WO2021070975A1 - 1-비트 양자화 시스템에서의 다중 레이어 송수신 방법 및 이를 위한 장치 - Google Patents

1-비트 양자화 시스템에서의 다중 레이어 송수신 방법 및 이를 위한 장치 Download PDF

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WO2021070975A1
WO2021070975A1 PCT/KR2019/013093 KR2019013093W WO2021070975A1 WO 2021070975 A1 WO2021070975 A1 WO 2021070975A1 KR 2019013093 W KR2019013093 W KR 2019013093W WO 2021070975 A1 WO2021070975 A1 WO 2021070975A1
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이상림
이호재
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엘지전자 주식회사
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    • H04L27/18—Phase-modulated carrier systems, i.e. using phase-shift keying
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    • H04L27/18—Phase-modulated carrier systems, i.e. using phase-shift keying
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    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
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    • H04L5/003—Arrangements for allocating sub-channels of the transmission path
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    • H04L5/00—Arrangements affording multiple use of the transmission path
    • H04L5/003—Arrangements for allocating sub-channels of the transmission path
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    • H04L27/18—Phase-modulated carrier systems, i.e. using phase-shift keying
    • H04L27/22—Demodulator circuits; Receiver circuits
    • H04L27/227—Demodulator circuits; Receiver circuits using coherent demodulation

Definitions

  • the present invention relates to a wireless communication system, and more particularly, to a multi-layer transmission and reception method in a communication system based on 1-bit quantization and an apparatus supporting the same.
  • Mobile communication systems have been developed to provide voice services while ensuring user activity.
  • the mobile communication system has expanded to not only voice but also data services, and nowadays, due to the explosive increase in traffic, a shortage of resources is caused and users request higher speed services, so a more advanced mobile communication system is required. .
  • next-generation mobile communication system The requirements of the next-generation mobile communication system are largely explosive data traffic acceptance, a dramatic increase in transmission rate per user, a largely increased number of connected devices, very low end-to-end latency, and support for high energy efficiency. You should be able to. To this end, Dual Connectivity, Massive Multiple Input Multiple Output (MIMO), In-band Full Duplex, Non-Orthogonal Multiple Access (NOMA), and Super Wideband Various technologies such as wideband) support and device networking are being studied.
  • MIMO Massive Multiple Input Multiple Output
  • NOMA Non-Orthogonal Multiple Access
  • Super Wideband Various technologies such as wideband support and device networking are being studied.
  • the present specification proposes a method of transmitting a reference signal for multi-layer transmission and reception based on 1-bit quantization.
  • the present specification proposes a method of calculating an LLR for a 1-bit quantized data signal.
  • a method for transmitting and receiving a signal by a first device comprising: receiving a reference signal (RS) from a second device; Generating a demodulated reference vector based on the reference signal; And receiving, from the second device, a data signal based on the demodulation reference vector, wherein the reference signal may be generated differently according to a modulation method of the data signal.
  • RS reference signal
  • the first device and the second device support multi-layer-based transmission and reception
  • the reference signal indicates the number of layers of the multi-layer. It can be created in consideration.
  • the reference signal may be received in (modulation order of the data signal) ⁇ (number of layers -1) time slots. .
  • At least one of the reference signals received in a specific time slot is the reference signal received in the previous time slot and ⁇ ⁇ There may be a phase difference.
  • the modulation method of the data signal may correspond to Binary Phase Shift Keying (BPSK) or Quadrature Phase Shift Keying (QPSK).
  • BPSK Binary Phase Shift Keying
  • QPSK Quadrature Phase Shift Keying
  • the reference signal when the modulation method of the data signal corresponds to BPSK, the reference signal is
  • the demodulation reference vector may be generated by rotating in units.
  • the reference signal when the modulation method of the data signal corresponds to QPSK, the reference signal is The demodulation reference vector may be generated by rotating in units.
  • receiving the data signal may include calculating an LLR of the data signal based on the demodulation reference vector.
  • each reception path of the first device includes a 1-bit analog to digital converter (ADC), and the reference signal and the data signal are the 1-bit ADC Can be quantized through
  • ADC analog to digital converter
  • a method for transmitting and receiving a signal by a first device comprising: transmitting a reference signal (RS) to a second device; And transmitting a data signal to the second device, wherein the reference signal may be generated differently according to a modulation method of the data signal.
  • RS reference signal
  • the first device and the second device support multi-layer-based transmission and reception, and the reference signal indicates the number of layers of the multi-layer. It can be created in consideration.
  • the reference signal may be transmitted in (modulation order of the data signal) ⁇ (number of layers -1) time slots. .
  • At least one of the reference signals transmitted in a specific time slot is the reference signal transmitted in the previous time slot and ⁇ ⁇ There may be a phase difference.
  • the transmission order of the reference signal may be independent of the demodulation of the data signal.
  • the device in an apparatus for transmitting and receiving a signal, includes a transceiving unit for transmitting and receiving a radio signal, and a processor functionally connected to the transceiving unit, and the processor is Controls the transceiver to receive a reference signal (RS), generates a demodulated reference vector based on the reference signal, and receives a data signal based on the demodulated reference vector, wherein the reference signal is the data signal It may be generated differently according to the modulation method of.
  • RS reference signal
  • the reference signal is the data signal It may be generated differently according to the modulation method of.
  • multi-layer transmission/reception may be possible in a 1-bit quantization system.
  • power consumption of a system may be improved through a transmission/reception method based on 1-bit quantization.
  • FIG. 1 shows an example of an overall system structure of an NR to which the method proposed in the present specification can be applied.
  • FIG. 2 shows a relationship between an uplink frame and a downlink frame in a wireless communication system to which the method proposed in the present specification can be applied.
  • FIG 3 shows an example of a frame structure in an NR system.
  • FIG. 4 shows an example of a resource grid supported by a wireless communication system to which the method proposed in the present specification can be applied.
  • FIG. 5 shows examples of an antenna port and a resource grid for each neurology to which the method proposed in the present specification can be applied.
  • FIG. 6 is a diagram showing an example of a block diagram of a transmitting end and a receiving end.
  • FIG. 7 shows an example of a reception device including a 64x64 2D antenna and a 1-bit analog to digital converter (ADC) connected to each antenna.
  • ADC analog to digital converter
  • FIG. 8 shows a signaling procedure between a receiving device/transmitting device to which a method and an embodiment proposed in the present specification can be applied.
  • FIG. 9 shows an example of an operation flowchart of a receiving device to which the method and embodiment proposed in the present specification can be applied.
  • FIG. 11 illustrates a wireless device applicable to the present specification.
  • FIG. 12 illustrates a signal processing circuit for a transmission signal.
  • FIG 13 shows another example of a wireless device applied to the present specification.
  • downlink means communication from a base station to a terminal
  • uplink means communication from a terminal to a base station
  • DL downlink
  • UL uplink
  • the transmitter may be part of the base station
  • the receiver may be part of the terminal
  • the transmitter may be a part of the terminal
  • the receiver may be a part of the base station.
  • the base station may be referred to as a first communication device
  • the terminal may be referred to as a second communication device.
  • Base station is a fixed station, Node B, evolved-NodeB (eNB), Next Generation NodeB (gNB), base transceiver system (BTS), access point (AP), network (5G).
  • eNB evolved-NodeB
  • gNB Next Generation NodeB
  • BTS base transceiver system
  • AP access point
  • 5G network
  • the terminal may be fixed or mobile, and UE (User Equipment), MS (Mobile Station), UT (user terminal), MSS (Mobile Subscriber Station), SS (Subscriber Station), AMS (Advanced Mobile) Station), WT (Wireless terminal), MTC (Machine-Type Communication) device, M2M (Machine-to-Machine) device, D2D (Device-to-Device) device, vehicle, robot, AI module , Drone (Unmanned Aerial Vehicle, UAV), AR (Augmented Reality) device, VR (Virtual Reality) device.
  • UE User Equipment
  • MS Mobile Station
  • UT user terminal
  • MSS Mobile Subscriber Station
  • SS Subscriber Station
  • AMS Advanced Mobile
  • WT Wireless terminal
  • MTC Machine-Type Communication
  • M2M Machine-to-Machine
  • D2D Device-to-Device
  • vehicle robot
  • AI module Drone (Unmanned Aerial Vehicle, UAV), AR (Augmented Reality) device
  • CDMA may be implemented with a radio technology such as Universal Terrestrial Radio Access (UTRA) or CDMA2000.
  • 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 with a wireless technology such as IEEE 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802-20, and Evolved UTRA (E-UTRA).
  • UTRA is a part of Universal Mobile Telecommunications System (UMTS).
  • 3rd Generation Partnership Project (3GPP) Long Term Evolution (LTE) is a part of Evolved UMTS (E-UMTS) using E-UTRA
  • LTE-A Advanced
  • LTE-A pro is an evolved version of 3GPP LTE.
  • 3GPP NR New Radio or New Radio Access Technology
  • 3GPP LTE/LTE-A/LTE-A pro is an evolved version of 3GPP LTE/LTE-A/LTE-A pro.
  • LTE refers to technology after 3GPP TS 36.xxx Release 8.
  • LTE technology after 3GPP TS 36.xxx Release 10 is referred to as LTE-A
  • LTE technology after 3GPP TS 36.xxx Release 13 is referred to as LTE-A pro
  • 3GPP NR refers to the technology after TS 38.xxx Release 15.
  • LTE/NR may be referred to as a 3GPP system.
  • "xxx" means the standard document detail number.
  • LTE/NR may be collectively referred to as a 3GPP system.
  • RRC Radio Resource Control
  • RRC Radio Resource Control
  • NR is an expression showing an example of 5G radio access technology (RAT).
  • RAT 5G radio access technology
  • the three main requirements areas of 5G are (1) Enhanced Mobile Broadband (eMBB) area, (2) Massive Machine Type Communication (mMTC) area, and (3) Ultra-reliability and It includes a low-latency communication (Ultra-reliable and Low Latency Communications, URLLC) area.
  • eMBB Enhanced Mobile Broadband
  • mMTC Massive Machine Type Communication
  • URLLC Low Latency Communications
  • KPI key performance indicator
  • eMBB goes far beyond basic mobile Internet access and covers rich interactive work, media and entertainment applications in the cloud or augmented reality.
  • Data is one of the key drivers of 5G, and it may not be possible to see dedicated voice services for the first time in the 5G era.
  • voice is expected to be processed as an application program simply using the data connection provided by the communication system.
  • the main reasons for the increased traffic volume are an increase in content size and an increase in the number of applications requiring high data rates.
  • Streaming services (audio and video), interactive video and mobile Internet connections will become more widely used as more devices connect to the Internet. Many of these applications require always-on connectivity to push real-time information and notifications to the user.
  • Cloud storage and applications are increasing rapidly on mobile communication platforms, which can be applied to both work and entertainment.
  • cloud storage is a special use case that drives the growth of the uplink data rate.
  • 5G is also used for remote work in the cloud and requires much lower end-to-end latency to maintain a good user experience when tactile interfaces are used.
  • Entertainment For example, cloud gaming and video streaming is another key factor that is increasing the demand for mobile broadband capabilities. Entertainment is essential on smartphones and tablets anywhere, including high mobility environments such as trains, cars and airplanes.
  • Another use case is augmented reality and information retrieval for entertainment.
  • augmented reality requires very low latency and an instantaneous amount of data.
  • one of the most anticipated 5G use cases relates to the ability to seamlessly connect embedded sensors in all fields, i.e. mMTC.
  • mMTC massive machine type computer
  • Industrial IoT is one of the areas where 5G plays a major role in enabling smart cities, asset tracking, smart utilities, agriculture and security infrastructure.
  • URLLC includes new services that will transform the industry with ultra-reliable/low-latency links such as self-driving vehicles and remote control of critical infrastructure.
  • the level of reliability and delay is essential for smart grid control, industrial automation, robotics, and drone control and coordination.
  • 5G can complement fiber-to-the-home (FTTH) and cable-based broadband (or DOCSIS) as a means of providing streams rated at hundreds of megabits per second to gigabits per second. This high speed is required to deliver TVs in 4K or higher (6K, 8K and higher) resolutions, as well as virtual and augmented reality.
  • Virtual Reality (VR) and Augmented Reality (AR) applications involve almost immersive sports events.
  • Certain application programs may require special network settings. For example, for VR games, game companies may need to integrate core servers with network operators' edge network servers to minimize latency.
  • Automotive is expected to be an important new driving force in 5G, with many use cases for mobile communication to vehicles. For example, entertainment for passengers demands simultaneous high capacity and high mobility mobile broadband. The reason is that future users will continue to expect high-quality connections, regardless of their location and speed.
  • Another use case in the automotive field is an augmented reality dashboard. It identifies an object in the dark on top of what the driver sees through the front window, and displays information that tells the driver about the distance and movement of the object overlaid.
  • wireless modules enable communication between vehicles, exchange of information between the vehicle and the supporting infrastructure, and exchange of information between the vehicle and other connected devices (eg, devices carried by pedestrians).
  • the safety system can lower the risk of an accident by guiding the driver through alternative courses of action to make driving safer.
  • the next step will be a remote controlled or self-driven vehicle.
  • This requires very reliable and very fast communication between different self-driving vehicles and between the vehicle and the infrastructure.
  • self-driving vehicles will perform all driving activities, and drivers will be forced to focus only on traffic anomalies that the vehicle itself cannot identify.
  • the technical requirements of self-driving vehicles require ultra-low latency and ultra-fast reliability to increase traffic safety to levels unachievable by humans.
  • Smart cities and smart homes referred to as smart society, will be embedded with high-density wireless sensor networks.
  • a distributed network of intelligent sensors will identify the conditions for cost and energy-efficient maintenance of a city or home.
  • a similar setup can be done for each household.
  • Temperature sensors, window and heating controllers, burglar alarms and appliances are all wirelessly connected. Many of these sensors are typically low data rate, low power and low cost. However, for example, real-time HD video may be required in certain types of devices for surveillance.
  • the consumption and distribution of energy including heat or gas is highly decentralized, requiring automated control of distributed sensor networks.
  • the smart grid interconnects these sensors using digital information and communication technologies to gather information and act accordingly. This information can include the behavior of suppliers and consumers, enabling smart grids to improve efficiency, reliability, economics, sustainability of production and the distribution of fuels such as electricity in an automated way.
  • the smart grid can also be viewed as another low-latency sensor network.
  • the health sector has many applications that can benefit from mobile communications.
  • the communication system can support telemedicine providing clinical care from remote locations. This can help reduce barriers to distance and improve access to medical services that are not consistently available in remote rural areas. It is also used to save lives in critical care and emergencies.
  • a wireless sensor network based on mobile communication can provide sensors and remote monitoring of parameters such as heart rate and blood pressure.
  • Wireless and mobile communications are becoming increasingly important in industrial applications. Wiring is expensive to install and maintain. Thus, the possibility of replacing cables with reconfigurable wireless links is an attractive opportunity for many industries. However, achieving this requires that the wireless connection operates with a delay, reliability and capacity similar to that of the cable, and its management is simplified. Low latency and very low error probability are new requirements that need to be connected to 5G.
  • Logistics and freight tracking are important use cases for mobile communications that enable tracking of inventory and packages anywhere using location-based information systems. Logistics and freight tracking use cases typically require low data rates, but require a wide range and reliable location information.
  • a new RAT system including NR uses an OFDM transmission scheme or a similar transmission scheme.
  • the new RAT system may follow OFDM parameters different from those of LTE.
  • the new RAT system follows the numerology of the existing LTE/LTE-A as it is, but may have a larger system bandwidth (eg, 100 MHz).
  • one cell may support a plurality of neurology. That is, terminals operating in different neurology can coexist in one cell.
  • Numerology corresponds to one subcarrier spacing in the frequency domain.
  • different numerology can be defined.
  • eLTE eNB is an evolution of eNB that supports connectivity to EPC and NGC.
  • gNB A node that supports NR as well as connection with NGC.
  • New RAN Radio access network that supports NR or E-UTRA or interacts with NGC.
  • Network slice is a network defined by an operator to provide an optimized solution for specific market scenarios requiring specific requirements with end-to-end coverage.
  • Network function is a logical node within a network infrastructure with well-defined external interfaces and well-defined functional behaviors.
  • NG-C Control plane interface used for the NG2 reference point between the new RAN and NGC.
  • NG-U User plane interface used for the NG3 reference point between the new RAN and NGC.
  • Non-standalone NR A deployment configuration in which the gNB requests an LTE eNB as an anchor for control plane connection to EPC or an eLTE eNB as an anchor for control plane connection to NGC.
  • Non-standalone E-UTRA Deployment configuration in which eLTE eNB requires gNB as an anchor for control plane connection to NGC.
  • User plane gateway the endpoint of the NG-U interface.
  • FIG. 1 shows an example of an overall system structure of an NR to which the method proposed in the present specification can be applied.
  • the NG-RAN is composed of gNBs that provide an NG-RA user plane (new AS sublayer/PDCP/RLC/MAC/PHY) and a control plane (RRC) protocol termination for UE (User Equipment). do.
  • NG-RA user plane new AS sublayer/PDCP/RLC/MAC/PHY
  • RRC control plane
  • the gNBs are interconnected through an X n interface.
  • the gNB is also connected to the NGC through the NG interface.
  • the gNB is connected to an Access and Mobility Management Function (AMF) through an N2 interface and a User Plane Function (UPF) through an N3 interface.
  • AMF Access and Mobility Management Function
  • UPF User Plane Function
  • the neurology may be defined by subcarrier spacing and cyclic prefix (CP) overhead.
  • the plurality of subcarrier intervals may be derived by scaling the basic subcarrier interval by an integer N (or ⁇ ). Further, even if it is assumed that a very low subcarrier spacing is not used at a very high carrier frequency, the neurology to be used can be selected independently of the frequency band.
  • OFDM Orthogonal Frequency Division Multiplexing
  • a number of OFDM neurology supported in the NR system may be defined as shown in Table 1.
  • NR supports multiple numerology (or subcarrier spacing (SCS)) to support various 5G services. For example, when the SCS is 15 kHz, it supports a wide area in traditional cellular bands, and when the SCS is 30 kHz/60 kHz, it is dense-urban, lower latency. And a wider carrier bandwidth, and when the SCS is 60 kHz or higher, a bandwidth greater than 24.25 GHz is supported to overcome phase noise.
  • SCS subcarrier spacing
  • the NR frequency band is defined as a frequency range of two types (FR1, FR2).
  • FR1 and FR2 may be configured as shown in Table 2 below. Further, FR2 may mean a millimeter wave (mmW).
  • mmW millimeter wave
  • Downlink and uplink transmission It is composed of a radio frame having a section of.
  • each of the radio frames It consists of 10 subframes having a section of.
  • FIG. 2 shows a relationship between an uplink frame and a downlink frame in a wireless communication system to which the method proposed in the present specification can be applied.
  • slots (slots) in the subframe Are numbered in increasing order of, and within the radio frame Are numbered in increasing order.
  • One slot is Consisting of consecutive OFDM symbols of, Is determined according to the neurology used and the slot configuration. Slot in subframe The start of the OFDM symbol in the same subframe It is aligned in time with the beginning of.
  • Table 3 shows the number of OFDM symbols per slot in a normal CP ( ), the number of slots per radio frame ( ), the number of slots per subframe ( ), and Table 4 shows the number of OFDM symbols per slot, the number of slots per radio frame, and the number of slots per subframe in an extended CP.
  • 3 shows an example of a frame structure in an NR system. 3 is merely for convenience of description and does not limit the scope of the present invention.
  • 1 subframe may include 4 slots.
  • a mini-slot may be composed of 2, 4 or 7 symbols, or may be composed of more or fewer symbols.
  • an antenna port In relation to the physical resource in the NR system, an antenna port, a resource grid, a resource element, a resource block, a carrier part, etc. Can be considered.
  • the antenna port is defined such that a channel carrying a symbol on the antenna port can be inferred from a channel carrying another symbol on the same antenna port.
  • the two antenna ports are QC/QCL (quasi co-located or quasi co-location) relationship.
  • the wide-range characteristic includes one or more of delay spread, Doppler spread, frequency shift, average received power, and received timing.
  • FIG. 4 shows an example of a resource grid supported by a wireless communication system to which the method proposed in the present specification can be applied.
  • the resource grid on the frequency domain It is composed of subcarriers, and one subframe Although it is exemplarily described to be composed of OFDM symbols, it is not limited thereto.
  • the transmitted signal is One or more resource grids composed of subcarriers and Is described by the OFDM symbols. From here, to be. remind Denotes a maximum transmission bandwidth, which may vary between uplink and downlink as well as neurology.
  • the neurology And one resource grid may be configured for each antenna port p.
  • FIG. 5 shows examples of an antenna port and a resource grid for each neurology to which the method proposed in the present specification can be applied.
  • each element of the resource grid for the antenna port p is referred to as a resource element, and an index pair Is uniquely identified by From here, Is the index in the frequency domain, Refers to the position of a symbol within a subframe.
  • an index pair Is used. From here, to be.
  • antenna port p Is a complex value Corresponds to. If there is no risk of confusion, or if a specific antenna port or neurology is not specified, the indices p and Can be dropped, resulting in a complex value or Can be
  • the physical resource block (physical resource block) in the frequency domain It is defined as consecutive subcarriers.
  • Point A serves as a common reference point of the resource block grid and can be obtained as follows.
  • -OffsetToPointA for the PCell downlink represents the frequency offset between the lowest subcarrier of the lowest resource block and point A of the lowest resource block that overlaps the SS/PBCH block used by the UE for initial cell selection, and the 15 kHz subcarrier spacing for FR1 and It is expressed in resource block units assuming a 60 kHz subcarrier spacing for FR2;
  • -absoluteFrequencyPointA represents the frequency-position of point A expressed as in the absolute radio-frequency channel number (ARFCN).
  • Common resource blocks set the subcarrier interval Numbered from 0 to the top in the frequency domain for.
  • Subcarrier spacing setting The center of subcarrier 0 of the common resource block 0 for is coincided with'point A'.
  • the resource elements (k,l) for may be given as in Equation 1 below.
  • Is It can be defined relative to point A so that it corresponds to a subcarrier centered on point A.
  • Physical resource blocks are from 0 in the bandwidth part (BWP). Numbered to, Is the number of the BWP. Physical resource block in BWP i And common resource block The relationship between can be given by Equation 2 below.
  • eMBB enhanced Mobile Broadband communication
  • a massive MIMO environment in which transmission and reception antennas are greatly increased may be considered. That is, as a huge MIMO environment is considered, the number of transmit/receive antennas may increase to tens or hundreds or more.
  • a beamforming weight vector/precoding vector is used to reduce the complexity of hardware implementation, increase performance using multiple antennas, flexibility in resource allocation, and ease beam control for each frequency.
  • a hybrid beamforming technique in which an analog beamforming technique and a digital beamforming technique are combined is required.
  • FIG. 6 is a diagram showing an example of a block diagram of a transmitting end and a receiving end.
  • the transmission path when the transmission path is used, there may be a phase shift applied directly to the RF domain in each element of the sub-array, but a signal for supplying a digital beamforming technique based on a complex weight vector to each sub-array Can be applied to
  • the receiving end may receive a signal through a plurality of antennas and output a final signal through an analog to digital converter (ADC), a demodulator, a decoder, and the like.
  • ADC analog to digital converter
  • the final signal may be output as a differential signal in consideration of noise and signal amplification.
  • wireless communication technology is developing in the direction of increasing the data transmission rate by utilizing a wide bandwidth (BW) and multiple input multiple output (MIMO) technology.
  • BW wide bandwidth
  • MIMO multiple input multiple output
  • it is expected to utilize higher frequencies in order to secure a wider bandwidth in next-generation wireless communication.
  • 5G Beyond 5G
  • 6G communication technologies in a high frequency band ranging from 0.1 THz to 10 THz are being studied.
  • the value of the free space path loss (FSPL) physically increases.
  • the transmitting device/receiving device needs to use a beamforming technology by mounting a large number of antennas.
  • the front-end end of the transmitting device/receiving device supporting a wide bandwidth and supporting a large number of antennas must be able to support a high data rate.
  • ADC analog-to-digital converter
  • an ADC that supports high resolution and high sampling rate may also consume a lot of power. For example, today's high-performance ADCs consume several watts of power.
  • the power requirements represent a much larger amount of power compared to the capacity of the battery used by the receiving device (e.g., terminal), and considering the power consumption of other hardware including ADC, the power requirement is a bottleneck in the development of communication technology. ) Can act.
  • the first is to construct an RF chain that includes high-performance ADCs that are much smaller than the actual number of antennas, and connect multiple antennas to each single RF chain to combine analog beamforming and digital beamforming. hybrid) method can be considered.
  • ADC auto gain control
  • the present invention proposes a method of transmitting and receiving data based on the second low-power RF chain, that is, a method using a 1-bit ADC.
  • a 1-bit ADC system since data is transmitted and received using a 1-bit ADC, it is referred to as a 1-bit ADC system, and may be replaced with a term of a 1-bit quantization system.
  • loss occurs in terms of the information of the received signal due to 1-bit quantization, and the linear system modeling in terms of the transmit/receive signal no longer fits, so a new transmission/reception technique is required.
  • the present invention proposes a transmission/reception scheme in a system (nonlinear system) in which information loss is minimized and a linear relationship between a transmission signal and a reception signal is not established.
  • FIG. 7 shows an example of a reception device including a 64x64 2D antenna and a 1-bit analog to digital converter (ADC) connected to each antenna.
  • ADC analog to digital converter
  • the RF (Radio Frequency) front-end in front of the ADC is omitted. 7 is merely for convenience of description and does not limit the scope of the present invention.
  • a receiving device includes 4096 (eg, 64x64) antennas, and an I (in-phase) signal (in-phase) of the RX path connected to each antenna (for example: real signals) and Q (quadrature) signals (such as imaginary signals) each can contain 1-bit ADCs.
  • a received signal in the form of a+bj (e.g., a and b is a number represented by 8 to 10 bits each) was delivered to the baseband as the output of the high-performance ADC.
  • the output signal of the existing high-performance ADC is referred to as an unquantized version.
  • High-performance ADCs are excellent in terms of the resolution of the output signal, but can be disadvantageous in terms of system power consumption.
  • the types of signals transmitted to the baseband through the 1-bit ADC may be limited to four types per reception path. For example, a signal corresponding to one of (1+j), (1-j), (-1+j), and (-1-j) may be received for each reception path.
  • a signal corresponding to one of (1+j), (1-j), (-1+j), and (-1-j) may be received for each reception path.
  • SNR Signal to Noise Ratio
  • a signal transmitted by a transmitting device passes through a 1-bit ADC at a receiving device (eg, a terminal) side, causing information loss.
  • a transmitting device eg, a base station
  • a receiving device eg, a terminal
  • modeling based on a conventional linear system between a transmission signal and a reception signal cannot be applied. Therefore, a new transmission/reception technique is needed in consideration of 1-bit quantization.
  • a transmitting apparatus transmits one or more channel estimation reference signals per antenna port, and a MIMO channel estimation is performed through a reference signal received by the receiving apparatus.
  • transmitting and receiving a (multi) layer may mean transmitting and receiving data and/or a stream through the (multi) layer.
  • the reception device may detect data through an equalization or non-linear reception method.
  • the above-described method may be based on the fact that the relationship between the transmission signal and the received signal passing through the channel is a linear relationship.
  • Equation 3 is an example of a signal before and after 1-bit quantization.
  • Equation 3 y denotes a signal received before 1-bit quantization.
  • H denotes a channel matrix
  • x denotes a transmitted signal from a transmitting device (eg, a base station)
  • n denotes an additive white Gaussian noise (AWGN).
  • r represents a received (output) signal after 1-bit quantization, that is, through a 1-bit ADC.
  • sgn() represents a sign function in a complex domain. That is, the value of the sign function of the complex number can be expressed as 0 in the case of 0 and the projection of the unit circle of the complex plane in the case of non-zero. As shown in Equation 3, a linear relationship between the input signal and the output signal is not established due to 1-bit quantization.
  • Equation 4 shows examples of reference signals used for 2-layer transmission/reception in an environment in which a linear relationship is established.
  • a transmitting device eg, a base station
  • a receiving device eg, a terminal
  • the number of transmissions of the reference signal may be related to the number of layers (or streams).
  • the transmitting device may transmit two reference signals, and the receiving device may estimate a channel based on the reference signal.
  • Equation 4 [1, 0] and [0, 1] may correspond to known reference signals.
  • Channel estimation values from the received signals y1 and y2 Can be calculated.
  • Equation 5 represents a received signal received through a 2-layer in an environment in which a linear relationship is established.
  • the receiving device may detect the data signal by receiving a data signal and calculating an LLR value based on the channel estimation value.
  • the received signal can be expressed as a linear sum of a product of a modulated signal s transmitted from two antenna ports and a channel.
  • Equation 6 represents a reference signal received through 1-bit quantization.
  • r1 and r2 denote the received signal
  • Q() denotes a quantization function
  • [1, 0] and [0, 1] may correspond to known reference signals.
  • an infinite SNR that is, no noise, is assumed in the reference signal transmission/reception step. From the received signals r1 and r2 , the channel estimate value Can be calculated.
  • Equation 7 represents a received signal received through a 2-layer in an environment in which a linear relationship is not established.
  • the present invention proposes a new reference signal and data transmission/reception method for multi-layer transmission/reception in a 1-bit quantization system.
  • a method of generating and transmitting a new reference signal is required.
  • a method of transmitting a reference signal usable in a 1-bit quantization system may be considered in consideration of the modulation order of the data signal, the number of layers, and the like.
  • a method of generating a reference signal may vary based on a signal modulation technique (eg, BPSK, QPSK, etc.), the number of layers, and the like.
  • Equation 8 represents reception of a reference signal for supporting BPSK modulation and 2-layer transmission/reception in a 1-bit quantization system. It is assumed that the reference signal for supporting the modulation and two-layer transmission/reception is a reference signal known to the receiving device and the transmitting device. As shown in Equation 8, it is possible to detect data by transmitting the reference signal twice (during two symbol times) per antenna port.
  • two reference signals may be transmitted for each antenna port.
  • the transmitting device may transmit the reference signal in two time slots (indexes). Specifically, when transmitting the first reference signal, antenna port #1 may transmit 1 and antenna port #2 may transmit 1. When transmitting the second reference signal, antenna port #1 may transmit 1 and antenna port #2 may transmit -1. That is, the reference signal transmitted from antenna port #2 is compared to the reference signal transmitted from the previous time index (time slot). ) Can be rotated and transmitted. In other words, when transmitting the first reference signal, there was no phase difference between the reference signals transmitted from each antenna port, but when transmitting the second reference signal, the phase difference between reference signals transmitted from each antenna port is pi ( ), and can be transmitted.
  • the antenna port #1 and the antenna port #2 are merely exemplary expressions for distinguishing a plurality of antenna ports, and do not limit the scope of the present invention. Therefore, each may be understood as an independent antenna port, and should not be limited to the number of a specific antenna port.
  • Equation 9 represents four demodulation reference vectors.
  • the receiving device may construct four demodulation reference vectors vi for demodulation by using the received reference signals r1 and r2.
  • vectors generated for demodulation based on a reference signal are referred to as a demodulation reference vector.
  • this is only for convenience of description and does not limit the technical scope of the present invention.
  • the quantization function Q() has the same characteristics as in Equation 10.
  • Equation 9 Based on the characteristics of Equation 10, in Equation 9, v3 can be derived by inverting the sign of each element from r1 ( v1). Characteristics of the above-described quantization function Q () is applicable to v4 of Equation 9, v4 can also be calculated from r2 (v2). As a result, four demodulation reference vectors can be configured by transmitting [1,1], [1, -1] as new reference signals for supporting BPSK modulation and 2-layer transmission/reception in a 1-bit quantization system. It can be seen that the configured demodulation reference vector (eg, v1 , v2 , v3 , v4 ) includes all cases of signals modulated with BPSK.
  • the configured demodulation reference vector eg, v1 , v2 , v3 , v4 ) includes all cases of signals modulated with BPSK.
  • the receiving device may detect a log-likelihood ratio (LLR) and data for the received signal vector r based on the demodulation reference vector.
  • LLR log-likelihood ratio
  • Equation 11 shows an equation for calculating an LLR by receiving a data signal modulated with BPSK through a 2-layer.
  • the LLR may be calculated based on the demodulation reference vector of Equation 9.
  • a transmitting device eg, a base station
  • a receiving device eg, a terminal
  • a 2-layer BPSK-modulated signal based on two reference signals [1,1] and [1, -1]. Transmission and reception may be possible.
  • QPSK quadrature phase shift keying
  • Equation 12 represents reception of a reference signal for supporting QPSK modulation and 2-layer transmission/reception in a 1-bit quantization system. As shown in Equation 12, it is possible to detect data by receiving a reference signal four times (for four symbol times) per antenna port.
  • four reference signals may be transmitted for each antenna port (eg, antenna ports #1 and #2).
  • the transmitting device may transmit the reference signal in four time slots (indexes).
  • antenna port #1 is , Antenna port #2 is Can be transmitted.
  • antenna port #1 is , Antenna port #2 is Can be transmitted.
  • antenna port #1 is , Antenna port #2 is Can be transmitted.
  • antenna port #1 is , Antenna port #2 is Can be transmitted.
  • antenna port #1 is , Antenna port #2 is Can be transmitted. That is, the reference signal transmitted from antenna port #2 is compared to the reference signal transmitted from the previous time index (time slot). It can be rotated and transmitted as many times as possible.
  • the first reference signal there was no phase difference between the reference signals transmitted from each antenna port, but when transmitting the reference signal afterwards, the phase difference between the reference signals transmitted from each antenna port. It can be transmitted by increasing the difference by as much.
  • the antenna port #1 and the antenna port #2 are merely exemplary expressions for distinguishing a plurality of antenna ports, and do not limit the scope of the present invention. Therefore, each may be understood as an independent antenna port, and should not be limited to the number of a specific antenna port.
  • a receiving device may configure 16 demodulation reference vectors vi as shown in Table 5 for demodulation by using the received four signals r1 to r4 .
  • the receiving device may detect a log-likelihood ratio (LLR) and data for the received signal vector r based on the demodulation reference vector.
  • LLR log-likelihood ratio
  • Equation 13 shows the calculation of the data signal and LLR modulated with QPSK received through the 2-layer.
  • a transmitting device eg, a base station
  • a receiving device eg, a terminal
  • K corresponds to the number of layers and corresponds to a natural number.
  • a receiving device eg, a terminal
  • i represents a time index (time slot).
  • a receiving device eg, a terminal
  • the transmitting device may transmit the reference signal in 16 time slots (indexes).
  • the receiving device is modulated with QPSK, so each reference signal is It is possible to construct 64 demodulated reference vectors by rotating each, and demodulate the data.
  • a reference signal such as Equation 14 may be transmitted and received between the receiving device and the transmitting device, and then the data signal may be demodulated.
  • K represents the number of layers
  • the receiving device may receive a reference signal through K antenna ports, At the time index (slot), i.e. It is possible to receive a reference signal of times. At least one of the reference signals received at a specific time index (slot) is the reference signal received at the previous time index (slot) and There may be a difference in phase. Also, the receiving device receives the received reference signal. By rotating in units, It is possible to create demodulated reference vectors. In addition, the receiving device may receive a data signal modulated with QPSK transmitted through K layers, calculate an LLR value based on the demodulation reference vector, and detect the data signal.
  • the transmission order of the reference signal may be arbitrarily changed in transmitting the reference signal. .
  • the transmission order of the reference signal may not affect the detection (demodulation) of the data signal.
  • the reference signals described in the above-described embodiments and methods are time division multiplexing (TDM) and frequency division multiplexing (FDM).
  • TDM time division multiplexing
  • FDM frequency division multiplexing
  • CDM Code Division Multiplexing
  • FIG. 8 illustrates a receiving device (eg, a first device, a terminal) and a transmitting device (eg, a first device) for transmitting and receiving a multi-layer based on 1-bit quantization to which the method and embodiment proposed in the present specification can be applied. It shows a signaling procedure between two devices and a base station (here, the transmitting device/receiving device is only an example, and may be substituted with various devices as described in FIGS. 10 to 14 to be described later).
  • a receiving device may correspond to a first device
  • the transmitting device may transmit a reference signal to the receiving device (S810).
  • the method of generating the reference signal may be based on Examples 1, 2, and 3 described above.
  • the reference signal may be generated differently according to a modulation method of the data signal.
  • the modulation method of the data signal may correspond to BPSK or QPSK.
  • the reference signal may be generated by further considering the number of layers through which the signal is transmitted.
  • the transmitting device and the receiving device may support multi-layer based transmission and reception, and the number of antenna ports through which the reference signal is transmitted may be the same as the number of layers of the multi-layer. .
  • the reference signal may be transmitted ⁇ (modulation order of the data signal) ⁇ (number of layers-1) ⁇ times.
  • the reference signal may be transmitted in ⁇ (modulation order of the data signal) ⁇ (number of layers-1) ⁇ time slots (indexes).
  • the reference signal when transmitting and receiving a signal modulated by the QPSK method through K layers, the reference signal is Can be transmitted once.
  • at least one of the reference signals transmitted in a specific time slot is the reference signal transmitted in the previous time slot and ⁇ ⁇
  • the order in which the reference signal is transmitted may be arbitrarily changed by a transmitting device (eg, a base station). That is, the transmission order of the reference signal may not affect the detection (demodulation) of the data signal.
  • the operation of the transmission device (eg, 100/200 of FIGS. 10 to 14) transmitting the reference signal to the receiving device (eg, 100/200 of FIGS. 10 to 14) of step S810 will be described below. It can be implemented by 10 to 14 devices.
  • one or more processors 102 may control one or more transceivers 106 and/or one or more memories 104 to transmit the reference signal, and one or more transceivers 106 may transmit the reference signal to a receiving device. Can be transmitted.
  • the receiving device may generate a demodulation reference vector based on the received reference signal (S820).
  • a demodulated reference vector may be generated by rotating the received reference signal by a predetermined angle unit.
  • the received reference signal is By rotating in units, a demodulated reference vector can be generated.
  • the received reference signal By rotating in units, a demodulated reference vector can be generated.
  • the operation of generating the demodulated reference vector based on the reference signal by the reception device (eg, 100/200 of FIGS. 10 to 14) of the above-described step S820 will be implemented by the apparatus of FIGS. 10 to 14 to be described below.
  • one or more processors 202 may control one or more transceivers 206 and/or one or more memories 204, etc. to generate the demodulation reference vector, and one or more processors 202 may use the demodulation reference vector. Can be generated.
  • the transmitting device may transmit a data signal to the receiving device (S830).
  • the data signal may be transmitted through multi-layers.
  • the data signal may be modulated in a BPSK or QPSK method.
  • one or more processors 102 may control one or more transceivers 106 and/or one or more memories 104 to transmit the data signal, and one or more transceivers 106 may transmit the data signal to a receiving device. Can be transmitted.
  • the receiving device may perform decoding on the received data signal based on the demodulation reference vector (S840). For example, the receiving device may calculate the LLR based on the demodulation reference vector. For example, the method of calculating the LLR may be based on Examples 1, 2, and 3 described above.
  • the reception device eg, 100/200 in FIGS. 10 to 14
  • the above-described step S840 performs decoding on the received data signal based on the demodulation reference vector
  • the device of e.g., one or more processors 202 may control one or more transceivers 206 and/or one or more memories 204 to perform decoding on a received data signal based on the demodulation reference vector
  • One or more processors 202 may perform decoding on the data signal.
  • FIG. 9 shows an example of an operation flowchart of an apparatus for transmitting and receiving a multi-layer based on 1-bit quantization to which a method and an embodiment proposed in the present invention can be applied.
  • 9 is merely for convenience of description and does not limit the scope of the present invention.
  • the first device and/or the second device operate based on the above-described Examples 1, 2, and 3, and the like.
  • the first device and/or the second device support multi-layer transmission/reception.
  • the first device/second device is merely an example, and may be substituted with various devices as described in FIGS. 10 to 14 to be described later.
  • the first device and the second device are merely exemplary expressions for convenience of description, they should not be construed as being limited to the corresponding expression.
  • a first device may receive a reference signal (RS) from a second device (eg, a transmitting device) (S910).
  • RS reference signal
  • the method of generating the reference signal may be based on Examples 1, 2, and 3 described above.
  • the reference signal may be generated differently according to a modulation method of a data signal.
  • the modulation method of the data signal may correspond to binary phase shift keying (BPSK) or quadrature phase shift keying (QPSK).
  • BPSK binary phase shift keying
  • QPSK quadrature phase shift keying
  • the reference signal may be generated by further considering the number of layers in which the signal is received.
  • the first device eg, a receiving device
  • the second device eg, a transmitting device
  • the number may be equal to (corresponding to) the number of layers of the multiple layers.
  • the number of antenna ports through which the reference signal is received may be greater than or equal to the number of layers.
  • the reference signal may be received ⁇ (modulation order of the data signal) ⁇ (number of layers-1) ⁇ times.
  • the reference signal may be received in ⁇ (modulation order of the data signal) ⁇ (number of layers-1) ⁇ time slots (indexes).
  • the reference signal is Can be received times.
  • at least one of the reference signals received in a specific time slot is the reference signal received in the previous time slot and ⁇ ⁇
  • the order in which the reference signal is transmitted may be arbitrarily changed by a second device (eg, a transmitting device). That is, the order of reception of the reference signal may not affect the detection (demodulation) of the data signal.
  • a first device eg, a receiving device (100/200 in FIGS. 10 to 14) of the step S910 described above is referred from a second device (eg, a transmitting device) (100/200 in FIGS. 10 to 14).
  • the operation of receiving a signal may be implemented by the apparatus of FIGS. 10 to 14 to be described below.
  • one or more processors 102 may control one or more transceivers 106 and/or one or more memories 104, etc. to receive the reference signal, and one or more transceivers 106 may be configured as a second device (for example: The reference signal may be received from a transmitting device).
  • the first device may generate a demodulation reference vector based on the received reference signal (S920).
  • a demodulated reference vector may be generated by rotating the received reference signal by a predetermined angle unit.
  • the received reference signal is By rotating in units, a demodulated reference vector can be generated.
  • the received reference signal By rotating in units, a demodulated reference vector can be generated.
  • the first device eg, a receiving device
  • FIGS. 10 to 14 the operation of generating the demodulated reference vector based on the reference signal by the first device (eg, the receiving device) (100/200 in FIGS. 10 to 14) of step S920 described above is shown in FIGS. 10 to 14 to be described below. It can be implemented by the device.
  • one or more processors 102 may control one or more transceivers 106 and/or one or more memories 104 to generate the demodulation reference vector, and one or more processors 102 may control the demodulation reference vector. Can be generated.
  • a first device may receive a data signal from a second device (eg, a transmitting device) (S930).
  • the data signal may be received through multiple layers.
  • the data signal may be modulated in a BPSK or QPSK method.
  • the first device eg, a receiving device
  • each reception path of the plurality of reception paths may include a 1-bit ADC (Analog to Digital Converter).
  • the reference signal and the data signal may be quantized through a 1-bit ADC.
  • the types of signals transmitted to the baseband through a 1-bit ADC may be limited to four types per reception path.
  • the first device eg, the receiving device
  • the first device may perform decoding on the received data signal based on the demodulation reference vector.
  • the first device eg, the receiving device
  • the first device (for example, a receiving device) (100/200 in FIGS. 10 to 14) of the above-described step S930 may transmit data from a second device (for example, a transmitting device) (100/200 in FIGS. 10 to 14).
  • a second device for example, a transmitting device
  • the operation of receiving a signal may be implemented by the apparatus of FIGS. 10 to 14 to be described below.
  • one or more processors 102 may control one or more transceivers 106 and/or one or more memories 104 to receive the data signal, and one or more transceivers 106 may be configured as a second device (for example: The data signal may be received from a transmitting device).
  • the above-described first device eg, a receiving device
  • second device eg, a transmitting device
  • signaling and operation eg: Example 1 / Example 2 / Example 3 / FIG. 8 / FIG. 9, etc.
  • an apparatus eg, FIGS. 10 to 14
  • a first device eg, a receiving device
  • a second device eg, a transmitting device
  • a second wireless device eg, a transmitting device
  • vice versa may be considered in some cases. .
  • the signaling and operation of the above-described first device (eg, a receiving device)/second device (eg, a transmitting device) (eg, Example 1 / Example 2 / Example 3 / FIG. 8 / FIG. 9, etc.) 10 to 14 may be processed by one or more processors (eg, 102, 202), the signaling and operation of the above-described first device (eg, receiving device) / second device (eg, transmitting device) (eg: Example 1 / Example 2 / Example 3 / Fig. 8 / Fig. 9, etc.) is a form of an instruction/program (eg, instruction, executable code) for driving at least one processor (eg, 102, 202) of FIGS. 10 to 14 It may be stored in raw memory (eg, one or more memories 104 and 204 of FIG. 11).
  • an instruction/program eg, instruction, executable code
  • a communication system 1 applied to the present invention includes a wireless device, a base station, and a network.
  • the wireless device refers to a device that performs communication using a wireless access technology (eg, 5G NR (New RAT), LTE (Long Term Evolution)), and may be referred to as a communication/wireless/5G device.
  • wireless devices include robots 100a, vehicles 100b-1 and 100b-2, eXtended Reality (XR) devices 100c, hand-held devices 100d, and home appliances 100e. ), an Internet of Thing (IoT) device 100f, and an AI device/server 400.
  • the vehicle may include a vehicle equipped with a wireless communication function, an autonomous vehicle, a vehicle capable of performing inter-vehicle communication, and the like.
  • the vehicle may include an Unmanned Aerial Vehicle (UAV) (eg, a drone).
  • UAV Unmanned Aerial Vehicle
  • XR devices include Augmented Reality (AR)/Virtual Reality (VR)/Mixed Reality (MR) devices. It can be implemented in the form of a computer, a wearable device, a home appliance, a digital signage, a vehicle, a robot, and the like.
  • Portable devices may include smart phones, smart pads, wearable devices (eg, smart watches, smart glasses), computers (eg, notebook computers, etc.).
  • Home appliances may include TVs, refrigerators, washing machines, and the like.
  • IoT devices may include sensors, smart meters, and the like.
  • the base station and the network may be implemented as a wireless device, and the specific wireless device 200a may operate as a base station/network node to other
  • the wireless devices 100a to 100f may be connected to the network 300 through the base station 200.
  • AI Artificial Intelligence
  • the network 300 may be configured using a 3G network, a 4G (eg, LTE) network, or a 5G (eg, NR) network.
  • the wireless devices 100a to 100f may communicate with each other through the base station 200 / network 300, but may perform direct communication (eg, sidelink communication) without going through the base station / network.
  • the vehicles 100b-1 and 100b-2 may perform direct communication (eg, Vehicle to Vehicle (V2V)/Vehicle to Everything (V2X) communication).
  • the IoT device eg, sensor
  • the IoT device may directly communicate with other IoT devices (eg, sensors) or other wireless devices 100a to 100f.
  • Wireless communication/connections 150a, 150b, and 150c may be established between the wireless devices 100a to 100f/base station 200, and the base station 200/base station 200.
  • the wireless communication/connection is various wireless communication such as uplink/downlink communication 150a, sidelink communication 150b (or D2D communication), base station communication 150c (e.g., relay, Integrated Access Backhaul (IAB)). It can be achieved through access technology (eg, 5G NR)
  • access technology eg, 5G NR
  • wireless communication/connections 150a, 150b, 150c may transmit/receive signals through various physical channels.
  • transmission/reception of radio signals is performed.
  • FIG. 11 illustrates a wireless device applicable to the present invention.
  • the first wireless device 100 and the second wireless device 200 may transmit and receive wireless signals through various wireless access technologies (eg, LTE and NR).
  • ⁇ the first wireless device 100, the second wireless device 200 ⁇ is the ⁇ wireless device 100x, the base station 200 ⁇ and/or ⁇ wireless device 100x, wireless device 100x) of FIG. ⁇ Can be matched.
  • the first wireless device 100 includes one or more processors 102 and one or more memories 104, and may further include one or more transceivers 106 and/or one or more antennas 108.
  • the processor 102 controls the memory 104 and/or the transceiver 106 and may be configured to implement the descriptions, functions, procedures, suggestions, methods, and/or operational flowcharts disclosed herein.
  • the processor 102 may process information in the memory 104 to generate first information/signal, and then transmit a radio signal including the first information/signal through the transceiver 106.
  • the processor 102 may store information obtained from signal processing of the second information/signal in the memory 104 after receiving a radio signal including the second information/signal through the transceiver 106.
  • the memory 104 may be connected to the processor 102 and may store various information related to the operation of the processor 102. For example, the memory 104 may perform some or all of the processes controlled by the processor 102, or instructions for performing the descriptions, functions, procedures, suggestions, methods, and/or operational flow charts disclosed herein. It is possible to store software code including:
  • the processor 102 and the memory 104 may be part of a communication modem/circuit/chip designed to implement a wireless communication technology (eg, LTE, NR).
  • the transceiver 106 may be coupled with the processor 102 and may transmit and/or receive radio signals through one or more antennas 108.
  • Transceiver 106 may include a transmitter and/or a receiver.
  • the transceiver 106 may be mixed with an RF (Radio Frequency) unit.
  • the wireless device may mean a communication modem/circuit/chip.
  • the second wireless device 200 includes one or more processors 202 and one or more memories 204, and may further include one or more transceivers 206 and/or one or more antennas 208.
  • the processor 202 controls the memory 204 and/or the transceiver 206 and may be configured to implement the descriptions, functions, procedures, suggestions, methods, and/or operational flowcharts disclosed herein.
  • the processor 202 may process information in the memory 204 to generate third information/signal, and then transmit a wireless signal including the third information/signal through the transceiver 206.
  • the processor 202 may receive the radio signal including the fourth information/signal through the transceiver 206 and then store information obtained from signal processing of the fourth information/signal in the memory 204.
  • the memory 204 may be connected to the processor 202 and may store various information related to the operation of the processor 202. For example, the memory 204 may perform some or all of the processes controlled by the processor 202, or instructions for performing the descriptions, functions, procedures, suggestions, methods, and/or operational flow charts disclosed in this document. It is possible to store software code including:
  • the processor 202 and the memory 204 may be part of a communication modem/circuit/chip designed to implement a wireless communication technology (eg, LTE, NR).
  • the transceiver 206 may be connected to the processor 202 and may transmit and/or receive radio signals through one or more antennas 208.
  • the transceiver 206 may include a transmitter and/or a receiver.
  • the transceiver 206 may be used interchangeably with an RF unit.
  • the wireless device may mean a communication modem/circuit/chip.
  • one or more protocol layers may be implemented by one or more processors 102, 202.
  • one or more processors 102 and 202 may implement one or more layers (eg, functional layers such as PHY, MAC, RLC, PDCP, RRC, and SDAP).
  • One or more processors 102, 202 may be configured to generate one or more Protocol Data Units (PDUs) and/or one or more Service Data Units (SDUs) according to the description, functions, procedures, proposals, methods, and/or operational flow charts disclosed in this document. Can be generated.
  • PDUs Protocol Data Units
  • SDUs Service Data Units
  • One or more processors 102, 202 may generate messages, control information, data, or information according to the description, function, procedure, proposal, method, and/or operational flow chart disclosed herein. At least one processor (102, 202) generates a signal (e.g., a baseband signal) containing PDU, SDU, message, control information, data or information according to the functions, procedures, proposals and/or methods disclosed in this document. , Can be provided to one or more transceivers (106, 206).
  • a signal e.g., a baseband signal
  • One or more processors 102, 202 may receive signals (e.g., baseband signals) from one or more transceivers 106, 206, and the descriptions, functions, procedures, proposals, methods, and/or operational flowcharts disclosed herein PDUs, SDUs, messages, control information, data, or information may be obtained according to the parameters.
  • signals e.g., baseband signals
  • One or more of the processors 102 and 202 may be referred to as a controller, microcontroller, microprocessor, or microcomputer.
  • One or more of the processors 102 and 202 may be implemented by hardware, firmware, software, or a combination thereof.
  • ASICs application specific integrated circuits
  • DSPs digital signal processors
  • DSPDs digital signal processing devices
  • PLDs programmable logic devices
  • FPGAs field programmable gate arrays
  • the description, functions, procedures, suggestions, methods, and/or operational flowcharts disclosed in this document may be implemented using firmware or software, and firmware or software may be implemented to include modules, procedures, functions, and the like.
  • the description, functions, procedures, proposals, methods and/or operational flow charts disclosed in this document are configured to perform firmware or software included in one or more processors 102, 202, or stored in one or more memories 104, 204, and It may be driven by the above processors 102 and 202.
  • the descriptions, functions, procedures, proposals, methods, and/or operational flowcharts disclosed in this document may be implemented using firmware or software in the form of codes, instructions, and/or sets of instructions.
  • One or more memories 104, 204 may be connected to one or more processors 102, 202, and may store various types of data, signals, messages, information, programs, codes, instructions and/or instructions.
  • One or more of the memories 104 and 204 may be composed of ROM, RAM, EPROM, flash memory, hard drive, registers, cache memory, computer readable storage media, and/or combinations thereof.
  • One or more memories 104 and 204 may be located inside and/or outside of one or more processors 102 and 202.
  • one or more memories 104, 204 may be connected to one or more processors 102, 202 through various technologies such as wired or wireless connection.
  • One or more transceivers 106 and 206 may transmit user data, control information, radio signals/channels, and the like mentioned in the methods and/or operation flow charts of this document to one or more other devices.
  • One or more transceivers (106, 206) may receive user data, control information, radio signals/channels, etc., mentioned in the description, functions, procedures, proposals, methods and/or operational flowcharts disclosed in this document from one or more other devices. have.
  • one or more transceivers 106 and 206 may be connected to one or more processors 102 and 202 and may transmit and receive wireless signals.
  • one or more processors 102, 202 may control one or more transceivers 106, 206 to transmit user data, control information, or radio signals to one or more other devices.
  • one or more processors 102, 202 may control one or more transceivers 106, 206 to receive user data, control information, or radio signals from one or more other devices.
  • one or more transceivers (106, 206) may be connected to one or more antennas (108, 208), one or more transceivers (106, 206) through the one or more antennas (108, 208), the description and functions disclosed in this document.
  • one or more antennas may be a plurality of physical antennas or a plurality of logical antennas (eg, antenna ports).
  • One or more transceivers (106, 206) in order to process the received user data, control information, radio signal / channel, etc. using one or more processors (102, 202), the received radio signal / channel, etc. in the RF band signal. It can be converted into a baseband signal.
  • One or more transceivers 106 and 206 may convert user data, control information, radio signals/channels, etc. processed using one or more processors 102 and 202 from a baseband signal to an RF band signal.
  • one or more of the transceivers 106 and 206 may include (analog) oscillators and/or filters.
  • FIG. 12 illustrates a signal processing circuit for a transmission signal.
  • the signal processing circuit 1000 may include a scrambler 1010, a modulator 1020, a layer mapper 1030, a precoder 1040, a resource mapper 1050, and a signal generator 1060.
  • the operations/functions of FIG. 12 may be performed in the processors 102 and 202 and/or the transceivers 106 and 206 of FIG. 11.
  • the hardware elements of FIG. 12 may be implemented in the processors 102 and 202 and/or the transceivers 106 and 206 of FIG. 11.
  • blocks 1010 to 1060 may be implemented in the processors 102 and 202 of FIG. 11.
  • blocks 1010 to 1050 may be implemented in the processors 102 and 202 of FIG. 11, and block 1060 may be implemented in the transceivers 106 and 206 of FIG. 11.
  • the codeword may be converted into a wireless signal through the signal processing circuit 1000 of FIG. 12.
  • the codeword is an encoded bit sequence of an information block.
  • the information block may include a transport block (eg, a UL-SCH transport block, a DL-SCH transport block).
  • the radio signal may be transmitted through various physical channels (eg, PUSCH, PDSCH).
  • the codeword may be converted into a scrambled bit sequence by the scrambler 1010.
  • the scramble sequence used for scramble is generated based on an initialization value, and the initialization value may include ID information of a wireless device, and the like.
  • the scrambled bit sequence may be modulated by the modulator 1020 into a modulation symbol sequence.
  • the modulation scheme may include pi/2-Binary Phase Shift Keying (pi/2-BPSK), m-Phase Shift Keying (m-PSK), m-Quadrature Amplitude Modulation (m-QAM), and the like.
  • the complex modulation symbol sequence may be mapped to one or more transport layers by the layer mapper 1030.
  • the modulation symbols of each transport layer may be mapped to the corresponding antenna port(s) by the precoder 1040 (precoding).
  • the output z of the precoder 1040 can be obtained by multiplying the output y of the layer mapper 1030 by the precoding matrix W of N*M.
  • N is the number of antenna ports
  • M is the number of transmission layers.
  • the precoder 1040 may perform precoding after performing transform precoding (eg, DFT transform) on complex modulation symbols. Also, the precoder 1040 may perform precoding without performing transform precoding.
  • the resource mapper 1050 may map modulation symbols of each antenna port to a time-frequency resource.
  • the time-frequency resource may include a plurality of symbols (eg, CP-OFDMA symbols, DFT-s-OFDMA symbols) in the time domain, and may include a plurality of subcarriers in the frequency domain.
  • CP Cyclic Prefix
  • DAC Digital-to-Analog Converter
  • the signal processing process for the received signal in the wireless device may be configured as the reverse of the signal processing process 1010 to 1060 of FIG. 12.
  • a wireless device eg, 100 and 200 in FIG. 11
  • the received radio signal may be converted into a baseband signal through a signal restorer.
  • the signal restorer may include a frequency downlink converter, an analog-to-digital converter (ADC), a CP canceller, and a Fast Fourier Transform (FFT) module.
  • ADC analog-to-digital converter
  • FFT Fast Fourier Transform
  • the baseband signal may be reconstructed into a codeword through a resource de-mapper process, a postcoding process, a demodulation process, and a de-scramble process.
  • a signal processing circuit for a received signal may include a signal restorer, a resource demapper, a postcoder, a demodulator, a descrambler, and a decoder.
  • the wireless device may be implemented in various forms according to use-examples/services (see FIG. 10).
  • the wireless devices 100 and 200 correspond to the wireless devices 100 and 200 of FIG. 11, and various elements, components, units/units, and/or modules ).
  • the wireless devices 100 and 200 may include a communication unit 110, a control unit 120, a memory unit 130, and an additional element 140.
  • the communication unit may include a communication circuit 112 and a transceiver(s) 114.
  • communication circuitry 112 may include one or more processors 102 and 202 and/or one or more memories 104 and 204 of FIG. 11.
  • the transceiver(s) 114 may include one or more transceivers 106,206 and/or one or more antennas 108,208 of FIG. 11.
  • the control unit 120 is electrically connected to the communication unit 110, the memory unit 130, and the additional element 140 and controls all operations of the wireless device. For example, the control unit 120 may control the electrical/mechanical operation of the wireless device based on the program/code/command/information stored in the memory unit 130. In addition, the control unit 120 transmits the information stored in the memory unit 130 to an external (eg, other communication device) through the communication unit 110 through a wireless/wired interface, or externally through the communication unit 110 (eg, Information received through a wireless/wired interface from another communication device) may be stored in the memory unit 130.
  • an external eg, other communication device
  • the additional element 140 may be configured in various ways depending on the type of wireless device.
  • the additional element 140 may include at least one of a power unit/battery, an I/O unit, a driving unit, and a computing unit.
  • wireless devices include robots (FIGS. W1, 100a), vehicles (FIGS. W1, 100b-1, 100b-2), XR devices (FIGS. W1, 100c), portable devices (FIGS. W1, 100d), and home appliances. (Fig. W1, 100e), IoT device (Fig.
  • W1, 100f digital broadcasting terminal
  • hologram device public safety device
  • MTC device medical device
  • fintech device or financial device
  • security device climate/environment device
  • It may be implemented in the form of an AI server/device (FIGS. W1, 400), a base station (FIGS. W1, 200), and a network node.
  • the wireless device can be used in a mobile or fixed place depending on the use-example/service.
  • various elements, components, units/units, and/or modules in the wireless devices 100 and 200 may be entirely interconnected through a wired interface, or at least some may be wirelessly connected through the communication unit 110.
  • the control unit 120 and the communication unit 110 are connected by wire, and the control unit 120 and the first unit (eg, 130, 140) are connected through the communication unit 110.
  • the control unit 120 and the first unit eg, 130, 140
  • each element, component, unit/unit, and/or module in the wireless device 100 and 200 may further include one or more elements.
  • the control unit 120 may be configured with one or more processor sets.
  • control unit 120 may be composed of a set of a communication control processor, an application processor, an electronic control unit (ECU), a graphic processing processor, and a memory control processor.
  • memory unit 130 includes random access memory (RAM), dynamic RAM (DRAM), read only memory (ROM), flash memory, volatile memory, and non-volatile memory. volatile memory) and/or a combination thereof.
  • Portable devices may include smart phones, smart pads, wearable devices (eg, smart watches, smart glasses), and portable computers (eg, notebook computers).
  • the portable device may be referred to as a mobile station (MS), a user terminal (UT), a mobile subscriber station (MSS), a subscriber station (SS), an advanced mobile station (AMS), or a wireless terminal (WT).
  • MS mobile station
  • UT user terminal
  • MSS mobile subscriber station
  • SS subscriber station
  • AMS advanced mobile station
  • WT wireless terminal
  • the portable device 100 includes an antenna unit 108, a communication unit 110, a control unit 120, a memory unit 130, a power supply unit 140a, an interface unit 140b, and an input/output unit 140c. ) Can be included.
  • the antenna unit 108 may be configured as a part of the communication unit 110.
  • Blocks 110 to 130/140a to 140c correspond to blocks 110 to 130/140 of FIG. 13, respectively.
  • the communication unit 110 may transmit and receive signals (eg, data, control signals, etc.) with other wireless devices and base stations.
  • the controller 120 may perform various operations by controlling components of the portable device 100.
  • the controller 120 may include an application processor (AP).
  • the memory unit 130 may store data/parameters/programs/codes/commands required for driving the portable device 100.
  • the memory unit 130 may store input/output data/information, and the like.
  • the power supply unit 140a supplies power to the portable device 100 and may include a wired/wireless charging circuit, a battery, and the like.
  • the interface unit 140b may support connection between the portable device 100 and other external devices.
  • the interface unit 140b may include various ports (eg, audio input/output ports, video input/output ports) for connection with external devices.
  • the input/output unit 140c may receive or output image information/signal, audio information/signal, data, and/or information input from a user.
  • the input/output unit 140c may include a camera, a microphone, a user input unit, a display unit 140d, a speaker, and/or a haptic module.
  • the input/output unit 140c acquires information/signals (eg, touch, text, voice, image, video) input from the user, and the obtained information/signals are stored in the memory unit 130. Can be saved.
  • the communication unit 110 may convert the information/signal stored in the memory into a wireless signal, and may directly transmit the converted wireless signal to another wireless device or to a base station.
  • the communication unit 110 may restore the received radio signal to the original information/signal.
  • the restored information/signal is stored in the memory unit 130, it may be output in various forms (eg, text, voice, image, video, heptic) through the input/output unit 140c.
  • an embodiment of the present invention may be implemented by various means, for example, hardware, firmware, software, or a combination thereof.
  • an embodiment of the present invention provides one or more application specific integrated circuits (ASICs), digital signal processors (DSPs), digital signal processing devices (DSPDs), programmable logic devices (PLDs), and FPGAs ( field programmable gate arrays), processors, controllers, microcontrollers, microprocessors, etc.
  • ASICs application specific integrated circuits
  • DSPs digital signal processors
  • DSPDs digital signal processing devices
  • PLDs programmable logic devices
  • FPGAs field programmable gate arrays
  • an embodiment of the present invention may be implemented in the form of a module, procedure, or function that performs the functions or operations described above.
  • the software code can be stored in a memory and driven by a processor.
  • the memory may be located inside or outside the processor, and may exchange data with the processor through various known means.
  • the method of transmitting/receiving signals in the wireless communication system of the present invention has been described centering on an example applied to a 3GPP LTE/LTE-A system and a 5G system (New RAT system), but it can be applied to various wireless communication systems.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

본 발명에서는 무선 통신 시스템에서 1-비트 양자화(quantization)에 기반하는 통신 시스템에서의 다중 레이어(multi-layer) 송수신 방법 및 이를 지원하는 장치가 개시된다. 구체적으로, 무선 통신 시스템에서, 제1 장치가 신호를 송수신 하는 방법에 있어서, 제2 장치로부터, 참조 신호(reference signal, RS)를 수신하는 단계; 상기 참조 신호에 기반하여 복조 참조 벡터를 생성하는 단계; 및 상기 제2 장치로부터, 상기 복조 참조 벡터를 이용하여 데이터 신호를 수신하는 단계;를 포함하되, 상기 참조 신호는 상기 데이터 신호의 변조(modulation) 방식에 따라 다르게 생성될 수 있다.

Description

1-비트 양자화 시스템에서의 다중 레이어 송수신 방법 및 이를 위한 장치
본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게 1-비트 양자화(quantization)에 기반하는 통신 시스템에서의 다중 레이어(multi-layer) 송수신 방법 및 이를 지원하는 장치에 관한 것이다.
이동 통신 시스템은 사용자의 활동성을 보장하면서 음성 서비스를 제공하기 위해 개발되었다. 그러나 이동통신 시스템은 음성뿐 아니라 데이터 서비스까지 영역을 확장하였으며, 현재에는 폭발적인 트래픽의 증가로 인하여 자원의 부족 현상이 야기되고 사용자들이 보다 고속의 서비스를 요구하므로, 보다 발전된 이동 통신 시스템이 요구되고 있다.
차세대 이동 통신 시스템의 요구 조건은 크게 폭발적인 데이터 트래픽의 수용, 사용자 당 전송률의 획기적인 증가, 대폭 증가된 연결 디바이스 개수의 수용, 매우 낮은 단대단 지연(End-to-End Latency), 고에너지 효율을 지원할 수 있어야 한다. 이를 위하여 이중 연결성(Dual Connectivity), 대규모 다중 입출력(Massive MIMO: Massive Multiple Input Multiple Output), 전이중(In-band Full Duplex), 비직교 다중접속(NOMA: Non-Orthogonal Multiple Access), 초광대역(Super wideband) 지원, 단말 네트워킹(Device Networking) 등 다양한 기술들이 연구되고 있다.
본 명세서에서는 에너지 효율을 고려한 1-비트 양자화에 기반하는 신호(데이터) 송수신 방법을 제안한다.
구체적으로, 본 명세서에서는 1-비트 양자화에 기반한 다중 레이어 송수신 방법을 제안한다.
또한, 본 명세서에서는 1-비트 양자화에 기반한 다중 레이어 송수신을 위해 참조 신호를 전송하는 방법을 제안한다.
또한, 본 명세서에서는 1-비트 양자화된 데이터 신호에 대한 LLR을 산출하는 방법을 제안한다.
본 명세서에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 명세서의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서, 제1 장치가 신호를 송수신 하는 방법에 있어서, 제2 장치로부터, 참조 신호(reference signal, RS)를 수신하는 단계; 상기 참조 신호에 기반하여 복조 참조 벡터를 생성하는 단계; 및 상기 제2 장치로부터, 상기 복조 참조 벡터에 기반하여 데이터 신호를 수신하는 단계;를 포함하되, 상기 참조 신호는 상기 데이터 신호의 변조(modulation) 방식에 따라 다르게 생성될 수 있다.
또한, 본 명세서의 실시 예에 따른 상기 방법에 있어서, 상기 제1 장치 및 상기 제2 장치는 다중 레이어(multi-layer) 기반의 송수신을 지원하며, 상기 참조 신호는 상기 다중 레이어의 레이어의 수를 고려하여 생성될 수 있다.
또한, 본 명세서의 실시 예에 따른 상기 방법에 있어서, 상기 참조 신호는 (상기 데이터 신호의 변조 차수(modulation order))^(레이어의 수-1)개의 시간 슬롯(time slot)에서 수신될 수 있다.
또한, 본 명세서의 실시 예에 따른 상기 방법에 있어서, 특정 시간 슬롯에서 수신되는 참조 신호 중 적어도 하나는 이전 시간 슬롯에서 수신된 참조 신호와 {
Figure PCTKR2019013093-appb-img-000001
}의 위상 차이가 있을 수 있다.
또한, 본 명세서의 실시 예에 따른 상기 방법에 있어서, 상기 데이터 신호의 변조 방식은 BPSK(Binary Phase Shift Keying) 또는 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)에 해당할 수 있다.
또한, 본 명세서의 실시 예에 따른 상기 방법에 있어서, 상기 데이터 신호의 변조 방식이 BPSK에 해당하는 경우, 상기 참조 신호를
Figure PCTKR2019013093-appb-img-000002
단위로 회전하여 상기 복조 참조 벡터를 생성할 수 있다.
또한, 본 명세서의 실시 예에 따른 상기 방법에 있어서, 상기 데이터 신호의 변조 방식이 QPSK에 해당하는 경우, 상기 참조 신호를
Figure PCTKR2019013093-appb-img-000003
단위로 회전하여 상기 복조 참조 벡터를 생성할 수 있다.
또한, 본 명세서의 실시 예에 따른 상기 방법에 있어서, 상기 데이터 신호를 수신하는 단계는 상기 복조 참조 벡터에 기반하여 상기 데이터 신호의 LLR을 산출하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 본 명세서의 실시 예에 따른 상기 방법에 있어서, 상기 제1 장치의 각 수신 경로는 1-비트 ADC(analog to Digital converter)를 포함하며, 상기 참조 신호 및 상기 데이터 신호는 상기 1-비트 ADC를 통해 양자화 될 수 있다.
본 명세서의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서, 제1 장치가 신호를 송수신 하는 방법에 있어서, 제2 장치로, 참조 신호(reference signal, RS)를 전송하는 단계; 및 상기 제2 장치로, 데이터 신호를 전송하는 단계;를 포함하되, 상기 참조 신호는 상기 데이터 신호의 변조(modulation) 방식에 따라 다르게 생성될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 방법에 있어서, 상기 제1 장치 및 상기 제2 장치는 다중 레이어(multi-layer) 기반의 송수신을 지원하며, 상기 참조 신호는 상기 다중 레이어의 레이어의 수를 고려하여 생성될 수 있다.
또한, 본 명세서의 실시 예에 따른 상기 방법에 있어서, 상기 참조 신호는 (상기 데이터 신호의 변조 차수(modulation order))^(레이어의 수-1)개의 시간 슬롯(time slot)에서 전송될 수 있다.
또한, 본 명세서의 실시 예에 따른 상기 방법에 있어서, 특정 시간 슬롯에서 전송되는 참조 신호 중 적어도 하나는 이전 시간 슬롯에서 전송된 참조 신호와 {
Figure PCTKR2019013093-appb-img-000004
}의 위상 차이가 있을 수 있다.
또한, 본 명세서의 실시 예에 따른 상기 방법에 있어서, 상기 참조 신호의 전송 순서는 상기 데이터 신호의 복조와는 무관할 수 있다.
본 명세서의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서, 신호를 송수신 하는 장치에 있어서, 상기 장치는 무선 신호를 송수신하기 위한 송수신부, 및 상기 송수신부와 기능적으로 연결되어 있는 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는 상기 송수신부를 제어하여 참조 신호(reference signal, RS)를 수신하고, 상기 참조 신호에 기반하여 복조 참조 벡터를 생성하며, 상기 복조 참조 벡터에 기반하여 데이터 신호를 수신하되, 상기 참조 신호는 상기 데이터 신호의 변조(modulation) 방식에 따라 다르게 생성될 수 있다.
본 명세서의 실시 예에 따르면, 1-비트 양자화 시스템에서 다중 레이어(multi-layer) 송수신이 가능할 수 있다.
또한, 본 명세서의 실시 예에 따르면, 1-비트 양자화(quantization)에 기반하는 송수신 방법을 통해 시스템의 전력 소모를 개선할 수 있다.
본 명세서에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 명세서에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는, 첨부 도면은 본 명세서에 대한 실시 예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 명세서의 기술적 특징을 설명한다.
도 1은 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용될 수 있는 NR의 전체적인 시스템 구조의 일례를 나타낸다.
도 2는 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 상향링크 프레임과 하향링크 프레임 간의 관계를 나타낸다.
도 3은 NR 시스템에서의 프레임 구조의 일례를 나타낸다.
도 4는 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 지원하는 자원 그리드(resource grid)의 일례를 나타낸다.
도 5는 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용될 수 있는 안테나 포트 및 뉴머롤로지 별 자원 그리드의 예들을 나타낸다.
도 6은 송신단 및 수신단의 블록도의 일례를 나타낸 도이다.
도 7은 64x64 2차원 안테나와 각 안테나와 연결된 1-비트 ADC(analog to digital converter)를 포함하는 수신 장치의 일례를 나타낸다.
도 8은 본 명세서에서 제안하는 방법 및 실시 예가 적용될 수 있는 수신 장치 / 송신 장치 간의 시그널링 절차를 나타낸다.
도 9는 본 명세서에서 제안하는 방법 및 실시 예가 적용될 수 있는 수신 장치의 동작 순서도의 일례를 나타낸다.
도 10은 본 명세서에 적용되는 통신 시스템(1)을 예시한다.
도 11은 본 명세서에 적용될 수 있는 무선 기기를 예시한다.
도 12는 전송 신호를 위한 신호 처리 회로를 예시한다.
도 13은 본 명세서에 적용되는 무선 기기의 다른 예를 나타낸다.
도 14는 본 명세서에 적용되는 휴대 기기를 예시한다.
이하, 본 명세서에 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.
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.
이하에서, 하향링크(DL: downlink)는 기지국에서 단말로의 통신을 의미하며, 상향링크(UL: uplink)는 단말에서 기지국으로의 통신을 의미한다. 하향링크에서 송신기는 기지국의 일부이고, 수신기는 단말의 일부일 수 있다. 상향링크에서 송신기는 단말의 일부이고, 수신기는 기지국의 일부일 수 있다. 기지국은 제 1 통신 장치로, 단말은 제 2 통신 장치로 표현될 수도 있다. 기지국(BS: Base Station)은 고정국(fixed station), Node B, eNB(evolved-NodeB), gNB(Next Generation NodeB), BTS(base transceiver system), 액세스 포인트(AP: Access Point), 네트워크(5G 네트워크), AI 시스템, RSU(road side unit), 차량(vehicle), 로봇, 드론(Unmanned Aerial Vehicle, UAV), AR(Augmented Reality)장치, VR(Virtual Reality)장치 등의 용어에 의해 대체될 수 있다. 또한, 단말(Terminal)은 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, UE(User Equipment), MS(Mobile Station), UT(user terminal), MSS(Mobile Subscriber Station), SS(Subscriber Station), AMS(Advanced Mobile Station), WT(Wireless terminal), MTC(Machine-Type Communication) 장치, M2M(Machine-to-Machine) 장치, D2D(Device-to-Device) 장치, 차량(vehicle), 로봇(robot), AI 모듈, 드론(Unmanned Aerial Vehicle, UAV), AR(Augmented Reality)장치, VR(Virtual Reality)장치 등의 용어로 대체될 수 있다.
이하의 기술은 CDMA, FDMA, TDMA, OFDMA, SC-FDMA 등과 같은 다양한 무선 접속 시스템에 사용될 수 있다. CDMA는 UTRA(Universal Terrestrial Radio Access)나 CDMA2000과 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. TDMA는 GSM(Global System for Mobile communications)/GPRS(General Packet Radio Service)/EDGE(Enhanced Data Rates for GSM Evolution)와 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. OFDMA는 IEEE 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802-20, E-UTRA(Evolved UTRA) 등과 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. UTRA는 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)의 일부이다. 3GPP(3rd Generation Partnership Project) LTE(Long Term Evolution)은 E-UTRA를 사용하는 E-UMTS(Evolved UMTS)의 일부이고 LTE-A(Advanced)/LTE-A pro는 3GPP LTE의 진화된 버전이다. 3GPP NR(New Radio or New Radio Access Technology)는 3GPP LTE/LTE-A/LTE-A pro의 진화된 버전이다.
설명을 명확하게 하기 위해, 3GPP 통신 시스템(예, LTE-A, NR)을 기반으로 설명하지만 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다. LTE는 3GPP TS 36.xxx Release 8 이후의 기술을 의미한다. 세부적으로, 3GPP TS 36.xxx Release 10 이후의 LTE 기술은 LTE-A로 지칭되고, 3GPP TS 36.xxx Release 13 이후의 LTE 기술은 LTE-A pro로 지칭된다. 3GPP NR은 TS 38.xxx Release 15 이후의 기술을 의미한다. LTE/NR은 3GPP 시스템으로 지칭될 수 있다. "xxx"는 표준 문서 세부 번호를 의미한다. LTE/NR은 3GPP 시스템으로 통칭될 수 있다. 본 발명의 설명에 사용된 배경기술, 용어, 약어 등에 관해서는 본 발명 이전에 공개된 표준 문서에 기재된 사항을 참조할 수 있다. 예를 들어, 다음 문서를 참조할 수 있다.
3GPP LTE
- 36.211: Physical channels and modulation
- 36.212: Multiplexing and channel coding
- 36.213: Physical layer procedures
- 36.300: Overall description
- 36.331: Radio Resource Control (RRC)
3GPP NR
- 38.211: Physical channels and modulation
- 38.212: Multiplexing and channel coding
- 38.213: Physical layer procedures for control
- 38.214: Physical layer procedures for data
- 38.300: NR and NG-RAN Overall Description
- 36.331: Radio Resource Control (RRC) protocol specification
더욱 많은 통신 기기들이 더욱 큰 통신 용량을 요구하게 됨에 따라 기존의 radio access technology 에 비해 향상된 mobile broadband 통신에 대한 필요성이 대두되고 있다. 또한 다수의 기기 및 사물들을 연결하여 언제 어디서나 다양한 서비스를 제공하는 massive MTC (Machine Type Communications) 역시 차세대 통신에서 고려될 주요 이슈 중 하나이다. 뿐만 아니라 reliability 및 latency 에 민감한 서비스/단말을 고려한 통신 시스템 디자인이 논의되고 있다. 이와 같이 eMBB(enhanced mobile broadband communication), Mmtc(massive MTC), URLLC (Ultra-Reliable and Low Latency Communication) 등을 고려한 차세대 radio access technology 의 도입이 논의되고 있으며, 본 명세서에서는 편의상 해당 technology 를 NR 이라고 부른다. NR은 5G 무선 접속 기술(radio access technology, RAT)의 일례를 나타낸 표현이다.
5G의 세 가지 주요 요구 사항 영역은 (1) 개선된 모바일 광대역 (Enhanced Mobile Broadband, eMBB) 영역, (2) 다량의 머신 타입 통신 (massive Machine Type Communication, mMTC) 영역 및 (3) 초-신뢰 및 저 지연 통신 (Ultra-reliable and Low Latency Communications, URLLC) 영역을 포함한다.
일부 사용 예(Use Case)는 최적화를 위해 다수의 영역들이 요구될 수 있고, 다른 사용 예는 단지 하나의 핵심 성능 지표 (Key Performance Indicator, KPI)에만 포커싱될 수 있다. 5G는 이러한 다양한 사용 예들을 유연하고 신뢰할 수 있는 방법으로 지원하는 것이다.
eMBB는 기본적인 모바일 인터넷 액세스를 훨씬 능가하게 하며, 풍부한 양방향 작업, 클라우드 또는 증강 현실에서 미디어 및 엔터테인먼트 애플리케이션을 커버한다. 데이터는 5G의 핵심 동력 중 하나이며, 5G 시대에서 처음으로 전용 음성 서비스를 볼 수 없을 수 있다. 5G에서, 음성은 단순히 통신 시스템에 의해 제공되는 데이터 연결을 사용하여 응용 프로그램으로서 처리될 것이 기대된다. 증가된 트래픽 양(volume)을 위한 주요 원인들은 콘텐츠 크기의 증가 및 높은 데이터 전송률을 요구하는 애플리케이션 수의 증가이다. 스트리밍 서비스 (오디오 및 비디오), 대화형 비디오 및 모바일 인터넷 연결은 더 많은 장치가 인터넷에 연결될수록 더 널리 사용될 것이다. 이러한 많은 응용 프로그램들은 사용자에게 실시간 정보 및 알림을 푸쉬하기 위해 항상 켜져 있는 연결성이 필요하다. 클라우드 스토리지 및 애플리케이션은 모바일 통신 플랫폼에서 급속히 증가하고 있으며, 이것은 업무 및 엔터테인먼트 모두에 적용될 수 있다. 그리고, 클라우드 스토리지는 상향링크 데이터 전송률의 성장을 견인하는 특별한 사용 예이다. 5G는 또한 클라우드의 원격 업무에도 사용되며, 촉각 인터페이스가 사용될 때 우수한 사용자 경험을 유지하도록 훨씬 더 낮은 단-대-단(end-to-end) 지연을 요구한다. 엔터테인먼트 예를 들어, 클라우드 게임 및 비디오 스트리밍은 모바일 광대역 능력에 대한 요구를 증가시키는 또 다른 핵심 요소이다. 엔터테인먼트는 기차, 차 및 비행기와 같은 높은 이동성 환경을 포함하는 어떤 곳에서든지 스마트폰 및 태블릿에서 필수적이다. 또 다른 사용 예는 엔터테인먼트를 위한 증강 현실 및 정보 검색이다. 여기서, 증강 현실은 매우 낮은 지연과 순간적인 데이터 양을 필요로 한다.
또한, 가장 많이 예상되는 5G 사용 예 중 하나는 모든 분야에서 임베디드 센서를 원활하게 연결할 수 있는 기능 즉, mMTC에 관한 것이다. 2020년까지 잠재적인 IoT 장치들은 204 억 개에 이를 것으로 예측된다. 산업 IoT는 5G가 스마트 도시, 자산 추적(asset tracking), 스마트 유틸리티, 농업 및 보안 인프라를 가능하게 하는 주요 역할을 수행하는 영역 중 하나이다.
URLLC는 주요 인프라의 원격 제어 및 자체-구동 차량(self-driving vehicle)과 같은 초 신뢰 / 이용 가능한 지연이 적은 링크를 통해 산업을 변화시킬 새로운 서비스를 포함한다. 신뢰성과 지연의 수준은 스마트 그리드 제어, 산업 자동화, 로봇 공학, 드론 제어 및 조정에 필수적이다.
다음으로, 다수의 사용 예들에 대해 보다 구체적으로 살펴본다.
5G는 초당 수백 메가 비트에서 초당 기가 비트로 평가되는 스트림을 제공하는 수단으로 FTTH (fiber-to-the-home) 및 케이블 기반 광대역 (또는 DOCSIS)을 보완할 수 있다. 이러한 빠른 속도는 가상 현실과 증강 현실뿐 아니라 4K 이상(6K, 8K 및 그 이상)의 해상도로 TV를 전달하는데 요구된다. VR(Virtual Reality) 및 AR(Augmented Reality) 애플리케이션들은 거의 몰입형(immersive) 스포츠 경기를 포함한다. 특정 응용 프로그램은 특별한 네트워크 설정이 요구될 수 있다. 예를 들어, VR 게임의 경우, 게임 회사들이 지연을 최소화하기 위해 코어 서버를 네트워크 오퍼레이터의 에지 네트워크 서버와 통합해야 할 수 있다.
자동차(Automotive)는 차량에 대한 이동 통신을 위한 많은 사용 예들과 함께 5G에 있어 중요한 새로운 동력이 될 것으로 예상된다. 예를 들어, 승객을 위한 엔터테인먼트는 동시의 높은 용량과 높은 이동성 모바일 광대역을 요구한다. 그 이유는 미래의 사용자는 그들의 위치 및 속도와 관계 없이 고품질의 연결을 계속해서 기대하기 때문이다. 자동차 분야의 다른 활용 예는 증강 현실 대시보드이다. 이는 운전자가 앞면 창을 통해 보고 있는 것 위에 어둠 속에서 물체를 식별하고, 물체의 거리와 움직임에 대해 운전자에게 말해주는 정보를 겹쳐서 디스플레이 한다. 미래에, 무선 모듈은 차량들 간의 통신, 차량과 지원하는 인프라구조 사이에서 정보 교환 및 자동차와 다른 연결된 디바이스들(예를 들어, 보행자에 의해 수반되는 디바이스들) 사이에서 정보 교환을 가능하게 한다. 안전 시스템은 운전자가 보다 안전한 운전을 할 수 있도록 행동의 대체 코스들을 안내하여 사고의 위험을 낮출 수 있게 한다. 다음 단계는 원격 조종되거나 자체 운전 차량(self-driven vehicle)이 될 것이다. 이는 서로 다른 자체 운전 차량들 사이 및 자동차와 인프라 사이에서 매우 신뢰성이 있고, 매우 빠른 통신을 요구한다. 미래에, 자체 운전 차량이 모든 운전 활동을 수행하고, 운전자는 차량 자체가 식별할 수 없는 교통 이상에만 집중하도록 할 것이다. 자체 운전 차량의 기술적 요구 사항은 트래픽 안전을 사람이 달성할 수 없을 정도의 수준까지 증가하도록 초 저 지연과 초고속 신뢰성을 요구한다.
스마트 사회(smart society)로서 언급되는 스마트 도시와 스마트 홈은 고밀도 무선 센서 네트워크로 임베디드될 것이다. 지능형 센서의 분산 네트워크는 도시 또는 집의 비용 및 에너지-효율적인 유지에 대한 조건을 식별할 것이다. 유사한 설정이 각 가정을 위해 수행될 수 있다. 온도 센서, 창 및 난방 컨트롤러, 도난 경보기 및 가전 제품들은 모두 무선으로 연결된다. 이러한 센서들 중 많은 것들이 전형적으로 낮은 데이터 전송 속도, 저전력 및 저비용이다. 하지만, 예를 들어, 실시간 HD 비디오는 감시를 위해 특정 타입의 장치에서 요구될 수 있다.
열 또는 가스를 포함한 에너지의 소비 및 분배는 고도로 분산화되고 있어, 분산 센서 네트워크의 자동화된 제어가 요구된다. 스마트 그리드는 정보를 수집하고 이에 따라 행동하도록 디지털 정보 및 통신 기술을 사용하여 이런 센서들을 상호 연결한다. 이 정보는 공급 업체와 소비자의 행동을 포함할 수 있으므로, 스마트 그리드가 효율성, 신뢰성, 경제성, 생산의 지속 가능성 및 자동화된 방식으로 전기와 같은 연료들의 분배를 개선하도록 할 수 있다. 스마트 그리드는 지연이 적은 다른 센서 네트워크로 볼 수도 있다.
건강 부문은 이동 통신의 혜택을 누릴 수 있는 많은 응용 프로그램을 보유하고 있다. 통신 시스템은 멀리 떨어진 곳에서 임상 진료를 제공하는 원격 진료를 지원할 수 있다. 이는 거리에 대한 장벽을 줄이는데 도움을 주고, 거리가 먼 농촌에서 지속적으로 이용하지 못하는 의료 서비스들로의 접근을 개선시킬 수 있다. 이는 또한 중요한 진료 및 응급 상황에서 생명을 구하기 위해 사용된다. 이동 통신 기반의 무선 센서 네트워크는 심박수 및 혈압과 같은 파라미터들에 대한 원격 모니터링 및 센서들을 제공할 수 있다.
무선 및 모바일 통신은 산업 응용 분야에서 점차 중요해지고 있다. 배선은 설치 및 유지 비용이 높다. 따라서, 케이블을 재구성할 수 있는 무선 링크들로의 교체 가능성은 많은 산업 분야에서 매력적인 기회이다. 그러나, 이를 달성하는 것은 무선 연결이 케이블과 비슷한 지연, 신뢰성 및 용량으로 동작하는 것과, 그 관리가 단순화될 것이 요구된다. 낮은 지연과 매우 낮은 오류 확률은 5G로 연결될 필요가 있는 새로운 요구 사항이다.
물류(logistics) 및 화물 추적(freight tracking)은 위치 기반 정보 시스템을 사용하여 어디에서든지 인벤토리(inventory) 및 패키지의 추적을 가능하게 하는 이동 통신에 대한 중요한 사용 예이다. 물류 및 화물 추적의 사용 예는 전형적으로 낮은 데이터 속도를 요구하지만 넓은 범위와 신뢰성 있는 위치 정보가 필요하다.
NR을 포함하는 새로운 RAT 시스템은 OFDM 전송 방식 또는 이와 유사한 전송 방식을 사용한다. 새로운 RAT 시스템은 LTE의 OFDM 파라미터들과는 다른 OFDM 파라미터들을 따를 수 있다. 또는 새로운 RAT 시스템은 기존의 LTE/LTE-A의 뉴머롤로지(numerology)를 그대로 따르나 더 큰 시스템 대역폭(예, 100MHz)를 지닐 수 있다. 또는 하나의 셀이 복수 개의 뉴머롤로지들을 지원할 수도 있다. 즉, 서로 다른 뉴머롤로지로 동작하는 하는 단말들이 하나의 셀 안에서 공존할 수 있다.
뉴머로러지(numerology)는 주파수 영역에서 하나의 subcarrier spacing에 대응한다. Reference subcarrier spacing을 정수 N으로 scaling함으로써, 상이한 numerology가 정의될 수 있다.
용어 정의
eLTE eNB: eLTE eNB는 EPC 및 NGC에 대한 연결을 지원하는 eNB의 진화(evolution)이다.
gNB: NGC와의 연결뿐만 아니라 NR을 지원하는 노드.
새로운 RAN: NR 또는 E-UTRA를 지원하거나 NGC와 상호 작용하는 무선 액세스 네트워크.
네트워크 슬라이스(network slice): 네트워크 슬라이스는 종단 간 범위와 함께 특정 요구 사항을 요구하는 특정 시장 시나리오에 대해 최적화된 솔루션을 제공하도록 operator에 의해 정의된 네트워크.
네트워크 기능(network function): 네트워크 기능은 잘 정의된 외부 인터페이스와 잘 정의된 기능적 동작을 가진 네트워크 인프라 내에서의 논리적 노드.
NG-C: 새로운 RAN과 NGC 사이의 NG2 레퍼런스 포인트(reference point)에 사용되는 제어 평면 인터페이스.
NG-U: 새로운 RAN과 NGC 사이의 NG3 레퍼런스 포인트(reference point)에 사용되는 사용자 평면 인터페이스.
비 독립형(Non-standalone) NR: gNB가 LTE eNB를 EPC로 제어 플레인 연결을 위한 앵커로 요구하거나 또는 eLTE eNB를 NGC로 제어 플레인 연결을 위한 앵커로 요구하는 배치 구성.
비 독립형 E-UTRA: eLTE eNB가 NGC로 제어 플레인 연결을 위한 앵커로 gNB를 요구하는 배치 구성.
사용자 평면 게이트웨이: NG-U 인터페이스의 종단점.
시스템 일반
도 1은 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용될 수 있는 NR의 전체적인 시스템 구조의 일례를 나타낸다.
도 1을 참조하면, NG-RAN은 NG-RA 사용자 평면(새로운 AS sublayer/PDCP/RLC/MAC/PHY) 및 UE(User Equipment)에 대한 제어 평면(RRC) 프로토콜 종단을 제공하는 gNB들로 구성된다.
상기 gNB는 X n 인터페이스를 통해 상호 연결된다.
상기 gNB는 또한, NG 인터페이스를 통해 NGC로 연결된다.
보다 구체적으로는, 상기 gNB는 N2 인터페이스를 통해 AMF(Access and Mobility Management Function)로, N3 인터페이스를 통해 UPF(User Plane Function)로 연결된다.
NR(New Rat) 뉴머롤로지(Numerology) 및 프레임(frame) 구조
NR 시스템에서는 다수의 뉴머롤로지(numerology)들이 지원될 수 있다. 여기에서, 뉴머롤로지는 서브캐리어 간격(subcarrier spacing)과 CP(Cyclic Prefix) 오버헤드에 의해 정의될 수 있다. 이 때, 다수의 서브캐리어 간격은 기본 서브캐리어 간격을 정수 N(또는, μ)으로 스케일링(scaling) 함으로써 유도될 수 있다. 또한, 매우 높은 반송파 주파수에서 매우 낮은 서브캐리어 간격을 이용하지 않는다고 가정될지라도, 이용되는 뉴머롤로지는 주파수 대역과 독립적으로 선택될 수 있다.
또한, NR 시스템에서는 다수의 뉴머롤로지에 따른 다양한 프레임 구조들이 지원될 수 있다.
이하, NR 시스템에서 고려될 수 있는 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 뉴머롤로지 및 프레임 구조를 살펴본다.
NR 시스템에서 지원되는 다수의 OFDM 뉴머롤로지들은 표 1과 같이 정의될 수 있다.
Figure PCTKR2019013093-appb-img-000005
NR은 다양한 5G 서비스들을 지원하기 위한 다수의 numerology(또는 subcarrier spacing(SCS))를 지원한다. 예를 들어, SCS가 15kHz인 경우, 전통적인 셀룰러 밴드들에서의 넓은 영역(wide area)를 지원하며, SCS가 30kHz/60kHz인 경우, 밀집한-도시(dense-urban), 더 낮은 지연(lower latency) 및 더 넓은 캐리어 대역폭(wider carrier bandwidth)를 지원하며, SCS가 60kHz 또는 그보다 높은 경우, 위상 잡음(phase noise)를 극복하기 위해 24.25GHz보다 큰 대역폭을 지원한다.
NR 주파수 밴드(frequency band)는 2가지 type(FR1, FR2)의 주파수 범위(frequency range)로 정의된다. FR1, FR2는 아래 표 2와 같이 구성될 수 있다. 또한, FR2는 밀리미터 웨이브(millimeter wave, mmW)를 의미할 수 있다.
Figure PCTKR2019013093-appb-img-000006
NR 시스템에서의 프레임 구조(frame structure)와 관련하여, 시간 영역의 다양한 필드의 크기는
Figure PCTKR2019013093-appb-img-000007
의 시간 단위의 배수로 표현된다. 여기에서,
Figure PCTKR2019013093-appb-img-000008
이고,
Figure PCTKR2019013093-appb-img-000009
이다. 하향링크(downlink) 및 상향크(uplink) 전송은
Figure PCTKR2019013093-appb-img-000010
의 구간을 가지는 무선 프레임(radio frame)으로 구성된다. 여기에서, 무선 프레임은 각각
Figure PCTKR2019013093-appb-img-000011
의 구간을 가지는 10 개의 서브프레임(subframe)들로 구성된다. 이 경우, 상향링크에 대한 한 세트의 프레임들 및 하향링크에 대한 한 세트의 프레임들이 존재할 수 있다.
도 2는 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 상향링크 프레임과 하향링크 프레임 간의 관계를 나타낸다.
도 2에 나타난 것과 같이, 단말(User Equipment, UE)로 부터의 상향링크 프레임 번호 i의 전송은 해당 단말에서의 해당 하향링크 프레임의 시작보다
Figure PCTKR2019013093-appb-img-000012
이전에 시작해야 한다.
뉴머롤로지
Figure PCTKR2019013093-appb-img-000013
에 대하여, 슬롯(slot)들은 서브프레임 내에서
Figure PCTKR2019013093-appb-img-000014
의 증가하는 순서로 번호가 매겨지고, 무선 프레임 내에서
Figure PCTKR2019013093-appb-img-000015
의 증가하는 순서로 번호가 매겨진다. 하나의 슬롯은
Figure PCTKR2019013093-appb-img-000016
의 연속하는 OFDM 심볼들로 구성되고,
Figure PCTKR2019013093-appb-img-000017
는, 이용되는 뉴머롤로지 및 슬롯 설정(slot configuration)에 따라 결정된다. 서브프레임에서 슬롯
Figure PCTKR2019013093-appb-img-000018
의 시작은 동일 서브프레임에서 OFDM 심볼
Figure PCTKR2019013093-appb-img-000019
의 시작과 시간적으로 정렬된다.
모든 단말이 동시에 송신 및 수신을 할 수 있는 것은 아니며, 이는 하향링크 슬롯(downlink slot) 또는 상향링크 슬롯(uplink slot)의 모든 OFDM 심볼들이 이용될 수는 없다는 것을 의미한다.
표 3은 일반(normal) CP에서 슬롯 별 OFDM 심볼의 개수(
Figure PCTKR2019013093-appb-img-000020
), 무선 프레임 별 슬롯의 개수(
Figure PCTKR2019013093-appb-img-000021
), 서브프레임 별 슬롯의 개수(
Figure PCTKR2019013093-appb-img-000022
)를 나타내며, 표 4는 확장(extended) CP에서 슬롯 별 OFDM 심볼의 개수, 무선 프레임 별 슬롯의 개수, 서브프레임 별 슬롯의 개수를 나타낸다.
Figure PCTKR2019013093-appb-img-000023
Figure PCTKR2019013093-appb-img-000024
도 3은 NR 시스템에서의 프레임 구조의 일례를 나타낸다. 도 3은 단지 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위를 제한하는 것이 아니다.
표 4의 경우, μ=2인 경우, 즉 서브캐리어 간격(subcarrier spacing, SCS)이 60kHz인 경우의 일례로서, 표 3을 참고하면 1 서브프레임(또는 프레임)은 4개의 슬롯들을 포함할 수 있으며, 도 3에 도시된 1 서브프레임={1,2,4} 슬롯들은 일례로서, 1 서브프레임에 포함될 수 있는 슬롯(들)의 개수는 표 3과 같이 정의될 수 있다.
또한, 미니-슬롯(mini-slot)은 2, 4 또는 7 심볼(symbol)들로 구성될 수도 있고, 더 많거나 또는 더 적은 심볼들로 구성될 수도 있다.
NR 시스템에서의 물리 자원(physical resource)과 관련하여, 안테나 포트(antenna port), 자원 그리드(resource grid), 자원 요소(resource element), 자원 블록(resource block), 캐리어 파트(carrier part) 등이 고려될 수 있다.
이하, NR 시스템에서 고려될 수 있는 상기 물리 자원들에 대해 구체적으로 살펴본다.
먼저, 안테나 포트와 관련하여, 안테나 포트는 안테나 포트 상의 심볼이 운반되는 채널이 동일한 안테나 포트 상의 다른 심볼이 운반되는 채널로부터 추론될 수 있도록 정의된다. 하나의 안테나 포트 상의 심볼이 운반되는 채널의 광범위 특성(large-scale property)이 다른 안테나 포트 상의 심볼이 운반되는 채널로부터 유추될 수 있는 경우, 2 개의 안테나 포트는 QC/QCL(quasi co-located 혹은 quasi co-location) 관계에 있다고 할 수 있다. 여기에서, 상기 광범위 특성은 지연 확산(Delay spread), 도플러 확산(Doppler spread), 주파수 쉬프트(Frequency shift), 평균 수신 파워(Average received power), 수신 타이밍(Received Timing) 중 하나 이상을 포함한다.
도 4는 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 지원하는 자원 그리드(resource grid)의 일례를 나타낸다.
도 4를 참고하면, 자원 그리드가 주파수 영역 상으로
Figure PCTKR2019013093-appb-img-000025
서브캐리어들로 구성되고, 하나의 서브프레임이
Figure PCTKR2019013093-appb-img-000026
OFDM 심볼들로 구성되는 것을 예시적으로 기술하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
NR 시스템에서, 전송되는 신호(transmitted signal)는
Figure PCTKR2019013093-appb-img-000027
서브캐리어들로 구성되는 하나 또는 그 이상의 자원 그리드들 및
Figure PCTKR2019013093-appb-img-000028
의 OFDM 심볼들에 의해 설명된다. 여기에서,
Figure PCTKR2019013093-appb-img-000029
이다. 상기
Figure PCTKR2019013093-appb-img-000030
는 최대 전송 대역폭을 나타내고, 이는, 뉴머롤로지들뿐만 아니라 상향링크와 하향링크 간에도 달라질 수 있다.
이 경우, 도 5와 같이, 뉴머롤로지
Figure PCTKR2019013093-appb-img-000031
및 안테나 포트 p 별로 하나의 자원 그리드가 설정될 수 있다.
도 5는 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용될 수 있는 안테나 포트 및 뉴머롤로지 별 자원 그리드의 예들을 나타낸다.
뉴머롤로지
Figure PCTKR2019013093-appb-img-000032
및 안테나 포트 p에 대한 자원 그리드의 각 요소는 자원 요소(resource element)로 지칭되며, 인덱스 쌍
Figure PCTKR2019013093-appb-img-000033
에 의해 고유적으로 식별된다. 여기에서,
Figure PCTKR2019013093-appb-img-000034
는 주파수 영역 상의 인덱스이고,
Figure PCTKR2019013093-appb-img-000035
는 서브프레임 내에서 심볼의 위치를 지칭한다. 슬롯에서 자원 요소를 지칭할 때에는, 인덱스 쌍
Figure PCTKR2019013093-appb-img-000036
이 이용된다. 여기에서,
Figure PCTKR2019013093-appb-img-000037
이다.
뉴머롤로지
Figure PCTKR2019013093-appb-img-000038
및 안테나 포트 p에 대한 자원 요소
Figure PCTKR2019013093-appb-img-000039
는 복소 값(complex value)
Figure PCTKR2019013093-appb-img-000040
에 해당한다. 혼동(confusion)될 위험이 없는 경우 혹은 특정 안테나 포트 또는 뉴머롤로지가 특정되지 않은 경우에는, 인덱스들 p 및
Figure PCTKR2019013093-appb-img-000041
는 드롭(drop)될 수 있으며, 그 결과 복소 값은
Figure PCTKR2019013093-appb-img-000042
또는
Figure PCTKR2019013093-appb-img-000043
이 될 수 있다.
또한, 물리 자원 블록(physical resource block)은 주파수 영역 상의
Figure PCTKR2019013093-appb-img-000044
연속적인 서브캐리어들로 정의된다.
Point A는 자원 블록 그리드의 공통 참조 지점(common reference point)으로서 역할을 하며 다음과 같이 획득될 수 있다.
- PCell 다운링크에 대한 offsetToPointA는 초기 셀 선택을 위해 UE에 의해 사용된 SS/PBCH 블록과 겹치는 가장 낮은 자원 블록의 가장 낮은 서브 캐리어와 point A 간의 주파수 오프셋을 나타내며, FR1에 대해 15kHz 서브캐리어 간격 및 FR2에 대해 60kHz 서브캐리어 간격을 가정한 리소스 블록 단위(unit)들로 표현되고;
- absoluteFrequencyPointA는 ARFCN(absolute radio-frequency channel number)에서와 같이 표현된 point A의 주파수-위치를 나타낸다.
공통 자원 블록(common resource block)들은 서브캐리어 간격 설정
Figure PCTKR2019013093-appb-img-000045
에 대한 주파수 영역에서 0부터 위쪽으로 넘버링(numbering)된다.
서브캐리어 간격 설정
Figure PCTKR2019013093-appb-img-000046
에 대한 공통 자원 블록 0의 subcarrier 0의 중심은 'point A'와 일치한다. 주파수 영역에서 공통 자원 블록 번호(number)
Figure PCTKR2019013093-appb-img-000047
와 서브캐리어 간격 설정
Figure PCTKR2019013093-appb-img-000048
에 대한 자원 요소(k,l)은 아래 수학식 1과 같이 주어질 수 있다.
Figure PCTKR2019013093-appb-img-000049
여기에서,
Figure PCTKR2019013093-appb-img-000050
는
Figure PCTKR2019013093-appb-img-000051
이 point A를 중심으로 하는 subcarrier에 해당하도록 point A에 상대적으로 정의될 수 있다. 물리 자원 블록들은 대역폭 파트(bandwidth part, BWP) 내에서 0부터
Figure PCTKR2019013093-appb-img-000052
까지 번호가 매겨지고,
Figure PCTKR2019013093-appb-img-000053
는 BWP의 번호이다. BWP i에서 물리 자원 블록
Figure PCTKR2019013093-appb-img-000054
와 공통 자원 블록
Figure PCTKR2019013093-appb-img-000055
간의 관계는 아래 수학식 2에 의해 주어질 수 있다.
Figure PCTKR2019013093-appb-img-000056
여기에서,
Figure PCTKR2019013093-appb-img-000057
는 BWP가 공통 자원 블록 0에 상대적으로 시작하는 공통 자원 블록일 수 있다.
eMBB (enhanced Mobile Broadband communication)
NR 시스템의 경우, 송수신 안테나가 크게 증가하는 거대(massive) MIMO 환경이 고려될 수 있다. 즉, 거대 MIMO 환경이 고려됨에 따라, 송수신 안테나의 수는 수십 또는 수백 개 이상으로 증가할 수 있다. 거대 MIMO 환경에서는 하드웨어 구현의 복잡도를 줄이고, 다수의 안테나들을 이용한 성능 증가, 자원 할당의 유연성, 주파수별 빔 제어의 용이를 위해, 빔 형성 가중치 벡터(weight vector)/프리코딩 벡터(precoding vector)를 적용하는 위치에 따라 아날로그 빔포밍(analog beamforming) 기법과 디지털 빔포밍(digital beamforming) 기법이 결합된 하이브리드(hybrid) 형태의 빔포밍 기법이 요구된다.
도 6은 송신단 및 수신단의 블록도의 일례를 나타낸 도이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 전송 경로를 사용하면 서브 어레이의 각 요소에 RF 도메인에 직접 적용된 위상 시프트가 있을 수 있지만, 복소 가중치 벡터를 기반으로 하는 디지털 빔 포밍 기법을 각 서브 어레이에 공급하는 신호에 적용 할 수 있다. 수신단에서는 다수의 안테나를 통해 신호를 수신하고 ADC(Analog to digital converter), 복조기(demodulator), 디코더(decoder) 등을 거쳐 최종 신호를 출력할 수 있다. 최종 신호는 노이즈, 신호 증폭 측면을 고려하여 차등 신호(differential signal)로 출력될 수 있다.
상술한 바와 같이, 무선 통신 기술은 넓은 대역폭(bandwidth, BW)과 MIMO(multiple input multiple output) 기술 등을 활용하여 데이터 전송률을 높이는 방향으로 발전하고 있다. 또한, 차세대 무선 통신에서도 더 넓은 대역폭 확보를 위해서 더 높은 주파수를 활용할 것으로 예상된다. 예를 들어, 5G 이후(Beyond 5G) 혹은 6G에서는 0.1THz ~ 10THz 범위의 고 주파수 대역에서의 통신 기술들이 연구되고 있다. 또한, 캐리어(carrier) 주파수가 높아질수록 자유공간 경로 손실(free space path loss, FSPL)의 값은 물리적으로 증가할 수 밖에 없다. 이를 극복하기 위해서 송신 장치 / 수신 장치는 많은 수의 안테나를 장착하여 빔포밍 기술을 이용할 필요가 있다.
또한, 넓은 대역폭을 지원하고 많은 수의 안테나를 지원하는 송신 장치 / 수신 장치의 프론트-엔트(front-end) 단에서도 높은 데이터 전송률을 지원할 수 있어야 한다. 특히, 수신단에서는 ADC(analog-to-digital converter) 또한 고 해상도와 고 샘플링 속도(sampling rate)가 요구된다. 다만, 고 해상도와 고 샘플링 속도를 지원하는 ADC는 전력 소모 역시 많을 수 있다. 예를 들어, 현재 고 성능의 ADC의 경우 수 와트(Watt)급의 전력을 소비한다. 또한 다중 안테나를 활용하기 위해서는 각 안테나 별로 RF 체인(chain)이 존재하고, ADC가 아주 많이 필요할 것이므로, 수십 내지 수백 와트의 전력이 요구 될 것이다.
상기 전력 요구 사항은 특히 수신 장치(예: 단말)에서 사용하는 배터리 용량 대비 휠씬 큰 전력량을 나타내고 있으며, ADC를 비롯한 타 하드웨어의 소모 전력까지 고려한다면 통신 기술 발달에 있어서 전력 요구 사항이 병목 구간(bottleneck)으로 작용할 수 있다.
상술한 문제에 대해, 에너지 효율을 고려하여 두 가지 해결 방식을 고려할 수 있다. 첫 번째는 실제 물리적인 안테나 수보다 훨씬 적은 개수의 고성능 ADC를 포함하는 RF 체인(chain)을 구성하고, 각 하나의 RF 체인에 여러 개의 안테나를 연결하여 아날로그 빔포밍과 디지털 빔포밍을 결합한 하이브리드(hybrid) 방식을 고려할 수 있다. 상기 방식은 물리적인 안테나 개수보다 적은 ADC를 사용함으로써 소모 전력을 줄일 수 있지만, 아날로그 빔포밍은 설계 자유도가 낮고, 수신 아날로그 빔포밍을 맞추기 위한 절차가 복잡하여 시스템의 오버헤드를 야기할 수 있다. 두 번째는 모든 물리적인 안테나에 저전력의 RF 체인을 연결하는 방식을 고려할 수 있다. 특히, ADC의 경우 1-비트 비교기(comparator)로 구성함으로써 기하급수적으로(exponentially) 전력 소모를 줄일 수 있다. 또한, 자동 이득 제어(Auto gain control, AGC) 없이도 동작할 수 있다.
본 발명에서는 두 번째의 저전력 RF 체인, 즉, 1-비트 ADC를 사용하는 방식에 기반하여 데이터를 송수신하는 방법을 제안한다. 또한, 이하에서, 1-비트 ADC를 이용하여 데이터를 송수신하므로 1-비트 ADC 시스템이라고 지칭하며, 1-비트 양자화 시스템이라는 용어로 대체될 수 있다. 상기 1-비트 ADC를 사용하는 1-비트 양자화 시스템에서는 1-비트 양자화로 인해 수신 신호의 정보 관점에서 손실이 발생하고, 송수신 신호 관점에서의 선형 시스템 모델링이 더 이상 맞지 않게 되어 새로운 송수신 기법이 필요하다. 따라서, 본 발명에서는 정보 손실을 최소화하고, 송신 신호와 수신 신호 간의 선형적 관계가 성립하지 않는 시스템(비선형적 시스템)에서의 송수신 기법을 제안한다.
도 7은 64x64 2차원 안테나와 각 안테나와 연결된 1-비트 ADC(analog to digital converter)를 포함하는 수신 장치의 일례를 나타낸다. 여기서, ADC 앞 단에 있는 RF(Radio Frequency) 프론트-엔드(front-end)는 생략되었다. 도 7은 단지 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위를 제한하는 것이 아니다.
도 7을 참고하면, 예를 들어, 수신 장치는 4096 (예: 64x64)개의 안테나를 포함하고, 각각의 안테나와 연결된 수신 경로(RX path)의 I(동-위상(in-phase)) 신호 (예: 실수 신호)와 Q(직교(Quadrature)) 신호 (예: 허수 신호)에 대한 각 1-비트 ADC를 포함할 수 있다.
기존 고성능 ADC를 포함하는 수신 장치에서는 고성능 ADC의 출력(output)으로 a+bj (예: a, b는 각각 8 비트 내지 10 비트로 표현되는 수)형태의 수신 신호가 베이스밴드(Baseband)로 전달되었다. 이하에서, 기존 고성능 ADC의 출력 신호를 비양자화(Unquantized) 버전으로 지칭한다. 고성능 ADC는 출력 신호의 해상도(resolution) 측면에서는 우수하나, 시스템의 전력 소모 측면에서는 불리할 수 있다.
반면, 도 7을 참고하면, 1-비트 ADC를 통해 베이스밴드(Baseband)로 전달되는 신호의 종류는 수신 경로 당 4개 종류로 한정될 수 있다. 일례로, 수신 경로 별로 (1+j), (1-j), (-1+j), (-1-j) 중 하나에 해당하는 신호가 수신될 수 있다. 1-비트 ADC를 포함하는 수신 장치는 수신 신호의 크기 등의 정보 손실로 인해, SNR (Signal to Noise Ratio) 등의 정보를 얻기 어려울 수도 있지만, 위상 정보를 통한 정보 전달이 용이할 수 있고 시스템의 전력 소모가 고성능 ADC 대비 훨씬 적다.
상술한 바와 같이, 송신 장치(예: 기지국)가 전송한 신호는 수신 장치(예: 단말)측에서 1비트 ADC를 통과하면서 정보 손실이 발생할 수 밖에 없다. 또한, 종래의 송신 신호와 수신 신호간의 선형 시스템에 기초한 모델링도 적용할 수 없다. 따라서, 1-비트 양자화(Quantization)를 고려하여 새로운 송수신 기법이 필요하다.
특히, 1-비트 ADC의 정보 손실로 인해 기존 MIMO (multiple input multiple output)를 활용한 다중 레이어(multi-layer)(또는, 스트림(stream))를 전송하기 어려울 수 있다. 종래 MIMO 환경에서 다중 레이어를 전송하는 방법은 송신 장치에서 안테나 포트당 1개 이상의 채널 추정 참조 신호를 전송하고, 수신 장치가 수신한 참조 신호를 통해 MIMO 채널 추정을 할 수 있다. 본 명세서에서 (다중) 레이어를 송수신한다는 것은, (다중) 레이어를 통해 데이터 및/또는 스트림 등을 송수신한다는 것을 의미할 수 있다.
채널 추정을 바탕으로 수신 장치는 균등화(equalization) 혹은 비선형(non-linear) 수신 방법을 통해서 데이터를 검출할 수 있다. 상술한 방법은 송신 신호와 채널을 통과한 수신 신호의 관계가 선형적 관계인 점에 기반하는 것일 수 있다. 그러나, 1-비트 양자화 시스템에서 다중 레이어를 통해 수신된 신호가 1-비트 ADC를 거쳐 양자화 됨으로써, 더 이상 송신 신호와 수신 신호 간의 선형적 관계가 성립하지 않을 수 있다. 수학식 3은 1-비트 양자화 전과 후의 신호를 나타내는 예시이다.
Figure PCTKR2019013093-appb-img-000058
수학식 3에서 y는 1-비트 양자화 이전에 수신된 신호를 나타낸다. 여기서, H는 채널 행렬(channel matrix)을 나타내고, x는 송신 장치(예: 기지국)로부터 전송된 신호(transmitted signal)을 나타내며, n은 부가 백색 가우스 잡음(Additive White Gaussian Noise, AWGN)을 나타낸다. 또한, r은 1-비트 양자화 이후의, 즉, 1-비트 ADC를 거친 수신(출력) 신호를 나타낸다. sgn()는 복소수 도메인(complex domain)에서의 부호(sign) 함수를 나타낸다. 즉, 복소수의 부호 함수 값은 0의 경우 0, 0이 아닌 경우 복소 평면의 단위원에 대한 사영으로 나타낼 수 있다. 수학식 3에서 보듯이, 1-비트 양자화로 인해 입력 신호와 출력 신호간의 선형적 관계가 성립하지 않는다.
구체적인 예로, 2-레이어를 송수신 하는 경우를 설명한다.
수학식 4는 선형적 관계가 성립되는 환경에서 2-레이어 송수신을 위해 이용되는 참조 신호의 예들을 나타낸다. 채널 추정 단계에서 송신 장치(예: 기지국)는 수신 장치(예: 단말)로 채널 추정을 위한 참조 신호를 전송할 수 있다. 참조 신호의 전송 횟수는 레이어(또는, 스트림)의 수와 관련될 수 있다. 예를 들어, 2-레이어 송수신을 위하여, 송신 장치는 두 번의 참조 신호를 전송할 수 있고, 수신 장치는 참조 신호에 기반하여 채널을 추정할 수 있다.
Figure PCTKR2019013093-appb-img-000059
수학식 4에서, [1, 0], [0, 1]은 알려진 참조 신호에 해당할 수 있다. 상기 수신 신호 y1, y2로부터 채널 추정 값
Figure PCTKR2019013093-appb-img-000060
를 산출할 수 있다.
수학식 5는 선형적 관계가 성립되는 환경에서 2-레이어를 통해 수신된 수신 신호를 나타낸다. 데이터 송수신 단계에서는 수학식 5와 같은 선형적 관계가 성립하므로, 수신 장치는 데이터 신호를 수신하고, 상기 채널 추정 값에 기반하여 LLR 값을 산출하여 데이터 신호를 검출할 수 있다.
Figure PCTKR2019013093-appb-img-000061
즉, 수학식 5에서, 수신 신호는 2개 안테나 포트들로부터 전송된 변조된(modulated) 신호 s와 채널의 곱의 선형적인 합으로 표현할 수 있다.
그러나, 1-비트 양자화 시스템에서는 송신 신호와 수신 신호 간의 선형적 관계가 성립하지 않으므로 상술한 방법을 적용할 수 없다. 수학식 6은 1-비트 양자화를 통해 수신된 참조 신호를 나타낸다.
Figure PCTKR2019013093-appb-img-000062
여기서, r1, r2는 수신 신호를 나타내고, Q()는 양자화 함수를 나타내며, sgn()으로 근사화 할 수 있다. [1, 0], [0, 1]은 알려진 참조 신호에 해당할 수 있다. 또한, 설명의 편의를 위해, 참조 신호 송수신 단계에서는 무한(infinite) SNR, 즉 노이즈가 없는(no noise) 상황을 가정한다. 수신 신호 r1, r2로부터, 채널 추정 값
Figure PCTKR2019013093-appb-img-000063
를 산출할 수 있다.
수학식 7은 선형적 관계가 성립되지 않는 환경에서 2-레이어를 통해 수신된 수신 신호를 나타낸다.
Figure PCTKR2019013093-appb-img-000064
수학식 5와 같은 선형적 관계가 수학식 7에서는 성립하지 않으므로, 전송된 신호 s와 채널의 곱의 선형적인 합으로 표현할 수 없고, 채널 추정 값을 이용하여 LLR(Log Likelyhood Ratio) 을 산출할 수 없다. 결과적으로, 1-비트 양자화 시스템에서 다중 레이어를 송수신하는 경우 입력 신호와 출력 신호 간의 선형적 관계가 성립하지 않으므로, 다중 레이어 송수신을 위한 새로운 방법이 필요하다. 따라서, 본 발명에서는 1-비트 양자화 시스템에서 다중 레이어 송수신을 위한 새로운 참조 신호와 데이터 송수신 방법을 제안한다.
상술한 바와 같이, 1-비트 양자화 시스템에서는 종래 방식의 참조 신호에 기반해서 데이터를 송수신 할 수 없으므로, 새로운 참조 신호를 생성, 전송하는 방법이 필요하다. 구체적으로, 데이터 신호의 변조 차수(modulation order), 레이어(layer)의 수 등을 고려하여 1-비트 양자화 시스템에서 사용 가능한 참조 신호를 전송하는 방법을 고려할 수 있다. 다시 말해, 신호의 변조 기법(예: BPSK, QPSK 등), 레이어의 수 등에 기반하여 참조 신호를 생성하는 방법이 달라질 수 있다.
이하에서, 신호의 변조 기법(예: BPSK, QPSK 등), 레이어의 수 등에 기반하여 참조 신호를 생성하는 방법의 구체적인 예시들을 설명한다. 후술할 예시들은 발명의 설명을 위한 하나의 예시일 뿐, 본 발명의 기술적 범위를 제한하지는 않는다. 따라서, 특정 변조 기법, 특정 레이어의 수에 한정해서 해석되어서는 안되며, 이하의 설명에 기반하여 일반적으로 이해되어야 할 것이다.
<예 1: BPSK 변조, 2-레이어 송수신의 경우>
BPSK(Binary Phase Shift Keying) 변조 기법을 사용하며, 2-레이어를 전송하는 방법을 설명한다. 또한, 설명의 편의를 위해, 참조 신호 송수신 단계에서는 무한(infinite) SNR(Signal to Noise Ratio), 즉 노이즈가 없는(no noise) 상황을 가정한다.
수학식 8는 1-비트 양자화 시스템에서 BPSK 변조 및 2-레이어 송수신을 지원하기 위한 참조 신호의 수신을 나타낸다. 상기 변조 및 2-레이어 송수신을 지원하기 위한 참조 신호는 수신 장치와 송신 장치가 알고 있는 참조 신호라고 가정한다. 수학식 8과 같이 안테나 포트당 2번(두 심볼 시간 동안)의 참조 신호를 전송함으로써 데이터 검출을 가능하게 할 수 있다.
Figure PCTKR2019013093-appb-img-000065
수학식 8을 참고하면, 각 안테나 포트 별로 2번의 참조 신호를 전송할 수 있다. 다시 말해, 송신 장치는 2 개의 시간 슬롯(인덱스)에서 참조 신호를 전송할 수 있다. 구체적으로, 첫 번째 참조 신호를 전송하는 경우, 안테나 포트 #1은 1을, 안테나 포트 #2는 1을 전송할 수 있다. 두 번째 참조 신호를 전송하는 경우, 안테나 포트 #1은 1을, 안테나 포트 #2는 -1을 전송할 수 있다. 즉, 안테나 포트 #2에서 전송하는 참조 신호는 이전 시간 인덱스(시간 슬롯)에서 전송한 참조 신호 대비 파이(
Figure PCTKR2019013093-appb-img-000066
)만큼 회전하여 전송할 수 있다. 다시 말해, 첫 번째 참조 신호를 전송할 때는 각 안테나 포트에서 전송되는 참조 신호들 간의 위상 차이가 없었으나, 두 번째 참조 신호를 전송할 때는 각 안테나 포트에서 전송되는 참조 신호들 간의 위상 차이가 파이(
Figure PCTKR2019013093-appb-img-000067
)만큼 차이나게 하여 전송할 수 있다.
상기 안테나 포트 #1과 상기 안테나 포트 #2는 다수의 안테나 포트를 구분하기 위한 예시적인 표현일 뿐, 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니다. 따라서, 각각 독립적인 안테나 포트로 이해될 수 있으며, 특정 안테나 포트의 번호로 한정 해석되어서는 안될 것이다.
수학식 9는 4개의 복조 참조 벡터를 나타낸다. 수신 장치는 상기 수신된 참조 신호 r1, r2를 활용하여 복조를 위해 4 개의 복조 참조 벡터 vi를 구성할 수 있다. 이하에서, 참조 신호에 기반하여 복조를 위해 생성된 벡터들을 복조 참조 벡터(demodulation reference vector)라고 지칭한다. 다만, 이는 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 본 발명의 기술적 범위를 제한하는 것은 아니다.
Figure PCTKR2019013093-appb-img-000068
양자화(quantization) 함수 Q()는 수학식 10과 같은 특성을 가진다.
Figure PCTKR2019013093-appb-img-000069
수학식 10의 특성에 기반하여, 상기 수학식 9에서, v3는 r1( v1)으로부터 각 요소(element)의 부호(sign)을 반대로 함으로써 도출할 수 있다. 상술한 양자화 함수 Q()의 특성은 수학식 9의 v4에도 적용될 수 있으며, v4도 r2( v2)로부터 산출될 수 있다. 결과적으로, 1-비트 양자화 시스템에서 BPSK 변조 및 2-레이어 송수신을 지원하기 위한 새로운 참조 신호로서 [1,1], [1, -1]을 전송함으로써 4개의 복조 참조 벡터를 구성할 수 있다. 상기 구성된 복조 참조 벡터(예: v1, v2, v3, v4)는 BPSK로 변조된 신호의 모든 경우를 포함하는 것을 알 수 있다. 즉, 안테나 포트 #1의 변조된 전송 신호를 s1, 안테나 포트 #2의 변조된 전송 신호를 s2로 나타낼 때, [s1, s2] = {[1, 1], [1, -1], [-1, 1], [-1,-1]}에 해당할 수 있다.
데이터 송수신 단계에서 수신 장치는 복조 참조 벡터에 기반하여 수신된 신호 벡터 r 에 대한 LLR(log-likelihood ratio) 및 데이터 검출을 할 수 있다.
수학식 11은 BPSK로 변조된 데이터 신호를 2-레이어를 통해 수신하여 LLR을 산출하는 식을 나타낸다. 수학식 9의 복조 참조 벡터에 기반하여 LLR이 산출될 수 있다.
Figure PCTKR2019013093-appb-img-000070
상술한 방법을 통해, 송신 장치(예: 기지국) 및 수신 장치(예: 단말)는 2개의 참조 신호[1,1], [1, -1]에 기반하여 BPSK로 변조된 신호의 2-레이어 송수신이 가능할 수 있다.
<예 2: QPSK 변조, 2-레이어 송수신의 경우>
QPSK(Quadrature Phase Shift Keying) 변조 기법을 사용하며, 2-레이어를 전송하는 방법을 설명한다. 또한, 설명의 편의를 위해, 참조 신호 송수신 단계에서는 무한(infinite) SNR 즉 노이즈가 없는(no noise) 상황을 가정한다.
수학식 12는 1-비트 양자화 시스템에서 QPSK 변조 및 2-레이어 송수신을 지원하기 위한 참조 신호의 수신을 나타낸다. 수학식 12과 같이 안테나 포트당 4번(네 심볼 시간 동안)의 참조 신호를 수신함으로써 데이터 검출을 가능하게 할 수 있다.
Figure PCTKR2019013093-appb-img-000071
수학식 12를 참고하면, 각 안테나 포트(예: 안테나 포트 #1, #2) 별로 4번의 참조 신호를 전송할 수 있다. 다시 말해, 송신 장치는 4 개의 시간 슬롯(인덱스)에서 참조 신호를 전송할 수 있다. 구체적으로, 첫 번째 참조 신호를 전송하는 경우, 안테나 포트 #1은
Figure PCTKR2019013093-appb-img-000072
을, 안테나 포트 #2는
Figure PCTKR2019013093-appb-img-000073
을 전송할 수 있다. 두 번째 참조 신호를 전송하는 경우, 안테나 포트 #1은
Figure PCTKR2019013093-appb-img-000074
을, 안테나 포트 #2는
Figure PCTKR2019013093-appb-img-000075
을 전송할 수 있다. 세 번째 참조 신호를 전송하는 경우, 안테나 포트 #1은
Figure PCTKR2019013093-appb-img-000076
을, 안테나 포트 #2는
Figure PCTKR2019013093-appb-img-000077
을 전송할 수 있다. 네 번째 참조 신호를 전송하는 경우, 안테나 포트 #1은
Figure PCTKR2019013093-appb-img-000078
을, 안테나 포트 #2는
Figure PCTKR2019013093-appb-img-000079
을 전송할 수 있다. 즉, 안테나 포트 #2에서 전송하는 참조 신호는 이전 시간 인덱스(시간 슬롯)에서 전송한 참조 신호 대비
Figure PCTKR2019013093-appb-img-000080
만큼 회전하여 전송할 수 있다. 다시 말해, 첫 번째 참조 신호를 전송할 때는 각 안테나 포트에서 전송되는 참조 신호들 간의 위상 차이가 없었으나, 이후 참조 신호를 전송할 때는 각 안테나 포트에서 전송되는 참조 신호들 간의 위상 차이가
Figure PCTKR2019013093-appb-img-000081
만큼씩 차이가 증가하도록 하여 전송할 수 있다.
상기 안테나 포트 #1과 상기 안테나 포트 #2는 다수의 안테나 포트를 구분하기 위한 예시적인 표현일 뿐, 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니다. 따라서, 각각 독립적인 안테나 포트로 이해될 수 있으며, 특정 안테나 포트의 번호로 한정 해석되어서는 안될 것이다.
수신 장치(예: 단말)는 상기 수신한 네 개 신호 r1 내지 r4 를 활용하여 복조를 위해 표 5와 같이 16개의 복조 참조 벡터 vi를 구성할 수 있다.
Figure PCTKR2019013093-appb-img-000082
상기 표 5와 같이 각 r1을
Figure PCTKR2019013093-appb-img-000083
씩 회전함으로써 4개의 복조 참조 벡터들을 구할 수 있다. 마찬가지로, r2 내지 r4 기반으로 나머지 12개의 복조 참조 벡터들을 구성할 수 있다.
데이터 송수신 단계에서 수신 장치는 복조 참조 벡터에 기반하여 수신된 신호 벡터 r 에 대한 LLR(log-likelihood ratio) 및 데이터 검출을 할 수 있다.
수학식 13은 2-레이어를 통해 수신된 QPSK로 변조된 데이터 신호 및 LLR 산출을 나타낸다.
Figure PCTKR2019013093-appb-img-000084
상술한 방법을 통해, 송신 장치(예: 기지국) 및 수신 장치(예: 단말)는 4개의 참조 신호에 기반하여 QPSK로 변조된 신호의 2-레이어 송수신이 가능할 수 있다.
<예 3 : QPSK 변조, K-레이어 송수신의 경우>
상술한 예 1, 예 2를 확장하여 QPSK로 변조된 신호의 K-레이어 송수신 방법을 설명한다. 여기서 K는 레이어의 수에 대응되며, 자연수에 해당한다.
QPSK로 변조된 신호의 3-레이어 송수신의 경우를 고려하면, 수신 장치(예: 단말)은 표 6과 같은 참조 신호에 기반하여 복조 참조 벡터를 구성하고, 데이터를 검출할 수 있다.
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구체적으로, QPSK로 변조된 신호를 3-레이어를 통해 송수신하는 경우, 3개의 안테나 포트가 사용될 수 있다. i는 시간 지시자(index)(시간 슬롯)를 나타낸다. 수신 장치(예: 단말)는 각 안테나 포트마다 총 16번의 참조 신호를 수신할 수 있다. 다시 말해, 송신 장치는 16 개의 시간 슬롯(인덱스)에서 참조 신호를 전송할 수 있다. 수신 장치는 QPSK로 변조되었으므로 각 참조 신호를
Figure PCTKR2019013093-appb-img-000086
씩 회전하여 복조 참조 벡터 64개를 구성하고 데이터를 복조할 수 있다.
상술한 방법을 일반화하여 QPSK로 변조된 신호를 K-레이어를 통해 송수신하는 경우에는 수학식 14와 같은 참조 신호를 수신 장치와 송신 장치간에 송수신하고, 이후 데이터 신호를 복조할 수 있다.
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여기서, K는 레이어의 수를 나타내고, q는 안테나 포트의 인덱스를 나타내며, q=1, .., K에 해당할 수 있다. i는 시간 인덱스를 나타내며, i=1,..,
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에 해당할 수 있다.
QPSK로 변조된 신호를 K 개의 레이어들을 통해 송수신하는 경우, 수신 장치는 K 개의 안테나 포트를 통해 참조 신호를 수신할 수 있으며,
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개의 시간 인덱스(슬롯)에서, 즉,
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번의 참조 신호를 수신할 수 있다. 특정 시간 인덱스(슬롯)에서 수신되는 참조 신호 중 적어도 하나는 이전 시간 인덱스(슬롯)에서 수신된 참조 신호와
Figure PCTKR2019013093-appb-img-000091
의 위상 차이가 날 수 있다. 또한, 수신 장치는 수신한 참조 신호를
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단위로 회전하여,
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개의 복조 참조 벡터를 생성할 수 있다. 또한, 수신 장치는 K개의 레이어들을 통해 전송되는 QPSK로 변조된 데이터 신호를 수신하고, 상기 복조 참조 벡터에 기반하여 LLR 값을 산출하고, 데이터 신호를 검출할 수 있다.
상술한 실시 예 및 방법(예: 예 1, 예 2, 예 3 등)에 기반하여 참조 신호를 생성하고, 데이터 신호를 전송함으로써, 1-비트 양자화 시스템에서의 송신 신호와 수신 신호의 비선형적 관계에도 불구하고 1-비트 양자화 된 신호를 송수신 할 수 있다.
또한, 본 발명에서 제안한 상술한 실시 예 및 방법(예: 예 1, 예 2, 예 3 등)들에서 설명한 참조 신호들은 전력 정규화(power normalization), 즉 크기 값이 달라지더라도 동일하게 적용할 수 있음은 자명하다.
또한, 본 발명에서 제안한 상술한 실시 예 및 방법(예: 예 1, 예 2, 예 3 등)들에서 설명한 참조 신호들은
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의 배수에 해당하는 일정한 위상(constant phase)을 회전하여 전송하여도 동일하게 적용할 수 있다.
또한, 본 발명에서 제안한 상술한 실시 예 및 방법(예: 예 1, 예 2, 예 3 등)들에서 여러 번의 참조 신호를 전송함에 있어서 참조 신호의 전송 순서가 임의로 바뀌어 전송될 수 있음은 자명하다. 다시 말해, 참조 신호의 전송 순서는 데이터 신호를 검출(복조)하는데 영향을 미치지 않을 수 있다.
또한, 본 발명에서 제안한 상술한 실시 예 및 방법(예: 예 1, 예 2, 예 3 등)들에서 설명한 참조 신호들은 시분할 다중화(Time Division Multiplexing, TDM), 주파수분할 다중화(Frequency Division Multiplexing, FDM) 또는, 코드분할 다중화(Code Division Multiplexing, CDM) 될 수 있다.
상술한 방법 및 실시 예들을 통하여 1-비트 ADC 시스템에서의 다중 레이어(multi-layer) 송수신이 가능하다.
도 8은 본 명세서에서 제안하는 방법 및 실시 예가 적용될 수 있는 1-비트 양자화에 기반하여 다중 레이어(multi-layer)를 송수신하는 수신 장치(예: 제1 장치, 단말)와 송신 장치(예: 제2 장치, 기지국) 간의 시그널링 절차를 나타낸다(여기서, 송신 장치/수신 장치는 일례일 뿐, 이후 기술될 도 10 내지 도 14에 기술된 것과 같이 다양한 장치로 대체 적용될 수 있다). 예를 들어, 수신 장치는 제1 장치, 송신 장치는 제2 장치에 해당할 수 있고, 경우에 따라 그 반대의 경우도 고려될 수 있다. 도 8은 단지 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위를 제한하는 것이 아니다. 도 8을 참고하면, 송신 장치 및/또는 수신 장치는 상술한 예 1, 예 2, 예 3 등에 기반하여 동작하는 경우가 가정된다. 또한, 송신 장치 및/또는 수신 장치는 다중 레이어(multi-layer) 송수신을 지원하는 것으로 가정한다.
송신 장치는 수신 장치로 참조 신호(reference signal)를 전송할 수 있다(S810). 예를 들어, 상기 참조 신호를 생성하는 방법은 상술한 예 1, 예 2, 예 3 등에 기반할 수 있다. 구체적인 예로, 상기 참조 신호는 상기 데이터 신호의 변조(modulation) 방식에 따라 다르게 생성될 수 있다. 일례로, 상기 데이터 신호의 변조 방식은 BPSK 또는 QPSK에 해당할 수 있다. 또한, 상기 참조 신호는 신호가 전송되는 레이어의 수를 더 고려하여 생성될 수 있다. 예를 들어, 상기 송신 장치 및 상기 수신 장치는 다중 레이어(multi-layer) 기반의 송수신을 지원할 수 있으며, 상기 참조 신호가 전송되는 안테나 포트의 수는 상기 다중 레이어의 레이어의 수와 동일할 수 있다.
예를 들어, 상기 참조 신호는 {(상기 데이터 신호의 변조 차수(modulation order))^(레이어의 수-1)}번 전송될 수 있다. 다시 말해, 상기 참조 신호는 {(상기 데이터 신호의 변조 차수(modulation order))^(레이어의 수-1)}개의 시간 슬롯(인덱스)에서 전송될 수 있다. 일례로, QPSK 방식으로 변조된 신호를 K개의 레이어를 통해 송수신하는 경우, 상기 참조 신호는
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번 전송될 수 있다. 예를 들어, 특정 시간 슬롯에서 전송되는 참조 신호 중 적어도 하나는 이전 시간 슬롯에서 전송된 참조 신호와 {
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} 의 위상 차이가 있을 수 있다. 예를 들어, 상기 참조 신호가 전송되는 순서는 송신 장치(예: 기지국)에 의해 임의로 변경될 수 있다. 즉, 상기 참조 신호의 전송 순서는 데이터 신호를 검출(복조)하는데 영향을 미치지 않을 수 있다.
예를 들어, 상술한 S810 단계의 송신 장치(예: 도 10 내지 14의 100/200)가 수신 장치(예: 도 10 내지 14의 100/200)로 참조 신호를 전송하는 동작은 이하 설명될 도 10 내지 14의 장치에 의해 구현될 수 있다. 예를 들어, 도 11을 참고하면, 하나 이상의 프로세서 102는 상기 참조 신호를 전송하도록 하나 이상의 트랜시버 106 및/또는 하나 이상의 메모리 104 등을 제어할 수 있으며, 하나 이상의 트랜시버 106은 수신 장치로 상기 참조 신호를 전송할 수 있다.
수신 장치는 수신된 참조 신호에 기반하여 복조 참조 벡터를 생성할 수 있다(S820). 예를 들어, 신호의 변조 방식을 고려하여, 수신된 참조 신호를 일정 각도 단위로 회전하여 복조 참조 벡터를 생성할 수 있다. 일례로, BPSK 방식으로 변조되는 신호의 경우, 수신된 참조 신호를
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단위로 회전하여 복조 참조 벡터를 생성할 수 있다. 일례로, QPSK 방식으로 변조되는 신호의 경우, 수신된 참조 신호를
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단위로 회전하여 복조 참조 벡터를 생성할 수 있다.
예를 들어, 상술한 S820 단계의 수신 장치(예: 도 10 내지 14의 100/200)가 참조 신호에 기반하여 복조 참조 벡터를 생성하는 동작은 이하 설명될 도 10 내지 14의 장치에 의해 구현될 수 있다. 예를 들어, 도 11을 참고하면, 하나 이상의 프로세서 202는 상기 복조 참조 벡터를 생성하도록 하나 이상의 트랜시버 206 및/또는 하나 이상의 메모리 204 등을 제어할 수 있고, 하나 이상의 프로세서 202는 상기 복조 참조 벡터를 생성할 수 있다.
송신 장치는 수신 장치로 데이터 신호를 전송할 수 있다(S830). 예를 들어, 상기 데이터 신호는 다중 레이어(multi-layer)를 통해 전송될 수 있다. 또한, 상기 데이터 신호는 BPSK 또는 QPSK 방식으로 변조될 수 있다.
예를 들어, 상술한 S830 단계의 송신 장치(예: 도 10 내지 14의 100/200)가 수신 장치(예: 도 10 내지 14의 100/200)로 데이터 신호를 전송하는 동작은 이하 설명될 도 10 내지 14의 장치에 의해 구현될 수 있다. 예를 들어, 도 11을 참고하면, 하나 이상의 프로세서 102는 상기 데이터 신호를 전송하도록 하나 이상의 트랜시버 106 및/또는 하나 이상의 메모리 104 등을 제어할 수 있으며, 하나 이상의 트랜시버 106은 수신 장치로 상기 데이터 신호를 전송할 수 있다.
수신 장치는 상기 복조 참조 벡터에 기반하여 수신된 데이터 신호에 대한 디코딩을 수행할 수 있다(S840). 예를 들어, 수신 장치는 상기 복조 참조 벡터에 기반하여 LLR 을 산출할 수 있다. 예를 들어, 상기 LLR 을 산출하는 방법은 상술한 예 1, 예 2, 예 3 등에 기반할 수 있다.
예를 들어, 상술한 S840 단계의 수신 장치(예: 도 10 내지 14의 100/200)가 상기 복조 참조 벡터에 기반하여 수신된 데이터 신호에 대한 디코딩을 수행하는 동작은 이하 설명될 도 10 내지 14의 장치에 의해 구현될 수 있다. 예를 들어, 도 11을 참고하면, 하나 이상의 프로세서 202는 상기 복조 참조 벡터에 기반하여 수신된 데이터 신호에 대한 디코딩을 수행하도록 하나 이상의 트랜시버 206 및/또는 하나 이상의 메모리 204 등을 제어할 수 있고, 하나 이상의 프로세서 202는 상기 데이터 신호에 대한 디코딩을 수행할 수 있다.
도 9는 본 발명에서 제안하는 방법 및 실시 예가 적용될 수 있는 1-비트 양자화에 기반하여 다중 레이어(multi-layer)를 송수신하는 장치의 동작 순서도의 일례를 나타낸다. 도 9는 단지 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위를 제한하는 것이 아니다. 도 9를 참고하면, 제1 장치 및/또는 제2 장치는 상술한 예 1, 예 2, 예 3 등에 기반하여 동작하는 경우가 가정된다. 또한, 제1 장치 및/또는 제2 장치는 다중 레이어(multi-layer) 송수신을 지원하는 것으로 가정한다. 여기서, 제1 장치/제2 장치는 일례일 뿐, 이후 기술될 도 10 내지 도 14에 기술된 것과 같이 다양한 장치로 대체 적용될 수 있다. 또한, 제1 장치 및 제2 장치는 설명의 편의를 위한 예시적인 표현일 뿐이므로, 해당 표현에 한정하여 해석되어서는 안될 것이다.
제1 장치(예: 수신 장치)는 제2 장치(예: 송신 장치)로부터 참조 신호(reference signal, RS)를 수신할 수 있다(S910). 예를 들어, 상기 참조 신호를 생성하는 방법은 상술한 예 1, 예 2, 예 3 등에 기반할 수 있다. 구체적인 예로, 상기 참조 신호는 데이터 신호의 변조(modulation) 방식에 따라 다르게 생성될 수 있다. 일례로, 상기 데이터 신호의 변조 방식은 BPSK(Binary Phase Shift Keying) 또는 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)에 해당할 수 있다. 또한, 상기 참조 신호는 신호가 수신되는 레이어의 수를 더 고려하여 생성될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 장치(예: 수신 장치) 및 상기 제2 장치(예: 송신 장치)는 다중 레이어(multi-layer) 기반의 송수신을 지원할 수 있으며, 상기 참조 신호가 전송되는 안테나 포트의 수는 상기 다중 레이어의 레이어의 수와 동일할(대응될) 수 있다. 또한, 상기 참조 신호가 수신되는 안테나 포트의 수는 상기 레이어의 수 이상일 수 있다.
예를 들어, 상기 참조 신호는 {(상기 데이터 신호의 변조 차수(modulation order))^(레이어의 수-1)}번 수신될 수 있다. 다시 말해, 상기 참조 신호는 {(상기 데이터 신호의 변조 차수(modulation order))^(레이어의 수-1)}개의 시간 슬롯(인덱스)에서 수신될 수 있다. 일례로, QPSK 방식으로 변조된 신호를 K개의 레이어를 통해 송수신하는 경우, 상기 참조 신호는
Figure PCTKR2019013093-appb-img-000099
번 수신될 수 있다. 예를 들어, 특정 시간 슬롯에서 수신되는 참조 신호 중 적어도 하나는 이전 시간 슬롯에서 수신된 참조 신호와 {
Figure PCTKR2019013093-appb-img-000100
} 의 위상 차이가 있을 수 있다. 예를 들어, 상기 참조 신호가 전송되는 순서는 제2 장치(예: 송신 장치)에 의해 임의로 변경될 수 있다. 즉, 상기 참조 신호의 수신 순서는 데이터 신호를 검출(복조)하는데 영향을 미치지 않을 수 있다.
예를 들어, 상술한 S910 단계의 제1 장치(예: 수신 장치)(도 10 내지 14의 100/200)가 제2 장치(예: 송신 장치)(도 10 내지 14의 100/200)로부터 참조 신호를 수신하는 동작은 이하 설명될 도 10 내지 14의 장치에 의해 구현될 수 있다. 예를 들어, 도 11을 참고하면, 하나 이상의 프로세서 102는 상기 참조 신호를 수신하도록 하나 이상의 트랜시버 106 및/또는 하나 이상의 메모리 104 등을 제어할 수 있으며, 하나 이상의 트랜시버 106은 제2 장치(예: 송신 장치)로부터 상기 참조 신호를 수신할 수 있다.
제1 장치(예: 수신 장치)는 수신된 참조 신호에 기반하여 복조 참조 벡터를 생성할 수 있다(S920). 예를 들어, 데이터 신호의 변조 방식을 고려하여, 수신된 참조 신호를 일정 각도 단위로 회전하여 복조 참조 벡터를 생성할 수 있다. 일례로, BPSK 방식으로 변조되는 신호의 경우, 수신된 참조 신호를
Figure PCTKR2019013093-appb-img-000101
단위로 회전하여 복조 참조 벡터를 생성할 수 있다. 일례로, QPSK 방식으로 변조되는 신호의 경우, 수신된 참조 신호를
Figure PCTKR2019013093-appb-img-000102
단위로 회전하여 복조 참조 벡터를 생성할 수 있다. 예를 들어, 제1 장치(예: 수신 장치)는 (상기 데이터 신호의 변조 차수(modulation order))^(레이어의 수)개의 복조 참조 벡터를 생성할 수 있다.
예를 들어, 상술한 S920 단계의 제1 장치(예: 수신 장치)(도 10 내지 14의 100/200)가 참조 신호에 기반하여 복조 참조 벡터를 생성하는 동작은 이하 설명될 도 10 내지 14의 장치에 의해 구현될 수 있다. 예를 들어, 도 11를 참고하면, 하나 이상의 프로세서 102는 상기 복조 참조 벡터를 생성하도록 하나 이상의 트랜시버 106 및/또는 하나 이상의 메모리 104 등을 제어할 수 있고, 하나 이상의 프로세서 102는 상기 복조 참조 벡터를 생성할 수 있다.
제1 장치(예: 수신 장치)는 제2 장치(예: 송신 장치)로부터 데이터 신호를 수신할 수 있다(S930). 예를 들어, 상기 데이터 신호는 다중 레이어를 통해 수신될 수 있다. 또한, 상기 데이터 신호는 BPSK 또는 QPSK 방식으로 변조될 수 있다. 또한, 제1 장치(예: 수신 장치)는 복수의 수신 경로들을 포함할 수 있으며, 복수의 수신 경로들을 통해 데이터 신호를 수신할 수 있다. 예를 들어, 복수의 수신 경로들의 각 수신 경로는 1-비트 ADC(Analog to Digital Converter)를 포함할 수 있다. 상기 참조 신호 및 상기 데이터 신호는 1-비트 ADC를 통해 양자화 될 수 있다. 일례로, 1-비트 ADC를 통해 베이스밴드(Baseband)로 전달되는 신호의 종류는 수신 경로 당 4개 종류로 한정될 수 있다. 즉, 수신 경로 별로 (1+j), (1-j), (-1+j), (-1-j) 중 하나의 신호가 수신될 수 있다. 또한, 제1 장치(예: 수신 장치)(도 10 내지 도 14의 장치)는 상기 복조 참조 벡터에 기반하여 수신된 데이터 신호에 대한 디코딩을 수행할 수 있다. 제1 장치(예: 수신 장치)는 상기 복조 참조 벡터에 기반하여 수신된 데이터 신호의 LLR을 산출할 수 있다.
예를 들어, 상술한 S930 단계의 제1 장치(예: 수신 장치)(도 10 내지 14의 100/200)가 제2 장치(예: 송신 장치)(도 10 내지 14의 100/200)로부터 데이터 신호를 수신하는 동작은 이하 설명될 도 10 내지 14의 장치에 의해 구현될 수 있다. 예를 들어, 도 11을 참고하면, 하나 이상의 프로세서 102는 상기 데이터 신호를 수신하도록 하나 이상의 트랜시버 106 및/또는 하나 이상의 메모리 104 등을 제어할 수 있으며, 하나 이상의 트랜시버 106은 제2 장치(예: 송신 장치)로부터 상기 데이터 신호를 수신할 수 있다.
앞서 언급한 바와 같이, 상술한 제1 장치(예: 수신 장치)/제2 장치(예: 송신 장치) 시그널링 및 동작(예: 예 1 / 예 2/ 예 3 / 도 8 / 도 9 등)은 이하 설명될 장치(예: 도 10 내지 14)에 의해 구현 될 수 있다. 예를 들어, 제1 장치(예: 수신 장치)는 제1 무선장치, 제2 장치(예: 송신 장치)는 제 2 무선장치 해당할 수 있고, 경우에 따라 그 반대의 경우도 고려될 수 있다.
예를 들어, 상술한 제1 장치(예: 수신 장치)/제2 장치(예: 송신 장치)의 시그널링 및 동작(예: 예 1 / 예 2/ 예 3 / 도 8 / 도 9 등)은 도 10 내지 도 14의 하나 이상의 프로세서(예: 102, 202) 에 의해 처리될 수 있으며, 상술한 제1 장치(예: 수신 장치)/제2 장치(예: 송신 장치)의 시그널링 및 동작(예: 예 1 / 예 2/ 예 3 / 도 8 / 도 9 등)은 도 10 내지 도 14의 적어도 하나의 프로세서(예: 102, 202)를 구동하기 위한 명령어/프로그램(예: instruction, executable code)형태로 메모리(예: 도 11의 하나 이상의 메모리(104, 204))에 저장될 수도 있다.
본 발명이 적용되는 통신 시스템 예
이로 제한되는 것은 아니지만, 본 문서에 개시된 본 발명의 다양한 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들은 기기들간에 무선 통신/연결(예, 5G)을 필요로 하는 다양한 분야에 적용될 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 보다 구체적으로 예시한다. 이하의 도면/설명에서 동일한 도면 부호는 다르게 기술하지 않는 한, 동일하거나 대응되는 하드웨어 블블록, 소프트웨어 블록 또는 기능 블록을 예시할 수 있다.
도 10은 본 발명에 적용되는 통신 시스템(1)을 예시한다.
도 10을 참조하면, 본 발명에 적용되는 통신 시스템(1)은 무선 기기, 기지국 및 네트워크를 포함한다. 여기서, 무선 기기는 무선 접속 기술(예, 5G NR(New RAT), LTE(Long Term Evolution))을 이용하여 통신을 수행하는 기기를 의미하며, 통신/무선/5G 기기로 지칭될 수 있다. 이로 제한되는 것은 아니지만, 무선 기기는 로봇(100a), 차량(100b-1, 100b-2), XR(eXtended Reality) 기기(100c), 휴대 기기(Hand-held device)(100d), 가전(100e), IoT(Internet of Thing) 기기(100f), AI기기/서버(400)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 차량은 무선 통신 기능이 구비된 차량, 자율 주행 차량, 차량간 통신을 수행할 수 있는 차량 등을 포함할 수 있다. 여기서, 차량은 UAV(Unmanned Aerial Vehicle)(예, 드론)를 포함할 수 있다. XR 기기는 AR(Augmented Reality)/VR(Virtual Reality)/MR(Mixed Reality) 기기를 포함하며, HMD(Head-Mounted Device), 차량에 구비된 HUD(Head-Up Display), 텔레비전, 스마트폰, 컴퓨터, 웨어러블 디바이스, 가전 기기, 디지털 사이니지(signage), 차량, 로봇 등의 형태로 구현될 수 있다. 휴대 기기는 스마트폰, 스마트패드, 웨어러블 기기(예, 스마트워치, 스마트글래스), 컴퓨터(예, 노트북 등) 등을 포함할 수 있다. 가전은 TV, 냉장고, 세탁기 등을 포함할 수 있다. IoT 기기는 센서, 스마트미터 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 기지국, 네트워크는 무선 기기로도 구현될 수 있으며, 특정 무선 기기(200a)는 다른 무선 기기에게 기지국/네트워크 노드로 동작할 수도 있다.
무선 기기(100a~100f)는 기지국(200)을 통해 네트워크(300)와 연결될 수 있다. 무선 기기(100a~100f)에는 AI(Artificial Intelligence) 기술이 적용될 수 있으며, 무선 기기(100a~100f)는 네트워크(300)를 통해 AI 서버(400)와 연결될 수 있다. 네트워크(300)는 3G 네트워크, 4G(예, LTE) 네트워크 또는 5G(예, NR) 네트워크 등을 이용하여 구성될 수 있다. 무선 기기(100a~100f)는 기지국(200)/네트워크(300)를 통해 서로 통신할 수도 있지만, 기지국/네트워크를 통하지 않고 직접 통신(예: 사이드링크 통신(sidelink communication))할 수도 있다. 예를 들어, 차량들(100b-1, 100b-2)은 직접 통신(예: V2V(Vehicle to Vehicle)/V2X(Vehicle to everything) communication)을 할 수 있다. 또한, IoT 기기(예, 센서)는 다른 IoT 기기(예, 센서) 또는 다른 무선 기기(100a~100f)와 직접 통신을 할 수 있다.
무선 기기(100a~100f)/기지국(200), 기지국(200)/기지국(200) 간에는 무선 통신/연결(150a, 150b, 150c)이 이뤄질 수 있다. 여기서, 무선 통신/연결은 상향/하향링크 통신(150a)과 사이드링크 통신(150b)(또는, D2D 통신), 기지국간 통신(150c)(예: relay, IAB(Integrated Access Backhaul)과 같은 다양한 무선 접속 기술(예, 5G NR)을 통해 이뤄질 수 있다. 무선 통신/연결(150a, 150b, 150c)을 통해 무선 기기와 기지국/무선 기기, 기지국과 기지국은 서로 무선 신호를 송신/수신할 수 있다. 예를 들어, 무선 통신/연결(150a, 150b, 150c)은 다양한 물리 채널을 통해 신호를 송신/수신할 수 있다. 이를 위해, 본 발명의 다양한 제안들에 기반하여, 무선 신호의 송신/수신을 위한 다양한 구성정보 설정 과정, 다양한 신호 처리 과정(예, 채널 인코딩/디코딩, 변조/복조, 자원 매핑/디매핑 등), 자원 할당 과정 등 중 적어도 일부가 수행될 수 있다.
본 발명이 적용되는 무선 기기 예
도 11은 본 발명에 적용될 수 있는 무선 기기를 예시한다.
도 11을 참조하면, 제1 무선 기기(100)와 제2 무선 기기(200)는 다양한 무선 접속 기술(예, LTE, NR)을 통해 무선 신호를 송수신할 수 있다. 여기서, {제1 무선 기기(100), 제2 무선 기기(200)}은 도 10의 {무선 기기(100x), 기지국(200)} 및/또는 {무선 기기(100x), 무선 기기(100x)}에 대응할 수 있다.
제1 무선 기기(100)는 하나 이상의 프로세서(102) 및 하나 이상의 메모리(104)를 포함하며, 추가적으로 하나 이상의 송수신기(106) 및/또는 하나 이상의 안테나(108)을 더 포함할 수 있다. 프로세서(102)는 메모리(104) 및/또는 송수신기(106)를 제어하며, 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들을 구현하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 프로세서(102)는 메모리(104) 내의 정보를 처리하여 제1 정보/신호를 생성한 뒤, 송수신기(106)을 통해 제1 정보/신호를 포함하는 무선 신호를 전송할 수 있다. 또한, 프로세서(102)는 송수신기(106)를 통해 제2 정보/신호를 포함하는 무선 신호를 수신한 뒤, 제2 정보/신호의 신호 처리로부터 얻은 정보를 메모리(104)에 저장할 수 있다. 메모리(104)는 프로세서(102)와 연결될 수 있고, 프로세서(102)의 동작과 관련한 다양한 정보를 저장할 수 있다. 예를 들어, 메모리(104)는 프로세서(102)에 의해 제어되는 프로세스들 중 일부 또는 전부를 수행하거나, 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들을 수행하기 위한 명령들을 포함하는 소프트웨어 코드를 저장할 수 있다. 여기서, 프로세서(102)와 메모리(104)는 무선 통신 기술(예, LTE, NR)을 구현하도록 설계된 통신 모뎀/회로/칩의 일부일 수 있다. 송수신기(106)는 프로세서(102)와 연결될 수 있고, 하나 이상의 안테나(108)를 통해 무선 신호를 송신 및/또는 수신할 수 있다. 송수신기(106)는 송신기 및/또는 수신기를 포함할 수 있다. 송수신기(106)는 RF(Radio Frequency) 유닛과 혼용될 수 있다. 본 발명에서 무선 기기는 통신 모뎀/회로/칩을 의미할 수도 있다.
제2 무선 기기(200)는 하나 이상의 프로세서(202), 하나 이상의 메모리(204)를 포함하며, 추가적으로 하나 이상의 송수신기(206) 및/또는 하나 이상의 안테나(208)를 더 포함할 수 있다. 프로세서(202)는 메모리(204) 및/또는 송수신기(206)를 제어하며, 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들을 구현하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 프로세서(202)는 메모리(204) 내의 정보를 처리하여 제3 정보/신호를 생성한 뒤, 송수신기(206)를 통해 제3 정보/신호를 포함하는 무선 신호를 전송할 수 있다. 또한, 프로세서(202)는 송수신기(206)를 통해 제4 정보/신호를 포함하는 무선 신호를 수신한 뒤, 제4 정보/신호의 신호 처리로부터 얻은 정보를 메모리(204)에 저장할 수 있다. 메모리(204)는 프로세서(202)와 연결될 수 있고, 프로세서(202)의 동작과 관련한 다양한 정보를 저장할 수 있다. 예를 들어, 메모리(204)는 프로세서(202)에 의해 제어되는 프로세스들 중 일부 또는 전부를 수행하거나, 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들을 수행하기 위한 명령들을 포함하는 소프트웨어 코드를 저장할 수 있다. 여기서, 프로세서(202)와 메모리(204)는 무선 통신 기술(예, LTE, NR)을 구현하도록 설계된 통신 모뎀/회로/칩의 일부일 수 있다. 송수신기(206)는 프로세서(202)와 연결될 수 있고, 하나 이상의 안테나(208)를 통해 무선 신호를 송신 및/또는 수신할 수 있다. 송수신기(206)는 송신기 및/또는 수신기를 포함할 수 있다 송수신기(206)는 RF 유닛과 혼용될 수 있다. 본 발명에서 무선 기기는 통신 모뎀/회로/칩을 의미할 수도 있다.
이하, 무선 기기(100, 200)의 하드웨어 요소에 대해 보다 구체적으로 설명한다. 이로 제한되는 것은 아니지만, 하나 이상의 프로토콜 계층이 하나 이상의 프로세서(102, 202)에 의해 구현될 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 프로세서(102, 202)는 하나 이상의 계층(예, PHY, MAC, RLC, PDCP, RRC, SDAP와 같은 기능적 계층)을 구현할 수 있다. 하나 이상의 프로세서(102, 202)는 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들에 따라 하나 이상의 PDU(Protocol Data Unit) 및/또는 하나 이상의 SDU(Service Data Unit)를 생성할 수 있다. 하나 이상의 프로세서(102, 202)는 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들에 따라 메시지, 제어정보, 데이터 또는 정보를 생성할 수 있다. 하나 이상의 프로세서(102, 202)는 본 문서에 개시된 기능, 절차, 제안 및/또는 방법에 따라 PDU, SDU, 메시지, 제어정보, 데이터 또는 정보를 포함하는 신호(예, 베이스밴드 신호)를 생성하여, 하나 이상의 송수신기(106, 206)에게 제공할 수 있다. 하나 이상의 프로세서(102, 202)는 하나 이상의 송수신기(106, 206)로부터 신호(예, 베이스밴드 신호)를 수신할 수 있고, 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들에 따라 PDU, SDU, 메시지, 제어정보, 데이터 또는 정보를 획득할 수 있다.
하나 이상의 프로세서(102, 202)는 컨트롤러, 마이크로 컨트롤러, 마이크로 프로세서 또는 마이크로 컴퓨터로 지칭될 수 있다. 하나 이상의 프로세서(102, 202)는 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어, 또는 이들의 조합에 의해 구현될 수 있다. 일 예로, 하나 이상의 ASIC(Application Specific Integrated Circuit), 하나 이상의 DSP(Digital Signal Processor), 하나 이상의 DSPD(Digital Signal Processing Device), 하나 이상의 PLD(Programmable Logic Device) 또는 하나 이상의 FPGA(Field Programmable Gate Arrays)가 하나 이상의 프로세서(102, 202)에 포함될 수 있다. 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들은 펌웨어 또는 소프트웨어를 사용하여 구현될 수 있고, 펌웨어 또는 소프트웨어는 모듈, 절차, 기능 등을 포함하도록 구현될 수 있다. 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들은 수행하도록 설정된 펌웨어 또는 소프트웨어는 하나 이상의 프로세서(102, 202)에 포함되거나, 하나 이상의 메모리(104, 204)에 저장되어 하나 이상의 프로세서(102, 202)에 의해 구동될 수 있다. 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들은 코드, 명령어 및/또는 명령어의 집합 형태로 펌웨어 또는 소프트웨어를 사용하여 구현될 수 있다.
하나 이상의 메모리(104, 204)는 하나 이상의 프로세서(102, 202)와 연결될 수 있고, 다양한 형태의 데이터, 신호, 메시지, 정보, 프로그램, 코드, 지시 및/또는 명령을 저장할 수 있다. 하나 이상의 메모리(104, 204)는 ROM, RAM, EPROM, 플래시 메모리, 하드 드라이브, 레지스터, 캐쉬 메모리, 컴퓨터 판독 저장 매체 및/또는 이들의 조합으로 구성될 수 있다. 하나 이상의 메모리(104, 204)는 하나 이상의 프로세서(102, 202)의 내부 및/또는 외부에 위치할 수 있다. 또한, 하나 이상의 메모리(104, 204)는 유선 또는 무선 연결과 같은 다양한 기술을 통해 하나 이상의 프로세서(102, 202)와 연결될 수 있다.
하나 이상의 송수신기(106, 206)는 하나 이상의 다른 장치에게 본 문서의 방법들 및/또는 동작 순서도 등에서 언급되는 사용자 데이터, 제어 정보, 무선 신호/채널 등을 전송할 수 있다. 하나 이상의 송수신기(106, 206)는 하나 이상의 다른 장치로부터 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도 등에서 언급되는 사용자 데이터, 제어 정보, 무선 신호/채널 등을 수신할 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 송수신기(106, 206)는 하나 이상의 프로세서(102, 202)와 연결될 수 있고, 무선 신호를 송수신할 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 프로세서(102, 202)는 하나 이상의 송수신기(106, 206)가 하나 이상의 다른 장치에게 사용자 데이터, 제어 정보 또는 무선 신호를 전송하도록 제어할 수 있다. 또한, 하나 이상의 프로세서(102, 202)는 하나 이상의 송수신기(106, 206)가 하나 이상의 다른 장치로부터 사용자 데이터, 제어 정보 또는 무선 신호를 수신하도록 제어할 수 있다. 또한, 하나 이상의 송수신기(106, 206)는 하나 이상의 안테나(108, 208)와 연결될 수 있고, 하나 이상의 송수신기(106, 206)는 하나 이상의 안테나(108, 208)를 통해 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도 등에서 언급되는 사용자 데이터, 제어 정보, 무선 신호/채널 등을 송수신하도록 설정될 수 있다. 본 문서에서, 하나 이상의 안테나는 복수의 물리 안테나이거나, 복수의 논리 안테나(예, 안테나 포트)일 수 있다. 하나 이상의 송수신기(106, 206)는 수신된 사용자 데이터, 제어 정보, 무선 신호/채널 등을 하나 이상의 프로세서(102, 202)를 이용하여 처리하기 위해, 수신된 무선 신호/채널 등을 RF 밴드 신호에서 베이스밴드 신호로 변환(Convert)할 수 있다. 하나 이상의 송수신기(106, 206)는 하나 이상의 프로세서(102, 202)를 이용하여 처리된 사용자 데이터, 제어 정보, 무선 신호/채널 등을 베이스밴드 신호에서 RF 밴드 신호로 변환할 수 있다. 이를 위하여, 하나 이상의 송수신기(106, 206)는 (아날로그) 오실레이터 및/또는 필터를 포함할 수 있다.
본 발명이 적용되는 신호 처리 회로 예
도 12는 전송 신호를 위한 신호 처리 회로를 예시한다.
도 12를 참조하면, 신호 처리 회로(1000)는 스크램블러(1010), 변조기(1020), 레이어 매퍼(1030), 프리코더(1040), 자원 매퍼(1050), 신호 생성기(1060)를 포함할 수 있다. 이로 제한되는 것은 아니지만, 도 12의 동작/기능은 도 11의 프로세서(102, 202) 및/또는 송수신기(106, 206)에서 수행될 수 있다. 도 12의 하드웨어 요소는 도 11의 프로세서(102, 202) 및/또는 송수신기(106, 206)에서 구현될 수 있다. 예를 들어, 블록 1010~1060은 도 11의 프로세서(102, 202)에서 구현될 수 있다. 또한, 블록 1010~1050은 도 11의 프로세서(102, 202)에서 구현되고, 블록 1060은 도 11의 송수신기(106, 206)에서 구현될 수 있다.
코드워드는 도 12의 신호 처리 회로(1000)를 거쳐 무선 신호로 변환될 수 있다. 여기서, 코드워드는 정보블록의 부호화된 비트 시퀀스이다. 정보블록은 전송블록(예, UL-SCH 전송블록, DL-SCH 전송블록)을 포함할 수 있다. 무선 신호는 다양한 물리 채널(예, PUSCH, PDSCH)을 통해 전송될 수 있다.
구체적으로, 코드워드는 스크램블러(1010)에 의해 스크램블된 비트 시퀀스로 변환될 수 있다. 스크램블에 사용되는 스크램블 시퀀스는 초기화 값에 기반하여 생성되며, 초기화 값은 무선 기기의 ID 정보 등이 포함될 수 있다. 스크램블된 비트 시퀀스는 변조기(1020)에 의해 변조 심볼 시퀀스로 변조될 수 있다. 변조 방식은 pi/2-BPSK(pi/2-Binary Phase Shift Keying), m-PSK(m-Phase Shift Keying), m-QAM(m-Quadrature Amplitude Modulation) 등을 포함할 수 있다. 복소 변조 심볼 시퀀스는 레이어 매퍼(1030)에 의해 하나 이상의 전송 레이어로 매핑될 수 있다. 각 전송 레이어의 변조 심볼들은 프리코더(1040)에 의해 해당 안테나 포트(들)로 매핑될 수 있다(프리코딩). 프리코더(1040)의 출력 z는 레이어 매퍼(1030)의 출력 y를 N*M의 프리코딩 행렬 W와 곱해 얻을 수 있다. 여기서, N은 안테나 포트의 개수, M은 전송 레이어의 개수이다. 여기서, 프리코더(1040)는 복소 변조 심볼들에 대한 트랜스폼(transform) 프리코딩(예, DFT 변환)을 수행한 이후에 프리코딩을 수행할 수 있다. 또한, 프리코더(1040)는 트랜스폼 프리코딩을 수행하지 않고 프리코딩을 수행할 수 있다.
자원 매퍼(1050)는 각 안테나 포트의 변조 심볼들을 시간-주파수 자원에 매핑할 수 있다. 시간-주파수 자원은 시간 도메인에서 복수의 심볼(예, CP-OFDMA 심볼, DFT-s-OFDMA 심볼)을 포함하고, 주파수 도메인에서 복수의 부반송파를 포함할 수 있다. 신호 생성기(1060)는 매핑된 변조 심볼들로부터 무선 신호를 생성하며, 생성된 무선 신호는 각 안테나를 통해 다른 기기로 전송될 수 있다. 이를 위해, 신호 생성기(1060)는 IFFT(Inverse Fast Fourier Transform) 모듈 및 CP(Cyclic Prefix) 삽입기, DAC(Digital-to-Analog Converter), 주파수 상향 변환기(frequency uplink converter) 등을 포함할 수 있다.
무선 기기에서 수신 신호를 위한 신호 처리 과정은 도 12의 신호 처리 과정(1010~1060)의 역으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 무선 기기(예, 도 11의 100, 200)는 안테나 포트/송수신기를 통해 외부로부터 무선 신호를 수신할 수 있다. 수신된 무선 신호는 신호 복원기를 통해 베이스밴드 신호로 변환될 수 있다. 이를 위해, 신호 복원기는 주파수 하향 변환기(frequency downlink converter), ADC(analog-to-digital converter), CP 제거기, FFT(Fast Fourier Transform) 모듈을 포함할 수 있다. 이후, 베이스밴드 신호는 자원 디-매퍼 과정, 포스트코딩(postcoding) 과정, 복조 과정 및 디-스크램블 과정을 거쳐 코드워드로 복원될 수 있다. 코드워드는 복호(decoding)를 거쳐 원래의 정보블록으로 복원될 수 있다. 따라서, 수신 신호를 위한 신호 처리 회로(미도시)는 신호 복원기, 자원 디-매퍼, 포스트코더, 복조기, 디-스크램블러 및 복호기를 포함할 수 있다.
본 발명이 적용되는 무선 기기 활용 예
도 13은 본 발명에 적용되는 무선 기기의 다른 예를 나타낸다. 무선 기기는 사용-예/서비스에 따라 다양한 형태로 구현될 수 있다(도 10 참조).
도 13을 참조하면, 무선 기기(100, 200)는 도 11의 무선 기기(100,200)에 대응하며, 다양한 요소(element), 성분(component), 유닛/부(unit), 및/또는 모듈(module)로 구성될 수 있다. 예를 들어, 무선 기기(100, 200)는 통신부(110), 제어부(120), 메모리부(130) 및 추가 요소(140)를 포함할 수 있다. 통신부는 통신 회로(112) 및 송수신기(들)(114)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 통신 회로(112)는 도 11의 하나 이상의 프로세서(102,202) 및/또는 하나 이상의 메모리(104,204) 를 포함할 수 있다. 예를 들어, 송수신기(들)(114)는 도 11의 하나 이상의 송수신기(106,206) 및/또는 하나 이상의 안테나(108,208)을 포함할 수 있다. 제어부(120)는 통신부(110), 메모리부(130) 및 추가 요소(140)와 전기적으로 연결되며 무선 기기의 제반 동작을 제어한다. 예를 들어, 제어부(120)는 메모리부(130)에 저장된 프로그램/코드/명령/정보에 기반하여 무선 기기의 전기적/기계적 동작을 제어할 수 있다. 또한, 제어부(120)는 메모리부(130)에 저장된 정보를 통신부(110)을 통해 외부(예, 다른 통신 기기)로 무선/유선 인터페이스를 통해 전송하거나, 통신부(110)를 통해 외부(예, 다른 통신 기기)로부터 무선/유선 인터페이스를 통해 수신된 정보를 메모리부(130)에 저장할 수 있다.
추가 요소(140)는 무선 기기의 종류에 따라 다양하게 구성될 수 있다. 예를 들어, 추가 요소(140)는 파워 유닛/배터리, 입출력부(I/O unit), 구동부 및 컴퓨팅부 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이로 제한되는 것은 아니지만, 무선 기기는 로봇(도 W1, 100a), 차량(도 W1, 100b-1, 100b-2), XR 기기(도 W1, 100c), 휴대 기기(도 W1, 100d), 가전(도 W1, 100e), IoT 기기(도 W1, 100f), 디지털 방송용 단말, 홀로그램 장치, 공공 안전 장치, MTC 장치, 의료 장치, 핀테크 장치(또는 금융 장치), 보안 장치, 기후/환경 장치, AI 서버/기기(도 W1, 400), 기지국(도 W1, 200), 네트워크 노드 등의 형태로 구현될 수 있다. 무선 기기는 사용-예/서비스에 따라 이동 가능하거나 고정된 장소에서 사용될 수 있다.
도 13에서 무선 기기(100, 200) 내의 다양한 요소, 성분, 유닛/부, 및/또는 모듈은 전체가 유선 인터페이스를 통해 상호 연결되거나, 적어도 일부가 통신부(110)를 통해 무선으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 무선 기기(100, 200) 내에서 제어부(120)와 통신부(110)는 유선으로 연결되며, 제어부(120)와 제1 유닛(예, 130, 140)은 통신부(110)를 통해 무선으로 연결될 수 있다. 또한, 무선 기기(100, 200) 내의 각 요소, 성분, 유닛/부, 및/또는 모듈은 하나 이상의 요소를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 제어부(120)는 하나 이상의 프로세서 집합으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 제어부(120)는 통신 제어 프로세서, 어플리케이션 프로세서(Application processor), ECU(Electronic Control Unit), 그래픽 처리 프로세서, 메모리 제어 프로세서 등의 집합으로 구성될 수 있다. 다른 예로, 메모리부(130)는 RAM(Random Access Memory), DRAM(Dynamic RAM), ROM(Read Only Memory), 플래시 메모리(flash memory), 휘발성 메모리(volatile memory), 비-휘발성 메모리(non-volatile memory) 및/또는 이들의 조합으로 구성될 수 있다.
본 발명이 적용되는 휴대기기 예
도 14는 본 발명에 적용되는 휴대 기기를 예시한다. 휴대 기기는 스마트폰, 스마트패드, 웨어러블 기기(예, 스마트워치, 스마트글래스), 휴대용 컴퓨터(예, 노트북 등)을 포함할 수 있다. 휴대 기기는 MS(Mobile Station), UT(user terminal), MSS(Mobile Subscriber Station), SS(Subscriber Station), AMS(Advanced Mobile Station) 또는 WT(Wireless terminal)로 지칭될 수 있다.
도 14를 참조하면, 휴대 기기(100)는 안테나부(108), 통신부(110), 제어부(120), 메모리부(130), 전원공급부(140a), 인터페이스부(140b) 및 입출력부(140c)를 포함할 수 있다. 안테나부(108)는 통신부(110)의 일부로 구성될 수 있다. 블록 110~130/140a~140c는 각각 도 13의 블록 110~130/140에 대응한다.
통신부(110)는 다른 무선 기기, 기지국들과 신호(예, 데이터, 제어 신호 등)를 송수신할 수 있다. 제어부(120)는 휴대 기기(100)의 구성 요소들을 제어하여 다양한 동작을 수행할 수 있다. 제어부(120)는 AP(Application Processor)를 포함할 수 있다. 메모리부(130)는 휴대 기기(100)의 구동에 필요한 데이터/파라미터/프로그램/코드/명령을 저장할 수 있다. 또한, 메모리부(130)는 입/출력되는 데이터/정보 등을 저장할 수 있다. 전원공급부(140a)는 휴대 기기(100)에게 전원을 공급하며, 유/무선 충전 회로, 배터리 등을 포함할 수 있다. 인터페이스부(140b)는 휴대 기기(100)와 다른 외부 기기의 연결을 지원할 수 있다. 인터페이스부(140b)는 외부 기기와의 연결을 위한 다양한 포트(예, 오디오 입/출력 포트, 비디오 입/출력 포트)를 포함할 수 있다. 입출력부(140c)는 영상 정보/신호, 오디오 정보/신호, 데이터, 및/또는 사용자로부터 입력되는 정보를 입력 받거나 출력할 수 있다. 입출력부(140c)는 카메라, 마이크로폰, 사용자 입력부, 디스플레이부(140d), 스피커 및/또는 햅틱 모듈 등을 포함할 수 있다.
일 예로, 데이터 통신의 경우, 입출력부(140c)는 사용자로부터 입력된 정보/신호(예, 터치, 문자, 음성, 이미지, 비디오)를 획득하며, 획득된 정보/신호는 메모리부(130)에 저장될 수 있다. 통신부(110)는 메모리에 저장된 정보/신호를 무선 신호로 변환하고, 변환된 무선 신호를 다른 무선 기기에게 직접 전송하거나 기지국에게 전송할 수 있다. 또한, 통신부(110)는 다른 무선 기기 또는 기지국으로부터 무선 신호를 수신한 뒤, 수신된 무선 신호를 원래의 정보/신호로 복원할 수 있다. 복원된 정보/신호는 메모리부(130)에 저장된 뒤, 입출력부(140c)를 통해 다양한 형태(예, 문자, 음성, 이미지, 비디오, 헵틱)로 출력될 수 있다.
이상에서 설명된 실시 예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들이 소정 형태로 결합된 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려되어야 한다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시 예를 구성하는 것도 가능하다. 본 발명의 실시 예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시 예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다. 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시 예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함시킬 수 있음은 자명하다.
본 발명에 따른 실시 예는 다양한 수단, 예를 들어, 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시 예는 하나 또는 그 이상의 ASICs(application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 프로세서, 콘트롤러, 마이크로 콘트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.
펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시 예는 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차, 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리는 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.
본 발명은 본 발명의 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 통상의 기술자에게 자명하다. 따라서, 상술한 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
본 발명의 무선 통신 시스템에서 신호를 송수신하는 방안은 3GPP LTE/LTE-A 시스템, 5G 시스템(New RAT 시스템)에 적용되는 예를 중심으로 설명하였으나, 이외에도 다양한 무선 통신 시스템에 적용하는 것이 가능하다.

Claims (15)

  1. 무선 통신 시스템에서, 제1 장치가 신호를 송수신 하는 방법에 있어서,
    제2 장치로부터, 참조 신호(reference signal, RS)를 수신하는 단계;
    상기 참조 신호에 기반하여 복조 참조 벡터를 생성하는 단계; 및
    상기 제2 장치로부터, 상기 복조 참조 벡터에 기반하여 데이터 신호를 수신하는 단계;를 포함하되,
    상기 참조 신호는 상기 데이터 신호의 변조(modulation) 방식에 따라 다르게 생성되는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 장치 및 상기 제2 장치는 다중 레이어(multi-layer) 기반의 송수신을 지원하며, 상기 참조 신호는 상기 다중 레이어의 레이어의 수를 고려하여 생성되는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 참조 신호는 {(상기 데이터 신호의 변조 차수(modulation order))^(레이어의 수-1)}개의 시간 슬롯(time slot)에서 수신되는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 3항에 있어서,
    특정 시간 슬롯에서 수신되는 참조 신호 중 적어도 하나는 이전 시간 슬롯에서 수신된 참조 신호와 {
    Figure PCTKR2019013093-appb-img-000103
    } 의 위상 차이가 있는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 데이터 신호의 변조 방식은 BPSK(Binary Phase Shift Keying) 또는 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)에 해당하는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 데이터 신호의 변조 방식이 BPSK에 해당하는 경우, 상기 참조 신호를 파이(
    Figure PCTKR2019013093-appb-img-000104
    ) 단위로 회전하여 상기 복조 참조 벡터를 생성하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 데이터 신호의 변조 방식이 QPSK에 해당하는 경우, 상기 참조 신호를
    Figure PCTKR2019013093-appb-img-000105
    단위로 회전하여 상기 복조 참조 벡터를 생성하는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 데이터 신호를 수신하는 단계는 상기 복조 참조 벡터에 기반하여 상기 데이터 신호의 LLR(Log Likelihood Ratio)을 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 장치의 각 수신 경로는 1-비트 ADC(analog to Digital converter)를 포함하며, 상기 참조 신호 및 상기 데이터 신호는 상기 1-비트 ADC를 통해 양자화 되는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 무선 통신 시스템에서, 제1 장치가 신호를 송수신 하는 방법에 있어서,
    제2 장치로, 참조 신호(reference signal, RS)를 전송하는 단계; 및
    상기 제2 장치로, 데이터 신호를 전송하는 단계;를 포함하되,
    상기 참조 신호는 상기 데이터 신호의 변조(modulation) 방식에 따라 다르게 생성되는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 제1 장치 및 상기 제2 장치는 다중 레이어(multi-layer) 기반의 송수신을 지원하며,
    상기 참조 신호는 상기 다중 레이어의 레이어의 수를 고려하여 생성되는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 참조 신호는 {(상기 데이터 신호의 변조 차수(modulation order))^(레이어의 수-1)}개의 시간 슬롯(time slot)에서 전송되는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제 12항에 있어서,
    특정 시간 슬롯에서 전송되는 참조 신호 중 적어도 하나는 이전 시간 슬롯에서 전송된 참조 신호와 {
    Figure PCTKR2019013093-appb-img-000106
    } 의 위상 차이가 있는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제 12항에 있어서,
    상기 참조 신호의 전송 순서는 상기 데이터 신호의 복조와는 무관한 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 무선 통신 시스템에서, 신호를 송수신 하는 장치에 있어서, 상기 장치는
    무선 신호를 송수신하기 위한 송수신부, 및
    상기 송수신부와 기능적으로 연결되어 있는 프로세서를 포함하고,
    상기 프로세서는
    상기 송수신부를 제어하여 참조 신호(reference signal, RS)를 수신하고,
    상기 참조 신호에 기반하여 복조 참조 벡터를 생성하며,
    상기 복조 참조 벡터에 기반하여 데이터 신호를 수신하되,
    상기 참조 신호는 상기 데이터 신호의 변조(modulation) 방식에 따라 다르게 생성되는 것을 특징으로 하는 장치.
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