WO2018160008A1 - 가변 대역폭을 지원하는 방법 및 장치 - Google Patents

가변 대역폭을 지원하는 방법 및 장치 Download PDF

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WO2018160008A1
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bandwidth
synchronization signal
channel
wireless device
subframe
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PCT/KR2018/002478
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안준기
윤석현
박창환
신석민
황승계
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엘지전자 주식회사
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    • H04J2211/005—Long term evolution [LTE]

Definitions

  • the present invention relates to wireless communication, and more particularly, to a method for supporting variable bandwidth in a wireless communication system and an apparatus using the same.
  • the Internet of Things refers to a technology in which various things including humans transmit data over a network without requiring interaction with humans.
  • the 3rd Generation Partnership Project (3GPP) is introducing narrowband (IB) -IoT standardization to provide IoT connectivity.
  • 3GPP LTE supports a minimum bandwidth of 20 MHz.
  • NB-IoT is expected to support 180 kHz or higher bandwidth.
  • NB-IoT supports three operation modes: in-band, guard band and stand-alone.
  • In-band mode operates by allocating some of the resources in the Long-Term Evolution (LTE) band to the NB-IoT.
  • Guard band mode utilizes the guard band band of LTE.
  • Stand-alone mode operates by allocating some carriers in the Global System for Mobile Communications (GSM) band.
  • GSM Global System for Mobile Communications
  • NB-IoT generally uses extremely limited bandwidth
  • the amount of information data transmitted through the limited bandwidth is also small.
  • a method of dynamically delivering variable bandwidth information over a limited bandwidth is proposed.
  • the present invention provides a method for supporting variable bandwidth in a wireless communication system and an apparatus using the same.
  • a method of supporting variable bandwidth in a wireless communication system includes a wireless device receiving a synchronization signal at a first bandwidth and the wireless device obtaining a second bandwidth for a downlink (DL) channel based on the synchronization signal. And the wireless device receiving the DL channel in the second bandwidth.
  • DL downlink
  • the first bandwidth may be defined by 12 subcarriers having a subcarrier spacing of 15 kHz.
  • the synchronization signal may include a primary synchronization signal (PSS) for obtaining time / frequency synchronization and a secondary synchronization signal (SSS) for detecting a physical cell identifier (PCI).
  • PSS primary synchronization signal
  • SSS secondary synchronization signal
  • PCI physical cell identifier
  • an apparatus supporting variable bandwidth in a wireless communication system includes a transceiver for transmitting and receiving wireless signals and a processor coupled to the transceiver.
  • the processor receives a synchronization signal at a first bandwidth through the transceiver, obtains a second bandwidth for a downlink (DL) channel based on the synchronization signal, and the DL channel at the second bandwidth via the transceiver Receive
  • Various bandwidths may be set between the wireless device and the base station within the limited bandwidth.
  • 1 shows the allocation of a DL channel in NB-IoT.
  • FIG. 3 illustrates a bandwidth support method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a block diagram illustrating a wireless communication system in which an embodiment of the present invention is implemented.
  • Wireless devices may be fixed or mobile, and may include user equipment (UE), mobile station (MS), mobile terminal (MT), user terminal (UT), subscriber station (SS), and personal digital assistant (PDA). ), A wireless modem, a handheld device, or other terms.
  • the wireless device may be a device that supports only data communication, such as a machine-type communication (MTC) device.
  • MTC machine-type communication
  • a base station generally refers to a fixed station that communicates with a wireless device, and may be referred to by other terms such as an evolved-NodeB (eNB), a base transceiver system (BTS), and an access point. Can be.
  • eNB evolved-NodeB
  • BTS base transceiver system
  • the present invention is applied based on 3GPP long term evolution (LTE) based on 3rd Generation Partnership Project (3GPP) Technical Specification (TS).
  • LTE long term evolution
  • 3GPP 3rd Generation Partnership Project
  • TS Technical Specification
  • Narrowband-Internet of Things refers to a system that supports smaller bandwidths within the bandwidth of 3GPP LTE.
  • 3GPP LTE has a subcarrier spacing of 15 kHz and supports a bandwidth of at least 20 MHz.
  • the NB-IoT may have a subcarrier spacing of 15 kHz or 3.75 kHz or less.
  • NB-IoT can support 3 kHz or more bandwidth. This is merely an example, and the proposed embodiment may be applied to a wireless communication network supporting various bandwidths.
  • DL downlink
  • UL uplink
  • the subframe includes a plurality of orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) symbols, and a time taken for transmitting one subframe is called a transmission time interval (TTI).
  • TTI may be 1 ms.
  • One subframe includes 14 OFDM symbols in a normal cyclic prefix and one subframe includes 12 OFDM symbols in an extended CP.
  • the DL physical channel includes a narrowband physical broadcast channel (NPBCH), a narrowband physical downlink shared channel (NPDSCH), and a narrowband physical downlink control channel (NPDCCH).
  • the physical signal includes a narrowband reference signal (NRS), a narrowband primary synchronization signal (NPSS), and a narrowband secondary synchronization signal (NSSS).
  • NPBCH carries essential system information called a master information block (MIB).
  • MIB master information block
  • the MIB includes information about the system frame number, operation mode, and the like.
  • NPBCH can be transmitted repeatedly up to 8 times to improve coverage.
  • NPDSCH carries DL data. NPDSCH may be repeatedly transmitted over a plurality of subframes.
  • NPDCCH carries DL scheduling information for NPDSCH or UL scheduling information for UL transmission.
  • the wireless device needs to monitor all possible areas allowed for the NPDCCH, and the area for monitoring the NPDCCH in the DL subframe is called a search space.
  • NPDCCH and NPDSCH are transmitted in different subframes.
  • 1 shows the allocation of a DL channel in NB-IoT.
  • a radio frame includes 10 subframes with indices from 0 to 9.
  • NPBCH is transmitted in the first subframe of every radio frame (subframe # 0)
  • NPSS is transmitted in the sixth subframe of every radio frame (subframe # 5)
  • NSSS is transmitted in the last subframe of every two radio frames ( Subframe # 9).
  • NPSS and NSSS may be transmitted on 12 subcarriers having a subcarrier spacing of 15 kHz.
  • a sequence dp (n) for NPSS may be generated from a Zadoff-Chu sequence having a length of 11 as follows.
  • l 3,4, .., 13.
  • S (l) ⁇ 1,1,1,1, -1, -1,1,1,1, -1,1 ⁇ .
  • the sequence ds (n) for NSSS may be generated from the following Zadoff-Chu sequence.
  • N PCI is a physical cell identifier (PCI) of a cell.
  • the binary sequence b q (m) is defined as follows according to the q value.
  • the sequence ds (n) is mapped and transmitted to 11 remaining OFDM symbols except the first 3 of 14 OFDM symbols in a subframe. Since 12 subcarriers are used in each OFDM symbol, the sequence ds (n) is transmitted through a total of 132 subcarriers in one subframe.
  • step S210 the wireless device detects sync signals NPSS and NSSS to access the cell (or base station) for the first time. Through the synchronization signal, the wireless device obtains time / frequency synchronization with the cell and detects the PCI of the cell.
  • step S220 the wireless device receives the MIB on the NPBCH, and receives a system information block (SIB) on the NPDSCH.
  • SIB system information block
  • the wireless device obtains information necessary for the random access procedure based on the MIB and the SIB, and performs a random access procedure with the cell.
  • the random access process includes random access preamble transmission, reception of a random access response (RAR) on an NPDSCH scheduled with NPDCCH, and transmission of a response to the RAR on an NPUSCH.
  • RAR random access response
  • step S240 the wireless device receives an RRC connection message from the cell and establishes a radio resource control (RRC) connection with the cell.
  • RRC radio resource control
  • the wireless device may receive the NPDCCH scheduling the NPDSCH / NPUSCH from the cell.
  • BW0 The basic bandwidth applied to initial access between the base station and the wireless device is called BW0.
  • BW0 may correspond to one resource block (RB) including 12 subcarriers or a bandwidth of about 180 kHz.
  • FIG. 3 illustrates a bandwidth support method according to an embodiment of the present invention.
  • the wireless device receives a synchronization signal from the base station at BW0.
  • the synchronization signal may include at least one of NPSS, NSSS, and additional synchronization signal.
  • the wireless device sets an operating bandwidth for DL reception based on the synchronization signal.
  • the operating bandwidth set after BW0 may be equal to or greater than BW0.
  • the wireless device receives the DL channel in accordance with the operating bandwidth.
  • the bandwidth over which NPSS and NSSS are transmitted is BW0.
  • the base station may inform the DL operating bandwidth to be used later through the frequency / time / sequence resources of the synchronization signal.
  • the DL operation bandwidth may mean at least one of the following.
  • the wireless device may receive NPBCH / NPDCCH / NPDSCH according to a DL operating bandwidth acquired based on a synchronization signal.
  • the base station may inform the DL operation bandwidth through the resources actually used for transmission of the synchronization signal among a plurality of frequency / time / sequence resource candidates that can be used when transmitting the synchronization signal.
  • NPSS and NSSS In order to inform a plurality of operating bandwidths through NPSS and NSSS, the following scheme or a combination thereof may be applied.
  • the root index u of the sequence dp (n) for NPSS according to Equation 1 described above is fixed to 5.
  • the root index u of the sequence ds (n) for NPSS according to Equation 2 may be different according to the operating bandwidth.
  • the binary sequence b q (m) of Table 2 may vary depending on the operating bandwidth.
  • the sequence ds (n) for NPSS according to Equation 2 may be further multiplied by a scrambling sequence indicating an operating bandwidth.
  • NPSS and NSSS can be transmitted in BW0, and the additional synchronization signal can be transmitted in the operating bandwidth.
  • NSSS is transmitted in BW0.
  • BW1 an additional synchronization signal is transmitted.
  • the additional sync signal may use the same sequence as the SSS.
  • the sequence of additional synchronization signals may vary depending on the amount of bandwidth being expanded. Even if the additional synchronization signal is detected at BW1, the wireless device may recognize the operating bandwidth as BW1 'according to the sequence of the additional synchronization signal.
  • the additional synchronization signal may be transmitted at the same timing as the NSSS.
  • the additional synchronization signal may be transmitted in the same subframe as the NSSS.
  • NPSS is transmitted in subframe # 5 of every radio frame and NSSS is transmitted in subframe # 9 of every two radio subframes.
  • the additional synchronization signal may be transmitted in subframe # 9 in a radio frame in which NSSS is not transmitted.
  • An additional sync signal is transmitted in two radio frame periods.
  • the sequence for the additional synchronization signal may be the same as the sequence of NPSS or NSSS. Alternatively, the sequence for the additional synchronization signal may be obtained based on the sequence of NPSS or NSSS and PCI.
  • the additional synchronization signal follows the NSSS structure, but may use a sequence different from that of the existing 504 PCIs in order not to reduce the number of PCIs that can be identified based on the NSSS.
  • the scrambling sequence of the additional synchronization signal may be obtained based on the PCI determined by the binary sequence of the NSSS or the NPSS / NSSS combination.
  • the scrambling sequence of the additional synchronization signal may be defined as a sequence number having a predetermined offset with respect to the NSSS binary sequence number.
  • the operating bandwidth may be set using system information.
  • the MIB first detected by the wireless device may include information about an operating bandwidth.
  • the SIB may include information regarding the operating bandwidth.
  • the DL operation bandwidth may mean at least one of the following.
  • the wireless device may receive NPBCH / NPDCCH / NPDSCH according to a DL operating bandwidth acquired based on system information.
  • the search space for the NPDCCH can be divided into a common search space and a UE-specific search space.
  • the base station may set the bandwidth of the UE-specific search space independently of the common search space to the wireless device that the RRC connection is established. This setting may be provided to the wireless device via UE-specific RRC signaling.
  • the common search space is a common search space in which a plurality of wireless devices attempt to detect NPDCCH.
  • NPDCCH in the common search space can be used to schedule SIB or random access related information.
  • the NPDCCH in the UE-specific search space can be used to schedule DL data sent to each radio.
  • the wireless device may assume BW0 in the common search space or apply an operating bandwidth according to the above-described embodiment.
  • the wireless device may apply the bandwidth allocated by the RRC signaling to the UE-specific search space.
  • the wireless device may assume that the bandwidth over which the NPDCCH is transmitted is the maximum bandwidth over which the NDPSCH or NPUSCH is scheduled.
  • the base station may inform whether the extended bandwidth is supported by using a synchronization signal or system information.
  • Devices supporting NB-IoT of 3GPP LTE support a bandwidth corresponding to 1 RB.
  • a device supporting Enhanced Machine Type Communication (eMTC) may communicate with a base station through 6 RB or larger bandwidth.
  • Initial access signals (NPSS / NSSS and NPBCH) for NB-IoT devices can support greater coverage through repetitive transmission as compared to signals for eMTC. Accordingly, it may be more efficient for the base station to utilize the initial access signal for the NB-IoT device in the eMTC device rather than transmitting different synchronization signals and broadcast signals to support both the NB-IoT device and the eMTC device.
  • the eMTC device may use an eMTC-only signal after receiving the initial access signal based on the NB-IoT. Can be.
  • the base station may inform whether the eMTC operation is supported through a synchronization signal (NPSS / NSSS) or NPBCH transmitted to BW0.
  • NPSS / NSSS synchronization signal
  • NPBCH NPBCH transmitted to BW0.
  • the operation bandwidth may be informed whether the eMTC operation is supported using NPSS / NSSS time / frequency / sequence resources.
  • the MIB on the NPBCH may include a field indicating whether eMTC operation is supported.
  • the eMTC device detects NPSS / NSSS / NPBCH at BW0 and determines whether the base station supports eMTC operation. The base station supports the eMTC operation, the eMTC device attempts to detect the SIB for the eMTC. If the base station does not support the eMTC operation, the eMTC device may suspend the access attempt to the base station or maintain the NB-IoT operation in BW0.
  • FIG. 6 is a block diagram illustrating a wireless communication system in which an embodiment of the present invention is implemented.
  • the wireless device 50 includes a processor 51, a memory 52, and a transceiver 53.
  • the memory 52 is connected to the processor 51 and stores various instructions executed by the processor 51.
  • the transceiver 53 is connected to the processor 51 to transmit and / or receive a radio signal.
  • the processor 51 implements the proposed functions, processes and / or methods. In the above-described embodiment, the operation of the wireless device may be implemented by the processor 51. When the above-described embodiment is implemented as software instructions, the instructions may be stored in the memory 52 and executed by the processor 51 to perform the above-described operations.
  • Base station 60 includes a processor 61, a memory 62, and a transceiver 63.
  • Base station 60 may operate in an unlicensed band.
  • the memory 62 is connected to the processor 61 and stores various instructions executed by the processor 61.
  • the transceiver 63 is connected to the processor 61 to transmit and / or receive a radio signal.
  • the processor 61 implements the proposed functions, processes and / or methods. In the above-described embodiment, the operation of the base station may be implemented by the processor 61.
  • the processor may include application-specific integrated circuits (ASICs), other chipsets, logic circuits, and / or data processing devices.
  • the memory may include read-only memory (ROM), random access memory (RAM), flash memory, memory card, storage medium and / or other storage device.
  • the transceiver may include baseband circuitry for processing wireless signals.
  • the above-described technique may be implemented as a module (process, function, etc.) for performing the above-described function.
  • the module may be stored in memory and executed by a processor.
  • the memory may be internal or external to the processor and may be coupled to the processor by various well known means.

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Abstract

가변 대역폭을 지원하는 방법 및 이를 이용한 장치가 제공된다. 상기 장치가 무선기기가 제1 대역폭에서 동기 신호를 수신하고, 상기 동기 신호를 기반으로 DL(downlink) 채널을 위한 제2 대역폭을 획득한다. 상기 장치가 상기 제2 대역폭에서 상기 DL 채널을 수신한다.

Description

가변 대역폭을 지원하는 방법 및 장치
본 발명은 무선 통신에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 무선 통신 시스템에서 가변 대역폭(variable bandwidth)을 지원하는 방법 및 이를 이용한 장치에 관한 것이다.
IoT(internet of things)은 인간을 포함한 각종 사물이 인간과의 상호작용(interaction)을 요구하지 않고 네트워크 상으로 데이터를 전송하는 기술을 말한다.
3GPP(3rd Generation Partnership Project)는 IoT 연결성을 제공하기 위해 NB(narrowband)-IoT 표준화를 소개하고 있다. 3GPP LTE는 최소 20 MHz의 대역폭을 지원한다. NB-IoT는 180 kHz 또는 그 이상의 대역폭을 지원할 것으로 기대한다.
NB-IoT는 in-band, guard band, stand-alone의 세가지 운영 모드(operation mode)를 지원한다. In-band 모드는 LTE(Long-Term Evolution) 대역내 자원 중 일부를 NB-IoT에 할당하여 운용한다. Guard band 모드는 LTE의 가드 밴드 대역을 활용한다. Stand-alone 모드는 GSM(Global System for Mobile Communications) 대역 내 일부 캐리어를 할당하여 운영한다.
대역폭은 데이터 수율(throughput)과 자원 효율성에 커다란 영향을 미치므로 기지국이 단말에게 가변(variable) 대역폭을 제공하기 위한 다양한 기술이 개발되어 왔다.
NB-IoT는 지극히 제한된 대역폭을 사용하는 것이 일반적이므로, 제한된 대역폭을 통해 전달되는 정보 데이터의 양도 작다. 가변 대역폭 정보를 제한된 대역폭 상으로 동적으로 전달하는 방법이 제안된다.
본 발명은 무선 통신 시스템에서 가변 대역폭을 지원하는 방법 및 이를 이용한 장치를 제공한다.
일 양태에서, 무선 통신 시스템에서 가변 대역폭을 지원하는 방법은 무선기기가 제1 대역폭에서 동기 신호를 수신하고, 상기 무선기기가 상기 동기 신호를 기반으로 DL(downlink) 채널을 위한 제2 대역폭을 획득하고, 및 상기 무선기기가 상기 제2 대역폭에서 상기 DL 채널을 수신하는 것을 포함한다.
상기 제1 대역폭은 부반송파 간격 15 kHz를 갖는 12 부반송파에 의해 정의될 수 있다.
상기 동기 신호는 시간/주파수 동기화를 획득하기 위한 PSS(primary synchronization signal)과 PCI(physical cell identifier)를 검출하기 위한 SSS(secondary synchronization signal)을 포함할 수 있다.
다른 양태에서, 무선 통신 시스템에서 가변 대역폭을 지원하는 장치는 무선 신호를 송신 및 수신하는 송수신기와 상기 송수신기에 연결되는 프로세서를 포함한다. 상기 프로세서는 상기 송수신기를 통해 제1 대역폭에서 동기 신호를 수신하고, 상기 동기 신호를 기반으로 DL(downlink) 채널을 위한 제2 대역폭을 획득하고, 및 상기 송수신기를 통해 상기 제2 대역폭에서 상기 DL 채널을 수신한다.
제한된 대역폭 내에서 다양한 대역폭을 무선기기와 기지국간에 설정할 수 있다.
도 1은 NB-IoT에서 DL 채널의 할당을 보여준다.
도 2는 NB-IoT 시스템에서 연결 과정을 나타낸다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 대역폭 지원 방법을 나타낸다.
도 4는 추가 동기 신호가 전송되는 일 예를 보여준다.
도 5는 추가 동기 신호가 전송되는 다른 예를 보여준다.
도 6은 본 발명의 실시예가 구현되는 무선통신 시스템을 나타낸 블록도이다.
무선기기(wireless device)는 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, UE(User Equipment), MS(mobile station), MT(mobile terminal), UT(user terminal), SS(subscriber station), PDA(personal digital assistant), 무선 모뎀(wireless modem), 휴대기기(handheld device) 등 다른 용어로 불릴 수 있다. 또는, 무선기기는 MTC(Machine-Type Communication) 기기와 같이 데이터 통신만을 지원하는 기기일 수 있다.
기지국(base station, BS)은 일반적으로 무선기기와 통신하는 고정된 지점(fixed station)을 말하며, eNB(evolved-NodeB), BTS(Base Transceiver System), 액세스 포인트(Access Point) 등 다른 용어로 불릴 수 있다.
이하에서는 3GPP(3rd Generation Partnership Project) TS(Technical Specification)을 기반으로 하는 3GPP LTE(long term evolution)를 기반으로 본 발명이 적용되는 것을 기술한다. 이는 예시에 불과하고 본 발명은 다양한 무선 통신 네트워크에 적용될 수 있다.
NB-IoT(narrowband-Internet of Things)는 3GPP LTE의 대역폭내에서 더 작은 대역폭을 지원하는 시스템을 말한다. 3GPP LTE는 15 kHz 의 부반송파 간격(subcarrier spacing)을 가지며, 최소 20 MHz의 대역폭을 지원한다. NB-IoT는 15 kHz 또는 3.75 kHz 또는 그보다 더 작은 부반송파 간격을 가질 수 있다. NB-IoT는 3 kHz 또는 그 이상의 대역폭을 지원할 수 있다. 이는 예시에 불과하고, 제안되는 실시예는 다양한 대역폭을 지원하는 무선 통신 네트워크에 적용될 수 있다.
3GPP LTE에서 DL(downlink)/UL(uplink) 스케줄링은 서브프레임(subframe) 단위로 이루어진다. 서브프레임은 복수의 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 심벌을 포함하고, 하나의 서브프레임이 전송되는 데 걸리는 시간을 TTI(transmission time interval)이라 한다. 1 TTI는 1ms 일 수 있다. 정규(normal) CP(Cyclic Prefix)에서 1 서브프레임은 14 OFDM 심벌을 포함하고, 확장(extended) CP에서 1 서브프레임은 12 OFDM 심벌을 포함한다.
3GPP 기반의 NB-IoT에서 DL 물리 채널은 NPBCH(narrowband physical broadcast channel), NPDSCH(narrowband physical downlink shared channel), NPDCCH(narrowband physical downlink control channel)을 포함한다. 물리 신호는 NRS(narrowband reference signal), NPSS(narrowband primary synchronization signal), NSSS(narrowband secondary synchronization signal)를 포함한다.
NPBCH는 MIB(master information block)이라는 필수적 시스템 정보를 나른다. MIB는 시스템 프레임 번호, 운영 모드 등에 관한 정보를 포함한다. 커버리지 향상을 위해 NPBCH는 최대 8회 반복적으로 전송될 수 있다.
NPDSCH는 DL 데이터를 나른다. NPDSCH는 복수의 서브프레임에 걸쳐 반복적으로 전송될 수 있다. NPDCCH는 NPDSCH를 위한 DL 스케줄링 정보 또는 UL 전송을 위한 UL 스케줄링 정보를 나른다. 무선기기는 NPDCCH를 위해 허용되는 모든 가능한 영역을 모니터링하는 것이 필요하며, DL 서브프레임내 NPDCCH를 모니터링하는 영역을 검색 공간(search space)라 한다. 하나의 서브프레임에서 PDCCH와 PDSCH가 전송되는 3GPP LTE와 달리, NPDCCH와 NPDSCH는 서로 다른 서브프레임에서 전송된다. 서브프레임 n에서 NPDCCH가 검출되면, 무선기기는 서브프레임 n+k (예, k=5) 부터 대응되는 NDPSCH를 수신한다.
도 1은 NB-IoT에서 DL 채널의 할당을 보여준다.
무선 프레임(radio frame)은 0 부터 9까지 인덱스를 갖는 10 서브프레임을 포함한다. NPBCH는 매 무선 프레임의 첫번째 서브프레임(서브프레임 #0)에서 전송되고, NPSS는 매 무선 프레임의 여섯번째 서브프레임(서브프레임 #5)에서 전송되고, NSSS는 매 2 무선 프레임의 마지막 서브프레임(서브프레임 #9)에서 전송된다.
NPSS와 NSSS는 15 kHz의 부반송파 간격을 갖는 12 부반송파를 통해 전송될 수 있다.
먼저 NPSS를 위한 시퀀스 dp(n)는 다음과 같은 길이 11의 Zadoff-Chu 시퀀스로부터 생성될 수 있다.
Figure PCTKR2018002478-appb-M000001
여기서, u=5, 부반송파 인덱스 n=0,1,...,10, S(l)은 이진 시퀀스이고, l은 서브프레임내 NPSS가 맵핑되는 OFDM 심벌 인덱스이다. 서브프레임이 0 부터 13까지의 인덱스를 갖는 14 OFDM 심벌을 포함할 때, l=3,4,..,13 이다. S(l)={1,1,1,1,-1,-1,1,1,1,-1,1} 이다.
NSSS를 위한 시퀀스 ds(n)은 다음과 같은 Zadoff-Chu 시퀀스로부터 생성될 수 있다.
Figure PCTKR2018002478-appb-M000002
여기서, NPCI는 셀의 PCI(physical cell identifier)이다. 이진 시퀀스 bq(m)는 q 값에 따라 다음과 같이 정의된다.
q bq(0),...,bq(127)
0 [1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1]
1 [1 -1 -1 1 -1 1 1 -1 -1 1 1 -1 1 -1 -1 1 -1 1 1 -1 1 -1 -1 1 1 -1 -1 1 -1 1 1 -1 1 -1 -1 1 -1 1 1 -1 -1 1 1 -1 1 -1 -1 1 -1 1 1 -1 1 -1 -1 1 1 -1 -1 1 -1 1 1 -1 1 -1 -1 1 -1 1 1 -1 -1 1 1 -1 1 -1 -1 1 -1 1 1 -1 1 -1 -1 1 1 -1 -1 1 -1 1 1 -1 1 -1 -1 1 -1 1 1 -1 -1 1 1 -1 1 -1 -1 1 -1 1 1 -1 1 -1 -1 1 1 -1 -1 1 -1 1 1 -1]
2 [1 -1 -1 1 -1 1 1 -1 -1 1 1 -1 1 -1 -1 1 -1 1 1 -1 1 -1 -1 1 1 -1 -1 1 -1 1 1 -1 -1 1 1 -1 1 -1 -1 1 1 -1 -1 1 -1 1 1 -1 1 -1 -1 1 -1 1 1 -1 -1 1 1 -1 1 -1 -1 1 1 -1 -1 1 -1 1 1 -1 -1 1 1 -1 1 -1 -1 1 -1 1 1 -1 1 -1 -1 1 1 -1 -1 1 -1 1 1 -1 -1 1 1 -1 1 -1 -1 1 1 -1 -1 1 -1 1 1 -1 1 -1 -1 1 -1 1 1 -1 -1 1 1 -1 1 -1 -1 1]
3 [1 -1 -1 1 -1 1 1 -1 -1 1 1 -1 1 -1 -1 1 -1 1 1 -1 1 -1 -1 1 1 -1 -1 1 -1 1 1 -1 -1 1 1 -1 1 -1 -1 1 1 -1 -1 1 -1 1 1 -1 1 -1 -1 1 -1 1 1 -1 -1 1 1 -1 1 -1 -1 1 -1 1 1 -1 1 -1 -1 1 1 -1 -1 1 -1 1 1 -1 1 -1 -1 1 -1 1 1 -1 -1 1 1 -1 1 -1 -1 1 1 -1 -1 1 -1 1 1 -1 -1 1 1 -1 1 -1 -1 1 -1 1 1 -1 1 -1 -1 1 1 -1 -1 1 -1 1 1 -1]
시퀀스 ds(n)는 서브프레임내 14 OFDM 심벌 중 첫번째 3개를 제외한 나머지 11 OFDM 심벌에 맵핑되어 전송된다. 각 OFDM 심벌에서 12 부반송파를 이용하므로, 시퀀스 ds(n)는 하나의 서브프레임에서 총 132개의 부반송파를 통해 전송된다. Zadoff-Chu 시퀀스와 이진 시퀀스 bq(m)의 조합으로 최대 126x4=504 개의 서로 다른 PCI를 식별할 수 있다.
도 2는 NB-IoT 시스템에서 연결 과정을 나타낸다.
단계 S210에서, 무선기기는 셀(또는 기지국)에 최초로 액세스하기 위해 동기 신호(NPSS와 NSSS)를 검출한다. 동기 신호를 통해 무선기기는 상기 셀과 시간/주파수 동기화를 획득하고, 상기 셀의 PCI를 검출한다.
단계 S220에서, 무선기기는 NPBCH 상으로 MIB를 수신하고, NPDSCH 상으로 SIB(system information block)을 수신한다.
단계 S230에서, 무선기기는 MIB와 SIB를 기반으로 랜덤 액세스 과정에 필요한 정보를 획득하고, 상기 셀과 랜덤 액세스 과정을 수행한다. 랜덤 액세스 과정은 랜덤 액세스 프리앰블 전송, NPDCCH로 스케줄된 NPDSCH 상으로 RAR(random access response) 수신, 상기 RAR에 대한 응답을 NPUSCH 상으로 전송을 포함한다.
단계 S240에서, 무선기기는 상기 셀로부터 RRC 연결 메시지를 수신하여 상기 셀과 RRC(radio resource control) 연결을 확립한다(establish). RRC 연결이 확립된 후 무선기기는 셀로부터 NPDSCH/NPUSCH를 스케줄하는 NPDCCH을 수신할 수 있다.
이하의 실시예에서 다양한 대역폭을 지원하는 기지국과 무선기기 사이의 통신을 가정한다. 기지국과 무선기기 사이의 초기 액세스에 적용되는 기본 대역폭을 BW0라고 부른다. 특징적으로, NB-IoT에서 BW0는 12 부반송파를 포함하는 1 RB(resource block) 또는 약 180kHz의 대역폭에 대응될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 대역폭 지원 방법을 나타낸다.
단계 S310에서, 무선기기는 BW0에서 동기 신호를 기지국으로부터 수신한다. 동기 신호는 NPSS, NSSS 및 추가 동기신호 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 단계 S320에서, 무선기기는 동기 신호를 기반으로 DL 수신을 위한 동작 대역폭(operating bandwidth)를 설정한다. BW0 이후 설정되는 동작 대역폭은 BW0와 같거나 더 클 수 있다. 무선 기기는 상기 동작 대역폭에 따라 DL 채널을 수신한다.
전술한 바와 같이, NPSS와 NSSS는 BW0 에서 전송되는 것을 가정한다. 즉, NPSS와 NSSS가 전송되는 대역폭이 BW0이다. 기지국은 동기 신호의 주파수/시간/시퀀스 자원을 통하여 이후 사용되는 DL 동작 대역폭을 알려줄 수 있다. 구체적으로, DL 동작 대역폭은 다음 중 적어도 어느 하나를 의미할 수 있다.
(a) 시스템 정보(MIB 및/또는 SIB)가 전송되는 최대 대역폭
(b) DL 데이터 채널을 스케줄하는 제어 채널(예, NPDCCH)가 전송되는 최대 대역폭
(c) DL 데이터 채널을 스케줄하는 제어 채널(예, NPDCCH)이 모니터링되는 검색 공간이 정의될 수 있는 최대 대역폭
(d) DL 데이터 채널(예, NPDSCH)이 전송될 수 있는 최대 대역폭
무선기기는 동기 신호를 기반으로 획득한 DL 동작 대역폭에 따라 NPBCH/NPDCCH/NPDSCH를 수신할 수 있다.
기지국은 동기 신호를 전송할 때 사용할 수 있는 복수의 주파수/시간/시퀀스 자원 후보 중 실제로 동기 신호 전송에 사용하는 자원을 통해서 DL 동작 대역폭을 알려줄 수 있다.
NPSS와 NSSS를 통해서 복수의 동작 대역폭을 알리기 위하여 다음과 같은 방식 또는 그 조합이 적용될 수 있다.
1) NPSS
전술한 수학식 1에 따른 NPSS를 위한 시퀀스 dp(n)의 루트 인덱스 u는 5로 고정되어 있다. 동작 대역폭에 따라 u 값을 달리 할 수 있다. 예를 들어, 동작 대역폭이 1 RB 이면 u=5, 동작 대역폭이 2 RB 이면, u=6 으로 설정될 수 있다.
동작 대역폭에 따라 수학식 1의 이진 시퀀스 S(l)가 달라질 수 있다. 예를 들어, 동작 대역폭이 1 RB 이면 S(l)={1,1,1,1,-1,-1,1,1,1,-1,1}, 동작 대역폭이 2 RB 이면, S(l)={-1,-1,-1,-1,1,1,-1,-1,-1,1,-1}으로 설정될 수 있다. 또는, S(l)={1,1,1,1,-1,-1,1,1,1,-1,1}을 기본 시퀀스로 하고, 동작 대역폭에 따라 순환 쉬프트가 적용될 수 있다.
2) NSSS
동작 대역폭에 따라 수학식 2에 따른 NPSS를 위한 시퀀스 ds(n)의 루트 인덱스 u를 다르게 할 수 있다. 또는, 표 2의 이진 시퀀스 bq(m)가 동작 대역폭에 따라 달라질 수 있다. 수학식 2에 따른 NPSS를 위한 시퀀스 ds(n)에 동작 대역폭을 나타내는 스크램블링 시퀀스가 추가적으로 곱해질 수 있다.
3) 추가 동기신호
동작 대역폭이 BW0보다 크면, NPSS와 NSSS는 BW0에서 전송하고, 동작 대역폭에서는 추가 동기 신호를 전송할 수 있다.
도 4는 추가 동기 신호가 전송되는 일 예를 보여준다.
BW0는 1 RB(=12 부반송파)이고, BW1은 1 RB라 하자. BW0에서는 NSSS가 전송된다. BW1에서는 추가 동기 신호가 전송된다. 추가 동기 신호는 SSS와 동일한 시퀀스를 사용할 수 있다. 추가 동기 신호를 검출한 무선기기는 추가 동기신호가 검출된 대역을 동작 대역폭으로 인식하거나(동작 대역폭=BW1) 또는 BW0과 BW1을 포함한 대역을 동작 대역폭으로 인식할 수 있다(동작 대역폭=BW0+BW1).
추가 동기신호의 시퀀스는 확장되는 대역폭의 크기에 따라 달라질 수 있다. BW1에서 추가 동기 신호가 검출되더라도, 무선기기는 동작 대역폭을 추가 동기신호의 시퀀스에 따라 BW1'으로 인식할 수 있다.
추가 동기 신호는 NSSS와 동일한 타이밍에서 전송될 수 있다. 추가 동기 신호는 NSSS와 동일한 서브프레임에서 전송될 수 있다. 또는, NSSS가 서브프레임 t1에서 전송될 때, 추가 동기신호는 서브프레임 t1+t3 (t3>=0)에서 전송될 수 있다. NPSS가 서브프레임 t2에서 전송될 때, 추가 동기신호는 서브프레임 t2+t3 (t3>=0)에서 전송될 수 있다.
도 5는 추가 동기 신호가 전송되는 다른 예를 보여준다.
NB-IoT에서, NPSS는 매 무선 프레임의 서브프레임 #5번에서 전송되고, NSSS는 매 2 무선 서브프레임의 서브프레임 #9에서 전송된다. 추가 동기신호는 NSSS가 전송되지 않는 무선 프레임 내 서브프레임 #9에서 전송될 수 있다. 추가 동기 신호가 2 무선 프레임 주기로 전송된다.
추가 동기 신호를 위한 시퀀스는 NPSS 또는 NSSS의 시퀀스와 동일할 수 있다. 또는, 추가 동기 신호를 위한 시퀀스는 NPSS 또는 NSSS의 시퀀스와 PCI를 기반으로 얻어질 수 있다.
추가 동기신호는 NSSS 구조를 따르되, NSSS를 기반으로 식별할 수 있는 PCI의 수를 줄이지 않기 위해서 기존 504개의 PCI에 매핑되는 시퀀스와 다른 시퀀스를 사용할 수 있다. 추가 동기신호의 스크램블링 시퀀스는 NSSS의 이진 시퀀스 또는 NPSS/NSSS 조합에 의해 정해지는 PCI를 기반으로 획득될 수 있다. 추가 동기신호의 스크램블링 시퀀스는 NSSS 이진 시퀀스 번호에 대해 일정 오프셋을 가지는 시퀀스 번호로 정의될 수 있다.
다른 실시예에서, 동작 대역폭은 시스템 정보를 이용하여 설정될 수 있다. 무선기기가 최초로 검출하는 MIB가 동작 대역폭에 관한 정보를 포함할 수 있다. 또는, SIB가 동작 대역폭에 관한 정보를 포함할 수 있다. 구체적으로, DL 동작 대역폭은 다음 중 적어도 어느 하나를 의미할 수 있다.
(a) 후속하는 시스템 정보(MIB 및/또는 SIB)가 전송되는 최대 대역폭
(b) DL 데이터 채널을 스케줄하는 제어 채널(예, NPDCCH)가 전송되는 최대 대역폭
(c) DL 데이터 채널을 스케줄하는 제어 채널(예, NPDCCH)이 모니터링되는 검색 공간이 정의될 수 있는 최대 대역폭
(d) DL 데이터 채널(예, NPDSCH)이 전송될 수 있는 최대 대역폭
무선기기는 시스템 정보를 기반으로 획득한 DL 동작 대역폭에 따라 NPBCH/NPDCCH/NPDSCH를 수신할 수 있다.
기지국은 브로드캐스트되는 시스템 정보 중 무선기기가 최초 혹은 차순위로 검출을 시도하는 초기 시스템 정보(MIB 또는 SIB1)를 통하여 다음 순위의 시스템 정보(SIBn, n>=11)의 스케줄링 정보를 NPDCCH를 통해서 동적으로 알려줄지 또는 상기 초기 시스템 정보를 통해서 준-정적으로 알려줄지 여부를 알려줄 수 있다. 상기 초기 시스템 정보내 특정 필드가 다음 순위의 시스템 정보에 대한 스케줄링 정보가 NPDCCH를 통해서 전송됨을 지시하면, 무선기기는 검색 공간내 NPDCCH를 모니터링하고, 검출된 NPDCCH가 스케줄하는 NPDSCH 상으로 시스템 정보를 수신한다.
NPDCCH를 위한 검색 공간은 공용(common) 검색 공간과 UE-특정(specific) 검색 공간으로 나뉠 수 있다. 기지국은 RRC 연결이 확립된 무선기기에게 공용 검색 공간과 독립적으로 UE-특정 검색 공간의 대역폭을 설정할 수 있다. 이 설정은 UE-특정 RRC 시그널링을 통해 무선기기에게 제공될 수 있다. 공용 검색 공간은 복수의 무선기기가 NPDCCH 검출을 시도하는 공통된 검색 공간이다. 공용 검색 공간내 NPDCCH는 SIB 또는 랜덤 액세스 관련 정보를 스케줄링하는데 사용될 수 있다. UE-특정 검색 공간 내 NPDCCH은 각 무선기기에게 전송되는 DL 데이터를 스케줄링하는 데에 사용될 수 있다. 무선기기는 공용 검색 공간에는 BW0를 가정하거나, 또는 전술한 실시예에 따른 동작 대역폭을 적용할 수 있다. 무선기기는 UE-특정 검색 공간에는 RRC 시그널링에 의해 할당된 대역폭을 적용할 수 있다. 무선기기는 NPDCCH가 전송되는 대역폭을 NDPSCH 또는 NPUSCH가 스케줄링되는 최대 대역폭으로 가정할 수 있다.
기지국은 동기 신호나 시스템 정보를 이용하여 확장 대역폭이 지원되는지 여부를 알려줄 수 있다. 3GPP LTE의 NB-IoT를 지원하는 기기는 1 RB에 해당되는 대역폭을 지원한다. 하지만, 예를 들어, eMTC(enhanced Machine Type Communication)를 지원하는 기기는 6 RB 혹은 그보다 더 큰 대역폭을 통해서 기지국과의 통신할 수 있다. NB-IoT 기기를 위한 초기 액세스 신호(NPSS/NSSS 와 NPBCH)는 eMTC를 위한 신호와 비교하여 반복 전송를 통해서 더 큰 커버리지를 지원할 수 있다. 따라서, 기지국이 NB-IoT 기기와 eMTC 기기를 모두 지원하기 위해서 서로 다른 동기 신호와 브로드캐스트 신호를 전송하기 보다는 NB-IoT 기기를 위한 초기 액세스 신호를 eMTC 기기에 활용하는 것이 더 효율적일 수 있다. 하지만, eMTC 기기를 위한 시스템 정보의 양은 NB-IoT 기기를 위한 시스템 정보의 양 보다 더 큰 것이 일반적이므로, eMTC 기기는 NB-IoT 기반의 초기 액세스 신호를 수신한 이후로는 eMTC 전용의 신호를 이용할 수 있다. 이를 위해, 기지국은 BW0로 전송되는 동기신호(NPSS/NSSS) 또는 NPBCH를 통해서 eMTC 동작을 지원하는지 여부를 알려줄 수 있다. 구체적으로는, 전술한 실시예에서 동작 대역폭을 알려주는 것과 같이, NPSS/NSSS 시간/주파수/시퀀스 자원을 이용하여 eMTC 동작의 지원 여부를 알려줄 수 있다. 또는, NPBCH 상의 MIB는 eMTC 동작의 지원 여부를 나타내는 필드를 포함할 수 있다. eMTC 기기는 BW0에서 NPSS/NSSS/NPBCH를 검출하고, 기지국이 eMTC 동작을 지원하는지 여부를 판단한다. 기지국이 eMTC 동작을 지원하며, 상기 eMTC 기기는 eMTC를 위한 SIB의 검출을 시도한다. 기지국이 eMTC 동작을 지원하지 않으면, 상기 eMTC 기기는 기지국에 대한 접속 시도를 중단하거나 BW0내에서 NB-IoT 동작을 유지할 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예가 구현되는 무선통신 시스템을 나타낸 블록도이다.
무선기기(50)은 프로세서(processor, 51), 메모리(memory, 52) 및 송수신기(transceiver, 53)를 포함한다. 메모리(52)는 프로세서(51)와 연결되어, 프로세서(51)에 의해 실행되는 다양한 명령어(instructions)를 저장한다. 송수신기(53)는 프로세서(51)와 연결되어, 무선 신호를 송신 및/또는 수신한다. 프로세서(51)는 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 전술한 실시예에서 무선기기의 동작은 프로세서(51)에 의해 구현될 수 있다. 전술한 실시예가 소프트웨어 명령어로 구현될 때, 명령어는 메모리(52)에 저장되고, 프로세서(51)에 의해 실행되어 전술한 동작이 수행될 수 있다.
기지국(60)는 프로세서(61), 메모리(62) 및 송수신기(63)를 포함한다. 기지국(60)은 비면허 대역에서 운용될 수 있다. 메모리(62)는 프로세서(61)와 연결되어, 프로세서(61)에 의해 실행되는 다양한 명령어를 저장한다. 송수신기(63)는 프로세서(61)와 연결되어, 무선 신호를 송신 및/또는 수신한다. 프로세서(61)는 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 전술한 실시예에서 기지국의 동작은 프로세서(61)에 의해 구현될 수 있다.
프로세서는 ASIC(application-specific integrated circuit), 다른 칩셋, 논리 회로 및/또는 데이터 처리 장치를 포함할 수 있다. 메모리는 ROM(read-only memory), RAM(random access memory), 플래쉬 메모리, 메모리 카드, 저장 매체 및/또는 다른 저장 장치를 포함할 수 있다. 송수신기는 무선 신호를 처리하기 위한 베이스밴드 회로를 포함할 수 있다. 실시예가 소프트웨어로 구현될 때, 상술한 기법은 상술한 기능을 수행하는 모듈(과정, 기능 등)로 구현될 수 있다. 모듈은 메모리에 저장되고, 프로세서에 의해 실행될 수 있다. 메모리는 프로세서 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 프로세서와 연결될 수 있다.
상술한 예시적인 시스템에서, 방법들은 일련의 단계 또는 블록으로써 순서도를 기초로 설명되고 있지만, 본 발명은 단계들의 순서에 한정되는 것은 아니며, 어떤 단계는 상술한 바와 다른 단계와 다른 순서로 또는 동시에 발생할 수 있다. 또한, 당업자라면 순서도에 나타낸 단계들이 배타적이지 않고, 다른 단계가 포함되거나 순서도의 하나 또는 그 이상의 단계가 본 발명의 범위에 영향을 미치지 않고 삭제될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (15)

  1. 무선 통신 시스템에서 가변 대역폭을 지원하는 방법에 있어서,
    무선기기가 제1 대역폭에서 동기 신호를 수신하고;
    상기 무선기기가 상기 동기 신호를 기반으로 DL(downlink) 채널을 위한 제2 대역폭을 획득하고; 및
    상기 무선기기가 상기 제2 대역폭에서 상기 DL 채널을 수신하는 것을 포함하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 대역폭은 부반송파 간격 15 kHz를 갖는 12 부반송파에 의해 정의되는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제2 대역폭은 상기 제1 대역폭과 같거나 더 큰 것을 특징으로 하는 방업.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 동기 신호는 시간/주파수 동기화를 획득하기 위한 PSS(primary synchronization signal)과 PCI(physical cell identifier)를 검출하기 위한 SSS(secondary synchronization signal)을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    무선 프레임은 10 서브프레임을 포함하고,
    상기 PSS는 매 무선 프레임의 여섯번째 서브프레임에서 수신되고, 상기 SSS는 매 2 무선 프레임의 마지막 서브프레임에서 수신되는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 제2 대역폭의 크기에 따라 상기 PSS를 위한 시퀀스가 달라지는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 제2 대역폭의 크기에 따라 상기 SSS를 위한 시퀀스가 달라지는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 4 항에 있어서,
    상기 동기신호는 추가 동기 신호를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 추가 동기 신호는 상기 제2 대역폭을 지시하는 대역폭에서 수신되는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 추가 동기 신호는 상기 PSS 및 상기 SSS와 다른 서브프레임에서 수신되는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 DL 채널은 시스템 정보를 나르는 브로드캐스트 채널을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 DL 채널은 DL 데이터 채널을 스케줄링하는데 사용되는 DL 제어 채널을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 무선 통신 시스템에서 가변 대역폭을 지원하는 장치에 있어서,
    무선 신호를 송신 및 수신하는 송수신기와
    상기 송수신기에 연결되는 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는
    상기 송수신기를 통해 제1 대역폭에서 동기 신호를 수신하고;
    상기 동기 신호를 기반으로 DL(downlink) 채널을 위한 제2 대역폭을 획득하고; 및
    상기 송수신기를 통해 상기 제2 대역폭에서 상기 DL 채널을 수신하는 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 제1 대역폭은 부반송파 간격 15 kHz를 갖는 12 부반송파에 의해 정의되는 것을 특징으로 하는 장치.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 동기 신호는 시간/주파수 동기화를 획득하기 위한 PSS(primary synchronization signal)과 PCI(physical cell identifier)를 검출하기 위한 SSS(secondary synchronization signal)을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
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