KR20210119824A - Method and apparatus for verification of line-of-sight signal in communication system - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 무선 통신 시스템에서의 가시선(line-of-sight, LOS) 신호 검증 방법 및 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 무선 통신 시스템에서 기지국이 단말로 전송하는 동기 신호 등을 이중 편광 안테나를 통해 송수신함으로써 LOS 환경 여부의 검증 등을 수행하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a line-of-sight (LOS) signal verification method and apparatus in a wireless communication system, and more particularly, to a synchronization signal transmitted by a base station to a terminal in a wireless communication system through a double polarized antenna It relates to a method and apparatus for performing verification of LOS environment by transmitting and receiving.
정보통신 기술의 발전과 더불어 다양한 무선 통신 기술이 개발되고 있다. 대표적인 무선 통신 기술로 3GPP(3rd generation partnership project) 표준에서 규정된 LTE(long term evolution), NR(new radio) 등이 있다. LTE는 4G(4th Generation) 무선 통신 기술들 중에서 하나의 무선 통신 기술일 수 있고, NR은 5G(5th Generation) 무선 통신 기술들 중에서 하나의 무선 통신 기술일 수 있다.With the development of information and communication technology, various wireless communication technologies are being developed. Representative wireless communication technologies include long term evolution (LTE) and new radio (NR) defined in 3rd generation partnership project (3GPP) standards. LTE may be one of 4G (4th Generation) wireless communication technologies, and NR may be one of 5G (5th Generation) wireless communication technologies.
4G 통신 시스템(예를 들어, LTE를 지원하는 통신 시스템)의 상용화 이후에 급증하는 무선 데이터의 처리를 위해, 4G 통신 시스템의 주파수 대역(예를 들어, 6GHz 이하의 주파수 대역)뿐만 아니라 4G 통신 시스템의 주파수 대역보다 높은 주파수 대역(예를 들어, 6GHz 이상의 주파수 대역)을 사용할 수 있는 5G 통신 시스템(예를 들어, NR을 지원하는 통신 시스템)이 고려되고 있다. 5G 통신 시스템은 대용량 셀을 위한 1GHz 이하 대역부터 광범위한 대역폭(예를 들어, 400MHz) 할당을 위한 mm-파(~52.6GHz)까지 광범위한 무선 통신 시나리오를 지원할 수 있다.4G communication system as well as a frequency band of a 4G communication system (eg, a frequency band of 6 GHz or less) for processing of wireless data that increases rapidly after commercialization of a 4G communication system (eg, a communication system supporting LTE) A 5G communication system (eg, a communication system supporting NR) that can use a higher frequency band than the frequency band (eg, a frequency band of 6 GHz or higher) is being considered. 5G communication systems can support a wide range of wireless communication scenarios, from sub-1 GHz bands for large-capacity cells to mm-wave (~52.6 GHz) for broad bandwidth (eg, 400 MHz) allocation.
mm-파 등 높은 주파수 대역의 채널 환경에서는 낮은 주파수 대역에서보다 신호 감쇠가 크고, 회절, 투과 등에 의하여 경로 손실(path loss)이 크게 나타날 수 있다. 따라서 기지국에서 정확히 단말 방향으로 신호를 송신하기 위한 빔포밍(beam forming) 기술의 적용이 요구될 수 있다. 빔포밍을 통한 기지국-단말 간 통신을 위하여는 정확한 빔포밍 방향 설정이 이루어져야 하며, 기지국과 단말이 가시선(line-of-sight, LOS) 상에 위치해야 한다. 이와 같이 기지국과 단말이 가시선 상에 위치할 경우를 'LOS 환경'이라 할 수 있고, 그렇지 않을 경우를 'NLOS(non line-of-sight) 환경'이라 할 수 있다. 빔포밍을 통한 기지국-단말 간 통신을 원활하게 수행하기 위하여 통신 환경이 LOS 환경인지 NLOS 환경인지 여부를 효율적으로 확인하는 기술이 요구될 수 있다.In a channel environment of a high frequency band such as mm-wave, signal attenuation is greater than in a low frequency band, and path loss may be large due to diffraction, transmission, or the like. Therefore, it may be required to apply a beam forming technology for precisely transmitting a signal from the base station to the terminal direction. For communication between the base station and the terminal through beamforming, an accurate beamforming direction must be set, and the base station and the terminal must be located on a line-of-sight (LOS). In this way, the case where the base station and the terminal are located on the line of sight may be referred to as a 'LOS environment', and otherwise may be referred to as a 'non line-of-sight (NLOS) environment'. In order to smoothly perform communication between a base station and a terminal through beamforming, a technique for efficiently checking whether a communication environment is a LOS environment or an NLOS environment may be required.
상기한 요구를 달성하기 위한 본 발명의 목적은, 무선 통신 시스템에서 기지국이 단말로 전송하는 동기 신호 등을 이중 편광 안테나를 통해 송수신함으로써 단말에서 LOS 환경 여부의 검증 또는 위치 정보의 확인 등을 수행하는 방법을 제공하는 데 있다.It is an object of the present invention to achieve the above request, by transmitting and receiving a synchronization signal transmitted by a base station to a terminal in a wireless communication system through a double polarized antenna, verification of LOS environment in the terminal or confirmation of location information, etc. to provide a way.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따라 통신 시스템의 단말에 의해 수행되는 가시선(line-of-sight, LOS) 신호 검증 방법은 기지국으로부터 송신된 신호를 수직 편광 안테나를 통해 수신하는 단계, 상기 기지국으로부터 송신된 신호를 수평 편광 안테나를 통해 수신하는 단계, 상기 수직 및 수평 편광 안테나를 통해 수신된 신호의 편광 정보에 기초하여, 상기 수직 및 수평 편광 안테나를 통해 수신된 신호 간의 교차 편광 성분을 확인하는 단계, 및 상기 교차 편광 성분의 발생 정도에 기초하여 LOS 환경 여부를 판단하는 단계를 포함할 수 있다.A line-of-sight (LOS) signal verification method performed by a terminal of a communication system according to an embodiment of the present invention for achieving the above object is a method for receiving a signal transmitted from a base station through a vertically polarized antenna. Step, receiving a signal transmitted from the base station through a horizontally polarized antenna, based on the polarization information of the signal received through the vertical and horizontally polarized antenna, cross polarization between the signal received through the vertical and horizontally polarized antenna It may include identifying the component, and determining whether the LOS environment is present based on the generation degree of the cross polarization component.
본 발명의 일 실시예에서, 송신 노드는 수신 노드로 송신하는 신호를 복소 평면 상의 복소수 형태로 복소 신호화하여 수직 및 수평 편광 안테나를 통해 송신할 수 있다. 수신 노드는 송신 노드에서 송신된 신호를 수직 및 수평 편광 안테나를 통해 수신할 수 있다. 수직 및 수평 편광된 신호의 송수신을 통하여, LOS(line-of-sight) 환경 여부의 판단이 용이하게 수행될 수 있다.In an embodiment of the present invention, a transmitting node may complex a signal transmitted to a receiving node into a complex number form on a complex plane and transmit it through vertical and horizontal polarized antennas. The receiving node may receive the signal transmitted from the transmitting node through vertical and horizontally polarized antennas. Through transmission and reception of vertically and horizontally polarized signals, determination of whether or not a line-of-sight (LOS) environment is present can be easily performed.
본 발명의 일 실시예에서 송신 노드는 수신 노드로 송신하는 신호를 사원수 형태로 복소 신호화하여 수직 및 수평 편광 안테나를 통해 송신할 수 있다. 수신 노드는 송신 노드에서 송신된 신호를 수직 및 수평 편광 안테나를 통해 수신할 수 있다. 사원수 형태로 복소 신호화된 신호의 송수신을 통하여, LOS 환경 여부 판단 및 위치 정보 전달 등이 용이하게 수행될 수 있다.In an embodiment of the present invention, a transmitting node may complex a signal transmitted to a receiving node in a quaternary form and transmit it through vertical and horizontal polarized antennas. The receiving node may receive the signal transmitted from the transmitting node through vertical and horizontally polarized antennas. Through the transmission and reception of the complex-signaled signal in the form of a quaternion, determination of whether the LOS environment exists and delivery of location information can be easily performed.
도 1은 통신 시스템의 일 실시예를 도시한 개념도이다.
도 2는 통신 시스템을 구성하는 통신 노드의 일 실시예를 도시한 블록도이다.
도 3은 다중 안테나를 이용하여 빔포밍을 수행하는 통신 시스템의 일 실시예를 설명하기 위한 개념도이다.
도 4는 이중 편광 안테나를 통해 신호를 송수신하는 방법의 일 실시예를 설명하기 위한 개념도이다.
도 5는 본 발명에 따라 이중 편광 안테나를 통해 신호를 송수신하는 통신 시스템의 일 실시예를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따라 이중 편광 안테나를 통해 동기 신호를 송수신하는 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따라 이중 편광 안테나를 통해 신호를 송수신하는 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따라 오일러 각(Euler angle)을 통해 위치 정보를 표현하는 방법의 일 실시예를 설명하기 위한 개념도이다.
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따라 이중 편광 안테나를 통해 LOS(line-of-sight) 신호를 송수신하는 방법을 설명하기 위한 개념도이다.1 is a conceptual diagram illustrating an embodiment of a communication system.
2 is a block diagram illustrating an embodiment of a communication node constituting a communication system.
3 is a conceptual diagram illustrating an embodiment of a communication system that performs beamforming using multiple antennas.
4 is a conceptual diagram for explaining an embodiment of a method of transmitting and receiving a signal through a double polarized antenna.
5 is a flowchart for explaining an embodiment of a communication system for transmitting and receiving a signal through a double polarized antenna according to the present invention.
6 is a conceptual diagram for explaining a method for transmitting and receiving a synchronization signal through a double polarized antenna according to the first embodiment of the present invention.
7 is a conceptual diagram for explaining a method of transmitting and receiving a signal through a double polarized antenna according to a second embodiment of the present invention.
8 is a conceptual diagram for explaining an embodiment of a method of expressing location information through an Euler angle according to a second embodiment of the present invention.
9 is a conceptual diagram for explaining a method of transmitting and receiving a line-of-sight (LOS) signal through a double polarized antenna according to a second embodiment of the present invention.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Since the present invention can have various changes and can have various embodiments, specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and it should be understood to include all modifications, equivalents and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.Terms such as first, second, etc. may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, a first component may be referred to as a second component, and similarly, a second component may also be referred to as a first component. and/or includes a combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.When a component is referred to as being “connected” or “connected” to another component, it is understood that the other component may be directly connected or connected to the other component, but other components may exist in between. it should be On the other hand, when it is mentioned that a certain element is "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that the other element does not exist in the middle.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in the present application are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, terms such as “comprise” or “have” are intended to designate that a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification exists, but one or more other features It should be understood that this does not preclude the existence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical and scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in a commonly used dictionary should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related art, and should not be interpreted in an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in the present application. does not
본 발명에 따른 실시예들이 적용되는 통신 시스템(communication system)이 설명될 것이다. 본 발명에 따른 실시예들이 적용되는 통신 시스템은 아래 설명된 내용에 한정되지 않으며, 본 발명에 따른 실시예들은 다양한 통신 시스템에 적용될 수 있다. 여기서, 통신 시스템은 통신 네트워크(network)와 동일한 의미로 사용될 수 있다.A communication system to which embodiments according to the present invention are applied will be described. The communication system to which the embodiments according to the present invention are applied is not limited to the contents described below, and the embodiments according to the present invention can be applied to various communication systems. Here, a communication system may be used in the same sense as a communication network (network).
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. In describing the present invention, in order to facilitate the overall understanding, the same reference numerals are used for the same components in the drawings, and duplicate descriptions of the same components are omitted.
도 1은 통신 시스템의 일 실시예를 도시한 개념도이다.1 is a conceptual diagram illustrating an embodiment of a communication system.
도 1을 참조하면, 통신 시스템(100)은 복수의 통신 노드들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2, 130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6)을 포함할 수 있다. 또한, 통신 시스템(100)은 코어 네트워크(core network)(예를 들어, S-GW(serving-gateway), P-GW(PDN(packet data network)-gateway), MME(mobility management entity))를 더 포함할 수 있다.1, the
복수의 통신 노드들은 3GPP(3rd generation partnership project) 표준에서 규정된 4G 통신(예를 들어, LTE(long term evolution), LTE-A(advanced)), 5G 통신 등을 지원할 수 있다. 4G 통신은 6GHz 이하의 주파수 대역에서 수행될 수 있고, 5G 통신은 6GHz 이하의 주파수 대역뿐 만 아니라 6GHz 이상의 주파수 대역에서 수행될 수 있다. 예를 들어, 4G 통신 및 5G 통신을 위해 복수의 통신 노드들은 CDMA(code division multiple access) 기반의 통신 프로토콜, WCDMA(wideband CDMA) 기반의 통신 프로토콜, TDMA(time division multiple access) 기반의 통신 프로토콜, FDMA(frequency division multiple access) 기반의 통신 프로토콜, OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 기반의 통신 프로토콜, Filtered OFDM 기반의 통신 프로토콜, CP(cyclic prefix)-OFDM 기반의 통신 프로토콜, DFT-s-OFDM(discrete Fourier transform-spread-OFDM) 기반의 통신 프로토콜, OFDMA(orthogonal frequency division multiple access) 기반의 통신 프로토콜, SC(single carrier)-FDMA 기반의 통신 프로토콜, NOMA(Non-orthogonal Multiple Access), GFDM(generalized frequency division multiplexing) 기반의 통신 프로토콜, FBMC(filter bank multi-carrier) 기반의 통신 프로토콜, UFMC(universal filtered multi-carrier) 기반의 통신 프로토콜, SDMA(Space Division Multiple Access) 기반의 통신 프로토콜 등을 지원할 수 있다. 복수의 통신 노드들 각각은 다음과 같은 구조를 가질 수 있다.The plurality of communication nodes may support 4G communication (eg, long term evolution (LTE), advanced (LTE-A)), 5G communication, etc. defined in a 3rd generation partnership project (3GPP) standard. 4G communication may be performed in a frequency band of 6 GHz or less, and 5G communication may be performed in a frequency band of 6 GHz or more as well as a frequency band of 6 GHz or less. For example, a plurality of communication nodes for 4G communication and 5G communication is a CDMA (code division multiple access) based communication protocol, WCDMA (wideband CDMA) based communication protocol, TDMA (time division multiple access) based communication protocol, FDMA (frequency division multiple access) based communication protocol, OFDM (orthogonal frequency division multiplexing) based communication protocol, Filtered OFDM based communication protocol, CP (cyclic prefix)-OFDM based communication protocol, DFT-s-OFDM (discrete) Fourier transform-spread-OFDM) based communication protocol, OFDMA (orthogonal frequency division multiple access) based communication protocol, SC (single carrier)-FDMA based communication protocol, NOMA (Non-orthogonal multiple access), GFDM (generalized frequency) Division multiplexing)-based communication protocol, FBMC (filter bank multi-carrier)-based communication protocol, UFMC (universal filtered multi-carrier)-based communication protocol, SDMA (Space Division Multiple Access)-based communication protocol, etc. can be supported. . Each of the plurality of communication nodes may have the following structure.
도 2는 통신 시스템을 구성하는 통신 노드의 일 실시예를 도시한 블록도이다.2 is a block diagram illustrating an embodiment of a communication node constituting a communication system.
도 2를 참조하면, 통신 노드(200)는 적어도 하나의 프로세서(210), 메모리(220) 및 네트워크와 연결되어 통신을 수행하는 송수신 장치(230)를 포함할 수 있다. 또한, 통신 노드(200)는 입력 인터페이스 장치(240), 출력 인터페이스 장치(250), 저장 장치(260) 등을 더 포함할 수 있다. 통신 노드(200)에 포함된 각각의 구성 요소들은 버스(bus)(270)에 의해 연결되어 서로 통신을 수행할 수 있다.Referring to FIG. 2 , the
프로세서(210)는 메모리(220) 및 저장 장치(260) 중에서 적어도 하나에 저장된 프로그램 명령(program command)을 실행할 수 있다. 프로세서(210)는 중앙 처리 장치(central processing unit, CPU), 그래픽 처리 장치(graphics processing unit, GPU), 또는 본 발명의 실시예들에 따른 방법들이 수행되는 전용의 프로세서를 의미할 수 있다. 메모리(220) 및 저장 장치(260) 각각은 휘발성 저장 매체 및 비휘발성 저장 매체 중에서 적어도 하나로 구성될 수 있다. 예를 들어, 메모리(220)는 읽기 전용 메모리(read only memory, ROM) 및 랜덤 액세스 메모리(random access memory, RAM) 중에서 적어도 하나로 구성될 수 있다.The
다시 도 1을 참조하면, 통신 시스템(100)은 복수의 기지국들(base stations)(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2), 복수의 단말들(130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6)을 포함할 수 있다. 기지국(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) 및 단말(130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6)을 포함하는 통신 시스템(100)은 "액세스 네트워크"로 지칭될 수 있다. 제1 기지국(110-1), 제2 기지국(110-2) 및 제3 기지국(110-3) 각각은 매크로 셀(macro cell)을 형성할 수 있다. 제4 기지국(120-1) 및 제5 기지국(120-2) 각각은 스몰 셀(small cell)을 형성할 수 있다. 제1 기지국(110-1)의 셀 커버리지(cell coverage) 내에 제4 기지국(120-1), 제3 단말(130-3) 및 제4 단말(130-4)이 속할 수 있다. 제2 기지국(110-2)의 셀 커버리지 내에 제2 단말(130-2), 제4 단말(130-4) 및 제5 단말(130-5)이 속할 수 있다. 제3 기지국(110-3)의 셀 커버리지 내에 제5 기지국(120-2), 제4 단말(130-4), 제5 단말(130-5) 및 제6 단말(130-6)이 속할 수 있다. 제4 기지국(120-1)의 셀 커버리지 내에 제1 단말(130-1)이 속할 수 있다. 제5 기지국(120-2)의 셀 커버리지 내에 제6 단말(130-6)이 속할 수 있다.Referring back to FIG. 1 , the
여기서, 복수의 기지국들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) 각각은 노드B(NodeB), 고도화 노드B(evolved NodeB), gNB, ng-eNB, BTS(base transceiver station), 무선 기지국(radio base station), 무선 트랜시버(radio transceiver), 액세스 포인트(access point), 액세스 노드(node), RSU(road side unit), RRH(radio remote head), TP(transmission point), TRP(transmission and reception point), f(flexible)-TRP 등으로 지칭될 수 있다. 복수의 단말들(130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6) 각각은 UE(user equipment), 터미널(terminal), 액세스 터미널(access terminal), 모바일 터미널(mobile terminal), 스테이션(station), 가입자 스테이션(subscriber station), 모바일 스테이션(mobile station), 휴대 가입자 스테이션(portable subscriber station), 노드(node), 다바이스(device), IoT(internet of things) 기능을 지원하는 장치, 탑재 장치(mounted module/device/terminal), OBU(on board unit) 등으로 지칭될 수 있다.Here, each of the plurality of base stations 110-1, 110-2, 110-3, 120-1, and 120-2 is a NodeB, an evolved NodeB, gNB, ng-eNB, and BTS. (base transceiver station), radio base station (radio base station), radio transceiver (radio transceiver), access point (access point), access node (node), RSU (road side unit), RRH (radio remote head), TP ( It may be referred to as a transmission point), a transmission and reception point (TRP), a flexible (f)-TRP, and the like. Each of the plurality of terminals 130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6 is a user equipment (UE), a terminal, an access terminal, and a mobile Terminal (mobile terminal), station (station), subscriber station (subscriber station), mobile station (mobile station), portable subscriber station (portable subscriber station), node (node), device (device), Internet of things (IoT) It may be referred to as a device supporting a function, a mounted module/device/terminal, an on board unit (OBU), or the like.
한편, 복수의 기지국들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) 각각은 서로 다른 주파수 대역에서 동작할 수 있고, 또는 동일한 주파수 대역에서 동작할 수 있다. 복수의 기지국들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) 각각은 아이디얼 백홀 링크(ideal backhaul link) 또는 논(non)-아이디얼 백홀 링크를 통해 서로 연결될 수 있고, 아이디얼 백홀 링크 또는 논-아이디얼 백홀 링크를 통해 서로 정보를 교환할 수 있다. 복수의 기지국들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) 각각은 아이디얼 백홀 링크 또는 논-아이디얼 백홀 링크를 통해 코어 네트워크와 연결될 수 있다. 복수의 기지국들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) 각각은 코어 네트워크로부터 수신한 신호를 해당 단말(130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6)에 전송할 수 있고, 해당 단말(130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6)로부터 수신한 신호를 코어 네트워크에 전송할 수 있다.Meanwhile, each of the plurality of base stations 110-1, 110-2, 110-3, 120-1, and 120-2 may operate in different frequency bands or may operate in the same frequency band. Each of the plurality of base stations 110-1, 110-2, 110-3, 120-1, and 120-2 may be connected to each other through an ideal backhaul link or a non-ideal backhaul link. , information can be exchanged with each other through an ideal backhaul link or a non-ideal backhaul link. Each of the plurality of base stations 110-1, 110-2, 110-3, 120-1, and 120-2 may be connected to the core network through an ideal backhaul link or a non-ideal backhaul link. Each of the plurality of base stations 110-1, 110-2, 110-3, 120-1, and 120-2 transmits a signal received from the core network to the corresponding terminals 130-1, 130-2, 130-3, 130 -4, 130-5, 130-6), and the signal received from the corresponding terminal (130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6) is transmitted to the core network can be sent to
또한, 복수의 기지국들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) 각각은 MIMO 전송(예를 들어, SU(single user)-MIMO, MU(multi user)-MIMO, 대규모(massive) MIMO 등), CoMP(coordinated multipoint) 전송, CA(carrier aggregation) 전송, 비면허 대역(unlicensed band)에서 전송, 단말 간 직접 통신(device to device communication, D2D)(또는, ProSe(proximity services)) 등을 지원할 수 있다. 여기서, 복수의 단말들(130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6) 각각은 기지국(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2)과 대응하는 동작, 기지국(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2)에 의해 지원되는 동작을 수행할 수 있다. 예를 들어, 제2 기지국(110-2)은 SU-MIMO 방식을 기반으로 신호를 제4 단말(130-4)에 전송할 수 있고, 제4 단말(130-4)은 SU-MIMO 방식에 의해 제2 기지국(110-2)으로부터 신호를 수신할 수 있다. 또는, 제2 기지국(110-2)은 MU-MIMO 방식을 기반으로 신호를 제4 단말(130-4) 및 제5 단말(130-5)에 전송할 수 있고, 제4 단말(130-4) 및 제5 단말(130-5) 각각은 MU-MIMO 방식에 의해 제2 기지국(110-2)으로부터 신호를 수신할 수 있다.In addition, each of the plurality of base stations 110-1, 110-2, 110-3, 120-1, and 120-2 transmits MIMO (eg, single user (SU)-MIMO, multi user (MU)- MIMO, massive MIMO, etc.), CoMP (coordinated multipoint) transmission, CA (carrier aggregation) transmission, transmission in an unlicensed band, direct communication between terminals (device to device communication, D2D) (or ProSe ( proximity services)), and the like. Here, each of the plurality of terminals 130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6 is the base station 110-1, 110-2, 110-3, and 120-1. , 120-2) and corresponding operations, and operations supported by the base stations 110-1, 110-2, 110-3, 120-1, and 120-2 may be performed. For example, the second base station 110-2 may transmit a signal to the fourth terminal 130-4 based on the SU-MIMO method, and the fourth terminal 130-4 may transmit a signal based on the SU-MIMO method. A signal may be received from the second base station 110 - 2 . Alternatively, the second base station 110-2 may transmit a signal to the fourth terminal 130-4 and the fifth terminal 130-5 based on the MU-MIMO scheme, and the fourth terminal 130-4. and each of the fifth terminals 130 - 5 may receive a signal from the second base station 110 - 2 by the MU-MIMO method.
제1 기지국(110-1), 제2 기지국(110-2) 및 제3 기지국(110-3) 각각은 CoMP 방식을 기반으로 신호를 제4 단말(130-4)에 전송할 수 있고, 제4 단말(130-4)은 CoMP 방식에 의해 제1 기지국(110-1), 제2 기지국(110-2) 및 제3 기지국(110-3)으로부터 신호를 수신할 수 있다. 복수의 기지국들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) 각각은 자신의 셀 커버리지 내에 속한 단말(130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6)과 CA 방식을 기반으로 신호를 송수신할 수 있다. 제1 기지국(110-1), 제2 기지국(110-2) 및 제3 기지국(110-3) 각각은 제4 단말(130-4)과 제5 단말(130-5) 간의 D2D를 제어할 수 있고, 제4 단말(130-4) 및 제5 단말(130-5) 각각은 제2 기지국(110-2) 및 제3 기지국(110-3) 각각의 제어에 의해 D2D를 수행할 수 있다.Each of the first base station 110-1, the second base station 110-2, and the third base station 110-3 may transmit a signal to the fourth terminal 130-4 based on the CoMP scheme, and the fourth The terminal 130-4 may receive signals from the first base station 110-1, the second base station 110-2, and the third base station 110-3 by the CoMP method. A plurality of base stations (110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) each of the terminals (130-1, 130-2, 130-3, 130-4) belonging to its own cell coverage , 130-5, 130-6) and the CA method can transmit and receive signals. Each of the first base station 110-1, the second base station 110-2, and the third base station 110-3 controls D2D between the fourth terminal 130-4 and the fifth terminal 130-5. and each of the fourth terminal 130-4 and the fifth terminal 130-5 may perform D2D under the control of the second base station 110-2 and the third base station 110-3, respectively. .
한편, 통신 시스템에서 기지국은 통신 프로토콜의 모든 기능들(예를 들어, 원격 무선 송수신 기능, 기저대역(baseband) 처리 기능)을 수행할 수 있다. 또는, 통신 프로토콜의 모든 기능들 중에서 원격 무선 송수신 기능은 TRP(transmission reception point)(예를 들어, f(flexible)-TRP)에 의해 수행될 수 있고, 통신 프로토콜의 모든 기능들 중에서 기저대역 처리 기능은 BBU(baseband unit) 블록에 의해 수행될 수 있다. TRP는 RRH(remote radio head), RU(radio unit), TP(transmission point) 등일 수 있다. BBU 블록은 적어도 하나의 BBU 또는 적어도 하나의 DU(digital unit)를 포함할 수 있다. BBU 블록은 "BBU 풀(pool)", "집중화된(centralized) BBU" 등으로 지칭될 수 있다. TRP는 유선 프론트홀(fronthaul) 링크 또는 무선 프론트홀 링크를 통해 BBU 블록에 연결될 수 있다. 백홀 링크 및 프론트홀 링크로 구성되는 통신 시스템은 다음과 같을 수 있다. 통신 프로토콜의 기능 분리(function split) 기법이 적용되는 경우, TRP는 BBU의 일부 기능 또는 MAC/RLC의 일부 기능을 선택적으로 수행할 수 있다.Meanwhile, in a communication system, a base station may perform all functions of a communication protocol (eg, a remote radio transmission/reception function, a baseband processing function). Alternatively, a remote radio transmission/reception function among all functions of a communication protocol may be performed by a transmission reception point (TRP) (eg, f(flexible)-TRP), and a baseband processing function among all functions of a communication protocol may be performed by a baseband unit (BBU) block. The TRP may be a remote radio head (RRH), a radio unit (RU), or a transmission point (TP). The BBU block may include at least one BBU or at least one digital unit (DU). A BBU block may be referred to as a “BBU pool”, a “centralized BBU”, or the like. The TRP may be connected to the BBU block through a wired fronthaul link or a wireless fronthaul link. A communication system composed of a backhaul link and a fronthaul link may be as follows. When the function split technique of the communication protocol is applied, the TRP may selectively perform some functions of the BBU or some functions of the MAC/RLC.
도 3은 다중 안테나를 이용하여 빔포밍을 수행하는 통신 시스템의 일 실시예를 설명하기 위한 개념도이다.3 is a conceptual diagram illustrating an embodiment of a communication system that performs beamforming using multiple antennas.
다중 안테나를 이용하여 빔포밍을 수행하기 위해, 통신 시스템의 기지국은 동기 신호를 주기적으로 서로 다른 방향으로 전송할 수 있다. 기지국에서 전송하는 동기 신호는 SS/PBCH(synchronization signal/physical broadcast channel) 블록일 수 있다. 도 3은 기지국에서 다중 안테나를 이용하여 빔포밍을 수행하기 위하여 SS/PBCH 블록을 8개 방향으로 전송하는 일 실시예를 도시하고 있다.In order to perform beamforming using multiple antennas, a base station of a communication system may periodically transmit synchronization signals in different directions. The synchronization signal transmitted from the base station may be a synchronization signal/physical broadcast channel (SS/PBCH) block. FIG. 3 shows an embodiment in which a base station transmits an SS/PBCH block in eight directions in order to perform beamforming using multiple antennas.
도 3을 참조하면, 기지국은 사전에 설정된 주기에 따라 8개의 SS/PBCH 블록(SS/PBCH 블록 0~7)을 순차적으로 전송할 수 있다. 일 실시예에서, 기지국에서 8개의 SS/PBCH 블록을 전송하는 주기는 20ms로 설정될 수 있다. 일 실시예에서, 기지국에서 각각의 SS/PBCH 블록을 전송하는 시간은 5ms 보다 작은 값으로 설정될 수 있다. 단말은 기지국에서 전송된 8개의 SS/PBCH 블록 중 하나를 수신함으로써 셀에 초기 접속할 수 있다. 단말은 수신한 SS/PBCH 블록의 SS(synchronization signal)를 통해 셀 식별자(cell ID)를 얻고, PBCH(physical broadcast channel)를 복조하여 프레임, 슬롯, 심볼 등에 관한 정보를 얻을 수 있다. Referring to FIG. 3 , the base station may sequentially transmit eight SS/PBCH blocks (SS/PBCH blocks 0 to 7) according to a preset period. In one embodiment, the period for transmitting 8 SS/PBCH blocks in the base station may be set to 20 ms. In an embodiment, the time for transmitting each SS/PBCH block in the base station may be set to a value less than 5 ms. The UE may initially access the cell by receiving one of eight SS/PBCH blocks transmitted from the base station. The UE obtains a cell identifier (cell ID) through the received synchronization signal (SS) of the SS/PBCH block, and demodulates a physical broadcast channel (PBCH) to obtain information about frames, slots, symbols, and the like.
단말이 기지국으로부터 어떤 SS/PBCH 블록을 수신했는지에 따라 기지국과 단말 간의 통신 방향이 결정될 수 있다. 이를테면, 단말은 기지국에서 전송된 8개의 SS/PBCH 블록 중 SS/PBCH 블록 2가 전송된 방향(빔 2)에 위치하여 SS/PBCH 블록 2를 수신할 수 있다. 단말은 SS/PBCH 블록 2를 수신하였음을 기지국으로 보고할 수 있다. 이에 따라, 기지국은 빔 2를 향하여 단말과의 통신을 시도 또는 수행할 수 있다.A communication direction between the base station and the terminal may be determined according to which SS/PBCH block the terminal has received from the base station. For example, the UE may receive the SS/
도 4는 이중 편광 안테나를 통해 신호를 송수신하는 방법의 일 실시예를 설명하기 위한 개념도이다.4 is a conceptual diagram for explaining an embodiment of a method of transmitting and receiving a signal through a double polarized antenna.
도 4를 참조하면, 통신 시스템(400)은 송신 노드(410) 및 수신 노드(420)로 구성될 수 있다. 송신 노드(410)는 기지국일 수 있고, 수신 노드(420)는 단말일 수 있으나 여기에 국한되지 않는다. 일 실시예에서 송신 노드(410)는 2개의 편광 안테나로 구성되는 이중 편광 안테나(dual-polarized antennas)(411, 412)를 사용하여 신호를 송신할 수 있다. 송신 노드(410)의 이중 편광 안테나 중 제1 송신 안테나(411)는 수직 편광(vertically polarized) 신호를 송신하는 데 사용될 수 있고, 제2 송신 안테나(412)는 수평 편광(horizontally polarized) 신호를 송신하는 데 사용될 수 있다. Referring to FIG. 4 , the
일 실시예에서, 수신 노드(420)는 2개의 편광 안테나로 구성되는 이중 편광 안테나(421, 422)를 사용하여 신호를 수신할 수 있다. 수신 노드(420)의 이중 편광 안테나 중 제1 수신 안테나(421)는 수직 편광 신호를 수신하는 데 사용될 수 있고, 제2 수신 안테나(422)는 수평 편광 신호를 수신하는 데 사용될 수 있다. 다른 실시예에서, 수신 노드(420)는 무선 신호의 수직 성분과 수평 성분을 구분하여 수신할 수 있는, 즉 수직 및 수평 편광 안테나 양쪽으로 기능할 수 있는 하나 또는 그 이상의 수신 안테나를 구비하여 수직 및 수평 편광 신호를 수신할 수 있다. In an embodiment, the receiving
수직 편광 신호와 수직 편광 신호는 상호간 상쇄 또는 간섭으로 인해 페이딩이 발생할 가능성이 매우 낮다. 다르게 표현하면, 수직 편광 신호와 수직 편광 신호는 상호간 페이딩 상관 특성이 매우 낮다. 이상적인 경우, 수직 편광 안테나를 통해 송신된 신호는 수직 편광 안테나를 통해 수신되고, 수평 편광 안테나를 통해 송신된 신호는 수평 편광 안테나를 통해 수신될 것으로 기대할 수 있다. 이를 '직접 링크(direct link)'라 할 수 있다. 한편, 통신 경로 상에서의 방해 또는 반사 등으로 인하여, 수직 편광 안테나를 통해 송신된 신호가 수평 편광 안테나를 통해 수신되고, 수평 편광 안테나를 통해 송신된 신호가 수직 편광 안테나를 통해 수신될 수 있다. 이를 '교차 링크(cross link)'라 할 수 있다. 또는, 이와 같이 수신된 성분을 '교차 편광(cross polarized) 성분'이라 할 수 있다.A vertically polarized signal and a vertically polarized signal are very unlikely to cause fading due to mutual cancellation or interference. In other words, the vertically polarized signal and the vertically polarized signal have very low mutual fading correlation characteristics. In an ideal case, a signal transmitted through a vertically polarized antenna can be expected to be received through a vertically polarized antenna, and a signal transmitted through a horizontally polarized antenna can be expected to be received through a horizontally polarized antenna. This may be referred to as a 'direct link'. Meanwhile, due to interference or reflection on a communication path, a signal transmitted through the vertically polarized antenna may be received through the horizontally polarized antenna, and a signal transmitted through the horizontally polarized antenna may be received through the vertically polarized antenna. This may be referred to as a 'cross link'. Alternatively, the received component in this way may be referred to as a 'cross polarized component'.
수직 및 수평 편광된 신호는 통신 경로 상에서의 수차례 반사로 인해 교차 편광 성분이 발생할 확률을 낮출 수 있다. 만약 송신 노드(410)에서 송신된 수직 편광 신호 및 수평 편광 신호를 수신 노드(420)에서 수신하였는데 상당한 정도의 교차 편광 성분이 확인된다면, 송신 노드(410)와 수신 노드(420) 사이의 경로상에 상당한 정도의 방해 요소가 존재한다는 것을 의미할 수 있다. 이는, 양 노드 간 통신 환경이 NLOS(non line-of-sight) 환경임을 의미할 수 있다. 즉, 송신 노드(410) 및 수신 노드(420)가 상호 간의 신호를 수직 및 수평 편광 처리하여 송수신함으로써, 양 노드 간 통신 환경이 LOS 환경인지 또는 NLOS 환경인지 여부가 용이하게 확인될 수 있다.Vertically and horizontally polarized signals can reduce the probability of cross polarization components due to multiple reflections on the communication path. If the receiving
송신 노드(410)는 수신 노드(420)로 송신하고자 하는 신호를 복소 신호(quadrature signal)화하여 송신할 수 있다. 송신 노드(410)와 수신 노드(420) 간의 송수신 신호 및 무선 채널을 복소 평면 상의 복소수() 형태로 표현할 경우, 송신 노드(410)에서 송신하는 송신 신호 는 수학식 1과 같이 표현될 수 있다.The transmitting
그리고, 수신 노드(420)에서 수신하는 수신 신호 는 수학식 2와 같이 표현될 수 있다.Then, the reception signal received by the
그리고, 송신 노드(410)와 수신 노드(420) 간의 무선 채널 는 수학식 3과 같이 표현될 수 있다.In addition, a radio channel between the transmitting
수신 신호 는 송신 신호 와 무선 채널 의 곱으로 나타낼 수 있다. 이를테면, 수신 신호 는 수학식 4와 같이 표현될 수 있다.receive signal is the transmit signal with wireless channels can be expressed as the product of For example, the received signal can be expressed as Equation (4).
즉, 수신 신호 의 실수 성분 은 로 표현될 수 있고, 허수 성분 는 로 표현될 수 있다. That is, the received signal real component of silver can be expressed as , and an imaginary component Is can be expressed as
송신 노드(410) 및 수신 노드(420)에서 무선 신호를 송수신할 때, 실수 성분과 허수 성분 각각을 수직 및 수평 편광 안테나를 통해 송수신할 수 있다. 이를테면, 및 는 각각 수직 및 수평 편광 안테나인 제1 및 제2 송신 안테나(411, 412)를 통해 수직 및 수평 편광 신호로서 송신될 수 있다. 한편, 각각 수직 및 수평 편광 안테나인 제1 및 제2 수신 안테나(421, 422)를 통해 수신된 수직 및 수평 편광 신호는 및 로 표현될 수 있다. 이상적인 경우, 수직 편광 안테나를 통해 송신된 신호()는 수직 편광 안테나를 통해 수신되고(), 수평 편광 안테나를 통해 송신된 신호()는 수평 편광 안테나를 통해 수신될() 것으로 기대할 수 있다. 한편, 통신 경로 상에서의 방해 또는 반사 등으로 인하여, 교차 편광 성분이 일부 수신될 수 있다. 즉, 수학식 4를 통해 도출된 에서 는 교차 편광 성분에 해당하는 것으로 볼 수 있다. 또한, 수학식 4를 통해 도출된 에서 은 교차 편광 성분에 해당하는 것으로 볼 수 있다. 따라서, 송신 노드(410)와 수신 노드(420) 간의 무선 채널 에서 은 직접 링크(direct link)와 관련된 성분()으로 볼 수 있고, 는 교차 링크(cross link)와 관련된 성분()으로 볼 수 있다. 이를 행렬로 표현하면 수학식 5와 같이 나타낼 수 있다.When the transmitting
수신 노드(420)는 수신된 신호 중 교차 편광 성분이 차지하는 비율을 확인함으로써 양 노드 간 통신 환경이 LOS 환경인지 또는 NLOS 환경인지 여부를 용이하게 확인할 수 있다. 수신 노드(420)는 수신된 신호 중 교차 편광 성분이 차지하는 비율이 제1 설정 비율 이상일 경우, NLOS 환경인 것으로 판단할 수 있다. 반면, 수신 노드(420)는 수신된 신호 중 교차 편광 성분이 차지하는 비율이 제1 설정 비율 미만일 경우, LOS 환경인 것으로 판단할 수 있다. 제1 설정 비율은 통신의 성격 및 통신 환경에 따라서 다르게 적용될 수 있다. 이를테면, 데이터 통신 시스템에서는 전화 등을 위한 음성 통신 시스템에서보다 높은 통신 품질이 요구될 수 있다. 따라서, 데이터 통신 시스템에서는 제1 설정 비율이 비교적 낮은 값으로 설정되고, 음성 통신 시스템에서는 제1 설정 비율이 비교적 높은 값으로 설정될 수 있다.The
도 5는 본 발명에 따라 이중 편광 안테나를 통해 신호를 송수신하는 통신 시스템의 일 실시예를 설명하기 위한 흐름도이다.5 is a flowchart for explaining an embodiment of a communication system for transmitting and receiving a signal through a double polarized antenna according to the present invention.
도 5를 참조하면, 통신 시스템(500)은 송신 노드(510) 및 수신 노드(520)를 포함할 수 있다. 송신 노드(510) 및 수신 노드(520)는 적어도 2개의 편광 안테나로 구성되는 이중 편광 안테나(dual-polarized antennas)를 사용하여 신호를 송수신할 수 있다. 송신 노드(510)에 포함되는 이중 편광 안테나 중 제1 송신 안테나는 수직 편광 신호를 송신하는 데 사용될 수 있고, 제2 송신 안테나는 수평 편광 신호를 송신하는 데 사용될 수 있다. 수신 노드(520)에 포함되는 이중 편광 안테나 중 제1 수신 안테나는 수직 편광 신호를 수신하는 데 사용될 수 있고, 제2 수신 안테나는 수평 편광 신호를 수신하는 데 사용될 수 있다.Referring to FIG. 5 , the
송신 노드(510)는 수신 노드(520)에 송신하고자 하는 신호를 제1 송신 안테나를 통하여 수직 편광 신호로서 송신할 수 있다(S530). 수신 노드(520)는 제1 수신 안테나를 통하여 송신 노드(510) 방향에서 전파된 수직 편광 신호를 수신할 수 있다(S530). 송신 노드(510)는 수신 노드(520)에 송신하고자 하는 신호를 제2 송신 안테나를 통하여 수평 편광 신호로서 송신할 수 있다(S540). 수신 노드(520)는 제2 수신 안테나를 통하여 송신 노드(510) 방향에서 전파된 수평 편광 신호를 수신할 수 있다(S540). The transmitting
수신 노드(520)는 S530 및 S540 단계에서 수직 및 수평 편광 안테나를 통해 수신한 신호를 분석할 수 있다(S550). 수신 노드(520)는 수신한 신호 중 교차 편광 성분이 차지하는 비율을 확인함으로써 양 노드 간 통신 환경이 가시선(line-of-sight, LOS) 환경인지 또는 NLOS(non line-of-sight) 환경인지 여부를 판단할 수 있다. 수신 노드(520)가 수신한 신호에서 교차 편광 성분을 확인함으로써 LOS/NLOS 환경 여부를 판단하는 방법은, 도 4를 참조하여 설명한 것과 동일 또는 유사할 수 있다. The receiving
수신 노드(520)는 수신한 신호에 대한 응답을 송신 노드(510)에 전송할 수 있다(S560). 송신 노드(510)는 수신 노드(520)로부터 송신된 응답을 수신할 수 있다(S560). 수신 노드(520)에서 송신 노드(510)로 전송되는 응답은 수신 노드(520)에서 수신한 신호의 종류 또는 성격에 따라 결정될 수 있다. 이를테면, 수신 노드(520)는 수신한 신호 중 교차 편광 성분이 차지하는 비율이 제1 설정 비율 미만일 경우, LOS 환경인 것으로 판단하고 이를 보고하는 응답을 송신 노드(510)에 전송할 수 있다. 반면, 수신 노드(520)는 수신된 신호 중 교차 편광 성분이 차지하는 비율이 제1 설정 비율 이상일 경우, NLOS 환경인 것으로 판단하고 이를 보고하는 응답을 송신 노드(510)에 전송할 수 있다. 일 실시예에서, 송신 노드(510)에서 수신 노드(520)로 전송한 신호는 SS/PBCH 등의 동기 신호일 수 있다. 이 경우, 수신 노드(520)는 수신한 동기 신호에 포함된 셀 식별자(physical cell identifier, PCI) 및 망 접속을 위한 시스템 정보 및 동기 정보들(프레임, 슬롯, 심볼 주파수 등)을 획득하고 이를 보고 하는 응답을 송신 노드(510)에 전송할 수 있다. The receiving
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따라 이중 편광 안테나를 통해 동기 신호를 송수신하는 방법을 설명하기 위한 개념도이다.6 is a conceptual diagram for explaining a method for transmitting and receiving a synchronization signal through a double polarized antenna according to the first embodiment of the present invention.
다중 안테나를 이용하여 빔포밍을 수행하기 위해, 기지국은 동기 신호를 주기적으로 서로 다른 방향으로 전송할 수 있다. 기지국에서 전송하는 동기 신호는 SS/PBCH 블록(synchronization signal/physical broadcast channel)일 수 있다. 도 6은 기지국에서 다중 안테나를 이용하여 빔포밍을 수행하기 위하여 SS/PBCH 블록을 8개 방향으로 전송하는 일 실시예를 도시하고 있다.In order to perform beamforming using multiple antennas, the base station may periodically transmit synchronization signals in different directions. The synchronization signal transmitted from the base station may be an SS/PBCH block (synchronization signal/physical broadcast channel). 6 illustrates an embodiment in which the base station transmits SS/PBCH blocks in eight directions in order to perform beamforming using multiple antennas.
도 6을 참조하면, 기지국은 사전에 설정된 주기에 따라 SS/PBCH 블록을 8개의 방향으로 순차적으로 전송할 수 있다. 기지국에서 SS/PBCH 블록을 8개의 방향으로 전송하는 주기는 20ms로 설정될 수 있다. 기지국에서 각각의 방향으로 SS/PBCH 블록을 전송하는 시간은 5ms 보다 작은 값으로 설정될 수 있다. 기지국은 수직 편광 안테나 및 수평 편광 안테나로 구성되는 이중 편광 안테나를 사용하여 SS/PBCH 블록을 송신할 수 있다. 기지국은 수직 및 수평 편광 안테나를 사용하여, SS/PBCH 블록을 수직 편광 신호 및 수평 편광 신호로서 송신할 수 있다. 기지국 및 단말이 이중 편광 안테나를 사용하여 SS/PBCH 블록을 송수신하는 방법은, 도 4를 참조하여 설명한 바와 동일 또는 유사할 수 있다.Referring to FIG. 6 , the base station may sequentially transmit the SS/PBCH block in eight directions according to a preset period. A period in which the base station transmits the SS/PBCH block in 8 directions may be set to 20 ms. The time for the base station to transmit the SS/PBCH block in each direction may be set to a value less than 5 ms. The base station may transmit the SS/PBCH block using a dual polarization antenna consisting of a vertically polarized antenna and a horizontally polarized antenna. The base station may transmit the SS/PBCH block as a vertically polarized signal and a horizontally polarized signal using vertical and horizontally polarized antennas. A method for the base station and the terminal to transmit/receive the SS/PBCH block using the dual polarization antenna may be the same as or similar to that described with reference to FIG. 4 .
도 6을 참조하면, 기지국은 수직 및 수평 편광 신호를 복수의 방향으로 송신할 수 있다. 기지국은 사전에 설정된 주기에 따라 8개의 SS/PBCH 블록을 순차적으로 송신할 수 있다. 기지국은 이중 편광 안테나를 통해 SS/PBCH 블록을 수직 및 수평 편광 신호로서 송신할 수 있다. 일 실시예에서, 기지국은 수직 및 수평 편광 신호를 교대로 송신하도록 동작할 수 있다. 한편, 일 실시예에서 기지국은 수직 및 수평 편광 신호를 동시에 송신하도록 동작할 수 있다.Referring to FIG. 6 , the base station may transmit vertically and horizontally polarized signals in a plurality of directions. The base station may sequentially transmit eight SS/PBCH blocks according to a preset period. The base station may transmit the SS/PBCH block as vertically and horizontally polarized signals via the dual polarization antenna. In one embodiment, the base station is operable to alternately transmit vertically and horizontally polarized signals. Meanwhile, in an embodiment, the base station may operate to simultaneously transmit vertically and horizontally polarized signals.
수직 및 수평 편광된 신호는 통신 경로 상에서의 수차례 반사로 인해 교차 편광 성분이 발생할 확률을 낮출 수 있다. 만약 기지국에서 송신된 수직 편광 신호 및 수평 편광 신호를 단말에서 수신하였는데 상당한 정도의 교차 편광 성분이 확인된다면, 기지국과 단말 사이의 경로상에 상당한 정도의 방해 요소가 존재한다는 것을 의미할 수 있다. 이는, 양 노드 간 통신 환경이 NLOS 환경임을 의미할 수 있다. 즉, 기지국과 단말 간의 신호를 수직 및 수평 편광 처리하여 송수신함으로써, 양 노드 간 통신 환경이 LOS 환경인지 또는 NLOS 환경인지 여부를 용이하게 확인할 수 있다.Vertically and horizontally polarized signals can reduce the probability of cross polarization components due to multiple reflections on the communication path. If the terminal receives the vertically polarized signal and the horizontally polarized signal transmitted from the base station, and a significant degree of cross-polarization component is identified, it may mean that a significant degree of interference is present in the path between the base station and the terminal. This may mean that the communication environment between the two nodes is the NLOS environment. That is, it is possible to easily determine whether the communication environment between the two nodes is the LOS environment or the NLOS environment by transmitting and receiving signals between the base station and the terminal by performing vertical and horizontal polarization processing.
통신 시스템은 단말에서 수신된 신호 중 교차 편광 성분이 차지하는 비율을 확인함으로써 기지국-단말 간 통신 환경이 LOS 환경인지 또는 NLOS 환경인지 여부를 용이하게 확인할 수 있다. 통신 시스템은 단말에서 수신된 신호 중 교차 편광 성분이 차지하는 비율이 제1 설정 비율 이상일 경우, NLOS 환경인 것으로 판단할 수 있다. 반면, 통신 시스템은 단말에서 수신된 신호 중 교차 편광 성분이 차지하는 비율이 제1 설정 비율 미만일 경우, LOS 환경인 것으로 판단할 수 있다. 제1 설정 비율은 통신의 성격 및 통신 환경에 따라서 다르게 적용될 수 있다. 이를테면, 데이터 통신 시스템에서는 전화 등을 위한 음성 통신 시스템에서보다 높은 통신 품질이 요구될 수 있다. 따라서, 데이터 통신 시스템에서는 제1 설정 비율이 비교적 낮은 값으로 설정되고, 음성 통신 시스템에서는 제1 설정 비율이 비교적 높은 값으로 설정될 수 있다. 단말은 LOS/NLOS 환경 여부를 보고하는 응답을 기지국에 전송할 수 있다.The communication system can easily determine whether the communication environment between the base station and the terminal is the LOS environment or the NLOS environment by checking the ratio of the cross polarization component among the signals received from the terminal. The communication system may determine that the NLOS environment is present when the ratio of the cross-polarization component among the signals received from the terminal is equal to or greater than the first set ratio. On the other hand, the communication system may determine that the LOS environment is when the ratio of the cross-polarization component among the signals received from the terminal is less than the first set ratio. The first setting ratio may be applied differently depending on the nature of communication and the communication environment. For example, a higher communication quality may be required in a data communication system than in a voice communication system for a telephone or the like. Accordingly, in the data communication system, the first setting ratio may be set to a relatively low value, and in the voice communication system, the first setting ratio may be set to a relatively high value. The terminal may transmit a response reporting whether the LOS / NLOS environment to the base station.
일 실시예에서, 단말은 복수의 기지국으로부터 동기 신호를 수신할 수 있다. 이 경우, 단말은 수신된 동기 신호 중 교차 편광 성분이 차지하는 비율이 제일 낮은 동기 신호를 확인할 수 있다. 기지국에서 단말로 전송한 동기 신호에 있어서 교차 편광 성분의 비율이 낮을수록 기지국-단말 간 통신 환경이 우수할 수 있다. 단말은 교차 편광 성분의 비율이 제일 낮은 동기 신호를 송신한 기지국을 향하여 LOS 환경임을 보고하는 응답을 전송함으로써 기지국에 접속할 수 있다.In one embodiment, the terminal may receive a synchronization signal from a plurality of base stations. In this case, the terminal may identify the synchronization signal having the lowest ratio of the cross-polarization component among the received synchronization signals. In the synchronization signal transmitted from the base station to the terminal, the lower the ratio of the cross polarization component, the better the communication environment between the base station and the terminal. The terminal can access the base station by transmitting a response reporting the LOS environment toward the base station that has transmitted the synchronization signal having the lowest cross polarization component ratio.
상기한 바와 같은 본 발명의 실시예에서, 송신 노드는 수신 노드로 송신하는 신호를 복소 평면 상의 복소수 형태로 복소 신호화하여 수직 및 수평 편광 안테나를 통해 송신할 수 있다. 수신 노드는 송신 노드에서 송신된 신호를 수직 및 수평 편광 안테나를 통해 수신할 수 있다. 수직 및 수평 편광된 신호의 송수신을 통하여, LOS 환경 여부의 판단이 용이하게 수행될 수 있다.In the embodiment of the present invention as described above, the transmitting node may complex the signal to be transmitted to the receiving node in the form of a complex number on a complex plane and transmit it through vertical and horizontal polarized antennas. The receiving node may receive the signal transmitted from the transmitting node through vertical and horizontally polarized antennas. Through the transmission and reception of vertically and horizontally polarized signals, determination of whether the LOS environment is present can be easily performed.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따라서 이중 편광 안테나를 통해 신호를 송수신하는 방법을 설명하기 위한 개념도이다. 7 is a conceptual diagram for explaining a method for transmitting and receiving a signal through a double polarized antenna according to a second embodiment of the present invention.
도 7을 참조하면, 통신 시스템(700)은 송신 노드(710) 및 수신 노드(720)로 구성될 수 있다. 송신 노드(710)는 기지국일 수 있고, 수신 노드(720)는 단말일 수 있으나 여기에 국한되지 않는다. 일 실시예에서, 송신 노드(710)는 2개의 편광 안테나로 구성되는 이중 편광 안테나(dual-polarized antennas)(711, 712)를 사용하여 신호를 송신할 수 있다. 송신 노드(710)의 이중 편광 안테나 중 제1 송신 안테나(711)는 수직 편광(vertically polarized) 신호를 송신하는 데 사용될 수 있고, 제2 송신 안테나(712)는 수평 편광(horizontally polarized) 신호를 송신하는 데 사용될 수 있다. Referring to FIG. 7 , the
일 실시예에서, 수신 노드(720)는 2개의 편광 안테나로 구성되는 이중 편광 안테나(722, 722)를 사용하여 신호를 수신할 수 있다. 수신 노드(720)의 이중 편광 안테나 중 제1 수신 안테나(721)는 수직 편광 신호를 수신하는 데 사용될 수 있고, 제2 수신 안테나(722)는 수평 편광 신호를 수신하는 데 사용될 수 있다. 다른 실시예에서, 수신 노드(720)는 무선 신호의 수직 성분과 수평 성분을 구분하여 수신할 수 있는, 즉 수직 및 수평 편광 안테나 양쪽으로 기능할 수 있는 하나 또는 그 이상의 수신 안테나를 구비하여 수직 및 수평 편광 신호를 수신할 수 있다. In one embodiment, the receiving
수직 및 수평 편광된 신호는 통신 경로 상에서의 수차례 반사로 인해 교차 편광 성분이 발생할 확률을 낮출 수 있다. 만약 송신 노드(710)에서 송신된 수직 편광 신호 및 수평 편광 신호를 수신 노드(720)에서 수신하였는데 상당한 정도의 교차 편광 성분이 확인된다면, 송신 노드(710)와 수신 노드(720) 사이의 경로상에 상당한 정도의 방해 요소가 존재한다는 것을 의미할 수 있다. 이는, 양 노드 간 통신 환경이 NLOS 환경임을 의미할 수 있다. 즉, 송신 노드(710) 및 수신 노드(720)가 상호 간의 신호를 수직 및 수평 편광 처리하여 송수신함으로써, 양 노드 간 통신 환경이 LOS 환경인지 또는 NLOS 환경인지 여부가 용이하게 확인될 수 있다.Vertically and horizontally polarized signals can reduce the probability of cross polarization components due to multiple reflections on the communication path. If the receiving
송신 노드(710)는 수신 노드(720)로 송신하고자 하는 신호를 복소 신호(quadrature signal)화하여 송신할 수 있다. 송신 노드(710)와 수신 노드(720) 간의 송수신 신호 및 무선 채널은 사원수(quaternion)() 형태로 표현될 수 있다. 사원수는 3차원의 값을 다루기 위하여, 복소수를 확장하여 만들어진 수 체계이다. 사원수 체계는 를 기저(basis)로 하여, 와 같은 형태로 표현될 수 있다. , , 및 는 복소수의 일종으로서, 수학식 6과 같은 기본 규칙을 가질 수 있다.The transmitting
표 1과 같은 규칙에 따라 상호간 곱해질 수 있다.They can be multiplied by each other according to the rules shown in Table 1.
사원수 체계의 기저를 이루는 요소들(1, , , )은 표 1과 같은 규칙에 따라 상호간 곱해질 수 있다.The elements underlying the quaternary system (1, , , ) can be multiplied with each other according to the rules shown in Table 1.
사원수는 네 개의 성분을 가지며, 이 중 두 개씩의 성분을 묶어서 제1 성분 및 제2 성분으로 칭할 수 있다. 이를테면, 실수 성분과 성분을 제1 성분으로, 성분과 성분을 제2 성분으로 묶어서 칭할 수 있다. 이와 같은 방법으로, 송신 노드(710)에서 송신하는 송신 신호 는 수학식 7과 같이 표현될 수 있다.The quaternion has four components, and two components among them may be grouped to be referred to as a first component and a second component. For example, the real component and component as a first component, ingredients and A component may be collectively referred to as a second component. In this way, the transmission signal transmitted from the
그리고, 수신 노드(720)에서 수신하는 수신 신호 는 수학식 8과 같이 표현될 수 있다.Then, the reception signal received by the
그리고, 송신 노드(710)와 수신 노드(720) 간의 무선 채널 는 수학식 9와 같이 표현될 수 있다.And, the radio channel between the transmitting
수신 신호 는 송신 신호 와 무선 채널 의 곱으로 나타낼 수 있다. 이를테면, 수신 신호 는 수학식 10과 같이 표현될 수 있다.receive signal is the transmit signal with wireless channels can be expressed as the product of For example, the received signal can be expressed as in Equation (10).
즉, 수신 신호 중 제1 성분 는 로 표현될 수 있고, 제2 성분 는 로 표현될 수 있다.That is, the received signal first component in Is It can be expressed as, the second component Is can be expressed as
송신 노드(710) 및 수신 노드(720)에서 무선 신호를 송수신할 때, 제1 성분과 제2 성분을 수직 및 수평 편광 안테나를 통해 송수신할 수 있다. 이를테면, 및 는 각각 수직 및 수평 편광 안테나인 제1 및 제2 송신 안테나(711, 712)를 통해 수직 및 수평 편광 신호로서 송신될 수 있다. 한편, 각각 수직 및 수평 편광 안테나인 제1 및 제2 수신 안테나(721, 722)를 통해 수신된 수직 및 수평 편광 신호는 및 로 표현될 수 있다. 이상적인 경우, 수직 편광 안테나를 통해 송신된 신호()는 수직 편광 안테나를 통해 수신되고(), 수평 편광 안테나를 통해 송신된 신호()는 수평 편광 안테나를 통해 수신될() 것으로 기대할 수 있다. 한편, 통신 경로 상에서의 방해 또는 반사 등으로 인하여, 교차 편광 성분이 일부 수신될 수 있다. 즉, 수학식 10을 통해 도출된 에서 는 교차 편광 성분에 해당하는 것으로 볼 수 있다. 또한, 수학식 10을 통해 도출된 에서 는 교차 편광 성분에 해당하는 것으로 볼 수 있다. 따라서, 송신 노드(710)와 수신 노드(720) 간의 무선 채널 에서 는 직접 링크(direct link)와 관련된 성분()으로 볼 수 있고, 는 교차 링크(cross link)와 관련된 성분()으로 볼 수 있다. When the transmitting
또는, 사원수 체계를 이용하는 본 발명의 제2 실시예에서, 송수신 신호와 무선 채널은 켤레 복소수(conjugate) 형태를 사용하여 표현될 수도 있다. 송신 신호는 로 표현 될 수 있고, 수신 신호는 로 표현될 수 있고, 무선 채널은 로 표현될 수 있다. 이를 토대로, 송수신 신호와 무선 채널 간의 관계를 행렬로 표현하면 수학식 11과 같을 수 있다.Alternatively, in the second embodiment of the present invention using a quaternary system, a transmission/reception signal and a radio channel may be expressed using a complex conjugate form. the transmit signal can be expressed as, and the received signal is It can be expressed as , and the radio channel is can be expressed as Based on this, if the relationship between the transmit/receive signal and the radio channel is expressed as a matrix, it can be expressed as Equation 11.
수신 노드(720)는 수신된 신호 중 교차 편광 성분이 차지하는 비율을 확인함으로써 양 노드 간 통신 환경이 LOS 환경인지 또는 NLOS 환경인지 여부를 용이하게 확인할 수 있다. 수신 노드(720)는 수신된 신호 중 교차 편광 성분이 차지하는 비율이 제2 설정 비율 이상일 경우, NLOS 환경인 것으로 판단할 수 있다. 반면, 수신 노드(720)는 수신된 신호 중 교차 편광 성분이 차지하는 비율이 제2 설정 비율 미만일 경우, LOS 환경인 것으로 판단할 수 있다. 제2 설정 비율은 통신의 성격 및 통신 환경에 따라서 다르게 적용될 수 있다. 이를테면, 데이터 통신 시스템에서는 전화 등을 위한 음성 통신 시스템에서보다 높은 통신 품질이 요구될 수 있다. 따라서, 데이터 통신 시스템에서는 제2 설정 비율이 비교적 낮은 값으로 설정되고, 음성 통신 시스템에서는 제2 설정 비율이 비교적 높은 값으로 설정될 수 있다.The receiving
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따라 오일러 각(Euler angle)을 통해 위치 정보를 표현하는 방법의 일 실시예를 설명하기 위한 개념도이다.8 is a conceptual diagram for explaining an embodiment of a method of expressing location information through an Euler angle according to a second embodiment of the present invention.
오일러 각은 강체 또는 물체가 위치한 방향을 3차원 공간에 표시하기 위한 3개의 각도를 말한다. 도 8을 참조하면, 오일러 각은 x,y,z 좌표계에서의 좌표축을 화전시킴으로서 얻어질 수 있다. 오일러 각 은 (또는 )와 같이 표현될 수 있다. 는 z축을 회전축으로 하여 회전된 x-y 좌표축의 각도를 의미할 수 있다. 는 회전된 x축을 향하여 회전된 z 축의 각도를 의미할 수 있다. 는 회전된 z 축을 회전축으로 하여 회전된 x-y 좌표축의 각도를 의미할 수 있다. Euler angles are three angles for indicating the direction in which a rigid body or object is located in a three-dimensional space. Referring to FIG. 8 , the Euler angle may be obtained by translating the coordinate axes in the x, y, and z coordinate system. Euler angle silver (or ) can be expressed as may mean the angle of the xy coordinate axis rotated with the z axis as the rotation axis. may mean an angle of the z-axis rotated toward the rotated x-axis. may mean the angle of the xy coordinate axis rotated with the rotated z axis as the rotation axis.
사원수 체계와 오일러 각 체계는 둘 다 3차원 공간에서의 값을 다루기 위해 구축된 체계이다. 오일러 각을 통해 표현된 방위는 사원수 형태로 표현될 수 있다. 이를테면, 오일러 각 와 사원수 는 수학식 12와 같은 관계를 가지도록 설정될 수 있다.Both the quaternary system and the Euler angular system are systems built for dealing with values in three-dimensional space. The orientation expressed through the Euler angle can be expressed in the form of a quaternion. For example, Euler angle and quaternion may be set to have a relationship as in Equation 12.
이와 같은 오일러 각과 사원수 간의 관계를 참조하면, 3차원 공간에서의 방향 또는 좌표값 등이 사원수 형태로 표현될 수 있음을 알 수 있다.Referring to the relationship between the Euler angle and the quaternion, it can be seen that a direction or a coordinate value in a three-dimensional space can be expressed in the form of a quaternion.
다시 도 7을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 통신 시스템(700)에서 송신 노드(710)는 수신 노드(720)로 송신하고자 하는 신호를 복소 신호화하여 송신할 수 있다. 송신 노드(710)와 수신 노드(720) 간의 송수신 신호 및 무선 채널은 사원수 형태로 표현될 수 있다. 사원수 형태로 복소 신호화된 송신 신호는, 도 8을 참조하여 설명한 바와 같이 3차원 공간에서의 어떠한 방향 또는 좌표값을 포함할 수 있다. 사원수 형태로 복소 신호화된 송신 신호는 송신 노드(710)의 위치 정보를 포함할 수 있다. 수신 노드(720)는 송신 노드(710)로부터 송신된 신호를 수신함으로써 송신 노드(710)의 위치 정보를 획득할 수 있다. 또는, 수신 노드(720)는 송신 노드(710)로부터 송신된 신호를 수신함으로써 기지국과의 상대 위치 또는 기지국의 방향 정보 등을 획득할 수 있다. 수신 노드(720)는 이를 보고하는 응답을 송신 노드(710)에 전송할 수 있다. 송신 노드(710)는 수신 노드(720)로부터 전송된 응답을 확인하여 수신 노드(720)의 위치 정보를 획득할 수 있다.Referring back to FIG. 7 , in the
상기한 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따르면, 송신 노드는 수신 노드로 송신하는 신호를 사원수 형태로 복소 신호화하여 수직 및 수평 편광 안테나를 통해 송신할 수 있다. 수신 노드는 송신 노드에서 송신된 신호를 수직 및 수평 편광 안테나를 통해 수신할 수 있다. 사원수 형태로 복소 신호화된 신호의 송수신을 통하여, LOS 환경 여부 판단 및 위치 정보 전달 등을 수행할 수 있다.As described above, according to the second embodiment of the present invention, a transmitting node may complex a signal to be transmitted to a receiving node in a quaternary form and transmit it through vertical and horizontally polarized antennas. The receiving node may receive the signal transmitted from the transmitting node through vertical and horizontally polarized antennas. Through the transmission and reception of a complex signalized signal in the form of a quaternion, it is possible to determine whether the LOS environment exists and to transmit location information.
통신 시스템의 일 실시예에서, 노드 간, 또는 기지국-단말 간의 방향 또는 거리 등의 위치 정보 판단을 위하여 삼각 측량법(triangulation)이 사용될 수 있다. 일 실시예에서, 단말은 적어도 3개 이상의 기지국으로부터 송신된 신호를 수신하고, 수신 신호의 도착 각도(angle of arrival, AOA) 출발 각도(angle of departure, AOD), 전파 지연 시간 등의 정보에 대한 측정 또는 추정을 통하여 위치 정보를 판단할 수 있다. 삼각 측량법은 정밀한 위치 계산을 가능하게 하지만, 이를 위하여 적어도 3개 이상의 기지국으로부터 신호를 수신해야 한다는 제약이 있다. 상기한 본 발명의 실시예에 따르면, 수신 노드(단말 등)는 기지국 등 송신 노드(기지국 등)로부터 사원수 형태로 복소 신호화되어 이중 편광 안테나를 통해 송신된 신호를 수신할 수 있다. 이에 따라, 하나의 송신 노드(기지국 등)로부터 신호를 수신하더라도 위치 정보 판단을 용이하게 수행할 수 있다.In an embodiment of a communication system, triangulation may be used to determine location information such as a direction or distance between nodes or between a base station and a terminal. In one embodiment, the terminal receives the signal transmitted from at least three or more base stations, and the angle of arrival (AOA) of the received signal, angle of departure (AOD), propagation delay time, etc. The location information may be determined through measurement or estimation. Although triangulation enables precise location calculation, there is a limitation that signals from at least three or more base stations must be received for this purpose. According to the above-described embodiment of the present invention, a receiving node (eg, a terminal) may receive a signal transmitted through a double polarized antenna after being complex-signaled in a quaternary form from a transmitting node (eg, a base station) such as a base station. Accordingly, even when a signal is received from one transmitting node (base station, etc.), it is possible to easily determine location information.
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따라 이중 편광 안테나를 통해 LOS 신호를 송수신하는 방법을 설명하기 위한 개념도이다.9 is a conceptual diagram illustrating a method for transmitting and receiving an LOS signal through a double polarized antenna according to a second embodiment of the present invention.
다중 안테나를 이용하여 빔포밍을 수행하기 위하여, 기지국은 LOS 환경 여부 판단 및 위치 정보 전달을 위한 신호(이하, 'LOS 신호'라 한다)를 주기적으로 서로 다른 방향으로 전송할 수 있다. 기지국은 단말과 연결되기 위한 동기 신호를 LOS 신호로서 송신할 수 있고, 한편 기지국-단말 간 통상의 무선 통신을 위한 신호일 수 있으나, 이에 국한되지 않는다. 도 9는 기지국에서 LOS 신호를 8개 방향으로 전송하는 일 실시예를 도시하고 있다. In order to perform beamforming using multiple antennas, the base station may periodically transmit a signal (hereinafter, referred to as a 'LOS signal') for determining whether an LOS environment exists and transmitting location information in different directions. The base station may transmit a synchronization signal for connection with the terminal as an LOS signal, and on the other hand, it may be a signal for normal wireless communication between the base station and the terminal, but is not limited thereto. 9 shows an embodiment in which a base station transmits an LOS signal in eight directions.
기지국은 사전에 설정된 주기에 따라 LOS 신호를 방향으로 순차적으로 전송할 수 있다. 기지국에서 LOS 신호를 8개의 방향으로 전송하는 주기는 20ms로 설정될 수 있다. 기지국에서 각각의 방향으로 LOS 신호를 전송하는 시간은 5ms 보다 작은 값으로 설정될 수 있다. 기지국은 수직 편광 안테나 및 수평 편광 안테나로 구성되는 이중 편광 안테나를 사용하여 LOS 신호를 송신할 수 있다. 기지국은 수직 및 수평 편광 안테나를 사용하여, LOS 신호를 수직 편광 신호 및 수평 편광 신호로서 송신할 수 있다. 기지국 및 단말이 이중 편광 안테나를 사용하여 LOS 신호를 송수신하는 방법은, 도 7을 참조하여 설명한 바와 동일 또는 유사할 수 있다.The base station may sequentially transmit the LOS signal in the direction according to a preset period. A period in which the base station transmits the LOS signal in 8 directions may be set to 20 ms. The time for the base station to transmit the LOS signal in each direction may be set to a value less than 5 ms. The base station can transmit the LOS signal using a double polarized antenna consisting of a vertically polarized antenna and a horizontally polarized antenna. The base station may transmit the LOS signal as a vertically polarized signal and a horizontally polarized signal using vertical and horizontally polarized antennas. A method for the base station and the terminal to transmit and receive LOS signals using the dual polarization antenna may be the same as or similar to that described with reference to FIG. 7 .
기지국은 수직 및 수평 편광 신호를 동시에 송신할 수 있다. 이를테면, 일 실시예에서 기지국은 사전에 설정된 주기에 따라 8개의 LOS 신호를 순차적으로 전송할 수 있다. 기지국은 이중 편광 안테나를 통해 LOS 신호를 수직 및 수평 편광 신호로서 송신할 수 있다. 기지국은 수직 및 수평 편광 신호를 동시에 송신하도록 동작할 수 있다. 한편, 기지국은 수직 및 수평 편광 신호를 교대로 송신할 수 있다. 이를테면, 일 실시예에서 기지국은 이중 편광 안테나를 통해 LOS 신호를 수직 및 수평 편광 신호로서 송신할 수 있다. 기지국은 수직 및 수평 편광 신호를 교대로 송신하도록 동작할 수 있다.The base station can transmit vertically and horizontally polarized signals simultaneously. For example, in an embodiment, the base station may sequentially transmit eight LOS signals according to a preset period. The base station may transmit the LOS signal as vertically and horizontally polarized signals via the dual polarized antenna. The base station may be operable to transmit vertically and horizontally polarized signals simultaneously. Meanwhile, the base station may alternately transmit vertically and horizontally polarized signals. For example, in one embodiment, the base station may transmit LOS signals as vertically and horizontally polarized signals via dual polarized antennas. The base station may be operable to alternately transmit vertically and horizontally polarized signals.
수직 및 수평 편광된 신호는 통신 경로 상에서의 수차례 반사로 인해 교차 편광 성분이 발생할 확률을 낮출 수 있다. 만약 기지국에서 송신된 수직 편광 신호 및 수평 편광 신호를 단말에서 수신하였는데 상당한 정도의 교차 편광 성분이 확인된다면, 기지국과 단말 사이의 경로상에 상당한 정도의 방해 요소가 존재한다는 것을 의미할 수 있다. 이는, 기지국-단말 간 통신 환경이 NLOS 환경임을 의미할 수 있다. 즉, 기지국과 단말 간의 신호를 수직 및 수평 편광 처리하여 송수신함으로써, 양 노드 간 통신 환경이 LOS 환경인지 또는 NLOS 환경인지 여부를 용이하게 확인할 수 있다.Vertically and horizontally polarized signals can reduce the probability of cross polarization components due to multiple reflections on the communication path. If the terminal receives the vertically polarized signal and the horizontally polarized signal transmitted from the base station, and a significant degree of cross-polarization component is identified, it may mean that a significant degree of interference is present in the path between the base station and the terminal. This may mean that the communication environment between the base station and the terminal is the NLOS environment. That is, it is possible to easily determine whether the communication environment between the two nodes is the LOS environment or the NLOS environment by transmitting and receiving signals between the base station and the terminal by performing vertical and horizontal polarization processing.
단말은 수신된 신호 중 교차 편광 성분이 차지하는 비율을 확인함으로써 기지국-단말 간 통신 환경이 LOS 환경인지 또는 NLOS 환경인지 여부를 용이하게 확인할 수 있다. 단말은 수신된 신호 중 교차 편광 성분이 차지하는 비율이 제2 설정 비율 이상일 경우, NLOS 환경인 것으로 판단할 수 있다. 반면, 단말은 수신된 신호 중 교차 편광 성분이 차지하는 비율이 제2 설정 비율 미만일 경우, LOS 환경인 것으로 판단할 수 있다. 제2 설정 비율은 통신의 성격 및 통신 환경에 따라서 다르게 적용될 수 있다. 이를테면, 데이터 통신 시스템에서는 전화 등을 위한 음성 통신 시스템에서보다 높은 통신 품질이 요구될 수 있다. 따라서, 데이터 통신 시스템에서는 제2 설정 비율이 비교적 낮은 값으로 설정되고, 음성 통신 시스템에서는 제2 설정 비율이 비교적 높은 값으로 설정될 수 있다.The terminal can easily determine whether the communication environment between the base station and the terminal is the LOS environment or the NLOS environment by checking the ratio of the cross polarization component in the received signal. When the ratio of the cross-polarization component among the received signals is equal to or greater than the second set ratio, the terminal may determine that it is an NLOS environment. On the other hand, when the ratio of the cross-polarization component among the received signals is less than the second set ratio, the terminal may determine that it is a LOS environment. The second setting ratio may be applied differently depending on the nature of communication and the communication environment. For example, a higher communication quality may be required in a data communication system than in a voice communication system for a telephone or the like. Accordingly, in the data communication system, the second setting ratio may be set to a relatively low value, and in the voice communication system, the second setting ratio may be set to a relatively high value.
상기한 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따르면, 송신 노드는 수신 노드로 송신하는 신호를 사원수 형태로 복소 신호화하여 수직 및 수평 편광 안테나를 통해 송신할 수 있다. 수신 노드는 송신 노드에서 송신된 신호를 수직 및 수평 편광 안테나를 통해 수신할 수 있다. 사원수 형태로 복소 신호화된 신호의 송수신을 통하여, LOS 환경 여부 판단 및 위치 정보 전달 등을 수행할 수 있다.As described above, according to the second embodiment of the present invention, a transmitting node may complex a signal to be transmitted to a receiving node in a quaternary form and transmit it through vertical and horizontally polarized antennas. The receiving node may receive the signal transmitted from the transmitting node through vertical and horizontally polarized antennas. Through the transmission and reception of a complex signalized signal in the form of a quaternion, it is possible to determine whether the LOS environment exists and to transmit location information.
본 발명에 따른 방법들은 다양한 컴퓨터 수단을 통해 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위해 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.The methods according to the present invention may be implemented in the form of program instructions that can be executed by various computer means and recorded in a computer-readable medium. The computer-readable medium may include program instructions, data files, data structures, and the like, alone or in combination. The program instructions recorded on the computer-readable medium may be specially designed and configured for the present invention, or may be known and available to those skilled in the art of computer software.
컴퓨터 판독 가능 매체의 예에는 롬(rom), 램(ram), 플래시 메모리(flash memory) 등과 같이 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러(compiler)에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터(interpreter) 등을 사용해서 컴퓨터에 의해 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상술한 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 적어도 하나의 소프트웨어 모듈로 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.Examples of computer-readable media include hardware devices specially configured to store and carry out program instructions, such as ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include not only machine language codes such as those generated by a compiler, but also high-level language codes that can be executed by a computer using an interpreter or the like. The hardware device described above may be configured to operate as at least one software module to perform the operations of the present invention, and vice versa.
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although it has been described with reference to the above embodiments, it will be understood by those skilled in the art that various modifications and changes can be made to the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the claims below. will be able
Claims (1)
기지국으로부터 송신된 신호를 수직 편광 안테나를 통해 수신하는 단계;
상기 기지국으로부터 송신된 신호를 수평 편광 안테나를 통해 수신하는 단계;
상기 수직 및 수평 편광 안테나를 통해 수신된 신호의 편광 정보에 기초하여, 상기 수직 및 수평 편광 안테나를 통해 수신된 신호 간의 교차 편광 성분을 확인하는 단계; 및
상기 교차 편광 성분의 발생 정도에 기초하여 LOS 환경 여부를 판단하는 단계를 포함하는, LOS 신호 검증 방법.
In the line-of-sight (LOS) signal verification method performed by a terminal of a communication system,
receiving a signal transmitted from the base station through a vertically polarized antenna;
receiving a signal transmitted from the base station through a horizontally polarized antenna;
checking a cross polarization component between signals received through the vertically and horizontally polarized antennas based on polarization information of the signals received through the vertically and horizontally polarized antennas; and
The LOS signal verification method comprising the step of determining whether the LOS environment is based on the generation degree of the cross polarization component.
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