KR20210026866A

KR20210026866A - 무선 통신 시스템에서 비동기적 신호를 송신 및 수신하기 위한 장치 및 방법

Info

Publication number: KR20210026866A
Application number: KR1020190108249A
Authority: KR
Inventors: 이권종; 홍대식; 김수현; 이효진; 박승일; 이학건
Original assignee: 삼성전자주식회사; 연세대학교 산학협력단
Priority date: 2019-09-02
Filing date: 2019-09-02
Publication date: 2021-03-10
Also published as: KR102685897B1; US11503651B2; US20210068163A1

Abstract

본 개시(disclosure)는 LTE(long term evolution)와 같은 4G(4th generation) 통신 시스템 이후 보다 높은 데이터 전송률을 지원하기 위한 5G(5th generation) 또는 pre-5G 통신 시스템에 관련된 것이다. 본 개시는 무선 통신 시스템에서 단말의 동작 방법에 관한 것으로, 상기 방법은, 기지국으로부터 비직교 다중 접속(non-orthogonal multiple access, NOMA)을 위한 복수의 시그니처들에 대한 구성 정보를 수신하는 과정과, 상기 복수의 시그니처들은 제1 시그니처들 및 제2 시그니처들을 포함하고, 상기 구성 정보에 기반하여, 상기 단말을 위한 제1 시그니처 시퀀스를 식별하는 과정과, 상기 기지국에게, 상기 식별된 제1 시그니처 시퀀스에 기반하여 구성된 데이터를 송신하는 과정을 포함하고, 상기 제1 시그니처 시퀀스는, 상기 제1 시그니처들이 반복됨으로써 구성되고, 상기 제1 시그니처들은, 상기 데이터의 연속된 심볼들 각각에 적용될 수 있다.

Description

무선 통신 시스템에서 비동기적 신호를 송신 및 수신하기 위한 장치 및 방법 {APPARATUS AND METHOD FOR TRANSMITTING AND RECEIVING ASYNCHRONOUS SIGNAL IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}

본 개시(disclosure)는 일반적으로 무선 통신 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로 무선 통신 시스템에서 비동기적 신호를 송신 및 수신하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.

4G(4^th generation) 통신 시스템 상용화 이후 증가 추세에 있는 무선 데이터 트래픽 수요를 충족시키기 위해, 개선된 5G(5^th generation) 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(Long Term Evolution) 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 Frequency Shift Keying and Quadrature Amplitude Modulation) 및 SWSC(Sliding Window Superposition Coding)과, 진보된 접속 기술인 FBMC(Filter Bank Multi Carrier), NOMA(Non Orthogonal Multiple Access), 및 SCMA(Sparse Code Multiple Access) 등이 개발되고 있다.

또한, 차세대 무선 통신 시스템에서 간략화된 초기 접속 방식과 관련된 기술이 대두되고 있다. 이에 따라, NOMA를 지원하는 시스템에서 다수의 단말들의 초기 접속을 위한 신호들을 효율적으로 송수신하기 위한 방안이 요구된다.

상술한 바와 같은 논의를 바탕으로, 본 개시(disclosure)는, 무선 통신 시스템에서 비동기적 신호를 효과적으로 송신 및 수신하기 위한 장치 및 방법을 제공한다.

또한, 본 개시는, NOMA(non-orthogonal multiple access)를 지원하는 무선 통신 시스템에서 복수의 단말들로부터 송신된 비동기적 신호들을 효과적으로 디코딩하기 위한 장치 및 방법을 제공한다.

또한, 본 개시는, NOMA를 지원하는 무선 통신 시스템에서 복수의 단말들로부터 송신된 비동기적 신호들을 효과적으로 디코딩하기 위해 이용되는 시그니처들을 결정하기 위한 장치 및 방법을 제공한다.

본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, 무선 통신 시스템에서 단말의 동작 방법은, 기지국으로부터 비직교 다중 접속(non-orthogonal multiple access, NOMA)을 위한 복수의 시그니처들에 대한 구성 정보를 수신하는 과정과, 상기 복수의 시그니처들은 제1 시그니처들 및 제2 시그니처들을 포함하고, 상기 구성 정보에 기반하여, 상기 단말을 위한 제1 시그니처 시퀀스를 식별하는 과정과, 상기 기지국에게, 상기 식별된 제1 시그니처 시퀀스에 기반하여 구성된 데이터를 송신하는 과정을 포함하고, 상기 제1 시그니처 시퀀스는, 상기 제1 시그니처들이 반복됨으로써 구성되고, 상기 제1 시그니처들은, 상기 데이터의 연속된 심볼들 각각에 적용될 수 있다.

본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, 무선 통신 시스템에서 기지국의 동작 방법은, 비직교 다중 접속을 위한 복수의 시그니처들에 대한 구성 정보를 송신하는 과정과, 상기 복수의 시그니처들은 제1 시그니처들 및 제2 시그니처들을 포함하고, 제1 단말을 포함하는 복수의 단말들로부터 수신된 신호들에 기반하여, 상기 제1 단말을 위한 제1 시그니처 시퀀스를 식별하는 과정과, 상기 식별된 제1 시그니처 시퀀스에 기반하여, 상기 제1 단말로부터 수신된 데이터를 디코딩하는 과정을 포함하고, 상기 제1 시그니처 시퀀스는, 상기 제1 시그니처들이 반복됨으로써 구성되고, 상기 제1 시그니처들은, 상기 데이터의 연속된 심볼들 각각에 적용될 수 있다.

본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, 무선 통신 시스템에서 단말은, 송수신부 및 상기 송수신부와 동작적으로 연결된 적어도 하나의 프로세서를 포함하고, 상기 적어도 하나의 프로세서는, 기지국으로부터 비직교 다중 접속을 위한 복수의 시그니처들에 대한 구성 정보를 수신하고, 상기 복수의 시그니처들은 제1 시그니처들 및 제2 시그니처들을 포함하고, 상기 구성 정보에 기반하여, 상기 단말을 위한 제1 시그니처 시퀀스를 식별하고, 상기 기지국에게, 상기 식별된 제1 시그니처 시퀀스에 기반하여 구성된 데이터를 송신하도록 구성되고, 상기 제1 시그니처 시퀀스는, 상기 제1 시그니처들이 반복됨으로써 구성되고, 상기 제1 시그니처들은, 상기 데이터의 연속된 심볼들 각각에 적용될 수 있다.

본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, 무선 통신 시스템에서 기지국은, 송수신부 및 상기 송수신부와 동작적으로 연결된 적어도 하나의 프로세서를 포함하고, 상기 적어도 하나의 프로세서는, 비직교 다중 접속을 위한 복수의 시그니처들에 대한 구성 정보를 송신하고, 상기 복수의 시그니처들은 제1 시그니처들 및 제2 시그니처들을 포함하고, 제1 단말을 포함하는 복수의 단말들로부터 수신된 신호들에 기반하여, 상기 제1 단말을 위한 제1 시그니처 시퀀스를 식별하고, 상기 식별된 제1 시그니처 시퀀스에 기반하여, 상기 제1 단말로부터 수신된 데이터를 디코딩하도록 구성되고, 상기 제1 시그니처 시퀀스는, 상기 제1 시그니처들이 반복됨으로써 구성되고, 상기 제1 시그니처들은, 상기 데이터의 연속된 심볼들 각각에 적용될 수 있다.

본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 장치 및 방법은, 비직교 다중 접속(non-orthogonal multiple access, NOMA) 기술을 지원하는 무선 통신 시스템에서 간략화된 초기 접속 절차가 수행되는 경우, 복수의 단말들로부터 비동기적으로 수신되는 신호들을 효과적으로 디코딩함으로써 기지국의 수신 성능을 향상시킬 수 있게 한다.

본 개시에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템을 도시한다.
도 2는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 기지국의 구성을 도시한다.
도 3은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 단말의 구성을 도시한다.
도 4는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 통신부의 구성을 도시한다.
도 5는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 복수의 수신 윈도우들에 기반한 수신 기법의 예를 도시한다.
도 6은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 심볼들 간 간섭을 제어하기 위한 MUD(multi-user detection)의 개념도를 도시한다.
도 7은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 기지국의 흐름도를 도시한다.
도 8은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 단말의 흐름도를 도시한다.
도 9는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 상향링크가 동기화되지 않은 경우의 신호 교환도를 도시한다.
도 10은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 상향링크가 동기화된 경우의 신호 교환도를 도시한다.

본 개시에서 사용되는 용어들은 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 다른 실시 예의 범위를 한정하려는 의도가 아닐 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 용어들은 본 개시에 기재된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 본 개시에 사용된 용어들 중 일반적인 사전에 정의된 용어들은, 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 동일 또는 유사한 의미로 해석될 수 있으며, 본 개시에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 경우에 따라서, 본 개시에서 정의된 용어일지라도 본 개시의 실시 예들을 배제하도록 해석될 수 없다.

이하에서 설명되는 본 개시의 다양한 실시 예들에서는 하드웨어적인 접근 방법을 예시로서 설명한다. 하지만, 본 개시의 다양한 실시 예들에서는 하드웨어와 소프트웨어를 모두 사용하는 기술을 포함하고 있으므로, 본 개시의 다양한 실시 예들이 소프트웨어 기반의 접근 방법을 제외하는 것은 아니다.

이하 본 개시는 무선 통신 시스템에서 비동기적 신호를 송신 및 수신하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다. 구체적으로, 본 개시는 비직교 다중 접속(non-orthogonal multiple access) 방식을 지원하는 무선 통신 시스템에서 시그니처들 간의 충돌을 방지하기 위한 시그니처의 결정을 통해, 비동기적으로 수신되는 신호들을 효과적으로 디코딩하기 위한 기술을 설명한다.

이하 설명에서 사용되는 신호를 지칭하는 용어, 채널을 지칭하는 용어, 제어 정보를 지칭하는 용어, 네트워크 객체(network entity)들을 지칭하는 용어, 장치의 구성 요소를 지칭하는 용어 등은 설명의 편의를 위해 예시된 것이다. 따라서, 본 개시가 후술되는 용어들에 한정되는 것은 아니며, 동등한 기술적 의미를 가지는 다른 용어가 사용될 수 있다.

또한, 본 개시는, 일부 통신 규격(예: 3GPP(3rd Generation Partnership Project))에서 사용되는 용어들을 이용하여 다양한 실시 예들을 설명하지만, 이는 설명을 위한 예시일 뿐이다. 본 개시의 다양한 실시 예들은, 다른 통신 시스템에서도, 용이하게 변형되어 적용될 수 있다.

도 1은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템을 도시한다. 도 1은 무선 통신 시스템에서 무선 채널을 이용하는 노드(node)들의 일부로서, 기지국(110), 단말(120), 단말(130)을 예시한다. 도 1은 하나의 기지국만을 도시하나, 기지국(110)과 동일 또는 유사한 다른 기지국이 더 포함될 수 있다.

기지국(110)은 단말들(120, 130)에게 무선 접속을 제공하는 네트워크 인프라스트럭쳐(infrastructure)이다. 기지국(110)은 신호를 송신할 수 있는 거리에 기초하여 일정한 지리적 영역으로 정의되는 커버리지(coverage)를 가진다. 기지국(110)은 기지국(base station) 외에 '액세스 포인트(access point, AP)', '이노드비(eNodeB, eNB)', '5G 노드(5th generation node)', '지노드비(next generation nodeB, gNB)', '무선 포인트(wireless point)', '송수신 포인트(transmission/reception point, TRP)' 또는 이와 동등한 기술적 의미를 가지는 다른 용어로 지칭될 수 있다.

단말(120) 및 단말(130) 각각은 사용자에 의해 사용되는 장치로서, 기지국(110)과 무선 채널을 통해 통신을 수행한다. 경우에 따라, 단말(120) 및 단말(130) 중 적어도 하나는 사용자의 관여 없이 운영될 수 있다. 즉, 단말(120) 및 단말(130) 중 적어도 하나는 기계 타입 통신(machine type communication, MTC)을 수행하는 장치로서, 사용자에 의해 휴대되지 아니할 수 있다. 단말(120) 및 단말(130) 각각은 단말(terminal) 외 '사용자 장비(user equipment, UE)', '이동국(mobile station)', '가입자국(subscriber station)', '원격 단말(remote terminal)', '무선 단말(wireless terminal)', 또는 '사용자 장치(user device)' 또는 이와 동등한 기술적 의미를 가지는 다른 용어로 지칭될 수 있다.

기지국(110), 단말(120), 단말(130)은 밀리미터 파(mmWave) 대역(예: 28GHz, 30GHz, 38GHz, 60GHz)에서 무선 신호를 송신 및 수신할 수 있다. 이때, 채널 이득의 향상을 위해, 기지국(110), 단말(120), 단말(130)은 빔포밍(beamforming)을 수행할 수 있다. 여기서, 빔포밍은 송신 빔포밍 및 수신 빔포밍을 포함할 수 있다. 즉, 기지국(110), 단말(120), 단말(130)은 송신 신호 또는 수신 신호에 방향성(directivity)을 부여할 수 있다. 이를 위해, 기지국(110) 및 단말들(120, 130)은 빔 탐색(beam search) 또는 빔 관리(beam management) 절차를 통해 서빙(serving) 빔들(112, 113, 121, 131)을 선택할 수 있다. 서빙 빔들(112, 113, 121, 131)이 선택된 후, 이후 통신은 서빙 빔들(112, 113, 121, 131)을 송신한 자원과 QCL(quasi co-located) 관계에 있는 자원을 통해 수행될 수 있다.

제1 안테나 포트 상의 심볼을 전달한 채널의 광범위한(large-scale) 특성들이 제2 안테나 포트 상의 심볼을 전달한 채널로부터 추정될(inferred) 수 있다면, 제1 안테나 포트 및 제2 안테나 포트는 QCL 관계에 있다고 평가될 수 있다. 예를 들어, 광범위한 특성들은 지연 스프레드(delay spread), 도플러 스프레드(doppler spread), 도플러 쉬프트(doppler shift), 평균 이득(average gain), 평균 지연(average delay), 공간적 수신 파라미터(spatial receiver parameter) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

도 2는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 기지국의 구성을 도시한다. 도 2에 예시된 구성은 기지국(110)의 구성으로서 이해될 수 있다. 이하 사용되는 '…부', '…기' 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어, 또는, 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

도 2를 참고하면, 기지국은 무선통신부(210), 백홀통신부(220), 저장부(230), 제어부(240)를 포함한다.

무선통신부(210)는 무선 채널을 통해 신호를 송수신하기 위한 기능들을 수행한다. 예를 들어, 무선통신부(210)는 시스템의 물리 계층 규격에 따라 기저대역 신호 및 비트열 간 변환 기능을 수행한다. 예를 들어, 데이터 송신 시, 무선통신부(210)는 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성한다. 또한, 데이터 수신 시, 무선통신부(210)는 기저대역 신호를 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다.

또한, 무선통신부(210)는 기저대역 신호를 RF(radio frequency) 대역 신호로 상향변환한 후 안테나를 통해 송신하고, 안테나를 통해 수신되는 RF 대역 신호를 기저대역 신호로 하향변환한다. 이를 위해, 무선통신부(210)는 송신 필터, 수신 필터, 증폭기, 믹서(mixer), 오실레이터(oscillator), DAC(digital to analog convertor), ADC(analog to digital convertor) 등을 포함할 수 있다. 또한, 무선통신부(210)는 다수의 송수신 경로(path)들을 포함할 수 있다. 나아가, 무선통신부(210)는 다수의 안테나 요소들(antenna elements)로 구성된 적어도 하나의 안테나 어레이(antenna array)를 포함할 수 있다.

하드웨어의 측면에서, 무선통신부(210)는 디지털 유닛(digital unit) 및 아날로그 유닛(analog unit)으로 구성될 수 있으며, 아날로그 유닛은 동작 전력, 동작 주파수 등에 따라 다수의 서브 유닛(sub-unit)들로 구성될 수 있다. 디지털 유닛은 적어도 하나의 프로세서(예: DSP(digital signal processor))로 구현될 수 있다.

무선통신부(210)는 상술한 바와 같이 신호를 송신 및 수신한다. 이에 따라, 무선통신부(210)의 전부 또는 일부는 '송신부(transmitter)', '수신부(receiver)' 또는 '송수신부(transceiver)'로 지칭될 수 있다. 또한, 이하 설명에서, 무선 채널을 통해 수행되는 송신 및 수신은 무선통신부(210)에 의해 상술한 바와 같은 처리가 수행되는 것을 포함하는 의미로 사용된다.

백홀통신부(220)는 네트워크 내 다른 노드들과 통신을 수행하기 위한 인터페이스를 제공한다. 즉, 백홀통신부(220)는 기지국에서 다른 노드, 예를 들어, 다른 접속 노드, 다른 기지국, 상위 노드, 코어망 등으로 송신되는 비트열을 물리적 신호로 변환하고, 다른 노드로부터 수신되는 물리적 신호를 비트열로 변환한다.

저장부(230)는 기지국의 동작을 위한 기본 프로그램, 응용 프로그램, 설정 정보 등의 데이터를 저장한다. 저장부(230)는 휘발성 메모리, 비휘발성 메모리 또는 휘발성 메모리와 비휘발성 메모리의 조합으로 구성될 수 있다. 그리고, 저장부(230)는 제어부(240)의 요청에 따라 저장된 데이터를 제공한다.

제어부(240)는 기지국의 전반적인 동작들을 제어한다. 예를 들어, 제어부(240)는 무선통신부(210)를 통해 또는 백홀통신부(220)을 통해 신호를 송신 및 수신한다. 또한, 제어부(240)는 저장부(230)에 데이터를 기록하고, 읽는다. 그리고, 제어부(240)는 통신 규격에서 요구하는 프로토콜 스택(protocol stack)의 기능들을 수행할 수 있다. 다른 구현 예에 따라, 프로토콜 스텍은 무선통신부(210)에 포함될 수 있다. 이를 위해, 제어부(240)는 적어도 하나의 프로세서(processor)를 포함할 수 있다.

다양한 실시 예들에 따라, 제어부(240)는 기지국이 후술하는 다양한 실시 예들에 따른 동작들을 수행하도록 제어할 수 있다.

도 3은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 단말의 구성을 도시한다. 도 3에 예시된 구성은 단말(120)의 구성으로서 이해될 수 있다. 이하 사용되는 '…부', '…기' 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어, 또는, 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

도 3을 참고하면, 단말은 통신부(310), 저장부(320), 제어부(330)를 포함한다.

통신부(310)는 무선 채널을 통해 신호를 송수신하기 위한 기능들을 수행한다. 예를 들어, 통신부(310)는 시스템의 물리 계층 규격에 따라 기저대역 신호 및 비트열 간 변환 기능을 수행한다. 예를 들어, 데이터 송신 시, 통신부(310)는 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성한다. 또한, 데이터 수신 시, 통신부(310)는 기저대역 신호를 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다. 또한, 통신부(310)는 기저대역 신호를 RF 대역 신호로 상향변환한 후 안테나를 통해 송신하고, 안테나를 통해 수신되는 RF 대역 신호를 기저대역 신호로 하향변환한다. 예를 들어, 통신부(310)는 송신 필터, 수신 필터, 증폭기, 믹서, 오실레이터, DAC, ADC 등을 포함할 수 있다.

또한, 통신부(310)는 다수의 송수신 경로(path)들을 포함할 수 있다. 나아가, 통신부(310)는 다수의 안테나 요소들로 구성된 적어도 하나의 안테나 어레이를 포함할 수 있다. 하드웨어의 측면에서, 통신부(310)는 디지털 회로 및 아날로그 회로(예: RFIC(radio frequency integrated circuit))로 구성될 수 있다. 여기서, 디지털 회로 및 아날로그 회로는 하나의 패키지로 구현될 수 있다. 또한, 통신부(310)는 다수의 RF 체인들을 포함할 수 있다. 나아가, 통신부(310)는 빔포밍을 수행할 수 있다.

통신부(310)는 상술한 바와 같이 신호를 송신 및 수신한다. 이에 따라, 통신부(310)의 전부 또는 일부는 '송신부', '수신부' 또는 '송수신부'로 지칭될 수 있다. 또한, 이하 설명에서 무선 채널을 통해 수행되는 송신 및 수신은 통신부(310)에 의해 상술한 바와 같은 처리가 수행되는 것을 포함하는 의미로 사용된다.

저장부(320)는 단말의 동작을 위한 기본 프로그램, 응용 프로그램, 설정 정보 등의 데이터를 저장한다. 저장부(320)는 휘발성 메모리, 비휘발성 메모리 또는 휘발성 메모리와 비휘발성 메모리의 조합으로 구성될 수 있다. 그리고, 저장부(320)는 제어부(330)의 요청에 따라 저장된 데이터를 제공한다.

제어부(330)는 단말의 전반적인 동작들을 제어한다. 예를 들어, 제어부(330)는 통신부(310)를 통해 신호를 송신 및 수신한다. 또한, 제어부(330)는 저장부(320)에 데이터를 기록하고, 읽는다. 그리고, 제어부(330)는 통신 규격에서 요구하는 프로토콜 스택의 기능들을 수행할 수 있다. 이를 위해, 제어부(330)는 적어도 하나의 프로세서 또는 마이크로(micro) 프로세서를 포함하거나, 또는, 프로세서의 일부일 수 있다. 또한, 통신부(310)의 일부 및 제어부(330)는 CP(communication processor)라 지칭될 수 있다.

다양한 실시 예들에 따라, 제어부(330)는 단말이 후술하는 다양한 실시 예들에 따른 동작들을 수행하도록 제어할 수 있다.

도 4는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 통신부의 구성을 도시한다. 도 4는 도 2의 무선통신부(210) 또는 도 3의 통신부(310)의 상세한 구성에 대한 예를 도시한다. 구체적으로, 도 4는 도 2의 무선통신부(210) 또는 도 3의 통신부(310)의 일부로서, 빔포밍을 수행하기 위한 구성요소들을 예시한다.

도 4를 참고하면, 무선통신부(210) 또는 통신부(310)는 부호화 및 변조부(402), 디지털 빔포밍부(404), 다수의 송신 경로들(406-1 내지 406-N), 아날로그 빔포밍부(408)를 포함한다.

부호화 및 변조부(402)는 채널 인코딩을 수행한다. 채널 인코딩을 위해, LDPC(low density parity check) 코드, 컨볼루션(convolution) 코드, 폴라(polar) 코드 중 적어도 하나가 사용될 수 있다. 부호화 및 변조부(402)는 성상도 맵핑(constellation mapping)을 수행함으로써 변조 심벌들을 생성한다.

디지털 빔포밍부(404)는 디지털 신호(예: 변조 심벌들)에 대한 빔포밍을 수행한다. 이를 위해, 디지털 빔포밍부(404)는 변조 심벌들에 빔포밍 가중치들을 곱한다. 여기서, 빔포밍 가중치들은 신호의 크기 및 위상을 변경하기 위해 사용되며, '프리코딩 행렬(precoding matrix)', '프리코더(precoder)' 등으로 지칭될 수 있다. 디지털 빔포밍부(404)는 다수의 송신 경로들(406-1 내지 406-N)로 디지털 빔포밍된 변조 심벌들을 출력한다. 이때, MIMO(multiple input multiple output) 전송 기법에 따라, 변조 심벌들은 다중화되거나, 다수의 송신 경로들(406-1 내지 406-N)로 동일한 변조 심벌들이 제공될 수 있다.

다수의 송신 경로들(406-1 내지 406-N)은 디지털 빔포밍된 디지털 신호들을 아날로그 신호로 변환한다. 이를 위해, 다수의 송신 경로들(406-1 내지 406-N) 각각은 IFFT(inverse fast fourier transform) 연산부, CP(cyclic prefix) 삽입부, DAC, 상향 변환부를 포함할 수 있다. CP 삽입부는 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 방식을 위한 것으로, 다른 물리 계층 방식(예: FBMC(filter bank multi-carrier))이 적용되는 경우 제외될 수 있다. 즉, 다수의 송신 경로들(406-1 내지 406-N)은 디지털 빔포밍을 통해 생성된 다수의 스트림(stream)들에 대하여 독립된 신호처리 프로세스를 제공한다. 단, 구현 방식에 따라, 다수의 송신 경로들(406-1 내지 406-N)의 구성요소들 중 일부는 공용으로 사용될 수 있다.

아날로그 빔포밍부(408)는 아날로그 신호에 대한 빔포밍을 수행한다. 이를 위해, 디지털 빔포밍부(404)는 아날로그 신호들에 빔포밍 가중치들을 곱한다. 여기서, 빔포밍 가중치들은 신호의 크기 및 위상을 변경하기 위해 사용된다. 구체적으로, 다수의 송신 경로들(406-1 내지 406-N) 및 안테나들 간 연결 구조에 따라, 아날로그 빔포밍부(440)은 다양하게 구성될 수 있다. 예를 들어, 다수의 송신 경로들(406-1 내지 406-N) 각각이 하나의 안테나 어레이와 연결될 수 있다. 다른 예로, 다수의 송신 경로들(406-1 내지 406-N)이 하나의 안테나 어레이와 연결될 수 있다. 또 다른 예로, 다수의 송신 경로들(406-1 내지 406-N)은 적응적으로 하나의 안테나 어레이와 연결되거나, 둘 이상의 안테나 어레이들과 연결될 수 있다.

LTE 시스템에서, 단말은 상향링크 데이터를 송신하기 위해 기지국과의 무선 링크의 형성, 스케줄링 요청 및 승인과 같은 절차들을 수행한다. 이 경우, 단말 및 기지국 간에 다양한 제어 신호들이 송신 및 수신되어야 한다. 그러나, 상술한 제어 신호들의 송신 및 수신으로 인해, 다수의 단말들이 존재하는 환경에서 제어 신호로 인한 오버헤드가 발생할 수 있다. 이에 따라, 차세대 이동 통신 시스템에서 단말 및 기지국 간에 교환되는 제어 신호의 오버헤드를 감소시키기 위한 방안이 연구되고 있다. 예를 들어, 초기 접속 절차의 경우 제어 신호의 시그널링을 최소화하기 위한 간략화된 초기 접속(simplified random access)(또는, 2-스텝 랜덤 액세스(2-step random access)로 지칭됨) 기술이 대두되고 있다.

간략화된 초기 접속 방식에 따르면, 단말들은 접속 시도를 알리는 프리앰블(preamble)을 송신한 후 기지국으로부터의 프리앰블에 대한 응답 신호(예: RAR(random access response))를 대기하지 않고 바로 상향링크 데이터를 기지국에게 송신할 수 있다. 그러나 이 경우 각 단말이 기지국으로부터 개별적인 스케줄링을 받지 않고 신호를 송신하므로, 단말들의 신호들이 중첩될 수 있다. 따라서, 기지국이 중첩된 신호들을 분리하여 수신하도록 하기 위해 비직교 다중 접속(non-orthogonal multiple access, NOMA) 기술이 고려될 수 있다. NOMA 방식은 중첩된 신호들을 구별하기 위한 다양한 다중 접속 시그니처(multiple access signature, MA signature)를 이용함으로써, 신호들을 효과적으로 중첩시키는 기술이다. 코드북, 시퀀스, 인터리버(interleaver), 시간 및 주파수 자원과 같은 다양한 방식들이 MA 시그니처로서 이용될 수 있다. 상술한 NOMA 방식을 통해, 다수의 단말들이 송신한 상향링크 신호들이 동일한 자원에서 수신되는 경우 발생하는 신호들 간의 충돌이 감소될 수 있다.

한편, 상술한 바와 같이 단말이 기지국으로부터 응답을 수신하지 않고 상향링크 데이터를 송신하는 시스템에서 단말의 타이밍을 정렬하기 위한 타이밍 어드밴스(timing advance) 절차가 생략되므로, 기지국은 단말들로부터 송신되고 서로 다른 시간 지연을 겪은 신호들을 비동기적으로 수신한다. 특히, OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 방식이 이용되는 경우, 동일한 자원에서 다수의 신호들이 수신되므로 비동기적으로 수신된 신호에서 심볼들 간 간섭(inter-symbol interference, ISI) 및 캐리어들 간 간섭(inter-carrier interference, ICI)가 발생할 수 있다. 따라서, 비동기 송신이 이루어지는 NOMA 시스템에서 하나의 FFT 윈도우가 사용되는 경우, 각 단말의 OFDM 심볼이 완전히 캡쳐되지 않으므로 전력 손실이 발생할 수 있다. 즉, 신호의 전력 손실로 인하여, 수신된 각 단말의 신호의 디코딩 성공 확률이 감소될 수 있다. 또한, 이러한 비동기적 송신으로 인해 발생하는 간섭들을 제거하기 위해 각 단말의 신호마다 서로 다른 타이밍(timing)에 기반하여 설정된 적어도 하나의 FFT 윈도우를 이용하는 방식은, 수신기의 복잡도를 증가시키고 윈도우 내에서 다른 단말의 신호로 인한 간섭이 고려되지 않을 수 있다. 이에 따라, NOMA 방식을 지원하는 시스템에서 간섭으로 인한 신호의 수신 성능을 향상시키기 위한 방법이 요구된다.

이하 도 5 및 도6에서, NOMA 방식을 지원하는 무선 통신 시스템에서 간섭을 제거함으로써 수신 성능을 향상시키기 위한 MUD(multi-user detection) 기법에 대해 상세히 설명된다.

도 5는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 복수의 수신 윈도우들에 기반한 수신 기법의 예를 도시한다. 도 5는 기지국(110)에 의해 수행되는 수신 기법을 예시한다.

도 5를 참고하면, 복수의 단말들 UE 1, UE 2, UE 3, 및 UE 4로부터 서로 다른 지연을 가진 신호들을 수신하기 위해 연속된 두 개의 FFT 윈도우들이 이용될 수 있다. FFT 윈도우는 수신 윈도우로도 지칭될 수 있다. 연속된 두 개의 수신 윈도우들의 크기를 가지는 수신 윈도우가 이용되는 경우, 해당 윈도우 내에서 각 단말의 OFDM 심볼 전부가 완전히 캡쳐됨으로써 디코딩하고자 하는 심볼에 전력 손실이 발생하지 않을 수 있다. 또한, 단말 별로 서로 다른 타이밍(timing)에 기반하여 설정된 적어도 하나의 수신 윈도우를 이용하는 경우와 대비하여, 수신기의 복잡도가 감소될 수 있다. 그러나, 디코딩하고자 하는 심볼 외에 간섭을 야기하는 심볼들의 일부가 캡쳐됨으로써 간섭이 발생하므로, 기지국은 후술하는 바와 같이 다음 심볼에 의한 간섭을 다른 단말의 신호인 것으로 취급함으로써 간섭을 제거하는 MUD 방식에 기반하여 디코딩을 수행할 수 있다.

도 5를 참고하면, 기지국은 UE 1, UE 2, UE 3, 및 UE 4로부터 각각 상향링크 신호(510), 상향링크 신호(520), 상향링크 신호(530), 상향링크 신호(540)를 수신한다. 상황(500)에서, 기지국은 상향링크 신호들(510, 520, 530, 540) 각각의 제1 심볼을 디코딩하기 위해 수신 윈도우(505)를 이용하여 신호들을 캡쳐할 수 있다. 이 경우, 상향링크 신호들(510, 520, 530, 540) 각각의 제1 심볼에 더하여, 상향링크 신호들(510, 520, 530, 540) 각각의 제2 심볼의 일부가 함께 캡쳐될 수 있다. 기지국은 UE 1, UE 2, UE 3, 및 UE 4 각각에 대해, 제1 심볼 및 제2 심볼의 조인트 디코딩을 수행할 수 있다. 즉, 기지국은 4개의 UE들로 각각으로부터 수신한 두 개의 심볼들을 8개의 UE로부터 수신한 상이한 지연들을 가지는 신호들로 식별함으로써, 상향링크 신호들(510, 520, 530, 540) 각각의 제2 심볼을 다른 사용자에 의한 간섭 신호로 취급할 수 있다. 이에 따라, 기지국은 MUD를 수행하고 상향링크 신호들(510, 520, 530, 540) 각각의 제1 심볼을 검출할 수 있다.

또한, 상황(550)에서, 기지국은 상향링크 신호들(510, 520, 530, 540) 각각의 제2 심볼을 디코딩하기 위해 수신 윈도우(555)를 이용하여 신호들을 캡쳐할 수 있다. 이 경우, 상향링크 신호들(510, 520, 530, 540) 각각의 제2 심볼에 더하여, 상향링크 신호들(510, 520, 530, 540) 각각의 제1 심볼의 일부 및 제3 심볼의 일부가 함께 캡쳐될 수 있다. 기지국은 상황(500)에서와 같이, UE 1, UE 2, UE 3, 및 UE 4 각각에 대해 제2 심볼 및 제3 심볼의 조인트 디코딩을 수행할 수 있다. 즉, 기지국은 4개의 UE들로 각각으로부터 수신한 두 개의 심볼들을 8개의 UE로부터 수신한 상이한 지연들을 가지는 신호들로 식별함으로써, 상향링크 신호들(510, 520, 530, 540) 각각의 제1 심볼 및 제3 심볼을 다른 사용자에 의한 간섭 신호들로 취급할 수 있다. 또한, 기지국은 제1 심볼에 의한 간섭을 제거하기 위해 제1 심볼의 일부를 복구(regeneration)하고 제거(cancellation)함으로써, 제2 심볼을 보다 정확하게 디코딩할 수 있다.

다양한 실시 예들에 따라, MUD를 수행하기 위해 SIC(successive interference cancellation), PIC(parallel interference cancellation), MPA(message passing algorithm) 등의 다양한 방식을 이용하는 수신기가 고려될 수 있다.

도 6은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 심볼들 간 간섭을 제어하기 위한 MUD의 개념도를 도시한다. 도 6은 기지국(110)에 의해 수행되는 MUD를 예시한다.

도 6을 참고하면, 상황(600)에서, 기지국은 UE 1, UE 2, UE 3, 및 UE 4로부터 각각 상이한 지연을 가지고 수신되는 상향링크 신호(610), 상향링크 신호(620), 상향링크 신호(630), 상향링크 신호(640)를 수신 윈도우(605)를 이용하여 캡쳐할 수 있다.

또한, 상황(650)에서, 기지국이 4개의 단말들 UE 1, UE 2, UE 3, 및 UE 4 각각의 제1 심볼 및 제2 심볼을 서로 다른 단말들로부터 수신한 심볼들로 식별하는 것이 도시된다. 구체적으로, 기지국은 제1 심볼들 각각을 각각 상이한 단말들로부터 수신한 심볼(610a, 620a, 630a, 640a)로 식별할 수 있다. 또한, 기지국은 제2 심볼들 각각을 제1 심볼들을 송신한 단말들과 상이한 단말들로부터 수신한 심볼(610b, 620b, 630b, 640b)로 식별할 수 있다. 즉, 기지국은 8개의 단말들로부터 심볼들(610a, 620a, 630a, 640a, 610b, 620b, 630b, 640b) 각각을 수신하는 것으로 취급함으로써, 각 심볼을 디코딩할 수 있다.

한편, NOMA 방식을 지원하는 시스템에서 단말들은 각자 MA 시그니처를 이용하여 상향링크 신호를 생성하고, 기지국에게 생성된 상향링크 신호를 송신할 수 있다. 기지국은 MA 시그니처에 기반하여, 동일한 자원에서 중첩된 상이한 단말들의 신호들을 구별할 수 있다.

이에 따라, NOMA 방식이 지원되는 비동기 전송 환경에서 상술한 수신 방식이 이용되는 경우, 복수의 단말들에 의해 선택되는 MA 시그니처들 간의 충돌로 인한 수신 성능 저하가 발생할 수 있다. 즉, 단말들이 기지국으로부터의 시그널링 없이 각자 사용할 MA 시그니처를 선택하므로, 동일한 자원을 이용하는 복수의 단말들이 동일한 MA 시그니처를 선택하는 경우가 발생할 수 있다. 예를 들어, UE 1에 의해 송신된 제1 심볼(610a) 및 UE 2에 의해 송신된 제1 심볼(620a)이 동일한 MA 시그니처에 기반하여 구성됨으로써 MA 시그니처의 충돌이 발생할 수 있다. 이 경우, 기지국은 수신 윈도우를 이용하여 연속된 심볼들에 대해 조인트 디코딩을 수행하더라도 신호를 효과적으로 분리 검출하기 어려울 수 있다.

또한, MUD 방식의 경우, 동일한 단말로부터 수신된 연속된 심볼들이 상이한 단말들로부터 수신된 별도의 심볼들로 취급된다. 따라서, 하나의 단말이 연속된 두 개의 심볼들에서 동일한 MA 시그니처를 이용하는 경우에도 MA 시그니처들 간의 충돌이 발생할 수 있다. 예를 들어, 도 6의 제1 심볼(610a) 및 제2 심볼(610b)은 모두 UE 1에 의해 송신된 심볼들이지만, 상이한 단말들의 심볼들로 식별될 수 있다. 따라서, 제1 심볼(610a) 및 제2 심볼(610b)이 동일한 MA 시그니처에 기반하여 구성되는 경우 MA 시그니처의 충돌이 발생할 수 있다.

상술한 바와 같은 MA 시그니처의 충돌로 인해 수신 성능이 저하되는 것을 방지하기 위해, MA 시그니처들 간 충돌이 발생하지 않도록 MA 시그니처를 효과적으로 선택하기 위한 방법이 고려될 수 있다. 이하에서, MA 시그니처의 결정에 대한 실시 예들이 상세히 설명된다.

설명의 편의를 위하여, 각 단말이 송신하는 OFDM 심볼의 개수는

, 시그니처는

, 사용 가능한 시그니처들의 총 개수는

, 각 단말이 선택할 수 있는 시그니처들의 집합은

로 정의될 수 있다. 각 단말은 시그니처들의 집합

내에서

개의 OFDM 심볼들에 대한 시그니처를 선택할 수 있다. 또한, 각 단말이 이용하는 시그니처 인덱스들의 시퀀스는

로 정의될 수 있다. 여기서,

은 n번째 심볼에 대한 MA 시그니처의 인덱스를 의미하고,

을 만족한다. 또한, 시그니처 인덱스들의 시퀀스

에 대응하는

개의 시그니처들의 시퀀스는

로 정의될 수 있다. 여기서, 시그니처 시퀀스는 송신될 심볼들의 순서에 각각 대응하는 시그니처들로 구성된 시퀀스를 의미한다. 비동기적으로 NOMA 기반의 OFDM 심볼을 송신하는 복수의 단말들은 상술한 바와 같이 동일한 시그니처들의 집합 내에서 시그니처들의 시퀀스를 각각 선택함으로써 신호를 송신할 수 있다. 단말들은 이하에서 후술되는 시그니처 시퀀스들의 할당 방식들 중 적어도 하나에 기반하여 사용할 시그니처 시퀀스를 결정할 수 있다.

제1 시그니처 할당 방식의 경우, 복수의 단말들 간에 MA 시그니처 충돌을 방지하기 위해 하나의 OFDM 심볼 단위로 MA 시그니처가 할당될 수 있다. 즉, 상이한 시그니처 시퀀스들을 이용하는 단말들의 제n 심볼들 각각을 위한 MA 시그니처가 충돌하지 않도록 MA 시그니처가 할당될 수 있다. 하나의 OFDM 심볼 단위로 MA 시그니처의 충돌을 방지하기 위해, 시그니처 시퀀스는 이하의 <수학식 1>의 조건을 충족하도록 구성될 수 있다.

여기에서, k, m 각각은 k번째 단말 및 m번째 단말(즉, 제k 단말, 제m 단말)을 나타내기 위한 번호, n은 각 단말이 송신하는 (n+1)번째 OFDM 심볼(즉, 제(n+1) OFDM 심볼 또는 OFDM 심볼 번호 n)을 나타내기 위한 번호,

는 제k 단말의 제(n+1) OFDM 심볼을 위해 이용된 MA 시그니처 인덱스,

는 제m 단말의 제(n+1) OFDM 심볼을 위해 이용된 MA 시그니처 인덱스,

은 단말들이 송신하는 OFDM 심볼의 개수를 의미한다. <수학식 1>의 조건을 충족하도록 MA 시그니처 시퀀스를 구성하는 경우, 최대

개의 시그니처 시퀀스들이 구성될 수 있다. 이에 따라, 단말들 각각은 최대

개의 시그니처 시퀀스들 중 하나를 선택하고, 선택된 시그니처 시퀀스에 기반하여 인코딩을 수행할 수 있다. 하나의 OFDM 심볼 단위로 시그니처를 할당하기 위한 제1 시그니처 할당 방식이 이하 <표 1>에서 예시된다.

시그니처 시퀀스 인덱스	OFDM 심볼별 시그니처
시그니처 시퀀스 인덱스	제1 심볼	제2 심볼	제3 심볼	제4 심볼
0
1

<표 1>을 참고하면, 단말들은 각각

개의 MA 시그니처들, 즉

,

를 이용할 수 있다. 예를 들어, 제1 단말이 시그니처 시퀀스 인덱스 0을 선택하는 경우, 제1 단말은 MA 시그니처 시퀀스

를 이용하여

개의 OFDM 심볼들 각각에 대해 상이한 시그니처가 적용되는 신호를 구성할 수 있다. 한편, 제2 단말은 제1 단말과 상이하게 시그니처 시퀀스 인덱스 1을 선택할 수 있다. 이 경우, 제2 단말은 MA 시그니처 시퀀스

를 이용하여

개의 OFDM 심볼들 각각에 대해 상이한 시그니처가 적용되는 신호를 구성할 수 있다. 상술한 제1 시그니처 할당 방식을 통해, 각 단말이 송신하는 연속된 심볼들에 대해 상이한 시그니처들이 적용될 수 있다.

제2 시그니처 할당 방식의 경우, 복수의 단말들 간에 MA 시그니처 충돌을 방지하기 위해 두 개의 OFDM 심볼들 단위로 MA 시그니처들이 할당될 수 있다. 즉, 상이한 시그니처 시퀀스들을 이용하는 단말들의 제n 심볼 및 제n+1 심볼에서 MA 시그니처가 충돌하지 않도록 MA 시그니처가 할당될 수 있다. 두 개의 OFDM 심볼들 단위로 MA 시그니처의 충돌을 방지하기 위해, 시그니처 시퀀스는 이하의 <수학식 2>의 조건을 충족하도록 구성될 수 있다.

는 제k 단말의 제n OFDM 심볼을 위해 이용된 MA 시그니처 인덱스,

는 제m 단말의 제(n+2) OFDM 심볼을 위해 이용된 MA 시그니처 인덱스,

은 단말들이 송신하는 OFDM 심볼의 개수를 의미한다. <수학식 2>의 조건을 충족하도록 MA 시그니처 시퀀스를 구성하는 경우, 최대

개의 시그니처 집합들이 구성될 수 있다. 이에 따라, 단말들 각각은 최대

개의 시그니처 집합들 중 하나를 선택하고, 선택된 시그니처 집합에 대응하는 시그니처 시퀀스에 기반하여 인코딩을 수행할 수 있다. 제2 시그니처 할당 방식을 이용하는 경우, 비동기 전송 환경에서 서로 다른 단말들이 송신하는 연속된 심볼들에서 시그니처가 충돌하는 경우의 발생을 방지함으로써 수신 성능이 더욱 향상될 수 있다. 두 개의 OFDM 심볼들 단위로 시그니처를 할당하기 위한 제2 시그니처 할당 방식이 이하 <표 2>에서 예시된다.

<표 2>를 참고하면, 제2 시그니처 할당 방식의 경우, 단말들은

개의 MA 시그니처 집합들, 즉

,

중에서 하나의 집합을 이용할 수 있다. 예를 들어, 제1 단말이 시그니처 시퀀스 인덱스 0을 선택하는 경우, 제1 단말은 MA 시그니처 집합

에 대응하는 시그니처 시퀀스를 이용하여, 제1 단말이 송신하고자 하는 연속하는 OFDM 심볼들에 대해 상이한 시그니처들이 적용되는 신호를 구성할 수 있다. 한편, 제2 단말은 제1 단말과 상이하게 시그니처 시퀀스 인덱스 1을 선택할 수 있다. 이 경우, 제2 단말은 MA 시그니처 집합

에 대응하는 시그니처 시퀀스를 이용하여, 제2 단말이 송신하고자 하는 연속하는 OFDM 심볼들에 대해 상이한 시그니처들이 적용되는 신호를 구성할 수 있다. 상술한 제2 시그니처 할당 방식을 통해, 각 단말이 송신하는 연속된 심볼들에 대해 상이한 시그니처들이 적용될 수 있다. 이에 더하여, 시그니처 시퀀스 인덱스가 상이한 경우 상이한 시그니처 집합이 이용되므로, 두 개의 FFT 윈도우들의 크기를 가지는 수신 윈도우에 의해 캡쳐되는 상이한 단말들의 심볼들에 대해 상이한 시그니처들이 적용될 수 있다.

다양한 실시 예들에 따르면, 상술한 제1 시그니처 할당 방식 및 제2 시그니처 할당 방식은 기지국에 의해 결정될 수 있다. 예를 들어, 시스템에 접속을 요청하는 단말들의 수가 임계값 이상인 경우, 기지국은 사용 가능한 시그니처 시퀀스들의 개수가 더 많은 제1 시그니처 할당 방식을 사용할 것을 결정할 수 있다. 또한, 채널 품질이 임계값 이하인 경우, 기지국은 동일한 수신 윈도우에서 상이한 단말들 간의 시그니처 충돌을 방지할 수 있는 제2 시그니처 할당 방식을 사용할 것을 결정할 수 있다. 기지국은 상술한 기준 외에도 다양한 기준들에 기반하여 시그니처 할당 방식을 결정하고, 결정된 시그니처 할당 방식에 관련된 정보를 단말들에게 송신할 수 있다.

상술한 시그니처 할당 방식을 적용하기 위해, 각 단말은 NOMA 기술의 사용 여부 및 NOMA 기술이 사용되는 경우 이용 가능한 MA 시그니처 시퀀스들의 정보를 파악하여야 한다. 이하 도 7에서, 기지국이 상술한 시그니처 할당 방식들 중 적어도 하나를 단말에게 지시하고, 지시된 시그니처 할당 방식에 기반하여 복수의 단말로부터 수신된 신호들을 디코딩하기 위한 구체적인 동작이 설명된다.

도 7은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 기지국의 흐름도를 도시한다. 도 7은 기지국(110)의 동작 방법을 예시한다.

도 7을 참고하면, 701 단계에서, 기지국은 MA 시그니처들에 대한 구성 정보를 송신한다. 보다 구체적으로, 기지국은 MA 시그니처들의 할당 방식에 관한 파라미터들을 설정하고, 다양한 시그널링을 이용하여 NOMA 기술의 사용 여부와 이용 가능한 MA 시그니처 시퀀스들에 관련된 구성 정보를 송신할 수 있다. 예를 들어, 기지국은 방송 채널(broadcasting channel)을 통해 송신되는 시스템 정보를 이용하여 MA 시그니처들에 대한 구성 정보를 송신할 수 있다. 다른 예에서, 기지국은 RRC(radio resource control) 시그널링을 통해 단말들에게 MA 시그니처들에 대한 구성 정보를 송신할 수 있다. 또 다른 예에서, 기지국은 SIB(system information block)를 이용하여 MA 시그니처들에 대한 구성 정보를 송신할 수 있다. MA 시그니처들에 대한 구성 정보에 포함될 수 있는 정보들이 이하 <표 3>에서 설명된다.

정보 엘리먼트 (information element, IE)	내용
NOMA 전송을 위한 자원	NOMA 기술 기반의 비동기 전송이 가능한 자원 영역의 위치 정보
사용 가능한 MA 시그니처 정보	각 OFDM 심볼에 대해 사용 가능한 MA 시그니처들을 지시하기 위한 정보
시그니처 충돌 회피 파라미터	시그니처 충돌 회피를 위한 심볼 단위 (1, 2)

<표 3>을 참고하면, MA 시그니처들에 대한 구성 정보는 단말들이 NOMA 방식을 이용하여 신호를 송신할 수 있는 자원 영역을 지시하는 정보를 포함할 수 있다. 또한, MA 시그니처들에 대한 구성 정보는 단말들에 의해 사용 가능한 MA 시그니처들을 지시하기 위한 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상술한 <표 1> 및 <표 2>의 경우,

,

가 사용 가능한 MA 시그니처들로서 지시될 수 있다. 또한, MA 시그니처들에 대한 구성 정보는 시그니처 충돌 회피를 위한 심볼 단위를 지시하기 위한 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, 심볼 단위로서 1이 지시되는 경우 하나의 OFDM 심볼 단위로 시그니처가 할당되는 제1 할당 방식이 적용될 수 있고, 심볼 단위로서 2가 지시되는 경우, 두 개의 OFDM 심볼들 단위로 시그니처들이 할당되는 제2 할당 방식이 적용될 수 있다. <표 3>에서 설명된 구성 정보에 포함되는 정보들의 명칭 IE들은 설명의 편의를 위한 것이며 이에 한정되지 않는다. 또한, MA 시그니처를 구성하기 위한 추가적인 정보들이 구성 정보에 포함될 수 있다.

703 단계에서, 기지국은 복수의 단말들로부터 수신된 신호들에 대응하는 MA 시그니처 시퀀스들을 식별한다. 기지국이 복수의 단말들이 구성 정보에 기반하여 각각 선택한 MA 시그니처 시퀀스에 기반하여 신호를 디코딩하기 위해, 각 단말이 선택한 MA 시그니처 시퀀스에 대한 정보가 요구될 수 있다. 각 단말이 선택한 MA 시그니처 시퀀스에 대한 정보는 다양한 방식들에 따라 기지국에 의해 획득될 수 있다. 예를 들어, 기지국은 단말이 선택한 MA 시그니처 시퀀스를 지시하기 위한 정보를 추가적인 시그널링을 통해 단말로부터 수신할 수 있다. 다른 예에서, 기지국은 단말로부터 송신된 프리앰블에 포함된 프리앰블 인덱스를 검출하고, 프리앰블 인덱스 및 MA 시그니처 시퀀스 인덱스 간 매핑 관계에 기반하여 단말에 의해 사용된 MA 시그니처 시퀀스를 식별할 수 있다. 이 경우, 기지국 및 단말은 프리앰블 인덱스 및 MA 시그니처 시퀀스 인덱스 간 매핑 관계에 대한 정보를 미리 저장할 수 있다. 다양한 실시 예들에 따라, 단말들에 의해 사용될 수 있는 프리앰블들의 개수가 사용 가능한 MA 시그니처 시퀀스들의 개수보다 적은 경우, 프리앰블 간 충돌이 발생하지 않는 한 MA 시그니처 시퀀스의 충돌이 발생하지 않도록 프리앰블 인덱스 및 MA 시그니처 시퀀스 인덱스 간 매핑 관계가 정의될 수 있다.

705 단계에서, 기지국은 식별된 MA 시그니처 시퀀스들에 기반하여, 수신된 신호들에 대해 디코딩을 수행한다. 예를 들어, 기지국은 단말로부터의 추가적인 시그널링을 통해 직접적으로 획득한 MA 시그니처 시퀀스에 기반하여, 해당 MA 시그니처 시퀀스를 사용한 단말의 신호를 디코딩할 수 있다. 다른 예에서, 기지국은 단말의 프리앰블 인덱스에 기반하여 식별한 MA 시그니처 시퀀스에 기반하여, 해당 MA 시그니처 시퀀스를 사용한 단말의 신호를 디코딩할 수 있다. 이 경우, 기지국은 시스템에서 사용하도록 설정된 MA 시그니처들의 할당 방식(예: 제1 시그니처 할당 방식, 제2 시그니처 할당 방식)에 대응하는 프리앰블 인덱스 및 MA 시그니처 시퀀스 인덱스 간 매핑 관계를 이용할 수 있다.

이하 도 8에서, 단말이 상술한 바와 같이 MA 시그니처의 충돌을 방지하기 위한 MA 시그니처 할당 방식을 적용하기 위해, MA 시그니처에 관한 구성 정보에 기반하여 신호를 구성하기 위한 구체적인 단말의 동작이 설명된다.

도 8은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 단말의 흐름도를 도시한다. 도 8은 단말(120)의 동작 방법을 예시한다.

도 8을 참고하면, 801 단계에서, 단말은 MA 시그니처들에 대한 구성 정보를 수신한다. 보다 구체적으로, 단말은 다양한 시그널링을 이용하여, 기지국에 의해 설정된 NOMA 기술의 사용 여부와 이용 가능한 MA 시그니처 시퀀스들에 관련된 구성 정보를 수신할 수 있다. 예를 들어, 단말은 방송 채널을 통해 송신되는 시스템 정보를 이용하여 MA 시그니처들에 대한 구성 정보를 수신할 수 있다. 다른 예에서, 단말은 RRC 시그널링을 통해 기지국으로부터 MA 시그니처들에 대한 구성 정보를 수신할 수 있다. 또 다른 예에서, 단말은 SIB를 이용하여 MA 시그니처들에 대한 구성 정보를 수신할 수 있다. 단말이 수신하는 MA 시그니처들에 대한 구성 정보는 상술한 <표 3>에서 설명된 정보들을 포함할 수 있다. <표 3>에서 설명된 구성 정보에 포함되는 정보들의 명칭 IE들은 설명의 편의를 위한 것이며 이에 한정되지 않는다. 또한, MA 시그니처를 구성하기 위한 추가적인 정보들이 구성 정보에 포함될 수 있다.

803 단계에서, 단말은 구성 정보에 기반하여 MA 시그니처 시퀀스를 식별한다. 단말은 MA 시그니처들에 대한 구성 정보에 기반하여, NOMA 기술의 사용 여부 및 이용 가능한 MA 시그니처 시퀀스들을 식별할 수 있다. 구체적으로, 단말은 구성 정보에 기반하여, 단말들이 NOMA 방식을 이용하여 신호를 송신할 수 있는 자원 영역을 식별할 수 있다. 또한, 단말은 구성 정보에 기반하여, 단말들에 의해 사용 가능한 MA 시그니처들에 대한 정보를 획득할 수 있다. 예를 들어, 상술한 <표 1> 및 <표 2>의 경우, 단말은 MA 시그니처들

,

가 사용 가능한 것으로 식별할 수 있다. 또한, 단말은 구성 정보에 기반하여, 시그니처 충돌 회피를 위한 심볼 단위를 식별할 수 있다. 예를 들어, 심볼 단위로서 1이 지시되는 경우 단말은 시그니처 할당 방식이 제1 할당 방식임을 식별하고, 심볼 단위로서 2가 지시되는 경우 단말은 시그니처 할당 방식이 제2 할당 방식임을 식별할 수 있다.

805 단계에서, 단말은 식별된 MA 시그니처 시퀀스에 기반하여 생성된 신호를 송신한다. 단말은 구성 정보를 통해 지시된 MA 시그니처들 및 시그니처 할당 방식에 기반하여, 사용 가능한 MA 시그니처 시퀀스들을 식별할 수 있다. 예를 들어, 시그니처 할당 방식이 제1 할당 방식으로 지시된 경우, 단말은

,

간의 순서를 달리 하는

개의 시그니처 시퀀스들을 사용 가능한 것으로 식별하고,

개의 시그니처 시퀀스들 중 하나를 선택할 수 있다. 또한, 시그니처 할당 방식이 제2 할당 방식으로 지시된 경우, 단말은

개의 MA 시그니처 집합들, 즉

,

에 각각 대응하는 시그니처 시퀀스들을 사용 가능한 것으로 식별하고,

개의 MA 시그니처 시퀀스들 중 하나를 선택할 수 있다. 단말은 다양한 방식들에 따라 MA 시그니처 시퀀스를 선택할 수 있다. 예를 들어, 단말은 사용 가능한 것으로 식별된 시그니처 시퀀스들 중에서 랜덤하게 하나의 시그니처 시퀀스를 선택할 수 있다. 다른 예에서, 단말은 프리앰블을 송신하기 위해 선택한 프리앰블 인덱스 및 MA 시그니처 시퀀스 인덱스 간 매핑 관계에 기반하여 시그니처 시퀀스를 선택할 수 있다. 이 경우, 기지국 및 단말은 프리앰블 인덱스 및 MA 시그니처 시퀀스 인덱스 간 매핑 관계에 대한 정보를 미리 저장할 수 있다. MA 시그니처 시퀀스를 선택하기 위한 기준은 상술한 바와 같은 방식들에 한정되지 않으며, 단말은 다양한 기준들에 따라 MA 시그니처 시퀀스를 선택할 수 있다.

도 7 및 도 8에서 설명된 바와 같이, MA 시그니처 시퀀스들의 충돌을 방지하고 추가적인 시그널링 없이 기지국이 단말에 의해 사용된 MA 시그니처 시퀀스를 식별할 수 있도록 하기 위해, 프리앰블 인덱스 및 MA 시그니처 시퀀스 인덱스 간 매핑 관계가 이용될 수 있다.

제1 시그니처 할당 방식의 경우, 단말 및 기지국은 이하의 <수학식 3>에 따라 시그니처 시퀀스를 식별할 수 있다.

여기에서, k는 k번째 단말(즉, 제k 단말)을 나타내기 위한 번호, n은 단말이 송신하는 (n+1)번째 OFDM 심볼(즉, 제(n+1) OFDM 심볼 또는 OFDM 심볼 번호 n)을 나타내기 위한 번호로서 n은

의 범위를 가지고,

는 제k 단말의 제(n+1) OFDM 심볼을 위해 이용되는 MA 시그니처 인덱스,

는 제k 단말의 프리앰블 인덱스,

는 사용 가능한 시그니처 시퀀스들의 개수,

는 미리 결정된 상수를 의미한다. <수학식 3>을 충족하도록 프리앰블 인덱스 별로 매핑된 시그니처 시퀀스 인덱스들 및 시그니처 시퀀스들이 이하 <표 4>에서 예시된다.

프리앰블 인덱스	OFDM 심볼 번호별 시그니처
프리앰블 인덱스	0	1	2	3	4	5
0
1
2
3
4
5

<표 4>를 참고하면, 프리앰블 인덱스들 중 하나가 단말에 의해 선택되는 경우, 제1 할당 방식에서 이용되는 시그니처 시퀀스들을 위한 시그니처 시퀀스 인덱스들 중 하나가 선택될 수 있다. 예를 들어, 제1 단말이 프리앰블 인덱스 0을 선택하는 경우, 제1 단말은 MA 시그니처 시퀀스

를 이용하여

개의 OFDM 심볼들 각각에 대해 상이한 시그니처가 적용되는 신호를 구성할 수 있다. 한편, 제2 단말은 프리앰블 인덱스 1을 선택할 수 있다. 이 경우, 제2 단말은 MA 시그니처 시퀀스

를 이용하여

개의 OFDM 심볼들 각각에 대해 상이한 시그니처가 적용되는 신호를 구성할 수 있다. 상술한 제1 시그니처 할당 방식을 통해, 각 단말이 송신하는 연속된 심볼들에 대해 상이한 시그니처들이 적용될 수 있다. 따라서, 단말은 프리앰블 인덱스를 선택하고 <수학식 3>을 만족하는 시그니처 시퀀스 인덱스에 따라 구성되는 시그니처 시퀀스를 이용하여 신호를 송신할 수 있다. 또한, 기지국은 단말로부터 수신한 프리앰블에서 프리앰블 시퀀스를 검출한 후, <수학식 3>을 만족하는 시그니처 시퀀스를 식별함으로써 해당 단말의 신호를 디코딩할 수 있다.

제2 시그니처 할당 방식의 경우, 단말 및 기지국은 이하의 <수학식 4>에 따라 시그니처 시퀀스를 식별할 수 있다.

여기에서, k는 k번째 단말(즉, 제k 단말)을 나타내기 위한 번호, n은 단말이 송신하는 심볼 번호 2n 및 심볼 번호 (2n+1)을 가지는 연속된 심볼들을 나타내기 위한 번호로서 n은

의 범위를 가지고,

이고,

는 제k 단말의 심볼 번호 2n의 OFDM 심볼을 위해 이용되는 MA 시그니처 인덱스,

는 제k 단말의 심볼 번호 2n+1의 OFDM 심볼을 위해 이용되는 MA 시그니처 인덱스,

는 제k 단말의 프리앰블 인덱스,

는 사용 가능한 시그니처 시퀀스들의 개수를 의미한다. <수학식 4>를 충족하도록 프리앰블 인덱스 별로 매핑된 시그니처 시퀀스 인덱스들 및 시그니처 시퀀스들이 이하 <표 5>에서 예시된다.

<표 5>를 참고하면, 프리앰블 인덱스들 중 하나가 단말에 의해 선택되는 경우, 제2 할당 방식에시 이용되는 MA 시그니처 집합들, 즉

,

에 대응하는 시그니처 시퀀스들 중에서 하나의 시그니처 시퀀스를 위한 시그니처 시퀀스 인덱스가 선택될 수 있다. 즉, <수학식 4>에 따라 선택된 프리앰블 인덱스에 매핑되는 하나의 시그니처 시퀀스 인덱스가 결정될 수 있다. 예를 들어, 제1 단말이 프리앰블 인덱스 0을 선택하는 경우, 제1 단말은 MA 시그니처 집합

에 대응하는 시그니처 시퀀스를 이용하여, 제1 단말이 송신하고자 하는 연속하는 OFDM 심볼들에 대해 상이한 시그니처들이 적용되는 신호를 구성할 수 있다. 한편, 제2 단말은 프리앰블 인덱스 1을 선택할 수 있다. 이 경우, 제2 단말은 MA 시그니처 집합

에 대응하는 시그니처 시퀀스를 이용하여, 제2 단말이 송신하고자 하는 연속하는 OFDM 심볼들에 대해 상이한 시그니처들이 적용되는 신호를 구성할 수 있다. 상술한 제2 시그니처 할당 방식을 통해, 각 단말이 송신하는 연속된 심볼들 및 동일한 수신 윈도우에 캡쳐되는 상이한 단말들의 심볼들에 대해 상이한 시그니처들이 적용될 수 있다. 따라서, 단말은 프리앰블 인덱스를 선택하고 <수학식 4>를 만족하는 시그니처 시퀀스 인덱스에 따라 구성되는 시그니처 시퀀스를 이용하여 신호를 송신할 수 있다. 또한, 기지국은 단말로부터 수신한 프리앰블에서 프리앰블 인덱스를 검출한 후, <수학식 4>를 만족하는 시그니처 시퀀스를 식별함으로써 해당 단말의 신호를 디코딩할 수 있다. 그러나, 프리앰블 인덱스 및 시그니처 시퀀스 인덱스 간 매핑 관계들은 상술한 규칙에 한정되지 않으며, 다양한 방식에 따라 결정될 수 있다.

도 9는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 상향링크가 동기화되지 않은 경우의 신호 교환도를 도시한다. 도 9는 기지국(110) 및 단말(120) 간의 신호 흐름을 예시한다.

도 9를 참고하면, 901 단계에서, 기지국(110)은 단말(120)에게 비직교 다중 접속 신호를 구성하기 위한 정보를 송신한다. 단말(120)은 기지국(110)으로부터 비직교 다중 접속 신호를 구성하기 위한 정보를 수신한다. 비직교 다중 접속 신호를 구성하기 위한 정보는, 도 7에서 설명된 MA 시그니처들에 대한 구성 정보로 이해될 수 있다. 이에 따라, 비직교 다중 접속 신호를 구성하기 위한 정보는, <표 3>에서 설명된 바와 같이, 단말(120)들이 NOMA 방식을 이용하여 신호를 송신할 수 있는 자원 영역을 지시하는 정보, 단말(120)들에 의해 사용 가능한 MA 시그니처들을 지시하기 위한 정보, 시그니처 충돌 회피를 위한 심볼 단위를 지시하기 위한 정보를 포함할 수 있다.

903 단계에서, 단말(120)은 MA 시그니처를 결정하고 데이터를 인코딩한다. 단말(120)은 비직교 다중 접속 신호를 구성하기 위한 정보에 기반하여 NOMA 방식을 이용하여 데이터를 송신하기 위한 자원 및 사용 가능한 MA 시그니처 시퀀스들을 식별할 수 있다. 즉, 단말(120)은 시그니처 충돌 회피를 위한 심볼 단위에 기반하여 식별되는 시그니처 할당 방식에 따라, 기지국(110)에 의해 지시된 MA 시그니처들로부터 사용 가능한 MA 시그니처 시퀀스들을 식별할 수 있다. 단말(120)은 상술한 제1 시그니처 할당 방식 또는 제2 시그니처 할당 방식 중 하나에 따라 식별되는 MA 시그니처 시퀀스들 중에서 하나를 결정하고, 결정된 시그니처 시퀀스를 이용하여 데이터를 인코딩할 수 있다. 이 경우, 단말(120)은 선택된 프리앰블 인덱스에 기반하여 MA 시그니처 시퀀스들 중에서 하나를 결정할 수 있다.

905 단계에서, 단말(120)은 기지국(110)에게 비직교 다중 접속 신호를 송신한다. 기지국(110)은 단말(120)로부터 비직교 다중 접속 신호를 수신한다. 단말(120)은 비직교 다중 접속 신호를 구성하기 위한 정보에서 식별된 자원 영역의 적어도 일부를 통해, 기지국(110)에게 신호를 송신할 수 있다. 이 경우, 단말(120)은 프리앰블 및 MA 시그니처 시퀀스를 이용하여 생성된 데이터 신호를 송신할 수 있다.

907 단계에서, 기지국(110)은 MA 시그니처 시퀀스를 식별한다. 기지국(110)은 단말(120)로부터 수신된 신호를 디코딩하기 위한 MA 시그니처 시퀀스에 대한 정보를 획득할 수 있다. 예를 들어, 기지국(110)은 단말(120)이 선택한 MA 시그니처 시퀀스를 지시하기 위한 정보를 추가적인 시그널링을 통해 단말(120)로부터 수신할 수 있다. 다른 예에서, 기지국(110)은 단말(120)로부터 송신된 프리앰블에 포함된 프리앰블 인덱스를 검출하고, 프리앰블 인덱스 및 MA 시그니처 시퀀스 인덱스 간 매핑 관계에 기반하여 단말(120)에 의해 사용된 MA 시그니처 시퀀스를 식별할 수 있다. 이 경우, 기지국(110) 및 단말(120)은 프리앰블 인덱스 및 MA 시그니처 시퀀스 인덱스 간 매핑 관계에 대한 정보를 미리 저장할 수 있다.

909 단계에서, 기지국(110)은 데이터를 디코딩한다. 구체적으로, 기지국(110)은 식별된 MA 시그니처 시퀀스에 기반하여, 수신된 신호에 대해 디코딩을 수행한다. 예를 들어, 기지국(110)은 단말(120)로부터의 추가적인 시그널링을 통해 직접적으로 획득한 MA 시그니처 시퀀스에 기반하여, 해당 MA 시그니처 시퀀스를 사용한 단말(120)의 데이터를 디코딩할 수 있다. 다른 예에서, 기지국(110)은 단말(120)의 프리앰블 인덱스에 기반하여 식별한 MA 시그니처 시퀀스에 기반하여, 해당 MA 시그니처 시퀀스를 사용한 단말(120)의 데이터를 디코딩할 수 있다. 이 경우, 기지국(110)은 시스템에서 사용하도록 설정된 MA 시그니처들의 할당 방식(예: 제1 시그니처 할당 방식, 제2 시그니처 할당 방식)에 대응하는 프리앰블 인덱스 및 MA 시그니처 시퀀스 인덱스 간 매핑 관계를 이용할 수 있다.

911 단계에서, 기지국(110)은 단말(120)에게 ACK(acknowledgement) 신호 또는 NACK(negative acknowledgement) 신호를 송신한다. 단말(120)은 기지국(110)으로부터 ACK 신호 또는 NACK 신호를 수신한다. 구체적으로, 단말(120)로부터 수신된 데이터의 디코딩이 성공적으로 수행되는 경우, 즉 간섭의 영향을 받은 데이터가 성공적으로 복구된 것으로 판단되는 경우, 기지국(110)은 단말(120)에게 ACK 신호를 송신할 수 있다. 이 경우, 기지국(110)은 데이터 신호를 단말(120)에게 송신할 수 있다. 또한, 데이터의 디코딩이 실패하는 경우, 즉 데이터의 복구가 실패하였거나 완료되지 않은 것으로 판단되는 경우, 기지국(110)은 단말(120)에게 NACK 신호를 송신할 수 있다. 다양한 실시 예들에 따라, 기지국(110)은 단말(120)로부터 수신된 프리앰블에 대한 응답 신호를 더 송신할 수 있다.

도 9에서 설명된 기지국(110) 및 단말(120) 간의 시그널링은, 단말(120)이 기지국(110)과 연결되지 않은 아이들 상태(idle state)에 있는 경우, 단말(120)이 기지국(110)과 연결되었지만 상향링크 동기화가 수행되지 않은 경우, 단말(120)이 기지국(110)으로부터 스케줄링 허가 신호를 수신하지 않고 상향링크 송신을 수행할 수 있는 그랜트 프리(grant-free) 시스템에서 적용될 수 있다.

도 10은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 상향링크가 동기화된 경우의 신호 교환도를 도시한다. 도 10은 기지국(110) 및 단말(120) 간의 신호 흐름을 예시한다.

도 10을 참고하면, 1001 단계에서, 단말(120)은 기지국(110)에게 스케줄링 요청 신호를 송신한다. 기지국(110)은 단말(120)로부터 스케줄링 요청 신호를 수신한다. 단말(120)은 기지국(110)에게 상향링크 송신을 위한 자원 할당을 요청하는 스케줄링 요청 신호를 송신할 수 있다.

1003 단계에서, 기지국(110)은 단말(120)에게 비직교 다중 접속 신호를 구성하기 위한 정보를 송신한다. 단말(120)은 기지국(110)으로부터 비직교 다중 접속 신호를 구성하기 위한 정보를 수신한다. 기지국(110)은 단말(120)로부터 스케줄링 요청 신호를 수신하면, 단말(120)에게 비직교 다중 접속 신호를 구성하기 위한 정보를 송신할 수 있다. 이 경우, 비직교 다중 접속 신호를 구성하기 위한 정보는 방송 채널을 통하지 않고 각 단말(120)에게 송신될 수 있다. 이에 따라, 기지국(110)은 단말(120)에게 할당하는 시그니처 시퀀스를 지시하기 위한 정보를 송신할 수 있다. 즉, 기지국(110)은 단말(120)들이 사용할 시그니처 시퀀스들을 개별적으로 직접 할당할 수 있다. 다양한 실시 예들에 따라, 기지국(110)은 단말(120)들 간에 시그니처 충돌이 발생하지 않도록 상술한 제1 시그니처 할당 방식, 제2 시그니처 할당 방식, 또는 미리 결정된 다른 방식에 기반하여 단말(120)들 각각을 위한 시그니처 시퀀스를 할당할 수 있다. 다양한 실시 예들에 따라, 기지국(110)은 단말(120)별로 하나의 시그니처 시퀀스를 할당하거나, 복수의 시그니처 시퀀스들을 할당할 수도 있다.

1005 단계에서, 단말(120)은 MA 시그니처 시퀀스를 결정하고 데이터를 인코딩한다. 단말(120)은 기지국(110)으로부터 수신한 비직교 다중 접속 신호를 구성하기 위한 정보에 기반하여 할당받은 시그니처 시퀀스를 식별할 수 있다. 기지국(110)에 의해 하나의 시그니처 시퀀스가 할당된 경우, 단말(120)은 할당받은 시그니처 시퀀스를 이용하여 데이터를 인코딩할 수 있다. 또는, 기지국(110)에 의해 복수의 시그니처 시퀀스들이 할당된 경우, 단말(120)은 미리 결정된 규칙에 기반하여 하나의 시그니처 시퀀스를 결정하고, 결정된 시그니처 시퀀스를 이용하여 데이터를 인코딩할 수 있다. 이 경우, 기지국(110) 및 단말(120)은 복수의 시그니처 시퀀스들 중 하나를 결정하기 위한 규칙을 미리 저장할 수 있다.

1007 단계에서, 단말(120)은 기지국(110)에게 데이터를 송신한다. 기지국(110)은 단말(120)로부터 데이터를 수신한다. 단말(120)은 스케줄링 요청 신호에 응답하여 기지국(110)에 의해 할당된 자원을 통해, 기지국(110)에게 데이터를 송신할 수 있다. 이 경우, 단말(120)은 기지국(110)으로부터 할당된 시그니처 시퀀스를 이용하여 생성된 데이터 신호를 송신할 수 있다.

1009 단계에서, 기지국(110)은 데이터를 디코딩한다. 구체적으로, 기지국(110)은 단말(120)에게 할당한 MA 시그니처 시퀀스에 기반하여, 수신된 신호에 대해 디코딩을 수행할 수 있다. 기지국(110)에 의해 하나의 시그니처 시퀀스가 할당된 경우, 기지국(110)은 할당한 시그니처 시퀀스를 이용하여 데이터를 디코딩할 수 있다. 또는, 기지국(110)에 의해 복수의 시그니처 시퀀스들이 할당된 경우, 기지국(110)은 미리 결정된 규칙에 기반하여 하나의 시그니처 시퀀스를 식별하고, 식별된 시그니처 시퀀스를 이용하여 데이터를 디코딩할 수 있다. 이 경우, 기지국(110) 및 단말(120)은 복수의 시그니처 시퀀스들 중 하나를 결정하기 위한 규칙을 미리 저장할 수 있다.

1011 단계에서, 기지국(110)은 단말(120)에게 ACK 신호 또는 NACK 신호를 송신한다. 단말(120)은 기지국(110)으로부터 ACK 신호 또는 NACK 신호를 수신한다. 구체적으로, 단말(120)로부터 수신된 데이터의 디코딩이 성공적으로 수행되는 경우, 즉 간섭의 영향을 받은 데이터가 성공적으로 복구된 것으로 판단되는 경우, 기지국(110)은 단말(120)에게 ACK 신호를 송신할 수 있다. 이 경우, 기지국(110)은 데이터 신호를 단말(120)에게 송신할 수 있다. 또한, 데이터의 디코딩이 실패하는 경우, 즉 데이터의 복구가 실패하였거나 완료되지 않은 것으로 판단되는 경우, 기지국(110)은 단말(120)에게 NACK 신호를 송신할 수 있다.

도 10에서 설명된 기지국 및 단말 간의 시그널링은, 단말이 기지국과 연결되고 상향링크 동기화가 수행된 경우에 적용될 수 있다.

본 개시의 청구항 또는 명세서에 기재된 실시 예들에 따른 방법들은 하드웨어, 소프트웨어, 또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합의 형태로 구현될(implemented) 수 있다.

소프트웨어로 구현하는 경우, 하나 이상의 프로그램(소프트웨어 모듈)을 저장하는 컴퓨터 판독 가능 저장 매체가 제공될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 저장 매체에 저장되는 하나 이상의 프로그램은, 전자 장치(device) 내의 하나 이상의 프로세서에 의해 실행 가능하도록 구성된다(configured for execution). 하나 이상의 프로그램은, 전자 장치로 하여금 본 개시의 청구항 또는 명세서에 기재된 실시 예들에 따른 방법들을 실행하게 하는 명령어(instructions)를 포함한다.

이러한 프로그램(소프트웨어 모듈, 소프트웨어)은 랜덤 액세스 메모리 (random access memory), 플래시(flash) 메모리를 포함하는 불휘발성(non-volatile) 메모리, 롬(read only memory, ROM), 전기적 삭제가능 프로그램가능 롬(electrically erasable programmable read only memory, EEPROM), 자기 디스크 저장 장치(magnetic disc storage device), 컴팩트 디스크 롬(compact disc-ROM, CD-ROM), 디지털 다목적 디스크(digital versatile discs, DVDs) 또는 다른 형태의 광학 저장 장치, 마그네틱 카세트(magnetic cassette)에 저장될 수 있다. 또는, 이들의 일부 또는 전부의 조합으로 구성된 메모리에 저장될 수 있다. 또한, 각각의 구성 메모리는 다수 개 포함될 수도 있다.

또한, 프로그램은 인터넷(Internet), 인트라넷(Intranet), LAN(local area network), WAN(wide area network), 또는 SAN(storage area network)과 같은 통신 네트워크, 또는 이들의 조합으로 구성된 통신 네트워크를 통하여 접근(access)할 수 있는 부착 가능한(attachable) 저장 장치(storage device)에 저장될 수 있다. 이러한 저장 장치는 외부 포트를 통하여 본 개시의 실시 예를 수행하는 장치에 접속할 수 있다. 또한, 통신 네트워크상의 별도의 저장장치가 본 개시의 실시 예를 수행하는 장치에 접속할 수도 있다.

상술한 본 개시의 구체적인 실시 예들에서, 개시에 포함되는 구성 요소는 제시된 구체적인 실시 예에 따라 단수 또는 복수로 표현되었다. 그러나, 단수 또는 복수의 표현은 설명의 편의를 위해 제시한 상황에 적합하게 선택된 것으로서, 본 개시가 단수 또는 복수의 구성 요소에 제한되는 것은 아니며, 복수로 표현된 구성 요소라 하더라도 단수로 구성되거나, 단수로 표현된 구성 요소라 하더라도 복수로 구성될 수 있다.

한편 본 개시의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 개시의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 개시의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims

무선 통신 시스템에서 단말의 동작 방법에 있어서,
기지국으로부터 NOMA(non-orthogonal multiple access)를 위한 복수의 시그니처들에 대한 구성 정보를 수신하는 과정과, 상기 복수의 시그니처들은 제1 시그니처들 및 제2 시그니처들을 포함하고,
상기 구성 정보에 기반하여, 상기 단말을 위한 제1 시그니처 시퀀스를 식별하는 과정과,
상기 기지국에게, 상기 식별된 제1 시그니처 시퀀스에 기반하여 구성된 데이터를 송신하는 과정을 포함하고,
상기 제1 시그니처 시퀀스는, 상기 제1 시그니처들이 반복됨으로써 구성되고,
상기 제1 시그니처들은, 상기 데이터의 연속된 심볼들 각각에 적용되는 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 복수의 시그니처들에 대한 구성 정보는, NOMA 방식에 기반한 전송이 가능한 자원 영역을 지시하기 위한 정보, 사용 가능한 시그니처들을 지시하기 위한 정보, 또는 상기 사용 가능한 시그니처들 간의 충돌을 회피하기 위한 심볼 단위를 지시하기 위한 정보 중 적어도 하나를 포함하는 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 단말을 위한 제1 시그니처 시퀀스를 식별하는 과정은,
상기 구성 정보에 기반하여, 상기 복수의 시그니처들을 사용 가능한 시그니처들임을 식별하는 과정과,
상기 구성 정보에 기반하여, 상기 사용 가능한 시그니처들 간의 충돌을 회피하기 위한 심볼 단위를 식별하는 과정과,
상기 복수의 시그니처들로부터, 각각 상기 식별된 심볼 단위에 대응하는 개수의 시그니처들로 구성된 시그니처 집합들을 식별하는 과정을 포함하는 방법.
청구항 3에 있어서,
상기 단말을 위한 제1 시그니처 시퀀스를 식별하는 과정은,
미리 결정된 기준에 기반하여, 상기 시그니처 집합들에 대응하는 시그니처 시퀀스들 중 상기 제1 시그니처 시퀀스를 위한 시그니처 시퀀스 인덱스를 식별하는 과정을 더 포함하는 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 단말을 위한 제1 시그니처 시퀀스를 식별하는 과정은,
상기 제1 시그니처 시퀀스에 대응하는 시그니처 시퀀스 인덱스를 식별하는 과정을 포함하고,
상기 시그니처 시퀀스 인덱스는, 상기 단말을 위한 프리앰블 인덱스에 기반하여 결정되는 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 식별된 제1 시그니처 시퀀스에 기반하여 구성된 데이터를 송신하는 과정은,
상기 구성 정보에 기반하여 식별된 NOMA 방식의 송신을 위한 자원 영역의 적어도 일부를 통해 상기 데이터를 송신하는 과정을 포함하는 방법.
청구항 6에 있어서,
상기 제2 시그니처들이 반복됨으로써 구성되는 제2 시그니처 시퀀스는, 다른 단말이 상기 기지국에게 송신하는 데이터를 구성하기 위해 이용되고,
상기 다른 단말의 데이터는, 상기 NOMA 방식의 송신을 위한 자원 영역의 적어도 일부와 중첩되는 자원에서 송신되는 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 복수의 시그니처들에 대한 구성 정보를 수신하는 과정은,
방송 채널(broadcasting channel)을 통해 상기 구성 정보를 수신하는 과정,
RRC(radio resource control) 메시지를 통해 상기 구성 정보를 수신하는 과정, 또는
SIB(sytem information block)를 통해 상기 구성 정보를 수신하는 과정을 포함하는 방법.
무선 통신 시스템에서 기지국의 동작 방법에 있어서,
NOMA(non-orthogonal multiple access)을 위한 복수의 시그니처들에 대한 구성 정보를 송신하는 과정과, 상기 복수의 시그니처들은 제1 시그니처들 및 제2 시그니처들을 포함하고,
제1 단말을 포함하는 복수의 단말들로부터 수신된 신호들에 기반하여, 상기 제1 단말을 위한 제1 시그니처 시퀀스를 식별하는 과정과,
상기 식별된 제1 시그니처 시퀀스에 기반하여, 상기 제1 단말로부터 수신된 데이터를 디코딩하는 과정을 포함하고,
상기 제1 시그니처 시퀀스는, 상기 제1 시그니처들이 반복됨으로써 구성되고,
상기 제1 시그니처들은, 상기 데이터의 연속된 심볼들 각각에 적용되는 방법.
청구항 9에 있어서,
상기 복수의 시그니처들에 대한 구성 정보는, NOMA 방식에 기반한 전송이 가능한 자원 영역을 지시하기 위한 정보, 사용 가능한 시그니처들을 지시하기 위한 정보, 또는 상기 사용 가능한 시그니처들 간의 충돌을 회피하기 위한 심볼 단위를 지시하기 위한 정보 중 적어도 하나를 포함하는 방법.
청구항 9에 있어서,
상기 제1 단말을 위한 제1 시그니처 시퀀스를 식별하는 과정은,
상기 제1 단말로부터, 상기 제1 시그니처 시퀀스를 지시하는 정보를 수신하는 과정을 포함하는 방법.
청구항 9에 있어서,
상기 제1 단말을 위한 제1 시그니처 시퀀스를 식별하는 과정은,
상기 제1 단말의 프리앰블에 포함된 프리앰블 인덱스를 검출하는 과정과,
상기 프리앰블 인덱스에 기반하여 상기 제1 시그니처 시퀀스를 위한 제1 시그니처 시퀀스 인덱스를 식별하는 과정과,
상기 제1 시그니처 시퀀스 인덱스 및 미리 설정된 시그니처 할당 방식에 기반하여, 상기 제1 시그니처 시퀀스를 식별하는 과정을 포함하는 방법.
청구항 12에 있어서,
상기 제1 시그니처 시퀀스 인덱스를 식별하는 과정은,
프리앰블 인덱스들 및 시그니처 시퀀스 인덱스들 간의 매핑 관계에 기반하여 식별하는 과정을 포함하는 방법.
청구항 9에 있어서,
상기 구성 정보에 기반하여 식별된 OMA 방식의 송신을 위한 자원 영역의 적어도 일부를 통해, 상기 복수의 단말들로부터 상기 신호들을 수신하는 과정을 더 포함하는 방법.
청구항 14에 있어서,
상기 제2 시그니처들이 반복됨으로써 구성되는 제2 시그니처 시퀀스는, 상기 복수의 단말들 중 상기 제1 단말 외의 다른 단말이 상기 기지국에게 송신하는 데이터를 구성하기 위해 이용되고,
상기 다른 단말의 데이터는, NOMA 방식의 송신을 위한 자원 영역의 적어도 일부와 중첩되는 자원에서 송신되는 방법.
청구항 9에 있어서,
상기 복수의 시그니처들에 대한 구성 정보를 송신하는 과정은,
방송 채널(broadcasting channel)을 통해 상기 구성 정보를 송신하는 과정,
RRC(radio resource control) 메시지를 통해 상기 구성 정보를 송신하는 과정, 또는
SIB(sytem information block)를 통해 상기 구성 정보를 송신하는 과정을 포함하는 방법.
무선 통신 시스템에서 단말에 있어서,
송수신부; 및
상기 송수신부와 동작적으로 연결된 적어도 하나의 프로세서를 포함하고,
상기 적어도 하나의 프로세서는,
기지국으로부터 NOMA(non-orthogonal multiple access)을 위한 복수의 시그니처들에 대한 구성 정보를 수신하고, 상기 복수의 시그니처들은 제1 시그니처들 및 제2 시그니처들을 포함하고,
상기 구성 정보에 기반하여, 상기 단말을 위한 제1 시그니처 시퀀스를 식별하고,
상기 기지국에게, 상기 식별된 제1 시그니처 시퀀스에 기반하여 구성된 데이터를 송신하도록 구성되고,
상기 제1 시그니처 시퀀스는, 상기 제1 시그니처들이 반복됨으로써 구성되고,
상기 제1 시그니처들은, 상기 데이터의 연속된 심볼들 각각에 적용되는 단말.
청구항 17에 있어서,
상기 복수의 시그니처들에 대한 구성 정보는, NOMA 방식에 기반한 전송이 가능한 자원 영역을 지시하기 위한 정보, 사용 가능한 시그니처들을 지시하기 위한 정보, 또는 상기 사용 가능한 시그니처들 간의 충돌을 회피하기 위한 심볼 단위를 지시하기 위한 정보 중 적어도 하나를 포함하는 단말.
청구항 17에 있어서,
상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 단말을 위한 제1 시그니처 시퀀스를 식별하기 위해,
상기 구성 정보에 기반하여, 상기 복수의 시그니처들을 사용 가능한 시그니처들임을 식별하고,
상기 구성 정보에 기반하여, 상기 사용 가능한 시그니처들 간의 충돌을 회피하기 위한 심볼 단위를 식별하고,
상기 복수의 시그니처들로부터, 각각 상기 식별된 심볼 단위에 대응하는 개수의 시그니처들로 구성된 시그니처 집합들을 식별하도록 더 구성되는 단말.
청구항 19에 있어서,
상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 단말을 위한 제1 시그니처 시퀀스를 식별하기 위해,
미리 결정된 기준에 기반하여, 상기 시그니처 집합들에 대응하는 시그니처 시퀀스들 중 상기 제1 시그니처 시퀀스를 위한 시그니처 시퀀스 인덱스를 식별하도록 더 구성되는 단말.
청구항 17에 있어서,
상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 단말을 위한 제1 시그니처 시퀀스를 식별하기 위해,
상기 제1 시그니처 시퀀스에 대응하는 시그니처 시퀀스 인덱스를 식별하도록 더 구성되고,
상기 시그니처 시퀀스 인덱스는, 상기 단말을 위한 프리앰블 인덱스에 기반하여 결정되는 단말.
청구항 17에 있어서,
상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 식별된 제1 시그니처 시퀀스에 기반하여 구성된 데이터를 송신하기 위해,
상기 구성 정보에 기반하여 식별된 NOMA 방식의 송신을 위한 자원 영역의 적어도 일부를 통해 상기 데이터를 송신하도록 더 구성되는 단말.
청구항 22에 있어서,
상기 제2 시그니처들이 반복됨으로써 구성되는 제2 시그니처 시퀀스는, 다른 단말이 상기 기지국에게 송신하는 데이터를 구성하기 위해 이용되고,
상기 다른 단말의 데이터는, 상기 NOMA 방식의 송신을 위한 자원 영역의 적어도 일부와 중첩되는 자원에서 송신되는 단말.
청구항 17에 있어서,
상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 복수의 시그니처들에 대한 구성 정보를 수신하기 위해,
방송 채널(broadcasting channel)을 통해 상기 구성 정보를 수신하거나,
RRC(radio resource control) 메시지를 통해 상기 구성 정보를 수신하거나, 또는
SIB(sytem information block)를 통해 상기 구성 정보를 수신하도록 더 구성되는 단말.
무선 통신 시스템에서 기지국에 있어서,
송수신부; 및
상기 송수신부와 동작적으로 연결된 적어도 하나의 프로세서를 포함하고,
상기 적어도 하나의 프로세서는,
NOMA(non-orthogonal multiple access)을 위한 복수의 시그니처들에 대한 구성 정보를 송신하고, 상기 복수의 시그니처들은 제1 시그니처들 및 제2 시그니처들을 포함하고,
제1 단말을 포함하는 복수의 단말들로부터 수신된 신호들에 기반하여, 상기 제1 단말을 위한 제1 시그니처 시퀀스를 식별하고,
상기 식별된 제1 시그니처 시퀀스에 기반하여, 상기 제1 단말로부터 수신된 데이터를 디코딩하도록 구성되고,
상기 제1 시그니처 시퀀스는, 상기 제1 시그니처들이 반복됨으로써 구성되고,
상기 제1 시그니처들은, 상기 데이터의 연속된 심볼들 각각에 적용되는 기지국.
청구항 25에 있어서,
상기 복수의 시그니처들에 대한 구성 정보는, NOMA 방식에 기반한 전송이 가능한 자원 영역을 지시하기 위한 정보, 사용 가능한 시그니처들을 지시하기 위한 정보, 또는 상기 사용 가능한 시그니처들 간의 충돌을 회피하기 위한 심볼 단위를 지시하기 위한 정보 중 적어도 하나를 포함하는 기지국.
청구항 25에 있어서,
상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 제1 단말을 위한 제1 시그니처 시퀀스를 식별하기 위해,
상기 제1 단말로부터, 상기 제1 시그니처 시퀀스를 지시하는 정보를 수신하도록 더 구성되는 기지국.
청구항 25에 있어서,
상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 제1 단말을 위한 제1 시그니처 시퀀스를 식별하기 위해,
상기 제1 단말의 프리앰블에 포함된 프리앰블 인덱스를 검출하고,
상기 프리앰블 인덱스에 기반하여 상기 제1 시그니처 시퀀스를 위한 제1 시그니처 시퀀스 인덱스를 식별하고,
상기 제1 시그니처 시퀀스 인덱스 및 미리 설정된 시그니처 할당 방식에 기반하여, 상기 제1 시그니처 시퀀스를 식별하도록 더 구성되는 기지국.
청구항 28에 있어서,
상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 제1 시그니처 시퀀스 인덱스를 식별하기 위해,
프리앰블 인덱스들 및 시그니처 시퀀스 인덱스들 간의 매핑 관계에 기반하여 식별하도록 더 구성되는 기지국.
청구항 25에 있어서,
상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 구성 정보에 기반하여 식별된 OMA 방식의 송신을 위한 자원 영역의 적어도 일부를 통해, 상기 복수의 단말들로부터 상기 신호들을 수신하도록 더 구성되는 기지국.
청구항 30에 있어서,
상기 제2 시그니처들이 반복됨으로써 구성되는 제2 시그니처 시퀀스는, 상기 복수의 단말들 중 상기 제1 단말 외의 다른 단말이 상기 기지국에게 송신하는 데이터를 구성하기 위해 이용되고,
상기 다른 단말의 데이터는, NOMA 방식의 송신을 위한 자원 영역의 적어도 일부와 중첩되는 자원에서 송신되는 기지국.
청구항 25에 있어서,
상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 복수의 시그니처들에 대한 구성 정보를 송신하기 위해,
방송 채널(broadcasting channel)을 통해 상기 구성 정보를 송신하거나,
RRC(radio resource control) 메시지를 통해 상기 구성 정보를 송신하거나, 또는
SIB(sytem information block)를 통해 상기 구성 정보를 송신하도록 더 구성되는 기지국.