KR20220044602A - 협대역, 저 복잡도의 수신기들을 위한 물리적으로 분리된 채널들 - Google Patents

협대역, 저 복잡도의 수신기들을 위한 물리적으로 분리된 채널들 Download PDF

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프라운호퍼 게젤샤프트 쭈르 푀르데룽 데어 안겐반텐 포르슝 에. 베.
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Abstract

수신기(212), 예컨대 loT 디바이스는 무선 신호(220)를 수신하여 처리한다. 무선 신호(220)는 적어도 제1 주파수 대역(SC) 및 제2 주파수 대역(D1)을 갖는다. 제1 주파수 대역(SC)은 제1 신호(222)를 포함하고, 제2 주파수 대역(D1)은 제2 신호(224)를 포함하며, 제1 신호(222) 및 제2 신호(224) 각각은 복수의 프레임들(226)을 포함하고, 각각의 프레임(226)은 복수의 서브프레임들(M-서브프레임)을 갖는다. 제1 신호(222)의 서브프레임들(M-서브프레임) 중 하나 이상은 수신기(212)가 무선 통신 시스템과의 접속을 확립할 수 있게 하는 접속 정보를 포함한다. 제2 신호(224)의 서브프레임들(M-서브프레임) 전부에는 어떠한 접속 정보도 없다. 수신기(212)는 접속 정보를 사용하여 무선 통신 시스템과의 접속을 확립하고, 무선 통신 시스템과의 접속을 확립한 후 그리고 제2 주파수 대역(D1)을 나타내는 대역 정보에 대한 응답으로 제2 주파수 대역(D1)에서 동작한다.

Description

협대역, 저 복잡도의 수신기들을 위한 물리적으로 분리된 채널들 {PHYSICALLY SEPARATED CHANNELS FOR NARROWBAND, LOW COMPLEXITY RECEIVERS}
본 발명은 무선 통신 네트워크들 또는 시스템들, 보다 구체적으로는 사물 인터넷(IoT: Internet-of-Things) 디바이스들과 같은 협대역, 저 복잡도의 수신기들에 의해 액세스될 무선 통신 네트워크들 또는 시스템들의 분야에 관한 것이다. 실시예들은 물리적으로 분리된 복수의 채널들을 사용하여 무선 통신 네트워크에 액세스하는, IoT 디바이스들과 같은 협대역, 저 복잡도의 수신기들에 관한 것이다.
IoT 디바이스들은 전자 장치, 소프트웨어, 센서들, 액추에이터들 등이 내장된 물리적 디바이스들, 차량들, 건물들 및 다른 항목들뿐만 아니라 이러한 디바이스들이 기존 네트워크 인프라구조를 통해 데이터를 수집하고 교환할 수 있게 하는 네트워크 접속을 포함할 수 있다. 도 1은 기지국을 둘러싸며 개개의 셀들(1001 내지 1005)로 개략적으로 표현된 특정 영역을 각각 서빙하는 복수의 기지국들(eNB1 내지 eNB5)을 포함하는 무선 통신 시스템과 같은 그러한 네트워크 인프라구조의 일례의 개략적인 표현을 도시한다. 기지국들은 셀 내의 사용자들을 서빙하기 위해 제공된다. 사용자는 고정 디바이스 또는 이동 디바이스일 수 있다. 또한, 무선 통신 시스템은 기지국에 또는 사용자에 접속하는 IoT 디바이스들에 의해 액세스될 수 있다. 도 1은 단지 5개의 셀들의 예시적인 도면을 도시하지만, 무선 통신 시스템은 더 많은 그러한 셀들을 포함할 수 있다. 도 1은 셀(1002) 내에 있으며 기지국(eNB2)에 의해 서빙되는, 사용자 장비(UE: user equipment)로도 또한 지칭되는 두 사용자들(UE1, UE2)을 도시한다. 다른 사용자(UE3)는 기지국(eNB4)에 의해 서빙되는 셀(1004) 내에 있는 것으로 도시된다. 화살표들(1021, 1022, 1023)은 사용자(UE1, UE2, UE3)로부터 기지국들(eNB2, eNB4)로 데이터를 송신하기 위한 또는 기지국들(eNB2, eNB4)로부터 사용자들(UE1, UE2, UE3)로 데이터를 송신하기 위한 업링크/다운링크 접속들을 개략적으로 나타낸다. 또한, 도 1은 셀(1004) 내에 2개의 IoT 디바이스들(1041, 1042)을 도시하며, 이들은 고정 또는 이동 디바이스들일 수 있다. IoT 디바이스(1041)는 화살표(1051)로 개략적으로 표현된 바와 같이, 기지국(eNB4)을 통해 무선 통신 시스템에 액세스하여 데이터를 수신 및 송신한다. IoT 디바이스(1042)는 화살표(1052)로 개략적으로 표현된 바와 같이, 사용자(UE3)를 통해 무선 통신 시스템에 액세스한다.
무선 통신 시스템은 CP를 가진 또는 CP가 없는 임의의 다른 IFFT 기반 신호, 예컨대 DFT-s-OFDM, 또는 LTE 표준에 의해 정의된 직교 주파수 분할 다중 액세스(OFDMA: orthogonal frequency-division multiple access) 시스템, 직교 주파수 분할 다중화(OFDM: orthogonal frequency-division multiplexing) 시스템과 같은 주파수 분할 다중화에 기반한 임의의 단일 톤 또는 다중 반송파 시스템일 수 있다. 다중 액세스를 위한 비직교 파형들, 예컨대 필터 뱅크 다중 반송파(FBMC: filter-bank multicarrier)와 같은 다른 파형들이 사용될 수 있다.
사용자들(UE1, UE2, UE3)과 같은 표준 LTE 디바이스들은 제1 대역폭 내에서 동작하고, IoT 디바이스들(1041, 1042)은 제1 대역폭보다 더 좁은 제2 대역폭 내에서 동작한다. 제2 대역폭은 다음에서는 NB-IoT로도 또한 지칭되는 LTE Rel. 13 표준의 NB-IoT 강화에 따라 정의될 수 있다. LTE 표준에 따라 동작하는 무선 통신 시스템은 1.4㎒, 3.0㎒, 5㎒, 10㎒, 15㎒, 20㎒의 시스템 대역폭 또는 이들의 임의의 결합으로 구성된 집성된 시스템 대역폭을 가질 수 있고, LTE Rel. 13 표준의 NB-IoT 강화에 따른 대역폭은 200㎑까지일 수 있다.
데이터 송신을 위한 OFDMA 시스템은, 12개의 부반송파들 × 7개의 OFDM 심벌들로 각각 정의되고 다양한 물리 채널들 및 물리 신호들이 매핑되는 한 세트의 자원 엘리먼트들을 포함하는 복수의 물리적 자원 블록(PRB: physical resource block)들을 포함하는 OFDMA 기반의 물리적 자원 그리드를 포함할 수 있다. 자원 엘리먼트는 시간 도메인의 하나의 심벌과 주파수 도메인의 하나의 부반송파로 구성된다. 예를 들어, LTE 표준에 따르면, 1.4㎒의 시스템 대역폭은 6개의 PRB들을 포함하고, LTE Rel. 13 표준의 NB-IoT 강화에 따른 200㎑ 대역폭은 1개의 PRB를 포함한다. LTE 및 NB-IoT에 따르면, 물리 채널들은 다운링크 페이로드 데이터로도 또한 지칭되는 사용자 특정 데이터를 포함하는 물리적 다운링크 공유 채널(PDSCH: physical downlink shared channel), 예를 들어 마스터 정보 블록(MIB: master information block) 또는 시스템 정보 블록(SIB: system information block)을 포함하는 물리적 브로드캐스트 채널(PBCH: physical broadcast channel), 예를 들어 다운링크 제어 정보(DCI: downlink control information)를 포함하는 물리적 다운링크 제어 채널(PDCCH: physical downlink control channel) 등을 포함할 수 있다. 물리 신호들은 기준 신호(RS: reference signal)들, 동기화 신호들 등을 포함할 수 있다. LTE 자원 그리드는 주파수 도메인에서 특정 대역폭, 예컨대 1.4㎒를 갖는, 시간 도메인에서의 10㎳ 프레임을 포함한다. 이 프레임은 1㎳ 길이의 10개의 서브프레임들을 가지며, 각각의 서브프레임은 순환 프리픽스(CP: cyclic prefix) 길이에 따라 6개 또는 7개의 OFDM 심벌들의 2개의 슬롯들을 포함한다.
도 2는 서로 다른 선택된 Tx 안테나 포트들에 대한 2개의 안테나 포트들을 갖는 예시적인 LTE OFDMA 기반 서브프레임을 도시한다. 서브프레임은 서브프레임의 하나의 슬롯과 주파수 도메인의 12개의 부반송파들로 각각 구성된 2개의 자원 블록(RB: resource block)들을 포함한다. 주파수 도메인의 부반송파들은 부반송파 0 내지 부반송파 11로 도시되고, 시간 도메인에서 각각의 슬롯은 7개의 OFDM 심벌들, 예컨대 슬롯 0에서 OFDM 심벌들 0 내지 6 및 슬롯 1에서 OFDM 심벌들 7 내지 13을 포함한다. 흰색 박스들(106)은 페이로드 또는 사용자 데이터를 포함하는 PDSCH에 할당된 자원 엘리먼트들을 나타내는데, 이는 또한 페이로드 영역으로도 지칭된다. 제어 영역으로도 또한 지칭되는 (비-페이로드 또는 비-사용자 데이터를 포함하는) 물리적 제어 채널들에 대한 자원 엘리먼트들은 해치 박스들(108)로 표현된다. 예들에 따르면, 자원 엘리먼트들(108)은 PDCCH, 물리적 제어 포맷 표시자 채널(PCFICH: physical control format indicator channel) 및 물리적 하이브리드 ARQ 표시자 채널(PHICH: physical hybrid ARQ indicator channel)에 할당될 수 있다. 십자선 박스들(110)은 채널 추정에 사용될 수 있는 RS에 할당되는 자원 엘리먼트들을 나타낸다. 검정색 박스들(112)은 다른 안테나 포트 내의 RS들에 대응할 수 있는 현재 안테나 포트 내의 미사용 자원들을 나타낸다. 물리적 제어 채널들 및 물리적 기준 신호들에 할당된 자원 엘리먼트들(108, 110, 112)은 시간에 따라 균등하게 분배되지 않는다. 보다 구체적으로, 서브프레임의 슬롯 0에서, 심벌 0 및 심벌 1과 연관된 자원 엘리먼트들은 물리적 제어 채널들 또는 물리적 기준 신호들에 할당되고, 심벌 0 및 심벌 1의 자원 엘리먼트들은 페이로드 데이터에 할당되지 않는다. 서브프레임의 슬롯 0의 심벌 4와 연관된 자원 엘리먼트들뿐만 아니라 슬롯 1의 심벌 7 및 심벌 11과 연관된 자원 엘리먼트들은 부분적으로 물리적 제어 채널들에 또는 물리적 기준 신호들에 할당된다. 도 2에 도시된 흰색 자원 엘리먼트들은 페이로드 데이터 또는 사용자 데이터와 연관된 심벌들을 포함할 수 있고, 심벌 2, 심벌 3, 심벌 5 및 심벌 6에 대한 슬롯 0에서는 모든 자원 엘리먼트들(106)이 페이로드 데이터에 할당될 수 있지만, 슬롯 0의 심벌 4에서는 페이로드 데이터에 더 적은 자원 엘리먼트들(106)이 할당되고, 심벌 0 및 심벌 1에서는 페이로드 데이터에 자원 엘리먼트가 할당되지 않는다. 슬롯 1에서 심벌 8, 심벌 9, 심벌 10, 심벌 12 및 심벌 13과 연관된 자원 엘리먼트들은 모두 페이로드 데이터에 할당되는 한편, 심벌 7 및 심벌 11에 대해서는 더 적은 자원 엘리먼트들이 페이로드 데이터에 할당된다.
도 3은 NB-IoT에 따라 다운링크에 사용될 수 있는 시간 단위들에 대한 일례를 도시한다. 앞서 언급한 바와 같이, NB-IoT는 200㎑ 대역폭 내에서 동작할 수 있는데, 이는 주파수 도메인에서 12개의 부반송파들 또는 1개의 물리적 자원 블록(PRB)에 대응한다. 다운링크는 직교 주파수 분할 다중 액세스(OFDMA)에 기반할 수 있고, LTE 표준에 의해 정의된 것과 동일한 부반송파 간격, 동일한 OFDM 심벌 지속기간, 동일한 슬롯 포맷, 동일한 슬롯 지속기간 및 동일한 서브프레임 지속기간을 가질 수 있다. 업링크는 단일 반송파 주파수 분할 다중 액세스(SC-FDMA: Single Carrier Frequency Division Multiple Access)의 특별한 경우로서, 사용자 장비당 단일 톤 송신을 포함하는 SC-FDMA에 기반할 수 있다. 또한, 다중 톤 송신에 대해 피크대 평균 전력비(PAPR: Peak-to-Average Power Ratio) 감소 기술들이 고려될 수 있다. NB-IoT 시스템 대역폭은 가장 작은 LTE 대역폭의 1/6(예컨대, 1.4㎒ 대역폭 시스템의 경우 6개의 PRB들)에 불과하다는 사실로 인해, "M-프레임" 및 "M-서브프레임"으로 지칭되는 시간 단위들이 도입된다. 도 3은 M-프레임으로 지칭되며 60㎳의 길이를 갖는 NB-IoT 무선 프레임을 도시한다. 각각의 M-프레임은 6㎳의 지속기간을 각각 갖는 10개의 M-서브프레임들(200)을 포함한다. 각각의 M-서브프레임은 6개의 연속적인 서브프레임들(202)을 포함하며, 각각의 서브프레임은 1㎳의 길이를 갖는다. 각각의 서브프레임(202)은 도 2에 도시된 바와 같은 구조를 갖고 2개의 슬롯들(204)을 포함하며, 각각의 슬롯은 7개의 심벌들(206)을 포함하고, 각각의 심벌은 실제 신호 및 순환 프리픽스를 포함한다.
도 4(a)는 도 4(a)는 도 3의 M-프레임의 처음 3개의 M-서브프레임들(2000, 2001, 2002)의 일례를 도시한다. M-서브프레임에서, 최소 스케줄링 단위는 1개의 PRB(1㎳ x 180㎑)이다. 그러므로 최대 6명의 사용자들 또는 디바이스들이 M-서브프레임들 중 하나(서브프레임당 하나의 사용자)에 스케줄링될 수 있다. LTE의 원리에 따라, 전송 블록은 하나의 M-서브프레임에서 사용자에게 할당된 스케줄링 단위들(PRB들)에 매핑된다. 주파수 차원에서 스케줄링 단위들, 예컨대 1.4㎒ 대역폭 시스템에서 6개의 PRB들을 확산시키는 LTE와는 달리, NB-IoT는 시간 확장 접근 방식을 적용하여 시간 차원에서 스케줄링 단위들을 확산시킨다. 도 4(a)는 NB-IoT 자원 엘리먼트들이 각각의 LTE 다운링크 물리 채널 및 물리 신호에 어떻게 매핑되는지를 추가로 도시한다. LTE와 비슷한 식으로, NB-IoT는 또한 다음의 LTE 물리 채널들을 포함할 수 있다:
- M-PBCH: 시스템 정보의 브로드캐스트를 포함함
- M-PDSCH: 다운링크 UE 데이터 및 제어 정보를 포함함
- M-PDCCH: 다운링크 제어 정보, 예를 들어 스케줄링 정보를 포함함
- M-PSCH: 무선 통신 네트워크와의 시간 및 주파수 동기를 획득하기 위해 사용되는 1차 동기화 신호(PSS: primary synchronization signal) 및 2차 동기화 신호(SSS: secondary synchronization signal)를 포함함.
M-서브프레임들 각각은 도 2를 참조하여 앞서 설명한 것과 유사한 구조를 갖는 6개의 서브프레임들(2020 내지 2025)을 포함한다. LTE 물리 채널들 및 물리 신호들은 도 4(a)에 도시된 바와 같이 분산된다. 제1 M-서브프레임(2000)의 서브프레임들(2020 내지 2025) 각각은 M-PDCCH에 매핑되는 제1 OFDM 심벌 및 12개의 부반송파들에 의해 정의된 자원 엘리먼트들을 처음에 포함한다. 각각의 서브프레임은 기준 신호들(CRS)에 매핑되는 자원 엘리먼트들뿐만 아니라 M-PBCH, M-PDSCH에 매핑된 자원 엘리먼트들을 더 포함할 수 있다. 제2 M-서브프레임(2001)은 또한 6개의 서브프레임들(2020 내지 2025)을 포함하는데, 각각의 서브프레임은 M-PDCCH에 매핑되는 제1 OFDM 심벌에서 자원 엘리먼트들을 포함한다. 또한, 서브프레임들 각각은 기준 신호들(CRS)에 매핑되는 자원 엘리먼트들을 포함한다. 서브프레임들(2020, 2021, 2023, 2024, 2025)에서는, M-PDCCH에 매핑되고 기준 신호들(CRS)에 매핑되는 그러한 자원 엘리먼트들을 제외하고는, 실질적으로 모든 자원 엘리먼트들이 M-PDCCH에 매핑된다. 서브프레임(2022)에서는, M-PDCCH에 매핑되고 기준 신호들(CRS)에 매핑되는 그러한 자원 엘리먼트들을 제외하고는, 2차 동기화 신호 및 1차 동기화 신호를 포함하는 실질적으로 모든 자원 엘리먼트들이 M-PSCH에 매핑된다. 제3 M-서브프레임(2002)에서는 또한, M-PDCCH에 매핑되고 기준 신호들(CRS)에 매핑되는 그러한 자원 엘리먼트들을 제외하고는, M-PDSCH에 매핑되는 자원 엘리먼트들을 모두 포함하는 6개의 서브프레임들(2020 내지 2025)이 제공된다. 도 3에 도시된 M-프레임을 형성하는 나머지 M-서브프레임들(2003 내지 2009)은 도 4(a)에 도시되지 않는다. 도 4(b)는 M-프레임의 모든 M-서브프레임들(2000 내지 2009)을 도시한다. M-서브프레임들(2004, 2005, 2007, 2009)은 제3 M-서브프레임(2022)과 동일한 구조를 갖는데, 즉 제1 자원 엘리먼트들 및 기준 신호들의 제어 정보 외에, M-PDSCH에 매핑된 자원 엘리먼트들만을 포함한다. M-서브프레임들(2003, 2006, 2008)은 M-서브프레임들(2003, 2008)에서 1차 동기화 신호 및 2차 동기화 신호가 마지막 서브프레임(2025)에 있는 것을 제외하고는, 제2 M-서브프레임(2001)과 실질적으로 동일한 구조를 갖는다.
따라서 상기 예에서는, 제1 M-프레임(2000)에서 자원 엘리먼트들이 M-PBCH에 매핑되지만, 제2 M-서브프레임(2021) 및 제3 M-서브프레임(2022)에서는 M-PBCH에 자원 엘리먼트들이 매핑 또는 할당되지 않는다. M-PSCH의 1차 동기화 신호(PSS) 및 2차 동기화 신호(SSS)는 제2, 제4, 제7 및 제9 M-서브프레임들(2001, 2003, 2006, 2008)에서는 송신되지만 제1 M-서브프레임(2000)에서는 송신되지 않고, 또한 제2 M-서브프레임(2001) 다음의 M-서브프레임들(2002, 2004, 2005, 2007, 2009) 중 어떠한 M-서브프레임에서도 송신되지 않는다. M-서브프레임들(2001, 2003, 2006, 2008)에서, PSS 및 SSS는 연속적인 OFDM 심벌들로 배열된다(도 4(b)의 심벌들(206) 참조). M-PDCCH는 M-서브프레임들에 걸쳐 분포되는데, 보다 구체적으로는 도 4(a) 및 도 4(b)의 예에서 각각의 M-서브프레임의 제1 OFDM 심벌에서의 자원 엘리먼트들이 M-PDCCH에 매핑된다. M-PDCCH 심벌들을 수신하는 동안 M-PDSCH 심벌들의 버퍼링을 피하기 위해, 순방향 스케줄링 방법이 NB-IoT에 사용될 수 있고, M-서브프레임에서 주어진 M-PDCCH 스케줄링 정보는 나중에 적어도 하나의 M-서브프레임을 시작하는 M-PDSCH에 적용 가능할 수 있다.
이제 NB-IoT에 대한 세 가지 동작 모드들, 즉 대역 내 LTE 동작 모드, 독립형 GSM 동작 모드 및 LTE 보호 대역 동작 모드가 도 5를 참조하여 설명된다. 도 5는 NB-IoT로도 또한 지칭되는, NB-IoT에 따른 서로 다른 동작 모드들의 개략적인 표현이다. 도 5(a)는 NB-IoT 채널로도 또한 지칭되는 NB-IoT 반송파 또는 주파수 대역(300)이 LTE 반송파 또는 주파수 대역(301) 내에 전개되는 대역 내 LTE 동작 모드를 도시한다. 도 5(b)는 복수의 GSM 반송파들(302) 사이에 NB-IoT 주파수 대역(300)을 배치하는 독립형 GSM 동작 모드를 도시한다. NB-IoT 주파수 대역(300)은 보호 대역에 의해 GSM 반송파들로부터 분리된다. 도 5(c)는 표준 LTE의 반송파의 양단에 제공된 LTE 보호 대역들 중 하나에 NB-IoT 반송파(300)가 배치되는 LTE 보호 대역 동작 모드를 도시한다.
NB-IoT에 따라 동작하는 수신기, 예를 들어 고정 또는 이동 IoT 디바이스 또는 다른 LTE 레거시 사용자는 정보를 수신 또는 전송하기 위해 도 1에 도시된 것과 같은 무선 통신 네트워크와의 접속을 확립할 필요가 있다. 네트워크에 대한 접속을 설정하기 위해, 수신기는 NB-IoT 주파수 대역을 청취하여, 수신기가 서브프레임 레벨 상에서 동기화할 수 있게 하고 물리 계층 셀 식별 그룹 번호를 획득할 수 있게 하는 1차 동기화 신호(PSS) 및 2차 동기화 신호(SSS)를 찾도록 튜닝된다. 이러한 동기화 프로시저 후에, 수신기는 예컨대, M-PBCH에 제공된 마스터 정보 블록(MIB)으로부터 시스템 정보를 판독하도록 진행할 것이다. 도 6은 복수의 M-프레임들에 걸쳐 접속을 확립하기 위한 정보를 포함하는 M-서브프레임들의 분포를 도시한다. 제1 M-서브프레임들(2000)이 각각의 M-프레임의 시작부에 제공되고, 제2 M-서브프레임들(2001)이 이어진다. NB-IoT 주파수 대역에서 또는 NB-IoT 채널 상에서 송신되는 무선 신호를 청취할 때, PSS 및 SSS는 평균적으로 15㎳마다 수신되고, 60㎳ M-프레임 내에서 4회 발생한다(도 3 및 도 4 참조). 시스템 정보는 60㎳마다 M-PBCH를 통해 각각의 M-프레임의 모든 각각의 M-서브프레임 0의 부분들에서 전송되는데, 이는 240㎳의 송신 시간 간격(TTI: transmission time interval)을 갖는다. 따라서 나머지 M-서브프레임들(2002 내지 2009)은 접속 및 시스템 정보에 매핑된 임의의 자원 엘리먼트들을 포함하지 않기 때문에, NB-IoT에 따라 동작하는, IoT 디바이스와 같은 수신기의 접속을 확립하는 것이 지연될 수 있다. 또한, 복수의 IoT 디바이스들을 서빙할 때, M-프레임 내의 6개의 PRB들이 IoT 디바이스들 사이에서 공유될 필요가 있는데, 이는 데이터를 수신/송신할 때 추가 지연들로 이어질 수 있다. 따라서 NB-IoT 채널 또는 NB-IoT 주파수 대역 상에서 접속 및 송신할 때의 동기화, 랜덤 액세스 및 활동 시간은 상당히 클 수 있다. 또한, 예를 들어, 서빙될 IoT 디바이스들의 수를 증가시키기 위해 하나보다 많은 NB-IoT 채널 또는 NB-IoT 주파수 대역을 사용하는 경우에도, 채널들 각각은 동일한 구조를 갖는다.
NB-IoT 채널들에 접속하여 그러한 채널들 상에서 수신/송신할 때 동기화, 랜덤 액세스 및 활동 시간을 감소시키도록, 그리고 더 많은 트래픽 및 더 많은 디바이스들이 서빙될 수 있게 하는 확장성을 제공하도록 NB-IoT 채널들 또는 IoT 주파수 대역들에 효율적인 저 지연 액세스를 허용하는 접근 방식을 제공하는 것이 목적이다.
이 목적은 독립 청구항들에 정의된 요지에 의해 달성된다.
실시예들은 종속 청구항들에서 정의된다.
이제 첨부 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들이 더 상세히 설명된다.
도 1은 무선 통신 시스템의 일례의 개략적인 표현을 도시한다.
도 2는 종래의 LTE 다운링크 통신을 위해 사용될 수 있기 때문에 2개의 안테나 포트들에 대한 예시적인 OFDMA 서브프레임을 도시한다.
도 3은 NB-IoT에 따라 다운링크에 사용될 수 있는 시간 단위들에 대한 일례를 도시한다.
도 4는 도 3의 M-프레임의 일례를 도시하며, 도 4(a)는 M-프레임의 처음 3개의 M-서브프레임들, 그리고 NB-IoT 자원 엘리먼트들이 각각의 LTE 다운링크 물리 채널 및 물리 신호에 어떻게 매핑되는지를 도시하고, 도 4(b)는 M-프레임의 모든 M-서브프레임들을 도시한다.
도 5는 NB-IoT에 따른 서로 다른 동작 모드들의 개략적인 표현이며, 도 5(a)는 대역 내 LTE 동작 모드를 도시하고, 도 5(b)는 독립형 GSM 동작 모드를 도시하며, 도 5(c)는 LTE 보호 대역 동작 모드를 도시한다.
도 6은 복수의 NB-IoT 무선 프레임들 또는 M-프레임들에 걸쳐 접속을 확립하기 위한 정보를 포함하는 M-서브프레임들의 분포를 도시한다.
도 7은 본 발명의 실시예들에 따른 무선 신호를 사용하여 도 1을 참조로 앞서 설명한 바와 같은 무선 통신 네트워크의 송신기와 수신기 사이의 무선 송신의 개략적인 표현이다.
도 8은 무선 신호가 동기화 정보, 시스템 정보 및 제어 채널 정보를 포함하는데 전용되는 것, 그리고 다운링크 공유 데이터 채널에 전용되는 다른 것들인 3개의 주파수 대역들 또는 채널들을 포함하는 본 발명의 접근 방식의 일 실시예를 도시하며, 도 8(a)는 종래의 접근 방식을 도시하고, 도 8(b)는 본 발명의 접근 방식의 세부사항들을 도시한다.
도 9는 M-RACH에 대한 추가 대역들을 포함하여 도 8(b)에 도시된 바와 같은 전용 주파수 대역들을 사용하는 본 발명의 접근 방식에 따라 수신기를 통신 네트워크에 접속하기 위한 일례를 도시한다.
도 10은 M-RACH 대 M-PDCCH 매핑을 위한 일례를 도시한다.
도 11은 전용 M-RACH 채널을 사용하는 NB-IoT 시스템의 일례를 도시하며, 도 11(a)는 M-RACH 채널을 시그널링하기 위한 종래의 접근 방식을 도시하고, 도 11(b)는 본 발명의 접근 방식에 따른 시그널링을 도시한다.
도 12는 종래의 IoT 대역들에서 M-RACH 및 UL 자원들을 재구성함으로써 시프트된 랜덤 액세스 슬롯들에 대한 실시예들을 설명하며, 도 12(a)는 NB-IoT 신호에서 랜덤 액세스 시퀀스의 종래의 배열을 도시하고, 도 12(b)는 서로에 대해 시프트된 랜덤 액세스 정보를 도시하며, 도 12(c)는 주파수 대역들 내에서 시차를 두고 시프트된 랜덤 액세스 정보를 도시한다.
도 13은 6개의 주파수 대역들 또는 채널들을 사용하는 협대역 IoT 시스템의 개략도 및 서로 다른 수신 모듈들을 갖는 디바이스들이 각각의 채널들을 어떻게 사용하는지를 도시한다.
도 14는 송신기로부터 수신기로 정보를 송신하기 위한 무선 통신 시스템의 개략적인 표현이다.
도 15는 실시예들에 따라 수신기로 데이터 또는 정보를 송신하기 위한 무선 통신 시스템의 송신기들의 개략적인 표현이다.
다음에, 본 발명의 바람직한 실시예들이 첨부된 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명되는데, 도면들에서는 동일한 또는 유사한 기능을 갖는 엘리먼트들이 동일한 참조 부호들로 참조된다.
도 7은 도 1을 참조하여 앞서 설명한 무선 통신 네트워크의 송신기(210)와 수신기(212) 사이의 무선 송신의 개략적인 표현이다. 송신기(210)는 기지국(eNB) 또는 사용자 장비일 수 있고, 수신기(212)는 IoT 디바이스 또는 NB-IoT에 따라 동작하는 다른 사용자 장비일 수 있다. 수신기(212)는 모두 안테나(218)에 연결된 수신 섹션(214) 및 송신 섹션(216)을 포함한다. 수신기(212)는 안테나(218)를 통해 송신기(210)로부터 무선 신호를 수신하고, 무선 신호는 도 7에서 220에 표시된다. 무선 신호는 제1 채널 또는 제1 반송파로도 또한 지칭되는 제1 주파수 대역(SC) 및 제2 채널 또는 제2 반송파로도 또한 지칭되는 제2 주파수 대역(D1)을 포함한다. 주파수 대역들(SC, D1) 각각은 신호를 포함하거나 운반한다. 제1 주파수 대역(SC)은 복수의 M-프레임들(226n-1, 226n, 226n+1)을 갖는 제1 신호(222)를 포함한다. 제2 주파수 대역(D1)은 복수의 M-프레임들(228n-1, 228n, 228n+1)을 갖는 제2 신호(224)를 포함한다. 실시예들에 따르면, 제1 신호는 레거시 사용자들을 지원하는 레거시 LTE Rel. 13 NB-IoT 반송파일 수 있다. 본 발명에 따르면, 제1 신호는 본 명세서에서 설명되는 바와 같이 제2/제3/제4 협대역 반송파에 대한 참조로 새로운 사용자들에 대한 새로운 시스템 정보를 전송할 수 있다. M-프레임들의 수는 도 7에 도시된 것들보다 더 많거나 더 적을 수 있다. M-프레임들 각각은 10개의 M-서브프레임들을 포함하며, 이러한 M-서브프레임들 각각은 도 2 및 도 3을 참조하여 앞서 설명한 바와 같은 구조를 갖는데, 즉 도시된 실시예에 따른 각각의 서브프레임은 부반송파들 중 하나 그리고 OFDM 심벌들 중 하나에 의해 정의된 복수의 자원 심벌들을 포함한다.
각각의 M-서브프레임의 제1 자원 엘리먼트들이 M-PDCCH의 제어 정보에 매핑 또는 할당되고, 다른 자원 엘리먼트들은 M-PBCH, M-PSCH, M-PDSCH 또는 M-물리적 업링크 공유 채널(PUSCH: Physical Uplink Shared CHannel) 또는 M-랜덤 액세스 채널(RACH: Random Access CHannel) 중 적어도 하나에 매핑되는 종래 기술의 접근 방식들에서와는 달리, 본 발명의 접근 방식에 따르면, 제1 및 제2 주파수 대역들(SC, D1)의 신호들 중 적어도 하나의 신호는 단일 또는 다수의 미리 정의된 기능들에 전용된다. 예를 들어, 제1 신호(222)의 M-서브프레임들은 1차 동기화 신호 및/또는 2차 동기화 신호 및 시스템 정보를 포함하는 앞서 언급한 동기 채널과 같은 접속 정보를 포함할 수 있는 반면, 제2 신호(224)는 모두 어떠한 접속 정보도 없는 서브프레임들을 갖는다. 수신기(212)는 수신된 무선 신호(220)를 처리하고, 제1 신호(222)가 송신되는 제1 주파수 대역(SC)을 청취하여, 수신기(212)가 예를 들어, 송신기(210)와의 무선 통신을 설정함으로써 무선 통신 네트워크와의 접속을 확립할 수 있게 하는 접속 정보를 수신한다. 다시 말하면, 본 발명의 접근 방식에 따르면, 수신기(212)가 통신 네트워크에 대한 접속을 확립할 수 있게 하는 접속 정보는 제2 주파수 대역(D1)의 제2 신호(224)에 제공되지 않으므로, 제1 주파수 대역(SC)을 청취하지 않는 임의의 수신기는 송신기(210)와의 접속을 설정하기 위한 위치에 있지 않다. 일단 필요한 접속 정보가 얻어진 경우에만, 수신기는 또한 추가 정보 또는 데이터를 수신/송신하는 데 사용될 제2 주파수 대역(D1)에 관해 대역 정보로 통지될 것이다.
본 발명의 접근 방식에 따르면, 접속 정보는 앞서 설명한 종래 기술의 접근 방식에서보다 더 짧은 간격들로 제1 신호(222)의 M-서브프레임들 내에 배치되어, 감소된 지연으로 수신기(212)와 무선 통신 네트워크와의 동기화를 가능하게 할 수 있다. 제1 신호(222)의 하나 이상의 M-서브프레임들에서, 자원 엘리먼트들이 접속 정보에 매핑될 수 있다. 또한, 제1 신호(222)의 M-서브프레임들 내의 자원 엘리먼트들은 제2 신호(224)를 포함하는 제2 주파수 대역(D1)을 나타내는 대역 정보에 매핑된다. 수신기(212)는 대역 정보에 기초하여 통신 시스템과 동기화하고 그에 대한 접속을 확립한 후, 제2 주파수 대역(D1)에서 동작하는데, 즉 수신 섹션(214)은 예를 들어, 제1 주파수 대역(SC)으로부터 제2 주파수 대역(D1)까지의 대역 정보에 기초하여 수신 섹션(214)을 튜닝함으로써 제2 신호(224)를 처리한다. 다른 실시예들에서, 수신 섹션(214)은 제1 및 제2 주파수 대역들(SC, D1)을 동시에 청취하도록 동작될 수 있고, 일단 무선 통신 네트워크와의 접속이 설정되었으면, 제2 주파수 대역(D1)에서의 제2 신호(224)가 처리될 것이다. 또 다른 실시예들에서, 수신 섹션(214)은 하나 이상의 다른 반송파들 상에서 송신하면서 하나 이상의 반송파들을 청취하도록, 방금 기술된 반이중 모드가 아닌 전이중 모드로 동작될 수 있다. NR의 기지국들은 또한 전이중 모드에서 동일한 주파수 상에서 송신 및 수신할 수 있다.
실시예들에 따르면, 제2 신호(224)는 M-PDSCH, M-PUSCH 및 M-RACH에 매핑된 자원 엘리먼트들뿐만 아니라 M-PDCCH일 수 있다. 수신기(212)는 제1 신호(222)로부터 제2 신호(224)로 향하게 된 후에, 제2 신호 상에서 수신된 제어 정보에 따라 동작하고, M-RACH를 사용하여 네트워크에 액세스하기 위한 단계들을 수행하며, M-PDSCH 및 M-PUSCH에서 제공되는 자원 엘리먼트들 상에서 데이터를 수신/송신한다.
따라서 본 발명의 접근 방식은 예를 들어, 200㎑의 대역폭을 각각이 갖는 하나 이상의 NB-IoT 주파수 대역들 또는 채널들로 단일 또는 다수의 미리 정의된 기능들을 매핑하는 것을 가능하게 한다. 본 발명의 접근 방식은 동일한 기능을 위해 200㎑ 반송파들(대역들) 중 여러 개를 집성하는 것을 가능하게 한다. 예를 들어, NB-IoT 반송파가 LTE 보호 대역 내에 할당된다면(위의 도 5(c) 참조), LTE 컴포넌트 반송파의 오른쪽에 하나 그리고 왼쪽에 하나인 2개의 NB-IoT 반송파들이 이용될 수 있다. 이러한 보호 대역 NB-IoT 반송파들은 "정상적인" LTE 대역에 동시에 동작될 수 있으며, 협대역 또는 광대역 디바이스로서 동작하는 UE들에 대한 추가 정보 또는 보다 강력한 정보를 제공할 수 있다. 또한, 추가 정보가 제공될 수 있다. 더욱이, 예컨대 LTE 또는 UMTS FDD 시스템에서 다운링크와 업링크 FDD 컴포넌트 반송파 간의 이중 갭에 NB-IoT 반송파들이 할당되고 집성될 수 있다.
실시예들에 따르면, 제1 신호(222)를 포함하는 제1 주파수 대역(SC)은 대역 정보와 함께, 무선 통신 네트워크에 대한 접속을 설정하는 데 필요한 동기 채널 정보 및 브로드캐스트 정보, 예를 들어 1차 및/또는 2차 동기화 신호들(PSS, SSS) 및 브로드캐스트 채널(M-PBCH)을 포함하는 M-PSCH 및 M-SSCH만을 포함하도록 전용될 수 있다. 제2 신호(224)는 시스템 정보, 제어 정보(M-PDCCH), M-PDSCH, M-PUSCH 또는 M-RACH 중 하나 이상을 포함하는 전용 채널일 수 있다.
다른 실시예들에 따르면, 2개보다 많은 주파수 대역들, 예를 들어 상기 정보 중 하나만을 포함하는 전용 신호들인 제3 신호 및 제4 신호를 각각 포함하는 제3 주파수 대역 및 제4 주파수 대역이 사용될 수 있다. 또 다른 실시예들에 따르면, 예를 들어 제2 신호(224)가 특정 수신기(212)에 대한 데이터 및 제어 메시지들을 포함하도록 관련 채널들, 예를 들어 특정 사용자와 관련된 채널들이 결합될 수 있다. 다른 실시예들에서, 송신과 관련된 채널들이 결합될 수 있는데, 예를 들어 제1 신호(222)는 M-PDSCH를 제공하기 위해서 뿐만 아니라 동기화, 시스템 정보 및 제어 정보 송신을 위해서도 사용될 수 있는 반면, 제2 신호(224)는 M-RACH 및 PUSCH와 같은 업링크를 위해서만 사용된다.
실시예들에 따르면, 로드 밸런싱 접근 방식이 제공될 수 있는데, 이에 따라 제1 신호(222)의 시스템 정보 또는 대역 정보가 제어 정보 및 랜덤 액세스 채널 정보를 획득하기 위해 특정 수신기에 의해 사용될 제2 주파수 대역(D1) 또는 제3 주파수 대역 및 제4 주파수 대역을 서로 다른 수신기들에 나타냄으로써, 각각의 대역들 또는 채널들에서의 트래픽을 밸런싱한다. 예를 들어, 경고들을 제공하는 IoT 디바이스들과 같은 특정 수신기들(212)에는 그러한 종류들의 디바이스들과의 통신을 위해 예비되는 주파수 대역이 시그널링될 수 있다. 다른 실시예들에 따르면, 시스템 정보는 네트워크에 접속하는 수신기(212)에 대해 제2 주파수 대역, 제3 주파수 대역 또는 제4 주파수 대역을 랜덤하게 할당함으로써, 랜덤 선택을 제공할 수 있다. 가중된 랜덤 선택이 또한 제공될 수 있다.
다른 실시예들에 따르면, 주파수 대역들 중 하나는 앵커 채널로서 사용될 수 있고, 수신기(212)에 호핑 시퀀스 정보 또는 재구성 메시지를 제공할 수 있다.
도 8은 무선 신호가 동기화 정보, 시스템 정보 및 제어 채널 정보를 포함하는데 전용되는 한 채널(SC), 그리고 다운링크 공유 데이터 채널에 전용되는 다른 채널들(D1, D2)인 3개의 주파수 대역들 또는 채널들(SC, D1, D2)을 포함하는 본 발명의 접근 방식의 일 실시예를 도시한다. 도 8(a)는 종래의 접근 방식을 도시하고, 도 8(b)는 본 발명의 접근 방식의 세부사항들을 도시한다.
도 8(a)는 종래의 NB-IoT에 따라 동작하는 3개의 채널들 또는 주파수 대역들(C1-C3)을 도시한다. 채널들(C1-C3) 각각에 대해, 3개의 M-서브프레임들(2000-2002)이 도시된다. 각각의 채널은 제1 M-프레임 서브프레임들(2000)이 M-PDCCH 및 M-PDSCH 외에도 M-PBCH를 또한 포함한다는 점에서 동일한 구조를 갖는다. 이후의 M-서브프레임들은 브로드캐스트 정보를 포함하지 않고, 제2 M-서브프레임(2001)만이 M-PSCH를 포함한다. 채널들(C1-C3) 각각에 대한 구조는 도 4에 도시된 채널에 대응한다. 따라서 채널들(C1-C3) 각각은 수신기에 제공될 전체 기능을 커버하는 정보를 포함한다.
도 8(b)는 단일 또는 다수의 미리 정의된 기능들을 여러 개의 NB-IoT 대역들 또는 채널들에 매핑하는 본 발명의 접근 방식에 따른 실시예를 도시한다. 도 8(a)에서와 같이, IoT 디바이스를 서빙하기 위한 3개의 주파수 대역들 또는 채널들(SC, D1, D2)이 사용된다. 다시, 3개의 연속적인 M-서브프레임들(2000-2002)이 도시된다. 도 8(a)와 비교할 때, 주파수 대역들(SC, D1, D2) 각각은 전용 주파수 대역 또는 채널이다. 예를 들어, 제1 채널(SC)은 동기 채널로 지칭될 수 있고, 도 8(a)에서와 달리, 제1 채널(SC)은 각각의 M-서브프레임(2000-2002)에서 M-PSCH 및 M-PBCH를 포함한다. 또한, PDCCH가 M-서브프레임들(2000-2002) 각각에 제공된다. 수신기(212)(도 7 참조)는 동기 채널(SC)을 포함하는 제1 주파수 대역(SC)으로 튜닝되고, 동기화 및 브로드캐스트 정보에 기초하여, 통신 네트워크에 대한, 예를 들어 송신기(210)에 대한 접속을 확립할 수 있다(도 7 참조). 또한, 동기 채널(SC)에 제공된 추가 정보는 이용 가능한 추가 주파수 대역에 관해 수신기에 통지한다. 따라서 도 8(b)의 실시예에 따르면, 동기 채널(SC)의 제1 신호는 각각의 M-프레임의 M-서브프레임들 중 하나 이상이 네트워크에 대한 접속을 가능하게 하는 접속 정보를 포함하도록 한다. 다른 실시예들에 따르면, 동기 채널은 각각의 M-서브프레임에서, 이용 가능한 추가 주파수 대역들에 대해 수신기에 통지하는 대역 정보와 함께 접속 정보만을 포함할 수 있다. 접속 정보는 각각의 M-서브프레임에서 연속적으로 송신될 수 있고, 또는 예컨대, n번째 M-서브프레임에서 간헐적으로 송신될 수 있다. 후자의 경우, 송신기가 배터리 작동 디바이스, 예컨대 다른 UE일 때, 송신기에서의 에너지 소비를 줄이기 위해 동기화 정보는 특정 시간들에만 전송된다.
제2 및 제3 주파수 대역들(D1, D2) 또는 채널들(D1, D2)은 M-PDSCH에 전용되고, 제2 및 제3 주파수 대역(D1, D2)에서의 제2 및 제3 신호(224, 230)의 서브프레임들은 임의의 접속 정보를 포함한다. 일단 수신기가 통신 네트워크에 접속했다면, 수신기는 다운링크에서 이러한 채널들(D1, D2) 상에 제공된 데이터를 수신하고 처리하도록 주파수 대역들(D1, D2) 중 하나 또는 주파수 대역들(D1, D2) 둘 다로 튜닝한다.
도 8의 실시예에서, 본 발명의 접근 방식에 따르면, 수신기(212)에 제공될 특정 정보는 별개의 물리적 협대역 채널을 통해 전송된다. 본 발명의 접근 방식의 이점은 전체 시스템을 보다 확장성 있게 만든다는 점이다. 예를 들어, 보다 많은 제어되는 대역폭이 요구되는 경우, 추가 채널들, 예컨대 M-PDCCH에만 매핑되는 자원 엘리먼트들을 갖는 채널 또는 추가 동기 채널이 추가될 수 있다. 본 발명의 접근 방식의 다른 이점은 전용 동기 대역(SC)에 동기화 및 시스템 정보를 제공하는 것으로 인해, 수신기(212)에서의 셀 탐색 프로시저가 보다 빠르고 덜 복잡하다는 점이다. 예를 들어, 액세스 입증들을 향상시키기 위해, M-RACH에 대한 전용 채널이 사용될 수 있고, 그로써 랜덤 액세스 프로시저를 가속화할 수 있다. 본 발명의 접근 방식의 또 다른 이점은 이것이 확장한다는 점이다. 예를 들어, 이용 가능한 주파수 대역들 또는 채널들 중 1...n개는 NB-IoT 반송파 집성으로도 또한 지칭되는 주파수 도메인에서 집성될 수 있으며, 추가 용량들이 필요한 경우, 추가 채널들이 도입될 수 있다.
도 8(b)의 예에서, 동기 채널(SC)을 사용하는 것 또는 이러한 동기 채널들 중 하나보다 많은 채널을 사용하는 것은 예를 들어, 다른 채널 상의 추가 시스템 정보를 가리키는 적어도 기본 시스템 정보를 갖는 동기화 정보를 제공한다. 도 8의 실시예에서는, 동기 채널(SC) 상에서 전송된 동기화 정보 외에도, 추가 정보가 이 채널 상에서 송신된다. 다른 실시예들에 따르면, 데이터는 또한 이 채널 상에서도 역시 송신될 수 있다. 시스템 정보는 셀에 대한 필요한 정보, 예를 들어 FFT 크기 등, 그리고 추가 채널들의 위치 및 이러한 추가 채널들의 기능을 포함한다. 협대역 집성을 지원하고 동시에 다수의 제어 채널들을 처리할 수 있는 UE들에 대해, 제어 데이터는 제어 채널들의 더 나은 자원 이용을 가능하게 할 수 있는 여러 주파수 대역들로 분할될 수 있다. 기본 시스템 파라미터들은 셀 ID, 동작 모드, 추가 NB-IoT 채널들 또는 LTE 대역들의 위치 및 액세스 제한 플래그를 포함할 수 있다. 추가 대역을 시그널링함으로써, UE는 시스템 정보 블록(SIB)을 동기화하고 디코딩한 후에 이러한 대역들 중 하나로 스위칭할 수 있고, 전용 협대역이 있으므로, 동기화 및 시스템 정보 블록들이 보다 자주 송신될 수 있다.
도 8(b)에 도시된 바와 같은 채널들(D1, D2)은 DL 데이터가 송신되는 전용 DL 데이터 채널들일 수 있고, IoT 디바이스는 DL 승인을 수신한 후에 각각의 대역으로 점프할 수 있다. 채널들(D1, D2)은 시스템 정보에 의해 IoT 디바이스에 시그널링된다. 또한, 이러한 채널들은 이러한 대역들에 대해 IoT 디바이스들이 스케줄링되지 않은 경우, 비-IoT 디바이스들, 예를 들어 LTE 사용자들에 의해 사용될 수 있다. 실시예들에 따라, 앞서 언급한 시스템 정보는 또한 나머지 용량을 갖는 채널들을 광고할 수 있거나 UE가 그러한 채널을 선택할 우선순위/우도를 광고할 수 있다. 추가로, 채널들은 특정 UE 그룹들 또는 특수 기능들, 예를 들어 긴급 M-RACH에 대해 광고되어, 즉시 시스템에 대한 접속을 설정할 필요가 있는 특정 디바이스들이 이러한 경우들을 사용하게 할 수 있다.
도 9는 랜덤 액세스 채널에 대한 그리고 제어 채널에 대한 추가 대역들을 포함하여 전용 주파수 대역들을 사용하는 본 발명의 접근 방식에 따른 NB-IoT 시스템, 예를 들어 도 8(b)에 도시된 바와 같은 시스템을 사용하여 수신기를 통신 네트워크에, 보다 구체적으로는 그 기지국에 접속하기 위한 일례를 도시한다. UE는 초기에, ① 초기 시간 및 주파수 동기화를 위해 또한 사용되는 PSS 및 SSS 신호들을 위한 채널들을 탐색한다. 이러한 동기화 신호들을 수신하면, UE는 ② M-PBCH로부터의 시스템 정보, 예를 들어 M-RACH 대 M-PDCCH 매핑을 디코딩한다. 추가로, 높은 우선순위/긴급 액세스를 위한 특수 채널들 및/또는 액세스 차단이 시그널링될 수 있다. 랜덤 액세스는 ③ 시스템 또는 대역 정보에서 지정된 대역(i) 상에서 수행되고, UE는 ④ 접속 프로세스를 완료하는 앞서 언급한 M-RACH 대 M-PDCCH 매핑에 따라 대역(j) 상의 M-PDCCH에 대한 제어 정보를 디코딩한다. 이 시점에서, 도 9에 도시된 바와 같이, IoT 디바이스가 통신 네트워크에 접속된다. 데이터는 이제 ⑤ 제어 정보에 의해 또는 시스템 정보에 의해 지시된 바와 같이 별도의 주파수 대역 상에서 제공될 수 있는 M-PDSCH에서 송신될 수 있다.
도 10은 1...N개의 M-RACH 채널들 및 1...K개의 M-PDCCH 채널들을 갖는 시스템에서의 앞서 언급한 M-RACH 대 M-PDCCH 매핑의 일례를 도시하며, 여기서 N은 K보다 더 크거나 더 작거나 동일할 수 있다. 원래 RACH의 미리 정의된 M-PDCCH는 초기 RACH 응답에 사용될 수 있고, 초기 랜덤 액세스 후에 특정 사용자는 다른 제어 채널에 할당될 수 있다. 이러한 매핑은 수신기에 저장될 수 있거나, 다른 UE들이 이러한 정보를 필요로 하는 경우에는 M-PBCH를 사용하여 브로드캐스트될 수 있다. 도 10은 N개의 M-RACH 및 K개의 M-PDCCH 채널들의 일례를 도시하며, 이러한 채널들 각각은 전용 주파수 대역에서 송신될 수 있다. 예들에 따르면, 채널들(1...N, 1...K) 각각은 M-PARCH 또는 M-PDCCH만을 포함하는 전용 채널들일 수 있다. M-PBCH에 의해 제공되는 매핑 정보는 제어 정보를 찾을 주파수 대역만을 나타낼 수 있다. 다른 실시예들에 따르면, 각각의 채널들은 또한 다른 정보를 포함할 수 있으며, 각각의 랜덤 액세스 정보 및 제어 정보는 채널 내의 특정 위치들에 배치될 수 있다. 이 경우, M-PBCH에 의해 제공되는 매핑 정보는 제어 정보를 찾을 주파수 대역 및 각각의 주파수 대역 내의 위치, 예를 들어 M-서브프레임 내의 어떤 자원 엘리먼트들이 제어 정보에 할당되는지를 나타낼 수 있다.
도 10의 예에서, 여러 전용 랜덤 액세스 채널들이 제공될 수 있고, 배터리 구동 디바이스들이 UE들보다 덜 혼잡한 M-RACH 채널들에 할당될 수 있도록 채널들 또는 주파수 대역들이 이용 가능한 전력에 의해 분리될 수 있으며, 여기서는 여러 재송신들이 받아들여질 수도 있다. 이는 앞서 언급한 바와 같이, UE 카테고리, 정보 타입(지연 허용 정보/경보/긴급) 또는 범용 가입자 식별 모듈(USIM: Universal Subscriber Identity Module) 우선순위 클래스에 따라 시스템 정보 블록에서 시그널링될 수 있다. 랜덤 액세스에 대한 응답으로, 각각의 대역은 전용 M-RACH 응답 채널(M-PDCCH)을 가질 수 있거나 전용 M-RACH 시퀀스는 UE가 청취하고 있는 제어 채널에 의존할 수 있다.
도 11은 전용 M-RACH 채널을 사용하는 NB-IoT 시스템의 일례를 도시한다. 도 8과 유사한 방식으로, 도 11(a)는 M-RACH 채널을 시그널링하기 위한 종래의 접근 방식을 도시하고, 도 11(b)는 본 발명의 접근 방식에 따른 시그널링을 도시한다.
도 11(a)에서, 3개의 주파수 대역들 또는 채널들(C1-C3)이 도시되고, M-RACH가 제1 및 제2 M-서브프레임들(2000, 2001)에서 제공된다. 다음 M-프레임들은 M-PUSCH에 제공된다. 따라서 종래의 접근 방식에 따르면, 제1 및/또는 제2 M-서브프레임들(2000, 2001)에서 랜덤 액세스 정보가 획득되었을 때만 랜덤 액세스가 가능하다.
도 11(b)에 도시된 본 발명의 실시예들에 따르면, 도 8을 참조하여 앞서 설명한 바와 같은 동기 채널(SC)에 추가하여 그리고 임의의 접속 정보를 포함하지 않는 채널(D1)에 추가하여, 접속 정보를 또한 포함하지 않을 수 있는 추가 채널들 또는 주파수 대역들(RU, U1, U2)이 제공된다. 주파수 대역(RU)의 협대역 반송파가 랜덤 액세스 정보에 제공되고, 추가 업링크 채널들(U1, U2)이 개별 반송파들 또는 주파수 대역들 상에 제공된다. 따라서 도 11(a)의 종래의 접근 방식은 각각의 협대역 반송파(C1-C3) 상에 그 자체의 M-RACH 및 UL 자원들을 갖지만, 본 발명의 접근 방식에 따르면, 추가 채널들(U1, U2)이 추가 업링크 자원들을 제공하면서 전용 채널(RU) 상에서 일정한 랜덤 액세스를 가능하게 하도록 자원들이 재구성된다.
다른 실시예들에 따르면, 도 11(a)의 종래의 접근 방식에서의 M-RACH 및 UL 자원들은 각각의 채널(C1-C3)에서 UL 자원들 및 랜덤 액세스 자원들이 동일한 채널에서 유지되도록 서로 다른 방식으로 재구성된다. 그러나 도 11(a)에서와는 달리, 랜덤 액세스 슬롯들이 동시에 시작하는 것이 아니라 시프트된다. 도 12는 앞서 설명한 바와 같은 방식으로 자원들을 재구성함으로써 시프트된 랜덤 액세스 슬롯들에 대한 실시예들을 설명한다.
도 12(a)는 NB-IoT 신호에서 랜덤 액세스 시퀀스의 종래의 배열을 도시한다. 3개의 주파수 대역들 또는 반송파들(C1-C3)을 고려하면, 채널들 각각에서 랜덤 액세스 정보가 채널들 사이에 동기화되고 각각의 채널에서 간격(Δt1)으로 동시에 발생한다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 이러한 동기화가 방지된다. 그보다는, 도 12(b)에 도시된 바와 같이, 각각의 채널들(C1-C3) 내에서, 랜덤 액세스 슬롯들 간의 간격(Δt2)이 종래의 접근 방식에서의 간격(Δt1)보다 더 짧도록 랜덤 액세스 정보가 서로에 대해 시프트됨으로써, 예를 들어 주파수 대역들(C1-C3) 각각을 청취할 수 있는 IoT 디바이스에 대해 액세스 시간이 감소될 수 있게 한다.
도 12(c)는 주파수 대역들(C1-C3)에서 신호들을 제공하는 송신기에 의한 감소된 시그널링을 가능하게 하는 본 발명의 접근 방식의 다른 실시예를 도시한다. 3개의 주파수 대역들의 경우에, 동일한 시간 간격(Δt1)을 갖는 3개의 채널들 모두를 관찰할 때 랜덤 액세스 슬롯이 시그널링된다. 그러나 제1 랜덤 액세스 슬롯은 제1 반송파 상에서 시그널링되고, 제2 랜덤 액세스 슬롯은 제2 반송파 상에서 시그널링되며, 제3 랜덤 액세스 슬롯은 제3 반송파 상에서 시그널링된다. 이에 따라, 다음의 제4 랜덤 액세스 슬롯은 다시 제1 반송파에서 시그널링된다. 이것은 송신기에 의해 요구되는 각각의 채널에서의 시그널링을 감소시킨다.
앞서 설명한 실시예들에 따르면, 기능 특정 협대역 채널들은 단순한 (저 복잡도의) 수신기들이 한 번에 단일 협대역 채널 상에서 구동할 수 있게 한다. 수신기의 수신기 모듈(도 7 참조)은 반이중 동작을 제공할 수 있는데, 즉 한 번에 단일 주파수 대역 상에서의 동작을 가능하게 할 수 있다. 다른 실시예들에서는, 앞서 설명한 협대역 채널들 중 여러 개 또는 심지어 표준 LTE 채널들과 협대역 채널들의 결합들을 집성하기 위해 더 복잡한 디바이스들, 예를 들어 다수의 주파수 대역들 상에서 데이터를 수신할 수 있게 하는 반송파 집성 또는 광대역 수신 모드로 동작하는 수신기들이 제공될 수 있다. 이러한 집성은 이러한 디바이스들이 보다 신속하게 동기화할 수 있게 하고 보다 높은 송신 레이트들을 가질 수 있게 하는 것은 물론, 제어 및 사용자 데이터를 동시에 수신할 수 있게 한다. 보다 복잡한 트랜시버들(IoT 디바이스 또는 기지국)은 하나의 또는 여러 개의 협대역 반송파들의 동시 송신 및 수신과 함께 전이중 모드로 동작할 수 있다.
도 13은 6개의 주파수 대역들 또는 채널들을 사용하는 협대역 IoT 시스템의 개략도 및 서로 다른 수신 모듈들을 갖는 디바이스들이 각각의 채널들을 어떻게 사용하는지를 도시한다. 도 13에서, 제1 채널은 적어도 정보(PSS 및 SSS)를 송신하는 동기 채널이다. 제2 채널은 데이터 채널이고 제3 채널은 제어 채널이다. 제4 채널은 또한 동기 채널이고, 제5 채널 및 제6 채널은 또한 데이터 채널들이다. 제2 채널, 제3 채널, 제5 채널 및 제6 채널은 실시예들에 따라 수신기가 통신 네트워크에 접속할 수 있게 하는 임의의 정보를 포함하지 않는 전용 채널들이다. 도 13의 실시예에서, 3개의 서로 다른 디바이스 클래스들, 즉 한 번에 단일 협대역 채널 상에서 동작하는 수신기 모듈을 갖는 200㎑ 디바이스가 가정된다. 본 발명의 접근 방식에 따르면, 각각의 주파수 대역 1 내지 주파수 대역 6에서 송신된 신호들은 주파수 대역 1 및 주파수 대역 4에서 접속 정보 및 대역 정보이고, 나머지 주파수 대역 2, 주파수 대역 3, 주파수 대역 5 및 주파수 대역 6은 데이터 및 제어 정보이지만, 어떠한 접속 정보도 없어 대역 2, 대역 3, 대역 5 및 대역 6을 청취하는 수신기는 통신 네트워크에 대한 접속을 설정할 수 없다.
200㎑ 수신기는 처음에는 주파수 대역 1을 청취하여 접속 정보 및 대역 정보를 수신한다. 일단 수신기가 통신 네트워크에 접속했다면, 주파수 대역 1의 대역 정보에 기초하여, 수신 모듈은 주파수 대역 3으로 튜닝되어 수신기를 동작시키기 위한 제어 정보를 도출한다. 제어 정보는 수신 모듈을 주파수 대역 2로 스위칭하여 데이터를 수신 또는 전송하도록 수신기를 제어하는 추가 대역 정보를 포함한다.
도 13은 2개의 주파수 대역들을 동시에 청취할 수 있는 400㎑ 디바이스를 추가로 도시하며, 디바이스는 제어 정보뿐만 아니라 접속 정보를 얻기 위해 초기에 2개의 인접한 주파수 대역 3과 주파수 대역 4를 동시에 청취하도록 튜닝되고, 대역 정보에 기초하여, 수신기는 이러한 대역들 상에서 데이터를 수신/송신하도록 주파수 대역 5 및 주파수 대역 6으로 튜닝될 수 있다.
도 13에 도시된 추가 디바이스는 4개의 주파수 대역들(1 내지 4)을 동시에 청취하는 800㎑ 디바이스인데, 이러한 대역들 중 대역 1 및 대역 4는 두 동기 대역 1과 동기 대역 4 모두로부터 접속하기 위한 정보가 사용될 때 이러한 디바이스의 보다 빠른 접속을 가능하게 하는 접속 정보를 포함한다. 제어 정보는 대역 3에서 발견되어 동기 대역들에 의해 시그널링되며, 데이터는 대역 2 상에서 전송/수신될 수 있다.
도 13을 참조하여 앞서 설명한 예들에서, 400㎑ 및 800㎑ 디바이스들은 적절한 광대역 수신기에 의해 달성될 수 있는 인접한 주파수 대역들을 청취하는 것으로 도시된다. 그러나 다른 예들에 따르면, 400㎑ 및 800㎑ 디바이스들은 하나의 주파수 대역만을 청취하며 동시에 동작되는 개별 협대역 수신기들을 포함할 수 있으며, 각각의 협대역 수신기 모듈들을 인접한 주파수 대역들로 튜닝할 때, 도 13에 도시된 바와 같은 청취 방식이 달성될 수 있다. 다른 예들에서, 400㎑ 및 800㎑ 디바이스들은 예를 들어, 400㎑ 디바이스의 경우, 제1 협대역 수신 모듈은 접속 정보를 얻기 위해 주파수 대역 1을 청취할 수 있고, 제2 수신 모듈은 주파수 대역 3을 청취하여 제어 정보를 획득하도록 예를 들어, 개별 협대역 또는 광대역 수신기들을 서로 다른 주파수들로 튜닝함으로써 인접하지 않은 주파수 대역들 상에서 동작할 수 있다. 비슷한 방식으로, 800㎑ 디바이스는 개별 주파수 대역들을 청취할 수 있다.
400㎑ 및 800㎑ 디바이스들의 경우, 제어 및 데이터 채널들의 동시 수신 및/또는 더 높은 데이터 레이트들이 달성될 수 있다. 마찬가지로, UE가 광대역 송신기를 갖는다면, 또는 UE가 여러 개의 협대역 송신기들을 갖는 경우에, UE는 업링크에서 보다 높은 데이터 레이트를 가능하게 하는 도 13의 주파수 대역 5 및 주파수 대역 6과 같이 또한 인접한 대역들일 수 있는 여러 대역들을 동시에 사용할 수 있다. 또한, 다운링크 및 업링크에서 여러 채널들 사이에서 호핑함으로써, 주파수 다이버시티가 달성될 수 있다. 도 13의 예에서, 도 5(a) 및 도 5(c)를 참조하여 앞서 설명한 바와 같이 LTE 대역과 함께 NB-IoT 시스템을 사용할 때, 하위 2개의 데이터 채널 5 및 데이터 채널 6이 협대역 IoT와 LTE 사용자들 간에 동적으로 공유될 수 있다.
본 발명의 실시예들은 기지국, 모바일 단말들과 같은 사용자 및 IoT 디바이스들을 포함하는, 도 1에 도시된 것과 같은 무선 통신 시스템에서 구현될 수 있다. 도 14는 송신기(TX)로부터 수신기(RX)로 정보를 송신하기 위한 무선 통신 시스템(250)의 개략적인 표현이다. 송신기(TX)는 적어도 하나의 안테나(ANTTX)를 포함하고 수신기(RX)는 적어도 하나의 안테나(ANTRX)를 포함한다. 다른 실시예들에서, 송신기(TX) 및/또는 수신기(RX)는 하나보다 많은 안테나를 포함하여 MIMO, SIMO 또는 MISO를 구현할 수 있다. 화살표(252)로 표시된 바와 같이, 신호들은 무선 링크와 같은 무선 통신 링크를 통해 송신기(TX)와 수신기(RX) 간에 송신된다. 송신은 OFDMA 통신 접근 방식에 따를 수 있다.
송신기(TX)와 RX 사이의 시그널링은 본 발명의 앞서 설명한 실시예들에 따른다. 예를 들어, 수신기(RX)는 송신기(TX)로부터의 무선 신호를 안테나를 통해 수신하고, 무선 신호를 처리하기 위한 신호 프로세서(256)를 포함하는 OFDMA 복조기(254)에 신호를 인가한다. 무선 신호는 적어도 제1 주파수 대역(SC) 및 제2 주파수 대역(D1)을 갖는다. 제1 주파수 대역(SC)은 제1 신호를 포함하고, 제2 주파수 대역(D1)은 제2 신호를 포함하며, 제1 신호와 제2 신호 각각은 복수의 프레임들을 갖고, 각각의 프레임은 복수의 서브프레임들을 갖는다. 제1 신호의 서브프레임들 중 하나 이상은 수신기가 무선 통신 시스템과의 접속을 확립할 수 있게 하는 접속 정보 및 제2 주파수 대역(D1)을 나타내는 대역 정보를 포함한다. 제2 신호의 모든 서브프레임들에는 어떠한 접속 정보도 없다. 수신기(RX)는 접속 정보를 사용하여 무선 통신 시스템과의 접속을 확립하고, 무선 통신 시스템과의 접속을 확립한 후 그리고 대역 정보에 대한 응답으로 제2 주파수 대역(D1)에서 동작한다.
송신기(TX)는 수신기(RX)에 송신될 신호를 생성하기 위한 신호 프로세서(260)를 포함하는 OFDMA 변조기(258)를 포함한다. 송신기(TX)는 적어도 제1 주파수 대역(SC) 및 제2 주파수 대역(D1)을 갖는 무선 신호를 송신할 수 있다. 제1 주파수 대역(SC)은 제1 신호를 포함하고, 제2 주파수 대역(D1)은 제2 신호를 포함하며, 제1 신호와 제2 신호 각각은 복수의 프레임들을 갖고, 각각의 프레임은 복수의 서브프레임들을 갖는다. 제1 신호의 서브프레임들 중 하나 이상은 수신기(RX)가 무선 통신 시스템과의 접속을 확립할 수 있게 하는 접속 정보 및 제2 주파수 대역(D1)을 나타내는 대역 정보를 포함한다. 제2 신호의 모든 서브프레임들에는 어떠한 접속 정보도 없다. 송신기는 접속 정보 및 대역 정보뿐만 아니라 각각의 주파수 대역들의 서브프레임들 내의 다른 정보를 할당하도록 동작하는 OFDMA 변조기를 포함한다.
도 15는 앞서 설명한 실시예들에 따라 수신기에 무선 신호를 송신하기 위한 무선 통신 시스템의 송신기(300)의 블록도이다. 송신기(300)는 채널 인코더(304)에 의해 인코딩되고, 변조기(306)에 의해 변조되고, 매퍼(308)에 의해 다수의 반송파들 또는 주파수 대역들에 매핑되는 데이터(302)를 수신한다. 제어 신호들(314)은 제어 채널 유닛(316) 및 제어 매퍼(318)에 의해 제공되고, 파일럿 심벌들(320)은 파일럿 심벌 생성기(322)에 의해 제공되며, PSS/SSS 신호들(324)은 PSS/SSS 신호 발생기(326)로부터 제공된다. 제1 주파수 대역(SC)에서 송신될 제1 신호가 제공되도록, 그리고 제2 주파수 대역(D1)에서 송신될 제2 신호가 제공되도록 결합기(312)에 의해 신호들이 결합된다. 제1 신호는 수신기가 무선 통신 시스템과의 접속을 확립할 수 있게 하는 접속 정보 및 제2 주파수 대역(D1)을 나타내는 대역 정보를 포함하는 하나 이상의 서브프레임들을 갖도록, 그리고 제2 신호의 모든 서브프레임들에 어떠한 접속 정보도 없도록 신호들이 결합된다. 결합된 신호들(328)은 IFFT+CP 블록(330)에 제공되고, DAC(332)에 의해 아날로그 도메인으로 변환된다. 아날로그 신호(336)는 무선 송신을 위해 처리되고 결국 안테나(338)에 의해 송신된다.
일 실시예에서, 수신기(UE1-UE3, 1041-1042, 212, RX)는 무선 신호(220)를 수신하여 처리하도록 구성되고, 상기 무선 신호(220)는 적어도 제1 주파수 대역(SC) 및 제2 주파수 대역(D1)을 포함하며, 상기 제1 주파수 대역(SC)은 제1 신호(222)를 포함하고, 상기 제2 주파수 대역(D1)은 제2 신호(224)를 포함하며, 상기 제1 신호(222) 및 상기 제2 신호(224) 각각은 복수의 프레임들(226, M-프레임)을 포함하고, 각각의 프레임(226, M-프레임)은 복수의 서브프레임들(200, M-서브프레임)을 가질 수 있다. 또한, 제1 신호(222)의 서브프레임들(200, M-서브프레임) 중 하나 이상은 수신기(UE1-UE3, 1041-1042, 212, RX)가 무선 통신 시스템과의 접속을 확립할 수 있게 하는 접속 정보를 포함할 수 있다. 이때, 제2 신호(224)의 서브프레임들(200, M-서브프레임) 전부에는 어떠한 접속 정보도 없으며, 수신기(UE1-UE3, 1041-1042, 212, RX)는 접속 정보를 사용하여 무선 통신 시스템과의 접속을 확립하도록, 그리고 상기 무선 통신 시스템과의 접속을 확립한 후 그리고 상기 제2 주파수 대역(D1)을 나타내는 대역 정보에 대한 응답으로 상기 제2 주파수 대역(D1)에서 동작하도록 구성될 수 있다.
상기 제1 신호(222)의 각각의 서브프레임(200, M-서브프레임)은 상기 접속 정보를 포할 수 있으며, 접속 정보는 동기화 정보(M-PSCH, M-SSCH) 및/또는 시스템 정보(M-PBCH)를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 제1 신호(222)의 서브프레임들(200, M-서브프레임) 중 하나 이상은, 제어 채널(M-PDCCH)을 위한 영역, 랜덤 액세스 채널(M-RACH)을 위한 영역, 다운링크 채널(M-PDSCH)을 위한 영역, 업링크 채널(M-PUSCH)을 위한 영역, 업링크 제어 채널(M-PUCCH)을 위한 영역, 멀티캐스트 DL 또는 UL 채널을 위한 영역 중 하나 이상을 더 포함할 수 있다. 이 때, 수신기(UE1-UE3, 1041-1042, 212, Rx)는 제어 채널 내의 정보를 사용하여 수신기(UE1-UE3, 1041-1042, 212, Rx)의 동작 및/또는 무선 통신 시스템과의 통신을 제어하도록 구성된다.
무선 신호(220)는 제3 주파수 대역을 포함하고, 상기 제3 주파수 대역은 상기 제1 신호(222)를 포함할 수 있다. 또한, 무선 신호(220)는 제4 주파수 대역을 포함하고, 상기 제4 주파수 대역은 상기 제2 신호(224)를 포함할 수 있다. 이때, 제2 주파수 대역(D1) 내의 제2 신호(224)는 제4 주파수 대역을 나타내는 추가 대역 정보 시스템 정보를 포함할 수 있다. 또한, 수신기(UE1-UE3, 1041-1042, 212, RX)는 추가 대역 정보에 대한 응답으로 제2 주파수 대역(D1)에서 동작하도록 구성된다.
대역 정보는 특정 수신기(UE1-UE3, 1041-1042, 212, Rx)에 대해, 각각의 대역들에 대한 용량에 따라, 수신기(UE1-UE3, 1041-1042, 212, RX)의 종류에 따라, 수신기(UE1-UE3, 1041-1042, 212, Rx)에 의해 제공되는 특정 기능에 따라, 또는 수신기(UE1-UE3, 1041-1042, 212, RX)를 통해 운반되는 메시지 타입, 예컨대 긴급 정보를 시그널링하기 위해 사용되는 우선순위가 정해진 메시지에 따라 상기 제2 무선 주파수 대역 및 상기 제4 무선 주파수 대역을 표시할 수 있다. 수신기는 상기 복수의 주파수 대역들 간에 호핑하도록 구성될 수 있다.
제2 신호(224)의 서브프레임들(200, M-서브프레임) 중 하나 이상은, 제어 채널(M-PDCCH)을 위한 영역, 랜덤 액세스 채널(M-RACH)을 위한 영역, 다운링크 채널(M-PDSCH)을 위한 영역, 업링크 채널(M-PUSCH)을 위한 영역, 멀티캐스트 DL 또는 UL 채널을 위한 영역 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 또한, 수신기(UE1-UE3, 1041-1042, 212, Rx)는 제어 채널 내의 정보를 사용하여 수신기(UE1-UE3, 1041-1042, 212, Rx)의 동작 및/또는 무선 통신 시스템과의 통신을 제어하도록 구성될 수 있다.
제2 신호(224)의 서브프레임들(200, M-서브프레임) 전부는, 제어 채널(M-PDCCH)을 위한 영역만, 랜덤 액세스 채널(M-RACH)을 위한 영역만, 다운링크 채널(M-PDSCH)을 위한 영역만, 업링크 채널(M-PUSCH)을 위한 영역만, 또는 멀티캐스트 DL 또는 UL 채널을 위한 영역을 포함한다.
수신기는, 제1 주파수 대역(SC)을 수신하도록 그리고 상기 시스템 정보에 대한 응답으로 제1 주파수 대역(SC)에서 제2 주파수 대역(D1)으로 스위칭되도록 구성된 수신기 섹션(214)을 포함하며, 대역 정보를 사용하여 상기 제1 주파수 대역(SC)에서 상기 제2 주파수 대역(D1)으로 스위칭하도록 구성될 수 있다.
수신기는 복수의 주파수 대역들을 동시에 수신하도록, 그리고 제1 신호(222) 및 제2 신호(224)를 동시에 처리하도록 구성된 수신기 섹션(214)을 포함할 수 있다. 또한 복수의 주파수 대역들에서 동시에 신호를 송신하도록 구성된 송신기 섹션을 포함할 수 있다.
수신기는 IoT 디바이스이고, 무선 통신 시스템은 비-IoT 디바이스들 및 IoT 디바이스들을 서빙하도록 구성될 수 있으며, 제1 주파수 대역(SC) 및 제2 주파수 대역(D1)은 비-IoT 디바이스들이 동작 가능한 주파수 대역의 대역폭보다 더 좁은 대역폭을 갖는다. 이 때, 무선 통신 시스템은 고속 푸리에 역변환(IFFT: Inverse Fast Fourier Transform) 기반 신호를 사용할 수 있다. IFFT 기반 신호는 CP를 갖는 OFDM, CP를 갖는 DFT-s-OFDM, 또는 CP를 갖지 않는 IFFT 기반 파형들을 포함한다. 이 때, CP를 갖는 OFDM은 다운링크 송신에 사용되고, 단일 톤 송신 또는 CP를 갖는 DFT-s-OFDM은 업링크 송신에 사용된다. 제1 신호(222)는 제2 주파수 대역(D1)을 나타내는 대역 정보를 포함할 수 있다.
설명된 개념의 일부 양상들은 장치와 관련하여 설명되었지만, 이러한 양상들은 또한 대응하는 방법의 설명을 나타내며, 여기서 블록 또는 디바이스는 방법 단계 또는 방법 단계의 특징에 대응한다는 점이 명백하다. 비슷하게, 방법 단계와 관련하여 설명한 양상들은 또한 대응하는 장치의 대응하는 블록 또는 항목 또는 특징의 설명을 나타낸다.
특정 구현 요건들에 따라, 본 발명의 실시예들은 하드웨어로 또는 소프트웨어로 구현될 수 있다. 구현은 각각의 방법이 수행되도록 프로그래밍 가능 컴퓨터 시스템과 협력하는(또는 협력할 수 있는) 전자적으로 판독 가능 제어 신호들이 저장된 디지털 저장 매체, 예를 들어 클라우드 저장소, 플로피 디스크, DVD, 블루레이, CD, ROM, PROM, EPROM, EEPROM 또는 플래시 메모리를 사용하여 수행될 수 있다. 따라서 디지털 저장 매체는 컴퓨터 판독 가능할 수도 있다.
본 발명에 따른 일부 실시예들은 본 명세서에서 설명한 방법들 중 하나가 수행되도록, 프로그래밍 가능 컴퓨터 시스템과 협력할 수 있는 전자적으로 판독 가능 제어 신호들을 갖는 데이터 반송파를 포함한다.
일반적으로, 본 발명의 실시예들은 컴퓨터 프로그램 제품이 컴퓨터 상에서 실행될 때, 방법들 중 하나를 수행하기 위해 작동하는 프로그램 코드를 갖는 컴퓨터 프로그램 제품으로서 구현될 수 있다. 프로그램 코드는 예를 들어, 기계 판독 가능 반송파 상에 저장될 수 있다.
다른 실시예들은 기계 판독 가능 반송파 상에 저장된, 본 명세서에서 설명한 방법들 중 하나를 수행하기 위한 컴퓨터 프로그램을 포함한다. 즉, 본 발명의 방법의 한 실시예는 이에 따라, 컴퓨터 상에서 컴퓨터 프로그램이 실행될 때 본 명세서에서 설명한 방법들 중 하나를 수행하기 위한 프로그램 코드를 갖는 컴퓨터 프로그램이다.
따라서 본 발명의 방법들의 추가 실시예는 본 명세서에서 설명한 방법들 중 하나를 수행하기 위한 컴퓨터 프로그램을 포함하여 그 위에 기록된 데이터 반송파(또는 디지털 저장 매체, 또는 컴퓨터 판독 가능 매체)이다. 따라서 본 발명의 방법의 추가 실시예는 본 명세서에서 설명한 방법들 중 하나를 수행하기 위한 컴퓨터 프로그램을 나타내는 신호들의 데이터 스트림 또는 시퀀스이다. 신호들의 데이터 스트림 또는 시퀀스는 예를 들어, 데이터 통신 접속을 통해, 예를 들어 인터넷을 통해 전송되도록 구성될 수 있다. 추가 실시예는 처리 수단, 예를 들어 본 명세서에서 설명한 방법들 중 하나를 수행하도록 구성 또는 적응된 컴퓨터 또는 프로그래밍 가능 로직 디바이스를 포함한다. 추가 실시예는 본 명세서에서 설명한 방법들 중 하나를 수행하기 위한 컴퓨터 프로그램이 설치된 컴퓨터를 포함한다.
일부 실시예들에서, 프로그래밍 가능 로직 디바이스(예를 들어, 필드 프로그래밍 가능 게이트 어레이)는 본 명세서에서 설명한 방법들의 기능들 중 일부 또는 전부를 수행하는데 사용될 수 있다. 일부 실시예들에서, 필드 프로그래밍 가능 게이트 어레이는 본 명세서에서 설명한 방법들 중 하나를 수행하기 위해 마이크로프로세서와 협력할 수 있다. 일반적으로, 방법들은 바람직하게 임의의 하드웨어 장치에 의해 수행된다.
앞서 설명한 실시예들은 단지 본 발명의 원리들에 대한 예시일 뿐이다. 본 명세서에서 설명한 배열들 및 세부사항들의 수정들 및 변형들이 다른 당업자들에게 명백할 것이라고 이해된다. 따라서 이는 본 명세서의 실시예들의 묘사 및 설명에 의해 제시된 특정 세부사항들로가 아닌, 첨부된 특허청구범위로만 한정되는 것을 취지로 한다.

Claims (25)

  1. 수신기로서,
    상기 수신기(UE1-UE3, 1041-1042, 212, RX)는 무선 신호(220)를 수신하여 처리하도록 구성되고,
    상기 무선 신호(220)는 적어도 제1 주파수 대역(SC) 및 제2 주파수 대역(D1)을 포함하며, 상기 제1 주파수 대역(SC)은 제1 신호(222)를 포함하고, 상기 제2 주파수 대역(D1)은 제2 신호(224)를 포함하며, 상기 제1 신호(222) 및 상기 제2 신호(224) 각각은 복수의 프레임들(226, M-프레임)을 포함하고, 각각의 프레임(226, M-프레임)은 복수의 서브프레임들(200, M-서브프레임)을 가지며,
    상기 제1 신호(222)의 상기 서브프레임들(200, M-서브프레임) 중 하나 이상은 수신기(UE1-UE3, 1041-1042, 212, RX)가 무선 통신 시스템과의 접속을 확립할 수 있게 하는 접속 정보를 포함하고,
    상기 제2 신호(224)를 청취하는 수신기(UE1-UE3, 1041-1042, 212, Rx)가 상기 무선 통신 시스템과의 접속을 설정할 수 없게 상기 제2 신호의 상기 서브프레임들(200, M-서브프레임) 전부에는 어떠한 접속 정보도 없으며,
    상기 수신기(UE1-UE3, 1041-1042, 212, RX)는 상기 접속 정보를 사용하여 상기 무선 통신 시스템과의 접속을 확립하도록, 그리고 상기 무선 통신 시스템과의 접속을 확립한 후 그리고 상기 제2 주파수 대역(D1)을 나타내는 대역 정보에 대한 응답으로 상기 제2 주파수 대역(D1)에서 동작하도록 구성되고, 또한
    상기 접속 정보는 시스템 정보(M-PBCH)를 포함하고, 상기 시스템 정보는 랜덤 액세스를 위해 상기 수신기에 의해서 사용되는 주파수 대역을 나타내고, 상기 주파수 대역은 복수의 주파수 대역들로부터의 랜덤 선택 또는 가중된 랜덤 선택이며, 상기 시스템 정보는 주파수 대역 내의 랜덤 액세스 슬롯의 주기성을 나타내는,
    수신기.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 신호(222)의 각각의 서브프레임(200, M-서브프레임)은 상기 접속 정보를 포함하는,
    수신기.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 접속 정보는 동기화 정보(M-PSCH, M-SSCH) 또는 시스템 정보(M-PBCH)를 포함하는,
    수신기.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 신호(222)의 상기 서브프레임들(200, M-서브프레임) 중 하나 이상은,
    제어 채널(M-PDCCH)을 위한 영역 ― 상기 수신기(UE1-UE3, 1041-1042, 212, Rx)는 상기 제어 채널 내의 정보를 사용하여 상기 수신기(UE1-UE3, 1041-1042, 212, Rx)의 동작 또는 상기 무선 통신 시스템과의 통신을 제어하도록 구성됨 ―,
    랜덤 액세스 채널(M-RACH)을 위한 영역,
    다운링크 채널(M-PDSCH)을 위한 영역, 또는
    업링크 채널(M-PUSCH)을 위한 영역, 또는
    업링크 제어 채널(M-PUCCH)을 위한 영역, 또는
    멀티캐스트 DL 또는 UL 채널을 위한 영역
    중 하나 이상을 더 포함하는,
    수신기.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 무선 신호(220)는 제3 주파수 대역을 포함하고, 상기 제3 주파수 대역은 상기 제1 신호(222)를 포함하는,
    수신기.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 무선 신호(220)는 제4 주파수 대역을 포함하고, 상기 제4 주파수 대역은 상기 제2 신호(224)를 포함하는,
    수신기.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 제2 주파수 대역(D1) 내의 제2 신호(224)는 상기 제4 주파수 대역을 나타내는 추가 대역 정보 시스템 정보를 포함하고,
    상기 수신기(UE1-UE3, 1041-1042, 212, RX)는 상기 추가 대역 정보에 대한 응답으로 상기 제2 주파수 대역(D1)에서 동작하도록 구성되는,
    수신기.
  8. 제6 항에 있어서,
    상기 대역 정보는 특정 수신기(UE1-UE3, 1041-1042, 212, Rx)에 대해, 각각의 대역들에 대한 용량에 따라, 수신기(UE1-UE3, 1041-1042, 212, RX)의 종류에 따라, 수신기(UE1-UE3, 1041-1042, 212, Rx)에 의해 제공되는 특정 기능에 따라, 또는 수신기(UE1-UE3, 1041-1042, 212, RX)를 통해 운반되는 메시지 타입, 예컨대 긴급 정보를 시그널링하기 위해 사용되는 우선순위가 정해진 메시지에 따라 상기 제2 주파수 대역 및 상기 제4 주파수 대역을 표시하는,
    수신기.
  9. 제5 항에 있어서,
    상기 수신기는 상기 복수의 주파수 대역들 간에 호핑하도록 구성되는,
    수신기.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 신호(224)의 상기 서브프레임들(200, M-서브프레임) 중 하나 이상은,
    제어 채널(M-PDCCH)을 위한 영역 ― 상기 수신기(UE1-UE3, 1041-1042, 212, Rx)는 상기 제어 채널 내의 정보를 사용하여 상기 수신기(UE1-UE3, 1041-1042, 212, Rx)의 동작 또는 상기 무선 통신 시스템과의 통신을 제어하도록 구성됨 ―,
    랜덤 액세스 채널(M-RACH)을 위한 영역,
    다운링크 채널(M-PDSCH)을 위한 영역,
    업링크 채널(M-PUSCH)을 위한 영역 또는
    멀티캐스트 DL 또는 UL 채널을 위한 영역
    중 하나 이상을 포함하는,
    수신기.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 신호(224)의 상기 서브프레임들(200, M-서브프레임) 전부는,
    제어 채널(M-PDCCH)을 위한 영역만,
    랜덤 액세스 채널(M-RACH)을 위한 영역만,
    다운링크 채널(M-PDSCH)을 위한 영역만,
    업링크 채널(M-PUSCH)을 위한 영역만, 또는
    멀티캐스트 DL 또는 UL 채널을 위한 영역을 포함하는,
    수신기.
  12. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 주파수 대역(SC)을 수신하도록 그리고 시스템 정보에 대한 응답으로 상기 제1 주파수 대역(SC)에서 상기 제2 주파수 대역(D1)으로 스위칭되도록 구성된 수신기 섹션(214)을 포함하며,
    상기 수신기(UE1-UE3, 1041-1042, 212, RX)는 상기 대역 정보를 사용하여 상기 제1 주파수 대역(SC)에서 상기 제2 주파수 대역(D1)으로 스위칭하도록 구성되는,
    수신기.
  13. 제1 항에 있어서,
    복수의 주파수 대역들을 동시에 수신하도록, 그리고 상기 제1 신호(222) 및 상기 제2 신호(224)를 동시에 처리하도록 구성된 수신기 섹션(214)을 포함하는,
    수신기.
  14. 제1 항에 있어서,
    복수의 주파수 대역들에서 동시에 신호를 송신하도록 구성된 송신기 섹션을 포함하는,
    수신기.
  15. 제1 항에 있어서,
    상기 수신기는 IoT 디바이스이고,
    상기 무선 통신 시스템은 비-IoT 디바이스들 및 IoT 디바이스들을 서빙하도록 구성되며,
    상기 제1 주파수 대역(SC) 및 상기 제2 주파수 대역(D1)은 상기 비-IoT 디바이스들이 동작 가능한 주파수 대역의 대역폭보다 더 좁은 대역폭을 갖는,
    수신기.
  16. 제1 항에 있어서,
    상기 무선 통신 시스템은 고속 푸리에 역변환(IFFT: Inverse Fast Fourier Transform) 기반 신호를 사용하는,
    수신기.
  17. 제16 항에 있어서,
    상기 IFFT 기반 신호는 CP를 갖는 OFDM, CP를 갖는 DFT-s-OFDM, 또는 CP를 갖지 않는 IFFT 기반 파형들을 포함하는,
    수신기.
  18. 제17 항에 있어서,
    CP를 갖는 OFDM은 다운링크 송신에 사용되고, 단일 톤 송신 또는 CP를 갖는 DFT-s-OFDM은 업링크 송신에 사용되는,
    수신기.
  19. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 신호(222)는 상기 제2 주파수 대역(D1)을 나타내는 대역 정보를 포함하는,
    수신기.
  20. 송신기로서,
    상기 송신기는 무선 신호(220)를 송신하도록 구성되고,
    상기 무선 신호(220)는 적어도 제1 주파수 대역(SC) 및 제2 주파수 대역(D1)을 포함하며, 상기 제1 주파수 대역(SC)은 제1 신호(222)를 포함하고, 상기 제2 주파수 대역(D1)은 제2 신호(224)를 포함하며, 상기 제1 신호(222) 및 상기 제2 신호(224) 각각은 복수의 프레임들(226, M-프레임)을 포함하고, 각각의 프레임(226, M-프레임)은 복수의 서브프레임들(200, M-서브프레임)을 가지며,
    상기 제1 신호(222)의 상기 서브프레임들(200, M-서브프레임) 중 하나 이상은 수신기(UE1-UE3, 1041-1042, 212, RX)가 무선 통신 시스템과의 접속을 확립할 수 있게 하는 접속 정보를 포함하고,
    상기 제2 신호(224)를 청취하는 수신기(UE1-UE3, 1041-1042, 212, Rx)가 상기 무선 통신 시스템과의 접속을 설정할 수 없게 상기 제2 신호의 상기 서브프레임들(200, M-서브프레임) 전부에는 어떠한 접속 정보도 없으며, 또한
    상기 접속 정보는 시스템 정보(M-PBCH)를 포함하고, 상기 시스템 정보는 랜덤 액세스를 위해 상기 수신기에 의해서 사용되는 주파수 대역을 나타내고, 상기 주파수 대역은 복수의 주파수 대역들로부터의 랜덤 선택 또는 가중된 랜덤 선택이며, 상기 시스템 정보는 주파수 대역 내의 랜덤 액세스 슬롯의 주기성을 나타내는,
    송신기.
  21. 무선 통신 시스템으로서,
    제1 항에 따른 수신기(UE1-UE3, 1041-1042, 212, RX); 및
    제20 항에 따른 송신기를 포함하는,
    무선 통신 시스템.
  22. 방법으로서,
    무선 통신 시스템의 수신기(UE1-UE3, 1041-1042, 212, Rx)에 의해 무선 신호(220)를 수신하여 처리하는 단계 ― 상기 무선 신호(220)는 적어도 제1 주파수 대역(SC) 및 제2 주파수 대역(D1)을 포함하며, 상기 제1 주파수 대역(SC)은 제1 신호(222)를 포함하고, 상기 제2 주파수 대역(D1)은 제2 신호(224)를 포함하며, 상기 제1 신호(222) 및 상기 제2 신호(224) 각각은 복수의 프레임들(226, M-프레임)을 포함하고, 각각의 프레임(226, M-프레임)은 복수의 서브프레임들(200, M-서브프레임)을 가지며, 상기 제1 신호(222)의 상기 서브프레임들(200, M-서브프레임) 중 하나 이상은 수신기(UE1-UE3, 1041-1042, 212, RX)가 무선 통신 시스템과의 접속을 확립할 수 있게 하는 접속 정보를 포함하고, 상기 제2 신호(224)를 청취하는 수신기(UE1-UE3, 1041-1042, 212, Rx)가 상기 무선 통신 시스템과의 접속을 설정할 수 없게 상기 제2 신호의 상기 서브프레임들(200, M-서브프레임) 전부에는 어떠한 접속 정보도 없음 ―,
    상기 접속 정보를 사용하여 상기 무선 통신 시스템과 상기 수신기(UE1-UE3, 1041-1042, 212, Rx)의 접속을 확립하는 단계, 및
    상기 무선 통신 시스템과의 접속을 확립한 후, 상기 제2 주파수 대역(D1)을 나타내는 대역 정보에 대한 응답으로 상기 제2 주파수 대역(D1)에서 상기 수신기(UE1-UE3, 1041-1042, 212, RX)를 작동시키는 단계를 포함하고, 또한
    상기 접속 정보는 시스템 정보(M-PBCH)를 포함하고, 상기 시스템 정보는 랜덤 액세스를 위해 상기 수신기에 의해서 사용되는 주파수 대역을 나타내고, 상기 주파수 대역은 복수의 주파수 대역들로부터의 랜덤 선택 또는 가중된 랜덤 선택이며, 상기 시스템 정보는 주파수 대역 내의 랜덤 액세스 슬롯의 주기성을 나타내는,
    방법.
  23. 방법으로서,
    무선 통신 시스템의 송신기에 의해 무선 신호(220)를 송신하는 단계를 포함하고,
    상기 무선 신호(220)는 적어도 제1 주파수 대역(SC) 및 제2 주파수 대역(D1)을 포함하며, 상기 제1 주파수 대역(SC)은 제1 신호(222)를 포함하고, 상기 제2 주파수 대역(D1)은 제2 신호(224)를 포함하며, 상기 제1 신호(222) 및 상기 제2 신호(224) 각각은 복수의 프레임들(226, M-프레임)을 포함하고, 각각의 프레임(226, M-프레임)은 복수의 서브프레임들(200, M-서브프레임)을 가지며,
    상기 제1 신호(222)의 상기 서브프레임들(200, M-서브프레임) 중 하나 이상은 수신기(UE1-UE3, 1041-1042, 212, RX)가 무선 통신 시스템과의 접속을 확립할 수 있게 하는 접속 정보를 포함하고,
    상기 제2 신호(224)를 청취하는 수신기(UE1-UE3, 1041-1042, 212, Rx)가 상기 무선 통신 시스템과의 접속을 설정할 수 없게 상기 제2 신호의 상기 서브프레임들(200, M-서브프레임) 전부에는 어떠한 접속 정보도 없으며, 또한
    상기 접속 정보는 시스템 정보(M-PBCH)를 포함하고, 상기 시스템 정보는 랜덤 액세스를 위해 상기 수신기에 의해서 사용되는 주파수 대역을 나타내고, 상기 주파수 대역은 복수의 주파수 대역들로부터의 랜덤 선택 또는 가중된 랜덤 선택이며, 상기 시스템 정보는 주파수 대역 내의 랜덤 액세스 슬롯의 주기성을 나타내는,
    방법.
  24. 방법으로서,
    무선 통신 디바이스의 송신기에 의해 무선 신호(220)를 송신하는 단계 ― 상기 무선 신호(220)는 적어도 제1 주파수 대역(SC) 및 제2 주파수 대역(D1)을 포함하며, 상기 제1 주파수 대역(SC)은 제1 신호(222)를 포함하고, 상기 제2 주파수 대역(D1)은 제2 신호(224)를 포함하며, 상기 제1 신호(222) 및 상기 제2 신호(224) 각각은 복수의 프레임들(226, M-프레임)을 포함하고, 각각의 프레임(226, M-프레임)은 복수의 서브프레임들(200, M-서브프레임)을 가지며, 상기 제1 신호(222)의 상기 서브프레임들(200, M-서브프레임) 중 하나 이상은 수신기(UE1-UE3, 1041-1042, 212, RX)가 무선 통신 시스템과의 접속을 확립할 수 있게 하는 접속 정보를 포함하고, 상기 제2 신호(224)를 청취하는 수신기(UE1-UE3, 1041-1042, 212, Rx)가 상기 무선 통신 시스템과의 접속을 설정할 수 없게 상기 제2 신호의 상기 서브프레임들(200, M-서브프레임) 전부에는 어떠한 접속 정보도 없음 ―,
    상기 무선 통신 시스템의 수신기(UE1-UE3, 1041-1042, 212, RX)에 의해 상기 무선 신호(220)를 수신하여 처리하는 단계,
    상기 접속 정보를 사용하여 상기 무선 통신 시스템과 상기 수신기(UE1-UE3, 1041-1042, 212, Rx)의 접속을 확립하는 단계, 및
    상기 무선 통신 시스템과의 접속을 확립한 후, 상기 제2 주파수 대역(D1)을 나타내는 대역 정보에 대한 응답으로 상기 제2 주파수 대역(D1)에서 상기 수신기(UE1-UE3, 1041-1042, 212, RX)를 작동시키는 단계를 포함하고, 또한
    상기 접속 정보는 시스템 정보(M-PBCH)를 포함하고, 상기 시스템 정보는 랜덤 액세스를 위해 상기 수신기에 의해서 사용되는 주파수 대역을 나타내고, 상기 주파수 대역은 복수의 주파수 대역들로부터의 랜덤 선택 또는 가중된 랜덤 선택이며, 상기 시스템 정보는 주파수 대역 내의 랜덤 액세스 슬롯의 주기성을 나타내는,
    방법.
  25. 컴퓨터 판독 가능 기록매체로서,
    컴퓨터 상에서 실행될 때, 제22 항 또는 제23 항 또는 제24항의 방법을 수행하는 명령들을 포함하는,
    컴퓨터 판독 가능 기록매체.
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