WO2017150888A1 - 무선 통신 시스템에서 기지국의 빔 기준 신호 전송 방법 - Google Patents

무선 통신 시스템에서 기지국의 빔 기준 신호 전송 방법 Download PDF

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WO2017150888A1
WO2017150888A1 PCT/KR2017/002201 KR2017002201W WO2017150888A1 WO 2017150888 A1 WO2017150888 A1 WO 2017150888A1 KR 2017002201 W KR2017002201 W KR 2017002201W WO 2017150888 A1 WO2017150888 A1 WO 2017150888A1
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WO
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brss
brs
mapped
antenna
reference signal
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PCT/KR2017/002201
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French (fr)
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이길봄
김기준
정재훈
채혁진
김규석
안민기
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엘지전자 주식회사
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    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/06—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H04B7/08—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the receiving station
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L5/00—Arrangements affording multiple use of the transmission path

Definitions

  • the following description relates to a wireless communication system, and more particularly, to a method and apparatus for transmitting a beam reference signal for distinguishing a beam preferred by a terminal.
  • Ultra-high frequency wireless communication systems using millimeter wave are configured such that the center frequency operates at a few GHz to several tens of GHz. Due to the characteristics of the center frequency, path loss may be prominent in the shadow area in the mmWave communication system. Considering that the synchronization signal should be stably transmitted to all terminals located within the coverage of the base station, the mmWave communication system designs and transmits the synchronization signal in consideration of the potential deep-null phenomenon that may occur due to the characteristics of the ultra-high frequency band described above. Should be.
  • the present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to define a beam reference signal for selecting a beam preferred by a terminal in a wireless communication system using an ultra-high frequency band such as mmWave.
  • Another object of the present invention is to transmit a beam reference signal using a multiplexing scheme to improve the efficiency of radio resource use while minimizing interference between beam reference signals.
  • a beam reference signal transmission method may include generating BRSs for a plurality of antenna ports in response to narrow beams generated by a plurality of antenna subarrays, and generating BRSs for the plurality of antenna ports. And mapping to the resource region and transmitting the BRS mapped to the resource region to the terminal, wherein the BRS is a reference signal for the terminal to select a preferred beam among narrow beams by a plurality of antenna subarrays.
  • the UE may select a preferred beam by measuring RSRP (Reference Signal Received Power) or RSRQ (Reference Signal Received Quality) of REs mapped with BRSs for a plurality of antenna ports.
  • RSRP Reference Signal Received Power
  • RSRQ Reference Signal Received Quality
  • an antenna port of a BRS mapped to an odd OFDM symbol and an antenna port of a BRS mapped to an even OFDM symbol may be different from each other.
  • BRSs of two different antenna ports are multiplexed by a Code Division Multiplexing (CDM) scheme. Can be mapped.
  • CDM Code Division Multiplexing
  • port 0 and port 2 or port 1 or port 3 may be applied to the two different antenna ports.
  • the BRSs of the two different antenna ports may be mapped such that a spatial distance between beams corresponding to each antenna port is maximum.
  • the base station for solving the technical problem includes a transmitter, a receiver, and a processor operating in connection with the transmitter and the receiver, the processor corresponding to the narrow beams generated by the plurality of antenna subarrays, a plurality of antennas Generating BRSs for a port, mapping BRSs for a plurality of antenna ports to a resource region, and transmitting a BRS mapped to the resource region to a terminal, wherein the BRS is preferred among narrow beams by a plurality of antenna subarrays. It is a reference signal for selecting a beam.
  • the efficiency of the beam scanning process may be improved in a base station antenna structure composed of subarrays by defining a beam reference signal between a base station and a terminal in a wireless communication system.
  • interference between the beam reference signal and the narrow beam may be minimized while the beam reference signal is mapped to the resource region.
  • Figure 1 shows a sub-array based antenna structure and the resulting RF beam structure.
  • FIG. 2 shows a sub-array based antenna structure and another RF beam structure accordingly.
  • FIG. 4 shows a structure of a synchronization subframe considering repeated transmission of a synchronization signal.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a BRS multiplexing method according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a BRS multiplexing method according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating a BRS transmission method according to a proposed embodiment.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a configuration of a terminal and a base station related to the proposed embodiment.
  • each component or feature may be considered to be optional unless otherwise stated.
  • Each component or feature may be embodied in a form that is not combined with other components or features.
  • some of the components and / or features may be combined to form an embodiment of the present invention.
  • the order of the operations described in the embodiments of the present invention may be changed. Some components or features of one embodiment may be included in another embodiment, or may be replaced with corresponding components or features of another embodiment.
  • the base station is meant as a terminal node of a network that directly communicates with a mobile station.
  • the specific operation described as performed by the base station in this document may be performed by an upper node of the base station in some cases.
  • various operations performed for communication with a mobile station in a network consisting of a plurality of network nodes including a base station may be performed by the base station or network nodes other than the base station.
  • the 'base station' may be replaced by terms such as a fixed station, a Node B, an eNode B (eNB), an advanced base station (ABS), or an access point.
  • a 'mobile station (MS)' may be a user equipment (UE), a subscriber station (SS), a mobile subscriber station (MSS), a mobile terminal, an advanced mobile station (AMS), a terminal. (Terminal) or a station (STAtion, STA) and the like can be replaced.
  • UE user equipment
  • SS subscriber station
  • MSS mobile subscriber station
  • AMS advanced mobile station
  • Terminal or a station (STAtion, STA) and the like can be replaced.
  • the transmitting end refers to a fixed and / or mobile node that provides a data service or a voice service
  • the receiving end refers to a fixed and / or mobile node that receives a data service or a voice service. Therefore, in uplink, a mobile station may be a transmitting end and a base station may be a receiving end. Similarly, in downlink, a mobile station may be a receiving end and a base station may be a transmitting end.
  • the description that the device communicates with the 'cell' may mean that the device transmits and receives a signal with the base station of the cell. That is, a substantial target for the device to transmit and receive a signal may be a specific base station, but for convenience of description, it may be described as transmitting and receiving a signal with a cell formed by a specific base station.
  • the description of 'macro cell' and / or 'small cell' may not only mean specific coverage, but also 'macro base station supporting macro cell' and / or 'small cell supporting small cell', respectively. It may mean 'base station'.
  • Embodiments of the present invention may be supported by standard documents disclosed in at least one of the wireless access systems IEEE 802.xx system, 3GPP system, 3GPP LTE system and 3GPP2 system. That is, obvious steps or parts which are not described among the embodiments of the present invention may be described with reference to the above documents.
  • FIG. 1 shows a subarray (subbarray) based antenna structure and its RF beam structure.
  • one single RF beam using four antenna sub arrays is defined.
  • Two antenna subarrays (or simply subarrays) constitute one antenna array (or simply arrays), with one array having 8 (H) * 8 (V) * 2 (P) antennas It consists of.
  • H means horizontal axis
  • V means vertical axis
  • the left side of FIG. 1 shows a total of four subarrays, in which two arrays in which two subarrays overlap are arranged adjacent to each other.
  • One array in which a plurality of antennas are overlapped in a cross polarity form is also referred to as a patch antenna structure.
  • other antennas may be overlapped to form a cross polarity form.
  • one RF chain corresponds to one sub array and may control 8 * 8 antennas having a single polarity. That is, the antenna structure shown in the left side of FIG. 1 is a form in which two arrays are arranged adjacent to each other, and the four sub arrays constituting the two arrays are respectively controlled by four RF chains.
  • four sub-arrays generate a single beam by the four RF chains. In this case, the width of the illustrated beam may be 15 '(H) * 15' (V).
  • FIG. 2 shows a sub-array based antenna structure and another RF beam structure accordingly. Unlike FIG. 1, FIG. 2 illustrates a process in which four RF chains independently form an RF beam, and thus four sub-arrays form four multi-beams. In this case, four beams can each cover different areas.
  • the RF chains form a single beam
  • the amount of beams irradiated to a specific region is increased to increase the beam gain, while the beam scanning process required to cover the entire region is slow.
  • the beam gain is low because the amount of beam irradiated to a specific region is low, while the beam scanning process can proceed quickly.
  • the narrow beam may refer to respective beams formed by the antenna sub array in the multi-beam form described with reference to FIG. 2, and the wide beam may refer to the entire beam that the beams formed by the sub arrays are collected.
  • the wide beam may refer to the entire beam that the beams formed by the sub arrays are collected.
  • have. 3 shows a wide beam generated by four sub arrays corresponding to four RF chains.
  • the transmitter transmits a synchronization signal using the wide beam of FIG. 3. That is, all subarrays transmit the same PSS, SSS, and PBCH as synchronization signals.
  • the Primary Synchronization Signal (PSS) is a signal for matching timing between a transmitter and a receiver.
  • the Secondary Synchronization Signal (SSS) is a signal for a receiver to identify a cell of a transmitter, and the PBCH (Physical Broadcast Channel) transmits system information of a cell. Means a channel.
  • FIG. 4 illustrates a structure of a synchronization subframe on the premise of repetitive transmission of a synchronization signal.
  • the horizontal direction represents the time axis
  • the vertical direction represents the frequency axis.
  • One radio frame composed of 10ms consists of a plurality of subframes, and the proposed synchronization subframe may be transmitted every 5ms in each frame.
  • 4 shows an example in which a synchronization subframe is transmitted at the start of a frame.
  • one synchronization subframe may consist of a plurality of Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) symbols, and only 13 OFDM symbols are shown in FIG. 14, but fewer or more OFDM symbols are synchronized. It is also possible to configure a subframe.
  • OFDM Orthogonal Frequency Division Multiplexing
  • Blocks marked with the same pattern and pattern in FIG. 4 refer to a resource region corresponding to a wide beam composed of a plurality of narrow beams in FIG. 3. That is, four OFDM symbols (eg, OFDM symbols # 0 to # 3) in FIG. 4 mean a time interval in which four antenna subarrays form a wide beam to transmit an RF beam in FIG. 3. Subsequently, the next four OFDM symbols mean a resource region corresponding to another wide beam. This is because the entire cell cannot be covered by an area corresponding to one wide beam.
  • FIG. 4 may mean that the PSS / SSS / PBCH is repeatedly transmitted over four OFDM symbols in one wide beam region.
  • a resource region corresponding to one wide beam region in which a synchronization signal is repeatedly transmitted by a plurality of RF chains is referred to as a 'basic synchronization signal block'.
  • a BRS Beam Reference Signal
  • FIG. 4 means a beam reference signal used in a synchronization process.
  • the BRS is defined.
  • the BRS is a reference signal used to find a preferred beam of the terminal, and the terminal measures a Reference Signal Received Power (RSRP) or Reference Signal Received Quality (RSRQ) in the RE to which the BRS is transmitted.
  • RSRP Reference Signal Received Power
  • RSRQ Reference Signal Received Quality
  • the BRS may be defined differently for different antenna ports, which means that the BRSs are arranged in different REs for each antenna port.
  • each narrow beam may be assigned a unique antenna port number for BRS transmission.
  • different BRS ports may be defined for each narrow beam from BRS port 0 allocated to the region corresponding to the first narrow beam to BRS port 3 allocated to the region corresponding to the last narrow beam.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a BRS multiplexing method according to an embodiment of the present disclosure.
  • the BRS is shown to be disposed only in the direction above the frequency axis in the resource region in which the PSS and the SSS are transmitted for convenience of expression, but is not limited thereto. .
  • the BRS is divided into antenna ports and mapped to the REs, and the spatial distance of the narrow beam disposed in the REs located on the same frequency axis may be maximum.
  • the spatial distance of the narrow beam disposed in the REs located on the same frequency axis may be maximum.
  • two adjacent REs having the same position on the frequency axis may be mapped with BRSs of ports 0 and 2 (or ports 1 and 3) having the farthest spatial distance in FIG. 5. .
  • BRSs of different ports are transmitted in every OFDM symbol, but BRSs are divided into a plurality of OFDM symbols by using different multiplexing schemes.
  • BRS which is a reference signal for defining the same RF beam group for four OFDM symbols and distinguishing narrow beams belonging to the RF beam group
  • FDM Frequency Division Multiplexing
  • TDM time division multiplexing
  • BRSs of ports 0 and 1 are mapped to REs in odd-numbered OFDM symbols (0th and 2nd OFDM symbols), and even-numbered OFDM symbols ( In the first and third OFDM symbols), BRSs of ports 2 and 3 are mapped to REs.
  • antenna subarrays corresponding to ports 2 and 3 do not transmit BRS in odd-numbered OFDM symbols.
  • BRSs are multiplexed by FDM and code division multiplexing (CDM) for each antenna port, and are arranged in REs.
  • CDM code division multiplexing
  • subarrays corresponding to ports 2 and 3 transmit BRSs in odd-numbered OFDM symbols as well as even-numbered OFDM symbols.
  • BRSs transmitted by subarrays corresponding to ports 2 and 3 are applied differently in odd-numbered OFDM symbols and even-numbered OFDM symbols. Accordingly, the receiver may distinguish between BRSs of ports 0 and 1 and BRSs of ports 2 and 3 CDM by applying an orthogonal cover code (OCC).
  • OCC orthogonal cover code
  • the method of FIG. 7 may transmit the BRS with twice the transmission power during the same time interval.
  • BRSs of two antenna ports transmitted by being CDMed to the same RE may be separated using OCC, but may not be properly separated according to hardware performance. Nevertheless, since the two antenna ports multiplexed on the same RE correspond to different narrowly spaced beams, the influence of interference between each other can be minimized.
  • BRSs of two antenna ports may be multiplexed and mapped to the RE corresponding to two consecutive OFDM symbols on the same carrier by the CDM scheme.
  • the BRS of port 0 (or port 1) and the BRS of port 2 (or port 3) may be multiplexed and mapped or transmitted in the CDM scheme in the first OFDM symbol and the second OFDM symbol in the specific carrier of FIG. 7. .
  • code [1, 1] may be applied to BRS of port 0 (or port 1)
  • code [1, -1] may be applied to BRS of port 2 (or port 3).
  • codes orthogonal to each other may be applied to the BRSs of the two antenna ports.
  • the BRSs of the two different antenna ports may be mapped such that a spatial distance between beams corresponding to each antenna port is maximized. Through this, it can be expected that the interference between the two beams is reduced.
  • the BRS described above may be used as a beam refinement RS or a data demodulation RS. More specifically, the BRS may be used as a data demodulation pilot signal other than beam tracking and RSRP measurement. In this case, PBCH / ePBCH / PDCCH / PDSCH may be applied to the physical channel for transmitting the data. In addition, the BSR may be utilized as a beam improvement RS.
  • the transmitter ie, the base station
  • the transmitter maps the BRS to the RE and transmits it to the receiver (S820).
  • a method of mapping BRS to the RE a method of simultaneously applying the FDM and TDM schemes (FIG. 6) or a method of simultaneously applying the FDM and CDM schemes (FIG. 7) may be utilized.
  • the receiver selects a beam using the BRS received in the synchronization subframe (S830).
  • the receiver may select an antenna port of its preferred BRS from RSRP or RSRQ measured for an RE in which BRSs distinguished by antenna ports are arranged. Since the antenna port of the BRS corresponds to the narrow beam of the antenna subarray, it can be understood as a process in which the receiver selects its preferred beam.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a configuration of a terminal and a base station according to an embodiment of the present invention.
  • the terminal 100 and the base station 200 may include radio frequency (RF) units 110 and 210, processors 120 and 220, and memories 130 and 230, respectively.
  • RF radio frequency
  • FIG. 9 only a 1: 1 communication environment between the terminal 100 and the base station 200 is illustrated, but a communication environment may be established between a plurality of terminals and a plurality of base stations.
  • the base station 200 illustrated in FIG. 9 may be applied to both the macro cell base station and the small cell base station.
  • Each RF unit 110, 210 may include a transmitter 112, 212 and a receiver 114, 214, respectively.
  • the transmitting unit 112 and the receiving unit 114 of the terminal 100 are configured to transmit and receive signals with the base station 200 and other terminals, and the processor 120 is functionally connected with the transmitting unit 112 and the receiving unit 114.
  • the transmitter 112 and the receiver 114 may be configured to control a process of transmitting and receiving signals with other devices.
  • the processor 120 performs various processes on the signal to be transmitted and transmits the signal to the transmitter 112, and performs the process on the signal received by the receiver 114.
  • the processor 120 may store information included in the exchanged message in the memory 130.
  • the terminal 100 can perform the method of various embodiments of the present invention described above.
  • the transmitter 212 and the receiver 214 of the base station 200 are configured to transmit and receive signals with other base stations and terminals, and the processor 220 is functionally connected to the transmitter 212 and the receiver 214 to transmit the signal. 212 and the receiver 214 may be configured to control the process of transmitting and receiving signals with other devices.
  • the processor 220 may perform various processing on the signal to be transmitted, transmit the signal to the transmitter 212, and may perform processing on the signal received by the receiver 214. If necessary, the processor 220 may store information included in the exchanged message in the memory 230. With such a structure, the base station 200 may perform the method of the various embodiments described above.
  • Processors 120 and 220 of the terminal 100 and the base station 200 respectively instruct (eg, control, coordinate, manage, etc.) the operation in the terminal 100 and the base station 200.
  • Respective processors 120 and 220 may be connected to memories 130 and 230 that store program codes and data.
  • the memories 130 and 230 are coupled to the processors 120 and 220 to store operating systems, applications, and general files.
  • the processor 120 or 220 of the present invention may also be referred to as a controller, a microcontroller, a microprocessor, a microcomputer, or the like.
  • the processors 120 and 220 may be implemented by hardware or firmware, software, or a combination thereof.
  • ASICs application specific integrated circuits
  • DSPs digital signal processors
  • DSPDs digital signal processing devices
  • PLDs programmable logic devices
  • FPGAs Field programmable gate arrays
  • the above-described method may be written as a program executable on a computer, and may be implemented in a general-purpose digital computer which operates the program using a computer readable medium.
  • the structure of the data used in the above-described method can be recorded on the computer-readable medium through various means.
  • Program storage devices that may be used to describe storage devices that include executable computer code for performing the various methods of the present invention should not be understood to include transient objects, such as carrier waves or signals. do.
  • the computer readable medium includes a storage medium such as a magnetic storage medium (eg, a ROM, a floppy disk, a hard disk, etc.), an optical reading medium (eg, a CD-ROM, a DVD, etc.).
  • the beam reference signal transmission method as described above can be applied to various wireless communication systems including not only 3GPP LTE and LTE-A systems, but also IEEE 802.16x and 802.11x systems. Furthermore, the proposed method can be applied to mmWave communication system using ultra high frequency band.

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Abstract

복수의 안테나 서브어레이들에 의해 생성되는 협폭 빔들에 대응하여 복수의 안테나 포트에 대한 BRS들을 생성하고, 복수의 안테나 포트에 대한 BRS들을 자원 영역에 매핑시키고, 자원 영역에 매핑된 BRS를 단말로 전송하며, BRS는 단말이 복수의 안테나 서브어레이에 의한 협폭 빔들 중에서 선호하는 빔을 선택하기 위한 기준 신호인 것인 BRS 전송 방법 및 기지국이 개시된다.

Description

무선 통신 시스템에서 기지국의 빔 기준 신호 전송 방법
이하의 설명은 무선 통신 시스템에 대한 것으로, 보다 구체적으로는 단말이 선호하는 빔을 구분하기 위한 빔 기준 신호를 전송하는 방법 및 그 장치에 대한 것이다.
밀리미터 웨이브(mmWave)를 이용한 초고주파 무선 통신 시스템은 중심 주파수가 수 GHz 내지 수십 GHz에서 동작하도록 구성된다. 이러한 중심 주파수의 특성으로 인하여 mmWave 통신 시스템에서는 음영 지역에서 경로 감쇄(path loss)가 두드러지게 나타날 수 있다. 동기 신호는 기지국의 커버리지 내에 위치하는 모든 단말에 안정적으로 전송되어야 한다는 점을 고려할 때, mmWave 통신 시스템에서는 상술한 초고주파 대역의 특성상 발생할 수 있는 잠재적인 deep-null 현상을 고려하여 동기 신호를 설계 및 송신해야 한다.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 mmWave와 같은 초고주파 대역을 이용한 무선 통신 시스템에서 단말이 선호하는 빔을 선택하기 위한 빔 기준 신호를 정의하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 빔 기준 신호를 자원 영역에 매핑하는 다양한 방식을 제안하여 빔 기준 신호 전송을 위한 무선 자원의 낭비를 방지하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 다중화 방식을 이용해 빔 기준 신호를 전송하여 무선 자원 사용의 효율을 개선하면서도 빔 기준 신호 간의 간섭을 최소화하는 것이다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 목적들은 이상에서 언급한 사항들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 이하 설명할 본 발명의 실시 예들로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 고려될 수 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 빔 기준 신호 전송 방법은, 복수의 안테나 서브어레이들에 의해 생성되는 협폭 빔들에 대응하여, 복수의 안테나 포트에 대한 BRS들을 생성하는 단계, 복수의 안테나 포트에 대한 BRS들을 자원 영역에 매핑시키는 단계, 및 자원 영역에 매핑된 BRS를 단말로 전송하는 단계를 포함하고, BRS는 단말이 복수의 안테나 서브어레이에 의한 협폭 빔들 중에서 선호하는 빔을 선택하기 위한 기준 신호이다.
단말은, 복수의 안테나 포트에 대한 BRS가 매핑된 RE(Resource Element)들의 RSRP(Reference Signal Received Power) 또는 RSRQ(Reference Signal Received Quality)를 측정함으로써 선호하는 빔을 선택할 수 있다.
하나의 기초 동기 신호 블록에 포함된 복수의 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 중에서 홀수번째 OFDM 심볼에 매핑되는 BRS의 안테나 포트와 짝수번째 OFDM 심볼에 매핑되는 BRS의 안테나 포트는 서로 다를 수 있다.
하나의 기초 동기 신호 블록 내 하나의 반송파에서 연속하는2 개의 OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 심볼에 해당하는 RE(Resource Element)에는 서로 다른 두 안테나 포트의 BRS가 CDM (Code Division Multiplexing) 방식으로 다중화되어 매핑될 수 있다..
이때, 상기 서로 다른 두 안테나 포트로는 포트 0 및 포트 2 또는 포트 1 또는 포트 3이 적용될 수 있다.
상기 서로 다른 두 안테나 포트의 BRS는 각 안테나 포트에 대응되는 빔들 간 공간적인 거리가 최대가 되도록 매핑될 수 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 기지국은, 송신부, 수신부, 및 송신부 및 수신부와 연결되어 동작하는 프로세서를 포함하되, 프로세서는, 복수의 안테나 서브어레이들에 의해 생성되는 협폭 빔들에 대응하여, 복수의 안테나 포트에 대한 BRS들을 생성하고, 복수의 안테나 포트에 대한 BRS들을 자원 영역에 매핑시키고, 자원 영역에 매핑된 BRS를 단말로 전송하며, BRS는 단말이 복수의 안테나 서브어레이에 의한 협폭 빔들 중에서 선호하는 빔을 선택하기 위한 기준 신호이다.
[발명의 효과]
본 발명의 실시 예들에 따르면 다음과 같은 효과를 기대할 수 있다.
첫째로, 무선 통신 시스템에서 기지국과 단말 간의 빔 기준 신호를 정의함으로써 서브어레이로 구성되는 기지국 안테나 구조에 있어서 빔 스캐닝 과정의 효율이 개선될 수 있다.
둘째로, 정의된 빔 기준 신호를 자원 영역에 매핑하는 방식을 제안함으로써 다양한 통신 환경에 적합한 빔 기준 신호 전송이 가능하게 된다.
셋째로, 빔 기준 신호가 자원 영역에 매핑되는 과정에서 빔 기준 신호 및 협폭 빔 간의 간섭이 최소화될 수 있다.
본 발명의 실시 예들에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 이하의 본 발명의 실시 예들에 대한 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 도출되고 이해될 수 있다. 즉, 본 발명을 실시함에 따른 의도하지 않은 효과들 역시 본 발명의 실시 예들로부터 당해 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 도출될 수 있다.
이하에 첨부되는 도면들은 본 발명에 관한 이해를 돕기 위한 것으로, 상세한 설명과 함께 본 발명에 대한 실시 예들을 제공한다. 다만, 본 발명의 기술적 특징이 특정 도면에 한정되는 것은 아니며, 각 도면에서 개시하는 특징들은 서로 조합되어 새로운 실시 예로 구성될 수 있다. 각 도면에서의 참조 번호(reference numerals)들은 구조적 구성요소(structural elements)를 의미한다.
도 1은 서브 어레이 기반의 안테나 구조와 그에 따른 RF 빔 구조를 도시한다.
도 2는 서브 어레이 기반의 안테나 구조와 그에 따른 또 다른 RF 빔 구조를 도시한다.
도 3은 협폭 빔을 이용하여 생성된 광폭 빔을 도시한다.
도 4는 동기 신호의 반복 전송을 고려한 동기화 서브프레임의 구조를 도시한다.
도 5는 안테나 서브어레이에 의해 형성되는 협폭 빔과 안테나 포트 번호의 매핑 관계를 도시한다.
도 6은 제안하는 일 실시 예에 따른 BRS 다중화 방식을 설명하는 도면이다.
도 7은 제안하는 또 다른 실시 예에 따른 BRS 다중화 방식을 설명하는 도면이다.
도 8은 제안하는 실시 예에 따른 BRS 전송 방법을 도시하는 도면이다.
도 9는 제안하는 실시 예와 관련된 단말 및 기지국의 구성을 도시하는 도면이다.
본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
이하의 실시 예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들을 소정 형태로 결합한 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려될 수 있다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시 예를 구성할 수도 있다. 본 발명의 실시 예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시 예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시 예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시 예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다.
도면에 대한 설명에서, 본 발명의 요지를 흐릴 수 있는 절차 또는 단계 등은 기술하지 않았으며, 당업자의 수준에서 이해할 수 있을 정도의 절차 또는 단계는 또한 기술하지 아니하였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함(comprising 또는 including)"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "...기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, "일(a 또는 an)", "하나(one)", "그(the)" 및 유사 관련어는 본 발명을 기술하는 문맥에 있어서(특히, 이하의 청구항의 문맥에서) 본 명세서에 달리 지시되거나 문맥에 의해 분명하게 반박되지 않는 한, 단수 및 복수 모두를 포함하는 의미로 사용될 수 있다.
본 명세서에서 본 발명의 실시 예들은 기지국과 이동국 간의 데이터 송수신 관계를 중심으로 설명되었다. 여기서, 기지국은 이동국과 직접적으로 통신을 수행하는 네트워크의 종단 노드(terminal node)로서의 의미가 있다. 본 문서에서 기지국에 의해 수행되는 것으로 설명된 특정 동작은 경우에 따라서는 기지국의 상위 노드(upper node)에 의해 수행될 수도 있다.
즉, 기지국을 포함하는 다수의 네트워크 노드들(network nodes)로 이루어지는 네트워크에서 이동국과의 통신을 위해 수행되는 다양한 동작들은 기지국 또는 기지국 이외의 다른 네트워크 노드들에 의해 수행될 수 있다. 이때, '기지국'은 고정국(fixed station), Node B, eNode B(eNB), 발전된 기지국(Advanced Base Station, ABS) 또는 액세스 포인트(access point) 등의 용어에 의해 대체될 수 있다.
또한, '이동국(Mobile Station, MS)'은 UE(User Equipment), SS(Subscriber Station), MSS(Mobile Subscriber Station), 이동 단말(Mobile Terminal), 발전된 이동단말(Advanced Mobile Station, AMS), 단말(Terminal) 또는 스테이션(STAtion, STA) 등의 용어로 대체될 수 있다.
또한, 송신단은 데이터 서비스 또는 음성 서비스를 제공하는 고정 및/또는 이동 노드를 말하고, 수신단은 데이터 서비스 또는 음성 서비스를 수신하는 고정 및/또는 이동 노드를 의미한다. 따라서, 상향링크에서는 이동국이 송신단이 되고, 기지국이 수신단이 될 수 있다. 마찬가지로, 하향링크에서는 이동국이 수신단이 되고, 기지국이 송신단이 될 수 있다.
또한, 디바이스가 '셀'과 통신을 수행한다는 기재는 디바이스가 해당 셀의 기지국과 신호를 송수신하는 것을 의미할 수 있다. 즉, 디바이스가 신호를 송신하고 수신하는 실질적인 대상은 특정 기지국이 될 수 있으나, 기재의 편의상 특정 기지국에 의해 형성되는 셀과 신호를 송수신하는 것으로 기재될 수 있다. 마찬가지로, '매크로 셀' 및/또는 '스몰 셀' 이라는 기재는 각각 특정한 커버리지(coverage)를 의미할 수 있을 뿐 아니라, '매크로 셀을 지원하는 매크로 기지국' 및/또는 '스몰 셀을 지원하는 스몰 셀 기지국'을 의미할 수도 있다.
본 발명의 실시 예들은 무선 접속 시스템들인 IEEE 802.xx 시스템, 3GPP 시스템, 3GPP LTE 시스템 및 3GPP2 시스템 중 적어도 하나에 개시된 표준 문서들에 의해 뒷받침될 수 있다. 즉, 본 발명의 실시 예들 중 설명하지 않은 자명한 단계들 또는 부분들은 상기 문서들을 참조하여 설명될 수 있다.
또한, 본 문서에서 개시하고 있는 모든 용어들은 상기 표준 문서에 의해 설명될 수 있다. 특히, 본 발명의 실시 예들은 IEEE 802.16 시스템의 표준 문서인 P802.16e-2004, P802.16e-2005, P802.16.1, P802.16p 및 P802.16.1b 표준 문서들 중 하나 이상에 의해 뒷받침될 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다.
또한, 본 발명의 실시 예들에서 사용되는 특정 용어들은 본 발명의 이해를 돕기 위해서 제공된 것이며, 이러한 특정 용어의 사용은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경될 수 있다.
1. 초고주파 대역을 이용한 통신 시스템
mmWave와 같은 초고주파 대역을 이용하는 차세대 통신 시스템이 논의됨에 따라, 새로운 안테나 구조와 RF 빔 구조가 제안된다. 도 1은 서브 어레이(subarray, 부배열) 기반의 안테나 구조와 그에 따른 RF 빔 구조를 도시한다.
도 1에 도시된 안테나 구조에서는 4개의 안테나 서브 어레이를 이용한 1개의 단일 RF 빔이 정의된다. 2개의 안테나 서브 어레이(또는, 단순하게 서브 어레이)가 1개의 안테나 어레이(또는, 단순하게 어레이)를 구성하며, 1개의 어레이는 8(H)*8(V)*2(P)개의 안테나들로 구성된다. H는 수평 방향(horizontal) 축을 의미하고, V는 수직 방향(vertical) 축을 의미하고, P는 안테나의 극성(polarization)을 의미한다. 즉, 1개의 어레이는 단일 극성을 갖는 8*8=64 개의 안테나들로 구성되는 서브 어레이가 2개 겹쳐서 배치되는 형태이며, 도 1의 우측에 도시된 바와 같이 2개의 서브 어레이가 직교하도록 겹쳐져서 교차 극성(cross polarization) 형태로 구현된다. 이와 유사하게, 도 1의 좌측에는 2개의 서브 어레이가 겹쳐진 1개의 어레이가 2개 인접하여 배치된, 총 4개의 서브 어레이를 도시한다.
이와 같이 복수의 안테나들이 교차 극성 형태로 겹쳐진 1개의 어레이를 패치 안테나(patch antenna) 구조라고도 하며, 8*8 개의 안테나뿐 아니라 다른 개수의 안테나들도 겹쳐져서 교차 극성 형태를 구성할 수도 있다. 한편, 도 1에 도시된 바와 같이 1개의 RF 체인은 1개의 서브 어레이에 대응되며, 단일 극성을 갖는 8*8 개의 안테나들을 제어할 수 있다. 즉, 도 1의 좌측에 도시된 안테나 구조는 2개의 어레이가 인접하여 배치되는 형태이며, 2개의 어레이를 구성하는 4 개의 서브 어레이들은 총 4개의 RF 체인들에 의해 각각 제어된다. 도 1에서는 이러한 4 개의 RF 체인들에 의해 4개의 서브 어레이가 단일 빔(single beam)을 생성하는 과정이 도시된다. 이때, 도시된 빔의 폭은 15'(H)*15'(V) 일 수 있다.
도 2는 서브 어레이 기반의 안테나 구조와 그에 따른 또 다른 RF 빔 구조를 도시한다. 도 2는 도 1과는 달리 4개의 RF 체인들이 각각 독립적으로 RF 빔을 형성하며, 이에 따라 4개의 서브 어레이가 4개의 멀티 빔(multi beam)을 형성되는 과정을 도시한다. 이러한 경우, 4개의 빔들이 각각 서로 다른 지역을 커버할 수 있게 된다.
도 1과 도 2에 따른 방식은 아래의 표 1과 같은 장단점이 있다.
표 1
단일 빔 멀티 빔
장점 빔 이득이 높음 빔 스캐닝이 빠름
단점 빔 스캐닝이 느림 빔 이득이 낮음
즉, RF 체인들이 단일 빔을 형성하는 경우, 특정 영역에 조사되는 빔 양이 증가하여 빔 이득이 높은 반면에, 전체 영역을 커버하기 위해서 요구되는 빔 스캐닝 과정이 느리게 진행된다. 상대적으로, RF 체인들이 멀티 빔을 형성하는 경우, 특정 영역에 조사되는 빔 양이 적어 빔 이득은 낮은 반면에, 빔 스캐닝 과정은 빠르게 진행될 수 있다.
도 3은 협폭 빔을 이용하여 생성된 광폭 빔을 도시한다. 도 3에서 협폭 빔이란 앞서 도 2에서 설명한 멀티 빔 형태에서 안테나 서브 어레이에 의해 형성되는 각각의 빔들을 의미할 수 있으며, 광폭 빔이란 서브 어레이들이 형성하는 빔들이 모여 구성하는 전체 빔을 의미할 수 있다. 도 3은 4개의 RF 체인에 대응되는 4개의 서브 어레이들이 생성하는 광폭 빔을 도시한다.
이하에서는 송신기가 도 3의 광폭 빔을 이용하여 동기 신호를 전송하는 것을 전제로 설명한다. 즉, 모든 서브 어레이는 동기 신호로써 동일한 PSS, SSS, PBCH를 전송한다. PSS(Primary Synchronization Signal)는 송신기와 수신기 간의 타이밍을 맞추기 위한 신호이며, SSS(Secondary Synchronization Signal)는 수신기가 송신기의 셀을 식별하기 위한 신호이며, PBCH(Physical Broadcast Channel)는 셀의 시스템 정보가 전송되는 채널을 의미한다.
표 1에서 설명한 바와 같이, 멀티 빔을 이용한 광폭 빔이 이용되는 경우, 넓은 영역을 커버할 수 있는 대신 빔 이득이 낮아지게 된다. 이러한 문제점을 해결하기 위해, 시간축 상으로 동기 신호들을 반복하여 전송함으로써 수신기에 추가적인 이득을 제공할 수 있게 된다.
도 4는 동기 신호의 반복 전송을 전제로 하는 동기화 서브프레임(synchronization subframe)의 구조를 도시한다. 도 4에서 가로 방향은 시간축을 나타내며, 세로 방향은 주파수축을 나타낸다.
10ms로 구성되는 1개의 무선 프레임(radio frame)은 복수의 서브프레임들로 구성되며, 제안하는 동기화 서브프레임은 각 프레임에서 5ms 마다 전송될 수 있다. 도 4에는 동기화 서브프레임이 프레임의 시작 시점에 전송되는 예를 도시한다.
한편, 하나의 동기화 서브프레임은 복수의 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 심볼로 구성될 수 있으며, 도 14에는 13 개의 OFDM 심볼만이 도시되어 있으나, 더 적거나 더 많은 수의 OFDM 심볼이 하나의 동기화 서브프레임을 구성할 수도 있다.
도 4에서 동일한 무늬와 패턴으로 표시된 블록들은 도 3에서 복수의 협폭 빔으로 구성되는 광폭 빔에 대응되는 자원 영역을 의미한다. 즉, 도 4에서 4개의 OFDM 심볼들(예를 들어, OFDM 심볼 #0 내지 #3)은 도 3에서 4개의 안테나 서브 어레이들이 광폭 빔을 형성하여 RF 빔을 전송하는 시간 구간을 의미한다. 이어서, 다음 4개의 OFDM 심볼들은 또 다른 광폭 빔에 대응하는 자원 영역을 의미한다. 이는, 하나의 광폭 빔에 해당하는 영역으로는 셀 전체를 커버할 수 없기 때문이다.
즉, 도 4는 하나의 광폭 빔 영역에 PSS/SSS/PBCH 가 4개의 OFDM 심볼에 걸쳐서 반복하여 전송되는 것을 의미할 수 있다. 이와 같이, 복수의 RF 체인에 의해 동기 신호가 반복 전송되는 하나의 광폭 빔 영역에 대응되는 자원 영역을 '기초 동기 신호 블록(basic synchronization signal block)'이라 한다. 이때, 도 4에서 BRS (Beam Reference Signal) 는 동기화 과정에서 이용되는 빔 기준 신호(Beam Reference Signal)를 의미한다.
2. 제안하는 빔 기준 신호 전송 방법
이하에서는 상술한 빔 기준 신호에 대해 구체적으로 설명하며, 빔 기준 신호를 정의하고 전송하는 구체적인 실시 예를 제안한다.
먼저, BRS에 대해 정의한다. BRS는 단말이 선호하는 빔을 찾기 위해 이용되는 기준 신호이며, 단말은 BRS가 전송되는 RE에서의 RSRP(Reference Signal Received Power) 또는 RSRQ(Reference Signal Received Quality)를 측정한다. BRS는 서로 다른 안테나 포트 마다 다르게 정의될 수 있으며, 이는 안테나 포트 마다 BRS는 서로 다른 RE에 배치됨을 의미한다.
도 5는 서로 다른 안테나 서브어레이 각각에서 서로 다른 방향으로 형성하는 협폭 빔들을 도시한다. 한편, 각각의 협폭 빔에는 BRS 전송을 위한 고유의 안테나 포트 번호가 할당될 수 있다. 예를 들어, 첫번째 협폭 빔에 대응하는 영역에 할당된 BRS 포트 0으로부터 마지막 협폭 빔에 대응하는 영역에 할당된 BRS 포트 3까지 각각의 협폭 빔 별로 서로 다른 BRS 포트가 정의될 수 있다.
도 6은 제안하는 일 실시 예에 따른 BRS 다중화 방식을 설명하는 도면이다. 도 6 및 도 7에서, BRS는 표현의 편의상 PSS와 SSS가 전송되는 자원 영역에서 주파수축 위쪽 방향에만 배치되는 것으로 도시되나, 이에 한정되지 않고 주파수축 아래쪽 방향에도 배치될 수 있다(도 4 참조).
먼저, 도 6 및 도 7에 공통적으로 적용되는 방식은, BRS는 안테나 포트 별로 구분되어 RE에 매핑되며, 동일한 주파수축 상에 위치하는 RE들에 배치되는 협폭 빔의 공간적인 거리가 최대가 될 수 있도록 매핑된다는 것이다. 예를 들어, 주파수축 상으로 같은 위치를 갖는 인접한 두 RE에는 도 5에서 공간적인 거리가 가장 먼 0번 포트 및 2번 포트(또는, 1번 포트 및 3번 포트)의 BRS가 매핑될 수 있다.
도 6의 실시 예에 의하면, 매 OFDM 심볼마다 서로 다른 포트의 BRS들이 모두 전송되는 것이 아니라, 서로 다른 다중화(multiplexing) 방식을 이용하여 BRS들이 복수의 OFDM 심볼에 나뉘어져 전송된다.
즉, 도 6에 도시된 실시 예에 의하면, 4개의 OFDM 심볼에 대해 동일한 RF 빔 그룹을 정의하고, RF 빔 그룹에 속하는 협폭 빔들을 구분하기 위한 기준 신호인 BRS가 안테나 포트 별로 FDM(Frequency Division Multiplexing) 및 TDM(Time Division Multiplexing) 방식으로 다중화되어 RE들에 배치된다. FDM 및 TDM 방식이 함께 사용되는 도 6의 실시 예에서, 홀수번째 OFDM 심볼(0번째, 2번째 OFDM 심볼)에는 0번 포트와 1번 포트의 BRS 가 RE들에 매핑되며, 짝수번째 OFDM 심볼(1번째, 3번째 OFDM 심볼)에는 2번 포트와 3번 포트의 BRS가 RE들에 매핑된다. 이때, 2번 포트와 3번 포트에 해당하는 안테나 서브어레이들은 홀수번째 OFDM 심볼에서 BRS을 전송하지 않는다.
도 7은 제안하는 또 다른 실시 예에 따른 BRS 다중화 방식을 설명하는 도면이다. 도 7의 실시 예에서는 BRS가 안테나 포트 별로 FDM 및 CDM(Code Division Multiplexing) 방식으로 다중화되어 RE들에 배치된다. 도 6과는 달리, 2번 포트 및 3번 포트에 해당하는 서브어레이들은 짝수번째 OFDM 심볼뿐 아니라 홀수번째 OFDM 심볼에서도 BRS를 전송한다. 대신에, 2번 포트 및 3번 포트에 해당하는 서브어레이들이 전송하는 BRS들은 홀수번째 OFDM 심볼과 짝수번째 OFDM 심볼에서 그 부호가 다르게 적용된다. 이에 따라, 수신기는 OCC(Orthogonal Cover Code)를 적용함으로써 0번, 1번 포트의 BRS와 CDM된 2번, 3번 포트의 BRS를 구분해낼 수 있다.
도 7의 실시 예에 의하면, 하나의 OFDM 심볼상에서 모든 BRS 포트가 정의되기 때문에 각 안테나 포트에 대응하는 RF 체인들은 매 OFDM 심볼마다 신호를 전송한다. 이에 따라, 전체적인 전송 전력 관점에서 도 6의 방식에 비해 도 7의 방식은 동일한 시간 구간동안 2배의 전송 전력으로 BRS를 전송할 수 있다. 한편, 동일한 RE에 CDM 되어 전송되는 두 안테나 포트의 BRS들은 OCC를 이용하여 분리될 수 있지만, 하드웨어 성능에 따라 분리가 제대로 이루어지지 않을 수도 있다. 그럼에도 불구하고, 동일한 RE에 다중화된 두 안테나 포트는 공간적으로 이격된 서로 다른 협폭 빔에 대응하기 때문에, 서로 간에 간섭의 영향은 최소화될 수 있다.
보다 구체적으로, 도 7에 도시된 바와 같이, 동일한 반송파에서 연속하는 2개의 OFDM 심볼에 해당하는 RE에는 두 안테나 포트의 BRS가 CDM 방식으로 다중화되어 매핑될 수 있다. 일 예로, 도 7의 특정 반송파 내 첫 번째 OFDM 심볼 및 두 번째 OFDM 심볼에서는 포트 0 (또는 포트 1)의 BRS 및 포트 2 (또는 포트 3)의 BRS가 CDM 방식으로 다중화되어 매핑 또는 전송될 수 있다. 이때, 포트 0 (또는 포트 1)의 BRS에는 코드 [1,1]이 적용되고, 포트 2 (또는 포트 3)의 BRS에는 코드 [1, -1]이 적용될 수 있다. 이처럼, 두 안테나 포트의 BRS에는 서로 직교하는 코드들이 적용될 수 있다. 이때, 상기 서로 다른 두 안테나 포트의 BRS는 각 안테나 포트에 대응되는 빔들 간 공간적인 거리가 최대가 되도록 매핑될 수 있다. 이를 통해, 상기 두 빔간의 간섭이 작아지는 것을 기대할 수 있다.
앞서 설명한 BRS는 빔 개선 (refinement) RS 또는 데이터 변조 (data demodulation) RS로 사용될 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 BRS는 빔 트래킹 (tracking) 및 RSRP 측정 이외 데이터 변조 파일럿 (data demodulation pilot) 신호로도 사용될 수 있다. 이때, 상기 데이터를 전송하는 물리 채널로는 PBCH/ePBCH/PDCCH/PDSCH가 적용될 수 있다. 또한, 상기 BSR는 빔 개선용 RS로도 활용될 수 있다.
도 8은 제안하는 실시 예에 따른 BRS 전송 방법을 도시하는 도면이다. 먼저, 송신기(즉, 기지국)는 BRS를 생성한다(S810). 앞서 설명한 바와 같이 BRS의 안테나 포트가 복수의 안테나 서브어레이가 형성하는 협폭 빔 별로 할당될 수 있다. 이어서, 송신기는 수신기로 BRS를 RE에 매핑하여 전송한다(S820). RE에 BRS를 매핑하는 방식은 FDM 및 TDM 방식을 동시에 적용하는 방식(도 6) 또는 FDM 및 CDM 방식을 동시에 적용하는 방식(도 7)이 활용될 수 있다. 이어서, 수신기는 동기화 서브프레임에서 수신한 BRS를 이용하여 빔을 선택한다(S830). 수신기는 안테나 포트 별로 구별되는 BRS들이 배치되는 RE에 대해 측정된 RSRP 또는 RSRQ로부터, 자신이 선호하는 BRS의 안테나 포트를 선택할 수 있다. BRS의 안테나 포트는 안테나 서브어레이의 협폭 빔에 대응하기 때문에, 수신기가 자신이 선호하는 빔을 선택하는 과정으로 이해될 수 있다.
3. 장치 구성
도 9는 본 발명의 일 실시 예와 관련된 단말 및 기지국의 구성을 도시하는 도면이다. 도 9에서 단말(100) 및 기지국(200)은 각각 무선 주파수(RF) 유닛(110, 210), 프로세서(120, 220) 및 메모리(130, 230)를 포함할 수 있다. 도 9에서는 단말(100)와 기지국(200) 간의 1:1 통신 환경만을 도시하였으나, 다수의 단말과 다수의 기지국 간에도 통신 환경이 구축될 수 있다. 또한, 도 9에 도시된 기지국(200)은 매크로 셀 기지국과 스몰 셀 기지국에 모두 적용될 수 있다.
각 RF 유닛(110, 210)은 각각 송신부(112, 212) 및 수신부(114, 214)를 포함할 수 있다. 단말(100)의 송신부(112) 및 수신부(114)는 기지국(200) 및 다른 단말들과 신호를 송신 및 수신하도록 구성되며, 프로세서(120)는 송신부(112) 및 수신부(114)와 기능적으로 연결되어 송신부(112) 및 수신부(114)가 다른 기기들과 신호를 송수신하는 과정을 제어하도록 구성될 수 있다. 또한, 프로세서(120)는 전송할 신호에 대한 각종 처리를 수행한 후 송신부(112)로 전송하며, 수신부(114)가 수신한 신호에 대한 처리를 수행한다.
필요한 경우 프로세서(120)는 교환된 메시지에 포함된 정보를 메모리(130)에 저장할 수 있다. 이와 같은 구조를 가지고 단말(100)은 이상에서 설명한 본 발명의 다양한 실시 형태의 방법을 수행할 수 있다.
기지국(200)의 송신부(212) 및 수신부(214)는 다른 기지국 및 단말들과 신호를 송신 및 수신하도록 구성되며, 프로세서(220)는 송신부(212) 및 수신부(214)와 기능적으로 연결되어 송신부(212) 및 수신부(214)가 다른 기기들과 신호를 송수신하는 과정을 제어하도록 구성될 수 있다. 또한, 프로세서(220)는 전송할 신호에 대한 각종 처리를 수행한 후 송신부(212)로 전송하며 수신부(214)가 수신한 신호에 대한 처리를 수행할 수 있다. 필요한 경우 프로세서(220)는 교환된 메시지에 포함된 정보를 메모리(230)에 저장할 수 있다. 이와 같은 구조를 가지고 기지국(200)은 앞서 설명한 다양한 실시 형태의 방법을 수행할 수 있다.
단말(100) 및 기지국(200) 각각의 프로세서(120, 220)는 각각 단말(100) 및 기지국(200)에서의 동작을 지시(예를 들어, 제어, 조정, 관리 등)한다. 각각의 프로세서들(120, 220)은 프로그램 코드들 및 데이터를 저장하는 메모리(130, 230)들과 연결될 수 있다. 메모리(130, 230)는 프로세서(120, 220)에 연결되어 오퍼레이팅 시스템, 어플리케이션, 및 일반 파일(general files)들을 저장한다.
본 발명의 프로세서(120, 220)는 컨트롤러(controller), 마이크로 컨트롤러(microcontroller), 마이크로 프로세서(microprocessor), 마이크로 컴퓨터(microcomputer) 등으로도 호칭될 수 있다. 한편, 프로세서(120, 220)는 하드웨어(hardware) 또는 펌웨어(firmware), 소프트웨어, 또는 이들의 결합에 의해 구현될 수 있다.
하드웨어를 이용하여 본 발명의 실시 예를 구현하는 경우에는, 본 발명을 수행하도록 구성된 ASICs(application specific integrated circuits) 또는 DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays) 등이 프로세서(120, 220)에 구비될 수 있다.
한편, 상술한 방법은, 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성 가능하고, 컴퓨터 판독 가능 매체를 이용하여 상기 프로그램을 동작시키는 범용 디지털 컴퓨터에서 구현될 수 있다. 또한, 상술한 방법에서 사용된 데이터의 구조는 컴퓨터 판독 가능 매체에 여러 수단을 통하여 기록될 수 있다. 본 발명의 다양한 방법들을 수행하기 위한 실행 가능한 컴퓨터 코드를 포함하는 저장 디바이스를 설명하기 위해 사용될 수 있는 프로그램 저장 디바이스들은, 반송파(carrier waves)나 신호들과 같이 일시적인 대상들은 포함하는 것으로 이해되지는 않아야 한다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 마그네틱 저장매체(예를 들면, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크 등), 광학적 판독 매체(예를 들면, 시디롬, DVD 등)와 같은 저장 매체를 포함한다.
본원 발명의 실시 예 들과 관련된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상기 기재의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 개시된 방법들은 한정적인 관점이 아닌 설명적 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 발명의 상세한 설명이 아닌 특허청구 범위에 나타나며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
상술한 바와 같은 빔 기준 신호 전송 방법은 3GPP LTE, LTE-A 시스템뿐 아니라, 그 외에도 IEEE 802.16x, 802.11x 시스템을 포함하는 다양한 무선 통신 시스템에 적용하는 것이 가능하다. 나아가, 제안한 방법은 초고주파 대역을 이용하는 mmWave 통신 시스템에도 적용될 수 있다.

Claims (10)

  1. mmWave 대역을 이용하는 통신 시스템에서 복수의 안테나 서브어레이(subarray)를 통해 통신하는 기지국이 빔 기준 신호(Beam Reference Signal, BRS)를 전송하는 방법에 있어서,
    상기 복수의 안테나 서브어레이들에 의해 생성되는 협폭 빔들에 대응하여, 복수의 안테나 포트에 대한 BRS들을 생성하는 단계;
    상기 복수의 안테나 포트에 대한 BRS들을 자원 영역에 매핑시키는 단계; 및
    상기 자원 영역에 매핑된 BRS를 단말로 전송하는 단계를 포함하고,
    상기 BRS는 상기 단말이 상기 복수의 안테나 서브어레이에 의한 협폭 빔들 중에서 선호하는 빔을 선택하기 위한 기준 신호인 것인, BRS 전송 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 단말은, 상기 복수의 안테나 포트에 대한 BRS가 매핑된 RE(Resource Element)들의 RSRP(Reference Signal Received Power) 또는 RSRQ(Reference Signal Received Quality)를 측정함으로써 선호하는 빔을 선택하는 것인, BRS 전송 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    하나의 기초 동기 신호 블록에 포함된 복수의 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 중에서 홀수번째 OFDM 심볼에 매핑되는 BRS의 안테나 포트와 짝수번째 OFDM 심볼에 매핑되는 BRS의 안테나 포트는 서로 다른 것인, BRS 전송 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    하나의 기초 동기 신호 블록 내 하나의 반송파에서 연속하는2 개의 OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 심볼에 해당하는 RE(Resource Element)에는 서로 다른 두 안테나 포트의 BRS가 CDM (Code Division Multiplexing) 방식으로 다중화되어 매핑되는, BRS 전송 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 서로 다른 두 안테나 포트의 BRS는 각 안테나 포트에 대응되는 빔들 간 공간적인 거리가 최대가 되도록 매핑되는, BRS 전송 방법.
  6. mmWave 대역을 이용하는 통신 시스템에서 복수의 안테나 서브어레이(subarray)를 통해 통신하고 빔 기준 신호(Beam Reference Signal, BRS)를 전송하는 기지국에 있어서,
    송신부;
    수신부; 및
    상기 송신부 및 상기 수신부와 연결되어 동작하는 프로세서를 포함하되,
    상기 프로세서는,
    상기 복수의 안테나 서브어레이들에 의해 생성되는 협폭 빔들에 대응하여, 복수의 안테나 포트에 대한 BRS들을 생성하고,
    상기 복수의 안테나 포트에 대한 BRS들을 자원 영역에 매핑시키고,
    상기 자원 영역에 매핑된 BRS를 단말로 전송하며,
    상기 BRS는 상기 단말이 상기 복수의 안테나 서브어레이에 의한 협폭 빔들 중에서 선호하는 빔을 선택하기 위한 기준 신호인 것인, 기지국.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 단말은, 상기 복수의 안테나 포트에 대한 BRS가 매핑된 RE(Resource Element)들의 RSRP(Reference Signal Received Power) 또는 RSRQ(Reference Signal Received Quality)를 측정함으로써 선호하는 빔을 선택하는 것인, 기지국.
  8. 제 7항에 있어서,
    하나의 기초 동기 신호 블록에 포함된 복수의 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 중에서 홀수번째 OFDM 심볼에 매핑되는 BRS의 안테나 포트와 짝수번째 OFDM 심볼에 매핑되는 BRS의 안테나 포트는 서로 다른 것인, 기지국.
  9. 제 7항에 있어서,
    하나의 기초 동기 신호 블록 내 하나의 반송파에서 연속하는2 개의 OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 심볼에 해당하는 RE(Resource Element)에는 서로 다른 두 안테나 포트의 BRS가 CDM (Code Division Multiplexing) 방식으로 다중화되어 매핑되는, 기지국.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 서로 다른 두 안테나 포트의 BRS는 각 안테나 포트에 대응되는 빔들 간 공간적인 거리가 최대가 되도록 매핑되는, 기지국.
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