WO2019098398A1 - 분산 안테나 기반의 통신 장치가 패널 간 간섭에 기초한 통신을 수행하는 방법 - Google Patents

분산 안테나 기반의 통신 장치가 패널 간 간섭에 기초한 통신을 수행하는 방법 Download PDF

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변일무
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엘지전자 주식회사
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Definitions

  • the present invention relates to wireless communication, and more particularly, to a method in which a distributed antenna-based communication device performs communication based on inter-panel interference.
  • the FDR (Full Duplex Radio) technology is a system in which the capacity of a system is compared with a conventional half-duplex communication in which a node performs transmission and reception at the same time to divide a time resource or a frequency resource orthogonally Which is a technology that can be doubled.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram of a terminal supporting a FDR and a base station.
  • Intra-device self-interference Because it performs transmission / reception with the same time and frequency resources, not only the desired signal but also the signal transmitted by itself is received at the same time. At this time, since the signal transmitted by the receiver itself is received by its receiving antenna with little attenuation, it means that the signal received by the receiver is much stronger than the desired signal and acts as an interference.
  • UE to UE inter-link interference means that an uplink signal transmitted by a UE is received by an adjacent UE and acts as interference.
  • BS to BS inter-link interference Signals transmitted between base stations or between heterogeneous base stations (Picocell, femtocell, relay node) in HetNet situation are received by receiving antennas of other base stations and act as interference.
  • Intra-device self-interference (SI) among these three types of interference significantly degrades the performance of the FDR system due to interference occurring only in the FDR system.
  • SI Intra-device self-interference
  • the present invention has been made in view of the above problems, and it is an object of the present invention to provide a communication method based on inter-panel interference by a communication apparatus based on a distributed antenna.
  • a distributed antenna-based communication apparatus for performing communication based on inter-panel interference.
  • a method of performing communication based on inter-panel interference in a distributed antenna-based communication apparatus comprising: measuring interference between transmission beams of a transmission panel and reception beams of a reception panel; Setting beam-pair information between the panels by pairing the beams of the transmission panel and the beams of the reception panel based on the measurement; And transmitting the beam pair information between the panels to the base station or the adjacent communication device.
  • the beam-pair information between the panels may include at least one of a transmission beam index of the transmission panel and a pair information of a reception beam index of the reception panel.
  • the best fair is a pair of a best transmit beam index and a receive beam index
  • the beam-pair information between the panels may be periodically transmitted.
  • the beam-pair information between the panels can be transmitted aperiodically when a specific condition is satisfied, and the specific condition is that the measured inter-beam interference of the panels is smaller than the measured inter-beam interference of the previous panels It can be satisfied when it is generated.
  • the communication device may comprise a vehicle, the transmission beams corresponding to analog transmission beams, and the reception beams corresponding to analog reception beams.
  • the beam-pair information between the panels is transmitted through a Physical Uplink Control Channel (PUCCH) or a Physical Uplink Shared CH (PUSCH).
  • PUCCH Physical Uplink Control Channel
  • PUSCH Physical Uplink Shared CH
  • a distributed antenna-based communication apparatus for performing communication based on inter-panel interference, comprising: a transmission panel; Receiving panel; And configured to measure interference between the transmission beams of the transmission panel and the reception beams of the reception panel, and to pair the beams of the transmission panel with the beams of the reception panel based on the measurement to set beam pair information between the panels
  • the processor may be configured such that the transmitting panel transmits beam pair information between the panels to a base station or a neighboring communication device.
  • the beam-pair information between the panels may include at least one of a transmission beam index of the transmission panel and a pair information of a reception beam index of the reception panel.
  • the best fair is a pair of a best transmit beam index and a receive beam index
  • the beam-pair information between the panels is periodically transmitted, and the beam-pair information between the panels can be transmitted aperiodically when a specific condition is satisfied.
  • the communication performance can be improved by constructing the beam pair information between the panels according to the measured interference information between the panel operating in the transmission mode and the panel operating in the reception mode in the vehicle based on the distributed antenna.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a network supporting a full / half-duplex communication operation mode of a terminal to be proposed in the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the base station 105 and the terminal 110 in the wireless communication system 100. As shown in FIG.
  • Figure 3 illustrates a conceptual diagram of transmit / receive links and magnetic interference (SI) in an FDR communication situation.
  • FIG. 4 is a view showing a position where three interference techniques are applied in the RF transmitting end (or RF front end) of the apparatus.
  • FIG. 5 is a block diagram of an apparatus for self-interference cancellation (Self-IC) in a communication apparatus proposed in a communication system environment using OFDM based on FIG.
  • Self-IC self-interference cancellation
  • FIG. 6 is a diagram illustrating application of space division communication (SDD) in a distributed vehicle with an antenna.
  • SDD space division communication
  • FIG. 7 shows an example of comparing the case where the SDD is not applied and the case where the SDD is applied.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating an example of inter-panel interference in which analog beamforming is considered.
  • FIG. 9 is a diagram showing an example of a 2D beam pattern measurement result (antenna: Patch Antenna 8x1 Linear array with antenna distance is? / 2 (5.357 mm)) at mmWave frequency.
  • the UE collectively refers to a mobile stationary or stationary user equipment such as a UE (User Equipment), an MS (Mobile Station), and an AMS (Advanced Mobile Station).
  • the base station collectively refers to any node at a network end that communicates with a terminal such as a Node B, an eNode B, a base station, and an access point (AP).
  • a terminal or a user equipment can receive information from a base station through a downlink, and the terminal can also transmit information through an uplink.
  • the information transmitted or received by the terminal includes data and various control information, and various physical channels exist depending on the type of information transmitted or received by the terminal.
  • CDMA code division multiple access
  • FDMA frequency division multiple access
  • TDMA time division multiple access
  • OFDMA orthogonal frequency division multiple access
  • SFDMA single carrier frequency division multiple access
  • CDMA may be implemented in radio technology such as Universal Terrestrial Radio Access (UTRA) or CDMA2000.
  • the TDMA may be implemented with a radio technology such as Global System for Mobile communications (GSM) / General Packet Radio Service (GPRS) / Enhanced Data Rates for GSM Evolution (EDGE).
  • GSM Global System for Mobile communications
  • GPRS General Packet Radio Service
  • EDGE Enhanced Data Rates for GSM Evolution
  • OFDMA may be implemented in 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, adopts OFDMA in downlink and SC-FDMA in uplink.
  • LTE-A Advanced is an evolved version of 3GPP LTE.
  • FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the base station 105 and the terminal 110 in the wireless communication system 100. As shown in FIG.
  • the wireless communication system 100 may include one or more base stations and / And may include a terminal.
  • a base station 105 includes a transmit (Tx) data processor 115, a symbol modulator 120, a transmitter 125, a transmit and receive antenna 130, a processor 180, a memory 185, a receiver 190, a symbol demodulator 195, and a receive data processor 197.
  • the terminal 110 includes a transmission (Tx) data processor 165, a symbol modulator 170, a transmitter 175, a transmission / reception antenna 135, a processor 155, a memory 160, a receiver 140, A demodulator 155, and a receive data processor 150.
  • the base station 105 and the terminal 110 have a plurality of transmission / reception antennas. Therefore, the base station 105 and the terminal 110 according to the present invention support a Multiple Input Multiple Output (MIMO) system.
  • MIMO Multiple Input Multiple Output
  • the base station 105 according to the present invention can support both a Single User-MIMO (SU-MIMO) and a Multi User-MIMO (MIMO) scheme.
  • SU-MIMO Single User-MIMO
  • MIMO Multi User-MIMO
  • the transmit data processor 115 receives traffic data, formats, codes, and interleaves and modulates (or symbol maps) the coded traffic data to generate modulation symbols Symbols ").
  • a symbol modulator 120 receives and processes the data symbols and pilot symbols to provide a stream of symbols.
  • the symbol modulator 120 multiplexes the data and pilot symbols and transmits it to the transmitter 125.
  • each transmission symbol may be a data symbol, a pilot symbol, or a signal value of zero.
  • the pilot symbols may be transmitted continuously.
  • the pilot symbols may be frequency division multiplexed (FDM), orthogonal frequency division multiplexed (OFDM), time division multiplexed (TDM), or code division multiplexed (CDM) symbols.
  • Transmitter 125 receives the stream of symbols and converts it to one or more analog signals and further modulates (e.g., amplifies, filters, and frequency upconverts)
  • the transmission antenna 130 transmits the generated downlink signal to the mobile station.
  • the reception antenna 135 receives the downlink signal from the base station and provides the received signal to the receiver 140.
  • the receiver 140 adjusts (e.g., filters, amplifies, and downconverts) the received signal and digitizes the conditioned signal to obtain samples.
  • the symbol demodulator 145 demodulates the received pilot symbols and provides it to the processor 155 for channel estimation.
  • Symbol demodulator 145 also receives a frequency response estimate for the downlink from processor 155 and performs data demodulation on the received data symbols to obtain a data symbol estimate (which is estimates of the transmitted data symbols) And provides data symbol estimates to a receive (Rx) data processor 150.
  • the receive data processor 150 demodulates (i.e., symbol demaps), deinterleaves, and decodes the data symbol estimates to recover the transmitted traffic data.
  • symbol demodulator 145 and received data processor 150 are complementary to processing by symbol modulator 120 and transmit data processor 115 at base station 105, respectively.
  • the terminal 110 processes the traffic data and provides data symbols.
  • the symbol modulator 170 may receive and multiplex data symbols, perform modulation, and provide a stream of symbols to the transmitter 175.
  • a transmitter 175 receives and processes the stream of symbols to generate an uplink signal.
  • the transmission antenna 135 transmits the generated uplink signal to the base station 105.
  • an uplink signal is received from a terminal 110 via a receive antenna 130, and a receiver 190 processes the received uplink signal to obtain samples.
  • the symbol demodulator 195 then processes these samples to provide received pilot symbols and data symbol estimates for the uplink.
  • the receive data processor 197 processes the data symbol estimates to recover the traffic data transmitted from the terminal 110.
  • the processors 155 and 180 of the terminal 110 and the base station 105 respectively instruct (for example, control, adjust, manage, etc.) the operation in the terminal 110 and the base station 105.
  • Each of the processors 155 and 180 may be coupled with memory units 160 and 185 that store program codes and data.
  • the memories 160 and 185 are connected to the processor 180 to store operating systems, applications, and general files.
  • the processors 155 and 180 may also be referred to as a controller, a microcontroller, a microprocessor, a microcomputer, or the like. Meanwhile, the processors 155 and 180 may be implemented by hardware or firmware, software, or a combination thereof. (DSP), digital signal processing devices (DSPDs), programmable logic devices (PLDs), and the like may be used to implement embodiments of the present invention using hardware, , FPGAs (field programmable gate arrays), and the like may be provided in the processors 155 and 180.
  • DSP digital signal processing devices
  • PLDs programmable logic devices
  • firmware or software may be configured to include modules, procedures, or functions that perform the functions or operations of the present invention.
  • Firmware or software configured to be stored in the memory 155 may be contained within the processor 155 or 180 or may be stored in the memory 160 or 185 and be driven by the processor 155 or 180.
  • Layers of a wireless interface protocol between a terminal and a base station and a wireless communication system (network) are divided into a first layer (L1), a second layer (L2) based on the lower three layers of an open system interconnection ), And a third layer (L3).
  • the physical layer belongs to the first layer and provides an information transmission service through a physical channel.
  • An RRC (Radio Resource Control) layer belongs to the third layer and provides control radio resources between the UE and the network.
  • the UE and the base station can exchange RRC messages through the RRC layer with the wireless communication network.
  • the processor 155 of the terminal and the processor 180 of the base station in the present specification are not limited to the operation of processing signals and data except for the functions of the terminal 110 and the base station 105 to receive or transmit signals and the storage function, But for the sake of convenience, the processors 155 and 180 are not specifically referred to hereafter. It may be said that the processor 155 or 180 performs a series of operations such as receiving and transmitting a signal and processing data instead of a storage function.
  • Figure 3 illustrates a conceptual diagram of transmit / receive links and magnetic interference (SI) in an FDR communication situation.
  • the magnetic interference can be divided into direct interference, in which a signal transmitted from a transmission antenna directly enters its reception antenna without path attenuation, and reflected interference due to the surrounding terrain, , Its size must be extremely larger than the desired signal due to the physical distance difference. Because of this extremely high level of interference, the effective removal of magnetic interference is required to drive the FDR system.
  • the self-IC performance of 119 dBm is required for the UE to effectively operate the FDR system in the bandwidth (BW) of 20 MHz.
  • the thermal noise value depends on the bandwidth of the mobile communication system.
  • Table 1 assumes a bandwidth of 20 MHz.
  • the Receiver Noise Figure (NF) considered the worst case with reference to the 3GPP specification requirement.
  • Receiver thermal noise level is determined by the sum of thermal noise and receiver NF in a specific BW.
  • FIG. 4 is a view showing a position where three interference techniques are applied in the RF transmitting end (or RF front end) of the apparatus.
  • FIG. 4 shows application positions of three Self-IC techniques. The following three Self-IC techniques are briefly described.
  • Antenna Self-IC The self-interference cancellation technique, which should be performed first among all self-IC techniques, is an antenna self interference cancellation technique.
  • SI removal is performed at the antenna end.
  • an object capable of blocking a signal is provided between the transmission antenna and the reception antenna to physically cut off the transmission of the SI signal, artificially adjust the distance between the antennas by using multiple antennas, To remove some of the SI signal.
  • a portion of the SI signal can be removed using a multi-polarized antenna or a directional antenna.
  • Analog Self-IC This technique removes interference from an analog signal before the received signal passes through an analog-to-digital converter (ADC). This can be done in the RF domain or the IF domain.
  • ADC analog-to-digital converter
  • the method of removing the SI signal will be described in detail as follows. First, after the analog signal to be transmitted is time delayed, the magnitude and phase of the signal are adjusted to generate a replica signal of the actually received SI signal, and the signal is subtracted from the signal received by the receiving antenna.
  • ADC analog-to-digital converter
  • Digital Self-IC This technique removes interference after the received signal passes through the ADC. It includes all the interference cancellation techniques in the baseband domain. In the simplest case, it is possible to implement a method of generating a duplicate signal of an SI by using a transmitted digital signal and subtracting it from the received digital signal. Alternatively, techniques for preventing transmission signals to the terminal or the base station from being received by the receiving antenna by performing precoding / postcoding in the baseband using multiple antennas can also be classified as Digital Self-IC.
  • FIG. 5 is a block diagram of an apparatus for self-interference cancellation (Self-IC) in a communication apparatus proposed in a communication system environment using OFDM based on FIG.
  • Self-IC self-interference cancellation
  • the position of the digital self-interference block (Digital Self-IC block) is shown to be performed by directly using the digital magnetic interference signal (digital SI) information before the DAC and after the ADC passes. However, Or may be performed using a magnetic interference signal.
  • 5 is a conceptual diagram for removing a magnetic interference signal by separating a transmitting antenna and a receiving antenna. However, in the case of using an antenna interference cancellation technique using one antenna, it may be a method of forming an antenna different from that of FIG.
  • a function block suitable for the purpose may be added or deleted in the RF transmitting end and the receiving end shown in FIG.
  • the present invention proposes a method for canceling magnetic interference in a terminal (particularly, a vehicle), more particularly, a method for performing self interference cancellation using an idle transmission module of a panel operating in a reception mode in a distributed antenna structure .
  • the space division duplex considered in the present invention is a technique of space division of each antenna of a terminal and independently operating a communication link of each antenna.
  • the magnetic interference between the antennas of the terminal must be removed and the interference between the terminals included in the communication link should be reduced.
  • the analog and digital magnetic interference cancellation techniques As a technique for eliminating the magnetic interference between the antennas held by the terminal, there is a technique of applying the analog and digital magnetic interference cancellation techniques or reducing the magnetic interference by ensuring the distance between the antennas.
  • Techniques for reducing the magnetic interference by ensuring the distance between the antennas rather than the analog and digital magnetic interference cancellation techniques have low complexity and are therefore easy to apply to real systems.
  • the technique of reducing the magnetic interference by securing the distance between the antennas can secure the distance between the antennas in the vehicle terminal having a larger size than the existing communication terminal.
  • the inter-cell interference reduction scheme of the existing cellular communication system can be applied as a technique for reducing interference between terminals.
  • the probability of the interference of the beams of the adjacent cells is low. Also, due to the linearity of the signal, there is a high probability that the signal will become a block by objects. Since the surface of the vehicle is made of iron and has a large size, there is a high probability that the high-frequency signal of the adjacent terminal blocks.
  • space division communication is easy to apply in inter-vehicle high frequency communication with distributed antenna.
  • space division communication since the links of the antennas are isolated from each other, it is possible to allocate different transmission / reception points of the communication links and reuse the frequency resources in each communication link.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating application of space division communication (SDD) in a distributed vehicle with an antenna.
  • SDD space division communication
  • Link 1 and Link 2 are communication links connected to different devices (terminals or base stations).
  • the amount of Tx resources and Rx resources can be changed according to the situation of each communication link, and the Tx and Rx points can be changed.
  • the radio unit (RU) shown in FIG. 6 is an antenna module in which a plurality of antennas are assembled, and the terminal distributes and holds four RUs. Two of the four RUs are used to form link 1 and the remaining two are used to form link 2.
  • FIG. 7 shows an example of comparing the case where the SDD is not applied and the case where the SDD is applied.
  • the left drawing illustrates communication between SDD non-applicable vehicles
  • the right drawing illustrates communication between SDD application vehicles.
  • SDD SDD is not applied
  • the terminal simultaneously transmits signals to different terminals in a multiplexing manner. If three terminals are to form a communication link with each neighboring terminal as shown in FIG. 7, each terminal must be allocated one transmission resource and two reception resources. If SDD is applied, the terminal needs to form one transmission resource and one reception resource for each communication link. Therefore, it is possible to perform signal transmission more times per unit time than in the case where SDD is not used.
  • frequency resources are allocated and allocated to neighboring terminals that transmit signals simultaneously with the terminal. If SDD is applied, since the transmission signal of each terminal is spatially divided, the same frequency resource can be used, so that frequency resources used by each communication link increases.
  • the reception terminal of each communication link uses a narrow reception beam to receive a signal for spatial division, which lowers the probability of being affected by jamming.
  • the adjacent vehicle blocks the signal, it is difficult to perform jamming from afar.
  • An additional advantage is that the resource management complexity of the base station is reduced because it is not necessary for the base station to manage the resources between the communication groups and the resources in the communication group to be orthogonal to each other.
  • 3GPP TR 22.886 includes scenarios in which there are 15840 vehicles per mile, in which case the complexity of the base station is too high for the base station to manage each communication link between the vehicles.
  • the SDD since the terminals included in the communication link only need to determine the transmission time point and the reception time point, the complexity of the base station is reduced.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating an example of inter-panel interference in which analog beamforming is considered.
  • the right front A filler side panel of the vehicle is defined as Tx, there are five analog Tx beams (index # 0, # 1, # 2, # 3, and # 4) If the left front A filler side panel is defined as Rx and there are 5 analog Rx beams (index # 0, # 1, # 2, # 3, # 4) on this panel, A total of 25 pairs can be generated as shown below.
  • one transmission panel and one reception panel are distributedly arranged in a vehicle, but a plurality of transmission panels and a plurality of reception panels may be dispersively arranged.
  • the panel and the beam can be set by pairing in consideration of the magnetic interference between the transmission beams of the transmission panels and the reception beams of the reception panels.
  • FIG. 1 An example of a beam pattern in analog beamforming is shown in FIG.
  • FIG. 9 is a diagram showing an example of a 2D beam pattern measurement result (antenna: Patch Antenna 8x1 Linear array with antenna distance is? / 2 (5.357 mm)) at mmWave frequency.
  • the actual beam of the analog beam can be adjusted.
  • the beam gain of the side-robe or the back-beam varies depending on the angle of the beam. That is, the interference between the panels is different between the beam indexes of the panel. Therefore, the information of the Tx beam index (Rx beam index) at the time of the SDD operation in the distributed antenna based vehicle is classified based on the inter-panel interference, and the information classified as the inter-panel interference standard is classified into the adjacent vehicle If provided or provided to the base station, it is possible to operate the appropriate SDD considering the inter-panel interference.
  • Inter-panel interference must be considered in order to operate SDD effectively in a distributed antenna-based vehicle.
  • panel / beam pair information based on interference information between inter-beam interference (or inter-panel / beam) interference of panels that have been measured in advance, panel / beam pair information .
  • This panel / beam pair information can be utilized in future SDD communication through information exchange between vehicles, between vehicle and base station, and between base stations.
  • Interference occurring between the panel and the beam can be separated into a long-term and a short-term. Since the position of the panel in the vehicle may be fixed, the interference between the panel / beam occurring at a predetermined position may be static. Therefore, the vehicle may have panel / beam pair information through measurement, calibration and tuning in advance. Thus, the initial value of the panel / beam pair information can be measured while rotating each panel or beam. Because it is possible to measure when there is no communication, it is possible to generate final information by averaging the information over several hours.
  • the vehicle When the vehicle is operating in the receive mode, since the interference with the surrounding vehicle is adjusted, the vehicle transmits the specific tone or reference signal (RS) of the idle panel (for example, the panel opposite to the transmitting vehicle) Can be performed.
  • RS specific tone or reference signal
  • the update can be performed only when the vehicle operates in the SDD mode.
  • the update can be performed only when the vehicle operates in the parking mode.
  • the update can be performed only when the vehicle is switched from the parking mode to the startup mode.
  • Updating can be performed only when it is determined that there is no interference in the surroundings other than the above-described situation.
  • the vehicle When the vehicle operates in the receiving mode, since the interference with the surrounding vehicle is controlled, the vehicle transmits a specific tone or RS of the idle panel (for example, the panel located opposite to the transmitting vehicle) can do.
  • a specific tone or RS of the idle panel for example, the panel located opposite to the transmitting vehicle
  • the update can be performed only when the vehicle is switched from the parking mode to the startup mode.
  • the information of the panel / beam pair information can be updated using the following method.
  • the interference information of the newly measured panel / beam can be weighed summed to the existing information.
  • the exchange information may include terminal ID, SDD capability (ON / OFF), dispersion antenna type, and panel / beam pair information.
  • the dispersion antenna type may be as follows.
  • the panel beam pair information may be as follows.
  • Best panel / beam pair information ⁇ (Tx panel index, Rx panel index) and / or (Tx beam index, Rx beam index)
  • the Tx panel index and Rx panel index values of the above-described information may be a combination of one panel index and / or N (N> 1) panel indices.
  • the Tx beam index and the Rx beam index value of the above-described information can be a combination of one beam index and / or N (N> 1) beam indexes.
  • Broadcasting One) Broadcasting (Broadcasting)
  • the vehicle can broadcast the measured value through a resource for broadcasting a sidelink with a given periodic value.
  • predefined threshold values based on measured values among a given reporting period value to reduce power consumption of the vehicle or to prevent waste of frequency resources in the vehicle, or due to predefined update rules, / ≪ / RTI > beam pair information is updated; otherwise, it may not broadcast.
  • the vehicle can determine whether or not the vehicle will transmit the measured value in broadcasting. At this time, the vehicle can transmit the difference value from the previously measured / reported value or report the measured value as it is to be transmitted to broadcasting.
  • the vehicle does not broadcast the measured value with the given period value through the resources for broadcasting the side link, the vehicle requests the base station on the event-trigger basis and receives information on the allocated resources for broadcasting, You can broadcast measurements through resources. That is, the vehicle can only request and broadcast the vehicle to the base station only when the panel / beam pair information is updated or when a preset threshold error is generated with respect to the previously measured / reported value.
  • the vehicle can deliver the measured value to the target vehicle through the P2P resource of the sidelink with a given periodic value.
  • a predefined threshold value based on a measured value among a given reporting period value, or due to a predefined update rule, /
  • the measurement value is transmitted only when the beam pair information is updated, otherwise it can not be transmitted.
  • the vehicle can determine whether the measured value of the vehicle is to be transmitted to the target vehicle.
  • the vehicle can transmit the difference value from the previously measured / reported value or report the measured value as it is.
  • the vehicle requests the base station to the base station based on the event-trigger without transmitting the measured value through the P2P resource of the side link with the given period value, it can allocate the information link resource for information delivery and transmit the information to the target vehicle have. That is, the vehicle may request the base station only to transmit the information to the target vehicle only when the panel / beam pair information is updated or when a preset error (or difference) occurs with respect to the previously measured / reported value.
  • the vehicle can transmit the measured value to the serving TRP via PUCCH or PUSCH according to a given period value.
  • the vehicle can determine whether the vehicle should transmit the measured value to the base station.
  • the value to be transmitted to the base station by the vehicle may transmit the difference value with the previously measured / reported value or report the measured value as it is.
  • the vehicle can request and report to the base station on an event-trigger basis, instead of transmitting the measured value to the base station via PUCCH or PUSCH according to the given period value. That is, the vehicle can request and report to the base station only when the panel / beam pair information is updated or when a preset error (or difference) occurs with respect to the previously measured / reported value.
  • the panel / beam pair information for V2V communication between vehicles can be used to reduce the candidate set.
  • the panel / beam pair information for communication between the vehicle and the base station can be used to reduce the candidate set.
  • the above-described schemes may selectively operate only when operating as SDD between the vehicles.
  • the method is selectively operable.
  • the vehicle in order for the vehicle to operate as the SDD because the DL traffic is larger than the UL traffic, some of the vehicles desiring to transmit to the adjacent vehicle while receiving DL And the method can be selectively operated.
  • the preceding platooning that is, Some of the vehicles that want to transfer the information of the rear vehicle to the leading vehicle located in front of the environment such as a group of vehicles can operate as SDD, and the method can be selectively operated.
  • the gNB may estimate the duration of the SDD operation of the terminal through a buffer status report (BSR) of the vehicle, and then transmit the requested information to the physical layer or the upper layer Signal to trigger the transmission of the control signal of the vehicle.
  • BSR buffer status report
  • Examples of the proposed scheme described above may also be included as one of the implementation methods of the present invention.
  • the proposed schemes described above may be implemented independently, but may be implemented as a combination (or merge) of some proposed schemes.
  • the information on whether or not the proposed methods are applied is defined such that the base station informs the terminal through predefined signals (for example, physical layer signals or upper layer signals) .
  • a method in which a communication apparatus based on a distributed antenna performs communication based on inter-panel interference is industrially applicable in various wireless communication systems such as a 5G communication system.

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Abstract

분산 안테나 기반의 통신 장치가 패널 간 간섭에 기초한 통신 수행 방법은, 송신 패널의 송신 빔들과 수신 패널의 수신 빔들 간의 간섭을 측정하는 단계; 상기 측정에 기초하여 상기 송신 패널의 빔들과 상기 수신 패널의 빔들을 페어링하여 패널간의 빔 페어 정보를 설정하는 단계; 및 상기 패널간의 빔 페어 정보를 기지국 또는 인접 통신 장치로 전송하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

분산 안테나 기반의 통신 장치가 패널 간 간섭에 기초한 통신을 수행하는 방법
본 발명은 무선통신에 관한 것으로, 보다 상세하게는 분산 안테나 기반의 통신 장치가 패널 간 간섭에 기초한 통신을 수행하는 방법에 관한 것이다.
FDR (Full Duplex Radio) 기술은 한 노드에서 송신과 수신을 동시에 수행함으로써 시간 자원 또는 주파수 자원을 직교하도록 분할하여 사용하는 기존의 반이중 통신 (Half-duplex communication) 에 비해서 시스템의 용량(capacity)를 이론적으로 2배 향상시킬 수 있는 기술이다.
도 1은 FDR 을 지원하는 단말과 기지국의 개념도를 나타낸다.
도 1과 같은 FDR 상황에서는 다음과 같은 총 3종류의 간섭이 존재하게 된다.
Intra-device self-interference: 동일한 시간 및 주파수 자원으로 송/수신을 수행하기 때문에, desired signal 뿐만 아니라 자신이 송신한 신호가 동시에 수신된다. 이때, 자신이 송신한 신호는 감쇄가 거의 없이 자신의 수신 안테나로 수신 되므로 desired signal 보다 매우 큰 파워로 수신되어 간섭으로 작용하는 것을 의미한다.
UE to UE inter-link interference: 단말이 송신한 상향링크 신호가 인접하게 위치한 단말에게 수신되어 간섭으로 작용하는 것을 의미한다.
BS to BS inter-link interference: 기지국간 혹은 HetNet 상황에서의 이종 기지국간(Picocell, femtocell, relay node) 송신하는 신호가 다른 기지국의 수신 안테나로 수신되어 간섭으로 작용하는 것을 의미한다.
이와 같은 3가지 간섭 중 Intra-device self-interference (이하 Self-interference (SI))는 FDR 시스템에서만 발생 하는 간섭으로 FDR 시스템의 성능을 크게 열화 시키며, FDR 시스템을 운용하기 위해서 가장 먼저 해결해야 할 문제이다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제는 분산 안테나 기반의 통신 장치가 패널 간 간섭에 기초한 통신 수행 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명에서 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 패널 간 간섭에 기초한 통신 수행을 위한 분산 안테나 기반의 통신 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 상기 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위한, 분산 안테나 기반의 통신 장치가 패널 간 간섭에 기초한 통신 수행 방법은, 송신 패널의 송신 빔들과 수신 패널의 수신 빔들 간의 간섭을 측정하는 단계; 상기 측정에 기초하여 상기 송신 패널의 빔들과 상기 수신 패널의 빔들을 페어링하여 패널간의 빔 페어 정보를 설정하는 단계; 상기 패널간의 빔 페어 정보를 기지국 또는 인접 통신 장치로 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 패널간의 빔 페어 정보는 상기 송신 패널의 송신 빔 인덱스와 상기 수신 패널의 수신 빔 인덱스의 페어 정보를 하나 이상 포함할 수 있다. 상기 패널간의 빔 페어 정보는 베스트(best) 페어 또는 워스트(worst) 페어를 포함하되, 상기 베스트 페어는 베스트 송신 빔 인덱스과 수신 빔 인덱스의 페어이고, 상기 워스트 페어는 워스트 송신 빔 인덱스와 수신 빔 인덱스의 페어이다.
상기 패널간의 빔 페어 정보는 주기적으로 전송될 수 있다. 상기 패널간의 빔 페어 정보는 특정 조건이 만족되는 경우에 비주기적으로 전송될 수 있으며, 상기 특정 조건은 패널들의 빔 간 간섭 측정 값이 이전의 패널들의 빔 간 간섭 측정값과 대비하여 소정의 차이가 발생된 경우에 만족될 수 있다.
상기 통신 장치는 차량을 포함할 수 있고, 상기 송신 빔들은 아날로그 송신 빔들에 해당하고, 상기 수신 빔들은 아날로그 수신 빔들에 해당한다. 상기 패널간의 빔 페어 정보는 Physical Uplink Control Channel (PUCCH) 또는 Physical Uplink Shared CH(PUSCH)를 통해 전송된다. 상기 송신 패널은 송신 모드로 동작하고, 상기 수신 패널은 수신 모드로 동작한다.
상기의 다른 기술적 과제를 달성하기 위한, 패널 간 간섭에 기초한 통신 수행을 위한 분산 안테나 기반의 통신 장치는, 송신 패널; 수신 패널; 및 상기 송신 패널의 송신 빔들과 상기 수신 패널의 수신 빔들 간의 간섭을 측정하도록 구성되고, 상기 측정에 기초하여 상기 송신 패널의 빔들과 상기 수신 패널의 빔들을 페어링하여 패널간의 빔 페어 정보를 설정하도록 구성된 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는 상기 송신 패널이 상기 패널간의 빔 페어 정보를 기지국 또는 인접 통신 장치로 전송하도록 구성될 수 있다.
상기 패널간의 빔 페어 정보는 상기 송신 패널의 송신 빔 인덱스와 상기 수신 패널의 수신 빔 인덱스의 페어 정보를 하나 이상 포함할 수 있다. 상기 패널간의 빔 페어 정보는 베스트(best) 페어 또는 워스트(worst) 페어를 포함하되, 상기 베스트 페어는 베스트 송신 빔 인덱스과 수신 빔 인덱스의 페어이고, 상기 워스트 페어는 워스트 송신 빔 인덱스와 수신 빔 인덱스의 페어일 수 있다.
상기 패널간의 빔 페어 정보는 주기적으로 전송되고, 상기 패널간의 빔 페어 정보는 특정 조건이 만족되는 경우에 비주기적으로 전송될 수 있다.
분산 안테나 기반의 차량에서 송신 모드로 동작하는 패널과 수신 모드로 동작하는 패널간의 측정된 간섭 정보에 따라 패널들 간의 빔 페어 정보를 구성하여 통신 성능을 향상시킬 수 있다.
본 발명에서 얻은 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 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 실시예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 설명한다.
도 1은 본 발명에서 제안하고자 하는 단말의 전이중/반이중 통신 동작 방식을 지원하는 네트워크를 예시적인 도면이다.
도 2는 무선통신 시스템(100)에서의 기지국(105) 및 단말(110)의 구성을 도시한 블록도이다.
도 3은 FDR 통신 상황에서 송신/수신 링크와 자기간섭 (SI)의 개념도를 예시하고 있다.
도 4는 장치의 RF 송수신단(혹은 RF front end)에서의 세 가지 간섭 기법을 적용하는 위치를 도시한 도면이다.
도 5는 도 4를 바탕으로 하여 OFDM을 이용한 통신 시스템 환경에서 제안하는 통신 장치에서 자기간섭 제거(Self-IC)를 위한 장치의 블럭도를 도식화 한 도면이다.
도 6은 분산 안타나 안테나 적용 차량에서 공간 분할 통신(SDD)의 적용을 예시한 도면이다.
도 7은 SDD를 적용하지 않은 경우와 적용한 경우를 비교한 일 예를 나타내고 있다.
도 8은 아날로그 빔포밍(Analog Beamforming)이 고려된 패널 간 간섭의 일 예를 도시한 도면이다.
도 9는 mmWave 주파수에서 2D 빔 패턴 측정 결과(Beam pattern measurement results)의 일 예 (안테나: Patch Antenna 8x1 Linear array with antenna distance is λ/2 (5.357mm))를 도시한 도면이다.
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, 당업자는 본 발명이 이러한 구체적 세부사항 없이도 실시될 수 있음을 안다. 예를 들어, 이하의 상세한 설명은 이동통신 시스템이 3GPP LTE, LTE-A 시스템인 경우를 가정하여 구체적으로 설명하나, 3GPP LTE, LTE-A의 특유한 사항을 제외하고는 다른 임의의 이동통신 시스템에도 적용 가능하다.
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. 또한, 본 명세서 전체에서 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하여 설명한다.
아울러, 이하의 설명에 있어서 단말은 UE(User Equipment), MS(Mobile Station), AMS(Advanced Mobile Station) 등 이동 또는 고정형의 사용자단 기기를 통칭하는 것을 가정한다. 또한, 기지국은 Node B, eNode B, Base Station, AP(Access Point) 등 단말과 통신하는 네트워크 단의 임의의 노드를 통칭하는 것을 가정한다.
이동 통신 시스템에서 단말 혹은 사용자 기기(User Equipment)은 기지국으로부터 하향링크(Downlink)를 통해 정보를 수신할 수 있으며, 단말은 또한 상향링크(Uplink)를 통해 정보를 전송할 수 있다. 단말이 전송 또는 수신하는 정보로는 데이터 및 다양한 제어 정보가 있으며, 단말이 전송 또는 수신하는 정보의 종류 용도에 따라 다양한 물리 채널이 존재한다.
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) 등과 같은 다양한 무선 접속 시스템에 사용될 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 데이터 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)는 E-UTRA를 사용하는 E-UMTS(Evolved UMTS)의 일부로서 하향링크에서 OFDMA를 채용하고 상향링크에서 SC-FDMA를 채용한다. LTE-A(Advanced)는 3GPP LTE의 진화된 버전이다.
또한, 이하의 설명에서 사용되는 특정(特定) 용어들은 본 발명의 이해를 돕기 위해서 제공된 것이며, 이러한 특정 용어의 사용은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경될 수 있다.
도 2는 무선통신 시스템(100)에서의 기지국(105) 및 단말(110)의 구성을 도시한 블록도이다.
무선 통신 시스템(100)을 간략화하여 나타내기 위해 하나의 기지국(105)과 하나의 단말(110)(D2D 단말을 포함)을 도시하였지만, 무선 통신 시스템(100)은 하나 이상의 기지국 및/또는 하나 이상의 단말을 포함할 수 있다.
도 2를 참조하면, 기지국(105)은 송신(Tx) 데이터 프로세서(115), 심볼 변조기(120), 송신기(125), 송수신 안테나(130), 프로세서(180), 메모리(185), 수신기(190), 심볼 복조기(195), 수신 데이터 프로세서(197)를 포함할 수 있다. 그리고, 단말(110)은 송신(Tx) 데이터 프로세서(165), 심볼 변조기(170), 송신기(175), 송수신 안테나(135), 프로세서(155), 메모리(160), 수신기(140), 심볼 복조기(155), 수신 데이터 프로세서(150)를 포함할 수 있다. 송수신 안테나(130, 135)가 각각 기지국(105) 및 단말(110)에서 하나로 도시되어 있지만, 기지국(105) 및 단말(110)은 복수 개의 송수신 안테나를 구비하고 있다. 따라서, 본 발명에 따른 기지국(105) 및 단말(110)은 MIMO(Multiple Input Multiple Output) 시스템을 지원한다. 또한, 본 발명에 따른 기지국(105)은 SU-MIMO(Single User-MIMO) MU-MIMO(Multi User-MIMO) 방식 모두를 지원할 수 있다.
하향링크 상에서, 송신 데이터 프로세서(115)는 트래픽 데이터를 수신하고, 수신한 트래픽 데이터를 포맷하여, 코딩하고, 코딩된 트래픽 데이터를 인터리빙하고 변조하여(또는 심볼 매핑하여), 변조 심볼들("데이터 심볼들")을 제공한다. 심볼 변조기(120)는 이 데이터 심볼들과 파일럿 심볼들을 수신 및 처리하여, 심볼들의 스트림을 제공한다.
심볼 변조기(120)는, 데이터 및 파일럿 심볼들을 다중화하여 이를 송신기 (125)로 전송한다. 이때, 각각의 송신 심볼은 데이터 심볼, 파일럿 심볼, 또는 제로의 신호 값일 수도 있다. 각각의 심볼 주기에서, 파일럿 심볼들이 연속적으로 송신될 수도 있다. 파일럿 심볼들은 주파수 분할 다중화(FDM), 직교 주파수 분할 다중화(OFDM), 시분할 다중화(TDM), 또는 코드 분할 다중화(CDM) 심볼일 수 있다.
송신기(125)는 심볼들의 스트림을 수신하여 이를 하나 이상의 아날로그 신호들로 변환하고, 또한, 이 아날로그 신호들을 추가적으로 조절하여(예를 들어, 증폭, 필터링, 및 주파수 업 컨버팅(upconverting) 하여, 무선 채널을 통한 송신에 적합한 하향링크 신호를 발생시킨다. 그러면, 송신 안테나(130)는 발생된 하향링크 신호를 단말로 전송한다.
단말(110)의 구성에서, 수신 안테나(135)는 기지국으로부터의 하향링크 신호를 수신하여 수신된 신호를 수신기(140)로 제공한다. 수신기(140)는 수신된 신호를 조정하고(예를 들어, 필터링, 증폭, 및 주파수 다운컨버팅(downconverting)), 조정된 신호를 디지털화하여 샘플들을 획득한다. 심볼 복조기(145)는 수신된 파일럿 심볼들을 복조하여 채널 추정을 위해 이를 프로세서(155)로 제공한다.
또한, 심볼 복조기(145)는 프로세서(155)로부터 하향링크에 대한 주파수 응답 추정치를 수신하고, 수신된 데이터 심볼들에 대해 데이터 복조를 수행하여, (송신된 데이터 심볼들의 추정치들인) 데이터 심볼 추정치를 획득하고, 데이터 심볼 추정치들을 수신(Rx) 데이터 프로세서(150)로 제공한다. 수신 데이터 프로세서 (150)는 데이터 심볼 추정치들을 복조(즉, 심볼 디-매핑(demapping))하고, 디인터리빙(deinterleaving)하고, 디코딩하여, 전송된 트래픽 데이터를 복구한다.
심볼 복조기(145) 및 수신 데이터 프로세서(150)에 의한 처리는 각각 기지국(105)에서의 심볼 변조기(120) 및 송신 데이터 프로세서(115)에 의한 처리에 대해 상보적이다.
단말(110)은 상향링크 상에서, 송신 데이터 프로세서(165)는 트래픽 데이터를 처리하여, 데이터 심볼들을 제공한다. 심볼 변조기(170)는 데이터 심볼들을 수신하여 다중화하고, 변조를 수행하여, 심볼들의 스트림을 송신기(175)로 제공할 수 있다. 송신기(175)는 심볼들의 스트림을 수신 및 처리하여, 상향링크 신호를 발생시킨다. 그리고 송신 안테나(135)는 발생된 상향링크 신호를 기지국(105)으로 전송한다.
기지국(105)에서, 단말(110)로부터 상향링크 신호가 수신 안테나(130)를 통해 수신되고, 수신기(190)는 수신한 상향링크 신호를 처리되어 샘플들을 획득한다. 이어서, 심볼 복조기(195)는 이 샘플들을 처리하여, 상향링크에 대해 수신된 파일럿 심볼들 및 데이터 심볼 추정치를 제공한다. 수신 데이터 프로세서(197)는 데이터 심볼 추정치를 처리하여, 단말(110)로부터 전송된 트래픽 데이터를 복구한다.
단말(110) 및 기지국(105) 각각의 프로세서(155, 180)는 각각 단말(110) 및 기지국(105)에서의 동작을 지시(예를 들어, 제어, 조정, 관리 등)한다. 각각의 프로세서들(155, 180)은 프로그램 코드들 및 데이터를 저장하는 메모리 유닛(160, 185)들과 연결될 수 있다. 메모리(160, 185)는 프로세서(180)에 연결되어 오퍼레이팅 시스템, 어플리케이션, 및 일반 파일(general files)들을 저장한다.
프로세서(155, 180)는 컨트롤러(controller), 마이크로 컨트롤러(microcontroller), 마이크로 프로세서(microprocessor), 마이크로 컴퓨터(microcomputer) 등으로도 호칭될 수 있다. 한편, 프로세서(155, 180)는 하드웨어(hardware) 또는 펌웨어(firmware), 소프트웨어, 또는 이들의 결합에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어를 이용하여 본 발명의 실시예를 구현하는 경우에는, 본 발명을 수행하도록 구성된 ASICs(application specific integrated circuits) 또는 DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays) 등이 프로세서(155, 180)에 구비될 수 있다.
한편, 펌웨어나 소프트웨어를 이용하여 본 발명의 실시예들을 구현하는 경우에는 본 발명의 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차 또는 함수 등을 포함하도록 펌웨어나 소프트웨어가 구성될 수 있으며, 본 발명을 수행할 수 있도록 구성된 펌웨어 또는 소프트웨어는 프로세서(155, 180) 내에 구비되거나 메모리(160, 185)에 저장되어 프로세서(155, 180)에 의해 구동될 수 있다.
단말과 기지국이 무선 통신 시스템(네트워크) 사이의 무선 인터페이스 프로토콜의 레이어들은 통신 시스템에서 잘 알려진 OSI(open system interconnection) 모델의 하위 3개 레이어를 기초로 제 1 레이어(L1), 제 2 레이어(L2), 및 제 3 레이어(L3)로 분류될 수 있다. 물리 레이어는 상기 제 1 레이어에 속하며, 물리 채널을 통해 정보 전송 서비스를 제공한다. RRC(Radio Resource Control) 레이어는 상기 제 3 레이어에 속하며 UE와 네트워크 사이의 제어 무선 자원들을 제공한다. 단말, 기지국은 무선 통신 네트워크와 RRC 레이어를 통해 RRC 메시지들을 교환할 수 있다.
본 명세서에서 단말의 프로세서(155)와 기지국의 프로세서(180)는 각각 단말(110) 및 기지국(105)이 신호를 수신하거나 송신하는 기능 및 저장 기능 등을 제외하고, 신호 및 데이터를 처리하는 동작을 수행하지만, 설명의 편의를 위하여 이하에서 특별히 프로세서(155, 180)를 언급하지 않는다. 특별히 프로세서(155, 180)의 언급이 없더라도 신호를 수신하거나 송신하는 기능 및 저장 기능이 아닌 데이터 처리 등의 일련의 동작들을 수행한다고 할 수 있다.
도 3은 FDR 통신 상황에서 송신/수신 링크와 자기간섭 (SI)의 개념도를 예시하고 있다.
도 3에서처럼 자기간섭(SI)는 송신 안테나로부터 송신된 신호가 경로 감쇄 없이 자신의 수신 안테나로 바로 들어오는 다이렉트 간섭(direct interference)과 주변의 지형에 의해 반사된 간섭(reflected interference)로 구분될 수 있으며, 그 크기는 물리적인 거리 차이에 의해 원하는 신호(desired signal) 보다 극단적으로 클 수 밖에 없다. 이렇게 극단적으로 큰 간섭의 세기 때문에 FDR 시스템의 구동을 위해서는 자기간섭의 효과적인 제거가 필요하다.
효과적으로 FDR 시스템이 구동되기 위해서는 장치의 최대 송신 파워에 따른 자기간섭 제거(Self-IC)의 요구 사항을 다음 표 1(이동통신 시스템에서의 FDR 적용 시 Self-IC 요구사항 (BW=20MHz))과 같이 결정할 수 있다.
Node Type Max. Tx Power (PA) Thermal Noise. (BW=20MHz) Receiver NF Receiver Thermal Noise Level Self-IC Target (PA- TN-NF)
Macro eNB 46dBm - 101dBm 5dB (for eNB ) - 96dBm 142 dB
Pico eNB 30dBm 126 dB
Femto eNB , WLAN AP 23dBm 119 dB
UE 23dBm 9dB (for UE ) - 92dBm 115 dB
상기 표 1을 참조하면, 단말(UE)이 20MHz 의 대역폭(BW)에서 효과적으로 FDR 시스템을 구동시키기 위해서는 119dBm 의 자기간섭 제거(Self-IC) 성능이 필요함을 알 수 있다. 이동통신 시스템의 대역폭에 따라서 Thermal noise 값이
Figure PCTKR2017012908-appb-I000001
식과 같이 바뀔 수 있으며, 표 1은 20MHz 의 대역폭을 가정하고 구하였다. 표 1과 관련하여 Receiver Noise Figure (NF)는 3GPP 표준 요구사항(specification requirement)를 참조하여 worst case를 고려하였다. Receiver thermal noise level 은 특정 BW 에서의 thermal noise 와 receiver NF의 합으로 결정된다.
자기간섭 제거(Self-IC) 기법의 종류 및 적용 방법
도 4는 장치의 RF 송수신단(혹은 RF front end)에서의 세 가지 간섭 기법을 적용하는 위치를 도시한 도면이다. 도 4에서는 3가지 Self-IC 기법의 적용 위치를 도시하고 있다. 이하 3가지 Self-IC 기법에 대해 간략히 설명한다.
Antenna Self-IC: 모든 Self-IC 기법 중 가장 우선적으로 실행되어야 할 자기간섭 제거 기법이 안테나 자기간섭 제거 기법이다. 안테나 단에서 SI 제거가 수행된다. 가장 간단하게는 송신 안테나 및 수신 안테나 사이에 신호를 차단할 수 있는 물체를 설치하여 SI 신호의 전달을 물리적으로 차단하거나, 다중 안테나를 활용하여 안테나 간의 거리를 인위적으로 조절하거나, 특정 송신 신호에 위상 반전을 주어 SI 신호를 일부 제거할 수 있다. 또한, 다중 편파 안테나 또는 지향성 안테나를 활용하여 SI 신호의 일부를 제거할 수 있다.
Analog Self-IC: 수신 신호가 ADC (Analog-to-Digital Convertor) 를 통과하기 이전에 Analog 단에서 간섭을 제거하는 기법으로 복제된 Analog 신호를 이용하여 SI 신호를 제거하는 기법이다. 이는 RF영역 혹은 IF 영역에서 수행될 수 있다. SI 신호를 제거하는 방법은 구체적으로 기술하면 다음과 같다. 우선 송신되는 Analog 신호를 시간지연 시킨 후 크기와 위상을 조절하여 실제로 수신되는 SI 신호의 복제 신호를 만들어 수신 안테나로 수신되는 신호에서 차감하는 방식으로 이루어진다. 그러나, Analog 신호를 이용하여 처리하기 때문에 구현 복잡도와 회로특성으로 인하여 추가적인 왜곡이 발생할 수도 있으며 이로 인하여 간섭제거 성능이 크게 달라질 수 있다는 단점이 있다.
Digital Self-IC: 수신 신호가 ADC를 통과한 이후에 간섭을 제거하는 기법으로 Baseband 영역에서 이루어지는 모든 간섭제거 기법들을 포함한다. 가장 간단하게는 송신되는 Digital 신호를 활용하여 SI 의 복제 신호를 만들어 수신된 Digital 신호에서 차감하는 방법으로 구현 가능하다. 혹은 다중 안테나를 이용하여 Baseband에서의 Precoding/Postcoding을 수행 함으로써 단말 혹은 기지국에의 송신 신호가 수신안테나로 수신되지 않게끔 하기 위한 기법들 또한 Digital Self-IC로 분류 할 수 있다. 그러나 Digital Self-IC는 Digital로 변조된 신호가 원하는 신호에 대한 정보를 복원 할 수 있을 정도로 양자화가 이루어져가 가능하기 때문에 Digital Self-IC를 수행하기 위해서는 상기의 기법들 중 하나 이상의 기법을 활용하여 간섭을 제거하고 난 이후의 남아있는 간섭 신호와 원하는 신호간의 신호 파워의 크기 차가 ADC range안에 들어와야 하는 전제조건이 필요하다.
도 5는 도 4를 바탕으로 하여 OFDM을 이용한 통신 시스템 환경에서 제안하는 통신 장치에서 자기간섭 제거(Self-IC)를 위한 장치의 블럭도를 도식화 한 도면이다.
디지털 자기간섭 블록(Digital Self-IC block)의 위치는 도 5에서는 DAC 전과 ADC 통과후의 디지털 자기간섭 신호(digital SI) 정보를 바로 이용하여 수행하는 것으로 도시하고 있으나, IFFT 통과 후 및 FFT 통과 전의 디지털 자기간섭 신호를 이용하여 수행될 수도 있다. 또한 도 5는 송신 안테나와 수신 안테나를 분리하여 자기간섭 신호를 제거하는 개념도이지만, 하나의 안테나를 이용한 안테나 간섭 제거 기법 사용시에는 도 5와는 다른 안테나의 구성법이 될 수 있다. 도 5에 도시된 RF 송신단 및 수신단에서 목적에 맞는 기능 block이 추가되거나 삭제될 수도 있다.
이하 본 발명에서는 단말(특히, 차량)에서의 자기간섭 제거를 위한 것으로, 보다 상세하게는 분산 안테나 구조에서 수신 모드로 동작하는 패널의 유휴 송신 모듈을 활용하여 자기간섭 제거를 수행하는 방법을 제안한다.
본 발명에서 고려하는 공간 분할 통신(space division duplex)은 단말의 각 안테나를 공간적으로 분할(space division)하여 각 안테나의 통신 링크를 독립적으로 운영하는 기법이다. 안테나 별로 통신 링크를 독립적으로 운영하기 위해서는 단말이 보유한 안테나 간의 자기간섭이 제거되어야 하고 통신 링크에 포함된 단말 간의 간섭이 감소되어야 한다.
단말이 보유한 안테나 간의 자기간섭을 제거하기 위한 기법으로는 아날로그 및 디지털 자기간섭 제거 기법을 적용하거나 안테나 간의 거리를 확보하여 자기간섭을 감소시키는 기법이 있다. 아날로그 및 디지털 자기간섭 제거 기법보다는 안테나 간의 거리를 확보하여 자기간섭을 감소시키는 기법이 낮은 복잡도를 가지므로 실제 시스템에 적용하기 용이하다. 안테나 간의 거리를 확보하여 자기간섭을 감소시키는 기법은 기존의 통신 단말보다 크기가 큰 차량 단말에서 안테나간의 거리를 확보하여 적용할 수 있다. 단말 간의 간섭을 감소시키기 위한 기법에는 기존 셀룰러 통신 시스템의 셀 간 간섭 감소 기법을 적용할 수 있다. 현재 6GHz 이상의 고주파 대역에서의 셀룰러 통신에서는 통신 거리 확보를 위해 빔 폭이 작게 형성되므로 인접 셀의 빔이 겹쳐서 간섭이 발생할 확률은 낮은 것으로 간주되고 있다. 또한, 신호의 직진성으로 인해 신호가 사물에 의해서 블록이 될 확률이 크다. 차량은 표면이 철로 되어 있고 크기가 크기 때문에 인접 단말의 고주파 신호를 블록할 확률이 크다.
상기의 특성으로 인해 공간 분할 통신은 분산 안테나를 갖는 차량간 고주파 통신에서 적용하기 용이하다. 공간 분할 통신을 적용하면 안테나의 링크들이 서로 고립(isolation)되어 있으므로, 각 통신 링크의 송수신 시점을 서로 다르게 할당하고 각 통신링크에서 주파수 자원을 재사용하는 것이 가능하다.
도 6은 분산 안타나 안테나 적용 차량에서 공간 분할 통신(SDD)의 적용을 예시한 도면이다.
도 6에서, 링크 1과 링크 2는 서로 다른 장치(단말 또는 기지국)와 연결된 통신 링크이다. 각 통신 링크의 상황에 따라서 Tx 자원과 Rx 자원의 양을 변경할 수 있고, Tx 시점과 Rx 시점을 변경할 수 있다. 도 6에 도시된 Radio Unit (RU)은 다수 개의 안테나가 모인 안테나 모듈로서 단말이 4개의 RU를 분산하여 보유한 경우이다. 4개의 RU중 2개의 RU는 링크 1을 형성하기 위해 사용되고 나머지 2개는 링크 2를 형성하기 위해 사용된다.
SDD를 다수의 단말에 적용하면 그렇지 않은 경우보다 목표 시간 내에 보다 많은 자원을 이용하여 보다 많은 횟수의 전송을 수행할 수 있는 장점이 있다. 도 7은 SDD를 적용하지 않은 경우와 적용한 경우를 비교한 일 예를 나타내고 있다.
도 7을 참조하면, 좌측 도면은 SDD 미적용 차량간 통신을 예시하고, 우측 도면은 SDD적용 차량간 통신을 예시하고 있다. SDD를 적용하지 않은 경우 단말은 서로 다른 단말에게 다중화(multiplexing) 방식으로 신호를 동시에 전송한다. 만약 3 개의 단말이 도 7과 같이 각각의 인접 단말과 통신 링크를 형성하고자 하는 경우 각 단말은 1개의 송신 자원과 2개의 수신 자원을 할당받아야 한다. 만약 SDD를 적용한다면 단말은 각 통신 링크 별로 1개의 송신 자원과 1개의 수신 자원을 형성하면 되므로 SDD 미적용의 경우보다 단위 시간에 보다 많은 횟수의 신호 전송을 수행할 수 있다. SDD를 적용하는 경우 단말과 동시에 신호를 전송하는 인접 단말에게 주파수 자원이 나누어져 할당된다. 만약 SDD를 적용한다면 각 단말의 송신 신호가 공간적으로 분할되어 있으므로 동일한 주파수 자원을 사용할 수 있으므로, 각 통신 링크가 사용하는 주파수 자원이 증가한다.
상술한 장점 이외에도 공간 분할을 위해 각 통신 링크의 수신 단말이 좁은 수신 빔을 사용하여 신호를 수신하므로 재밍(Jamming)의 영향을 받을 확률이 낮아진다. 또한, 인접 차량이 신호를 블록할 확률이 높으므로 멀리서 재밍(Jamming)을 하기는 어렵다. 추가적인 장점으로는, 통신 그룹 간 자원과 통신 그룹 내 자원이 서로 직교하는 자원이 되도록 기지국이 관리할 필요가 없으므로 기지국의 자원 관리 복잡도가 감소하는 장점이 있다.
3GPP TR 22.886에서 1 마일당 15840대의 차량이 존재하는 시나리오가 포함되었는데, 이 경우 기지국이 차량 간의 통신 링크를 각각 관리하기에는 기지국의 복잡도가 지나치게 증가하게 된다. SDD가 적용되면 통신 링크에 포함된 단말끼리 송신 시점과 수신 시점만 결정하면 되므로 기지국 복잡도가 감소하는 장점이 있다.
도 8은 아날로그 빔포밍(Analog Beamforming)이 고려된 패널 간 간섭의 일 예를 도시한 도면이다.
차량에서 분산 안테나를 활용하여 차량간 통신을 수행할 때 동일 차량예서 송신 패널과 수신 패널간 간섭이 발생하는 경우에 대한 것으로, 각 패널은 아날로그 빔포밍이 적용될 수 있으며, 아날로그 빔포밍 인덱스에 따라 패널 간 간섭이 발생함을 알 수 있다.
도 8에 도시한 바와 같이, 차량의 오른쪽 전면 A 필러 쪽 패널이 Tx로 정해져 있고 이 패널에 아날로그 Tx beam 이 5개(index #0, #1, #2, #3, #4) 존재하고, 왼쪽 전면 A 필러 쪽 패널이 Rx로 정해져 있고 이 패널에 아날로그 Rx beam 이 5개(index #0, #1, #2, #3, #4) 존재하는 경우 각 패널의 빔 인덱스에 의한 패널간 간섭은 아래와 같이 총 25개의 pair 가 나올 수 있다.
(Tx beam index, Rx beam index) = {(#0,#0),(#0,#1),(#0,#2),(#0,#3)(#0,#4), (#1,#0),(#1,#1),(#1,#2),(#1,#3)(#1,#4), (#2,#0),(#2,#1),(#2,#2),(#2,#3)(#2,#4), (#3,#0),(#3,#1),(#3,#2),(#3,#3)(#3,#4),(#4,#0),(#4,#1),(#4,#2),(#4,#3)(#4,#4)}
도 8에서는 차량에 하나의 송신 패널과 하나의 수신 패널이 분산적으로 배치된 것으로 예시되었으나 복수의 송신 패널들과 복수의 수신 패널들이 분산적으로 배치될 수 있다. 이 경우에는, 각 송신 패널의 송신 빔들과 각 수신 패널의 수신 빔들간의 자기간섭을 고려하여 패널과 빔을 페어링하여 설정할 수 있다.
아날로그 빔포밍(Analog beamforming) 에서의 빔 패턴의 일 예는 다음 도 9와 같다.
도 9는 mmWave 주파수에서 2D 빔 패턴 측정 결과(Beam pattern measurement results)의 일 예 (안테나: Patch Antenna 8x1 Linear array with antenna distance is λ/2 (5.357mm))를 도시한 도면이다.
아날로그 빔은 실제 물리적인 빔의 조정이 가능하며 도 9에 도시한 바와 같이 빔의 각도에 따라서 side-robe 또는 back-robe의 빔 게인이 달라지게 된다. 즉, 패널의 빔 인덱스 간에 패널간의 간섭이 달라지게 된다. 따라서, 사전에 분산 안테나 기반의 차량에서 SDD 동작 시의 (Tx beam index, Rx beam index) 의 정보를 패널간 간섭을 기준으로 분류해 놓고, 이러한 패널간 간섭 기준으로 분류해 놓은 정보를 인접 차량 또는 기지국에게 제공하거나 제공받게 되면 패널 간 간섭을 고려한 적절한 SDD 를 운용이 가능해진다.
분산안테나 기반의 차량에서 SDD를 효과적으로 동작시키기 위해서는 패널간 간섭이 고려되어야 한다. 본 발명에서는 사전에 측정을 수행한 패널들의 빔 간 간섭(혹은 패널(panel) 간/빔(beam)) 간 간섭 정보를 기반으로 하여 패널/빔 페어 정보(혹은 패널 간의 빔 페어 정보 등 다양하게 호칭 가능하다)를 구성한다. 이 패널/빔 페어 정보는 차량 간, 차량과 기지국 간, 기지국 간에 정보 교환을 통해 추후 SDD 통신 시 활용될 수 있다.
패널/빔 간섭 측정(혹은 패널들의 빔 간 간섭 측정)
초기의 경우(initial)
패널/빔 간 발생하는 간섭은 롱-텀(long-term) 과 숏-텀(short-term)으로 구분될 수 있다. 차량에서 패널의 위치는 고정일 수 있으므로 정해진 위치에서 발생하는 패널/빔간의 간섭은 정적(static)일 수 있다. 따라서, 사전에 측정 및 calibration 및 tuning 을 통해서 패널/빔 페어 정보를 을 차량이 가지고 있을 수 있다. 따라서 패널/빔 페어 정보의 초기값은 각 패널 또는 빔을 돌아가면서 측정할 수 있다. 이는 통신을 하고 있지 않을 때 측정이 가능하기 때문에 여러 시간 동안의 정보를 평균하여 최종적인 정보의 생성이 가능하다.
주기적인 경우
패널/빔 페어 정보의 초기값을 기반으로 주기적으로 업데이트가 가능하다. 차량의 이동 환경으로 인한 반사된 간섭의 변화와 차량의 위치 변화 시 발생하는 차량의 온도 변화로 인한 통신 RF 패널의 온도 변화 등으로 인해 사전에 측정한 패널/빔 페어 정보의 초기값과는 다른 세기의 패널 간 간섭이 발생할 수 있으므로, 주기적으로 패널/빔 페어 정보의 업데이트가 필요하다. 주기적인 패널/빔 페어 정보의 업데이트를 위해, 특정 순서 (순차적인 순서 또는 패널/빔 페어 정보의 ordering 순서 또는 임의의 순서)로 측정이 수행될 수도 있고, 패널/빔 페어 정보가 업데이트될 수도 있다.
주기적으로 수행하는 경우 간헐적으로 발생하는 차량간의 간섭으로 인해 패널/빔 페어 정보의 업데이트 시에 부정확한 방향으로 영향을 받을 수 있다. 따라서 다음과 같은 다양한 경우에 한정하여 주기적인 업데이트를 수행할 수 있다.
1. 차량이 수신 모드로 동작할 때에는 주변 차량과의 간섭이 조절되어 있기 때문에 유휴 패널 (예를 들어 송신하는 차량과 반대쪽에 위치하는 패널)의 특정 톤 또는 참조신호(RS)를 전송하여 업데이트를 수행할 수 있다.
2. 차량이 SDD 모드로 동작할 때에 한정하여 업데이트를 수행할 수 있다.
3. 차량이 주차 모드로 동작할 때에 한정하여 업데이트를 수행할 수 있다.
4. 차량이 주차 모드에서 시동 모드로 변환할 때에 한정하여 업데이트를 수행할 수 있다.
5. 상기 명시한 상황 이외에 주변에 간섭이 없다고 판단할 때에 한정하여 업데이트를 수행할 수 있다.
비주기적인 경우
상기 명시한 4가지 이유 이외에 인접 차량으로부터의 간섭으로 인해 특정 Rx 패널/빔으로부터의 수신 신호가 열화가 생기는 경우와 같이 순시적인 변화에 의해 패널/빔 페어 정보의 정보의 업데이트가 필요한 경우 패널/빔의 간섭을 측정하고 업데이트 할 수 있다. 상기 주기적인 업데이트와는 다르게 현재 사용하고 있는 또는 사용이 될 (향후 스케줄러에 의해 할당될 자원 할당 정보에 의해) Tx 패널/빔, Rx 패널/빔 간 간섭 측정을 수행한 후 패널/빔 페어 정보의 업데이트를 수행할 수 있다.
비주기적으로 수행하는 경우에도 간헐적으로 발생하는 차량간의 간섭으로 인해 패널/빔 페어 정보의 업데이트 시에 부정확한 방향으로 영향을 받을 수 있다. 따라서 다음과 같은 다양한 경우에 한정하여 요청 후 업데이트를 수행할 수 있다.
1. 차량이 수신 모드로 동작할 때에는 주변 차량과의 간섭이 조절되어 있기 때문에 유휴 패널(예를 들어, 송신하는 차량과 반대쪽에 위치하는 패널)의 특정 톤 또는 RS를 전송하여 요청 후 업데이트를 수행할 수 있다.
2. 차량이 SDD 모드로 동작할 때에 한정하여 요청 후 업데이트를 수행할 수 있다.
3. 차량이 주차 모드로 동작할 때에 한정하여 요청 후 업데이트를 수행할 수 있다.
4. 차량이 주차 모드에서 시동 모드로 변환할 때에 한정하여 업데이트를 수행할 수 있다.
5. 상기 명시한 상황 이외에 주변에 간섭이 없다고 판단할 때에 한정하여 요청 후 업데이트를 수행할 수 있다.
패널/빔의 간섭의 측정을 수행한 이후 패널/빔 페어 정보를 하기의 방법을 활용하여 정보를 업데이트 할 수 있다.
1) 기존의 정보에 새로 측정한 패널/빔의 간섭 정보를 가중치 합(weighed sum)하여 평균 낼 수 있다.
2) 베스트(Best) 패널/빔 페어 정보, 워스트(worst) 패널/빔 페어 정보의 경우 기존의 정보를 폐기하고 새로 측정한 패널/빔 간섭 정보로 대체할 수 있다.
3) intended 패널/빔 페어 정보, 제한된(Restricted) 패널/빔 페어 정보의 경우
2. 교환 정보
교환 정보에는 단말 ID, SDD capability (ON/OFF), 분산 안테나 타입, 패널/빔 페어 정보가 포함될 수 있다. 분산 안테나 타입은 다음과 같을 수 있다.
(1) 차량의 상부 만을 이용하여 분산 안테나를 탑재한 경우
(2) 차량의 상부 뿐만 아니라 전, 측, 후방에 분산 안테나를 탑재한 경우
(3) 차량의 전, 측, 후방에 분산 안테나를 탑재한 경우
패널 빔 페어 정보는 다음과 같을 수 있다.
(1) Best 패널/빔 페어 정보 {(Tx panel index, Rx panel index) 및/또는 (Tx beam index, Rx beam index)}
(2) Worst 패널/빔 페어 정보 {(Tx panel index, Rx panel index) 및/또는 (Tx beam index, Rx beam index)}
(3) intended 패널/빔 페어 정보 {(Tx panel index, Rx panel index) 및/또는 (Tx beam index, Rx beam index) and/or Interference amount and/or order}
(4) 제한된(Restricted) 패널/빔 페어 정보 {(Tx panel index, Rx panel index) 및/또는 (Tx beam index, Rx beam index) and/or Interference amount and/or order}
(5) 상기 명시한 정보의 Tx panel index, Rx panel index 값은 1개의 panel index, 및/또는 N (N>1) 개의 panel index 의 조합으로도 가능하다.
(6) 상기 명시한 정보의 Tx beam index, Rx beam index 값은 1개의 beam index 및/또는 N (N>1) 개의 beam index 의 조합으로도 가능하다.
(7) 상기 명시한 intended 패널/빔 페어 정보 그리고/또는 제한된(Restricted) 패널/빔 페어 정보 상위 M (M>1) 개의 정보를 저장할 때 정보의 양을 줄이기 위해 각 간섭 간의 차이만을 저장할 수 있다.
3. 차량들 간의 정보 교환 또는 서빙 TRP로 정보를 리포팅
1) 브로드캐스팅 (Broadcasting)
주기적인 경우
측정된 값을 기반으로 하여 사전에 정의된 임계값으로 인해 또는 사전에 정의된 업데이트 rule 에 의해 패널/빔 페어 정보가 업데이트되는 경우에만 주기에 맞게 브로드캐스팅되거나 혹은 이와 관계없이 항상 주기적으로 브로드캐스팅 될 수 있다. 차량이 측정된 값을 주어진 주기 값을 가지고 사이드링크(sidelink)의 브로드캐스팅 용 자원을 통해 브로드캐스팅 할 수 있다. 그러나, 차량의 전력 소모를 줄이거나 차량에서의 주파수 자원의 낭비를 막기 위해 주어진 리포팅 주기 값에 중에서 측정된 값을 기반으로 하여 사전에 정의된 임계값으로 인해 또는 사전에 정의된 업데이트 rule 에 의해 패널/빔 페어 정보가 업데이트되는 경우에만 브로드캐스팅하고, 그렇지 않은 경우에는 브로드캐스팅 하지 않을 수 있다. 차량이 측정한 값을 브로드캐팅으로 전송할 지 여부를 차량이 결정할 수 있다. 이때, 차량은 브로드캐스팅으로 전송될 값은 이전에 측정/보고된 값과의 차이를 전송하거나 측정된 값을 그대로 보고할 수 있다.
비주기적인 경우(event trigger)
측정된 값을 기반으로 하여 사전에 정의된 임계값으로 인해 또는 사전에 정의된 업데이트 rule 에 의해 패널/빔 페어 정보 이 업데이트되는 경우에만 브로드캐스팅 하거나, 혹은 이전에 측정/보고된 값 대비, 사전에 설정된 임계값 오차가 발생된 경우에 브로드캐스팅할 수 도 있다. 차량이 측정된 값을 주어진 주기 값을 가지고 사이드링크의 브로드캐스팅 용 자원을 통해 브로드캐스팅하지 않고 event-trigger 기반으로 차량이 기지국에 요청하여 할당된 브로드캐스팅 용 자원에 대한 정보를 수신하여, 할당된 자원을 통해 측정 값을 브로드캐스팅할 수 있다. 즉, 패널/빔 페어 정보가 업데이트되는 경우에만 혹은 이전에 측정/보고된 값 대비, 사전에 설정된 임계값 오차가 발생된 경우에만 차량이 기지국에 요청하여 브로드캐스팅 할 수 있다.
2) 두 차량 간의 정보(Information between two vehicles)
주기적인 경우
측정된 값을 기반으로 하여 사전에 정의된 임계값으로 인해 또는 사전에 정의된 업데이트 rule 에 의해 패널/빔 페어 정보가 업데이트되는 경우에만 주기에 맞게 target 차량에게 정보를 전달 하거나 혹은 이와 관계없이 항상 주기적으로 정보를 target 차량에게 전달할 수도 있다. 차량이 측정된 값을 주어진 주기 값을 가지고 사이드링크(sidelink)의 P2P 자원을 통해 target 차량에게 전달 할 수 있다. 그러나, 차량의 전력 소모를 줄이거나 차량에서의 주파수 자원의 낭비를 막기 위해 주어진 보고 주기 값에 중에서 측정된 값을 기반으로 하여 사전에 정의된 임계값으로 인해 또는 사전에 정의된 업데이트 rule 에 의해 패널/빔 페어 정보가 업데이트되는 경우에만 측정 값을 전달하고 그렇지 않은 경우에는 전달하지 않을 수 있다. 이때에는 차량이 측정한 값을 target 차량에게 전송할지 여부를 제공하는 차량이 결정할 수 있다. 이때, 차량은 전송될 값은 이전에 측정/보고된 값과의 차이 값을 전송하거나 측정된 값을 그대로 보고할 수 있다.
비주기적인 경우(event trigger)
측정된 값을 기반으로 하여 사전에 정의된 임계값으로 인해 또는 사전에 정의된 업데이트 rule 에 의해 패널/빔 페어 정보가 업데이트되는 경우에만 정보를 전달 하거나, 혹은 이전에 측정/보고된 값 대비, 사전에 설정된 임계값 오차가 발생된 경우에만 target 차량에게 정보를 전달 할 수 도 있다. 차량이 측정된 값을 주어진 주기 값을 가지고 사이드링크의 P2P 자원을 통해 전달 하지 않고 event-trigger 기반으로 차량이 기지국에 요청한 후, 정보 전달 용 사이드링크 자원을 할당받아서 target 차량에게 정보를 전달 할 수 있다. 즉, 패널/빔 페어 정보가 업데이트되는 경우에만 혹은 이전에 측정/보고된 값 대비하여 사전에 설정된 오차(혹은 차이)가 발생된 경우에만 차량이 기지국에 요청하여 target 차량에게 정보를 전달할 수도 있다.
서빙 TRP로 정보를 리포팅
주기적인 경우
측정된 값을 기반으로 하여 사전에 정의된 임계값으로 인해 또는 사전에 정의된 업데이트 rule 에 의해 패널/빔 페어 정보 이 업데이트되는 경우에만 주기에 맞게 보고하거나, 혹은 이와 관계없이 항상 주기적으로 보고할 수 있다.
차량이 측정된 값을 주어진 주기 값에 따라 PUCCH 또는 PUSCH 를 통해 serving TRP에게 전송할 수 있다. 그러나, 차량의 전력 소모를 줄이거나 차량에서의 주파수 자원의 낭비를 막기 위해 주어진 reporting 주기 값 중에서 측정된 값을 기반으로 하여 사전에 정의된 임계값으로 인해 또는 사전에 정의된 업데이트 rule 에 의해 패널/빔 페어 정보가 업데이트되는 경우에만 해당 주기에서 기지국에게 전송하고, 그렇지 않은 경우에는 기지국에게 보고하지 않을 수 있다. 이때에는 차량이 기지국에 측정한 값을 전송할 지 여부를 차량이 결정할 수 있다. 이때, 차량이 기지국으로 전송할 값은 이전에 측정/보고된 값과의 차이 값을 전송하거나 측정된 값을 그대로 보고할 수 있다.
비주기적인 경우(event trigger)
측정된 값을 기반으로 하여 사전에 정의된 임계값으로 인해 또는 사전에 정의된 업데이트 rule 에 의해 패널/빔 페어 정보가 업데이트되는 경우에만 보고하도록 하거나, 혹은 이전에 측정/보고된 값 대비하여 사전에 설정된 오차 (혹은 차이)가 발생된 경우에 보고하도록 할 수 도 있다.
차량이 측정된 값을 주어진 주기 값에 따라 PUCCH 또는 PUSCH 를 통해 기지국에게 전송하지 않고, event-trigger 기반으로 차량이 기지국에 요청하여 보고할 수 있다. 즉, 패널/빔 페어 정보가 업데이트되는 경우에만 혹은 이전에 측정/보고된 값 대비하여 사전에 설정된 오차(혹은 차이)가 발생된 경우에만 차량이 기지국에 요청하여 보고할 수 있다.
패널/빔 페어 정보 활용
차량간 V2V 통신을 위한 패널/빔 페어링 시 패널/빔 페어 정보를 활용하여 후보 세트(candidate set) 을 줄일 수 있다. 차량과 기지국간 통신을 위한 패널/빔 페어링 시 패널/빔 페어 정보를 활용하여 후보 세트를 줄일 수 있다.
일 예로, V2V 통신을 위한 패널 빔 페어링 시 1개의 Best 패널/빔을 feedback 하는게 아니라 상위 M 개의 패널/빔을 feedback 하고 기지국 또는 단말이 상기 명시한 restricted 패널/빔을 고려하여 상위 N 번째의 패널/빔을 결정하여 리포팅을 수행할 수 있다.
상술한 방식들은 차량간에 SDD로 동작할 때에만 선택적으로 동작할 수도 있다.
차량 간에 SDD로 동작하기 위해서는 특정 차량이 DL 수신 및 UL 송신을 동시에 원할 때 또는 특정 차량이 gNB로부터 DL 수신을 하면서 인접 차량으로 송신을 동시에 원할 때 또는 특정 차량이 gNB 로 UL 송신을 원하면서 인접 차량으로부터의 수신을 동시에 원할 때이며, 이때 상기 방식은 선택적으로 동작이 가능하다.
차량과 gNB (5G 통신 시스템의 기지국의 일 예)간의 통신에서는 통상적으로 DL traffic이 UL traffic 보다는 많기 때문에 차량이 SDD 로 동작하기 위해서는 DL 수신을 하면서 인접 차량에게 송신을 원하는 차량 중 일부가 SDD 로 동작 가능하며, 이때 상기 방식은 선택적으로 동작이 가능하다.
차량간의 통신에는 통상적으로 앞에 위치한 차량이 뒤에 위치한 차량에게 전달하는 형태의 traffic 이 많기 때문에 차량이 SDD로 동작하기 위해서는 앞의 platooning (즉, 차량간격 제어를 통하여 연속되는 차량을 가깝게 유지시킨 채로 운영되는 차량들의 그룹)과 같은 환경에서 앞에 위치하고 있는 선두 차량에게 후위 차량의 정보의 전달을 원하는 차량 중 일부가 SDD 로 동작 가능하며, 이때 상기 방식은 선택적으로 동작이 가능하다.
일 예로서, 차량의 버퍼 상태 보고(buffer status report, BSR)를 통해 gNB 는 단말의 SDD 동작에 대한 지속 시간을 예측하여 필요한 시점에 차량으로부터 필요한 정보를 원하는 시점에 받을 수 있도록 물리계층 혹은 상위계층 신호를 통해 차량의 제어 신호 전송을 트리거 할 수 있다.
상기 설명한 제안 방식에 대한 일례들 또한 본 발명의 구현 방법들 중 하나로 포함될 수 있다. 또한, 상기 설명한 제안 방식들은 독립적으로 구현될 수도 있지만, 일부 제안 방식들의 조합 (또는 병합) 형태로 구현될 수도 있다. 상기 제안 방법들의 적용 여부 정보 (혹은 상기 제안 방법들의 규칙들에 대한 정보)는 기지국이 단말에게 사전에 정의된 시그널 (예를 들어, 물리계층 시그널 또는 상위계층 시그널 등)을 통해서 알려주도록 규칙이 정의될 수가 있다.
이상에서 설명된 실시예들은 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 실시예를 구성하는 것도 가능하다. 본 발명의 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다. 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함시킬 수 있음은 자명하다.
본 발명은 본 발명의 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 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.
분산 안테나 기반의 통신 장치가 패널 간 간섭에 기초한 통신을 수행하는 방법은 5G 통신 시스템 등과 같은 다양한 무선통신 시스템에서 산업상으로 이용이 가능하다.

Claims (15)

  1. 분산 안테나 기반의 통신 장치가 패널 간 간섭에 기초한 통신 수행 방법에 있어서,
    송신 패널의 송신 빔들과 수신 패널의 수신 빔들 간의 간섭을 측정하는 단계;
    상기 측정에 기초하여 상기 송신 패널의 빔들과 상기 수신 패널의 빔들을 페어링하여 패널 간의 빔 페어 정보를 설정하는 단계; 및
    상기 패널간의 빔 페어 정보를 기지국 또는 인접 통신 장치로 전송하는 단계를 포함하는, 패널 간 간섭에 기초한 통신 수행 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 패널간의 빔 페어 정보는 상기 송신 패널의 송신 빔 인덱스와 상기 수신 패널의 수신 빔 인덱스의 페어 정보를 하나 이상 포함하는, 패널 간 간섭에 기초한 통신 수행 방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 패널간의 빔 페어 정보는 베스트(best) 페어 또는 워스트(worst) 페어를 포함하되,
    상기 베스트 페어는 베스트 송신 빔 인덱스과 수신 빔 인덱스의 페어이고,
    상기 워스트 페어는 워스트 송신 빔 인덱스와 수신 빔 인덱스의 페어인, 패널 간 간섭에 기초한 통신 수행 방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 패널간의 빔 페어 정보는 주기적으로 전송되는, 패널 간 간섭에 기초한 통신 수행 방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 패널간의 빔 페어 정보는 특정 조건이 만족되는 경우에 비주기적으로 전송되는, 패널 간 간섭에 기초한 통신 수행 방법.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 특정 조건은 패널들의 빔 간 간섭 측정 값이 이전의 패널들의 빔 간 간섭 측정값과 대비하여 소정의 차이가 발생된 경우에 만족되는, 패널 간 간섭에 기초한 통신 수행 방법.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 통신 장치는 차량을 포함하는, 패널 간 간섭에 기초한 통신 수행 방법.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 송신 빔들은 아날로그 송신 빔들에 해당하고, 상기 수신 빔들은 아날로그 수신 빔들에 해당하는, 패널 간 간섭에 기초한 통신 수행 방법.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 패널간의 빔 페어 정보는 Physical Uplink Control Channel (PUCCH) 또는 Physical Uplink Shared CH(PUSCH)를 통해 전송되는, 패널 간 간섭에 기초한 통신 수행 방법.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 송신 패널은 송신 모드로 동작하고, 상기 수신 패널은 수신 모드로 동작하는, 패널 간 간섭에 기초한 통신 수행 방법.
  11. 패널 간 간섭에 기초한 통신 수행을 위한 분산 안테나 기반의 통신 장치에 있어서,
    송신 패널;
    수신 패널; 및
    상기 송신 패널의 송신 빔들과 상기 수신 패널의 수신 빔들 간의 간섭을 측정하도록 구성되고,
    상기 측정에 기초하여 상기 송신 패널의 빔들과 상기 수신 패널의 빔들을 페어링하여 패널간의 빔 페어 정보를 설정하도록 구성된 프로세서를 포함하되,
    상기 프로세서는 상기 송신 패널이 상기 패널간의 빔 페어 정보를 기지국 또는 인접 통신 장치로 전송하도록 구성되는, 분산 안테나 기반의 통신 장치.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 패널간의 빔 페어 정보는 상기 송신 패널의 송신 빔 인덱스와 상기 수신 패널의 수신 빔 인덱스의 페어 정보를 하나 이상 포함하는, 분산 안테나 기반의 통신 장치.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 패널간의 빔 페어 정보는 베스트(best) 페어 또는 워스트(worst) 페어를 포함하되,
    상기 베스트 페어는 베스트 송신 빔 인덱스과 수신 빔 인덱스의 페어이고,
    상기 워스트 페어는 워스트 송신 빔 인덱스와 수신 빔 인덱스의 페어인, 분산 안테나 기반의 통신 장치.
  14. 제 11항에 있어서,
    상기 패널간의 빔 페어 정보는 주기적으로 전송되는, 분산 안테나 기반의 통신 장치.
  15. 제 11항에 있어서,
    상기 패널간의 빔 페어 정보는 특정 조건이 만족되는 경우에 비주기적으로 전송되는, 분산 안테나 기반의 통신 장치.
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