KR20200098361A

KR20200098361A - 밀리미터파 무선 통신 시스템에서 다중 대역 단일 반송파 전송 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20200098361A
Application number: KR1020190057539A
Authority: KR
Inventors: 지형주; 김태형; 양희철; 김윤선; 이주호
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2019-02-12
Filing date: 2019-05-16
Publication date: 2020-08-20
Also published as: EP3878130A1; EP3878130A4; CN113424477A; KR102631596B1

Abstract

본 개시는 4G 시스템 이후 보다 높은 데이터 전송률을 지원하기 위한 5G 통신 시스템을 IoT 기술과 융합하는 통신 기법 및 그 시스템에 관한 것이다. 본 개시는 5G 통신 기술 및 IoT 관련 기술을 기반으로 지능형 서비스 (예를 들어, 스마트 홈, 스마트 빌딩, 스마트 시티, 스마트 카 또는 커넥티드 카, 헬스 케어, 디지털 교육, 소매업, 보안 및 안전 관련 서비스 등)에 적용될 수 있다. 본 명세서의 실시예에 따르는 밀리미터파 무선 통신 시스템에서 기지국의 다중 대역 단일 반송파 전송 방법 및 장치에 따르면 기지국이 하나의 심볼에서 하나 이상의 대역폭을 점유하는 신호를 단일 반송파로 전송할 수 있으며 또한 본 명세서의 실시예에 따르면 하나 이상의 대역폭을 점유하는 패킷, 채널, 시그널, 신호, 시퀀스가 하나의 심볼에서 순차적으로 시간 다중화되어 전송될 수 있다.

Description

밀리미터파 무선 통신 시스템에서 다중 대역 단일 반송파 전송 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR MULTI-BAND SINGLE-CARRIER TRANSMISSION IN MILLIMETTER WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}

본 명세서의 실시예는 밀리미터파 무선 통신 시스템에서 기지국과 단말간의 통신 방법 및 장치에 관한 것으로 특히 기지국이 여러 단말을 다중 주파수 대역을 사용하면서 단일 반송파로 다중화하는 방법에 관한 것이다. 또한 본 명세서의 실시예는 기지국이 유연한 주파수 대역을 점유하면서 단일 반송파 전송을 수행하기 위한 것이다.

4G 통신 시스템 상용화 이후 증가 추세에 있는 무선 데이터 트래픽 수요를 충족시키기 위해, 개선된 5G 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템을 개발하기 위한 노력이 이루어지고 있다. 이러한 이유로, 5G 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템은 4G 네트워크 이후 (Beyond 4G Network) 통신 시스템 또는 LTE 시스템 이후 (Post LTE) 시스템이라 불리어지고 있다. 높은 데이터 전송률을 달성하기 위해, 5G 통신 시스템은 초고주파(mmWave) 대역 (예를 들어, 60기가(60GHz) 대역과 같은)에서의 구현이 고려되고 있다. 초고주파 대역에서의 전파의 경로손실 완화 및 전파의 전달 거리를 증가시키기 위해, 5G 통신 시스템에서는 빔포밍(beamforming), 거대 배열 다중 입출력(massive MIMO), 전차원 다중입출력(Full Dimensional MIMO: FD-MIMO), 어레이 안테나(array antenna), 아날로그 빔형성(analog beam-forming), 및 대규모 안테나 (large scale antenna) 기술들이 논의되고 있다. 또한 시스템의 네트워크 개선을 위해, 5G 통신 시스템에서는 진화된 소형 셀, 개선된 소형 셀 (advanced small cell), 클라우드 무선 액세스 네트워크 (cloud radio access network: cloud RAN), 초고밀도 네트워크 (ultra-dense network), 기기 간 통신 (Device to Device communication: D2D), 무선 백홀 (wireless backhaul), 이동 네트워크 (moving network), 협력 통신 (cooperative communication), CoMP (Coordinated Multi-Points), 및 수신 간섭제거 (interference cancellation) 등의 기술 개발이 이루어지고 있다. 이 밖에도, 5G 시스템에서는 진보된 코딩 변조(Advanced Coding Modulation: ACM) 방식인 FQAM (Hybrid FSK and QAM Modulation) 및 SWSC (Sliding Window Superposition Coding)과, 진보된 접속 기술인 FBMC(Filter Bank Multi Carrier), NOMA(non orthogonal multiple access), 및SCMA(sparse code multiple access) 등이 개발되고 있다.

한편, 인터넷은 인간이 정보를 생성하고 소비하는 인간 중심의 연결 망에서, 사물 등 분산된 구성 요소들 간에 정보를 주고 받아 처리하는 IoT(Internet of Things, 사물인터넷) 망으로 진화하고 있다. 클라우드 서버 등과의 연결을 통한 빅데이터(Big data) 처리 기술 등이 IoT 기술에 결합된 IoE (Internet of Everything) 기술도 대두되고 있다. IoT를 구현하기 위해서, 센싱 기술, 유무선 통신 및 네트워크 인프라, 서비스 인터페이스 기술, 및 보안 기술과 같은 기술 요소 들이 요구되어, 최근에는 사물간의 연결을 위한 센서 네트워크(sensor network), 사물 통신(Machine to Machine, M2M), MTC(Machine Type Communication)등의 기술이 연구되고 있다. IoT 환경에서는 연결된 사물들에서 생성된 데이터를 수집, 분석하여 인간의 삶에 새로운 가치를 창출하는 지능형 IT(Internet Technology) 서비스가 제공될 수 있다. IoT는 기존의 IT(information technology)기술과 다양한 산업 간의 융합 및 복합을 통하여 스마트홈, 스마트 빌딩, 스마트 시티, 스마트 카 또는 커넥티드 카, 스마트 그리드, 헬스 케어, 스마트 가전, 첨단의료서비스 등의 분야에 응용될 수 있다.

이에, 5G 통신 시스템을 IoT 망에 적용하기 위한 다양한 시도들이 이루어지고 있다. 예를 들어, 센서 네트워크(sensor network), 사물 통신(Machine to Machine, M2M), MTC(Machine Type Communication)등의 기술이 5G 통신 기술이 빔 포밍, MIMO, 및 어레이 안테나 등의 기법에 의해 구현되고 있는 것이다. 앞서 설명한 빅데이터 처리 기술로써 클라우드 무선 액세스 네트워크(cloud RAN)가 적용되는 것도 5G 기술과 IoT 기술 융합의 일 예라고 할 수 있을 것이다.

일반적으로 이동 통신 시스템은 사용자의 이동성을 확보하면서 통신을 제공하기 위한 목적으로 개발되었다. 이러한 이동 통신 시스템은 기술의 비약적인 발전에 힘입어 음성 통신은 물론 고속의 데이터 통신 서비스를 제공할 수 있는 단계에 이르렀다. 근래에는 차세대 이동통신 시스템 중 하나로 3GPP (3rd Generation Partnership Project)에서 NR (new radio) 시스템에 대한 규격 작업이 진행 중이다. NR 시스템은 다양한 네트워크 요구 사항을 만족하고 광범위한 성능 목표를 달성하기 위해 개발되고 있으며, 특히 밀리미터파 대역 (6 GHz 내지 100 GHz)에서의 통신을 구현하는 기술이다.

이하 NR 시스템이라 함은 6 GHz 이상 대역의 밀리미터파 대역 통신을 비롯하여 마이크로파를 지원하는 5G NR 시스템 및 4G LTE 시스템과 LTE-A 시스템을 포함하는 의미로 이해될 수 있다. 이하 NR 시스템은 5세대(5G) 통신 시스템과 혼용될 수 있다. 이 중 NR 주파수 대역(frequency range, FR) 1 시스템은 6 GHz 이하를 지원하는 5G 시스템을, NR FR2 시스템은 6 GHz 이상 60 GHz 이하를 지원하는 5G 시스템을, 그리고 NR FR3 시스템은 60 GHz 이상 100 GHz 이하를 지원하는 시스템을 의미한다. 하기 기술되는 발명의 실시는 주로 NR FR3를 위해 적용될 수 있으나 다른 시스템에도 적용 가능하다.

NR 시스템이 지원될 수 있는 6GHz 이상의 밀리미터파(millimeter Wave, mmWave) 대역에서는 기지국과 단말 사이의 높은 경로 손실 및 신호 감쇄를 보강하기 위해 높은 전력을 이용한 신호 송신이 필요하다. 이 경우 다중 반송파 전송 기술을 사용하기 어려우므로 본 발명은 밀리미터파 대역에서 단일 반송파를 사용하여 효과적으로 사용자 다중화를 지원하며 신호를 송수신하는 방법 및 장치를 제안한다.

본 발명에 따른 단일 반송파로 다수의 단말을 서로 다른 주파수 대역에 전송하는 방법은 사용자 별로 선호 주파수 대역을 결정하는 단계, 다수의 단말이 하나의 심볼에서 점유하는 샘플의 비율을 결정하는 단계, 다수의 단말에 전송되는 데이터 채널의 샘플이 하나의 심볼에서 점유하는 위치를 결정하는 단계, 다수의 단말이 하나의 심볼에서 점유하는 샘플의 전력을 결정하는 단계, 단말의 허용 가능한 대역폭을 기준으로 단일 반송파 점유 대역폭을 결정하는 단계, 단말의 허용 가능한 대역폭을 기준으로 하나 이상의 단일 반송파 점유 대역폭을 설정하고 이를 하나 이상의 단말에게 지시하는 단계, 하나의 기지국에서 서로 다른 주파수 대역을 점유하는 단말이 단일 반송파 전송시에 직교한 시간을 점유하기 위해 각 단말이 사용할 수 있는 자원을 인터리빙 하는 단계, 하나 이상의 기지국에서 서로 같은 주파수 대역을 점유하는 단말이 단일 반송파 전송시에 간섭을 줄이기 위해 단말별 신호가 전송될 수 있는 자원을 인터리빙 하는 단계, 하나 이상의 기지국에서 서로 중첩된 주파수 대역을 점유하는 단말이 서로 다른 부반송파 간격을 사용해 통신을 수행할 경우 간섭 없이 신호를 전송하도록 단말 또는/및 인접 기지국과 정보를 교환하는 단계, 단일 반송파를 유지하도록 하나 이상을 지원하는 기준 신호를 하나의 심볼에 다중화 하는 단계, 전송 지연이 감소되도록 하나의 심볼에 적어도 기준신호, 제어 신호, 데이터 신호를 포함시키는 단계, 하나 이상의 빔을 전송하도록 하나의 심볼에 하나 이상의 단일 단송파 대역을 구성하고 심볼이 중첩되지 않도록 구성하는 단계 중 적어도 하나를 포함한다.

또한, 무선 통신 시스템의 기지국의 신호 전송 방법에 있어서, 단일 반송파(single carrier) 신호 전송을 위한 설정 정보를 확인하는 단계; 상기 단일 반송파 전송 설정 정보를 단말로 전송하는 단계; 데이터 전송을 스케줄링하는 제어 정보를 전송하는 단계; 및 상기 단일 반송파 전송 설정 정보 및 상기 제어 정보에 따라 상기 단말로 단일 반송파를 이용해 데이터를 전송하는 단계를 포함하며, 상기 단일 반송파 전송 설정 정보는 상기 단말이 스케줄링 될 수 있는 자원을 지시하는 오프셋(offset) 또는 콤(comb) 정보, 대역폭 부분(bandwidth part)의 주파수 자원 정보, 부반송파 간격 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 무선 통신 시스템의 단말의 신호 수신 방법에 있어서, 단일 반송파(single carrier) 신호 전송을 위한 단일 반송파 전송 설정 정보를 기지국으로부터 수신하는 단계; 데이터 전송을 스케줄링하는 제어 정보를 수신하는 단계; 및 상기 기지국으로부터 상기 단일 반송파 전송 설정 정보 및 상기 제어 정보에 따라 단일 반송파를 이용해 데이터를 수신하는 단계를 포함하며, 상기 단일 반송파 전송 설정 정보는 상기 단말이 스케줄링 될 수 있는 자원을 지시하는 오프셋(offset) 또는 콤(comb) 정보, 대역폭 부분(bandwidth part)의 주파수 자원 정보, 부반송파 간격 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 무선 통신 시스템의 기지국에 있어서, 송수신부; 및

단일 반송파(single carrier) 신호 전송을 위한 설정 정보를 확인하고, 상기 단일 반송파 전송 설정 정보를 단말로 전송하고, 데이터 전송을 스케줄링하는 제어 정보를 전송하고, 상기 단일 반송파 전송 설정 정보 및 상기 제어 정보에 따라 상기 단말로 단일 반송파를 이용해 데이터를 전송하도록 제어하는 상기 송수신부와 연결된 제어부를 포함하고, 상기 단일 반송파 전송 설정 정보는 상기 단말이 스케줄링 될 수 있는 자원을 지시하는 오프셋(offset) 또는 콤(comb) 정보, 대역폭 부분(bandwidth part)의 주파수 자원 정보, 부반송파 간격 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 무선 통신 시스템의 단말에 있어서, 송수신부; 및 단일 반송파(single carrier) 신호 전송을 위한 단일 반송파 전송 설정 정보를 기지국으로부터 수신하고, 데이터 전송을 스케줄링하는 제어 정보를 수신하고, 상기 기지국으로부터 상기 단일 반송파 전송 설정 정보 및 상기 제어 정보에 따라 단일 반송파를 이용해 데이터를 수신하도록 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 단일 반송파 전송 설정 정보는 상기 단말이 스케줄링 될 수 있는 자원을 지시하는 오프셋(offset) 또는 콤(comb) 정보, 대역폭 부분(bandwidth part)의 주파수 자원 정보, 부반송파 간격 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 기지국은 서로 다른 주파수 대역을 점유하는 단말을 하나의 심볼에 단일 반송파를 이용하여 동시에 지원할 수 있다. 뿐만 아니라 단말은 동일 빔을 사용하는 사용자간의 신호를 간섭 없이 수신할 수 있으며, 또는 동일 대역폭을 사용하는 인접 셀의 신호를 간섭 없이 신호를 수신할 수 있으므로 데이터 전송의 신뢰성이 높아질 수 있다.

본 명세서의 실시예에 따르면 기지국은 다수의 단말에게 단일 반송파를 통해 효과적으로 신호 전송이 가능하며 또한 단말 별로 선호하는 주파수 대역을 통해 신호를 전송하여 시스템 성능이 향상될 수 있다. 또한 본 명세서의 실시예에 따르면 기지국은 동일한 아날로그 빔(analog beam)을 사용하는 하나 이상의 단말이 각각 선호하는 주파수 대역에서 각 단말에게 단일 반송파 신호를 전송함으로써 커버리지를 유지할 수 있다. 또한 본 명세서의 실시예에 따르면 기지국은 단말이 하나의 심볼에서 점유하는 샘플의 시간 영역을 미리 설정하거나 조절할 수 있으며, 단말 간에 각 단말의 샘플이 시간 영역에서 중첩되지 않도록 신호를 전송할 수 있다. 또한 본 명세서의 실시예에 따르면 기지국은 단말의 최대 허용 주파수 대역과 실제 전송하는 데이터 채널의 주파수 영역의 크기에 무관하게 단일 반송파 전송을 지원 가능하다.

또한 본 명세서의 실시예에 따르면 기지국은 단말에 단일 반송파 전송 대역폭의 후보를 하나 이상 미리 설정하고 이를 동적으로 또는 반동적으로 변경이 가능하도록 데이터 스케줄링을 수행할 수 있다. 또한 본 명세서의 실시예에 따르면 기지국은 단말이 할당받은 주파수 대역을 고려하여 또는 주파수 대역과 무관하게 심볼 내의 샘플 점유 시간을 고려하여 단말에 전송되는 전력 밀도를 조절할 수 있다. 또한 본 명세서의 실시예에 따르면 기지국은 하나 이상의 단말에 전송되는 데이터 채널을 위한 샘플이 심볼 내에서 분산되어 전송되나 다른 단말의 데이터 채널을 위한 샘플과 서로 중첩되지 않도록 전송되도록 할 수 있다.

또한 본 명세서의 실시예에 따르면 하나 이상의 기지국이 동일한 주파수 대역을 점유하여 동시에 신호를 전송할 경우, 각각의 기지국에 의해 스케줄링 되는 단말 간에 (시간 축 상에서) 중첩되는 샘플이 일부만 존재하도록 간섭을 랜덤화할 수 있다. 또한 본 명세서의 실시예에 따르면 서로 다른 부반송파 간격을 사용하는 하나 이상의 기지국이 동일한 주파수 대역을 점유하여 신호를 전송할 경우 기지국간 서로 간섭 없이 신호를 전송할 수 있다. 또한 본 명세서의 실시예에 따르면 기지국은 서로 다른 주파수 대역을 점유하는 하나 이상의 단말을 지원하기 위한 기준 신호 전송을 위해서 각 단말이 사용하는 주파수 대역에 가상의 자원 인덱스의 오프셋을 서로 다르게 사용하여 간섭이 발생하지 않도록 할 수 있다.

또한 본 명세서의 실시예에 따르면 기지국은 서로 다른 주파수 대역을 점유하는 하나 이상의 단말을 지원하기 위한 기준 신호 전송을 수행할 수 있다. 또한 본 명세서의 실시예에 따르면 기지국은 서로 다른 주파수 대역을 점유하는 하나 이상의 단말을 위해 하나의 심볼에 기준 신호, 제어 채널, 데이터 채널 중에 적어도 하나 이상을 다중화하여 전송할 수 있다. 또한 본 명세서의 실시예에 따른 하나의 기지국은 하나의 심볼에서 서로 다른 아날로그 빔을 사용하여 하나 이상의 대역에서 서로 다른 샘플을 이용해 신호를 전송할 수 있다.

도 1은 기지국과 단말 간의 데이터를 송수신하는 통신 시스템을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명에서 제안하는 하향링크 다중 대역 단일 반송파 전송 방법의 일례를 도시한 장치 도면이다.
도 3은 본 발명에서 제안하는 다중 대역 단일 반송파 전송 방법에 따라 시간 자원과 주파수 자원을 할당하는 방법을 도시하는 도면이다.
도 4는 본 발명에서 제안하는 다중 대역 단일 반송파 전송 시스템에서 시간 샘플 자원과 주파수 자원을 설정하는 방법을 설명하는 장치 도면이다.
도 5는 본 발명에서 제안하는 다중 대역 단일 반송파 전송 시스템에서 시간 샘플 자원과 주파수 자원을 설정하는 방법을 도시하는 도면이다.
도 6는 본 발명에서 제안하는 다중 대역 단일 반송파 전송 시스템에서 단일 반송파 대역폭과 단말의 대역폭을 동일하게 설정하는 방법을 도시하는 도면이다.
도 7은 본 발명에서 제안하는 다중 대역 단일 반송파 전송 시스템에서 단말의 대역폭보다 큰 단일 반송파 대역폭을 설정하는 방법을 도시하는 도면이다.
도 8은 본 발명에서 제안하는 단일 반송파 전송 시스템에서 하나 이상의 단일 반송파 대역폭을 단말의 대역폭 내에서 설정하는 방법을 도시하는 도면이다.
도 9는 본 발명에서 제안하는 다중 대역 단일 반송파 전송 시스템에서 하나 이상의 단일 반송파 대역폭을 단말의 대역폭 내에서 설정하는 또다른 방법을 도시하는 도면이다.
도 10은 본 발명에서 제안하는 다중 대역 단일 반송파 전송에서 심볼 간에 평균 전력을 동일하게 설정하는 첫 번째 방법을 도시한 도면이다.
도 11은 본 발명에서 제안하는 다중 대역 단일 반송파 전송에서 전송 전력을 심볼 내에서 다르게 설정하는 두 번째 방법을 도시한 도면이다.
도 12는 본 발명에서 제안하는 다중 대역 단일 반송파 전송에서 동시 전송되는 하나 이상의 다중 단말의 신호의 간섭을 최소화하기 위한 다중화 방법을 도시한 도면이다.
도 13은 본 발명에서 제안하는 다중 대역 단일 반송파 전송에서 서로 다른 기지국 간 간섭 제어 방법을 도시한 도면이다.
도 14는 본 발명에서 제안하는 다중 대역 단일 반송파 전송 기법을 사용하는 하나 이상의 기지국이 서로 다른 부반송파 간격을 사용할 때 기지국 간에 간섭 제어 방법을 도시한 도면이다.
도 15a는 본 발명에서 제안하는 다중 대역 단일 반송파 전송에서 하나 이상의 서로 다른 채널을 전송되는 구조를 도시한 도면이다.
도 15b는 본 발명에서 제안하는 다중 대역 단일 반송파 전송에서 하나 이상의 서로 다른 채널이 하나의 심볼에 다중화되어 전송되는 패킷 구조를 도시한 도면이다.
도 16a는 본 발명에서 제안하는 다중 대역 단일 반송파 전송에서 전송 지연 시간 감소를 위해 하나 이상의 서로 다른 채널이 하나의 심볼에 다중화되어 전송되는 패킷 구조를 도시한 도면이다.
도 16b는 서로 다른 채널을 하나의 심볼에 다중화하기 위한 방법을 도시한 도면이다.
도 17은 본 발명에서 제안하는 다중 대역 단일 반송파 전송에서 제어 채널과 데이터 채널이 서로 다른 대역을 점유하는 경우를 위한 패킷 구조를 도시한 도면이다.
도 18은 본 발명에서 제안하는 다중 대역 단일 반송파 전송에서 하나 이상의 빔을 하나의 심볼에 전송하기 위한 방법을 도시한 도면이다.
도 19는 본 발명에서 제안하는 다중 대역 단일 반송파 전송에서 하나의 심볼에 하나 이상의 빔을 전송하여 빔 검출을 수행하는 방법을 도시한 도면이다.
도 20a는 본 발명에서 제안하는 단일 반송파 주파수 대역 설정 방법을 도시한 도면이다.
도 20b는 본 발명에서 제안하는 또다른 단일 반송파 주파수 대역 설정 방법을 도시한 도면이다.
도 21은 본 발명을 수행하는 기지국의 동작의 일례를 도시한 도면이다.
도 22는 본 발명을 수행하는 단말의 동작의 일례를 도시한 도면이다.
도 23는 본 발명을 수행할 수 있는 기지국 장치를 도시한 도면이다.
도 24은 본 발명을 수행할 수 있는 단말 장치를 도시한 도면이다.

이하, 본 명세서의 실시예의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

실시예를 설명함에 있어서 본 명세서의 실시예가 속하는 기술 분야에 익히 알려져 있고 본 명세서의 실시예와 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 명세서의 실시예의 요지를 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다.

마찬가지 이유로 첨부된 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다. 또한, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다. 각 도면에서 동일한 또는 대응하는 구성 요소에는 동일한 참조 번호를 부여하였다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 발명되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 실시예들은 본 발명이 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

이때, 처리 흐름도 도면들의 각 블록과 흐름도 도면들의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다. 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.

또한, 각 블록은 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또, 몇 가지 대체 실행 예들에서는 블록들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.

이때, 본 실시예에서 사용되는 '~부'라는 용어는 소프트웨어 또는 FPGA(Field Programmable Gate Array) 또는 ASIC(Application Specific Integrated Circuit)과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, '~부'는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 '~부'는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '~부'는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 '~부'는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들, 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 '~부'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '~부'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '~부'들로 더 분리될 수 있다. 뿐만 아니라, 구성요소들 및 '~부'들은 디바이스 또는 보안 멀티미디어카드 내의 하나 또는 그 이상의 CPU들을 재생시키도록 구현될 수도 있다. 또한 실시예에서 '~부'는 하나 이상의 프로세서를 포함할 수 있다.

본 명세서의 실시예는 가령 NR시스템에 기지국에서 단말로 하향링크(downlink) 신호를 전송하는 통신 시스템을 위한 것이다. NR의 하향링크 신호는 정보가 전송되는 데이터 채널, 제어 정보가 전송되는 제어 채널, 채널 측정 및 채널 피드백을 위한 기준 신호(reference signal, RS)를 포함한다.

NR 기지국은 PDSCH(Physical downlink shared channel)과 PDCCH(Physical Downlink control channel)을 통해 각각 데이터 정보와 제어 정보를 단말에 전송할 수 있다. PDSCH는 물리 계층의 하향링크 데이터 전송 채널이며, PDCCH는 물리 계층의 하향링크 제어 정보 전송 채널이다. 이하 PDSCH 송수신은 PDSCH 상의 데이터 송수신으로 이해될 수 있으며, PDCCH 송수신은 PDCCH 상의 제어 정보 송수신으로 이해될 수 있다.

NR 기지국은 다수의 기준 신호를 가질 수 있으며, 상기 다수의 기준 신호는 채널 상태 정보 기준 신호(channel state information RS, CSI-RS) 그리고 복조 기준 신호 또는 단말 전용 기준 신호(demodulation reference signal, DMRS) 중 하나 이상을 포함할 수 있다. NR 기지국은 데이터를 전송하도록 스케줄링된 영역에만 단말 전용의 기준 신호(DMRS)를 전송하고 데이터 전송을 위한 채널 정보 습득을 위하여 시간과 주파수 축에서 CSI-RS를 전송한다. 하기 기술되는 기준 신호는 상기 두 종류의 기준 신호를 모두 포함할 수 있다.

이하 기지국은 단말의 자원 할당을 수행하는 주체로서, gNode B(gNB), eNode B(eNB), Node B, BS(Base Station), 무선 접속 유닛, 기지국 제어기, 또는 네트워크 상의 노드 중 적어도 하나일 수 있다. 또한 기지국은 송수신점(transmission and reception point, TxRP 또는 TRP)와 혼용될 수 있다. 단말은 UE(User Equipment), MS(Mobile Station), 셀룰러폰, 스마트폰, 컴퓨터 또는 통신 기능을 수행할 수 있는 멀티미디어 시스템을 포함할 수 있다. 또한 이하에서 상위 시그널링(또는 상위 계층 시그널링)은 물리 계층 시그널링(physical layer signaling)이 아닌 MAC CE(medium access control control element) 또는 RRC(radio resource control) 시그널링(이는 MIB(master information block) 또는 SIB(system information block)를 포함할 수 있다)을 의미할 수 있다. 또한 물리 계층 시그널링이란 하향링크 제어 정보(downlink control information) 에 포함되어 PDCCH 상으로 전송되는 것을 의미할 수 있다.

무선 통신 시스템에서 기지국과 단말 간의 통신은 전파 환경에 밀접한 영향을 받는다. 특히 60 GHz 대역 이상에서는 대기 중의 수분, 산소에 의한 신호 감쇄가 매우 크고 작은 파장의 길이로 인한 적은 산란 효과에 의해 신호 전달이 매우 어렵다. 따라서 기지국은 더 높은 전력으로 신호를 전송해야 60 GHz 이하의 주파수 대역을 사용하는 기지국과 유사한 셀 커버리지(coverage)를 확보할 수 있으며, 높은 전송 전력을 이용해 신호를 전송할 경우 4G 시스템에서 다중 경로 지연 효과(multi-path delay effect) 극복에 탁월한 성능을 보여준 다중 반송파 (multi-carrier) 전송 기술은 높은 PAPR(peak to average power ratio) 때문에 사용되기 어렵다. 다중 반송파의 경우 시간 심볼의 동적 변화량이 커서 송신 전력 증폭기의 선형 영역을 유지하기 위해 송신 전력을 낮게 설정하는 백오프(back-off)가 필요하다. 따라서 경로 감쇄를 극복하기 위해서 높은 전력을 필요로 하는 주파수 대역에서는 다중 반송파보다는 단일 반송파를 이용한 신호 전송이 더 적합하다.

그러나 더 높은 전송 전력을 사용하기 위해 단일 반송파 전송을 수행하는 경우 사용자 다중화(user multiplexing)가 어렵고 채널 추정 및 다중 경로 신호의 채널 추정 성능이 저하된다는 문제가 있다. 또한 밀리미터파(millimeter wave)에서는 높은 경로 손실(pathloss)를 극복하기 위해 아날로그 빔(analog beam, 이하 빔(beam)과 혼용될 수 있으며 본 명세서에서는 방향성 또는 지향성이 있는 신호로 이해될 수 있다. 본 발명에서의 송신 빔은 공간 도메인 송신 필터가 적용된 신호로 이해될 수 있고 수신 빔은 공간 도메인 수신 필터가 적용된 신호로 이해될 수 있으며, 본 발명에서의 빔은 아날로그 빔포밍 또는/및 디지털 빔포밍이 적용된 신호로 이해될 수 있다)을 사용하는데, 밀리미터파의 파장의 길이가 매우 짧아 아날로그 빔의 대역폭(bandwidth)도 감소하게 되고 이 경우 다중 사용자 지원이 더욱 어려워지게 된다. 따라서 밀리미터파를 이용하는 시스템의 경우 시스템 성능을 마이크로파(micro wave) 대역에 사용하는 기술 수준으로 보장하기 어렵다.

따라서 본 발명은 밀리미터파 대역의 단일 반송파를 사용하여 사용자의 다중화를 효과적으로 지원하기 위한 방법 및 장치를 제안하며, 특히 기지국은 하나의 단일 반송파를 운영하며 사용자 별로 서로 다른 주파수 대역을 사용하는 경우에 대한 것이다.

도 1은 기지국과 단말 간의 데이터를 송수신하는 통신 시스템을 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 송신기는 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 전송이 가능한 시스템이며 OFDM 전송이 가능한 대역폭에서 단일(single-carrier, SC) 반송파을 전송할 수 있다. 이러한 송신기(100)는 직렬-병렬 변환기(serial-to-parallel, S-P, converter, 103), 단일 반송파 전처리기(single-carrier 전처리기, 105), IFFT 부(inverse fast Fourier transform unit, 107), 병렬-직렬 변환기(parallel-to-serial, P-S, converter, 109), CP 삽입부(cyclic prefix inserter, 111), 아날로그 신호부(이는 DAC(digital-to-analog convertor) 및 RF를 포함할 수 있다, 113) 및 안테나 모듈(115)를 포함할 수 있다.

채널 코딩과 변조가 수행된 크기 M(벡터(vector)의 크기가 M인 데이터 시퀀스)의 데이터(101)는 직렬-병렬 변환기(103)에서 병렬 신호로 변환되고 다음 SC 전처리기(105)를 통해 SC 파형(waveform)(이하 SCW)으로 변환된다. 병렬 신호를 SCW로 변환하는 장치(105)는 다양한 방법으로 구현될 수 있으며 DFT(discrete Fourier transform) 전처리기를 이용하는 방법, 업-컨버팅(up-converting)하는 방법, 코드-스프레딩(code-spreading)을 이용하는 방법 등이 있다. 본 발명은 다양한 전처리 방법을 포함할 수 있으며 설명의 이해를 위해 하기에서는 DFT 전처리기를 사용하는 SCW 생성 방법을 기준으로 설명하지만 본 발명의 실시예는 다른 방법으로 SCW를 생성하는 경우에도 동일하게 활용될 수 있다.

이 때 DFT의 크기는 M과 같으며 길이 M의 DFT 전처리기(또는 DFT 필터(filter))를 통과한 데이터 신호는 N-포인트(N-point) IFFT(107) 처리기를 통해 광대역 주파수 신호로 변환된다. N-포인트 IFFT 처리기는 N개의 부반송파(subcarrier)로 분할된 전송하는 채널 대역폭의 각각의 부반송파를 통해 신호에 전송하도록 처리하나, 하지만 길이 M의 DFT 전처리가 N-포인트 IFFT 처리기 전에 수행되었기 때문에 IFFT 후 전송되는 신호는 길이 M의 DFT 전처리가 수행된 후의 신호가 맵핑되는 대역폭의 중심 반송파를 기준으로 하나의 단일 반송파를 이용해 전송된다. N-포인트 IFFT(107) 처리된 데이터는 병렬-직렬 처리기(109)의 과정을 거쳐 N개의 샘플(sample)로 저장되고 여기서 저장된 N개의 샘플 중에 뒤에 있는 일부 샘플이 복사(copy)되어 앞에 연접되게 된다. 이러한 과정은 CP 삽입부(111)에서 수행된다.

이후 신호는 상승 코사인 필터(raised cosine filter)와 같이 펄스 정형 필터(pulse shaping filter)를 거쳐 아날로그 신호부(113)로 전달되고 여기서 증폭기(power amplifier, PA)등의 디지털-아날로그(digital-to-analog) 변환 과정을 거쳐 아날로그 신호로 변환되고, 변환된 아날로그 신호는 안테나 모듈(115)에 전달되어 대기 중으로 방사된다.

일반적인 SCW 신호는 도 1의 107과 같이 M개의 전처리된 신호가 원하는 M개의 연속된 부반송파에 맵핑되어 전송되며, 따라서 전송되는 데이터의 크기 또는 전송되는 데이터가 사용하는 시간 심볼의 양에 따라 M의 크기가 결정된다. M의 크기는 일반적으로 N보다 매우 작으며, 이는 SCW의 특징이 PAPR(peak-to-average-power ratio)이 작은 신호이기 때문이다.

PAPR는 전송되는 신호의 샘플의 전송 전력의 변화의 크기를 의미하며, PAPR이 크다는 것은 송신기의 PA의 동적 범위(dynamic range)가 크다는 것을 의미하고 이는 PA를 운영하는데 필요한 전력 마진(power margin)이 크다는 것이다. 이 경우에 송신기는 전송 전력의 변화가 클 가능성에 대비하여 가용한 PA의 마진을 높게 설정하게 되고 따라서 송신기가 사용할 수 있는 최대 전략이 감소하여 결국 송신기와 수신기 간의 가능한 최대 통신 거리가 감소하게 된다. 반면 PAPR이 작은 SCW의 경우에는 PA의 변화가 매우 작기 때문에 마진을 작게 설정하더라도 PA의 운영이 가능하고 따라서 최대 통신 거리가 증가하게 된다.

밀리미터파 무선 통신 시스템의 경우에는 전파 감쇄가 높기 때문에 통신 거리를 보장하는 것이 중요하고 따라서 기지국은 SCW와 같이 최대 통신 거리를 증가 시키는 기술을 사용하는 것이 유리하다. 일반적으로 SCW는 다중 반송파 파형(multi-carrier waveform, MCW)보다 PAPR이 작으므로 5-6dB 정도 높은 마진을 가지므로, SCW 송신기는 MCW 송신기보다 더 높은 최대 송신 전력을 사용할 수 있어 최대 통신 거리가 증대될 수 있다. 도 1과 같은 SCW는 일반적으로 상향링크(uplink)와 같이 최대 송신 전력의 상한이 작은 단말기에서 사용되며 특히 LTE 시스템의 상향링크 전송에 활용되었다. 특히 단말은 상향링크 전송의 전력이 부족하기 때문에 M의 크기를 크게 설정할 수 없으며 또한 전송 전력이 부족할수록 M을 감소시킴으로 통신 거리를 보장할 수 있다.

또한 상향링크는 하나의 단말이 전송하는 신호를 기지국이 수신하기 때문에 하나 이상의 단말이 동일한 단일 반송파 캐리어를 이용하여 신호를 전송하는 경우를 고려할 필요가 없다. 반면 밀리미터파 무선 시스템의 경우에는 전파 감쇄에 의해 하향링크에서도 전력 부족이 발생하며, 하향링크 전송의 경우 기지국의 동시에 하나 이상의 단말을 위한 신호 전송이 필수적이기 때문에 이를 위한 지원이 필요하다.

도 2는 본 발명에서 제안하는 하향링크 다중 대역 단일 반송파 전송 방법의 일례를 도시한 장치 도면이다.

도 2를 참조하면, 본 발명에서 제안하는 다중 대역 단일 반송파 전송 방법은 기존의 단일 반송파 전송 방법이 주파수 선택적 전송이 어렵다는 점을 보완하기 위한 방법이다. 하나 이상의 단말로 전송되는 데이터는 선호되는 주파수 대역을 통해 전송되는데 이 때 단말로 전송되는 신호는 커버리지 확보를 위해 단일 반송파 전송과 동일한 파형으로 전송될 수 있도록 한다. 이를 위해서 제안하는 방법은 다음과 같다.

201과 203과 같이 기지국이 서로 다른 두 개의 데이터 스트림(stream)을 전송하는 경우, 우선 각 데이터 스트림(201, 203)은 각각 직렬-병렬 변환기(205, 225)를 거친 후 각각 점유하는 대역폭에 맞게 M1 크기의 DFT 전처리기(207)와 M2 크기의 DFT 전처리기(227)에 매핑된다. 이 때 데이터 스트림 #1(201)과 데이터 스트림 #2(203)이 병렬-직렬 변환기(211)를 거친 후의 시간 샘플에서 서로 중첩되지 않도록, 오프셋 #1(221)과 오프셋 #2(223)을 적용하여 샘플 영역이 결정되어야 한다. 데이터 스트림 #1(201)을 전송하기 위한 가상 자원의 크기(또는 상기 가상 자원의 크기는 가상 자원의 비율로 이해될 수 있다)는 DFT의 크기가 M1인 경우 M1/(M1+M2)가 되며 데이터 스트림 #2(203)를 전송하기 위한 가상 자원의 크기는 DFT의 크기가 M2인 경우 M2/(M1+M2)가 된다. 만약 M1와 M2의 크기가 같으면 데이터 스트림 #1(201)과 데이터 스트림 #2(203)는 각각 절반의 가상 자원을 점유한다.

이를 일반화하여 표현하면 다음과 같다. L개의 데이터 스트림에 각각 M_L 크기의 DFT 전처리가 적용되는 경우 l번째 단말이 점유하는 가상의 자원의 길이 P_l은 아래 식 1과 같다.

[식 1]

P_l = M_l/(M₁+M₂+...+M_L)

이 때, DFT-s-OFDM(DFT-spread-OFDM)을 이용하는 데이터 채널의 발생은 다음과 같이 표현할 수 있다.

xx(0),...,xx(

-1) 이 하나의 OFDM 심볼에 전송되어야 하는 데이터 심볼이라고 하고 x(0),...,x(P_l-1)이 하나의 OFDM 심볼에 전송되어야 하는 변조 심볼(modulated symbol)이라고 하면 xx는 단말 별로 아래와 같이 표현될 수 있다. 아래에서 전자의 식은 DFT 전처리기에 변조 심볼을 매핑할 경우 낮은 인덱스 부분에 오프셋을 적용하는 경우 또는 오프셋만큼의 시프트(shift)가 xx 심볼의 시작 부분에 발생하는 경우(도 2의 오프셋 #2(223)의 경우) 이며, 후자의 식은 DFT 전처리기에 변조 심볼을 매핑할 경우 높은 인덱스 부분에 오프셋을 적용하는 경우 또는 오프셋만큼의 시프트가 xx 심볼의 마지막 부분에 발생하는 경우(도 2의 오프셋 #1(221)의 경우)로 이해될 수 있다.

xx(offset), ... , xx(P_l-1+offset) = x(0), ... ,x(P_l-1) 또는

xx(

-1-offset-P_l), ... , xx(

-1-offset) = x(0),...,x(P_l)

DFT-S-OFDM으로(즉 DFT 전처리기에 의해) SC로 변환된 주파수 대역 심볼 y는 다음과 같이 식 2로 표현될 수 있다.

[식 2]

여기서

는 PDSCH가 점유하는 자원의 크기를 PRB 단위로 나타낸 것이며 단일 반송파가 점유하는 대역폭의 길이와 같다. l은 심볼 인덱스를 의미한다. 여기서

≥P_l이며

-P_l=offset(오프셋)이 될 수 있다. 본 발명은 상기 기술된 방법을 포함한 동일한 y를 발생하는 식에 모두 적용이 가능하다.

오프셋(offset)의 크기는 상기 기술한 규칙에 따라 미리 정해진 값이 사용될 수 있으며, 이러한 값은 상위 시그널링으로 지시될 수 있다. 가령 연속적인 심볼에 변조 심볼을 맵핑하는 경우, 오프셋만큼의 시프트(shift)가 xx심볼의 시작 부분에 발생하는지 마지막에 발생하는지의 정보가 상위 시그널링으로 미리 지시되거나 PDCCH와 같은 제어 채널을 통해 지시될 수 있다.

상기 오프셋을 사용하는 방법은 기술된 바와 같이 연속된 오프셋을 사용하는 방법 뿐만 아니라 랜덤한 오프셋이 설정되는 방법, 등간격으로 분리된 오프셋을 사용하는 방법을 모두 포함한다. 그 중에서 오프셋을 사용해 연속된 등간격으로 데이터 전송을 위해 사용되는 심볼이 분리된 경우, 단말은 각 데이터 채널의 수신에 사용되는 간격의 위치와 자원 할당에 사용되는 간격에 대한 정보를 기지국으로부터 지시받을 수 있다. 일례로 두 명의 사용자가 M1=M2=M 크기의 DFT를 통해 변환된 단일 반송파를 이용해 신호를 수신하는 경우, 기지국은 자원 할당에 사용되는 간격은 가령 2로 설정할 수 있고 각 데이터 채널의 수신에 사용되는 위치는 0이나 1로 설정하여 각 단말에게 전달할 수 있다. 예를 들어 간격이 2인 경우, M개의 가상의 자원 중에서 인덱스가 0, 2, 4, ... , M-2와 1, 2, 3, ... , M-1를 사용하는 구성 두 개가 구성될 수 있다. 기지국이 사용자 1은 위치 0을 지시하고 사용자 2는 위치 1을 지시하는 경우, 사용자 1을 위한 심볼은 가상의 자원 인덱스에서 0, 2, 4, ... , M-2의 인덱스에 맵핑되고 사용자 2는 가상의 자원 인덱스에서 1, 3, 5, ... , M-1의 인덱스에 맵핑되어 기지국은 단일 반송파의 특성을 유지하며 신호를 전송할 수 있다.

DFT 크기 M1과 M2의 크기가 다른 경우에도 시간 샘플의 간격을 계산하여 각 단말을 위한 심볼은 서로 중첩되지 않는 가상의 자원을 사용할 수 있다. 가령, M1=2M2인 경우에는 DFT 크기 M1을 이용해 신호가 전송되는 단말(이하 단말 1)을 위해 연속된 할당 자원의 길이를 DFT 크기 M2을 이용해 신호가 전송되는 단말(이하 단말 2)의 할당 자원의 길이의 2배로 설정할 수 있다. 일례로 M1=4이고 M2=2인 경우, 단말 1은 연속된 2개의 자원을 사용하고. 단말 2는 연속된 1개의 자원을 사용할 수 있다. 이 때 단말 1이 자원 간격 0을 사용하도록 하는 경우 첫 번째 (두 개의) 가상의 자원을 단말 1이 점유하고 단말 2가 자원 간격 1을 사용하도록 하는 경우 두 번째 가상의 자원을 단말 2가 점유하게 된다. 즉 이 때 단말 1이 점유하는 첫 번째 가상 자원과 단말 2가 점유하는 두 번째 가상 자원의 양은 같으며, 첫 번째 가상 자원은 2개의 가상 자원으로 나눠져 단말 1의 2n개의 심볼은 첫 번째 가상 자원에 매핑되며, 단말 2의 n개의 심볼은 두 번째 가상 자원에 매핑되게 된다. 이 경우 첫 번째 (두 개의) 가상 자원에 상응하는 단말 1의 시간 심볼 내에서의 시간은 두 번째 자원에 상응하는 시간 심볼 내에서의 단말 2의 시간과 중첩되지 않기 때문에 단일 반송파가 유지될 수 있다.

도 3은 본 발명에서 제안하는 다중 대역 단일 반송파 전송 방법에 따라 시간 자원과 주파수 자원을 할당하는 방법을 도시하는 도면이다.

도 3을 참조하면, A(300)은 도 2에서 DFT 전처리기(207, 227)에 입력되는 가상의 자원을 도시한 것이며, B(310)은 도 2에서 DFT 전처리 후 N-포인트 IFFT(209) 처리되는 주파수 대역 심볼을 도시한 것이며, C(320)은 도 2에서 병렬-직렬 변환(211) 후 시간 심볼의 샘플을 도시한 것이다. 301은 단말이 접속한 셀이 운영하는 채널 대역폭(channel bandwidth)이며, 이는 단말이 사용하는 FFT 크기(FFT size)라고 할 수 있다. 도 3에서 축(302)은 가상의 자원 영역을 자원 요소(resource element, RE)의 관점으로 표현한 것이다. RE는 시간 축에서 하나의 OFDM 심볼 및 주파수 축에서 하나의 부반송파 영역에 해당하는 자원을 의미한다. 303는 가상의 자원에 매핑한 UE #1의 데이터 심볼 x이며, 305는 가상의 자원에 매핑한 UE #2의 데이터 심볼 x를 의미한다. UE#1로 전송되는 데이터는 303과 같이 연속된 P₁개의 가상 자원에 매핑되고, DFT 크기 M1(307)과의 차이인 오프셋#1(304)은 널(NULL) 또는 0(zero로) 설정(setting)한다. 마찬가지로 UE#2로 전송되는 데이터는 305와 같이 가상의 자원 상에서 연속된 오프셋#2(306)만큼 NULL 또는 0으로 설정하고 남은 P₂개에 매핑되는 것을 알 수 있다. 이 때 오프셋#2(306)과 P₂(305)를 합치면 DFT 크기 M2(309)가 된다.

이렇게 M1과 M2의 비율로 자원 영역 P_i와 오프셋#i 영역을 구성하면, OFDM 심볼(311)을 샘플 단위로 보면 UE#1으로 전송되는 샘플이 T1의 시간 영역(313)을 차지하고, UE#2로 전송되는 샘플이 T2의 시간 영역(315)을 차지하게 된다. 결과적으로 하나의 OFDM 심볼에 하나 이상의 단말을 위한 신호가 전송되며 동시에 기지국은 각각의 단말이 선호하는 주파수 대역을 사용하여 신호를 전송할 수 있다. 또한 하나 이상의 단말의 신호가 시간 샘플에서 서로 중첩되지 않기 때문에 PAPR의 증가가 발생하지 않으며, 따라서 두 단말을 하나의 심볼을 이용해 모두 지원할 수 있다. 본 발명에서 기술한 실시예는 두 개의 단말의 경우이나 이러한 방식은 N개의 단말에 보편적으로 적용될 수 있다.

또한 상기에서 제안하는 방법은 하나의 단말이 하나의 이상의 단일 반송파 대역을 사용하는 경우에도 적용될 수 있다. 상기 기술한 UE#1로 전송하는 데이터와 UE#2로 전송하는 데이터를 하나의 단말이 전송하는 데이터 채널의 코드워드(codeword, CW)로 대치하여 기지국은 하나의 단말을 위한 CW#1과 CW#2을 전송하거나, 기지국은 각 단일 반송파 대역을 이용하여 CW#1 및 CW#1과 같이 동일한 데이터를 하나의 단말로 전송하거나, 기지국은 데이터 채널의 서로 다른 리던던시 버전(redundancy version, RV)에 따른 데이터인 RV1과 RV2을 하나의 단말로 전송하는 일례도 포함한다. 도 3은 두 개의 단일 반송파 대역을 이용하는 일례를 기술하였지만 이러한 데이터 전송 방법은 임의의 개수의 단일 반송파 대역을 사용하는 경우에도 적용될 수 있다. 이후 기술되는 사용자 1과 사용자 2(또는 단말 1, 단말2)를 위한 전송 역시 동일하게 하나의 사용자를 위한 서로 같은 데이터 신호 또는 서로 다른 데이터 신호를 전송하는 일례로 해석할 수 있다.

도 4는 본 발명에서 제안하는 다중 대역 단일 반송파 전송 시스템에서 시간 샘플 자원과 주파수 자원을 설정하는 방법을 설명하는 장치 도면이다.

도 4를 참조하면, 본 발명에서 제안하는 다중 대역 단일 반송파 전송 시스템은 k0(421), k1(401), k2(423), k3(425), k4(403), k5(427), M0(429), M1(407), M2(423), M3(433), M4(431)의 총 12개의 파라미터(parameter)를 사용하여 신호를 발생시킬 수 있으며, 본 발명은 적어도 상기 파라미터 중에서 하나 이상의 값을 조절하여 신호를 발생시키는 방법 및 장치를 포함한다. 또한 적어도 상기 파라미터 중에서 하나 이상의 값이 미리 정해진 규칙을 따르거나, 상위 시그널링을 통해 전달되거나 PDCCH와 같이 제어 채널의 제어 정보에 포함하여 전달될 수 있다.

각각의 파라미터를 설명하면 다음과 같다. k0(421)은 OFDM 심볼에서 초기 k0/M1의 시간 샘플을 비우도록 하는 파라미터다. 이는 전송 신호의 CP 길이를 조절하기 위해서 사용할 수 있다. 이미 정해진 CP 길이를 사용하는 경우에는 k0=0이나 k0을 미리 설정된 고정된 값으로 사용될 수 있다. k1(401)은 첫 번째 단말(사용자 1과 혼용될 수 있다)이 점유하는 가상의 자원 양의 크기이다. 자원 양의 크기는 하나의 OFDM 심볼에 전송되는 변조 심볼(modulated symbol)의 개수를 의미한다. 만약 기지국이 SU-MIMO 전송을 수행하는 경우에는 변조 심볼의 개수가 각 레이어(layer)의 수를 곱한만큼 전송되는 것을 고려해야 한다.

k2(423)는 다른 주파수 대역을 사용하는 사용자(도 4의 경우 사용자 2)의 신호와 시간 심볼 상에서 신호가 중첩되지 않도록 설정하는 오프셋#1의 크기를 나타내는 파라미터이다. k3(425)은 사용자 2의 신호가 사용자 1의 신호와 시간 심볼 상에서 중첩되지 않도록 설정하는 오프셋#2의 크기를 나타내는 파라미터이다. k4(403)는 두 번째 단말이 점유하는 가상의 자원 양의 크기이다. 즉 사용자 2로 전송되는 변조 심볼의 개수를 의미한다. 여기서 k5(427)는 CP가 존재하지 않는 심볼이나 CP가 매우 짧은 OFDM 심볼에서 심볼간 간섭(inter-symbol interference, ISI)를 방지하기 위해 추가하는 0(zero) 샘플의 크기를 나타내는 파라미터이다.

M0(429)는 해당 채널 대역폭을 점유하는 기지국 신호에서 주파수가 낮은 영역의 보호 대역을 설정하는 파라미터이다. M1(407)은 사용자 1이 점유하는 부반송파의 개수를 결정하는 파라미터이다. 또한 사용자 1에 적용되는 DFT 크기이기도 하다. M2(423)는 사용자 2이 점유하는 부반송파의 개수를 결정하는 파라미터이다. 또한 사용자 2에 적용되는 DFT 크기이기도 하다. M3(433)는 해당 채널 대역폭을 점유하는 기지국 신호에서 주파수가 높은 영역의 보호 대역을 설정하는 파라미터이다. M4(431)는 사용자 1과 사용자 2가 점유하는 대역폭의 간격을 부반송파의 개수로 나타내는 파라미터이다. 제안하는 운영 파라미터는 주파수 축과 시간 축에서 적용되어 신호가 생성되며, 다음 도 5를 참조하여 각 파라미터의 관계를 설명한다.

도 5는 본 발명에서 제안하는 다중 대역 단일 반송파 전송 시스템에서 시간 샘플 자원과 주파수 자원을 설정하는 방법을 도시하는 도면이다.

도 5를 참조하면, 도 5는 두 개의 단말의 신호 또는 두 개의 대역을 사용하는 신호 발생을 일례로 도시한 것이나 두 개 이상의 단말의 신호 또는 두 개 이상의 대역을 사용하는 신호 발생의 경우에도 동일하게 적용될 수 있다. A(500)은 도 4에서 DFT 전처리기(407, 423)에 입력되는 가상의 자원을 도시한 것이며, B(510)은 도 4에서 DFT 전처리 후 N-포인트 IFFT(409) 처리되는 주파수 대역 자원을 도시한 것이며, C(520)은 도 4에서 병렬-직렬 변환(411) 후 시간 심볼의 샘플을 도시한 것이다. 도 5에서는 12개의 파라미터를 모두 기술하고 있지만 하나의 단말 기준으로는 모든 파라미터를 알 필요는 없다. 일례로 사용자 1의 경우 적어도 M1(517), k1(505), M0(515)가 필요하며, 사용자 2를 기준으로는 할 경우 M0+M1+M4 (515, 517, 519의 합), M2(521), k4(511)나 k3(509)의 정보가 필요하다.

도 5를 통해 각 파라미터가 시간과 주파수 영역에서 어떤 관계가 있는지 기술한다. 채널 대역폭(501, FFT 크기) 내에 두 개의 주파수 대역을 점유하는 신호가 전송되는 경우가 도시되었다. 501에서 왼쪽은 주파수 인덱스가 낮은 쪽을 의미하고 오른쪽은 주파수 인덱스가 높은 쪽을 의미한다. 주파수 관점에서 보면 점유하는 대역폭을 결정하기 위해서는 525와 같이 보호 대역 설정이 필요하고, 보호 대역을 포함하도록 M0(515)를 통해 M1(517)가 점유하는 대역의 가장 낮은 부반송파 위치가 지정될 수 있다. 이러한 가장 낮은 부반송파 위치는 M1-G를 통해서도 지정할 수 있다. 마찬가지로 M2(521)가 점유하는 대역폭은 M0+M1+M4의 크기를 지시하거나 M0+M1+M4-G를 지시함으로 결정될 수 있다.

사용자 1이 점유하는 시간 자원을 조절하기 위해서는 M1 내에서 가상의 자원의 위치를 조절해야 하며 이를 조절하는 파라미터가 k0(503), k1(505), k2(507)이다. 마찬가지로 사용자 2가 점유하는 시간 자원을 조절하기 위해서는 M2 내에서 가상의 자원의 위치를 조절하는데 이를 조절하는 파라미터는 k3(509), k4(511), k5(513)이다. K0(503)을 조절하면 시간 심볼에서의 T0(531)의 크기가 변경되고 k1(505)를 조절하면 시간 심볼에서의 T1(533)의 크기가 변경되며 k2(507)과 k3(509)를 조절하면 시간 심볼에서의 T2(535)의 크기가 조절되고 k5(513)를 조절하면 시간 심볼에서의 T3(537)의 크기가 조절된다. 따라서 이들 파라미터를 통해 단일 반송파의 시간 심볼 영역과 위치를 조절할 수 있다.

이 때 시간 축에서의 1 심볼은 T₀'(539)+T₁'(541)로 구성되며, T₀'는 1 심볼에서 M1/(M1+M2)을 차지하고, T₁'는 1 심볼에서 M2/(M1+M2)을 차지한다. 이 때 T0 = T₀'·k0/(k0+k1) 이고, T1 = T₀'·k1/(k0+k1) 이고 T2 = T₁'·k4/(k4+k5) 이고, T3 = T₁'·k5/(k4+k5) 이다.

도 6는 본 발명에서 제안하는 다중 대역 단일 반송파 전송 시스템에서 단일 반송파 대역폭과 단말의 대역폭을 동일하게 설정하는 방법을 도시하는 도면이다.

도 6를 참조하면, 시스템은 하나 이상의 대역폭으로 구성될 수 있으며 이는 주파수 대역폭이 가장 큰 채널 대역폭(601), 대역폭 부분(bandwidth part, BWP, 605), 스케줄링 대역(scheduling bandwidth)등으로 구성될 수 있다. 여기서 채널 대역폭은 기지국이 하나의 채널로 운영 가능한 최대 대역폭을 의미하고, BWP는 단말이 운영 가능한 최대 대역폭을 의미하며 이는 채널 대역폭의 일부분일 수 있다. 스케줄링 대역은 단말이 운영 가능한 최대 대역폭 중에서 현재 스케줄링 시점에 실제로 데이터 전송에 사용된 대역폭을 의미한다. 따라서 단일 반송파의 구성도 대역폭과 연동하여 구성할 수 있다.

603과 605는 BWP와 단일 반송파의 대역폭이 항상 동일하게 구성되는 방법을 도시한 것이다. 이 경우 단말은 하향링크 대역이 단일 반송파를 사용한다는 것을 상위 시그널링을 통해 또는 암묵적으로 인지한 이후, 기지국으로부터 설정된 BWP 정보에 포함된 단일 대역폭 사용 유무와 스케줄링 대역폭(PDSCH가 점유하는 주파수 영역)과 관계 없이 항상 단일 반송파를 BWP의 대역폭의 크기를 적용해 전송할 수 있다.

만약 기지국이 동시에 다른 대역에 존재하는 BWP(607) 상에서 단일 반송파를 추가로 전송하는 경우에는 다음의 두 가지 방법으로 단일 반송파 파형을 유지할 수 있다. 첫 번째 방법은 BWP 설정(또는 구성)시에 사용 가능한 자원을 미리 설정하는 방법이고 두 번째 방법은 자원 할당 제한을 설정하는 방법이다. 상기 두 가지 방법을 아래에서 자세히 기술한다.

첫 번째 방법은 BWP 설정시 사용 가능한 PRB 자원 또는 부반송파의 연속된 길이와 위치를 지시하는 것이다. 사용 가능한 부반송파의 위치는 콤(comb) 의 간격과 콤 오프셋(comb offset, 이는 오프셋(offset)과 혼용될 수 있다) 형태로 알려질 수 있다. 추가로 PRB 간의 인터리빙 여부, 부반송파 간의 인터리빙 여부가 지시될 수 있다. 첫 번째 방법을 이용하는 경우, 상기와 같이 미리 할당된 자원을 지시하기 때문에 PDCCH로 스케줄링 대역을 지시하는 경우 PDCCH 상으로 전송되는 자원 할당에 사용되는 제어 정보의 오버헤드(overhead)를 감소시킬 수 있다. 가령 연속된 PRB 자원을 미리 지시하는 경우를 고려하면, 기존의 BWP가 12개의 PRB로 구성되었다면 PDCCH 상으로 전송되는 제어 정보가 비트맵(bitmap) 형태일 경우 12 bits가 필요하지만 BWP 설정에서 제어 정보를 수신하는 단말이 연속된 6개의 PRB를 사용하는 것으로 지시하는 경우 단말은 6 bits의 제어 정보만 사용하여 스케줄링될 수 있다.

만약 사용 가능한 자원이 부반송파의 콤 간격와 콤 오프셋으로 지시되는 경우, 이 때 콤 간격은 2이고 오프셋은 1인 경우 기존의 PRB가 12개의 부반송파를 사용할 수 있었던 것과 달리 2개의 콤 간격 중에서 오프셋 1만을 사용되기 때문에 가용한 부반송파의 개수는 PRB당 6개가 된다. 따라서 2개의 PRB를 지시할 경우 2개의 PRB를 통해 전송되는 데이터 양이 기존의 1개의 PRB 전송시와 같게 된다. 그러므로 제어 채널이 지시하는 연속된 자원 할당 정보에서 기존 1개의 PRB를 지시하는 정보를 2개의 PRB를 지시하는 것으로 해석하게 하여 자원 할당에 사용되는 제어 정보량을 반으로 감소시킬 수 있다. 구체적으로, 종래 6비트의 비트맵으로 6개의 PRB의 각각의 자원 할당 여부가 지시되었다면 이를 하나의 비트가 2개의 PRB의 자원 할당 여부를 지시하는 것으로 해석하여 6비트의 비트맵으로 12개의 PRB의 자원 할당 여부를 지시하게 할 수 있다. 이러한 방법은 비트맵뿐만 아니라 다양한 자원 할당의 표현 방법에 적용될 수 있다. 또한, 콤 정보를 설정하더라도 실제로 각 콤의 사용 여부는 PDCCH 상으로 전송되는 제어 정보에 포함된 동적으로 지시하는 비트를 통해 지시될 수 있다. 상기 본 발명에서 제안된 방법은 단일 반송파를 하나 이상의 BWP에서 신호를를 전송하는 기지국이 사용할 수 있다는 장점이 있으나 BWP가 주파수 축에서 중첩된 경우에는 사용될 수 없다는 단점이 있다.

두 번째 방법은 자원 할당을 제한하는 방법이다. 이 방법은 BWP의 설정 정보에서 PRB 사용 제한(restriction) 정보를 PRB나 부반송파 단위로 알려주는 것이다. 이 때 기지국에 의해 제어 채널에서 스케줄링 대역 정보가 전송되는 경우 단말은 상기 제한 정보와 비교하여 제한된 자원과 스케줄링 대역 정보에 의해 스케줄링된 대역이 중첩되는 경우에는 단말은 해당 스케줄링된 자원이 사용되지 않고 데이터 수신시 레이트 매칭되었다(rate matched)고 가정하고 데이터 채널을 수신할 수 있다.

이러한 방법을 기반으로 제안하는 설정 방법은 다음과 같다. BWP가 공통 BWP(common BWP)와 전송 BWP(dedicated BWP)로 구성되는 경우, 공용 BWP의 경우 BWP의 크기와 단일 반송파의 대역폭이 항상 같게 구성되고 전용 BWP의 경우 공용 BWP에서 수신된 전송 BWP 활성화 정보를 통해 전용 BWP를 활성화(activation)시킬 때 단일 반송파 파형을 유지할지 여부를 알려주도록 설정될 수 있다. 다시 말해 단말이 시스템에 접속하면 공용 BWP의 정보 또는 제어 정보 셋(control resource set, CORESET) 0(이는 시스템 정보를 수신하기 위한 PDCCH가 전송되는 CORESET일 수 있다) 정보를 수신하며, 이 때 공통 BWP나 CORESET 0에 구성된 연속된 PRB가 단일 반송파의 대역과 같다고 가정하고 기지국이 전송하는 단일 반송파를 수신할 수 있다. 이후 단말은 공통 BWP나 CORESET 0에서 수신된 BWP 활성화 정보를 통해 전용 BWP에서 단일 반송파 전송을 사용할지 또는/및 단일 반송파를 위한 자원 구성 정보를 사용하여 신호를 수신할지 여부를 판단할 수 있다.

도 7은 본 발명에서 제안하는 다중 대역 단일 반송파 전송 시스템에서 단말의 대역폭보다 큰 단일 반송파 대역폭을 설정하는 방법을 도시하는 도면이다.

도 7을 참조하면, 시스템은 하나 이상의 대역폭으로 구성될 수 있으며 이는 주파수 대역폭이 가장 큰 채널 대역폭(701), 대역폭 부분(BWP, 707), 스케줄링 대역(scheduling bandwidth)등으로 구성될 수 있다. 여기서 채널 대역폭은 기지국이 하나의 채널로 운영 가능한 최대 대역폭을 의미하고 BWP는 단말이 운영 가능한 최대 대역폭을 의미하며, 스케줄링 대역은 단말이 운영 가능한 최대 대역폭 중에서 현재 스케줄링 시점에 실제로 데이터 전송에 사용된 대역폭을 의미한다. 따라서 단일 반송파의 구성도 대역폭과 연동하여 구성할 수 있다.

도 7은 BWP(707)를 단일 반송파의 대역폭(703)보다 작거나 같게 구성하는 방법을 도시한 것이다. 즉 단일 반송파의 대역폭은 BWP의 대역폭과 무관하지만 단일 반송파의 대역폭이 BWP의 대역폭을 포함하고 있는 경우이다. 이 경우 단말은 하향링크 대역이 단일 반송파를 사용한다는 것을 상위 시그널링 또는 암묵적으로 인지한 이후, 기지국으로부터 설정된 단일 반송파 설정 정보에 포함된 단일 반송파 사용 유무와 스케줄링 대역폭과 관계 없이 항상 단일 반송파를 단일 반송파 대역폭의 크기를 적용해 전송한다. 기지국은 단일 반송파 설정 정보의 하위 정보로 포함된 BWP 정보를 통해 단일 반송파 대역폭이 점유하는 시간 심볼의 길이를 직접적(explicit)으로 지시하고, 다른 BWP가 하나의 심볼에 동시에 구성되는 경우 BWP 자원 할당 정보를 통해 709와 같이 다른 BWP가 동일 심볼 내에서 중첩되지 않고 단일 반송파를 유지할 수 있는 것을 암묵적(implicit)으로 지시할 수 있다. 단일 반송파의 대역폭이 BWP 대역폭보다 크거나 길이가 긴 경우가 이러한 방법이 사용될 수 있으며, 또한 연속적으로 자원이 할당(연속된 PRB 가 사용되는 경우)될 경우 이러한 방법이 사용될 수 있다.

도 8은 본 발명에서 제안하는 단일 반송파 전송 시스템에서 하나 이상의 단일 반송파 대역폭을 단말의 대역폭 내에서 설정하는 방법을 도시하는 도면이다.

도 8을 참조하면, 시스템은 하나 이상의 대역폭으로 구성될 수 있으며 이는 주파수 대역폭이 가장 큰 채널 대역폭(801), 대역폭 부분 (BWP, 803, 805), 스케줄링 대역(807, 809, 811)등으로 구성될 수 있다. 여기서 채널 대역폭은 기지국이 하나의 채널로 운영 가능한 최대 대역폭을 의미하고 BWP는 단말이 운영 가능한 최대 대역폭을 의미하며, 스케줄링 대역은 단말이 운영 가능한 최대 대역폭 중에서 현재 스케줄링 시점에 실제로 전송에 사용된 대역폭을 의미한다. 이 경우 단일 반송파의 대역폭은 오직 스케줄링 대역폭과 연동하여 구성될 수 있다.

807과 809는 BWP 내에서 실제로 전송되는 스케줄링 대역을 도시한 것이다. 일례로 스케줄링 대역(809)의 신호는 사용자 1에게 전송되고 스케줄링 대역(807)의 신호는 사용자 2에게 전송될 수 있으며, 다른 일례로 807은 사용자 1의 제어 채널을 전송하는 용도로 사용되고 809는 사용자 1의 데이터 채널을 전송하는 용도로 사용될 수 있다. 하나의 심볼에 하나의 단일 반송파 대역(일례로 807)만 전송되는 경우에는 단말은 모든 심볼을 사용하여 단일 반송파 파형의 신호를 수신할 수 있지만, 만약 기지국이 하나 이상의 대역의 단일 반송파를 사용하여 신호를 전송하는 경우에는 기지국은 단말의 데이터 채널 수신을 위한 제어 채널을 이용해 다중 대역 단일 반송파를 수신하기 위한 자원 할당 정보를 전달해야 한다.

단말은 상위 시그널링으로 단말의 하나의 BWP에 대해서 하나 이상의 자원 할당 정보를 수신할 수 있으며, 하나는 단일 대역 단일 반송파 전송을 위한 자원 할당 정보, 다른 하나는 다중 대역 단일 반송파 전송을 위한 정보이다. 여기서 다중 대역 단일 반송파 전송 정보는 하나 이상의 대역을 지원하는 다수의 정보로 구성될 수 있다. 가령 단일 대역 단일 반송파 전송의 경우에는 자원 할당 정보는 단일 반송파 유무의 정보를 포함하고, 다중 대역 단일 반송파 전송의 경우에는 다중 대역 단일 반송파 전송 정보는 앞서 기술한 자원 정보(PRB 자원, 부반송파 콤과 콤 오프셋을 포함할 수 있다. 이를 통해 다수의 대역을 지원하기 위해 부반송파 콤과 콤 오프셋을 하나 이상 구성될 수 있다. 이와 같이 구성된 자원을 지시하는 지시자는 제어 채널의 제어 정보를 통해 단말에 스케줄링 정보와 함께 전달될 수 있으며 또는 CORESET 0를 통해 전송되는 PDCCH를 통해 수신할 수 있는 MAC CE를 통해서 (물리 채널의 제어 정보를 통한 설정보다) 좀더 느린 속도로 설정될 수 있다.

도 9는 본 발명에서 제안하는 다중 대역 단일 반송파 전송 시스템에서 하나 이상의 단일 반송파 대역폭을 단말의 대역폭(903) 내에서 설정하는 또다른 방법을 도시하는 도면이다.

도 9는 단말이 미리 하나 이상의 단일 반송파 대역(905, 907, 909)을 설정받고 기지국이 전송에 사용하는 단일 반송파 대역을 블라인드(blind)하게 검색하는 방법을 도시한 것이다. 단말은 PDCCH와 같은 제어 채널을 수신할 때 미리 설정된 단일 주파수 전송 구성을 기반으로 신호가 전송되는 하나 이상의 단일 주파수 대역을 검색할 수 있다. 또한 다수의 단일 반송파 대역 후보(905, 907, 909)는 서로 다른 자원 할당 (DFT 크기, 주파수 위치, 콤, 오프셋) 정보로 구성될 수 있으며 단말은 한 번에 하나의 대역뿐 아니라 하나 이상의 대역을 검색하여 신호를 수신할 수 있다.

아래에서는 다중 대역 단일 반송파 전송시 전송 전력을 제어하는 방법을 기술한다. 다중 대역 단일 반송파 전송을 위해서 기지국은 두 가지 방법으로 전송 전력을 결정할 수 있다. 첫 번째 방법은은 심볼 내에서 샘플 간에 평균 전력을 동일하게 유지하는 방법이고 두 번째 방법은 하나의 심볼 내에서 샘플 간에 평균 전력을 대역 간 다르게 유지하는 방법이다.

도 10은 본 발명에서 제안하는 다중 대역 단일 반송파 전송에서 심볼 간에 평균 전력을 동일하게 설정하는 첫 번째 방법을 도시한 도면이다.

도 10을 참조하면, 도 10에서 제안되는 방법은 심볼 내의 PAPR를 감소하기 위해서 다중 대역폭의 크기를 고려하려 심볼 내의 샘플 PAPR를 낮게 유지하는 방법이다. 1001을 채널 대역폭, 1007과 1009가 단일 반송파 대역폭이 점유하는 서로 다른 대역이라고 가정하면 1007과 1009는 단일 반송파를 위한 다중 대역으로 사용된다. 이 때 각 대역에 상응하는 단일 반송파가 DFT 전처리기를 이용하여 전송되는 경우, 대역 1007에는 M1 크기의 DFT가 적용되고, 대역 1009에는 M2 크기의 DFT가 적용되는 경우를 가정한다. 이 때 시간 심볼(1011) 관점에서 모든 샘플이 사용하는 기준 전력 또는 평균 전력이 동일하게 유지되기 위해서는 1007의 대역이 차지하는 샘플(1013)과 1009의 대역이 차지하는 샘플(1015)의 길이를 조절함으로 그 조건을 유지할 수 있다. 가령, T1 = M2/(M1+M2), T2 = M1/(M1+M2)로 설정하는 경우 T1에 전송되는 샘플(1013)의 평균 전력과 T2에 전송되는 샘플(1015)의 평균 전력이 동일하게 유지될 수 있다.

이 경우 기지국은 단말에 beta(전력비, 전체 샘플을 사용할 때 필요한 전력 대비 실제 전송에 사용된 전력의 비율)를 0dB로 지시하거나, T1의 길이를 지시하거나, 자원 할당 정보를 T1과 동일하게 유지함으로써 이러한 전송 전력 설정을 지시할 수 있다. 만약 커버리지 보장을 위해 전송 전력을 상승시키거나 감소시켜야 하는 경우 기지국은 단말에게 오프셋을 지시할 수 있는데 가령 대역 1007에 해당하는 전력비를 beta₁이라고 하고 대역 1009에 해당하는 전력비를 beta₂라고 하면 k를 통해 beta₁과 beta₂를 조절할 수 있다. 이와 같이 기지국이 k를 지시하는 경우 beta1과 beta2는

Beta₁ = 10 log {(1+k)M2/(M1+M2)} (dB), Beta₂= 10 log {(M1-kM2)/(M1+M2)}

의 예와 같이 정의할 수 있다. 기지국은 이러한 전력비를 단말에 지시함으로 수신 성능을 높일 수 있다.

도 11은 본 발명에서 제안하는 다중 대역 단일 반송파 전송에서 전송 전력을 심볼 내에서 다르게 설정하는 두 번째 방법을 도시한 도면이다.

도 11을 참조하면, 도 11에서 제안되는 방법은 심볼 내의 대역별 PAPR을 감소시키기 위해 단말의 커버리지 상태를 고려하여 심볼 내의 전력을 조절하고 동시에 PAPR를 낮게 유지하는 방법이다. 1101은 채널 대역폭을 의미하고 1111은 해당 시간 심볼을 의미한다. 도 11에서 제안되는 방법은 점유하는 대역폭과 시간의 곱의 비에 따라 사용자간 전송 전력을 분배하는 방법이다. 만약 사용자 1이 점유하는 대역의 크기가 M1(1107)이고 (하나의 심볼 내에서) 사용자 1이 점유하는 시간이 T(1113)이고 사용자 2가 점유하는 대역의 크기가 M2(1109)이고 점유하는 시간이 1-T(1115)라면, 전체 송신 전력 P는 P = M1·T+M2(1-T)가 되고 각 사용자간 전력 분배는 beta₁ × M1·T : beta₂ × M2(1-T)의 비율에 따르며, beta₁ × M1·T : beta₂ × M2(1-T) = P이며 이 때 beta1은 사용자 1의 전력비, beta2는 사용자 2의 전력비로 이해될 수 있다. 따라서 기지국은 사용자에게 각각 beta값을 지시하며 단말은 상기 지시에 기반해 수신 전력을 획득할 수 있다. 이는 즉 자원 할당을 통해 시간 축 샘플의 송신 전력을 조절하는 방법으로 이해될 수 있다.

또한 도 11에서 제안되는 방법은 단일 반송파로 전송하는 데이터 채널의 재전송을 위한 심볼에 사용될 수 있다. 일례로 기지국이 IR(incremental redundancy) 방식의 재전송을 수행하는 경우, 일반적으로 재전송하는 심볼의 개수는 초기 전송에 사용된 심볼의 개수보다 작게 설정될 수 있다. 이 경우 기지국이 초기 전송은 도 10의 1003의 자원양을 이용해 전송하고 재전송은 1103의 감소된 자원양을 이용해 전송할 수 있다. 이 때 도 11의 방법을 이용할 경우 전송되는 샘플의 전송 전력이 (도 10의 1011에 비해) 1111으로 상승하기 때문에 샘플당 신호 대 잡음비(Signal-to-noise ratio, SNR)가 증가하며 이에 따라 재전송의 성공 확률이 증가할 수 있다.

아래에서는 단일 반송파 전송을 이용해 다중 단말 간의 간섭 또는 복수개의 기지국간의 간섭을 제어하는 방법을 기술한다.

도 12는 본 발명에서 제안하는 다중 대역 단일 반송파 전송에서 동시 전송되는 하나 이상의 다중 단말의 신호의 간섭을 최소화하기 위한 다중화 방법을 도시한 도면이다. 도 12를 참조하면, 도 12는 서로 다른 대역을 사용하는 사용자 신호(1203, 1205)가 전송 심볼(1215)에서 서로 직교적인 시간(즉 중복되지 않는 시간)을 점유하도록 하는 인터리버(interleaver, 1207, 1209)를 사용하는 방법을 도시한 도면이다. 사용자 신호(1203, 1205)는 인터리버(1207, 1209)를 거쳐 단일 반송파 대역폭(1211, 1213)에 분산적으로 매핑된다. 동일 심볼에 전송되는 서로 다른 대역의 신호에 다음의 세 가지 방법을 통해 인터리버 동작이 수행될 수 있다. 방법 1) 심볼 인덱스를 기반으로 하는 인터리버, 방법 2) 기지국 식별자를 기반으로 하는 인터리버, 방법 3) 슬롯 인덱스를 기반으로 하는 인터리버를 기반으로 본 발명이 수행될 수 있다. 이러한 인터리버를 통해 각 대역(1203, 1205)은 시간 심볼(1215)상에서 각각 시간 샘플 1(1219) 시간 샘플 2(1217)을 점유하게 된다. 시간 샘플 1(1219)와 시간 샘플 2(1217)은 겹치지 않음으로써 서로 직교할 수 있다.

또한, 본 발명에서 제안하는 방법은 하나의 단말에 전송되는 데이터 신호를 서로 다른 대역(1203, 1205)에 전송하면서 서로 직교적인 시간을 점유하는 다이버시티(diversity) 전송을 위해 사용될 수 있다. 이를 위한 제1 방법은 기지국이 데이터 신호를 발생시키고 데이터 신호를 복사하여 서로 다른 대역(1203, 1205)에서 같은 데이터를 전송하는 방법이다. 이 경우 같은 심볼 내 서로 다른 주파수 대역에서 같은 데이터가 전송되게 되므로, 다이버시티를 통해 기지국은 데이터를 보다 강인하게 전송할 수 있다.

제2 방법은 기지국이 데이터 신호를 발생시키고 발생시킨 데이터 신호를 제1 데이터 심볼 그룹과 제2 데이터 심볼 그룹으로 분리하여 제1 데이터 심볼은 1203의 대역에서, 제2 데이터 심볼은 1205의 대역에 전송하는 방법이다. 제1 데이터 심볼 그룹과 제2 데이터 심볼 그룹을 분리하는 방법은 심볼 개수로 분리하는 방법, 코드워드 인덱스로 분리하는 방법, 레이어(layer) 별로 분리하는 방법을 포함할 수 있다. 심볼 개수로 분리하는 방법은 생성한 데이터 신호의 심볼이 일례로 n개인 경우 제1 데이터 심볼 그룹은 n-m개의 데이터 심볼을 포함하고, 제2 데이터 심볼 그룹은 m개의 데이터 심볼을 포함하는 것일 수 있다. 코드워드 인덱스로 분리하는 방법은 일례로 4개의 코드워드가 생성된 경우 제1 데이터 심볼 그룹은 CW#1 및 CW#3을 포함하고 제2 데이터 심볼 그룹은 CW#2 및 CW#4를 포함하는 것일 수 있다. 레이어 별로 분리하는 방법은 코드워드의 데이터 심볼을 각 레이어에 배치하는 레이어 매핑(layer mapping)을 통해 생성되는 복수의 레이어를 각 데이터 심볼 그룹에 포함시키는 것으로, 일례로 8개의 레이어가 생성되었다면 제1 데이터 심볼 그룹은 레이어#1, #3, #5, #7을 포함하고, 제2 데이터 심볼 그룹은 레이어#2, #4, #6, #8을 포함할 수 있다. 이러한 레이어 별로 데이터 심볼 그룹에 매핑하는 동작은 레이어 매핑 단계에서 수행될 수 있다.

특히 레이어 별로 분리하는 방법의 경우에는 단말의 피드백을 통한 랭크(rank,이는 단말이 기지국으로 보고하는 권장하는 데이터의 레이어 수로 이해될 수 있다)가 1인 경우에도 기지국은 데이터 신호를 랭크 2로 생성하고(즉 두 개의 레이어를 생성하고) 각각의 레이어 별로 서로 다른 대역(1203, 1205)로 전송할 수 있다. 상기 방법은 랭크 1데이터 채널 전송은 유지하면서 레이어 별로 다른 주파수 대역으로 전송함으로써 다이버시티 이득을 얻을 수 있는 방법이다. 기지국이 신호를 전송하는 대역의 개수가 L인 경우(L개의 DFT window를 사용하는 경우)에는 기지국은 최대 랭크 L로 데이터 채널을 생성하고(즉 L개의 레이어를 생성하고) 각각 다른 L개의 대역에서 각 레이어에 따른 데이터 신호를 전송하여 랭크 1전송을 유지할 수 있다.

만약 기지국과 단말이 교차 편파(cross-polarized) 안테나를 사용하여 단말의 피드백이 랭크 2인 경우에는 기지국은 데이터 채널의 신호는 랭크 2를 생성하고 각각의 레이어를 서로 다른 대역(1203, 1205)에서 전송하거나 랭크 4를 생성하여 각 2개의 레이어를 서로 다른 대역(1203, 1205)에 전송하여 다이버시티 이득을 얻을 수 있다. 이 경우 4개의 레이어는 2개의 레이어를 각각 복사하여 4개의 레이어를 생성하거나 또는 하나의 레이어의 데이터 심볼을 두 개의 레이어에 나누는 방법으로 생성될 수 있다.

또한, 도 12의 인터리버(1207, 1209)에 따라 각 단말에게 전송되는 신호는 서로 직교적인 시간(즉 중복되지 않는 시간)을 점유하거나 또는 서로 유사 직교적인 시간을 점유할 수 있다. 각 단말에게 전송되는 신호가 직교적인 시간을 점유하는 경우 1203과 1205 대역의 전송 심볼 간의 샘플 단위의 상관(correlation)은 0으로 보장될 수 있다. 각 단말에게 전송되는 신호가 유사 직교적인 시간을 점유하는 경우에는 기지국은 1203 및 1205 대역의 전송 심볼 간의 샘플 단위의 상관이 1/C 이하로 보장되도록 신호를 전송할 수 있다. 이를 위해 기지국은 상관이 특정 임계값 이하가 되도록 각 인터리버(1207 및 1209)를 설정하거나, 또는 각 단말에게 전송되는 신호가 점유하는 시간 축에서의 샘플이 중복되는 비율이 특정 임계값 아래가 되도록 자원을 할당할 수 있다. 이 때 기지국은 상기 상관이 특정 임계값 이하가 되도록 또는 샘플이 중복되는 비율이 특정 임계값 아래가 되도록 M1 및/또는 M2를 결정할 수도 있다. 이러한 경우 각 단말에게 전송되는 신호가 직교적인 시간을 점유하는 경우에 비해서 PAPR이 증가하는 단점이 있지만 자원을 이용하는 효율이 증가하는 장점이 있다.

도 13은 본 발명에서 제안하는 다중 대역 단일 반송파 전송에서 서로 다른 기지국 간 간섭 제어 방법을 도시한 도면이다. 도 13을 참조하면, 제안하는 실시예는 사용자 또는 셀 간에 서로 비직교적인 시간을 점유하는 인터리버를 사용하는 방법이다. 즉, 동일 시간에 전송되는 서로 다른 기지국에서 전송되는 신호에는 다음의 방법을 통해 인터리버 동작이 수행될 수 있다. 본 발명은 방법 1) 사용자 식별자를 기반으로 하는 인터리버, 방법 2) 기지국 식별자를 기반으로 하는 인터리버, 방법 3) 서로 다른 난수 발생 함수를 이용하는 인터리버를 포함한다. 1303은 기지국 1에서 전송되는 신호의 대역이고, 1309는 기지국 2에서 전송되는 신호의 대역이다. 각 대역의 심볼은 인터리버(1305, 1311)을 거쳐 분산된 가상의 자원에 매핑되고, DFT 변환을 거쳐 단일 반송파 신호로 각 기지국에서 전송된다. 이 때 각 기지국의 신호는 동일 시간의 심볼(1313, 1317)에서 전송되며, 기지국 1의 신호는 심볼 1313 내에서 1315와 같은 시간 샘플을 점유하고, 기지국 2의 신호는 심볼 1317 내에서 1319와 같은 시간 샘플을 점유한다. 이러한 방법을 통해 서로 다른 기지국의 신호가 시간 축에서 분산되므로 서로 다른 기지국 간 간섭이 제어될 수 있다.

도 14는 본 발명에서 제안하는 다중 대역 단일 반송파 전송 기법을 사용하는 하나 이상의 기지국이 서로 다른 부반송파 간격을 사용할 때 기지국 간에 간섭 제어 방법을 도시한 도면이다. 도 14를 참조하면, 제안되는 실시예는 서로 다른 BWP(일례로 1407)를 설정받은 서로 다른 그룹의 단말이 동일한 심볼에서 서로 다른 BWP에 따른 신호를 수신하도록 하는 방법이다. 이는 다음의 방법을 통해 가능하다. 방법 1에 따르면 서로 다른 두 개의 BWP가 동일한 부반송파 간격(sub-carrier spacing)를 가지는 경우 서로 직교적인(즉 시간 축 상에서 겹치지 않는) 샘플의 위치를 사용하여 각 BWP의 신호가 전송될 수 있다. 방법 2에 따르면 서로 다른 두 개의 BWP가 서로 다른 부반송파 간격(sub-carrier spacing)를 가지는 경우, 부반송파 간격이 상대적으로 큰 BWP(1405, 이는 다른 BWP에 비해 대역폭이 두 배로 넓은 경우로 TxRP1에서 사용되는 BWP일 수 있다)에서는 부반송파 간격과 심볼(1403)의 길이가 반비례하므로 심볼의 길이가 반으로 감소하게 되고, 이러한 BWP에서는 가용한 심볼 중에서 일부의 심볼만 전송에 사용된다. 일례로 1405와 같이 홀수 번째(또는 짝수 번째) 심볼만이 전송에 사용될 수 있다. 다른 하나의 BWP(1409, 이는 TxRP2에서 사용되는 BWP일 수 있다)는 하나의 심볼에서 (BWP(1405)에 따른 신호가 전송되지 않는) 일부의 샘플의 위치를 이용할 수 있으며 이에 따라 직교적으로 두 개의 BWP에 따른 신호가 전송될 수 있다. 또한 이러한 간섭 제어를 위해 양 기지국(TxRP1, TxRP2)은 서로 자신이 데이터 전송을 할당할 수 있는 자원에 관련된 정보를 송수신할 수 있다. 각 기지국은 상기 자원 할당 정보를 기반으로 단일 반송파를 기반으로 한 데이터 전송을 수행할 수 있다.

도 15a는 본 발명에서 제안하는 다중 대역 단일 반송파 전송에서 하나 이상의 서로 다른 채널을 전송되는 구조를 도시한 도면이다. 도 15a를 참고하여 설명하면, 제어 채널을 위한 기준 신호(1503), 제어 채널(1505), 데이터 채널을 위한 기준 신호(1507, 1511) 및 데이터 채널(1509, 1513)은 서로 다른 심볼에서 전송될 수 있다. 이런 경우 제어 채널 전송 후 데이터 채널이 전송될 수 있다. 도 15b는 본 발명에서 제안하는 다중 대역 단일 반송파 전송에서 하나 이상의 서로 다른 채널이 하나의 심볼에 다중화되어 전송되는 패킷 구조를 도시한 도면이다. 도 15b를 참조하면, 제어 채널을 위한 기준 신호(1517), 제어 채널(1519), 데이터 채널을 위한 기준 신호 (1523, 1525), 데이터 채널(1521, 1527)에서 데이터 채널을 위한 두 개의 기준 신호(1523, 1525)와 데이터 채널(1521, 1527)이 동일한 심볼에서 각 샘플(1523 및 1521, 1525 및 1527)이 서로 겹치지 않도록 전송될 수 있다. 즉 심볼에서 서로 다른 데이터 및 기준 신호가 동시에 전송될 수 있다.. 도 15b에 따를 경우 도 15a에 따른 방법보다 전송 지연이 감소하는 것을 알 수 있다.

도 16a는 본 발명에서 제안하는 다중 대역 단일 반송파 전송에서 전송 지연 시간 감소를 위해 하나 이상의 서로 다른 채널이 하나의 심볼에 다중화되어 전송되는 패킷 구조를 도시한 도면이다. 도 16a를 참조하면, 기존의 여러 심볼에 걸쳐 매핑되어 있던 제어 채널을 위한 기준 신호(1603), 제어 채널(1605), 데이터 채널을 위한 기준 신호(1607), 데이터 채널(1609)이 하나의 심볼(1613, 1615, 1617)에서 모두 전송될 수 있다. 이 때 데이터 채널을 위한 기준 신호(1607)은 하나의 심볼에 매핑될 경우 생략될 수 있다. 또는 하나의 기준 신호(1613)로 제어 채널과 데이터 채널이 모두 복조될 수 있다. 이 때 하나의 심볼에서 기준 신호(1613), 제어 채널(1615), 데이터 채널(1617)은 시간 분할 다중화될 수 있다. 도 16b는 서로 다른 채널을 하나의 심볼에 다중화하기 위한 방법을 도시한 도면이다. DFT 전처리기 이전 가상 자원에 시간 순서로 기준 신호(1621), 제어 신호(1623), 데이터 신호(1625)를 모두 순차적이고 연속적으로 매핑하여 전송할 경우, 하나의 심볼(2229)에 세 가지 종류의 서로 다른 채널(1631, 1633, 1635)이 다중화되어 전송될 수 있으므로 전송 지연이 감소하는 것을 확인할 수 있다.

도 17은 본 발명에서 제안하는 다중 대역 단일 반송파 전송에서 제어 채널과 데이터 채널이 서로 다른 대역을 점유하는 경우를 위한 패킷 구조를 도시한 도면이다. 도 17을 참조하면, 제안하는 실시예는 제어 채널을 위한 기준 신호(1703)과 제어 채널(1705), 그리고 데이터 채널을 위한 기준 신호(1707), 데이터 채널(1709)이 서로 다른 대역에 전송되는 경우 상기 채널들을 포함하는 단일 반송파를 구성하기 위한 방법이다. 이를 위해 1711과 1713과 같은 DFT를 통해, 시간 심볼(1715)에 제어 채널을 위한 기준 신호(1717), 제어 채널(1719), 데이터 채널을 위한 기준 신호(1721) 및 데이터 채널(1723)을 서로 중첩되지 않는 직교적인 샘플 영역에 할당할 수 있다.

도 18은 본 발명에서 제안하는 다중 대역 단일 반송파 전송에서 하나 이상의 빔을 하나의 심볼에 전송하기 위한 방법을 도시한 도면이다. 도 18을 참조하면, 하나의 심볼에서 하나 이상의 빔을 사용하여 신호를 전송함에 있어서 빔이 서로 다른 전송 대역폭을 점유하도록 하는 방법이 도시되었다. 1801은 단말이 접속한 셀이 운영하는 채널 대역폭을 도시한 것이고 이는 단말이 사용하는 FFT이 점유하는 영역으로도 이해될 수 있다. 이 때 송신기는 서로 다른 N개의 빔이 적용된 기준 신호(이하 빔과 혼용될 수 있다)인 1803, 1805, 1807, 1809를 각각 전송함에 있어서 1811, 1813, 1815, 1817과 같이 DFT를 적용하여 서로 다른 N개의 빔이 서로 다른 주파수 대역을 점유하나 하나의 심볼에서 시간 다중화 되도록 전송할 수 있다.

도 18에서는 각 빔이 점유하는 대역폭의 크기가 같으며, 각 빔에 따른 단일 반송파 대역폭이 연속적이고 각 단일 반송파 대역폭의 크기가 같으며 각 빔이 순차적으로 시간 심볼 내에서 전송되는 것으로 도시되었으나, 각 빔이 점유하는 점유 대역폭이 서로 다르거나, 각 빔의 점유 대역폭이 주기적이지 않거나, 단일 반송파 대역폭이 비연속적이거나, 각 빔의 비순차적인 전송의 경우에도 본 발명의 내용을 동일하게 적용할 수 있다. 기지국은 이러한 전송 빔의 개수, 각 빔이 점유하는 대역폭의 크기, 전송 순서 등의 정보를 상위 시그널링을 통해 단말로 전송할 수 있으며, 기지국은 이러한 하나 이상의 정보의 조합으로 다수 개의 조합을 미리 구성하여 (상위 시그널링으로) 단말에 전송할 수 있으며, 단말이 다수의 구성을 할당 받은 경우에는 단말은 PDCCH와 같은 제어 채널로 전송되는 제어 정보를 통해 다수의 구성 중 하나를 기지국으로부터 지시받을 수 있다.

상기 기술한 각 빔이 적용된 기준 신호는 1819와 같이 하나의 심볼 관점에서 보면 1821, 1823, 1825, 1827와 같이 순차적으로 시간 샘플을 점유하여 전송된다. 도 18에서는 서로 다른 대역을 점유하는 기준 신호가 각 대역 당 서로 다른 1/4의 시간 샘플을 점유하도록 1803, 1805, 1807, 1809에 할당되어 서로 중첩되지 않게 전송된다. 만약 기지국이 송신 빔을 각 기준 신호마다 다르게 전송하는 경우에는 기지국은 빔간 전환 시간을 고려하여 각 기준 신호가 1/4보다 더 짧은 시간을 점유하도록 설정해야 한다. 만약 단말이 수신 빔(receive beam)을 검색하는 경우에는 도 18와 같이 빔간 전환 시간을 고려하지 않고 수신 정확도를 높이기 위해 각 기준 신호가 더 많은 샘플을 점유하도록 전송하도록 한다. 송신 빔과 수신 빔 활용의 조합이 상기 기술한 방법을 서로 교차적으로 사용함으로써 구현될 수 있다.

도 19는 본 발명에서 제안하는 다중 대역 단일 반송파 전송에서 하나의 심볼에 하나 이상의 빔을 전송하여 빔 검출을 수행하는 방법을 도시한 도면이다. 도 19를 참조하면, 1901은 단말이 접속한 셀이 운영하는 채널 대역폭을 도시한 것이고 이는 단말이 사용하는 FFT이 점유하는 영역으로 이해될 수 있다. 제안하는 실시예는 동일한 단일 반송파 대역(1911)에서 하나의 심볼 내에 서로 다른 기준 신호를 N개 전송하는 방법으로, 각각의 기준 신호에 서로 다른 아날로그 빔을 적용하여 전송하는 것이다. 단말은 하나의 심볼을 수신하고 수신된 시간 샘플을 시간적으로 분리하여 기지국이 전송한 기준 신호 중에서 가장 수신 전력이 높은 기준 신호를 기준으로 가장 좋은 빔을 선정할 수 있다. 본 실시예에 따르면 기지국은 하나의 심볼에 하나 이상의 빔을 사용할 수 있으므로 빔 전송 및 빔 검색 시간이 감소될 수 있다는 장점이 있다. 1903, 1905, 1907, 1909는 기준 신호의 수 N이 4인 경우의 예이다. 여기서 각각의 기준 신호는 서로 일정한 간격을 두고 가상의 자원에 할당되는 것을 볼 수 있는데, 이는 송신기가 빔을 스위칭(switching)하는 시간 마진을 고려한 것이다. 만약 더 빠른 빔 변경이 가능한 경우에는 시간 간격이 줄거나 더 많은 빔을 전송할 수 있다. 빔 검색의 경우에는 채널 추정 보다 빔 수신 전력을 측정하는 것이 중요하기 때문에 전송 신호의 채널 추정 성능보다 얼마나 많은 빔을 짧은 시간에 전송할 수 있는지가 더 중요하다고 할 수 있다. 따라서 제안하는 방법에 따르면 기지국은 하나의 심볼에서 매우 빠르게 여러 개의 빔을 단말에 전송하고 단말은 빠르게 최적의 빔을 검색할 수 있다.

1903, 1905, 1907, 1909의 기준 신호는 동일한 하나의 단일 반송파 대역(1911)에서 전송되기 때문에 모두 동일한 주파수 대역을 점유하게 되고, 만약 각 기준 신호를 서로 다른 대역에 전송하기 위해서는 기지국은 도 18에 도시된 바와 같이 각 기준 신호의 점유 시간을 고려하여 각 기준 신호를 다른 대역에 전송이 가능하다. 하나의 시간 심볼(1913) 관점에서 보면 1915, 1917, 1919, 1921과 같이 4개의 기준 신호가 서로 다른 샘플 시간을 점유하여 전송되는 것을 볼 수 있고 1915과 1917과의 간격 동안 송신기는 빔을 변경할 수 있다. 반대로 기지국은 1903, 1905, 1907, 1909에서 동일한 빔을 사용하여 기준 신호를 전송할 수 있고, 1915, 1917, 1919, 1921이 수신되는 동안 단말은 수신 빔의 가중치(weight)를 변경하여 수신 빔 검색을 수행할 수 있다. 이와 같이 본 발명에서 제안하는 방법은 수신 빔 검색에도 사용될 수 있다. 또한 송신 빔과 수신 빔 검색의 조합에도 사용 가능하다. 이러한 빔 검색을 위한 설정 정보는 상위 시그널링으로 단말에 전송되거나, PDCCH와 같은 제어 채널로 전송되는 제어 정보, MAC CE와 같은 시그널링 정보를 통해 단말에 전달될 수 있다. 이러한 설정 정보는 시간 및/또는 주파수 자원을 포함하는 기준 신호 설정 정보, 전송 빔의 개수, 전송 빔이 적용되는 각 기준 신호의 대역폭의 크기, 빔의 점유 시간, 빔의 전송 순서 중 적어도 하나의 정보를 포함할 수 있다.

도 20a는 본 발명에서 제안하는 단일 반송파 주파수 대역 설정 방법을 도시한 도면이다. 도 20a을 참조하면, 단일 반송파 주파수 대역은 단말이 스케줄링되는 자원 할당 영역과 무관하게 설정될 수 있으며, 본 실시예는 단일 반송파 주파수 대역 설정을 단말이 인지하기 위해 대역폭의 오차(offset)를 단말에 지시하는 방법을 포함한다. 2001은 단말이 접속한 셀이 운영하는 채널 대역폭을 도시한 것이고 이는 단말이 사용하는 FFT 영역으로 이해될 수 있다. 이 때 단말은 자신의 성능에 따라 별로의 BWP을 할당받으며, 기지국이 단일 반송파 신호를 전송하기 위해서는 기지국은 단말의 BWP 또는 BWP 안에서 실제로 전송되는 데이터의 자원 할당 정보를 고려하여 단일 반송파 주파수 대역을 설정해야 한다.

NR의 경우 자원 할당 방식은 12개 부반송파 영역을 차지하는 가상의 자원의 단위로 구성될 수 있는데 이 단위는 RB(resource block)이라고 한다. 따라서 단말은 12개의 부반송파 영역의 배수로 자원 할당을 받게 된다. BWP는 6개의 연속된 RB로 지시되어 설정될 수 있다. 이 때 단말이 사용하는 단일 반송파의 주파수 대역은 12의 배수보다 크게 설정될 수 있으며, 이 때 발생하는 오차는 12개의 부반송파보다 작게 설정될 수 있다(즉 11개의 부반송파 이하로 설정될 수 있다). 이 오차 설정은 상위 시그널링을 통해 BWP 구성 정보나 PDSCH 구성 정보에 포함되어 단말로 전달될 수 있다. 또한 이 오차 설정은 PDCCH를 통해 동적으로 단말로 전달될 수 있다. 또한 이 오차 설정은 주파수 인덱스가 낮은 자원 할당의 시작점과 단일 반송파 주파수 대역의 오차, 주파수 인덱스가 높은 자원 할당의 끝점과 단일 반송파 주파수 대역의 오차일 수 있으며, 어느 부분의 오차인지, 단일 반송파 주파수 대역이 주파수 자원 할당 대역과 일치하는지 일치하지 않는지의 여부 등을 지시하는 정보를 전달하는 방법 등으로 단말에 전달될 수 있다.

도 20a에 따르면, A(2000)는 BWP(2005)와 단일 반송파 주파수 대역(2003)이 일치하는 경우이다. 이 경우 자원 할당 영역과 단일 반송파 주파수 대역은 일치한다. 이와 달리 B(2100)는 BWP(2011)과 단일 반송파 주파수 대역(2009)가 일치하지 않는 경우이다. 2013은 BWP(2011)와 단일 반송파 주파수 대역이(2009)가 점유하는 주파수 대역의 오차이다. 이 경우 자원 할당 영역과 단일 반송파 주파수 대역 역시 일치하지 않는다.

도 20b는 본 발명에서 제안하는 또다른 단일 반송파 주파수 대역 설정 방법을 도시한 도면이다. 도 20b에 따르면, C(2020)와 D(2030) 모두 BWP와 단일 반송파 주파수 대역은 일치하지 않는다. C(2020)의 경우 자원 할당 대역과 단일 반송파 주파수 대역은 일치(2019)한다. D(2030)의 경우 자원 할당 대역과 단일 반송파(2025)가 점유하는 주파수 대역의 오차(2027)가 발생한다. 도 20a와 20b에서는 주파수 인덱스가 낮은 시작점의 오차를 도시하였지만 상기 기술한 다양한 오차를 지원하는 방법에 동일하게 적용될 수 있다.

도 21은 본 발명을 수행하는 기지국의 동작의 일례를 도시한 도면이다.

도 21을 참조하면, 단계 2101에서 기지국은 단일 반송파 전송을 위한 하나 이상의 설정(일례로 콤, 오프셋, BWP 주파수 대역의 위치 및/또는 크기, 부반송파 간격, 단일 반송파 대역의 위치 및/또는 크기, BWP 주파수 대역과 단일 반송파 대역과의 차이(오프셋), 전송 전력비, 빔 검출을 위한 설정 정보 등 본 발명에 기술된 설정 정보 중 적어도 하나의 정보)을 상위 시그널링을 통해 단말에 전송한다. 단계 2103에서 기지국은 단말에게 상위 시그널링, PDCCH 또는 MAC CE를 통해 데이터 전송에 사용되는 단일 반송파 전송 설정을 지시하고, 단말에게 PDCCH를 통해 PDSCH 수신을 위한 제어 정보(자원 할당 정보, 또는 하향링크 제어 정보(downlink control information))를 지시한다. 이 때 2103 단계에서 기지국이 지시하는 단일 반송파 전송 설정 지시는 2101 단계에서 설정된 하나 이상의 설정 정보 중 하나를 지시하는 정보일 수 있다. 또한 2103 단계에서 단일 반송파 전송 설정을 지시하는 과정은 생략될 수 있다. 이 경우 2101 단계에서 단일 반송파 전송 설정 정보는 하나만 전송될 수 있다.

단계 2105에서 기지국은 단말에 단일 반송파를 이용하여 PDSCH를 전송한다. 이후 단계 2107에서 기지국은 단말이 보고한 전송된 PDSCH의 전송 성공 또는 실패 여부를 기반으로 재전송에 사용되는 단일 반송파를 이용한 PDSCH 수신을 위한 제어 정보를 갱신하여 전송하고 이를 기반으로 PDSCH를 전송한다.

또한 기지국은 다음과 같이 동작할 수 있다. 단일 반송파로 다수의 단말을 서로 다른 주파수 대역에 전송하는 방법의 일례는 다음과 같다. 기지국은 사용자 별로 선호 주파수 대역을 결정하고, 다수의 단말이 하나의 심볼에서 점유하는 샘플의 비율을 결정하고, 다수의 단말에 전송되는 데이터 채널의 샘플이 하나의 심볼에서 점유하는 위치를 결정하고, 다수의 단말이 하나의 심볼에서 점유하는 샘플의 전력을 결정할 수 있다. 또한 기지국은 단말의 허용 가능한 대역폭을 기준으로 단일 반송파 점유 대역폭을 결정하고, 단말의 허용 가능한 대역폭을 기준으로 하나 이상의 단일 반송파 점유 대역폭을 설정하고 이를 하나 이상의 단말로 지시할 수 있다.

또한 하나의 기지국에 연결된 서로 다른 주파수 대역을 점유하는 단말들에 대해 단일 반송파 신호 전송시 직교한 시간을 점유하기 위해, 기지국은 각 단말이 사용할 수 있는 자원을 인터리빙 하거나, 또는 하나 이상의 기지국에서 서로 같은 주파수 대역을 점유하는 단말에 대해 단일 반송파 신호 전송시 간섭을 줄이기 위해 단말별 신호가 전송될 수 있는 자원을 인터리빙 할 수 있다.

또한 하나 이상의 기지국에서 서로 중첩된 주파수 대역을 점유하는 단말이 서로 다른 부반송파 간격을 사용해 통신을 수행할 경우, 기지국은 간섭 없이 신호를 전송하도록 단말 및/또는 인접 기지국과 정보를 교환할 수 있다. 또한 기지국은 단일 반송파를 유지하도록 하나 이상 지원되는 기준 신호를 하나의 심볼에 다중화할 수 있으며, 전송 지연이 감소되도록 하나의 심볼에 적어도 기준신호, 제어 신호, 데이터 신호를 포함시킬 수 있다. 또한 기지국은 하나 이상의 빔(이 적용된 기준 신호)을 전송하도록 하나의 심볼에 대응되는 하나 이상의 단일 단송파 대역을 구성하고 심볼이 중첩되지 않도록 구성할 수 있다.

도 22는 본 발명을 수행하는 단말의 동작의 일례를 도시한 도면이다.

도 22에 따르면, 우선 단계 2201에서 단말은 기지국으로부터 데이터 수신을 위한 하나 이상의 단일 반송파 전송 설정을 상위 시그널링을 통해 수신한다. 상기 단일 반송파 전송 설정은 도 21의 2101 단계에서 전송된 설정 정보일 수 있다. 단계 2203에서 단말은 상위 시그널링, PDCCH 내지는 MAC CE를 통해 데이터 전송에 사용되는 단일 반송파 설정 지시를 수신하여 단일 반송파 설정을 확인하고 PDCCH를 통해 PDSCH 수신을 위한 정보를 수신한다.

이후 단계 2205에서 단말은 단일 반송파로 전송된 PDSCH를 수신하고 복조한다. 단계 2209에서 단말은 수신한 PDSCH의 수신 성공 여부를 판단하고 만약 수신이 실패한 경우 단계 2207에서 수신 성공 유무를 지시하는 정보를 기지국에 상향링크를 통해 전송한다. 단계 2203에서 이 후에 전송되는 PDSCH 전송 혹은 재전송을 위해 새로운 구성 정보를 수신하고 재전송을 스케줄링하는 PDCCH를 수신하여 2205 단계에서 PDSCH를 수신할 수 있다.

도 23는 본 발명을 수행할 수 있는 기지국 장치를 도시한 도면이다. 기지국 장치(2300)은 송수신부(2310), 제어부(2320) 및 저장부(2320)을 포함하며, 송수신부(2310)는 단말과 신호를 송수신할 수 있다. 상기 신호는 제어 정보와 기준 신호, 데이터를 포함할 수 있다. 이를 위해 송수신부(2310)는 송신되는 신호의 주파수를 상승 변환 및 증폭하는 RF 송신기와, 수신되는 신호를 저 잡음 증폭하고 주파수를 하강 변환하는 RF 수신기 등으로 구성될 수 있다. 또한, 송수신부는 무선 채널을 통해 신호를 수신하여 제어부(2310)로 출력하고, 제어부(2310)로부터 출력된 신호를 무선 채널을 통해 전송할 수 있다. 제어부(2310)는 상술한 본 발명의 실시예에 따라 기지국이 동작할 수 있도록 일련의 과정을 제어할 수 있다.

도 24은 본 발명을 수행할 수 있는 단말 장치를 도시한 도면이다. 단말 장치(2400)은 송수신부(2410), 제어부(2420) 및 저장부(2420)을 포함하며, 송수신부(2410)는 기지국과 신호를 송수신할 수 있다. 상기 신호는 제어 정보와 기준 신호, 데이터를 포함할 수 있다. 이를 위해, 송수신부는 송신되는 신호의 주파수를 상승 변환 및 증폭하는 RF 송신기와, 수신되는 신호를 저 잡음 증폭하고 주파수를 하강 변환하는 RF 수신기 등으로 구성될 수 있다. 또한, 송수신부는 무선 채널을 통해 신호를 수신하여 제어부(2420)로 출력하고, 제어부(2420)로부터 출력된 신호를 무선 채널을 통해 전송할 수 있다. 제어부(2420)는 앞서 기술된 실시예에 따라 단말이 동작할 수 있도록 일련의 과정을 제어할 수 있다.

명세서와 도면에 개시된 실시예는 기술 내용을 쉽게 설명하고, 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.

한편, 본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.

Claims

무선 통신 시스템의 기지국의 신호 전송 방법에 있어서,
단일 반송파(single carrier) 신호 전송을 위한 설정 정보를 확인하는 단계;
상기 단일 반송파 전송 설정 정보를 단말로 전송하는 단계;
데이터 전송을 스케줄링하는 제어 정보를 전송하는 단계; 및
상기 단일 반송파 전송 설정 정보 및 상기 제어 정보에 따라 상기 단말로 단일 반송파를 이용해 데이터를 전송하는 단계를 포함하며,
상기 단일 반송파 전송 설정 정보는 상기 단말이 스케줄링 될 수 있는 자원을 지시하는 오프셋(offset) 또는 콤(comb) 정보, 대역폭 부분(bandwidth part)의 주파수 자원 정보, 부반송파 간격 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 단일 반송파 설정 정보에 포함된 복수의 설정 정보 집합 중 하나를 지시하는 정보를 전송하는 단계를 더 포함하며,
상기 지시 정보는 상위 시그널링 또는 MAC(medium access control) 제어 요소를 통해 전송되는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 단일 반송파 전송 설정 정보는 상기 단말에 적용되는 전력비 정보를 포함하고,
상기 단말에게 전송되는 데이터는 하나의 시간 심볼 중 일부 부분에서 전송되며 상기 데이터의 전송 전력은 상기 전력비 정보에 기반하는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 단말로 빔이 적용된 복수의 기준 신호를 전송하는 단계를 더 포함하고,
상기 단일 반송파 설정 정보는 빔 관련 설정 정보를 포함하고, 상기 복수의 기준 신호는 하나의 시간 심볼에서 전송되는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 단말로 단일 반송파를 이용해 데이터를 전송하는 단계는,
상기 단말로 상기 데이터를 전송하기 위해 할당될 자원 영역을 확인하는 단계;
상기 단말로 전송할 데이터에 단일 반송파 전처리를 수행하는 단계; 및
상기 단일 반송파 파형의 데이터를 상기 자원 영역에 할당하는 단계를 더 포함하며,
상기 데이터는 하나의 시간 심볼의 일부 부분에서 전송되는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 제어 정보와 상기 데이터는 하나의 시간 심볼에서 전송되는 것을 특징으로 하는 방법.
무선 통신 시스템의 단말의 신호 수신 방법에 있어서,
단일 반송파(single carrier) 신호 전송을 위한 단일 반송파 전송 설정 정보를 기지국으로부터 수신하는 단계;
데이터 전송을 스케줄링하는 제어 정보를 수신하는 단계; 및
상기 기지국으로부터 상기 단일 반송파 전송 설정 정보 및 상기 제어 정보에 따라 단일 반송파를 이용해 데이터를 수신하는 단계를 포함하며,
상기 단일 반송파 전송 설정 정보는 상기 단말이 스케줄링 될 수 있는 자원을 지시하는 오프셋(offset) 또는 콤(comb) 정보, 대역폭 부분(bandwidth part)의 주파수 자원 정보, 부반송파 간격 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제7항에 있어서,
상기 단일 반송파 설정 정보에 포함된 복수의 설정 정보 집합 중 하나를 지시하는 정보를 수신하는 단계를 더 포함하며,
상기 지시 정보는 상위 시그널링 또는 MAC(medium access control) 제어 요소를 통해 수신되는 것을 특징으로 하는 방법.
제7항에 있어서,
상기 단일 반송파 전송 설정 정보는 상기 단말에 적용되는 전력비 정보를 포함하고,
상기 단말이 수신하는 데이터는 하나의 시간 심볼 중 일부 부분에서 수신되며 상기 데이터의 전송 전력은 상기 전력비 정보에 기반하는 것을 특징으로 하는 방법.
제7항에 있어서,
상기 기지국으로부터 빔이 적용된 복수의 기준 신호를 수신하는 단계를 더 포함하고,
상기 단일 반송파 설정 정보는 빔 관련 설정 정보를 포함하고, 상기 복수의 기준 신호는 하나의 시간 심볼에서 수신되는 것을 특징으로 하는 방법.
제7항에 있어서,
상기 수신되는 데이터는 하나의 시간 심볼의 일부 부분에서 수신되는 것을 특징으로 하는 방법.
제7항에 있어서,
상기 제어 정보와 상기 데이터는 하나의 시간 심볼에서 수신되는 것을 특징으로 하는 방법.
무선 통신 시스템의 기지국에 있어서,
송수신부; 및
단일 반송파(single carrier) 신호 전송을 위한 설정 정보를 확인하고, 상기 단일 반송파 전송 설정 정보를 단말로 전송하고, 데이터 전송을 스케줄링하는 제어 정보를 전송하고, 상기 단일 반송파 전송 설정 정보 및 상기 제어 정보에 따라 상기 단말로 단일 반송파를 이용해 데이터를 전송하도록 제어하는 상기 송수신부와 연결된 제어부를 포함하고,
상기 단일 반송파 전송 설정 정보는 상기 단말이 스케줄링 될 수 있는 자원을 지시하는 오프셋(offset) 또는 콤(comb) 정보, 대역폭 부분(bandwidth part)의 주파수 자원 정보, 부반송파 간격 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국.
제13항에 있어서,
상기 제어부는 상기 단일 반송파 설정 정보에 포함된 복수의 설정 정보 집합 중 하나를 지시하는 정보를 전송하도록 더 제어하고,
상기 지시 정보는 상위 시그널링 또는 MAC(medium access control) 제어 요소를 통해 전송되는 것을 특징으로 하는 기지국.
제13항에 있어서,
상기 단일 반송파 전송 설정 정보는 상기 단말에 적용되는 전력비 정보를 포함하고,
상기 단말에게 전송되는 데이터는 하나의 시간 심볼 중 일부 부분에서 전송되며 상기 데이터의 전송 전력은 상기 전력비 정보에 기반하는 것을 특징으로 하는 기지국.
제13항에 있어서,
상기 제어부는 상기 단말로 빔이 적용된 복수의 기준 신호를 전송하도록 더 제어하고,
상기 단일 반송파 설정 정보는 빔 관련 설정 정보를 포함하고, 상기 복수의 기준 신호는 하나의 시간 심볼에서 전송되는 것을 특징으로 하는 기지국.
제13항에 있어서,
상기 제어부는 상기 단말로 상기 데이터를 전송하기 위해 할당될 자원 영역을 확인하고, 상기 단말로 전송할 데이터에 단일 반송파 전처리를 수행하고, 상기 단일 반송파 파형의 데이터를 상기 자원 영역에 할당하도록 더 제어하고,
상기 데이터는 하나의 시간 심볼의 일부 부분에서 전송되는 것을 특징으로 하는 기지국.
제13항에 있어서,
상기 제어 정보와 상기 데이터는 하나의 시간 심볼에서 전송되는 것을 특징으로 하는 기지국.
무선 통신 시스템의 단말에 있어서,
송수신부; 및
단일 반송파(single carrier) 신호 전송을 위한 단일 반송파 전송 설정 정보를 기지국으로부터 수신하고, 데이터 전송을 스케줄링하는 제어 정보를 수신하고, 상기 기지국으로부터 상기 단일 반송파 전송 설정 정보 및 상기 제어 정보에 따라 단일 반송파를 이용해 데이터를 수신하도록 제어하는 제어부를 포함하고,
상기 단일 반송파 전송 설정 정보는 상기 단말이 스케줄링 될 수 있는 자원을 지시하는 오프셋(offset) 또는 콤(comb) 정보, 대역폭 부분(bandwidth part)의 주파수 자원 정보, 부반송파 간격 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 단말.
제19항에 있어서,
상기 제어부는 상기 단일 반송파 설정 정보에 포함된 복수의 설정 정보 집합 중 하나를 지시하는 정보를 수신하도록 더 제어하고,
상기 지시 정보는 상위 시그널링 또는 MAC(medium access control) 제어 요소를 통해 수신되는 것을 특징으로 하는 단말.
제19항에 있어서,
상기 단일 반송파 전송 설정 정보는 상기 단말에 적용되는 전력비 정보를 포함하고,
상기 단말이 수신하는 데이터는 하나의 시간 심볼 중 일부 부분에서 수신되며 상기 데이터의 전송 전력은 상기 전력비 정보에 기반하는 것을 특징으로 하는 단말.
제19항에 있어서,
상기 제어부는 상기 기지국으로부터 빔이 적용된 복수의 기준 신호를 수신하도록 더 제어하고,
상기 단일 반송파 설정 정보는 빔 관련 설정 정보를 포함하고, 상기 복수의 기준 신호는 하나의 시간 심볼에서 수신되는 것을 특징으로 하는 단말.
제19항에 있어서,
상기 수신되는 데이터는 하나의 시간 심볼의 일부 부분에서 수신되는 것을 특징으로 하는 단말.
제19항에 있어서,
상기 제어 정보와 상기 데이터는 하나의 시간 심볼에서 수신되는 것을 특징으로 하는 단말.