KR20240045460A - 무선 통신에서의 신호 처리 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명의 신호 처리 시스템은 기지국에 의해 사용되는 시스템 대역폭의 일부분에서 협대역 신호를 송신하는 제1 송신 유닛; 및 상기 협대역 신호가 송신되는 동안, 상기 기지국에 의해 사용되는 시스템 대역폭으로부터의 이용 가능한 대역폭의 적어도 일부를 신호 송신을 위해 사용되지 않는 것으로 설정하는 설정 유닛을 포함할 수 있다.

Description

무선 통신에서의 신호 처리 시스템{SYSTEM FOR PROCESSING SIGNAL IN WIRELESS COMMUNICATION}

본 발명은 무선 통신에서의 신호 처리 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 5G 환경에서의 신호 송신 및 처리를 위한 시스템에 관한 것이다.

밀리미터파 통신(Millimeter wave communication, MMC)은 10기가비트 레벨 이상의 데이터 송신을 지원할 것으로 기대되는 장래의 5G 무선 네트워크에서의 주요 기술 중 하나로 간주된다. 그러나, 서버 전파 손실로 인해 밀리미터파 통신의 채널 품질에서 큰 어려움이 있다. 다행히도 소형 안테나는 4G 네트워크의 등가물보다 더 짧은 파장 때문에 MMC 네트워크에서 잘 활용될 수 있다.

최근에는 이동 통신 시스템의 성능 향상을 위해 간섭 신호의 영향을 감소시키기 위해 다양한 방법들이 사용되고 있다. 특히 다수 개의 안테나를 포함하는 수신 장치의 경우 다수 개의 안테나 각각에서 수신되는 신호가 상호 간섭으로 작용할 수 있다. 따라서, 수신 장치는 다수 개의 안테나 각각에서 수신되는 신호의 상호 간섭 상태에 따라 상기 간섭을 제거하기 위한 동작을 수행해야 한다.

하지만, 상기 수신 장치에 포함된 수신 신호 처리부에 다른 종류의 수신 신호 처리부가 포함된 경우 수신 장치는 어떤 수신 신호 처리부를 이용하여 신호를 처리할 것인 것 결정할 수 없다는 문제가 있다. 즉, 수신 장치에 다른 종류의 수신 신호 처리부가 포함된 경우, 수신 장치는 간섭에 영향을 받지 않는 최적의 성능을 얻을 수 없다는 문제가 있다. 따라서, 위 문제점을 해결하기 위한 신호 처리 시스템이 필요하다.

본 발명의 일 과제는 간섭의 영향을 최소화할 수 있는 신호 처리 시스템에 관한 것이다.

일 실시예에 신호 처리 시스템은 기지국에 의해 사용되는 시스템 대역폭의 일부분에서 협대역 신호를 송신하는 제1 송신 유닛; 및 상기 협대역 신호가 송신되는 동안, 상기 기지국에 의해 사용되는 시스템 대역폭으로부터의 이용 가능한 대역폭의 적어도 일부를 신호 송신을 위해 사용되지 않는 것으로 설정하는 설정 유닛을 포함할 수 있다.

여기서, 상기 제1 송신 유닛은 적어도 하나의 안테나 포트 상에서 비-빔-형성된 협대역 신호를 송신할 수 있다.

여기서, 상기 협대역 신호에 대한 송신 전력을 증가시키도록 구성된 증가 유닛을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면 간섭의 영향을 최소화할 수 있는 신호 처리 시스템이 제공될 수 있다.

도 1은 다운 링크 송신을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 신호 처리 시스템의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 일 실시예에 따른 기지국에서의 신호 송신 방법의 순서도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 신호 처리 시스템의 신호 처리 방법의 순서도이다.

본 명세서에 기재된 실시예는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상을 명확히 설명하기 위한 것이므로, 본 발명이 본 명세서에 기재된 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 범위는 본 발명의 사상을 벗어나지 아니하는 수정예 또는 변형예를 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

본 명세서에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하여 가능한 현재 널리 사용되고 있는 일반적인 용어를 선택하였으나 이는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자의 의도, 판례 또는 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 다만, 이와 달리 특정한 용어를 임의의 의미로 정의하여 사용하는 경우에는 그 용어의 의미에 관하여 별도로 기재할 것이다. 따라서 본 명세서에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌 그 용어가 가진 실질적인 의미와 본 명세서의 전반에 걸친 내용을 토대로 해석되어야 한다.

본 명세서에 첨부된 도면은 본 발명을 용이하게 설명하기 위한 것으로 도면에 도시된 형상은 본 발명의 이해를 돕기 위하여 필요에 따라 과장되어 표시된 것일 수 있으므로 본 발명이 도면에 의해 한정되는 것은 아니다.

본 명세서에서 본 발명에 관련된 공지의 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 이에 관한 자세한 설명은 필요에 따라 생략하기로 한다.

도 1은 다운 링크 송신을 설명하기 위한 도면이다.

도 1을 참조하면, 도 1은 3명의 사용자들 UE-1, UE-2, 및 UE-3 뿐만 아니라 2개의 MMW 셀들 eNB#1 및 eNB#2가 도시되는 본 개시내용의 실시예들에 따른 전형적인 다운링크 송신 시나리오를 확인할 수 있다.

5G MMW의 경우, 대규모 안테나 어레이가 시스템에 통합될 수 있다. 도 2는 안테나 어레이의 일례를 도시하고, 안테나 어레이의 예를 사용하여 이하의 섹션에서 제안된 해결책을 설명한다. 제안된 해결책은 임의의 대규모 안테나 어레이 구조에서 실제로 사용될 수 있음을 인정할 수 있다.

본 개시내용에 따르면, 특별한 협대역 RS가 5G MMW 네트워크들에서 설계될 수 있고, 셀 검색, 랜덤 액세스, 및 대강의 트랜시버 빔 정렬을 수행하는 데에 있어서 사용자들을 보조하기 위해 사용될 수 있다. 또한, RS는 임의의 송신 안테나 소자들에 매핑될 수 있는 반면, 다른 나머지 안테나 소자들은 빔 기반 데이터 송신에 사용될 수 있다.

도 2는 신호 처리 시스템의 구성을 설명하기 위한 도면이다.

도 2를 참조하면, 신호 처리 시스템(1000)은 제어부(100), 통신부(200), 선택부(300), 신호 처리부(400) 및 저장부(500)를 포함할 수 있다.

제어부(100)는 통신부(200), 선택부(300), 신호 처리부(400) 및 저장부(500) 각각이 기능을 수행할 수 있도록 제어하는 역할을 하는 컨트롤러일 수 있다. 제어부(100)는 채널의 상태 등에 따라 필터를 변경할 수 있다. 따라서, 제어부(100)는 채널 상태 등을 고려하여 필터를 선택할 수 있다.

통신부(200)는 송신 장치로부터 송신된 신호를 수신할 수 있다. 또한, 통신부(200)는 제어부(100)를 통과한 신호를 상위 레이어에 전송할 수 있다. 상기 통신부(200)는 다수 개의 안테나를 포함할 수 있으며, 상기 다수 개의 안테나는 다수의 신호를 수신할 수 있다.

저장부(500)는 통신부(200)에서 수신된 신호(이하, 수신 신호)와 상기 신호가 필터링 된 신호(이하, 필터링 된 수신 신호) 중 어느 하나를 선택하기 위해 필요한 임계 값(이하, 신호 선택 임계 값)을 저장할 수 있다. 또한, 상기 저장부(500)는 신호 처리 시스템(1000)의 신호 처리부(400)를 선택하기 위해 필요한 임계 값(이하, 데이터율 임계 값)을 저장할 수 있다.

또한, 저장부(500)는 신호 처리부(400)를 선택하기 위해 컨트롤러로부터 수신된 수신 신호 성능을 저장할 수 있다. 상기 수신 신호 성능은 일 예로 프레임 에러율(frame error rate: FER), 신호대 잡음비(signal to noise ratio: SNR), 데이터율 등을 포함할 수 있다.

통신부(200)는 다수 개의 안테나를 통해 다수의 신호를 수신할 수 있다. 상기 안테나의 개수는 수신 장치의 특성에 따라 변할 수 있으며, 일 예로, 본 도면에서는 두 개의 안테나를 통해 신호를 수신하는 과정을 도시한다.

상기 예에서, 통신부(200)는 두 개의 안테나를 이용하여 제1 수신 신호와 제2 수신 신호를 수신할 수 있다.

필터는 통신부(200)에 수신된 신호를 필터링 할 수 있다. 수신된 신호를 필터링 하는 이유는, 다수의 안테나에 수신된 신호간 상관도가 큰 경우, 상기 상관도를 감소시키기 위함이다. 두 개의 안테나로 구성된 통신부를 구비하는 상기 실시 예에서, 필터는 상기 수신된 제1 수신 신호 및 제2 수신 신호를 필터링 하여 필터링 된 제1 수신 신호 및 필터링 된 제2 수신 신호를 생성할 수 있다.

선택부(300)는 수신 장치에 포함된 다수 개의 수신 신호 처리부 중 어느 하나를 선택할 수 있다. 본 발명에서 상기 다수 개의 수신 신호 처리부는 다른 종류의 수신 신호 처리부를 의미할 수 있다.

예를 들어, 제어부(100)는 시간 영역에서 신호를 처리하는 수신 신호 처리부와 성능 향상을 위해 시간 영역을 주파수 영역으로 변환하여 신호를 처리하는 수신 신호 처리부를 다른 종류의 수신 신호 처리부로 포함할 수 있다. 또는, 수신 장치는 성능이 상이한 수신 신호 처리부를 다른 종류의 수신 신호 처리부로 포함할 수 있다.

선택부(300)는 상기 다른 종류의 신호 처리부(400) 중 어느 하나를 선택할 수 있다. 예를 들어, 수신 장치에 두 가지 종류의 수신 신호 처리부(400)가 포함된 경우 상기 두 개의 신호 처리부(400)를 제1 수신 신호 처리부, 제2 수신 신호 처리부로 칭할 수 있다. 선택부(300)는 제1 수신 신호 처리부 또는 제2 수신 신호 처리부 중 어느 하나의 수신 신호 처리부(400)를 선택할 수 있다. 다만, 상술한 내용에 한정되는 것은 아니며 수신 장치는 여러 가지 종류의 수신 신호 처리부를 포함할 수 있다.

선택부(300)에서 수신 신호 처리부를 선택하는 이유는, 하드웨어에 발생하는 부하를 감소시키기 위해서이다. 예를 들어, 제2 수신 신호 처리부가 제1 수신 신호 처리부에 비해 성능이 높은 수신 신호 처리부인 경우(예를 들어, 제1 수신 신호 처리부는 rake receiver), 제2 수신 신호 처리부는 advanced receiver인 경우), 제어부(100)는 모든 수신 신호를 제2 수신 신호 처리부에 입력하면 높은 성능을 얻을 수 있다.

다만, 제어부(100)가 모든 수신 신호를 제2 수신 신호 처리부에 입력하는 경우 하드웨어에 부하가 발생할 수 있으므로, 선택부(300)는 다른 종류의 수신 신호 처리부가 포함된 수신 장치에서 수신 신호를 적절한 수신 신호 처리부에 입력하여 하드웨어에 발생할 수 있는 부하를 감소시킬 수 있다.

선택부(300)는 수신 신호 처리부를 선택하기 위해, 수신 신호 성능을 이용할 수 있다. 수신 신호 성능은 일 예로 프레임 에러율(frame error rate: FER), 신호대 잡음비(signal to noise ratio: SNR)을 포함할 수 있다. 상기 수신 신호 성능은 컨트롤러에서 피드백된 정보일 수 있다.

도 3은 일 실시예에 따른 기지국에서의 신호 송신 방법의 순서도이다.

도 3을 참조하면, 일 실시예에 따른 기지국에서의 신호 송신 방법은 협대혁 신호가 송신되는 동안, 대역폭의 일부분을 신호 송신을 위해 사용되지 않도록 설정하는 단계(S110), 협대역 신호에 대한 피드백을 수신하는 단계(S120), 사용자 장비로부터 요청을 수신하는 단계(S130) 및 피드백에 기초하여, 협대역 신호 송신에 사용되는 안테나가 아닌 다른 안테나로 광대역 신호를 송신하는 단계(S140)를 포함할 수 있다.

협대혁 신호가 송신되는 동안, 대역폭의 일부분을 신호 송신을 위해 사용되지 않도록 설정하는 단계(S110)에서, 협대역 신호는 기지국에 의해 사용되는 시스템 대역폭의 일부분 상에서 송신되고; 협대역 신호의 송신 동안, 기지국에 의해 사용되는 시스템 대역폭으로부터의 이용 가능한 대역폭의 일부분이 신호 송신을 위해 사용되지 않도록 설정된다.

본 개시내용의 일 실시예에서, 기지국에 의해 사용되는 시스템 대역폭의 일부분 상에서 협대역 신호를 송신하는 단계는 적어도 하나의 안테나 포트 상에서 비-빔-형성된 협대역 신호를 송신하는 단계를 포함한다.

본 개시내용의 일 실시예에서, 협대역 신호는 기준 신호를 포함한다. 예를 들어, X 리소스 블록(Resource Blocks. RB)으로 정의된 협대역의 대역폭은 전체 시스템 대역폭의 중심에 위치하고, 검은색으로 표시된 전용 RS들은 협대역 내에 내장된다.

본 개시내용의 일 실시예에서, 기지국에 의해 사용되는 시스템 대역폭의 일부분 상에서 협대역 신호를 송신하는 단계는, 안테나 포트의 수가 1보다 큰 경우, 기지국에 의해 사용되는 시스템 대역폭의 일부분 상에서 협대역 신호를 송신하기 위해 송신 모드(TM)로서 "송신 다이버시티" 모드를 사용하는 단계를 포함한다.

다른 나머지 안테나 포트들은 빔-형성된 송신으로 스케줄링된 사용자에게 데이터를 송신하도록 구성될 수 있다. 다운링크 데이터 송신을 위해, 빔 기반 송신을 위해 전체 대역폭 리소스들이 사용될 수 있다. 펜슬 빔(pencil beam) 송신은 서빙되는 사용자를 지목하므로, 이는 모든 후보 사용자들에게 간섭을 일으키지 않을 것이다. 대안적으로, 전용 협대역을 제외한 전체 대역폭은 다른 목적을 달성하기 위해 빔 기반 송신에 사용될 수 있다.

협대역 신호에 대한 피드백을 수신하는 단계(S120)에서 협대역 신호를 송신한 이후, 기지국은 협대역 신호에 대한 피드백을 더 수신한다. 협대역 신호를 송신한 이후, 협대역 신호에 대한 피드백에 기반하여, 협대역 신호를 송신하기 위해 사용되는 안테나 포트와는 다른 적어도 하나의 안테나 포트 상에서 광대역 신호가 송신된다.

사용자 장비로부터 요청을 수신하는 단계(S130)에서 적어도 하나의 UE로부터의 요청이 수신된다.

피드백에 기초하여, 협대역 신호 송신에 사용되는 안테나가 아닌 다른 안테나로 광대역 신호를 송신하는 단계(S140)에서 협대역 신호를 송신하는 데 사용되는 안테나 포트와는 다른 적어도 하나의 안테나 포트 상에서 빔-형성된 광대역 신호를 송신하는 단계를 포함한다.

본 개시내용의 다양한 실시예들에 따르면, 펜슬 빔 기반 데이터 송신은 송신 전력을 집중시키고 채널 품질을 현저히 향상시키며, 이는 결국 수신기 측에서 포스트 신호 대 간섭 및 잡음(SINR)값을 향상시킨다. 또한 펜슬 빔 기반 데이터 송신은 협대역 RS 검출에 영향을 미치지 않을 것이고, 그에 의해 전력 부스팅 이득으로 전용 협대역 RS 커버리지를 보장한다.

도 4는 일 실시예에 따른 신호 처리 시스템의 신호 처리 방법의 순서도이다.

도 4를 참조하면, 일 실시예에 따른 신호 처리 시스템의 신호 처리 방법은 협대역 신호가 송신되는 동안, 대역폭의 일부분을 신호 송신을 위해 사용되지 않도록 설정하는 단계(S210), 협대역 신호에 대한 피드백을 수신하여 기지국에 송신하는 단계(S220), 광대역 신호 송신을 개시하기 위한 요청을 기지국으로 송신하는 단계(S230), 피드백에 기초하여, 협대역 신호 송신에 사용되는 안테나가 아닌 다른 안테나로 광대역 신호를 송신하는 단계(S240) 및 광대역 신호에 대한 피드백을 수신하여 기지국에 송신하는 단계(S250)를 포함할 수 있다.

협대역 신호가 송신되는 동안, 대역폭의 일부분을 신호 송신을 위해 사용되지 않도록 설정하는 단계(S210)에서 기지국에 의해 사용되는 시스템 대역폭의 일부분 상에서 송신된 협대역 신호가 수신된다. 협대역 신호가 기지국에 의해 송신되는 동안, 기지국에 의해 사용되는 시스템 대역폭으로부터의 이용 가능한 대역폭의 적어도 일부분이 신호 송신을 위해 사용되지 않도록 설정된다.

협대역 신호에 대한 피드백을 수신하여 기지국에 송신하는 단계(S220)에서 협대역 신호에 대한 피드백이 기지국에 송신된다. 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 셀 에지 사용자(UE-1)는 자신의 서빙 셀(eNB#1)과 자신의 인접 셀(eNB#2)의 전용 협대역 채널 상태 정보를 각각 측정할 수 있다. 에지 사용자는 협대역 기반의 RSRP(N-RSRP) 또는 RSRQ(N-RSRQ)를 측정하고 관련 보고들을 자신의 서빙 셀(eNB#1)로 전송한다. 업링크 전파 손실은 eNB 측에서 대형 안테나 수신 이득에 의해 보상될 수 있다.

피드백에 기초하여, 협대역 신호 송신에 사용되는 안테나가 아닌 다른 안테나로 광대역 신호를 송신하는 단계(S240)에서 협대역 신호를 송신하기 위해 사용된 안테나 포트와는 다른 적어도 하나의 안테나 포트 상에서 송신된 빔-형성된 광대역 신호가 수신될 수 있다.

광대역 신호에 대한 피드백을 수신하여 기지국에 송신하는 단계(S250)에서 광대역 신호에 대한 피드백이 기지국에 송신될 수 있다.

실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

Claims (3)

1. 기지국에 의해 사용되는 시스템 대역폭의 일부분에서 협대역 신호를 송신하는 제1 송신 유닛; 및
   상기 협대역 신호가 송신되는 동안, 상기 기지국에 의해 사용되는 시스템 대역폭으로부터의 이용 가능한 대역폭의 적어도 일부를 신호 송신을 위해 사용되지 않는 것으로 설정하는 설정 유닛을 포함하는
   신호 처리 시스템.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 제1 송신 유닛은 적어도 하나의 안테나 포트 상에서 비-빔-형성된 협대역 신호를 송신하는
   신호 처리 시스템.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 협대역 신호에 대한 송신 전력을 증가시키도록 구성된 증가 유닛을 더 포함하는
   신호 처리 시스템.