특히 이런 경우는 차량 안테나 구현에서 송신 능력과 수신 능력이 일치하지 않는 경우에 활용될 수 있는데, 가령 특정 안테나 그룹에서는 수신만 가능하고 송신이 불가능하다거나, 특정 안테나 그룹에서 수신에 동시 사용할 수 있는 안테나 엘리먼트(element)의 개수가 송신에 동시 사용할 수 있는 개수와 상이하여 수신 빔과 송신 빔의 형성이 동일하게 될 수 없는 경우에 활용될 수 있다.
한편 송신 차량이 복수의 안테나 그룹 및 빔을 이용해 자신에 대한 최초 거리 측정 신호를 전송할 경우, 수신 차량은 역시 복수의 안테나 및 빔을 통해 동일한 송신 차량으로부터의 최초 거리 측정 신호를 수신하게 된다. 이 경우에도 상기 설명한 방식에 의거하여 회귀 신호를 전송할 수 있다. 일 예로, 가장 강한 크기로 수신된 안테나 그룹 및 빔에 맞추어 회귀 신호를 한 번 전송할 수 있다. 혹은 상기 실시예에서 설명한 조건에 부합하는 복수의 안테나 그룹 및 빔에 맞추어 회귀 신호를 여러 번 전송할 수 있으며, 이 경우 최초 거리 측정 신호의 수신 전력에 대한 정보 역시 함께 포함될 수 있다.
한편 안테나의 구현에 따라서는 상이한 안테나 그룹 사이 혹은 동일한 안테나 그룹에서 형성되는 상이한 빔 사이의 안테나 이득이 상이할 수 있다. 예를 들어, 하나의 안테나 그룹 내에서도 메인 로브(lobe)와 사이브 로브 간의 이득은 다를 수 있다. 또한 서로 다른 안테나 그룹 사이에서의 이득이 상이할 수 있다.
이런 경우에 수신 차량이 단순히 수신 전력의 크기를 기반으로 거리 측정을 시도하거나 회귀 신호를 전송할 안테나 그룹 및 빔을 결정하게 된다면 실제로 채널 경로 상에서 가장 강한 path(가령 반사나 회절 없이 line of sight로 신호가 진행하는 path)가 아닌 다른 방향에 대한 거리를 측정하는 결과가 초래될 수 있다. 이를 방지하기 위해서 사전에 공유되는 혹은 거리 측정 신호와 함께 전송되는 정보(예를 들어, 상술한 안테나 그룹 및 빔 정보)에 특정 안테나 그룹 및 빔을 통해 송신될 때의 안테나 이득이 포함될 수 있다. 수신 차량은 이를 기반으로 보정된 수신 전력을 바탕으로 상기 설명한 동작을 수행할 수 있다. 혹은 송신을 함에 있어서 이 안테나 이득의 차이를 감안하여 최초 거리 측정 신호 및 회귀 신호의 전송 전력을 조절할 수 있다. 가령 이 전송 전력 조절은 임의의 안테나 그룹 및 빔을 통해 전송될 때 해당 전송이 지향하는 방향 상에서는 항상 동일한 전력이 송출될 수 있도록 (즉 특정 안테나 그룹/beam의 안테나 이득이 낮다면 그 만큼 전송 전력을 증가하고 안테나 이득이 높다면 그 만큼 전송 전력을 감소) 동작할 수 있다.
앞서 설명된 구체적인 일례는 다양한 장치를 통해 구현될 수 있다. 예를 들어, 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다.
도 18은 본 명세서의 일례가 구현된 장치의 일례이다.
도 18을 참조하면, 송신 장치(1800) 및 수신 장치(1850)은 상술한 일례에 따라 동작할 수 있다.
도시된 송신 장치(1800)는 프로세서(1810), 메모리(1820) 및 트랜시버(1830)를 포함한다. 마찬가지로 도시된 수신 장치(1850)은 프로세서(1860), 메모리(1870) 및 트랜시버(1880)를 포함한다. 도시된 프로세서, 메모리 및 트랜시버는 각각 별도의 칩으로 구현되거나, 적어도 둘 이상의 블록/기능이 하나의 칩을 통해 구현될 수 있다.
상기 트랜시버(1830, 1880)는 신호의 송수신 동작을 수행한다.
상기 프로세서(1810, 1860)는 본 명세서에서 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현할 수 있다. 상기 프로세서(1810, 1860)는 전술한 내용에 따른 동작을 수행할 수 있다. 이러한 프로세서(1810, 1860)는 ASIC(application-specific integrated circuit), 다른 칩셋, 논리 회로, 데이터 처리 장치를 포함할 수 있다.
메모리(1820, 1870)는 ROM(read-only memory), RAM(random access memory), 플래쉬 메모리, 메모리 카드, 저장 매체 및/또는 다른 저장 장치를 포함할 수 있다.
도 19는 트랜시버의 상세 블록도이다.
도 19를 참조하면, 트랜시버(110)는 송신 파트(111)와 수신 파트(112)를 포함한다. 상기 송신 파트(111)는 DFT(Discrete Fourier Transform)부(1111), 부반송파 맵퍼(1112), IFFT부(1113) 및 CP 삽입부(11144), 무선 송신부(1115)를 포함한다. 상기 송신 파트(111)는 변조기(modulator)를 더 포함할 수 있다. 또한, 예컨대 스크램블 유닛(미도시; scramble unit), 모듈레이션 맵퍼(미도시; modulation mapper), 레이어 맵퍼(미도시; layer mapper) 및 레이어 퍼뮤테이터(미도시; layer permutator)를 더 포함할 수 있으며, 이는 상기 DFT부(1111)에 앞서 배치될 수 있다. 즉, PAPR(peak-to-average power ratio)의 증가를 방지하기 위해서, 상기 송신 파트(111)는 부반송파에 신호를 매핑하기 이전에 먼저 정보를 DFT(1111)를 거치도록 한다. DFT부(1111)에 의해 확산(spreading)(또는 동일한 의미로 프리코딩) 된 신호를 부반송파 매퍼(1112)를 통해 부반송파 매핑을 한 뒤에 다시 IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)부(1113)를 거쳐 시간축 상의 신호로 만들어준다.
DFT부(1111)는 입력되는 심벌들에 DFT를 수행하여 복소수 심벌들(complex-valued symbol)을 출력한다. 예를 들어, Ntx 심벌들이 입력되면(단, Ntx는 자연수), DFT 크기(size)는 Ntx이다. DFT부(1111)는 변환 프리코더(transform precoder)라 불릴 수 있다. 부반송파 맵퍼(1112)는 상기 복소수 심벌들을 주파수 영역의 각 부반송파에 맵핑시킨다. 상기 복소수 심벌들은 데이터 전송을 위해 할당된 자원 블록에 대응하는 자원 요소들에 맵핑될 수 있다. 부반송파 맵퍼(1112)는 자원 맵퍼(resource element mapper)라 불릴 수 있다. IFFT부(1113)는 입력되는 심벌에 대해 IFFT를 수행하여 시간 영역 신호인 데이터를 위한 기본 대역(baseband) 신호를 출력한다. CP 삽입부(1114)는 데이터를 위한 기본 대역 신호의 뒷부분 일부를 복사하여 데이터를 위한 기본 대역 신호의 앞부분에 삽입한다. CP 삽입을 통해 ISI(Inter-Symbol Interference), ICI(Inter-Carrier Interference)가 방지되어 다중 경로 채널에서도 직교성이 유지될 수 있다.
다른 한편, 수신 파트(112)는 무선 수신부(1121), CP 제거부(1122), FFT부(1123), 그리고 등화부(1124) 등을 포함한다. 상기 수신 파트(112)의 무선 수신부(1121), CP 제거부(1122), FFT부(1123)는 상기 송신단(111)에서의 무선 송신부(1115), CP 삽입부(1114), IFF부(1113)의 역기능을 수행한다. 상기 수신 파트(112)는 복조기(demodulator)를 더 포함할 수 있다.

Claims (10)

  1. 심볼 단위로 신호를 처리하는 송신 장치 및 수신 장치를 포함하는 무선 통신 시스템에서 상기 송신 장치 및 수신 장치 간의 거리를 측정하는 방법에 있어서,
    상기 송신 장치가 상기 수신 장치로, 기 설정된 제1 주파수 및 제2 주파수를 통해 송신 신호를 송신하는 단계;
    상기 송신 장치가 상기 수신 장치로부터, 상기 송신 신호에 대응하는 수신 신호를 수신하되, 상기 상기 수신 신호는 상기 제1 주파수에 대응되는 제1 수신 성분 및 상기 제2 주파수에 대응되는 제2 수신 성분을 포함하고, 상기 제1 수신 성분의 위상 및 상기 제2 수신 성분의 위상 간에는 상기 수신 장치에 의해 설정된 위상 차이가 적용되고, 상기 위상 차이는 상기 송신 신호가 상기 수신 장치에 수신된 수신시점 및 상기 송신 신호가 상기 수신 장치에서 처리된 처리시점 간의 차이를 기초로 설정되는, 단계; 및
    상기 송신 장치가, 상기 제1 수신 성분 및 제2 수신 성분을 기초로 상기 송신 장치 및 수신 장치 간의 거리를 산출하는 단계
    를 포함하는
    방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 심볼은 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 심볼이고, 상기 처리시점은 상기 수신 장치에서 상기 송신 신호에 대한 OFDM 처리를 시작하는 시점인
    방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 위상 차이는 상기 제1 주파수 및 상기 제2 주파수 간의 차이를 기초로 설정되는
    방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 송신 장치가, 상기 송신 장치 및 수신 장치 간의 거리를 산출하기 위해, 상기 제1 수신 성분에 대한 FFT(Fast Fourier Transform) 연산 및 상기 제2 수신 성분에 대한 FFT 연산을 수행하는 단계
    를 더 포함하는
    방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 송신 신호는 상기 제1 주파수에 대응되는 제1 송신 성분 및 상기 제2 주파수에 대응되는 제2 송신 성분을 포함하고, 상기 제1 송신 성분 및 상기 제2 송신 성분의 위상은 동일하게 설정되는
    방법.
  6. 무선 통신 시스템에서, 심볼 단위로 신호를 처리하는 송신 장치에 있어서,
    무선 신호를 송수신하는 트랜시버(transceiver); 및
    상기 트랜시버를 제어하는 프로세서를 포함하되,
    상기 프로세서는,
    상기 트랜시버를 제어하여, 상기 송신 장치가 상기 수신 장치로, 기 설정된 제1 주파수 및 제2 주파수를 통해 송신 신호를 송신하고,
    상기 트랜시버를 제어하여, 상기 송신 장치가 상기 수신 장치로부터, 상기 송신 신호에 대응하는 수신 신호를 수신하되, 상기 상기 수신 신호는 상기 제1 주파수에 대응되는 제1 수신 성분 및 상기 제2 주파수에 대응되는 제2 수신 성분을 포함하고, 상기 제1 수신 성분의 위상 및 상기 제2 수신 성분의 위상 간에는 상기 수신 장치에 의해 설정된 위상 차이가 적용되고, 상기 위상 차이는 상기 송신 신호가 상기 수신 장치에 수신된 수신시점 및 상기 송신 신호가 상기 수신 장치에서 처리된 처리시점 간의 차이를 기초로 설정되고,
    상기 제1 수신 성분 및 제2 수신 성분을 기초로 상기 송신 장치 및 수신 장치 간의 거리를 산출하도록 설정되는
    장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 심볼은 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 심볼이고, 상기 처리시점은 상기 수신 장치에서 상기 송신 신호에 대한 OFDM 처리를 시작하는 시점인
    장치.
  8. 제6항에 있어서, 상기 위상 차이는 상기 제1 주파수 및 상기 제2 주파수 간의 차이를 기초로 설정되는
    장치.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 프로세서는, 상기 송신 장치 및 수신 장치 간의 거리를 산출하기 위해, 상기 제1 수신 성분에 대한 FFT(Fast Fourier Transform) 연산 및 상기 제2 수신 성분에 대한 FFT 연산을 수행하도록 추가로 설정되는
    장치.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 송신 신호는 상기 제1 주파수에 대응되는 제1 송신 성분 및 상기 제2 주파수에 대응되는 제2 송신 성분을 포함하고, 상기 제1 송신 성분 및 상기 제2 송신 성분의 위상은 동일하게 설정되는
    장치.
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