KR20210007356A

KR20210007356A - 전자 장치의 동작 방법 및 전자 장치에 포함된 신호 처리 장치

Info

Publication number: KR20210007356A
Application number: KR1020190083677A
Authority: KR
Inventors: 이해철
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2019-07-11
Filing date: 2019-07-11
Publication date: 2021-01-20
Also published as: US11563619B2; US20210014100A1

Abstract

전자 장치의 동작 방법 및 전자 장치에 포함된 신호 처리 장치가 제공된다. 전자 장치의 동작 방법은, 셀로부터 수신된 동기신호를 디스크램블링(descrambling) 하는 단계, 디스크램블된 동기신호에 대해 시간 도메인 평균(time domain average) 신호를 얻는 단계, 시간 도메인 평균 신호에 미리 정한 기준으로 차분 상관 연산(differential correlation)을 수행하는 단계, 및 차분 상관 연산 결과를 이용하여 셀로부터 제공된 동기신호의 파워를 측정하는 단계를 포함한다.

Description

전자 장치의 동작 방법 및 전자 장치에 포함된 신호 처리 장치 {Operating method for electronic device and signal processor included in the electronic device}

본 발명은 전자 장치의 동작 방법 및 전자 장치에 포함된 신호 처리 장치에 관한 것이다.

차세대 이동 통신의 새로운 서비스로 각광받고 있는 사물 인터넷(IoT; Internet of Thing)은 통신 사업자와 단말 제조사를 중심으로 큰 관심을 받고 있다. 이에 따라, 3GPP(3rd Generation Partnership Project)와 같은 표준 단체는 IoT를 위한 통신 기술을 표준화(standization)하고 있다. 예를 들어, 3GPP의 릴리즈-13(release-13)은 Cat-M1 및 협대역 사물 인터넷(NB-IoT; NarrowBand Internet of Things)를 표준화하였다.

NB-IoT 통신 시스템에서, 셀로부터 수신되는 동기신호의 파워(NRSRP; Narrow Reference Signal Received Power)는 예를 들어, 동기신호에 포함된 NRS(Narrow Reference Signal)을 이용하여 측정할 수 있다. 그런데, NRS는 경우에 따라 NRSRP 측정에 사용할 수 있는 서브 프레임(subframe)이 매우 작을 수 있어, SINR(Signal to Interference plus Noise Ratio)이 낮은 환경에서는 NRS를 이용한 NRSRP 측정 성능이 좋지 못할 수 있다. 이에 따라 이를 개선하기 위한 연구가 필요하다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 셀로부터 제공되는 신호의 파워를 측정하는데 있어서, 노이즈의 영향을 최소화시키고, 상호 상관(cross correlation) 특성을 향상시킬 수 있는 통신 장치의 동작 방법을 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 셀로부터 제공되는 신호의 파워를 측정하는데 있어서, 노이즈의 영향을 최소화시키고, 상호 상관 특성을 향상시킬 수 있는 신호처리 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 전자 장치의 동작 방법은, 셀로부터 수신된 동기신호를 디스크램블링(descrambling) 하는 단계, 디스크램블된 동기신호에 대해 시간 도메인 평균(time domain average) 신호를 얻는 단계, 시간 도메인 평균 신호에 미리 정한 기준으로 차분 상관 연산(differential correlation)을 수행하는 단계, 및 차분 상관 연산 결과를 이용하여 셀로부터 제공된 동기신호의 파워를 측정하는 단계를 포함한다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 신호처리 장치는, 셀로부터 수신된 동기신호를 제공받고 이를 디스크램블링(descrambling) 하는 디스크램블러, 디스크램블된 동기신호를 제공받고 시간 도메인 평균(time domain average) 연산을 수행하여 시간 도메인 평균 신호를 출력하는 시간 도메인 평균 연산기, 시간 도메인 평균 신호를 제공받고 차분 상관 연산(differential correlation)을 수행하여 그 결과를 출력하는 차분 상관 연산기, 및 차분 상관 연산기의 결과를 이용하여 셀로부터 제공된 동기신호의 파워를 측정하는 파워 측정기를 포함한다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 전자 장치의 동작 방법은, 셀로부터 수신된 NSSS를 포함하는 동기신호에 대해, NSSS를 디스크램블링(descrambling)하는 단계, 디스크램블된 NSSS의 8개 심벌 구간동안의 평균을 계산하고, 이를 바탕으로 시간 도메인 평균(time domain average) 신호를 얻는 단계, 시간 도메인 평균 신호에 대해, 서로 다른 제1 및 제2 주파수 축 인터벌 간격으로 각각 차분 상관 연산(differential correlation)을 수행하여 제1 및 제2 결과를 얻는 단계, 및 제1 및 제2 결과에 대해 각각의 NRSRP를 측정하고, 그 중 가장 작은 값을 갖는 측정 값을 셀로부터 제공된 동기신호의 NRSRP로 결정하는 단계를 포함한다.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

도 1은 몇몇 실시예에 따른 무선 통신 시스템을 도시한 도면이다.
도 2는 도 1의 각 셀로부터 IoT 장치에 제공되는 동기 신호를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 도 1의 IoT 장치에 포함된 일부 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 4는 도 3의 신호 처리 장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 5는 몇몇 실시예에 따른 IoT 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 6 내지 도 8은 도 5의 IoT 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
도 9 내지 도 12는 몇몇 실시예에 따른 IoT 장치의 동작 방법의 효과를 설명하기 위한 도면들이다.
도 13은 몇몇 실시예에 따른 신호 처리 장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 14는 몇몇 실시예에 따른 IoT 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 15는 몇몇 실시예에 따른 전자 장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 16은 NRS 신호를 설명하기 위한 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 기술적 사상에 따른 실시예들에 대해 설면한다.

도 1은 몇몇 실시예에 따른 무선 통신 시스템을 도시한 도면이다. 도 2는 도 1의 각 셀로부터 IoT 장치에 제공되는 동기 신호를 설명하기 위한 도면이다.

도 1을 참조하면, 무선 통신 시스템은 복수의 셀들(10, 20, 30, 40) 및 IoT(Internet of Things) 장치(100)를 포함할 수 있다. IoT 장치(100)는 IoT 기술을 지원하는 모든 전자 장치를 포함할 수 있다. 비록 도 1에서는 무선 통신 시스템이 네 개의 셀들(10, 20, 30, 40)을 포함하는 것으로 도시하였으나, 실시예들이 이에 제한되는 것은 아니다. 필요에 따라 셀들의 개수는 도시된 것보다 많아지거나 적어지도록 변형될 수 있다.

IoT 장치(100)는 셀들(10, 20, 30, 40)과 신호를 송수신함으로써 무선 통신 시스템에 접속할 수 있다. IoT 장치(100)가 접속 가능한 무선 통신 시스템은 예를 들어, NB-IoT(Narrow Band-IoT) 통신 시스템을 포함할 수 있다.

하지만, 실시예들이 이제 제한되는 것은 아니며, IoT 장치(100)가 접속 가능한 무선 통신 시스템은 예를 들어, 5G(5th generation wireless) 통신 시스템, LTE(Long Term Evolution) 통신 시스템, LTE-Advanced 통신 시스템, CDMA(Code Division Multiple Access) 통신 시스템, GSM(Global System for Mobile Communications) 통신 시스템 등과 같은 셀룰러 네트워크(cellular network)를 이용하는 무선 통신 시스템일 수도 있다. 또한 몇몇 실시예에서, 무선 통신 시스템은 WLAN(Wireless Local Area Network) 통신 시스템 또는 다른 임의의 무선 통신 시스템일 수 있다.

이하에서는 IoT 장치(100)가 접속하는 무선 통신 시스템이 NB-IoT 통신 시스템인 것을 가정하여 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.

무선 통신 시스템의 무선 통신 네트워크는 가용 네트워크 자원들을 공유함으로써 IoT 장치(100)를 포함하는 다수의 무선 통신 기기들이 통신하는 것을 지원할 수 있다. 예를 들면, 무선 통신 네트워크에서 CDMA(Code Division Multiple Access), FDMA(Frequency Division Multiple Access), TDMA(Time Division Multiple Access), OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access), SC-FDMA(Single Carrier Frequency Division Multiple Access), OFDM-FDMA, OFDM-TDMA, OFDM-CDMA 등과 같은 다양한 다중 접속 방식으로 정보가 전달할 수 있다.

각각의 셀(10, 20, 30, 40)은 일반적으로 IoT 장치(100) 및 또 다른 셀과 통신하는 고정된 지점(fixed station)을 지칭할 수 있고, IoT 장치(100) 또는 다른 셀과 통신함으로써 데이터 및 제어 정보를 교환할 수 있다.

예를 들어, 각각의 셀(10, 20, 30, 40)은 기지국, Node B, eNB(evolved-Node B), gNB(Next generation Node B), 섹터(Sector), 싸이트(Site), BTS(Base Transceiver System), AP(Access Pint), 릴레이 노드(Relay Node), RRH(Remote Radio Head), RU(Radio Unit), 스몰 셀(small cell) 등으로 지칭될 수 있다. 본 명세서에서, 셀 또는 기지국은 CDMA에서의 BSC(Base Station Controller), WCDMA의 Node-B, LTE에서의 eNB 또는 섹터(싸이트) 등이 커버하는 일부 영역 또는 기능을 나타내는 포괄적인 의미로 해석될 수 있고, 메가 셀, 매크로 셀, 마이크로 셀, 피코 셀, 펨토 셀 및 릴레이 노드, RRH, RU, 스몰 셀 통신범위 등 다양한 커버리지 영역을 모두 포괄할 수 있다.

IoT 장치(100)는 예를 들어, 사용자 기기(User Equipment; UE)일 수 있다. IoT 장치(100)는 고정되거나 이동성을 가질 수 있고, 셀들(10, 20, 30, 40)과 통신하여 데이터 또는 제어 정보를 송수신할 수 있는 임의의 기기들을 지칭할 수 있다. 예를 들어, IoT 장치(100)는 IoT 모듈을 포함하는 가전 장치를 포함할 수 있으며, 몇몇 실시예에서, IoT 장치(100)는 MS(Mobile Station), MT(Mobile Terminal), UT(User Terminal), SS(Subscribe Station), 무선 장치(wireless device), 휴대 장치(handheld device) 등으로 지칭될 수 있다.

도 1을 참조하면, 각각의 셀(10, 20, 30, 40)은 IoT 장치(100)과 무선 채널로 연결되어 다양한 통신 서비스를 제공할 수 있다. 각각의 셀(10, 20, 30, 40)은 모든 사용자 트래픽이 공용 채널(shared channel)을 통해 서비스될 수 있고, IoT 장치(100)의 버퍼 상태, 가용 전송 전력 상태, 채널 상태 등의 상태 정보를 취합해서 통신 스케쥴을 스케줄링할 수 있다.

이하에서는, IoT 장치(100)가 셀들(10, 20, 30, 40)로부터 제공되는 동기 신호의 파워를 측정하는 실시 예를 중심으로 설명할 것이며, 셀들(10, 20, 30, 40)은 파워 측정에 필요한 NRS(Narrow Reference Signal) 또는 NSSS(Narrow Secondary Synchronization Signal)를 포함하는 동기 신호들을 IoT 장치(100)에 송신하는 것을 예로 들어 설명한다.

도 1 및 도 2를 참조하면, NB-IoT 통신 시스템에서는 셀(10, 20, 30, 40) 탐색을 위한 동기 신호(synchronization signal)로 NPSS(Narrow Primary Synchronization Signal)과 NSSS을 제공할 수 있다.

도 2는 셀(10, 20, 30, 40)로부터 제공되는 동기 신호 중 NPSS와 NSSS의 구조를 도시한 도면이다. NPSS는 예를 들어, 10ms 주기를 갖는 프레임(frame)마다 서브프레임 5번의 3번 심볼(symbol)에서 13번 심볼까지 전송이 되며, 이러한 NPSS를 검출하여 10ms 주기를 갖는 프레임 경계(frame boundary) 정보를 찾을 수 있다.

NSSS는 20ms 주기를 갖는 짝수 프레임(even frame) 마다 9번 서브 프레임의 3번 심볼에서 13번 심볼까지 전송된다. 비록 도면에서는 NSSS가 9번 서브 프레임에 전송되는 실시예를 도시하였으나, 실시예들이 이에 제한되는 것은 아니다. 몇몇 실시예에서, NSSS는 20ms 주기를 갖는 짝수 프레임 마다 0번 서브 프레임의 3번 심볼에서 13번 심볼까지 전송될 수도 있다.

NSSS는 504개의 셀 아이디(Cell ID) 정보와 80ms 주기를 갖는 프레임 경계(frame boundary) 정보를 전송하므로, NSSS를 검출하여 셀 아이디와 80ms 주기를 갖는 프레임 경계 정보를 찾을 수 있다.

NSSS는 예를 들어, 자도프-츄 시퀀스(Zadoff-Chu sequence)에 기반하여 하다마드 매트릭스(Hadamard matrix)와 페이즈 회전(phase rotation)을 사용하는 형태로 구성되어 있다. 자도프-츄 시퀀스로 126개의 시퀀스를 생성하고 하다마드 매트릭스로 4개의 시퀀스를 생성하여 총 504개의 셀 아이디 정보를 구분하게 하고, 4개의 페이즈 회전 값으로 각각 20ms 주기를 갖는 경계(boundary) 정보를 표시하여 80ms 주기를 갖는 경계(boundary) 정보를 얻을 수 있게 한다.

앞서 설명한 NRS에 비해 NSSS는 많은 데이터를 포함하므로 NRSRP 측정에 보다 유리할 수 있다. 구체적으로, NRS는 예를 들어, 도 16에 도시된 것과 같이, 하나의 서브 프레임 내에서 극히 작은 양의 데이터만 전송되나, NSSS는 예를 들어, 도 6에 도시된 것과 같이 하나의 서브 프레임 내에서 상대적으로 많은 양의 데이터가 전송된다. 그리고, NSSS로 각 셀의 NRSRP 측정시 셀 아이디 간의 상호 상관 특성을 유지하면서 NRSRP를 측정할 수 있어야, 각 셀의 수신 파워를 구분할 수 있다.

이하에서는, 셀(10, 20, 30, 40)로부터 제공되는 신호의 파워를 측정하는데 있어서, 노이즈의 영향을 최소화시키고, 상호 상관(cross correlation) 특성을 향상시킬 수 있는 NRSRP 측정 방법에 대해 설명한다.

도 3은 도 1의 IoT 장치에 포함된 일부 구성을 설명하기 위한 블록도이다.

도 3을 참조하면, IoT 장치(100)는 복수의 안테나들(110), 프론트-엔드 회로(120), 트랜시버(130) 및 신호 처리 장치(140)를 포함할 수 있다.

안테나들(110)은 프론트-엔드 회로(120)에 연결될 수 있고, 프론트-엔드 회로(120)로부터 제공되는 신호를 다른 통신 기기(통신 장치 또는 셀)로 송신하거나, 다른 통신 기기로부터 수신되는 신호를 프론트-엔드 회로(120)에 제공할 수 있다.

몇몇 실시예에서, IoT 장치(100)는 복수의 안테나들(110)을 이용하여 위상 배열(phased array), MIMO(Multiple-Input and Multiple-Output) 등을 지원할 수 있다.

프론트-엔드 회로(120)는 안테나 튜너(미도시)를 포함할 수 있으며, 안테나 튜너(미도시)는 안테나들(110)과 연결되어 안테나들(110)의 임피던스를 조절할 수 있다.

트랜시버(130)는 수신기(131), 송신기(132) 및 스위치(133)를 포함할 수 있다. 수신기(131)는 스위치(133)로부터 수신되는 RF 수신 신호를 처리함으로써 기저대역 수신 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 수신기(131)는 필터, 믹서, 저잡음 증폭기(low noise amplifier) 등을 포함할 수 있다. 수신기(131)는 스위치(133)로부터 RF 대역의 동기 신호들을 처리하여 기저대역의 동기 신호들을 생성할 수 있으며, 기저대역의 동기 신호들은 신호 처리 장치(140)에 제공될 수 있다.

송신기(132)는 신호 처리 장치(140)로부터 수신되는 기저대역 송신 신호를 처리함으로써 RF 송신 신호를 생성할 수 있다. 예를 들면, 송신기(132)는 필터, 믹서, 전력 증폭기(power amplifier) 등을 포함할 수 있다.

신호 처리 장치(140)는 제공받은 동기 신호들을 이용하여 NRSRP를 측정할 수 있다. 이하 도 5를 참조하여, 몇몇 실시예에 따른 신호 처리 장치(140)에 대해 보다 구체적으로 설명한다.

도 4는 도 3의 신호 처리 장치를 설명하기 위한 상세 블록도이다.

도 4를 참조하면, 신호 처리 장치(140)는, 수신기(145), 아날로그-디지털컨버터(146), 필터(147), FFT(148), 디스크램블러(141), 시간 도메인 평균 연산기(142), 차분 상관 연산기(143) 및 파워 측정기(144)를 포함할 수 있다.

도시된 신호 처리 장치(140)에 포함된 구성 요소들은, 논리 합성 등을 통해서 설계된 전용의 하드웨어 블록으로 구현될 수도 있고, 적어도 하나의 프로세서 및 적어도 하나의 프로세서에 의해서 실행되는 소프트웨어 블록을 포함하는 프로세싱 유닛으로 구현될 수도 있으며, 전용의 하드웨어 블록 및 프로세싱 유닛의 조합으로서 구현될 수도 있다.

디스크램블러(141)는 셀로부터 수신된 동기신호를 제공받고 이를 소정 규칙에 따라 디스크램블링(descrambling)할 수 있다. 구체적으로, 디스크램블러(141)는 셀로부터 수신된 NSSS를 소정 규칙에 따라 디스크램블링할 수 있다.

시간 도메인 평균 연산기(142)는 디스크램블러(141)로부터 디스크램블된 신호를 제공받고, 시간 도메인 평균(time domain average) 연산을 수행하여 시간 도메인 평균 신호를 출력할 수 있다.

차분 상관 연산기(143)는 시간 도메인 평균 신호를 제공받고 이에 대해 차분 상관 연산(differential correlation)을 수행하여 그 결과를 출력할 수 있다.

파워 측정기(144)는 차분 상관 연산기(143)의 결과를 이용하여 셀로부터 제공된 동기신호의 파워를 측정할 수 있다. 구체적으로, 파워 측정기(144)는 셀로부터 제공된 동기신호의 NRSRP를 측정할 수 있으나, 실시예들이 이에 제한되는 것은 아니다.

이러한 디스크램블러(141), 시간 도메인 평균 연산기(142), 차분 상관 연산기(143) 및 파워 측정기(144)의 구체적인 동작은, 도 5 내지 도 8을 참조하여 몇몇 실시예에 따른 전자 장치의 동작 방법을 설명하면서 보다 구체적으로 설명한다.

도 5는 몇몇 실시예에 따른 IoT 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 순서도이다. 도 6 내지 도 8은 도 5의 IoT 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 도면들이다.

도 5를 참조하면, 셀로부터 수신된 동기신호를 디스크램블링한다(S100).

예를 들어, 셀로부터 수신된 NSSS를 디스크램블링할 수 있다.

NSSS는 도 2에 도시된 것과 같이 짝수 프레임(even frame)의 9번째 서브 프레임에서 심볼 3~13으로 전송될 수 있다. 구체적으로, 도 6을 참조하면, NSSS는 짝수 프레임(even frame)의 9번째 서브 프레임에 포함된 0번 심볼(l=0)부터 13번 심볼(l=13)까지 총 14개의 심볼 중 12개의 심볼(3번 심볼(l=3)부터 13번 심볼(l=13))에 대응하는 위치에 데이터가 제공될 수 있다. 이러한 데이터는 도시된 것과 같이, 각 심볼 별로 0번 서브 캐리어(k=0)부터 11번 서브 캐리어(k=11)에 대응하는 위치로 분할되어 존재할 수 있다. 한편, 서브 프레임에 포함된 0번 심볼(l=0)부터 2번 심볼(l=2)에 대응하는 위치에는 NSSS 데이터가 존재하지 않는다.

r(j,k)를 도 6에 도시된 NSSS의 j번(여기서, 데이터가 존재하지 않는 심볼은 고려할 필요가 없으므로 j=l-3) 심볼 및 k번 서브 캐리어에 대응되는 위치에서 수신한 신호라고 하면, 아래 수학식 1을 이용하여 r(j,k)로부터 NSSS 시퀀스로 디스크램블된 신호 d(j,k)를 구할 수 있다.

<수학식1>

(여기서,

는 셀 아이디가 CID이고, 20ms 주기를 갖는 프레임 경계를 표시하는 사이클릭 시프트(cyclic shift)가

인 NSSS의 j번 심볼 및 k번 서브 캐리어의 데이터를 의미한다.)

다시 도 5를 참조하면, 시간 도메인 평균 연산을 수행한다(S110).

예를 들어, S100 단계에서 디스크램블링된 신호에 대해 시간 도메인 평균 연산을 수행하여, 시간 도메인 평균 신호를 얻을 수 있다.

구체적으로, 도 7을 참조하면, 먼저 몇 개의 심볼 구간 동안의 d(j,k) 신호에 대해 평균을 구할 것인지 결정한다. 그리고 결정된 개수의 심볼 구간 동안의 d(j,k) 신호에 대해 평균을 연산한다.

아래 수학식 2의

은

개의 심볼 구간동안 d(j,k) 신호를 시간 도메인으로 평균한 신호이다.

<수학식2>

이렇게 얻어진 시간 도메인 평균 신호(예를 들어,

)를 이용하여 NRSRP를 측정할 경우, 노이즈의 영향을 줄이는 효과와 상호 상관 특성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

몇몇 실시예에서,

은 8일 수 있다. 이 값은 복수 회의 시뮬레이션을 통해 최적 값으로 발견된 값일 수 있다. 도 7에서는 이에 따라 8 개의 심볼 구간 동안의 d(j,k) 신호에 대해 평균을 연산을 수행하여 시간 도메인 평균 신호(

)를 얻는 실시예가 도시되어 있다.

다시 도 5를 참조하면, 미리 정한 기준에 따라 차분 상관 연산(differential correlation)을 수행한다(S120).

예를 들어, S110 단계에서 얻은 시간 도메인 평균 신호에 대해 특정 주파수 축 인터벌(frequency axis interval) 간격으로 차분 상관 연산을 수행할 수 있다.

구체적으로 도 8을 참조하면, 아래 수학식 3을 이용하여, 주파수 축 인터벌(If)을 변화시켜가며 차분 상관 연산을 수행한 신호(

)를 얻을 수 있다.

<수학식3>

예를 들어, 제1 주파수 축 인터벌(If=1) 단위로 시간 도메인 평균 신호에 대해 차분 상관 연산을 수행하여

을 얻고, 제2 주파수 축 인터벌(If=2) 단위로 시간 도메인 평균 신호에 대해 차분 상관 연산을 수행하여

를 얻고, 제3 주파수 축 인터벌(If=3) 단위로 시간 도메인 평균 신호에 대해 차분 상관 연산을 수행하여

를 얻을 수 있다.

도 8에서는 제2 주파수 축 인터벌(If=2) 단위로 시간 도메인 평균 신호에 대해 차분 상관 연산을 수행하여

를 구하는 과정을 도시하였다.

다시 도 5를 참조하면, 차분 상관 연산 결과를 이용하여 셀로부터 제공된 동기신호의 파워를 측정한다(S130).

예를 들어, 제1 주파수 축 인터벌(If=1) 간격으로 시간 도메인 평균 신호에 대해 차분 상관 연산을 수행한 결과(

)를 이용하여 측정된 동기신호의 제1 파워를 구하고, 제2 주파수 축 인터벌(If=2) 간격으로 시간 도메인 평균 신호에 대해 차분 상관 연산을 수행한 결과(

)를 이용하여 측정된 동기신호의 제2 파워 중 어느 하나를 선택함으로써, NRSRP를 측정할 수 있다.

구체적으로, NRSRP는 주파수 축 인터벌(If)을 변화시켜가며 차분 상관 연산을 수행한 신호(

) 각각에 대해 아래 수학식 4를 통해 구할 수있다.

<수학식 4>

즉, 주파수 축 인터벌(If)을 변화시켜가며 차분 상관 연산을 수행한 신호(

)에 절대값 연산과 정규화(normalization) 연산을 통해 NRSRP 값인

가 계산될 수 있다.

몇몇 실시예에서, NRSRP는 제1 주파수 축 인터벌(If=1) 간격으로 시간 도메인 평균 신호에 대해 차분 상관 연산을 수행한 결과(

)를 상기 수학식 4를 이용하여 측정한 제1 파워와, 제2 주파수 축 인터벌(If=2) 간격으로 시간 도메인 평균 신호에 대해 차분 상관 연산을 수행한 결과(

)를 상기 수학식 4를 이용하여 측정한 제2 파워 중 더 작은 값을 갖는 파워를 NRSRP로 측정할 수 있다.

NRSRP를 이와 같이 측정하는 것은 복수 회의 시뮬레이션을 통해 이렇게 NRSRP를 측정하는 것이 NRSRP 측정 과정에서의 노이즈 영향을 최소화시키고, 상호 상관(cross correlation) 특성을 향상시킬 수 있기 때문이다.

이하, 도 9 내지 도 12를 참조하여, 이에 대해 보다 구체적으로 설명한다.

도 9 내지 도 12는 몇몇 실시예에 따른 IoT 장치의 동작 방법의 효과를 설명하기 위한 도면들이다.

도 9 내지 도 12는 X 축의 셀 아이디에서 자신의 셀 아이디와 다른 모든 셀 아이디(503개)와의 상호 상관 연산을 수행한 값 중, 최대값을 데시벨(dB) 스케일로 도시한 그래프로, 자신의 셀 아이디를 사용한 상관 값으로 정규화(normalization) 한 값을 도시한 그래프이다. 즉, 자신의 셀 아이디의 경우 상관(correlation) 값이 0dB이다. 그래프에서, Y 값이 작은 값이 상호 상관(cross correlation) 특성이 좋은 것을 의미한다.

도 9 내지 도 12의 왼쪽 그래프는 시간 도메인 평균 연산에 적용된 심볼 개수인

(AvgSym)에 따라 아래 수학식 5의

를 도시한 그래프이고, 오른쪽 그래프는 시간 도메인 평균 연산에 적용된 심볼 개수인

(AvgSym)에 따라 아래 수학식 5의

를 도시한 그래프이다.

<수학식 5>

도 9 내지 도 12를 참조하면, 시간 도메인 평균 연산에 적용된 심볼 개수인

(AvgSym)이 커질수록 상호 상관(cross correlation) 특성이 향상됨을 알 수 있으며,

의

에서는 모든 셀 아이디 조합에서 최대 -9.7 dB 이상의 상호 상관 특성을 관찰할 수 있다. 이러한 시뮬레이션 결과를 바탕으로

에서

을 이용하여 NRSRP를 측정하면 상호 상관 특성이 극대화될 수 있다.

즉, 8개의 심볼을 시간 도메인 평균 연산하여 얻어진 시간 도메인 평균 연산 신호에 대해, 제1 주파수 축 인터벌(If=1) 간격으로 차분 상관 연산을 수행한 결과(

)를 수학식 4를 이용하여 측정한 제1 파워와, 제2 주파수 축 인터벌(If=2) 간격으로 시간 도메인 평균 신호에 대해 차분 상관 연산을 수행한 결과(

)를 수학식 4를 이용하여 측정한 제2 파워 중 더 작은 값을 갖는 파워를 선택하면, 상호 상관 특성이 극대화된 NRSRP를 측정이 가능하다.

이하, 도 13을 참조하여, 몇몇 실시예에 따른 신호 처리 장치에 대해 설명한다. 이하에서는 앞서 설명한 내용과 중복된 설명은 생략하고, 차이점을 위주로 설명한다.

도 13은 몇몇 실시예에 따른 신호 처리 장치를 설명하기 위한 블록도이다.

도 13을 참조하면, 신호 처리 장치(150)는 측정 신호 결정기(151)와 NRS NRSRP 측정기(152)를 더 포함할 수 있다.

측정 신호 결정기(151)는 수신된 동기신호 중에서 파워 측정에 이용하는 신호를 결정할 수 있다. 만약, 결정된 신호가 NSSS라면 측정 신호 결정기(151)는 앞서 설명한 디스크램블러(141), 시간 도메인 평균 연산기(142), 차분 상관 연산기(143) 및 파워 측정기(144)를 통해 NRSRP 측정이 수행되도록 신호를 디스크램블러(141)에 제공할 수 있다.

만약, 결정된 신호가 NRS라면 측정 신호 결정기(151)는 NRS NRSRP 측정기(152)를 통해 NRSRP 측정이 수행되도록 신호를 NRS NRSRP 측정기(152)에 제공할 수 있다. 이러한 측정 신호 결정기(151)의 보다 구체적인 동작은 후술한다.

이 밖에 다른 구성요소에 관한 설명은 앞서 설명한 실시예들과 큰 차이가 없는 바 중복된 설명은 생략한다.

이하 도 14를 참조하여, 몇몇 실시예에 따른 IoT 장치의 동작 방법에 대해 설명한다.

도 14는 몇몇 실시예에 따른 IoT 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 순서도이다.

도 14를 참조하면, NSSS를 이용하여 NRSRP 측정이 가능한지 판단한다(S200).

만약 NSSS를 이용하여 NRSRP 측정이 가능하다면, 앞서 설명한 방법 대로 NSSS를 이용하여 NRSRP를 측정한다(S210). 만약 NSSS를 이용하여 NRSRP 측정이 불가능하다면, NRS를 이용하여 NRSRP를 측정한다(S220).

몇몇 실시예에서, NSSS를 이용하여 NRSRP 측정이 가능한지 판단하는 것은, 아래 (1) 내지 (5)의 조건 중 어느 하나의 조건이라도 만족하면, NSSS를 이용하여 NRSRP 측정이 가능하다고 판단하는 것을 포함할 수 있다.

(1) 인트라-주파수 셀 리스트(intra-frequency cell list)에 주변 셀(neighbor cell)이 포함되어 있는지 여부

(2) 인터-주파수 측정(Inter-frequency measurement)을 위해 상기 NRSRP를 측정하는지 여부

(3) 가용할 수 있는 NRS 서브프레임(subframe) 개수가 기준 개수 이하인지 여부

(4) 전자 장치의 최소 웨이크-업(wake-up) 구간 동안 수신되는 신호에 NSSS 신호가 포함되어 있는지 여부

(5) SINR(Signal to Interference plus Noise Ratio)이 기준 SINR 이하인지 여부

도 15는 몇몇 실시예에 따른 전자 장치를 설명하기 위한 블록도이다.

도 15를 참조하면, 전자 장치(1000)는 메모리(1010), 프로세서 유닛(Processor Unit)(1020), 입출력 제어부(1040), 표시부(1050), 입력 장치(1060) 및 통신 처리부(1090)를 포함할 수 있다. 여기서, 메모리(1010)는 복수개가 배치될 수 있다.

메모리(1010)는 전자 장치의 동작을 제어하기 위한 프로그램을 저장하는 프로그램 저장부(1011) 및 프로그램 수행 중에 발생되는 데이터를 저장하는 데이터 저장부(1012)를 포함할 수 있다. 데이터 저장부(1012)는 애플리케이션 프로그램(1013), 신호 처리 프로그램(1014)의 동작에 필요한 데이터를 저장할 수 있다.

프로그램 저장부(1011)는 애플리케이션 프로그램(1013), 신호 처리 프로그램(1014)을 포함할 수 있다. 여기서, 프로그램 저장부(1011)에 포함되는 프로그램은 명령어들의 집합으로 명령어 세트(instruction set)로 표현할 수도 있다.

애플리케이션 프로그램(1013)은 전자 장치에서 동작하는 애플리케이션 프로그램을 포함할 수 있다. 즉, 애플리케이션 프로그램(1013)은 프로세서(1022)에 의해 구동되는 애플리케이션의 명령어를 포함할 수 있다. 신호 처리 프로그램(1014)은 앞서 설명한 동작 방법을 구현하기 위한 코드들을 포함할 수 있다.

주변 장치 인터페이스(1023)는 기지국의 입출력 주변 장치와 프로세서(1022) 및 메모리 인터페이스(1021)의 연결을 제어할 수 있다. 프로세서(1022)는 적어도 하나의 소프트웨어 프로그램을 사용하여 기지국이 해당 서비스를 제공하도록 제어한다. 이때, 프로세서(1022)는 메모리(1010)에 저장되어 있는 적어도 하나의 프로그램을 실행하여 해당 프로그램에 대응하는 서비스를 제공할 수 있다.

입출력 제어부(1040)는 표시부(1050) 및 입력 장치(1060) 등의 입출력 장치와 주변 장치 인터페이스(1023) 사이에 인터페이스를 제공할 수 있다. 표시부(1050)는 상태 정보, 입력되는 문자, 동영상(moving picture) 및 정지 영상(still picture) 등을 표시한다. 예를 들어, 표시부(1050)는 프로세서(1022)에 의해 구동되는 응용프로그램 정보를 표시할 수 있다.

입력 장치(1060)는 전자 장치의 선택에 의해 발생하는 입력 데이터를 입출력 제어부(1040)를 통해 프로세서 유닛(1020)으로 제공할 수 있다. 이때, 입력 장치(1060)는 적어도 하나의 하드웨어 버튼을 포함하는 키패드 및 터치 정보를 감지하는 터치 패드 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 입력 장치(1060)는 터치 패드를 통해 감지한 터치, 터치 움직임, 터치 해제 등의 터치 정보를 입출력 제어부(1040)를 통해 프로세서(1022)로 제공할 수 있다. 전자 장치(1000)는 음성 통신 및 데이터 통신을 위한 통신 기능을 수행하는 통신 처리부(1090)를 포함할 수 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

141: 디스크램블러
142: 시간 도메인 평균 연산기
143: 차분 상관 연산기
144: 파워 측정기

Claims

셀로부터 수신된 동기신호를 디스크램블링(descrambling)하는 단계;
상기 디스크램블된 동기신호에 대해 시간 도메인 평균(time domain average) 신호를 얻는 단계;
상기 시간 도메인 평균 신호에 미리 정한 기준으로 차분 상관 연산(differential correlation)을 수행하는 단계; 및
상기 차분 상관 연산 결과를 이용하여 상기 셀로부터 제공된 동기신호의 파워를 측정하는 단계를 포함하는 전자 장치의 동작 방법.
제 1항에 있어서,
상기 동기신호는 NB-IoT(Narrow Band-Internet of Things) 통신에 이용되는 NSSS(Narrow Secondary Synchronization Signal)를 포함하고,
상기 동기신호의 파워를 측정하는 단계는 상기 NSSS를 이용하여 상기 셀로부터 수신된 동기신호의 NRSRP(Narrow Reference Signal Received Power)를 측정하는 단계를 포함하는 전자 장치의 동작 방법.
제 1항에 있어서,
상기 시간 도메인 평균 신호를 얻는 단계는,
N(N은 자연수)을 결정하는 단계와,
상기 디스크랩블된 동기신호에 대해 N개의 심벌 구간동안 평균을 계산하여 상기 시간 도메인 평균 신호를 얻는 단계를 포함하는 전자 장치의 동작 방법.
제 1항에 있어서,
상기 차분 상관 연산을 수행하는 단계는,
서로 차분 상관 연산을 수행할 주파수 축 인터벌(frequency axis interval)을 결정하는 단계와,
상기 주파수 축 인터벌 간격으로 상기 시간 도메인 평균 신호에 대해 차분 상관 연산을 수행하는 단계를 포함하는 전자 장치의 동작 방법.
제 4항에 있어서,
상기 주파수 축 인터벌은 서로 다른 제1 주파수 축 인터벌과 제2 주파수 축 인터벌을 포함하는 전자 장치의 동작 방법.
제 5항에 있어서,
상기 차분 상관 연산 결과를 이용하여 상기 셀로부터 제공된 동기신호의 파워를 측정하는 단계는,
상기 제1 주파수 축 인터벌 간격으로 상기 시간 도메인 평균 신호에 대해 차분 상관 연산을 수행한 결과를 이용하여 측정된 동기신호의 제1 파워와, 상기 제2 주파수 축 인터벌 간격으로 상기 시간 도메인 평균 신호에 대해 차분 상관 연산을 수행한 결과를 이용하여 측정된 동기신호의 제2 파워 중 어느 하나를 선택하는 단계를 포함하는 전자 장치의 동작 방법.
제 1항에 있어서,
상기 셀로부터 제공된 동기신호의 파워를 측정할 때, 상기 동기신호 중에서 파워 측정에 이용하는 신호를 결정하는 단계를 더 포함하고,
상기 동기신호의 파워를 측정하는 단계는, 상기 결정된 동기신호를 이용하여 상기 동기신호의 파워를 측정하는 단계를 포함하는 전자 장치의 동작 방법.
제 7항에 있어서,
상기 파워 측정에 이용하는 신호를 결정하는 단계는,
NB-IoT 통신에 이용되는 NSSS와 NRS(Narrow Reference Signal) 중 어느 신호를 선택할지를 결정하는 단계를 포함하고,
상기 동기신호의 파워를 측정하는 단계는, 상기 NSSS와 상기 NRS 중 결정된 신호를 이용하여 NRSRP를 측정하는 단계를 포함하는 전자 장치의 동작 방법.
셀로부터 수신된 동기신호를 제공받고 이를 디스크램블링(descrambling) 하는 디스크램블러;
상기 디스크램블된 동기신호를 제공받고 시간 도메인 평균(time domain average) 연산을 수행하여 시간 도메인 평균 신호를 출력하는 시간 도메인 평균 연산기;
상기 시간 도메인 평균 신호를 제공받고 차분 상관 연산(differential correlation)을 수행하여 그 결과를 출력하는 차분 상관 연산기; 및
상기 차분 상관 연산기의 결과를 이용하여 상기 셀로부터 제공된 동기신호의 파워를 측정하는 파워 측정기를 포함하는 신호처리 장치.
셀로부터 수신된 NSSS를 포함하는 동기신호에 대해, 상기 NSSS를 디스크램블링(descrambling)하는 단계;
상기 디스크램블된 NSSS의 8개 심벌 구간동안의 평균을 계산하고, 이를 바탕으로 시간 도메인 평균(time domain average) 신호를 얻는 단계;
상기 시간 도메인 평균 신호에 대해, 서로 다른 제1 및 제2 주파수 축 인터벌 간격으로 각각 차분 상관 연산(differential correlation)을 수행하여 제1 및 제2 결과를 얻는 단계; 및
상기 제1 및 제2 결과에 대해 각각의 NRSRP를 측정하고, 그 중 가장 작은 값을 갖는 측정 값을 상기 셀로부터 제공된 동기신호의 NRSRP로 결정하는 단계를 포함하는 전자 장치의 동작 방법.