KR20210141333A

KR20210141333A - Ofdm 기반의 압축 데이터 확산 전송 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20210141333A
Application number: KR1020210041130A
Authority: KR
Inventors: 지형주; 노훈동; 김윤선
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2020-05-15
Filing date: 2021-03-30
Publication date: 2021-11-23

Abstract

본 개시는 4G 시스템 이후 보다 높은 데이터 전송률을 지원하기 위한 5G 통신 시스템을 IoT 기술과 융합하는 통신 기법 및 그 시스템에 관한 것이다. 본 개시는 5G 통신 기술 및 IoT 관련 기술을 기반으로 지능형 서비스 (예를 들어, 스마트 홈, 스마트 빌딩, 스마트 시티, 스마트 카 혹은 커넥티드 카, 헬스 케어, 디지털 교육, 소매업, 보안 및 안전 관련 서비스 등)에 적용될 수 있다. 본 개시의 통신 시스템의 송신기의 방법은, 수신기로 신호 전송을 위한 설정 정보를 전송하고, 신호 전송을 위한 자원을 확인하고, 상기 수신기로 상기 자원을 지시하는 스케줄링 정보를 전송하고, 상기 설정 정보에 상응하도록 전송 신호를 압축 신호로 변환하고, 상기 압축 신호를 다차원으로 확산시키고, 상기 스케줄링 정보에 상응하는 상기 자원에 상기 확산된 압축 신호의 일부를 매핑하고, 상기 확산된 압축 신호를 변환하여 OFDM (orthogonal frequency-division multiplexing) 신호를 생성하고, 상기 수신기로 상기 생성된 OFDM 신호를 전송하는 것을 특징으로 한다.

Description

OFDM 기반의 압축 데이터 확산 전송 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR TRANSMISSION OF COMPRESSED DATA SPREADING IN OFDM SYSTEM}

본 개시는 무선 통신 시스템에서 신호를 처리하는 기술에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 기반 시스템에서 데이터 전송하여 신호를 전송하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

4G 통신 시스템 상용화 이후 증가 추세에 있는 무선 데이터 트래픽 수요를 충족시키기 위해, 개선된 5G 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템을 개발하기 위한 노력이 이루어지고 있다. 이러한 이유로, 5G 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템은 4G 네트워크 이후 (Beyond 4G Network) 통신 시스템 또는 LTE (long term evolution) 시스템 이후 (Post LTE) 이후의 시스템이라 불리어지고 있다. 높은 데이터 전송률을 달성하기 위해, 5G 통신 시스템은 초고주파(mmWave) 대역 (예를 들어, 60기가(80GHz) 대역과 같은)에서의 구현이 고려되고 있다. 초고주파 대역에서의 전파의 경로손실 완화 및 전파의 전달 거리를 증가시키기 위해, 5G 통신 시스템에서는 빔포밍(beamforming), 거대 배열 다중 입출력(massive MIMO), 전차원 다중입출력(Full Dimensional MIMO: FD-MIMO), 어레이 안테나(array antenna), 아날로그 빔형성(analog beam-forming), 및 대규모 안테나 (large scale antenna) 기술들이 논의되고 있다. 또한 시스템의 네트워크 개선을 위해, 5G 통신 시스템에서는 진화된 소형 셀, 개선된 소형 셀 (advanced small cell), 클라우드 무선 액세스 네트워크 (cloud radio access network: cloud RAN), 초고밀도 네트워크 (ultra-dense network), 기기 간 통신 (Device to Device communication: D2D), 무선 백홀 (wireless backhaul), 이동 네트워크 (moving network), 협력 통신 (cooperative communication), CoMP (Coordinated Multi-Points), 및 수신 간섭제거 (interference cancellation) 등의 기술 개발이 이루어지고 있다. 이 밖에도, 5G 시스템에서는 진보된 코딩 변조(Advanced Coding Modulation: ACM) 방식인 FQAM (Hybrid FSK and QAM Modulation) 및 SWSC (Sliding Window Superposition Coding)과, 진보된 접속 기술인 FBMC(Filter Bank Multi Carrier), NOMA(non-orthogonal multiple access), 및 SCMA(sparse code multiple access) 등이 개발되고 있다.

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

이에, 5G 통신 시스템 (5세대 통신 시스템 또는 New Radio, NR)을 IoT 망에 적용하기 위한 다양한 시도들이 이루어지고 있다. 예를 들어, 센서 네트워크(sensor network), 사물 통신(Machine to Machine, M2M), MTC(Machine Type Communication)등의 기술이 5G 통신 기술인 빔 포밍, MIMO 및 어레이 안테나 등의 기법에 의해 구현되고 있는 것이다. 앞서 설명한 빅데이터 처리 기술로써 클라우드 무선 액세스 네트워크(cloud RAN)가 적용되는 것도 3eG 기술과 IoT 기술 융합의 일 예라고 할 수 있을 것이다.

또한 향후 통신 시스템에서는 보다 높은 데이터 전송 레이트를 구현하기 위해 초고주파 대역에서 신호를 전송하는 방법이 연구되고 있다.

본 발명의 개시는 초고주파 내지 테라헤르츠파 대역과 같이 송신기와 수신기의 내부 잡음이 큰 시스템에서 잡음에 강인한 데이터 전송 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 무선 통신 시스템의 송신기의 방법에 있어서, 수신기로 신호 전송을 위한 설정 정보를 전송하는 단계; 상기 설정 정보에 상응하도록 전송 신호를 압축 신호로 변환하는 단계; 압축 신호를 다차원으로 확산하는 단계; 스케줄링 정보에 따라 시간과 주파수에서 확산된 신호의 일부를 맵핑하는 단계; 다른 신호와 다중화하여 OFDM 신호를 생성하고 상기 생성된 OFDM 신호를 전송하는 단계를 포함하는 것을 그 특징으로 한다.

또한, 상기 방법은 상기 수신기로부터 채널 정보 피드백을 통해서 도플러 확산 내지는 채널 확산의 정도 또는 그에 상응하는 프로파일 정보를 전달하거나 송신기가 인지하도록 하는 단계를 더 포함하는 것을 그 특징으로 한다.

또한, 무선 통신 시스템의 수신기의 방법에 있어서, 송신기로부터 신호 수신을 위한 설정 정보를 수신하는 단계; 송신기로부터 신호 수신을 위한 스케줄링 정보를 수신하는 단계; 상기 설정 정보와 스케줄링 정보를 기반으로 수신 신호를 복원하는 단계; 복원된 신호에서 압축을 해제하여 전송 정보를 획득하는 단계를 포함하는 것을 그 특징으로 한다.

또한, 무선 통신 시스템의 송신기에 있어서, 송수신부; 및 수신기로 신호 전송을 위한 설정 정보를 전송하고, 상기 설정 정보를 기반으로 전송 신호를 생성하고, 상기 수신기로 신호 할당 자원을 지시하는 자원 할당 정보를 포함하는 제어 정보를 전송하고, 전송하고자 하는 변조 심볼에 다차원 확산을 적용한 전송 신호를 생성하고, 상기 수신기로 상기 생성된 전송 신호를 상기 신호 할당 자원에서 전송하도록 제어하는 상기 송수신부와 연결된 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 무선 통신 시스템의 수신기에 있어서, 송수신부; 및 송신기로부터 신호 전송을 위한 설정 정보를 수신하고, 상기 설정 정보를 기반으로 전송 신호 생성을 위한 신호 처리를 위한 샘플을 저장하고, 상기 송신기로부터 신호 할당 자원을 지시하는 자원 할당 정보를 포함하는 제어 정보를 수신하고, 상기 송신기로부터 상기 신호 할당 자원에서 수신 신호를 수신하고, 상기 수신 신호에서 압축된 데이터 정보를 복원하는 상기 송수신부와 연결된 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 개시에 따르면, 전송 데이터를 압축하고 이를 다차원으로 확산하여 전송함으로써 내부 잡음이 심한 시스템에서 신호 복원 능력이 뛰어나며 특히, 확산된 신호의 일부만 전송하더라도 효과적인 신호 복원이 가능하다는 효과가 있다.

도 1은 5G 시스템의 데이터 또는 제어 채널이 전송되는 무선 자원 영역인 시간-주파수 영역의 기본 구조를 도시한 도면이다.
도 2는 5G 시스템의 프레임, 서브프레임 및 슬롯 구조를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명에서 제안하는 d-D 영역의 자원 그리드의 일례를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명에서 제안하는 본 발명에서 제안하는 t-f 도메인으로의 확산의 일례를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명에서 제안하는 t-f 도메인 자원의 할당의 일례를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명에서 제안하는 송신기의 송신 동작을 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명에서 제안하는 수신기의 수신 동작을 도시한 도면이다.
도 8은 제안하는 발명의 일례에 따른 성능을 도시한 도면이다.
도 9는 제안하는 발명의 일례에 따른 성능을 도시한 또다른 도면이다.
도 10은 제안하는 발명의 일례에 따른 성능을 도시한 또다른 도면이다.
도 11는 제안하는 발명의 일례에 따른 성능을 도시한 또다른 도면이다.
도 12는 제안하는 발명의 일례에 따른 성능을 도시한 또다른 도면이다.
도 13은 본 개시의 일 실시예에 따른 송신기의 구조를 도시하는 블록도이다.
도 14는 본 개시의 일 실시예에 따른 수신기의 구조를 도시하는 블록도이다.

이하, 본 개시의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

실시 예를 설명함에 있어서 본 개시가 속하는 기술 분야에 익히 알려져 있고 본 개시와 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 개시의 요지를 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다.

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

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

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

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

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

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 기술적 사상의 동작 원리를 상세히 설명한다. 하기에서 본 기술적 사상을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

이하, 기지국은 단말의 자원할당을 수행하는 주체로서, gNode B, eNode B, Node B, BS (Base Station), 무선 접속 유닛, 기지국 제어기, 또는 네트워크 상의 노드 중 적어도 하나일 수 있다. 단말은 UE (User Equipment), MS (Mobile Station), 셀룰러폰, 스마트폰, 컴퓨터, 또는 통신기능을 수행할 수 있는 멀티미디어시스템을 포함할 수 있다. 물론 상기 예시에 제한되는 것은 아니다. 이하, 본 개시는 무선 통신 시스템에서 단말이 기지국으로부터 방송 정보를 수신하기 위한 기술에 대해 설명한다. 본 개시는 4G (4^th generation) 시스템 이후 보다 높은 데이터 전송률을 지원하기 위한 5G (5^th generation) 통신 시스템을 IoT (Internet of Things, 사물인터넷) 기술과 융합하는 통신 기법 및 그 시스템에 관한 것이다. 본 개시는 5G 통신 기술 및 IoT 관련 기술을 기반으로 지능형 서비스(예를 들어, 스마트 홈, 스마트 빌딩, 스마트 시티, 스마트 카 또는 커넥티드 카, 헬스 케어, 디지털 교육, 소매업, 보안 및 안전 관련 서비스 등)에 적용될 수 있다.

이하 설명에서 사용되는 방송 정보를 지칭하는 용어, 제어 정보를 지칭하는 용어, 통신 커버리지(coverage)에 관련된 용어, 상태 변화를 지칭하는 용어(예: 이벤트(event)), 망 객체(network entity)들을 지칭하는 용어, 메시지들을 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.

이하 설명의 편의를 위하여, 3GPP (3rd generation partnership project) LTE 또는 NR 규격에서 정의하고 있는 용어 및 명칭들이 일부 사용될 수 있다. 하지만, 본 발명이 상기 용어 및 명칭들에 의해 한정되는 것은 아니며, 다른 규격에 따르는 시스템에도 동일하게 적용될 수 있다.

무선 통신 시스템은 초기의 음성 위주의 서비스를 제공하던 것에서 벗어나 예를 들어, 3GPP의 HSPA(High Speed Packet Access), LTE(또는 E-UTRA (Evolved Universal Terrestrial Radio Access)), LTE-Advanced (LTE-A), LTE-Pro, 3GPP2의 HRPD(High Rate Packet Data), UMB (Ultra Mobile Broadband), 및 IEEE의 1102.16e 등의 통신 표준과 같이 고속, 고품질의 패킷 데이터 서비스를 제공하는 광대역 무선 통신 시스템으로 발전하고 있다.

광대역 무선 통신 시스템의 대표적인 예인 LTE 시스템에서는 하향링크(downlink, DL)에서는 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 방식을 채용하고 있고, 상향링크(uplink, UL)에서는 SC-FDMA(single carrier frequency division multiple access) 방식을 채용하고 있다. 상향링크는 단말이 기지국으로 데이터 또는 제어신호를 전송하는 무선 링크를 뜻하고, 하향링크는 기지국이 단말로 데이터 또는 제어신호를 전송하는 무선 링크를 뜻한다. 상기와 같은 다중 접속 방식은, 각 사용자 별로 데이터 또는 제어 정보를 전송할 시간-주파수 자원을 서로 겹치지 않도록, 즉 직교성(orthogonality)이 성립하도록, 할당 및 운용됨으로써 각 사용자의 데이터 또는 제어 정보가 구분되도록 한다.

LTE 이후의 향후 통신 시스템인 즉, 5G 통신시스템은 사용자 및 서비스 제공자 등의 다양한 요구 사항을 자유롭게 반영할 수 있어야 하기 때문에 다양한 요구사항을 만족하는 서비스가 지원되어야 한다. 5G 통신시스템을 위해 고려되는 서비스로는 증가된 모바일 광대역 통신(Enhanced Mobile BroadBand, eMBB), 대규모 기계형 통신(massive Machine Type Communication, mMTC), 초신뢰 저지연 통신(Ultra Reliability Low Latency Communciation, URLLC) 등이 있다.

일부 실시 예에 따르면, eMBB는 기존의 LTE, LTE-A 또는 LTE-Pro가 지원하는 데이터 전송 속도보다 더욱 향상된 데이터 전송 속도를 제공하는 것을 목표로 한다. 예를 들어, 5G 통신 시스템에서 eMBB는 하나의 기지국 관점에서 하향링크에서는 20Gbps 최대 전송 속도(peak data rate), 상향링크에서는 10Gbps의 최대 전송 속도를 제공할 수 있어야 한다. 동시에, 증가된 단말의 실제 체감 전송 속도(User perceived data rate)를 제공해야 한다. 이와 같은 요구 사항을 만족시키기 위해, 더욱 향상된 다중 입력 다중 출력 (Multi Input Multi Output: MIMO) 전송 기술을 포함하여 송수신 기술의 향상을 요구한다. 또한 현재의 LTE가 사용하는 2GHz 대역 대신에 3~6GHz 또는 6GHz 이상의 주파수 대역에서 20MHz 보다 넓은 주파수 대역폭을 사용함으로써 5G 통신시스템에서 요구하는 데이터 전송 속도를 만족시킬 수 있다.

동시에, 5G 통신 시스템에서 사물 인터넷(Internet of Thing: IoT)와 같은 응용 서비스를 지원하기 위해 mMTC가 고려되고 있다. mMTC는 효율적으로 사물 인터넷을 제공하기 위해 셀 내에서 대규모 단말의 접속 지원, 단말의 커버리지 향상, 향상된 배터리 시간, 단말의 비용 감소 등이 요구될 수 있다. 사물 인터넷은 여러 가지 센서 및 다양한 기기에 부착되어 통신 기능을 제공하므로 셀 내에서 많은 수의 단말(예를 들어, 1,000,000 단말/km²)을 지원할 수 있어야 한다. 또한 mMTC를 지원하는 단말은 서비스의 특성상 건물의 지하와 같이 셀이 커버하지 못하는 음영지역에 위치할 가능성이 높으므로 5G 통신시스템에서 제공하는 다른 서비스 대비 더욱 넓은 커버리지를 요구할 수 있다. mMTC를 지원하는 단말은 저가의 단말로 구성되어야 하며, 단말의 배터리를 자주 교환하기 힘들기 때문에 매우 긴 배터리 생명시간(battery life time)이 요구될 수 있다.

마지막으로, URLLC의 경우, 특정한 목적(mission-critical)으로 사용되는 셀룰러 기반 무선 통신 서비스로서, 로봇(Robot) 또는 기계 장치(Machinery)에 대한 원격 제어(remote control), 산업 자동화(industrial automation), 무인 비행장치(Unmaned Aerial Vehicle), 원격 건강 제어(Remote health care), 비상 상황 알림(emergency alert) 등에 사용되는 서비스로서, 초 저지연 및 초 신뢰도를 제공하는 통신을 제공해야 한다. 예를 들어, URLLC을 지원하는 서비스는 0.5 밀리초보다 작은 무선 접속 지연시간(Air interface latency)를 만족해야 하며, 동시에 10^-5 이하의 패킷 오류율(Packet Error Rate)의 요구사항을 갖는다. 따라서, URLLC을 지원하는 서비스를 위해 5G 시스템은 다른 서비스보다 작은 전송 시간 구간(Transmit Time Interval: TTI)를 제공해야 하며, 동시에 주파수 대역에서 넓은 리소스를 할당해야 하는 설계사항이 요구된다. 다만, 전술한 mMTC, URLLC, eMBB는 서로 다른 서비스 유형의 일 예일 뿐, 본 개시의 적용 대상이 되는 서비스 유형이 전술한 예에 한정되는 것은 아니다.

상기에서 전술한 5G 통신시스템에서 고려되는 서비스들은 하나의 프레임워크 (Framework) 기반으로 서로 융합되어 제공되어야 한다. 즉, 효율적인 리소스 관리 및 제어를 위해 각 서비스들이 독립적으로 운영되기 보다는 하나의 시스템으로 통합되어 제어되고 전송되는 것이 바람직하다.

이하 5G 시스템의 프레임 구조에 대해 도면을 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.

도 1은 5G 시스템의 데이터 또는 제어 채널이 전송되는 무선 자원 영역인 시간-주파수 영역의 기본 구조를 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 도 1에서 가로축은 시간 영역을, 세로축은 주파수 영역을 나타낸다. 시간 및 주파수 영역에서 자원의 기본 단위는 자원 요소(resource element, RE, 100)로서 시간 축으로 1 OFDM 심볼(110) 및 주파수 축으로 1 부반송파(subcarrier, 120)로 정의될 수 있다. 주파수 영역에서

(일례로 12)개의 연속된 RE들은 하나의 자원 블록(resource block, RB, 130)을 구성할 수 있다.

도 2는 5G 시스템의 프레임, 서브프레임 및 슬롯 구조를 도시한 도면이다.

도 2를 참조하면, 도 2에는 프레임(frame, 200), 서브프레임(210), 슬롯(slot, 220) 구조의 일 예가 도시되어 있다. 1 프레임(200)은 10ms로 정의될 수 있다. 1 서브프레임(210)은 1ms로 정의될 수 있으며, 1 프레임(200)은 총 10개의 서브프레임(210)으로 구성될 수 있다. 1 슬롯(220, 230)은 14개의 OFDM 심볼로 정의될 수 있다 (즉 1 슬롯 당 심볼 수(

)=14). 1 서브프레임(210)은 하나 또는 다수 개의 슬롯(220, 230)으로 구성될 수 있으며, 1 서브프레임(210)당 슬롯(220, 230)의 개수는 부반송파 간격에 대한 설정 값 μ(240, 250)에 따라 다를 수 있다.

도 2의 일 예에서는 부반송파 간격 설정 값으로 μ=0(240)인 경우와 μ=1(250)인 경우가 도시되어 있다. μ=0(240)일 경우, 1 서브프레임(210)은 1개의 슬롯(2220)으로 구성될 수 있고, μ=1(250)일 경우, 1 서브프레임(210)은 2개의 슬롯(230)으로 구성될 수 있다. 즉 부반송파 간격에 대한 설정 값 μ에 따라 1 서브프레임 당 슬롯 수(

)가 달라질 수 있고, 이에 따라 1 프레임 당 슬롯 수(

)가 달라질 수 있다. 각 부반송파 간격 설정 μ에 따른

및

는 하기의 표 1와 같이 정의될 수 있다.

μ	부반송파 간격(kHz)
0	15	14	10	1
1	30	14	20	2
2	60	14	40	4
3	120	14	80	8
4	240	14	160	16
5	480	14	320	32
6	960	14	640	64

NR에서 한 개의 컴포넌트 캐리어(component carrier, CC) 또는 서빙 셀(serving cell)은 최대 250개 이상의 RB로 구성될 수 있다. 따라서, 단말이 LTE 시스템에서와 같이 항상 전체 서빙 셀 대역폭(serving cell bandwidth)에서 신호를 수신하는 경우 단말의 파워 소모가 극심할 수 있고, 이를 해결하기 위하여 기지국은 단말에게 하나 이상의 대역폭 부분(bandwidth part, BWP)을 설정하여 단말이 셀(cell) 내 신호 수신 영역을 변경할 수 있도록 지원할 수 있다.

NR에서 기지국은 CORESET #0 (또는 common search space, CSS)의 대역폭인 초기 대역폭(initial BWP)를 MIB(master information block)를 통하여 단말에게 설정할 수 있다. 이후 기지국은 RRC(radio resource control) 시그널링을 통하여 단말의 제1 대역폭(first BWP)를 설정하고, 향후 하향링크 제어 정보(downlink control information, DCI)를 통하여 지시될 수 있는 적어도 하나 이상의 BWP 설정 정보들을 통지할 수 있다. 이후 기지국은 DCI를 통하여 BWP ID를 공지함으로써 단말이 어떠한 대역을 사용할지를 지시할 수 있다. 만약 단말이 특정 시간 이상 동안 현재 할당된 BWP에서 DCI를 수신하지 못할 경우 단말은, 기본 대역폭(default BWP)로 회귀하여 DCI 수신을 시도할 수 있다.

다음으로 5G 시스템에서의 하향링크 제어 정보(DCI)에 대해 구체적으로 설명한다.

5G 시스템에서 상향링크 데이터(또는 물리 상향링크 데이터 채널(physical uplink shared channel, PUSCH)) 또는 하향링크 데이터(또는 물리 하향링크 데이터 채널(physical downlink shared channel, PDSCH))에 대한 스케줄링 정보는 DCI를 통해 기지국으로부터 단말에게 전달된다. 단말은 PUSCH 또는 PDSCH에 대하여 대비책(fallback)용 DCI 포맷과 비대비책(non-fallback)용 DCI 포맷을 모니터링(monitoring)할 수 있다. 대비책 DCI 포맷은 기지국과 단말 사이에서 선정의된 고정된 필드로 구성될 수 있고, 비대비책용 DCI 포맷은 설정 가능한 필드를 포함할 수 있다.

상기 DCI는 채널코딩 및 변조 과정을 거쳐 물리 하향링크 제어 채널인 PDCCH(physical downlink control channel)을 통해 전송될 수 있다. DCI 메시지 페이로드(payload)에는 CRC(cyclic redundancy check)가 부착되며 CRC는 단말의 신원에 해당하는 RNTI(radio network temporary identifier)로 스크램블링(scrambling) 된다. DCI 메시지의 목적, 예를 들어 단말-특정(UE-specific)의 데이터 전송, 전력 제어 명령 또는 랜덤 엑세스 응답 등에 따라 서로 다른 RNTI들이 사용된다. 즉 RNTI는 명시적으로 전송되지 않고 CRC 계산과정에 포함되어 전송된다. PDCCH 상으로 전송되는 DCI 메시지를 수신하면 단말은 할당받은 RNTI를 사용하여 CRC를 확인하고, CRC 확인 결과가 맞으면 단말은 해당 메시지는 상기 단말에게 전송된 것임을 알 수 있다.

DCI 포맷 1_0은 PDSCH를 스케줄링하는 대비책 DCI로 사용될 수 있고, 이 때 CRC는 C-RNTI로 스크램블링될 수 있다. C-RNTI로 CRC가 스크램블링 된 DCI 포맷 1_0은 예컨대 하기 표 2의 정보들을 포함할 수 있다.

- Identifier for DCI formats - [1] bit
- Frequency domain resource assignment - [

] bits
- Time domain resource assignment - 4 bits
- VRB-to-PRB mapping - 1 bit
- Modulation and coding scheme - 5 bits
- New data indicator - 1 bit
- Redundancy version - 2 bits
- HARQ process number - 4 bits
- Downlink assignment index - 2 bits
- TPC command for scheduled PUCCH - [2] bits
- PUCCH resource indicator (물리 상향링크 제어 채널(physical uplink control channel, PUCCH) 자원 지시자- 3 bits
- PDSCH-to-HARQ feedback timing indicator (PDSCH-to-HARQ 피드백 타이밍 지시자) - [3] bits

DCI 포맷 1_1은 PDSCH를 스케줄링하는 비대비책 DCI로 사용될 수 있고, 이 때 CRC는 C-RNTI로 스크램블링될 수 있다. C-RNTI로 CRC가 스크램블링 된 DCI 포맷 1_1은 예컨대 하기 표 3의 정보들을 포함할 수 있다.

- Carrier indicator - 0 or 3 bits
- Identifier for DCI formats - [1] bits
- Bandwidth part indicator - 0, 1 or 2 bits
- Frequency domain resource assignment

○ For resource allocation type 0,

bits

○ For resource allocation type 1,

bits
- Time domain resource assignment - 1, 2, 3, or 4 bits
- VRB-to-PRB mapping - 0 or 1 bit, only for resource allocation type 1.

○ 0 bit if only resource allocation type 0 is configured;

○ 1 bit otherwise.
- PRB bundling size indicator (물리 자원 블록 번들링 크기 지시자) - 0 or 1 bit
- Rate matching indicator (레이트 매칭 지시자) - 0, 1, or 2 bits
- ZP CSI-RS trigger (영전력 채널 상태 정보 기준 신호 트리거) - 0, 1, or 2 bits
For transport block 1(제1 전송 블록의 경우):
- Modulation and coding scheme - 5 bits
- New data indicator - 1 bit
- Redundancy version - 2 bits
For transport block 2(제2 전송 블록의 경우):
- Modulation and coding scheme - 5 bits
- New data indicator - 1 bit
- Redundancy version - 2 bits
- HARQ process number - 4 bits
- Downlink assignment index - 0 or 2 or 4 bits
- TPC command for scheduled PUCCH - 2 bits
- PUCCH resource indicator - 3 bits
- PDSCH-to-HARQ_feedback timing indicator - 3 bits
- Antenna ports - 4, 5 or 6 bits
- Transmission configuration indication (전송 설정 지시, TCI) - 0 or 3 bits
- SRS request - 2 bits
- CBG transmission information - 0, 2, 4, 6, or 8 bits
- CBG flushing out information (코드 블록 그룹 플러싱 아웃 정보) - 0 or 1 bit
- DMRS sequence initialization - 1 bit

5G 시스템에서 OFDM 신호의 전송 과정을 보면 인코딩된 심볼(encoded symbol, 또는 인코딩된 비트)은 변조(modulation)를 통해 변조 심볼(modulated symbol)로 변환되고, 변조된 심볼 M개가 모여 직렬 신호-병렬 신호 변환기(serial-to-parallel, S/P)를 통해 병렬 신호로 전환된다. 전환된 M개의 심볼은 원하는 부반송파의 위치에 매핑되고 이후 IFFT(inverse fast Fourier transform)이 적용되어 OFDM 신호로 변환된다. 변환된 시간 샘플(time sample)은 병렬-직렬 변환(parallel-to-serial, P/S)을 통해 직렬 시간 샘플로 변환되고 순환 전치(cyclic prefix)가 연접된 후에 디지털-아날로그 변환기(digital-to-analog converter, DAC) 및 RF(radio frequency)를 거쳐 신호가 발생된다.

이러한 OFDM 신호는 낮은 주파수 대역에서 높은 주파수 대역에서까지 전송이 가능하다. 그러나 높은 주파수 대역이 사용될 경우 높은 샘플링 속도, 넓은 대역폭, 낮은 하드웨어 효율성으로 인해 매우 높은 전력 소비를 필요로 하기 때문에, 수신기는 항상 활성된 상태 (active state)를 유지할 수 없으며 데이터를 수신할 때 잠시만 깨어날 수 있다. 수신기가 성능 저하를 최소화하면서 매우 짧은 시간 간격 내에 깨어나, 데이터를 수신하고, 처리하려면 수신기 신호 처리를 시작하기 전에 충분한 부가 정보가 있어야 한다. 기존의 셀룰러 통신 시스템에서 자원의 일부 (일반적으로 20 % 이상)는 시간, 주파수 또는/및도플러 동기화 및 복조에 필요한 채널 정보의 획득을 지원하기 위해 파일럿 신호(pilot signal)를 송수신하기 위해 사용된다.

이러한 높은 주파수 대역에서 짧은 시간 동안 신호를 처리하는데 발생하는 병목 현상은 다음과 같다. 우선 RF 장치에서 발생하는 내부 노이즈에 의해 위상의 변화가 발생하는데 이를 위상 노이즈(phase noise)라고 하며 이는 수신기의 심각한 성능 저하를 초래한다. 즉, 신호 송수신에 사용되는 주파수 대역이 훨씬 더 높을 때 동일한 양의 파일럿 신호를 위한 자원을 사용하여 동일한 수준의 수신 정확도를 달성하기가 훨씬 더 어렵다. 이를 위해서 필요한 오버 헤드를 최소화하면서 이러한 노이즈에 의해 손상된 신호에서 원하는 데이터 채널 정보를 얻어내는 방법이 필요하다.

하기에서 "d"는 채널의 지연(delay) 도메인을, "D"는 채널의 도플러(Doppler) 도메인을, "t"는 채널의 시간 도메인을, "f"는 채널의 주파수 도메인을 의미한다. "d-D"는 delay와 도플러의 2차원 도메인을 의미하고, "t-f"는 시간과 주파수의 2차원 도메인을 의미한다.

본 발명에서 제안하는 방법에 따르면, 송신기는 d-D 자원 그리드 (즉, N_d x N_D의 2차원 그리드)에서 심볼 매핑을 적용하고, 실제 데이터 패킷은 OFDM 기반 다중 캐리어 신호와 같이 t-f 자원 그리드 (즉, N_F x N_T 2차원 그리드)를 이용해 전송한다. 이를 위해 송신기와 수신기는 송수신기 간의 채널의 2 차 통계(2^nd order statistics), 즉 도플러 확산(Doppler spread) L_D (심볼 단위) 및 지연 확산 (delay spread) L_d (샘플 단위)에 대한 정보를 획득하기 위해, 수신기 또는 송신기가 채널 및/또는 신호(일례로 채널 상태 정보 기준 신호(channel state information reference signal, CSI-RS), 동기 신호(synchronization signal) 등)를 기반으로 획득한 채널 정보를 송신기 또는 수신기로 피드백하거나, 그에 상응하는 채널 정보를 획득 가능한 채널 및 신호(사운딩 기준 신호(sounding reference signal, SRS 등)을 사용하여 획득한다. 이를 통해 d-D 영역에서 사용 가능한 2 차원 자원의 수는 N_d x N_{D =}N_F / L_d x N_{T /} L_D 와 같다.

도 3은 d-D 영역의 자원 그리드의 일례를 도시한 것이다. d-D 도메인은 지연을 지시하는 Nd(307)개의 블록 자원과 도플러를 지시하는 N_D (303)개의 블록 자원으로 구성된 2차원 그리드(301)로 표현될 수 있다. 2차원 그리드 내의 하나의 블록(311)은 L_d의 길이를 가지는 305과 L_D의 길이를 가지는 309의 2차원의 d-D 도메인 자원으로 균등하게 분할된 것이다. 이러한 분할은 채널의 시간 지연과 도플러 확산의 정도에 따라 수행될 수 있으며, 분할에 대한 정보는 설계된 단말의 최대 허용 지연과 이동 속도를 기반으로 기지국에 의해 결정되고 상위 계층 신호으로 미리 설정될 수 있으며 또는 송신기와 수신기 사이의 SRS나 CSI-RS를 통한 채널 추정 및 채널에 대한 피드백을 통해서 파악된 채널을 기반으로 설정되고 상위 계층 신호로 지시하는 방법 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이렇게 분할된 자원으로 p(1)에서 p(N_d,N_D)까지의 블록 자원이 구성될 수 있다.

본 발명에서 제안하는 방법은 다음과 같다. 송신기는 전송 심볼(또는 전송 정보)을 먼저 희소 매핑(sparse mapping)을 통해 이진 정보로 변환한다. 여기서 이진 정보는 0이나 1의 값을 의미하고 희소 매핑은 포함하는 1의 개수가 매우 적은 변환된 벡터를 이용하는 매핑을 의미한다. 희소 매핑에는 다양한 방법이 존재하는데 일례로 변환 벡터의 특정 위치를 1로 변환하는 방법이 활용될 수 있다. 가령 2bit의 전송 심볼을 4bit의 희소 벡터로 변환하는 방법으로 00은 1000, 01은 0100, 10은 0010, 11은 0001으로 변환하는 것이 가능하다. 여기서 변환된 희소 백터에는 각각 포함된 1의 개수가 1개이기 때문에 희소성 K는 1로 표현된다.

이후 변환된 벡터는 d-D 자원 그리드에 매핑되고 t-f 도메인의 신호로 변환된다. 이후, 스케줄링에 따라 변환된 t-f 도메인의 신호의 일부가 선택되어 OFDM 신호로 전송된다.

수신기는 먼저 OFDM 심볼을 수신하여 d-D 도메인의 신호로 변환한다. 수신기는 CS(compressed sensing) 기반의 수신 알고리즘을 사용하며, 수신기는 CS 에너지 감지를 사용하여 원하는 이진 신호를 복구하기 위해 각 d-D 블록 자원에 대해 d-D 도메인 신호의 정보 유무를 확인할 수 있다. 복구된 이진 신호는 희소 디매핑(sparse demapping)을 통해 원래의 심볼로 변환된다.

아래에서는 제안하는 전송 방법을 좀 더 상세히 설명한다. 지연-도플러 도메인에서 전송되는 이진 전송 벡터(즉, 하나 이상의 전송 심볼)를 s라 하면, 희소 벡터 p는 함수 f (s; b; M; K)에 의해 획득될 수 있다. 즉, 각 이진 전송 벡터 s에 해당하는 각 b 비트(들)의 스트림(stream)은 희소성 K를 가지는 매퍼(mapper)에 의해 M 차원 희소 벡터 (여기서, 일례로 M = bN_dN_D/N_s, N_s는 s의 길이)에 매핑된다. 결과적으로 d-D 도메인에서 최대 자원의 수는 N_dxN_D 블록이고 데이터 (0 또는 1)는 각 블록에 매핑된다. 따라서 매핑된 p는 다음과 같은 희소 행렬 P로 표현 될 수 있다.

[식 1]

여기서 1 _LDxLd은 L_D/2와 L_d/2 번째 값은 1이고 나머지는 0인 행렬을 의미한다. 희소 행렬 P을 t-f 도메인에 확산시키면 2차원의 전송 신호 X를 다음 식 2를 통해 생성할 수 있다.

[식 2]

여기서 AoB은 A와 B행렬 간의 하다마드(Hadamard) 곱을 의미한다. F_NF은 크기가 N인 퓨리에 (Fourier) 변환 행렬을, Φ는 t-f 도메인에서 m개의 열을 선택하는 선택 행렬을 의미하며 Φ'은 d-D 도메인으로 Φ을 치환한 행렬이다. Φ는 주파수 대역을 선택하는 역할을 수행하며, 송신기는 Φ를 사용하여 사용자 멀티플렉싱(user multiplexing) 또는/및 인접 채널 간의 잠재적인 간섭 관리를 위한 보호 대역을 구성하기 위해 주파수 도메인에서 추가적인 압축을 수행한다.

위의 절차를 사용하면 s 벡터 전송에 총 2 단계 압축이 적용되며, 첫 번째 압축은 d-D 도메인에서 희소 압축이며 두 번째 압축은 t-f 도메인에서의 주파수 대역 맵핑을 통한 압축에 해당한다.

도 4는 본 발명에서 제안하는 t-f 도메인으로의 확산의 일례를 도시한 도면이다. 즉, 도 4와 같이 도 3에서 구성된 p 블록 들은 시간(403)과 주파수(405)의 2차원에 확산된다. 여기서 t-f 도메인으로의 변환은 FFT의 크기만큼 수행되기 때문에 모든 p 블록의 정보는 2차원의 자원(401)에 균일하게 확산된다. 그러나 실제로 이 정보를 모두 전송하는 것은 통신 시스템에서 불가능할 수 있다. 통신 시스템에서는 특정 주파수 자원을 활용해서 신호를 전송하는 것이 다른 사용자와의 다중화 및/또는 보호 대역을 구성하기 위해 필요하게 된다.

도 5는 본 발명에서 제안하는 t-f 도메인 자원의 할당의 일례를 도시한 도면이다. 확산된 p 블록의 정보는 실제로는 도 5와 같이 시간(503) 및 주파수(505)의 대역의에서 일부의 영역(507)에서 전송된다. 이 때 상기 기술한 첫 번째 압축(d-D 도메인의 희소 압축)에서 상위 계층 신호나 미리 정해진 규칙으로 그 방법이 결정되고 두 번째 압축(t-f 도메인의 일부의 영역에서 신호 전송)에서 송신기는 제어 채널 내지는 상위 계층 신호를 이용해 신호가 전송되는 주파수 대역의 위치, 길이를 수신기에 전달한다. 구체적으로, 첫 번째 압축을 위한 정보로는 L_d및/또는 L_D의 길이, N_d 및/또는 N_D의 개수, N_F 및/또는 N_T의 개수, 희소 벡터의 길이, 희소 매핑의 방법 또는 규칙, 희소성 K 등에 대한 정보 중 적어도 하나가 포함될 수 있다. 또한 두 번째 압축을 위한 정보로는 신호가 전송되는 주파수 대역, 부반송파의 위치, 미리 결정되거나 설정된 단위로 표현되는 주파수 자원 및/또는 시간 자원, 시간 심볼의 위치에 대한 정보가 있을 수 있다.

이와 같이 전송된 신호는 채널을 거쳐 수신기에 수신되며, 이를 벡터로 표현할 때 심볼 n에서의 수신 벡터 y_n는 식 3과 같이 표현될 수 있다.

[식 3]

여기서, G_n는 채널 행렬을 의미하고, x_n는 X 행렬의 n 번째 행 벡터를 의미하고 z는 가산적 백색 가우시안 노이즈(additive white Gaussian noise)를 의미하는 노이즈 벡터이다. 여기서 채널 행렬 G는 다음 식 4와 같이 분해가 가능한다.

[식 4]

여기서 Λ_n 행렬은 주파수 채널 값을 대각(diagonal) 형태로 표현한 것이다. 즉 주파수 채널 벡터가 h_n 일 때

에 해당하며, 따라서 식 4를 식 3에 적용하면 다음 식 5와 같다.

[식 5]

d-D 도메인에 압축한 신호는 N_T개의 심볼에 전송되기 때문에 N_T개의 심볼을 모은 행렬

은 다음 식 6과 같이 표현될 수 있다.

[식 6]

이는 수신된 신호를 d-D 도메인으로 변환한 것이다. U는 H=[h₁ ...

]의 d-D 채널 응답에 해당하며,

에 해당한다. 식 6은 간단하게 식 7로 표현될 수 있다.

[식 7]

여기서, CS 알고리즘을 이용해 수신 신호를 복원하기 위해서 식 7을 부행렬(submatrix) 형태로 분리하는데 이를 적용하면 식 8이 된다.

[식 8]

여기서 변환기호는 아래 식 9과 같은 변환을 의미한다.

[식 9]

최종적으로 변환된 식 9는 다음과 같이 표현할 수 있다.

[식 10]

G는 d-D 도메인 채널 응답이고 G는 t-f와 d-D 도메인 간의 2 차원 순환 상관 속성으로 인해 모든 d-D 도메인의 자원 블록에 대해 동일하게 나타난다. 수신기 측에서는 식 10에 대해서 각 자원 블록 별로 에너지가 가장 높은 순서대로 자원 블록을 선택할 수 있다. 이를 수식으로 표현하면 다음 식 11과 같다.

[식 11]

P 행렬은 0과 1로 구성되기 때문에 수신기의 동작은 d-D 채널을 통해 1이 매핑된 자원 블록의 에너지를 감지하는 것과 동일하다. 따라서 파일럿 신호를 사용하지 않아도 수신기는 전체 채널의 에너지가 수신되는 d-D 영역의 영역을 관찰하여 송신 신호를 복구할 수 있다. 또한 하나의 데이터 심볼이 t-f 도메인의 특정 자원에 매핑되지 않고 여러 t-f 자원에 분산되어 있기 때문에 위상 노이즈로 인해 발생하는 간섭에 대해 더 견고(robust)할 수 있다. 수신된 신호는 d-D 도메인에서 희소 벡터를 사용한 채널 임펄스 응답의 2 차원 컨볼루션과 동일하다. 결과적으로 d-D 도메인 자원 그리드의 특정 자원 블록에 신호가 존재하는지 여부에 따라 정보가 전달된다.

도 6은 본 발명에서 제안하는 송신기의 송신 동작을 도시한 도면이다. 도 6을 참조하면, 송신기는 본 발명에서 제안하는 방법의 압축 전송을 위한 설정 정보를 설정하고 이를 상위 계층 신호를 통해 수신기로 전달한다(601). 압축 전송을 위한 설정 정보로는 L_d및/또는 L_D의 길이, N_d 및/또는 N_D의 개수, N_F 및/또는 N_T의 개수, 희소 벡터의 길이, 희소 매핑의 방법 또는 규칙, 희소성 K 등에 대한 정보 중 적어도 하나가 포함될 수 있으며, 상기 정보 중 일부는 미리 결정되어 있어 전달되지 않을 수 있다. 이후 송신기는 구체적인 스케줄링 정보, 특히 주파수 축에서 할당 정보를 결정하고, 상기 정보를 제어 채널 또는 상위 계층 시그널링으로 수신기로 전송한다(603). 상기 스케줄링 정보에는 상기 기술된 바와 같은 두 번째 압축을 위한 정보인 본원발명에서 제안하는 방법으로 변환된 신호가 전송되는 주파수 대역 자원 및/또는 시간 자원에 대한 정보 등이 포함될 수 있다.

이후 송신기는 상기 기술된 방법으로 전송 신호를 희소 벡터로 변환하고(605), 이를 미리 구성된 d-D 도메인의 블록 자원에 매핑한다(607). 송신기는 상기 기술된 방법으로 매핑된 신호는 t-f 도메인의 신호로 변환 하고(609) 이를 603 단계에서 결정된 주파수 할당 등의 스케줄링 정보를 기반으로 t-f 도메인의 자원에 할당(또는 매핑)한다(611). 이 때, 송신기는 변환된 신호를 다른 신호와 다중화할 수 있다. 이후 송신기는 상기 변환된 신호를 OFDM 신호로 변환하여 수신기로 전송한다(613).

도 7은 본 발명에서 제안하는 수신기의 수신 동작을 도시한 도면이다. 도 7을 참조하면,수신기는 송신기로부터 상위 계층 신호를 통해서 희소 벡터 압축 내지는 맵핑 규칙, d-D 도메인의 자원 구성 정보 등의 압축 전송을 위한 설정 정보를 수신한다(701). 압축 전송을 위한 설정 정보로는 L_d및/또는 L_D의 길이, N_d 및/또는 N_D의 개수, N_F 및/또는 N_T의 개수, 희소 벡터의 길이, 희소 매핑의 방법 또는 규칙, 희소성 K 등에 대한 정보 중 적어도 하나가 포함될 수 있으며, 상기 정보 중 일부는 미리 결정되어 있어 전달되지 않을 수 있다. 이후 수신기는 상위 계층 신호 또는 제어 채널을 통해서 실제 t-f 도메인에서의 스케줄링 정보(즉 OFDM 신호 할당 정보)를 수신한다(703). 상기 스케줄링 정보는 상기 기술된 바와 같은 두 번째 압축을 위한 정보인 본원발명에서 제안하는 방법으로 변환된 신호가 전송되는 주파수 대역 자원 및/또는 시간 자원에 대한 정보 등이 포함될 수 있다. 수신기는 703 단계에서 수신된 스케줄링 정보에 따라 OFDM 신호를 수신한다. 이후 수신기는 원 신호를 복원하기 위해서 본 발명에서 제안하는 것과 같은 신호처리를 거쳐 d-D 도메인 자원 블록 별로 에너지의 크기를 측정하는 방법을 통해 전송된 d-D 도메인의 희소 벡터를 복원할 수 있으며, 복원된 희소 벡터에 희소 벡터 역매핑(sparse vector demapping)을 통해 원 신호를 복원할 수 있다.

도 8은 제안하는 발명의 일례에 따른 성능을 도시한 도면이다. 도 8은 데이터 전송에 사용하는 심볼의 길이를 가변할 경우 성능을 도시한 것이다.

도 8에서는 신호를 전송하는 심볼의 수 N_t를 20, 40, 60, 및 80개를 사용할 경우 각각 PER(packet error rate) 성능을 신호 대 잡음비 (signal-to-noise ratio, SNR)에 따라 도시하였다. 이는 전송에 사용되는 d-D 도메인 자원 블록의 크기는 일정하지만 블록을 구성하는 L_D의 길이를 다르게 사용하여 전송하는 경우를 의미한다. 이 결과로부터 일정한 도플러 확산에 따라 d-D 도메인에서 블록 간 간섭의 영향을 관찰할 수 있다. 도 8에 따르면, 각각 SNR = -6.5 및 -9 dB 에서 N_t = 60와 80을 사용하면 0.001 PER을 달성할 수 있는 것을 볼 수 있다. 반면 N_t가 20 내지 40 정도로 작으면 SNR이 높아져도 성능이 저하되고 PER이 좋아지지 않는다. 이는 d-D 도메인에서 발생하는 자원 블록 간 간섭으로 인해 에러가 발생하기 때문이며, 이는 t-f 도메인의 심볼 간 간섭과 유사한 현상이다. 즉, 본 발명에서 제안된 방법을 효과적으로 수행하기 위해서는 이러한 간섭을 피하기 위해 채널의 도플러 확산 통계를 기반으로 d-D 도메인 블록 자원(L_D, L_d의 크기)를 적절하게 구성하는 것이 중요하다. 이를 위해 송신기 및 수신기는 본 발명에서 제안되는 발명을 수행하기 전 채널 상태를 획득할 수 있다.

도 9는 제안하는 발명의 일례에 따른 성능을 도시한 또다른 도면이다. 도 9은 다양한 도플러 속도에서 주파수 대역의 크기를 변경할 경우 성능을 도시한 것이다.

도 9에서는 본 발명에서 제안된 기술이 주파수 축에서 도플러 주파수(f_D)와 주파수 축에서의 압축률 m (%)에 얼마나 민감한지 여부가 도시되었다. 도 9의 결과에서 볼 수 있듯이 도플러 주파수에 대해 적절한 도플러 도메인 블록 거리 L_D를 설정할 경우 대역폭 대비 약 40 %만의 주파수 자원을 사용하여 전송하여도 0.1 PER (셀룰러 네트워크에서 일반적인 데이터 전송 요구 사항)을 달성할 수 있다는 것을 알 수 있다. 도플러 주파수를 더 줄이면(단말의 속도가 작아지면) 대역폭 대비 약 10 %의 부반송파만 사용하여도 데이터 전송 요구 사항을 달성 할 수 있음을 알 수 있다. 따라서 제안된 방법은 높은 수준의 주파수 영역 압축이 가능함을 보여준다.

도 10은 제안하는 발명의 일례에 따른 성능을 도시한 또다른 도면이다. 도 10은 희소 매핑의 정도와 전송에 사용한 시간 심볼의 크기를 변경할 경우 성능을 도시한 것이다.

도 10에서는 신호를 전송하는 시간 심볼의 수 N_t가 변경될 경우 d-D 영역의 희소성에 따른 PER 성능 결과가 도시되었다. 여기서 희소성 비율 α는 희소성을 비교하는 데 사용되며, 이는 모든 M개의 블록 사이에서 실제로 전송에 사용되는 블록 수를 의미한다. N_t가 매우 크면 (일례로 N_t=80) α> 0.5 이더라도 0.1 PER을 달성할 수 있으나 N_t 가 작을수록 PER는 희소성 비율 α에 더 민감하다. 예를 들어 N_t = 40인 경우에는 신호가 100 개 중 1 개 또는 2 개 블록에만 전송되더라도 0.01 PER을 달성할 수 없다.

도 11는 제안하는 발명의 일례에 따른 성능을 도시한 또다른 도면이다. 도 11은 다양한 채널 상황에서 제안하는 방법의 성능을 도시한 것이다.

도 11에서는 최대 지연 확산(D_max) 및 채널의 탭 수(N_tap)와 같은 채널 특성에 따른 PER 성능이 SNR에 따라 도시되었다. 가령, N_tap은 20이고 D_max는 70이며, 20 개의 탭은 70 개의 탭에 걸쳐 균일하게 무작위로 분포되어 주파수 영역에서 높은 선택성을 가진 채널을 생성하였다. N_tap가 동일한 D_max를 유지하면서 감소하면 탭 사이의 평균 지연 간격이 증가하고 결국 채널의 선택성이 더 증가하는 것이 관찰된다. 반면 D_max가 감소하면 채널의 선택성이 감소한다. 결과적으로 채널의 선택성이 증가함에 따라 0.01 PER 지점에서 수신에 필요한 SNR은 2dB 감소하지만 t-f 도메인 채널 변경의 영향은 적다는 것을 알 수 있다. 이는 제안하는 방법이 t-f 도메인에 의해 추가된 위상 노이즈에 둔감하다는 것을 의미한다.

도 12는 제안하는 발명의 제5실시예에 따른 성능을 도시한 도면이다. 도 12은 기존의 다양한 기법과의 성능 비교한 것이다.

도 12는 본 발명에 따른 M-PVS(multi-dimensional sparse vector compression)에 따른 PER 성능을 OFDM [1], SVC [22] 및 PL-SVC [3]( [1] Zaidi, Ali, et al. "5G Physical Layer: principles, models and technology components," Academic Press, 2018 [2] H. Ji et al., "Sparse Vector Coding of Control Channel for Ultra-Reliable and Low Latency Communications," IEEE Trans. Wireless Commun., 2017 [3] H. Ji, et al., "Pilot-Less Sparse Vector Coding for Short Packet Transmission," IEEE Commun. Lett., vol.8, no.4, 2019.)와 같은 기존 기술과 비교한 것이다. OFDM 방식은 신호를 전송하기 위해 사용되는 자원의 30 %를 2 차원 파일럿 신호 전송을 위한 오버헤드로 사용한다. SVC(sparse vector coding)의 경우 디코딩을 위해 파일럿 심볼이 필요하지만 파일럿 심볼 없이 전송되어 SVC와 PL-SVC(pilot-less sparse vector coding)에 사용되는 자원이 동일하다. 그 결과 파일럿 심볼 없이는 SVC를 효율적으로 디코딩할 수 없기 때문에 SVC의 성능이 가장 낮다. PL-SVC의 경우 디코딩 알고리즘의 주요 가정은 채널 계수가 데이터 전송 구간 동안 거의 일정하다는 것이다. 따라서 높은 SNR에서도 도플러에 의한 채널 변경으로 성능 저하가 관찰된다. OFDM에 비해 본 발명에서 제안하는 방법(M-SVC)은 OFDM보다 스펙트럼 효율성이 낮으나 t-f 도메인의 파일럿 신호에 의한 오버헤드 없이 결과적으로 채널 추정 없이 더 나은 PER 성능을 얻을 수 있다. 이는 주파수 대역 자원이 매우 큰 mmWave 또는 테라 헤르츠 스펙트럼을 통한 데이터 네트워크와 같은 스펙트럼 효율성보다 에너지 효율성이 더 중요한 시스템에 매우 유용하다. 또한 제안한 M-SVC에 따른 각 수행 단계는 하드웨어의 추가 없이 송수신기의 소프트웨어를 통해 고속 처리가 가능하다.

상술된 실시예들을 수행하기 위해 단말과 기지국의 송수신부, 메모리, 및 프로세서가 각각 도 13 및 도 14에 도시되어 있다.

도 13은 본 개시의 일 실시예에 따른 송신기의 구조를 도시하는 블록도이다. 상기 송신기는 기지국 또는 단말이 될 수 있다.

도 13을 참조하면, 송신기는 데이터 신호 발생기(1300), 다중화기(1310), 제어 신호 발생기(1320), RF 신호 발생기(1330) 및 메모리/제어부(1340)를 포함할 수 있다. 다만 송신기의 구성 요소가 전술한 예에 한정되는 것은 아니며, 예를 들면 단말은 전술한 구성 요소보다 더 많은 구성 요소를 포함하거나 더 적은 구성 요소를 포함할 수 있다. 뿐만 아니라, 데이터 신호 발생기(1300), 다중화기(1310), 제어 신호 발생기(1320), RF 신호 발생기(1330) 및 메모리/제어부(1340)가 하나의 칩(Chip) 형태로 구현될 수도 있다.

본 개시의 일 실시예에 따르면, 데이터 신호 발생기(1300)는 전송 심볼을 변조하여 전송 샘플을 생성하는 장치이다. 제어 신호 발생기(1320)은 제어 정보를 변조하고 전송 샘플을 생성하는 장치이다. 다중화기(1310)는 생성된 데이터와 제어 신호를 다중화하는 장치이다. RF 신호 발생기(1330)는 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하고 RF 신호로 업컨버팅(up-converting)하고 안테나로 발생시킨 신호를 전송하는 장치를 의미하고 상술된 신호는 제어 정보와, 데이터를 포함할 수 있다. 또한 상기 RF 신호 발생기(1330)은 송신기, 송수신기 등으로 칭해질 수 있다.

본 개시의 일 실시예에 따르면, 메모리/제어부(1340)는 기지국의 동작에 필요한 프로그램 및 데이터를 저장할 수 있다. 또한, 메모리/제어부(1340)는 송신기가 전송하는 신호에 포함된 제어 정보 또는 데이터를 저장할 수 있다. 메모리/제어부(1340)는 롬(ROM), 램(RAM), 하드디스크, CD-ROM 및 DVD 등과 같은 저장 매체 또는 저장 매체들의 조합으로 구성될 수 있다. 또한, 메모리/제어부(1340)는 복수 개의 메모리와 프로세서로 구성될 수도 있다. 본 개시의 일 실시예에 따르면, 메모리/제어부(1340)는 빠른 데이터 처리를 위한 정보, 데이터 및 프로그램을 저장할 수 있다. 또한 상기 다중화기(1310), 제어 신호 발생기(1320), 데이터 신호 발생기(1300)에서 수행되는 동작은 메모리/제어부(1340)에서 수행되는 것도 가능하다.

본 개시의 일 실시예에 따르면, 메모리/제어부(1340)는 상술된 본 개시의 실시예들에 따라 송신기의 동작에 따르는 일련의 과정을 제어할 수 있다.

도 14는 본 개시의 일 실시예에 따른 수신기의 구조를 도시하는 블록도이다. 상기 수신기는 단말 또는 기지국이 될 수 있다.

도 14를 참조하면, 단말은 RF 신호 수신부(1440), 데이터 신호 수신기(1400), 역다중화기(1410), 제어 신호 수신기(1420) 및 메모리/제어부(1440)를 포함할 수 있다. 다만, 단말의 구성 요소가 전술한 예에 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 단말은 전술한 구성 요소보다 더 많은 구성 요소를 포함하거나 더 적은 구성 요소를 포함할 수 있다. 뿐만 아니라, RF 신호 수신부(1430), 데이터 신호 수신기(1400), 역다중화기(1410), 제어 신호 수신기(1420) 및 메모리/제어부(1440)가 하나의 칩(Chip) 형태로 구현될 수도 있다.

본 개시의 일 실시예에 따르면, RF 신호 수신기(1430)는 송신기의 신호를 수신할 수 있다. 상술된 신호는 제어 정보와, 데이터를 포함할 수 있다. 이를 위해, RF 신호 수신기(1430)는 수신되는 신호의 주파수를 하강 변환 및 증폭하는 RF 수신기 등으로 구성될 수 있다. 또한 상기 RF 신호 수신기(1430)은 수신기, 송수신기 등으로 칭해질 수 있다. 또한, 수신된 신호는 역다중화기(1410)를 통해 제어 채널은 제어 신호 수신기(1420)로 데이터 채널은 데이터 신호 수신기(1400)로 각각 전달되고 제어 채널로부터 복원된 명령을 기반으로 메모리/제어부(1440)로 하여금 데이터 신호를 복원할 수 있다.

본 개시의 일 실시예에 따르면, 메모리/제어부(1440)는 수신기의 동작에 필요한 프로그램 및 데이터를 저장할 수 있다. 또한, 메모리/제어부(1440)는 송신기가 전송한 신호에 포함된 제어 정보 또는 데이터를 저장할 수 있다. 메모리/제어부(1440)는 롬(ROM), 램(RAM), 하드디스크, CD-ROM 및 DVD 등과 같은 저장 매체 또는 저장 매체들의 조합으로 구성될 수 있다. 또한, 메모리/제어부(1440)는 복수 개의 메모리로 구성될 수도 있다. 본 개시의 일 실시예에 따르면, 메모리/제어부(1440)는 데이터 신호 처리를 빠르게 하기 위한 정보, 데이터 및 이를 위한 프로그램을 저장할 수 있다. 또한 상기 역다중화기(1410), 제어 신호 수신기(1420), 데이터 신호 수신기(1400)에서 수행되는 동작은 메모리/제어부(1440)에서 수행되는 것도 가능하다.

본 개시의 일 실시예에 따르면, 메모리/제어부(1440)는 상술된 본 개시의 실시예에 따라 기지국이 동작할 수 있도록 일련의 과정을 제어할 수 있다.

본 개시의 청구항 또는 명세서에 기재된 실시예들에 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 매체 또는 컴퓨터 프로그램 제품이 제공될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 저장 매체 또는 컴퓨터 프로그램 제품에 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 실시예들에 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(ROM: Read Only Memory), 전기적 삭제가능 프로그램가능 롬(EEPROM: Electrically Erasable Programmable Read Only Memory), 자기 디스크 저장 장치(magnetic disc storage device), 컴팩트 디스크 롬(CD-ROM: Compact Disc-ROM), 디지털 다목적 디스크(DVDs: Digital Versatile Discs) 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 복수 개 포함될 수도 있다.

또한, 프로그램은 인터넷(Internet), 인트라넷(Intranet), LAN(Local Area Network), WLAN(Wide LAN), 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 실시예를 수행하는 장치에 접속할 수 있다. 또한, 통신 네트워크 상의 별도의 저장 장치가 본 개시의 실시예를 수행하는 장치에 접속할 수도 있다.

상술한 본 개시의 구체적인 실시예들에서, 본 개시에 포함되는 구성 요소는 제시된 구체적인 실시예에 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 명세서와 도면에 개시된 본 개시의 실시예들은 본 개시의 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 개시의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 개시의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 즉 본 개시의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 개시의 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다. 또한 상기 각각의 실시예는 필요에 따라 서로 조합되어 운용할 수 있다. 예를 들면, 본 개시의 일 실시예와 다른 일 실시예의 일부분들이 서로 조합되어 기지국과 단말이 운용될 수 있다. 또한, 본 개시의 실시예들은 다른 통신 시스템에서도 적용 가능하며, 실시예의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들 또한 실시 가능할 것이다. 예를 들면, 실시예들은 LTE 시스템, 5G 또는 NR 시스템 등에도 적용될 수 있다.

Claims

통신 시스템의 송신기의 방법에 있어서,
수신기로 신호 전송을 위한 설정 정보를 전송하는 단계;
신호 전송을 위한 자원을 확인하고, 상기 수신기로 상기 자원을 지시하는 스케줄링 정보를 전송하는 단계;
상기 설정 정보에 상응하도록 전송 신호를 압축 신호로 변환하는 단계;
상기 압축 신호를 다차원으로 확산시키는 단계;
상기 스케줄링 정보에 상응하는 상기 자원에 상기 확산된 압축 신호의 일부를 매핑하는 단계;
상기 확산된 압축 신호를 변환하여 OFDM (orthogonal frequency-division multiplexing) 신호를 생성하고, 상기 수신기로 상기 생성된 OFDM 신호를 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 설정 정보는 지연-도플러 도메인 설정 또는 희소 매핑 규칙에 관련된 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 설정 정보에 상응하도록 전송 신호를 압축 신호로 변환하는 단계는 상기 전송 신호에 포함되는 전송 정보를 각각 해당하는 희소 벡터(sparse vector)에 매핑하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제3항에 있어서, 상기 압축 신호를 다차원으로 확산시키는 단계는,
상기 희소 벡터를 지연-도플러 도메인에 매핑하는 단계; 및
상기 매핑된 희소 벡터를 시간-주파수 대역에 확산시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 스케줄링 정보는 상기 전송 신호를 전송할 주파수 대역에 대한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제4항에 있어서, 상기 희소 벡터를 지연-도플러 도메인에 매핑하는 단계는,
지연-도플러 도메인을 구성하는 자원 블록에 희소 벡터의 각 비트를 매핑하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 수신기로부터 무선 채널의 도플러 확산 또는 지연 확산에 대한 정보를 수신하거나 또는 상기 무선 채널의 도플러 확산 또는 지연 확산에 대한 정보를 획득하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
통신 시스템의 수신기의 방법에 있어서,
송신기로부터 신호 수신을 위한 설정 정보를 수신하는 단계;
상기 송신기로부터 상기 신호 수신을 위한 스케줄링 정보를 수신하는 단계;
상기 설정 정보와 스케줄링 정보를 기반으로 수신 신호를 복원하는 단계; 및
상기 복원된 수신 신호의 압축을 해제하여 전송 정보를 획득하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제8항에 있어서, 상기 설정 정보는 지연-도플러 도메인 설정 또는 희소 매핑 규칙에 관련된 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제8항에 있어서, 상기 수신 신호를 복원하는 단계는,
상기 수신 신호를 지연-도플러 도메인 신호로 변환하는 단계; 및
상기 지연-도플러 도메인 신호의 각 자원 블록당 존재 여부를 확인하여 상기 수신 신호를 복원하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제8항에 있어서, 상기 전송 정보를 획득하는 단계는 상기 복원된 수신 신호에 희소 디매핑(sparse demapping)을 적용하여 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
제8항에 있어서,
상기 무선 채널의 도플러 확산 또는 지연 확산에 대한 정보를 획득하거나 또는 상기 송신기로 무선 채널의 도플러 확산 또는 지연 확산에 대한 정보를 전송하는 단계 중 적어도 하나를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
통신 시스템의 송신기에 있어서,
송수신부; 및
수신기로 신호 전송을 위한 설정 정보를 전송하고, 신호 전송을 위한 자원을 확인하고, 상기 수신기로 상기 자원을 지시하는 스케줄링 정보를 전송하고, 상기 설정 정보에 상응하도록 전송 신호를 압축 신호로 변환하고, 상기 압축 신호를 다차원으로 확산시키고, 상기 스케줄링 정보에 상응하는 상기 자원에 상기 확산된 압축 신호의 일부를 매핑하고, 상기 확산된 압축 신호를 변환하여 OFDM (orthogonal frequency-division multiplexing) 신호를 생성하고, 상기 수신기로 상기 생성된 OFDM 신호를 전송하도록 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 송신기.
제13항에 있어서, 상기 설정 정보는 지연-도플러 도메인 설정 또는 희소 매핑 규칙에 관련된 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 송신기.
제13항에 있어서, 상기 제어부는 상기 전송 신호에 포함되는 전송 정보를 각각 해당하는 희소 벡터(sparse vector)에 매핑하도록 더 제어하는 것을 특징으로 하는 송신기.
제15항에 있어서, 상기 제어부는 상기 희소 벡터를 지연-도플러 도메인에 매핑하고, 상기 매핑된 희소 벡터를 시간-주파수 대역에 확산시키도록 더 제어하는 것을 특징으로 하는 송신기.
제13항에 있어서, 상기 스케줄링 정보는 상기 전송 신호를 전송할 주파수 대역에 대한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 송신기.
제16항에 있어서, 상기 제어부는 지연-도플러 도메인을 구성하는 자원 블록에 희소 벡터의 각 비트를 매핑하도록 더 제어하는 것을 특징으로 하는 송신기.
제13항에 있어서, 상기 제어부는 상기 수신기로부터 무선 채널의 도플러 확산 또는 지연 확산에 대한 정보를 수신하거나 또는 상기 무선 채널의 도플러 확산 또는 지연 확산에 대한 정보를 획득하도록 더 제어하는 것을 특징으로 하는 송신기.
통신 시스템의 수신기의 방법에 있어서,
송수신부; 및
송신기로부터 신호 수신을 위한 설정 정보를 수신하고, 상기 송신기로부터 상기 신호 수신을 위한 스케줄링 정보를 수신하고, 상기 설정 정보와 스케줄링 정보를 기반으로 수신 신호를 복원하고, 상기 복원된 수신 신호의 압축을 해제하여 전송 정보를 획득하도록 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 수신기.
제20항에 있어서, 상기 설정 정보는 지연-도플러 도메인 설정 또는 희소 매핑 규칙에 관련된 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 수신기.
제20항에 있어서, 상기 제어부는 상기 수신 신호를 지연-도플러 도메인 신호로 변환하고, 상기 지연-도플러 도메인 신호의 각 자원 블록당 존재 여부를 확인하여 상기 수신 신호를 복원하도록 더 제어하는 것을 특징으로 하는 수신기.
제20항에 있어서, 상기 제어부는 상기 전송 정보를 획득하기 위해 상기 복원된 수신 신호에 희소 디매핑(sparse demapping)을 적용하는 것을 특징으로 하는 수신기.
제20항에 있어서, 상기 제어부는 상기 무선 채널의 도플러 확산 또는 지연 확산에 대한 정보를 획득하거나 또는 상기 송신기로 무선 채널의 도플러 확산 또는 지연 확산에 대한 정보를 전송하도록 더 제어하는 것을 특징으로 하는 수신기.