WO2018236165A1 - 무선 통신 시스템에서 동기 신호를 송수신하는 방법 및 이를 위한 장치 - Google Patents

무선 통신 시스템에서 동기 신호를 송수신하는 방법 및 이를 위한 장치 Download PDF

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WO2018236165A1
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synchronization signal
subframe
radio frame
transmitted
narrowband
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신석민
박창환
안준기
황승계
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엘지전자(주)
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    • Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

Definitions

  • the present invention relates to a method of transmitting and receiving a synchronization signal in a wireless communication system and more particularly to a method and apparatus for transmitting and receiving a synchronization signal in a wireless communication system supporting NarrowBand Internet of Things (NB-IoT) And a device for supporting the same.
  • NB-IoT NarrowBand Internet of Things
  • the mobile communication system has been developed to provide voice service while ensuring the user 's activity.
  • the mobile communication system not only the voice but also the data service are extended.
  • due to the increase of the explosive traffic there is a shortage of resources and users require higher speed service, have.
  • next-generation mobile communication system largely depend on the acceptance of explosive data traffic, the dramatic increase in the rate per user, the acceptance of a significantly increased number of connected devices, very low end-to-end latency, Should be able to.
  • a dual connectivity a massive multiple input multiple output (MIMO), an in-band full duplex, a non-orthogonal multiple access (NOMA) wideband support, and device networking.
  • MIMO massive multiple input multiple output
  • NOMA non-orthogonal multiple access
  • the present invention proposes a method of transmitting and receiving a synchronous signal in a wireless communication system supporting NarrowBand-Internet of Things (NB-IOT).
  • NB-IOT NarrowBand-Internet of Things
  • the present specification proposes a method of setting different settings for NPSS, NSSS, and / or NPBCH for differentiating types of radio frame structures.
  • the present specification proposes a method of setting a cover code of a NPSS to be applied differently according to the type of a radio frame structure.
  • this specification proposes a NPSS sequence generation method and a resource mapping method of the corresponding sequence in consideration of the frequency offset of the NPSS.
  • a method for transmitting and receiving a synchronization signal in a wireless communication system supporting NarrowBand Internet of Things (NB-IoT) according to an embodiment of the present invention, Receiving a narrowband synchronization signal; and performing a cell search procedure on the base station based on the narrowband synchronization signal.
  • the narrow-band synchronizing signal includes a narrow-band primary synchronization signal and a narrowband secondary synchronization signal, and the narrow-band primary synchronization signal and the narrow- The synchronization signal is transmitted in different subframes and the subframe in which the narrowband secondary synchronization signal is transmitted may be set differently according to the type of the radio frame structure.
  • the narrow-band secondary synchronization signal in the case of a radio frame structure for Frequency Division Duplex (FDD), the narrow-band secondary synchronization signal is transmitted in a # 9 subframe of a radio frame.
  • the narrow-band secondary synchronization signal may be transmitted in the # 0 subframe of the radio frame.
  • the narrowband primary synchronization signal may be transmitted in the subframe # 5 of the radio frame.
  • the transmission period of the narrow-band secondary synchronization signal may be set to twice the transmission period of the narrow-band primary synchronization signal.
  • the narrow-band secondary synchronization signal may be transmitted in even-numbered radio frames among a plurality of radio frames supported by the radio communication system.
  • the narrow-band primary synchronization signal and the narrow-band secondary synchronization signal may be transmitted through 11 orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) symbols of a subframe, respectively.
  • OFDM orthogonal frequency division multiplexing
  • the method may further include the step of receiving a narrowband broadcast channel from the base station, wherein a subframe through which the narrowband broadcast channel is transmitted may be different from one another depending on the type of the radio frame structure Can be set. Specifically, in the case of the radio frame structure for FDD, the narrowband broadcast channel is transmitted in the # 0 subframe of the radio frame, and in the case of the radio frame structure for TDD, the narrowband broadcast channel is # 9 subframe of the radio frame Frame. ≪ / RTI >
  • the narrowband synchronization signal may be generated based on a Zadoff-Chu sequence.
  • the method further includes determining a radio frame structure provided by the base station using a gap between a subframe in which the narrowband primary synchronization signal is transmitted and a subframe in which the narrowband secondary synchronization signal is transmitted Process.
  • the terminal transmits and receives a wireless signal And a processor operatively coupled to the RF unit, wherein the processor is configured to receive a narrowband synchronization signal from a base station and to receive a narrowband synchronization signal based on the narrowband synchronization signal, , And perform a cell search procedure for the base station.
  • NB-IoT NarrowBand-Internet of Things
  • the narrow-band synchronizing signal includes a narrow-band primary synchronization signal and a narrowband secondary synchronization signal
  • the narrow-band primary synchronization signal and the narrow- The synchronization signal is transmitted in different subframes and the subframe in which the narrowband secondary synchronization signal is transmitted may be set differently according to the type of the radio frame structure.
  • the narrow-band secondary synchronization signal is transmitted in a # 9 subframe of a radio frame
  • the narrow-band secondary synchronization signal may be transmitted in the # 0 subframe of the radio frame.
  • the narrowband primary synchronization signal is transmitted in the subframe # 5 of the radio frame.
  • the processor receives a narrowband broadcast channel from the base station, and the subframe through which the narrowband broadcast channel is transmitted may be set differently according to the type of the radio frame structure. Specifically, in the case of the radio frame structure for FDD, the narrowband broadcast channel is transmitted in the # 0 subframe of the radio frame, and in the case of the radio frame structure for TDD, the narrowband broadcast channel is # 9 subframe of the radio frame Frame. ≪ / RTI >
  • an effect that a terminal can grasp the type of a radio frame structure supported or provided by a corresponding cell, not only by a blind detection operation on a signal but also by sequence detection have.
  • the transmission range of the NPSS does not deviate from the band of the analog filter.
  • FIG. 1 shows a structure of a radio frame in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a resource grid for one downlink slot in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • FIG 3 illustrates a structure of a downlink subframe in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • FIG. 4 illustrates a structure of a UL subframe in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • FIG. 5 shows an example of component carriers and carrier merging in a wireless communication system to which the present invention may be applied.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating the division of cells in a system that supports carrier merging.
  • Figure 7 shows the autocorrelation properties of NPSS or aNPSS when a cover code is applied.
  • FIG. 8 shows cross-correlation values of NSSS or a NSSS according to the cyclic shift value.
  • FIG. 10 shows NSSS cross-correlation characteristics of a legacy NB-IoT terminal according to a resource mapping method.
  • FIG. 11 shows a transmission position of a synchronization signal according to a radio frame structure of the LTE system.
  • FIG. 12 shows an example of a synchronous signal transmission method to which the method suggested in the present specification can be applied.
  • FIG. 13 shows another example of a synchronous signal transmission method to which the method suggested in the present specification can be applied.
  • Fig. 14 shows another example of a synchronous signal transmission method to which the method suggested in the present specification can be applied.
  • Fig. 15 shows another example of a synchronization signal transmission method to which the method suggested in the present specification can be applied.
  • FIG. 16 shows another example of a synchronous signal transmission method to which the method suggested in the present specification can be applied.
  • FIG 17 shows another example of a synchronous signal transmission method to which the method suggested in the present specification can be applied.
  • FIG. 18 shows an operation flow chart of a terminal performing a cell search procedure using a synchronization signal in a wireless communication system to which the method proposed in the present invention can be applied.
  • 21 shows a resource area occupied by the NPSS of the existing NB-IoT system.
  • FIG. 22 shows an example of a frequency offset for NPSS of a conventional NB-IoT system.
  • FIG. 23 shows another example of the frequency offset for the NPSS of the existing NB-IoT system.
  • FIG. 24 shows an example of a NPSS sequence mapping method to which the method suggested in the present specification can be applied.
  • Fig. 25 shows another example of a NPSS sequence mapping method to which the method suggested in the present specification can be applied.
  • 26 shows an example of a frequency offset for NPSS to which the proposed method can be applied.
  • FIG. 27 shows another example of a NPSS sequence mapping method to which the method suggested in the present specification can be applied.
  • 29 illustrates a block diagram of a wireless communication device to which the methods proposed herein may be applied.
  • FIG. 30 illustrates a block diagram of a communication apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • a base station has a meaning as a terminal node of a network that directly communicates with a terminal.
  • the particular operation described herein as performed by the base station may be performed by an upper node of the base station, as the case may be. That is, it is apparent that various operations performed for communication with a terminal in a network including a plurality of network nodes including a base station can be performed by a network node other than the base station or the base station.
  • a 'base station (BS)' may be replaced by terms such as a fixed station, a Node B, an evolved NodeB (eNB), a base transceiver system (BTS), an access point (AP) .
  • eNB evolved NodeB
  • BTS base transceiver system
  • AP access point
  • a 'terminal' may be fixed or mobile and may be a mobile station (UE), a mobile station (MS), a user terminal (UT), a mobile subscriber station (MSS), a subscriber station (SS) Advanced Mobile Station (WT), Wireless Terminal (WT), Machine-Type Communication (MTC), Machine-to-Machine (M2M), and Device-to-Device (D2D) devices.
  • UE mobile station
  • MS mobile station
  • UT user terminal
  • MSS mobile subscriber station
  • SS Subscriber station
  • WT Wireless Terminal
  • MTC Machine-Type Communication
  • M2M Machine-to-Machine
  • D2D Device-to-Device
  • a downlink means communication from a base station to a terminal
  • an uplink means communication from a terminal to a base station.
  • the transmitter may be part of the base station, and the receiver may be part of the terminal.
  • the transmitter may be part of the terminal and the receiver may be part of the base station.
  • CDMA code division multiple access
  • FDMA frequency division multiple access
  • TDMA time division multiple access
  • OFDMA orthogonal frequency division multiple access
  • SC- single carrier frequency division multiple access
  • CDMA can be implemented with radio technology such as universal terrestrial radio access (UTRA) or CDMA2000.
  • TDMA can be implemented with wireless technologies such as global system for mobile communications (GSM) / general packet radio service (GPRS) / enhanced data rates for GSM evolution (EDGE).
  • OFDMA can be implemented with wireless technologies such as IEEE 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802-20, and evolved UTRA (E-UTRA).
  • UTRA is part of the universal mobile telecommunications system (UMTS).
  • 3GPP (3rd Generation Partnership Project) LTE (Long Term Evolution) is part of E-UMTS (evolved UMTS) using E-UTRA, adopting OFDMA in downlink and SC-FDMA in uplink.
  • LTE-A (advanced) is the evolution of 3GPP LTE.
  • Embodiments of the present invention may be supported by standard documents disclosed in at least one of the wireless access systems IEEE 802, 3GPP and 3GPP2. That is, the steps or portions of the embodiments of the present invention which are not described in order to clearly illustrate the technical idea of the present invention can be supported by the documents. In addition, all terms disclosed in this document may be described by the standard document.
  • 3GPP LTE / LTE-A is mainly described, but the technical features of the present invention are not limited thereto.
  • FIG. 1 shows a structure of a radio frame in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • 3GPP LTE / LTE-A supports a Type 1 radio frame structure applicable to Frequency Division Duplex (FDD) and a Type 2 radio frame structure applicable to TDD (Time Division Duplex).
  • FDD Frequency Division Duplex
  • TDD Time Division Duplex
  • Type 1 (a) illustrates the structure of a Type 1 radio frame.
  • Type 1 radio frames can be applied to both full duplex and half duplex FDD.
  • a radio frame is composed of 10 subframes.
  • One subframe consists of two consecutive slots in the time domain, and the subframe i consists of slots 2i and 2i + 1.
  • the time taken to transmit one subframe is called a transmission time interval (TTI).
  • TTI transmission time interval
  • one subframe may have a length of 1 ms and the length of one slot may be 0.5 ms.
  • the uplink transmission and the downlink transmission are classified in the frequency domain. While there is no limit to full-duplex FDD, terminals can not transmit and receive simultaneously in half-duplex FDD operation.
  • One slot includes a plurality of orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) symbols in the time domain, and includes a plurality of resource blocks (RBs) in the frequency domain. Since 3GPP LTE uses OFDMA in the downlink, an OFDM symbol is intended to represent one symbol period. The OFDM symbol may be one SC-FDMA symbol or a symbol interval.
  • a resource block is a resource allocation unit and includes a plurality of consecutive subcarriers in one slot.
  • the uplink-downlink configuration is a rule indicating whether the uplink and the downlink are allocated (or reserved) for all the subframes.
  • Table 1 shows an uplink-downlink configuration.
  • 'D' denotes a subframe for downlink transmission
  • 'U' denotes a subframe for uplink transmission
  • 'S' denotes a downlink pilot (DwPTS)
  • DwPTS downlink pilot
  • a special subframe consisting of three fields: a time slot, a guard interval (GP), and an uplink pilot time slot (UpPTS).
  • the DwPTS is used for initial cell search, synchronization, or channel estimation in the UE.
  • UpPTS is used to synchronize the channel estimation at the base station and the uplink transmission synchronization of the UE.
  • GP is a period for eliminating the interference caused in the uplink due to the multi-path delay of the downlink signal between the uplink and the downlink.
  • the uplink-downlink structure can be classified into seven types, and the positions and / or the numbers of the downlink subframe, the special subframe, and the uplink subframe are different for each structure.
  • Switch-point periodicity refers to a period in which the uplink subframe and the downlink subframe are switched in the same manner, and both 5ms or 10ms are supported.
  • the special sub-frame S exists for each half-frame when a 5-ms downlink-uplink switching point has a period, and exists only in the first half-frame when a 5-ms downlink-uplink switching point has a period.
  • the 0th and 5th subframes and the DwPTS are only for downlink transmission.
  • UpPTS and subframes immediately following a subframe subframe are always intervals for uplink transmission.
  • the uplink-downlink configuration is system information, and both the base station and the terminal can know it.
  • the base station can inform the terminal of the change of the uplink-downlink allocation state of the radio frame by transmitting only the index of the configuration information every time the uplink-downlink configuration information is changed.
  • the configuration information may be transmitted as a kind of downlink control information through a physical downlink control channel (PDCCH) like other scheduling information, and may be transmitted to all terminals in a cell through a broadcast channel as broadcast information .
  • PDCCH physical downlink control channel
  • Table 2 shows the configuration (DwPTS / GP / UpPTS length) of the special subframe.
  • the structure of the radio frame according to the example of FIG. 1 is only one example, and the number of subcarriers included in a radio frame, the number of slots included in a subframe, and the number of OFDM symbols included in a slot are changed variously .
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a resource grid for one downlink slot in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • one downlink slot includes a plurality of OFDM symbols in a time domain.
  • one downlink slot includes 7 OFDM symbols, and one resource block includes 12 subcarriers in the frequency domain.
  • the present invention is not limited thereto.
  • Each element on the resource grid is a resource element, and one resource block (RB) contains 12 ⁇ 7 resource elements.
  • the number of resource blocks N DL included in the downlink slot is dependent on the downlink transmission bandwidth.
  • the structure of the uplink slot may be the same as the structure of the downlink slot.
  • FIG 3 illustrates a structure of a downlink subframe in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • a maximum of three OFDM symbols preceding a first slot in a subframe is a control region in which control channels are allocated, and the rest of the OFDM symbols are allocated to a data region (PDSCH) to which a Physical Downlink Shared Channel data region).
  • Examples of the downlink control channel used in 3GPP LTE include a Physical Control Format Indicator Channel (PCFICH), a Physical Downlink Control Channel (PDCCH), and a Physical Hybrid-ARQ Indicator Channel (PHICH).
  • PCFICH Physical Control Format Indicator Channel
  • PDCCH Physical Downlink Control Channel
  • PHICH Physical Hybrid-ARQ Indicator Channel
  • the PCFICH is carried in the first OFDM symbol of the subframe and carries information about the number of OFDM symbols (i.e., the size of the control region) used for transmission of control channels in the subframe.
  • the PHICH is a response channel for the uplink and carries an ACK (Acknowledgment) / NACK (Not-Acknowledgment) signal for HARQ (Hybrid Automatic Repeat Request).
  • the control information transmitted through the PDCCH is referred to as downlink control information (DCI).
  • the downlink control information includes uplink resource allocation information, downlink resource allocation information, or an uplink transmission (Tx) power control command for an arbitrary terminal group.
  • PDCCH includes resource allocation and transmission format (also referred to as downlink grant) of DL-SCH (Downlink Shared Channel), resource allocation information of UL-SCH (also referred to as uplink grant), PCH Resource allocation for an upper-layer control message such as paging information in a paging channel, system information in a DL-SCH, and a random access response transmitted on a PDSCH, A set of transmission power control commands for individual terminals in the group, and activation of VoIP (Voice over IP).
  • the plurality of PDCCHs can be transmitted in the control domain, and the UE can monitor a plurality of PDCCHs.
  • the PDCCH consists of a set of one or a plurality of consecutive control channel elements (CCEs).
  • the CCE is a logical allocation unit used to provide a coding rate according to the state of the radio channel to the PDCCH.
  • the CCE corresponds to a plurality of resource element groups.
  • the format of the PDCCH and the number of bits of the available PDCCH are determined according to the association between the number of CCEs and the coding rate provided by the CCEs.
  • the base station determines the PDCCH format according to the DCI to be transmitted to the UE, and attaches a CRC (Cyclic Redundancy Check) to the control information.
  • the CRC is masked with a unique identifier (called a Radio Network Temporary Identifier (RNTI)) according to the owner or use of the PDCCH.
  • RNTI Radio Network Temporary Identifier
  • the unique identifier of the UE e.g., C-RNTI (Cell-RNTI)
  • Cell-RNTI C-RNTI
  • a PDCCH for a paging message a paging indication identifier, e.g., a Paging-RNTI (P-RNTI), may be masked to the CRC.
  • P-RNTI Paging-RNTI
  • SI-RNTI System information RNTI
  • SIB system information block
  • RA-RNTI random access-RNTI
  • the enhanced PDCCH (EPDCCH) carries UE-specific signaling.
  • the EPDCCH is located in a physical resource block (PRB) that is set to be terminal specific.
  • PRB physical resource block
  • the PDCCH can be transmitted in up to three OFDM symbols in the first slot in a subframe, but the EPDCCH can be transmitted in a resource region other than the PDCCH.
  • the time (i.e., symbol) at which the EPDCCH starts in the subframe can be set in the terminal via higher layer signaling (e.g., RRC signaling, etc.).
  • the EPDCCH is a resource allocation (DL) associated with DL-SCH related transport format, resource allocation and HARQ information, UL-SCH related transport format, resource allocation and HARQ information, SL-SCH (Sidelink Shared Channel) and PSCCH Information, and so on. Multiple EPDCCHs may be supported and the terminal may monitor the set of EPCCHs.
  • the EPDCCH may be transmitted using one or more successive advanced CCEs (ECCEs), and the number of ECCEs per EPDCCH may be determined for each EPDCCH format.
  • ECCEs successive advanced CCEs
  • Each ECCE may be composed of a plurality of enhanced resource element groups (EREGs).
  • EREG is used to define the mapping of ECCEs to REs.
  • the UE can monitor a plurality of EPDCCHs. For example, one or two EPDCCH sets may be set in one PRB pair in which the terminal monitors the EPDCCH transmission.
  • Different coding rates can be realized for the EPCCH by merging different numbers of ECCEs.
  • the EPCCH may use localized transmission or distributed transmission, and thus the mapping of the ECCE to the RE in the PRB may vary.
  • FIG. 4 illustrates a structure of a UL subframe in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • the uplink subframe can be divided into a control region and a data region in the frequency domain.
  • a PUCCH Physical Uplink Control Channel
  • a data area is assigned a physical uplink shared channel (PUSCH) for carrying user data.
  • PUSCH physical uplink shared channel
  • a resource block (RB) pair is allocated to a PUCCH for one UE in a subframe. RBs belonging to the RB pair occupy different subcarriers in each of the two slots. It is assumed that the RB pair assigned to the PUCCH is frequency hopped at the slot boundary.
  • the communication environment considered in the embodiments of the present invention includes all the multi-carrier supporting environments. That is, the multi-carrier system or the carrier aggregation (CA) system used in the present invention refers to a system in which one or more carriers having a bandwidth smaller than a target bandwidth when configuring a target wide- And a component carrier (CC) is aggregated and used.
  • CA carrier aggregation
  • a multi-carrier refers to the merging of carriers (or carrier aggregation), where the merging of carriers means both merging between contiguous carriers as well as merging between non-contiguous carriers.
  • the number of component carriers aggregated between the downlink and the uplink may be set differently.
  • a case in which the number of downlink component carriers (hereinafter, referred to as 'DL CC') and an uplink component carrier (hereinafter referred to as 'UL CC') are the same is referred to as symmetric aggregation, It is called asymmetric aggregation.
  • Such carrier merging can be used interchangeably with terms such as carrier aggregation, bandwidth aggregation, spectrum aggregation, and the like.
  • Carrier merging in which two or more component carriers are combined is aimed at supporting up to 100 MHz bandwidth in the LTE-A system.
  • the bandwidth of the combining carrier can be limited to the bandwidth used in the existing system to maintain backward compatibility with the existing IMT system.
  • the carrier merging system used in the present invention may define a new bandwidth to support carrier merging regardless of the bandwidth used in the existing system.
  • the LTE-A system uses the concept of a cell to manage radio resources.
  • the carrier merging environment described above may be referred to as a multiple cells environment.
  • a cell is defined as a combination of a downlink resource (DL CC) and a pair of uplink resources (UL CC), but the uplink resource is not essential. Therefore, the cell can be composed of downlink resources alone or downlink resources and uplink resources.
  • DL CC downlink resource
  • UL CC uplink resources
  • the cell can be composed of downlink resources alone or downlink resources and uplink resources.
  • DL CC downlink resource
  • UL CC uplink resources
  • DL CC and UL CC may be configured. That is, a carrier merging environment in which UL CC is larger than the number of DL CCs can also be supported when a specific UE has a plurality of set serving cells. That is, carrier aggregation can be understood as the merging of two or more cells, each having a different carrier frequency (center frequency of the cell).
  • the term 'cell' should be distinguished from a 'cell' as an area covered by a commonly used base station.
  • Cells used in the LTE-A system include a primary cell (PCell) and a secondary cell (SCell).
  • PCell primary cell
  • SCell secondary cell
  • P and S cells can be used as Serving Cells.
  • the serving cell (P-cell and S-cell) can be set via the RRC parameter.
  • PhysCellId is the physical layer identifier of the cell and has an integer value from 0 to 503.
  • SCellIndex is a short identifier used to identify the S cell and has an integer value from 1 to 7.
  • ServCellIndex is a short identifier used to identify a serving cell (P-cell or S-cell) and has an integer value from 0 to 7. A value of 0 is applied to P cell, and SCellIndex is given in advance for application to S cell. That is, the cell having the smallest cell ID (or cell index) in the ServCellIndex becomes the P cell.
  • P cell refers to a cell operating on the primary frequency (or primary CC).
  • the UE may be used to perform an initial connection establishment process or to perform a connection re-establishment process, and may refer to a cell indicated in the handover process.
  • P cell means a cell that is the center of control-related communication among the serving cells set in the carrier merging environment. That is, the UE can transmit and receive PUCCHs only in its own P-cell, and can use only P-cells to acquire system information or change the monitoring procedure.
  • Evolved Universal Terrestrial Radio Access uses a RRC connection re-establishment message (RRConnectionReconfiguration) message of an upper layer including mobility control information (mobilityControlInfo) to a UE supporting a carrier merging environment to change only P cells It is possible.
  • RRConnectionReconfiguration RRC connection re-establishment message
  • mobilityControlInfo mobility control information
  • the S-cell may refer to a cell operating on a secondary frequency (or secondary CC). Only one P-cell is allocated to a specific terminal, and one or more S-cells can be allocated.
  • the S-cell is configurable after the RRC connection is established and can be used to provide additional radio resources.
  • the serving cells set in the carrier merging environment there are no PUCCHs in the remaining cells except for the P cell, i.e., the S cell.
  • the E-UTRAN adds an S-cell to a terminal supporting a carrier merging environment, it can provide all the system information related to the operation of the associated cell in the RRC_CONNECTED state through a dedicated signal.
  • the change of the system information can be controlled by releasing and adding the related S cell, and the RRC connection re-establishment message of the upper layer can be used at this time.
  • the E-UTRAN may perform dedicated signaling with different parameters for each UE rather than broadcast within the associated S-cell.
  • the E-UTRAN may configure a network including one or more S cells in addition to the P cell initially configured in the connection establishment process.
  • P-cells and S-cells can operate as respective component carriers.
  • the primary component carrier (PCC) may be used in the same sense as the P cell
  • the secondary component carrier (SCC) may be used in the same meaning as the S cell.
  • FIG. 5 shows an example of component carriers and carrier merging in a wireless communication system to which the present invention may be applied.
  • the component carriers have DL CC and UL CC.
  • One component carrier may have a frequency range of 20 MHz.
  • Figure 5 (b) shows the carrier merging structure used in the LTE_A system.
  • 5B shows a case where three component carriers having a frequency magnitude of 20 MHz are combined.
  • the UE can simultaneously monitor three CCs, receive downlink signals / data, and transmit uplink signals / data.
  • the network can allocate M (M? N) DL CCs to the UE. At this time, the terminal can monitor only M restricted DL CCs and receive DL signals. In addition, the network may assign a priority DL CC to a terminal by giving priority to L (L? M? N) DL CCs, and in this case, the UE must monitor L DL CCs. This scheme can be equally applied to uplink transmission.
  • the linkage between the carrier frequency (or DL CC) of the downlink resource and the carrier frequency (or UL CC) of the uplink resource may be indicated by an upper layer message or system information such as an RRC message.
  • a combination of a DL resource and a UL resource may be configured by a linkage defined by SIB2 (System Information Block Type 2).
  • SIB2 System Information Block Type 2
  • the linkage may refer to a mapping relationship between a DL CC to which the PDCCH carrying the UL grant is transmitted and a UL CC that uses the UL grant.
  • the DL CC (or UL CC) and the HARQ ACK Or a mapping relationship between the UL CC (or DL CC) to which the / NACK signal is transmitted.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating the division of cells in a system that supports carrier merging.
  • a configured cell may be set for each UE as a cell that can perform carrier merging based on a measurement report among cells of the BS as shown in FIG.
  • the set cell may reserve resources for ack / nack transmission for the PDSCH transmission in advance.
  • An activated cell performs CSI (Channel State Information) reporting and SRS (Sounding Reference Signal) transmission for PDSCH / PUSCH transmission as a cell set to actually transmit PDSCH / PUSCH among the set cells.
  • a de-activated cell is a cell that prevents PDSCH / PUSCH transmission due to a command or a timer operation of a base station, and may also stop CSI reporting and SRS transmission.
  • the synchronization signal can be classified into a Narrowband Primary Synchronization Signal (NPSS) and Narrowband Secondary Synchronization Signal (NSSS).
  • NPSS Narrowband Primary Synchronization Signal
  • NSSS Narrowband Secondary Synchronization Signal
  • 504 unique physical layer identifiers can be indicated by the NSSS.
  • the sequence d l (n) used for NPSS can be generated from a Zadoff-Chu sequence in the frequency domain according to Equation (1).
  • Equation (1) the Zadoff-Chu root sequence index u is 5, and the S (l) values for different symbol indices l can be given by Table 3.
  • Table 3 shows the definition of the S (l) value.
  • the sequence used for NPSS can be mapped to resource element (s) in the following manner.
  • the same antenna port needs to be used for all symbols of the NPSS in the subframe.
  • the UE can not assume that the NPSS is transmitted through the same antenna port as an arbitrary downlink reference signal.
  • the terminal can not assume that the NPSS transmission in a given subframe uses the same antenna port (s) as the NPSS in any other subframe.
  • the sequence d l (n) is mapped to the resource element (k, l) in the subframe # 5 of every radio frame (i.e., frame), and the sequence d l (n) , And the index l may be mapped in an increasing order.
  • the corresponding sequence element d (n) is not used for NPSS but may be counted in the mapping procedure.
  • the sequence d (n) used for NSSS can be generated from the Zadoff-Chu sequence in the frequency domain according to Equation (2).
  • Equation (2) the binary sequence b q (m) is given by Table 4, and the cyclic shift at frame number n f Is given by Equation (3).
  • the sequence used for NSSS can be mapped to resource element (s) in the following manner.
  • the same antenna port needs to be used for all symbols of the NSSS in the subframe. It can not be assumed that the NSSS is transmitted through the same antenna port as an arbitrary downlink reference signal. Further, the terminal can not assume that the NSSS transmission in a given subframe uses the same antenna port (s) as the NSSS in any other subframe.
  • Sequence d (n) is sequentially mapped from d (0) to resource element (k, l). At this time, the sequence d (n) is transmitted in the order of increasing the first index k over the 12 allocated subcarriers in the subframe # 9 of the radio frame, May be mapped in order of increasing index l over the symbol.
  • the corresponding sequence element d (n) is not used for NSSS, but may be counted in the mapping procedure.
  • 'aNPSS' means advanced NPSS and 'sNSSS' can mean advanced NSSS.
  • 'aNPSS' corresponds to some of the types of NPSS or may be defined separately from NPSS.
  • 'aNSSS' may be part of the type of NSSS, or it may be defined separately from NSSS.
  • the NB-IoT UE determines whether the detected sequence is received from a base station transmitting both NPSS and aNPSS, It may be difficult to distinguish whether the NPSS has been received from the base stations having the time.
  • the aNPSS needs to be configured differently from the existing NPSS, and it should be designed in such a way as to minimize the increase in the implementation and computational complexity of the NB-IoT terminal without being higher than the PAPR of the NPSS.
  • the root index and the cover code of the Zadoff-Chu sequence can be changed as follows.
  • aNPSS may be set to use 6 as the u value of Equation (1).
  • the two sequences are complex conjugate relations and are complex multiplication once every sample.
  • cross correlation can be obtained.
  • it can have the same PAPR characteristics as NPSS, and has a merit in that the cross-correlation value with the NPSS is low in the L-length sequence.
  • the legacy (i.e., existing) NB-IoT terminal has a high probability of not detecting aNPSS, and the NB-IoT terminal using aNPSS can reuse the cross-correlation module for NPSS.
  • This is particularly advantageous in terms of complexity when the base station of an anchor carrier can not know whether or not to transmit aNPSS during initial cell search.
  • the same weight can be applied to accumulate the respective cross-correlation values for NPSS and aNPSS.
  • Figure 7 shows the autocorrelation properties of NPSS or aNPSS when a cover code is applied.
  • FIGS. 7B to 7D show the autocorrelation characteristics of aNPSS when a cover code of the existing NSSS and another cover code are applied to aNPSS.
  • the graph corresponding to the legacy NB-IoT is a case in which the NB-IoT terminal estimates the autocorrelation using the cover code of the existing NPSS, and is considered in the NR system (for example, Rel. 15)
  • the NB-IoT graph shows the autocorrelation estimated by applying the newly added cover code in each figure.
  • the cover code of the NPSS when utilized, And forms a peak (that is, a narrow peak) in a narrow region based on the timing.
  • the value of the side peak excluding the peak including the maximum value has a relatively low value.
  • the cover code used in Fig. 7B has little peripheral peak value, but has a disadvantage in that it has a peak (i.e., a broad peak) in a wide region around accurate timing. This may cause deterioration in the timing estimation performance of the terminal.
  • the cover code used in FIG. 7C has a narrow peak at the correct timing position, but has a relatively high peripheral peak value over the immediately adjacent region.
  • the cover code used in Figure 7d has a narrow peak similar to Figure 7a at the correct timing position, and has a lower peripheral peak than Figure 7c. Also, referring to FIG. 7D, it can be seen that the autocorrelation characteristic has little effect on NPSS detection of the legacy NB-IoT terminal. Therefore, [1 1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 1] can be considered as the cover code S (1) of aNPSS.
  • a NSSS may affect the detection of the NSSS of the legacy terminal. Taking this into consideration, a NSSS can be constructed using a method of adding b q (m) of NSSS defined in Table 4 and a modified resource mapping method. Additionally, ANSSS may be configured by adding a value of.
  • the legacy NB-IoT terminal does not attempt to detect a changed or added b q (m) if aNSSS is configured by changing or adding b q (m) only, without changing the ZDOP-chu sequence of NSSS,
  • the NB-IoT terminal attempting to detect a NSSS has an advantage of being able to recycle the result of the complex multiplication used for NSSS detection. Therefore, b q (m) used for a NSSS is a value of 16, 48, and 48 except for 1, 32, 64, and 128 columns of a 128-bit Hadamard matrix used for b q (m) Additional columns of 80 and 112 are available.
  • Equation 3 Can cycle 0, 33/132, 66/132, and 99/132 every 20 msec.
  • FIG. 8 shows a cross-correlation value (for example, Legacy NB-IoT w / NSSS) when using NSSS, Is applied to aNSSS when receiving aNSSS selected from 33/264, 99/264, 165/264, 231/264 (E.g., Rel. 15 NB-IoT w / a NSSS) and NSSS (For example Rel.15 NB-IoT w / NSSS).
  • a cross-correlation value for example, Legacy NB-IoT w / NSSS
  • the interference values of the aNSSS are not large.
  • the sequence cross-correlation characteristic of NSSS may be deteriorated. Accordingly, a method of randomizing the cross-correlation property between the NSSS and the aNSSS in the resource mapping process can be considered.
  • Figures 9a to 9d are assigned the NSSS or aNSSS a l s k s th resource element of a second OFDM symbol (Resource Element, RE) frequency first mapping from the position (frequency first mapping) scheme, l e th To the k e < th > RE position of the OFDM symbol sequentially along the arrows of the solid line and the dotted line.
  • RE Resource Element
  • FIG. 9A illustrates a resource mapping method for NSSS
  • FIG. 9B illustrates a method in which a resource mapping start OFDM symbol position is shifted by a specific value in FIG. 9A
  • FIG. 9C shows a method of reversing the resource mapping procedure of FIG. 9A
  • FIG. 9D shows a method of applying a time first mapping method although it has the same start position and end position as the FIG. 9A method.
  • FIGS. 10A to 10D illustrate the cross-correlation characteristics of the NSSS child-pause sequence of the legacy NB-IoT terminal according to each resource mapping method illustrated in FIGS. 9A to 9D.
  • the NSSS Zadoff-Chu sequence correlation characteristic of the legacy NB-IoT terminal has a value equal to the sequence length when u and u 'are equal to each other. Otherwise, a relatively low cross-correlation characteristic .
  • FIG. 10B shows that the conventional NSSS Zadoff-Chu sequence and some u and u 'combinations have a value corresponding to about 50%.
  • FIG. 10C shows a low cross-correlation value with a conventional NSSS Zadoff-Chu sequence in most u and u 'combinations, but has a cross-correlation value of about 70% or more in a specific u and u' combinations.
  • the method of FIG. 10D has a relatively low cross-correlation value with the existing Zadoff-Chu sequence in all combinations of u and u '.
  • the time-based mapping method as shown in FIG. 10D may be considered as the resource mapping method of the aNSSS, and the RE position of the resource mapping may be circularly shifted by a specific value.
  • the column value of the 128 Hadamard matrix of the proposed b q (m) may be applied simultaneously with the resource mapping scheme shown in FIG. 10D.
  • the combination of resource mapping method shown in FIG. 10d and b q (m) of the existing NSSS by applying or, or combine 128 is heat value of the Hadamard matrix of b q (m), offering the resource mapping method of the existing NSSS .
  • the structure and transmission position of the NPSS and the NSSS may be applied when only the NPSS is additionally transmitted, or independently when the NSSS is additionally transmitted. That is, even when NPSS and NSSS having a new sequence other than the NPSS and NSSS are additionally transmitted, the subframe and the radio frame position where the corresponding sequence is further transmitted may follow the above-described scheme.
  • the NB-IoT terminal may determine that there is additional transmission of the system information (e.g., MIB-NB and SIB1-NB). That is, the NB-IoT terminal may attempt to detect additional MIB-NBs and SIB1-NBs in addition to the existing MIB-NB and SIB1-NB detection attempts, depending on whether aNPSS and aNSSS are detected. In the opposite case, when it is determined that the NB-IoT terminal is a cell providing additional information of the system information, it is also possible to determine whether or not the aNPSS and the aNSSS of the corresponding cell are transmitted.
  • the system information e.g., MIB-NB and SIB1-NB
  • the aNPSS and the aNSSS are not always transmitted periodically with the NPSS and the NSSS in the base station, and aNPSS and aNSSS may be transmitted for a specific time according to the needs of the base station.
  • the periodic or aperiodic transmission of aNSS and aNSSS may be determined independently of each other. For a specific operation such as measurement of an NB-IoT terminal, information related to aNPSS and aNSSS transmission (e.g., transmission period and interval) Can be set.
  • the base station can start or stop the transmission of aNPSS and aNSSS when certain conditions are met have.
  • the start and stop of transmission of aNPSS and aNSSS can be informed to some or all terminals in the cell.
  • the above description can be equally applied not only to the NB-IoT system but also to a system such as enhanced machine type communication (eMTC) that utilizes a part of the LTE system bandwidth.
  • eMTC enhanced machine type communication
  • Information related to the system information e.g., MIB and / or SIB1-BR
  • MIB and / or SIB1-BR may also be indicated to be further transmitted in the corresponding cell.
  • the eMTC terminal when the eMTC terminal additionally receives NPSS and / or NSSS to improve the cell search performance, the eMTC terminal can be divided into two cases according to whether or not the NB-IoT service is supported in the corresponding cell.
  • the eMTC UE when supporting eMTC and NB-IoT services simultaneously in the corresponding cell, the eMTC UE can expect to improve the cell search performance by additionally receiving NPSS and / or NSSS transmitted for the NB-IoT service in the corresponding cell.
  • NPSS Physical Network Service
  • NSSS Network-IoT Service-Specific SS
  • the base station needs to transmit a signal different from the existing NPSS and NSSS.
  • aNPSS and aNSSS can be used.
  • aNPSS and aNSSS may be transmitted at a position different from the above-described subframe position, and may be transmitted at a non-anchor carrier position rather than an anchor carrier.
  • a NB-IoT cell identifier different from the LTE cell ID may be set.
  • a mapping scheme for an LTE cell identifier and an NB-IoT cell identifier may be defined.
  • NRS Narrowband Reference Signal
  • the proposed aNPSS and aNSSS can be used not only for improving cell search performance of a narrow band system such as NB-IoT and eMTC, but also as an instruction signal such as updating system information.
  • the update of the system information may mean information (e.g., MIB and SIB) of the cell that the terminal should basically or additionally receive from the cell.
  • the base station can generally instruct the terminal to update the system information by a paging indication or a paging message.
  • a legacy system e.g., an LTE system
  • This may not be effective in terms of power consumption in systems featuring low cost and long battery life such as NB-IoT or eMTC.
  • NPSS and NSSS designed for synchronization can be partially modified and used as instruction signals, and aNPSS and / or aNSSS described above can be used to distinguish from NPSS and NSSS.
  • the cell identifier and the radio frame number information of aNPSS and / or aNSSS may be limited to some information and used as a paging indicator.
  • the transmission positions of the aNPSS and the aNSSS are not always transmitted to the subframe positions described above, but may be limited to specific locations in conjunction with the paging opportunity, and may be periodically or aperiodically transmitted.
  • the operation of the terminal that detects this may be defined not to perform operations related to updating of system information or updating of system information during a specific period.
  • aNPSS and aNSSS transmitted from the same base station may not be the same signal and / or sequence every time.
  • aNPSS and aNSSS need to transmit the same information (for example, cell identifier, radio frame number) every transmission, but when used for the same purpose as a paging indicator, aNPSS and / aNSSS Different information can be transmitted per transmission.
  • the aNPSS and the aNSSS may be used to distinguish between the TDD and the FDD duplex mode.
  • aNPSS and aNSSS may be transmitted at positions different from the above-described subframe positions.
  • the root u and / or cover code of aNPSS may be used to distinguish the UL-DL configuration.
  • the cover code may be used to distinguish the duplex mode, and the root u may be used to distinguish the UL-DL setting. If performance degradation due to use of the root u and / or cover code is expected so that the types of root u and / or cover codes that can distinguish all the UL-DL settings are not sufficient, or all UL-DL settings can be distinguished , The type of the root u and / or the cover code can be used so that only a part of the UL-DL setting can be distinguished.
  • the NPSS may (a) convey information that can only distinguish the relative positional relationship with the NSSS It is enough.
  • the UE can obtain the actual UL-DL setting through (a) NPSS and (a) MIB-NB or SIB for TDD after detection of NSSS.
  • Narrowband (NB) -LTE is a system for supporting low complexity, low power consumption with system bandwidth (system BW) corresponding to 1 PRB (Physical Resource Block) of LTE system. .
  • the NB-LTE system can be mainly used as a communication method for supporting a device such as a machine-type communication (MTC) terminal and / or an IoT terminal in a cellular system. That is, the NB-LTE system may be referred to as the NB-IoT system.
  • MTC machine-type communication
  • IoT IoT terminal
  • the NB-IoT system does not need to allocate an additional band for the NB-IoT system by using the same OFDM parameters such as the subcarrier spacing used in the existing LTE system, such as the LTE system.
  • one PRB of the legacy LTE system band is allocated for the NB-IoT, which is advantageous in using the frequency efficiently.
  • the physical channels of the NB-IoT system are N-PSS (N-Primary Synchronization Signal) / N-Secondary Synchronization Signal (N-SSS) N-PDCCH / N-EPDCCH, N-PDSCH, or the like.
  • N-PSS N-Primary Synchronization Signal
  • N-SSS N-Secondary Synchronization Signal
  • 'N-' may be used to distinguish it from legacy LTE.
  • the embodiments of the present invention described below are described based on the existing LTE system, it goes without saying that they can be applied to the NR (New RAT) system equally or similarly.
  • the sequence generation and resource mapping method described in this specification is described based on a transmission unit (for example, a sub-frame) in the LTE system, but a transmission unit in the NR system Slots, etc.) may be applied equally or similarly.
  • each terminal recognizes a single PRB as a respective carrier, so that the PRB referred to in this specification may be interpreted in the same sense as a carrier wave.
  • DCI format N0, DCI format N1, and DCI format N2 referred to herein may mean DCI format N0, DCI format N1, and DCI format N2 described above (e.g., defined in the 3GPP standard).
  • An anchor-type PRB (or an anchor-type carrier or an anchor carrier) may also be used for an initial access from a base station, such as an N-PSS, an N- SSS, an N-PBCH, and / or an N-PDSCH for a system information block (N-SIB).
  • a base station such as an N-PSS, an N- SSS, an N-PBCH, and / or an N-PDSCH for a system information block (N-SIB).
  • N-SIB system information block
  • the specific anchor-type PRB selected by the terminal through the initial connection is an anchor PRB or an anchor carrier, . ≪ / RTI >
  • a PRB allocated from a base station to perform a downlink procedure (or procedure) after an initial connection may be referred to as an additional PRB (or an additional carrier).
  • NB- IoT A method to distinguish the wireless frame structure by using the synchronous signal of the system
  • the UE in order for the UE to know the type of the radio frame structure provided by the corresponding cell in the initial access stage, the UE can distinguish the radio frame structure by the transmission position difference between the PSS and the SSS .
  • the radio frame structure can be divided into a first type supporting FDD (Frequency Division Duplex) and a second type supporting TDD (Time Division Duplex).
  • FIG. 11 shows a transmission position of a synchronization signal according to a radio frame structure of the LTE system.
  • the PSS is transmitted in the # 6 symbol of the # 0 subframe, and the SSS is transmitted in the symbol immediately before the PSS, that is, .
  • the PSS is transmitted in the # 2 symbol of the # 1 subframe and the SSS is transmitted in the # 13 symbol of the # 0 subframe, which is three symbols before the PSS Lt; / RTI >
  • '#n' may mean 'nth'. That is, the # 0 subframe may mean the 0th subframe of the radio frame.
  • the UE can distinguish whether the corresponding cell provides the TDD or the FDD due to the difference in the location where the PSS and the SSS are transmitted. For example, the UE may select one of four candidates including a normal CP and an extended CP (i.e., TDD for a normal CP, FDD for a normal CP, TDD for an extended CP, and FDD for an extended CP) Can be selected.
  • a normal CP and an extended CP i.e., TDD for a normal CP, FDD for a normal CP, TDD for an extended CP, and FDD for an extended CP
  • the present specification proposes a method of setting the type of the radio frame structure to be distinguishable at the initial access step using the NPSS (or the aNPSS described above) and the NSSS (or the aNSSS described above).
  • the embodiments proposed herein may be used not only for distinguishing types of radio frame structures, but also for distinguishing other information.
  • the method (s) described below may be used to distinguish between information such as an operation mode, a CP length, and a synchronization signal periodicity.
  • the in-band mode and / or the guard band mode may be indicated according to the existing method, and the standalone mode may be indicated in a new manner.
  • the radio frame structure to be additionally considered may be a frame structure type 3 of the third type of the LTE system, or a newly introduced radio frame structure.
  • the density of NSSS or NPSS can be set by a period in which NSSS or NPSS is transmitted, that is, a transmission period.
  • the method includes transmitting a transmission period (i.e., a sequence density) of NSSS or NPSS in a second type radio frame structure corresponding to TDD to an NSSS Or different from the transmission period of the NPSS, thereby distinguishing the radio frame structure.
  • a transmission period i.e., a sequence density
  • the NSSS is configured to occupy and transmit one subframe per 20ms. Specifically, the NSSS is transmitted over 11 symbols out of 14 symbols in the # 9 subframe every 20 ms. Here, the remaining three symbols may correspond to an area set for transmission of the downlink control channel.
  • Equation 2 the sequence used for the NSSS is as shown in Equation 2, and the binary sequence b q (m) is shown in Table 4 described above. Further, the cyclic shift at the frame number n f Is expressed by Equation (3).
  • the cyclic shift value May be one of ⁇ 0, 1/4, 1/2, 3/4 ⁇ .
  • four different sequences for the NPSS are used to determine (or confirm) the boundary of 80 ms using the NSSS transmitted every 20 ms. In this case, four different sequences may be used every 20 ms within 80 ms.
  • the density of the NSSS used for TDD is set to be half compared with the conventional one for distinguishing the radio frame structure, only two of the four cyclic shift values may be set to use the NSSS to distinguish the 80 ms boundary. That is, when the NSSS occupies one subframe every 40 ms (for example, the # 9 subframe) (for example, occupies only 11 of 14 symbols), the cyclic shift value Only two of ⁇ 0, 1/4, 1/2, 3/4 ⁇ can be used.
  • the cyclic shift value of NSSS used in TDD May be set to one of ⁇ 0, 1/2 ⁇ according to the frame number.
  • the cyclic shift value Can be defined as Equation (4) below, unlike Equation (3).
  • the cyclic shift value of NSSS used in TDD May be set to one of ⁇ 1/4, 3/4 ⁇ according to the frame number.
  • the cyclic shift value Can be defined as the following Equation (5), unlike Equation (3).
  • the error rate is preferably set in consideration of the burden of the UE in determining the radio frame structure after blind decoding according to the density of the two NSSSs It may not.
  • the UE can distinguish whether the cell to which the UE belongs provides the TDD scheme or the FDD scheme according to the period of the received NSSS or NPSS.
  • a method of distinguishing FDD / TDD by changing the transmission period (i.e., density) of both NPSS and NSSS and / or characteristically increasing the transmission period of NPSS or NSSS may also be considered.
  • a method of changing the density of NSSS or NPSS described in the above-described first embodiment, or changing the sequence up to TDD or FDD may be considered.
  • the error rate according to the cyclic shift value for TDD according to the method of the first embodiment is designated as a subset of the value used in FDD.
  • the method is a method of distinguishing a radio frame structure by changing a transmission period and a cyclic shift value of NSSS or NPSS in a second type radio frame structure corresponding to TDD.
  • the density of the NSSS used for TDD is set to be half compared with the conventional one for distinguishing the radio frame structure, it is necessary to determine two cyclic shift values as described in the first embodiment. That is, if the NSSS occupies one subframe (e.g., # 9 subframe) every 40 ms (e.g., occupies only 11 of 14 symbols), then two cyclic shift values can be used.
  • Equation (6) shows that the cyclic shift value of NSSS used in TDD is ⁇ 1/8, 3/8 ⁇ , ⁇ 1/8, 5/8 ⁇ , ⁇ 1/8, 7/8 ⁇ , ⁇ 3/8, 5/8 ⁇ , ⁇ 3/8, 7/8 ⁇ , or ⁇ 5/8, 7/8 ⁇ .
  • the terminal can distinguish between TDD and FDD only by sequence detection without having to perform blind decoding according to the two NSSS densities. Also, as noted above, a clear distinction can be made between the existing NSSS used for FDD and the above-mentioned NSSS (i.e., NSSS configurable for TDD) through the cross-correlation results. In this case, an additional operation for NSSS detection of the terminal may be required.
  • the present embodiment has been described mainly on the basis of NSSS, it is needless to say that the present invention can be widely applied to NPSS. That is, a method of changing the sequence and period (i.e., density) of NPSS as well as NSSS may be considered. As described above, in addition to the change of the cover code and / or the root index of the NPSS, the TDD or the FDD may be distinguished through the density change of the NPSS.
  • a method of setting TDD or FDD to be classified according to the position of the subframe in which the NPSS is transmitted may be considered. That is, this is a method of setting NPSS to be transmitted aperiodically within a predetermined (or set and defined) predetermined interval, and setting the specific interval to be repeated periodically.
  • a predetermined predetermined interval may be set to 20 ms, and a 20 ms interval may be repeated periodically.
  • the NSSS transmitted within the 20 ms interval may be set to be transmitted once every 20 ms (e.g., every even-numbered radio frame) in the # 9 subframe.
  • NPSS may be transmitted in the # 5 subframe, Frame to be transmitted in the # 9 subframe.
  • FIG. 12 shows an example of a synchronous signal transmission method to which the method suggested in the present specification can be applied.
  • Fig. 12 is merely for convenience of explanation and does not limit the scope of the present invention.
  • NPSS is set to be transmitted in every # 10 sub-frame every 10 ms (i.e. every radio frame) once every 20 ms (E.g., every even-numbered radio frame) once in the # 9 sub-frame.
  • a method may be considered in which the NPSS is set to be transmitted aperiodically within a predetermined predetermined interval, and the predetermined period is repeated periodically . In this way, the UE can distinguish between TDD and FDD.
  • the NSSS is set to be transmitted in every # 20 sub-frame every 20 ms (for example, every even-numbered radio frame), and NPSS is transmitted in the # And to be transmitted in the # 9 subframe in the odd-numbered radio frame.
  • a predetermined predetermined period related to the transmission of the NPSS is set to 20 ms.
  • the specific transmission position of the NPSS may be set differently from that shown in Fig.
  • the UE can distinguish the TDD or the FDD only through the position of the NPSS (i.e., the position of the transmission subframe), so that it is possible to quickly distinguish the radio frame structure.
  • the terminal may need to set a detection window for detecting NPSS to a range larger than the existing range.
  • a method of setting two or more NPSSs transmitted in a predetermined predetermined period to have different sequences may be considered.
  • NPSSs with different cover codes or root indexes of NPSS can be set to be transmitted within a predetermined predetermined range.
  • the root index of the NPSS transmitted in the # 5 subframe of the even-numbered wireless frame is set to 5
  • the root index of the NPSS transmitted in the # 9 subframe of the odd-numbered wireless frame is set to a value other than 5 6
  • the root index of one of the NPSSs is equal to the root index value of the NPSS used in the FDD
  • the root index of the other NPSS can be set differently from the root index value of the NPSS used in the FDD.
  • the NPSS is set to be transmitted once every 10 ms in the # 5 subframe, and the NSS is transmitted every 20 ms (for example, every even- And is set to be transmitted in the # 9 subframe.
  • NPSS, NSSS, and / or NPBCH may be located in different locations (i.e., subframes).
  • subframes i.e., subframes
  • the NPSS may be sent in the # 9 subframe, and the NSSS may be set to be sent in the # 5 subframe. That is, in order to distinguish the TDD or the FDD, the NPSS is set to be transmitted in the # 9 subframe once every 10 ms in the TDD, and the NSSS is transmitted in the # 5 subframe every 20 ms (for example, every even- A method of setting it to be possible can be considered. A specific example of this is shown in FIG.
  • FIG. 13 shows another example of a synchronous signal transmission method to which the method suggested in the present specification can be applied.
  • Fig. 13 is merely for convenience of explanation, and does not limit the scope of the present invention.
  • the transmission subframe positions of NPSS and NSSS in TDD may be set differently from that of FDD, in order to distinguish between FDD and TDD. Accordingly, the distance to the NSSS transmitted at the closest point after the transmission completion time of the NPSS can be set differently in the case of the FDD and the TDD.
  • the UE can distinguish the TDD or the FDD using the difference in the distance between the NPSS and the NSSS.
  • the UE since the NRS can be transmitted in the # 9 subframe of the odd-numbered radio frame, when detecting the immediately following NPBCH, the UE transmits the # 9 subframe and the next radio frame # And perform cross-subframe channel estimation between 0 subframes.
  • the UE since the NPSS is always transmitted in the # 9 subframe and the NRS is not transmitted, the UE can not perform the cross-subframe channel estimation for detecting the NPBCH.
  • the NRS means a reference signal for a narrow band, and can be used to estimate a channel in the corresponding subframe.
  • the NRS is set not to be transmitted in a subframe in which NPSS or NSSS is transmitted.
  • cross-subframe channel estimation may mean performing channel estimation between subframes.
  • the UE may cross between the # 0 subframe and the # 1 subframe - Perform sub-frame channel estimation.
  • the NPBCH may be transmitted in the # 9 subframe, and the NSSS may be set to be transmitted in the # 0 subframe.
  • cross-subframe channel estimation for detection of NPBCH can also be performed in the case of TDD.
  • the NPBCH is set to be transmitted in the # 9 subframe once every 10 ms in the TDD, and the NSSS is set to be transmitted every 20 ms (for example, every even- A method of setting it to be possible can be considered. A concrete example of this is shown in FIG.
  • Fig. 14 shows another example of a synchronous signal transmission method to which the method suggested in the present specification can be applied.
  • Fig. 14 is merely for convenience of explanation and does not limit the scope of the present invention.
  • the transmission sub-frame positions of the NPBCH and the NSSS in the TDD may be set differently from the FDD in order to distinguish between FDD and TDD. Accordingly, the distance to the NSSS transmitted at the closest point after the transmission completion time of the NPSS can be set differently in the case of the FDD and the TDD.
  • the UE can distinguish the TDD or the FDD using the difference in the distance between the NPSS and the NSSS.
  • the UE can perform the cross-subframe channel estimation for the detection of the NPBCH transmitted in the # 9 subframe using the NRS transmitted in the # 0 subframe.
  • a method of setting the TDD or FDD to be distinguishable by adding a subframe level cover code to the NPSS or NSSS may be considered.
  • Fig. 15 shows another example of a synchronization signal transmission method to which the method suggested in the present specification can be applied.
  • Fig. 15 is only for convenience of explanation, and does not limit the scope of the present invention.
  • a sub-frame level cover code may be applied to the synchronization signal in the NB-IoT system.
  • FIG. 15A shows an NPSS to which a cover code according to FDD or TDD is applied
  • FIG. 15B shows an NSSS to which a cover code according to FDD or TDD is applied.
  • the transmission period of the NPSS is 10 ms and the transmission period of the NSSS is 20 ms.
  • [1, 1, 1, ...] is set to be used as a cover code at a subframe level.
  • detection is performed differently from [1, 1, 1, You can set up a sub-frame level cover code with good performance.
  • [1, -1, 1, -1, ...] can be set to be used as a cover code at the subframe level for NPSS and / or NSSS.
  • This method is advantageous in that the terminal can detect only the cover code and determine the TDD or the FDD by using a simple method which has a low complexity for both the base station and the terminal.
  • the UE may need to detect a plurality of subframes to determine TDD or FDD.
  • first to fifth embodiments may be used to distinguish TDD or FDD by two or more combinations.
  • a method of distinguishing TDD or FDD by combining the above-described second embodiment and the above-described method 2 of the fourth embodiment may be considered.
  • the density of the NSSS used in TDD i.e., the transmission period
  • the method of the second embodiment described above is applied to calculate the cyclic shift value Can be determined. That is, if the NSSS occupies one subframe every 40 ms (e.g., the # 9 subframe) (e.g. occupies only 11 of the 14 symbols), then two cyclic shift values need to be determined.
  • the NPBCH may be transmitted in the # 9 subframe, and the NSSS may be set to be transmitted in the # 0 subframe. A concrete example of this is shown in FIG.
  • FIG. 16 shows another example of a synchronous signal transmission method to which the method suggested in the present specification can be applied.
  • Fig. 16 is merely for convenience of explanation, and does not limit the scope of the present invention. 16, it is assumed that the method of the second embodiment described above and the method 2 of the fourth embodiment are combined and applied.
  • the NSSS is transmitted once every four radio frames, and the interval from the end of transmission of the NPSS to the start of transmission of the NSSS May be set differently according to the FDD or TDD. That is, in order to distinguish the types of the radio frame structure, not only the distance difference between the transmission sub-frame of the NPSS and the transmission sub-frame of the NSSS but also the sequence difference of the NSSS can be considered.
  • a method of distinguishing TDD or FDD by changing the transmission period (i.e., density) of both NPSS and NSSS, characteristically increasing the period (i.e., reducing the density), and varying each sequence may be considered.
  • the NPSS is set to occupy one subframe every 10ms (e.g., occupies only 11 of the 14 symbols in the # 5 subframe), and NSSS sets one subframe every 20ms For example, occupies only 11 symbols out of 14 symbols in the # 9 subframe).
  • the NPSS is set to occupy one subframe every 20 ms (for example, only 11 symbols out of 14 symbols in the # 5 subframe are occupied), and NSSS occupies one subframe every 40 ms (E.g., occupies only 11 of the 14 symbols in the # 9 subframe).
  • it can be set to change the root index and / or cover code of the NPSS, and the cyclic shift value of the NSSS can be set to change according to the method described above.
  • the NPSS is set to occupy one subframe every 10ms (e.g., occupies only 11 of the 14 symbols in the # 5 subframe), and NSSS sets one subframe every 20ms (E.g., occupies only 11 of the 14 symbols in the # 9 subframe).
  • the NPSS is set to occupy one subframe every 20 ms (for example, only 11 symbols out of 14 symbols in the # 5 subframe are occupied), and NSSS occupies one subframe every 40 ms (E.g., only 11 symbols out of 14 symbols in the # 5 subframe are occupied).
  • it can be set to change the root index and / or cover code of the NPSS, and the cyclic shift value of the NSSS can be set to change according to the method described above.
  • FIG. 17 shows another example of a synchronous signal transmission method to which the method suggested in the present specification can be applied.
  • Fig. 17 is merely for convenience of explanation, and does not limit the scope of the present invention.
  • the method of transmitting NPSS and NSSS in the case of FDD and the method of transmitting NPSS and NSSS in the case of TDD are set differently.
  • both NPSS and NSSS can be transmitted in the # 5 subframe.
  • NPSS and NSSS can be transmitted without overlapping, as the transmission periods of NPSS and NSSS are set to be different from each other (NPSS is 20 ms and NSSS is 40 ms).
  • NPSS and NSSS can be transmitted using only one subframe, so that downlink subframes can be secured in terms of TDD. This is related to the fact that downlink transmission can be performed more efficiently in consideration of the limited number of downlink subframes in TDD.
  • the NRS can be transmitted in every # 9 subframe of the radio frame structure for TDD, the advantage that the UE can perform is the cross-subframe channel estimation for detecting the NPBCH transmitted in the # 0 subframe have. Also, as mentioned above, the error correction effect of the terminal can also be obtained.
  • FIG. 18 shows an operation flow chart of a terminal performing a cell search procedure using a synchronization signal in a wireless communication system to which the method proposed in the present invention can be applied.
  • Fig. 18 is merely for convenience of explanation, and does not limit the scope of the present invention.
  • the narrowband synchronous signal refers to a synchronous signal (e.g., NPSS, NSSS, etc.) set for the NB-IoT system.
  • a synchronous signal e.g., NPSS, NSSS, etc.
  • the base station and / NSSS, and / or NPBCH according to the method 2) of the fourth embodiment are particularly, the base station and / NSSS, and / or NPBCH according to the method 2) of the fourth embodiment.
  • the terminal may receive a narrowband synchronization signal (e.g., NPSS, NSSS) from the base station (step S1805).
  • a narrowband synchronization signal e.g., NPSS, NSSS
  • the narrow band synchronous signal can be transmitted according to the above-described method.
  • the terminal receives NPSS and NSSS, and the corresponding NPSS and NSSS can be transmitted in different subframes.
  • the subframe in which the NSSS is transmitted may be set differently according to the type of the radio frame structure.
  • NSSS is transmitted in the subframe # 9 of the radio frame, and a radio frame structure for TDD Type radio frame structure), the NSSS can be transmitted in the # 0 subframe of the radio frame (e.g., Fig. 14). Also, the NPSS can be transmitted in the # 5 subframe of the radio frame.
  • the transmission period of the NSSS (e.g., 20 ms) is set to twice the transmission period of the NPSS (e.g., 10 ms), and the NSSS is transmitted in the even-numbered radio frames among the plurality of radio frames supported by the wireless communication system .
  • each of the NPSS and the NSSS can be transmitted through 11 OFDM symbols in a subframe.
  • the terminal may receive a narrowband broadcast channel (e.g., NPBCH), and the subframe through which the narrowband broadcast channel is transmitted may be differently set according to the type of the radio frame structure.
  • a narrowband broadcast channel e.g., NPBCH
  • the narrowband broadcast channel is transmitted in the # 0 subframe of the radio frame, and in the case of the radio frame structure for TDD, (E.g., Fig. 14).
  • the UE can determine the radio frame structure provided by the corresponding base station by using a gap between a subframe in which the NPSS is transmitted and a subframe in which the NSSS is transmitted, as in the above-described method.
  • the UE can perform a cell search procedure on the base station based on the received narrowband synchronization signal.
  • the cell search procedure may refer to a procedure of obtaining time and frequency synchronization using a synchronization signal and acquiring a cell ID of the corresponding base station.
  • the UE can quickly determine or check the radio frame structure to be provided by using a synchronization signal (e.g., NPSS, NSSS, and / or NPBCH) while performing an initial access procedure have.
  • a synchronization signal e.g., NPSS, NSSS, and / or NPBCH
  • the length 11 cover codes of the NPSS used in the radio frame structure for the FDD are [1, 1, 1, 1, -1, 1, 1, 1, -1, 1].
  • the cover code value of the NPSS used in the radio frame structure for TDD (hereinafter referred to as the second type radio frame structure) as well as a number of methods for classifying the type of the radio frame structure using the NPSS as described above are called FDD A method of distinguishing the type of the radio frame structure may be considered.
  • the cover codes that can be considered in the radio frame structure for TDD can be set to have the following three characteristics.
  • the NPSS sequence transmitted by the base station supporting the first type radio frame structure should not be detected well by the terminal desiring to access the base station supporting the second type radio frame structure.
  • the NPSS sequence transmitted by the base station supporting the second type radio frame structure should not be detected well by the terminal desiring to access the base station supporting the first type radio frame structure.
  • the NPSS sequence transmitted by the base station supporting the second type radio frame structure should be well detected by the terminal desiring to access the base station supporting the second type radio frame structure.
  • the fact that the detection is successful means that the NPSS sequence transmitted by the base station supporting the first type radio frame structure can be detected at a level that can be detected by a terminal desiring to access the base station supporting the first type radio frame structure It can mean something similar.
  • a cover code having such characteristics can be determined through two experiments described below.
  • the NPSS cover code value of the base station is divided into [1, 1, 1, 1, -1, -1, 1, 1, 1, -1, 1 ], And the terminal may compare the correlation power values calculated for 2047 cover codes in the reception step to find a cover code in which the peak power value is set to be small. have.
  • the 2047 cover codes means 2 11 -1 cover codes excluding cover codes used in the radio frame structure of the first type in all cover codes of length 11.
  • the correlation power values may be calculated through several OFDM symbol level differential algorithms.
  • the cover codes can be listed in descending order of the peak power values, and the top 15 cover codes can be as shown in Table 6. That is, Table 6 shows the indexes of the top 15 cover codes with a small peak power value as a result of the first experiment.
  • the cover code index can mean a value that can be obtained when the cover code is regarded as a binary number (in this case, -1 is regarded as 0).
  • a cover code index 0
  • 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1] may be represented by a cover code index 2047.
  • the underlined cover code index 1699 in Table 6 can mean [1, 1, -1, 1, -1, 1, -1, -1, -1,1, 1] .
  • the NPSS cover code value at the base station stage is set to select one of 2048 cover codes, and the terminal can compare the correlation power values calculated using the cover code selected in the receiving step.
  • the peak power value (hereinafter referred to as A value) of the second peak power of the correlation power obtained by using the selected cover code is smaller than the cover code used in the first type radio frame structure (B value) of the second peak power of the correlation power obtained using [1, 1, 1, 1, -1, -1, 1, 1, 1, -1, 1] There may be larger or equal cover codes.
  • the peak power value relative to the second peak power may mean a main peak value relative to a side peak for the correlation power values. For example, if the peak power (ie, the main peak) is 1 and the second peak power (ie, the ambient peak) is 0.5, the peak power value for the second peak power is 2. A large peak power value relative to the second peak power may mean that the correlation performance of the corresponding sequence is high.
  • cover codes satisfying the condition that the value A is greater than or equal to B can be determined, and a cover code having a larger peak power value among these cover codes is set as a cover code for the NPSS of the second type radio frame structure .
  • the cover codes satisfying the condition that the value A is greater than or equal to B can be listed in descending order of the peak power value, and the top 15 cover codes may be as shown in Table 7. That is, Table 7 shows the indexes of the top 15 cover codes with the peak power value as a result of the second experiment.
  • the cover code index 1699 (ie, [1, 1, -1, 1, -1, 1, -1, -1, -1, 1 , 1]) are included in the top 15 cover codes in the second experiment.
  • cover code index 1699 i.e., [1, 1, -1, 1, -1, 1, -1, 1, 1]
  • top cover codes i.e., cover code indices 2007 and 562
  • cover code index 1699 determined to be appropriate for the second type of radio frame structure
  • first type of radio frame structure The results of calculating the correlation power values for the first experiment and the second experiment using the used cover code (i.e., cover code index 1949) may be as shown in Figs. 19 and 20, respectively.
  • FIG. 19 shows an example of a correlated power graph for the cover code values of NPSS to which the method proposed herein can be applied.
  • Fig. 19 is merely for convenience of explanation, and does not limit the scope of the present invention.
  • the correlation power values can be calculated through different OFDM symbol level differential algorithms.
  • the cover code indices 1699 and 2007 have a value close to zero while the cover code index 562 has a peak value close to 0.1 at an inaccurate time sample index.
  • the cover code index 562 may be determined to have poorer performance than the cover code indices 1699 and 2007. That is, through the graphs of FIG. 19, it can be deduced that the cover code index 562 is not included in the top 15 cover codes of the first experimental result.
  • FIG. 20 shows another example of a correlated power graph for the cover code values of NPSS to which the method proposed here can be applied.
  • Fig. 20 is merely for convenience of explanation, and does not limit the scope of the present invention.
  • the correlation power values can be calculated through different OFDM symbol level differential algorithms.
  • cover code index 2007 can have additional side peaks on both sides as well as the main peak .
  • the cover code index 2007 may be judged to have poorer performance than the cover code indices 562 and 1699. That is, through the graphs of FIG. 20, it can be deduced that the cover code index 2007 is not included in the top 15 cover codes of the second experiment result.
  • the main peak means the largest value of the output (i.e., correlation power) obtained through the differential algorithm at the level of several OFDM symbols
  • the peripheral peak means the largest output value out of a specific range at the main peak can do.
  • the specific range may mean a section used in the further operation (i.e., a sample within a certain range from the peak value) in performing the next operation on the receiving side after the peak value detection.
  • a particular interval may be set to ⁇ 16Ts ', where Ts' may refer to a 240kHz sampling frequency time unit of 240kHz sampling frequency.
  • cover codes to be applied to NPSS in the radio frame structure of the second type according to the above- ] (I.e., cover code index 1699) can be set.
  • cover codes S (l) to be used for NPSS in TDD can be expressed as Table 8.
  • the [1, 1, -1, 1, -1, 1, -1, -1, -1, 1, 1] selected as described above can be used for the NPSS of the second type radio frame structure , but may also be set to be used for the NPSS of another radio frame structure type (e.g., radio frame structure of the third type of LTE system, radio frame structure newly introduced in the NR system).
  • the cover code can be extended to other signals other than NPSS (e.g., a wake-up signal, a go-to-sleep signal, etc.).
  • the root index value of the corresponding sequence of NPSS (e.g., ZC sequence) 5) may be applied, or some other new value (eg 6) may be applied.
  • the gap between the NPSS and the NSSS i.e., the subframe gap
  • the NPSS of a conventional NB-IoT system (e.g. Rel. 13 NB-IoT system) is designed to occupy 11 OFDM symbols and 11 subcarriers.
  • 21 shows a resource area occupied by the NPSS of the existing NB-IoT system.
  • the NPSS occupies 11 OFDM symbols from the # 3 OFDM symbol to the # 13 OFDM symbol in the time domain, and 11 subcarriers ranging from the # 0 subcarrier to the # 10 subcarrier in the frequency domain Carrier < / RTI >
  • the NPSS designed as shown in FIG. 21 can have a maximum frequency offset of ⁇ An error of 25.5 kHz may be generated. A concrete example of this is shown in FIG.
  • FIG. 22 shows an example of a frequency offset for NPSS of a conventional NB-IoT system.
  • the bandwidth of the center frequency is set small (e.g., 900 MHz), and the NPSS occupies 11 subcarriers (i.e., 165 kHz).
  • the frequency offset may be 20 ppm for the NB-IoT terminal and the additional raster offset may be +/- 7.5 kHz.
  • an NPSS designed as shown in FIG. 21 may experience an error of up to ⁇ 59.5 kHz in consideration of frequency offset due to oscillator error and additional raster offset. A specific example of this is shown in FIG.
  • FIG. 23 shows another example of the frequency offset for the NPSS of the existing NB-IoT system.
  • the bandwidth of the center frequency is set high (e.g., 2.6 GHz), and the NPSS occupies 11 subcarriers (i.e., 165 kHz).
  • the frequency offset may be 20 ppm for the NB-IoT terminal and the additional raster offset may be +/- 7.5 kHz.
  • the present specification discloses that the number of subcarriers occupied by the NPSS is changed from 11 in the conventional case to the center frequency value in which the NB- 11 - (K 1 + K 2 ).
  • K 1 and K 2 may represent an integer satisfying the 0 ⁇ K 1 + K 2 ⁇ 11, 0 ⁇ K 1 ⁇ 11, 0 ⁇ K 2 ⁇ 11.
  • K 1 represents the number of subcarriers that can be excluded from the low frequency side
  • K 2 represents the number of subcarriers that can be excluded from the high frequency side.
  • the base station since it is assumed that the base station basically knows the information about the center frequency, the base station selects to transmit the NPSS by selecting predetermined (or set and defined) K 1 and K 2 values according to the center frequency value .
  • Table 9 shows examples of the maximum frequency offset according to the center frequency value, the predetermined K 1 and K 2 values, and thus the number of subcarriers occupied by the NPSS.
  • the NPSS sequence (NPSS sequence) can be mapped through the following methods.
  • mapping the remaining sequences may mean mapping 0 to the excluded REs and mapping the existing sequence values to the excluded REs. An example of this can be as shown in Fig.
  • FIG. 24 shows an example of a NPSS sequence mapping method to which the method suggested in the present specification can be applied.
  • Fig. 24 is merely for convenience of explanation, and does not limit the scope of the present invention.
  • K 1 applied to the low frequency side is set to 2 and K 2 applied to the high frequency side is set to 2.
  • the length of the NPSS sequence is changed to 7 (i.e., 11-4), and a length 7 sequence can be mapped to 7 subcarriers ranging from # 2 subcarriers to # 8 subcarriers.
  • '0' may be mapped to an RE that is not mapped to a sequence, instead of an existing sequence value.
  • the existing 11-character Dop-Chu sequence may be configured to map the remaining sequences except K 1 + K 2 REs from either low frequency or high frequency.
  • the remaining sequence may be mapped from the # 0 sub frame to the # 6 sub frame, or from the # 4 sub frame to the # 10 sub frame.
  • a feature of this method is that when generating the Zadoff-Chu sequence at first, the sequence is generated using the root index 5, but the sequence mapped to the actual resource is a sequence of length 11- (K 1 + K 2 ) .
  • a length 11- (K 1 + K 2 ) jadop added sequence for NPSS is generated and mapped to an RE corresponding to a subcarrier that NPSS can occupy May be considered. Due to the nature of the Zadoff-Chu sequence constituting the NPSS, the odd-length sequence is better in performance and the root index may be desirably selected as the middle number of the sequence length.
  • K 1 can be set to 2
  • K 2 can be set to 1 or 2 since the maximum frequency offset is ⁇ 59.5 kHz.
  • An example of this can be as shown in Fig.
  • Fig. 25 shows another example of a NPSS sequence mapping method to which the method suggested in the present specification can be applied.
  • Fig. 25 is merely for convenience of explanation and does not limit the scope of the present invention.
  • K 1 applied to the low frequency side is set to 2
  • K 2 applied to the high frequency side is set to 2.
  • a Zadoff-Chu sequence of length 7 generated for NPSS is used, and the sequence can be mapped to 7 subcarriers from the # 2 subcarrier to the # 8 subcarrier.
  • the performance of a sequence using a shorter length of Zadoff-Chu sequence but using the entire sequence is better than the performance of a sequence using both sides or a part of one side by generating an 11-letter D / It can be good.
  • FIG. 26 shows an example of a frequency offset for NPSS to which the proposed method can be applied.
  • Fig. 26 is merely for convenience of explanation, and does not limit the scope of the present invention.
  • the NPSS does not deviate from the analog filter band (that is, 240 kHz). That is, when K 1 and K 2 are selected as 2, the NPSS-mapped subcarrier may exist within the 240 kHz band even if the maximum error (for example, ⁇ 59.5 kHz) is taken into consideration.
  • the reduced number of REs (i.e., K 1 + K 2 ) through the methods described above can be power boosting during NPSS transmission.
  • a power boosting effect corresponding to the reduced RE can be expected, which can be applied to NPSS.
  • a method of changing the subcarrier interval for NPSS may be considered. That is, instead of using the 15 kHz subcarrier interval as in the conventional NPSS, the subcarrier interval (for example, within 1 subframe within 1 ms) for transmission of the NPSS when the center frequency is high Can be set to transmit NPSS.
  • reducing the subcarrier interval may mean increasing the symbol length. An example of this is shown in FIG.
  • FIG. 27 shows another example of a NPSS sequence mapping method to which the method suggested in the present specification can be applied. 27 is for convenience of description only, and does not limit the scope of the present invention.
  • the NPSS is transmitted using 7.5 kHz which is reduced by half in the subcarrier interval of 15 kHz (i.e., the subframe interval in the conventional LTE).
  • the symbol length is doubled.
  • the first two symbols may be set to be empty in order to guarantee the control region of the existing LTE system.
  • the length 11-letter Dop-Chu sequence and root index value can be maintained, but the cover code used over 11 symbols needs to be changed to be available across 5 symbols.
  • the change method may be set to use up to five existing cover codes (cover codes set for the length 11) from the front, or to newly use cover codes corresponding to the length 5.
  • Fig. 28 shows another example of the frequency offset for the NPSS to which the method proposed herein can be applied.
  • Fig. 28 is merely for convenience of description and does not limit the scope of the present invention.
  • the NPSS does not deviate from the analog filter band (i.e., 240 kHz) when the subcarrier spacing is halved (i.e., 7.5 kHz subcarrier spacing) have.
  • 29 illustrates a block diagram of a wireless communication device to which the methods proposed herein may be applied.
  • the wireless communication system includes a base station 2910 and a plurality of terminals 2920 located within a base station 2910 area.
  • the base station 2910 includes a processor 2911, a memory 2912, and a radio frequency unit 2913.
  • the processor 2911 implements the functions, processes and / or methods suggested in FIGS. 1-28.
  • the layers of the air interface protocol may be implemented by the processor 2911.
  • the memory 2912 is connected to the processor 2911, and stores various information for driving the processor 2911.
  • the RF unit 2913 is connected to the processor 2911 to transmit and / or receive a radio signal.
  • the terminal 2920 includes a processor 2921, a memory 2922, and an RF unit 2923.
  • the processor 2921 implements the functions, processes and / or methods suggested in FIGS. 1 to 28 above.
  • the layers of the air interface protocol may be implemented by the processor 2921.
  • the memory 2922 is coupled to the processor 2921 and stores various information for driving the processor 2921.
  • the RF unit 2923 is connected to the processor 2921 to transmit and / or receive a radio signal.
  • the memories 2912 and 2922 may be internal or external to the processors 2911 and 2921 and may be coupled to the processors 2911 and 2921 by various well known means. Also, the base station 2910 and / or the terminal 2920 may have a single antenna or multiple antennas.
  • FIG. 30 illustrates a block diagram of a communication apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 30 illustrates the terminal of FIG. 29 in more detail.
  • a terminal includes a processor (or a digital signal processor (DSP) 3010, an RF module (or RF unit) 3035, a power management module 3005 An antenna 3040, a battery 3055, a display 3015, a keypad 3020, a memory 3030, a SIM (Subscriber Identification Module ) card 3025 (this configuration is optional), a speaker 3045 and a microphone 3050.
  • the terminal may also include a single antenna or multiple antennas .
  • the processor 3010 implements the functions, processes and / or methods suggested in FIGS. 1 to 28 above.
  • the layer of the air interface protocol may be implemented by the processor 3010.
  • the memory 3030 is connected to the processor 3010 and stores information related to the operation of the processor 3010. [ The memory 3030 can be internal or external to the processor 3010 and can be coupled to the processor 3010 in a variety of well known ways.
  • the user inputs command information such as a telephone number or the like by, for example, pressing (or touching) a button on the keypad 3020 or voice activation using the microphone 3050.
  • command information such as a telephone number or the like by, for example, pressing (or touching) a button on the keypad 3020 or voice activation using the microphone 3050.
  • Processor 3010 receives this command information and processes it to perform appropriate functions, such as dialing a telephone number. Operational data may be extracted from the sim card 3025 or from the memory 3030.
  • the processor 3010 may also display command information or drive information on the display 3015 for the user to recognize and for convenience.
  • RF module 3035 is coupled to processor 3010 to transmit and / or receive RF signals.
  • the processor 3010 communicates command information to the RF module 3035 to transmit a radio signal, for example, constituting voice communication data, to initiate communication.
  • the RF module 3035 is comprised of a receiver and a transmitter for receiving and transmitting radio signals.
  • the antenna 3040 functions to transmit and receive a radio signal.
  • the RF module 3035 can transfer the signal for processing by the processor 3010 and convert the signal to baseband. The processed signal can be converted into audible or readable information output through the speaker 3045.
  • Embodiments in accordance with the present invention may be implemented by various means, for example, hardware, firmware, software, or a combination thereof.
  • an embodiment of the present invention may include one or more application specific integrated circuits (ASICs), digital signal processors (DSPs), digital signal processing devices (DSPDs), programmable logic devices (PLDs) field programmable gate arrays, processors, controllers, microcontrollers, microprocessors, and the like.
  • ASICs application specific integrated circuits
  • DSPs digital signal processors
  • DSPDs digital signal processing devices
  • PLDs programmable logic devices
  • an embodiment of the present invention may be implemented in the form of a module, a procedure, a function, or the like which performs the functions or operations described above.
  • the software code can be stored in memory and driven by the processor.
  • the memory is located inside or outside the processor and can exchange data with the processor by various means already known.
  • a method for transmitting and receiving signals in a wireless communication system supporting NB-IoT according to the present invention has been described with reference to an example applied to a 3GPP LTE / LTE-A system.
  • 3GPP LTE / LTE-A 3GPP LTE / LTE-A system
  • 3GPP LTE / LTE- 3GPP LTE / LTE-

Abstract

본 발명에서는 협대역 사물 인터넷(NarrowBand-Internet of Things, NB-IoT)을 지원하는 무선 통신 시스템에서 동기 신호(synchronization signal)를 송수신하는 방법 및 이를 위한 장치가 개시된다. 구체적으로, 동기 신호를 송수신하는 방법에 있어서, 해당 방법은, 기지국으로부터, 협대역 동기 신호를 수신하는 과정과, 상기 협대역 동기 신호에 기반하여, 상기 기지국에 대한 셀 탐색 절차(cell search procedure)를 수행하는 과정을 포함하되, 상기 협대역 동기 신호는, 협대역 프라이머리 동기 신호(narrowband primary synchronization signal) 및 협대역 세컨더리 동기 신호(narrowband secondary synchronization signal)를 포함하고, 상기 협대역 프라이머리 동기 신호와 상기 협대역 세컨더리 동기 신호는, 서로 다른 서브프레임에서 전송되며, 상기 협대역 세컨더리 동기 신호가 전송되는 서브프레임은, 무선 프레임 구조의 유형에 따라 서로 다르게 설정될 수 있다.

Description

무선 통신 시스템에서 동기 신호를 송수신하는 방법 및 이를 위한 장치
본 발명은 무선 통신 시스템에서 동기 신호(synchronization signal)를 송수신하는 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게 협대역 사물 인터넷(NarrowBand-Internet of Things, NB-IoT)을 지원하는 무선 통신 시스템에서 동기 신호를 송수신하기 위한 방법 및 이를 지원하는 장치에 관한 것이다.
이동 통신 시스템은 사용자의 활동성을 보장하면서 음성 서비스를 제공하기 위해 개발되었다. 그러나 이동통신 시스템은 음성뿐 아니라 데이터 서비스까지 영역을 확장하였으며, 현재에는 폭발적인 트래픽의 증가로 인하여 자원의 부족 현상이 야기되고 사용자들이 보다 고속의 서비스에 대한 요구하므로, 보다 발전된 이동 통신 시스템이 요구되고 있다.
차세대 이동 통신 시스템의 요구 조건은 크게 폭발적인 데이터 트래픽의 수용, 사용자 당 전송률의 획기적인 증가, 대폭 증가된 연결 디바이스 개수의 수용, 매우 낮은 단대단 지연(End-to-End Latency), 고에너지 효율을 지원할 수 있어야 한다. 이를 위하여 이중 연결성(Dual Connectivity), 대규모 다중 입출력(Massive MIMO: Massive Multiple Input Multiple Output), 전이중(In-band Full Duplex), 비직교 다중접속(NOMA: Non-Orthogonal Multiple Access), 초광대역(Super wideband) 지원, 단말 네트워킹(Device Networking) 등 다양한 기술들이 연구되고 있다.
본 명세서는, 협대역 사물 인터넷(NarrowBand-Internet of Things, NB-IoT)을 지원하는 무선 통신 시스템에서 동기 신호를 송수신하는 방법을 제안한다.
구체적으로, 본 명세서는, 무선 프레임 구조의 유형의 구분을 위하여, NPSS, NSSS, 및/또는 NPBCH에 대한 설정을 다르게 설정하는 하는 방법을 제안한다.
또한, 본 명세서는, 무선 프레임 구조의 유형에 따라 다르게 적용될 NPSS의 커버 코드(cover code)를 설정하는 방법을 제안한다.
또한, 본 명세서는, NPSS의 주파수 오프셋을 고려하여, NPSS 시퀀스 생성 및 해당 시퀀스의 자원 매핑 방법을 제안한다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 실시 예에 따른 협대역 사물 인터넷(NarrowBand-Internet of Things, NB-IoT)을 지원하는 무선 통신 시스템에서 동기 신호(synchronization signal)를 송수신하는 방법에 있어서, 상기 방법은, 기지국으로부터, 협대역 동기 신호(narrowband synchronization signal)를 수신하는 과정과, 상기 협대역 동기 신호에 기반하여, 상기 기지국에 대한 셀 탐색 절차(cell search procedure)를 수행하는 과정을 포함할 수 있다. 여기에서, 상기 협대역 동기 신호는, 협대역 프라이머리 동기 신호(narrowband primary synchronization signal) 및 협대역 세컨더리 동기 신호(narrowband secondary synchronization signal)를 포함하고, 상기 협대역 프라이머리 동기 신호와 상기 협대역 세컨더리 동기 신호는, 서로 다른 서브프레임(subframe)에서 전송되며, 상기 협대역 세컨더리 동기 신호가 전송되는 서브프레임은, 무선 프레임 구조(radio frame structure)의 유형(type)에 따라 서로 다르게 설정될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 방법에 있어서, FDD(Frequency Division Duplex)를 위한 무선 프레임 구조의 경우, 상기 협대역 세컨더리 동기 신호는 무선 프레임(radio frame)의 #9 서브프레임에서 전송되며, TDD(Time Division Duplex)를 위한 무선 프레임 구조의 경우, 상기 협대역 세컨더리 동기 신호는 무선 프레임의 #0 서브프레임에서 전송될 수 있다. 이 때, 상기 협대역 프라이머리 동기 신호는 무선 프레임의 #5 서브프레임에서 전송될 수 있다.
이 경우, 상기 협대역 세컨더리 동기 신호의 전송 주기는 상기 협대역 프라이머리 동기 신호의 전송 주기의 두 배로 설정될 수 있다. 예를 들어, 상기 협대역 세컨더리 동기 신호는, 상기 무선 통신 시스템이 지원하는 다수의 무선 프레임들 중 짝수 번째(even-numbered) 무선 프레임들에서 전송될 수 있다.
또한, 상기 협대역 프라이머리 동기 신호 및 상기 협대역 세컨더리 동기 신호는, 각각 서브프레임의 11개의 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 심볼들을 통해 전송될 수 있다.
또한, 상기 방법은, 상기 기지국으로부터, 협대역 방송 채널(narrowband broadcast channel)을 수신하는 과정을 더 포함하며, 상기 협대역 방송 채널이 전송되는 서브프레임은, 상기 무선 프레임 구조의 유형에 따라 서로 다르게 설정될 수 있다. 구체적으로, FDD를 위한 무선 프레임 구조의 경우, 상기 협대역 방송 채널은 무선 프레임의 #0 서브프레임에서 전송되며, TDD를 위한 무선 프레임 구조의 경우, 상기 협대역 방송 채널은 무선 프레임의 #9 서브프레임에서 전송될 수 있다.
또한, 상기 협대역 동기 신호는 자도프-추 시퀀스(Zadoff-Chu sequence)에 기반하여 생성될 수 있다.
또한, 상기 방법은, 상기 협대역 프라이머리 동기 신호가 전송되는 서브프레임과 상기 협대역 세컨더리 동기 신호가 전송되는 서브프레임 간의 간격(gap)를 이용하여, 상기 기지국이 제공하는 무선 프레임 구조를 결정하는 과정을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 협대역 사물 인터넷(NarrowBand-Internet of Things, NB-IoT)을 지원하는 무선 통신 시스템에서 동기 신호(synchronization signal)를 수신하는 단말에 있어서, 상기 단말은 무선 신호를 송수신하기 위한 RF(Radio Frequency) 유닛과 상기 RF 유닛과 기능적으로 연결되어 있는 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는, 기지국으로부터, 협대역 동기 신호(narrowband synchronization signal)를 수신하고, 상기 협대역 동기 신호에 기반하여, 상기 기지국에 대한 셀 탐색 절차(cell search procedure)를 수행할 수 있다. 여기에서, 상기 협대역 동기 신호는, 협대역 프라이머리 동기 신호(narrowband primary synchronization signal) 및 협대역 세컨더리 동기 신호(narrowband secondary synchronization signal)를 포함하고, 상기 협대역 프라이머리 동기 신호와 상기 협대역 세컨더리 동기 신호는, 서로 다른 서브프레임(subframe)에서 전송되며, 상기 협대역 세컨더리 동기 신호가 전송되는 서브프레임은, 무선 프레임 구조(radio frame structure)의 유형(type)에 따라 서로 다르게 설정될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 단말에 있어서, FDD(Frequency Division Duplex)를 위한 무선 프레임 구조의 경우, 상기 협대역 세컨더리 동기 신호는 무선 프레임(radio frame)의 #9 서브프레임에서 전송되며, TDD(Time Division Duplex)를 위한 무선 프레임 구조의 경우, 상기 협대역 세컨더리 동기 신호는 무선 프레임의 #0 서브프레임에서 전송될 수 있다. 이 때, 상기 협대역 프라이머리 동기 신호는 무선 프레임의 #5 서브프레임에서 전송되는 것을 특징으로 하는 단말.
또한, 상기 프로세서는, 상기 기지국으로부터, 협대역 방송 채널(narrowband broadcast channel)을 수신하며, 상기 협대역 방송 채널이 전송되는 서브프레임은, 상기 무선 프레임 구조의 유형에 따라 서로 다르게 설정될 수 있다. 구체적으로, FDD를 위한 무선 프레임 구조의 경우, 상기 협대역 방송 채널은 무선 프레임의 #0 서브프레임에서 전송되며, TDD를 위한 무선 프레임 구조의 경우, 상기 협대역 방송 채널은 무선 프레임의 #9 서브프레임에서 전송될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 단말이 셀에 대해 수행하는 초기 접속(initial access) 절차 단계에서 해당 셀이 지원 또는 제공하는 무선 프레임 구조의 유형을 파악할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따르면, 단말이 신호에 대한 블라인드 검출(blind detection) 동작이 아닌, 시퀀스 검출(sequence detection)만으로도 해당 셀이 지원 또는 제공하는 무선 프레임 구조의 유형을 파악할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따르면, 중심 주파수가 높은 대역으로 설정되는 경우에도, NPSS의 전송 영역이 아날로그 필터(analog filter)의 대역을 벗어나지 않는 효과가 있다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는, 첨부 도면은 본 발명에 대한 실시 예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 특징을 설명한다.
도 1은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 무선 프레임의 구조를 나타낸다.
도 2는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 하나의 하향링크 슬롯에 대한 자원 그리드(resource grid)를 예시한 도면이다.
도 3은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 하향링크 서브 프레임의 구조를 나타낸다.
도 4는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 상향링크 서브 프레임의 구조를 나타낸다.
도 5는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 컴포넌트 캐리어 및 캐리어 병합의 일례를 나타낸다.
도 6은 캐리어 병합을 지원하는 시스템의 셀의 구분을 예시한 도면이다.
도 7은 커버 코드가 적용된 경우 NPSS 또는 aNPSS의 자기상관 특성을 나타낸다.
도 8은 순환 쉬프트 값에 따른 NSSS 또는 aNSSS의 상호상관 값들을 나타낸다.
도 9는 NSSS 또는 aNSSS를 위한 자원 매핑 방법의 예들을 나타낸다.
도 10은 자원 매핑 방식에 따른 레거시 NB-IoT 단말의 NSSS 상호상관 특성을 나타낸다.
도 11은 LTE 시스템의 무선 프레임 구조에 따른 동기 신호의 전송 위치를 나타낸다.
도 12는 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용될 수 있는 동기 신호 전송 방법의 일 예를 나타낸다.
도 13은 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용될 수 있는 동기 신호 전송 방법의 다른 예를 나타낸다.
도 14는 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용될 수 있는 동기 신호 전송 방법의 또 다른 예를 나타낸다.
도 15는 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용될 수 있는 동기 신호 전송 방법의 또 다른 예를 나타낸다.
도 16은 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용될 수 있는 동기 신호 전송 방법의 또 다른 예를 나타낸다.
도 17은 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용될 수 있는 동기 신호 전송 방법의 또 다른 예를 나타낸다.
도 18은 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 단말이 동기 신호를 이용하여 셀 탐색 절차를 수행하는 동작 순서도를 나타낸다.
도 19는 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용될 수 있는 NPSS의 커버 코드 값들에 대한 상관 전력 그래프의 예를 나타낸다.
도 20은 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용될 수 있는 NPSS의 커버 코드 값들에 대한 상관 전력 그래프의 다른 예를 나타낸다.
도 21은 기존의 NB-IoT 시스템의 NPSS가 점유하는 자원 영역을 나타낸다.
도 22는 기존의 NB-IoT 시스템의 NPSS에 대한 주파수 오프셋의 일 예를 나타낸다.
도 23은 기존의 NB-IoT 시스템의 NPSS에 대한 주파수 오프셋의 다른 예를 나타낸다.
도 24는 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용될 수 있는 NPSS 시퀀스 매핑 방법의 일 예를 나타낸다.
도 25는 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용될 수 있는 NPSS 시퀀스 매핑 방법의 다른 예를 나타낸다.
도 26은 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용될 수 있는 NPSS에 대한 주파수 오프셋의 일 예를 나타낸다.
도 27은 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용될 수 있는 NPSS 시퀀스 매핑 방법의 또 다른 예를 나타낸다.
도 28은 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용될 수 있는 NPSS에 대한 주파수 오프셋의 다른 예를 나타낸다.
도 29는 본 명세서에서 제안하는 방법들이 적용될 수 있는 무선 통신 장치의 블록 구성도를 예시한다.
도 30는 본 발명의 일 실시 예에 따른 통신 장치의 블록 구성도를 예시한다.
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. 이하의 상세한 설명은 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해서 구체적 세부사항을 포함한다. 그러나, 통상의 기술자는 본 발명이 이러한 구체적 세부사항 없이도 실시될 수 있음을 안다.
몇몇 경우, 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시될 수 있다.
본 명세서에서 기지국은 단말과 직접적으로 통신을 수행하는 네트워크의 종단 노드(terminal node)로서의 의미를 갖는다. 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 단말과의 통신을 위해 수행되는 다양한 동작들은 기지국 또는 기지국 이외의 다른 네트워크 노드들에 의해 수행될 수 있음은 자명하다. '기지국(BS: Base Station)'은 고정국(fixed station), Node B, eNB(evolved-NodeB), BTS(base transceiver system), 액세스 포인트(AP: Access Point) 등의 용어에 의해 대체될 수 있다. 또한, '단말(Terminal)'은 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, UE(User Equipment), MS(Mobile Station), UT(user terminal), MSS(Mobile Subscriber Station), SS(Subscriber Station), AMS(Advanced Mobile Station), WT(Wireless terminal), MTC(Machine-Type Communication) 장치, M2M(Machine-to-Machine) 장치, D2D(Device-to-Device) 장치 등의 용어로 대체될 수 있다.
이하에서, 하향링크(DL: downlink)는 기지국에서 단말로의 통신을 의미하며, 상향링크(UL: uplink)는 단말에서 기지국으로의 통신을 의미한다. 하향링크에서 송신기는 기지국의 일부이고, 수신기는 단말의 일부일 수 있다. 상향링크에서 송신기는 단말의 일부이고, 수신기는 기지국의 일부일 수 있다.
이하의 설명에서 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.
이하의 기술은 CDMA(code division multiple access), FDMA(frequency division multiple access), TDMA(time division multiple access), OFDMA(orthogonal frequency division multiple access), SC-FDMA(single carrier frequency division multiple access), NOMA(non-orthogonal multiple access) 등과 같은 다양한 무선 접속 시스템에 이용될 수 있다. CDMA는 UTRA(universal terrestrial radio access)나 CDMA2000과 같은 무선 기술(radio technology)로 구현될 수 있다. TDMA는 GSM(global system for mobile communications)/GPRS(general packet radio service)/EDGE(enhanced data rates for GSM evolution)와 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. OFDMA는 IEEE 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802-20, E-UTRA(evolved UTRA) 등과 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. UTRA는 UMTS(universal mobile telecommunications system)의 일부이다. 3GPP(3rd generation partnership project) LTE(long term evolution)은 E-UTRA를 사용하는 E-UMTS(evolved UMTS)의 일부로써, 하향링크에서 OFDMA를 채용하고 상향링크에서 SC-FDMA를 채용한다. LTE-A(advanced)는 3GPP LTE의 진화이다.
본 발명의 실시 예들은 무선 접속 시스템들인 IEEE 802, 3GPP 및 3GPP2 중 적어도 하나에 개시된 표준 문서들에 의해 뒷받침될 수 있다. 즉, 본 발명의 실시 예들 중 본 발명의 기술적 사상을 명확히 드러내기 위해 설명하지 않은 단계들 또는 부분들은 상기 문서들에 의해 뒷받침될 수 있다. 또한, 본 문서에서 개시하고 있는 모든 용어들은 상기 표준 문서에 의해 설명될 수 있다.
설명을 명확하게 하기 위해, 3GPP LTE/LTE-A를 위주로 기술하지만 본 발명의 기술적 특징이 이에 제한되는 것은 아니다.
시스템 일반
도 1은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 무선 프레임의 구조를 나타낸다.
3GPP LTE/LTE-A에서는 FDD(Frequency Division Duplex)에 적용 가능한 타입 1 무선 프레임(radio frame) 구조와 TDD(Time Division Duplex)에 적용 가능한 타입 2의 무선 프레임 구조를 지원한다.
도 1에서 무선 프레임의 시간 영역에서의 크기는 T_s=1/(15000*2048)의 시간 단위의 배수로 표현된다. 하향링크 및 상향링크 전송은 T_f=307200*T_s=10ms의 구간을 가지는 무선 프레임으로 구성된다.
도 1의 (a)는 타입 1 무선 프레임의 구조를 예시한다. 타입 1 무선 프레임은 전이중(full duplex) 및 반이중(half duplex) FDD에 모두 적용될 수 있다.
무선 프레임(radio frame)은 10개의 서브프레임(subframe)으로 구성된다. 하나의 무선 프레임은 T_slot=15360*T_s=0.5ms 길이의 20개의 슬롯으로 구성되고, 각 슬롯은 0부터 19까지의 인덱스가 부여된다. 하나의 서브프레임은 시간 영역(time domain)에서 연속적인 2개의 슬롯(slot)으로 구성되고, 서브프레임 i는 슬롯 2i 및 슬롯 2i+1로 구성된다. 하나의 서브프레임을 전송하는데 걸리는 시간을 TTI(transmission time interval)이라 한다. 예를 들어, 하나의 서브 프레임은 길이는 1ms이고, 하나의 슬롯의 길이는 0.5ms일 수 있다.
FDD에서 상향링크 전송 및 하향링크 전송은 주파수 도메인에서 구분된다. 전이중 FDD에 제한이 없는 반면, 반이중 FDD 동작에서 단말은 동시에 전송 및 수신을 할 수 없다.
하나의 슬롯은 시간 영역에서 복수의 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 심볼을 포함하고, 주파수 영역에서 다수의 자원블록(RB: Resource Block)을 포함한다. 3GPP LTE는 하향링크에서 OFDMA를 사용하므로 OFDM 심볼은 하나의 심볼 구간(symbol period)을 표현하기 위한 것이다. OFDM 심볼은 하나의 SC-FDMA 심볼 또는 심볼 구간이라고 할 수 있다. 자원 블록(resource block)은 자원 할당 단위이고, 하나의 슬롯에서 복수의 연속적인 부 반송파(subcarrier)를 포함한다.
도 1의 (b)는 타입 2 프레임 구조(frame structure type 2)를 나타낸다. 타입 2 무선 프레임은 각 153600*T_s=5ms의 길이의 2개의 하프 프레임(half frame)으로 구성된다. 각 하프 프레임은 30720*T_s=1ms 길이의 5개의 서브프레임으로 구성된다.
TDD 시스템의 타입 2 프레임 구조에서 상향링크-하향링크 구성(uplink-downlink configuration)은 모든 서브프레임에 대하여 상향링크와 하향링크가 할당(또는 예약)되는지 나타내는 규칙이다. 표 1은 상향링크-하향링크 구성을 나타낸다.
Figure PCTKR2018007039-appb-T000001
표 1을 참조하면, 무선 프레임의 각 서브프레임 별로, 'D'는 하향링크 전송을 위한 서브프레임을 나타내고, 'U'는 상향링크 전송을 위한 서브프레임을 나타내며, 'S'는 DwPTS(Downlink Pilot Time Slot), 보호구간(GP: Guard Period), UpPTS(Uplink Pilot Time Slot) 3가지의 필드로 구성되는 스페셜 서브프레임(special subframe)을 나타낸다.
DwPTS는 단말에서의 초기 셀 탐색, 동기화 또는 채널 추정에 사용된다. UpPTS는 기지국에서의 채널 추정과 단말의 상향링크 전송 동기를 맞추는 데 사용된다. GP는 상향링크와 하향링크 사이에 하향링크 신호의 다중경로 지연으로 인해 상향링크에서 생기는 간섭을 제거하기 위한 구간이다.
각 서브프레임 i는 각 T_slot=15360*T_s=0.5ms 길이의 슬롯 2i 및 슬롯 2i+1로 구성된다.
상향링크-하향링크 구성은 7가지로 구분될 수 있으며, 각 구성 별로 하향링크 서브프레임, 스페셜 서브프레임, 상향링크 서브프레임의 위치 및/또는 개수가 다르다.
하향링크에서 상향링크로 변경되는 시점 또는 상향링크에서 하향링크로 전환되는 시점을 전환 시점(switching point)이라 한다. 전환 시점의 주기성(Switch-point periodicity)은 상향링크 서브프레임과 하향링크 서브프레임이 전환되는 양상이 동일하게 반복되는 주기를 의미하며, 5ms 또는 10ms가 모두 지원된다. 5ms 하향링크-상향링크 전환 시점의 주기를 가지는 경우에는 스페셜 서브프레임(S)은 하프-프레임 마다 존재하고, 5ms 하향링크-상향링크 전환 시점의 주기를 가지는 경우에는 첫번째 하프-프레임에만 존재한다.
모든 구성에 있어서, 0번, 5번 서브프레임 및 DwPTS는 하향링크 전송만을 위한 구간이다. UpPTS 및 서브프레임 서브프레임에 바로 이어지는 서브프레임은 항상 상향링크 전송을 위한 구간이다.
이러한, 상향링크-하향링크 구성은 시스템 정보로써 기지국과 단말이 모두 알고 있을 수 있다. 기지국은 상향링크-하향링크 구성 정보가 바뀔 때마다 구성 정보의 인덱스만을 전송함으로써 무선 프레임의 상향링크-하향링크 할당상태의 변경을 단말에 알려줄 수 있다. 또한, 구성 정보는 일종의 하향링크 제어정보로서 다른 스케줄링 정보와 마찬가지로 PDCCH(Physical Downlink Control Channel)를 통해 전송될 수 있으며, 방송 정보로서 브로드캐스트 채널(broadcast channel)을 통해 셀 내의 모든 단말에 공통으로 전송될 수도 있다.
표 2는 스페셜 서브프레임의 구성(DwPTS/GP/UpPTS의 길이)을 나타낸다.
Figure PCTKR2018007039-appb-T000002
도 1의 예시에 따른 무선 프레임의 구조는 하나의 예시에 불과하며, 무선 프레임에 포함되는 부 반송파의 수 또는 서브 프레임에 포함되는 슬롯의 수, 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 다양하게 변경될 수 있다.
도 2는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 하나의 하향링크 슬롯에 대한 자원 그리드(resource grid)를 예시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 하나의 하향링크 슬롯은 시간 영역에서 복수의 OFDM 심볼을 포함한다. 여기서, 하나의 하향링크 슬롯은 7개의 OFDM 심볼을 포함하고, 하나의 자원 블록은 주파수 영역에서 12개의 부 반송파를 포함하는 것을 예시적으로 기술하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
자원 그리드 상에서 각 요소(element)를 자원 요소(resource element)하고, 하나의 자원 블록(RB: resource block)은 12 × 7 개의 자원 요소를 포함한다. 하향링크 슬롯에 포함되는 자원 블록들의 수 N^DL은 하향링크 전송 대역폭(bandwidth)에 종속한다.
상향링크 슬롯의 구조는 하향링크 슬롯의 구조와 동일할 수 있다.
도 3은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 하향링크 서브 프레임의 구조를 나타낸다.
도 3을 참조하면, 서브 프레임내의 첫번째 슬롯에서 앞의 최대 3개의 OFDM 심볼들이 제어 채널들이 할당되는 제어 영역(control region)이고, 나머지 OFDM 심볼들은 PDSCH(Physical Downlink Shared Channel)이 할당되는 데이터 영역(data region)이다. 3GPP LTE에서 사용되는 하향링크 제어 채널의 일례로 PCFICH(Physical Control Format Indicator Channel), PDCCH(Physical Downlink Control Channel), PHICH(Physical Hybrid-ARQ Indicator Channel) 등이 있다.
PCFICH는 서브 프레임의 첫번째 OFDM 심볼에서 전송되고, 서브 프레임 내에 제어 채널들의 전송을 위하여 사용되는 OFDM 심볼들의 수(즉, 제어 영역의 크기)에 관한 정보를 나른다. PHICH는 상향 링크에 대한 응답 채널이고, HARQ(Hybrid Automatic Repeat Request)에 대한 ACK(Acknowledgement)/NACK(Not-Acknowledgement) 신호를 나른다. PDCCH를 통해 전송되는 제어 정보를 하향링크 제어정보(DCI: downlink control information)라고 한다. 하향링크 제어정보는 상향링크 자원 할당 정보, 하향링크 자원 할당 정보 또는 임의의 단말 그룹에 대한 상향링크 전송(Tx) 파워 제어 명령을 포함한다.
PDCCH는 DL-SCH(Downlink Shared Channel)의 자원 할당 및 전송 포맷(이를 하향링크 그랜트라고도 한다.), UL-SCH(Uplink Shared Channel)의 자원 할당 정보(이를 상향링크 그랜트라고도 한다.), PCH(Paging Channel)에서의 페이징(paging) 정보, DL-SCH에서의 시스템 정보, PDSCH에서 전송되는 랜덤 액세스 응답(random access response)과 같은 상위 레이어(upper-layer) 제어 메시지에 대한 자원 할당, 임의의 단말 그룹 내 개별 단말들에 대한 전송 파워 제어 명령들의 집합, VoIP(Voice over IP)의 활성화 등을 나를 수 있다. 복수의 PDCCH들은 제어 영역 내에서 전송될 수 있으며, 단말은 복수의 PDCCH들을 모니터링할 수 있다. PDCCH는 하나 또는 복수의 연속적인 CCE(control channel elements)의 집합으로 구성된다. CCE는 무선 채널의 상태에 따른 부호화율(coding rate)을 PDCCH에 제공하기 위하여 사용되는 논리적 할당 단위이다. CCE는 복수의 자원 요소 그룹(resource element group)들에 대응된다. PDCCH의 포맷 및 사용 가능한 PDCCH의 비트 수는 CCE들의 수와 CCE들에 의해 제공되는 부호화율 간의 연관 관계에 따라 결정된다.
기지국은 단말에게 전송하려는 DCI에 따라 PDCCH 포맷을 결정하고, 제어 정보에 CRC(Cyclic Redundancy Check)를 붙인다. CRC에는 PDCCH의 소유자(owner)나 용도에 따라 고유한 식별자(이를 RNTI(Radio Network Temporary Identifier)라고 한다.)가 마스킹된다. 특정의 단말을 위한 PDCCH라면 단말의 고유한 식별자, 예를 들어 C-RNTI(Cell-RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다. 또는 페이징 메시지를 위한 PDCCH라면 페이징 지시 식별자, 예를 들어 P-RNTI(Paging-RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다. 시스템 정보, 더욱 구체적으로 시스템 정보 블록(SIB: system information block)를 위한 PDCCH라면 시스템 정보 식별자, SI-RNTI(system information RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다. 단말의 랜덤 액세스 프리앰블의 전송에 대한 응답인 랜덤 액세스 응답을 지시하기 위하여, RA-RNTI(random access-RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다.
EPDCCH(enhanced PDCCH)는 단말 특정(UE-specific) 시그널링을 나른다. EPDCCH는 단말 특정하게 설정된 물리 자원 블록(PRB: physical resource block)에 위치한다. 다시 말해, 상술한 바와 같이 PDCCH는 서브 프레임내의 첫번째 슬롯에서 앞의 최대 3개의 OFDM 심볼들에서 전송될 수 있으나, EPDCCH는 PDCCH 이외의 자원 영역에서 전송될 수 있다. 서브프레임 내 EPDCCH가 시작되는 시점(즉, 심볼)은 상위 계층 시그널링(예를 들어, RRC 시그널링 등)을 통해 단말에 설정될 수 있다.
EPDCCH는 DL-SCH와 관련된 전송 포맷, 자원 할당 및 HARQ 정보, UL-SCH와 관련된 전송 포맷, 자원 할당 및 HARQ 정보, SL-SCH(Sidelink Shared Channel) 및 PSCCH(Physical Sidelink Control Channel)과 관련된 자원 할당 정보 등을 나를 수 있다. 다중의 EPDCCH가 지원될 수 있으며, 단말은 EPCCH의 세트를 모니터링할 수 있다.
EPDCCH는 하나 또는 그 이상의 연속된 진보된 CCE(ECCE: enhanced CCE)를 이용하여 전송될 수 있으며, 각 EPDCCH 포맷 별로 단일의 EPDCCH 당 ECCE의 개수가 정해질 수 있다.
각 ECCE는 복수의 자원 요소 그룹(EREG: enhanced resource element group)으로 구성될 수 있다. EREG는 ECCE의 RE에의 매핑을 정의하기 위하여 사용된다. PRB 쌍 별로 16개의 EREG가 존재한다. 각 PRB 쌍 내에서 DMRS를 나르는 RE를 제외하고, 모든 RE는 주파수가 증가하는 순서대로 그 다음 시간이 증가하는 순서대로 0 내지 15까지의 번호가 부여된다.
단말은 복수의 EPDCCH를 모니터링할 수 있다. 예를 들어, 단말이 EPDCCH 전송을 모니터링하는 하나의 PRB 쌍 내 하나 또는 두 개의 EPDCCH 세트가 설정될 수 있다.
서로 다른 개수의 ECCE가 병합됨으로써 EPCCH를 위한 서로 다른 부호화율(coding rate)이 실현될 수 있다. EPCCH는 지역적 전송(localized transmission) 또는 분산적 전송(distributed transmission)을 사용할 수 있으며, 이에 따라 PRB 내 RE에 ECCE의 매핑이 달라질 수 있다.
도 4는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 상향링크 서브 프레임의 구조를 나타낸다.
도 4를 참조하면, 상향링크 서브 프레임은 주파수 영역에서 제어 영역과 데이터 영역으로 나눌 수 있다. 제어 영역에는 상향링크 제어 정보를 나르는 PUCCH(Physical Uplink Control Channel)이 할당된다. 데이터 영역은 사용자 데이터를 나르는 PUSCH(Physical Uplink Shared Channel)이 할당된다. 단일 반송파 특성을 유지하기 위해 하나의 단말은 PUCCH와 PUSCH을 동시에 전송하지 않는다.
하나의 단말에 대한 PUCCH에는 서브 프레임 내에 자원 블록(RB: Resource Block) 쌍이 할당된다. RB 쌍에 속하는 RB들은 2개의 슬롯들의 각각에서 서로 다른 부 반송파를 차지한다. 이를 PUCCH에 할당된 RB 쌍은 슬롯 경계(slot boundary)에서 주파수 도약(frequency hopping)된다고 한다.
캐리어 병합 일반
본 발명의 실시 예들에서 고려하는 통신 환경은 멀티 캐리어(Multi-carrier) 지원 환경을 모두 포함한다. 즉, 본 발명에서 사용되는 멀티 캐리어 시스템 또는 캐리어 병합(CA: Carrier Aggregation) 시스템이라 함은 광대역을 지원하기 위해서, 목표로 하는 광대역을 구성할 때 목표 대역보다 작은 대역폭(bandwidth)을 가지는 1개 이상의 컴포넌트 캐리어(CC: Component Carrier)를 병합(aggregation)하여 사용하는 시스템을 말한다.
본 발명에서 멀티 캐리어는 캐리어의 병합(또는, 반송파 집성)을 의미하며, 이때 캐리어의 병합은 인접한(contiguous) 캐리어 간의 병합뿐 아니라 비 인접한(non-contiguous) 캐리어 간의 병합을 모두 의미한다. 또한, 하향링크와 상향링크 간에 집성되는 컴포넌트 캐리어들의 수는 다르게 설정될 수 있다. 하향링크 컴포넌트 캐리어(이하, 'DL CC'라 한다.) 수와 상향링크 컴포넌트 캐리어(이하, 'UL CC'라 한다.) 수가 동일한 경우를 대칭적(symmetric) 집성이라고 하고, 그 수가 다른 경우를 비대칭적(asymmetric) 집성이라고 한다. 이와 같은 캐리어 병합은 반송파 집성, 대역폭 집성(bandwidth aggregation), 스펙트럼 집성(spectrum aggregation) 등과 같은 용어와 혼용되어 사용될 수 있다.
두 개 이상의 컴포넌트 캐리어가 결합되어 구성되는 캐리어 병합은 LTE-A 시스템에서는 100MHz 대역폭까지 지원하는 것을 목표로 한다. 목표 대역보다 작은 대역폭을 가지는 1개 이상의 캐리어를 결합할 때, 결합하는 캐리어의 대역폭은 기존 IMT 시스템과의 호환성(backward compatibility) 유지를 위해서 기존 시스템에서 사용하는 대역폭으로 제한할 수 있다. 예를 들어서 기존의 3GPP LTE 시스템에서는 {1.4, 3, 5, 10, 15, 20}MHz 대역폭을 지원하며, 3GPP LTE-advanced 시스템(즉, LTE-A)에서는 기존 시스템과의 호환을 위해 상기의 대역폭들만을 이용하여 20MHz보다 큰 대역폭을 지원하도록 할 수 있다. 또한, 본 발명에서 사용되는 캐리어 병합 시스템은 기존 시스템에서 사용하는 대역폭과 상관없이 새로운 대역폭을 정의하여 캐리어 병합을 지원하도록 할 수도 있다.
LTE-A 시스템은 무선 자원을 관리하기 위해 셀(cell)의 개념을 사용한다.
상술한 캐리어 병합 환경은 다중 셀(multiple cells) 환경으로 일컬을 수 있다. 셀은 하향링크 자원(DL CC)과 상향링크 자원(UL CC) 한 쌍의 조합으로 정의되나, 상향링크 자원은 필수 요소는 아니다. 따라서, 셀은 하향링크 자원 단독, 또는 하향링크 자원과 상향링크 자원으로 구성될 수 있다. 특정 단말이 단 하나의 설정된 서빙 셀(configured serving cell)을 가지는 경우 1개의 DL CC와 1개의 UL CC를 가질 수 있으나, 특정 단말이 2개 이상의 설정된 서빙 셀을 가지는 경우에는 셀의 수만큼의 DL CC를 가지며 UL CC의 수는 그와 같거나 그보다 작을 수 있다.
또는, 그 반대로 DL CC와 UL CC가 구성될 수도 있다. 즉, 특정 단말이 다수의 설정된 서빙 셀을 가지는 경우 DL CC의 수보다 UL CC가 더 많은 캐리어 병합 환경도 지원될 수 있다. 즉, 캐리어 병합(carrier aggregation)은 각각 캐리어 주파수(셀의 중심 주파수)가 서로 다른 둘 이상의 셀들의 병합으로 이해될 수 있다. 여기서, 말하는 '셀(Cell)'은 일반적으로 사용되는 기지국이 커버하는 영역으로서의 '셀'과는 구분되어야 한다.
LTE-A 시스템에서 사용되는 셀은 프라이머리 셀(PCell: Primary Cell) 및 세컨더리 셀(SCell: Secondary Cell)을 포함한다. P셀과 S셀은 서빙 셀(Serving Cell)로 사용될 수 있다. RRC_CONNECTED 상태에 있지만 캐리어 병합이 설정되지 않았거나 캐리어 병합을 지원하지 않는 단말의 경우, P셀로만 구성된 서빙 셀이 단 하나 존재한다. 반면, RRC_CONNECTED 상태에 있고 캐리어 병합이 설정된 단말의 경우 하나 이상의 서빙 셀이 존재할 수 있으며, 전체 서빙 셀에는 P셀과 하나 이상의 S셀이 포함된다.
서빙 셀(P셀과 S셀)은 RRC 파라미터를 통해 설정될 수 있다. PhysCellId는 셀의 물리 계층 식별자로 0부터 503까지의 정수값을 가진다. SCellIndex는 S셀을 식별하기 위하여 사용되는 간략한(short) 식별자로 1부터 7까지의 정수값을 가진다. ServCellIndex는 서빙 셀(P셀 또는 S셀)을 식별하기 위하여 사용되는 간략한(short) 식별자로 0부터 7까지의 정수값을 가진다. 0값은 P셀에 적용되며, SCellIndex는 S셀에 적용하기 위하여 미리 부여된다. 즉, ServCellIndex에서 가장 작은 셀 ID (또는 셀 인덱스)을 가지는 셀이 P셀이 된다.
P셀은 프라이머리 주파수(또는, primary CC) 상에서 동작하는 셀을 의미한다. 단말이 초기 연결 설정(initial connection establishment) 과정을 수행하거나 연결 재-설정 과정을 수행하는데 사용될 수 있으며, 핸드오버 과정에서 지시된 셀을 지칭할 수도 있다. 또한, P셀은 캐리어 병합 환경에서 설정된 서빙 셀 중 제어관련 통신의 중심이 되는 셀을 의미한다. 즉, 단말은 자신의 P셀에서만 PUCCH를 할당 받아 전송할 수 있으며, 시스템 정보를 획득하거나 모니터링 절차를 변경하는데 P셀만을 이용할 수 있다. E-UTRAN(Evolved Universal Terrestrial Radio Access)은 캐리어 병합 환경을 지원하는 단말에게 이동성 제어 정보(mobilityControlInfo)를 포함하는 상위 계층의 RRC 연결 재설정(RRCConnectionReconfigutaion) 메시지를 이용하여 핸드오버 절차를 위해 P셀만을 변경할 수도 있다.
S셀은 세컨더리 주파수(또는, Secondary CC) 상에서 동작하는 셀을 의미할 수 있다. 특정 단말에 P셀은 하나만 할당되며, S셀은 하나 이상 할당될 수 있다. S셀은 RRC 연결이 설정이 이루어진 이후에 구성 가능하고 추가적인 무선 자원을 제공하는데 사용될 수 있다. 캐리어 병합 환경에서 설정된 서빙 셀 중에서 P셀을 제외한 나머지 셀들, 즉 S셀에는 PUCCH가 존재하지 않는다. E-UTRAN은 S셀을 캐리어 병합 환경을 지원하는 단말에게 추가할 때, RRC_CONNECTED 상태에 있는 관련된 셀의 동작과 관련된 모든 시스템 정보를 특정 시그널(dedicated signal)을 통해 제공할 수 있다. 시스템 정보의 변경은 관련된 S셀의 해제 및 추가에 의하여 제어될 수 있으며, 이 때 상위 계층의 RRC 연결 재설정 (RRCConnectionReconfigutaion) 메시지를 이용할 수 있다. E-UTRAN은 관련된 S셀 안에서 브로드캐스트하기 보다는 단말 별로 상이한 파라미터를 가지는 특정 시그널링(dedicated signaling) 할 수 있다.
초기 보안 활성화 과정이 시작된 이후에, E-UTRAN은 연결 설정 과정에서 초기에 구성되는 P셀에 부가하여 하나 이상의 S셀을 포함하는 네트워크를 구성할 수 있다. 캐리어 병합 환경에서 P셀 및 S셀은 각각의 컴포넌트 캐리어로서 동작할 수 있다. 이하의 실시 예에서는 프라이머리 컴포넌트 캐리어(PCC)는 P셀과 동일한 의미로 사용될 수 있으며, 세컨더리 컴포넌트 캐리어(SCC)는 S셀과 동일한 의미로 사용될 수 있다.
도 5는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 컴포넌트 캐리어 및 캐리어 병합의 일례를 나타낸다.
도 5의 (a)는 LTE 시스템에서 사용되는 단일 캐리어 구조를 나타낸다. 컴포넌트 캐리어에는 DL CC와 UL CC가 있다. 하나의 컴포넌트 캐리어는 20MHz의 주파수 범위를 가질 수 있다.
도 5의 (b)는 LTE_A 시스템에서 사용되는 캐리어 병합 구조를 나타낸다. 도 5의 (b)의 경우에 20MHz의 주파수 크기를 갖는 3개의 컴포넌트 캐리어가 결합된 경우를 나타낸다. DL CC와 UL CC가 각각 3 개씩 있으나, DL CC와 UL CC의 개수에 제한이 있는 것은 아니다. 캐리어 병합의 경우 단말은 3개의 CC를 동시에 모니터링할 수 있고, 하향링크 신호/데이터를 수신할 수 있고 상향링크 신호/데이터를 송신할 수 있다.
만약, 특정 셀에서 N개의 DL CC가 관리되는 경우에는, 네트워크는 단말에 M (M≤N)개의 DL CC를 할당할 수 있다. 이때, 단말은 M 개의 제한된 DL CC 만을 모니터링하고 DL 신호를 수신할 수 있다. 또한, 네트워크는 L (L≤M≤N)개의 DL CC에 우선순위를 주어 주된 DL CC를 단말에 할당할 수 있으며, 이러한 경우 UE는 L 개의 DL CC는 반드시 모니터링해야 한다. 이러한 방식은 상향링크 전송에도 똑같이 적용될 수 있다.
하향링크 자원의 반송파 주파수(또는 DL CC)와 상향링크 자원의 반송파 주파수(또는, UL CC) 사이의 링키지(linkage)는 RRC 메시지와 같은 상위계층 메시지나 시스템 정보에 의해 지시될 수 있다. 예를 들어, SIB2(System Information Block Type2)에 의해서 정의되는 링키지에 의해서 DL 자원과 UL 자원의 조합이 구성될 수 있다. 구체적으로, 링키지는 UL 그랜트를 나르는 PDCCH가 전송되는 DL CC와 상기 UL 그랜트를 사용하는 UL CC간의 맵핑 관계를 의미할 수 있으며, HARQ를 위한 데이터가 전송되는 DL CC(또는 UL CC)와 HARQ ACK/NACK 신호가 전송되는 UL CC(또는 DL CC)간의 맵핑 관계를 의미할 수도 있다.
도 6은 캐리어 병합을 지원하는 시스템의 셀의 구분을 예시한 도면이다.
도 6을 참조하면, 설정된 셀(configured cell)은 도 5에서와 같이 기지국의 셀 중에서 측정 보고를 근거로 캐리어 병합할 수 있도록 한 셀로서 단말별로 설정될 수 있다. 설정된 셀은 PDSCH 전송에 대한 ack/nack 전송을 위한 자원을 미리 예약해 놓을 수 있다. 활성화된 셀(activated cell)은 설정된 셀 중에서 실제로 PDSCH/PUSCH를 전송하도록 설정된 셀로서 PDSCH/PUSCH 전송을 위한 CSI(Channel State Information) 보고와 SRS(Sounding Reference Signal) 전송을 수행하게 된다. 비활성화된 셀(de-activated cell)은 기지국의 명령 또는 타이머 동작에 의해서 PDSCH/PUSCH 전송을 하지 않도록 하는 셀로서 CSI 보고 및 SRS 전송도 중단할 수 있다.
NB- IoT를 위한 동기 신호(synchronization signal)
NB-IoT 시스템에서 동기 신호는 NPSS(Narrowband Primary Synchronization Signal) 및 NSSS(Narrowband Secondary Synchronization Signal)로 분류될 수 있다. 이 때, 504 개의 고유 물리 계층 식별자들은 NSSS에 의해 지시될 수 있다.
먼저, NPSS를 위해 이용되는 시퀀스 dl(n)은 수학식 1에 따른 주파수 영역 상의 자도프-추 시퀀스(Zadoff-Chu sequence)로부터 생성될 수 있다.
Figure PCTKR2018007039-appb-M000001
수학식 1에서, 자도프-추 루트 시퀀스 인덱스(Zadoff-Chu root sequence index) u는 5이며, 서로 다른 심볼 인덱스 l에 대한 S(l) 값은 표 3에 의해 주어질 수 있다. 표 3은 S(l) 값의 정의를 나타낸다.
Figure PCTKR2018007039-appb-T000003
NPSS를 위해 이용되는 시퀀스는 다음과 같은 방식을 통해 자원 요소(들)(resource element(s))에 매핑될 수 있다.
구체적으로, 서브프레임 내의 NPSS의 모든 심볼들에 대해 동일한 안테나 포트가 이용될 필요가 있다. 단말은 NPSS가 임의의 하향링크 참조 신호와 동일한 안테나 포트를 통해 전송된다고 가정할 수 없다. 또한, 단말은 주어진 서브프레임에서의 NPSS 전송이 임의의 다른 서브프레임에서의 NPSS와 동일한 안테나 포트(들)를 이용한다고 가정할 수 없다.
이 때, 시퀀스 dl(n)은 매 무선 프레임(즉, 프레임)의 서브프레임 #5에서 자원 요소 (k, l)에 매핑되며, 시퀀스 dl(n)은 인덱스 k가 증가하는 순서대로 매핑된 후, 인덱스 l이 증가하는 순서대로 매핑될 수 있다. 셀 특정 참조 신호(cell-specific reference signal)가 전송되는 자원 요소와 중첩되는 자원 요소의 경우, 해당 시퀀스 요소 d(n)은 NPSS를 위해 이용되지는 않지만, 매핑 절차에서 카운팅될 수 있다.
다음으로, NSSS를 위해 이용되는 시퀀스 d(n)은 수학식 2에 따른 주파수 영역 상의 자도프-추 시퀀스로부터 생성될 수 있다.
Figure PCTKR2018007039-appb-M000002
수학식 2에서, 이진 시퀀스 bq(m)은 표 4에 의해 주어지며, 프레임 번호 nf에서의 순환 쉬프트
Figure PCTKR2018007039-appb-I000001
는 수학식 3에 의해 주어진다.
Figure PCTKR2018007039-appb-T000004
Figure PCTKR2018007039-appb-M000003
NSSS를 위해 이용되는 시퀀스는 다음과 같은 방식을 통해 자원 요소(들)에 매핑될 수 있다.
구체적으로, 서브프레임 내의 NSSS의 모든 심볼들에 대해 동일한 안테나 포트가 이용될 필요가 있다. 단말은 NSSS가 임의의 하향링크 참조 신호와 동일한 안테나 포트를 통해 전송된다고 가정할 수 없다. 또한, 단말은 주어진 서브프레임에서의 NSSS 전송이 임의의 다른 서브프레임에서의 NSSS와 동일한 안테나 포트(들)를 이용한다고 가정할 수 없다.
시퀀스 d(n)은 d(0) 부터 자원 요소 (k, l)에 순차적으로 매핑된다. 이 때, 시퀀스 d(n)은, 무선 프레임의 서브프레임 #9에서, 12 개의 할당된 서브캐리어들에 걸쳐 첫 번째 인덱스 k가 증가하는 순서대로, 그 이후에 할당된 마지막
Figure PCTKR2018007039-appb-I000002
심볼에 걸쳐 인덱스 l이 증가하는 순서대로 매핑될 수 있다. 여기에서, 무선 프레임은 nf mod 2 = 0을 만족하는 무선 프레임에 해당한다. 여기에서,
Figure PCTKR2018007039-appb-I000003
값은 표 5에 의해 주어질 수 있다.
Figure PCTKR2018007039-appb-T000005
셀 특정 참조 신호가 전송되는 자원 요소와 중첩되는 자원 요소의 경우, 해당 시퀀스 요소 d(n)은 NSSS를 위해 이용되지는 않지만, 매핑 절차에서 카운팅될 수 있다.
또한, 상술한 NPSS 및 NSSS와 달리, 셀 탐색 향상을 위한 NB-IoT 채널 구조의 경우에 아래와 같은 'aNPSS' 및 'aNSSS'가 추가적으로 고려될 수도 있다. 여기에서, 'aNPSS'는 향상된 NPSS(advanced NPSS)를 의미하고, 'sNSSS'는 향상된 NSSS(advanced NSSS)를 의미할 수 있다. 이 때, 'aNPSS'는 NPSS의 유형 중 일부에 해당하거나, NPSS와는 별도로 정의될 수도 있다. 이와 유사하게, 'aNSSS'는 NSSS의 유형 중 일부에 해당하거나, NSSS와는 별도로 정의될 수도 있다.
먼저, 'aNPSS'의 구성에 대하여 구체적으로 살펴본다.
추가적으로 고려되는 aNPSS가 상술한 수학식 1에 의해 정의되는 기존의 NPSS와 동일한 신호로 구성된다면, NB-IoT 단말은 검출된 시퀀스가 NPSS 및 aNPSS를 모두 전송하는 기지국으로부터 수신된 것인지, 또는 서로 다른 전송 시간을 갖는 기지국들로부터 NPSS를 수신한 것인지를 구분하기 어려울 수 있다.
따라서, aNPSS는 기존의 NPSS와 다르게 구성될 필요가 있으며, 이는 NPSS의 PAPR 보다 높지 않으면서, NB-IoT 단말의 구현 및 연산 복잡도의 증가를 최소화하는 방법으로 설계될 필요가 있다. 이를 달성하기 위하여, 다음과 같이 자도프-추 시퀀스(Zadoff-Chu sequence)의 루트 인덱스(root index)와 커버 코드(cover code)를 변경할 수 있다.
1) aNPSS를 위한 자도프-추 시퀀스
aNPSS는 상술한 수학식 1의 u 값으로 6을 이용하도록 설정될 수 있다.
일반적으로 길이 L을 갖는 자도프-추 시퀀스의 루트(root)가 u 및 L-u인 경우, 두 시퀀스들은 서로 켤레 복소(complex conjugate) 관계이으로 매 샘플(sample)마다 한번의 복소 다중화(complex multiplication)로 상호상관을 구할 수 있는 장점이 있다. 또한, 이는 NPSS와 동일한 PAPR 특성을 가질 수 있으며, L 길이의 시퀀스 내에서 NPSS와의 상호상관 값이 낮은 값을 갖는 장점이 있다.
즉, 레거시(legacy)(즉, 기존의) NB-IoT 단말은 aNPSS를 검출하지 못할 확률이 높으며, aNPSS를 이용하는 NB-IoT 단말은 NPSS에 대한 상호상관 모듈(module)을 재활용할 수 있다. 이는, 초기 셀 탐색(cell search) 시에 해당 앵커 반송파(anchor carrier)의 기지국이 aNPSS를 전송하는지 여부를 알 수 없는 경우에, 복잡도 측면에서 특히 장점이 있다. 또한, 기존 시퀀스와 동일한 구조를 갖기 때문에, NPSS와 aNPSS에 대한 각각의 상호상관 값을 누적함에 있어, 동일한 가중치를 적용할 수 있는 장점이 있을 수 있다.
2) aNPSS를 위한 커버 코드
NB-IoT 단말은 상술한 수학식 1에 정의된 커버 코드 S(l)의 특성을 이용하여, NPSS 검출을 위해 자기상관 특성 기반의 셀 탐색(cell search)을 수행할 수 있다. 이와 같은 단말의 구현을 고려하면, 상기 제안된 '루트 u=6'은 NPSS의 '루트 u=5'와 구분되지 않을 수도 있다.
따라서, NPSS의 커버 코드와 상호상관 특성이 낮은 새로운 커버 코드를 aNPSS에 적용할 필요가 있다.
도 7은 커버 코드가 적용된 경우 NPSS 또는 aNPSS의 자기상관 특성을 나타낸다.
특히, 도 7a는 NPSS의 커버 코드(S=[1 1 1 1 -1 -1 1 1 1 -1 1])를 사용한 경우의 NPSS의 자기상관 특성을 나타낸다.
이와 달리, 도 7b 내지 7d는 aNPSS에 대해 기존의 NSSS의 커버 코드와 다른 커버 코드를 적용한 경우의 aNPSS의 자기상관 특성을 나타낸다. 구체적으로, 도 7b는 aNPSS에 커버 코드로 S=[1 -1 1 -1 1 -1 1 -1 1 -1 1]를 이용한 경우의 자기상관 특성을 나타내고, 도 7c는 aNPSS에 커버 코드로 S=[-1 -1 1 -1 -1 -1 1 -1 1 1 1]를 이용한 경우의 자기상관 특성을 나타내고, 도 7d는 aNPSS에 커버 코드로 S=[1 1 -1 1 -1 -1 1 -1 1 -1 1]를 이용한 경우의 자기상관 특성을 나타낸다.
도 7a 내지 7d까지의 그림에서 레거시 NB-IoT에 해당하는 그래프는 NB-IoT 단말이 기존의 NPSS의 커버 코드를 이용하여 자기상관을 추정한 경우이며, NR 시스템(예: Rel. 15)에서 고려되는 NB-IoT 그래프는 각 그림에서 새롭게 추가된 커버 코드를 적용하여 자기상관을 추정한 경우를 나타낸다.
도 7a에서 알 수 있듯이, NPSS의 커버 코드를 활용하는 경우에 자기상관 값은 정확한 timing인 특정
Figure PCTKR2018007039-appb-I000004
에서 최대 값을 가지며, 해당 타이밍(timing)을 기준으로 좁은 영역에서 첨두(peak)(즉, 좁은 첨두)를 형성한다. 또한, 최대 값을 포함하는 첨두를 제외한 주변 첨두(side peak) 값은 상대적으로 낮은 값을 갖는다.
반면, 도 7b에 이용된 커버 코드는 주변 첨두 값을 거의 갖지 않지만, 정확한 타이밍 주위에서 넓은 영역으로 첨두(즉, 넓은 첨두)를 갖는 단점이 있다. 이는, 단말의 타이밍 추정 성능에 열화를 야기할 수 있다.
또한, 도 7c에 이용된 커버 코드는 정확한 timing 위치에서 narrow peak를 갖지만, 바로 인접한 영역에 걸쳐서 상대적으로 높은 주변 첨두 값을 갖는다.
또한, 도 7d에 이용된 커버 코드는 정확한 타이밍 위치에서 도 7a와 유사한 좁은 첨두를 가지며, 도 7c 보다는 낮은 주변 첨두를 갖는다. 또한, 도 7d를 참고하면, 레거시 NB-IoT 단말의 NPSS 검출에는 거의 영향을 주지 않을 수 있는 자기상관 특성을 갖는 것을 확인할 수 있다. 따라서, aNPSS의 커버 코드 S(l)로 [1 1 -1 1 -1 -1 1 -1 1 -1 1]이 고려될 수 있다.
상술한 것과 같이 제안된 자도프-추 시퀀스의 루트(u=6)와 커버 코드(S=[1 1 -1 1 -1 -1 1 -1 1 -1 1])는 aNPSS에 모두 적용되지 않고, 기존의 NPSS(u=5)와 제안한 S=[1 1 -1 1 -1 -1 1 -1 1 -1 1]를 결합하여 적용되거나, 기존 NPSS의 커버 코드와 제안하는 (u=6)을 결합하여 구성하는 방법이 고려될 수도 있다.
다음으로, 'aNSSS'의 구성에 대하여 구체적으로 살펴본다.
상술한 NSSS의 시퀀스를 구성하는 정보(예: 수학식 2 및 3) 중 u와
Figure PCTKR2018007039-appb-I000005
를 변형하여 aNSSS를 정의하는 경우, 레거시 단말의 NSSS 검출에 영향을 줄 수 있다. 이러한 점을 고려하여, 상술한 표 4에서 정의된 NSSS의 bq(m)를 추가하는 방법 및 변형된 자원 매핑 방법을 이용하여 aNSSS가 구성될 수 있다. 추가적으로,
Figure PCTKR2018007039-appb-I000006
의 값을 추가하는 방법을 통해 aNSSS가 구성될 수도 있다.
1) aNSSS를 위한 bq(m)
NSSS의 자도프-추 시퀀스를 변경하지 않고, bq(m)만 변경 또는 추가하여 aNSSS를 구성하는 경우, 레거시 NB-IoT 단말은 변경 또는 추가된 bq(m)의 검출을 시도하지 않으며, aNSSS 검출을 시도하는 NB-IoT 단말은 NSSS 검출을 위해서 사용된 복소 곱셈(complex multiplication)의 결과를 재활용할 수 있는 장점이 있다. 따라서, aNSSS를 위해 이용되는 bq(m)에는 기존의 NSSS의 bq(m)에 이용된 128차 하다마드 행렬(Hadamard matrix)의 1, 32, 64, 128열을 제외한 값 16, 48, 80, 112 열을 추가로 이용할 수 있다.
2) aNSSS를 위한
Figure PCTKR2018007039-appb-I000007
추가
수학식 3과 같이,
Figure PCTKR2018007039-appb-I000008
는 0, 33/132, 66/132, 99/132를 매 20msec마다 순환할 수 있다. 반면, aNSSS의 경우,
Figure PCTKR2018007039-appb-I000009
는 33/264, 99/264, 165/264, 231/264를 매 20msec 마다 순환하거나, 또는 4개의 값의 일부 집합으로 순환하거나, 또는 특정 값으로 고정될 수도 있다.
도 8은 순환 쉬프트 값(
Figure PCTKR2018007039-appb-I000010
)에 따른 NSSS 또는 aNSSS의 상호상관 값들을 나타낸다.
구체적으로, 도 8은 NSSS를 사용하는 경우에 상호상관 값(예: Legacy NB-IoT w/NSSS),
Figure PCTKR2018007039-appb-I000011
를 33/264, 99/264, 165/264, 231/264 중에서 선택한 aNSSS를 수신한 경우에 aNSSS에 적용된
Figure PCTKR2018007039-appb-I000012
값을 이용한 상호상관 값(예: Rel.15 NB-IoT w/aNSSS) 및 NSSS의
Figure PCTKR2018007039-appb-I000013
을 사용한 상호상관 값(예: Rel.15 NB-IoT w/ NSSS)의 특성을 나타낸다.
도 8을 참고하면, 상호상관 값 분포로부터 알 수 있듯이, NSSS에서 사용된
Figure PCTKR2018007039-appb-I000014
={0,33/132,66/132,99/132} 값 및 다른
Figure PCTKR2018007039-appb-I000015
={33/264,99/264,165/264, 231/264} 값을 사용한 aNSSS의 상호상관 값은 서로 간섭이 크지 않은 것을 확인할 수 있다.
이와 같은 상호상관 값 관찰을 통하여 aNSSS의
Figure PCTKR2018007039-appb-I000016
은 {0,33/132,66/132,99/132}가 아닌 값의 집합으로 선택될 수 있지만
Figure PCTKR2018007039-appb-I000017
={33/264,99/264,165/264, 231/264}과 비교하여 NB-IoT 단말에서 시퀀스의 생성을 위해서 더 많은 메모리가 필요할 수 있는 단점이 있을 수 있다.
3) aNSSS를 위한 자원 매핑
주파수 선택적인(Frequency selective) 환경에서는 NSSS의 시퀀스 상호상관 특성이 나빠질 수 있다. 이에 따라, NSSS와 aNSSS 간의 상호상관 특성을 자원 매핑 과정에서 랜덤화(randomization)하는 방법이 고려될 수 있다.
도 9는 NSSS 또는 aNSSS를 위한 자원 매핑 방법의 예들을 나타낸다.
도 9를 참고하면, 도 9a 내지 9d는 ls 번째 OFDM 심볼의 ks 번째 자원 요소(Resource Element, RE) 위치부터 주파수 우선 매핑(frequency first mapping) 방식으로 NSSS 또는 aNSSS를 할당하며, le 번째 OFDM 심볼의 ke 번째 RE 위치까지 실선과 점선의 화살표를 따라서 순차적으로 매핑하는 자원 매핑 방식을 나타낸다.
구체적으로, 도 9a는 NSSS에 대한 자원 매핑 방식이고, 도 9b는 도 9a에서 자원 매핑 시작 OFDM 심볼 위치를 특정 값만큼 이동 시킨 방식이다. 또한, 도 9c는 도 9a 방식의 자원 매핑 순서를 반대로 수행하는 방식이며, 도 9d는 도 9a 방식과 동일한 시작 위치 및 종료 위치를 갖지만, 시간 우선 매핑(time first mapping) 방식을 적용하는 방식이다.
도 10은 자원 매핑 방식에 따른 레거시 NB-IoT 단말의 NSSS 상호상관 특성을 나타낸다. 도 10을 참고하면, 도 10a 내지 10d는 도 9a 내지 9d에서 설명된 각 자원 매핑 방식에 따른 레거시 NB-IoT 단말의 NSSS 자도프-추 시퀀스의 상호상관 특성을 나타낸다.
도 10a에서 확인할 수 있듯이, 레거시 NB-IoT 단말기의 NSSS 자도프-추 시퀀스 상호상관 특성은 u와 u'이 동일한 경우에 시퀀스 길이만큼의 값을 가지며, 그렇지 않은 경우에는 상대적으로 낮은 상호상관 특성을 갖는다. 반면, 도 10b 방식은 기존의 NSSS 자도프-추 시퀀스와 일부 u와 u' 조합에서 약 50% 정도에 해당하는 값을 갖는 것을 확인할 수 있다. 또한, 도 10c 방식은 대부분의 u와 u' 조합에서 기존의 NSSS 자도프-추 시퀀스와 낮은 상호상관 값을 보이나, 특정 u와 u' 조합에서는 약 70% 이상의 상호상관 값을 갖는다. 반면, 도 10d 방식은 모든 u와 u' 조합에서 기존의 자도프-추 시퀀스와 상대적으로 낮은 상호상관 값을 갖는 것을 확인할 수 있다.
이에 따라, aNSSS의 자원 매핑 방식으로 도 10d와 같은 시간 우선 매핑 방식을 고려하는 것이 바람직할 수 있으며, 자원 매핑의 시작 및 종료 RE 위치는 특정 값만큼 순환 이동(circular shift)될 수 있다.
이 때, 상술한
Figure PCTKR2018007039-appb-I000018
를 추가하는 방법은 제안된 bq(m)와 반드시 동시에 적용되어야 하는 것은 아니며, 제안된 자원 매핑 방식이 아닌 다른 방법의 자원 매핑 방식을 따르는 경우에 적용될 수도 있다. 또한, 상기 제안된 bq(m)의 128 하다마드 행렬의 열 값은 제안된 도 10d에 나타난 자원 매핑 방식과 결합되어 동시에 적용될 수도 있다. 또한, 기존의 NSSS의 bq(m)와 도 10d에 나타난 자원 매핑 방식을 결합하여 적용되거나, 또는 기존 NSSS의 자원 매핑 방식과 제안하는 bq(m)의 128 하다마드 행렬의 열 값을 결합하여 구성될 수도 있다.
상술한 방법들과 관련하여, NPSS와 NSSS의 구조 및 전송 위치는 NPSS만 추가 전송되는 경우에 적용되거나, 또는 NSSS만 추가 전송되는 경우에도 독립적으로 적용될 수도 있다. 즉, 상술한 NPSS 및 NSSS가 아닌 새로운 시퀀스를 갖는 NPSS와 NSSS가 추가 전송되는 경우에도 해당 시퀀스가 추가 전송되는 서브프레임 및 무선 프레임 위치는 상술한 방식을 따를 수 있다.
또한, 상술한 aNPSS와 aNSSS가 검출되는 경우, NB-IoT 단말은 시스템 정보(예: MIB-NB, SIB1-NB)도 추가적인 전송이 있을 수 있다고 판단할 수 있다. 즉, NB-IoT 단말은 aNPSS와 aNSSS 검출 여부에 따라, 기존 MIB-NB 및 SIB1-NB 검출 시도와 함께 추가 전송되는 MIB-NB와 SIB1-NB에 대한 추가 검출을 시도할 수 있다. 반대의 경우로, NB-IoT 단말은 시스템 정보의 추가적인 정보 제공이 있는 셀이라고 판단되는 경우에, 해당 셀의 aNPSS와 aNSSS 전송 여부도 판단할 수 있다.
또한, 상술한 aNPSS와 aNSSS는 기지국에서 NPSS 및 NSSS와 함께 항상 주기적으로 전송되어야 하는 것은 아니며, 기지국의 필요에 따라서 특정 시간 동안 aNPSS와 aNSSS가 전송될 수도 있다. 또한, aNPSS와 aNSSS의 주기적 또는 비주기적 전송 여부는 상호 독립적으로 결정될 수도 있으며, NB-IoT 단말의 측정 등의 특정 동작을 위해서 aNPSS와 aNSSS 전송과 관련된 정보(예: 전송 주기 및 구간)를 기지국에서 설정할 수 있다. 이는 aNPSS와 aNSSS의 전송 여부를 NB-IoT 단말기에서 알 수 없는 경우에, aNPSS와 aNSSS를 블라인드 검출해야 하기 때문에, 특정한 조건을 만족하는 경우에 대해서 기지국이 aNPSS와 aNSSS의 전송을 시작하거나 중단할 수 있다. 다만, aNPSS와 aNSSS를 기반으로 측정을 수행하는 등의 단말의 안정적인 동작을 위하여, aNPSS와 aNSSS의 전송 시작과 중단을 셀 내의 일부 또는 전체 단말에게 알려 줄 수 있다.
또한, 상술한 내용은 NB-IoT 시스템뿐만 아니라, LTE 시스템 대역폭의 일부를 활용하는 eMTC(enhanced Machine Type Communication)와 같은 시스템에도 동일하게 적용될 수 있다. 특히, 상술한 aNPSS 및/또는 aNSSS 개념과 같이, eMTC에서 셀 탐색과 시스템 정보의 획득을 위한 지연을 효율적으로 개선하기 위해서 새로운 동기 신호 또는 기존의 PSS 및/또는 SSS가 변형되어 전송되는 경우, 이는 시스템 정보와 관련된 정보(예: MIB 및/또는 SIB1-BR)도 해당 셀에서 추가로 전송되는 것을 지시할 수 있다. 반대의 경우도 마찬가지로 해당될 수 있다. 즉, 단말이 셀 탐색 과정에서 셀 탐색 향상을(cell search enhancement) 위한 동기 신호를 검출하지 못한 경우에도, 해당 단말은 후속 과정에서 향상된 시스템 정보가 추가 전송되면 해당 셀에서 향상된 동기 신호가 있을 것을 기대할 수 있다.
특히, eMTC 단말이 셀 탐색 성능 향상을 위해서 NPSS 및/또는 NSSS를 추가적으로 수신하는 경우, 해당 셀에서 NB-IoT 서비스를 지원하는지 여부에 따라서 아래와 같이 두 가지 경우로 구분될 수 있다.
첫째로, 해당 셀에서 eMTC와 NB-IoT 서비스를 동시에 지원하는 경우, eMTC 단말은 해당 셀에서 NB-IoT 서비스를 위해서 전송되는 NPSS 및/또는 NSSS를 추가적으로 수신하여 셀 탐색 성능 향상을 기대할 수 있다. 이 때, 일부 서브프레임(예: 5번 서브프레임의 위치에서는 LTE PSS/SSS와 NB-IoT NPSS가 기지국으로부터 동시에 전송)에서는 LTE의 셀 탐색을 위한 신호와 NB-IoT의 셀 탐색을 위한 신호가 동시에 전송될 수 있다. 따라서, eMTC 단말이 어떠한 신호를 선택적으로 수신할지 여부에 대해서는, 해당 단말이 직접 선택할 수도 있으며, 또는 기지국으로부터 지시 받은 동작을 수행할 수도 있다.
둘째로, 해당 셀에서 eMTC 서비스는 지원하지만, NB-IoT 서비스는 지원하지 않는 경우, 기지국은 해당 셀에서 NB-IoT를 서비스 하지 않는다면, eMTC 단말의 셀 탐색 성능 향상을 위하여, 추가적으로 NPSS와 NSSS를 전송할 수 있다. 이 때, 다른 NB-IoT 단말이 해당 NPSS와 NSSS를 수신하여 해당 셀에서 NB-IoT를 서비스하는 것으로 오인하는 것을 방지하기 위하여, 기지국은 기존 NPSS 및 NSSS와 다른 신호를 전송할 필요가 있다.
이 경우, 상술한 aNPSS와 aNSSS가 사용될 수 있다. 이 때, aNPSS와 aNSSS는 상술한 서브프레임 위치와 다른 곳에서 전송될 수 있으며, 앵커 반송파가 아닌 비-앵커 반송파 위치에서 전송될 수도 있다. 또한, LTE 셀 식별자(cell ID)와 상이한 NB-IoT 셀 식별자를 설정하여 전송될 수 있으며, 이와 같은 경우에는 LTE 셀 식별자와 NB-IoT 셀 식별자에 대한 매핑 방식이 정의될 수도 있다. 다만, 이와 같이 실제 NB-IoT 단말을 서비스 하기 위한 aNPSS와 aNSSS의 전송이 아닌 경우에는, NRS(Narrowband Reference Signal)를 포함하지 않고 전송될 수 있는 차이 점이 있을 수 있다.
또한, 상기 제안된 aNPSS와 aNSSS는 NB-IoT 및 eMTC와 같은 협대역(narrow band) 시스템의 셀 탐색 성능 향상 등의 용도뿐만 아니라, 시스템 정보의 갱신 등과 같은 지시 신호로 활용될 수도 있다. 여기에서, 시스템 정보의 갱신은 단말이 셀로부터 기본적 또는 추가적으로 전달 받아야 하는 셀의 정보(예: MIB 및 SIB 등)를 의미할 수 있다. 해당 정보가 변경된 경우에는, 일반적으로 페이징 지시(paging indication) 또는 페이징 메시지(paging message) 등으로 기지국이 단말에게 시스템 정보를 갱신하라는 지시를 할 수 있다.
일반적으로 레거시 시스템(예: LTE 시스템)에서는 특정 구간(paging occasion)에서 P-RNTI 등으로 스크램블링된 PDCCH, MPDCCH, 또는 NPDCCH로 시스템 정보의 갱신(또는 변경) 여부를 지시한다. 이는, NB-IoT 또는 eMTC와 같이 저 비용(low cost)와 긴 배터리 수명(long battery life)을 특징으로 하는 시스템에서는 전력 소모 관점에서 효과적이지 않을 수 있다. 이러한 점을 고려하여, 동기화를 위하여 설계된 NPSS, NSSS를 일부 변형하여 지시 신호로 활용할 수 있으며, 기존의 NPSS 및 NSSS와 구분하기 위하여 상술한 aNPSS 및/또는 aNSSS가 사용될 수 있다.
이 때, 페이징 지시자 또는 시스템 정보의 갱신 여부에 대한 정보 검출의 false alarm을 줄이기 위하여, aNPSS 및/또는 aNSSS의 셀 식별자, 무선 프레임 번호 정보를 일부 정보로 제한하여 페이징 지시자로 활용될 수 있다. 이 때, aNPSS와 aNSSS의 전송 위치는 상술한 일부 서브프레임 위치로 항상 전송되어야 하는 것은 아니며, 페이징 기회 등과 연계하여 특정한 위치로 제한될 수 있으며, 주기적 또는 비주기적으로 전송될 수 있다. 뿐만 아니라, 페이징 지시자로 활용되는 경우에, 이를 검출한 단말의 동작은 시스템 정보의 갱신 또는 특정 구간 동안 시스템 정보의 갱신과 관련된 동작을 수행하지 않도록 정의될 수도 있다.
또한, 이와 같은 용도로 aNPSS와 aNSSS가 활용되는 경우에는, 동일한 기지국으로부터 전송되는 aNPSS와 aNSSS가 매번 동일한 신호 및/또는 시퀀스가 아닐 수도 있다. 즉, 셀 탐색 용도로 활용되는 경우에는 aNPSS와 aNSSS가 매 전송마다 동일한 정보(예: 셀 식별자, 무선 프레임 번호)를 전달할 필요가 있지만, 페이징 지시자와 같은 용도로 활용되는 경우에는 매 aNPSS 및/또는 aNSSS 전송마다 다른 정보를 전달할 수 있다.
또한, 상술한 aNPSS와 aNSSS는 TDD와 FDD의 이중 모드(duplex mode)를 구분하기 위해서 사용될 수도 있다. 이 경우, aNPSS 및 aNSSS는 상술한 서브프레임 위치와 상이한 위치에 전송될 수도 있다. 또한, TDD 시스템의 동기 신호로 사용되는 경우에는 UL-DL 설정(UL-DL configuration)을 구분하기 위해서 aNPSS의 루트 u 및/또는 커버 코드가 사용될 수 있다.
예를 들어, 커버 코드는 이중 모드를 구분하기 위하여 사용될 수 있으며, 루트 u는 UL-DL 설정을 구분하기 위해서 사용될 수 있다. 만약, UL-DL 설정을 모두 구분할 수 있는 루트 u 및/또는 커버 코드의 종류가 충분하지 않거나, 모든 UL-DL 설정을 구분할 수 있도록 루트 u 및/또는 커버 코드를 사용함에 따른 성능 열화가 예상되는 경우에는, UL-DL 설정 중 일부만을 구분할 수 있도록 루트 u 및/또는 커버 코드의 종류가 사용될 수 있다. 즉, UL-DL 설정에 따라 (a)NPSS 및 (a)NSSS의 상대적인 위치가 달라질 수 있는 경우, (a)NPSS는 (a)NSSS와의 상대적인 위치 관계에 대한 구분만 할 수 있는 정보를 전달할 수 있으면 충분하다. 이 경우, 단말은 (a)NPSS 및 (a)NSSS 검출 이후에 TDD용 MIB-NB 또는 SIB를 통해서 실제 UL-DL 설정을 획득할 수 있다.
앞서 살핀 것처럼, Narrowband (NB)-LTE는 LTE system의 1 PRB(Physical Resource Block)에 해당하는 시스템 대역폭(system BW)를 갖는 낮은 복잡도(complexity), 낮은 전력 소비(power consumption)을 지원하기 위한 시스템을 말한다.
즉, NB-LTE 시스템은 주로 machine-type communication (MTC) 단말 및/또는 IoT 단말과 같은 장치를 셀룰러 시스템(cellular system)에서 지원하기 위한 통신 방식으로 이용될 수도 있다. 즉, NB-LTE 시스템은 NB-IoT 시스템으로 지칭될 수도 있다.
NB-IoT 시스템은 기존의 LTE 시스템에서 사용하는 서브캐리어 간격(subcarrier spacing) 등의 OFDM parameter들을 LTE 시스템과 같은 것을 사용함으로써 NB-IoT 시스템을 위해 추가적인 band를 할당하지 않아도 된다. 이 경우, legacy LTE 시스템 band의 1 PRB를 NB-IoT 용으로 할당함으로써, 주파수를 효율적으로 사용할 수 있는 장점이 있다.
이 때, NB-IoT 시스템의 물리 채널은, 하향링크의 경우, N-PSS(N-Primary Synchronization Signal)/N-SSS(N-Secondary Synchronization Signal), N-PBCH(N-Physical Broadcast Channel), N-PDCCH/N-EPDCCH, N-PDSCH 등으로 정의될 수도 있다. 여기에서, 레거시 LTE와 구별하기 위해 'N-'이 이용될 수도 있다.
또한, 이하 설명되는 본 발명의 실시 예들은 기존의 LTE 시스템을 기준으로 설명되나, NR(New RAT) 시스템에도 동일 또는 유사하게 적용될 수 있음은 물론이다. 예를 들어, 본 명세서에서 설명되는 시퀀스 생성 및 자원 매핑 방법은, LTE 시스템에서의 전송 단위(예: 서브프레임)을 기준으로 설명되나, NR 시스템에서의 전송 단위(예: 짧은 전송 단위, 서브프레임, 슬롯(slot) 등)에도 동일 또는 유사하게 적용될 수 있다.
또한, NB-IoT 시스템의 경우 각 단말은 단일 PRB(single PRB)를 각각의 반송파(carrier)로 인식하므로, 본 명세서에서 언급되는 PRB는 반송파와 동일한 의미로 해석될 수도 있다.
또한, 본 명세서에서 언급되는 DCI 포맷 N0, DCI 포맷 N1, 및 DCI 포맷 N2는 앞서 설명된(예: 3GPP 표준에 정의된) DCI 포맷 N0, DCI 포맷 N1, 및 DCI 포맷 N2를 의미할 수도 있다.
또한, 앵커-유형 PRB(anchor-type PRB)(또는 앵커-유형 반송파(anchor-type carrier) 또는 앵커 반송파(anchor carrier))는 기지국 관점에서 초기 접속(initial access)을 위해 N-PSS, N-SSS, N-PBCH, 및/또는 시스템 정보 블록(N-SIB)를 위한 N-PDSCH 등을 전송하는 PRB를 의미할 수도 있다. 이 경우, 하나의 앵커-유형 PRB가 존재하거나, 또는 다수의 앵커-유형 PRB들이 존재할 수도 있다.
또한, 본 명세서에서, 상술한 바와 같이 하나 또는 다수의 앵커-유형 PRB들이 존재하는 경우에, 단말이 초기 접속을 통해 선택한 특정 앵커-유형 PRB는 앵커 PRB(anchor PRB) 또는 앵커 반송파(anchor carrier)로 지칭될 수도 있다. 또한, 본 명세서에서, 초기 접속 이후 하향링크 과정(또는 절차)를 수행하기 위하여 기지국으로부터 할당된 PRB는 추가 PRB(additional PRB)(또는 추가 반송파(additional carrier))로 지칭될 수도 있다.
NB- IoT 시스템의 동기 신호를 이용하여 무선 프레임 구조를 구분하는 방법
기존의 LTE 시스템의 경우, 단말이 해당 셀이 제공하는 무선 프레임 구조의 유형을 초기 접속(initial access) 단계에서 알 수 있게 하기 위하여, 단말이 PSS와 SSS의 전송 위치 차이로 무선 프레임 구조를 구분할 수 있도록 설정되어 있다. 여기에서, 무선 프레임 구조는, FDD(Frequency Division Duplex)를 지원하는 제1 유형과 TDD(Time Division Duplex)를 지원하는 제2 유형으로 구분될 수 있다.
도 11은 LTE 시스템의 무선 프레임 구조에 따른 동기 신호의 전송 위치를 나타낸다.
도 11의 (a)을 참고하면, LTE 시스템에서 FDD의 경우, PSS는 #0 서브프레임의 #6 심볼에서 전송되고, SSS는 PSS 바로 앞의 심볼 즉, #0 서브프레임의 #5 심볼에서 전송될 수 있다.
이와 달리, 도 11의 (b)를 참고하면, LTE 시스템에서 TDD의 경우, PSS는 #1 서브프레임의 #2 심볼에서 전송되고, SSS는 PSS 보다 3 심볼 앞인 #0 서브프레임의 #13 심볼에서 전송될 수 있다.
본 명세서에서, '#n'은 'n번째'를 의미할 수 있다. 즉, #0 서브프레임은 무선 프레임의 0번째 서브프레임을 의미할 수 있다.
이와 같이 PSS 및 SSS가 전송되는 경우, 단말은 PSS와 SSS가 전송되는 위치의 차이로 해당 셀이 TDD를 제공하는지, 또는 FDD를 제공하는지를 구별할 수 있다. 일례로, 단말은 일반 CP(normal Cyclic Prefix) 및 확장 CP(extended CP)를 포함하는 4 가지의 후보들(즉, 일반 CP 경우 TDD, 일반 CP 경우 FDD, 확장 CP 경우 TDD, 및 확장 CP 경우 FDD) 중 하나를 선택할 수 있다.
유사하게, NR 시스템(또는 향상된(enhanced) LTE 시스템)의 NB-IoT에서 단말 및/또는 기지국의 TDD 동작(즉, 제2 유형의 무선 프레임 구조를 이용하는 동작)이 고려되는 경우에도, 상술한 이유와 같이 초기 접속 단계에서 무선 프레임 구조를 구분할 수 있도록 설정하는 방법이 고려될 필요가 있다.
따라서, 본 명세서는 NPSS(또는 상술한 aNPSS) 및 NSSS(또는 상술한 aNSSS)를 이용하여 초기 접속 단계에서 무선 프레임 구조의 유형을 구분할 수 있도록 설정하는 방법을 제안한다.
다만, 본 명세서에서 제안하는 실시 예들은 무선 프레임 구조의 유형을 구별하기 위한 것뿐만 아니라, 이외의 다른 정보를 구별하기 위해서도 이용될 수 있음은 물론이다. 예를 들어, 이하 설명되는 방법(들)은 동작 모드(operation mode), CP 길이, 동기 신호 주기(Synchronization Signal Periodicity) 등의 정보를 구별하기 위해 이용될 수도 있다. 구체적으로, 동작 모드를 구별함에 있어서, 기존의 방식에 따라 in-band 모드 및/또는 guard band 모드를 지시하고, 새로운 방식으로 standalone 모드를 지시할 수 있다.
또한, 본 명세서에서 제안하는 실시 예들을 확장하여, TDD 또는 FDD 이외의 무선 프레임 구조까지도 구분하도록 설정할 수도 있다. 여기에서, 추가적으로 고려되는 무선 프레임 구조는 LTE 시스템의 제3 유형의 무선 프레임 구조(frame structure type 3), 또는 새롭게 도입되는 무선 프레임 구조일 수도 있다.
이하 설명되는 본 명세서에서 제안하는 실시 예들은 설명의 편의를 위하여 구분된 것일 뿐, 어느 실시 예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시 예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시 예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수도 있다.
(제1 실시 예)
먼저, NSSS 또는 NPSS의 밀도(density)를 변경하여 TDD 또는 FDD를 구분하도록 설정하는 방법이 고려될 수 있다. 여기에서, NSSS 또는 NPSS의 밀도는, NSSS 또는 NPSS가 전송되는 주기 즉, 전송 주기에 의해 설정될 수 있다.
즉, 해당 방법은, TDD에 해당하는 제2 유형의 무선 프레임 구조에서의 NSSS 또는 NPSS의 전송 주기(즉, 시퀀스 밀도(sequence density))를 FDD에 해당하는 제1 유형의 무선 프레임 구조에서의 NSSS 또는 NPSS의 전송 주기와 서로 다르게 설정하여, 무선 프레임 구조를 구별하는 방법이다. 이하, 설명의 편의를 위하여 NSSS의 경우로 한정하여 해당 방법을 설명하지만, 이는 NPSS의 경우에도 확장하여 적용될 수 있음은 물론이다.
기존의 NB-IoT 시스템(예: Rel. 13에서의 NB-IoT 시스템)에서, NSSS는 20ms 당 1 개의 서브프레임을 점유하여 전송하도록 설정된다. 구체적으로, NSSS는 20ms 마다 #9 서브프레임의 14 개의 심볼들 중 11 개의 심볼들을 통해 전송된다. 여기에서, 나머지 3 개의 심볼들은 하향링크 제어 채널의 전송을 위해 설정된 영역에 해당할 수도 있다.
이 때, NSSS에 이용되는 시퀀스는 상술한 수학식 2와 같으며, 이진 시퀀스 bq(m)은 상술한 표 4와 같다. 또한, 프레임 번호 nf에서의 순환 쉬프트
Figure PCTKR2018007039-appb-I000019
는 수학식 3과 같다.
이 경우, 프레임 번호에 따라 순환 쉬프트 값
Figure PCTKR2018007039-appb-I000020
는 {0, 1/4, 1/2, 3/4} 중 하나의 값일 수 있다. 이 때, NPSS에 대해 4 개의 서로 다른 시퀀스를 이용하는 것은, 20ms 마다 전송되는 NSSS를 이용하여 80ms의 경계(boundary)를 판단(또는 확인)하기 위함이다. 이 경우, 80ms 내에서 20ms 마다 4 가지의 다른 시퀀스가 이용될 수 있다.
무선 프레임 구조의 구별을 위하여 TDD에 이용되는 NSSS의 밀도를 기존과 비교하여 절반으로 설정하는 경우, NSSS를 통해 80ms 경계를 구분하기 위해서는 상기 4 개의 순환 쉬프트 값들 중 두 개만 이용하도록 설정될 수 있다. 즉, NSSS가 40ms 마다 1 개의 서브프레임(예: #9 서브프레임)을 점유(예: 14 개의 심볼들 중 11 개의 심볼들만 점유)하는 경우, 순환 쉬프트 값
Figure PCTKR2018007039-appb-I000021
{0, 1/4, 1/2, 3/4} 중 두 개만 이용될 수 있다.
예를 들어, TDD에 이용되는 NSSS의 순환 쉬프트 값
Figure PCTKR2018007039-appb-I000022
은 프레임 번호에 따라 {0, 1/2} 중 하나로 설정될 수 있다. 이 경우, 순환 쉬프트 값
Figure PCTKR2018007039-appb-I000023
는 상술한 수학식 3과 달리 아래의 수학식 4와 같이 정의될 수 있다.
Figure PCTKR2018007039-appb-M000004
다른 예를 들어, TDD에 이용되는 NSSS의 순환 쉬프트 값
Figure PCTKR2018007039-appb-I000024
은 프레임 번호에 따라 {1/4, 3/4} 중 하나로 설정될 수도 있다. 이 경우, 순환 쉬프트 값
Figure PCTKR2018007039-appb-I000025
는 상술한 수학식 3과 달리 아래의 수학식 5와 같이 정의될 수 있다.
Figure PCTKR2018007039-appb-M000005
해당 방법을 이용하는 경우, NSSS의 밀도가 반으로 감소됨에 따라, TDD에서 부족한 하향링크 서브프레임(DL subframe)을 확보할 수 있는 장점이 있다. 다만, 순환 쉬프트 값이 FDD에서 이용되던 값의 부분 집합(subset)으로 지정됨에 따른 오류율 측면, 두 가지 NSSS의 밀도에 따라 블라인드 디코딩을 수행한 후 무선 프레임 구조를 결정함에 따른 단말의 부담 측면에서 바람직하지 않을 수도 있다.
상술한 방법을 이용함에 따라, 단말은 수신되는 NSSS 또는 NPSS의 주기에 따라 자신이 속한 셀이 TDD 방식을 제공하는지 또는 FDD 방식을 제공하는지를 구분할 수 있다.
또한, 상술한 방법 외에도, NPSS 및 NSSS 모두의 전송 주기(즉, 밀도)를 변경하여 FDD/TDD를 구별하는 방법, 및/또는 특징적으로 NPSS 또는 NSSS의 전송 주기를 늘이는 것(즉, 밀도를 감소시키는 것)으로도 FDD/TDD를 구별하는 방법도 고려될 수 있다.
(제2 실시 예)
다음으로, 상술한 제1 실시 예에서 설명된 NSSS 또는 NPSS의 밀도를 변경하는 것에, 추가적으로 시퀀스까지 변경하여 TDD 또는 FDD를 구분하도록 설정하는 방법도 고려될 수 있다. 해당 방법의 경우, 제1 실시 예의 방법에 따른 TDD를 위한 순환 쉬프트 값이 FDD에서 이용되던 값의 부분 집합(subset)으로 지정됨에 따른 오류율 측면을 해결할 수 있는 장점이 있다.
즉, 해당 방법은, TDD에 해당하는 제2 유형의 무선 프레임 구조에서의 NSSS 또는 NPSS의 전송 주기 및 순환 쉬프트 값을 변경하여, 무선 프레임 구조를 구별하는 방법이다.
무선 프레임 구조의 구별을 위하여 TDD에 이용되는 NSSS의 밀도를 기존과 비교하여 절반으로 설정하는 경우, 앞서 제1 실시 예에서 설명한 바와 같이 두 개의 순환 쉬프트 값이 결정될 필요가 있다. 즉, NSSS가 40ms 마다 1 개의 서브프레임(예: #9 서브프레임)을 점유(예: 14 개의 심볼들 중 11 개의 심볼들만 점유)하는 경우, 두 개의 순환 쉬프트 값들이 이용될 수 있다.
이 때, FDD에서 이용되지 않는 순환 쉬프트 값
Figure PCTKR2018007039-appb-I000026
{1/8, 3/8, 5/8, 7/8} 중 두 개만 이용하도록 설정할 수 있다. 이 경우, 고려될 수 있는 여섯 가지 경우들은 아래의 수학식 6과 같을 수 있다.
Figure PCTKR2018007039-appb-M000006
수학식 6은, TDD에서 이용되는 NSSS의 순환 쉬프트 값이 {1/8, 3/8}, {1/8, 5/8}, {1/8, 7/8}, {3/8, 5/8}, {3/8, 7/8}, 또는 {5/8, 7/8}로 설정되는 경우를 나타낸다.
해당 방법을 이용하는 경우, NSSS의 밀도가 반으로 감소됨에 따라, TDD에서 부족한 하향링크 서브프레임(DL subframe)을 확보할 수 있는 장점이 있다. 또한, 단말이 두 가지 NSSS 밀도에 따른 블라인드 디코딩을 수행할 필요 없이, 시퀀스 검출만으로 TDD 또는 FDD를 구별할 수 있는 장점도 있다. 또한, 앞서 언급된 바와 같이, FDD를 위해 이용되는 기존의 NSSS와 상술한 NSSS(즉, TDD를 위해 설정 가능한 NSSS) 간의 명확한 구분이 상호상관 결과를 통해 판단될 수 있다. 이 경우, 단말의 NSSS 검출을 위한 추가적인 연산이 요구될 수도 있다.
본 실시 예는 주로 NSSS를 기준으로 설명되었지만, 이는 NPSS의 경우에도 공통적으로 확장되어 적용될 수 있음은 물론이다. 즉, NSSS뿐만 아니라, NPSS의 시퀀스 및 주기(즉, 밀도)를 변경하는 방법도 고려될 수 있다. 상술한 바와 같이 NPSS의 커버 코드 및/또는 루트 인덱스의 변경 이외에, NPSS의 밀도 변경을 통해 TDD 또는 FDD가 구별될 수도 있다.
(제3 실시 예)
다음으로, NPSS가 전송되는 서브프레임의 위치에 따라 TDD 또는 FDD를 구분하도록 설정하는 방법도 고려될 수 있다. 즉, 이는, 미리 약속된(또는 설정된, 정의된) 특정 구간 내에서 NPSS가 비주기적으로 전송되도록 설정하고, 해당 특정 구간은 주기적으로 반복되도록 설정하는 방법이다.
특히, 해당 특정 구간 내에서, NPSS가 미리 약속된 패턴에 따라 비주기적으로 전송되도록 설정할 수도 있다. 예를 들어, 미리 약속된 특정 구간을 20ms로 설정하고, 20ms 구간이 주기적으로 반복될 수 있다. 이 때, 20ms 구간 내에 전송되는 NSSS는 매 20ms 마다(예: 짝수 번째 무선 프레임마다) 한번씩 #9 서브프레임에서 전송되도록 설정할 수 있으며, NPSS는 짝수 번째 무선 프레임에서는 #5 서브프레임에서, 홀수 번째 무선 프레임에서는 #9 서브프레임에서 전송되도록 설정할 수 있다.
도 12는 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용될 수 있는 동기 신호 전송 방법의 일 예를 나타낸다. 도 12는 단지 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위를 제한하는 것이 아니다.
도 12를 참고하면, FDD의 경우(즉, 제1 유형의 무선 프레임 구조), NPSS는 매 10ms 마다(즉, 매 무선 프레임마다) 한번씩 #5 서브프레임에서 전송되도록 설정되고, NSSS는 매 20ms 마다(예: 매 짝수 번째 무선 프레임마다) 한번씩 #9 서브프레임에서 전송되도록 설정될 수 있다.
이와 달리 TDD의 경우(즉, 제2 유형의 무선 프레임 구조), 미리 약속된 특정 구간 내에서 NPSS는 비주기적으로 전송되도록 설정하고, 해당 특정 구간을 주기적으로 반복하도록 설정하는 방법이 고려될 수 있다. 이와 같은 방법을 통해 단말은 TDD 또는 FDD를 구분할 수 있다.
예를 들어, 도 12와 같이, NSSS는 매 20ms 마다(예: 매 짝수 번째 무선 프레임마다) 한번씩 #9 서브프레임에서 전송되도록 설정되고, NPSS는 짝수 번째 무선 프레임에서는 #5 서브프레임에서 전송되고, 홀수 번째 무선 프레임에서는 #9 서브프레임에서 전송되도록 설정할 수 있다. 이 경우, 상술한 NPSS의 전송과 관련된 미리 약속된 특정 구간은 20ms로 설정되는 경우가 가정된다. 이 때, NPSS의 구체적인 전송 위치는 도 12에 나타난 것과 다르게 설정될 수도 있다.
해당 방법을 이용하면, 단말은 NPSS의 위치(즉, 전송 서브프레임 위치)만을 통해 TDD 또는 FDD를 구분할 수 있으므로, 빠르게 무선 프레임 구조를 구분할 수 있는 장점이 있다. 다만, 이 경우, 단말은 NPSS의 검출을 위한 검출 윈도우(detection window)를 기존 보다 큰 범위로 설정할 필요가 있을 수 있다.
또한, 상술한 방법에 추가적으로, 미리 약속된 특정 구간 내에 전송되는 두 개 이상의 NPSS가 서로 다른 시퀀스를 갖도록 설정하는 방법도 고려될 수 있다. 앞서 언급한 바와 같이, NPSS의 커버 코드 또는 루트 인덱스가 서로 다르게 설정된 NPSS들이 미리 약속된 특정 구간 내에서 전송되도록 설정할 수 있다.
예를 들어, 짝수 번째 무선 프레임의 #5 서브프레임에 전송되는 NPSS의 루트 인덱스는 5로 설정되고, 홀수 번째 무선 프레임의 #9 서브프레임에 전송되는 NPSS의 루트 인덱스는 5가 아닌 값(예: 6)으로 설정될 수 있다. 특히, 둘 중 하나의 NPSS의 루트 인덱스는 FDD에 이용되는 NPSS의 루트 인덱스 값과 동일하고, 다른 하나의 NPSS의 루트 인덱스는 FDD에 이용되는 NPSS의 루트 인덱스 값과 다르게 설정될 수 있다.
(제4 실시 예)
본 실시 예에서는, 상술한 제3 실시 예와 같이, FDD의 경우에 NPSS는 매 10ms마다 한번씩 #5 서브프레임에서 전송되도록 설정되고, NSS는 매 20ms마다(예: 매 짝수 번째 무선 프레임마다) 한번씩 #9 서브프레임에서 전송되도록 설정되는 경우가 가정된다.
다만, 상술한 제3 실시 예와는 달리, 본 실시 예에서는 NPSS와 NSSS 간의 전송 서브프레임 간격 차이를 이용하여, TDD 또는 FDD를 구분할 수 있도록 설정하는 방법에 대해 살펴본다.
구체적으로, TDD 또는 FDD의 구분을 위하여, TDD 경우의 NPSS, NSSS, 및/또는 NPBCH의 전송 서브프레임 위치를 FDD와 다르게 설정하는 방법들이 고려될 수 있다. 즉, 무선 프레임의 유형에 따라, NPSS, NSSS, 및/또는 NPBCH는 서로 다른 위치(즉, 서브프레임)에 배치될 수 있다. 이하, 이에 대한 예시들을 방법 1) 및 방법 2)를 통해 구체적으로 살펴본다.
방법 1)
예를 들어, TDD의 경우, NPSS는 #9 서브프레임에서 전송되고, NSSS는 #5 서브프레임에서 전송되도록 설정될 수 있다. 즉, TDD 또는 FDD를 구분하기 위하여, TDD에서 NPSS는 매 10ms마다 한번씩 #9 서브프레임에서 전송되도록 설정하고, NSSS는 매 20ms마다(예: 매 짝수 번째 무선 프레임마다) 한번씩 #5 서브프레임에서 전송되도록 설정하는 방법이 고려될 수 있다. 이에 대한 구체적인 예시는 도 13과 같다.
도 13은 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용될 수 있는 동기 신호 전송 방법의 다른 예를 나타낸다. 도 13은 단지 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위를 제한하는 것이 아니다.
도 13을 참고하면, FDD 또는 TDD의 구분을 위하여, TDD에서의 NPSS 및 NSSS의 전송 서브프레임 위치가 FDD의 경우와 다르게 설정될 수 있다. 이에 따라, NPSS의 전송 완료 시점 이후에 가장 가까운 시점에 전송되는 NSSS까지의 거리는 FDD와 TDD의 경우에 서로 다르게 설정될 수 있다.
구체적으로, FDD의 경우, NPSS 전송이 종료된 시점부터 NSSS 전송이 시작되는 시점까지 3개의 서브프레임(즉, 3ms) 간격이 존재할 수 있다. 반면, TDD의 경우, NPSS 전송이 종료된 시점부터 NSSS 전송이 시작되는 시점까지 5개의 서브프레임(즉, 5ms) 간격이 존재할 수 있다. 이에 따라, 단말은 NPSS와 NSSS 간의 거리의 차를 이용하여 TDD 또는 FDD를 구분할 수 있다.
해당 방법을 이용하면, FDD의 경우, 홀수 번째 무선 프레임의 #9 서브프레임에서 NRS가 전송될 수 있기 때문에, 바로 후속하여 전송되는 NPBCH를 검출할 때 단말은 #9 서브프레임과 다음 무선 프레임의 #0 서브프레임 간에 크로스-서브프레임 채널 추정(cross-subframe channel estimation)을 수행할 수 있다. 반면, TDD의 경우 #9 서브프레임에 항상 NPSS가 전송되어 NRS는 전송되지 않으므로, 단말은 NPBCH의 검출을 위한 크로스-서브프레임 채널 추정을 수행할 수 없다.
여기에서, NRS는 협대역을 위한 참조 신호를 의미하며, 해당 서브프레임에서의 채널을 추정하기 위해 이용될 수 있다. NRS는 NPSS 또는 NSSS가 전송되는 서브프레임에서는 전송되지 않도록 설정된다. 또한, 크로스-서브프레임 채널 추정은, 서브프레임 간의 채널 추정을 수행하는 것을 의미할 수 있다.
다만, TDD의 UL-DL 설정에 따른 #1의 스페셜 서브프레임(special subframe)에 상술한 NRS가 디폴트(default)로 전송되도록 설정되는 경우에는, 단말은 #0 서브프레임과 #1 서브프레임 간에 크로스-서브프레임 채널 추정을 수행할 수 있다.
방법 2)
다른 예를 들어, TDD의 경우, NPBCH는 #9 서브프레임에서 전송되고, NSSS는 #0 서브프레임에서 전송되도록 설정될 수 있다. 이 경우, 상술한 방법 1)과 달리, NPBCH의 검출을 위한 크로스-서브프레임 채널 추정이 TDD의 경우에도 수행될 수 있다.
즉, TDD 또는 FDD를 구분하기 위하여, TDD에서 NPBCH는 매 10ms마다 한번씩 #9 서브프레임에서 전송되도록 설정하고, NSSS는 매 20ms마다(예: 매 짝수 번째 무선 프레임마다) 한번씩 #0 서브프레임에서 전송되도록 설정하는 방법이 고려될 수 있다. 이에 대한 구체적인 예시는 도 14와 같다.
도 14는 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용될 수 있는 동기 신호 전송 방법의 또 다른 예를 나타낸다. 도 14는 단지 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위를 제한하는 것이 아니다.
도 14를 참고하면, FDD 또는 TDD의 구분을 위하여, TDD에서의 NPBCH 및 NSSS의 전송 서브프레임 위치가 FDD의 경우와 다르게 설정될 수 있다. 이에 따라, NPSS의 전송 완료 시점 이후에 가장 가까운 시점에 전송되는 NSSS까지의 거리는 FDD와 TDD의 경우에 서로 다르게 설정될 수 있다.
구체적으로, FDD의 경우, NPSS 전송이 종료된 시점부터 NSSS 전송이 시작되는 시점까지 3개의 서브프레임(즉, 3ms) 간격이 존재할 수 있다. 반면, TDD의 경우, NPSS 전송이 종료된 시점부터 NSSS 전송이 시작되는 시점까지 4개의 서브프레임(즉, 4ms) 간격이 존재할 수 있다. 이에 따라, 단말은 NPSS와 NSSS 간의 거리의 차를 이용하여 TDD 또는 FDD를 구분할 수 있다.
해당 방법을 이용하면, TDD의 경우 홀수 번째 무선 프레임의 #0 서브프레임에 NRS를 전송하도록 설정할 수 있다. 이는, 해당 방법에서 #0 서브프레임이 NPSS 또는 NSSS에 의해 항상 점유되는 것이 아니기 때문이다. 따라서, 단말은 #0 서브프레임에서 전송되는 NRS를 이용하여, #9 서브프레임에서 전송되는 NPBCH의 검출을 위한 크로스-서브프레임 채널 추정을 수행할 수 있는 장점이 있다.
(제5 실시 예)
또한, NPSS 또는 NSSS에 서브프레임 수준의 커버 코드(subframe level cover code)를 추가하여 TDD 또는 FDD를 구별할 수 있도록 설정하는 방법도 고려될 수 있다.
도 15는 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용될 수 있는 동기 신호 전송 방법의 또 다른 예를 나타낸다. 도 15는 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위를 제한하는 것이 아니다.
도 15를 참고하면, NB-IoT 시스템에서의 동기 신호에 서브프레임 수준의 커버 코드가 적용될 수 있다. 도 15의 (a)는 FDD 또는 TDD에 따른 커버 코드가 적용된 NPSS를 나타내고, 도 15의 (b)는 FDD 또는 TDD에 따른 커버 코드가 적용된 NSSS를 나타낸다. 여기에서, NPSS의 전송 주기는 10ms이고, NSSS의 전송 주기는 20ms인 경우가 가정된다.
이 때, FDD의 경우에 서브프레임 수준의 커버 코드로 [1, 1, 1, ...]이 이용되도록 설정하고, TDD의 경우에는 [1, 1, 1, ...]과 다르면서 검출 성능이 좋은 서브프레임 수준의 커버 코드가 이용되도록 설정할 수 있다. 예를 들어, 도 15와 같이, TDD의 경우, NPSS 및/또는 NSSS에 대해 서브프레임 수준의 커버 코드로 [1, -1, 1, -1, ...]이 이용되도록 설정할 수 있다.
해당 방법은 기지국 및 단말 모두에게 복잡도가 높지 않은 간단한 방법으로써, 단말이 커버 코드만 검출하여 TDD 또는 FDD를 판단할 수 있는 장점이 있다. 이 경우, 단말은 TDD 또는 FDD를 판단하기 위해 다수의 서브프레임들을 검출해야 할 수도 있다.
(제6 실시 예)
또한, 상술한 제1 실시 예 내지 제5 실시 예들은 두 개 또는 두 개 이상의 조합으로써 TDD 또는 FDD를 구별하기 위해 이용될 수도 있다.
일례로, 상술한 제2 실시 예와 상술한 제4 실시 예의 방법 2)를 조합하여 TDD 또를 FDD를 구별하는 방법이 고려될 수 있다. 구체적으로, TDD에 이용되는 NSSS의 밀도(즉, 전송 주기)를 기존과 비교하여 절반으로 줄이는 경우, 상술한 제2 실시 예의 방법을 적용하여 순환 쉬프트 값
Figure PCTKR2018007039-appb-I000027
을 결정할 수 있다. 즉, NSSS가 40ms 마다 1 개의 서브프레임(예: #9 서브프레임)을 점유(예: 14 개의 심볼들 중 11 개의 심볼들만 점유)하는 경우, 두 개의 순환 쉬프트 값들이 결정될 필요가 있다. 이 때, 추가적으로, 상술한 제4 실시 예의 방법과 같이, NPBCH는 #9 서브프레임에서 전송하고, NSSS는 #0 서브프레임에서 전송하도록 설정될 수 있다. 이에 대한 구체적인 예시는 도 16과 같다.
도 16은 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용될 수 있는 동기 신호 전송 방법의 또 다른 예를 나타낸다. 도 16은 단지 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위를 제한하는 것이 아니다. 도 16을 참고하면, 상술한 제2 실시 예의 방법과 제4 실시 예의 방법 2)가 결합되어 적용되는 경우가 가정된다.
도 16에 나타난 것과 같이, TDD의 경우(즉, 제2 유형의 무선 프레임 구조) NSSS는 4 개의 무선 프레임마다 한번씩 전송되며, NPSS의 전송이 종료된 시점부터 NSSS의 전송이 시작되는 시점까지의 간격이 FDD 또는 TDD에 따라 다르게 설정될 수 있다. 즉, 무선 프레임 구조의 유형을 구분하는데 있어, NPSS의 전송 서브프레임과 NSSS의 전송 서브프레임 간의 거리 차이뿐만 아니라, NSSS의 시퀀스 차이까지 고려될 수 있다.
이와 같이, 상술한 실시 예들의 조합으로 이루어진 방법이 이용되는 경우, 단말 입장에서 오류 보정(error correction) 효과를 얻을 수 있는 장점이 있다.
또한, NPSS 및 NSSS 모두의 전송 주기(즉, 밀도)를 변경하고, 특징적으로 주기를 늘리며(즉, 밀도를 줄이고), 각각의 시퀀스까지 변경하여 TDD 또는 FDD를 구별하는 방법도 고려될 수 있다.
예를 들어, FDD의 경우, NPSS는 10ms마다 1개의 서브프레임을 점유(예: #5 서브프레임의 14개의 심볼들 중 11개의 심볼들만 점유)하도록 설정하고, NSSS는 20ms마다 1개의 서브프레임을 점유(예: #9 서브프레임의 14개의 심볼들 중 11개의 심볼들만 점유)하도록 설정하는 경우를 가정하자. 이 때, TDD의 경우, NPSS는 20ms마다 1개의 서브프레임을 점유(예: #5 서브프레임의 14개의 심볼들 중 11개의 심볼들만 점유)하도록 설정하고, NSSS는 40ms마다 1개의 서브프레임을 점유(예: #9 서브프레임의 14개의 심볼들 중 11개의 심볼들만 점유)하도록 설정할 수 있다. 이에 추가적으로, NPSS의 루트 인덱스 및/또는 커버 코드를 변경하도록 설정할 수 있으며, NSSS의 순환 쉬프트 값을 상술한 방법에 따라 변경하도록 설정할 수도 있다.
이와 같이 다수의 방법들의 조합으로 무선 프레임 구조의 유형을 구별하는 경우, 단말의 오류 보정 효과를 얻을 수 있는 장점이 있다.
다른 예를 들어, FDD의 경우, NPSS는 10ms마다 1개의 서브프레임을 점유(예: #5 서브프레임의 14개의 심볼들 들 중 11개의 심볼들만 점유)하도록 설정하고, NSSS는 20ms마다 1개의 서브프레임을 점유(예: #9 서브프레임의 14개의 심볼들 중 11개의 심볼들만 점유)하도록 설정하는 경우를 가정하자. 이 때, TDD의 경우, NPSS는 20ms마다 1개의 서브프레임을 점유(예: #5 서브프레임의 14개의 심볼들 중 11개의 심볼들만 점유)하도록 설정하고, NSSS는 40ms마다 1개의 서브프레임을 점유(예: #5 서브프레임의 14개의 심볼들 중 11개의 심볼들만 점유)하도록 설정할 수 있다. 이에 추가적으로, NPSS의 루트 인덱스 및/또는 커버 코드를 변경하도록 설정할 수 있으며, NSSS의 순환 쉬프트 값을 상술한 방법에 따라 변경하도록 설정할 수도 있다.
해당 예시의 경우, TDD에서 NPSS와 NSSS가 점유하는 서브프레임의 위치가 동일하다. 이에 대한 구체적인 예시는 도 17과 같다.
도 17은 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용될 수 있는 동기 신호 전송 방법의 또 다른 예를 나타낸다. 도 17은 단지 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위를 제한하는 것이 아니다.
도 17을 참고하면, FDD의 경우에서 NPSS 및 NSSS를 전송하는 방식과 TDD의 경우에서 NPSS 및 NSSS를 전송하는 방식이 다르게 설정된다.
이 때, TDD의 경우, NPSS와 NSSS는 모두 #5 서브프레임에서 전송될 수 있다. 다만, NPSS와 NSSS의 전송 주기가 서로 다르게 설정됨(NPSS는 20ms, NSSS는 40ms)에 따라, NPSS와 NSSS는 서로 중첩되지 않고 전송될 수 있다.
이 경우, NPSS와 NSSS가 점유하는 서브프레임의 위치가 동일하므로 즉, 하나의 서브프레임만을 이용하여 NPSS와 NSSS가 전송될 수 있으므로, TDD 측면에서 하향링크 서브프레임을 확보할 수 있다는 장점이 있다. 이는, TDD의 경우 하향링크 서브프레임의 수가 제한되는 것을 고려할 때, 하향링크 전송을 보다 효율적으로 수행할 수 있는 것과 관련이 있다.
또한, TDD를 위한 무선 프레임 구조의 매 #9 서브프레임에서 NRS가 전송될 수 있기 때문에, 단말이 #0 서브프레임에서 전송되는 NPBCH를 검출하기 위한 크로스-서브프레임 채널 추정이 수행할 수 있는 장점이 있다. 또한, 앞서 언급한 바와 같이, 단말의 오류 보정 효과도 얻을 수 있다.
도 18은 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 단말이 동기 신호를 이용하여 셀 탐색 절차를 수행하는 동작 순서도를 나타낸다. 도 18은 단지 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위를 제한하는 것이 아니다.
도 18을 참고하면, 협대역 동기 신호는 NB-IoT 시스템을 위해 설정된 동기 신호(예: 상술한 NPSS, NSSS 등)를 의미하며, 특히, 기지국 및/또는 단말은 상술한 실시 예들(특히, 제4 실시 예의 방법 2))에 따라 NPSS, NSSS, 및/또는 NPBCH를 송수신할 수 있다.
먼저, 단말은 기지국으로부터 협대역 동기 신호(narrowband synchronization signal)(예: NPSS, NSSS)를 수신할 수 있다(S1805 단계). 이 경우, 협대역 동기 신호는 상술한 방법에 따라 전송될 수 있다.
예를 들어, 단말은 NPSS 및 NSSS를 수신하며, 해당 NPSS 및 NSSS는 서로 다른 서브프레임에서 전송될 수 있다. 특히, NSSS가 전송되는 서브프레임은 무선 프레임 구조의 유형에 따라 서로 다르게 설정될 수 있다.
구체적으로, FDD를 위한 무선 프레임 구조(예: 상술한 제1 유형의 무선 프레임 구조)의 경우 NSSS는 무선 프레임의 #9 서브프레임에서 전송되며, TDD를 위한 무선 프레임 구조(예: 상술한 제2 유형의 무선 프레임 구조)의 경우 NSSS는 무선 프레임의 #0 서브프레임에서 전송될 수 있다(예: 도 14). 또한, NPSS는 무선 프레임의 #5 서브프레임에서 전송될 수 있다.
이 경우, NSSS의 전송 주기(예: 20ms)는 NPSS의 전송 주기(예: 10ms)의 두 배로 설정되며, NSSS는 무선 통신 시스템이 지원하는 다수의 무선 프레임들 중 짝수 번째 무선 프레임들에서 전송될 수 있다. 또한, 상술한 바와 같이, NPSS 및 NSSS 각각은, 서브프레임 내의 11개의 OFDM 심볼들을 통해 전송될 수 있다.
추가적으로, 단말은 협대역 방송 채널(narrowband broadcast channel)(예: NPBCH)을 수신할 수 있으며, 협대역 방송 채널이 전송되는 서브프레임도 무선 프레임 구조의 유형에 따라 서로 다르게 설정될 수 있다. 예를 들어, FDD를 위한 무선 프레임 구조의 경우, 협대역 방송 채널은 무선 프레임의 #0 서브프레임에서 전송되며, TDD를 위한 무선 프레임 구조의 경우, 협대역 방송 채널은 무선 프레임의 #9 서브프레임에서 전송될 수 있다(예: 도 14).
이 때, 해당 단말은, 상술한 방법과 같이, NPSS가 전송되는 서브프레임과 NSSS가 전송되는 서브프레임 간의 간격(gap)을 이용하여, 해당 기지국이 제공하는 무선 프레임 구조를 결정할 수 있다.
다음으로, 단말은, 수신된 협대역 동기 신호에 기반하여, 기지국에 대한 셀 탐색 절차(cell search procedure)를 수행할 수 있다. 여기에서, 셀 탐색 절차는 동기 신호를 이용하여 시간 및 주파수 동기를 획득하고, 해당 기지국의 셀 식별자(cell ID)를 획득하는 절차를 의미할 수 있다.
상술한 바와 같은 과정들을 통해, 단말은 초기 접속(initial access) 절차를 수행하면서 동기 신호(예: NPSS, NSSS, 및/또는 NPBCH)를 이용하여 자신이 제공 받을 무선 프레임 구조를 빠르게 판단 또는 확인할 수 있다.
NB- IoT 시스템의 무선 프레임 구조 구분을 위한 새로운 NPSS 커버 코드
상술한 표 3을 참고하면, FDD를 위한 무선 프레임 구조(이하, 제1 유형의 무선 프레임 구조)에서 이용되는 NPSS의 길이 11 커버 코드는 [1, 1, 1, 1, -1, -1, 1, 1, 1, -1, 1]과 같을 수 있다.
상술한 것과 같은 NPSS를 이용하여 무선 프레임 구조의 유형을 구분하는 다수의 방법들뿐만 아니라, TDD를 위한 무선 프레임 구조(이하, 제2 유형의 무선 프레임 구조)에서 이용되는 NPSS의 커버 코드 값을 FDD의 경우와 다르게 설정하여 무선 프레임 구조의 유형을 구분하는 방법도 고려될 수 있다. 이 때, TDD를 위한 무선 프레임 구조에서 고려될 수 있는 커버 코드는 다음과 같은 세 가지 특성을 갖도록 설정될 수 있다.
1) 제1 유형의 무선 프레임 구조를 지원하는 기지국이 전송하는 NPSS 시퀀스는, 제2 유형의 무선 프레임 구조를 지원하는 기지국에 접속하기 원하는 단말에게 잘 검출되지 않아야 한다.
2) 제2 유형의 무선 프레임 구조를 지원하는 기지국이 전송하는 NPSS 시퀀스는, 제1 유형의 무선 프레임 구조를 지원하는 기지국에 접속하기 원하는 단말에게 잘 검출되지 않아야 한다.
3) 제2 유형의 무선 프레임 구조를 지원하는 기지국이 전송하는 NPSS 시퀀스는, 제2 유형의 무선 프레임 구조를 지원하는 기지국에 접속하기 원하는 단말에게 잘 검출되어야 한다. 이 때, 검출이 잘 된다는 것은, 제1 유형의 무선 프레임 구조를 지원하는 기지국이 전송하는 NPSS 시퀀스를, 제1 유형의 무선 프레임 구조를 지원하는 기지국에 접속하기 원하는 단말이 검출할 수 있는 수준과 비슷한 것을 의미할 수 있다.
이와 같은 특성을 갖는 커버 코드는 이하 설명되는 두 가지 실험들을 통해 결정될 수 있다.
먼저, 첫 번째 실험으로써, 기지국 단의 NPSS 커버 코드 값을 제1 유형의 무선 프레임 구조에서 이용되는 [1, 1, 1, 1, -1, -1, 1, 1, 1, -1, 1]로 설정하고, 단말이 수신 단계에서 2047개의 커버 코드들에 대해 산출된 상관 전력(correlation power) 값들을 비교하여, 첨두 전력(peak power) 값이 작게 설정되는 커버 코드를 찾는 방법이 고려될 수 있다.
여기에서, 상기 2047 개의 커버 코드들은 길이 11의 모든 커버 코드들에서 제1 유형의 무선 프레임 구조에서 이용되는 커버 코드를 제외한 211-1 개의 커버 코드들을 의미한다. 또한, 상기 상관 전력 값들은 여러 개의 OFDM 심볼 수준의 차등 알고리즘(several OFDM symbol level differential algorithm)을 통해 산출될 수 있다.
해당 실험을 통해, 상기 첨두 전력 값들이 작은 순서대로 커버 코드들이 나열될 수 있으며, 이 중 상위 15개의 커버 코드들은 표 6과 같을 수 있다. 즉, 표 6은 첫 번째 실험의 결과로써 첨두 전력 값이 작은 상위 15개의 커버 코드의 인덱스들을 나타낸다.
Figure PCTKR2018007039-appb-T000006
표 6에서, 커버 코드 인덱스는 커버 코드를 2 진수(이 때, -1은 0으로 간주)로 간주할 때 획득할 수 있는 값을 의미할 수 있다. 예를 들어, [-1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1]은 커버 코드 인덱스 0으로 표현되고, [1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1]은 커버 코드 인덱스 2047로 표현될 수 있다. 이와 같은 방식을 따를 때, 표 6에서 밑줄 친 커버 코드 인덱스 1699는 [1, 1, -1, 1, -1, 1, -1, -1, -1, 1, 1]를 의미할 수 있다.
다음으로, 두 번째 실험으로써, 기지국 단의 NPSS 커버 코드 값을 2048개의 커버 코드 중 하나를 선택하도록 설정하고, 단말이 수신 단계에서 앞서 선택한 커버 코드를 이용하여 산출된 상관 전력 값들을 비교할 수 있다.
이 때, 선택된 커버 코드를 이용하여 획득된 상관 전력의 두 번째 첨두(second peak power) 전력 대비 첨두 전력 값(이하, A 값)이, 제1 유형의 무선 프레임 구조에서 이용되는 커버 코드(예: [1, 1, 1, 1, -1, -1, 1, 1, 1, -1, 1])를 이용하여 획득된 상관 전력의 두 번째 첨두 전력 대비 첨두 전략 값(이하, B 값)보다 크거나 같은 커버 코드들이 존재할 수 있다.
여기에서, 두 번째 첨두 전력 대비 첨두 전력 값은, 상관 전력 값들에 대한 주변 첨두(side peak) 대비 주 첨두(main peak) 값을 의미할 수 있다. 예를 들어, 첨두 전력(즉, 주 첨두)이 1이고, 두 번째 첨두 전력(즉, 주변 첨두)이 0.5인 경우, 두 번째 첨두 전력 대비 첨두 전력 값은 2이다. 두 번째 첨두 전력 대비 첨두 전력 값이 크다는 것은, 해당 시퀀스의 상관 성능이 높다는 것을 의미할 수 있다.
즉, A 값이 B보다 크거나 같은 조건을 만족하는 커버 코드들이 결정될 수 있으며, 이러한 커버 코드들 중 피크 전력 값이 큰 커버 코드가 제2 유형의 무선 프레임 구조의 NPSS에 대한 커버 코드로서 설정될 수 있다.
해당 실험을 통해, A 값이 B보다 크거나 같은 조건을 만족하는 커버 코드들이 피크 전력 값이 큰 순서대로 나열될 수 있으며, 이 중 상위 15개의 커버 코드들은 표 7과 같을 수 있다. 즉, 표 7은 두 번째 실험의 결과로써 피크 전력 값이 큰 상위 15개의 커버 코드의 인덱스들을 나타낸다.
Figure PCTKR2018007039-appb-T000007
표 7을 참고하면, 첫 번째 실험에서 상위 15개의 커버 코드에 포함된 커버 코드 인덱스 1699(즉, [1, 1, -1, 1, -1, 1, -1, -1, -1, 1, 1])는 두 번째 실험에서도 상위 15개의 커버 코드에 포함된다.
상술한 두 실험들의 결과를 고려할 때, 제2 유형의 무선 프레임 구조에 대해 적합한 커버 코드는, 커버 코드 인덱스 1699(즉, [1, 1, -1, 1, -1, 1, -1, -1, -1, 1, 1])일 수 있다.
추가적으로, 각 실험의 결과 중 최상위 커버 코드들(즉, 커버 코드 인덱스들 2007 및 562), 제2 유형의 무선 프레임 구조에 대해 적합한 것으로 판단된 커버 코드 인덱스 1699, 및 제1 유형의 무선 프레임 구조에 이용되는 커버 코드(즉, 커버 코드 인덱스 1949)를 이용하여, 첫 번째 실험 및 두 번째 실험에 대한 상관 전력 값들을 산출한 결과는 각각 도 19 및 도 20과 같을 수 있다.
도 19는 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용될 수 있는 NPSS의 커버 코드 값들에 대한 상관 전력 그래프의 예를 나타낸다. 도 19는 단지 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위를 제한하는 것이 아니다.
도 19를 참고하면, 제2 유형의 무선 프레임 구조와 관련된 커버 코드 인덱스들 2007, 562, 및 1699에 해당하는 커버 코드들과 제1 유형의 무선 프레임 구조에서 이용되는 커버 코드를 이용하여, 첫 번째 실험의 방식에 기반하여 여러 개의 OFDM 심볼 수준의 차등 알고리즘을 통해 상관 전력 값들이 산출될 수 있다.
도 19의 그래프들을 분석하면, 커버 코드 인덱스들 1699 및 2007는 0에 가까운 값을 갖는 반면, 커버 코드 인덱스 562는 부정확한 시간 샘플 인덱스(time sample index)에서 0.1에 가까운 피크 값을 갖는다.
따라서, 첫 번째 실험의 경우, 커버 코드 인덱스 562는 커버 코드 인덱스들 1699 및 2007에 비해 성능이 좋지 않은 것으로 판단될 수 있다. 즉, 도 19의 그래프들을 통해, 첫 번째 실험 결과의 상위 15개 커버 코드에 커버 코드 인덱스 562가 포함되지 않는 점이 유추될 수 있다.
도 20은 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용될 수 있는 NPSS의 커버 코드 값들에 대한 상관 전력 그래프의 다른 예를 나타낸다. 도 20은 단지 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위를 제한하는 것이 아니다.
도 20을 참고하면, 제2 유형의 무선 프레임 구조와 관련된 커버 코드 인덱스들 2007, 562, 및 1699에 해당하는 커버 코드들과 제1 유형의 무선 프레임 구조에서 이용되는 커버 코드를 이용하여, 두 번째 실험의 방식에 기반하여 여러 개의 OFDM 심볼 수준의 차등 알고리즘을 통해 상관 전력 값들이 산출될 수 있다.
도 20의 그래프들을 분석하면, 커버 코드 인덱스들 562 및 1699는 첨예한 주 첨두(main peak)만 갖는 반면, 커버 코드 인덱스 2007은 주 첨두뿐만 아니라 양 쪽에 주변 첨두(side peak)들을 추가적으로 가질 수 있다.
따라서, 두 번째 실험의 경우, 커버 코드 인덱스 2007은 커버 코드 인덱스들 562 및 1699에 비해 성능이 좋지 않은 것으로 판단될 수 있다. 즉, 도 20의 그래프들을 통해, 두 번째 실험 결과의 상위 15개 커버 코드에 커버 코드 인덱스 2007이 포함되지 않는 점이 유추될 수 있다.
이 때, 주 첨두는 여러 개의 OFDM 심볼 수준의 차등 알고리즘을 통해 획득된 출력(즉, 상관 전력) 값이 가장 큰 값을 의미하며, 주변 첨두는 주 첨두에서 특정 범위를 벗어난 가장 큰 출력 값을 의미할 수 있다. 여기에서, 특정 범위는 피크 값 검출 이후에 수신 측에서 다음 동작을 수행함에 있어서 추가 연산에 이용되는 구간(즉, 피크 값으로부터 특정 범위 내의 샘플)을 의미할 수 있다. 일례로, 특정 구간은 ±16Ts'로 설정될 수 있으며, 여기에서 Ts'는 240kHz 샘플링 주파수의 시간 단위(240kHz sampling frequency time unit)를 의미할 수 있다.
따라서, 상술한 결과들에 따라, 제2 유형의 무선 프레임 구조에서 NPSS에 적용될 커버 코드로 [1, 1, -1, 1, -1, 1, -1, -1, -1, 1, 1](즉, 커버 코드 인덱스 1699)이 설정될 수 있다. FDD의 경우 NPSS에 이용될 커버 코드를 나타내는 표 3과 비교하여, TDD의 경우 NPSS에 이용될 커버 코드 S(l)은 표 8과 같이 표현될 수 있다.
Figure PCTKR2018007039-appb-T000008
또한, 상술한 바와 같이 선택된 [1, 1, -1, 1, -1, 1, -1, -1, -1, 1, 1]는 제2 유형의 무선 프레임 구조의 NPSS에 이용될 수 있는 것뿐만 아니라, 또 다른 무선 프레임 구조 유형(예: LTE 시스템의 제3 유형의 무선 프레임 구조, NR 시스템에서 새롭게 도입되는 무선 프레임 구조)의 NPSS에 이용되도록 설정될 수도 있다. 또한, 해당 커버 코드가 NPSS가 아닌 다른 신호(예: wake-up 신호, go-to-sleep 신호 등)에도 확장하여 적용될 수 있음은 물론이다.
이는, 기존의(즉, 레거시) NB-IoT 단말 중 제1 유형의 무선 프레임 구조만 지원하는 경우가 존재하기 때문에, 추가적인 신호가 표준에 반영되는 것을 고려할 때 기존의 단말에 미치는 영향이 적어야 함을 고려할 때, 앞서 설명된 방법들 따라 커버 코드를 선택하는 것이 바람직할 수 있다.
또한, 제2 유형의 무선 프레임 구조에서 앞서 선택된 커버 코드(즉, 수학식 8의 커버 코드)가 이용될 때, 해당 NPSS의 시퀀스(예: ZC 시퀀스)의 루트 인덱스 값은 기존의 값(예: 5)이 적용되거나, 이와 다른 새로운 값(예: 6)이 적용될 수도 있다.
또한, 상술한 루트 인덱스 및 커버 코드를 설정하는 방법뿐만 아니라, 무선 프레임 구조의 유형에 따라 NPSS와 NSSS 간의 간격(즉, 서브프레임 간격(subframe gap))의 차이가 발생하도록 설정할 수도 있다. 예를 들어, NPSS의 전송이 종료된 시점과 NSSS의 전송이 시작되는 시점 간의 간격이 제1 유형의 무선 프레임 구조의 경우에 4 개의 서브프레임들로 설정되는 반면, 제2 유형의 무선 프레임 구조의 경우에서는 5 개의 서브프레임들로 설정될 수도 있다. 즉, NPSS와 NSSS 간의 간격을 다르게 설정하기 위하여 NPSS 및 NSSS의 전송 서브프레임 위치를 변경하는 방법도, 제2 유형의 무선 프레임 구조의 NPSS 및 NSSS 설정에 적용될 수 있다.
NB- IoT 시스템의 새로운 NPSS 설계
앞서 언급한 바와 같이, 기존의 NB-IoT 시스템(예: Rel.13 NB-IoT 시스템)의 NPSS는 11개의 OFDM 심볼들과 11개의 서브캐리어들을 점유하도록 설계된다.
도 21은 기존의 NB-IoT 시스템의 NPSS가 점유하는 자원 영역을 나타낸다.
도 21에 나타난 것과 같이, NPSS는 시간 영역상으로 #3 OFDM 심볼부터 #13 OFDM 심볼까지의 11개의 OFDM 심볼들을 점유하고, 주파수 영역상으로 #0 서브캐리어부터 #10 서브캐리어까지의 11개의 서브캐리어들을 점유하도록 설정된다.
이 때, 중심 주파수(center frequency)가 작은 대역(예: 900MHz)에서, 도 21과 같이 설계된 NPSS는, 오실레이터 오류(oscillator error)로 인한 주파수 오프셋(frequency offset)과 추가적인 래스터 오프셋을 고려하더라도 최대 ±25.5kHz만큼의 오차가 발생될 수 있다. 이에 대한 구체적인 예시는 도 22와 같다.
도 22는 기존의 NB-IoT 시스템의 NPSS에 대한 주파수 오프셋의 일 예를 나타낸다.
도 22를 참고하면, 중심 주파수의 대역폭이 작게 설정되며(예: 900MHz), NPSS는 11개의 서브캐리어들(즉, 165kHz)을 점유하는 경우가 가정된다. 이 때, 주파수 오프셋은 NB-IoT 단말의 경우 20ppm, 추가적인 래스터 오프셋은 ±7.5kHz일 수 있다.
이 경우, 주파수 오프셋 및 추가적인 래스터 오프셋을 고려하더라도 최대 ±25.5kHz만큼의 오차만 발생되므로, NPSS가 점유하는 자원 영역은 아날로그 필터 대역(예: 240kHz)을 벗어나지 않는다. 이는, 240kHz 대역의 아날로그 필터와 180kH를 점유하는 NPSS 사이에 위아래로 각각 30kHz 만큼의 여유 공간(margin)이 존재하기 때문이다.
이와 달리, 중심 주파수가 높은 대역(예: 2.6GHz)에서, 도 21과 같이 설계된 NPSS는, 오실레이터 오류로 인한 주파수 오프셋과 추가적인 래스터 오프셋을 고려할 때 최대 ±59.5kHz만큼의 오차가 발생될 수 있다. 이에 대한 구체적인 예시는 도 23과 같다.
도 23은 기존의 NB-IoT 시스템의 NPSS에 대한 주파수 오프셋의 다른 예를 나타낸다.
도 23을 참고하면, 중심 주파수의 대역폭이 높게 설정되며(예: 2.6GHz), NPSS는 11개의 서브캐리어들(즉, 165kHz)을 점유하는 경우가 가정된다. 이 때, 주파수 오프셋은 NB-IoT 단말의 경우 20ppm, 추가적인 래스터 오프셋은 ±7.5kHz일 수 있다.
이 경우, 주파수 오프셋 및 추가적인 래스터 오프셋을 고려하면 최대 ±59.5kHz만큼의 오차가 발생되므로, NPSS가 점유하는 자원 영역이 아날로그 필터 대역(예: 240kHz)을 벗어나는 경우가 발생된다. 이는, 59.5kHz의 오차 값이 아날로그 필터의 대역과 NPSS의 점유 대역 간에 존재하는 여유 공간(예: 30kHz)보다 크기 때문이다.
따라서, 상술한 바와 같이 NPSS 자원 영역이 아날로그 필터 대역을 벗어나는 경우를 방지하기 위해, 본 명세서는, NPSS가 점유하는 서브캐리어의 수를 NB-IoT 시스템이 운용되는 중심 주파수 값에 따라 기존 11개에서 11-(K1+K2)개로 변경하여 이용하도록 설정하는 방법을 제안한다.
여기에서, K1 및 K2는 0≤K1+K2<11, 0≤K1<11, 0≤K2<11를 만족하는 정수를 의미할 수 있다. 특히, K1은 낮은 주파수(low frequency) 쪽으로부터 제외될 수 있는 서브캐리어의 수를 나타내고, K2는 높은 주파수(high frequency) 쪽으로부터 제외될 수 있는 서브캐리어의 수를 나타낸다.
이 경우, 기지국은 기본적으로 중심 주파수에 대한 정보를 알고 있는 것이 가정되므로, 기지국은 중심 주파수 값에 따라 미리 약속된(또는 설정된, 정의된) K1 및 K2 값을 선택하여 NPSS를 전송하도록 설정될 수 있다. 또한, 단말은 현재 자신이 접속하기 원하는 셀(cell)이 배치된 대역(band)에 대한 정보를 알고 있는 것이 가정되므로, 해당 대역에 존재할 수 있는 중심 주파수 값에 따라 미리 약속된 K1 및 K2 값을 선택하여 NPSS를 검출하도록 설정될 수 있다.
표 9는 중심 주파수 값에 따른 최대 주파수 오프셋, 미리 약속된 K1 및 K2 값, 및 그에 따라 NPSS가 점유하는 서브캐리어 수의 예들을 나타낸다.
Figure PCTKR2018007039-appb-T000009
상술한 바와 같이 NPSS가 점유할 수 있는 서브캐리어 수가 11-(K1+K2)로 결정되는 경우, NPSS 시퀀스(NPSS sequence)는 다음과 같은 방법들을 통해 매핑될 수 있다.
먼저, NPSS를 위해 설정된 기존의 길이 11 자도프-추 시퀀스(Length 11 Zadoff-Chu sequence, Length 11 ZC sequence)를 동일하게 이용하는 경우를 가정하자. 이 때, 길이 11 자도프-추 시퀀스를 낮은 주파수 쪽으로부터 K1개의 RE를 제외하고, 높은 주파수 쪽으로부터 K2개의 RE를 제외하여, 나머지 시퀀스를 11-(K1+K2)개의 RE에 매핑하는 방법이 고려될 수 있다. 여기에서, 나머지 시퀀스를 매핑한다는 것은, 제외된 RE에는 0을 매핑하고, 제외되지 않은 RE에는 기존의 시퀀스 값을 매핑하는 것을 의미할 수 있다. 이에 대한 예시는 도 24와 같을 수 있다.
도 24는 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용될 수 있는 NPSS 시퀀스 매핑 방법의 일 예를 나타낸다. 도 24는 단지 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위를 제한하는 것이 아니다.
도 24를 참고하면, 낮은 주파수 쪽에서 적용되는 K1이 2로 설정되고, 높은 주파수 쪽에서 적용되는 K2가 2로 설정되는 경우가 가정된다. 이 경우, NPSS 시퀀스의 길이는 7(즉, 11-4)로 변경되며, 길이 7 시퀀스가 #2 서브캐리어부터 #8 서브캐리어까지의 7개의 서브캐리어들에 매핑될 수 있다. 이 때, 시퀀스가 매핑되지 않는 RE에는 기존의 시퀀스 값이 아닌 '0'이 매핑될 수 있다.
추가적으로, 기존의 길이 11 자도프-추 시퀀스에 대해, 낮은 주파수 또는 높은 주파수 중 어느 한쪽으로부터 K1+K2개의 RE를 제외하고 나머지 시퀀스를 매핑하도록 설정할 수도 있다. 예를 들어, 나머지 시퀀스는, #0 서브프레임부터 #6 서브프레임까지 매핑되거나, #4 서브프레임부터 #10 서브프레임까지 매핑될 수도 있다.
해당 방법의 특징은, 최초에 자도프-추 시퀀스를 생성할 때에는 루트 인덱스 5를 사용하여 시퀀스를 생성하지만, 실제 자원에 매핑되는 시퀀스는 이 중 길이 11-(K1+K2)만큼의 시퀀스에 해당한다는 것이다.
다음으로, 기존의 길이 11 자도프-추 시퀀스 대신, NPSS를 위한 길이 11-(K1+K2) 자도프추-시퀀스를 생성하여, NPSS가 점유할 수 있는 서브캐리어에 해당하는 RE에 매핑하는 방법이 고려될 수 있다. NPSS를 구성하는 자도프-추 시퀀스의 특성상, 홀수 길이의 시퀀스가 성능이 좋으며, 루트 인덱스는 시퀀스 길이의 중간 숫자로 선택하는 것이 바람직할 수 있다.
예를 들어, 중심 주파수가 2.6GHz인 경우, 최대 주파수 오프셋이 ±59.5kHz이므로, K1은 2로 설정되고, K2는 1 또는 2로 설정될 수 있다. 이에 대한 예시는 도 25와 같을 수 있다.
도 25는 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용될 수 있는 NPSS 시퀀스 매핑 방법의 다른 예를 나타낸다. 도 25는 단지 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위를 제한하는 것이 아니다.
도 25를 참고하면, 낮은 주파수 쪽에서 적용되는 K1이 2로 설정되고, 높은 주파수 쪽에서 적용되는 K2가 2로 설정되는 경우가 가정된다. 이 경우, NPSS를 위해 생성된 길이 7의 자도프-추 시퀀스가 이용되며, 해당 시퀀스는 #2 서브캐리어부터 #8 서브캐리어까지의 7개의 서브캐리어들에 매핑될 수 있다.
성능적인 측면을 고려할 때, 길이 11 자도프-추 시퀀스를 생성하여 양 쪽 또는 한 쪽 일부를 제외하고 이용하는 시퀀스의 성능보다, 더 짧은 길이의 자도프-추 시퀀스이지만 전체를 이용하는 시퀀스의 성능이 더 좋을 수 있다.
도 26은 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용될 수 있는 NPSS에 대한 주파수 오프셋의 일 예를 나타낸다. 도 26은 단지 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위를 제한하는 것이 아니다.
도 26을 참고하면, K1 및 K2가 2로 선택된 경우, NPSS가 아날로그 필터 대역(즉, 240kHz)을 벗어나지 않는 것을 확인할 수 있다. 즉, K1 및 K2가 2로 선택된 경우, 최대 오차(예: ±59.5kHz)를 고려하더라도 NPSS가 매핑된 서브캐리어는 240kHz 대역 내에 존재할 수 있다.
또한, 상술한 방법들을 통해 감소된 RE 수만큼(즉, K1+K2), NPSS 전송 시 파워 부스팅(power boosting)이 될 수 있다. 감소된 RE에 상응하는 파워 부스팅 효과가 기대될 수 있으며, 이는 NPSS에 적용될 수 있다.
또한, 상술한 방법과 같이 중심 주파수에 따라 NPSS가 점유하는 서브캐리어 수를 변경하는 것 대신, NPSS를 위한 서브캐리어 간격을 변경하는 방법이 고려될 수도 있다. 즉, 기존의 NPSS와 같이 15kHz 서브캐리어 간격을 이용하는 대신, 중심 주파수가 높은 경우(예: 2.6GHz) NPSS의 전송을 위한 시점(timing)(예: 1ms 내, 1 서브프레임 내)의 서브캐리어 간격을 줄여서 NPSS를 전송하도록 설정할 수 있다. 여기에서, 서브캐리어 간격을 줄이는 것은, 심볼 길이를 늘이는 것을 의미할 수 있다. 이에 대한 예시는 도 27과 같다.
도 27은 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용될 수 있는 NPSS 시퀀스 매핑 방법의 또 다른 예를 나타낸다. 도 27은 단지 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위를 제한하는 것이 아니다.
도 27을 참고하면, 서브캐리어 간격이 15kHz(즉, 기존의 LTE에서의 서브프레임 간격)에서 절반으로 줄인 7.5kHz를 이용하여 NPSS를 전송하는 경우가 가정된다. 서브캐리어 간격이 절반으로 줄어듦에 따라, 심볼 길이는 2 배 증가하게 된다. 이 때, 기존의 LTE 시스템의 제어 영역을 보장해주기 위해 맨 앞 2개의 심볼들은 비우도록 설정될 수 있다.
또한, 기존의 NPSS 설계에서 길이 11 자도프-추 시퀀스 및 루트 인덱스 값은 그대로 유지할 수 있지만, 11개의 심볼들에 걸쳐 이용되는 커버 코드는 5개의 심볼들에 걸쳐 이용할 수 있도록 변경될 필요가 있다. 이 때, 변경 방법은 기존의 커버 코드(길이 11에 맞춰 설정된 커버 코드)를 앞에서 5개까지 끊어서 이용하거나, 길이 5에 해당하는 커버 코드를 새롭게 도입하여 이용하도록 설정할 수도 있다.
도 28은 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용될 수 있는 NPSS에 대한 주파수 오프셋의 다른 예를 나타낸다. 도 28은 단지 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위를 제한하는 것이 아니다.
도 28을 참고하면, 서브캐리어 간격이 절반으로 줄었을 때(즉, 7.5kHz 서브캐리어 간격), 중심 주파수가 2.6GHz인 대역에서, NPSS가 아날로그 필터 대역(즉, 240kHz)을 벗어나지 않는 것을 확인할 수 있다.
본 명세서에서 상술한 방법들은 LTE 시스템을 기준으로 설명되었지만, 이는 NR 시스템에서도 공통적으로 적용될 수 있음은 물론이다. 예를 들어, 상술한 방법들은 NR 시스템에서 한정된 대역폭(limited bandwidth)을 이용하는 시스템에 이용될 수 있다.
본 발명이 적용될 수 있는 장치 일반
도 29는 본 명세서에서 제안하는 방법들이 적용될 수 있는 무선 통신 장치의 블록 구성도를 예시한다.
도 29를 참조하면, 무선 통신 시스템은 기지국(2910)과 기지국(2910) 영역 내에 위치한 다수의 단말(2920)을 포함한다.
기지국(2910)은 프로세서(processor, 2911), 메모리(memory, 2912) 및 RF부(radio frequency unit, 2913)을 포함한다. 프로세서(2911)는 앞서 도 1 내지 도 28에서 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 무선 인터페이스 프로토콜의 계층들은 프로세서(2911)에 의해 구현될 수 있다. 메모리(2912)는 프로세서(2911)와 연결되어, 프로세서(2911)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. RF부(2913)는 프로세서(2911)와 연결되어, 무선 신호를 송신 및/또는 수신한다.
단말(2920)은 프로세서(2921), 메모리(2922) 및 RF부(2923)을 포함한다.
프로세서(2921)는 앞서 도 1 내지 도 28에서 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 무선 인터페이스 프로토콜의 계층들은 프로세서(2921)에 의해 구현될 수 있다. 메모리(2922)는 프로세서(2921)와 연결되어, 프로세서(2921)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. RF부(2923)는 프로세서(2921)와 연결되어, 무선 신호를 송신 및/또는 수신한다.
메모리(2912, 2922)는 프로세서(2911, 2921) 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 프로세서(2911, 2921)와 연결될 수 있다. 또한, 기지국(2910) 및/또는 단말(2920)은 한 개의 안테나(single antenna) 또는 다중 안테나(multiple antenna)를 가질 수 있다.
도 30는 본 발명의 일 실시 예에 따른 통신 장치의 블록 구성도를 예시한다.
특히, 도 30에서는 앞서 도 29의 단말을 보다 상세히 예시하는 도면이다.
도 30를 참조하면, 단말은 프로세서(또는 디지털 신호 프로세서(DSP: digital signal processor)(3010), RF 모듈(RF module)(또는 RF 유닛)(3035), 파워 관리 모듈(power management module)(3005), 안테나(antenna)(3040), 배터리(battery)(3055), 디스플레이(display)(3015), 키패드(keypad)(3020), 메모리(memory)(3030), 심카드(SIM(Subscriber Identification Module) card)(3025)(이 구성은 선택적임), 스피커(speaker)(3045) 및 마이크로폰(microphone)(3050)을 포함하여 구성될 수 있다. 단말은 또한 단일의 안테나 또는 다중의 안테나를 포함할 수 있다.
프로세서(3010)는 앞서 도 1 내지 도 28에서 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 무선 인터페이스 프로토콜의 계층은 프로세서(3010)에 의해 구현될 수 있다.
메모리(3030)는 프로세서(3010)와 연결되고, 프로세서(3010)의 동작과 관련된 정보를 저장한다. 메모리(3030)는 프로세서(3010) 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 프로세서(3010)와 연결될 수 있다.
사용자는 예를 들어, 키패드(3020)의 버튼을 누르거나(혹은 터치하거나) 또는 마이크로폰(3050)를 이용한 음성 구동(voice activation)에 의해 전화 번호 등과 같은 명령 정보를 입력한다. 프로세서(3010)는 이러한 명령 정보를 수신하고, 전화 번호로 전화를 거는 등 적절한 기능을 수행하도록 처리한다. 구동 상의 데이터(operational data)는 심카드(3025) 또는 메모리(3030)로부터 추출할 수 있다. 또한, 프로세서(3010)는 사용자가 인지하고 또한 편의를 위해 명령 정보 또는 구동 정보를 디스플레이(3015) 상에 디스플레이할 수 있다.
RF 모듈(3035)는 프로세서(3010)에 연결되어, RF 신호를 송신 및/또는 수신한다. 프로세서(3010)는 통신을 개시하기 위하여 예를 들어, 음성 통신 데이터를 구성하는 무선 신호를 전송하도록 명령 정보를 RF 모듈(3035)에 전달한다. RF 모듈(3035)은 무선 신호를 수신 및 송신하기 위하여 수신기(receiver) 및 전송기(transmitter)로 구성된다. 안테나(3040)는 무선 신호를 송신 및 수신하는 기능을 한다. 무선 신호를 수신할 때, RF 모듈(3035)은 프로세서(3010)에 의해 처리하기 위하여 신호를 전달하고 기저 대역으로 신호를 변환할 수 있다. 처리된 신호는 스피커(3045)를 통해 출력되는 가청 또는 가독 정보로 변환될 수 있다.
이상에서 설명된 실시 예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들이 소정 형태로 결합된 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려되어야 한다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시 예를 구성하는 것도 가능하다. 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. 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시 예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함시킬 수 있음은 자명하다.
본 발명에 따른 실시 예는 다양한 수단, 예를 들어, 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시 예는 하나 또는 그 이상의 ASICs(application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 프로세서, 콘트롤러, 마이크로 콘트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.
펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시 예는 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차, 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리는 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.
본 발명은 본 발명의 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 통상의 기술자에게 자명하다. 따라서, 상술한 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
본 발명의 NB-IoT를 지원하는 무선 통신 시스템에서 신호를 송수신하는 방안은 3GPP LTE/LTE-A 시스템에 적용되는 예를 중심으로 설명하였으나, 3GPP LTE/LTE-A 시스템 이외에도 NR(New RAT) 시스템과 같은 다양한 무선 통신 시스템에 적용하는 것이 가능하다.

Claims (15)

  1. 협대역 사물 인터넷(NarrowBand-Internet of Things, NB-IoT)을 지원하는 무선 통신 시스템에서 동기 신호(synchronization signal)를 송수신하는 방법에 있어서,
    기지국으로부터, 협대역 동기 신호(narrowband synchronization signal)를 수신하는 과정과,
    상기 협대역 동기 신호에 기반하여, 상기 기지국에 대한 셀 탐색 절차(cell search procedure)를 수행하는 과정을 포함하되,
    상기 협대역 동기 신호는, 협대역 프라이머리 동기 신호(narrowband primary synchronization signal) 및 협대역 세컨더리 동기 신호(narrowband secondary synchronization signal)를 포함하고,
    상기 협대역 프라이머리 동기 신호와 상기 협대역 세컨더리 동기 신호는, 서로 다른 서브프레임(subframe)에서 전송되며,
    상기 협대역 세컨더리 동기 신호가 전송되는 서브프레임은, 무선 프레임 구조(radio frame structure)의 유형(type)에 따라 서로 다르게 설정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    FDD(Frequency Division Duplex)를 위한 무선 프레임 구조의 경우, 상기 협대역 세컨더리 동기 신호는 무선 프레임(radio frame)의 #9 서브프레임에서 전송되며,
    TDD(Time Division Duplex)를 위한 무선 프레임 구조의 경우, 상기 협대역 세컨더리 동기 신호는 무선 프레임의 #0 서브프레임에서 전송되는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 협대역 프라이머리 동기 신호는 무선 프레임의 #5 서브프레임에서 전송되는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 협대역 세컨더리 동기 신호의 전송 주기는 상기 협대역 프라이머리 동기 신호의 전송 주기의 두 배로 설정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 협대역 세컨더리 동기 신호는, 상기 무선 통신 시스템이 지원하는 다수의 무선 프레임들 중 짝수 번째(even-numbered) 무선 프레임들에서 전송되는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 3항에 있어서,
    상기 협대역 프라이머리 동기 신호 및 상기 협대역 세컨더리 동기 신호는, 각각 서브프레임의 11개의 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 심볼들을 통해 전송되는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 3항에 있어서,
    상기 기지국으로부터, 협대역 방송 채널(narrowband broadcast channel)을 수신하는 과정을 더 포함하며,
    상기 협대역 방송 채널이 전송되는 서브프레임은, 상기 무선 프레임 구조의 유형에 따라 서로 다르게 설정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    FDD를 위한 무선 프레임 구조의 경우, 상기 협대역 방송 채널은 무선 프레임의 #0 서브프레임에서 전송되며,
    TDD를 위한 무선 프레임 구조의 경우, 상기 협대역 방송 채널은 무선 프레임의 #9 서브프레임에서 전송되는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제 3항에 있어서,
    상기 협대역 동기 신호는 자도프-추 시퀀스(Zadoff-Chu sequence)에 기반하여 생성되는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제 3항에 있어서,
    상기 협대역 프라이머리 동기 신호가 전송되는 서브프레임과 상기 협대역 세컨더리 동기 신호가 전송되는 서브프레임 간의 간격(gap)를 이용하여, 상기 기지국이 제공하는 무선 프레임 구조를 결정하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 협대역 사물 인터넷(NarrowBand-Internet of Things, NB-IoT)을 지원하는 무선 통신 시스템에서 동기 신호(synchronization signal)를 수신하는 단말에 있어서,
    무선 신호를 송수신하기 위한 RF(Radio Frequency) 유닛과,
    상기 RF 유닛과 기능적으로 연결되어 있는 프로세서를 포함하고,
    상기 프로세서는,
    기지국으로부터, 협대역 동기 신호(narrowband synchronization signal)를 수신하고,
    상기 협대역 동기 신호에 기반하여, 상기 기지국에 대한 셀 탐색 절차(cell search procedure)를 수행하되,
    상기 협대역 동기 신호는, 협대역 프라이머리 동기 신호(narrowband primary synchronization signal) 및 협대역 세컨더리 동기 신호(narrowband secondary synchronization signal)를 포함하고,
    상기 협대역 프라이머리 동기 신호와 상기 협대역 세컨더리 동기 신호는, 서로 다른 서브프레임(subframe)에서 전송되며,
    상기 협대역 세컨더리 동기 신호가 전송되는 서브프레임은, 무선 프레임 구조(radio frame structure)의 유형(type)에 따라 서로 다르게 설정되는 것을 특징으로 하는 단말.
  12. 제 11항에 있어서,
    FDD(Frequency Division Duplex)를 위한 무선 프레임 구조의 경우, 상기 협대역 세컨더리 동기 신호는 무선 프레임(radio frame)의 #9 서브프레임에서 전송되며,
    TDD(Time Division Duplex)를 위한 무선 프레임 구조의 경우, 상기 협대역 세컨더리 동기 신호는 무선 프레임의 #0 서브프레임에서 전송되는 것을 특징으로 하는 단말.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 협대역 프라이머리 동기 신호는 무선 프레임의 #5 서브프레임에서 전송되는 것을 특징으로 하는 단말.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 프로세서는, 상기 기지국으로부터, 협대역 방송 채널(narrowband broadcast channel)을 수신하며,
    상기 협대역 방송 채널이 전송되는 서브프레임은, 상기 무선 프레임 구조의 유형에 따라 서로 다르게 설정되는 것을 특징으로 하는 단말.
  15. 제 14항에 있어서,
    FDD를 위한 무선 프레임 구조의 경우, 상기 협대역 방송 채널은 무선 프레임의 #0 서브프레임에서 전송되며,
    TDD를 위한 무선 프레임 구조의 경우, 상기 협대역 방송 채널은 무선 프레임의 #9 서브프레임에서 전송되는 것을 특징으로 하는 단말.
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