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WO2017164700A2 - 동기 신호 전송 방법 및 기지국과, 동기 신호 수신 방법 및 사용자기기 - Google Patents

동기 신호 전송 방법 및 기지국과, 동기 신호 수신 방법 및 사용자기기 Download PDF

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Publication number
WO2017164700A2
WO2017164700A2 PCT/KR2017/003215 KR2017003215W WO2017164700A2 WO 2017164700 A2 WO2017164700 A2 WO 2017164700A2 KR 2017003215 W KR2017003215 W KR 2017003215W WO 2017164700 A2 WO2017164700 A2 WO 2017164700A2
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
subframe
time symbol
transmitted
synchronization
synchronization signals
Prior art date
Application number
PCT/KR2017/003215
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
WO2017164700A3 (ko
Inventor
김은선
김기준
양석철
안준기
김선욱
Original Assignee
엘지전자 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지전자 주식회사 filed Critical 엘지전자 주식회사
Priority to US16/088,049 priority Critical patent/US11026193B2/en
Publication of WO2017164700A2 publication Critical patent/WO2017164700A2/ko
Publication of WO2017164700A3 publication Critical patent/WO2017164700A3/ko

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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W56/00—Synchronisation arrangements
    • H04W56/001—Synchronization between nodes
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04J—MULTIPLEX COMMUNICATION
    • H04J11/00—Orthogonal multiplex systems, e.g. using WALSH codes
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W16/00—Network planning, e.g. coverage or traffic planning tools; Network deployment, e.g. resource partitioning or cells structures
    • H04W16/24—Cell structures
    • H04W16/28—Cell structures using beam steering
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W72/00—Local resource management
    • H04W72/04—Wireless resource allocation
    • H04W72/044—Wireless resource allocation based on the type of the allocated resource
    • H04W72/0446—Resources in time domain, e.g. slots or frames
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W72/00—Local resource management
    • H04W72/04—Wireless resource allocation
    • H04W72/044—Wireless resource allocation based on the type of the allocated resource
    • H04W72/046—Wireless resource allocation based on the type of the allocated resource the resource being in the space domain, e.g. beams

Definitions

  • the present invention relates to a wireless communication system.
  • the present invention relates to a method and apparatus for transmitting / receiving a synchronization signal.
  • M2M smartphone-to-machine communication
  • smart phones and tablet PCs which require high data transmission rates
  • M2M smartphone-to-machine communication
  • carrier aggregation technology, cognitive radio technology, etc. to efficiently use more frequency bands, and the like, increase the data capacity transmitted within a limited frequency.
  • Multi-antenna technology, multi-base station cooperation technology, and the like are developing.
  • a typical wireless communication system performs data transmission / reception over one downlink (DL) band and one uplink (UL) band corresponding thereto (frequency division duplex (FDD) mode). Or a predetermined radio frame divided into an uplink time unit and a downlink time unit in a time domain, and perform data transmission / reception through uplink / downlink time units (time division duplex). (for time division duplex, TDD) mode).
  • a base station (BS) and a user equipment (UE) transmit and receive data and / or control information scheduled in a predetermined time unit, for example, a subframe (SF). Data is transmitted and received through the data area set in the uplink / downlink subframe, and control information is transmitted and received through the control area set in the uplink / downlink subframe.
  • the carrier aggregation technique can collect a plurality of uplink / downlink frequency blocks to use a wider frequency band and use a larger uplink / downlink bandwidth, so that a greater amount of signals can be processed simultaneously than when a single carrier is used. .
  • a node is a fixed point capable of transmitting / receiving a radio signal with a UE having one or more antennas.
  • a communication system having a high density of nodes can provide higher performance communication services to the UE by cooperation between nodes.
  • mMTC massive machine type communication
  • a method for transmitting a synchronization signal by a base station comprises: transmitting N synchronization signals in a first subframe, where N is an integer greater than one; And turning off M of the N synchronization signals (wherein, an integer of M ⁇ N) and transmitting the remaining N-M synchronization signals in a second subframe.
  • Each of the first subframe and the second subframe may include a plurality of time symbol sets each including one or more time symbols in the time domain.
  • the N synchronization signals may be transmitted respectively in N time symbol sets of the plurality of time symbol sets of the first subframe.
  • the N-M synchronization signals may be transmitted respectively in N-M time symbol sets of the plurality of time symbol sets of the second subframe.
  • a base station for transmitting a synchronization signal.
  • the base station includes a radio frequency (RF) unit and a processor configured to control the RF unit.
  • the processor further comprises: controlling the RF unit to transmit N synchronization signals in a first subframe, where N is an integer greater than 1; And controlling the RF unit to turn off M of the N synchronization signals (wherein, an integer of M ⁇ N) and transmit the remaining N-M synchronization signals in a second subframe.
  • Each of the first subframe and the second subframe may include a plurality of time symbol sets each including one or more time symbols in the time domain.
  • the N synchronization signals may be transmitted respectively in N time symbol sets of the plurality of time symbol sets of the first subframe.
  • the N-M synchronization signals may be transmitted respectively in N-M time symbol sets of the plurality of time symbol sets of the second subframe.
  • a method for receiving a synchronization signal by a user equipment includes: receiving a first one of N synchronization signals, wherein N is an integer greater than one, in a time symbol set of a first index of a plurality of time symbol sets in a first subframe; And receiving information indicating a change in a time symbol set of the first synchronization signal; And receiving the first synchronization signal in a time symbol set of a second index different from the first index among the plurality of time symbol sets in a second subframe.
  • a user equipment for receiving a synchronization signal includes a radio frequency (RF) unit and a processor configured to control the RF unit.
  • the processor is configured to: receive the first one of N synchronization signals, wherein N is an integer greater than one, in a time symbol set of a first index of a plurality of time symbol sets in a first subframe. Control unit; And when the RF unit receives information indicating a change in the time symbol set of the first synchronization signal, in a second subframe, a time symbol set of a second index different from the first index among the plurality of time symbol sets in the second subframe.
  • the RF unit may be controlled to receive the first synchronization signal at.
  • the N time symbol sets may be continuous with each other, and the N-M time symbol sets may be consecutive with each other.
  • the N-M time symbol sets may consist of end or preceding symbols of the second subframe.
  • the N synchronization signals or the N-M synchronization signals may be transmitted in each of the subframes for synchronization signal transmission indicated by the first period.
  • the first subframe and the second subframe may be included in the sync signal transmission subframes.
  • information indicating the second subframe in which the M synchronization signals are turned off may be transmitted by the base station.
  • information indicating that some of the N synchronization signals are off may be transmitted by the base station.
  • the M synchronization signals may be transmitted in a second period longer than the first period after the first subframe.
  • the base station receives a random access preamble in a random access channel resource associated with a first sync signal among the M sync signals
  • the base station turns on the one sync signal and in N-M + 1 time symbol sets in the first period.
  • the NM synchronization signals and the first synchronization signal may be transmitted.
  • the N-M + 1 time symbol sets may be contiguous with each other.
  • the N synchronization signals may be synchronization signals of the cell transmitted in different beam directions on the cell.
  • the wireless communication signal can be efficiently transmitted / received. Accordingly, the overall throughput of the wireless communication system can be high.
  • delays / delays generated in the communication process between the user equipment and the base station may be reduced.
  • Signals can also be transmitted / received in systems that support new radio access technologies.
  • FIG. 1 illustrates an example of a radio frame structure used in an LTE / LTE-A based wireless communication system.
  • FIG. 2 illustrates an example of a downlink (DL) / uplink (UL) slot structure in an LTE / LTE-A based wireless communication system.
  • FIG. 3 illustrates a radio frame structure for transmission of a synchronization signal (SS) in an LTE / LTE-A based wireless communication system.
  • SS synchronization signal
  • FIG. 4 illustrates a downlink (DL) subframe structure used in an LTE / LTE-A based wireless communication system.
  • FIG. 5 shows an example of an uplink (UL) subframe structure used in an LTE / LTE-A based wireless communication system.
  • FIG. 8 illustrates a part of a radio frame based on a subframe structure in which a data channel and a control channel are time division multiplexed.
  • FIG. 10 shows an example of a time point and a resource region in which a PSS / SSS / PBCH is transmitted in a new system.
  • 11 and 12 illustrate reference signal mapping methods such as PSS / SSS / ESS / PBCH / BRS according to the present invention.
  • FIG. 13 illustrates a method of mapping a beam reference signal (BRS).
  • BRS beam reference signal
  • FIG. 16 illustrates synchronization signal mapping for a narrowband UE in accordance with the present invention.
  • FIG 17 illustrates a synchronization signal transmission method according to the present invention.
  • FIG. 18 illustrates a method of transmitting an uplink signal in a subframe available for transmission of a synchronization signal.
  • FIG. 19 illustrates a method of transmitting an initial access signal of a cell according to the present invention.
  • FIG. 20 is a block diagram showing the components of the transmitter 10 and the receiver 20 for carrying out the present invention.
  • multiple access systems include code division multiple access (CDMA) systems, frequency division multiple access (FDMA) systems, time division multiple access (TDMA) systems, orthogonal frequency division multiple access (OFDMA) systems, and single carrier frequency (SC-FDMA).
  • CDMA code division multiple access
  • FDMA frequency division multiple access
  • TDMA time division multiple access
  • OFDMA orthogonal frequency division multiple access
  • SC-FDMA single carrier frequency division multiple access
  • MCD division multiple access
  • MCDMA multi-carrier frequency division multiple access
  • CDMA may be implemented in a radio technology such as Universal Terrestrial Radio Access (UTRA) or CDMA2000.
  • TDMA may be implemented in radio technologies such as Global System for Mobile Communication (GSM), General Packet Radio Service (GPRS), Enhanced Data Rates for GSM Evolution (EDGE) (i.e., GERAN), and the like.
  • GSM Global System for Mobile Communication
  • GPRS General Packet Radio Service
  • EDGE Enhanced Data Rates for GSM Evolution
  • OFDMA may be implemented in wireless technologies such as Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) 802.11 (WiFi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE802-20, evolved-UTRA (E-UTRA), and the like.
  • IEEE Institute of Electrical and Electronics Engineers
  • WiFi WiFi
  • WiMAX WiMAX
  • IEEE802-20 evolved-UTRA
  • UTRA is part of Universal Mobile Telecommunication System (UMTS)
  • 3GPP 3rd Generation Partnership Project
  • LTE Long Term Evolution
  • 3GPP LTE adopts OFDMA in downlink (DL) and SC-FDMA in uplink (UL).
  • LTE-advanced (LTE-A) is an evolution of 3GPP LTE. For convenience of explanation, hereinafter, it will be described on the assumption that the present invention is applied to 3GPP LTE / LTE-A.
  • an eNB allocates a downlink / uplink time / frequency resource to a UE, and the UE receives a downlink signal according to the allocation of the eNB and transmits an uplink signal.
  • it can be applied to contention-based communication such as WiFi.
  • an access point (AP) or a control node controlling the access point allocates resources for communication between a UE and the AP, whereas a competition-based communication technique connects to an AP. Communication resources are occupied through contention among multiple UEs that are willing to.
  • CSMA carrier sense multiple access
  • MAC probabilistic media access control
  • the transmitting device determines if another transmission is in progress before attempting to send traffic to the receiving device. In other words, the transmitting device attempts to detect the presence of a carrier from another transmitting device before attempting to transmit. When the carrier is detected, the transmission device waits for transmission to be completed by another transmission device in progress before initiating its transmission.
  • CSMA is a communication technique based on the principle of "sense before transmit” or “listen before talk”.
  • Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection (CSMA / CD) and / or Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance (CSMA / CA) are used as a technique for avoiding collision between transmission devices in a contention-based communication system using CSMA.
  • CSMA / CD is a collision detection technique in a wired LAN environment. First, a PC or a server that wants to communicate in an Ethernet environment checks if a communication occurs on the network, and then another device If you are sending on the network, wait and send data.
  • CSMA / CD monitors the collisions to allow flexible data transmission.
  • a transmission device using CSMA / CD detects data transmission by another transmission device and adjusts its data transmission using a specific rule.
  • CSMA / CA is a media access control protocol specified in the IEEE 802.11 standard.
  • WLAN systems according to the IEEE 802.11 standard use a CA, that is, a collision avoidance method, without using the CSMA / CD used in the IEEE 802.3 standard.
  • the transmitting devices always detect the carrier of the network, and when the network is empty, wait for a certain amount of time according to their location on the list and send the data.
  • Various methods are used to prioritize and reconfigure transmission devices within a list.
  • a collision may occur, in which a collision detection procedure is performed.
  • Transmission devices using CSMA / CA use specific rules to avoid collisions between data transmissions by other transmission devices and their data transmissions.
  • the expression “assuming” may mean that the subject transmitting the channel transmits the channel so as to correspond to the "assuming”.
  • the subject receiving the channel may mean that the channel is received or decoded in a form conforming to the "home", provided that the channel is transmitted to conform to the "home”.
  • a channel is punctured in a specific resource except that a signal of the channel is mapped to the specific resource in the resource mapping process of the channel, but a signal portion mapped to the punctured resource is transmitted when the channel is transmitted.
  • a specific resource to be punctured is counted as a resource of the corresponding channel in the resource mapping process of the corresponding channel, a signal mapped to the specific resource among the signals of the corresponding channel is not actually transmitted.
  • the receiving device of the corresponding channel receives, demodulates or decodes the corresponding channel on the assumption that the signal portion mapped to the punctured specific resource is not transmitted.
  • the rate-matching of a channel in a specific resource means that the channel is not mapped to the specific resource at all in the resource mapping process of the channel and thus is not used for transmission of the channel.
  • the rate-matched specific resource is not counted as a resource of the channel at all in the resource mapping process of the channel.
  • the receiving device of the corresponding channel receives, demodulates, or decodes the corresponding channel, assuming that a rate-matched specific resource is not used for mapping and transmission of the corresponding channel.
  • the UE may be fixed or mobile, and various devices which communicate with a base station (BS) to transmit and receive user data and / or various control information belong to the same.
  • BS Base station
  • UE Terminal Equipment
  • MS Mobile Station
  • MT Mobile Terminal
  • UT User Terminal
  • SS Subscribe Station
  • wireless device PDA (Personal Digital Assistant), wireless modem
  • a BS generally refers to a fixed station communicating with the UE and / or another BS, and communicates with the UE and another BS to exchange various data and control information.
  • the BS may be referred to in other terms such as ABS (Advanced Base Station), Node-B (NB), evolved-NodeB (NB), Base Transceiver System (BTS), Access Point, and Processing Server (PS).
  • ABS Advanced Base Station
  • NB Node-B
  • NB evolved-NodeB
  • BTS Base Transceiver System
  • PS Access Point
  • eNB Processing Server
  • a node refers to a fixed point capable of transmitting / receiving a radio signal by communicating with a UE.
  • Various forms of eNBs may be used as nodes regardless of their names.
  • a node may be a BS, an NB, an eNB, a pico-cell eNB (PeNB), a home eNB (HeNB), a relay, a repeater, or the like.
  • the node may not be an eNB.
  • it may be a radio remote head (RRH), a radio remote unit (RRU).
  • RRH, RRU, etc. generally have a power level lower than the power level of the eNB.
  • RRH or RRU, RRH / RRU is generally connected to the eNB by a dedicated line such as an optical cable
  • RRH / RRU and eNB are generally compared to cooperative communication by eNBs connected by a wireless line.
  • cooperative communication can be performed smoothly.
  • At least one antenna is installed at one node.
  • the antenna may mean a physical antenna or may mean an antenna port, a virtual antenna, or an antenna group. Nodes are also called points.
  • a cell refers to a certain geographic area in which one or more nodes provide communication services. Therefore, in the present invention, communication with a specific cell may mean communication with an eNB or a node that provides a communication service to the specific cell.
  • the downlink / uplink signal of a specific cell means a downlink / uplink signal from / to an eNB or a node that provides a communication service to the specific cell.
  • the cell providing uplink / downlink communication service to the UE is particularly called a serving cell.
  • the channel state / quality of a specific cell means a channel state / quality of a channel or communication link formed between an eNB or a node providing a communication service to the specific cell and a UE.
  • the UE transmits a downlink channel state from a specific node to a CRS in which antenna port (s) of the specific node are transmitted on a Cell-specific Reference Signal (CRS) resource allocated to the specific node. It may be measured using the CSI-RS (s) transmitted on the (s) and / or Channel State Information Reference Signal (CSI-RS) resources.
  • CRS Cell-specific Reference Signal
  • the 3GPP LTE / LTE-A system uses the concept of a cell to manage radio resources.
  • Cells associated with radio resources are distinguished from cells in a geographic area.
  • a "cell” in a geographic area may be understood as coverage in which a node can provide services using a carrier, and a "cell” of radio resources is a bandwidth (frequency) that is a frequency range configured by the carrier. bandwidth, BW).
  • Downlink coverage which is a range in which a node can transmit valid signals
  • uplink coverage which is a range in which a valid signal can be received from a UE, depends on a carrier carrying the signal, so that the coverage of the node is determined by the radio resources used by the node. It is also associated with the coverage of the "cell”.
  • the term "cell” can sometimes be used to mean coverage of a service by a node, sometimes a radio resource, and sometimes a range within which a signal using the radio resource can reach a valid strength.
  • a "cell" associated with a radio resource is defined as a combination of DL resources and UL resources, that is, a combination of a DL component carrier (CC) and a UL CC.
  • the cell may be configured with DL resources alone or with a combination of DL resources and UL resources.
  • the linkage between the carrier frequency of the DL resource (or DL CC) and the carrier frequency of the UL resource (or UL CC) is indicated by system information.
  • SIB2 System Information Block Type 2
  • the carrier frequency means a center frequency of each cell or CC.
  • a cell operating on a primary frequency is referred to as a primary cell (Pcell) or a PCC
  • a cell operating on a secondary frequency (or SCC) is referred to as a secondary cell.
  • cell, Scell) or SCC The carrier corresponding to the Pcell in downlink is called a DL primary CC (DL PCC), and the carrier corresponding to the Pcell in the uplink is called a UL primary CC (DL PCC).
  • Scell refers to a cell that can be configured after RRC (Radio Resource Control) connection establishment is made and can be used for providing additional radio resources.
  • RRC Radio Resource Control
  • the Scell may form a set of serving cells for the UE with the Pcell.
  • the carrier corresponding to the Scell in downlink is called a DL secondary CC (DL SCC)
  • the carrier corresponding to the Scell in the uplink is called a UL secondary CC (UL SCC).
  • DL SCC DL secondary CC
  • UL SCC UL secondary CC
  • the 3GPP LTE / LTE-A standard corresponds to downlink physical channels corresponding to resource elements carrying information originating from an upper layer and resource elements used by the physical layer but not carrying information originating from an upper layer.
  • Downlink physical signals are defined.
  • a physical downlink shared channel (PDSCH), a physical broadcast channel (PBCH), a physical multicast channel (PMCH), a physical control format indicator channel (physical control) format indicator channel (PCFICH), physical downlink control channel (PDCCH) and physical hybrid ARQ indicator channel (PHICH) are defined as downlink physical channels
  • reference signal and synchronization signal Is defined as downlink physical signals.
  • a reference signal also referred to as a pilot, refers to a signal of a predetermined special waveform known to the eNB and the UE.
  • a cell specific RS, UE- UE-specific RS, positioning RS (PRS), and channel state information RS (CSI-RS) are defined as downlink reference signals.
  • the 3GPP LTE / LTE-A standard corresponds to uplink physical channels corresponding to resource elements carrying information originating from a higher layer and resource elements used by the physical layer but not carrying information originating from an upper layer.
  • Uplink physical signals are defined. For example, a physical uplink shared channel (PUSCH), a physical uplink control channel (PUCCH), and a physical random access channel (PRACH) are the uplink physical channels.
  • a demodulation reference signal (DMRS) for uplink control / data signals and a sounding reference signal (SRS) used for uplink channel measurement are defined.
  • Physical Downlink Control CHannel / Physical Control Format Indicator CHannel (PCFICH) / PHICH (Physical Hybrid automatic retransmit request Indicator CHannel) / PDSCH (Physical Downlink Shared CHannel) are respectively DCI (Downlink Control Information) / CFI ( Control Format Indicator) / Downlink ACK / NACK (ACKnowlegement / Negative ACK) / Downlink Means a set of time-frequency resources or a set of resource elements, and also a PUCCH (Physical Uplink Control CHannel) / PUSCH (Physical) Uplink Shared CHannel / PACH (Physical Random Access CHannel) means a set of time-frequency resources or a set of resource elements that carry uplink control information (UCI) / uplink data / random access signals, respectively.
  • UCI Uplink Control Information
  • PACH Physical Random Access CHannel
  • the PDCCH / PCFICH / PHICH / PDSCH / PUCCH / PUSCH / PRACH resource is referred to below:
  • the expression that the user equipment transmits the PUCCH / PUSCH / PRACH is hereinafter referred to as uplink control information / uplink on or through PUSCH / PUCCH / PRACH, respectively.
  • PDCCH / PCFICH / PHICH / PDSCH is used for downlink data / control information on or through PDCCH / PCFICH / PHICH / PDSCH, respectively. It is used in the same sense as sending it.
  • CRS / DMRS / CSI-RS / SRS / UE-RS is assigned or configured OFDM symbol / subcarrier / RE to CRS / DMRS / CSI-RS / SRS / UE-RS symbol / carrier / subcarrier / RE It is called.
  • an OFDM symbol assigned or configured with a tracking RS (TRS) is called a TRS symbol
  • a subcarrier assigned or configured with a TRS is called a TRS subcarrier
  • an RE assigned or configured with a TRS is called a TRS RE.
  • a subframe configured for TRS transmission is called a TRS subframe.
  • a subframe in which a broadcast signal is transmitted is called a broadcast subframe or a PBCH subframe
  • a subframe in which a sync signal (for example, PSS and / or SSS) is transmitted is a sync signal subframe or a PSS / SSS subframe. It is called.
  • OFDM symbols / subcarriers / RE to which PSS / SSS is assigned or configured are referred to as PSS / SSS symbols / subcarriers / RE, respectively.
  • the CRS port, the UE-RS port, the CSI-RS port, and the TRS port are an antenna port configured to transmit CRS, an antenna port configured to transmit UE-RS, and an antenna configured to transmit CSI-RS, respectively.
  • Port an antenna port configured to transmit TRS.
  • Antenna ports configured to transmit CRSs may be distinguished from each other by the location of REs occupied by the CRS according to the CRS ports, and antenna ports configured to transmit UE-RSs may be UE-RS according to the UE-RS ports.
  • the RSs may be distinguished from each other by locations of REs occupied, and antenna ports configured to transmit CSI-RSs may be distinguished from each other by locations of REs occupied by the CSI-RSs according to the CSI-RS ports. Therefore, the term CRS / UE-RS / CSI-RS / TRS port may be used as a term for a pattern of REs occupied by CRS / UE-RS / CSI-RS / TRS in a certain resource region.
  • 3GPP LTE / LTE-A standard document for example, 3GPP TS 36.211, 3GPP TS 36.212, 3GPP TS 36.213, 3GPP TS 36.321 and 3GPP TS 36.331 and the like.
  • FIG. 1 illustrates an example of a radio frame structure used in an LTE / LTE-A based wireless communication system.
  • Figure 1 (a) shows a frame structure for frequency division duplex (FDD) used in the 3GPP LTE / LTE-A system
  • Figure 1 (b) is used in the 3GPP LTE / LTE-A system
  • the frame structure for time division duplex (TDD) is shown.
  • a radio frame used in a 3GPP LTE / LTE-A system has a length of 10 ms (307200 T s ) and consists of 10 equally sized subframes (subframes). Numbers may be assigned to 10 subframes in one radio frame.
  • Each subframe has a length of 1 ms and consists of two slots. 20 slots in one radio frame may be sequentially numbered from 0 to 19. Each slot is 0.5ms long.
  • the time for transmitting one subframe is defined as a transmission time interval (TTI).
  • the time resource may be classified by a radio frame number (also called a radio frame index), a subframe number (also called a subframe number), a slot number (or slot index), and the like.
  • TTI means an interval at which data can be scheduled.
  • a transmission opportunity of a UL grant or a DL grant exists every 1 ms, and there are no multiple UL / DL grant opportunities within a time shorter than 1 ms. Therefore, in the current LTE / LTE-A system, the TTI is 1 ms.
  • the radio frame may be configured differently according to the duplex mode. For example, in the FDD mode, since downlink transmission and uplink transmission are divided by frequency, a radio frame includes only one of a downlink subframe or an uplink subframe for a specific frequency band. In the TDD mode, since downlink transmission and uplink transmission are separated by time, a radio frame includes both a downlink subframe and an uplink subframe for a specific frequency band.
  • FIG. 2 illustrates an example of a downlink (DL) / uplink (UL) slot structure in an LTE / LTE-A based wireless communication system.
  • a slot includes a plurality of Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) symbols in a time domain and a plurality of resource blocks (RBs) in a frequency domain.
  • An OFDM symbol may mean a symbol period.
  • a signal transmitted in each slot may be represented by a resource grid including N DL / UL RB * N RB sc subcarriers and N DL / UL symb OFDM symbols.
  • N RB DL denotes the number of resource blocks (resource block, RB) in a downlink slot
  • N RB UL denotes the number of RB's in a UL slot.
  • N DL RB and N UL RB depend on DL transmission bandwidth and UL transmission bandwidth, respectively.
  • N DL symb represents the number of OFDM symbols in the downlink slot
  • N UL symb represents the number of OFDM symbols in the UL slot.
  • N RB sc represents the number of subcarriers constituting one RB.
  • the OFDM symbol may be called an OFDM symbol, a Single Carrier Frequency Division Multiplexing (SC-FDM) symbol, or the like according to a multiple access scheme.
  • the OFDM symbol or the SC-FDM symbol may be referred to as a symbol or a time symbol.
  • the number of OFDM symbols included in one slot may vary depending on the channel bandwidth and the length of the cyclic prefix (CP). For example, in case of a normal CP, one slot includes 7 OFDM symbols, whereas in case of an extended CP, one slot includes 6 OFDM symbols.
  • each OFDM symbol includes N DL / UL RB * N RB sc subcarriers in the frequency domain.
  • the type of subcarriers may be divided into data subcarriers for data transmission, reference signal subcarriers for transmission of reference signals, null subcarriers for guard band or direct current (DC) components.
  • the DC component is mapped to a carrier frequency f 0 during an OFDM signal generation process or a frequency upconversion process.
  • the carrier frequency is also called a center frequency ( f c ).
  • FIG. 3 illustrates a radio frame structure for transmission of a synchronization signal (SS) in an LTE / LTE-A based wireless communication system.
  • FIG. 3 illustrates a radio frame structure for transmission of a synchronization signal and a PBCH in a frequency division duplex (FDD), and
  • FIG. 3 (a) is configured as a normal cyclic prefix (CP).
  • FIG. 3B illustrates a transmission position of an SS and a PBCH in a radio frame
  • FIG. 3B illustrates a transmission position of an SS and a PBCH in a radio frame configured as an extended CP.
  • the UE When the UE is powered on or wants to access a new cell, the UE acquires time and frequency synchronization with the cell and detects a cell such as a physical layer cell ID N cell ID of the cell. Perform an initial cell search procedure. To this end, the UE receives a synchronization signal from the eNB, for example, a primary synchronization signal (PSS) and a secondary synchronization signal (SSS) to synchronize with the eNB, and synchronizes with the eNB. , ID) and the like can be obtained.
  • PSS primary synchronization signal
  • SSS secondary synchronization signal
  • PSS is used to obtain time domain synchronization and / or frequency domain synchronization such as OFDM symbol synchronization, slot synchronization, etc.
  • SSS is used for frame synchronization, cell group ID and / or cell CP configuration (i.e., general CP or extension). It is used to get usage information of CP).
  • PSS and SSS are transmitted in two OFDM symbols of every radio frame, respectively.
  • the SS may be configured in the first slot of subframe 0 and the first slot of subframe 5 in consideration of 4.6 ms, which is a Global System for Mobile Communication (GSM) frame length.
  • GSM Global System for Mobile Communication
  • the PSS is transmitted in the last OFDM symbol of the first slot of subframe 0 and the last OFDM symbol of the first slot of subframe 5, respectively
  • the SSS is the second to second OFDM symbols and subframe of the first slot of subframe 0, respectively.
  • the boundary of the radio frame can be detected through the SSS.
  • the PSS is transmitted in the last OFDM symbol of the slot and the SSS is transmitted in the OFDM symbol immediately before the PSS.
  • the transmission diversity scheme of the SS uses only a single antenna port and is not defined in the standard.
  • the UE Since the PSS is transmitted every 5 ms, the UE detects the PSS to know that the corresponding subframe is one of the subframe 0 and the subframe 5, but the subframe may not know what the subframe 0 and the subframe 5 specifically. . Therefore, the UE does not recognize the boundary of the radio frame only by the PSS. That is, frame synchronization cannot be obtained only by PSS.
  • the UE detects the boundary of the radio frame by detecting the SSS transmitted twice in one radio frame but transmitted as different sequences.
  • the UE that performs a cell discovery process using PSS / SSS and determines a time and frequency parameter required to perform demodulation of DL signals and transmission of UL signals at an accurate time point is further determined from the eNB.
  • system information required for system configuration of the system must be obtained.
  • System information is configured by a Master Information Block (MIB) and System Information Blocks (SIBs).
  • MIB Master Information Block
  • SIBs System Information Blocks
  • Each system information block includes a collection of functionally related parameters, and includes a master information block (MIB), a system information block type 1 (SIB1), and a system information block type according to the included parameters.
  • MIB Master Information Block
  • SIB1 system information block type 1
  • SIB3 System Information Block Type 2
  • the MIB contains the most frequently transmitted parameters that are necessary for the UE to have initial access to the eNB's network.
  • the UE may receive the MIB via a broadcast channel (eg, PBCH).
  • PBCH broadcast channel
  • the MIB includes a downlink system bandwidth (dl-Bandwidth, DL BW), a PHICH configuration, and a system frame number (SFN). Therefore, the UE can know the information on the DL BW, SFN, PHICH configuration explicitly by receiving the PBCH.
  • the information that the UE implicitly (implicit) through the reception of the PBCH includes the number of transmit antenna ports of the eNB.
  • Information about the number of transmit antennas of the eNB is implicitly signaled by masking (eg, XOR operation) a sequence corresponding to the number of transmit antennas to a 16-bit cyclic redundancy check (CRC) used for error detection of the PBCH.
  • masking eg, XOR operation
  • CRC cyclic redundancy check
  • SIB1 includes not only information on time domain scheduling of other SIBs, but also parameters necessary for determining whether a specific cell is a cell suitable for cell selection. SIB1 is received by the UE through broadcast signaling or dedicated signaling.
  • the DL carrier frequency and the corresponding system bandwidth can be obtained by the MIB carried by the PBCH.
  • the UL carrier frequency and corresponding system bandwidth can be obtained through system information that is a DL signal.
  • the UE applies the value of the DL BW in the MIB to the UL-bandwidth (UL BW) until a system information block type 2 (SystemInformationBlockType2, SIB2) is received.
  • the UE may acquire a system information block type 2 (SystemInformationBlockType2, SIB2) to determine the entire UL system band that can be used for UL transmission through UL-carrier frequency and UL-bandwidth information in the SIB2. .
  • PSS / SSS and PBCH are transmitted only within a total of six RBs, that is, a total of 72 subcarriers, three on the left and right around a DC subcarrier within a corresponding OFDM symbol, regardless of the actual system bandwidth. Therefore, the UE is configured to detect or decode the SS and the PBCH regardless of the downlink transmission bandwidth configured for the UE.
  • the UE may perform a random access procedure to complete the access to the eNB. To this end, the UE may transmit a preamble through a physical random access channel (PRACH) and receive a response message for the preamble through a PDCCH and a PDSCH.
  • PRACH physical random access channel
  • additional PRACH transmission and contention resolution procedure such as PDCCH and PDSCH corresponding to the PDCCH may be performed.
  • the UE may perform PDCCH / PDSCH reception and PUSCH / PUCCH transmission as a general uplink / downlink signal transmission procedure.
  • the random access process is also referred to as a random access channel (RACH) process.
  • the random access procedure is used for initial access, the random access procedure is used for various purposes such as initial access, uplink synchronization coordination, resource allocation, handover, and the like.
  • the random access process is classified into a contention-based process and a dedicated (ie non-competition-based) process.
  • the contention-based random access procedure is generally used, including initial access, and the dedicated random access procedure is limited to handover and the like.
  • the UE randomly selects a RACH preamble sequence. Therefore, it is possible for a plurality of UEs to transmit the same RACH preamble sequence at the same time, which requires a contention cancellation process later.
  • the dedicated random access process the UE uses the RACH preamble sequence that is allocated only to the UE by the eNB. Therefore, the random access procedure can be performed without collision with another UE.
  • the contention-based random access procedure includes four steps.
  • the messages transmitted in steps 1 to 4 may be referred to as messages 1 to 4 (Msg1 to Msg4), respectively.
  • Step 1 RACH preamble (via PRACH) (UE to eNB)
  • Step 2 random access response (RAR) (via PDCCH and PDSCH) (eNB to UE)
  • Step 3 Layer 2 / Layer 3 message (via PUSCH) (UE to eNB)
  • Step 4 Contention Resolution Message (eNB to UE)
  • the dedicated random access procedure includes three steps.
  • the messages transmitted in steps 0 to 2 may be referred to as messages 0 to 2 (Msg0 to Msg2), respectively.
  • uplink transmission ie, step 3) corresponding to the RAR may also be performed.
  • the dedicated random access procedure may be triggered using a PDCCH (hereinafter, referred to as a PDCCH order) for the purpose of instructing the base station to transmit the RACH preamble.
  • Step 0 RACH preamble allocation via dedicated signaling (eNB to UE)
  • Step 1 RACH preamble (via PRACH) (UE to eNB)
  • Step 2 Random Access Response (RAR) (via PDCCH and PDSCH) (eNB to UE)
  • RAR Random Access Response
  • the UE After transmitting the RACH preamble, the UE attempts to receive a random access response (RAR) within a pre-set time window. Specifically, the UE attempts to detect a PDCCH (hereinafter, RA-RNTI PDCCH) having a random access RNTI (RA-RNTI) (eg, CRC in the PDCCH is masked to RA-RNTI) within a time window. Upon detecting the RA-RNTI PDCCH, the UE checks whether there is a RAR for itself in the PDSCH corresponding to the RA-RNTI PDCCH.
  • RA-RNTI PDCCH a PDCCH having a random access RNTI (RA-RNTI) (eg, CRC in the PDCCH is masked to RA-RNTI)
  • RA-RNTI PDCCH a random access RNTI
  • the RAR includes timing advance (TA) information indicating timing offset information for UL synchronization, UL resource allocation information (UL grant information), a temporary terminal identifier (eg, temporary cell-RNTI, TC-RNTI), and the like. .
  • the UE may perform UL transmission (eg, Msg3) according to the resource allocation information and the TA value in the RAR.
  • HARQ is applied to UL transmission corresponding to the RAR. Therefore, after transmitting the Msg3, the UE may receive reception response information (eg, PHICH) corresponding to the Msg3.
  • the random access preamble ie, the RACH preamble
  • the RACH preamble consists of a cyclic prefix of length T CP and a sequence portion of length T SEQ in the physical layer.
  • the T SEQ of the T CP depends on the frame structure and the random access configuration.
  • the preamble format is controlled by higher layers.
  • the PACH preamble is transmitted in a UL subframe. Transmission of the random access preamble is restricted to certain time and frequency resources. These resources are referred to as PRACH resources, and the PRACH resources are numbered in order of subframe number in the radio frame, followed by increasing PRBs in the frequency domain, so that index 0 corresponds to the lower number PRB and subframe in the radio frame. Lose. Random access resources are defined according to the PRACH configuration index (see 3GPP TS 36.211 standard document). The PRACH configuration index is given by the higher layer signal (sent by the eNB).
  • FIG. 4 illustrates a downlink (DL) subframe structure used in an LTE / LTE-A based wireless communication system.
  • the DL subframe is divided into a control region and a data region in the time domain.
  • up to three (or four) OFDM symbols located at the front of the first slot of a subframe correspond to a control region to which a control channel is allocated.
  • a resource region available for PDCCH transmission in a DL subframe is called a PDCCH region.
  • the remaining OFDM symbols other than the OFDM symbol (s) used as the control region correspond to a data region to which a Physical Downlink Shared CHannel (PDSCH) is allocated.
  • PDSCH region a resource region available for PDSCH transmission in a DL subframe.
  • Examples of DL control channels used in 3GPP LTE include a physical control format indicator channel (PCFICH), a physical downlink control channel (PDCCH), a physical hybrid ARQ indicator channel (PHICH), and the like.
  • PCFICH physical control format indicator channel
  • PDCCH physical downlink control channel
  • PHICH physical hybrid ARQ indicator channel
  • DCI downlink control information
  • DCI includes resource allocation information and other control information for the UE or UE group.
  • the transmission format and resource allocation information of a downlink shared channel (DL-SCH) may also be called DL scheduling information or a DL grant, and may be referred to as an uplink shared channel (UL-SCH).
  • the transmission format and resource allocation information is also called UL scheduling information or UL grant.
  • the DCI carried by one PDCCH has a different size and use depending on the DCI format, and its size may vary depending on a coding rate.
  • formats 0 and 4 for uplink and formats 1, 1A, 1B, 1C, 1D, 2, 2A, 2B, 2C, 3, and 3A are defined for uplink.
  • Hopping flag, RB allocation, modulation coding scheme (MCS), redundancy version (RV), new data indicator (NDI), transmit power control (TPC), and cyclic shift DMRS Control information such as shift demodulation reference signal (UL), UL index, CQI request, DL assignment index, HARQ process number, transmitted precoding matrix indicator (TPMI), and precoding matrix indicator (PMI) information
  • UL shift demodulation reference signal
  • UL index UL index
  • CQI request UL assignment index
  • HARQ process number transmitted precoding matrix indicator
  • PMI precoding matrix indicator
  • the PDCCH is transmitted on an aggregation of one or a plurality of consecutive control channel elements (CCEs).
  • CCE is a logical allocation unit used to provide a PDCCH with a coding rate based on radio channel conditions.
  • the CCE corresponds to a plurality of resource element groups (REGs).
  • each CCE contains 9 REGs, which are first 1/2/3 (4 if needed for 1.4 MHz) through interleaving to mitigate interference to enable diversity. ) Is spread over OFDM symbols and system bandwidth.
  • One REG corresponds to four REs.
  • Four QPSK symbols are mapped to each REG.
  • the resource element RE occupied by the reference signal RS is not included in the REG.
  • the REG concept is also used for other downlink control channels (ie, PCFICH and PHICH).
  • FIG. 5 shows an example of an uplink (UL) subframe structure used in an LTE / LTE-A based wireless communication system.
  • a UL subframe may be divided into a control region and a data region in the frequency domain.
  • One or several physical uplink control channels may be allocated to the control region to carry uplink control information (UCI).
  • One or several physical uplink shared channels may be allocated to a data region of a UL subframe to carry user data.
  • subcarriers having a long distance based on a direct current (DC) subcarrier are used as a control region.
  • subcarriers located at both ends of the UL transmission bandwidth are allocated for transmission of uplink control information.
  • the DC subcarrier is a component that is not used for signal transmission and is mapped to a carrier frequency f 0 during frequency upconversion.
  • the PUCCH for one UE is allocated to an RB pair belonging to resources operating at one carrier frequency in one subframe, and the RBs belonging to the RB pair occupy different subcarriers in two slots.
  • the PUCCH allocated in this way is expressed as that the RB pair allocated to the PUCCH is frequency hopped at the slot boundary. However, if frequency hopping is not applied, RB pairs occupy the same subcarrier.
  • a downlink propagation delay, PD downlink propagation delay
  • buffering time decoding time
  • a / N preparation time uplink PD
  • OTA over the air
  • the eNB starts transmitting data (PDCCH and PDSCH) to reduce over the air (OTA) delay, which is the time it takes for the UE to complete A / N transmission of the data to the eNB, to 1 ms or less.
  • OTA over the air
  • the TTI be set to 0.21ms. That is, in order to reduce the user plane (U-plane) delay to 1 ms, the sTTI may be set in units of about 3 OFDM symbols.
  • an sTTI is configured with three OFDM symbols to satisfy an OTA delay or a U-plane delay of 1 ms.
  • an sTTI having another length shorter than 1 ms may be configured.
  • All OFDM symbols constituting the TTI on some or all frequency resources in a frequency band of a default TTI are divided into two or more sTTIs in the time domain or other OFDM symbols except for OFDM symbols occupied by the PDCCH region of the TTI are two or more sTTIs. Can be divided.
  • a default or main TTI used in a system is called a TTI or a subframe
  • a TTI having a shorter time length than the default / main TTI of the system is called an sTTI.
  • a TTI having a time length shorter than 1 ms may be referred to as an sTTI.
  • a physical downlink control channel / physical downlink data channel / physical uplink control channel / physical uplink data channel transmitted in a default / primary TTI unit will be referred to as PDCCH / PDSCH / PUCCH / PUSCH and be within sTTI.
  • PDCCH / PDSCH / PUCCH / PUSCH transmitted in sTTI units is called sPDCCH / sPDSCH / sPUCCH / sPUSCH.
  • the numerology is changed so that a default / major TTI different from the current LTE / LTE-A system can be used, but for the sake of convenience, the time length of the default / major TTI is 1 ms.
  • the default / major TTI is called a TTI, a subframe, an existing TTI, or an existing subframe, and a TTI shorter than a TTI of 1 ms is described as an sTTI.
  • the method of transmitting / receiving signals in the TTI and the sTTI according to the following embodiments is the same in the system according to the current LTE / LTE-A neuralology as well as the default / major TTI and the sTTI according to the neuralology according to the new RAT environment. Can be applied in a manner.
  • Embodiments of the present invention can be applied to a new radio access technology (RAT) system in addition to the 3GPP LTE / LTE-A system.
  • RAT radio access technology
  • Massive MTC which connects multiple devices and objects to provide various services anytime and anywhere, is also one of the major issues to be considered in next-generation communication.
  • a communication system design considering a service / UE that is sensitive to reliability and latency has been discussed.
  • the introduction of next generation RAT considering such advanced mobile broadband communication, Massive MTC, and Ultra-Reliable and Low Latency Communication (URLLC) is being discussed.
  • the technique is referred to as a new RAT for convenience.
  • Packet data delay is one of the performance metrics regularly measured by vendors, operators and end-users (via a speed test application). Delay measurement is used in all phases of a radio access network system lifetime, when verifying new software releases or system components, when deploying the system, and when the system is in commercial operation. Is done.
  • LTE Long Term Evolution
  • 3GPP RATs 3rd Generation Partnership Project
  • Packet data delay is a parameter that not only affects the perceived sensitivity of the system, but also indirectly affects throughput.
  • HTTP / TCP is the dominant application and transport layer protocol suite used on the Internet today. According to the HTTP archive (http://httparchive.org/trends.php), HTTP-based transactions on the Internet can range from a few 10's to 1 megabytes of Kbytes. It is in range. Within this size range, the TCP slow start period is a significant portion of the total transport period of the packet stream. Performance is constrained by delay during TCP slow start. Therefore, an improved delay can be easily presented to improve the average throughput for this type of TCP-based data transaction.
  • UE L2 buffers need to be dimensioned correspondingly.
  • the only way to reduce buffer requirements within the UE and eNB is to reduce the delay.
  • Radio resource efficiency can also be positively affected by delay reduction.
  • Low data packet delays can reduce the number of possible transmission attempts within a certain delay bound. Therefore, higher block error ratio (BLER) targets can be used for data transmission while freeing up radio resources while maintaining the same level of robustness for the user equipment under poor radio conditions. Maintaining the same BLER target, an increased number of possible transmissions within a certain delay bound can be interpreted as a more robust of real-time data streams (eg, VoLTE). This will improve the VoLTE voice system capacity.
  • BLER block error ratio
  • gaming real-time applications such as VoLTE / OTT VoIP, and video telephony / conferencing: reduced latency in terms of perceived experience quality
  • video telephony / conferencing reduced latency in terms of perceived experience quality
  • the new RAT system uses an OFDM transmission scheme or a similar transmission scheme.
  • the new RAT system may follow the OFDM parameters defined in the following table.
  • Subcarrier-spacing 75 kHz OFDM symbol length 13.33us Cyclic Prefix (CP) length 1.04us / 0 / 94us System bw 100 MHz No. of available subcarriers 1200 Subframe length 0.2ms Number of OFDM symbol per Subframe 14 symbols
  • a self-contained subframe structure is considered in the fifth generation new RAT.
  • a hatched region indicates a transmission region of a DL control channel (eg, PDCCH) carrying DCI
  • a black portion shows a transmission region of a UL control channel (eg, PUCCH) carrying UCI.
  • DCI is control information delivered by the eNB to the UE
  • the DCI is UL specific information such as information on cell configuration that the UE needs to know, DL specific information such as DL scheduling, and UL grant. Information and the like.
  • the UCI is control information delivered from the UE to the eNB, and the UCI may include HARQ ACK / NACK report on DL data, CSI report on DL channel state, and scheduling request (SR).
  • the symbols region from symbol index 1 to symbol index 12 may be used for transmission of a physical channel (eg, PDSCH) that carries downlink data, and may be used for transmission of a physical channel (eg, PUSCH) that carries uplink data. May be used.
  • a physical channel eg, PDSCH
  • PUSCH physical channel
  • DL transmission and UL transmission are sequentially performed in one subframe, so that transmission / reception of DL data and reception / transmission of UL ACK / NACK for the DL data are performed. It can be done in a frame.
  • the time required for data retransmission is reduced, thereby minimizing the delay of the final data transfer.
  • a time gap is required for an eNB and a UE to switch from a transmission mode to a reception mode or a process of switching from a reception mode to a transmission mode.
  • some OFDM symbols at the time of switching from DL to UL in the self-contained subframe structure are set to a guard period (GP).
  • a DL control channel is TDM and a data channel (see FIG. 4), and a PDCCH, which is a control channel, is spread out over the entire band and transmitted.
  • the bandwidth of a system is expected to reach at least 100 MHz, which makes it difficult to spread the control channel over the entire band.
  • Monitoring the entire band for downlink control channel reception for the UE to transmit / receive data may impair battery consumption and efficiency of the UE.
  • the present invention proposes a method in which the DL control channel can be transmitted localized or distributed in the system band, that is, some frequency bands within the channel band.
  • FIG. 8 illustrates a part of a radio frame based on a subframe structure in which a data channel and a control channel are time division multiplexed.
  • a DL control channel may be transmitted by time division multiplexing (TDM) with DL data or UL data on a broadband.
  • TDM time division multiplexing
  • the eNB may transmit DL control channel (s) over the entire band, but from one UE perspective, the UE may receive its DL control channel within some specific band rather than the entire band.
  • the DL control channel is control information transmitted by the eNB to the UE, and includes not only DL specific information such as DL scheduling but also information about cell configuration that the UE needs to know, as well as UL specific information such as a UL grant. do.
  • a basic resource unit (RU) for DL / UL scheduling may be defined.
  • the time axis includes a plurality of OFDM symbols and the frequency axis includes a plurality of subcarriers.
  • the base RU may be defined with different sizes of UL and DL.
  • the eNB may perform DL / UL data scheduling on the UE in units of RUs, that is, in units of integer RUs.
  • one subcarrier of a time-frequency resource grid, that is, one subcarrier of one OFDM symbol length may be defined as a resource element (RE).
  • RE resource element
  • the new RAT referred to as mmWave and 5G
  • 5 MHz, 10 MHz, 40 MHz, 80 MHz, etc. may need to be supported as the minimum system bandwidth.
  • the minimum system band may vary depending on the base subcarrier spacing of the system. For example, if the default subcarrier spacing is 15 kHz, the minimum system band is 5 MHz, if the basic subcarrier spacing is 30 kHz, the minimum system band is 10 MHz, if the basic subcarrier spacing is 120 kHz, the minimum system band is 40 MHz, and the basic subcarrier spacing is 240 kHz.
  • the minimum system band may be 80 MHz.
  • the new RATs are designed for sub-6 GHz and above 6 GHz bands and are designed to support multiple subcarriers within a system to support various scenarios and use cases. Due to the different subcarrier lengths, the subframe length is also reduced / extended accordingly. For example, one subframe may be defined as a short time such as 0.5 ms, 0.25 ms, 0.125 ms. Higher frequency bands (eg, 6 GHz and above) can be used in the new RAT system, and subcarrier spacing is expected to be supported by a wide subcarrier spacing, whereas the existing LTE system was 15 kHz. For example, assuming a subcarrier spacing of 60 kHz, one resource unit (RU) may be defined by 12 subcarriers on the frequency axis and one subframe on the time axis.
  • RU resource unit
  • the wavelength is shortened, enabling the installation of multiple antenna elements in the same area.
  • a total of 100 antenna elements can be installed in a two-dimensional arrangement in a 0.5 by (wavelength) interval on a panel of 5 by 5 cm. Therefore, in mmW, it is considered to use a plurality of antenna elements to increase the beamforming gain to increase coverage or to increase throughput.
  • TXRU transceiver unit
  • a method of mapping a plurality of antenna elements to a single TXRU and adjusting a beam direction with an analog phase shifter is considered.
  • Such an analog beamforming method has a disadvantage in that only one beam direction can be made in the entire band and thus frequency selective beamforming (BF) cannot be performed.
  • a hybrid BF with B TXRUs which is less than Q antenna elements in the form of digital BF and analog BF, can be considered.
  • the direction of beams that can be simultaneously transmitted is limited to B or less.
  • a signal may be transmitted / received while changing the direction of a beam over time.
  • non-UE-specific signals eg, PSS / SSS / PBCH / SI
  • eNBs applying mmWave transmit the beam direction.
  • a method of beamforming and transmitting a cell-common signal while turning directionally is being considered. As described above, transmitting / receiving a signal while rotating the beam direction is referred to as beam sweeping or beam scanning.
  • the first operation that the UE must perform in order to associate with a specific system to receive a service is to acquire time and frequency synchronization of the corresponding system, receive basic system information (SI), and uplink to an uplink. It is to set the link timing.
  • SI basic system information
  • This process is commonly referred to as an initial access procedure.
  • the initial access procedure generally includes a synchronization procedure and a RACH procedure (ie, random access procedure).
  • RACH procedure ie, random access procedure
  • PSS symbol timing acquisition, frequency synchronization, cell ID detection in cell ID group (three hypotheses).
  • SSS cell ID group detection (168 assumptions), 10ms frame boundary detection, CP detection (two assumptions).
  • PBCH decoding antenna configuration, 40ms timing detection, system information, system bandwidth, etc.
  • the UE acquires OFDM symbol timing and subframe timing through the PSS and SSS, obtains a cell ID, and descrambles and decodes the PBCH using the cell ID to obtain important information in the corresponding system.
  • mmWave or new RAT hereinafter referred to as mmWave / new RAT
  • the basic synchronization process is similar, but there is a big difference in the way of transmitting / receiving PSS / SSS.
  • FIG. 10 shows an example of a time point and a resource region in which a PSS / SSS / PBCH is transmitted in a new system.
  • Figure 10 (a) shows an example of the PSS / SSS / PBCH transmission interval
  • Figure 10 (b) shows an example of the PSS / SSS / ESS / PBCH transmission interval.
  • PSS / SSS / PBCH in different beam directions may be transmitted for each OFDM symbol.
  • the number of beam directions may be from one to N.
  • the number of beams (directions) may be determined depending on the frequency, or may be dynamically determined in consideration of cell interference and the like.
  • the UE that detects the PSS may acquire symbol synchronization and obtain a physical cell ID. Alternatively, the cell ID may be obtained through PSS and SSS detection.
  • PSS / SSS is transmitted omni-directional, whereas signals such as PSS / SSS / PBCH are rotated omni-directionally by an eNB applying mmWave.
  • a method of beamforming a beam and transmitting the beam is considered.
  • transmitting / receiving a signal while rotating the beam direction is referred to as beam sweeping or beam scanning.
  • the eNB can have up to N beam directions
  • signals such as PSS / SSS / PBCH are transmitted for the N beam directions, respectively. That is, the eNB transmits synchronization signals such as PSS / SSS / PBCH for each direction while sweeping directions that it may have or support.
  • the eNB can form N beams, several beams may be bundled into one beam group, and PSS / SSS / PBCH may be transmitted / received for each beam group. At this time, one beam group includes one or more beams.
  • the UE may acquire system timing in the following manner.
  • the UE first detects PSS transmitted at a fixed position (e.g., 6 PRBs or x PRBs centered on a center frequency) to obtain information about symbol timing. Similarly, the UE can obtain the subframe timing and / or the frame timing by detecting the SSS transmitted at a location already known, that is, transmitted at a relative location from the PSS transmission resource, and obtain the cell ID from the combination of the PSS and the SSS Can be. To prevent too many signals and hypotheses transmitted to the SSS, subframe timing may be obtained by detecting a separate additional synchronization signal (e.g., an extended synchronization signal (ESS)) transmitted by the eNB. It may be.
  • ESS extended synchronization signal
  • BRS beam reference signal
  • RSRP RSRP / RRM / RLM measurement
  • the BRS can also be used for neighbor cell measurement and the like.
  • the BRS may be transmitted over the entire band to enable the UE to make measurements for the entire band.
  • the BRS may be an RS transmitted for each antenna port over the entire band with respect to the corresponding analog beam direction in which the PSS / SSS is transmitted.
  • the UE needs to know in advance information about the number of ports used for the transmission of the BRS and the resource location where the BRS is transmitted for each port.
  • the number of ports used for transmission of the BRS that is, the number of BRS ports that the UE should measure at a corresponding time point may be provided through the ESS. For example, if the maximum number of BRS ports is 8, the eNB may inform the UE of one value in a combination having ⁇ 1, 2, 4, 8 ⁇ or ⁇ 2, 4, 6, 8 ⁇ or another value. I can tell you through
  • the UE may mean that the UE should attempt detection in the ESS for a plurality of hypotheses of the number of antenna ports.
  • the number of ports for BRS transmitted in the same direction as the beam through which the PBCH is transmitted in the PBCH may be signaled.
  • the UE may need to measure the BRS of the neighbor cell after decoding the PBCH of the neighbor cell for neighbor cell measurement.
  • the ESS may be transmitted through a frequency resource different from the PSS / SSS in the same symbol in which the PSS / SSS is transmitted.
  • the UE may acquire the subframe timing and the frame timing through the ESS. Acquiring the subframe timing means that the position at which the subframe starts, that is, the information on which symbol the UE detects is located in the corresponding subframe can be obtained.
  • Frame timing may be related to the period in which the synchronization signal is transmitted. After detecting the synchronization signal, the UE can estimate the time it takes for the same synchronization signal to be transmitted thereafter, and can know which subframe is a particular subframe within the time interval.
  • the number of BRS ports may be indicated in the ESS.
  • information about the number of DM-RS ports of the PBCH may be indicated to the ESS.
  • the PBCH DM-RS port may be limited to two assuming that the PBCH is transmitted in a transmit diversity scheme such as SFBC.
  • the number of PBCH DM-RS ports (eg, 1, 2, 4, 8) may be indicated by the ESS.
  • information on the system bandwidth or the BRS transmission bandwidth may be indicated in the ESS. In this case, the UE can identify the resource to which the BRS is transmitted for RSRP measurement without performing decoding of the PBCH.
  • the PBCH may include basic system information, system frame number, number of antenna ports, system bandwidth, and the like.
  • time-frequency resources or SIB transmission periods, etc.
  • SIB system information block
  • SI time-resource frequencies that may be used for transmission of paging, etc.
  • Information about the resource may be carried.
  • the PRACH configuration information may be included in the SIB (ie, SI) and transmitted.
  • Information about time-frequency resources that may be used for transmission of the SIB and paging may be independently signaled by beam direction (eg, by beam index).
  • the UE which has obtained information about time-frequency resources that can be used for reception of the SIB and paging, performs blind decoding for detection of the PDCCH in order to receive the corresponding information in a subframe designated for the SIB and paging reception.
  • the information about the transmission resource of the SIB / paging corresponds to the system information, so if the UE specific search space (USS) and the common search space (CSS) is configured for the UE, the UE is SIB / paging
  • the common channel is expected to be transmitted in a subframe for B2 and performs blind decoding on CSS together with the USS.
  • the UE does not perform BD for CSS in subframes other than subframes for SIB / paging.
  • the UE may acquire frequency synchronization, symbol timing, cell ID, subframe timing, and the like through PSS / SSS / ESS or PBCH.
  • the UE may perform PSS / SSS / ESS detection for every symbol of the subframe in which the SS is transmitted. If the UE acquires symbol timing, subframe timing and cell ID, BRS port information and critical system information through PSS / SSS / ESS detection and PBCH decoding, the UE detects the PSS / SSS in the corresponding subframe. If the cell ID is the same as the cell ID already obtained in another symbol, the UE may reuse the basic information already obtained.
  • a UE that detects a PSS / SSS / ESS in a specific symbol of a subframe and obtains PBCH decoding and system information is a cell ID obtained through a PSS / SSS received in another SS symbol of the corresponding subframe. If the ID is the same, ESS detection or PBCH decoding can be omitted.
  • the eNB may perform ESS detection or PBCH decoding. Can be omitted. The received information may be recycled to perform BRS measurement on the symbol.
  • This operation is especially applicable to the UE from the initial access (initial access) step to a specific cell.
  • the PSS / SSS / ESS / PBCH detection and demodulation operations are preferably performed for each symbol in the initial access step.
  • this operation may be performed by the UE in the neighbor cell measurement step.
  • the UE may assume that BRS transmission information, such as the number of BRS ports and the BRS transmission band, is the same for each BRS symbol for the BRS transmitted by a specific cell. If the BSR transmission information for the BSR of a specific cell cannot be assumed to be the same for every symbol with a BSR, the UE should perform ESS detection and PBCH decoding on different symbols for the same cell.
  • the present invention proposes a method in which a synchronization signal such as PSS, SSS, ESS, PBCH and / or BRS (hereinafter, PSS / SSS / ESS / PBCH / BRS) is mapped to an actual time-frequency domain based on the above description. .
  • FIGS. 11 and 12 illustrate reference signal mapping methods such as PSS / SSS / ESS / PBCH / BRS according to the present invention.
  • FIGS. 11 and 12 illustrate PSS / SSS / ESS / PBCH / BRS RE mapping schemes based on a system band of 100 MHz.
  • one RB occupies 12 subcarriers and one subframe on the time axis, and includes 100 RBs having a bandwidth of 100 MHz.
  • the beam (group) direction transmitted for each symbol in the corresponding subframe may be different, and the transmitted information / sequence seed may be different for each beam (group) direction.
  • PSS / SSS / ESS / PBCH / BRS RE mapping scheme 1 shown in FIG. 11 (a) is mapped by PSS / SSS / ESS around a center frequency.
  • the PBCH is mapped to both sides of the PSS / SSS / ESS and the BRS is mapped to the frequency outside the PBCH.
  • the PSS / SSS / ESS / PBCH / BRS RE mapping scheme 2 shown in FIG. 11 continuously maps the PSS / SSS / ESS on the frequency axis, and the PSS / SSS / ESS / in which the PBCH blocks are distributed on the frequency axis.
  • PBCH blocks are mapped adjacent in the frequency axis.
  • the BRS is mapped to a position where the PSS / SSS / ESS / PBCH is not mapped.
  • PSS / SSS / ESS / PBCH / BRS RE mapping scheme 3 shown in FIG. 12 (a) is similar to PSS / SSS / ESS / PBCH / BRS RE mapping scheme 2 shown in FIG. Unlike the PSS / SSS / ESS / PBCH / BRS RE mapping scheme 2, which did not map BRS to consecutive bands where / ESS / PBCH is transmitted, BSR is also mapped near the center frequency to enable BRS measurement near the center frequency. .
  • PSS / SSS / ESS / PBCH / BRS RE mapping scheme 3 shown in FIG. 12 (b) continuously maps the PSS / SSS / ESS on the frequency axis.
  • PSS / SSS / ESS / PBCH / BRS RE mapping scheme 3 maps the PBCH block to be frequency division multiplexing (FDM) with the BRS while being distributed along the frequency axis. Frequency diversity gain can be obtained by distributing PBCH blocks on the frequency axis.
  • FDM frequency division multiplexing
  • Frequency diversity gain can be obtained by distributing PBCH blocks on the frequency axis.
  • the PBCH decoding order may decode a block close to the center frequency first, or may sequentially decode from one end of the frequency.
  • PSS / SSS / ESS / PBCH / BRS are all considered. However, if PSS / SSS or PBCH can play the role of ESS, mapping of ESS can be omitted.
  • FIG. 13 illustrates a method of mapping a beam reference signal (BRS).
  • BRS beam reference signal
  • BRS is the RS for a plurality of antenna ports with a specific analog beam direction.
  • the port mapping for one block of BRS may be the same as in FIG. 13.
  • One block of a BRS may have a plurality of REs on the frequency axis, for example, 8 * 12 REs and one OFDM symbol on the time axis.
  • P0, P1, ..., P7 denote BRSs for antenna ports 0, 1, ..., 7, respectively.
  • the UE transmits a measurement report (eg, RSRP, RSRQ, noise and interference ratio to RSRP, etc.) for each port for the antenna.
  • a measurement report eg, RSRP, RSRQ, noise and interference ratio to RSRP, etc.
  • FIG. 13 illustrates BRS port mapping for eight antenna ports when the maximum number of BRS ports that a cell can transmit is eight. Even when the maximum number of BRS ports is larger than that, BRS ports may be mapped in a similar manner to that of FIG. 13.
  • Option A of FIG. 13 is a method of mapping a BRS for one port to N adjacent REs.
  • option B of FIG. 13 is a method of mapping the BRSs for each port to be distributed in the BRS transmission band at the same / similar interval.
  • option C of FIG. 13 may save eNB transmission power by mapping eight BRS ports in one RB on the frequency axis, for example, in 12 subcarriers and muting the remaining REs. The power saved can be used to boost the power of the PSS / SSS / ESS / PBCH during PSS / SSS / ESS / PBCH transmission.
  • the RE mapping should be defined assuming the maximum number of BRS ports, but the number of antenna ports transmitting actual BRS may vary from eNB to eNB not exceeding the maximum number of BRS ports.
  • BRSs of ports 0, 1, 2, and 3 may be mapped to BRS port positions corresponding to ports 4, 5, 6, and 7, respectively. If there are two BRS ports, ports 0 and 1 may be evenly mapped to positions corresponding to ports 2, 3, 4, 5, 6, and 7, respectively.
  • the eNB When specific M REs are used for BRS transmission, they can be transmitted by occupying an equal number of REs between BRS ports.
  • the eNB signals BSR port number information and P0 BRS and P1 BRS for P4 RE, P5 RE, P6 RE, and P7 RE, respectively.
  • P2 BRS and P3 BRS may be mapped.
  • the eNB may use P3 BRS, P4 RE, and P5 RE for P1 BRS, P4 RE, and P5 RE for P0 RE to maintain continuity of BRS port mapping.
  • P4 BRS can be mapped to the RE.
  • the eNB may map P0 BRS and P1 BRS to P2 RE, P3 RE, P4 RE, P5 RE, P6 RE, and P7 RE evenly. For example, referring to FIGS. 14A and 14C, the eNB maps P0 BRS to P2 RE, P4 RE, and P6 RE, and P1 BRS to P3 RE, P5 RE, and P7 RE. Alternatively, when option A of FIG. 13 is applied, the eNB maps P0 BRS to P1 RE, P2 RE, and P3 RE in consideration of continuity of BRS port mapping, and P1 BRS to P4 RE, P5 RE, P6 RE, and P7 RE. Can be mapped.
  • a PSS / SSS / ESS / PBCH / BRS mapping scheme has been proposed without special consideration for a minimum bandwidth of a UE.
  • a bandwidth of 100 MHz is assumed in FIGS. 11 and 12, but PSS / SSS / ESS / PBCH / BRS is required to allow a narrowband UE that does not support 100 MHz to access a system.
  • Narrowband UEs should be considered in resource mapping and design.
  • a minimum system bandwidth (BW_sys_min) supported by one system may be defined, and a minimum UE bandwidth (BW_ue_min) may be defined separately.
  • BW_sys_min BW_ue_min
  • BW_ue_min BW_ue_min
  • the system should be designed so that the UE supporting the minimum bandwidth can receive service from the eNB when attempting to access the system.
  • the UE In order for the UE to be provided with the service from the eNB, the UE must have initial access to the network. In order for the UE to make an initial connection to the network, the basic frequency unit to which the PSS / SSS / ESS / PBCH is transmitted must be equal to or smaller than BW_ue_min.
  • PSS / SSS / ESS / PBCH should be transmitted continuously on the frequency axis.
  • the eNB since the UE first detects the cell's PSS / SSS (/ ESS) for synchronization with the cell, the eNB first sequentially detects the PSS / SSS (/ ESS) on the cell's frequency axis. Assign and transmit, and then allow the UE to decode the PBCH.
  • the PSS / SSS / ESS / PBCH / BRS mapping scheme considering the narrowband UE may vary according to the minimum capability of the UE.
  • the minimum bandwidth capability of the UE is called BW_ue_min
  • the PSS / SSS / ESS transmission band is BW_synch
  • the PBCH transmission band is BW_pbch
  • BW_synch When BW_synch ⁇ BW_ue_min ⁇ BW_ss and BW_pbch ⁇ BW_ue_min, the UE first detects PSS / SSS / ESS primarily because it should first detect PSS / ESS / ESS for time-frequency synchronization.
  • BW_synch may refer to a band including a band in which PSS is transmitted, a band in which SSS is transmitted, and a band in which ESS is transmitted. If the ESS is not transmitted, as illustrated in FIG.
  • BW_synch may mean a band in which the PSS and the band in which the ESS are transmitted are combined.
  • the UE primarily detects PSS / SSS / ESS or PSS / SSS and performs time-frequency synchronization.
  • the UE performs PBCH decoding using symbol / subframe / frame timing and frequency synchronization and cell ID obtained through PSS / SSS / ESS or PSS / SSS.
  • the UE switches frequency in a subframe corresponding to the next SS transmission period to perform PBCH reception / decoding.
  • the PBCH is also preferably localized on the frequency axis and transmitted.
  • the UE which succeeds in PBCH decoding performs BRS measurement.
  • the basic unit block for the BRS measurement should be localized and transmitted.
  • the band of the BRS unit block must be equal to or smaller than BW_ue_min. All ports for transmitting the BRS may be mapped to the corresponding BRS unit block. Alternatively, only BRSs corresponding to specific ports may be mapped and transmitted in the BRS unit block. The UE may perform measurement for the BRS while shifting the frequency in units of BRS blocks.
  • the UE detects / decodes PSS / SSS / ESS / PBCH first, and performs BRS measurement by changing a frequency in a subframe corresponding to the next SS transmission period.
  • the PSS / SSS / ESS / PBCH is preferably localized and transmitted on the frequency axis.
  • Another way to consider a narrowband UE is to allow different systems to be entered depending on the bandwidth capabilities of the UE. In this case, separate sync signal mapping may be considered for the narrowband UE.
  • FIG. 16 illustrates synchronization signal mapping for a narrowband UE in accordance with the present invention.
  • a band through which PSS / SSS is transmitted should be equal to or smaller than BW_ue_min.
  • PSS and SSS (and ESS) are transmitted in different symbols, successive PSS and SSS (and ESS) form a pair and a pair of PSS and SSS (and ESS) located in consecutive symbols are the same beam Direction is transmitted.
  • the beam direction of the PSS / SSS may be changed every two or three symbols.
  • the PBCH may be repeatedly transmitted in an adjacent band of a band in which the PSS / SSS / ESS of the beam direction is present for each beam direction.
  • the PSS / SSS / ESS and the PBCH may be FDM, but the PBCH of the corresponding beam direction may be mapped to each symbol having the PSS / SSS / ESS in the same beam direction.
  • the PBCH may be mapped and transmitted in units of symbols (2 to 3 symbols) with PSS / SSS / ESS.
  • PSS / SSS / ESS and PBCH may be FDM, but the PBCH of the corresponding beam direction may be mapped to some of symbols having PSS / SSS / ESS in the same beam direction.
  • the BRS may be transmitted only in the remaining symbols where the PBCH is transmitted in some of the symbols in which the PSS / SSS / ESS is transmitted and in which the PSCH is not mapped in the symbols in which the PSS / SSS / ESS is transmitted.
  • beam scanning assumes a method in which an eNB having a plurality of antennas beams SS signals in a specific direction at each transmission time point.
  • Beam scanning aims to transmit omni-directionally by transmitting signals in different directions at every transmission time point.
  • beam scanning may extend the coverage of signals required for initial connection by applying beamforming to overcome propagation loss and blockage of the channel for the channel to which mmWave is applied.
  • signals required for initial access (hereinafter, referred to as initial access signals) are periodically transmitted with a specific period. Signals such as PSS / SSS / ESS / PBCH may be transmitted for every symbol in a specific subframe in which the initial access signals are transmitted.
  • PSS, SSS, ESS, and PBCH may be in every symbol, and at least one of PSS, SSS, ESS, and PBCH may be in every symbol.
  • the UEs may not be concentrated in one region or the number of UEs served by the cell may not require the eNB to transmit signals for initial access on a omnidirectional basis.
  • the present invention proposes to transmit an initial access signal such as PSS / SSS / ESS / PBCH in one subframe in the following manner.
  • an initial access signal such as PSS / SSS / ESS / PBCH
  • signals essential for frequency-time synchronization with a cell during initial access such as PSS / SSS / ESS / PBC / BRS are collectively referred to as a synchronization signal (SS).
  • SS synchronization signal
  • Alt 2 sends the SS only for some directions in which the SS should be sent. For example, if SS is to be transmitted in M (M ⁇ N) directions among all N analog beam (group) directions, and if N symbols are required to transmit SS for all N beam directions, Alt 2 transmits SS only to M symbols and does not transmit SS to remaining NM symbols. In this case, virtually no signal may be transmitted for the N-M symbols. Alternatively, SS may be transmitted only in M symbols, and DL data / control channel may be transmitted in remaining N-M symbols.
  • the DL data / control channel In order to allow the transmission of the DL data / control channel in the symbols that are not used for the actual SS transmission among the N symbols available for transmission of the SS, the DL data / control channel must be able to be scheduled in symbol units. If the DL data / control channel can be scheduled on a symbol basis, the eNB may schedule the DL data / control channel by referring to a specific symbol.
  • SS is transmitted by DL / UL data or DL / UL control information and time division multiplexing (TDM) in a subframe available for SS transmission
  • TDM time division multiplexing
  • Alt 3 causes the eNB to target the specific direction (s) and transmit the SS when the eNB knows that the UE is concentrated in a particular area.
  • the eNB knows that the UEs are concentrated in a particular area may be known in advance by the user before the eNB starts service (or before the eNB turns on), or may be based on BRS or specific RS by the UEs. This can be learned through measurement reports. Even though it is known that the UEs are concentrated in a specific area, the eNB repeatedly transmitting the SS in the same direction as Alt 1 may be very inefficient unless there is a separate signaling for combining the signals with the UE.
  • the unused symbols can be collected and used for DL / UL data / control signal transmission.
  • the eNB may change the symbol location to which the SS should be transmitted during operation or before starting of the system. In other words, the position of a symbol used for transmission of the SS in a specific beam direction on a specific cell may change within a subframe.
  • the eNB may transmit the SS only in some symbol (s) of the SS subframe (hereinafter SS subframe).
  • the positions of SS transmission symbols (hereinafter, SS symbols) may be used from the last symbol of the corresponding SS subframe or from a symbol corresponding to a specific index.
  • SS and DL / UL data / control signals can be multiplexed in a TDM manner. For example, SS and DL / UL data / control signals may be multiplexed in the manner illustrated in FIG.
  • FIG. 17 illustrates a synchronization signal transmission method according to the present invention.
  • FIG. 17 illustrates a corresponding subframe structure when an SS is transmitted in a specific partial symbol of the corresponding subframe.
  • SS subframe a subframe in which the SS is transmitted.
  • the SS subframe refers to a subframe in which the SS can be transmitted.
  • the SS transmits only some symbols of the SS subframe, if the SS subframe is fixed to a downlink subframe and other data and control channels are transmitted in the remaining symbol (s), the data and control channel is downlink.
  • FIG. 17 (a) illustrates a method of mapping and transmitting an SS from the last symbol of the subframe when the eNB transmits the SS to only some symbols of the subframe.
  • the last one or a certain number of symbols of the SS subframe in which the UL control channel can be transmitted is reserved for the UL control channel and the SS may be mapped from the last symbol except the reserved symbol (s).
  • a gap symbol may exist between the SS transmission symbol and the symbol reserved for the UL control channel.
  • FIG. 18 illustrates a method of transmitting an uplink signal in a subframe available for transmission of a synchronization signal.
  • FIG. 18A illustrates a case in which a DL control symbol exists in a subframe in which a synchronization signal is present
  • FIG. 18B illustrates a case in which a DL control symbol does not exist in a subframe in which a synchronization signal exists.
  • the eNB already knows that the SS is to be transmitted only in some symbols of one subframe and can schedule DL data can mean that it can schedule UL data in at least the previous subframe.
  • 18 illustrates a structure of a corresponding SS subframe when UL data and a control channel are scheduled in the SS subframe.
  • the subframe n which is the SS subframe, is a 'DL control symbol (s) + a gap symbol (for switching from DL to UL) as illustrated in FIG. 18 (a).
  • the UL scheduling information for the subframe n is transmitted / received in the previous subframe (subframe n-1 or subframe n-k). If the last symbol of subframe n-1, which is the immediately preceding subframe of the subframe n, is a DL transmission symbol, as illustrated in FIG. 18B, the subframe n has a gap as the first symbol, and then a UL data / control signal. The symbol and the SS symbol are transmitted. If the last symbol of the immediately preceding subframe of the SS subframe was a UL transmission symbol, the SS subframe becomes a subframe in which DL data / control signal transmission starts without a gap period.
  • the DL or UL data is transmitted by the scheduling information in the DL control symbol of the specific subframe in the data region of the specific subframe. This can be done.
  • the eNB may recognize that the UEs are concentrated in a specific area. In this case, the eNB may transmit the SS only in the specific direction.
  • the eNB transmits the SS omni-directional or in multiple directions, but transmits the SS in all symbols of the SS subframe and then at some point in time the UEs are concentrated in a particular direction (s) and with respect to the particular direction (s). I can grasp the information.
  • the eNB may attempt SS transmission only in a specific direction in which UEs are concentrated and the remaining symbol (s) interval may be used for DL / UL data and control information other than SS.
  • a symbol in which an SS is transmitted in a specific direction in which UEs are gathered may be located at the beginning of the corresponding subframe or in any symbol of the subframe.
  • the eNB may simply transmit the SS to the corresponding symbol and allow DL / UL data and control information to be transmitted to the remaining symbols in which the SS is not transmitted.
  • FIG. 19 illustrates a method of transmitting an initial access signal of a cell according to the present invention.
  • the eNB may transmit the SS of the cell in five beam directions in 5 * X symbols from the last symbol of the SS subframe as illustrated in FIG. 19 (a).
  • the eNB determines that the UEs are flocked in the direction of beam direction 5 (ie beam 5) and beam direction 3 (ie beam 3), the eNB is responsible for the remaining beam direction as illustrated in FIG. 19 (b).
  • SS transmission can be turned off.
  • the eNB may change the transmission position of the SS in the beam direction 5 and the SS in the beam direction 3 to the end of the subframe in order to efficiently transmit / receive data / control signals in the SS subframe.
  • the eNB When the eNB transmits the SS by limiting the SS only to a specific beam (group) direction, UEs in locations other than the corresponding direction become difficult to access the corresponding cell. Thus, the eNB may intermittently (for example, in a positive integer multiple of one greater than the SS transmission period) SS transmission in a different direction from a symbol other than a symbol for transmitting the SS in the direction in which UEs are currently concentrated. . The eNB may increase the SS transmission symbol in accordance with the PRACH reception from the UE.
  • UEs are concentrated in beam direction 3 and beam direction 5 to transmit SS in beam direction 3 and SS in beam direction 5, and intermittently transmit SSs in beam directions other than beam directions 3 and 5, but beam direction 2
  • the eNB may transmit the SS of the beam direction 2 in the SS subframe in addition to the SS of the beam direction 3 and the SS of the beam direction 5.
  • the eNB increases the SS transmission symbol, the next symbol adjacent to the existing SS transmission symbol in the SS subframe may be utilized as the SS transmission symbol.
  • the last symbols of a subframe are described as being used for SS transmission, but it is also possible for intermediate symbols, specific symbols, or leading symbols of the subframe to be used for SS transmission.
  • the SS transmission position (in a specific beam direction) may be changed during system operation of a corresponding cell within an SS subframe.
  • the serving cell disappears when the symbol position of the SS transmitted in its direction is changed.
  • the UE may think that the channel is in deep fading because the BRS periodically measured and no signal can be measured, indicating low reception performance.
  • RSRP can be measured and reported.
  • radio link failure (RLF) can be declared.
  • the eNB needs to inform the UE in advance about the movement of the SS transmission position. For example, the eNB may instruct the SS at which symbol, to which location it will be moved and transmitted, and then cause the measurement to be performed at that symbol. Alternatively, the UE may be informed that the SS transmission symbol location is to be moved, and allow the UE to newly discover the SS. For example, the eNB may transmit the following information to the UE (s) as SS transmission symbol / location change indication signaling information.
  • Time information indicating when the existing SS will change the symbol position at a later time is information indicating when the changed SS symbol position is applied.
  • the time information may be information for informing the UE (s) to change the SS symbol position from a specific subframe or a few SS transmission periods after the time information is transmitted.
  • the eNB may signal this to the UE. For example, the eNB may inform that the SS transmitted in a specific symbol index will be transmitted in another symbol index in a subframe corresponding to the “transmission symbol location change application time” later. That is, the SS corresponding to the symbol index to which the SS is transmitted before the change is transmitted from another specific symbol index after the specific time point.
  • Each symbol index before the change and the symbol index after the change may be explicitly signaled. In this case, the UE receiving the symbol index before / after the change may combine the SS transmitted in the previous symbol index and the SS transmitted in the newly changed symbol index.
  • the UE measures the DL-RS transmitted with the previous symbol index and the DL-RS transmitted with the symbol index that is changed later. Assuming the measurement is a measurement for the same analog beam, DL-RS measurement before symbol position change and DL-RS measurement after symbol position change can be accumulated for the same DL-RS.
  • DL-RS eg, BRS, CRS, CSI-RS
  • the eNB may transmit separate signaling about whether the UE accumulates for the SS in the same beam direction transmitted by different symbol indices. If there is signaling to accumulate the SS in the same beam direction transmitted by different symbol indices, the UE is a symbol corresponding to the changed position of the specific symbol after the SS and the symbol position are changed in the specific symbol before the symbol position is changed.
  • the received SS at can be regarded as the same SS. If there is no signaling to accumulate SSs in the same beam direction transmitted by different symbol indices, the UE assumes a new SS for the SS.
  • option 2 only signals the UE that the SS transmission symbol location is to be changed, but does not transmit specific information on which symbol the SS corresponding to a particular symbol will be transmitted later.
  • the UE knows that the SS that it knows will be transmitted in another symbol, and performs blind detection for the SS in the SS subframe.
  • the eNB may signal to the UE whether to accumulate / process the existing DL-RS, PSS / SSS / ESS, and the like. If there is signaling to accumulate DL-RS / PSS / SSS / ESS, the UE receives at the symbol corresponding to the changed position of the specific symbol after changing the SS and the symbol position received at the specific symbol before the symbol position is changed.
  • SS may be regarded as the same SS. If there is no signaling to accumulate SSs in the same beam direction transmitted by different symbol indices, the UE assumes a new SS for the SS.
  • the SS may be transmitted omni-directionally, it is not necessary to transmit SS in a plurality of beam directions.
  • the SS transmission symbol position is fixed in the system, and the SS and other DL / UL data / control signals may be TDM in the same subframe as shown in FIGS. 17 and 18.
  • ESS and BRS may not be necessary.
  • the PSS / SSS is transmitted by FDM but limited to a specific symbol, and the PBCH may also be FDM or TDM by the PSS / SSS.
  • FIG. 20 is a block diagram showing the components of the transmitter 10 and the receiver 20 for carrying out the present invention.
  • the transmitter 10 and the receiver 20 are radio frequency (RF) units 13 and 23 capable of transmitting or receiving radio signals carrying information and / or data, signals, messages, and the like, and in a wireless communication system.
  • the device is operatively connected to components such as the memory 12 and 22, the RF unit 13 and 23, and the memory 12 and 22, which store various types of information related to communication, and controls the components.
  • a processor (11, 21) configured to control the memory (12, 22) and / or the RF unit (13, 23), respectively, to perform at least one of the embodiments of the invention described above.
  • the memories 12 and 22 may store a program for processing and controlling the processors 11 and 21, and may temporarily store input / output information.
  • the memories 12 and 22 may be utilized as buffers.
  • the processors 11 and 21 typically control the overall operation of the various modules in the transmitter or receiver. In particular, the processors 11 and 21 may perform various control functions for carrying out the present invention.
  • the processors 11 and 21 may also be called controllers, microcontrollers, microprocessors, microcomputers, or the like.
  • the processors 11 and 21 may be implemented by hardware or firmware, software, or a combination thereof.
  • application specific integrated circuits ASICs
  • DSPs digital signal processors
  • DSPDs digital signal processing devices
  • PLDs programmable logic devices
  • FPGAs field programmable gate arrays
  • the firmware or software when implementing the present invention using firmware or software, may be configured to include a module, a procedure, or a function for performing the functions or operations of the present invention, and configured to perform the present invention.
  • the firmware or software may be provided in the processors 11 and 21 or stored in the memory 12 and 22 to be driven by the processors 11 and 21.
  • the processor 11 of the transmission apparatus 10 is predetermined from the processor 11 or a scheduler connected to the processor 11 and has a predetermined encoding and modulation on a signal and / or data to be transmitted to the outside. After performing the transmission to the RF unit 13. For example, the processor 11 converts the data sequence to be transmitted into K layers through demultiplexing, channel encoding, scrambling, and modulation.
  • the coded data string is also called a codeword and is equivalent to a transport block, which is a data block provided by the MAC layer.
  • One transport block (TB) is encoded into one codeword, and each codeword is transmitted to a receiving device in the form of one or more layers.
  • the RF unit 13 may include an oscillator for frequency upconversion.
  • the RF unit 13 may include N t transmit antennas, where N t is a positive integer greater than or equal to one.
  • the signal processing of the receiver 20 is the reverse of the signal processing of the transmitter 10.
  • the RF unit 23 of the receiving device 20 receives a radio signal transmitted by the transmitting device 10.
  • the RF unit 23 may include N r receive antennas, and the RF unit 23 frequency down-converts each of the signals received through the receive antennas to restore the baseband signal. .
  • the RF unit 23 may include an oscillator for frequency downconversion.
  • the processor 21 may decode and demodulate a radio signal received through a reception antenna to restore data originally transmitted by the transmission apparatus 10.
  • the RF units 13, 23 have one or more antennas.
  • the antenna transmits a signal processed by the RF units 13 and 23 to the outside under the control of the processors 11 and 21, or receives a radio signal from the outside to receive the RF unit 13. , 23).
  • Antennas are also called antenna ports.
  • Each antenna may correspond to one physical antenna or may be configured by a combination of more than one physical antenna elements.
  • the signal transmitted from each antenna can no longer be decomposed by the receiver 20.
  • a reference signal (RS) transmitted in correspondence with the corresponding antenna defines the antenna as viewed from the perspective of the receiver 20, and whether the channel is a single radio channel from one physical antenna or includes the antenna.
  • RS reference signal
  • the receiver 20 enables channel estimation for the antenna. That is, the antenna is defined such that a channel carrying a symbol on the antenna can be derived from the channel through which another symbol on the same antenna is delivered.
  • the antenna In the case of an RF unit supporting a multi-input multi-output (MIMO) function for transmitting and receiving data using a plurality of antennas, two or more antennas may be connected.
  • MIMO multi-input multi-output
  • the UE operates as the transmitter 10 in the uplink and operates as the receiver 20 in the downlink.
  • the eNB operates as the receiving device 20 in the uplink, and operates as the transmitting device 10 in the downlink.
  • the processor, the RF unit and the memory provided in the UE will be referred to as a UE processor, the UE RF unit and the UE memory, respectively, and the processor, the RF unit and the memory provided in the eNB will be referred to as an eNB processor, the eNB RF unit and the eNB memory, respectively.
  • the eNB processor of the present invention may control the eNB RF unit to transmit initial access signals (hereinafter, SS) required for the UE to initially access the cell according to any one of the proposals of the present invention.
  • the eNB processor may allocate and transmit DL data / control signals according to any one of the suggestions of the present invention in a subframe (hereinafter, SS subframe) for transmission of the SS.
  • the eNB processor may schedule UL data signals and / or receive UL control signals in an SS subframe.
  • the UE processor of the present invention may control the UE RF unit to receive the SS on the cell according to any of the suggestions of the present invention.
  • the UE processor may time-frequency synchronize with the cell based on the SS and access the cell based on the SS.
  • the UE processor may monitor a DL control signal for scheduling DL data or UL data in a subframe.
  • the UE processor may control the UE RF unit to receive DL data or transmit UL data in an SS subframe based on a DL control signal.
  • the UE processor may control the UE RF unit to transmit an UL control signal in an SS subframe.
  • the UE processor may monitor the SS in the SS subframe of the cell to which it is connected.
  • Embodiments of the present invention may be used in a base station or user equipment or other equipment in a wireless communication system.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

제1 서브프레임에서 N개(여기서, N은 1보다 큰 정수)의 동기 신호들이 전송될 수 있다. 상기 N개의 동기 신호들 중 M개(여기서, M<N인 정수)의 동기 신호들이 오프될 수 있다. 상기 M개의 동기 신호를 제외한 나머지 N-M개의 동기 신호들을 제2 서브프레임에서 전송될 수 있다. 상기 제1 서브프레임과 상기 제2 서브프레임 각각은 시간 도메인에서 각각이 하나 이상의 시간 심볼을 포함하는 복수의 시간 심볼 세트들을 포함할 수 있다. 상기 N개의 동기 신호들은 상기 제1 서브프레임의 복수의 시간 심볼 세트들 중 N개의 시간 심볼 세트들에서 각각(respectively) 전송될 수 있다. 상기 N-M개의 동기 신호들은 상기 제2 서브프레임의 복수의 시간 심볼 세트들 중 N-M개의 시간 심볼 세트들에서 각각(respectively) 전송될 수 있다.

Description

동기 신호 전송 방법 및 기지국과, 동기 신호 수신 방법 및 사용자기기
본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것이다. 특히, 동기 신호를 전송/수신하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
기기간(Machine-to-Machine, M2M) 통신과, 높은 데이터 전송량을 요구하는 스마트폰, 태블릿 PC 등의 다양한 장치 및 기술이 출현 및 보급되고 있다. 이에 따라, 셀룰러 망에서 처리될 것이 요구되는 데이터 양이 매우 빠르게 증가하고 있다. 이와 같이 빠르게 증가하는 데이터 처리 요구량을 만족시키기 위해, 더 많은 주파수 대역을 효율적으로 사용하기 위한 반송파 집성(carrier aggregation) 기술, 인지 무선(cognitive radio) 기술 등과, 한정된 주파수 내에서 전송되는 데이터 용량을 높이기 위한 다중 안테나 기술, 다중 기지국 협력 기술 등이 발전하고 있다.
일반적인 무선 통신 시스템은 하나의 하향링크(downlink, DL) 대역과 이에 대응하는 하나의 상향링크(uplink, UL) 대역을 통해 데이터 송/수신을 수행(주파수 분할 듀플렉스(frequency division duplex, FDD) 모드의 경우)하거나, 소정 무선 프레임(Radio Frame)을 시간 도메인(time domain)에서 상향링크 시간 유닛과 하향링크 시간 유닛으로 구분하고, 상/하향링크 시간 유닛을 통해 데이터 송/수신을 수행(시 분할 듀플렉스(time division duplex, TDD) 모드의 경우)한다. 기지국(base station, BS)와 사용자기기(user equipment, UE)는 소정 시간 유닛(unit), 예를 들어, 서브프레임(subframe, SF) 내에서 스케줄링된 데이터 및/또는 제어 정보를 송수신한다. 데이터는 상/하향링크 서브프레임에 설정된 데이터 영역을 통해 송수신되고, 제어 정보는 상/하향링크 서브프레임에 설정된 제어 영역을 통해 송수신된다. 이를 위해, 무선 신호를 나르는 다양한 물리 채널이 상/하향링크 서브프레임에 설정된다. 이에 반해 반송파 집성 기술은 보다 넓은 주파수 대역을 사용하기 위하여 복수의 상/하향링크 주파수 블록들을 모아 더 큰 상/하향링크 대역폭을 사용함으로써 단일 반송파가 사용될 때에 비해 많은 양의 신호가 동시에 처리될 수 있다.
한편, UE가 주변에서 접속(access)할 수 있는 노드(node)의 밀도가 높아지는 방향으로 통신 환경이 진화하고 있다. 노드라 함은 하나 이상의 안테나를 구비하여 UE와 무선 신호를 전송/수신할 수 있는 고정된 지점(point)을 말한다. 높은 밀도의 노드를 구비한 통신 시스템은 노드들 간의 협력에 의해 더 높은 성능의 통신 서비스를 UE에게 제공할 수 있다.
더 많은 통신 장치가 더 큰 통신 용량을 요구함에 따라, 레거시 무선 액세스 기술(radio access technology, RAT)에 비해 향상된 모바일 광대역 통신에 대한 필요성이 대두되고 있다. 또한, 복수의 장치 및 객체(object)를 서로 연결하여 언제 어디서나 다양한 서비스를 제공하기 위한 대규모 기계 타입 통신(massive machine type communication, mMTC)는 차세대 통신에서 고려해야 할 주요 쟁점 중 하나이다.
또한, 신뢰도 및 대기 시간에 민감한 서비스 / UE를 고려하여 설계될 통신 시스템에 대한 논의가 진행 중이다. 차세대(next generation) 무선 액세스 기술의 도입은 향상된 모바일 광대역 통신(eMBB), mMTC, 초 신뢰성 및 저 대기 시간 통신(ultra-reliable and low latency communication, URLLC) 등을 고려하여 논의되고 있다.
새로운 무선 통신 기술의 도입에 따라, 기지국이 소정 자원영역에서 서비스를 제공해야 하는 UE들의 개수가 증가할 뿐만 아니라, 상기 기지국이 서비스를 제공하는 UE들과 전송/수신하는 데이터와 제어정보의 양이 증가하고 있다. 기지국이 UE(들)과의 통신에 이용 가능한 무선 자원의 양은 유한하므로, 기지국이 유한한 무선 자원을 이용하여 상/하향링크 데이터 및/또는 상/하향링크 제어정보를 UE(들)로부터/에게 효율적으로 수신/전송하기 위한 새로운 방안이 요구된다.
아울러, 기술에 발달에 따라 딜레이(delay) 혹은 지연(latency) 극복이 중요한 문제로 떠오르고 있다. 딜레이/지연에 따라 성능이 중대하게 좌우되는 어플리케이션들이 증가하고 있다. 따라서 기존 시스템에서보다 딜레이/지연을 줄이기 위한 방안이 요구된다.
또한 스마트기기의 발달에 따라 적은 양의 데이터를 효율적으로 전송/수신 혹은 낮은 빈도로 발생하는 데이터를 효율적으로 전송/수신하기 위한 새로운 방안이 요구된다.
또한 새로운 무선 접속 기술을 지원하는 시스템에서 신호를 전송/수신 방법이 요구된다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 이하의 발명의 상세한 설명으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 양상으로, 기지국이 동기 신호를 전송하는 방법이 제공된다. 상기 방법은: 제1 서브프레임에서 N개(여기서, N은 1보다 큰 정수)의 동기 신호들을 전송; 및 상기 N개의 동기 신호들 중 M개(여기서, M<N인 정수)의 동기 신호들을 오프하고 나머지 N-M개의 동기 신호들을 제2 서브프레임에서 전송하는 것을 포함할 수 있다. 상기 제1 서브프레임과 상기 제2 서브프레임 각각은 시간 도메인에서 각각이 하나 이상의 시간 심볼을 포함하는 복수의 시간 심볼 세트들을 포함할 수 있다. 상기 N개의 동기 신호들은 상기 제1 서브프레임의 복수의 시간 심볼 세트들 중 N개의 시간 심볼 세트들에서 각각(respectively) 전송될 수 있다. 상기 N-M개의 동기 신호들은 상기 제2 서브프레임의 복수의 시간 심볼 세트들 중 N-M개의 시간 심볼 세트들에서 각각(respectively) 전송될 수 있다.
본 발명의 다른 양상으로, 동기 신호를 전송하는 기지국이 제공된다. 상기 기지국은 무선 주파수(radio frequency, RF) 유닛, 및 상기 RF 유닛을 제어하도록 구성된 프로세서를 포함한다. 상기 프로세서는: 제1 서브프레임에서 N개(여기서, N은 1보다 큰 정수)의 동기 신호들을 전송하도록 상기 RF 유닛을 제어; 및 상기 N개의 동기 신호들 중 M개(여기서, M<N인 정수)의 동기 신호들을 오프하고 나머지 N-M개의 동기 신호들을 제2 서브프레임에서 전송하도록 상기 RF 유닛을 제어할 수 있다. 상기 제1 서브프레임과 상기 제2 서브프레임 각각은 시간 도메인에서 각각이 하나 이상의 시간 심볼을 포함하는 복수의 시간 심볼 세트들을 포함할 수 있다. 상기 N개의 동기 신호들은 상기 제1 서브프레임의 복수의 시간 심볼 세트들 중 N개의 시간 심볼 세트들에서 각각(respectively) 전송될 수 있다. 상기 N-M개의 동기 신호들은 상기 제2 서브프레임의 복수의 시간 심볼 세트들 중 N-M개의 시간 심볼 세트들에서 각각(respectively) 전송될 수 있다.
본 발명의 또 다른 양상으로, 사용자기기가 동기 신호를 수신하는 방법이 제공된다. 상기 방법은: N개(여기서, N은 1보다 큰 정수)의 동기 신호들 중 제1 동기 신호를 제1 서브프레임 내 복수의 시간 심볼 세트들 중 제1 인덱스의 시간 심볼 세트에서 수신; 및 상기 제1 동기 신호의 시간 심볼 세트의 변경을 나타내는 정보를 수신; 및 제2 서브프레임에서 내 복수의 시간 심볼 세트들 중 상기 제1 인덱스와는 다른 제2 인덱스의 시간 심볼 세트에서 상기 제1 동기 신호를 수신하는 것을 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 양상으로, 동기 신호를 수신하는 사용자기기가 제공된다. 상기 사용자기기는 무선 주파수(radio frequency, RF) 유닛 및 상기 RF 유닛을 제어하도록 구성된 프로세서를 포함한다. 상기 프로세서는: N개(여기서, N은 1보다 큰 정수)의 동기 신호들 중 제1 동기 신호를 제1 서브프레임 내 복수의 시간 심볼 세트들 중 제1 인덱스의 시간 심볼 세트에서 수신하도록 상기 RF 유닛을 제어; 및 상기 RF 유닛이 상기 제1 동기 신호의 시간 심볼 세트의 변경을 나타내는 정보를 수신하면, 제2 서브프레임에서 내 복수의 시간 심볼 세트들 중 상기 제1 인덱스와는 다른 제2 인덱스의 시간 심볼 세트에서 상기 제1 동기 신호를 수신하도록 상기 RF 유닛을 제어할 수 있다.
본 발명의 각 양상에 있어서, 상기 N개의 시간 심볼 세트들은 서로 연속(consecutive)하고, 상기 N-M개의 시간 심볼 세트들은 서로 연속한 것일 수 있다.
본 발명의 각 양상에 있어서, 상기 N-M개의 시간 심볼 세트들은 상기 제2 서브프레임의 끝 혹은 앞 심볼들로 구성될 수 있다.
본 발명의 각 양상에 있어서, 제1 주기로 나타나는 동기 신호 전송용 서브프레임들에서 각각에서 상기 N개의 동기 신호들 혹은 상기 N-M개의 동기 신호들이 전송될 수 있다. 상기 제1 서브프레임과 상기 제2 서브프레임은 상기 동기 신호 전송용 서브프레임들에 포함될 수 있다.
본 발명의 각 양상에 있어서, 상기 M개의 동기 신호가 오프되는 상기 제2 서브프레임을 나타내는 정보가 상기 기지국에 의해 전송될 수 있다.
본 발명의 각 양상에 있어서, 상기 N개의 동기 신호 중 일부가 오프됨을 나타내는 정보가 상기 기지국에 의해 전송될 수 있다.
본 발명의 각 양상에 있어서, 상기 제1 서브프레임 후 상기 제1 주기보다 긴 제2 주기로 상기 M개의 동기 신호가 전송될 수 있다. 상기 기지국은 상기 M개의 동기 신호들 중 제1 동기 신호와 연관된 임의 접속 채널 자원에서 임의 접속 프리앰블을 수신하면 상기 하나의 동기 신호를 온하고 상기 제1 주기로 N-M+1개의 시간 심볼 세트들에서 상기 N-M개의 동기 신호 및 상기 제1 동기 신호를 전송할 수 있다. 상기 N-M+1개의 시간 심볼 세트들은 서로 연속한 것일 수 있다.
본 발명의 각 양상에 있어서, 상기 N개의 동기 신호들은 셀 상에서 서로 다른 빔 방향으로 전송되는 상기 셀의 동기 신호들일 수 있다.
상기 과제 해결방법들은 본 발명의 실시예들 중 일부에 불과하며, 본원 발명의 기술적 특징들이 반영된 다양한 실시예들이 당해 기술분야의 통상적인 지식을 가진 자에 의해 이하 상술할 본 발명의 상세한 설명을 기반으로 도출되고 이해될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 무선 통신 신호가 효율적으로 전송/수신될 수 있다. 이에 따라, 무선 통신 시스템의 전체 처리량(throughput)이 높아질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면 사용자기기와 기지국이 통신 과정에서 발생하는 딜레이/지연이 낮아질 수 있다.
또한 스마트기기의 발달에 따라 적은 양의 데이터를 효율적으로 전송/수신 혹은 낮은 빈도로 발생하는 데이터를 효율적으로 전송/수신될 수 있다.
또한 새로운 무선 접속 기술을 지원하는 시스템에서 신호가 전송/수신될 수 있다.
본 발명에 따른 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과는 이하의 발명의 상세한 설명으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는, 첨부 도면은 본 발명에 대한 실시예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 설명한다.
도 1은 LTE/LTE-A 기반 무선 통신 시스템에서 사용되는 무선 프레임 구조의 일 예를 나타낸 것이다.
도 2는 LTE/LTE-A 기반 무선 통신 시스템에서 하향링크(downlink, DL)/상향링크(uplink, UL) 슬롯 구조의 일례를 나타낸 것이다.
도 3은 LTE/LTE-A 기반 무선 통신 시스템에서 동기 신호(synchronization signal, SS)의 전송을 위한 무선 프레임 구조를 예시한 것이다.
도 4는 LTE/LTE-A 기반 무선 통신 시스템에서 사용되는 하향링크(downlink, DL) 서브프레임 구조를 예시한 것이다.
도 5는 LTE/LTE-A 기반 무선 통신 시스템에 사용되는 상향링크(uplink, UL) 서브프레임 구조의 일례를 나타낸 것이다.
도 6은 낮은 지연을 이루기 위해 필요한 TTI의 길이를 예시한 것이다.
도 7은 자족적 서브프레임 구조를 예시한 것이다.
도 8은 데이터 채널과 제어 채널이 시간 분할 다중화되는 서브프레임 구조 기반의 무선 프레임의 일부를 도시한 것이다.
도 9는 아날로그 빔포밍의 적용 예를 나타낸 것이다.
도 10은 새로운 시스템에서 PSS/SSS/PBCH이 전송되는 시점 및 자원 영역의 예를 나타낸 것이다.
도 11 및 도 12는 본 발명에 따른 PSS/SSS/ESS/PBCH/BRS 등의 참조 신호 매핑 방법들을 예시한 것이다.
도 13은 빔 참조 신호(beam reference signal, BRS)의 매핑 방법을 예시한 것이다.
도 14는 본 발명에 따른 BRS 포트 매핑 예들을 도시한 것이다.
도 15는 본 발명에 따른 동기화 대역을 예시한 것이다.
도 16은 본 발명에 따라 협대역 UE를 위한 동기 신호 매핑을 예시한 것이다.
도 17은 본 발명에 따른 동기 신호 전송 방법을 예시한 것이다.
도 18은 동기 신호의 전송에 이용 가능한 서브프레임에서 상향링크 신호를 전송하는 방법을 예시한 것이다.
도 19는 본 발명에 따라 셀의 초기 접속 신호를 전송하는 방법을 예시한 것이다.
도 20은 본 발명을 수행하는 전송장치(10) 및 수신장치(20)의 구성요소를 나타내는 블록도이다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다. 이하의 상세한 설명은 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해서 구체적 세부사항을 포함한다. 그러나 당업자는 본 발명이 이러한 구체적 세부사항 없이도 실시될 수 있음을 안다.
몇몇 경우, 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시될 수 있다. 또한, 본 명세서 전체에서 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하여 설명한다.
이하에서 설명되는 기법(technique) 및 장치, 시스템은 다양한 무선 다중 접속 시스템에 적용될 수 있다. 다중 접속 시스템의 예들로는 CDMA(code division multiple access) 시스템, FDMA(frequency division multiple access) 시스템, TDMA(time division multiple access) 시스템, OFDMA(orthogonal frequency division multiple access) 시스템, SC-FDMA(single carrier frequency division multiple access) 시스템, MC-FDMA(multi carrier frequency division multiple access) 시스템 등이 있다. CDMA는 UTRA (Universal Terrestrial Radio Access) 또는 CDMA2000과 같은 무선 기술(technology)에서 구현될 수 있다. TDMA는 GSM(Global System for Mobile communication), GPRS(General Packet Radio Service), EDGE(Enhanced Data Rates for GSM Evolution) (i.e., GERAN) 등과 같은 무선 기술에서 구현될 수 있다. OFDMA는 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.11(WiFi), IEEE 802.16(WiMAX), IEEE802-20, E-UTRA(evolved-UTRA) 등과 같은 무선 기술에서 구현될 수 있다. UTRA는 UMTS(Universal Mobile Telecommunication System)의 일부이며, 3GPP(3rd Generation Partnership Project) LTE(Long Term Evolution)은 E-UTRA를 이용하는 E-UMTS의 일부이다. 3GPP LTE는 하향링크(downlink, DL)에서는 OFDMA를 채택하고, 상향링크(uplink, UL)에서는 SC-FDMA를 채택하고 있다. LTE-A(LTE-advanced)는 3GPP LTE의 진화된 형태이다. 설명의 편의를 위하여, 이하에서는 본 발명이 3GPP LTE/LTE-A에 적용되는 경우를 가정하여 설명한다. 그러나 본 발명의 기술적 특징이 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 이하의 상세한 설명이 이동통신 시스템이 3GPP LTE/LTE-A 시스템에 대응하는 이동통신 시스템을 기초로 설명되더라도, 3GPP LTE/LTE-A에 특유한 사항을 제외하고는 다른 임의의 이동 통신 시스템에도 적용 가능하다.
예를 들어, 본 발명은 3GPP LTE/LTE-A 시스템과 같이 eNB가 UE에게 하향링크/상향링크 시간/주파수 자원을 할당하고 UE가 eNB의 할당에 따라 하향링크 신호를 수신하고 상향링크 신호를 전송하는 비-경쟁 기반(non-contention based) 통신뿐만 아니라, WiFi와 같은 경쟁 기반(contention based) 통신에도 적용될 수 있다. 비-경쟁 기반 통신 기법은 접속 포인트(access point, AP) 혹은 상기 접속 포인트를 제어하는 제어 노드(node)가 UE와 상기 AP 사이의 통신을 위한 자원을 할당함에 반해 경쟁 기반 통신 기법은 AP에 접속하고자 하는 다수의 UE들 사이의 경쟁을 통해 통신 자원이 점유된다. 경쟁 기반 통신 기법에 대해 간략히 설명하면, 경쟁 기반 통신 기법의 일종으로 반송파 감지 다중 접속(carrier sense multiple access, CSMA)이 있는데, CSMA는 노드 혹은 통신 기기가 주파수 대역(band)와 같은, 공유 전송 매체(shared transmission medium)(공유 채널이라고도 함) 상에서 트래픽(traffic)을 전송하기 전에 동일한 공유 전송 매체 상에 다른 트래픽이 없음을 확인하는 확률적(probabilistic) 매체 접속 제어(media access control, MAC) 프로토콜(protocol)을 말한다. CSMA에서 전송 장치는 수신 장치에 트래픽을 보내는 것을 시도하기 전에 다른 전송이 진행 중인지를 결정한다. 다시 말해, 전송 장치는 전송을 시도하기 전에 다른 전송 장치로부터의 반송파(carrier)의 존재를 검출(detect)하는 것을 시도한다. 반송파가 감지되면 전송 장치는 자신의 전송을 개시하기 전에 진행 중인 다른 전송 장치에 의해 전송이 완료(finish)되기를 기다린다. 결국, CSMA는 "sense before transmit" 혹은 "listen before talk" 원리를 기반으로 한 통신 기법이라 할 수 있다. CSMA를 이용하는 경쟁 기반 통신 시스템에서 전송 장치들 사이의 충돌을 회피하기 위한 기법으로 CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection) 및/또는 CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance)가 사용된다. CSMA/CD는 유선 랜 환경에서 충돌 검출 기법으로서 이더넷(ethernet) 환경에서 통신을 하고자 하는 PC(Personal Computer)나 서버(server)가 먼저 네트워크 상에서 통신이 일어나고 있는지 확인한 후, 다른 장치(device)가 데이터를 상기 네트워크 상에서 실어 보내고 있으면 기다렸다가 데이터를 보낸다. 즉 2명 이상의 사용자(예, PC, UE 등)가 동시에 데이터를 실어 보내는 경우, 상기 동시 전송들 사이에 충돌이 발생하는데, CSMA/CD는 상기 충돌을 감시하여 유연성 있는 데이터 전송이 이루어질 수 있도록 하는 기법이다. CSMA/CD를 사용하는 전송 장치는 특정 규칙을 이용하여 다른 전송 장치에 의한 데이터 전송을 감지하여 자신의 데이터 전송을 조절한다. CSMA/CA는 IEEE 802.11 표준에 명시되어 있는 매체 접근 제어 프로토콜이다. IEEE 802.11 표준에 따른 WLAN 시스템은 IEEE 802.3 표준에서 사용되던 CSMA/CD를 사용하지 않고 CA, 즉, 충돌을 회피하는 방식을 사용하고 있다. 전송 장치들은 항상 네트워크의 반송파를 감지하고 있다가, 네트워크가 비어있을 때 목록에 등재된 자신의 위치에 따라 정해진 만큼의 시간을 기다렸다가 데이터를 보낸다. 목록 내에서 전송 장치들 간의 우선순위를 정하고, 이를 재설정(reconfiguration)하는 데에는 여러 가지 방법들이 사용된다. IEEE 802.11 표준의 일부 버전에 따른 시스템에서는, 충돌이 일어날 수 있으며, 이때에는 충돌 감지 절차가 수행된다. CSMA/CA를 사용하는 전송 장치는 특정 규칙을 이용하여 다른 전송 장치에 의한 데이터 전송과 자신의 데이터 전송 사이의 충돌을 회피한다.
후술하는 본 발명의 실시예들에서 "가정한다"는 표현은 채널을 전송하는 주체가 해당 "가정"에 부합하도록 상기 채널을 전송함을 의미할 수 있다. 상기 채널을 수신하는 주체는 상기 채널이 해당 "가정"에 부합하도록 전송되었다는 전제 하에, 해당 "가정"에 부합하는 형태로 상기 채널을 수신 혹은 복호하는 것임을 의미할 수 있다.
본 발명에서 특정 자원에서 채널이 펑처링된다고 함은 상기 채널의 자원 매핑 과정에서 상기 채널의 신호가 상기 특정 자원에 매핑은 되지만 상기 채널이 전송될 때 상기 펑처링되는 자원에 매핑된 신호 부분은 제외된 채 전송되는 것을 의미한다. 다시 말해, 펑처링되는 특정 자원은 해당 채널의 자원 매핑 과정에서 상기 해당 채널의 자원으로 카운트되기는 하지만, 상기 해당 채널의 신호들 중 상기 특정 자원에 매핑된 신호는 실제로는 전송되지 않는다. 상기 해당 채널의 수신 장치는 펑처링된 특정 자원에 매핑된 신호 부분은 전송되지 않았다고 가정하고 상기 해당 채널을 수신 혹은 복조 혹은 복호한다. 이에 반해 특정 자원에서 채널이 레이트-매칭된다고 함은 상기 채널의 자원 매핑 과정에서 상기 채널이 상기 특정 자원에 아예 매핑되지 않음으로써 상기 채널의 전송에 사용되지 않는 것을 의미한다. 다시 말해 레이트-매칭되는 특정 자원은 해당 채널의 자원 매핑 과정에서 아예 상기 해당 채널의 자원으로 카운트되지 않는다. 상기 해당 채널의 수신 장치는 레이트-매칭된 특정 자원이 아예 상기 해당 채널의 매핑 및 전송에 사용되지 않는다고 가정하고 상기 해당 채널을 수신 혹은 복조 혹은 복호한다.
본 발명에 있어서, UE는 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, 기지국(base station, BS)과 통신하여 사용자데이터 및/또는 각종 제어정보를 송수신하는 각종 기기들이 이에 속한다. UE는 (Terminal Equipment), MS(Mobile Station), MT(Mobile Terminal), UT(User Terminal), SS(Subscribe Station), 무선기기(wireless device), PDA(Personal Digital Assistant), 무선 모뎀(wireless modem), 휴대기기(handheld device) 등으로 불릴 수 있다. 또한, 본 발명에 있어서, BS는 일반적으로 UE 및/또는 다른 BS와 통신하는 고정국(fixed station)을 말하며, UE 및 타 BS와 통신하여 각종 데이터 및 제어정보를 교환한다. BS는 ABS(Advanced Base Station), NB(Node-B), eNB(evolved-NodeB), BTS(Base Transceiver System), 접속 포인트(Access Point), PS(Processing Server) 등 다른 용어로 불릴 수 있다. 이하의 본 발명에 관한 설명에서는, BS를 eNB로 통칭한다.
본 발명에서 노드(node)라 함은 UE와 통신하여 무선 신호를 전송/수신할 수 있는 고정된 지점(point)을 말한다. 다양한 형태의 eNB 들이 그 명칭에 관계없이 노드로서 이용될 수 있다. 예를 들어, BS, NB, eNB, 피코-셀 eNB(PeNB), 홈 eNB(HeNB), 릴레이(relay), 리피터(repeater) 등이 노드가 될 수 있다. 또한, 노드는 eNB 가 아니어도 될 수 있다. 예를 들어, 무선 리모트 헤드(radio remote head, RRH), 무선 리모트 유닛(radio remote unit, RRU)가 될 수 있다. RRH, RRU 등은 일반적으로 eNB의 전력 레벨(power level) 더욱 낮은 전력 레벨을 갖는다. RRH 혹은 RRU 이하, RRH/RRU)는 일반적으로 광 케이블 등의 전용 회선(dedicated line)으로 eNB에 연결되어 있기 때문에, 일반적으로 무선 회선으로 연결된 eNB 들에 의한 협력 통신에 비해, RRH/RRU 와 eNB에 의한 협력 통신이 원활하게 수행될 수 있다. 일 노드에는 최소 하나의 안테나가 설치된다. 상기 안테나는 물리 안테나를 의미할 수도 있으며, 안테나 포트, 가상 안테나, 또는 안테나 그룹을 의미할 수도 있다. 노드는 포인트(point)라고 불리기도 한다.
본 발명에서 셀(cell)이라 함은 하나 이상의 노드가 통신 서비스를 제공하는 일정 지리적 영역을 말한다. 따라서, 본 발명에서 특정 셀과 통신한다고 함은 상기 특정 셀에 통신 서비스를 제공하는 eNB 혹은 노드와 통신하는 것을 의미할 수 있다. 또한, 특정 셀의 하향링크/상향링크 신호는 상기 특정 셀에 통신 서비스를 제공하는 eNB 혹은 노드로부터의/로의 하향링크/상향링크 신호를 의미한다. UE에게 상/하향링크 통신 서비스를 제공하는 셀을 특히 서빙 셀(serving cell)이라고 한다. 또한, 특정 셀의 채널 상태/품질은 상기 특정 셀에 통신 서비스를 제공하는 eNB 혹은 노드와 UE 사이에 형성된 채널 혹은 통신 링크의 채널 상태/품질을 의미한다. LTE/LTE-A 기반의 시스템에서, UE는 특정 노드로부터의 하향링크 채널 상태를 상기 특정 노드의 안테나 포트(들)이 상기 특정 노드에 할당된 CRS (Cell-specific Reference Signal) 자원 상에서 전송되는 CRS(들) 및/또는 CSI-RS(Channel State Information Reference Signal) 자원 상에서 전송하는 CSI-RS(들)을 이용하여 측정할 수 있다.
한편, 3GPP LTE/LTE-A 시스템은 무선 자원을 관리하기 위해 셀(cell)의 개념을 사용하고 있는데, 무선 자원과 연관된 셀(cell)은 지리적 영역의 셀(cell)과 구분된다.
지리적 영역의 "셀"은 노드가 반송파를 이용하여 서비스를 제공할 수 있는 커버리지(coverage)라고 이해될 수 있으며, 무선 자원의 "셀"은 상기 반송파에 의해 설정(configure)되는 주파수 범위인 대역폭(bandwidth, BW)와 연관된다. 노드가 유효한 신호를 전송할 수 있는 범위인 하향링크 커버리지와 UE로부터 유효한 신호를 수신할 수 있는 범위인 상향링크 커버리지는 해당 신호를 나르는 반송파에 의해 의존하므로 노드의 커버리지는 상기 노드가 사용하는 무선 자원의 "셀"의 커버리지와 연관되기도 한다. 따라서 "셀"이라는 용어는 때로는 노드에 의한 서비스의 커버리지를, 때로는 무선 자원을, 때로는 상기 무선 자원을 이용한 신호가 유효한 세기로 도달할 수 있는 범위를 의미하는 데 사용될 수 있다.
한편, 3GPP LTE-A 표준은 무선 자원을 관리하기 위해 셀(cell)의 개념을 사용한다. 무선 자원과 연관된 "셀"이라 함은 하향링크 자원(DL resources)와 상향링크 자원(UL resources)의 조합, 즉, DL 컴포턴트 반송파(component carrier, CC) 와 UL CC의 조합으로 정의된다. 셀은 DL 자원 단독, 또는 DL 자원과 UL 자원의 조합으로 설정될(configured) 수 있다. 반송파 집성이 지원되는 경우, DL 자원(또는, DL CC)의 반송파 주파수(carrier frequency)와 UL 자원(또는, UL CC)의 반송파 주파수(carrier frequency) 사이의 링키지(linkage)는 시스템 정보에 의해 지시될 수 있다. 예를 들어, 시스템 정보 블록 타입 2(System Information Block Type2, SIB2) 링키지(linkage)에 의해서 DL 자원과 UL 자원의 조합이 지시될 수 있다. 여기서, 반송파 주파수라 함은 각 셀 혹은 CC의 중심 주파수(center frequency)를 의미한다. 이하에서는 1차 주파수(primary frequency) 상에서 동작하는 셀을 1차 셀(primary cell, Pcell) 혹은 PCC로 지칭하고, 2차 주파수(Secondary frequency)(또는 SCC) 상에서 동작하는 셀을 2차 셀(secondary cell, Scell) 혹은 SCC로 칭한다. 하향링크에서 Pcell에 대응하는 반송파는 하향링크 1차 CC(DL PCC)라고 하며, 상향링크에서 Pcell에 대응하는 반송파는 UL 1차 CC(DL PCC)라고 한다. Scell이라 함은 RRC(Radio Resource Control) 연결 개설(connection establishment)이 이루어진 이후에 설정 가능하고 추가적인 무선 자원을 제공을 위해 사용될 수 있는 셀을 의미한다. UE의 성능(capabilities)에 따라, Scell이 Pcell과 함께, 상기 UE를 위한 서빙 셀의 모음(set)을 형성할 수 있다. 하향링크에서 Scell에 대응하는 반송파는 DL 2차 CC(DL SCC)라 하며, 상향링크에서 상기 Scell에 대응하는 반송파는 UL 2차 CC(UL SCC)라 한다. RRC_CONNECTED 상태에 있지만 반송파 집성이 설정되지 않았거나 반송파 집성을 지원하지 않는 UE의 경우, Pcell로만 설정된 서빙 셀이 단 하나 존재한다.
3GPP LTE/LTE-A 표준은 상위 계층으로부터 기원한 정보를 나르는 자원 요소들에 대응하는 하향링크 물리 채널들과, 물리 계층에 의해 사용되나 상위 계층으로부터 기원하는 정보를 나르지 않는 자원 요소들에 대응하는 하향링크 물리 신호들을 정의된다. 예를 들어, 물리 하향링크 공유 채널(physical downlink shared channel, PDSCH), 물리 브로드캐스트 채널(physical broadcast channel, PBCH), 물리 멀티캐스트 채널(physical multicast channel, PMCH), 물리 제어 포맷 지시자 채널(physical control format indicator channel, PCFICH), 물리 하향링크 제어 채널(physical downlink control channel, PDCCH) 및 물리 하이브리드 ARQ 지시자 채널(physical hybrid ARQ indicator channel, PHICH)들이 하향링크 물리 채널들로서 정의되어 있으며, 참조 신호와 동기 신호가 하향링크 물리 신호들로서 정의되어 있다. 파일럿(pilot)이라고도 지칭되는 참조 신호(reference signal, RS)는 eNB와 UE가 서로 알고 있는 기정의된 특별한 파형의 신호를 의미하는데, 예를 들어, 셀 특정적 RS(cell specific RS), UE-특정적 RS(UE-specific RS, UE-RS), 포지셔닝 RS(positioning RS, PRS) 및 채널 상태 정보 RS(channel state information RS, CSI-RS)가 하향링크 참조 신호로서 정의된다. 3GPP LTE/LTE-A 표준은 상위 계층으로부터 기원한 정보를 나르는 자원 요소들에 대응하는 상향링크 물리 채널들과, 물리 계층에 의해 사용되나 상위 계층으로부터 기원하는 정보를 나르지 않는 자원 요소들에 대응하는 상향링크 물리 신호들을 정의하고 있다. 예를 들어, 물리 상향링크 공유 채널(physical uplink shared channel, PUSCH), 물리 상향링크 제어 채널(physical uplink control channel, PUCCH), 물리 임의 접속 채널(physical random access channel, PRACH)가 상향링크 물리 채널로서 정의되며, 상향링크 제어/데이터 신호를 위한 복조 참조 신호(demodulation reference signal, DMRS)와 상향링크 채널 측정에 사용되는 사운딩 참조 신호(sounding reference signal, SRS)가 정의된다.
본 발명에서 PDCCH(Physical Downlink Control CHannel)/PCFICH(Physical Control Format Indicator CHannel)/PHICH((Physical Hybrid automatic retransmit request Indicator CHannel)/PDSCH(Physical Downlink Shared CHannel)은 각각 DCI(Downlink Control Information)/CFI(Control Format Indicator)/하향링크 ACK/NACK(ACKnowlegement/Negative ACK)/하향링크 데이터를 나르는 시간-주파수 자원의 집합 혹은 자원요소의 집합을 의미한다. 또한, PUCCH(Physical Uplink Control CHannel)/PUSCH(Physical Uplink Shared CHannel)/PRACH(Physical Random Access CHannel)는 각각 UCI(Uplink Control Information)/상향링크 데이터/랜덤 엑세스 신호를 나르는 시간-주파수 자원의 집합 혹은 자원요소의 집합을 의미한다. 본 발명에서는, 특히, PDCCH/PCFICH/PHICH/PDSCH/PUCCH/PUSCH/PRACH에 할당되거나 이에 속한 시간-주파수 자원 혹은 자원요소(Resource Element, RE)를 각각 PDCCH/PCFICH/PHICH/PDSCH/PUCCH/PUSCH/PRACH RE 또는 PDCCH/PCFICH/PHICH/PDSCH/PUCCH/PUSCH/PRACH 자원이라고 칭한다. 이하에서 사용자기기가 PUCCH/PUSCH/PRACH를 전송한다는 표현은, 각각, PUSCH/PUCCH/PRACH 상에서 혹은 통해서 상향링크 제어정보/상향링크 데이터/랜덤 엑세스 신호를 전송한다는 것과 동일한 의미로 사용된다. 또한, eNB 가 PDCCH/PCFICH/PHICH/PDSCH를 전송한다는 표현은, 각각, PDCCH/PCFICH/PHICH/PDSCH 상에서 혹은 통해서 하향링크 데이터/제어정보를 전송한다는 것과 동일한 의미로 사용된다.
이하에서는 CRS/DMRS/CSI-RS/SRS/UE-RS가 할당된 혹은 설정된(configured) OFDM 심볼/부반송파/RE를 CRS/DMRS/CSI-RS/SRS/UE-RS 심볼/반송파/부반송파/RE라고 칭한다. 예를 들어, 트랙킹 RS(tracking RS, TRS)가 할당된 혹은 설정된 OFDM 심볼은 TRS 심볼이라고 칭하며, TRS가 할당된 혹은 설정된 부반송파는 TRS 부반송파라 칭하며, TRS가 할당된 혹은 설정된 RE 는 TRS RE라고 칭한다. 또한, TRS 전송을 위해 설정된(configured) 서브프레임을 TRS 서브프레임이라 칭한다. 또한 브로드캐스트 신호가 전송되는 서브프레임을 브로드캐스트 서브프레임 혹은 PBCH 서브프레임이라 칭하며, 동기 신호(예를 들어, PSS 및/또는 SSS)가 전송되는 서브프레임을 동기 신호 서브프레임 혹은 PSS/SSS 서브프레임이라고 칭한다. PSS/SSS가 할당된 혹은 설정된(configured) OFDM 심볼/부반송파/RE를 각각 PSS/SSS 심볼/부반송파/RE라 칭한다.
본 발명에서 CRS 포트, UE-RS 포트, CSI-RS 포트, TRS 포트라 함은 각각 CRS를 전송하도록 설정된(configured) 안테나 포트, UE-RS를 전송하도록 설정된 안테나 포트, CSI-RS를 전송하도록 설정된 안테나 포트, TRS를 전송하도록 설정된 안테나 포트를 의미한다. CRS들을 전송하도록 설정된 안테나 포트들은 CRS 포트들에 따라 CRS가 점유하는 RE들의 위치에 의해 상호 구분될 수 있으며, UE-RS들을 전송하도록 설정된(configured) 안테나 포트들은 UE-RS 포트들에 따라 UE-RS가 점유하는 RE들의 위치에 의해 상호 구분될 수 있으며, CSI-RS들을 전송하도록 설정된 안테나 포트들은 CSI-RS 포트들에 따라 CSI-RS가 점유하는 RE들의 위치에 의해 상호 구분될 수 있다. 따라서 CRS/UE-RS/CSI-RS/TRS 포트라는 용어가 일정 자원 영역 내에서 CRS/UE-RS/CSI-RS/TRS가 점유하는 RE들의 패턴을 의미하는 용어로서 사용되기도 한다.
본 발명에서 사용되는 용어 및 기술 중 구체적으로 설명되지 않은 용어 및 기술에 대해서는 3GPP LTE/LTE-A 표준 문서, 예를 들어, 3GPP TS 36.211, 3GPP TS 36.212, 3GPP TS 36.213, 3GPP TS 36.321 및 3GPP TS 36.331 등을 참조할 수 있다.
도 1은 LTE/LTE-A 기반 무선 통신 시스템에서 사용되는 무선 프레임 구조의 일 예를 나타낸 것이다.
특히, 도 1(a)는 3GPP LTE/LTE-A 시스템에서 사용되는 주파수분할듀플렉스(frequency division duplex, FDD)용 프레임 구조를 나타낸 것이고, 도 1(b)는 3GPP LTE/LTE-A 시스템에서 사용되는 시분할듀플렉스(time division duplex, TDD)용 프레임 구조를 나타낸 것이다.
도 1을 참조하면, 3GPP LTE/LTE-A 시스템에서 사용되는 무선프레임은 10ms(307200Ts)의 길이를 가지며, 10개의 균등한 크기의 서브프레임(subframe, SF)으로 구성된다. 일 무선프레임 내 10개의 서브프레임에는 각각 번호가 부여될 수 있다. 여기에서, Ts는 샘플링 시간을 나타내고, Ts=1/(2048*15kHz)로 표시된다. 각각의 서브프레임은 1ms의 길이를 가지며 2개의 슬롯으로 구성된다. 일 무선프레임 내에서 20개의 슬롯들은 0부터 19까지 순차적으로 넘버링될 수 있다. 각각의 슬롯은 0.5ms의 길이를 가진다. 일 서브프레임을 전송하기 위한 시간은 전송 시간 간격(transmission time interval, TTI)로 정의된다. 시간 자원은 무선 프레임 번호(혹은 무선 프레임 인덱스라고도 함)와 서브프레임 번호(혹은 서브프레임 번호라고도 함), 슬롯 번호(혹은 슬롯 인덱스) 등에 의해 구분될 수 있다.
TTI라 함은 데이터가 스케줄링될 수 있는 간격을 의미한다. 예를 들어, 현재 LTE/LTE-A 시스템에서 UL 그랜트 혹은 DL 그랜트의 전송 기회는 1ms마다 존재하고, 1ms보다 짧은 시간 내에 UL/DL 그랜트 기회가 여러 번 존재하지는 않는다. 따라서, 현재 LTE/LTE-A 시스템에서 TTI는 1ms이다.
무선 프레임은 듀플렉스(duplex) 모드에 따라 다르게 설정(configure)될 수 있다. 예를 들어, FDD 모드에서, 하향링크 전송 및 상향링크 전송은 주파수에 의해 구분되므로, 무선 프레임은 특정 주파수 대역에 대해 하향링크 서브프레임 또는 상향링크 서브프레임 중 하나만을 포함한다. TDD 모드에서 하향링크 전송 및 상향링크 전송은 시간에 의해 구분되므로, 특정 주파수 대역에 대해 무선 프레임은 하향링크 서브프레임과 상향링크 서브프레임을 모두 포함한다.
도 2는 LTE/LTE-A 기반 무선 통신 시스템에서 하향링크(downlink, DL)/상향링크(uplink, UL) 슬롯 구조의 일례를 나타낸 것이다.
도 2를 참조하면, 슬롯은 시간 도메인(time domain)에서 복수의 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 심볼을 포함하고, 주파수 도메인(frequency domain)에서 복수의 자원 블록(resource block, RB)을 포함한다. OFDM 심볼은 일 심볼 구간을 의미하기도 한다. 도 2를 참조하면, 각 슬롯에서 전송되는 신호는 N DL / UL RB*N RB sc개의 부반송파(subcarrier)와 N DL / UL symb개의 OFDM 심볼로 구성되는 자원격자(resource grid)로 표현될 수 있다. 여기서, N DL RB은 하향링크 슬롯에서의 자원 블록(resource block, RB)의 개수를 나타내고, N UL RB은 UL 슬롯에서의 RB 의 개수를 나타낸다. N DL RB와 N UL RB은 DL 전송 대역폭과 UL 전송 대역폭에 각각 의존한다. N DL symb은 하향링크 슬롯 내 OFDM 심볼의 개수를 나타내며, N UL symb은 UL 슬롯 내 OFDM 심볼의 개수를 나타낸다. N RB sc는 하나의 RB를 구성하는 부반송파의 개수를 나타낸다.
OFDM 심볼은 다중 접속 방식에 따라 OFDM 심볼, SC-FDM(Single Carrier Frequency Division Multiplexing) 심볼 등으로 불릴 수 있다. 본 발명에서 OFDM 심볼 혹은 SC-FDM 심볼은 심볼 혹은 시간 심볼로 지칭되기도 한다. 하나의 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 채널 대역폭, CP(cyclic prefix)의 길이에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 예를 들어, 정규(normal) CP의 경우에는 하나의 슬롯이 7개의 OFDM 심볼을 포함하나, 확장(extended) CP의 경우에는 하나의 슬롯이 6개의 OFDM 심볼을 포함한다. 도 2에서는 설명의 편의를 위하여 하나의 슬롯이 7개 OFDM 심볼로 구성되는 서브프레임을 예시하였으나, 본 발명의 실시예들은 다른 개수의 OFDM 심볼을 갖는 서브프레임들에도 마찬가지의 방식으로 적용될 수 있다. 도 2를 참조하면, 각 OFDM 심볼은, 주파수 도메인에서, N DL / UL RB*N RB sc개의 부반송파를 포함한다. 부반송파의 유형은 데이터 전송을 위한 데이터 부반송파, 참조신호(reference signal)의 전송 위한 참조신호 부반송파, 보호 밴드(guard band) 또는 직류(Direct Current, DC) 성분을 위한 널(null) 부반송파로 나뉠 수 있다. DC 성분은 OFDM 신호 생성 과정 혹은 주파수 상향변환 과정에서 반송파 주파수(carrier frequency, f 0)로 맵핑(mapping)된다. 반송파 주파수는 중심 주파수(center frequency, f c)라고도 한다.
도 3은 LTE/LTE-A 기반 무선 통신 시스템에서 동기 신호(synchronization signal, SS)의 전송을 위한 무선 프레임 구조를 예시한 것이다. 특히, 도 3은 주파수 분할 듀플렉스(frequency division duplex, FDD)에서 동기 신호 및 PBCH의 전송을 위한 무선 프레임 구조를 예시한 것으로서, 도 3(a)는 정규 CP(normal cyclic prefix)로써 설정된(configured) 무선 프레임에서 SS 및 PBCH의 전송 위치를 도시한 것이고 도 3(b)는 확장 CP(extended CP)로써 설정된 무선 프레임에서 SS 및 PBCH의 전송 위치를 도시한 것이다.
UE 는 전원이 켜지거나 새로이 셀에 접속하고자 하는 경우 상기 셀과의 시간 및 주파수 동기를 획득하고 상기 셀의 물리 계층 셀 식별자(physical layer 셀 IDentity) N cell ID를 검출(detect)하는 등의 셀 탐색(initial cell search) 과정(procedure)을 수행한다. 이를 위해, UE 는 eNB로부터 동기신호, 예를 들어, 1차 동기신호(Primary Synchronization Signal, PSS) 및 2차 동기신호(Secondary Synchronization Signal, SSS)를 수신하여 eNB와 동기를 맞추고, 셀 식별자(identity, ID) 등의 정보를 획득할 수 있다.
도 3을 참조하여, SS를 조금 더 구체적으로 설명하면 다음과 같다. SS는 PSS와 SSS로 구분된다. PSS는 OFDM 심볼 동기, 슬롯 동기 등의 시간 도메인 동기 및/또는 주파수 도메인 동기를 얻기 위해 사용되며, SSS는 프레임 동기, 셀 그룹 ID 및/또는 셀의 CP 설정(configuration)(즉, 일반 CP 또는 확장 CP 의 사용 정보)를 얻기 위해 사용된다. 도 3을 참조하면, PSS와 SSS는 매 무선 프레임의 2개의 OFDM 심볼에서 각각 전송된다. 구체적으로 SS는 인터-RAT(inter radio access technology) 측정의 용이함을 위해 GSM(Global System for Mobile communication) 프레임 길이인 4.6 ms를 고려하여 서브프레임 0의 첫 번째 슬롯과 서브프레임 5의 첫 번째 슬롯에서 각각 전송된다. 특히 PSS는 서브프레임 0의 첫 번째 슬롯의 마지막 OFDM 심볼과 서브프레임 5의 첫 번째 슬롯의 마지막 OFDM 심볼에서 각각 전송되고, SSS는 서브프레임 0의 첫 번째 슬롯의 마지막에서 두 번째 OFDM 심볼과 서브프레임 5의 첫 번째 슬롯의 마지막에서 두 번째 OFDM 심볼에서 각각 전송된다. 해당 무선 프레임의 경계는 SSS를 통해 검출될 수 있다. PSS는 해당 슬롯의 맨 마지막 OFDM 심볼에서 전송되고 SSS는 PSS 바로 앞 OFDM 심볼에서 전송된다. SS의 전송 다이버시티(diversity) 방식은 단일 안테나 포트(single antenna port)만을 사용하며 표준에서는 따로 정의하고 있지 않다.
PSS는 5ms마다 전송되므로 UE는 PSS를 검출함으로써 해당 서브프레임이 서브프레임 0와 서브프레임 5 중 하나임을 알 수 있으나, 해당 서브프레임이 서브프레임 0와 서브프레임 5 중 구체적으로 무엇인지는 알 수 없다. 따라서, UE는 PSS만으로는 무선 프레임의 경계를 인지하지 못한다. 즉, PSS만으로는 프레임 동기가 획득될 수 없다. UE는 일 무선 프레임 내에서 두 번 전송되되 서로 다른 시퀀스로서 전송되는 SSS를 검출하여 무선 프레임의 경계를 검출한다.
PSS/SSS를 이용한 셀(cell) 탐색 과정을 수행하여 DL 신호의 복조(demodulation) 및 UL 신호의 전송을 정확한 시점에 수행하는 데 필요한 시간 및 주파수 파라미터를 결정한 UE는, 또한, 상기 eNB로부터 상기 UE의 시스템 설정(system configuration)에 필요한 시스템 정보를 획득해야 상기 eNB와 통신할 수 있다.
시스템 정보는 마스터정보블록(Master Information Block, MIB) 및 시스템정보블록(System Information Block, SIB)들에 의해 설정된다(configured). 각 시스템정보블록은 기능적으로 연관된 파라미터들의 모음을 포함하며, 포함하는 파라미터에 따라 마스터정보블록(Master Information Block, MIB) 및 시스템정보블록타입 1(System Information Block Type 1, SIB1), 시스템정보블록타입 2(System Information Block Type 2, SIB2), SIB3∼SIB17로 구분될 수 있다.
MIB는 UE가 eNB의 네트워크(network)에 초기 접속(initial access)하는 데 필수적인, 가장 자주 전송되는 파라미터들을 포함한다. UE는 MIB를 브로드캐스트 채널(예, PBCH)를 통해 수신할 수 있다. MIB에는 하향링크 시스템 대역폭(dl-Bandwidth, DL BW), PHICH 설정(configuration), 시스템 프레임 넘버(SFN)가 포함된다. 따라서, UE는 PBCH를 수신함으로써 명시적(explicit)으로 DL BW, SFN, PHICH 설정에 대한 정보를 알 수 있다. 한편, PBCH를 수신을 통해 UE가 암묵적(implicit)으로 알 수 있는 정보로는 eNB의 전송 안테나 포트의 개수가 있다. eNB의 전송 안테나 개수에 대한 정보는 PBCH의 에러 검출에 사용되는 16-비트 CRC(Cyclic Redundancy Check)에 전송 안테나 개수에 대응되는 시퀀스를 마스킹(예, XOR 연산)하여 암묵적으로 시그널링된다.
SIB1은 다른 SIB들의 시간 도메인 스케줄링에 대한 정보뿐만 아니라, 특정 셀이 셀 선택에 적합한 셀인지를 판단하는 데 필요한 파라미터들을 포함한다. SIB1은 브로드캐스트 시그널링 혹은 전용(dedicated) 시그널링을 통해 UE에게 수신된다.
DL 반송파 주파수와 해당 시스템 대역폭은 PBCH가 나르는 MIB에 의해 획득될 수 있다. UL 반송파 주파수 및 해당 시스템 대역폭은 DL 신호인 시스템 정보를 통해 얻어질 수 있다. MIB를 수신한 UE는 해당 셀에 대해 저장된 유효한 시스템 정보가 없으면, 시스템 정보 블록 타입 2(SystemInformationBlockType2, SIB2)가 수신될 때까지, MIB 내 DL BW의 값을 UL-대역폭(UL BW)에 적용한다. 예를 들어, UE는 시스템 정보 블록 타입 2(SystemInformationBlockType2, SIB2)를 획득하여, 상기 SIB2 내 UL-반송파 주파수 및 UL-대역폭 정보를 통해 자신이 UL 전송에 사용할 수 있는 전체 UL 시스템 대역을 파악할 수 있다.
주파수 도메인에서, PSS/SSS 및 PBCH는 실제 시스템 대역폭과 관계없이 해당 OFDM 심볼 내에서 DC 부반송파를 중심으로 좌우 3개씩 총 6개의 RB, 즉 총 72개의 부반송파들 내에서만 전송된다. 따라서, UE는 상기 UE에게 설정된(configured) 하향링크 전송 대역폭과 관계없이 SS 및 PBCH를 검출(detect) 혹은 복호(decode)할 수 있도록 설정된다(configured).
초기 셀 탐색을 마친 UE는 eNB로의 접속을 완료하기 위해 임의 접속 과정(random access procedure)을 수행할 수 있다. 이를 위해 UE는 물리 임의 접속 채널(physical random access channel, PRACH)을 통해 프리앰블(preamble)을 전송하고, PDCCH 및 PDSCH을 통해 프리앰블에 대한 응답 메시지를 수신할 수 있다. 경쟁 기반 임의 접속(contention based random access)의 경우 추가적인 PRACH의 전송, 그리고 PDCCH 및 상기 PDCCH에 대응하는 PDSCH와 같은 충돌 해결 절차(contention resolution procedure)를 수행할 수 있다.
상술한 바와 같은 절차를 수행한 UE는 이후 일반적인 상/하향링크 신호 전송 절차로서 PDCCH/PDSCH 수신 및 PUSCH/PUCCH 전송을 수행할 수 있다.
상기 임의 접속 과정은 임의 접속 채널(random access channel, RACH) 과정으로도 지칭된다. 임의 접속 과정은 초기 접속, 임의 접속 과정은 초기 접속, 상향링크 동기 조정, 자원 할당, 핸드오버 등의 용도로 다양하게 사용된다. 임의 접속 과정은 경쟁-기반(contention-based) 과정과, 전용(dedicated)(즉, 비-경쟁-기반) 과정으로 분류된다. 경쟁-기반 임의 접속 과정은 초기 접속을 포함하여 일반적으로 사용되며, 전용 임의 접속 과정을 핸드오버 등에 제한적으로 사용된다. 경쟁-기반 임의 접속 과정에서 UE는 RACH 프리앰블 시퀀스를 임의로(randomly) 선택한다. 따라서, 복수의 UE들이 동시에 동일한 RACH 프리앰블 시퀀스를 전송하는 것이 가능하며, 이로 인해 이후 경쟁 해소 과정이 필요하다. 반면, 전용 임의 접속 과정에서 UE는 eNB가 해당 UE에게 유일하게 할당한 RACH 프리앰블 시퀀스를 사용한다. 따라서, 다른 UE와의 충돌없이 임의 접속 과정을 수행할 수 있다.
경쟁-기반 임의 접속 과정은 다음의 4 단계를 포함한다. 이하, 단계 1~4에서 전송되는 메시지는 각각 메시지 1~4(Msg1 ~ Msg4)로 지칭될 수 있다.
- 단계 1: RACH 프리앰블(via PRACH)(UE to eNB)
- 단계 2: 임의 접속 응답(random access response, RAR)(via PDCCH 및 PDSCH)(eNB to UE)
- 단계 3: 레이어 2 / 레이어 3 메시지(via PUSCH)(UE to eNB)
- 단계 4: 경쟁 해소(contention resolution) 메시지(eNB to UE)
전용 임의 접속 과정은 다음의 3 단계를 포함한다. 이하, 단계 0~2에서 전송되는 메시지는 각각 메시지 0~2(Msg0 ~ Msg2)로 지칭될 수 있다. 임의 접속 과정의 일부로 RAR에 대응하는 상향링크 전송(즉, 단계 3)도 수행될 수 있다. 전용 임의 접속 과정은 기지국이 RACH 프리앰블 전송을 명령하는 용도의 PDCCH(이하, PDCCH 오더(order))를 이용하여 트리거링될 수 있다.
- 단계 0: 전용 시그널링을 통한 RACH 프리앰블 할당(eNB to UE)
- 단계 1: RACH 프리앰블(via PRACH)(UE to eNB)
- 단계 2: 임의 접속 응답(RAR)(via PDCCH 및 PDSCH)(eNB to UE)
RACH 프리앰블을 전송한 뒤, UE는 미리-설정된 시간 윈도우 내에서 임의 접속 응답(RAR) 수신을 시도한다. 구체적으로, UE는 시간 윈도우 내에서 RA-RNTI(Random Access RNTI)를 갖는 PDCCH(이하, RA-RNTI PDCCH)(예, PDCCH에서 CRC가 RA-RNTI로 마스킹됨)의 검출을 시도한다. RA-RNTI PDCCH 검출 시, UE는 RA-RNTI PDCCH에 대응하는 PDSCH 내에 자신을 위한 RAR이 존재하는지 확인한다. RAR은 UL 동기화를 위한 타이밍 오프셋 정보를 나타내는 타이밍 어드밴스(timing advance, TA) 정보, UL 자원 할당 정보(UL 그랜트 정보), 임시 단말 식별자(예, temporary cell-RNTI, TC-RNTI) 등을 포함한다. UE는 RAR 내의 자원 할당 정보 및 TA 값에 따라 UL 전송(예, Msg3)을 수행할 수 있다. RAR에 대응하는 UL 전송에는 HARQ가 적용된다. 따라서, UE는 Msg3 전송한 후, Msg3에 대응하는 수신 응답 정보(예, PHICH)를 수신할 수 있다.
임의 접속 프리앰블, 즉, RACH 프리앰블은 물리 계층에서 길이 T CP의 순환 전치(cyclic prefix) 및 길이 T SEQ의 시퀀스 부분으로 구성된다. T CP의 T SEQ는 프레임 구조와 임의 접속 설정(configuration)에 의존한다. 프리앰블 포맷은 상위 계층에 의해 제어된다. PACH 프리앰블은 UL 서브프레임에서 전송된다. 임의 접속 프리앰블의 전송은 특정 시간 및 주파수 자원들에 제한(restrict)된다. 이러한 자원들을 PRACH 자원들이라고 하며, PRACH 자원들은, 인덱스 0가 무선 프레임에서 낮은 번호의 PRB 및 서브프레임에 대응하도록, 상기 무선 프레임 내 서브프레임 번호와, 주파수 도메인에서 PRB들의 증가 순으로 번호가 매겨진다. 임의 접속 자원들이 PRACH 설정 인덱스에 따라 정의된다(3GPP TS 36.211 표준 문서 참조). PRACH 설정 인덱스는 (eNB에 의해 전송되는) 상위 계층 신호에 의해 주어진다.
도 4는 LTE/LTE-A 기반 무선 통신 시스템에서 사용되는 하향링크(downlink, DL) 서브프레임 구조를 예시한 것이다.
도 4를 참조하면, DL 서브프레임은 시간 도메인에서 제어 영역(control region)과 데이터 영역(data region)으로 구분된다. 도 4를 참조하면, 서브프레임의 첫 번째 슬롯에서 앞부분에 위치한 최대 3(혹은 4)개의 OFDM 심볼은 제어 채널이 할당되는 제어 영역(control region)에 대응한다. 이하, DL 서브프레임에서 PDCCH 전송에 이용 가능한 자원 영역(resource region)을 PDCCH 영역이라 칭한다. 제어 영역으로 사용되는 OFDM 심볼(들)이 아닌 남은 OFDM 심볼들은 PDSCH(Physical Downlink Shared CHannel)가 할당되는 데이터 영역(data region)에 해당한다. 이하, DL 서브프레임에서 PDSCH 전송에 이용 가능한 자원 영역을 PDSCH 영역이라 칭한다.
3GPP LTE에서 사용되는 DL 제어 채널의 예는 PCFICH(Physical Control Format Indicator Channel), PDCCH(Physical Downlink Control Channel), PHICH(Physical hybrid ARQ indicator Channel) 등을 포함한다.
PDCCH를 통해 전송되는 제어 정보를 상향링크 제어 정보(downlink control information, DCI)라고 지칭한다. DCI는 UE 또는 UE 그룹을 위한 자원 할당 정보 및 다른 제어 정보를 포함한다. DL 공유 채널(downlink shared channel, DL-SCH)의 전송 포맷(Transmit Format) 및 자원 할당 정보는 DL 스케줄링 정보 혹은 DL 그랜트(DL grant)라고도 불리며, UL 공유 채널(uplink shared channel, UL-SCH)의 전송 포맷 및 자원 할당 정보는 UL 스케줄링 정보 혹은 UL 그랜트(UL grant)라고도 불린다. 일 PDCCH가 나르는 DCI는 DCI 포맷에 따라서 그 크기와 용도가 다르며, 코딩 레이트에 따라 그 크기가 달라질 수 있다. 현재 3GPP LTE 시스템에서는 상향링크용으로 포맷 0 및 4, 하향링크용으로 포맷 1, 1A, 1B, 1C, 1D, 2, 2A, 2B, 2C, 3, 3A 등의 다양한 포맷이 정의되어 있다. DCI 포맷 각각의 용도에 맞게, 호핑 플래그, RB 할당(RB allocation), MCS(modulation coding scheme), RV(redundancy version), NDI(new data indicator), TPC(transmit power control), 순환 천이 DMRS(cyclic shift demodulation reference signal), UL 인덱스, CQI(channel quality information) 요청, DL 할당 인덱스(DL assignment index), HARQ 프로세스 넘버, TPMI(transmitted precoding matrix indicator), PMI(precoding matrix indicator) 정보 등의 제어정보가 취사 선택된 조합이 하향링크 제어정보로서 UE에게 전송된다.
PDCCH는 하나 또는 복수의 연속적인 제어 채널 요소(control channel element, CCE)들의 집성(aggregation) 상에서 전송된다. CCE는 PDCCH에 무선 채널 상태에 기초한 코딩 레이트를 제공하는데 사용되는 논리적 할당 유닛이다. CCE는 복수의 자원 요소 그룹(resource element group, REG)에 대응한다. 예를 들어, 각 CCE는 9개 REG를 포함하고, 상기 9개 REG는 다이버시티를 가능하게 하기 위해 간섭을 완화하기 위해 인터리빙을 통해 첫 1/2/3개(1.4 MHz를 위해 필요하다면 4개) OFDM 심볼들 및 시스템 대역폭에 걸쳐 분산되어 있다. 하나의 REG는 4개의 RE에 대응한다. 4개의 QPSK 심볼이 각각의 REG에 매핑된다. 참조신호(RS)에 의해 점유된 자원요소(RE)는 REG에 포함되지 않는다. 따라서, 주어진 OFDM 심볼 내에서 REG의 개수는 RS의 존재 여부에 따라 달라진다. REG 개념은 다른 하향링크 제어채널(즉, PCFICH 및 PHICH)에도 사용된다.
도 5는 LTE/LTE-A 기반 무선 통신 시스템에 사용되는 상향링크(uplink, UL) 서브프레임 구조의 일례를 나타낸 것이다.
도 5를 참조하면, UL 서브프레임은 주파수 도메인에서 제어 영역과 데이터 영역으로 구분될 수 있다. 하나 또는 여러 PUCCH(physical uplink control channel)가 상향링크 제어 정보(uplink control information, UCI)를 나르기 위해, 상기 제어 영역에 할당될 수 있다. 하나 또는 여러 PUSCH(physical uplink shared channel)가 사용자 데이터를 나르기 위해, UL 서브프레임의 데이터 영역에 할당될 수 있다.
UL 서브프레임에서는 DC(Direct Current) 부반송파를 기준으로 거리가 먼 부반송파들이 제어 영역으로 활용된다. 다시 말해, UL 전송 대역폭의 양쪽 끝부분에 위치하는 부반송파들이 상향링크 제어정보의 전송에 할당된다. DC 부반송파는 신호 전송에 사용되지 않고 남겨지는 성분으로서, 주파수 상향변환 과정에서 반송파 주파수 f 0로 매핑된다. 일 UE에 대한 PUCCH는 일 서브프레임에서, 일 반송파 주파수에서 동작하는 자원들에 속한 RB 쌍에 할당되며, 상기 RB 쌍에 속한 RB들은 두 개의 슬롯에서 각각 다른 부반송파를 점유한다. 이와 같이 할당되는 PUCCH를, PUCCH에 할당된 RB 쌍이 슬롯 경계에서 주파수 호핑된다고 표현한다. 다만, 주파수 호핑이 적용되지 않는 경우에는, RB 쌍이 동일한 부반송파를 점유한다.
도 6은 낮은 지연을 이루기 위해 필요한 TTI의 길이를 예시한 것이다.
도 6을 참조하면, eNB가 전송한 신호가 UE에게 도달하고, 상기 UE가 상기 신호에 대한 A/N을 전송하여 상기 A/N이 상기 eNB까지 도달하기까지는, 하향링크 전파 딜레이(propagation delay, PD), 버퍼링 시간, 복호 시간, A/N 준비 시간, 상향링크 PD 및 재전송 마진에 따른 OTA(over the air) 지연이 발생한다. 낮은 지연을 만족시키기 위해, 데이터 전송의 최소 단위인 TTI를 줄여 0.5ms 이하의 단축(shortened) TTI(sTTI)를 새롭게 디자인할 필요가 있다. 예를 들어, eNB가 데이터(PDCCH 및 PDSCH)의 전송을 시작하여 UE가 상기 데이터에 대한 A/N의 상기 eNB로의 전송을 완료하기까지 걸리는 시간인 OTA(over the air) 지연을 1ms 이하로 줄이려면 TTI가 0.21ms로 설정되는 것이 좋다. 즉, 사용자 플레인(user plane, U-plane) 지연을 1ms으로 줄이기 위해, 약 3개 OFDM 심볼들을 단위로 sTTI가 설정될 수 있다.
도 6에서는 OTA 지연 혹은 U-플레인 지연을 1ms로 만족하기 위해 3개 OFDM 심볼들로 sTTI를 구성하는 것을 예시하였으나, 1ms보다 짧은 다른 길이의 sTTI가 구성될 수도 있다. 예를 들어, 정규 CP의 경우, 2개 OFDM 심볼들로 구성된 sTTI, 4개 OFDM 심볼들로 구성된 sTTI 및/또는 7개 OFDM 심볼들로 구성된 sTTI가 있을 수 있다.
디폴트 TTI의 주파수 대역 내 일부 또는 전체 주파수 자원 상에서 상기 TTI를 구성하는 전체 OFDM 심볼들이 시간 도메인에서 둘 이상의 sTTI로 분할 또는 상기 TTI의 PDCCH 영역이 점유하는 OFDM 심볼들을 제외한 나머지 OFDM 심볼들이 둘 이상의 sTTI로 분할될 수 있다.
이하에서는 시스템에서 사용되는 디폴트(default) 혹은 주요(main) TTI를 TTI 혹은 서브프레임이라 칭하고, 상기 시스템의 디폴트/주요 TTI가 아닌 이보다 짧은 시간 길이를 갖는 TTI를 sTTI로 칭한다. 예를 들어, 현재까지의 LTE/LTE-A 시스템처럼 1ms의 TTI가 디폴트 TTI로 사용되는 시스템에서는 1ms보다 짧은 시간 길이를 갖는 TTI가 sTTI로 칭해질 수 있다. 또한, 이하에서는, 디폴트/주요 TTI 단위로 전송되는 물리 하향링크 제어 채널/물리 하향링크 데이터 채널/물리 상향링크 제어 채널/물리 상향링크 데이터 채널을 PDCCH/PDSCH/PUCCH/PUSCH로 칭하고 sTTI 내에서 혹은 sTTI 단위로 전송되는 PDCCH/PDSCH/PUCCH/PUSCH를 sPDCCH/sPDSCH/sPUCCH/sPUSCH라 칭한다. 새로운 RAT 환경에서는 뉴머롤러지(numerology)가 변경되어 현재의 LTE/LTE-A 시스템과는 다른 디폴트/주요 TTI가 사용될 수 있지만, 이하에서는 설명의 편의를 위하여, 디폴트/주요 TTI의 시간 길이가 1ms인 것으로 가정하고, 디폴트/주요 TTI를 TTI, 서브프레임, 기존 TTI 혹은 기존 서브프레임이라고 칭하고 1ms의 TTI보다 짧은 TTI를 sTTI로 칭하여 본 발명의 실시예들을 설명한다. 이하의 실시예들에 따른 TTI와 sTTI에서의 신호 전송/수신 방법은 현재 LTE/LTE-A 뉴머롤러지에 따른 시스템뿐만 아니라 새로운 RAT 환경에 따른 뉴머롤러지에 따른 시스템의 디폴트/주요 TTI와 sTTI에서도 마찬가지 방식으로 적용될 수 있다.
본 발명의 실시예들은 3GPP LTE/LTE-A 시스템 외에도 새(new) 무선 접속 기술(radio access technology, RAT) 시스템에서도 적용될 수 있다. 더욱 많은 통신 기기들이 더욱 큰 통신 용량을 요구하게 됨에 따라 기존의 RAT에 비해 향상된 모바일 브로드밴드 통신에 대한 필요성이 대두되고 있다. 또한 다수의 기기 및 사물들을 연결하여 언제 어디서나 다양한 서비스를 제공하는 매시브(massive) MTC 역시 차세대 통신에서 고려될 주요 이슈 중 하나이다. 아울러 신뢰성(reliability) 및 지연(latency)에 민감한 서비스/UE를 고려한 통신 시스템 디자인이 논의되고 있다. 이와 같이 진보된 모바일 브로드밴드 통신, 매시브 MTC, URLLC(Ultra-Reliable and Low Latency Communication) 등을 고려한 차세대 RAT의 도입이 논의되고 있다. 본 발명에서는 편의상 해당 기술을 새 RAT라고 칭한다.
LTE-A의 차기 시스템에서는 데이터 전송의 지연(latency)을 줄이는 방안을 고려하고 있다. 패킷 데이터 지연은 (속도 테스트 어플리케이션을 통해) 판매자(vendor)들, 오퍼레이터(operator)들 및 최종-사용자(end-user)들이 규칙적으로 측정하는 성능 메트릭(performance metric)들 중 하나이다. 지연 측정은 무선 접속 네트워크 시스템 일생(lifetime)의 모든 국면(phase)들에서, 새로운 소프트웨어 릴리즈 또는 시스템 컴포넌트를 검증(verify)할 때, 시스템을 배치(deploy)할 때 및 시스템이 상업적 운용 중에 있을 때, 행해진다.
3GPP RAT들의 이전 세대들보다 더 나은 지연은 LTE의 설계를 이끌었던 하나의 성능 메트릭이었다. LTE는 인터넷으로의 더 빠른 접속과 모바일 무선 기술들의 이전 세대들보다 낮은 데이터 지연을 제공하는 시스템이라고 현재 최종-사용자들에 의해 인식되고 있다
그러나 시스템 내 딜레이들을 특별히 타겟팅하는 개선(improvement)들은 거의 행해지지 않았다. 패킷 데이터 지연은 시스템의 감지된(perceived) 민감성(responsiveness)을 위해서뿐 아니라, 처리량(throughput)에 간접적으로 영향을 미치는 파라미터이다. HTTP/TCP는 지배적인 어플리케이션이고 오늘날 인터넷 상에서 사용되는 트랜스포트 레이어 프로토콜 묶음(suite)이다. HTTP 아카이브(http://httparchive.org/trends.php)에 따르면, 인터넷 상에서의 HTTP-기반 거래(transaction)들은 키로바이트(Kbyte)들의 10분의 몇(a few 10's)으로부터 1 메가바이트까지의 범위 내에 있다. 이러한 크기 범위 내에서, TCP 느린(slow) 시작 기간(period)은 패킷 스트림의 총 트랜스포트 기간 중 상당 부분이다. TCP 느린 시작 동안 성능은 지연에 의해 제약된다. 그러므로 개선된 지연이 이러한 타입의 TCP-기반 데이터 거래를 위한 평균 처리량을 개선하는 데 용이하게 제시될 수 있다. 또한, (Gbps의 범위로) 정말 높은 비트 레이트를 이루기 위해, UE L2 버퍼들이 대응하여(correspondingly) 만들어질(dimensioned) 필요가 있다. RTT(round trip time)가 길어질수록 버퍼들이 더 커질 필요가 있다. UE 및 eNB 내에서 버퍼 요구사항(requirement)들을 줄이기 위한 유일한 방법은 지연을 줄이는 것이다.
무선 자원 효율성(efficiency)도 지연 감소에 의해 긍정적 영향을 받을 수 있다. 낮은 데이터 패킷 지연은 일정(certain) 딜레이 바운드 내에서 가능한 전송 시도(attempt)들의 횟수를 줄일 수 있다. 그러므로 무선 자원을 풀어주면서(free up)도 나쁜 무선 조건들 하의 사용자기기를 위한 강인성(robustness)의 레벨을 동일하게 유지하면서, 더 높은 BLER(block error ratio) 타겟들이 데이터 전송을 위해 사용될 수 있다. 동일한 BLER 타겟을 유지하면, 일정 딜레이 바운드 내에서 증가된 개수의 가능한 전송은 실-시간(real-time) 데이터 스트림(예, VoLTE)의 더 강인한(robust)으로 해석될 수 있다. 이는 VoLTE 음성 시스템 용량(capacity)를 개선할 것이다.
예를 들어 게임하는 것(gaming), VoLTE/OTT VoIP와 같은 실-시간 어플리케이션들 그리고 화상(video) 통화(telephony)/회의(conferencing)와 같은: 감지되는 경험의 질의 면에서 감소된 지연에 의해 긍정적 영향을 받을 기존(existing) 어플리케이션들이 매우 많다.
미래에는 딜레이 극복이 중요할 새로운 어플리케이션이 점점 더 많아질 것이다. 예를 들어, 스마트 안경 또는 중대한(critical) 통신뿐 아니라 낮은 지연을 요구하는 특정 기계(machine) 통신들에서의 증강(augmented) 현실(reality) 어플리케이션들, 차량(vehicle)들의 리모트 제어/드라이빙 등에게 딜레이는 중대한 요소일 수 있다.
<OFDM 뉴머롤로지>
새로운 RAT 시스템은 OFDM 전송 방식 또는 이와 유사한 전송 방식을 사용한다. 예를 들어, 새로운 RAT 시스템은 다음 표에 정의된 OFDM 파라미터들을 따를 수 있다.
Parameter Value
Subcarrier-spacing (△f) 75kHz
OFDM symbol length 13.33us
Cyclic Prefix(CP) length 1.04us/0/94us
System BW 100MHz
No. of available subcarriers 1200
Subframe length 0.2ms
Number of OFDM symbol per Subframe 14 symbols
<자족적(self-contained) 서브프레임 구조>
도 7은 자족적 서브프레임 구조를 예시한 것이다.
TDD 시스템에서 데이터 전송 지연을 최소화하기 위하여 5세대 새로운 RAT에서는 자족적 서브프레임 구조가 고려되고 있다.
도 7에서 빗금 친 영역은 DCI를 나르는 DL 제어 채널(예, PDCCH)의 전송 영역을 나타내고, 검정색 부분은 UCI를 나르는 UL 제어 채널(예, PUCCH)의 전송 영역을 나타낸다. 여기서 DCI는 eNB가 UE에게 전달하는 제어 정보이며, 상기 DCI는 상기 UE가 알아야 하는 셀 설정(configuration)에 관한 정보, DL 스케줄링 등의 DL 특정적(specific) 정보, 그리고 UL 그랜트 등과 같은 UL 특정적 정보 등을 포함할 수 있다. 또한 UCI는 UE가 eNB에게 전달하는 제어 정보이며, 상기 UCI는 DL 데이터에 대한 HARQ ACK/NACK 보고, DL 채널 상태에 대한 CSI 보고, 그리고 스케줄링 요청 (scheduling request, SR) 등을 포함할 수 있다.
도 7에서 심볼 인덱스 1부터 심볼 인덱스 12까지의 심볼들 영역에서는 하향링크 데이터를 나르는 물리 채널(예, PDSCH)의 전송에 사용될 수도 있고, 상향링크 데이터를 나르는 물리 채널(예, PUSCH)의 전송에 사용될 수도 있다. 자족적 서브프레임 구조에 의하면, 1개의 서브프레임 내에서 DL 전송과 UL 전송의 순차적으로 진행되어, DL 데이터의 전송/수신과 상기 DL 데이터에 대한 UL ACK/NACK의 수신/전송이 상기 1개의 서브프레임 내에서 이루어질 수 있다. 결과적으로 데이터 전송 에러 발생시에 데이터 재전송까지 걸리는 시간을 줄이게 되며, 이로 인해 최종 데이터 전달의 지연이 최소화될 수 있다.
이러한 자족적 서브프레임 구조에서는, eNB과 UE가 전송 모드에서 수신 모드로의 전환 과정 또는 수신 모드에서 전송 모드로의 전환 과정을 위한 시간 갭(time gap)이 필요하다. 이러한 전송 모드와 수신 모드 간 전환 과정을 위하여 자족적 서브프레임 구조에서 DL에서 UL로 전환되는 시점의 일부 OFDM 심볼이 가드 기간(guard period, GP)로 설정되게 된다.
기존 LTE/LTE-A 시스템에서 DL 제어 채널은 데이터 채널과 TDM되며(도 4 참조), 제어 채널인 PDCCH는 시스템 전 대역으로 퍼져서 전송된다. 그러나 새로운 RAT에서는 한 시스템의 대역폭이 대략 최소 100MHz에 달할 것으로 예상되는 바, 제어 채널을 전 대역으로 확산시켜 전송시키기에는 무리가 있다. UE가 데이터 전송/수신을 위해서 하향링크 제어 채널 수신을 위해서 전 대역을 모니터링하는 것은 UE의 배터리 소모 증대 및 효율성을 저해할 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 DL 제어 채널이 시스템 대역, 즉, 채널 대역 내 일부 주파수 대역에서 로컬라이즈(localize)되어 전송되거나 분산(distribute)되어 전송될 수 있는 방식을 제안한다.
도 8은 데이터 채널과 제어 채널이 시간 분할 다중화되는 서브프레임 구조 기반의 무선 프레임의 일부를 도시한 것이다.
도 8을 참조하면, 광대역 상에서 DL 제어 채널이 DL 데이터 혹은 UL 데이터와 시간 분할 다중화(time division multiplexing, TDM)되어 전송될 수 있다. eNB에서는 상기 eNB가 DL 제어 채널(들)을 전 대역에 걸쳐 전송할 수 있겠지만, 하나의 UE 관점에서는 상기 UE가 전체 대역이 아닌 일부 특정 대역 내에서 자신의 DL 제어 채널을 수신할 수 있다. 여기서 DL 제어 채널이라 함은 eNB가 UE에게 전달하는 제어 정보로서 DL 스케줄링 등의 DL 특정적 정보뿐 아니라 UE가 알아야 하는 셀 설정(configuration)에 관한 정보뿐 아니라 UL 그랜트 등과 같은 UL 특정적 정보를 포함한다.
도 8에 도시된 바와 같이 새로운 RAT 시스템에서도 기존 LTE 시스템과 마찬가지로, DL/UL 스케줄링을 위한 기본 자원 유닛(resource unit, RU)이 정의될 수 있다. 시간 축으로는 복수 개의 OFDM 심볼들을 포함하고, 주파수 축으로는 복수 개의 부반송파들을 포함한다. 기본 RU는 UL과 DL이 서로 다른 크기로 정의될 수 있다. eNB는 UE에게 RU 단위로 즉, 정수 개의 RU 단위로 DL/UL 데이터 스케줄링을 수행할 수 있다. 도 8에서 시간-주파수 자원 격자(grid)의 한 칸, 즉, 하나의 OFDM 심볼 길이의 하나의 부반송파가 자원 요소(resource element, RE)로 정의될 수 있다.
예를 들어, mmWave 및 5G로 지칭되는 새로운 RAT에서는 매우 넓은 크기의 시스템 대역을 가질 것으로 예상된다. 주파수 대역에 따라서 5MHz, 10MHz, 40MHz, 80MHz 등이 최소 시스템 대역폭으로서 지원되어야 할 수 있다. 최소 시스템 대역은 시스템의 기본 부반송파 간격에 따라서 달라질 수 있다. 예를 들어, 기본 부반송파 간격이 15kHz인 경우 최소 시스템 대역은 5MHz, 기본 부반송파 간격이 30khz인 경우 최소 시스템 대역은 10MHz, 기본 부반송파 간격이 120khz인 경우 최소 시스템 대역은 40MHz, 기본 부반송파 간격이 240kHz인 경우 최소 시스템 대역은 80MHz일 수 있다. 새로운 RAT는 6GHz 이하 대역 및 6GHz 이상의 대역을 대상으로 하여 디자인되고, 다양한 시나리오와 사용 사례(use case) 지원을 위하여 한 시스템 내에서 복수 개의 부반송파를 지원하도록 디자인된다. 부반송파 길이가 달라짐으로 인해서, 서브프레임 길이 또한 그에 따라서 축소/확장된다. 예를 들어, 한 서브프레임은 0.5ms, 0.25ms, 0.125ms 등의 짧은 시간으로 정의될 수 있다. 새로운 RAT 시스템에서는 높은 주파수 대역(예, 6GHz 이상)이 사용될 수 있으며, 부반송파 간격(spacing)은 기존 LTE 시스템이 15kHz였던 것에 반해서 넓은 크기의 부반송파 간격이 지원될 것으로 예상된다. 예를 들어, 부반송파 간격을 60kHz로 가정하면, 하나의 자원 유닛(resource unit, RU)이 주파수 축으로는 12개의 부반송파, 시간 축으로는 하나의 서브프레임에 의해 정의될 수 있다.
<아날로그 빔포밍(analog beamforming)>
밀리미터 파장(millimeter wave, mmW)에서는 파장이 짧아져서 동일 면적에 다수 개의 안테나 요소(element)의 설치가 가능해진다. 예를 들어, 1cm의 정도의 파장을 갖는 30GHz 대역에서 5 by 5cm의 패널(panel)에 0.5λ (파장) 간격으로 2-차원(dimension) 배열 형태로 총 100개의 안테나 요소 설치가 가능하다. 그러므로 mmW에서는 다수 개의 안테나 요소를 사용하여 빔포밍 이득을 높여 커버리지를 증가시키거나, 처리량(throughput)을 높이는 것이 고려된다.
안테나 요소별로 전송 파워 및 위상 조절이 가능하도록 트랜시버 유닛(transceiver unit, TXRU)을 가지면 주파수 자원별로 독립적인 빔포밍이 가능하다. 그러나 100여 개의 안테나 요소 모두에 TXRU를 설치하기에는 가격 측면에서 실효성이 떨어지는 문제를 있다. 그러므로 하나의 TXRU에 다수 개의 안테나 요소를 매핑하고 아날로그 위상 천이기(analog phase shifter)로 빔(beam)의 방향을 조절하는 방식이 고려되고 있다. 이러한 아날로그 빔포밍 방식은 전체 대역에 있어서 하나의 빔 방향만을 만들 수 있어 주파수 선택적 빔포밍(beamforming, BF)을 해줄 수 없는 단점이 있다.
디지털 BF와 아날로그 BF의 중간 형태로 Q개의 안테나 요소보다 적은 개수인 B개의 TXRU를 갖는 하이브리드(hybrid) BF가 고려될 수 있다. 하이브리드 BF의 경우, B개의 TXRU와 Q개의 안테나 요소의 연결 방식에 따라서 차이는 있지만, 동시에 전송할 수 있는 빔의 방향은 B개 이하로 제한되게 된다.
도 9는 아날로그 빔포밍의 적용 예를 나타낸 것이다.
도 9를 참조하면, 시간에 따라 빔의 방향을 바꿔가면서 신호가 전송/수신될 수 있다.
LTE/LTE-A 시스템에서 non-UE-specific 신호(예, PSS/SSS/PBCH/SI)는 전-방위적(omni-directional)으로 전송되는 것에 반해서, mmWave를 적용하는 eNB가 빔 방향을 전-방위적으로 돌려가면서 셀-공통적 신호를 빔포밍하여 전송하는 방법이 고려되고 있다. 이와 같이 빔 방향을 돌려가면서 신호를 전송/수신하는 것을 빔 스위핑(beam sweeping) 혹은 빔 스캐닝이라 한다.
UE가 특정 시스템에 연관(association)을 해서 서비스를 받기 위해서 가장 먼저 수행해야 하는 동작은 해당 시스템의 시간 및 주파수 동기를 획득하고 기본적인 시스템 정보(system information, SI)를 수신하고, 상향링크로의 상향링크 타이밍을 맞추는 것이다. 이러한 과정을 일반적으로 초기 접속 과정(initial access procedure)이라고 한다. 초기 접속 과정은 일반적으로 동기화 과정(synchronization procedure)과 RACH 과정(즉, 임의 접속 과정)을 포함한다. 설명의 편의를 위해서 앞서 설명된 LTE 시스템에서의 동기화 과정을 다시 간략하게 기술한다.
> PSS: 심볼 타이밍 획득, 주파수 동기화, 셀 ID 그룹 내 셀 ID 검출(detection) (3가지 전제(hypotheses)).
> SSS: 셀 ID 그룹 검출(168가지 전제), 10ms 프레임 경계(boundary) 검출, CP 검출(2가지 전제).
> PBCH 복호(decoding): 안테나 설정(configuration), 40ms 타이밍 검출, 시스템 정보, 시스템 대역폭 등.
즉, UE는 PSS와 SSS를 통해서 OFDM 심볼 타이밍 및 서브프레임 타이밍을 획득하고 더불어 셀 ID를 획득하고, 셀 ID를 이용하여 PBCH를 디스크램블링 및 복호하여 해당 시스템에서의 중요한 정보를 획득한다. mmWave 혹은 새로운 RAT(이하, mmWave/new RAT) 시스템에서도 기본적인 동기화 과정은 유사하지만 PSS/SSS를 전송/수신하는 방식에 큰 차이가 발생하게 된다.
도 10은 새로운 시스템에서 PSS/SSS/PBCH이 전송되는 시점 및 자원 영역의 예를 나타낸 것이다. 특히 도 10(a)는 PSS/SSS/PBCH 전송 구간의 예를 나타낸 것이고, 도 10(b)는 PSS/SSS/ESS/PBCH 전송 구간의 예를 나타낸 것이다.
도 10을 참조하면, 하나의 서브프레임에 14개의 OFDM 심볼이 존재할 경우, 각 OFDM 심볼마다 서로 다른 빔 방향의 PSS/SSS/PBCH가 전송될 수 있다. 빔 방향의 수는 1개에서 N개까지 가능할 수 있다. 빔 (방향)의 개수는 주파수에 따라 결정되거나, 셀의 간섭 등을 고려하여 동적으로 정해질 수 있다. PSS를 검출한 UE는 심볼 동기를 획득하고, 물리 셀 ID를 획득할 수 있다. 혹은 PSS와 SSS 검출을 통해서 셀 ID를 획득할 수 있다.
LTE/LTE-A 시스템에서 PSS/SSS는 전-방위적(omni-directional)으로 전송되는 것에 반해서, mmWave를 적용하는 eNB가 빔 방향을 전-방위적으로 돌려가면서 PSS/SSS/PBCH 등의 신호를 빔포밍하여 전송하는 방법이 고려되고 있다. 이와 같이 빔 방향을 돌려가면서 신호를 전송/수신하는 것을 빔 스위핑(beam sweeping) 혹은 빔 스캐닝이라 한다. 예를 들어 eNB가 최대 N개의 빔 방향을 가질 수 있다고 가정하면, N개의 빔 방향에 대해서 각각 PSS/SSS/PBCH 등의 신호를 전송한다. 즉 eNB는 자신이 가질 수 있는 혹은 지원하고자 하는 방향들을 스위핑하면서 각각의 방향에 대해서 PSS/SSS/PBCH 등의 동기 신호들을 전송한다. 혹은 eNB가 N개의 빔을 형성할 수 있는 경우, 몇 개씩의 빔들이 묶여 하나의 빔 그룹으로 구성할 수 있으며, 빔 그룹별로 PSS/SSS/PBCH를 전송/수신될 수 있다. 이 때, 하나의 빔 그룹은 하나 이상의 빔을 포함한다.
빔 스캐닝 방식의 PSS/SSS/ESS/PBCH가 전송되는 경우, 다음과 같은 방식으로 UE는 시스템 타이밍을 획득(acquire)할 수 있다.
* 심볼/서브프레임 타이밍 및 셀 ID 획득(acquisition)
UE는 고정된 위치(예를 들어, 중심 주파수를 중심으로 하여 6개 PRB 혹은 x개 PRB)에서 전송되는 PSS를 먼저 검출해서 심볼 타이밍에 관한 정보를 획득한다. 마찬가지로 UE는 이미 아는 위치에 전송되는, 즉, PSS 전송 자원으로부터 상대적인 위치에서 전송되는 SSS를 검출해서 서브프레임 타이밍 및/또는 프레임 타이밍을 획득할 수 있으며, PSS와 SSS의 조합으로부터 셀 ID를 획득할 수 있다. SSS로 전송되는 신호 및 전제(hypothesis)가 너무 많아지는 것을 방지하기 위해서 서브프레임 타이밍은 eNB가 전송하는 별도의 추가적인 동기 신호(예, 확장 동기 신호(extended synchronization signal, ESS))을 검출함으로써 획득할 수도 있다.
* 빔 RS 포트의 개수
각 빔 방향 별로 PSS/SSS/PBCH 그리고 ESS가 전송될 경우, 각 빔 방향 별 링크 품질 측정을 위해서 빔 참조 신호(beam reference signal, BRS)가 전송될 수 있다. 본 발명에서 BRS는 DL RRM 측정, 예를 들어, RSRP/RRM/RLM 측정 등의 목적을 위해서 전송되는 RS를 의미할 수 있다. BRS는 이웃 셀 측정 등에도 사용될 수 있다. BRS는 UE로 하여금 전체 대역에 대한 측정을 수행할 수 있도록 하기 위해 전체 대역에 걸쳐 전송될 수 있다. 예를 들어, BRS는 PSS/SSS가 전송되는 해당 아날로그 빔 방향에 대해서 전체 대역에 걸쳐 각 안테나 포트 별로 전송되는 RS일 수 있다. 이 경우, UE는 BRS의 전송에 사용되는 포트의 개수 및 각 포트 별로 BRS가 전송되는 자원 위치에 대한 정보를 사전에 알아야 한다. BRS의 전송에 사용되는 포트의 개수, 즉, UE가 해당 시점에서 측정해야 하는 BRS 포트의 개수는 ESS를 통해 제공될 수 있다. 예를 들어, 최대 BRS 포트의 개수가 8개라면, eNB는 UE에게 {1, 2, 4, 8} 또는 {2, 4, 6, 8} 혹은 다른 값을 갖는 조합 내의 하나의 값을 ESS를 통해서 알려 줄 수 있다. 여기서, UE는 안테나 포트의 개수에 대한 복수 개의 전제(hypotheses)에 대해서 UE가 ESS에서 검출을 시도해야 의미할 수 있다. BRS 포트의 개수를 알려주는 다른 방식으로는 PBCH에서 상기 PBCH가 전송되는 빔과 동일한 방향으로 전송되는 BRS에 대한 포트의 개수가 시그널링될 수 있다. BSR 포트에 대한 정보가 PBCH에서 전송되는 경우, UE는 이웃 셀 측정을 위해서 이웃 셀의 PBCH를 복호한 후 상기 이웃 셀의 BRS를 측정해야 할 수 있다.
* 확장 동기 신호/시퀀스(extended synchronization signal/sequence, ESS)
전술한 바와 같이 ESS는 PSS/SSS가 전송되는 동일 심볼 내 상기 PSS/SSS와는 다른 주파수 자원을 통해 전송될 수 있다. 셀 ID와 심볼 타이밍을 획득한 UE가 ESS를 통해서 서브프레임 타이밍 및 프레임 타이밍을 획득할 수 있다. 서브프레임 타이밍을 획득한다고 함은, 서브프레임이 시작되는 위치, 즉 UE가 검출한 심볼이 해당 서브프레임에서 몇 번째 심볼에 위치하는 지의 정보를 획득할 수 있음을 의미한다. 프레임 타이밍은 동기 신호가 전송되는 주기와 관련이 있을 수 있다. UE는 동기 신호를 검출하고 나서 이후 동일한 동기 신호가 전송되는 데까지 걸리는 시간을 추정할 수 있으며, 해당 시간 구간 내에서 특정 서브프레임이 몇 번째 서브프레임인지를 알 수 있게 된다. 이와 더불어 ESS에서 BRS 포트 개수가 지시될 수 있다. 또한 PBCH의 DM-RS 포트의 개수에 대한 정보가 의해 ESS에 지시될 수도 있다. 단순하게는 PBCH가 SFBC와 같은 전송 다이버시티 방식(transmit diversity scheme)으로 전송된다는 가정하에 PBCH DM-RS 포트가 2개로 한정될 수 있다. 혹은 PBCH DM-RS 포트가 몇 개인지(예를 들어, 1, 2, 4, 8) 가 ESS에 의해 지시될 수 있다. 추가적으로 ESS에서 시스템 대역폭 또는 BRS 전송 대역폭에 대한 정보가 지시될 수 있다. 이 경우, UE는 PBCH의 복호를 수행하지 않고도, RSRP 측정을 위해, BRS가 전송되는 자원을 확인할 수 있게 된다.
* PBCH 정보 컨텐츠
PBCH에는 기본적인 시스템 정보, 시스템 프레임 번호, 안테나 포트의 개수, 시스템 대역폭 등의 정보가 실릴 수 있다. PBCH에는 추가적으로, PRACH 설정, 시스템 정보 블록(system information block, SIB)(즉, SI)의 전송에 사용되는 시간-주파수 자원(혹은 SIB 전송 주기 등), 페이징의 전송에 사용될 수 있는 시간-자원 주파수 자원 등에 관한 정보가 실릴 수 있다. PRACH 설정 정보는 SIB(즉, SI) 내에 포함되어 전송될 수 있다. SIB 및 페이징의 전송에 사용될 수 있는 시간-주파수 자원에 관한 정보는 빔 방향별로(예, 빔 인덱스별로) 독립적으로 시그널링될 수 있다. SIB 및 페이징의 수신에 사용될 수 있는 시간-주파수 자원에 대한 정보를 획득한 UE는 SIB 및 페이징 수신을 위해 지정된 서브프레임에서 해당 정보를 수신하기 위해, PDCCH의 검출을 위한 블라인드 복호를 수행한다. SIB/페이징의 전송 자원에 관한 정보는 시스템 정보에 해당하므로 UE에게 UE 특정적 탐색 공간(UE specific search space, USS)와 공통 탐색 공간(common search space, CSS)가 설정된 경우, UE는 SIB/페이징을 위한 서브프레임에서 공통 채널이 전송될 것으로 기대하고 USS와 더불어 CSS 상에서 블라인드 복호를 수행한다. UE는 SIB/페이징을 위한 서브프레임 외의 다른 서브프레임에서는 CSS에 대한 BD를 수행하지 않는다.
<동기 신호( PSS , SSS , ESS , PBCH 및/또는 BRS) 매핑 방식>
앞서 설명한 바와 같이 UE는 PSS/SSS/ESS 혹은 PBCH를 통해서 주파수 동기, 심볼 타이밍, 셀 ID, 서브프레임 타이밍 등을 획득할 수 있다. UE는 SS가 전송되는 서브프레임의 매 심볼마다 PSS/SSS/ESS 검출을 수행할 수 있다. UE가 PSS/SSS/ESS 검출 및 PBCH 복호(decoding)을 통해서 심볼 타이밍, 서브프레임 타이밍 및 셀 ID, 그리고 BRS 포트 정보 및 중요 시스템 정보를 획득하였다면, UE가 해당 서브프레임에서 PSS/SSS를 검출한 셀 ID가 다른 심볼에서 이미 획득한 셀 ID와 동일하다면, UE는 이미 획득한 기본 정보를 재사용할 수 있다. 다시 말해 서브프레임의 특정 심볼에서 PSS/SSS/ESS를 검출하고 PBCH 복호 및 시스템 정보를 획득한 UE는 해당 서브프레임의 다른 SS 심볼에서 수신한 PSS/SSS를 통해 획득한 셀 ID가 상기 획득한 셀 ID와 동일할 경우, ESS 검출 혹은 PBCH 복호를 생략할 수 있다. 예를 들어, 서브프레임/프레임 타이밍, BRS 포트 정보(예, BRS 포트 개수, 전송 대역 등) 및 주요 시스템 정보가 이미 획득한 시스템 정보와 동일하다고 가정할 수 있으면, eNB는 ESS 검출 혹은 PBCH 복호를 생략할 수 있다. 그리고 기 수신한 정보를 재활용하여 해당 심볼에서의 BRS 측정을 수행할 수 있다. 이러한 동작은 특히 UE가 특정 셀로의 초기 접속(initial access) 단계에서부터 적용할 수 있다. 그러나, 초기 접속 단계의 정확도를 높이기 위해서 초기 접속 단계에서는 각 심볼마다 PSS/SSS/ESS/PBCH 검출 및 복조(demodulation) 동작이 수행되는 것이 바람직하다. 다만 이러한 동작을 이웃 셀 측정 단계에서 UE가 수행하도록 할 수 있다. 이 경우, UE는 특정 셀이 전송하는 BRS에 대해서 BRS 포트 개수 및 BRS 전송 대역 등 BRS 전송 정보가 BRS가 있는 심볼마다 동일하다고 가정할 수 있다. 만약 특정 셀의 BSR에 대한 BSR 전송 정보가 BSR이 있는 심볼마다 동일하다고 가정할 수 없다면 UE는 동일 셀에 대해서도 서로 다른 심볼에서 ESS 검출 및 PBCH 복호를 수행해야 한다.
본 발명에서는 앞서 기술한 바를 토대로 하여 PSS, SSS, ESS, PBCH 및/또는 BRS(이하, PSS/SSS/ESS/PBCH/BRS) 등의 동기 신호가 실제 시간-주파수 영역에 매핑되는 방식을 제안한다.
도 11 및 도 12는 본 발명에 따른 PSS/SSS/ESS/PBCH/BRS 등의 참조 신호 매핑 방법들을 예시한 것이다. 특히 도 11 및 도 12는 시스템 대역 100MHz를 기준으로 PSS/SSS/ESS/PBCH/BRS RE 매핑 방식들을 도시한 것이다. 75kHz의 주파수 간격(subcarrier spacing)을 기준으로 1개 RB는 12개의 부반송파와 시간 축으로 1개 서브프레임을 차지하며, 100MHz의 대역폭의 100개 RB를 포함한다. 해당 신호들이 전송될 때 해당 서브프레임 내의 각 심볼마다 전송되는 빔 (그룹) 방향이 다를 수 있으며, 전송되는 정보/시퀀스 시드(seed) 등이 빔 (그룹) 방향마다 다를 수 있다.
도 11(a)에 도시된 PSS/SSS/ESS/PBCH/BRS RE 매핑 방식 1은 중심 주파수를 중심으로 PSS/SSS/ESS가 매핑한다. 그리고 PSS/SSS/ESS의 양쪽 사이드에 PBCH를 매핑하고, PBCH 바깥쪽 주파수에 BRS를 매핑한다.
도 11(b)에 도시된 PSS/SSS/ESS/PBCH/BRS RE 매핑 방식 2은 PSS/SSS/ESS를 주파수 축에서 연속적으로 매핑하고, PBCH 블록들이 주파수 축에서 분산된 PSS/SSS/ESS/PBCH/BRS RE 매핑 방식 1과 달리 PBCH 블록들을 주파수 축에서 인접하여 매핑한다. 그리고 PSS/SSS/ESS/PBCH가 매핑되지 않는 위치에 BRS를 매핑한다.
도 12(a)에 도시된 PSS/SSS/ESS/PBCH/BRS RE 매핑 방식 3은 도 11(b)에 도시된 PSS/SSS/ESS/PBCH/BRS RE 매핑 방식 2와 유사하지만, PSS/SSS/ESS/PBCH가 전송되는 연속적인 대역에 BRS를 매핑하지 않았던 PSS/SSS/ESS/PBCH/BRS RE 매핑 방식 2와 달리 중심 주파수 근처의 BRS 측정을 가능하게 하기 위해 중심 주파수 근처에도 BSR을 매핑한다.
도 12(b)에 도시된 PSS/SSS/ESS/PBCH/BRS RE 매핑 방식 3은 PSS/SSS/ESS를 주파수 축에서 연속적으로 매핑한다. PSS/SSS/ESS/PBCH/BRS RE 매핑 방식 3은 PBCH 블록을 주파수 축으로 분산되면서 BRS와도 주파수 분할 다중화(frequency division multiplexing, FDM)되도록 매핑한다. PBCH 블록들을 주파수 축에서 분산시킴으로써 주파수 다이버시티 이득을 얻을 수 있다. PBCH 복호를 위해서 UE가 어떤 순서로 PBCH를 복호해야 할지 복호 순서에 대해서 별도의 시그널링 혹은 약속이 있어야 한다. PBCH 복호 순서는 예를 들어 중심 주파수에서 가까운 블록을 먼저 복호하거나, 주파수의 한쪽 끝에서부터 순차적(sequential)으로 복호할 수 있다.
도 11 및 도 12에서는 PSS/SSS/ESS/PBCH/BRS이 모두 고려되었으나, ESS의 역할을 PSS/SSS 혹은 PBCH가 수행할 수 있다면 ESS의 매핑은 생략될 수 있다.
도 13은 빔 참조 신호(beam reference signal, BRS)의 매핑 방법을 예시한 것이다.
이하에서는 BRS 매핑을 좀더 구체적으로 설명한다. BRS는 특정 아날로그 빔 방향을 갖는 복수의 안테나 포트에 대한 RS이다. 도 11(a), 도 11(b), 도 12(a) 및 도 12(b) 각각에서 BRS 한 블록에 대한 포트 매핑은 도 13과 같을 수 있다. BRS 한 블록은 주파수 축으로 복수 개의 RE, 예를 들어, 8*12개 RE, 시간 축으로 1개 OFDM 심볼을 가질 수 있다. 도 13에서 P0, P1, ..., P7은 각각 안테나 포트 0, 1, ..., 7에 대한 BRS를 의미한다. UE는 안테나에 대한 각 포트별 수신 신호 레벨을 측정 보고(예를 들면 RSRP, RSRQ, RSRP 대비 잡음 및 간섭 비율 등)를 전송한다. 도 13는 한 셀이 전송할 수 있는 BRS 포트 개수가 최대 8개인 경우에 8개 안테나 포트에 대한 BRS 포트 매핑을 예시하였으나. BRS 포트의 최대 개수가 그 이상인 경우에도 도 13과 유사한 방식으로 BRS 포트가 매핑될 수 있다.
도 13의 옵션 A는 하나의 포트에 대한 BRS를 N개의 인접한 RE에 매핑하는 방식이다. 반면 도 13의 옵션 B는 각각의 포트에 대한 BRS들이 동일/유사한 간격으로 BRS 전송 대역에 분산되도록 매핑하는 방식이다. 반면 도 13의 옵션 C는 주파수 축으로 한 RB 내에, 예를 들어, 12개 부반송파 내에 8개의 BRS 포트를 매핑하 나머지 RE들을 뮤팅(mute)함으로써 eNB 전송 전력을 절약할 수 있다. 절약되는 전력은 PSS/SSS/ESS/PBCH 전송 시 PSS/SSS/ESS/PBCH의 전력을 부스트(boost)하는 데 사용될 수 있다. 시스템을 디자인할 때는 최대 BRS 포트 개수를 가정하여 RE 매핑이 정의되어야 하지만, 실제 BRS를 전송하는 안테나 포트의 개수는 최대 BRS 포트 개수를 넘지 않는 선에서 eNB마다 다를 수 있다. 특정 eNB의 BRS 포트 개수가 4개인 경우, 포트 4, 5, 6 및 7에 해당하는 BRS 포트 위치에는 각각 포트 0, 1, 2 및 3 의 BRS가 매핑될 수 있다. 만약 BRS 포트가 2개인 경우, 포트 2, 3, 4, 5, 6 및 7에 해당하는 위치에 각각 포트 0 및 1이 균등하게 매핑될 수 있다.
도 13은 BRS 포트 매핑의 기본 단위를 12개 RE로 하여 최대 12*8=96개 RE를 사용하는 것을 기준으로 설명하였으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
도 14는 본 발명에 따른 BRS 포트 매핑 예들을 도시한 것이다.
특정 M개의 RE가 BRS 전송에 사용되는 경우, BRS 포트 간 균등한 개수의 RE를 점유하여 전송될 수 있도록 한다. 도 14(a) 및 도 14(b)를 참조하면, BRS 포트 개수가 4개인 경우, eNB는 BSR 포트 개수 정보를 시그널링하고 P4 RE, P5 RE, P6 RE 및 P7 RE에는 각각 P0 BRS, P1 BRS, P2 BRS 및 P3 BRS를 매핑할 수 있다. 혹은 도 13의 옵션 A가 적용되는 경우, eNB는 BRS 포트 매핑의 연속성을 유지하기 위해서 P1 RE에 P0 BRS, P2 RE 및 P3 RE에 P1 BRS, P4 RE 및 P5 RE에 P3 BRS, P6 RE 및 P7 RE에 P4 BRS를 매핑할 수 있다. eNB는 BRS 포트가 2개인 경우, P2 RE, P3 RE, P4 RE, P5 RE, P6 RE 및 P7 RE에 P0 BRS 및 P1 BRS를 균등하게 매핑할 수 있다. 예를 들어, 도 14(a) 및 도 14(c)를 참조하면, eNB는 P2 RE, P4 RE 및 P6 RE에 P0 BRS를, P3 RE, P5 RE 및 P7 RE에 P1 BRS을 매핑한다. 혹은 도 13의 옵션 A가 적용되는 경우, eNB는 BRS 포트 매핑의 연속성을 고려하여, P1 RE, P2 RE, P3 RE에 P0 BRS를 매핑하고 P4 RE, P5 RE, P6 RE 및 P7 RE에 P1 BRS를 매핑수 수 있다.
도 13의 옵션 C가 적용되는 경우, BRS 포트 개수와 관계없이 뮤팅되는 RE에는 PBCH 등 다른 정보가 매핑될 수도 있다.
<협대역(narrowband) UE들에 대한 고려>
도 11 및 도 12에서는 UE의 최소 대역폭(minimum bandwidth)에 대한 특별한 고려 없이 PSS/SSS/ESS/PBCH/BRS 매핑 방식이 제안되었다. 그러나 UE의 대역폭이 작은 경우, 예를 들어, 도 11 및 도 12에서는 100MHz의 대역폭이 가정되었으나, 100MHz를 지원하지 못하는 협대역 UE가 시스템에 접속할 수 있도록 하기 위해서는 PSS/SSS/ESS/PBCH/BRS 등의 자원 매핑 및 디자인 시 협대역 UE들을 고려해야 한다. 한 시스템에서 지원되는 최소 시스템 대역폭(minimum system bandwidth, BW_sys_min)가 정의될 수 있으며, 이와 별개로 최소 UE 대역폭(minimum UE bandwidth, BW_ue_min)가 정의될 수 있다. BW_sys_min=BW_ue_min이라면 별 문제가 없겠지만, BW_sys_min>BW_ue_min이라면, 최소 대역폭만 지원하는 UE가 시스템에 접속을 시도할 때 eNB로부터의 서비스를 받을 수 있도록 상기 시스템이 디자인되어야 한다. UE가 eNB로부터 서비스를 제공 받으려면 네트워크에 초기 접속을 할 수 있어야 한다. UE가 네트워크에 초기 접속을 할 수 있으려면, PSS/SSS/ESS/PBCH가 전송되는 기본 주파수 단위가 BW_ue_min보다 같거나 작아야 한다. 실제 시스템 대역 보다 작은 대역을 지원하는 협대역 UE가 있는 경우를 고려한다면, 초기 접속을 위해 필수적인 신호/채널/정보들은 국지화되어(localized) 전송되는 것이 바람직하다. 예를 들어, PSS/SSS/ESS/PBCH가 주파수 축에서 연속적으로 전송되어야 한다. 혹은 UE는 셀과의 동기화(synchronization)을 위해서 우선적으로 셀의 PSS/SSS(/ESS)를 검출(detect)하므로, eNB는 일차적으로 PSS/SSS(/ESS)를 상기 셀의 주파수 축에서 연속적으로 할당하여 전송하고, 이후 UE로 하여금 PBCH를 복호(decode)하도록 할 수 있다. 협대역 UE를 고려한 PSS/SSS/ESS/PBCH/BRS 매핑 방식은 UE의 최소 능력(minimum capability)에 따라 달라질 수 있다. UE의 최소 대역폭 능력(minimum bandwidth capability)을 BW_ue_min 라 하고, PSS/SSS/ESS 전송 대역을 BW_synch, PBCH전송대역을 BW_pbch, PSS/SSS/ESS/PBCH의 전송 대역을 BW_ss(=BW_synch +BW_pbch)라 하자.
* BW_synch ≤ BW_ue_min ≤ BW_ss이고, BW_pbch ≤ BW_ue_min인 경우, 시간-주파수 동기화를 위해서는 PSS/ESS/ESS를 우선적으로 검출해야 하므로, UE는 일차적을 PSS/SSS/ESS를 우선적으로 검출한다. 도 15는 본 발명에 따른 동기화 대역을 예시한 것이다. 도 15(a)에 예시된 바와 같이, BW_synch는 PSS가 전송되는 대역, SSS가 전송되는 대역 및 ESS가 전송되는 대역을 모두 합친 대역을 의미할 수 있다. 만약 ESS가 전송되지 않는다면, 도 15(b)예 예시된 바와 같이 BW_synch는 PSS와 ESS가 전송되는 대역을 합친 대역을 의미할 수 있다. UE는 일차적으로 PSS/SSS/ESS 혹은 PSS/SSS를 검출하여 시간-주파수 동기화를 수행한다. 상기 UE는, PSS/SSS/ESS 혹은 PSS/SSS를 통해 얻은 심볼/서브프레임/프레임 타이밍 및 주파수 동기화 그리고 셀 ID를 이용하여, PBCH 복호를 수행한다. PBCH 복호를 위해서 UE는 다음 번 SS 전송 주기에 해당하는 서브프레임에서 주파수를 변경(switch)해서 PBCH의 수신/복호를 수행한다. 이 경우, PBCH 역시 주파수 축에서 국지화되어 전송되는 것이 바람직하다. 이후 PBCH 복호에 성공한 UE는 BRS 측정을 수행한다. 이 경우, 전 대역으로 BRS가 전송된다 할지라도, BRS 측정을 위한 기본 단위 블록은 국지화되어 전송되어야 한다. BRS 단위 블록의 대역은 BW_ue_min보다 같거나 작아야 한다. 해당 BRS 단위 블록에는 BRS를 전송하는 모든 포트가 매핑될 수 있다. 혹은 BRS 단위 블록에 특정 포트에 해당하는 BRS만 매핑되어 전송될 수도 있다. UE는 BRS 단위 블록 단위로 주파수를 옮겨가면서 BRS에 대한 측정을 수행할 수 있다.
* BW_ss ≤ BW_ue_min인 경우, UE는 PSS/SSS/ESS/PBCH를 먼저 검출/복호하고, 다음 번 SS 전송 주기에 해당하는 서브프레임에서 주파수를 변경해서 BRS 측정을 수행한다. 이 때, UE_ue_min이 BW_ss보다 크므로, UE가 한번에 측정할 수 있는 BRS 대역은 앞선 실시예의 경우보다 더 넓어지게 된다. 이 때 PSS/SSS/ESS/PBCH는 주파수 축에서 국지화 매핑되어 전송되는 것이 좋다.
협대역 UE를 고려하는 다른 방식은 UE의 대역폭 능력에 따라서 서로 다른 시스템에 진입할 수 있도록 하는 것이다. 이 경우, 협대역 UE를 위해서 별도의 동기 신호 매핑이 고려될 수 있다.
도 16은 본 발명에 따라 협대역 UE를 위한 동기 신호 매핑을 예시한 것이다. 도 16을 참조하면, PSS/SSS가 전송되는 대역은 BW_ue_min보다 같거나 작아야 한다. PSS 및 SSS (및 ESS)가 서로 다른 심볼들에서 전송되며, 연속된 PSS 및 SSS (및 ESS)는 하나의 쌍을 이루며 연속된 심볼들에 위치한 한 쌍의 PSS 및 SSS (및 ESS)는 동일 빔 방향으로 전송된다. 이 경우, 매 2개 혹은 3개 심볼마다 PSS/SSS의 빔 방향이 변경될 수 있다.
eNB가 동기 신호들의 쌍을 시간에 따라 빔 방향을 바꿔가면서 전송하는 경우, PBCH는 매 빔 방향에 대해서 해당 빔 방향의 PSS/SSS/ESS가 있는 대역의 인접대역에 반복되어 전송될 수 있다. 예를 들어, PSS/SSS/ESS와 PBCH가 FDM되되, 동일 빔 방향의 PSS/SSS/ESS가 있는 심볼들 각각에 해당 빔 방향의 PBCH가 매핑될 수 있다. 혹은 PSS/SSS/ESS가 있는 심볼(2개~3개 심볼들) 단위로 PBCH가 매핑되어 전송될 수도 있다. 예를 들어, PSS/SSS/ESS와 PBCH가 FDM되되 동일 빔 방향의 PSS/SSS/ESS가 있는 심볼들 중 일부에 해당 빔 방향의 PBCH가 매핑될 수 있다. 다른 방식으로는, PSS/SSS/ESS가 전송되는 심볼들 중 일부에서 PBCH가 전송되고 PSS/SSS/ESS가 전송되는 심볼들 중에서 PBCH가 매핑되지 않는 나머지 심볼에서만 BRS가 전송될 수도 있다.
<동기 신호들이 전송되는 서브프레임들의 활용(utilization)>
본 발명에서 가정하는 빔 스캐닝은 다수의 안테나를 가진 eNB가 SS 신호들을 매 전송 시점마다 각각 특정 방향으로 빔포밍을 하여 전송하는 방식이다. 빔 스캐닝은 신호들을 매 전송 시점마다 방향을 달리하면서 전송함으로써 전방위적(omni-directional)으로 전송하는 데 목적이 있다. 특히 빔 스캐닝은 mmWave를 적용하는 채널에 대해 상기 채널의 전파 손실(propagation loss) 및 블록키지(blockage) 등을 극복하기 위해서 빔포밍을 적용함으로써 초기 접속에 필요한 신호들의 커버리지를 확대할 수 있다. 본 발명에서 초기 접속에 필요한 신호(이하, 초기 접속 신호)들은 특정 주기를 가지고 주기적으로 전송된다. 이러한 초기 접속 신호들이 전송되는 특정 서브프레임에서 모든 심볼마다 PSS/SSS/ESS/PBCH 등의 신호가 전송될 수 있다. 상기 특정 서브프레임에서 PSS, SSS, ESS 및 PBCH가 매 심볼에 있을 수도 있고, PSS, SSS, ESS 및 PBCH 중 적어도 하나가 매 심볼에 있을 수도 있다. 그런데, 어떨 셀의 경우에는 UE들이 한 지역에 몰려 있거나 상기 셀이 서비스하는 UE들의 수가 많지 않아서 eNB가 전방위적으로 초기 접속을 위한 신호들을 전송할 필요가 없을 수도 있다. 혹은, 아날로그 빔포밍을 할 이유가 없는, 그래서 eNB가 전방위적으로 SS를 전송하지 않아도 되는 대역(예, 6GHz 이하의 LTE 대역)에서 굳이 복수 개의 빔 방향들로 SS를 전송할 필요가 없을 수도 있다. 이와 같이 모든 빔 방향들 각각에서 셀의 SS를 전송할 필요가 경우를 위해, 본 발명은 다음과 같은 방식으로 한 서브프레임 안에서 PSS/SSS/ESS/PBCH 등의 초기 접속 신호를 전송할 것을 제안한다. 이하에서는 PSS/SSS/ESS/PBC/BRS 등 초기 접속 시 셀과의 주파수-시간 동기화를 위해 필수적인 신호를 동기 신호(synchronization signal, SS)로 통칭한다.
* Alt 1. 단순 반복 전송
Alt 1은 셀의 SS를 많은 빔 방향으로 전송할 필요가 없으므로 SS를 반복해서 전송할 수 있다. 한 서브프레임이 N개의 심볼로 구성되고, 한 서브프레임에서 전송해야 하는 아날로그 빔 (그룹)의 방향이 M개인 경우, 각 방향은 N/M개의 심볼을 차지할 수 있다. eNB는 N/M개의 심볼들 동안은 동일 방향에 대한 SS를 반복하여 전송한다. M=1인 경우, eNB는 N개의 심볼들 각각에서 동일한 아날로그 빔 방향으로 SS를 전송한다.
* Alt 2. 필요한 심볼만큼만 SS를 전송
Alt 2는 SS를 전송해야 하는 일부 방향에 대해서만 SS를 전송한다. 예를 들어, 전체 N개의 아날로그 빔 (그룹) 방향 중 M(M<N)개의 방향으로 SS를 전송해야 하는 경우, 전체 N개의 빔 방향 모두에 대해 SS를 전송하는 데 필요한 심볼이 N개라면, Alt 2는 M개의 심볼에만 SS를 전송하고 나머지 N-M개의 심볼에는 SS를 전송하지 않는다. 이 경우, 사실상 N-M개의 심볼에는 아무 신호도 전송되지 않을 수 있다. 혹은 M개의 심볼에서만 SS가 전송되고, 나머지 N-M개의 심볼에서는 DL 데이터/제어 채널이 전송될 수도 있다. SS의 전송에 이용 가능한 N개의 심볼들 중 실제 SS 전송에 사용되지 않는 심볼들에서 DL 데이터/제어 채널의 전송이 허용되기 위해서는, DL 데이터/제어 채널이 심볼 단위로 스케줄링될 수 있어야 한다. DL 데이터/제어 채널이 심볼 단위로 스케줄링될 수 있는 경우, eNB는 특정 심볼을 지칭하여 DL 데이터/제어 채널을 스케줄링할 수 있다.
* Alt 3. SS 전송에 이용 가능한 서브프레임에서 SS를 DL/UL 데이터 혹은 DL/UL 제어 정보와 시간 분할 다중화(time division multiplexing, TDM)하여 전송
Alt 3는 eNB가 UE가 특정 지역에 몰려 있다는 것을 알게 되면 상기 eNB가 특정 방향(들)만을 타겟해서 SS를 전송하도록 한다. UE들이 특정 지역에 몰려 있다는 것을 eNB가 알게 되는 것은 상기 eNB가 서비스를 시작하기 전(혹은 상기 eNB가 턴-온하기 전) 사용자에 의해 사전에 알게 되거나, UE들에 의한 BRS 혹은 특정 RS에 기반한 측정 보고를 통해서 알게 될 수 있다. UE들이 특정 지역에 몰려 있다는 것을 알게 되었음에도 eNB가 SS를 Alt 1과 같이 동일 방향으로 반복적으로 전송하는 것은 UE에게 해당 신호들을 컴바이닝하라는 별도의 시그널링이 없는 한 매우 비효율적일 수 있다. Alt 2와 같이 SS가 전송되지 않는 심볼에 SS 이외의 데이터 및/또는 제어 정보를 전송하되, 자원들을 분할(segment)해서 상기 데이터 및/또는 제어 정보를 전송하는 것보다는 상기 데이터 및/또는 제어 정보를 복수의 심볼들에서 연속적(consecutive or contiguous)으로 모아서 전송하는 것이 바람직하다. SS의 존재로 인해 데이터/제어 신호가 시간 축에서 쪼개져서 전송되면, 제어 오버헤드, CRC 등 분할 오버헤드가 발생하기 때문이다. 데이터 및/또는 제어 정보를 연속한 심볼에서 전송하기 위해서 eNB는 UE가 존재하는 혹은 UE가 앞으로도 존재할 것으로 예상되는 방향의 SS를 전송할 때 해당 방향의 심볼을 시간 축으로 연속되게 모으고, SS가 전송되지 않는 심볼들은 따로 모아서 DL/UL 데이터/제어 신호 전송에 사용할 수 있다. 이를 위해 eNB는 SS를 전송해야 하는 심볼 위치를 시스템의 운용 중 혹은 시작 전에 변경시킬 수 있다. 다시 말해 특정 셀 상에서 특정 빔 방향의 SS의 전송에 사용되는 심볼의 위치가 서브프레임 내에서 변할 수 있다. UE가 특정 위치에 몰려 있는 경우, eNB는 SS 를 SS 전송용 서브프레임(이하, SS 서브프레임)의 일부 심볼(들)에서만 전송할 수 있다. 이 경우, SS 전송용 심볼(이하, SS 심볼)들 위치는 해당 SS 서브프레임의 맨 마지막 심볼에서부터 혹은 특정 인덱스에 해당하는 심볼부터 사용되는 것이 좋다. SS와 DL/UL 데이터/제어 신호는 TDM 방식으로 다중화될 수 있다. 예를 들어, SS와 DL/UL 데이터/제어 신호는 도 17에 예시된 방식으로 다중화될 수 있다.
도 17은 본 발명에 따른 동기 신호 전송 방법을 예시한 것이다. 특히 도 17은 SS가 해당 서브프레임의 특정 일부 심볼에 전송되는 경우 해당 서브프레임 구조를 나타낸 것이다.
SS의 전송 주기에 따라 SS가 전송되는 서브프레임(이하, SS 서브프레임)의 특정 심볼에 SS 이외의 다른 데이터 및 제어 정보가 전송되는 경우, 이를 UE에게 알리기 위해서 해당 SS 서브프레임의 적어도 맨 첫 번째 심볼에서는 DL 제어 채널이 전송될 수 있다. 해당 SS 서브프레임에서 DL 데이터가 전송되는 경우에 더욱 그러하다. SS 서브프레임은 SS가 전송될 수 있는 서브프레임을 말한다. SS가 해당 SS 서브프레임의 일부 심볼에서만 전송한다 하더라도 해당 SS 서브프레임이 하향링크 서브프레임으로 고정되고 나머지 심볼(들)에서 여타의 데이터 및 제어 채널이 전송되는 경우, 상기 데이터 및 제어 채널은 하향링크 데이터 및 제어 채널로 한정됨이 바람직하다. 도 17(a)는 eNB가 SS를 서브프레임의 일부 심볼에서만 전송할 때, 상기 서브프레임의 마지막 심볼부터 SS를 매핑해서 전송하는 방식을 도시한 것이다. 그러나, 해당 서브프레임을 DL 서브프레임으로 고정한다 하더라도, UL 제어 채널이 전송되는 심볼이 항상 유보(reserve)되는 것이 가능하다. 이 경우, UL 제어 채널이 전송될 수 있는 SS 서브프레임의 마지막 하나 혹은 특정 개수의 심볼을 UL 제어 채널용으로 유보하고 상기 유보된 심볼(들)을 제외한 마지막 심볼부터 SS가 매핑될 수 있다. 이 경우, 도 17(b)에 예시된 바와 같이, SS 전송 심볼과 UL 제어 채널 용으로 유보된 심볼 사이에 갭 심볼이 존재할 수 있다.
도 18은 동기 신호의 전송에 이용 가능한 서브프레임에서 상향링크 신호를 전송하는 방법을 예시한 것이다. 특히 도 18(a)는 동기 신호가 있는 서브프레임에 DL 제어 심볼이 있는 경우를 예시한 것이고, 도 18(b)는 동기 신호가 있는 서브프레임에 DL 제어 심볼이 없는 경우를 예시한 것이다.
스케줄링 그랜트를 수신 및 복호하고 데이터 전송을 준비하기까지의 프로세싱 딜레이로 인해, 어떤 UE는 UL 그랜트 수신 및 해당 UL 그랜트에 따른 UL 전송을 동일 서브프레임 내에서 수행하기 어려울 수 있다. 따라서, SS가 한 서브프레임의 일부 심볼에서만 전송되는 것을 eNB가 이미 알고 DL 데이터를 스케줄링할 수 있다는 것은, 적어도 이전 서브프레임에서 UL 데이터를 스케줄링할 수 있다는 것을 의미할 수 있다. 도 18은 SS 서브프레임에 UL 데이터 및 제어 채널이 스케줄링되는 경우, 해당 SS 서브프레임의 구조를 예시한 것이다.
SS 서브프레임에 DL 제어 심볼이 존재하는 경우, 상기 SS 서브프레임인 서브프레임 n은 도 18(a)에 예시된 바와 같이 'DL 제어 심볼(들) + (DL에서 UL로의 스위칭을 위한) 갭 심볼(들) + UL 데이터/제어 심볼(들) + SS 심볼(들)'의 구조를 가질 수 있다.
만약 SS 서브프레임에 DL 제어 심볼이 존재하지 않는 경우, 상기 SS 서브프레임인 서브프레임 n에 대한 UL 스케줄링 정보는 이전 서브프레임(서브프레임 n-1 혹은 서브프레임 n-k)에서 전송/수신된다. 상기 서브프레임 n의 직전 서브프레임인 서브프레임 n-1의 마지막 심볼이 DL 전송 심볼이었다면, 도 18(b)에 예시된 바와 같이, 서브프레임 n은 갭을 첫 심볼로 하여 이후 UL 데이터/제어 신호 심볼, SS 심볼이 전송되는 구조이다. SS 서브프레임의 직전 서브프레임의 마지막 심볼이 UL 전송 심볼이었다면 상기 SS 서브프레임은 갭 구간 없이 DL 데이터/제어 신호의 전송이 시작되는 서브프레임이 된다. 만약, 특정 서브프레임의 DL 제어 심볼에서 상기 특정 서브프레임의 UL 데이터를 스케줄링할 수 있다면, 상기 특정 서브프레임에서의 데이터 영역에서 상기 특정 서브프레임의 DL 제어 심볼 내 스케줄링 정보에 의해서 DL 또는 UL 데이터 전송이 수행될 수 있다.
eNB는가 특정 방향에 대해서만 BRS 혹은 특정 RS에 대한 측정 보고를 UE(들)로부터 수신하고 여타의 방향에 대한 측정 보고를 수신하지 못하는 경우, 상기 eNB는 UE들이 특정 지역에 몰려 있다고 인식할 수 있다. 이 경우, 상기 eNB는 상기 특정 방향으로만 SS를 전송할 수 있다. eNB는 전방위적으로 혹은 다수의 방향으로 SS를 전송하되 SS 서브프레임의 모든 심볼들에서 SS를 전송하고 이후 일정 시점에 UE들이 특정 방향(들)에 몰려 있다는 사실과 상기 특정 방향(들)에 관한 정보를 파악할 수 있다. 이 경우, eNB는 자원 효율을 높이기 위해서, UE들이 몰려있는 특정 방향으로만 SS 전송을 시도하고 나머지 심볼(들) 구간은 SS 이외의 DL/UL 데이터 및 제어 정보를 위해 사용할 수 있다. UE들이 몰려있는 특정 방향으로의 SS가 전송되는 심볼이 해당 서브프레임의 맨 앞 혹은 서브프레임의 임의의 심볼에 위치할 수 있다. 이 때 eNB는 단순하게는 해당 심볼에 SS를 전송하고 SS가 전송되지 않는 나머지 심볼에 DL/UL 데이터 및 제어 정보가 전송되도록 할 수 있다. 그러나, 자원 효율 및 스케줄링 효율을 위해서 유효한 방향에 대한 SS를 서브프레임의 특정 위치(예, 맨 앞 혹은 맨 마지막)으로 이동시키는 것이 바람직하다.
도 19는 본 발명에 따라 셀의 초기 접속 신호를 전송하는 방법을 예시한 것이다.
예를 들어, 셀의 빔 방향이 총 5개이고, 상기 5개 빔 방향 각각의 SS가 하나의 SS 서브프레임에서 모두 전송되고, 하나의 빔 방향의 SS가 전송되는 데 X개 심볼이 필요하다고 가정하자. 여기서 X는 초기 접속에 필요한 신호들의 세트가 점유하는 심볼들의 개수를 나타낸다. 예를 들어, 셀의 초기 접속에 PSS 및 SSS가 필요하고, PSS 및 SSS가 각각 1개 심볼씩을 점유하면서 2개 심볼에서 전송되는 경우, X=2일 수 있다. eNB는 도 19(a)에 예시된 바와 같이 SS 서브프레임의 마지막 심볼부터 5*X개 심볼들에서 5개 빔 방향들로 셀의 SS를 전송할 수 있다. eNB가 UE들이 빔 방향 5(즉, 빔 5) 및 빔 방향 3(즉, 빔 3)의 방향에 UE들이 몰려 있다고 판단하는 경우, 도 19(b)에 예시된 바와 같이 상기 eNB는 나머지 빔 방향의 SS 전송을 오프(off)할 수 있다. 상기 eNB는 SS 서브프레임에서 데이터/제어 신호를 효율적으로 전송/수신하기 위해 빔 방향 5의 SS 및 빔 방향 3의 SS의 전송 위치를 서브프레임의 마지막으로 변경할 수 있다.
eNB가 SS를 특정 빔 (그룹) 방향으로만 한정하여 전송하는 경우, 해당 방향 이외의 위치에 있는 UE들은 해당 셀로 접속하기가 어려워진다. 따라서 eNB는 간헐적으로(예, SS 전송 주기의 1보다 큰 양의 정수 배의 주기로) 현재 UE들이 몰려 있는 방향으로의 SS를 전송하는 심볼 이외의 다른 심볼에서 다른 방향으로의 SS 전송을 할 수 있다. eNB는 UE로부터의 PRACH 수신에 따라서 SS 전송 심볼을 증가시킬 수 있다. 예를 들어, 빔 방향 3 및 빔 방향 5에 UE들이 몰려 있어 빔 방향 3의 SS 및 빔 방향 5의 SS를 전송하다가 간헐적으로 상기 빔 방향 3 및 5 이외 빔 방향들의 SS들을 전송했는데, 빔 방향 2의 SS에 대응하는 PRACH가 수신된 경우, 도 19(d)예 예시된 바와 같이, 상기 eNB는 빔 방향 3의 SS 및 빔 방향 5의 SS 외에 빔 방향 2의 SS도 SS 서브프레임에서 전송할 수 있다. eNB가 SS 전송 심볼을 늘려갈 때, SS 서브프레임 내에서 기존 SS 전송 심볼에 인접한 바로 옆 심볼을 SS 전송 심볼로서 활용할 수 있다.
도 19에서는 서브프레임의 마지막 심볼들이 SS 전송에 사용되는 것으로 설명되었으나, 서브프레임의 중간 심볼들, 특정 심볼들 혹은 선두 심볼들이 SS 전송에 사용되는 것도 가능하다.
본 발명에 의하면 (특정 빔 방향의) SS 전송 위치가 SS 서브프레임 내에서 해당 셀의 시스템 운용 중에 변경될 수 있다. 이 경우, UE는 특정 심볼에서 전송되는 SS, 즉, 하나의 빔 방향으로 전송되는 SS에 대해서만 동기화를 수행할 수 있으므로, 자신의 방향으로 전송되는 SS의 심볼 위치가 변경되면 해당 서빙 셀이 사라진 것으로 판단할 위험이 있다. 자신의 빔 방향의 SS 전송 심볼 위치가 변경되는 경우, UE는 주기적으로 측정하던 BRS가 사라지고 아무 신호도 측정할 수 없으므로 해당 채널이 딥 페이딩(deep fading)에 빠졌다고 생각할 수 있으며, 낮은 수신 성능을 나타내는 RSRP를 측정 보고할 수 있다. 나아가, 지속적으로 해당 빔에 대한 SS가 검출되지 않으므로 무선 링크 실패(radio link failure, RLF)를 선언할 수 있다. 따라서, 갑작스런 SS 심볼의 이동으로 인한 UE들의 RLF를 막기 위해서 eNB는 SS 전송 위치가 이동되는 것에 대해서 UE에게 미리 알릴 필요가 있다. 예를 들어, eNB는 SS가 몇 번째 심볼로, 어떤 위치로 이동되어 전송될 것인지, 그리고 이후 측정을 해당 심볼에서 수행하도록 할 것을 명령할 수 있다. 혹은 SS 전송 심볼 위치가 이동될 것임을 UE에게 알리고, UE로 하여금 SS를 새로이 탐색하도록 할 수 있다. 예를 들어, eNB는 다음과 같은 정보를 SS 전송 심볼/위치 변경 지시 시그널링 정보로서 UE(들)에게 전송할 수 있다.
* 전송 심볼 위치 변경 적용 시점
기존 전송되던 SS가 이후 어느 시점에 심볼 위치를 달리할 것인지를 알리는 시간 정보. 상기 시간 정보는 언제 변경된 SS 심볼 위치가 적용되는 지를 알리는 정보이다. 예를 들어, 상기 시간 정보는 특정 서브프레임부터 혹은 상기 시간 정보가 전송된 후 몇 번째 SS 전송 주기부터 SS 심볼 위치를 변경할 것을 UE(들)에게 알리는 정보일 수 있다.
* 전송 심볼 변경 위치에 대한 시그널링
> 옵션 1: 정확한 위치 정보 시그널링
SS 전송 서브프레임에서 전송되던 복수 개의 SS들에 대해서 이 중 일부 혹은 전체의 SS 전송 심볼 위치가 바뀌게 되는 경우, eNB는 이를 UE에게 시그널링할 수 있다. 예를 들어 eNB는 특정 심볼 인덱스에서 전송되던 SS가 이후 상기 "전송 심볼 위치 변경 적용 시점"에 해당하는 서브프레임에서는 다른 심볼 인덱스에 전송될 것임을 알릴 수 있다. 즉, 변경 이전에 SS가 전송되는 심볼 인덱스에 해당하는 SS가 특정 시점 이후부터는 다른 특정 심볼 인덱스에서 전송된다. 변경 이전의 심볼 인덱스 및 변경 이후의 심볼 인덱스 각각이 명시적으로 시그널링될 수 있다. 이 경우, 변경 전/후의 심볼 인덱스를 수신한 UE는 이전 심볼 인덱스에 전송되는 SS와 새로 변경되는 심볼 인덱스에 전송되는 SS를 컴바이닝할 수 있다. 특히 DL RRM 측정용 DL-RS(예, BRS, CRS, CSI-RS)의 경우, UE는 이전 심볼 인덱스로 전송되던 DL-RS에 대한 측정을 이후 변경되는 심볼 인덱스로 전송되는 DL-RS에 대한 측정을 동일한 아날로그 빔에 대한 측정으로 가정하고, 동일 DL-RS에 대해 심볼 위치 변경 전의 DL-RS 측정과 심볼 위치 변경 후의 DL-RS 측정을 누적할 수 있다.
혹은, 심볼 인덱스를 달리하여 전송되는 동일 빔 방향의 SS에 대해서 UE가 누적할 지의 여부에 대해 eNB가 별도의 시그널링을 전송할 수 있다. 심볼 인덱스를 달리하여 전송되는 동일 빔 방향의 SS를 누적하라는 시그널링이 있는 경우, UE는 심볼 위치가 변경되기 전에 특정 심볼에서 수신된 SS와 심볼 위치가 변경된 후 상기 특정 심볼의 변경 위치에 해당하는 심볼에서의 수신된 SS를 동일 SS로 간주할 수 있다. 심볼 인덱스를 달리하여 전송되는 동일 빔 방향의 SS를 누적하라는 시그널링이 없는 경우, UE는 해당 SS에 대해서 새로운 SS로 가정한다.
> 옵션 2: UE 블라인드 검출
옵션 1과 달리 옵션 2는 UE에게 SS 전송 심볼 위치가 변경될 것임을 알리는 시그널링만 있고 특정 심볼에 해당하는 SS가 이후 몇 번째 심볼로 전송될 지의 구체적인 정보가 전송되지는 않는다. UE는 자신이 알고 있는 SS가 다른 심볼에 전송될 것임을 알고, SS 서브프레임에서 SS에 대한 블라인드 검출을 수행한다. 이 경우, eNB는 UE에게 기존의 DL-RS 및 PSS/SSS/ESS등에 대해서 누적해서 계산/처리할 것인지의 여부를 시그널링할 수 있다. DL-RS/PSS/SSS/ESS를 누적하라는 시그널링이 있는 경우, UE는 심볼 위치가 변경되기 전에 특정 심볼에서 수신된 SS와 심볼 위치가 변경된 후 상기 특정 심볼의 변경 위치에 해당하는 심볼에서의 수신된 SS를 동일 SS로 간주할 수 있다. 심볼 인덱스를 달리하여 전송되는 동일 빔 방향의 SS를 누적하라는 시그널링이 없는 경우, UE는 해당 SS에 대해서 새로운 SS로 가정한다.
아날로그 빔포밍을 할 이유가 없는, 즉, 전방위적으로 SS를 전송해도 되는 대역에서는 굳이 복수 개의 빔 방향으로 SS를 전송할 필요가 없다. 이 경우에는 시스템에서 SS 전송 심볼 위치가 고정되고, 도 17 및 도 18과 같이 SS와 여타의 DL/UL 데이터/제어 신호가 동일 서브프레임에서 TDM될 수 있다. 이 경우, ESS와 BRS는 굳이 필요하지 않을 수 있다. 따라서, PSS/SSS가 FDM되어 전송되되 특정 심볼에 한정되어 전송되고, PBCH역시 PSS/SSS와 FDM 혹은 TDM될 수 있다.
도 20은 본 발명을 수행하는 전송장치(10) 및 수신장치(20)의 구성요소를 나타내는 블록도이다.
전송장치(10) 및 수신장치(20)는 정보 및/또는 데이터, 신호, 메시지 등을 나르는 무선 신호를 전송 또는 수신할 수 있는 RF(Radio Frequency) 유닛(13, 23)과, 무선통신 시스템 내 통신과 관련된 각종 정보를 저장하는 메모리(12, 22), 상기 RF 유닛(13, 23) 및 메모리(12, 22) 등의 구성요소와 동작적으로 연결되어, 상기 구성요소를 제어하여 해당 장치가 전술한 본 발명의 실시예들 중 적어도 하나를 수행하도록 메모리(12, 22) 및/또는 RF 유닛(13, 23)을 제어하도록 구성된(configured) 프로세서(11, 21)를 각각 포함한다.
메모리(12, 22)는 프로세서(11, 21)의 처리 및 제어를 위한 프로그램을 저장할 수 있고, 입/출력되는 정보를 임시 저장할 수 있다. 메모리(12, 22)가 버퍼로서 활용될 수 있다.
프로세서(11, 21)는 통상적으로 전송장치 또는 수신장치 내 각종 모듈의 전반적인 동작을 제어한다. 특히, 프로세서(11, 21)는 본 발명을 수행하기 위한 각종 제어 기능을 수행할 수 있다. 프로세서(11, 21)는 컨트롤러(controller), 마이크로 컨트롤러(microcontroller), 마이크로 프로세서(microprocessor), 마이크로 컴퓨터(microcomputer) 등으로도 불릴 수 있다. 프로세서(11, 21)는 하드웨어(hardware) 또는 펌웨어(firmware), 소프트웨어, 또는 이들의 결합에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어를 이용하여 본 발명을 구현하는 경우에는, 본 발명을 수행하도록 구성된 ASICs(application specific integrated circuits) 또는 DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays) 등이 프로세서(400a, 400b)에 구비될 수 있다. 한편, 펌웨어나 소프트웨어를 이용하여 본 발명을 구현하는 경우에는 본 발명의 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차 또는 함수 등을 포함하도록 펌웨어나 소프트웨어가 구성될 수 있으며, 본 발명을 수행할 수 있도록 구성된 펌웨어 또는 소프트웨어는 프로세서(11, 21) 내에 구비되거나 메모리(12, 22)에 저장되어 프로세서(11, 21)에 의해 구동될 수 있다.
전송장치(10)의 프로세서(11)는 상기 프로세서(11) 또는 상기 프로세서(11)와 연결된 스케줄러로부터 스케줄링되어 외부로 전송될 신호 및/또는 데이터에 대하여 소정의 부호화(coding) 및 변조(modulation)를 수행한 후 RF 유닛(13)에 전송한다. 예를 들어, 프로세서(11)는 전송하고자 하는 데이터 열을 역다중화 및 채널 부호화, 스크램블링, 변조과정 등을 거쳐 K 개의 레이어로 변환한다. 부호화된 데이터 열은 코드워드로 지칭되기도 하며, MAC 계층이 제공하는 데이터 블록인 전송 블록과 등가이다. 일 전송블록(transport block, TB)은 일 코드워드로 부호화되며, 각 코드워드는 하나 이상의 레이어의 형태로 수신장치에 전송되게 된다. 주파수 상향 변환을 위해 RF 유닛(13)은 오실레이터(oscillator)를 포함할 수 있다. RF 유닛(13)은 N t 개(N t 는 1 보다 이상의 양의 정수)의 전송 안테나를 포함할 수 있다.
수신장치(20)의 신호 처리 과정은 전송장치(10)의 신호 처리 과정의 역으로 구성된다. 프로세서(21)의 제어 하에, 수신장치(20)의 RF 유닛(23)은 전송장치(10)에 의해 전송된 무선 신호를 수신한다. 상기 RF 유닛(23)은 N r 개의 수신 안테나를 포함할 수 있으며, 상기 RF 유닛(23)은 수신 안테나를 통해 수신된 신호 각각을 주파수 하향 변환하여(frequency down-convert) 기저대역 신호로 복원한다. RF 유닛(23)은 주파수 하향 변환을 위해 오실레이터를 포함할 수 있다. 상기 프로세서(21)는 수신 안테나를 통하여 수신된 무선 신호에 대한 복호(decoding) 및 복조(demodulation)를 수행하여, 전송장치(10)가 본래 전송하고자 했던 데이터를 복원할 수 있다.
RF 유닛(13, 23)은 하나 이상의 안테나를 구비한다. 안테나는, 프로세서(11, 21)의 제어 하에 본 발명의 일 실시예에 따라, RF 유닛(13, 23)에 의해 처리된 신호를 외부로 전송하거나, 외부로부터 무선 신호를 수신하여 RF 유닛(13, 23)으로 전달하는 기능을 수행한다. 안테나는 안테나 포트로 불리기도 한다. 각 안테나는 하나의 물리 안테나에 해당하거나 하나보다 많은 물리 안테나 요소(element)의 조합에 의해 구성될(configured) 수 있다. 각 안테나로부터 전송된 신호는 수신장치(20)에 의해 더는 분해될 수 없다. 해당 안테나에 대응하여 전송된 참조신호(reference signal, RS)는 수신장치(20)의 관점에서 본 안테나를 정의하며, 채널이 일 물리 안테나로부터의 단일(single) 무선 채널인지 혹은 상기 안테나를 포함하는 복수의 물리 안테나 요소(element)들로부터의 합성(composite) 채널인지에 관계없이, 상기 수신장치(20)로 하여금 상기 안테나에 대한 채널 추정을 가능하게 한다. 즉, 안테나는 상기 안테나 상의 심볼을 전달하는 채널이 상기 동일 안테나 상의 다른 심볼이 전달되는 상기 채널로부터 도출될 수 있도록 정의된다. 복수의 안테나를 이용하여 데이터를 송수신하는 다중 입출력(Multi-Input Multi-Output, MIMO) 기능을 지원하는 RF 유닛의 경우에는 2개 이상의 안테나와 연결될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 있어서, UE 는 상향링크에서는 전송장치(10)로 동작하고, 하향링크에서는 수신장치(20)로 동작한다. 본 발명의 실시예들에 있어서, eNB 는 상향링크에서는 수신장치(20)로 동작하고, 하향링크에서는 전송장치(10)로 동작한다. 이하, UE 에 구비된 프로세서, RF 유닛 및 메모리를 UE 프로세서, UE RF 유닛 및 UE 메모리라 각각 칭하고, eNB 에 구비된 프로세서, RF 유닛 및 메모리를 eNB 프로세서, eNB RF 유닛 및 eNB 메모리라 각각 칭한다.
본 발명의 eNB 프로세서는 본 발명의 제안들 중 어느 하나에 따라 UE가 셀에 초기 접속하는 데 필요한 초기 접속 신호들(이하, SS)을 전송하도록 eNB RF 유닛을 제어 할 수 있다. 상기 eNB 프로세서는 SS의 전송을 위한 서브프레임(이하, SS 서브프레임)에 본 발명의 제안들 중 어느 하나에 따라 DL 데이터/제어 신호를 할당 및 전송할 수 있다. 상기 eNB 프로세서는 SS 서브프레임에 UL 데이터 신호를 스케줄링 및/또는 UL 제어 신호를 수신할 수 있다.
본 발명의 UE 프로세서는 본 발명의 제안들 중 어느 하나에 따라 셀 상에서 SS를 수신하도록 UE RF 유닛을 제어할 수 있다. 상기 UE 프로세서는 상기 SS를 기반으로 상기 셀과 시간-주파수 동기화할 수 있으며, 상기 SS를 기반으로 상기 셀에 접속할 수 있다. 상기 UE 프로세서는 서브프레임에서 DL 데이터 혹은 UL 데이터를 스케줄링하는 DL 제어 신호를 모니터링할 수 있다. 상기 UE 프로세서는 DL 제어 신호를 바탕으로 SS 서브프레임에서 DL 데이터를 수신 혹은 UL 데이터를 전송하도록 상기 UE RF 유닛을 제어할 수 있다. 상기 UE 프로세서는 SS 서브프레임에서 UL 제어 신호를 전송하도록 상기 UE RF 유닛을 제어할 수 있다. 상기 UE 프로세서는 자신이 접속한 셀의 SS 서브프레임에서 SS를 모니터링할 수 있다.
상술한 바와 같이 개시된 본 발명의 바람직한 실시예들에 대한 상세한 설명은 당업자가 본 발명을 구현하고 실시할 수 있도록 제공되었다. 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다.
본 발명의 실시예들은 무선 통신 시스템에서, 기지국 또는 사용자기기, 기타 다른 장비에 사용될 수 있다.

Claims (18)

  1. 기지국이 동기 신호를 전송함에 있어서,
    제1 서브프레임에서 N개(여기서, N은 1보다 큰 정수)의 동기 신호들을 전송; 및
    상기 N개의 동기 신호들 중 M개(여기서, M<N인 정수)의 동기 신호들을 오프하고 나머지 N-M개의 동기 신호들을 제2 서브프레임에서 전송하는 것을 포함하며,
    상기 제1 서브프레임과 상기 제2 서브프레임 각각은 시간 도메인에서 각각이 하나 이상의 시간 심볼을 포함하는 복수의 시간 심볼 세트들을 포함하고,
    상기 N개의 동기 신호들은 상기 제1 서브프레임의 복수의 시간 심볼 세트들 중 N개의 시간 심볼 세트들에서 각각(respectively) 전송되고,
    상기 N-M개의 동기 신호들은 상기 제2 서브프레임의 복수의 시간 심볼 세트들 중 N-M개의 시간 심볼 세트들에서 각각(respectively) 전송되는,
    동기 신호 전송 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 N개의 시간 심볼 세트들은 서로 연속(consecutive)하고, 상기 N-M개의 시간 심볼 세트들은 서로 연속한,
    동기 신호 전송 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 N-M개의 시간 심볼 세트들은 상기 제2 서브프레임의 끝 혹은 앞 심볼들로 구성된,
    동기 신호 전송 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    제1 주기로 나타나는 동기 신호 전송용 서브프레임들에서 각각에서 상기 N개의 동기 신호들 혹은 상기 N-M개의 동기 신호들을 전송하는 것을 포함하되,
    상기 제1 서브프레임과 상기 제2 서브프레임은 상기 동기 신호 전송용 서브프레임들에 포함되는,
    동기 신호 전송 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 M개의 동기 신호가 오프되는 상기 제2 서브프레임을 나타내는 정보를 전송하는 것을 더 포함하는,
    동기 신호 전송 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 N개의 동기 신호 중 일부가 오프됨을 나타내는 정보를 전송하는 것을 더 포함하는,
    동기 신호 전송 방법.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 제1 서브프레임 후 상기 제1 주기보다 긴 제2 주기로 상기 M개의 동기 신호를 전송; 및
    상기 M개의 동기 신호들 중 제1 동기 신호와 연관된 임의 접속 채널 자원에서 임의 접속 프리앰블을 수신하면 상기 하나의 동기 신호를 온하고 상기 제1 주기로 N-M+1개의 시간 심볼 세트들에서 상기 N-M개의 동기 신호 및 상기 제1 동기 신호를 전송하는 것을 포함하며,
    상기 N-M+1개의 시간 심볼 세트들은 서로 연속한,
    동기 신호 전송 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 N개의 동기 신호들은 서로 다른 빔 방향으로 전송되는,
    동기 신호 전송 방법.
  9. 기지국이 동기 신호를 전송함에 있어서,
    무선 주파수(radio frequency, RF) 유닛, 및
    상기 RF 유닛을 제어하도록 구성된 프로세서를 포함하며, 상기 프로세서는:
    제1 서브프레임에서 N개(여기서, N은 1보다 큰 정수)의 동기 신호들을 전송하도록 상기 RF 유닛을 제어; 및
    상기 N개의 동기 신호들 중 M개(여기서, M<N인 정수)의 동기 신호들을 오프하고 나머지 N-M개의 동기 신호들을 제2 서브프레임에서 전송하도록 상기 RF 유닛을 제어하며,
    상기 제1 서브프레임과 상기 제2 서브프레임 각각은 시간 도메인에서 각각이 하나 이상의 시간 심볼을 포함하는 복수의 시간 심볼 세트들을 포함하고,
    상기 N개의 동기 신호들은 상기 제1 서브프레임의 복수의 시간 심볼 세트들 중 N개의 시간 심볼 세트들에서 각각(respectively) 전송되고,
    상기 N-M개의 동기 신호들은 상기 제2 서브프레임의 복수의 시간 심볼 세트들 중 N-M개의 시간 심볼 세트들에서 각각(respectively) 전송되는,
    기지국.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 N개의 시간 심볼 세트들은 서로 연속(consecutive)하고, 상기 N-M개의 시간 심볼 세트들은 서로 연속한,
    기지국.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 N-M개의 시간 심볼 세트들은 상기 제2 서브프레임의 끝 혹은 앞 심볼들로 구성된,
    기지국.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 프로세서는 제1 주기로 나타나는 동기 신호 전송용 서브프레임들에서 각각에서 상기 N개의 동기 신호들 혹은 상기 N-M개의 동기 신호들을 전송하도록 상기 RF 유닛을 제어하되,
    상기 제1 서브프레임과 상기 제2 서브프레임은 상기 동기 신호 전송용 서브프레임들에 포함되는,
    기지국.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 M개의 동기 신호가 오프되는 상기 제2 서브프레임을 나타내는 정보를 전송하도록 상기 RF 유닛을 제어하는,
    기지국.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 N개의 동기 신호 중 일부가 오프됨을 나타내는 정보를 전송하도록 상기 RF 유닛을 제어하는,
    기지국.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 제1 서브프레임 후 상기 제1 주기보다 긴 제2 주기로 상기 M개의 동기 신호를 전송하도록 상기 RF 유닛을 제어하며,
    상기 M개의 동기 신호들 중 제1 동기 신호와 연관된 임의 접속 채널 자원에서 임의 접속 프리앰블을 수신하면 상기 하나의 동기 신호를 온하고 상기 제1 주기로 N-M+1개의 시간 심볼 세트들에서 상기 N-M개의 동기 신호 및 상기 제1 동기 신호를 전송하도록 상기 RF 유닛을 제어하고,
    상기 N-M+1개의 시간 심볼 세트들은 서로 연속한,
    기지국.
  16. 제9항에 있어서,
    상기 N개의 동기 신호들은 서로 다른 빔 방향으로 전송되는,
    기지국.
  17. 사용자기기가 동기 신호를 수신함에 있어서,
    N개(여기서, N은 1보다 큰 정수)의 동기 신호들 중 제1 동기 신호를 제1 서브프레임 내 복수의 시간 심볼 세트들 중 제1 인덱스의 시간 심볼 세트에서 수신; 및
    상기 제1 동기 신호의 시간 심볼 세트의 변경을 나타내는 정보를 수신; 및
    제2 서브프레임에서 내 복수의 시간 심볼 세트들 중 상기 제1 인덱스와는 다른 제2 인덱스의 시간 심볼 세트에서 상기 제1 동기 신호를 수신하는 것을 포함하는,
    동기 신호 수신 방법.
  18. 사용자기기가 동기 신호를 수신함에 있어서,
    무선 주파수(radio frequency, RF) 유닛, 및
    상기 RF 유닛을 제어하도록 구성된 프로세서를 포함하며, 상기 프로세서는:
    N개(여기서, N은 1보다 큰 정수)의 동기 신호들 중 제1 동기 신호를 제1 서브프레임 내 복수의 시간 심볼 세트들 중 제1 인덱스의 시간 심볼 세트에서 수신하도록 상기 RF 유닛을 제어; 및
    상기 RF 유닛이 상기 제1 동기 신호의 시간 심볼 세트의 변경을 나타내는 정보를 수신하면, 제2 서브프레임에서 내 복수의 시간 심볼 세트들 중 상기 제1 인덱스와는 다른 제2 인덱스의 시간 심볼 세트에서 상기 제1 동기 신호를 수신하도록 상기 RF 유닛을 제어하는,
    사용자기기.
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