WO2019124586A1 - 위치 측정 방법 및 장치 - Google Patents

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WO2019124586A1
WO2019124586A1 PCT/KR2017/015207 KR2017015207W WO2019124586A1 WO 2019124586 A1 WO2019124586 A1 WO 2019124586A1 KR 2017015207 W KR2017015207 W KR 2017015207W WO 2019124586 A1 WO2019124586 A1 WO 2019124586A1
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terminal
base station
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PCT/KR2017/015207
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구관모
한상욱
이웅희
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엘지전자 주식회사
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Publication date
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    • H04W4/40—Services specially adapted for particular environments, situations or purposes for vehicles, e.g. vehicle-to-pedestrians [V2P]
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
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    • G01S3/02—Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received using radio waves
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    • G01S3/12—Means for determining sense of direction, e.g. by combining signals from directional antenna or goniometer search coil with those from non-directional antenna
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    • H04W16/24—Cell structures
    • H04W16/28—Cell structures using beam steering

Definitions

  • the present disclosure relates to wireless communication systems, and more particularly, to a method and apparatus for performing location measurements.
  • a wireless communication system is a multiple access system capable of supporting communication with multiple users by sharing available system resources (bandwidth, transmission power, etc.).
  • multiple access systems include a code division multiple access (CDMA) system, a frequency division multiple access (FDMA) system, a time division multiple access (TDMA) system, an orthogonal frequency division multiple access (OFDMA) system, a single carrier frequency division multiple access (MC) system and a multi-carrier frequency division multiple access (MC-FDMA) system.
  • CDMA code division multiple access
  • FDMA frequency division multiple access
  • TDMA time division multiple access
  • OFDMA orthogonal frequency division multiple access
  • MC single carrier frequency division multiple access
  • MC-FDMA multi-carrier frequency division multiple access
  • a 3GPP LTE hird Generation Partnership Project Long Term Evolution
  • TTI transmission time interval
  • a data request delay time 10 ms for a video application.
  • future 5G technologies require lower latency data transmission due to the emergence of new applications such as real-time control and tactile internet, and the 5G data request latency will be reduced to 1ms It is expected.
  • future 5G technology is expected to require more terminal connectivity to a single base station, and 5G demand connectivity is expected to increase to a maximum of 1,000,000 / km2.
  • next generation RAT radio access technology
  • eMBB enhanced mobile broadband communication
  • mMTC massive MTC
  • URLLC Ultra-Reliable and Low Latency Communication
  • a method may be provided for a terminal to perform location measurements in a wireless communication system.
  • a method of performing location measurement by a terminal includes receiving a master information block (MIB) information from a base station, setting a time reference based on the received MIB information, Measuring a positioning related signal, and obtaining distance information and direction information of the terminal based on the measured positioning related signal.
  • MIB master information block
  • a terminal for performing position measurement in a wireless communication system can be provided.
  • the terminal may include a receiver for receiving a signal, a transmitter for transmitting a signal, and a processor for controlling the receiver and the transmitter.
  • the processor receives the MIB information from the base station, sets a time reference based on the received MIB information, receives the positioning related signal from the base station, measures the positioning related signal, and based on the measured positioning related signal Thereby obtaining distance information and direction information of the terminal.
  • the positioning-related signal includes a time-stamp
  • the time-stamp may be information on a time at which the positioning-related signal is transmitted.
  • the method may further include acquiring time information at which the positioning related signal is measured. At this time, the distance information of the terminal can be obtained using the time information of the positioning related signal based on the reference time and the time-stamp.
  • the terminal and the base station can share information on the absolute time based on the reference for the set time.
  • the terminal and the base station can share information on the absolute time at the OFDM symbol unit level based on the reference for the set time.
  • the distance information can be measured based on the difference between the time information in which the positioning related signal is measured and the time-stamp.
  • a positioning related signal may be assigned to one or more beams and transmitted from a base station.
  • the terminal when a positioning related signal is allocated to a plurality of beams and transmitted to a terminal, the terminal measures reception power information for the two beams having the largest signal intensity among the plurality of beams, Direction information can be obtained from the received power information based on the direction angle information allocated to the two beams.
  • the direction angle information for a plurality of beams may be information shared between the UE and the BS.
  • the MIB information may be periodically broadcast at the base station.
  • the present invention can provide a method of performing location measurements in a wireless communication system.
  • the present invention can provide a method of performing position measurement through a one-way positioning technique.
  • FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a base station 105 and a terminal in a wireless communication system 100. As shown in FIG.
  • FIG. 2 shows an example of a radio frame structure used in a wireless communication system.
  • FIG. 3 illustrates an example of a downlink / uplink (DL / UL) slot structure in a wireless communication system.
  • FIG. 4 illustrates a downlink (DL) subframe structure used in a 3GPP LTE / LTE-A system.
  • FIG. 5 shows an example of an uplink (UL) subframe structure used in the 3GPP LTE / LTE-A system.
  • FIG. 6 shows a PRS (Positioning Reference Signal) transmission structure.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a resource element mapping method of the PRS.
  • FIG. 8 is a diagram showing a method of acquiring position information based on a phase difference.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a method in which a terminal performs position measurement based on a beam difference transmitted from one base station.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating a method in which a terminal acquires position information based on a unidirectional positioning technique.
  • 11 is a diagram illustrating a method in which a base station performs position measurement based on a beam difference transmitted from one terminal.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating a method by which a base station acquires position information based on a one-way positioning technique.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating a method of performing location measurement of a terminal.
  • the UE collectively refers to a mobile stationary device such as a UE (User Equipment), an MS (Mobile Station), and an AMS (Advanced Mobile Station). It is also assumed that 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).
  • UE User Equipment
  • MS Mobile Station
  • AMS Advanced Mobile Station
  • AP access point
  • a user equipment can receive information through a downlink from a base station, 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
  • UTRA Universal Terrestrial Radio Access
  • 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).
  • Wi-Fi IEEE 802.11
  • WiMAX IEEE 802.16
  • WiMAX IEEE 802.16
  • IEEE 802-20 IEEE 802-20
  • Evolved UTRA Evolved UTRA
  • UTRA is part of the Universal Mobile Telecommunications System (UMTS).
  • LTE Long Term Evolution
  • E-UMTS Evolved UMTS
  • SC-FDMA SC-FDMA
  • LTE-A Advanced
  • 3GPP LTE 3rd Generation Partnership Project
  • the transmission from the base station to the terminal is referred to as downlink transmission and the transmission from the terminal to the base station is referred to as uplink transmission for wireless transmission between the base station and the terminal.
  • a method for distinguishing radio resources between downlink transmission and uplink transmission is defined as a duplex, and when frequency bands are divided into a downlink transmission band and an uplink transmission band and bidirectional transmission and reception are performed, a frequency division duplex (Frequency Division Duplex) FDD).
  • the technique proposed in the present invention shares a time and frequency resource with a time division duplex (TDD) in which time resources are divided into a downlink transmission time and an uplink transmission time in addition to the frequency division duplex, It is obvious that it can be operated in a bidirectional duplex (Full Duplex) which transmits and receives in both directions.
  • TDD time division duplex
  • Full Duplex bidirectional duplex
  • FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a base station 105 and a terminal 110 in a wireless communication system 100. As shown in FIG.
  • the wireless communication system 100 may include one or more base stations and / or one or more terminals .
  • 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.
  • Tx transmission
  • the transmission / reception antennas 130 and 135 are shown as one in the base station 105 and the terminal 110, respectively, 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. Also, the base station 105 according to the present invention can support both a Single User-MIMO (SU-MIMO) scheme and a Multi-User-MIMO (MU-MIMO) scheme.
  • SU-MIMO Single User-MIMO
  • MU-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 analog signals to transmit Lt; / RTI > Then, the transmission antenna 130 transmits the generated downlink signal to the terminal.
  • modulates e.g., amplifies, filters, and frequency upconverts
  • 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.
  • the processing by symbol demodulator 145 and received data processor 150 is 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.
  • the transmitter and the receiver in the terminal and the base station may be configured as one RF (Radio Frequency) unit.
  • 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
  • DSPD digital signal processing devices
  • PLD programmable logic devices
  • FPGA field programmable gate arrays
  • 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 a series of operations such as data processing and the like are performed instead of the function of receiving or transmitting a signal even if the processors 155 and 180 are not specifically mentioned.
  • FIG. 2 shows an example of a radio frame structure used in a wireless communication system.
  • FIG. 2 (a) shows a frame structure for a frequency division duplex (FDD) used in a 3GPP LTE / LTE-A system and FIG. Time division duplex (TDD) frame structure.
  • FDD frequency division duplex
  • TDD Time division duplex
  • the radio frame used in the 3GPP LTE / LTE-A system has a length of 10ms (307200Ts) and consists of 10 equal sized subframes (SF). 10 subframes within one radio frame may be assigned respective numbers.
  • Each subframe is 1 ms long and consists of two slots. 20 slots in one radio frame can be sequentially numbered from 0 to 19. [ Each slot has a length of 0.5 ms.
  • the time for transmitting one subframe is defined as a transmission time interval (TTI).
  • the time resource may be classified by a radio frame number (or a radio frame index), a subframe number (also referred to as a subframe number), a slot number (or a slot index), and the like.
  • the wireless frame may be configured differently according to the duplex mode. For example, in the FDD mode, since the downlink transmission and the uplink transmission are divided by frequency, the radio frame includes only one of the downlink subframe and the uplink subframe for a specific frequency band. In the TDD mode, since the downlink transmission and the uplink transmission are divided by time, the radio frame includes both the downlink subframe and the uplink subframe for a specific frequency band.
  • Table 1 illustrates the DL-UL configuration of subframes in a radio frame in TDD mode.
  • D denotes a downlink subframe
  • U denotes an uplink subframe
  • S denotes a special subframe.
  • the specific subframe includes three fields of Downlink Pilot Time Slot (DwPTS), Guard Period (GP), and UpPTS (Uplink Pilot Time Slot).
  • DwPTS is a time interval reserved for downlink transmission
  • UpPTS is a time interval reserved for uplink transmission.
  • Table 2 illustrates the configuration of the singular frames.
  • Figure 2 illustrates an example of a downlink / uplink (DL / UL) slot structure in a wireless communication system.
  • Figure 2 shows the structure of the resource grid of the 3GPP LTE / LTE-A system. There is one resource grid per antenna port.
  • a slot includes a plurality of Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) symbols in the time domain and a plurality of resource blocks (RBs) in the frequency domain.
  • the OFDM symbol also means one symbol period.
  • Wow Depends on the DL transmission bandwidth and the UL transmission bandwidth, respectively.
  • Denotes the number of OFDM symbols in the downlink slot Denotes the number of OFDM symbols in the UL slot. Represents the number of sub-carriers constituting one RB.
  • the OFDM symbol may be referred to as an OFDM symbol, an SC-FDM (Single Carrier Frequency Division Multiplexing) symbol, or the like according to a multiple access scheme.
  • the number of OFDM symbols included in one slot can be variously changed according to the channel bandwidth and the length of the cyclic prefix (CP). For example, one slot includes seven OFDM symbols in the case of a normal CP, whereas one slot includes six OFDM symbols in the case of an extended CP.
  • CP cyclic prefix
  • FIG. 3 a subframe in which one slot is composed of seven OFDM symbols is illustrated for convenience of description. However, the embodiments of the present invention can be applied to subframes having a different number of OFDM symbols in a similar manner. Referring to FIG.
  • each OFDM symbol includes, in the frequency domain, * Lt; / RTI > subcarriers.
  • the types of subcarriers can be divided into data subcarriers for data transmission, reference signal subcarriers for transmission of reference signals, guard bands, and null subcarriers for direct current (DC) components .
  • the null subcarrier for the DC component is a subcarrier that is left unused and is mapped to a carrier frequency (f0) in an OFDM signal generation process or a frequency up conversion process.
  • the carrier frequency is also referred to as the center frequency.
  • Day RB is in the time domain (E. G., 7) consecutive OFDM symbols and is defined by c (e. G., Twelve) consecutive subcarriers in the frequency domain.
  • a resource composed of one OFDM symbol and one subcarrier is referred to as a resource element (RE) or a tone. Therefore, one RB * Resource elements.
  • Each resource element in the resource grid can be uniquely defined by an index pair (k, 1) in one slot. k is in the frequency domain from 0 * -1, and l is an index given from 0 to -1.
  • Two RBs one in each of two slots of the subframe occupying consecutive identical subcarriers, are called a physical resource block (PRB) pair.
  • the two RBs constituting the PRB pair have the same PRB number (or PRB index (index)).
  • VRB is a kind of logical resource allocation unit introduced for resource allocation.
  • VRB has the same size as PRB.
  • distributed type VRBs are interleaved and mapped to PRBs. Therefore, the distributed type VRB having the same VRB number can be mapped to different numbers of PRBs in the first slot and the second slot.
  • Two PRBs, which are located in two slots of a subframe and have the same VRB number, are called a VRB pair.
  • FIG. 4 illustrates a downlink (DL) subframe structure used in a 3GPP LTE / LTE-A system.
  • a DL subframe is divided into a control region and a data region in a time domain.
  • a maximum of 3 (or 4) OFDM symbols located at a first position in a first slot of a subframe corresponds to a control region to which a control channel is allocated.
  • a resource region available for PDCCH transmission in a DL subframe is referred to as a PDCCH region.
  • the remaining OFDM symbols other than the OFDM symbol (s) used as a control region correspond to a data region to which PDSCH (Physical Downlink Shared CHannel) is allocated.
  • PDSCH Physical Downlink Shared CHannel
  • a resource region usable for PDSCH transmission in a DL subframe is referred to as a PDSCH region.
  • the DL control channel used in the 3GPP LTE include a physical control format indicator channel (PCFICH), a physical downlink control channel (PDCCH), a physical hybrid ARQ indicator channel (PHICH), and the like.
  • the PCFICH carries information about the number of OFDM symbols transmitted in the first OFDM symbol of the subframe and used for transmission of the control channel in the subframe.
  • the PHICH carries an HARQ (Hybrid Automatic Repeat Request) ACK / NACK (acknowledgment / negative-acknowledgment) signal in response to the UL transmission.
  • HARQ Hybrid Automatic Repeat Request
  • the control information transmitted through the PDCCH is referred to as downlink control information (DCI).
  • the DCI includes resource allocation information and other control information for the UE or UE group.
  • the DCI may include a transport format and resource allocation information of a downlink shared channel (DL-SCH), a transport format and resource allocation information of an uplink shared channel (UL-SCH), a paging channel channel assignment information, upper layer control message resource allocation information, such as paging information on the channel, PCH, system information on the DL-SCH, random access response transmitted on the PDSCH, A Transmit Control Command Set, a Transmit Power Control command, an activation indication information of a Voice over IP (VoIP), and a Downlink Assignment Index (DAI).
  • DL-SCH downlink shared channel
  • UL-SCH uplink shared channel
  • paging channel channel assignment information such as paging information on the channel, PCH, system information on the DL-SCH, random access response transmitted on the PDSCH
  • a Transmit Control Command Set such as pag
  • a transmission format and resource allocation information of a downlink shared channel which is also referred to as DL scheduling information or a DL grant, may be a UL shared channel (UL-SCH)
  • the transmission format and resource allocation information are also referred to as UL scheduling information or UL grant.
  • the DCI carried by one PDCCH differs in size and usage according to the DCI format, and its size may vary according to the coding rate.
  • various formats such as formats 0 and 4 for the uplink and formats 1, 1A, 1B, 1C, 1D, 2, 2A, 2B, 2C, 3 and 3A for the downlink are defined.
  • RB allocation a modulation coding scheme (MCS), a redundancy version (RV), a new data indicator (NDI), a transmit power control (TPC), a cyclic shift DMRS control information such as a downlink index, a shift demodulation reference signal, an UL index, a channel quality information (CQI) request, a DL assignment index, a HARQ process number, a transmitted precoding matrix indicator (TPMI)
  • TPMI transmitted precoding matrix indicator
  • the DCI format that can be transmitted to the UE depends on the transmission mode (TM) configured for the UE. In other words, not all DCI formats may be used for UEs configured in a particular transport mode, but only certain DCI format (s) corresponding to the particular transport mode may be used.
  • the PDCCH is transmitted on an aggregation of one or more contiguous control channel elements (CCEs).
  • the CCE is a logical allocation unit used to provide the PDCCH with a coding rate based on radio channel conditions.
  • the CCE corresponds to a plurality of resource element groups (REG). For example, one CCE corresponds to nine REGs, and one REG corresponds to four REs.
  • REG resource element groups
  • a set of CCEs in which a PDCCH can be located for each UE is defined.
  • a set of CCEs in which a UE can discover its PDCCH is referred to as a PDCCH search space, simply a Search Space (SS).
  • SS Search Space
  • PDCCH candidates Individual resources to which the PDCCH can be transmitted within the search space are referred to as PDCCH candidates.
  • the collection of PDCCH candidates to be monitored by the UE is defined as a search space.
  • the search space for each DCI format can have different sizes, and a dedicated search space and a common search space are defined.
  • the dedicated search space is a UE-specific search space and is configured for each individual UE.
  • the common search space is configured for a plurality of UEs.
  • the aggregation level that defines the search space is as follows.
  • One PDCCH candidate corresponds to 1, 2, 4 or 8 CCEs depending on the CCE aggregation level.
  • the eNB transmits the actual PDCCH (DCI) on any PDCCH candidate in the search space, and the UE monitors the search space to find the PDCCH (DCI).
  • the monitoring means to attempt decoding of each PDCCH in the search space according to all the monitored DCI formats.
  • the UE may monitor the plurality of PDCCHs and detect its own PDCCH. Basically, since the UE does not know the location where its PDCCH is transmitted, it tries to decode all PDCCHs of the corresponding DCI format every PDCCH until it detects a PDCCH with its own identifier. This process is called blind detection blind decoding " (BD)).
  • BD blind detection blind decoding &quot
  • the eNB may transmit data for the UE or the UE group through the data area.
  • Data transmitted through the data area is also referred to as user data.
  • a PDSCH Physical Downlink Shared CHannel
  • a paging channel (PCH) and a downlink-shared channel (DL-SCH) are transmitted through the PDSCH.
  • the UE may decode the control information transmitted through the PDCCH and read the data transmitted through the PDSCH.
  • Information indicating to which UE or UE group the data of the PDSCH is transmitted, how the UE or UE group should receive and decode the PDSCH data, and the like are included in the PDCCH and transmitted.
  • a particular PDCCH is masked with a cyclic redundancy check (CRC) with an RNTI (Radio Network Temporary Identity) of "A" and a radio resource (e.g., frequency location)
  • CRC cyclic redundancy check
  • RNTI Radio Network Temporary Identity
  • format information e.g., transport block size, modulation scheme, coding information, etc.
  • the UE monitors the PDCCH using the RNTI information it owns, and the UE having the RNTI of "A " detects the PDCCH and transmits the PDSCH indicated by" B " .
  • Reference signal refers to a signal of a predetermined special waveform that the eNB transmits to the UE or to the eNB by the eNB and the UE, and is also called a pilot.
  • the reference signals are divided into cell-specific RSs shared by all UEs in the cell and demodulation RSs (DM RS) dedicated to specific UEs.
  • DM RS transmitted by the eNB for demodulating the downlink data for a specific UE is also referred to as a UE-specific RS.
  • the DM RS and the CRS may be transmitted together, but only one of them may be transmitted.
  • the DM RS transmitted using the same precoder as the data can be used only for demodulation purposes, and therefore, a channel measurement RS must be separately provided.
  • an additional measurement RS CSI-RS
  • the CSI-RS is transmitted every predetermined transmission period consisting of a plurality of subframes, unlike the CRS transmitted for each subframe, based on the fact that the channel state is not relatively varied with time.
  • FIG. 5 shows an example of an uplink (UL) subframe structure used in the 3GPP LTE / LTE-A system.
  • the UL subframe may be divided into a control domain and a data domain in the frequency domain.
  • One or several physical uplink control channels may be assigned to the control region to carry uplink control information (UCI).
  • One or several physical uplink shared channels may be allocated to the data area of the UL subframe to carry user data.
  • subcarriers far away from the direct current (DC) subcarrier are used as a control region.
  • subcarriers located at both ends of the UL transmission bandwidth are allocated for transmission of uplink control information.
  • the DC subcarrier is a component that is left unused for signal transmission and is mapped to the carrier frequency f0 in the frequency up conversion process.
  • a PUCCH for one UE is allocated to an RB pair belonging to resources operating at a single carrier frequency, and RBs belonging to the RB pair occupy different subcarriers in two slots.
  • the PUCCH allocated as described above is expressed as the RB pair allocated to the PUCCH is frequency-hopped at the slot boundary. However, when frequency hopping is not applied, the RB pairs occupy the same subcarrier.
  • the PUCCH may be used to transmit the following control information.
  • - SR (Scheduling Request): Information used for requesting uplink UL-SCH resources. OOK (On-Off Keying) method.
  • HARQ-ACK A response to the PDCCH and / or a response to a downlink data packet (e.g., codeword) on the PDSCH. Indicates whether PDCCH or PDSCH has been successfully received.
  • a downlink data packet e.g., codeword
  • the HARQ-ACK response includes positive ACK (simply ACK), negative ACK (NACK), DTX (Discontinuous Transmission) or NACK / DTX.
  • the term HARQ-ACK is mixed with HARQ ACK / NACK and ACK / NACK.
  • MIMO Multiple Input Multiple Output
  • RI Rank Indicator
  • PMI Precoding Matrix Indicator
  • the amount of uplink control information (UCI) that the UE can transmit in the subframe depends on the number of SC-FDMAs available for control information transmission.
  • the SC-FDMA available for the UCI means the remaining SC-FDMA symbol except for the SC-FDMA symbol for the reference signal transmission in the subframe, and in the case of the subframe configured with the SRS (Sounding Reference Signal) -FDMA symbols are excluded.
  • the reference signal is used for coherent detection of the PUCCH.
  • PUCCH supports various formats depending on the information to be transmitted.
  • Table 4 shows the mapping relationship between the PUCCH format and the UCI in the LTE / LTE-A system.
  • the PUCCH format 1 sequence is mainly used for transmitting ACK / NACK information
  • the PUCCH format 2 sequence is mainly used for carrying channel state information (CSI) such as CQI / PMI / RI
  • the PUCCH format 3 sequence is mainly used to transmit ACK / NACK information.
  • a terminal sets PRS (Positioning Reference Signal) transmission related information of BSs from an upper layer signal, measures a PRS transmitted from cells around the UE, (RSTD), which is a difference between a reception time of a PRS signal transmitted from a base station, to a base station or a network, and the network uses an RSTD and other information to calculate a location of an OTDOA (Observed Time Difference of Arrival).
  • PRS Positioning Reference Signal
  • RSTD Positioning Reference Signal
  • OTDOA Observed Time Difference of Arrival
  • A-GNSS Positioning Assisted Global Positioning
  • E-CID Enhanced Cell-ID
  • UTDOA Uplink Time Difference of Arrival
  • an LPP LTE positioning protocol
  • IE information element
  • OTDOA-ReferenceCellInfo refers to a cell serving as a reference for RSTD measurement, and is configured as follows.
  • conditional presence is as follows.
  • each individual field of OTDOA-ReferenceCellInfo above is as follows.
  • conditional presence is as follows.
  • each individual field of the OTDOA-NeighborCellInfoList in the above is as follows.
  • PRS information is contained in PRS-Info, which is an IE included in OTDOA-ReferenceCellInfo and OTDOA-NeighborCellInfo.
  • PRS Bandwidth PRS Configuration Index (IPRS), Number of Consecutive Downlink Subframes, and PRS Muting Information are configured as follows.
  • the PRS periodicity and the PRS subframe offset are determined according to the values of the PRS Configuration Index (IPRS), and correspondence is shown in the following table.
  • IPRS PRS Configuration Index
  • the PRS has a transmission opportunity, i.e., positioning occasion, at a period of 160, 320, 640, or 1280 ms, and may be transmitted during consecutive N DL subframes to a positioning opportunity. Where N may have a value of 1, 2, 4, or 6. Although the PRS may be substantially transmitted at the positioning opportunity, it may be muted for intercell interference control cooperation. The information on this PRS muting is signaled to the UE by prs-MutingInfo.
  • the transmission bandwidth of the PRS can be set independently of the system band of the serving base station and is transmitted in a frequency band of 6, 15, 25, 50, 75, or 100 RBs (resource blocks).
  • the PRS transmission sequence is generated by initializing a pseudo-random sequence generator for each OFDM symbol as a function of a slot index, an OFDM symbol index, a cyclic prefix (CP) type, and a cell ID.
  • the transmission sequences of the generated PRS may be differently mapped to resource elements (REs) according to whether they are general CPs or extended CPs.
  • the location of the mapped RE can be shifted in the frequency axis, the shift value being determined by the cell ID.
  • the UE receives configuration information for a list of PRSs to be searched from the location management server of the network for PRS measurement.
  • the information includes PRS setting information of a reference cell and PRS setting information of neighboring cells.
  • the setting information of each PRS includes the occurrence period and offset of positioning opportunities, the number of consecutive DL subframes constituting one positioning opportunity, the cell ID used for PRS sequence generation, CP type, CRS antenna considered in PRS mapping And the number of ports.
  • the PRS setup information of the adjacent cells includes the slot offset and the subframe offset of the neighbor cell and the reference cell, and the expected RSTD and the degree of uncertainty of the expected RSTD, And to determine at what point in time a certain number of time windows should be detected to detect the corresponding PRS.
  • FIG. 7 shows that a PRS is mapped to a Resource Element (RE).
  • the PRS transmission sequence can be generated by initializing a pseudo-random sequence generator for each OFDM symbol as a function of a slot index, an OFDM symbol index, a cyclic prefix (CP) type, and a physical cell ID. If the generated sequences are normal CP, they can be mapped as shown in FIG. 7 (a). In addition, when the generated sequences are an extended CP, they can be mapped as shown in FIG. 7 (b). The location of the mapped RE can be shifted in the frequency domain, and the shift value can be determined by the physical cell ID. In this case, for example, the position of the PRS transmission RE in FIGS. 7 (a) and 7 (b) may be the case where the frequency shift is zero.
  • the above-mentioned RSTD can refer to the relative timing difference between the adjacent or neighboring cell j and the reference cell i. That is, the RSTD - , ≪ / RTI > Is a time at which the UE receives the start of a specific subframe from the neighbor cell j, Is the time when the UE receives the start of the subframe corresponding to the particular subframe from the reference cell i closest in time to the specific subframe received from the neighbor cell j.
  • the reference point for the observed subframe time difference is the antenna connector of the UE.
  • various methods can be used for the network to obtain the location information of the terminal in the wireless communication system.
  • one-directional positioning technique using phase difference has been proposed, but there is a limitation in the detection technique using a phase difference in one term in the present technology.
  • one reference-based one-way positioning technique is proposed as a positioning technique required in 5G NR and mmWave. In this case, if one cell-based one-directional scheme can be applied, performance may be improved in terms of delay, and efficiency of position measurement can be improved since it is not necessary to use a plurality of reference values. This will be described later.
  • FIG. 8 is a diagram showing a method of acquiring position information based on a phase difference.
  • the phase difference information for the radio waves can not be known at the receiving end. That is, the phase difference information may not be obtained when transmitting in one direction.
  • the phase velocity can be given and the medium value to be transmitted can be determined, regardless of the propagation. Assuming a wave length at a frequency where only a slight difference exists, the following equation (1) can be obtained.
  • the envelope amplitude may include a group of internal waves, and the velocity may be group velocity.
  • the midpoint of the frequency is determined, . ≪ / RTI >
  • the group speed is . ≪ / RTI >
  • the refractive index n defined by the relationship between the speed of light and the phase velocity can be expressed by Equation 2 below.
  • the phase velocity and the group velocity may not be measured in one direction because only the transmitted waves after the point of propagation in FIG. 8 are displayed.
  • the one way PDOA may be limited. This may be different from the ranging technique applied in radar.
  • a position measurement can be performed using a two-way method in which a signal propagated from a receiving end reaches a target and is reflected and returned.
  • the radar technique knows the timing of the signal sent by the receiver, the position can be measured using the time.
  • the signal transmitted from the receiving end in the cellular network is not reflected, it is possible to transmit and receive in one direction, and the distance measurement by the reflected wave of the radar may not be possible.
  • a new method may be needed as a one-way positioning technique.
  • distance and direction information may be required to obtain position information. Therefore, Range Determination and Direction Determination may be necessary, and this is described in consideration of the unidirectional positioning technique.
  • a terminal can set a time reference for time using system information broadcasted from a base station gNB and reference signals of a specific beam patterned. For example, the UE periodically recognizes a SFN (System Frame Number) through a MIB (Master Information Block) received from a base station. At this time, the terminal can align the sink of the downlink through a predetermined pattern from the reference signal of the beam related to the positioning. At this time, the time can be recognized at the OFDM symbol level. That is, the downlink timing in frame number, subframe number, and symbol can be confirmed.
  • SFN System Frame Number
  • MIB Master Information Block
  • the terminal and the base station can synchronize the timing with respect to time in units of an OFDM symbol level, thereby setting a reference time for the position measurement.
  • the base station can trigger a mechanism for positioning.
  • the base station may broadcast time-stamp related information indicating the transmission time to the reference signals of the beam related to the positioning to the UEs. That is, time information on the transmission time can be provided to the UEs.
  • the UEs that have recognized the downlink timing indicating the absolute time from the information broadcasted from the base station can decode the time-stamp information from the received downlink signal.
  • the terminal calculates the time transmitted from the base station to the terminal using the time difference measured between the time transmitted from the base station and the reference signal of the actually determined beam, and can use the calculated time to find the distance to the terminal.
  • the terminal can check the time at which the signal was transmitted using the time-stamp information from the base station. Also, the terminal can know the time at which the signal arrives by decoding the time-stamp information from the downlink signal, and obtain the distance information between the terminal and the base station using the difference.
  • the terminal can perform position measurement using a signal transmitted in one direction from the base station.
  • a base station can perform position measurement using a signal transmitted in one direction from a terminal.
  • a method of performing position measurement based on a terminal and a method of measuring a position based on a base station will be referred to as Describe.
  • the terminal estimates the direction from the plurality of measured beams.
  • the base station 910 may transmit a plurality of beams.
  • beams k and k + 1 are beams measured more strongly than other beams.
  • each measured signal power Lt; RTI ID 0.0 > direction, < / RTI >
  • the direction of the base station from the terminal can be found by the following equation (3). That is, the terminal can estimate the direction of the base station using the measurement values for each beam and the interval information for the beams.
  • the interval information for the beams may be information shared by the UE and the BS.
  • 10 is a diagram illustrating a method in which a terminal acquires position information based on a unidirectional positioning technique. 10 illustrates an embodiment of a method for performing position measurement using a signal transmitted in a direction from a base station to a terminal based on the terminal as described above.
  • the UE 1010 may periodically receive MIB information from the BS 1020.
  • the base station 1020 may include MIB information in the selected beam or a plurality of beams and broadcast the MIB information to the terminals 1010 in the coverage.
  • the terminal 1010 can decode the MIB and obtain information on the SFD included in the MIB.
  • the terminal 1010 can acquire time information on a symbol-by-symbol basis by grasping a pattern from the reference signals received from the base station 1020. That is, the terminal 1010 can confirm the pattern of the reference signals transmitted through the selected beam or the plurality of beams as a downlink signal, and perform synchronization of the downlink signals.
  • the UE 1010 can confirm the downlink timing in frame number, subframe number, and symbol unit. That is, the UE 1010 can share information on the absolute time with the Node B 1020 on an OFDM symbol level basis.
  • the base station 1020 may assign a signal for positioning to one or a plurality of beams, and transmit the signal to the terminal including a time-stamp.
  • the terminal 1010 receiving the time stamp from the base station 1020 uses the time information and time stamp values monitored from the MIB and the reference signals to calculate the time difference between the arrival time of the signal for positioning and the time- 1020 and the terminal 1010, which can be expressed by Equation (4).
  • the measured time may be the time at which the signal transmitted from the base station 1020 for positioning is measured.
  • the terminal 1010 can receive a plurality of beams from the base station 1020. [ At this time, the terminal 1010 can estimate the direction using two signals among the plurality of received beams. At this time, the terminal 1010 can predict the direction of the beam based on Equation (3). That is, the terminal 1010 may measure the power for each of the two beams, and obtain the direction information through the interval or angle information for the beams. For example, as described above, when beam K and beam K + 1 are beams having the greatest signal intensity, terminal 1010 Can be measured. At this time, the angle with respect to the beams , Which may be the direction angle assigned to the beam. Accordingly, the terminal 1010 can know the direction and distance of the beam, and is not limited to the above-described embodiment. That is, the terminal 1010 can perform position measurement based on the one-directional positioning technique with one base station 1020, thereby preventing delay. In addition, it is possible to perform positioning with only one cell without using a plurality of references.
  • the position measurement can be performed based on the one direction signal transmitted from the terminal on the basis of the base station, which will be described.
  • the distance from the base station can be determined using the signal of the terminal from the base station.
  • the BS determines the distance based on the signal received from the MS.
  • the terminal can also perform a task of setting a time reference for the time from the system information broadcast from the base station and reference signals of the specific beam to be patterned.
  • the UE can periodically receive a MIB (Master Information Block) from the BS.
  • the MIB can recognize the SFN and perform downlink synchronization through a predetermined pattern from the reference signals of the beam associated with the positioning.
  • the time can be recognized at the OFDM symbol level.
  • the time can be recognized at the OFDM symbol level. That is, the downlink timing in frame number, subframe number, and symbol can be confirmed.
  • the terminal and the base station can synchronize the timing with respect to time in units of an OFDM symbol level, thereby setting a reference time for the position measurement.
  • the UE can transmit time-stamp related information indicating the timing to transmit to the base station based on the information of the synchronized downlink signal to the base station. Thereafter, the base station calculates the transmitted time using the difference between the transmitted time and the actually received time using the signal received from the terminal, and calculates the actual distance between the terminal and the base station using the calculated time.
  • the direction can be determined similarly to the above.
  • the base station can measure the received signal and estimate the direction using a plurality of beams.
  • the terminal 1110 can transmit a plurality of beams.
  • the UE can acquire the direction information as shown in Equation (5) using the ⁇ value, which is an interval between the beams, This is as described above.
  • 12 is a diagram illustrating a method by which a base station acquires position information based on a one-way positioning technique. 12 shows an embodiment of a method for performing position measurement using a signal transmitted in a direction from a base station to a mobile station based on a base station as described above.
  • the UE 1210 may periodically receive MIB information from the BS 1220.
  • the base station 1220 may include the MIB information in the selected beam or a plurality of beams and broadcast the MIB information to the terminals 1210 in the coverage.
  • the terminal 1210 can decode the MIB and obtain information on the SFD included in the MIB.
  • the terminal 1210 can acquire time information on a symbol-by-symbol basis by grasping a pattern from the reference signals received from the base station 1220. That is, the terminal 1210 can identify a pattern of reference signals transmitted through a selected beam or a plurality of beams as a downlink signal, and perform synchronization of downlink signals.
  • the UE 1210 can confirm the downlink timing in frame number, subframe number, and symbol unit. That is, the UE 1210 can share the information on the absolute time with the Node B 1220 at the OFDM symbol unit level.
  • the terminal 1210 can assign a signal for positioning to one or a plurality of beams, and transmit the signal to the base station 1220 including a time-stamp.
  • the base station 1220 receiving the time stamp from the terminal 1210 uses the time information and the time stamp value shared with the terminal 1210 from the MIB and the reference signals to calculate the time of arrival of the signal for positioning and the time-
  • the time difference between the base station 1220 and the terminal 1210 can be calculated as Equation (6).
  • the measured time may be the time at which the signal transmitted from the terminal 1210 is measured for positioning.
  • the distance is calculated by using the speed of light ≪ / RTI >
  • the base station 1220 can receive a plurality of beams from the terminal 1210. [ At this time, the base station 1220 can estimate a direction using two of the plurality of received beams. At this time, based on Equation (5), the base station 1220 can predict the direction of the beam. That is, the base station 1220 may measure the power for each of the two beams, and obtain the direction information through the gap or angle information for the beams. For example, as described above, when beam K and beam K + 1 are the beams with the greatest signal strength, base station 1220 Can be measured. At this time, the angle with respect to the beams , Which may be the direction angle assigned to the beam.
  • the base station 1220 can know the direction and distance of the beam, and is not limited to the above-described embodiment. That is, the base station 1220 can perform position measurement based on a single directional positioning technique with one terminal 1210, thereby preventing delay. In addition, it is possible to perform positioning with only one cell without using a plurality of references.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating a method of performing location measurement of a terminal.
  • the terminal can receive MIB information from the base station (S1310). Next, the terminal can set a time reference based on the received MIB information. At this time, SFN information may be included in the MIB, as described above with reference to FIG. 1 to FIG. At this time, as described above, the UE recognizes the SFN through the MIB and can perform downlink synchronization through the predetermined pattern from the reference signals of the beam related to the positioning. In this case, for example, the terminal and the base station can recognize the absolute time at the OFDM symbol level, and thereby can confirm the time information on the signal transmitted by the base station.
  • the terminal can receive the positioning related signal from the base station (S1330).
  • the positioning related signal may include the time-stamp information, as described above with reference to FIG. 1 to FIG.
  • the time-stamp information may be time information on a signal transmitted by the base station.
  • the terminal can measure the positioning related signal.
  • the terminal can acquire the time information on which the positioning related signal is measured.
  • the terminal can acquire the distance information using the above-described information. That is, the UE can acquire the distance information between the UE and the BS using the difference between the measured time of the positioning related signal and the time-stamp information.
  • the terminal can acquire the distance information and direction information of the terminal based on the measured positioning related signal.
  • Information and positioning related signals may be obtained based on the measured time information.
  • the base station may transmit a positioning related signal to the terminal using one or more beams.
  • the terminal and the base station can share information on a plurality of beams.
  • the information on the plurality of beams shared by the terminal and the base station may be interval information or phase difference information between beams, and is not limited to the above-described embodiment.
  • the terminal can measure the reception power for a plurality of beams.
  • the terminal can acquire the direction information of the beam in Equation (3) or (5) described above through the reception power for the plurality of beams.
  • the terminal can thus know the direction information for the base station. That is, the terminal can perform position measurement using one base station and is not limited to the above-described embodiment.
  • embodiments of the present invention can be implemented by various means.
  • embodiments of the present invention may be implemented by hardware, firmware, software, or a combination thereof.
  • the method according to embodiments of the present invention may be implemented in one or more Application Specific Integrated Circuits (ASICs), Digital Signal Processors (DSPs), Digital Signal Processing Devices (DSPDs), Programmable Logic Devices (PLDs) , FPGAs (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
  • FPGAs Field Programmable Gate Arrays
  • processors controllers, microcontrollers, microprocessors, and the like.
  • the method according to embodiments of the present invention may be implemented in the form of a module, a procedure or a function for performing the functions or operations described above.
  • the software code can be stored in a memory unit and driven by the processor.
  • the memory unit may be located inside or outside the processor, and may exchange data with the processor by various well-known means.
  • the above description can be applied not only to 3GPP LTE and LTE-A systems, but also to various wireless communication systems including IEEE 802.16x and 802.11x systems. Furthermore, the proposed method can be applied to a communication system using a very high frequency band.

Abstract

본 명세서의 일 실시예에 따라, 무선통신 시스템에서 단말이 위치 측정을 수행하는 방법을 제공할 수 있다. 이때, 단말이 위치 측정을 수행하는 방법은 단말이 MIB 정보를 기지국으로부터 수신하는 단계, 수신한 MIB 정보에 기초하여 시간에 대한 기준을 설정하는 단계, 단말이 기지국으로부터 포지셔닝 관련 신호를 수신하는 단계, 포지셔닝 관련 신호를 측정하는 단계 및 측정된 포지셔닝 관련 신호에 기초하여 단말의 거리 정보 및 방향 정보를 획득하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

위치 측정 방법 및 장치
본 명세서는 무선 통신 시스템에 대한 것으로, 보다 상세하게는 위치 측정을 수행하는 방법 및 장치에 대한 것이다.
무선통신시스템이 음성이나 데이터 등과 같은 다양한 종류의 통신 서비스를 제공하기 위해 광범위하게 전개되고 있다. 일반적으로 무선통신시스템은 가용한 시스템 자원(대역폭, 전송 파워 등)을 공유하여 다중 사용자와의 통신을 지원할 수 있는 다중 접속(multiple access) 시스템이다. 다중 접속 시스템의 예들로는 CDMA(code division multiple access) 시스템, FDMA(frequency division multiple access) 시스템, TDMA(time division multiple access) 시스템, OFDMA(orthogonal frequency division multiple access) 시스템, SC-FDMA(single carrier frequency division multiple access) 시스템 및 MC-FDMA(multi carrier frequency division multiple access) 시스템 등이 있다.
또한, 무선 통신 시스템으로서 3GPP LTE (3rd Generation Partnership Project Long Term Evolution) 시스템은 1ms TTI (transmission time interval)를 가지는 프레임 구조로 디자인 되었으며, 비디오(video) 어플리케이션을 위해 데이터 요구 지연 시간은 10ms이었다. 그러나, 미래의 5G 기술은 실시간 제어(real-time control) 및 촉감 인터넷(tactile internet)과 같은 새로운 어플리케이션의 등장으로 더욱 낮은 지연의 데이터 전송을 요구하고 있으며, 5G 데이터 요구 지연은 1ms까지 낮춰질 것으로 예상된다. 또한, 미래의 5G 기술은 하나의 기지국에 더욱 많은 단말 연결성이 요구되고 있으며, 5G 요구 연결성은 최대 1,000,000/km2까지 증가될 것으로 예상된다.
또한, 더욱 많은 통신 기기들이 더욱 큰 통신 용량을 요구하게 됨에 따라 기존의 RAT (radio access technology)에 비해 향상된 mobile broadband 통신에 대한 필요성이 대두되고 있다. 뿐만 아니라 안정성(reliability) 및 지연(latency)에 민감한 서비스/UE 를 고려한 통신 시스템 디자인이 논의되고 있다. 이와 같이 enhanced mobile broadband communication (eMBB), massive MTC (mMTC), URLLC (Ultra-Reliable and Low Latency Communication) 등을 고려한 차세대 RAT(radio access technology)의 도입이 논의되고 있으며, 차세대 RAT에 대해서는 편의상 New RAT으로 지칭할 수 있다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제는 무선통신 시스템에서 위치 측정을 수행하는 방법을 제공하는데 목적이 있다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제는 한 방향 포지셔닝(One-way Positioning) 기법을 통해 위치 측정을 수행하는 방법을 제공하는데 목적이 있다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제는 위치 측정과 관련된 정보를 전송하는 방법을 제공하는데 목적이 있다.
본 명세서의 일 실시예에 따라, 무선통신 시스템에서 단말이 위치 측정을 수행하는 방법을 제공할 수 있다. 이때, 단말이 위치 측정을 수행하는 방법은 단말이 MIB(Master Information Block) 정보를 기지국으로부터 수신하는 단계, 수신한 MIB 정보에 기초하여 시간에 대한 기준(Time Reference)을 설정하는 단계, 단말이 기지국으로부터 포지셔닝 관련 신호를 수신하는 단계, 포지셔닝 관련 신호를 측정하는 단계 및 측정된 포지셔닝 관련 신호에 기초하여 단말의 거리 정보 및 방향 정보를 획득하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 본 명세서의 일 실시예에 따라, 무선통신 시스템에서 위치 측정을 수행하는 단말을 제공할 수 있다. 이때, 단말은 신호를 수신하는 수신부, 신호를 송신하는 송신부 및 수신부와 송신부를 제어하는 프로세서를 포함할 수 있다. 이때, 프로세서는 MIB 정보를 기지국으로부터 수신하고, 수신한 MIB 정보에 기초하여 시간에 대한 기준을 설정하고, 기지국으로부터 포지셔닝 관련 신호를 수신하고, 포지셔닝 관련 신호를 측정하고, 측정된 포지셔닝 관련 신호에 기초하여 단말의 거리 정보 및 방향 정보를 획득할 수 있다.
또한, 무선 통신 시스템에서 위치 측정을 수행하는 방법 및 장치에 대해서 다음 사항들이 공통으로 적용될 수 있다.
본 명세서의 일 실시예에 따라, 포지셔닝 관련 신호에는 Time-Stamp가 포함되어 전송되되, Time-Stamp는 포지셔닝 관련 신호가 전송되는 시간에 대한 정보일 수 있다.
이때, 본 명세서의 일 실시예에 따라, 포지셔닝 관련 신호가 측정되는 시간 정보를 획득하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이때, 설정된 시간에 대한 기준 및 Time-Stamp에 기초하여 포지셔닝 관련 신호가 측정되는 시간 정보를 이용하여 단말의 거리 정보를 획득할 수 있다.
이때, 본 명세서의 일 실시예에 따라, 설정된 시간에 대한 기준에 기초하여 단말과 기지국은 절대 시간에 대한 정보를 공유할 수 있다.
또한, 본 명세서의 일 실시예에 따라, 설정된 시간에 대한 기준에 기초하여 단말과 기지국은 OFDM 심볼 단위 레벨에서 절대 시간에 대한 정보를 공유할 수 있다.
또한, 본 명세서의 일 실시예에 따라, 거리 정보는 포지셔닝 관련 신호가 측정되는 시간 정보와 Time-Stamp의 차이에 기초하여 측정될 수 있다.
또한, 본 명세서의 일 실시예에 따라, 포지셔닝 관련 신호는 하나 또는 복수 개의 빔에 할당되어 기지국으로부터 전송될 수 있다.
또한, 본 명세서의 일 실시예에 따라, 포지셔닝 관련 신호가 복수 개의 빔에 할당되어 단말로 전송되는 경우, 단말은 복수 개의 빔 중 신호 세기가 가장 큰 두 개의 빔에 대한 수신 파워 정보를 측정하고, 두 개의 빔들에 할당된 방향각 정보에 기초하여 수신 파워 정보로부터 방향 정보를 획득할 수 있다.
이때, 본 명세서의 일 실시예에 따라, 복수 개의 빔들에 대한 방향각 정보는 단말과 기지국 사이에서 공유되는 정보일 수 있다.
또한, 본 명세서의 일 실시예에 따라, MIB 정보는 기지국에서 주기적으로 브로드캐스트될 수 있다.
본 발명은 무선통신 시스템에서 위치 측정을 수행하는 방법을 제공할 수 있다.
본 발명은 한 방향 포지셔닝(One-way Positioning) 기법을 통해 위치 측정을 수행하는 방법을 제공할 수 있다.
본 발명은 위치 측정과 관련된 정보를 전송하는 방법을 제공하는데 목적이 있다.
본 명세서에서 얻을 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 무선통신 시스템(100)에서의 기지국(105) 및 단말의 구성을 도시한 블록도이다.
도 2는 무선 통신 시스템에서 사용되는 무선 프레임 구조의 일 예를 나타낸 것이다.
도 3은 무선 통신 시스템에서 하향링크/상향링크(DL/UL) 슬롯 구조의 일례를 나타낸 것이다.
도 4는 3GPP LTE/LTE-A 시스템에서 사용되는 하향링크(downlink, DL) 서브프레임 구조를 예시한 것이다.
도 5는 3GPP LTE/LTE-A 시스템에서 사용되는 상향링크(uplink, UL) 서브프레임 구조의 일례를 나타낸 것이다.
도 6은 PRS(Positioning Reference Signal) 전송 구조를 도시한다.
도 7은 PRS의 자원 요소 매핑 방법을 나타낸 도면이다.
도 8은 위상 차에 기초하여 위치 정보를 획득하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 9는 하나의 기지국에서 전송되는 빔의 차이에 기초하여 단말이 위치 측정을 수행하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 10은 한 방향 포지셔닝 기법에 기초하여 단말이 위치 정보를 획득하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 11은 하나의 단말에서 전송되는 빔의 차이에 기초하여 기지국이 위치 측정을 수행하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 12는 한 방향 포지셔닝 기법에 기초하여 기지국이 위치 정보를 획득하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 13은 단말의 위치 측정을 수행하는 방법을 나타낸 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 단말단 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(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), 5G 통신 시스템 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.
기지국과 단말 간의 무선 전송에 대하여 기지국에서 단말로의 전송을 하향 링크 전송, 단말로부터 기지국으로의 전송을 상향링크 전송으로 통칭하여 표현한다. 이러한 하향링크 전송과 상향링크 전송 간의 무선 자원을 구분하는 방식을 듀플렉스(duplex)라고 정의하며 주파수 밴드를 하향링크 전송 밴드와 상향링크 전송 밴드로 구분하여 양방향 송수신하는 경우 주파수 분할 듀플렉스(Frequency Division Duplex, FDD)라고 표현한다. 본 발명에서 제안하는 기술은 상기 주파수 분할 듀플렉스 뿐만 아니라, 시간 자원을 하향링크 전송 시간과 상향링크 전송 시간으로 구분하여 양방향 송수신하는 시간 분할 듀플렉스 (Time Division Duplex, TDD)와 시간 및 주파수 자원을 공유하여 양방향 송수신하는 양방향 듀플렉스 (Full Duplex) 에서도 동작 가능함은 자명하다.
도 1은 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)을 도시하였지만, 무선 통신 시스템(100)은 하나 이상의 기지국 및/또는 하나 이상의 단말을 포함할 수 있다.
도 1을 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, 이 아날로그 신호들을 추가적으로 조절하여(예를 들어, 증폭, 필터링, 및 주파수 업 컨버팅(upconverting)) 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. 단말 및 기지국에서의 송신기 및 수신기는 하나의 RF(Radio Frequency) 유닛으로 구성될 수도 있다.
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 기능이 아닌 데이터 처리 등의 일련의 동작들을 수행한다고 할 수 있다.
도 2는 무선 통신 시스템에서 사용되는 무선 프레임 구조의 일 예를 나타낸 것이다. 특히, 도 2(a)는 3GPP LTE/LTE-A 시스템에서 사용되는 주파수 분할 듀플렉스(frequency division duplex, FDD)용 프레임 구조를 나타낸 것이고, 도 1(b)는 3GPP LTE/LTE-A 시스템에서 사용되는 시분할 듀플렉스(time division duplex, TDD)용 프레임 구조를 나타낸 것이다.
도 2를 참조하면, 3GPP LTE/LTE-A 시스템에서 사용되는 무선프레임은 10ms(307200Ts)의 길이를 가지며, 10개의 균등한 크기의 서브프레임(subframe, SF)으로 구성된다. 일 무선프레임 내 10개의 서브프레임에는 각각 번호가 부여될 수 있다. 여기에서, Ts는 샘플링 시간을 나타내고, Ts=1/(2048*15kHz)로 표시된다. 각각의 서브프레임은 1ms의 길이를 가지며 2개의 슬롯으로 구성된다. 일 무선프레임 내에서 20개의 슬롯들은 0부터 19까지 순차적으로 넘버링될 수 있다. 각각의 슬롯은 0.5ms의 길이를 가진다. 일 서브프레임을 전송하기 위한 시간은 전송시간간격(transmission time interval, TTI)로 정의된다. 시간 자원은 무선프레임 번호(혹은 무선 프레임 인덱스라고도 함)와 서브프레임 번호(혹은 서브프레임 번호라고도 함), 슬롯 번호(혹은 슬롯 인덱스) 등에 의해 구분될 수 있다.
무선 프레임은 듀플레스(duplex) 모드에 따라 다르게 구성(configure)될 수 있다. 예를 들어, FDD 모드에서, 하향링크 전송 및 상향링크 전송은 주파수에 의해 구분되므로, 무선 프레임은 특정 주파수 대역에 대해 하향링크 서브프레임 또는 상향링크 서브프레임 중 하나만을 포함한다. TDD 모드에서 하향링크 전송 및 상향링크 전송은 시간에 의해 구분되므로, 특정 주파수 대역에 대해 무선 프레임은 하향링크 서브프레임과 상향링크 서브프레임을 모두 포함한다.
표 1은 TDD 모드에서, 무선 프레임 내 서브프레임들의 DL-UL 구성(configuration)을 예시한 것이다.
[표 1]
Figure PCTKR2017015207-appb-I000001
표 1에서, D는 하향링크 서브프레임을, U는 상향링크 서브프레임을, S는 특이(special) 서브프레임을 나타낸다. 특이 서브프레임은 DwPTS(Downlink Pilot TimeSlot), GP(Guard Period), UpPTS(Uplink Pilot TimeSlot)의 3개 필드를 포함한다. DwPTS는 하향링크 전송용으로 유보되는 시간 구간이며, UpPTS는 상향링크 전송용으로 유보되는 시간 구간이다. 표 2는 특이 프레임의 구성(configuration)을 예시한 것이다.
[표 2]
Figure PCTKR2017015207-appb-I000002
도 2는 무선 통신 시스템에서 하향링크/상향링크(DL/UL) 슬롯 구조의 일례를 나타낸 것이다. 특히, 도 2는 3GPP LTE/LTE-A 시스템의 자원격자(resource grid)의 구조를 나타낸다. 안테나 포트당 1개의 자원격자가 있다.
도 3을 참조하면, 슬롯은 시간 도메인에서 복수의 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 심볼을 포함하고, 주파수 도메인에서 다수의 자원블록(resource block, RB)을 포함한다. OFDM 심볼은 일 심볼 구간을 의미하기도 한다. 도 3을 참조하면, 각 슬롯에서 전송되는 신호는
Figure PCTKR2017015207-appb-I000003
*
Figure PCTKR2017015207-appb-I000004
개의 부반송파(subcarrier)와
Figure PCTKR2017015207-appb-I000005
개의 OFDM 심볼로 구성되는 자원격자(resource grid)로 표현될 수 있다. 여기서,
Figure PCTKR2017015207-appb-I000006
은 하향링크 슬롯에서의 자원블록(resource block, RB)의 개수를 나타내고,
Figure PCTKR2017015207-appb-I000007
은 UL 슬롯에서의 RB의 개수를 나타낸다.
Figure PCTKR2017015207-appb-I000008
와
Figure PCTKR2017015207-appb-I000009
은 DL 전송 대역폭과 UL 전송 대역폭에 각각 의존한다.
Figure PCTKR2017015207-appb-I000010
은 하향링크 슬롯 내 OFDM 심볼의 개수를 나타내며,
Figure PCTKR2017015207-appb-I000011
은 UL 슬롯 내 OFDM 심볼의 개수를 나타낸다.
Figure PCTKR2017015207-appb-I000012
는 하나의 RB를 구성하는 부반송파의 개수를 나타낸다.
OFDM 심볼은 다중 접속 방식에 따라 OFDM 심볼, SC-FDM(Single Carrier Frequency Division Multiplexing) 심볼 등으로 불릴 수 있다. 하나의 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 채널 대역폭, CP(cyclic prefix)의 길이에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 예를 들어, 정규(normal) CP의 경우에는 하나의 슬롯이 7개의 OFDM 심볼을 포함하나, 확장(extended) CP의 경우에는 하나의 슬롯이 6개의 OFDM 심볼을 포함한다. 도 3에서는 설명의 편의를 위하여 하나의 슬롯이 7 OFDM 심볼로 구성되는 서브프레임을 예시하였으나, 본 발명의 실시예들은 다른 개수의 OFDM 심볼을 갖는 서브프레임들에도 마찬가지의 방식으로 적용될 수 있다. 도 3을 참조하면, 각 OFDM 심볼은, 주파수 도메인에서,
Figure PCTKR2017015207-appb-I000013
*
Figure PCTKR2017015207-appb-I000014
개의 부반송파를 포함한다. 부반송파의 유형은 데이터 전송을 위한 데이터 부반송파, 참조신호(reference signal)의 전송 위한 참조신호 부반송파, 가드 밴드(guard band) 및 직류(Direct Current, DC) 성분을 위한 널(null) 부반송파로 나뉠 수 있다. DC 성분을 위한 널 부반송파는 미사용인 채 남겨지는 부반송파로서, OFDM 신호 생성 과정 혹은 주파수 상향변환 과정에서 반송파 주파수(carrier frequency, f0)로 맵핑(mapping)된다. 반송파 주파수는 중심 주파수(center frequency)라고도 한다.
일 RB는 시간 도메인에서
Figure PCTKR2017015207-appb-I000015
개(예를 들어, 7개)의 연속하는 OFDM 심볼로서 정의되며, 주파수 도메인에서 c개(예를 들어, 12개)의 연속하는 부반송파에 의해 정의된다. 참고로, 하나의 OFDM 심볼과 하나의 부반송파로 구성된 자원을 자원요소(resource element, RE) 혹은 톤(tone)이라고 한다. 따라서, 하나의 RB는
Figure PCTKR2017015207-appb-I000016
*
Figure PCTKR2017015207-appb-I000017
개의 자원요소로 구성된다. 자원격자 내 각 자원요소는 일 슬롯 내 인덱스 쌍 (k, 1)에 의해 고유하게 정의될 수 있다. k는 주파수 도메인에서 0부터
Figure PCTKR2017015207-appb-I000018
*
Figure PCTKR2017015207-appb-I000019
-1까지 부여되는 인덱스이며, l은 시간 도메인에서 0부터
Figure PCTKR2017015207-appb-I000020
-1까지 부여되는 인덱스이다.
일 서브프레임에서
Figure PCTKR2017015207-appb-I000021
개의 연속하는 동일한 부반송파를 점유하면서, 상기 서브프레임의 2개의 슬롯 각각에 1개씩 위치하는 2개의 RB를 물리자원블록(physical resource block, PRB) 쌍(pair)이라고 한다. PRB 쌍을 구성하는 2개의 RB는 동일한 PRB 번호(혹은, PRB 인덱스(index)라고도 함)를 갖는다. VRB는 자원할당을 위해 도입된 일종의 논리적 자원할당 단위이다. VRB는 PRB와 동일한 크기를 갖는다. VRB를 PRB로 맵핑하는 방식에 따라, VRB는 로컬라이즈(localized) 타입의 VRB와 분산(distributed) 타입의 VRB로 구분된다. 로컬라이즈 타입의 VRB들은 PRB들에 바로 맵핑되어, VRB 번호(VRB 인덱스라고도 함)가 PRB 번호에 바로 대응된다. 즉, nPRB=nVRB가 된다. 로컬라이즈 타입의 VRB들에는 0부터
Figure PCTKR2017015207-appb-I000022
-1순으로 번호가 부여되며,
Figure PCTKR2017015207-appb-I000023
=
Figure PCTKR2017015207-appb-I000024
이다. 따라서, 로컬라이즈 맵핑 방식에 의하면, 동일한 VRB 번호를 갖는 VRB가 첫 번째 슬롯과 두 번째 슬롯에서, 동일 PRB 번호의 PRB에 맵핑된다. 반면, 분산 타입의 VRB는 인터리빙을 거쳐 PRB에 맵핑된다. 따라서, 동일한 VRB 번호를 갖는 분산 타입의 VRB는 첫 번째 슬롯과 두 번째 슬롯에서 서로 다른 번호의 PRB에 맵핑될 수 있다. 서브프레임의 두 슬롯에 1개씩 위치하며 동일한 VRB 번호를 갖는 2개의 PRB를 VRB 쌍이라 칭한다.
도 4는 3GPP LTE/LTE-A 시스템에서 사용되는 하향링크(downlink, DL) 서브프레임 구조를 예시한 것이다.
도 4를 참조하면, DL 서브프레임은 시간 도메인에서 제어영역(control region)과 데이터영역(data region)으로 구분된다. 도 3을 참조하면, 서브프레임의 첫 번째 슬롯에서 앞부분에 위치한 최대 3(혹은 4)개의 OFDM 심볼은 제어 채널이 할당되는 제어영역(control region)에 대응한다. 이하, DL 서브프레임에서 PDCCH 전송에 이용가능한 자원 영역(resource region)을 PDCCH 영역이라 칭한다. 제어영역으로 사용되는 OFDM 심볼(들)이 아닌 남은 OFDM 심볼들은 PDSCH(Physical Downlink Shared CHannel)가 할당되는 데이터영역(data region)에 해당한다. 이하, DL 서브프레임에서 PDSCH 전송에 이용가능한 자원 영역을 PDSCH 영역이라 칭한다. 3GPP LTE에서 사용되는 DL 제어 채널의 예는 PCFICH(Physical Control Format Indicator Channel), PDCCH(Physical Downlink Control Channel), PHICH(Physical hybrid ARQ indicator Channel) 등을 포함한다. PCFICH는 서브프레임의 첫 번째 OFDM 심볼에서 전송되고 서브프레임 내에서 제어 채널의 전송에 사용되는 OFDM 심볼의 개수에 관한 정보를 나른다. PHICH는 UL 전송에 대한 응답으로 HARQ(Hybrid Automatic Repeat Request) ACK/NACK(acknowledgment/negative-acknowledgment) 신호를 나른다.
PDCCH를 통해 전송되는 제어 정보를 상향링크 제어 정보(downlink control information, DCI)라고 지칭한다. DCI는 UE 또는 UE 그룹을 위한 자원 할당 정보 및 다른 제어 정보를 포함한다. 예를 들어, DCI는 DL 공유 채널(downlink shared channel, DL-SCH)의 전송 포맷 및 자원 할당 정보, UL 공유 채널(uplink shared channel, UL-SCH)의 전송 포맷 및 자원 할당 정보, 페이징 채널(paging channel, PCH) 상의 페이징 정보, DL-SCH 상의 시스템 정보, PDSCH 상에서 전송되는 임의 접속 응답과 같은 상위 계층(upper layer) 제어 메시지의 자원 할당 정보, UE 그룹 내의 개별 UE들에 대한 전송 전력 제어 명령(Transmit Control Command Set), 전송 전력 제어(Transmit Power Control) 명령, VoIP(Voice over IP)의 활성화(activation) 지시 정보, DAI(Downlink Assignment Index) 등을 포함한다. DL 공유 채널(downlink shared channel, DL-SCH)의 전송 포맷(Transmit Format) 및 자원 할당 정보는 DL 스케줄링 정보 혹은 DL 그랜트(DL grant)라고도 불리며, UL 공유 채널(uplink shared channel, UL-SCH)의 전송 포맷 및 자원 할당 정보는 UL 스케줄링 정보 혹은 UL 그랜트(UL grant)라고도 불린다. 일 PDCCH가 나르는 DCI는 DCI 포맷에 따라서 그 크기와 용도가 다르며, 부호화율에 따라 그 크기가 달라질 수 있다. 현재 3GPP LTE 시스템에서는 상향링크용으로 포맷 0 및 4, 하향링크용으로 포맷 1, 1A, 1B, 1C, 1D, 2, 2A, 2B, 2C, 3, 3A 등의 다양한 포맷이 정의되어 있다. DCI 포맷 각각의 용도에 맞게, 호핑 플래그, RB 할당(RB allocation), MCS(modulation coding scheme), RV(redundancy version), NDI(new data indicator), TPC(transmit power control), 순환 천이 DMRS(cyclic shift demodulation reference signal), UL 인덱스, CQI(channel quality information) 요청, DL 할당 인덱스(DL assignment index), HARQ 프로세스 넘버, TPMI(transmitted precoding matrix indicator), PMI(precoding matrix indicator) 정보 등의 제어정보가 취사 선택된 조합이 하향링크 제어정보로서 UE에게 전송된다.
일반적으로, UE에 구성된 전송 모드(transmission mode, TM)에 따라 상기 UE에게 전송될 수 있는 DCI 포맷이 달라진다. 다시 말해, 특정 전송 모드로 구성된 UE를 위해서는 모든 DCI 포맷이 사용될 수 있는 것이 아니라, 상기 특정 전송 모드에 대응하는 일정 DCI 포맷(들)만이 사용될 수 있다.
PDCCH는 하나 또는 복수의 연속된 제어 채널 요소(control channel element, CCE)들의 집성(aggregation) 상에서 전송된다. CCE는 PDCCH에 무선 채널 상태에 기초한 부호화율(coding rate)를 제공하기 위해 사용되는 논리적 할당 유닛(unit)이다. CCE는 복수의 자원 요소 그룹(resource element group, REG)에 대응한다. 예를 들어, 하나의 CCE는 9개의 REG에 대응되고 하나의 REG는 4개의 RE에 대응한다. 3GPP LTE 시스템의 경우, 각각의 UE을 위해 PDCCH가 위치할 수 있는 CCE 세트를 정의하였다. UE가 자신의 PDCCH를 발견할 수 있는 CCE 세트를 PDCCH 탐색 공간, 간단히 탐색 공간(Search Space, SS)라고 지칭한다. 탐색 공간 내에서 PDCCH가 전송될 수 있는 개별 자원을 PDCCH 후보(candidate)라고 지칭한다. UE가 모니터링(monitoring)할 PDCCH 후보들의 모음은 탐색 공간으로 정의된다. 3GPP LTE/LTE-A 시스템에서 각각의 DCI 포맷을 위한 탐색 공간은 다른 크기를 가질 수 있으며, 전용(dedicated) 탐색 공간과 공통(common) 탐색 공간이 정의되어 있다. 전용 탐색 공간은 UE-특정(specific) 탐색 공간이며, 각각의 개별 UE를 위해 구성(configuration)된다. 공통 탐색 공간은 복수의 UE들을 위해 구성된다. 상기 탐색 공간을 정의하는 집성 레벨(aggregation level)은 다음과 같다.
[표 3]
Figure PCTKR2017015207-appb-I000025
하나의 PDCCH 후보는 CCE 집성 레벨에 따라 1, 2, 4 또는 8개의 CCE에 대응한다. eNB는 탐색 공간 내의 임의의 PDCCH 후보 상에서 실제 PDCCH (DCI)를 전송하고, UE는 PDCCH (DCI)를 찾기 위해 탐색 공간을 모니터링한다. 여기서, 모니터링이라 함은 모든 모니터링되는 DCI 포맷들에 따라 해당 탐색 공간 내의 각 PDCCH의 복호(decoding)를 시도(attempt)하는 것을 의미한다. UE는 상기 복수의 PDCCH를 모니터링하여, 자신의 PDCCH를 검출할 수 있다. 기본적으로 UE는 자신의 PDCCH가 전송되는 위치를 모르기 때문에, 매 서브프레임마다 해당 DCI 포맷의 모든 PDCCH를 자신의 식별자를 가진 PDCCH를 검출할 때까지 PDCCH의 복호를 시도하는데, 이러한 과정을 블라인드 검출(blind detection)(블라인드 복호(blind decoding, BD))이라고 한다.
eNB는 데이터영역을 통해 UE 혹은 UE 그룹을 위한 데이터를 전송할 수 있다. 상기 데이터영역을 통해 전송되는 데이터를 사용자데이터라 칭하기도 한다. 사용자데이터의 전송을 위해, 데이터영역에는 PDSCH(Physical Downlink Shared CHannel)가 할당될 수 있다. PCH(Paging channel) 및 DL-SCH(Downlink-shared channel)는 PDSCH를 통해 전송된다. UE는 PDCCH를 통해 전송되는 제어정보를 복호하여 PDSCH를 통해 전송되는 데이터를 읽을 수 있다. PDSCH의 데이터가 어떤 UE 혹은 UE 그룹에게 전송되는지, 상기 UE 혹은 UE 그룹이 어떻게 PDSCH 데이터를 수신하고 복호해야 하는지 등을 나타내는 정보가 PDCCH에 포함되어 전송된다. 예를 들어, 특정 PDCCH가 "A"라는 RNTI(Radio Network Temporary Identity)로 CRC(cyclic redundancy check) 마스킹(masking)되어 있고, "B"라는 무선자원(예, 주파수 위치) 및 "C"라는 전송형식정보(예, 전송 블록 사이즈, 변조 방식, 코딩 정보 등)를 이용해 전송되는 데이터에 관한 정보가 특정 DL 서브프레임을 통해 전송된다고 가정한다. UE는 자신이 가지고 있는 RNTI 정보를 이용하여 PDCCH를 모니터링하고, "A"라는 RNTI를 가지고 있는 UE는 PDCCH를 검출하고, 수신한 PDCCH의 정보를 통해 "B"와 "C"에 의해 지시되는 PDSCH를 수신한다.
UE가 eNB로부터 수신한 신호의 복조를 위해서는 데이터 신호와 비교될 참조신호(reference signal, RS)가 필요하다. 참조신호라 함은 eNB가 UE로 혹은 UE가 eNB로 전송하는, eNB와 UE가 서로 알고 있는, 기정의된 특별한 파형의 신호를 의미하며, 파일럿(pilot)이라고도 불린다. 참조신호들은 셀 내 모든 UE들에 의해 공용되는 셀-특정(cell-specific) RS와 특정 UE에게 전용되는 복조(demodulation) RS(DM RS)로 구분된다. eNB가 특정 UE를 위한 하향링크 데이터의 복조를 위해 전송하는 DM RS를 UE-특정적(UE-specific) RS라 특별히 칭하기도 한다. 하향링크에서 DM RS와 CRS는 함께 전송될 수도 있으나 둘 중 한 가지만 전송될 수도 있다. 다만, 하향링크에서 CRS없이 DM RS만 전송되는 경우, 데이터와 동일한 프리코더를 적용하여 전송되는 DM RS는 복조 목적으로만 사용될 수 있으므로, 채널측정용 RS가 별도로 제공되어야 한다. 예를 들어, 3GPP LTE(-A)에서는 UE가 채널 상태 정보를 측정할 수 있도록 하기 위하여, 추가적인 측정용 RS인 CSI-RS가 상기 UE에게 전송된다. CSI-RS는 채널상태가 상대적으로 시간에 따른 변화도가 크지 않다는 사실에 기반하여, 매 서브프레임마다 전송되는 CRS와 달리, 다수의 서브프레임으로 구성되는 소정 전송 주기마다 전송된다.
도 5는 3GPP LTE/LTE-A 시스템에서 사용되는 상향링크(uplink, UL) 서브프레임 구조의 일례를 나타낸 것이다.
도 5를 참조하면, UL 서브프레임은 주파수 도메인에서 제어영역과 데이터영역으로 구분될 수 있다. 하나 또는 여러 PUCCH(physical uplink control channel)가 상향링크 제어 정보(uplink control information, UCI)를 나르기 위해, 상기 제어영역에 할당될 수 있다. 하나 또는 여러 PUSCH(physical uplink shared channel)가 사용자 데이터를 나르기 위해, UL 서브프레임의 데이터영역에 할당될 수 있다.
UL 서브프레임에서는 DC(Direct Current) 부반송파를 기준으로 거리가 먼 부반송파들이 제어영역으로 활용된다. 다시 말해, UL 전송 대역폭의 양쪽 끝부분에 위치하는 부반송파들이 상향링크 제어정보의 전송에 할당된다. DC 부반송파는 신호 전송에 사용되지 않고 남겨지는 성분으로서, 주파수 상향변환 과정에서 반송파 주파수 f0로 맵핑된다. 일 UE에 대한 PUCCH는 일 서브프레임에서, 일 반송파 주파수에서 동작하는 자원들에 속한 RB 쌍에 할당되며, 상기 RB 쌍에 속한 RB들은 두 개의 슬롯에서 각각 다른 부반송파를 점유한다. 이와 같이 할당되는 PUCCH를, PUCCH에 할당된 RB 쌍이 슬롯 경계에서 주파수 호핑된다고 표현한다. 다만, 주파수 호핑이 적용되지 않는 경우에는, RB 쌍이 동일한 부반송파를 점유한다.
PUCCH는 다음의 제어 정보를 전송하는데 사용될 수 있다.
- SR(Scheduling Request): 상향링크 UL-SCH 자원을 요청하는데 사용되는 정보이다. OOK(On-Off Keying) 방식을 이용하여 전송된다.
- HARQ-ACK: PDCCH에 대한 응답 및/또는 PDSCH 상의 하향링크 데이터 패킷(예, 코드워드)에 대한 응답이다. PDCCH 혹은 PDSCH가 성공적으로 수신되었는지 여부를 나타낸다. 단일 하향링크 코드워드에 대한 응답으로 HARQ-ACK 1비트가 전송되고, 두 개의 하향링크 코드워드에 대한 응답으로 HARQ-ACK 2비트가 전송된다. HARQ-ACK 응답은 포지티브 ACK(간단히, ACK), 네거티브 ACK(이하, NACK), DTX(Discontinuous Transmission) 또는 NACK/DTX를 포함한다. 여기서, HARQ-ACK이라는 용어는 HARQ ACK/NACK, ACK/NACK과 혼용된다.
- CSI(Channel State Information): 하향링크 채널에 대한 피드백 정보(feedback information)이다. MIMO(Multiple Input Multiple Output)-관련 피드백 정보는 RI(Rank Indicator) 및 PMI(Precoding Matrix Indicator)를 포함한다.
UE가 서브프레임에서 전송할 수 있는 상향링크 제어정보(UCI)의 양은 제어 정보 전송에 가용한 SC-FDMA의 개수에 의존한다. UCI에 가용한 SC-FDMA는 서브프레임에서 참조 신호 전송을 위한 SC-FDMA 심볼을 제외하고 남은 SC-FDMA 심볼을 의미하고, SRS(Sounding Reference Signal)가 구성된 서브프레임의 경우에는 서브프레임의 마지막 SC-FDMA 심볼도 제외된다. 참조 신호는 PUCCH의 코히런트(coherent) 검출에 사용된다. PUCCH는 전송되는 정보에 따라 다양한 포맷을 지원한다.
표 4는 LTE/LTE-A 시스템에서 PUCCH 포맷과 UCI의 맵핑 관계를 나타낸다.
[표 4]
Figure PCTKR2017015207-appb-I000026
표 4를 참조하면, PUCCH 포맷 1 계열은 주로 ACK/NACK 정보를 전송하는 데 사용되며, PUCCH 포맷 2 계열은 주로 CQI/PMI/RI 등의 채널상태정보(channel state information, CSI)를 나르는 데 사용되고, PUCCH 포맷 3 계열은 주로 ACK/NACK 정보를 전송하는 데 사용된다.
일반적으로 셀룰라 통신 시스템에서, 단말의 위치 정보를 네트워크가 획득하기 위한 여러 가지 방법이 사용되고 있다. 대표적으로, LTE 시스템에서 단말기는 기지국들의 PRS(Positioning Reference Signal) 전송 관련 정보를 상위 계층 신호로부터 설정 받고, 단말 주변의 셀들이 전송하는 PRS를 측정하여 참조 기지국에서 전송한 PRS 신호의 수신 시점과 이웃 기지국에서 전송한 PRS 신호의 수신 시점과의 차이인 RSTD(reference signal time difference)를 기지국 또는 네트워크로 전달해주고, 네트워크는 RSTD 및 그 이외의 정보를 활용하여 단말기의 위치를 계산하는, OTDOA(Observed Time Difference Of Arrival)에 의한 포지셔닝 기법 방식 등이 존재한다. 그 밖에 A-GNSS(Assisted Global Navigation Satellite System) 포지셔닝 기법, E-CID(Enhanced Cell-ID) 기법, UTDOA(Uplink Time Difference of Arrival) 등 다른 방식들이 존재하며, 이와 같은 포지셔닝 방식에 의해 각종 위치-기반 서비스(예컨대, 광고, 위치 추적, 비상용 통신 수단 등)에 활용이 가능하다.
[LTE positioning protocol]
LTE 시스템에서는 상기 OTDOA 기법을 지원하기 위해 LPP(LTE positioning protocol)을 정의하였고, LPP에서는 IE(information element)로써 단말에게 아래의 구성을 가지는 OTDOA-ProvideAssistanceData를 알려준다.
[표 5]
Figure PCTKR2017015207-appb-I000027
여기서 OTDOA-ReferenceCellInfo는 RSTD 측정의 기준이 되는 셀을 의미하며, 아래와 같이 구성된다.
[표 6]
Figure PCTKR2017015207-appb-I000028
여기서, 존재 조건(conditional presence)는 다음과 같다.
[표 7]
Figure PCTKR2017015207-appb-I000029
또한, 위에서 OTDOA-ReferenceCellInfo의 각 개별 필드는 다음과 같다.
[표 8]
Figure PCTKR2017015207-appb-I000030
한편, OTDOA-NeighbourCellInfo는 RSTD 측정의 대상이 되는 셀(예컨대, eNB 또는 TP)들을 의미하며, 최대 3개의 주파수 레이어(Frequency Layer)에 대해서 각 주파수 레이어 별로 최대 24개의 인접 셀 정보를 포함할 수 있다. 즉, 전체 3*24 = 72개 셀에 대한 정보를 단말에게 알려줄 수 있다.
[표 9]
Figure PCTKR2017015207-appb-I000031
여기서, 존재 조건(conditional presence)는 다음과 같다.
[표 10]
Figure PCTKR2017015207-appb-I000032
또한, 위에서 OTDOA-NeighbourCellInfoList의 각 개별 필드는 다음과 같다.
[표 11]
Figure PCTKR2017015207-appb-I000033
여기서 OTDOA-ReferenceCellInfo와 OTDOA-NeighbourCellInfo에 포함되는 IE인 PRS-Info에서 PRS 정보를 담고 있으며, 구체적으로 PRS Bandwidth, PRS Configuration Index (IPRS), Number of Consecutive Downlink Subframes, PRS Muting Information으로 아래와 같이 구성된다.
[표 12]
Figure PCTKR2017015207-appb-I000034
도 6은 상기 파라미터들에 따른 PRS 전송 구조를 도시한다.
이때, PRS Periodicity와 PRS Subframe Offset는 PRS Configuration Index (IPRS)의 값에 따라 정해지며, 대응 관계는 다음 표와 같다.
[표 13]
Figure PCTKR2017015207-appb-I000035
[PRS(Positioning reference signal)]
PRS는 160, 320, 640, 또는 1280ms의 주기로 전송 기회 즉, 포지셔닝 기회(positioning occasion)를 가지며, 포지셔닝 기회에 연속된 N개의 DL 서브프레임 동안 전송될 수 있다. 여기서 N은 1, 2, 4, 또는 6의 값을 가질 수 있다. PRS가 포지셔닝 기회에서 실질적으로 전송될 수도 있지만, 셀간 간섭 제어 협력을 위하여 뮤팅(muting)될 수도 있다. 이러한 PRS 뮤팅에 대한 정보는 prs-MutingInfo로 UE에게 시그널링된다. PRS의 전송 대역폭은 서빙 기지국의 시스템 대역과 달리 독립적으로 설정될 수 있으며 6, 15, 25, 50, 75, 또는 100 RB(resource block)의 주파수 대역에 전송된다. PRS의 전송 시퀀스는 의사 랜덤(pseudo-random) 시퀀스 발생기를 슬롯 인덱스, OFDM 심볼 인덱스, CP(cyclic prefix) 타입, 그리고 셀 ID의 함수로 매 OFDM 심볼 마다 초기화하여 생성된다. 생성된 PRS의 전송 시퀀스들은 일반 CP 인지 확장 CP 인지에 따라 자원 요소(resource element, RE)에 다르게 맵핑될 수 있다. 맵핑되는 RE의 위치는 주파수축에서 이동(shift)할 수 있는데 이동 값은 셀 ID에 의해 결정된다.
UE는 PRS 측정을 위하여 네트워크의 위치 관리 서버로부터 탐색해야 될 PRS의 리스트에 대한 설정 정보를 지정 받는다. 해당 정보에는 참조셀의 PRS 설정 정보 및 인접 셀들의 PRS 설정 정보를 포함한다. 각 PRS의 설정 정보에는 포지셔닝 기회의 발생 주기 및 오프셋, 그리고 하나의 포지셔닝 기회를 구성하는 연속된 DL 서브프레임의 개수, PRS 시퀀스 생성에 사용된 셀 ID, CP 타입, PRS 맵핑시에 고려된 CRS 안테나 포트의 개수 등이 포함된다. 이에 추가하여 인접 셀들의 PRS 설정 정보에는 인접 셀과 참조 셀의 슬롯 오프셋 및 서브프레임 오프셋, 그리고 예상되는 RSTD 및 예상 RSTD의 부정확(Uncertainty)의 정도가 포함되어, 단말기가 인접 셀에서 전송하는 PRS를 검출하기 위하여 어떤 시점에서 어느 정도의 시간 원도우를 갖고 해당 PRS를 탐색해야 되는지 결정하는 것을 지원하도록 한다.
일 예로, 도 7은 PRS가 자원 요소(Resource Element, RE)에 매핑되는 것을 나타난 도면이다. 이때, PRS의 전송 시퀀스는 pseudo-random 시퀀스 발생기를 slot index, OFDM symbol index, cyclic prefix(CP) type, 그리고 physical cell ID의 함수로 매 OFDM symbol마다 초기화하여 발생 시킬 수 있다. 발생된 시퀀스들이 normal CP인 경우에는 도 7(a)와 같이 매핑될 수 있다. 또한, 발생된 시퀀스들이 extended CP인 경우에는 도 7(b)와 같이 매핑될 수 있다. 매핑되는 RE의 위치는 주파수축에서 시프트할 수 있는데 시프트 값은 physical cell ID에 의해 결정될 수 있다. 이때, 일 예로, 도 7(a) 및 도 7(b)의 PRS 전송 RE의 위치는 주파수 시프트(frequency shift)가 0인 경우일 수 있다.
한편, 상술한 RSTD는 인접 또는 이웃 셀 j와 참조 셀 i사이의 상대적인 타이밍 차이를 지칭할 수 있다. 즉, 상기 RSTD는
Figure PCTKR2017015207-appb-I000036
-
Figure PCTKR2017015207-appb-I000037
로 표현될 수 있고,
Figure PCTKR2017015207-appb-I000038
는 단말이 인접 셀 j로부터의 특정 서브프레임의 시작을 수신한 시점이고,
Figure PCTKR2017015207-appb-I000039
는 UE가, 상기 인접 셀 j로부터 수신된 상기 특정 서브프레임에 시간 상 가장 가까운, 참조 셀 i로부터의 상기 특정 서브프레임에 대응하는 서브프레임의 시작을 수신하는 시점이다. 관찰되는 서브프레임 시간 차이에 대한 기준 포인트는 상기 UE의 안테나 커넥터이다.
상술한 바와 같이, 무선 통신 시스템에서 단말의 위치 정보를 네트워크가 획득하기 위해 다양한 방법들이 사용될 수 있다.
다만 , 상술한 바와 같이, 종래 셀룰러 네트워크에서 위치 추적을 수행하는 기법들은 삼각측량기법과 레이더 기술을 응용하여 LPP 프로토콜을 통해 위치 추정을 수행하였다. 따라서, GPS기반으로 최소 3개의 위성신호가 필요하였고, 이에 따라 많은 시간이 소모되었다. 또한, 상술한 TDOA/OTDOA 기법은 최소한 3개의 Reference들이 필요하고 위치를 추정하기 위해서는 라운드 트립(Round trip, Two-way) 시간이 필요하여 NR 및 mmWave에서 요구되는 하나의 셀(Single Cell, 하나의 Reference) 기반의 한 방향 포지셔닝 기법이 필요할 수 있다.
이때, 일 예로, 위상 차이를 이용한 한 방향 포지셔닝 기법이 제안되었지만 현재 기술로는 한 뱡항에서 위상 차를 이용한 디텍션 기법은 한계가 있다. 하기에서는, 5G NR및 mmWave에서 요구되는 포지셔닝 기법으로서 하나의 reference 기반의 한 방향 포지션이 기법을 제안한다. 이때, 하나의 셀 기반의 한 방향 기법이 적용 가능하지면 지연 측면에서 성능 향상이 있을 수 있으며, 복수 개의 Reference들을 사용하지 않아도 되는바, 위치 측정에 효율성을 높일 수 있다. 이에 대해서 후술한다.
도 8은 위상 차에 기초하여 위치 정보를 획득하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 8을 참조하면, 포지셔닝에서 사용되는 파형(Waveform)은 보통
Figure PCTKR2017015207-appb-I000040
로 표시되고 거리가 d인 위치에서의 수신단(Receiver)은 전파 전송 시간(propagation time)인
Figure PCTKR2017015207-appb-I000041
만큼 흘러간 후에 수신하는 신호를 수신할 수 있다. 이때, 수신단에서 위상은
Figure PCTKR2017015207-appb-I000042
이고, 항상 t=0 에서 송신한 위상과 동일한 값을 갖을 수 있다.
따라서, 수신단에서는 전파에 대한 위상차 정보를 알 수 없다. 즉, 한 방향으로 전송하는 경우에 위상차 정보는 획득하지 못할 수 있다.
이때, 일 예로, 위상차에 영향을 주는 위상 속도(Phase velocity)와 그룹 속도(Group Velocity)를 살펴보면, 위상 속도
Figure PCTKR2017015207-appb-I000043
로 주파수가 주어지고 전송되는 중간 값(medium)이 결정되면 전파와 상관없이 결정되는 값일 수 있다. 또한, 조금의 차이만이 존재하는 주파수에서 wave length를 가정해보면 하기 수학식 1과 같을 수 있다.
[수학식 1]
Figure PCTKR2017015207-appb-I000044
이때, 도출된 값으로
Figure PCTKR2017015207-appb-I000045
은
Figure PCTKR2017015207-appb-I000046
의 위상 속도를 가질 수 있다. 또한, 진폭(envelop amplitude)은 a group of internal waves를 포함할 수 있고, 속도는 그룹 속도일 수 있다. 일반적으로 주파수의 중간값이 정해지면 위상 속도는
Figure PCTKR2017015207-appb-I000047
로 정해질 수 있다. 또한, 그룹 속도는
Figure PCTKR2017015207-appb-I000048
로 정의될 수 있다. 이때, 빛의 속도와 위상 속도의 관계로 정의되는 Refractive index n은 하기 수학식 2와 같을 수 있다.
[수학식 2]
Figure PCTKR2017015207-appb-I000049
이때, 그룹 속도
Figure PCTKR2017015207-appb-I000050
일 수 있고, 중간 값이 동일하고, 일반적인 매질로서 공기를 고려하면
Figure PCTKR2017015207-appb-I000051
이 되어
Figure PCTKR2017015207-appb-I000052
가 될 수 있다. 즉, 위상 속도와 그룹 속도는 도 8에서 전파된 시점 이후의 전송되는 웨이브(wave)만을 표시하기 때문에 한 방향으로 측정은 불가능할 수 있다.
보다 상세하게는, 송신단에서 수신단으로 웨이브를 보내고, 수신단에서 전파에 의한 위상을 알 수 없으므로, 한 방향 PDOA(One way PDOA)는 한계가 있을 수 있다. 이는, 레이더에서 적용되는 레인징 기법과 차이가 있을 수 있다. 일 예로, 레이더에서는 수신단에서 전파한 신호가 타겟에 도달한 후 반사되어 돌아오는 양 방향(Two-way) 방식을 사용하여 위치 측정을 수행할 수 있다. 이때, 레이더 기법에서는 수신자가 보낸 신호의 타이밍을 알고 있기 때문에 시간을 이용하여 위치를 측정할 수 있다. 다만, 셀룰러 네트워크에서 수신단이 보낸 신호가 반사되는 것이 아닌바, 한 방향 송수신이 가능하여 레이더의 반사파에 의한 거리측정이 불가능할 수 있다. 따라서, 한 방향 포지셔닝 기법으로서 새로운 방법이 필요할 수 있다. 이때, 일 예로, 위치 정보를 획득하기 위해서는 거리(Range) 및 방향(Direction) 정보가 필요할 수 있다. 따라서, 거리 결정(Range Determination) 및 방향 결정(Direction Determination)이 필요할 수 있으며, 한방향 포지셔닝 기법을 고려하여 이를 서술한다.
단말 기준, 기지국->단말
거리 결정(Range Determination)
단말은 기지국(gNB)로부터 브로드캐스팅되는 시스템 정보(System information)와 패턴화되어 있는 특정 빔의 참조 신호들을 이용하여 시간에 대한 기준(Time Reference)를 설정할 수 있다. 일 예로, 단말은 주기적으로 기지국으로부터 수신되는 MIB (Master Information Block)을 통해 SFN (System Frame Number)을 인식할 수 있다. 이때, 단말은 포지셔닝과 관련된 빔의 참조 신호로부터 미리 정해진 패턴을 통해 하향 링크의 싱크를 맞출 수 있다. 이때, OFDM 심볼 레벨에서 시간을 인식할 수 있다. 즉, 프레임 넘버(Frame Number), 서브 프레임 넘버(Subframe Number) 및 심볼(Symbol) 단위에서의 하향 링크 타이밍을 확인할 수 있다.
즉, 상술한 바를 통해, 단말과 기지국은 시간에 대한 타이밍을 OFDM 심볼 레벨 단위에서 일치 시킬 수 있으며, 이를 통해 위치 측정을 위한 기준 시간이 정해질 수 있다.
이때, 기지국은 포지셔닝을 위한 메커니짐을 트리거링할 수 있다. 일 예로, 기지국은 포지셔닝에 관련된 빔의 참조 신호에 전송 시간을 나타내는 Time-stamp 관련 정보를 포함하여 단말들에게 브로드캐스팅할 수 있다. 즉, 전송 시간에 대한 시간 정보를 단말들에게 제공할 수 있다. 기지국으로부터 브로드캐스팅되는 정보들로부터 절대적인 시간을 나타내는 하향 링크 타이밍을 인식한 단말들은 수신된 하향 링크 신호로부터 time-stamp정보를 디코딩할 수 있다. 이를 통해, 단말은 기지국으로부터 송신된 시간과 실제 정해진 빔의 참조 신호를 측정한 시간 차이를 이용하여 기지국으로부터 단말에 전송된 시간을 계산하고, 이를 이용하여 단말과의 거리를 알 수 있다.
즉, 단말은 기지국으로부터 Time-Stamp 정보를 이용하여 신호가 전송된 시간을 확인할 수 있다. 또한, 단말은 하향 링크 신호로부터 time-stamp 정보를 디코딩하여 신호가 도달한 시간을 알 수 있고, 그 차이를 이용하여 단말과 기지국 간의 거리 정보를 획득할 수 있다.
이때, 일 예로, 단말이 기지국으로부터 한 방향으로 전송되는 신호를 이용하여 위치 측정을 수행할 수 있다. 또 다른 일 예로, 기지국이 단말로부터 한 방향으로 전송되는 신호를 이용하여 위치 측정을 수행할 수 있으며, 하기에서는 단말을 기준으로 위치 측정을 수행하는 방법 및 기지국을 기준으로 위치를 측정하는 방법을 각각 서술한다.
방향 결정(Direction Determination)
상술한 바와 같이, 거리(Range) 정보가 획득된 경우, 단말은 측정된 복수 개의 빔들로부터 방향을 추정하게 된다.
이때, 일 예로, 도 9를 참조하면, 기지국(910)은 복수 개의 빔을 전송할 수 있다. 이때, 일 예로, 빔 k 와 빔 k+1 이 다른 빔들보다 강하게 측정된 빔인 경우를 고려할 수 있다. 기지국에서 각각의 빔들간의 간격이 θ 라면, 측정된 신호 파워 각각은
Figure PCTKR2017015207-appb-I000053
이고, 단말에서 예상됨는 빔들의 방향이
Figure PCTKR2017015207-appb-I000054
라고하면 단말로부터 기지국의 방향을 하기 수학식 3을 통해 알 수 있다. 즉, 단말은 각각의 빔에 대한 측정 값 및 빔들에 대한 간격 정보를 이용하여 기지국의 방향을 추정할 수 있다. 이때, 일 예로, 빔들에 대한 간격 정보는 단말과 기지국에서 공유되는 정보일 수 있다.
[수학식 3]
Figure PCTKR2017015207-appb-I000055
도 10은 한 방향 포지셔닝 기법에 기초하여 단말이 위치 정보를 획득하는 방법을 나타낸 도면이다. 도 10은 상술한 바와 같이, 단말을 기준으로 기지국에서 단말로 한 방향으로 전송되는 신호를 이용하여 위치 측정을 수행하는 방법에 대한 실시예를 나타낸다.
도 10을 참조하면, 단말(1010)은 기지국(1020)으로부터 주기적으로 MIB 정보를 수신할 수 있다. 이때, 기지국(1020)은 선택된 빔 또는 복수 개의 빔에 MIB 정보를 포함하여 커버리지 내의 단말(1010)들에게 브로드캐스팅할 수 있다. 단말이 MIB를 수신하는 경우, 단말(1010)은 MIB를 디코딩하여 MIB에 포함된 SFD에 대한 정보를 획득할 수 있다. 이때, 단말(1010)은 기지국(1020)으로부터 수신된 참조 신호들로부터 패턴을 파악하여 심볼 단위의 시간 정보를 수집할 수 있다. 즉, 단말(1010)은 하향 링크 신호로서, 선택된 빔 또는 복수 개의 빔을 통해 전송되는 참조 신호들의 패턴을 확인하고, 하향 링크 신호의 동기화를 수행할 수 있다. 또한, 단말(1010)은 프레임 넘버, 서브 프레임 넘버 및 심볼 단위에서 하향 링크 타이밍을 확인할 수 있다. 즉, 단말(1010)은 기지국(1020)과 절대 시간에 대한 정보를 OFDM 심볼 레벨 단위에서 공유할 수 있다.
다음으로, 기지국(1020)은 포지셔닝을 위한 신호를 하나 또는 복수 개의 빔들에 할당하여 Time-stamp를 포함하여 단말에 송신할 수 있다. 기지국(1020)으로부터 Time-stamp를 수신한 단말(1010)은 MIB와 참조 신호들로부터 모니터링된 시간 정보와 Time-stamp 값을 이용하여 포지셔닝을 위한 신호가 도착한 시간과 Time-stamp의 차로서 기지국(1020)과 단말(1010)간의 전송된 시간을 계산할 수 있으며, 이는 하기 수학식 4와 같을 수 있다. 이때, measured time은 포지셔닝을 위해 기지국(1020)으로부터 전송된 신호가 측정된 시간일 수 있다.
[수학식 4]
Figure PCTKR2017015207-appb-I000056
이때, 일 예로, 거리는 신호의 속도로서 빛의 속도인 c 를 이용하여 R=t_d*c로 계산되어 획득될 수 있다.
다음으로, 단말(1010)은 기지국(1020)로부터 복수 개의 빔들을 수신할 수 있다. 이때, 단말(1010)은 수신한 복수 개의 빔들 중 두 개의 신호들을 이용하여 방향을 추정할 수 있다. 이때, 상술한 수학식 3에 기초하여 단말(1010)은 빔의 방향을 예측할 수 있다. 즉, 단말(1010)은 두 개의 빔에 대해서 각각 파워를 측정하고, 그 빔들에 대한 간격 또는 각도 정보를 통해 방향 정보를 획득할 수 있다. 일 예로, 상술한 바와 같이, 빔 K 및 빔 K+1이 가장 신호 세기가 큰 빔인 경우, 단말(1010)은
Figure PCTKR2017015207-appb-I000057
를 측정할 수 있다. 이때, 빔들에 대한 각도는
Figure PCTKR2017015207-appb-I000058
이며, 이는 빔에 할당된 방향각일 수 있다. 이를 통해, 단말(1010)은 빔의 방향 및 거리를 알 수 있으며, 상술한 실시예로 한정되지 않는다. 즉, 단말(1010)은 하나의 기지국(1020)과 한 방향 포지셔닝 기법에 기초하여 위치 측정을 수행할 수 있으며, 이를 통해 지연을 방지할 수 있다. 또한, 복수 개의 Reference들을 이용할 필요없이 하나의 셀만으로 포지셔닝이 가능해질 수 있다.
기지국 기준, 단말->기지국
상술한 바에서는 단말을 기준으로 서술하였다. 다만, 기지국을 기준으로 단말로부터 전송되는 한 방향 신호에 기초하여 위치 측정을 수행할 수 있으며, 이에 대해 서술한다.
거리 결정(Range Determination)
단말 기준에서 기지국으로부터 단말의 신호를 이용하여 거리를 결정할 수 있다. 이때, 같은 방법으로 기지국은 단말로부터 수신된 신호로 거리를 결정하게 된다. 이 경우에도 단말은 우선 기지국으로부터 브로드캐스팅되는 시스템 정보와 패턴화되는 특정 빔의 참조 신호들로부터 시간에 대한 기준(Time Reference)을 설정하는 작업을 수행할 수 있다. 이때, 단말은 주기적으로 기지국으로부터 MIB (Master Information Block)를 수신할 수 있다. 이때, MIB에는 SFN을 인식하고 포지셔닝과 연관된 빔의 참조 신호들로부터 미리 정해진 패턴을 통해 하향 링크 동기화를 수행할 수 있다. 이때, 상술한 바와 같이, OFDM 심볼 레벨에서 시간을 인식하게 될 수 있다. 이때, OFDM 심볼 레벨에서 시간을 인식할 수 있다. 즉, 프레임 넘버(Frame Number), 서브 프레임 넘버(Subframe Number) 및 심볼(Symbol) 단위에서의 하향 링크 타이밍을 확인할 수 있다.
즉, 상술한 바를 통해, 단말과 기지국은 시간에 대한 타이밍을 OFDM 심볼 레벨 단위에서 일치 시킬 수 있으며, 이를 통해 위치 측정을 위한 기준 시간이 정해질 수 있다.
이때, 단말은 동기화된 하향링크 신호의 정보에 기초하여 기지국으로 전송하는 타이밍을 나타내는 Time-stamp 관련 정보를 기지국으로 송신할 수 있다. 그 후, 기지국은 단말로부터 수신된 신호를 이용하여 송신된 시간과 실제 수신된 시간의 차이로 전송된 시간을 계산하고, 이를 이용하여 단말과 기지국과의 실제 거리를 계산할 수 있다.
방향 결정 (Direction Determination)
또한, 상술한 바와 유사하게 방향이 결정될 수 있다. 거리가 상술한 바와 같이 계산되면, 기지국은 수신된 신호를 측정하여 복수 개의 빔을 이용하여 방향을 추정할 수 있다.
일 예로, 도 11에서 단말(1110)은 복수 개의 빔을 전송할 수 있다. 이때, 빔 k 와 빔 k+1 이 다른 빔들보다 큰 신호 세기를 가지는 경우를 고려하면, 단말에서 각각의 빔들 간의 간격인 θ 값을 이용하여 하기 수학식 5와 같이 방향 정보를 획득할 수 있으며, 이는 상술한 바와 같다.
[수학식 5]
Figure PCTKR2017015207-appb-I000059
도 12는 한 방향 포지셔닝 기법에 기초하여 기지국이 위치 정보를 획득하는 방법을 나타낸 도면이다. 도 12는 상술한 바와 같이, 기지국을 기준으로 기지국에서 단말로 한 방향으로 전송되는 신호를 이용하여 위치 측정을 수행하는 방법에 대한 실시예를 나타낸다.
도 12를 참조하면, 단말(1210)은 기지국(1220)으로부터 주기적으로 MIB 정보를 수신할 수 있다. 이때, 기지국(1220)은 선택된 빔 또는 복수 개의 빔에 MIB 정보를 포함하여 커버리지 내의 단말(1210)들에게 브로드캐스팅할 수 있다. 단말이 MIB를 수신하는 경우, 단말(1210)은 MIB를 디코딩하여 MIB에 포함된 SFD에 대한 정보를 획득할 수 있다. 이때, 단말(1210)은 기지국(1220)으로부터 수신된 참조 신호들로부터 패턴을 파악하여 심볼 단위의 시간 정보를 수집할 수 있다. 즉, 단말(1210)은 하향 링크 신호로서, 선택된 빔 또는 복수 개의 빔을 통해 전송되는 참조 신호들의 패턴을 확인하고, 하향 링크 신호의 동기화를 수행할 수 있다. 또한, 단말(1210)은 프레임 넘버, 서브 프레임 넘버 및 심볼 단위에서 하향 링크 타이밍을 확인할 수 있다. 즉, 단말(1210)은 기지국(1220)과 절대 시간에 대한 정보를 OFDM 심볼 단위 레벨에서 공유할 수 있다.
다음으로, 단말(1210)은 포지셔닝을 위한 신호를 하나 또는 복수 개의 빔들에 할당하여 Time-stamp를 포함하여 기지국(1220)에 송신할 수 있다. 단말 (1210)로부터 Time-stamp를 수신한 기지국(1220)은 MIB와 참조 신호들로부터 단말(1210)과 공유한 시간 정보와 Time-stamp 값을 이용하여 포지셔닝을 위한 신호가 도착한 시간과 Time-stamp의 차로서 기지국(1220)과 단말(1210)간의 전송된 시간을 계산할 수 있으며, 이는 하기 수학식 6과 같을 수 있다. 이때, measured time은 포지셔닝을 위해 단말(1210)로부터 전송된 신호가 측정된 시간일 수 있다.
[수학식 6]
Figure PCTKR2017015207-appb-I000060
이때, 일 예로, 거리는 신호의 속도로서 빛의 속도인 c 를 이용하여
Figure PCTKR2017015207-appb-I000061
로 계산되어 획득될 수 있다.
다음으로, 기지국(1220)은 단말(1210)로부터 복수 개의 빔들을 수신할 수 있다. 이때, 기지국(1220)은 수신한 복수 개의 빔들 중 두 개의 신호들을 이용하여 방향을 추정할 수 있다. 이때, 상술한 수학식 5에 기초하여 기지국(1220)은 빔의 방향을 예측할 수 있다. 즉, 기지국(1220)은 두 개의 빔에 대해서 각각 파워를 측정하고, 그 빔들에 대한 간격 또는 각도 정보를 통해 방향 정보를 획득할 수 있다. 일 예로, 상술한 바와 같이, 빔 K 및 빔 K+1이 가장 신호 세기가 큰 빔인 경우, 기지국(1220)은
Figure PCTKR2017015207-appb-I000062
를 측정할 수 있다. 이때, 빔들에 대한 각도는
Figure PCTKR2017015207-appb-I000063
이며, 이는 빔에 할당된 방향각일 수 있다. 이를 통해, 기지국(1220)은 빔의 방향 및 거리를 알 수 있으며, 상술한 실시예로 한정되지 않는다. 즉, 기지국(1220)은 하나의 단말(1210)과 한 방향 포지셔닝 기법에 기초하여 위치 측정을 수행할 수 있으며, 이를 통해 지연을 방지할 수 있다. 또한, 복수 개의 Reference들을 이용할 필요없이 하나의 셀만으로 포지셔닝이 가능해질 수 있다.
도 13은 단말의 위치 측정을 수행하는 방법을 나타낸 도면이다.
단말은 기지국으로부터 MIB 정보를 수신할 수 있다.(S1310) 다음으로, 단말은 수신한 MIB 정보에 기초하여 시간에 대한 기준을 설정할 수 있다. 이때, 도 1 내지 도 12에서 상술한 바와 같이, MIB에는 SFN 정보가 포함될 수 있다. 이때, 상술한 바와 같이, 단말은 MIB를 통해 SFN을 인식하고, 포지셔닝과 관련된 빔의 참조 신호들로부터 미리 정해진 패턴을 통해 하향링크 동기화를 수행할 수 있다. 이때, 일 예로, 단말과 기지국은 OFDM 심볼 레벨에서 절대 시간을 인지할 수 있으며, 이를 통해 기지국이 전송하는 신호에 대한 시간 정보를 확인할 수 있다.
다음으로, 단말은 기지국으로부터 포지셔닝 관련 신호를 수신할 수 있다.(S1330) 이때, 도 1 내지 도 12에서 상술한 바와 같이, 포지셔닝 관련 신호에는 Time-Stamp 정보가 포함될 수 있다. 이때, Time-Stamp 정보는 기지국이 전송하는 신호에 대한 시간 정보일 수 있다.
다음으로, 단말은 포지셔닝 관련 신호를 측정할 수 있다. (S1340) 이때, 도 1 내지 도 12에서 상술한 바와 같이, 단말은 포지셔닝 관련 신호가 측정된 시간 정보를 획득할 수 있다. 이때, 단말은 기지국과 MIB 및 참조 신호들의 패턴들에 기초하여 OFDM 심볼 레벨에서 동기화를 수행하였는바, 상술한 정보를 이용하여 단말은 거리 정보를 획득할 수 있다. 즉, 단말은 포지셔닝 관련 신호가 측정된 시간과 Time-Stamp 정보의 차를 이용하여 단말과 기지국의 거리 정보를 획득할 수 있다.
다음으로, 단말은 측정된 포지셔닝 관련 신호에 기초하여 단말의 거리 정보 및 방향 정보를 획득할 수 있다.(S1350) 이때, 도 1 내지 도 12에서 상술한 바와 같이, 단말의 거리 정보는 Time-Stamp 정보 및 포지셔닝 관련 신호가 측정된 시간 정보에 기초하여 획득될 수 있다. 또한, 일 예로, 기지국은 하나 또는 복수 개의 빔을 이용하여 포지셔닝 관련 신호를 단말로 전송할 수 있다. 이때, 단말과 기지국은 복수 개의 빔에 대한 정보를 공유할 수 있다. 단말과 기지국이 공유하는 복수 개의 빔에 대한 정보는 빔들 간의 간격 정보 또는 위상 차 정보일 수 있으며, 상술한 실시예로 한정되지 않는다.
이때, 단말은 복수 개의 빔에 대한 수신 파워를 측정할 수 있다. 단말은 복수 개의 빔에 대한 수신 파워를 통해 상술한 수학식 3 또는 5에서 빔의 방향 정보를 획득할 수 있다. 단말은 이를 통해 기지국에 대한 방향 정보를 알 수 있다. 즉, 단말은 하나의 기지국을 이용하여 위치 측정을 수행할 수 있으며, 상술한 실시예로 한정되지 않는다.
상술한 본 발명의 실시예들은 다양한 수단을 통해 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 실시예들은 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다.
하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 실시예들에 따른 방법은 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, 컨트롤러, 마이크로 컨트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.
펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 실시예들에 따른 방법은 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차 또는 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리 유닛에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리 유닛은 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.
상술한 바와 같이 개시된 본 발명의 바람직한 실시형태에 대한 상세한 설명은 당업자가 본 발명을 구현하고 실시할 수 있도록 제공되었다. 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 형태를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다. 또한, 이상에서는 본 명세서의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 명세서는 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 명세서의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 실시들은 본 명세서의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.
그리고 당해 명세서에서는 물건 발명과 방법 발명이 모두 설명되고 있으며, 필요에 따라 양 발명의 설명은 보충적으로 적용될 수 있다.
상술한 내용은 3GPP LTE, LTE-A 시스템뿐 아니라, 그 외에도 IEEE 802.16x, 802.11x 시스템을 포함하는 다양한 무선 통신 시스템에 적용하는 것이 가능하다. 나아가, 제안한 방법은 초고주파 대역을 이용하는 통신 시스템에도 적용될 수 있다.

Claims (20)

  1. 무선통신 시스템에서 단말이 위치 측정을 수행하는 방법에 있어서,
    상기 단말이 MIB(Master Information Block) 정보를 기지국으로부터 수신하는 단계;
    상기 수신한 MIB 정보에 기초하여 시간에 대한 기준(Time Reference)을 설정하는 단계;
    상기 단말이 상기 기지국으로부터 포지셔닝 관련 신호를 수신하는 단계;
    상기 포지셔닝 관련 신호를 측정하는 단계; 및
    상기 측정된 포지셔닝 관련 신호에 기초하여 상기 단말의 거리 정보 및 방향 정보를 획득하는 단계;를 포함하는, 위치 측정 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 포지셔닝 관련 신호에는 Time-Stamp가 포함되어 전송되되,
    상기 Time-Stamp는 상기 포지셔닝 관련 신호가 전송되는 시간에 대한 정보인, 위치 측정 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 포지셔닝 관련 신호가 측정되는 시간 정보를 획득하는 단계;를 더 포함하고,
    상기 설정된 시간에 대한 기준 및 상기 Time-Stamp에 기초하여 상기 포지셔닝 관련 신호가 측정되는 상기 시간 정보를 이용하여 상기 단말의 거리 정보를 획득하는, 위치 측정 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 설정된 시간에 대한 기준에 기초하여 상기 단말과 상기 기지국은 절대 시간에 대한 정보를 공유하는, 위치 측정 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 설정된 시간에 대한 기준에 기초하여 상기 단말과 상기 기지국은 OFDM 심볼 단위 레벨에서 상기 절대 시간에 대한 정보를 공유하는, 위치 측정 방법.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 거리 정보는 상기 포지셔닝 관련 신호가 측정되는 상기 시간 정보와 상기 Time-Stamp의 차이에 기초하여 측정되는, 위치 측정 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 포지셔닝 관련 신호는 하나 또는 복수 개의 빔에 할당되어 상기 기지국으로부터 전송되는, 위치 측정 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 포지셔닝 관련 신호가 복수 개의 빔에 할당되어 상기 단말로 전송되는 경우, 상기 단말은 상기 복수 개의 빔 중 신호 세기가 가장 큰 두 개의 빔에 대한 수신 파워 정보를 측정하고,
    상기 두 개의 빔들에 할당된 방향각 정보에 기초하여 상기 수신 파워 정보로부터 상기 방향 정보를 획득하는, 위치 측정 방법.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 복수 개의 빔들에 대한 방향각 정보는 상기 단말과 상기 기지국 사이에서 공유되는 정보인, 위치 측정 방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 MIB 정보는 상기 기지국에서 주기적으로 브로드캐스트되는, 위치 측정 방법.
  11. 무선통신 시스템에서 위치 측정을 수행하는 단말에 있어서,
    신호를 수신하는 수신부;
    신호를 송신하는 송신부; 및
    상기 수신부 및 상기 송신부를 제어하는 프로세서;로서,
    상기 프로세서는,
    MIB(Master Information Block) 정보를 기지국으로부터 수신하고,
    수신한 MIB 정보에 기초하여 시간에 대한 기준(Time Reference)을 설정하고,
    상기 기지국으로부터 포지셔닝 관련 신호를 수신하고,
    상기 포지셔닝 관련 신호를 측정하고, 및
    상기 측정된 포지셔닝 관련 신호에 기초하여 상기 단말의 거리 정보 및 방향 정보를 획득하는, 위치 측정을 수행하는 단말.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 포지셔닝 관련 신호에는 Time-Stamp가 포함되어 전송되되,
    상기 Time-Stamp는 상기 포지셔닝 관련 신호가 전송되는 시간에 대한 정보인, 위치 측정을 수행하는 단말.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 포지셔닝 관련 신호가 측정되는 시간 정보를 더 획득하고,
    상기 설정된 시간에 대한 기준 및 상기 Time-Stamp에 기초하여 상기 포지셔닝 관련 신호가 측정되는 상기 시간 정보를 이용하여 상기 단말의 거리 정보를 획득하는, 위치 측정을 수행하는 단말.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 설정된 시간에 대한 기준에 기초하여 상기 단말과 상기 기지국은 절대 시간에 대한 정보를 공유하는, 위치 측정을 수행하는 단말.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 설정된 시간에 대한 기준에 기초하여 상기 단말과 상기 기지국은 OFDM 심볼 단위 레벨에서 상기 절대 시간에 대한 정보를 공유하는, 위치 측정을 수행하는 단말.
  16. 제 13 항에 있어서,
    상기 거리 정보는 상기 포지셔닝 관련 신호가 측정되는 상기 시간 정보와 상기 Time-Stamp의 차이에 기초하여 측정되는, 위치 측정을 수행하는 단말.
  17. 제 11 항에 있어서,
    상기 포지셔닝 관련 신호는 하나 또는 복수 개의 빔에 할당되어 상기 기지국으로부터 전송되는, 위치 측정을 수행하는 단말.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 포지셔닝 관련 신호가 복수 개의 빔에 할당되어 상기 단말로 전송되는 경우, 상기 단말은 상기 복수 개의 빔 중 신호 세기가 가장 큰 두 개의 빔에 대한 수신 파워 정보를 측정하고,
    상기 두 개의 빔들에 할당된 방향각 정보에 기초하여 상기 수신 파워 정보로부터 상기 방향 정보를 획득하는, 위치 측정을 수행하는 단말.
  19. 제 18항에 있어서,
    상기 복수 개의 빔들에 대한 방향각 정보는 상기 단말과 상기 기지국 사이에서 공유되는 정보인, 위치 측정을 수행하는 단말.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 MIB 정보는 상기 기지국에서 주기적으로 브로드캐스트되는, 위치 측정을 수행하는 단말.
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