WO2019124588A1

WO2019124588A1 - 빔포밍을 이용한 위치 측정 방법 및 장치

Info

Publication number: WO2019124588A1
Application number: PCT/KR2017/015210
Authority: WO
Inventors: 구관모; 한상욱
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2017-12-21
Filing date: 2017-12-21
Publication date: 2019-06-27
Also published as: US11706735B2; US20220141795A1

Abstract

본 명세서의 일 실시예에 따라, 무선통신 시스템에서 단말이 위치 측정 정보를 전송하는 방법을 제공할 수 있다. 이때, 단말이 빔 포지셔닝 메커니즘을 트리거링하는 단계, 단말이 기지국으로부터 빔 포지셔닝 관련 신호를 수신하는 단계, 빔 포지셔닝 관련 신호를 측정하는 단계, 측정된 빔 포지셔닝 관련 신호에 기초하여 위치 측정 정보를 획득하는 단계 및 획득한 위치 측정 정보를 기지국으로 전송하는 단계를 포함할 수 있다. 이때, 위치 측정 정보는 빔포밍 설정에 기초하여 획득될 수 있다.

Description

빔포밍을 이용한 위치 측정 방법 및 장치

본 명세서는 무선 통신 시스템에 대한 것으로, 보다 상세하게는 빔포밍(Beamforming)에 기초하여 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 빔포밍(Beamforming)을 이용하여 위치 측정을 수행하는 방법을 제공하는데 목적이 있다.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제는 위치 측정과 관련된 정보를 전송하는 방법을 제공하는데 목적이 있다.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제는 빔에 기초한 위치 측정 관련 정보를 전송하는 방법을 제공하는데 목적이 있다.

본 명세서의 일 실시예에 따라, 무선통신 시스템에서 단말이 위치 측정 정보를 전송하는 방법을 제공할 수 있다. 이때, 위치 측정 정보를 전송하는 방법은 단말이 빔 포지셔닝 메커니즘(Beam Positioning Mechanism)을 트리거링하는 단계, 단말이 기지국으로부터 빔 포지셔닝 관련 신호를 수신하는 단계, 빔 포지셔닝 관련 신호를 측정하는 단계, 측정된 빔 포지셔닝 관련 신호에 기초하여 위치 측정 정보를 획득하는 단계 및 획득한 위치 측정 정보를 기지국으로 전송하는 단계를 포함할 수 있다. 이때, 위치 측정 정보는 빔포밍 설정(Beamforming Configuration)에 기초하여 획득될 수 있다.

또한, 본 명세서의 일 실시예에 따라, 무선통신 시스템에서 위치 측정에 대한 정보를 전송하는 단말을 제공할 수 있다. 이때, 위치 측정에 대한 정보를 전송하는 단말은 신호를 수신하는 수신부, 신호를 송신하는 송신부 및 수신부와 송신부를 제어하는 프로세서를 포함할 수 있다. 이때, 프로세서는, 빔 포지셔닝 메커니즘(Beam Positioning Mechanism)을 트리거링하고, 기지국으로부터 빔 포지셔닝 관련 신호를 수신하고, 빔 포지셔닝 관련 신호를 측정하고, 측정된 빔 포지셔닝 관련 신호에 기초하여 위치 측정 정보를 획득하고, 획득한 위치 측정 정보를 기지국으로 전송하되, 위치 측정 정보는 빔포밍 설정에 기초하여 획득될 수 있다.

또한, 무선 통신 시스템에서 빔포밍을 이용하여 위치를 측정하는 방법 및 장치에 대해서 다음 사항들이 공통으로 적용될 수 있다.

본 명세서의 일 실시예에 따라, 단말은 빔 포지셔닝 메커니즘이 트리거링되기 이전에 기지국으로부터 빔 포지셔닝 메커니즘에 대한 정보를 수신할 수 있다.

본 명세서의 일 실시예에 따라, 빔 포지셔닝 메커니즘에 대한 정보는 이용 가능한 전체 빔 수, 각각의 빔들에 대한 각도 정보, 기지국에서 빔이 전송되는 고도 정보 및 빔포밍 설정 정보 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.

이때, 본 명세서의 일 실시예에 따라, 단말은 기지국으로부터 빔 포지셔닝 메커니즘을 트리거링하는 정보를 포함하는 시스템 정보 또는 제어 정보를 수신하는 경우, 빔 포지셔닝 메커니즘을 트리거링할 수 있다.

이때, 본 명세서의 일 실시예에 따라, 시스템 정보 또는 제어 정보에는 상기 빔포밍 설정 중 특정 값을 지시하는 정보가 포함되고, 단말은 특정 값에 기초하여 빔 포지셔닝 관련 신호를 측정할 수 있다.

이때, 본 명세서의 일 실시예에 따라, 빔포밍 설정은 2비트로 구성되고, 빔포밍 설정이 제 1 값인 경우, 단말은 하나의 캐리어를 통해 전송되는 복수 개의 빔들에 대한 빔 포지셔닝 관련 신호를 측정하고, 빔포밍 설정이 제 2 값인 경우, 단말은 복수 개의 캐리어를 통해 전송되는 동일 빔에 대한 빔 포지셔닝 관련 신호를 측정하고, 빔포밍 설정이 제 3 값인 경우, 단말은 복수 개의 캐리어를 통해 전송되는 복수 개의 빔들에 대한 빔 포지셔닝 관련 신호를 측정할 수 있다.

이때, 본 명세서의 일 실시예에 따라, 빔포밍 설정이 제 1 값인 경우, 단말은 복수 개의 빔들에 대한 파워 정보에 기초하여 위치 측정 정보 중 거리에 대한 정보를 획득하고, 단말의 안테나 어레이를 통해 위치 측정 정보 중 방향에 대한 정보를 획득할 수 있다.

또한, 본 명세서의 일 실시예에 따라, 빔포밍 설정이 제 2 값인 경우, 단말은 상기 복수의 캐리어로부터 개별적으로 수신한 각각의 빔에 대한 파워 정보에 기초하여 위치 측정 정보 중 거리에 대한 정보를 획득하고, 단말의 안테나 어레이를 통해 위치 측정 정보 중 방향에 대한 정보를 획득할 수 있다.

또한, 본 명세서의 일 실시예에 따라, 빔포밍 설정이 제 3 값인 경우, 단말은 복수의 캐리어로부터 서로 다른 각각의 빔에 대한 파워 정보에 기초하여 위치 측정 정보 중 거리에 대한 정보를 획득하고, 단말의 안테나 어레이를 통해 위치 측정 정보 중 방향에 대한 정보를 획득할 수 있다.

또한, 본 명세서의 일 실시예에 따라, 단말이 기지국으로 위치 정보를 전송하면 위치 정보는 다른 기지국들에 공유될 수 있다.

본 발명은 무선통신 시스템에서 빔포밍을 이용하여 위치 측정을 수행하는 방법을 제공할 수 있다.

본 발명은 위치 측정과 관련된 정보를 전송하는 방법을 제공할 수 있다.

본 발명은 빔에 기초한 위치 측정 관련 정보를 전송하는 방법을 제공할 수 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 기지국으로부터 단말로 빔이 전송되는 경로를 나타낸 도면이다.

도 9는 기지국으로부터 단말로 빔이 전송되는 경로를 나타낸 도면이다.

도 10은 기지국으로부터 단말로 빔이 전송되는 경로를 나타낸 도면이다.

도 11은 브레이크 포인트에 기초하여 빔의 게인을 나타낸 도면이다.

도 12는 기지국이 빔포밍에 기초하여 신호를 전송하는 방법을 나타낸 도면이다.

도 13은 단말의 위치 측정을 위한 정보를 전송하는 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]

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]

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

*

개의 부반송파(subcarrier)와

개의 OFDM 심볼로 구성되는 자원격자(resource grid)로 표현될 수 있다. 여기서,

은 하향링크 슬롯에서의 자원블록(resource block, RB)의 개수를 나타내고,

은 UL 슬롯에서의 RB의 개수를 나타낸다.

와

은 DL 전송 대역폭과 UL 전송 대역폭에 각각 의존한다.

은 하향링크 슬롯 내 OFDM 심볼의 개수를 나타내며,

은 UL 슬롯 내 OFDM 심볼의 개수를 나타낸다.

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,

*

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

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

*

개의 자원요소로 구성된다. 자원격자 내 각 자원요소는 일 슬롯 내 인덱스 쌍 (k, 1)에 의해 고유하게 정의될 수 있다. k는 주파수 도메인에서 0부터

*

-1까지 부여되는 인덱스이며, l은 시간 도메인에서 0부터

-1까지 부여되는 인덱스이다.

일 서브프레임에서

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

-1순으로 번호가 부여되며,

=

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 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]

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 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]

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]

여기서 OTDOA-ReferenceCellInfo는 RSTD 측정의 기준이 되는 셀을 의미하며, 아래와 같이 구성된다.

[표 6]

여기서, 존재 조건(conditional presence)는 다음과 같다.

[표 7]

또한, 위에서 OTDOA-ReferenceCellInfo의 각 개별 필드는 다음과 같다.

[표 8]

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]

여기서, 존재 조건(conditional presence)는 다음과 같다.

[표 10]

또한, 위에서 OTDOA-NeighbourCellInfoList의 각 개별 필드는 다음과 같다.

[표 11]

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]

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]

[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

-

로 표현될 수 있고,

는 단말이 인접 셀 j로부터의 특정 서브프레임의 시작을 수신한 시점이고,

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 방법들은 3개 이상의 References 들로부터 위치를 추정하는 방법에 기반을 두고 있다. 일 예로, 단말이 3개의 위성으로부터 수신된 신호를 References로 잡는 GPS 포지셔닝(GPS Positioning)기법이나 3개의 기지국으로부터 수신된 신호를 References로 잡아 위치를 추정하는 기법이 사용될 수 있다. 또한, 일 예로, 단말이 수신하는 대신, 반대로 3개의 기지국이 하나의 단말로부터 신호를 수신 받아 단말의 위치를 추정하는 기법을 통해 위치 측정을 수행할 수 있다. 다만, 상술한 기법들은 LOS(Line Of Sight)의 Propagation의 환경을 담보 못하는 보통의 무선통신 환경에서는 정확한 위치를 알기 힘들고, 오차가 발생할 수 있다. 또한, 단말의 배터리 전력 소모(battery power consumption)를 고려할 때, 효율적이고 정확한 포지셔닝 기법이 필요할 수 있다. 즉, 포지셔닝을 위해 사용되는 전력을 줄이고, 정확도를 높이기 위한 방안이 필요할 수 있다.

이때, NR이나 mmWave 에서 고려되는 환경중 MIMO(Multiple Input Multiple Output)나 복수의 빔(Multiple Beam)을 이용한 어레이 프로세싱(Array Processing)이나 신호가 전송되는 영역을 표시하는 Fresnel 영역(Fresnel Region)을 이용하여 효율적으로 정확한 위치 측정을 수행할 수 있으며, 이에 대해서는 하기에서 서술한다.

일 예로, 하나의 기지국과 단말은 빔포밍에 기초하여 각각의 빔에 대한 각도 차이 및 복수의 캐리어를 이용하여 위치 측정을 수행할 수 있으며, 이에 대해서는 후술한다.

NR과 mmWave에서는 어레이 프로세싱(Array Processing), 복수 개의 빔 관리(Multiple Beam Management) 및 Fresnel Zone 효과(Fresnel Zone Effects)를 고려하여 정확한 레졸루션(Resolution)을 가지는 위치 측정 기법이 적용될 수 있다.

일 예로, 도 8은 Propagation 특성(Propagation Characteristics)을 나타낸 도면이다. 이때, 전송단(Transmitter, 810)에서 방사(Radiated, 또는 전송)된 신호가 수신단(Receiver, 820)에 도달하는 환경에서 Propagation 특성은 하기 수학식 1과 같을 수 있다.

[수학식 1]

여기서,

은 수신 파워(Received power),

는 전송 파워(Transmitted power)일 수 있다. 또한,A와 n은 주파수, 안테나 높이 및 빌딩 등을 고려한 진폭 및 레인지 인덱스일 수 있다.(Amplitude and range index dependent on frequency, antenna height, buildings) 일 예로, 아무런 방해가 없는 공간에서 n=2 일 수 있다. 또한, 평평한 지표면(flat earth)에서는 n=4 일 수 있다. 이때, 수신된 파워는 보통 구의 겉면적 (

)에 방사된다고 가정하여 분포되어

에 의한 term과 안테나의 방향에 의한 값에 기초하여 변화될 수 있다.

수신단(820)에서 수신 파워를 계산하기 위해 수신되는 유효 영역(effective area)를 고려한 LOS와 Two Ray model을 반영할 수 있다. 또한, 송신단(810) 및 수신단(820) 사이의 거리가 송신단(810) 및 수신단(820) 각각의 높이보다 큰 값이고(Large

), LOS 패스(path)를

, 반사된(reflection) 패스(path)를

이라 하면, 하기 수학식 2 및 수학식 3과 같을 수 있다.

[수학식 2]

[수학식 3]

여기서,

a는 수직 방향 편극에 기초하여

이 되거나(

for vertical (TM) polarization) 수평 방향 편극에 기초하여 1이 될 수 있다 (1 for horizontal (TE) polarization). 이때, 대략적으로

이므로, 수신 전력은 하기 수학식 4와 같을 수 있다.

[수학식 4]

또한, 일 예로, 도 9 및 10은 Fresnel 영역(Fresnel Region)에 기초하여 Propagation의 영역을 나타낸 도면이다.

일 예로, Fresnel 영역은 전송단(910)과 수신단(920)을 연결하는 레이(Ray)들에 대해 타원(ellipsoid) 형태로 영역을 나타낼 수 있다. 이때, 상술한 Fresnel 영역과 관련하여 레이 필드들(Ray fields)은 Fresnel 영역 내에서 전파될 수 있다. 또한, Fresnel 영역의 외부에 위치한 다른 물체들이 새로운 신호를 생성하더라도 LOS와 같이 직접 레이(Direct Ray)에 미치는 영향은 거의 없을 수 있다. 또한, 일 예로, Fresnel 영역 내부에 위치한 물체들은 LOS 같은 직접 레이(Direct ray)의 필드를 변화 시킬 수 있다.

이때, 도 10을 참조하면, Fresnel 영역은

로 정의될 수 있다. 이때, λ는 전송단(1010)에서 전송된 신호의 파장일 수 있다. 전송단(1010)에서 전파된 신호는 송신기와의 거리에 따라 Fresnel 존(Fresnel Zone)이 형성되며 반사되어 수신기(1020)에 전달될 수 있는 Fresnel 존 형태를 유지하면서 Fresnel 존이 지면을 접하는 형태가 되는 브레이크 포인트(Break Point)가 존재하게 된다. 이때, 하기 수학식 5에 의해

가 추정될 수 있으며,

일 수 있다.

[수학식 5]

이때, 일 예로, 브레이크 포인트는 도 11에서 Propagation의 거리에 따른 감쇠(Attenuation)가 급격히 줄어드는 구간의 경계를 나타낼 수 있다. 일 예로, 6 Ray model의 경우를 고려할 수 있다. 다만, 6 Ray model에서도 특징은 2 Ray model의 값에서 작은 값(small value)을 가지고 fluctuation을 보이므로 도미넌트한 특징은 동일할 수 있다. 즉, Two Ray model로도 수신기에서의 신호 측정은 충분히 분석될 수 있다. Two ray model을 기반으로 한 수신 파워는 하기 수학식 6과 같을 수 있다.

[수학식 6]

이때,

에서는

일 수 있다. 또한, R이 충분히 큰 값이라면

에 대해서는

이 되어 주파수에 독립적인 값으로 보여질 수 있다. 반면 수신 파워는 거리에 기초하여

에 비례한 특성을 보일 수 있다. 이때, 일 예로, 아무런 방해가 없는(free space) 상태에서는 일반적으로 수신 파워가

에 비례할 수 있는바, 수신 파워는 거리에 비례하여 더 많이 줄어들 수 있다.

따라서, 하기에서는 송수신단의 Propagation 특징을 이용하여 NR 및 mmWave에서 고려되는 복수 개의 빔(Multiple Beams)을 이용하여 위치 추적을 수행하는 방법에 대해 서술한다.

일 예로, 도 12를 참조하면, 하나의 기지국(1210)은 복수 개의 빔을 형성할 수 있다. 즉, 빔포밍에 기초하여 신호를 전송할 수 있다. 이때, 일 예로, 빔들간의 각도는

으로 간주될 수 있다. 또한, 각각의 빔들에 대한 송신 파워는 같다고 가정할 수 있다. 이때, 복수 개의 빔들이 기지국으로부터 커버리지 내의 단말들에 전파되며, 각각의 단말은 수신되는 빔들을 이용하여 위치 추적을 수행할 수 있다.

Case 1

기지국이 복수의 빔들을 형성할 수 있지만 하나의 캐리어(Single Carrier)만이 위치 추적에 쓰이는 경우라면, 상술한 Fresnel 존에 의해 분석된 수신신호는 하기 수학식 6과 같을 수 있다. 이때, 수학식 6에서 각각의 빔들마다

만큼의 파워 차이를 보이므로, 파워 차이는 하기 수학식 7과 같을 수 있다.

[수학식 7]

이때,

은 측정된 파워일 수 있다. 또한,

는 주어진 값일 수 있으며, 상술한 수학식에 기초하여 R 값을 획득하거나 추정(approximate)할 수 있다.

일 예로, 하나의 캐리어 주파수를 적용하는 시스템에서 신호의 도착 각도(angle of arrival, LOS path)를 인지하는 방법은 수신단에서 선형 안테나 어레이(Linear antenna array)로서 안테나 스페이싱이 d(antenna spacing d)를 가지고 있는 경우를 고려할 수 있다. 이때, 스페이스 타입 어레이 프로세싱(Space time array processing)의 적용으로 각각의 어레이 간 딜레이는

이고, k번째 안테나 요소에서는

를 보여 딜레이 시간(delay time)은

일 수 있다. 이때, 캐리어 위상 시프트(carrier phase shift)는

가 된다. 이를 이용하면 측정된 딜레이나 캐리어 위상 시프트를 참조하여 LOS로 간주되는 입사각(방향)을 알 수 있다. 즉, 상술한 바를 통해 거리와 위상 정보를 획득할 수 있으며, 이를 통해 위치 측정을 수행할 수 있다.

Case 2

또 다른 일 예로, 복수의 빔들에 복수 개의 캐리어(Multiple carrier)가 적용되어 시스템에서 위치 측정을 수행할 수 있다. 이때, 복수 개의 캐리어들은 각각의 빔에 대해 독립하게 적용될 수 있다. 즉, 하나의 빔에 대해서 복수 개의 캐리어들에 대한 차이점에 기초하여 위치 측정을 수행할 수 있다. 일 예로, 하나의 빔에서 캐리어 인덱스 i를 고려하면 수신 신호의 파워는 하기 수학식 8과 같을 수 있다.

[수학식 8]

이때, 각각의 캐리어에서 도미넌트 효과를 고려하여 Far fields effect에 의해 R이 충분이 큰 경우(

)라면 수신된 파워가 비슷한 값으로 측정될 수 있다. 이때, 수신된 파워가

이라 한다면, 거리 R은 하기 수학식 9와 같을 수 있다.

[수학식 9]

이때, 빔의 방향은 상술한 바와 같이 선형 안테나(Linear antenna array)로서 안테나 스페이싱 d(antenna spacing d)와 스페이스 시간 어레이 프로세싱(Space time array processing) 기반의 방법을 적용할 수 있다. 이때, 각각의 캐리어들에서 수신된 파워가 다르면 단말은 Far Field 정도의 거리가 아니라고 인지할 수 있다. 즉, 거리가 충분히 멀다고 인지하지 않을 수 있다. 이때, 각각의 파워의 비는 하기 수학식 10과 같을 수 있다. 이때,

은 측정되는 값이고,

는 주어진 값일 수 있다. 따라서, 하기 수학식 10에 기초하여 R을 획득하거나 추정할 수 있다.

[수학식 10]

Case 3

또 다른 일 예로, 복수 개의 빔들을 적용하면서 복수 개의 캐리어들을 각각의 빔에 적용한 경우를 고려할 수 있다. 이때, 상술한 바와 동일하게 분석해보면 하기 수학식 11과 같을 수 있다. 이때,

은 측정되는 값이고,

는 주어진 값이므로 이를 이용하여 R을 획득 또는 추정할 수 있다.

[수학식 11]

상술한 바를 통해 복수의 빔을 사용하는 시스템에서 단말의 위치를 추정할 수 있다. 이때, 일 예로, 하기에서는 상술한 위치 추정 또는 위치 측정을 위한 구체적인 과정으로서의 실시예를 서술한다.

실시예

단말과 기지국은 포지셔닝 메커니즘(Positioning Mechanism)을 트리거할 수 있다. 이때, 일 예로, 단말과 기지국은 포지셔닝 메커니즘을 트리거하기 위해 하기 표 14와 같은 정보를 공유할 수 있다. 일 예로, 기지국은 SIB(System Information Block)을 통해 하기 표 14의 정보를 단말과 공유할 수 있다. 또한, 일 예로, 기지국은 상위 계층 신호를 이용하여 하기 표 14의 정보를 단말로 전송할 수 있다. 또한, 일 예로, 기지국은 표 14의 정보를 dedicated하게 단말로 전송할 수 있으며, 상술한 실시예로 한정되지 않는다.

이때, 일 예로, 단말과 기지국이 공유하는 정보는 전체 빔 수, 각각의 빔에 대한 각도 및 기지국에서 빔이 전송되는 고도에 대한 정보를 포함할 수 있다. 또한, 일 예로, 빔포밍 설정(Beamforming Configuration)은 상술한 case 1 내지 case 3의 경우를 지시하는 정보로서 2비트 정보일 수 있다.

[표 14]

그 후, 기지국(gNB)은 시스템 정보(System information)나 특정 제어 신호(Control Signaling)을 이용하여 단말에 전송하여 빔 포지셔닝 메커니즘을 트리거링할 수 있다.

그 후, 단말은 기지국으로부터 빔 포지셔닝 관련 정보를 수신하고, 빔 포지셔닝 메커니즘을 트리거할 수 있다. 단말은 기지국으로터 수신한 신호를 측정할 수 있다. 이때, 일 예로, 측정 정보는 RSRP, RSRQ 및 CQI 중 적어도 어느 하나일 수 있다. 또한, 다른 측정 정보일 수 있으며, 상술한 실시예로 한정되지 않는다.

이때, 일 예로, 상술한 빔포밍 설정이 ‘00’이어서 복수 개의 빔이 적용되지만 하나의 캐리어를 이용하여 포지셔닝을 수행하게 되는 경우, 단말은 각각의 빔들을 측정할 수 있다. 그 후, 단말은

로부터 R 을 추정하고, 빔의 방향은 상술한 바와 같이 선형 안테나 어레이에 의한 안테나 스페이싱 d와 스페이스 시간 어레이 프로세싱(Space time array processing) 기반의 방법을 적용하여 구할 수 있다. 그 후, 단말은 R, beam index,

, beam의 angle

을 기지국에 보고할 수 있다.

또 다른 일 예로, 상술한 빔포밍 설정이 ‘01’이어서 빔을 복수 개의 캐리어들 각각에 적용하는 포지셔닝을 수행하는 경우, 단말은 복수 개의 캐리어들에 대한 각각의 빔을 독립적으로(independently) 인식할 수 있다. 이때, 상술한 바와 같이, 각각의 캐리어에서 수신된 파워가 비슷한 값으로 측정되면 단말은 기지국이 Far fields 에 위치한다고 인지하고

에 의해 거리를 계산할 수 있다. 또한, 빔의 방향은 상술한 바와 같이 선형 안테나 어레이에 의한 안테나 스페이싱 d와 스페이스 시간 어레이 프로세싱(Space time array processing) 기반의 방법을 적용하여 구할 수 있다. 그 후, 단말은 R, beam index,

, beam의 angle

을 기지국에 보고할 수 있다.

또 다른 일 예로, 또 다른 일 예로, 상술한 빔포밍 설정이 ‘11’이어서 복수 개의 빔들에 복수 개의 캐리어들을 적용한 경우를 고려할 수 있다. 이때, 상술한 바와 동일하게

에 기초하여 거리 및 방향 정보를 획득할 수 있으며, 이에 대한 정보를 기지국으로 보고할 수 있다.

그 후, 기지국이 단말로부터 포지셔닝 정보를 수신한 경우, 기지국은 네트워크에서 포지셔닝을 위해 적용되길 원하는 기지국들에 단말의 위치 정보를 공유할 수 있다. 이를 통해, 다른 기지국들도 단말의 위치 정보를 획득할 수 있다.

상술한 바와 같이, 단말은 빔 포지셔닝 메커니즘을 트리거링할 수 있다.(S1310) 이때, 도 1 내지 도 12에서 상술한 바와 같이, 하나의 기지국을 이용하여 단말이 위치 측정을 수행하기 위해 빔포밍 시스템이 적용되는 경우에 각각의 빔들에 대한 정보를 이용하여 위치 측정을 수행할 수 있다. 이때, 단말은 이를 위한 빔 포지셔닝 메커니즘을 트리거링 할 수 있다. 상술한 바와 같이, 단말은 빔 포지셔닝 메커니즘을 트리거링하기 이전에 기지국과 빔 포지셔닝 메커니즘에 대한 정보를 공유할 수 있다. 일 예로, 기지국으로부터 SIB나 상위 계층 신호를 이용하여 빔 포지셔닝 메커니즘에 대한 정보를 수신할 수 있다. 이때, 빔 포지셔닝 메커니즘에 대한 정보는 이용 가능한 전체 빔 수, 각각의 빔들에 대한 각도 정보, 상기 기지국에서 빔이 전송되는 고도 정보 및 상기 빔포밍 설정 정보 중 적어도 어느 하나가 포함될 수 있다.

다음으로, 기지국으로부터 빔 포지셔닝 관련 신호를 수신할 수 있다.(S1320) 그 후, 단말은 빔 포지셔닝 관련 신호를 측정할 수 있다. (S1330) 이때, 도 1 내지 도 12에서 상술한 바와 같이, 빔 포지셔닝 관련 신호는 참조 신호일 수 있다. 즉, 빔 관련 참조 신호일 수 있다. 일 예로, 단말은 빔 포지셔닝 관련 신호에 기초하여 RSRP, RSRQ 및 CQI 중 적어도 어느 하나를 측정할 수 있으며, 이는 상술한 바와 같다.

다음으로, 단말은 빔 포지셔닝 관련 신호에 기초하여 측정된 값을 이용하여 위치 측정 정보를 획득할 수 있다.(S1340) 이때, 도 1 내지 도 12에서 상술한 바와 같이, 단말은 빔포밍 설정에 기초하여 위치 측정 정보를 다른 방법으로 획득할 수 있다. 이때, 일 예로, 빔포밍 설정 정보는 상술한 바와 같이 빔 포지셔닝 관련 정보로서 단말과 기지국이 공유할 수 있다. 이때, 기지국은 빔 포지셔닝 트리거링 정보에 상술한 빔포밍 설정 정보 중 특정 값을 설정하여 단말에게 지시할 수 있다. 단말은 빔포밍 설정에 기초하여 위치 측정을 위한 정보를 획득할 수 있다. 일 예로, 빔포밍 설정이 제 1 값인 경우(‘00’), 단말은 하나의 캐리어를 통해 전송되는 복수 개의 빔을 이용하여 위치 측정 정보를 획득할 수 있다. 이때, 단말은 각각의 빔들에 대한 파워를 측정하여 빔들의 차이값 정보를 이용하여 위치 정보 중 거리 정보를 획득할 수 있다. 또한, 단말은 안테나 어레이를 통해 위치 정보 중 방향 정보를 획득할 수 있다. 즉, 수신단의 선형 안테나 어레이에서 안테나 스페이싱 d를 고려하여 스페이스 타입 어레이 프로세싱을 통해 방향을 알 수 있으며, 이는 상술한 바와 같다.

또한, 일 예로, 빔포밍 설정이 제 2 값인 경우(‘01’), 단말은 복수 개의 캐리어 각각에 동일 빔을 전송하여 위치 측정 정보를 획득할 수 있다. 이때, 단말은 각각의 캐리어로 전송되는 빔에 대한 파워를 측정하고, 각각의 캐리어에 기초한 차이값에 기초하여 위치 정보 중 거리 정보를 획득할 수 있다. 또한, 상술한 바와 유사하게, 안테나 어레이를 통해 위치 정보 중 방향 정보를 획득할 수 있다.

또한, 일 예로, 빔포밍 설정이 제 3값인 경우(‘10’), 단말은 복수 개의 캐리어 각각에 서로 다른 빔을 전송하여 위치 측정 정보를 획득할 수 있다. 이때, 단말은 각각의 캐리어로 전송되는 빔에 대한 파워를 측정하고, 각각의 캐리어에 기초한 차이값에 기초하여 위치 정보 중 거리 정보를 획득할 수 있다. 또한, 상술한 바와 유사하게, 안테나 어레이를 통해 위치 정보 중 방향 정보를 획득할 수 있다.

또한, 빔포밍 설정 중 하나의 특정값(e.g ‘11’)은 유보된 값으로서 다른 용도로 사용될 수 있으며, 상술한 실시예로 한정되지 않는다.

다음으로, 단말은 획득한 위치 측정 정보를 기지국으로 전송할 수 있다.(S1350) 이때, 도 1 내지 도 12에서 상술한 바와 같이, 단말이 전송한 위치 측정 정보는 다른 기지국들 사이에서 공유될 수 있다. 이를 통해 단말의 위치를 확인할 수 있고, 서비스를 제공할 수 있다.

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

무선통신 시스템에서 단말이 위치 측정 정보를 전송하는 방법에 있어서,

상기 단말이 빔 포지셔닝 메커니즘(Beam Positioning Mechanism)을 트리거링하는 단계;

상기 단말이 기지국으로부터 빔 포지셔닝 관련 신호를 수신하는 단계;

상기 빔 포지셔닝 관련 신호를 측정하는 단계;

상기 측정된 빔 포지셔닝 관련 신호에 기초하여 상기 위치 측정 정보를 획득하는 단계; 및

상기 획득한 위치 측정 정보를 상기 기지국으로 전송하는 단계;를 포함하되,

상기 위치 측정 정보는 빔포밍 설정(Beamforming Configuration)에 기초하여 획득되는, 위치 측정 정보를 전송하는 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 단말은 상기 빔 포지셔닝 메커니즘이 트리거링되기 이전에 상기 기지국으로부터 상기 빔 포지셔닝 메커니즘에 대한 정보를 수신하는, 위치 측정 정보를 전송하는 방법.
제 2 항에 있어서,

상기 빔 포지셔닝 메커니즘에 대한 정보는 이용 가능한 전체 빔 수, 각각의 빔들에 대한 각도 정보, 상기 기지국에서 빔이 전송되는 고도 정보 및 상기 빔포밍 설정 정보 중 적어도 어느 하나를 포함되는, 위치 측정 정보를 전송하는 방법.
제 3 항에 있어서,

상기 단말은 상기 기지국으로부터 상기 빔 포지셔닝 메커니즘을 트리거링하는 정보를 포함하는 시스템 정보 또는 제어 정보를 수신하는 경우, 상기 빔 포지셔닝 메커니즘을 트리거링하는, 위치 측정 정보를 전송하는 방법.
제 4 항에 있어서,

상기 시스템 정보 또는 상기 제어 정보에는 상기 빔포밍 설정 중 특정 값을 지시하는 정보가 포함되고,

상기 단말은 상기 특정 값에 기초하여 상기 빔 포지셔닝 관련 신호를 측정하는, 위치 측정 정보를 전송하는 방법.
제 5 항에 있어서,

상기 빔포밍 설정은 2비트로 구성되고,

상기 빔포밍 설정이 제 1 값인 경우, 상기 단말은 하나의 캐리어를 통해 전송되는 복수 개의 빔들에 대한 빔 포지셔닝 관련 신호를 측정하고,

상기 빔포밍 설정이 제 2 값인 경우, 상기 단말은 복수 개의 캐리어를 통해 전송되는 동일 빔에 대한 빔 포지셔닝 관련 신호를 측정하고,

상기 빔포밍 설정이 제 3 값인 경우, 상기 단말은 복수 개의 캐리어를 통해 전송되는 복수 개의 빔들에 대한 빔 포지셔닝 관련 신호를 측정하는, 위치 측정 정보를 전송하는 방법.
제 6항에 있어서,

상기 빔포밍 설정이 제 1 값인 경우, 상기 단말은 상기 복수 개의 빔들에 대한 파워 정보에 기초하여 상기 위치 측정 정보 중 거리에 대한 정보를 획득하고, 상기 단말의 안테나 어레이를 통해 상기 위치 측정 정보 중 방향에 대한 정보를 획득하는, 위치 측정 정보를 전송하는 방법.
제 6항에 있어서,

상기 빔포밍 설정이 제 2 값인 경우, 상기 단말은 상기 복수의 캐리어로부터 개별적으로 수신한 각각의 빔에 대한 파워 정보에 기초하여 상기 위치 측정 정보 중 거리에 대한 정보를 획득하고, 상기 단말의 안테나 어레이를 통해 상기 위치 측정 정보 중 방향에 대한 정보를 획득하는, 위치 측정 정보를 전송하는 방법.
제 6항에 있어서,

상기 빔포밍 설정이 제 3 값인 경우, 상기 단말은 상기 복수의 캐리어로부터 서로 다른 각각의 빔에 대한 파워 정보에 기초하여 상기 위치 측정 정보 중 거리에 대한 정보를 획득하고, 상기 단말의 안테나 어레이를 통해 상기 위치 측정 정보 중 방향에 대한 정보를 획득하는, 위치 측정 정보를 전송하는 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 단말이 상기 기지국으로 상기 위치 정보를 전송하면 상기 위치 정보는 다른 기지국들에 공유되는, 위치 측정 정보를 전송하는 방법.
무선통신 시스템에서 위치 측정에 대한 정보를 전송하는 단말에 있어서,

신호를 수신하는 수신부;

신호를 송신하는 송신부; 및

상기 수신부 및 상기 송신부를 제어하는 프로세서;로서,

상기 프로세서는,

빔 포지셔닝 메커니즘(Beam Positioning Mechanism)을 트리거링하고,

기지국으로부터 빔 포지셔닝 관련 신호를 수신하고,

빔 포지셔닝 관련 신호를 측정하고,

상기 측정된 빔 포지셔닝 관련 신호에 기초하여 상기 위치 측정 정보를 획득하고,

상기 획득한 위치 측정 정보를 상기 기지국으로 전송하되,

상기 위치 측정 정보는 빔포밍 설정(Beamforming Configuration)에 기초하여 획득되는, 위치 측정 정보를 전송하는 단말.
제 11 항에 있어서,

상기 프로세서는,

상기 빔 포지셔닝 메커니즘이 트리거링되기 이전에 상기 기지국으로부터 상기 빔 포지셔닝 메커니즘에 대한 정보를 수신하는, 위치 측정 정보를 전송하는 단말.
제 12 항에 있어서,

상기 빔 포지셔닝 메커니즘에 대한 정보는 이용 가능한 전체 빔 수, 각각의 빔들에 대한 각도 정보, 상기 기지국에서 빔이 전송되는 고도 정보 및 상기 빔포밍 설정 정보 중 적어도 어느 하나를 포함되는, 위치 측정 정보를 전송하는 단말.
제 13 항에 있어서,

상기 프로세서는,

상기 기지국으로부터 상기 빔 포지셔닝 메커니즘을 트리거링하는 정보를 포함하는 시스템 정보 또는 제어 정보를 수신하는 경우, 상기 빔 포지셔닝 메커니즘을 트리거링하는, 위치 측정 정보를 전송하는 단말.
제 14 항에 있어서,

상기 시스템 정보 또는 상기 제어 정보에는 상기 빔포밍 설정 중 특정 값을 지시하는 정보가 포함되고,

상기 프로세서는 상기 특정 값에 기초하여 상기 빔 포지셔닝 관련 신호를 측정하는, 위치 측정 정보를 전송하는 단말.
제 15 항에 있어서,

상기 빔포밍 설정은 2비트로 구성되고,

상기 빔포밍 설정이 제 1 값인 경우, 상기 프로세서는 하나의 캐리어를 통해 전송되는 복수 개의 빔들에 대한 빔 포지셔닝 관련 신호를 측정하고,

상기 빔포밍 설정이 제 2 값인 경우, 상기 프로세서는 복수 개의 캐리어를 통해 전송되는 동일 빔에 대한 빔 포지셔닝 관련 신호를 측정하고,

상기 빔포밍 설정이 제 3 값인 경우, 상기 프로세서는 복수 개의 캐리어를 통해 전송되는 복수 개의 빔들에 대한 빔 포지셔닝 관련 신호를 측정하는, 위치 측정 정보를 전송하는 단말.
제 16항에 있어서,

상기 빔포밍 설정이 제 1 값인 경우, 상기 프로세서는 상기 복수 개의 빔들에 대한 파워 정보에 기초하여 상기 위치 측정 정보 중 거리에 대한 정보를 획득하고, 상기 단말의 안테나 어레이를 통해 상기 위치 측정 정보 중 방향에 대한 정보를 획득하는, 위치 측정 정보를 전송하는 단말.
제 16항에 있어서,

상기 빔포밍 설정이 제 2 값인 경우, 상기 프로세서는 상기 복수의 캐리어로부터 개별적으로 수신한 각각의 빔에 대한 파워 정보에 기초하여 상기 위치 측정 정보 중 거리에 대한 정보를 획득하고, 상기 단말의 안테나 어레이를 통해 상기 위치 측정 정보 중 방향에 대한 정보를 획득하는, 위치 측정 정보를 전송하는 단말.
제 16항에 있어서,

상기 빔포밍 설정이 제 3 값인 경우, 상기 프로세서는 상기 복수의 캐리어로부터 서로 다른 각각의 빔에 대한 파워 정보에 기초하여 상기 위치 측정 정보 중 거리에 대한 정보를 획득하고, 상기 단말의 안테나 어레이를 통해 상기 위치 측정 정보 중 방향에 대한 정보를 획득하는, 위치 측정 정보를 전송하는 단말.
제 19 항에 있어서,

상기 단말이 상기 기지국으로 상기 위치 정보를 전송하면 상기 위치 정보는 다른 기지국들에 공유되는, 위치 측정 정보를 전송하는 단말.