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KR102424359B1 - 셀룰러 시스템에서 IoT 운영 방법 및 그 시스템 - Google Patents

셀룰러 시스템에서 IoT 운영 방법 및 그 시스템 Download PDF

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KR102424359B1
KR102424359B1 KR1020160093752A KR20160093752A KR102424359B1 KR 102424359 B1 KR102424359 B1 KR 102424359B1 KR 1020160093752 A KR1020160093752 A KR 1020160093752A KR 20160093752 A KR20160093752 A KR 20160093752A KR 102424359 B1 KR102424359 B1 KR 102424359B1
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류현석
박정호
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Abstract

본 개시는 LTE와 같은 4G 통신 시스템 이후 보다 높은 데이터 전송률을 지원하기 위한 5G 또는 pre-5G 통신 시스템에 관련된 것이다.
본 개시는 셀룰러 시스템의 기지국에서 디바이스의 협대역(narrow band) IoT(Internet of things) 통신을 지원하는 방법에 있어서, 상기 협대역 IoT 통신을 수행하는 디바이스의 상기 기지국간 동기화를 위한 동기 시퀀스를 전송하는 동작; 다수의 동작 모드들 중 하나에 상응하는 상기 협대역 IoT 통신의 동작 모드를 지시하는 2 비트의 모드 지시 필드를 시스템 정보에 포함하여 전송하는 동작; 및 상기 시스템 정보에 포함되는 상기 협대역 IoT 통신을 위한 파라메터에 근거하여 제어 채널 및 데이터 채널을 전송하는 동작을 포함하되, 상기 동작 모드들은 독립(standalone) 모드, 가드밴드(guard-band) 모드, 상기 셀룰러 시스템과 상기 협대역 IoT 통신이 동일한 셀 ID를 사용하는 인밴드(in-band) 모드, 및 상기 셀룰러 시스템과 상기 협대역 IoT 통신이 상이한 셀 ID를 사용하는 인밴드 모드를 포함함을 특징으로 하는 방법을 제공한다.

Description

셀룰러 시스템에서 IoT 운영 방법 및 그 시스템{System and Method of Operating IoT in Cellular System}
본 개시는 셀룰러 시스템에서 IoT 통신 운영 기법에 관한 것으로써, 특히 IoT 동작 모드의 지시를 구현하는 기법에 관한 것이다.
4G (4th-Generation) 통신 시스템 상용화 이후 증가 추세에 있는 무선 데이터 트래픽 수요를 충족시키기 위해, 개선된 5G (5th-Generation) 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템을 개발하기 위한 노력이 이루어지고 있다. 이러한 이유로, 5G 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템은 4G 네트워크 이후 (beyond 4G network) 통신 시스템 또는 LTE 시스템 이후 (post LTE)의 시스템이라 불리고 있다.
높은 데이터 전송률을 달성하기 위해, 5G 통신 시스템은 초고주파 (mmWave) 대역 (예를 들어, 60기가 (60GHz) 대역과 같은)에서의 구현이 고려되고 있다. 초고주파 대역에서 전파의 경로 손실 완화 및 전파의 전달 거리를 증가시키기 위해, 5G 통신 시스템에서는 빔포밍 (beamforming), 거대 배열 다중 입출력 (massive MIMO), 전차원 다중입출력 (full dimensional MIMO: FD-MIMO), 어레이 안테나 (array antenna), 아날로그 빔형성 (analog beam-forming), 및 대규모 안테나 (large scale antenna) 기술들이 논의되고 있다.
또한 시스템의 네트워크 개선을 위해, 5G 통신 시스템에서는 진화된 소형 셀, 개선된 소형 셀 (advanced small cell), 클라우드 무선 액세스 네트워크 (cloud radio access network: cloud RAN), 초고밀도 네트워크 (ultra-dense network), 기기 간 통신 (device to device communication: D2D), 무선 백홀 (wireless backhaul), 이동 네트워크 (moving network), 협력 통신 (cooperative communication), CoMP (coordinated multi-points), 및 수신 간섭제거 (interference cancellation) 등의 기술 개발이 이루어지고 있다.
이 밖에도, 5G 시스템에서는 진보된 코딩 변조 (advanced coding modulation: ACM) 방식인 FQAM (hybrid FSK and QAM modulation) 및 SWSC (sliding window superposition coding)과, 진보된 접속 기술인 FBMC (filter bank multi carrier), NOMA (non-orthogonal multiple access), 및 SCMA (sparse code multiple access) 등이 개발되고 있다.
셀룰러(cellular) IoT(Internet of things) 네트워크(즉, CIoT 네트워크)에서, 하나의 중요한 특징은 상기 CIoT 네트워크가 MTC(machine type communication)를 가능하게 하기 위해 향상된 커버리지를 요구한다는 것이다. 예를 들어, CIoT 서비스의 하나의 전형적 시나리오는 셀룰러 네트워크를 통해서 워터 미터링(water metering) 또는 가스 미터링(gas metering)을 제공하는 것이다.
대부분의 MTC/CIoT 시스템은, GSM(global system for mobile communication)/GPRS(general packet radio service)의 우수한 커버리지 및 디바이스의 저비용으로 인해, 상기 GSM/GPRS에 의해 적절히 관리될 수 있는 로우 엔드(low-end) 애플리케이션을 타깃으로 하고 있다. 그러나, 더 많은 CIoT 디바이스들이 실제 환경에 배치됨에 따라서 GSM/GPRS 네트워크에 대한 의존도는 더욱 증가하고 있다. 또한, 어떤 CIoT 시스템은 200KHz의 대역을 갖는 GSM 캐리어를 리파밍(re-farming)함으로써 독립(standalone) 배치(deployment) 시나리오를 타깃으로 하고 있다.
LTE(long term evolution) 배치가 발전하면서, 네트워크 사업자(network operator)들은 RAT(radio access technology)의 개수를 줄임으로써 전체 네트워크 유지 비용을 줄이려고 한다. MTC/CIoT는 미래에도 확장을 지속할 것으로 보이는 시장이다. MTC/CIoT는 다수의 RAT를 유지해야 한다는 측면에서, 사업자에게 비용을 발생시킬 뿐만 아니라 주파수 스펙트럼으로부터 최대의 이익을 거두지 못하게 할 수도 있다. MTC/CIoT 디바이스의 개수가 증가할 가능성이 높은 상황이므로, 상기 MTC/CIoT 디바이스들이 서비스 제공을 위해 필요로 하는 전체 자원은 상응하여 증가할 것이고 비효율적으로 할당될 수 있다. 따라서, MTC/CIoT 디바이스들을 GSM/GPRS 네트워크로부터 LTE 네트워크로 마이그레이팅(migrating)할 새로운 해법이 요구된다.
본 개시에서는, 다양한 방식 예를 들어, 독립 배치, 기존의 셀룰러 시스템(예를 들어, LTE)의 가드밴드(guard-band) 내에서 배치, 또는 종래 셀룰러 시스템의 대역폭(bandwidth) 내에서 플렉서블(flexible)하게 배치될 수 있는 새로운 MTC/CIoT 시스템이 제안된다.
본 개시는 셀룰러 시스템의 기지국에서 디바이스의 협대역(narrow band) IoT(Internet of things) 통신을 지원하는 방법에 있어서, 상기 협대역 IoT 통신을 수행하는 디바이스의 상기 기지국간 동기화를 위한 동기 시퀀스를 전송하는 동작; 다수의 동작 모드들 중 하나에 상응하는 상기 협대역 IoT 통신의 동작 모드를 지시하는 2 비트의 모드 지시 필드를 시스템 정보에 포함하여 전송하는 동작; 및 상기 시스템 정보에 포함되는 상기 협대역 IoT 통신을 위한 파라메터에 근거하여 제어 채널 및 데이터 채널을 전송하는 동작을 포함하되, 상기 동작 모드들은 독립(standalone) 모드, 가드밴드(guard-band) 모드, 상기 셀룰러 시스템과 상기 협대역 IoT 통신이 동일한 셀 ID를 사용하는 인밴드(in-band) 모드, 및 상기 셀룰러 시스템과 상기 협대역 IoT 통신이 상이한 셀 ID를 사용하는 인밴드 모드를 포함함을 특징으로 하는 방법을 제공한다.
본 개시는 셀룰러 시스템에서 디바이스의 협대역(narrow band) IoT(Internet of things) 통신 방법에 있어서, 상기 셀룰러 시스템 내의 기지국간 동기화를 위한 동기 시퀀스를 수신하는 동작; 다수의 동작 모드들 중 하나에 상응하는 상기 협대역 IoT 통신의 동작 모드를 지시하는 2 비트의 모드 지시 필드가 포함된 시스템 정보를 수신하는 동작; 및 상기 시스템 정보에 포함되는 상기 협대역 IoT 통신을 위한 파라메터에 근거하여 제어 채널 및 데이터 채널을 수신하는 동작을 포함하되, 상기 동작 모드들은, 독립(standalone) 모드, 가드밴드(guard-band) 모드, 상기 셀룰러 시스템과 상기 협대역 IoT 통신이 동일한 셀 ID를 사용하는 인밴드(in-band) 모드, 및 상기 셀룰러 시스템과 상기 협대역 IoT 통신이 상이한 셀 ID를 사용하는 인밴드 모드를 포함함을 특징으로 하는 방법을 제공한다.
본 개시는 셀룰러 시스템서 디바이스의 협대역(narrow band) IoT(Internet of things) 통신을 지원하는 기지국에 있어서, 상기 협대역 IoT 통신을 수행하는 디바이스의 상기 기지국간 동기화를 위한 동기 시퀀스를 전송하고, 다수의 동작 모드들 중 하나에 상응하는 상기 협대역 IoT 통신의 동작 모드를 지시하는 2 비트의 모드 지시 필드를 시스템 정보에 포함하여 전송하고, 상기 시스템 정보에 포함되는 상기 협대역 IoT 통신을 위한 파라메터에 근거하여 제어 채널 및 데이터 채널을 전송하도록 제어하는 제어부; 및 상기 제어부의 제어에 의해 상기 동기 시퀀스, 상기 시스템 정보, 상기 제어 채널 및 데이터 채널을 전송하는 송수신부를 포함하되, 상기 동작 모드들은, 독립(standalone) 모드, 가드밴드(guard-band) 모드, 상기 셀룰러 시스템과 상기 협대역 IoT 통신이 동일한 셀 ID를 사용하는 인밴드(in-band) 모드, 및 상기 셀룰러 시스템과 상기 협대역 IoT 통신이 상이한 셀 ID를 사용하는 인밴드 모드를 포함함을 특징으로 하는 기지국을 제공한다.
본 개시는 셀룰러 시스템에서 협대역(narrow band) IoT(Internet of things) 통신하는 디바이스에 있어서, 상기 셀룰러 시스템 내의 기지국간 동기화를 위한 동기 시퀀스를 수신하고, 다수의 동작 모드들 중 하나에 상응하는 상기 협대역 IoT 통신의 동작 모드를 지시하는 2 비트의 모드 지시 필드가 포함된 시스템 정보를 수신하고, 상기 시스템 정보에 포함되는 상기 협대역 IoT 통신을 위한 파라메터에 근거하여 제어 채널 및 데이터 채널을 수신하도록 제어하는 제어부; 및 상기 제어부의 제어에 의해 상기 동기 시퀀스, 상기 시스템 정보, 상기 제어 채널 및 데이터 채널을 수신하는 송수신부를 포함하되, 상기 동작 모드들은, 독립(standalone) 모드, 가드밴드(guard-band) 모드, 상기 셀룰러 시스템과 상기 협대역 IoT 통신이 동일한 셀 ID를 사용하는 인밴드(in-band) 모드, 및 상기 셀룰러 시스템과 상기 협대역 IoT 통신이 상이한 셀 ID를 사용하는 인밴드 모드를 포함함을 특징으로 하는 디바이스를 제공한다.
CIoT 를 위한 다양한 동작 모드가 지원되는 점을 고려하면, 모드 지시를 위한 본 개시의 기법들은 CIoT 시스템이 가능한 빨리 CIoT 동작 모드를 구별할 수 있고, 적절한 후속 프로세싱을 수행할 수 있다.
NB-IoT 시스템에게 다수의 PRB를 할당함으로써, 자원 활용도 및 주파수 다이버시티(diversity)를 증가시킬 수 있다.
도 1은 NB-IoT 시스템의 다양한 배치 시나리오를 예시하는 도면;
도 2는 NB-IoT 시스템에서 하나의 서브프레임에 해당하는 자원 그리드를 예시하는 도면;
도 3은 NB-IoT 시스템에서 L-서브프레임의 구조를 예시하는 도면;
도 4는 NB-IoT 시스템에서 L-슈퍼프레임의 구조를 예시하는 도면;
도 5는 NB-IoT 시스템에서 다운링크 시간 도메인 구조를 예시하는 도면;
도 6은 NB-IoT 시스템에서 PSS/SSS 전송을 예시하는 도면;
도 7은 NB-IoT 시스템에서 PSS 전송의 일 예를 도시하는 도면;
도 8은 NB-IoT 시스템에서 PBCH 전송의 일 예를 도시하는 도면;
도 9는 레거시 시스템의 PSS/SSS/MIB와 충돌을 피하기 위한 NB-IoT 시스템의 PSS/SSS/MIB 전송을 시간 도메인에서 예시하는 도면;
도 10은 LTE TDD 시스템의 경우 NB-IoT PSS/SSS/MIB 전송의 예시도;
도 11은 NB-IoT 시스템의 시간 도메인에서 다운링크 프레임 구조의 대안을 예시하는 도면;
도 12는 인밴드 모드 NB-IoT 시스템에서 PRB 액세스 방법을 예시하는 도면;
도 13는 인밴드 모드 NB-IoT 시스템에서 다수 PRB를 이용하는 예시도;
도 14는 NB-IoT 시스템에서 PRB 블라인드 탐색 방법을 예시하는 도면;
도 15는 가드밴드 모드의 NB-IoT 시스템에서 PRB 블라인드 탐색 방법을 예시하는 도면;
도 16은 NB-IoT 시스템에서 PSS/SSS 전송에 의한 시간 동기화 방법을 예시하는 도면;
도 17은 PSS/SSS 심볼의 위치 및 밀도 관점에서 서로 다른 동작 모드를 구별하는 방법을 예시하는 도면;
도 18는 PSS/SSS 서브프레임의 위치 및 밀도 관점에서 서로 다른 동작 모드를 구별하는 방법을 예시하는 도면;
도 19는 PSS/SSS 서브프레임의 위치 및 밀도 관점에서 서로 다른 동작 모드를 구별하는 다른 방법을 예시하는 도면;
도 20은 MIB 페이로드를 통해 NB-IoT 모드를 명시적으로 지시하는 방법을 예시하는 도면;
도 21은 MIB 페이로드를 통해 NB-IoT 모드를 명시적으로 지시하는 다른 방법을 예시하는 도면;
도 22에서 서로 다른 동작 모드에 대한 MIB 페이로드의 보다 자세한 예시도;
도 23은 NB-IoT 디바이스의 모드 구별 방법의 일 플로우 차트;
도 24는 NB-IoT 디바이스의 모드 구별 방법의 다른 플로우 차트;
도 25는 NB-IoT 디바이스의 모드 구별 방법의 다른 플로우 차트;
도 26은 NB-IoT 디바이스의 모드 구별 방법의 다른 플로우 차트;
도 27은 NB-IoT 다운링크 프레임 구조의 대안적 설계를 예시하는 도면;
도 28은 본 개시에 따른 기지국의 NB-IoT 통신을 지원하는 방법의 일 예시도;
도 29는 본 개시에 따른 디바이스의 NB-IoT 통신 방법의 일 예시도;
도 30은 본 개시에 따른 기지국 장치의 구성을 예시하는 도면;
도 31은 본 개시에 따른 디바이스 장치의 구성을 예시하는 도면이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 개시의 실시예를 상세하게 설명한다. 하기에서 본 개시를 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 개시의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 개시에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
본 개시의 자세한 설명에 앞서, 본 명세서에서 사용되는 몇 가지 용어들에 대해 해석 가능한 의미의 예를 제시한다. 하지만, 아래 제시하는 해석 예로 한정되는 것은 아님을 주의하여야 한다.
기지국(Base Station)은 단말과 통신하는 일 주체로서, BS, NodeB(NB), eNodB(eNB), AP(Access Point) 등으로 지칭될 수도 있다.
디바이스(device)는 기지국과 통신하는 일 주체로서, NB-IoT 디바이스, UE(user equipment), 이동국(Mobile Station; MS), 이동장비(Mobile Equipment; ME), 터미널(terminal) 등으로 지칭될 수도 있다.
CIoT는 셀룰러(cellular) IoT를 의미하며, NB-IoT(narrow band IoT), NB-CIoT, NB-LTE로 호칭될 수도 있다.
이하에서는, NB-IoT 시스템을 일 예로써 설명할 것이나, 본 개시의 실시예가 반드시 NB-IoT 시스템에 한정적으로 적용되는 것은 아니며, 5G(5-generation) eMBB(enhanced mobile broadband) 시스템이나 mMTC(massive MTC) 시스템에도 적용될 수도 있음은 물론이다. 또한, 레거시 시스템으로써 LTE 시스템을 설명할 것이나, 본 개시가 반드시 LTE 시스템에 한정적으로 적용되는 것은 아니며, 기타 셀룰러 시스템에도 적용될 수 있음은 물론이다.
A. NB- IoT 시스템 배치 시나리오
NB-IoT 시스템은 협대역폭(narrow bandwidth)을 점유한다. 예를 들어, NB-IoT 시스템은 200kHz (또는 180kHz)의 최소 시스템 대역폭을 다운링크(downlink; DL) 및 업링크(uplink; UL) 모두에서 사용할 수 있다. 협대역폭을 점유한다는 특징으로 인해, 상기 NB-IoT 시스템은 독립(standalone) 배치되거나, 레거시 셀룰러 시스템(예를 들어, LTE 시스템)의 가드밴드(guard-band) 내에서 배치되거나, 또는 상기 레거시 셀룰러 시스템의 시스템 대역폭 내에서 배치될 수 있다.
도 1은 NB-IoT 시스템의 다양한 배치 시나리오를 예시하는 도면이다.
도 1(a)를 참고하면, NB-IoT 시스템은 독립 모드(standalone mode)로 배치될 수 있는데, 예를 들어, 200 kHz 대역폭을 갖는 GSM 캐리어(100)를 리파밍(re-farming; 다른 통신 서비스로 재활용)하여 독립 모드로 배치될 수 있다.
도 1(b)를 참고하면, LTE 시스템은 (시스템 대역폭에 따라서) 200kHz 내지 2MHz의 가드밴드를 가질 수 있으며, NB-IoT 시스템은 LTE 시스템의 가드밴드 영역(102)에 배치될 수 있는데, 상기 가드밴드 영역(102)에 배치되는 NB-IoT 시스템의 동작 모드를 가드밴드 모드(guard-band mode)라고 호칭할 수 있다.
도 1(c)를 참고하면, LTE 시스템의 물리 자원 블록(PRB; physical resource block) 대역폭은 180 kHz 이므로, NB-IoT 시스템은 전체 대역폭 내의 임의 PRB(104) 내에 배치될 수 있는데, LTE 대역폭 내의 임의의 PRB(104) 내에 배치되는 NB-IoT 시스템의 동작 모드를 인밴드 모드(in-band mode)라고 호칭할 수 있다.
또한, 스케일러블(: 조정 가능한) 용량을 제공하기 위해 NB-IoT 시스템에게 다수의 PRB를 할당하는 것도 가능한데, 이것은 자원 활용도 및 주파수 다이버시티(diversity) 관점에서 유익하다. 다수의 PRB들에 걸친 주파수 호핑(hopping)의 적용은 간섭 랜덤화(interference randomization)를 더 제공하고, 충분히 분리된 PRB와 증가된 다이버시티 이득을 제공할 수 있다. 다수의 PRB를 이용하여 동작하는 것은 특히 인밴드 모드에서 바람직하다. 왜냐하면, NB-IoT 시스템의 다운링크 전송 전력은 레거시(legacy) 시스템(예를 들어, LTE 시스템)과 공유될 수 있고, 레거시 제어 채널(예를 들어, PDCCH(physical downlink control channel) 또는 기준 신호(예를 들어, CRS(cell-specific reference signal))에 의해 점유되는 자원은 NB-IoT에 의해 사용되지 않을 것이기 때문이다.
B. NB- IoT 시스템 시간/주파수 자원 구조
도 2는 NB-IoT 시스템에서 하나의 서브프레임에 해당하는 자원 그리드를 예시하는 도면이다.
인밴드 모드를 지원하는 NB-IoT 시스템은 레거시 LTE 시스템과의 공존과 호환성을 고려하여 설계되어야 한다. 레거시 LTE 시스템에 대한 부정적 영향을 피하기 위해, LTE 파라메터(예를 들어, 파형(waveform), 서브캐리어 스페이싱(spacing)과 같은)가 NB-IoT 시스템을 위해 가능한 많이 재사용될 수 있다. 도 2에서 NB-IoT 시스템의 하나의 서브프레임(subframe) 동안에 1개의 PRB의 자원 그리드(resource grid)가 예시된다. 도 2에서 예시되듯이, NB-IoT 시스템의 자원 그리드는 LTE 시스템의 자원 그리드와 동일할 수 있다. 도 2(a)는 노멀 CP(normal cyclic prefix)의 경우에 자원 그리드를 예시하고, 도 2(b)는 확장 CP(extended cyclic prefix)의 경우에 자원 그리드를 예시한다.
도 3은 NB-IoT 시스템에서 L-서브프레임의 구조를 예시하는 도면이다.
NB-IoT 시스템을 위한 보다 자세한 시간 도메인 구조가 Fig. 3에 예시된다. 단지 1개의 PRB만 사용되는 경우에, 보다 긴(longer) 서브프레임 유닛(300)(예를 들어, 4개의 서브프레임(320)(4ms)을 포함하는 L-서브프레임)이 최소 스케줄링 단위로써 정의될 수 있다. L-서브프레임(300)보다 짧은 스케줄링 유닛이 필요하다면, 보다 긴(longer) 슬롯(310)(예를 들어, 2ms의 L-슬롯)이 고려될 수 있다.
도 4는 NB-IoT 시스템에서 L-슈퍼프레임의 구조를 예시하는 도면이다.
유사하게, 10개의 L-서브프레임(400)을 포함하여 40ms의 기간(duration)을 갖는 L-프레임(410)이 정의될 수 있다. L-프레임(410)의 기간은 예를 들어, LTE 시스템에서 PBCH(physical broadcast channel) 전송 시간 구간(TTI; transmission time interval)에 맞춰질 수 있는데, 4 반복의 PBCH 하나는 40ms 동안에 전송된다. 하나의 L-슈퍼프레임(420)은 32개의 L-프레임(410)을 포함하고, 1280ms의 기간을 가질 수 있다.
도 5는 NB-IoT 시스템에서 다운링크 시간 도메인 구조를 예시하는 도면이다.
도 5를 참고하면, 전송 채널들은 TDM(time division multiplexing) 방식으로 정렬된다. 동기 시퀀스(synchronization sequence) 및 브로드캐스트 정보(예를 들어, MIB(master information block)와 같은 시스템 정보)가 L-슈퍼프레임(500)의 시점(beginning)(502)에 함께 전송될 수 있다. 일반적으로, 동기 시퀀스는 PSS(primary synchronization sequence) 및 SSS(secondary synchronization sequence)를 포함할 수 있다. 상기 MIB는 제한된 양의 시스템 정보를 포함할 수 있다. 상기 MIB에 포함되지 못한 나머지 시스템 정보는 SIB(system information block)(504)에서 전송될 수 있다. 커버리지 요구사항(requirement)에 따라서 상기 MIB(502) 및 SIB(504) 프레임은 반복적으로 전송될 수 있다.
도 6은 NB-IoT 시스템에서 PSS/SSS 전송을 예시하는 도면이다.
NB-IoT 시스템에서 한 개의 PRB만이 사용되는 경우, 동기 시퀀스의 탐지 성능을 높이기 위해 PSS 및/또는 SSS는 하나의 서브프레임에서 반복(전송)될 수 있다. LTE 시스템의 경우와 유사하게, NB-IoT 디바이스는 PSS/SSS를 탐지함으로써 기본(basic) 시스템 정보 예를 들어, 프레임 타이밍, CP 길이(normal CP 또는 extended CP), FDD(frequency division duplex) 모드인지 TDD(time division duplex) 모드인지 여부, 및 셀 ID 등을 획득할 수 있다. 도 6에서와 같이, PSS(600)와 SSS(602)를 서브프레임(610) 내의 서로 다른 심볼에 맞춤으로써, CP 길이와 FDD/TDD 모드는 성공적 PSS/SSS 탐지 후 유도될 수 있다. 도 6(a)는 FDD 모드와 노멀 CP를 예시하고, 도 6(b)는 FDD 모드와 확장 CP를 예시하고, 도 6(c)는 TDD 모드와 노멀 CP를 예시하고, 도 6(d)는 TDD 모드와 확장 CP를 예시한다.
NB-IoT 인밴드 모드에서, PSS/SSS는 기준 신호 점유 심볼(예를 들어, CRS(630) 등)과 제어 채널(예를 들어, PDCCH(620)) 점유 심볼은 사용을 피할 필요가 있다.
도 7은 NB-IoT 시스템에서 PSS 전송의 일 예를 도시한다.
도 7(a)을 참고하면, PSS 전송을 위한 두 개의 연속적 심볼을 배열(arranging)함으로써, PSS 탐지 성능은 향상될 수 있다.
도 7(b)를 참고하면, PSS 신호는 직접적으로 반복되기 때문에, PSS 심볼(700)의 'A' 부분(702)은 다음 PSS 심볼(710)을 위한 가상(virtual) CP로써 고려될 수 있다. 이 경우, PSS는 어떠한 CP 길이가 사용되는지 여부(즉, normal CP 인지 extended CP 인지 여부)와 관계 없이 탐지될 수 있다. 또한, 심볼 레벨의 정정(correction)이 가능해지고, 이러한 심볼 레벨 정정은 수신측의 PSS 탐지 복잡도를 줄일 수 있게 한다.
도 8은 NB-IoT 시스템에서 PBCH 전송의 일 예를 도시한다.
도 8(a)는 인밴드 모드에서 노멀 CP의 RE(resource element; 자원 요소) 매핑을 예시하고, 도 8(b)는 인밴드 모드에서 확장 CP의 RE 매핑을 예시하고, 도 8(c)는 가드 밴드/독립 모드에서 노멀 CP의 RE 매핑을 예시하고, 도 8(d)는 가드 밴드/독립 모드 에서 확장 CP의 RE 매핑을 예시한다. PBCH(MIB 및/또는 SIB)와 같은 시스템 정보 및 PSS/SSS는 같은 서브프레임에서 전송될 수 있다. PSS(800)와 SSS(802)가 서브프레임 내의 모든 심볼을 사용하지는 않을 것이기 때문이다. 그리고, PSS(800)와 SSS(802) 신호는 상기 PBCH 디코딩을 위한 채널 추정에 사용될 수 있다.
도 8(a), 8(b)을 참고하면, 인밴드 모드에서, 서브프레임 내의 PSS(800)/SSS(802)에 의해 점유되지 않은 RE (예를 들어, 806)는 PBCH 전송에 사용될 수 있다. 그러나, 인밴드 모드에서 CRS 점유 RE(예를 들어, 804)는 PBCH를 위한 RE 매핑에서 사용되지 않을 수 있다.
도 8(c), 8(d)를 참고하면, 가드밴드 모드 또는 독립 모드에서는, CRS 가 전송되지 않으므로, PSS/SSS 심볼을 제외한 모든 RE가 PBCH를 위해 사용될 수 있을 것이다.
NB-IoT 인밴드 모드에서, NB-IoT 시스템과 LTE 시스템은 다운링크 전송에서 기지국의 전력을 공유할 수 있다. 임의 신호 또는 전송 채널(예를 들어, PSS/SSS, MIB, SIB, 또는 PDCCH)의 전력 부스팅(boosting)이 인밴드 모드 NB-IoT 시스템의 커버리지 성능 향상을 위해 고려될 수 있다.
도 9는 레거시 시스템의 PSS/SSS/MIB와 충돌을 피하기 위한 NB-IoT 시스템의 PSS/SSS/MIB 전송을 시간 도메인에서 예시하는 도면이다.
레거시 시스템의 PSS/SSS/MIB 전송과 충돌을 가능한 피하면서 NB-IoT PSS/SSS/MIB 전송을 설계하는 것도 가능하다. 예를 들어, 도 9에 예시되는 것처럼, 시간 도메인에서 충돌을 회피하기 위하여, NB-IoT PSS/SSS/MIB를 전송하는 S&B 서브프레임(900) 및 SIB 서브프레임(902)은 적절한 방식으로 분산될 수 있다. 대안적으로, 상기 NB-IoT PSS/SSS/MIB 전송 서브프레임(900)은 LTE PSS/SSS/MIB 심볼과의 충돌을 가능한 회피하도록 설계될 수 있다. 예를 들어, PSS/SSS는 상기 서브프레임(600) 내의 마지막 심볼에 위치시킴으로써 LTE 시스템의 경우와 다르게 설계될 수 있다.
도 10은 LTE TDD 시스템의 경우 NB-IoT PSS/SSS/MIB 전송의 예를 도시한다.
도 10에 예시된 것처럼, LTE TDD 의 경우 NB-IoT PSS/SSS/MIB(1000)는 LTE TDD 시스템의 DL 서브프레임(1010) 또는 스페셜 서브프레임(1012)에서만 전송되도록 설계될 수 있다. NB-IoT 디바이스는 LTE 시스템에 액세스(access)하고 TDD UL/DL 설정(UL/DL configurations)을 획득하고 난 후, 다른 프레임의 사용여부(usages)를 획득할 수 있다. 또한, NB-IoT의 제어 채널(예를 들어, PDCCH) 및 데이터 채널(예를 들어, PDSCH(physical downlink shared channel))는 LTE TDD 경우의 DL 서브프레임(1010)만을 점유하도록 설정될 수 있다.
도 11은 NB-IoT 시스템의 시간 도메인에서 다운링크 프레임 구조의 대안을 예시하는 도면이다.
인밴드 모드에 대해 보다 적합하게 하기 위해, NB-IoT 시스템의 다운링크 프레임 구조는 LTE 시스템의 구조와 맞춰질 수 있다. 인밴드 모드를 고려할 때, NB-IoT 시스템 DL 프레임 구조의 주된 목적은 레거시 LTE UE에 영향을 주지 않도록 막는 것이고, 따라서, 어떠한 RE는 NB-IoT 디바이스에 의해 사용되지 않도록 보호될 필요가 있다.
따라서, PSS/SSS 및 PBCH는 레거시 LTE 신호와 충돌하지 않는 자원에 할당하는 것이 유익하다. NB-IoT 시스템의 PSS, SSS 및 M-PBCH 의 배치는 LTE 시스템의 CRS, PRS(positioning reference signal), PSS, SSS, PDCCH, PCFICH(physical control format indicator channel), PHICH(physical hybrid-ARQ indicator channel) 및 MBSFN(multicast broadcast single frequency network)과 충돌을 피하도록 선택된다. 예를 들어, LTE MBSFN 이 서브프레임 1, 2, 3, 6, 7, 8 에서 발생할 수 있고, 이때, NB-IoT PSS/SSS 및 PBCH 의 위치로는 서브프레임 0, 4, 5, 9이 고려될 수 있다.
도 11에서 보여지듯이, NB-IoT 시스템의 프레임 구조는 LTE 시스템과 같다. NB-IoT 시스템의 PSS 는, LTE MBSFN과의 잠재적 충돌을 방지하기 위해, 서브프레임 9(1100)에 위치할 수 있고 매 10 ms 마다 반복될 수 있다. SSS는 서브프레임 4(1102)에 위치할 수 있고 매 20 ms 마다 반복될 수 있다. PBCH는 서브프레임 0(1104)에 위치할 수 있고 매 10 ms 마다 반복될 수 있다. 만일 SIB1 전송을 위한 전용(dedicated) 자원이 있다면, SIB1은 SSS에 의해 점유되지 않은 서브프레임 4(1104)에 위치할 수 있다. 레거시 LTE 신호 또는 채널과의 충돌 회피를 위해 앞서 설명한 룰들을 고려한다면, 다른 위치도 역시 가능함은 물론이다. 상기 PSS, SSS 및 SIB1 전송에 사용되는 자원을 제외한 나머지 자원은 제어 채널(예, PDCCH) 또는 데이터 채널(예, PDSCH)에 의해 공유될 수 있다.
C. 인밴드 모드 또는 가드밴드 모드 NB- IoT 시스템의 배치
인밴드 모드의 NB-IoT 시스템 시나리오에서, 기본적으로 NB-IoT 시스템 동작을 위해 어떠한 PRB도 사용될 수 있다. NB-IoT 디바이스는 대역폭 정보 없이 LTE 시스템 중심 주파수(center frequency)의 정보만을 갖는 것으로 가정될 수 있다. NB-IoT 시스템 동작을 위해 다음과 같은 PRB 설정의 옵션이 고려될 수 있다.
도 12는 인밴드 모드 NB-IoT 시스템에서 PRB 액세스 방법을 예시하는 도면이다.
인밴드 모드 NB-IoT PRB 액세스 방법의 예가 도 12에 예시된다. 여기서, NB-IoT가 액세스할 PRB 위치는 다운링크 PRB 경우를 위해서만 적용될 수 있다. 상향링크 PRB 정보는 다운링크 브로드캐스트 정보 또는 제어 정보에서 시그널링될 수 있다.
옵션 1:
도 12(a)를 참고하면, (중심의 6 RB를 포함하는) 모든 PRB는 NB-IoT 시스템 동작을 위한 후보 PRB가 될 수 있다. NB-IoT 디바이스는 모든 가능한 PRB에서(예를 들어, 인밴드 모드에서 최대 110 개의 RB(resource block)를 포함하는 LTE 대역폭 내의 PRB들에서) NB-IoT 신호를 블라인드 탐색(search)할 수 있다.
옵션 2:
도 12(b)를 참고하면, 중심의(center) 6개 PRB(1200)를 제외한 모든 PRB는 NB-IoT 시스템 동작을 위한 후보 PRB가 될 수 있다. 레거시 LTE 동기 신호와 브로드캐스트 채널은 중심의 6개 PRB(1200)에서 전송되므로, 상기 중심의 6개 PRB(1200)를 NB-IoT 후보 PRB에서 제외하는 것이 바람직할 수 있다. 그렇지 않으면, NB-IoT 시스템 설계는 레거시 LTE 신호와 충돌 회피를 고려해야 한다.
상기 옵션 1 및 옵션 2는 NB-IoT 시스템 동작을 위한 후보 PRB에 제약이 거의 없으므로, NB-IoT 신호를 찾는 데에 매우 많은 양의 블라인드 탐색(search) 프로세스가 요구된다. 따라서, NB-IoT 시스템의 가능한 동작들에 대해 한정된(limited) PRB 셋을 미리 설정하는 것이 유리할 수 있다.
옵션 3:
도 12(c)를 참고하면, NB-IoT 시스템을 위한 미리 설정된(pre-configured) 후보 PRB 셋이 중심의 PRB에 관련된 PRB 인덱스 옵셋(offset)에 근거하여 정의될 수 있는데, 상기 인덱스 옵셋은 LTE 중심 주파수의 주파수 옵셋 예를 들어, {a0, a1, a2, ... , aN}과 등가이다. 후보 PRB 셋에서 특정 PRB를 제외하는 한정(limit)이 없다고 하더라도, 상기 후보 PRB 셋은 LTE 시스템 대역폭 및 시스템 요구사항을 고려하여 정의될 수 있다. LTE 시스템은 서로 다른(또는 다양한) 대역폭을 가질 수 있으므로, 서로 다른 대역폭의 경우들을 위한 후보 PRB들을 정의할 필요가 있다.
상기 옵션1 및 옵션 2와 달리, 옵션 3에서는 서로 다른 LTE 대역폭의 경우에서 적절한 후보 PRB를 선택하는 룰(rule)이 있을 수 있다. 예를 들어, 주어진 LTE 시스템 대역폭에서 에지 PRB(edge PRB; 경계에 위치하는 PRB(1210, 1212)가 NB-IoT 시스템 용도로 고려될 수 있다. 선택적으로, 옵션 3에서도 상기 옵션 2에서 언급한 것처럼, 중심의 6개의 PRB 내의 PRB를 제외하는 것도 가능하다. NB-IoT 디바이스는 이와 같이 선택된 PRB들에서 NB-IoT 시스템 신호를 블라인드 탐색할 수 있다.
상기 옵션들에서, 어떤 PRB는 큰 시스템 대역폭의 경우 인밴드 PRB가 될 수 있지만 작은 시스템 대역폭의 경우에는 가드밴드 PRB가 될 수도 있을 것이다. 인밴드 PRB 인지 가드밴드 PRB 인지 여부에 따라서, NB-IoT 신호를 탐색하기 위한 NB-IoT 디바이스의 행동은 서로 다를 수 있다. 따라서, 추가적 모드 구별(mode differentiation) 즉, 인밴드 모드 또는 가드밴드 모드의 구별이 요구된다.
옵션 4:
LTE 시스템에서 여러 대역폭 옵션이 있기 때문에, NB-IoT PRB의 블라인드 탐색 절차는 NB-IoT 디바이스에게 긴 시간을 요구할 수 있다. 따라서, 2 단계 액세스 절차를 설계하여 보다 짧은 시간의 블라인트 탐색을 가능하게 할 수 있다.
도 12(d)를 참고하면, 1 단계에서, NB-IoT 디바이스는 미리 정의된 매우 제한적인 셋(set)의 PRB(1220)(예를 들어, 1 개 또는 2개의 PRB)에 액세스한다. 상기 1 단계의 PRB(1220)는 NB-IoT 동기화 신호 및/또는 브로드캐스트 정보를 포함할 수 있고, 앵커 PRB(anchor PRB)라고 불리우며, 현재의 LTE 시스템/셀에서 인밴드 또는 가드밴드 NB-IoT 시스템의 추가적 정보를 제공할 수 있다. 대안적으로, 가드밴드 내의 PRB가 상기 앵커 PRB로써 사용될 수도 있다. 현재 LTE 시스템(또는 LTE 셀)에서 인밴드/가드밴드 NB-IoT 시스템의 PRB 인덱스는 상기 앵커 PRB 내의 동기화 신호 또는 브로드캐스트 정보를 통해 전달될 수 있다. 상기 추가적 정보(예를 들어, 셀 ID, SFN(system frame number), BW(bandwidth; 대역폭) 등)는 디바이스가 인밴드 또는 가드밴드 모드로 액세스 하도록 돕기 위해 상기 앵커 PRB에 포함될 수 있다.
2 단계에서, 상기 NB-IoT 디바이스는 상기 앵커 PRB로부터 획득하는 상기 NB-IoT 시스템의 PRB 인덱스 및 상기 추가적 정보를 이용하여 NB-IoT PRB(1222)로 액세스하고 인밴드 모드/가드밴드 모드로 동작할 수 있다.
도 13는 인밴드 모드 NB-IoT 시스템에서 다수 PRB를 이용하는 예를 도시한다.
보다 상세한 예가 도 13에 예시된다. 동기 신호와 브로드캐스트 정보(MIB 및 SIB)를 전달하기 위해 공통 앵커 PRB(common anchor PRB)(1300)가 사용될 수 있다. 제어 채널 및 데이터 채널을 위한 PRB 인덱스가 상기 공통 앵커 PRB(1300)에서 지시될 수 있다. 제어 채널 및 데이터 채널을 위한 다수의 PRB가 있다면, UE는 미리 정해진 룰에 근거하여 서로 다른 그룹(1310, 1320))으로 나뉘어질 수 있고, 같은 그룹에 속하는 UE는 같은 제어 채널 PRB/데이터 채널 PRB에 액세스한다. 예를 들어, 그룹 1(1310)에 속하는 UE는 상기 그룹1(1310)의 제어 채널 PRB(1312) 및 데이터 채널 PRB(1314)에 액세스하고, 그룹 2(1320)에 속하는 UE는 상기 그룹2(1320)의 제어 채널 PRB(1322) 및 데이터 채널 PRB(1324)에 액세스할 수 있다. 이렇게 함으로써, 셀 내 트래픽 부하가 밸런싱 될 수 있다.
도 14는 NB-IoT 시스템에서 PRB 블라인드 탐색 방법을 예시하는 도면이다.
중심 주파수에 관련된 PRB 위치는 서로 다른 대역폭 경우에 대해 서로 다를 수 있다. 따라서, 도 14(a)에 예시된 바와 같이, 중심 주파수(1400)는 두 개의 RB(1402, 1404)의 가운데에 위치하거나, 도 14(b)에 예시된 바와 같이, 중심 주파수(1410)는 하나의 RB(1412)의 가운데에 위치할 수도 있다. 따라서, 두 가지 PRB 블라인드 탐색 방법이 고려될 수 있다. PRB 대역폭의 정수 배의 옵셋을 갖는 탐색 방법과, PRB 대역폭의 정수 배의 옵셋 및 추가적 1/2 PRB 대역폭의 옵셋을 갖는 탐색 방법이 그것이다.
도 15는 가드밴드 모드의 NB-IoT 시스템에서 PRB 블라인드 탐색 방법을 예시하는 도면이다.
전술하였듯이, 어떠한 PRB는 큰 대역폭의 경우 인밴드 PRB가 되지만 작은 대역폭의 경우에는 가드밴드 PRB가 될 수 있다. 도 15에서 예시되듯이, NB-IoT 시스템에서 가드밴드 모드의 후보 PRB(1510)는 에지 PRB(1500)에 근접하여 위치하며 180kHz 정수 배의 옵셋을 가질 수 있다.
D. NB- PSS /NB- SSS 설계
도 16은 NB-IoT 시스템에서 PSS/SSS 전송에 의한 시간 동기화 방법을 예시하는 도면이다.
NB-PSS(narrow band PSS; NB-IoT의 PSS) 및 NB-SSS(narrow band SSS; NB-IoT의 SSS)는 UE가 셀과 시간/주파수 동기화를 달성할 수 있게 하기 위해 전송될 수 있다. NB-PSS 및 NB-SSS는 각각 미리 정의된 밀도(density) 및 기간(period)에서 전송될 수 있다. 예를 들어, 도 16에서, NB-PSS(1600)는 매 M1 개의(예를 들어, M1 = 10 또는 20) 서브프레임마다 하나의 서브프레임에서 전송되고, NB-SSS(1610)는 매 M2 개의(예를 들어, M2=10, 20 또는 40) 서브프레임마다 하나의 서브프레임에서 전송될 수 있다. NB-PSS의 탐지는 M1(1620) 서브프레임의 경계(boundary)를 유추하게 하며, NB-SSS의 탐지는 M3(1640) 서브프레임의 경계를 유추하게 한다. 여기서, M3(1640)는 M2(1630)의 정수 배일 수 있다. 예를 들어, M1=20, M2=40, M3=80 이다. M3 서브프레임의 경계는, NB-PBCH(narrow band PBCH; NB-IoT의 PBCH) 탐지의 쉬운 구현을 위해, 상기 NB-PBCH TTI와 맞춰질 수 있다.
또한, NB-IoT 디바이스는 NB-PSS(1600) 및 NB-SSS(1610) 수신을 통해 타 시스템-특정적인 또는 셀-특정적인 정보를 획득할 필요가 있을 수 있다. 상기 타 시스템-특정적 또는 셀-특정적 정보의 예로는, CP 길이(시스템이 하나 이상의 CP 길이를 지원하는 경우), PCID(physical cell ID), FDD 모드 또는 TDD 모드 등이 있다. CP 길이는 블라인드 탐지로써 획득될 수 있다. PCID는 NB-PSS 및 NB-SSS의 인덱스를 통해 획득될 수 있다. 만일
Figure 112016071696718-pat00001
개의 NB-PSS 인덱스가 존재하고,
Figure 112016071696718-pat00002
개의 NB-SSS 인덱스가 존재하면,
Figure 112016071696718-pat00003
개의 지시(indication)가 존재할 수 있다. 예를 들어, 두 개의 NB-SSS 셋 즉, NB-SSS1 및 NB-SSS2이 존재하는 경우, 조합 지시(combined indication)는
Figure 112016071696718-pat00004
으로 표현될 수 있다.
E. 모드 구별(mode differentiation) 또는 모드 지시(mode indication)
NB-IoT 시스템이 다양한 모드로 액세스하는 것을 지원하기 위해, 서로 다른 모드가 다음과 같은 옵션에 의해 구별 또는 지시될 수 있다.
옵션 1:
동기 시퀀스는 서로 다른 NB-IoT 모드를 구별하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, LTE 시스템에는 3개의 PSS 인덱스와 168개의 SSS 인덱스가 있으므로, 총 3 * 168 = 504 개의 셀 ID를 지원할 수 있다. NB-IoT 시스템의 동기 시퀀스도 유사한 방식으로 설계될 수 있다. PSS 인덱스 및 SSS 인덱스의 개수는 NB-IoT 시스템의 요구사항에 기반하여 설계될 수 있다. PSS 인덱스와 SSS 인덱스의 서로 다른 조합(: 셀 ID와 등가)은 PCID를 지시하기 위해 사용될 수 있지만, 상기 PCID와 함께 NB-IoT 동작 모드를 구별하기 위해 사용될 수도 있다.
옵션 1-1: PSS 보다 많은 SSS 인덱스가 존재하므로, SSS 인덱스의 서로 다른 셋(set)이 서로 다른 모드를 구별하는데 사용될 수 있다. 즉, 모드 지시(mode indication)를 지원하기 위해, SSS 의 셋을 확장하는 특별한 경우가 고려될 수 있다. 예를 들어, {0, 1, 2, ... , 167}의 인덱스를 갖는 SSS는 인밴드 모드의 지시를 위해 사용될 수 있는데, 이는 현재 LTE 시스템에서 LTE 셀 ID의 셋 {0, 1, 2, ... , 503}이 인밴드 동작 모드를 위해 사용되는 것에 해당한다. SSS 인덱스의 다른 셋이 가드밴드 모드 및 독립 모드를 지시하는데 사용될 수 있는데, 예를 들어, SSS 인덱스가 {168, 169, ... , X}인 셋이 가드밴드 모드 및 독립 모드를 지시하는데 사용될 수 있고, 여기서 X 는 NB-IoT 시스템을 위한 SSS 인덱스의 최대 숫자이다. 동일한 기본(basic) SSS가 서로 다른 SSS 인덱스를 위해 사용될 수 있고, 서로 다른 SSS 인덱스의 구별을 위해 약간의 변형이 반영될 수 있음을 주목한다.
옵션 1-2: 하나 이상의(예를 들어, 3개의) PSS 인덱스가 있으면, 서로 다른 모드의 구별에는 서로 다른 PSS 인덱스가 각각 이용될 수 있다. 나아가, SSS 인덱스는 셀 또는 섹터를 구별하는데 사용될 수 있다.
옵션 1-3: LTE 시스템의 PCID의 개수는 503 이고, 3 개의 NB-IoT 동작 모드가 있다고 가정하면 1512 개의 인덱스가 PCID 및 동작 모드를 구별하기 위해 필요할 것이다. 만일 두 개의 동작 모드(즉, 인밴드 모드 및 인밴드가 아닌 모드)만을 구별하는 것이 필요하다면 1008 개의 인덱스가 요구될 것이다. 다음의 인덱스 설정이 PCID와 모드 지시에 사용될 수 있다.
Figure 112016071696718-pat00005
여기서,
Figure 112016071696718-pat00006
이다. 즉, 모드 지시에 이용되는 NB-PSS 및 NB-SSS 인덱스의 개수
Figure 112016071696718-pat00007
는 NB-PSS 및 NB-SSS 인덱스의 가능한 조합의 총 수보다는 작다.
여기에, 2 개의 모드 지시 또는 3개의 모드 지시를 지원하기 위한 예들이 설명된다. 그리고, 더 많은 개수의 모드 지시를 지원하는 방법은 유사한 방식으로 확장될 수 있을 것이다.
예 1: PCID의 개수가 504이고, 2 개의 모드 지시(인밴드 모드 또는 인밴드 모드가 아님; 즉,
Figure 112016071696718-pat00008
)를 지원할 때,
Figure 112016071696718-pat00009
이다. 여기서,
Figure 112016071696718-pat00010
이고,
Figure 112016071696718-pat00011
이다.
예 2: PCID의 개수가 504이고, 3개의 모드 지시(인밴드 모드, 가드밴드 모드, 또는 독립 모드; 즉,
Figure 112016071696718-pat00012
)를 지원할 때,
Figure 112016071696718-pat00013
이다. 여기서,
Figure 112016071696718-pat00014
이고,
Figure 112016071696718-pat00015
이다.
옵션 2:
NB-IoT 인밴드 동작 모드에서, 제어 채널의 심볼(예를 들어, LTE PDCCH 심볼) 및 기준 신호 점유 심볼(예를 들어, CRS 점유 심볼)은 NB-PSS/NB-SSS 전송을 위해 사용될 수 없다. 그러나, NB-IoT 가드밴드 모드 및 독립 모드는 레거시 시스템이 사용하지 않는 대역을 사용하므로 이러한 제한이 없다. 따라서, NB-IoT 동작 모드는 전송되는 PSS/SSS의 밀도(density) 또는 위치에 의해 지시될 수도 있다. 여기서, PSS/SSS의 밀도란 단위 자원 영역(예를 들어, 하나의 PRB) 내에서 PSS/SSS 의 전송에 의해 점유되는 RE(s)의 비율을 의미할 수 있다.
도 17은 PSS/SSS 심볼의 위치 및 밀도 관점에서 서로 다른 동작 모드를 구별하는 방법을 예시하는 도면이다.
옵션 2-1: NB-IoT 시스템에서 가드밴드 모드 또는 독립 모드의 경우(도 17(c), 도 17(e) 참고)는 인밴드 모드(도 17(a) 참고)에 비해 하나의 서브프레임 내에서 높은 PSS/SSS 밀도를 가질 수 있다. 즉, 가드밴드 모드 또는 독립 모드에서는 인밴드 모드에 비해 PSS/SSS를 위해 더 많은 개수의 심볼이 하나의 서브프레임에서 전송될 수 있다. 인밴드 모드에서는 LTE 시스템에서 PDCCH로써 사용되는 서브프레임의 심볼(들)을 사용할 수 없으므로, 예를 들어, 가드밴드 모드 또는 독립 모드에서는 상기 서브프레임의 첫 심볼 내지 셋째 심볼에서도 SSS가 전송될 수도 있을 것이다. 따라서, 하나의 서브프레임 내에서 SSS의 전송 밀도가 높은 경우(예를 들어, PSS 전송 밀도와 동일한 경우)에는 가드밴드 모드 또는 독립모드를 지시할 수 있다.
옵션 2-2: 하나의 서브프레임 내에서 서로 다른 PSS/SSS 위치에 의해 모드 지시가 수행될 수도 있다. 예를 들어, 인밴드 모드에서 SSS는 비-CRS(non-CRS) 점유 심볼에만 위치하지만, 가드밴드 모드 또는 독립 모드에서는 SSS 가 CRS 점유 심볼(예를 들어, 1700, 1710)에도 위치할 수 있다. 따라서, CRS 점유 심볼에서 위치하는 SSS는 가드밴드 모드 또는 독립 모드를 지시할 수 있다.
도 18, 19는 PSS/SSS 서브프레임의 위치 및 밀도 관점에서 서로 다른 동작 모드를 구별하는 방법을 예시하는 도면이다.
옵션 2-3: PSS가 하나의 서브프레임을 점유할 때, SSS도 하나의 서브프레임을 점유할 수 있다. 이에, PSS 서브프레임 및 SSS 서브프레임의 밀도 또는 위치를 이용하여 동작 모드를 구별하는 것도 가능하다. 여기서, PSS/SSS 서브프레임의 밀도란 단위 구간(예를 들어, 하나의 프레임 또는 하나의 슈퍼프레임) 내에서 PSS/SSS 서브프레임의 전송에 의해 점유되는 서브프레임(들)의 비율을 의미할 수 있다.
도 16과 도 18을 참고하면, 서로 다른 NB-PSS 서브프레임의 밀도 및 NB-SSS 서브프레임의 밀도는 동작 모드를 구별하기 위해 설정될 수 있다. 예를 들어, 인밴드 모드에서는 NB-IoT 디바이스의 전송 전력이 레거시 LTE 기지국과 공유될 수 있으므로 제한된 전송 전력이 설정될 수 있다. 이러한 제한된 전송 전력으로 인해, 인밴드 동작 모드에서는 NB-PSS 서브프레임 및 NB-SSS 서브프레임의 밀도가 보다 높게 설정될 수 있다. 도 18에 비해 도 16의 NB-PSS 밀도가 높으므로, 도 16의 NB-PSS 전송은 인밴드 모드를 지시하고, 도 18의 NB-PSS 전송은 가드밴드 또는 독립 모드를 지시할 수 있다.
도 16과 도 19를 참고하면, 서로 다른 NB-PSS 서브프레임 및 NB-SSS 서브프레임의 위치는 동작 모드를 구별하기 위해 설정될 수 있다. 인밴드 모드에서는 NB-PSS 및 NB-SSS 전송 위치에 제약이 있을 수 있다. 예를 들어, LTE CRS 점유 심볼의 위치에 NB-SSS가 전송되지 않는 도 16은 인밴드 모드를 지시하고, LTE CRS 점유 심볼의 위치(1900)에서 NB-SSS가 전송되는 도 19는 가드밴드 또는 독립모드를 지시할 수 있다.
옵션 3:
NB-IoT 동작 모드는 브로드캐스트 정보에서 명시적으로(explicitly) 지시될 수 있다.
옵션 3-1: NB-MIB(; NB-IoT의 MIB)내의 '모드 지시(mode indication)' 또는 '동작 모드 지시(operation mode indication)' 필드가 NB-IoT 동작 모드 지시에 이용될 수 있다. 예를 들어, NB-PSS 또는 NB-SSS에 의해 동작 모드 지시가 지원되지 않으면, 상기 '모드 지시' 필드가 NB-PBCH에 의해 전송되는 NB-MIB에 추가될 수 있다. 상기 '모드 지시' 필드가 1비트인 경우에는 인밴드 모드 인지 아닌지를 지시할 수 있고, 상기 '모드 지시' 필드가 2 비트인 경우에는 인밴드 모드, 가드밴드 모드, 독립 모드, 및 예약(reserved)을 지시할 수 있다.
도 20은 MIB 페이로드를 통해 NB-IoT 모드를 명시적으로 지시하는 방법을 예시하는 도면이다(K=2).
NB-MIB가 NB-IoT 동작 모드 지시에 이용될 때, 상기 NB-MIB의 컨텐트(content) 또는 해석(interpretation)은 NB-IoT 동작 모드에 따라서 달라질 수 있다. 예를 들어, 미리 정의된 K개의(K >=1) MSB(most significant bit)(2000)(또는 LSB(least significant bit))는 동작 모드 지시에 사용되고, 나머지 비트들(2002))의 컨텐트 또는 해석은 동작 모드에 따라 결정될 수 있다.
도 21은 MIB 페이로드를 통해 NB-IoT 모드를 명시적으로 지시하는 다른 방법을 예시하는 도면이다(K=2).
도 21에서 보여지듯이, 모드 지시 필드(2100)는 (MSB에도 배치될 수 있고) LSB에 배치될 수도 있다. 또한, 공통 컨텐트(common content)(2102)와 동작 모드 관련 정보(2104)를 분리하는 것이 가능하다.
도 22에서 서로 다른 동작 모드에 대한 MIB 페이로드의 보다 자세한 예가 도시된다.
도 22를 참고하면, MIB 페이로드에 포함되는 '모드 지시' 필드는 인밴드(동일 셀ID) 모드, 인밴드(상이 셀ID) 모드, 가드밴드 모드, 및 독립 모드 중 하나의 동작 모드를 지시할 수 있다. 구체적으로, 상기 모드 지시의 첫 비트(2200)는 인밴드 모드인지 아닌지를 지시하는데 사용될 수 있다. 상기 첫 비트(2200)가 인밴드 모드 아님을 지시하는 경우(즉, '0'), 상기 첫 비트(2200) 다음의 비트(2202)(즉, 두 번째 비트)는 독립 모드 또는 가드밴드 모드를 구별하는데 사용될 수 있다. 상기 첫 비트(2200)가 인밴드 모드임을 지시하는 경우(즉, '1'), 상기 두 번째 비트(2202)는 서로 다른 경우(예를 들어, NB-IoT 시스템의 셀 ID가 LTE 시스템과 같은 경우와 다른 경우)를 지시하도록 사용될 수 있다. 즉, 임의의 동작 모드에 대해 서로 다른 경우가 존재하는 경우, 상기 서로 다른 경우는 상기 모드 지시와 함께 지시될 수 있다. 예를 들어, 인밴드 모드는 시스템 요구사항 및 설계(planning)에 따라서 두 가지 경우가 지원될 수 있다. 그 첫 번째 경우는 NB-IoT 시스템과 레거시 LTE 시스템이 같은 PCID(physical cell ID)를 공유하는 경우이고, 두 번째 경우는 상기 NB-IoT 시스템과 레거시 LTE 시스템이 서로 다른 PCID 를 사용하는 경우이다. 따라서, 이러한 두 가지 경우는 상기 NB-MIB에 포함되는 상기 모드 지시 필드(2200, 2202)에 의해 구별될 수 있다. 만일 셀 ID(즉, PCID)가 NB-IoT 시스템과 LTE 시스템에서 공유된다면, NB-IoT 디바이스가 채널 추정에 LTE CRS를 사용(또는 재사용)할 수 있게 하기 위하여 CRS 관련 정보가 상기 NB-MIB 페이로드를 통해 지시될 수 있다.
옵션3 -2: MIB 또는 SIB 내의 다른 필드 예를 들어, 'LTE PDCCH 심볼 개수(Number of LTE PDCCH Symbols)' 필드가 모드 지시에 이용될 수 있다. 상기 LTE PDCCH 심볼 개수 필드의 값이 0보다 크면 인밴드 모드가 사용됨을 의미하고, 0이면 가드밴드 모드 또는 독립 모드가 사용됨을 의미할 수 있다.
옵션 3- 3: MIB 또는 SIB 내의 다른 필드 예를 들어, 레거시 LTE 시스템을 위한 'CRS 안테나 포트 개수' 필드가 모드 지시에 이용될 수 있다. 2 비트의 CRS 안테나 포트 개수 필드는 포트 개수 0, 1, 2, 4 를 지시할 수 있는데, 안테나 포트 개수가 1, 2, 4로 지시되는 경우는 인밴드 모드를 지시하고, 안테나 포트 개수가 0으로 지시되는 경우는 가드밴드 모드 또는 독립 모드를 지시할 수 있다. 이러한 접근 방법은 어떠한 다른 필드에서도 적용 가능하다. 즉, 모드 지시를 위해 1 비트 패턴이 예약될 수 있다.
옵션 3-4: MIB의 다른 필드에서 NB-IoT 동작 모드를 지시하기 위해 하나 이상의 비트 패턴을 예약할 수 있다. 예를 들어, 5 비트의 비트 패턴으로 PRB 인덱스가 MIB에서 지시되면, 비트 패턴들 중 일부는 인밴드 모드의 실제 PRB 인덱스를 지시하는데 사용될 수 있고, 다른 비트 패턴들은 독립 배치 또는 가드밴드 배치를 지시하기 위해 사용될 수 있다.
필요하다면, NB-PBCH 에서 전송되는 NB-MIB에 1 비트의 'FDD/TDD 모드 지시' 필드도 추가될 수 있다. 또한, FDD 모드 또는 TDD 설정(configuration) 모드들을 지시하기 위해 추가적 비트가 사용될 수도 있다. 예를 들어, 3 비트의 'FDD/TDD 모드 지시' 필드로써, FDD, TDD configuration 0, TDD configuration 1, TDD configuration 2, TDD configuration 3, TDD configuration 4, TDD configuration 5, 또는 TDD configuration 6를 지시할 수 있다.
또한, FDD/TDD 모드 및 NB-IoT 동작 모드와 같은 복수의 모드들을 지시하기 위해 상기 옵션들의 조합이 사용될 수도 있을 것이다.
도 23은 NB-IoT 디바이스의 모드 구별 방법의 일 플로우 차트이다.
NB-IoT 디바이스는 NB-PSS, NB-SSS 를 탐지하거나 NB-MIB를 탐지할 수 있다(2300).
상기 디바이스는 상기 탐지된 NB-PSS 및 NB-SSS 또는 NB-MIB 를 이용하여 NB-IoT 동작 모드를 결정할 수 있다(2302). 예를 들어, 1 비트 모드 지시가 상기 NB-MIB에 포함(embed)될 수 있고, 상기 디바이스는 상기 1 비트 모드 지시로부터 현재 동작 모드가 인밴드인지 아닌지를 구별할 수 있다. 그러면, NB-IoT 디바이스는 결정된 동작 모드에 대해 따라서 서로 다른 프로세싱을 수행할 수 있다.
만일, 상기 결정된 동작 모드가 인밴드 동작 모드이면 상기 디바이스는 인밴드 모드로 동작할 것이다(2304). 인밴드 동작 모드일 때, 하나의 서브프레임 내 미리 정의된 개수(예를 들어, 3개)의 LTE PDCCH 심볼이 NB-IoT 시스템에 의해서 사용되지 않을 것이다. 상기 결정된 동작 모드가 인밴드 동작 모드가 아니면, 상기 디바이스는 가드밴드 또는 독립 모드로 동작할 것이다(2306). 가드밴드 모드 또는 독립 모드에서는 프로세싱에서 인밴드 모드에서와 같은 제약이 없다.
서로 다른 동작 모드의 특징을 고려하면, 모드 지시를 위한 상기 옵션들은 NB-IoT 시스템이 가능한 빨리 NB-IoT 동작 모드를 구별할 수 있게 하므로 적절한 후속 프로세싱을 위해 유익하다.
도 24는 NB-IoT 디바이스의 모드 구별 방법의 다른 플로우 차트이다.
NB-IoT 디바이스는 NB-PSS, NB-SSS 를 탐지하거나 NB-MIB를 탐지할 수 있다(2400).
상기 디바이스는 상기 탐지된 NB-PSS 및 NB-SSS 또는 NB-MIB 를 이용하여 NB-IoT 동작 모드를 결정할 수 있다(2402, 2406). 예를 들어, 2 비트 모드 지시가 상기 NB-MIB에 포함될 수 있고, 상기 디바이스는 상기 2 비트 모드 지시로부터 현재 동작 모드가 인밴드 모드인지, 가드밴드 모드인지, 또는 독립 모드인지를 구별할 수 있다.
먼저 상기 디바이스는 NB-IoT 동작 모드가 인밴드 모드인지 결정할 수 있다(2402). 만일, 상기 결정된 동작 모드가 인밴드 동작 모드이면 상기 디바이스는 인밴드 모드로 동작할 것이다(2404). 인밴드 동작 모드일 때, 하나의 서브프레임 내 미리 정의된 개수(예를 들어, 3개)의 LTE PDCCH 심볼이 NB-IoT 시스템에 의해서 사용되지 않을 것이다. 상기 결정된 동작 모드가 인밴드 동작 모드가 아니면, 상기 디바이스는 상기 NB-IoT 동작 모드가 가드밴드 모드인지 결정할 수 있다(2406). 만일, 상기 결정된 동작 모드가 가드밴드 동작 모드이면 상기 디바이스는 가드밴드 모드로 동작할 것이다(2408). 만일, 상기 결정된 동작 모드가 가드밴드 동작 모드가 아니면 상기 디바이스는 독립 모드로 동작할 것이다(2410).
도 25는 NB-IoT 디바이스의 모드 구별 방법의 다른 플로우 차트이다.
도 25에서, MIB는 단지 인밴드인지 아닌지의 구별만을 제공할 수 있다. 그리고, 가드밴드 모드 및 독립 모드가 더 구별될 필요가 있을 경우에는, SIB(예를 들어, SIB1) 수신에 의해 가드밴드 모드 인지 독립 모드인지 여부가 구별될 수 있다.
NB-IoT 디바이스는 NB-PSS, NB-SSS 를 탐지하거나 NB-MIB를 탐지할 수 있다(2500).
상기 디바이스는 상기 탐지된 NB-PSS 및 NB-SSS 또는 NB-MIB 를 이용하여 NB-IoT 동작 모드를 결정할 수 있다(2502). 예를 들어, 1 비트 모드 지시가 상기 NB-MIB에 포함(embed)될 수 있고, 상기 디바이스는 상기 1 비트 모드 지시로부터 현재 동작 모드가 인밴드인지 아닌지를 구별할 수 있다.
만일, 상기 결정된 동작 모드가 인밴드 동작 모드이면 상기 디바이스는 인밴드 모드로 동작할 것이다(2504). 상기 결정된 동작 모드가 인밴드 동작 모드가 아니면, 상기 디바이스는 SIB를 수신할 수 있다(2506).
상기 디바이스는 상기 수신한 SIB를 이용하여 NB-IoT 동작 모드가 가드밴드 모드인지 결정할 수 있다(2508). 만일, 상기 결정된 동작 모드가 가드밴드 동작 모드이면 상기 디바이스는 가드밴드 모드로 동작할 것이다(2510). 만일, 상기 결정된 동작 모드가 가드밴드 동작 모드가 아니면 상기 디바이스는 독립 모드로 동작할 것이다(2512).
도 26은 NB-IoT 디바이스의 모드 구별 방법의 다른 플로우 차트이다.
도 26의 모드 구별 방법은 도 22에 예시된 NB-MIB 모드 지시 필드를 이용하는 경우에 적용될 수 있다. NB-IoT 디바이스는 NB-MIB를 탐지한 후 동작 모드 정보를 획득하며, 후속(further) 프로세싱을 위한 관련 파라메터(예를 들어, 채널 정보, CRS 관련 정보 등)를 획득할 수 있다.
NB-IoT 디바이스는 NB-PSS, NB-SSS 를 탐지하거나 NB-MIB를 탐지할 수 있다(2600).
상기 디바이스는 상기 탐지된 NB-PSS 및 NB-SSS 또는 NB-MIB 를 이용하여 NB-IoT 동작 모드를 결정할 수 있다(2602). 예를 들어, 1 비트의 모드 지시(2200)가 상기 NB-MIB에 포함될 수 있고, 상기 디바이스는 상기 1 비트 모드 지시(2200)로부터 현재 동작 모드가 독립 모드인지 아닌지를 결정할 수 있다(2602).
만일, 상기 결정된 동작 모드가 독립 모드이면 상기 디바이스는 독립 모드로 동작할 것이다(2604). 상기 결정된 동작 모드가 독립 모드가 아니면, 상기 디바이스는 추가적 1 비트 모드 지시(2202)를 통해 상기 NB-IoT 동작 모드가 가드밴드 모드인지 결정할 수 있다(2606). 만일, 상기 결정된 동작 모드가 가드밴드 동작 모드이면 상기 디바이스는 가드밴드 모드로 동작할 것이다(2608). 만일, 상기 결정된 동작 모드가 가드밴드 동작 모드가 아니면, 상기 디바이스는 상기 1비트 모드 지시(2200)와 추가적 1 비트 모드 지시(2202)를 통해 상기 NB-IoT 동작 모드가 인밴드 모드이고 레거시 시스템과 같은 셀 ID를 사용하는지 결정할 수 있다(2610). 만일, 상기 결정된 동작 모드가 같은 셀 ID의 인밴드 모드이면, 상기 디바이스는 인밴드 모드(동일 PCID)로 동작할 것이다(2612). 만일, 상기 결정된 동작 모드가 인밴드 모드이지만 다른 셀ID를 사용하는 경우이면, 상기 디바이스는 인밴드 모드(다른 PCID)로 동작할 것이다(2612).
F. NB- IoT 프레임 구조의 대안적 설계
도 27은 NB-IoT 다운링크 프레임 구조의 대안적 설계를 예시하는 도면이다.
대안적 NB-IoT 다운링크 프레임 구조를 설명한다. 본 구조는, 인밴드 배치에 보다 적합하도록(suitable) LTE 시스템에 맞춰진다. 인밴드 모드를 고려할 때, NB-IoT 프레임 구조의 주요한 목적은 레거시 LTE UE에 영향을 미치지 않도록 하는 것이고, 따라서, 일부의 RE는 보호되고 NB-LTE에 의해 사용되지 않을 필요가 있다.
따라서, 자원 내에서 레거시 LTE 신호와 충돌하지 않도록 PSS/SSS 및 PBCH를 할당하는 것이 유리하다. PSS, SSS 및 M-PBCH 는 LTE CRS, PRS, PSS, SSS, PDCCH, PCFICH, PHICH 및 MBSFN과의 충돌을 피하도록 선택될 수 있다. 예를 들어, MBSFN은 서브프레임 1, 2, 3, 6, 7에서 일어날 수 있으므로, 서브프레임 0, 4, 5, 9에서 PSS/SSS 및 PBCH이 배치될 수 있을 것이다.
도 27에서 보여지듯이, NB-IoT 프레임 구조는 LTE 시스템과 같게 설계될 수 있다. PSS(2700)는 서브프레임 9에 위치하고, MBSFN과의 가능한 충돌을 회피하기 위해, 매 10 ms 마다 반복될 수 있다. SSS(2702)는 서브프레임 4에 위치하고 매 20ms 마다 반복될 수 있다. PBCH(27204)는 서브프레임 9에 위치하고 매 10ms 마다 반복될 수 있다. SIB1 전송을 위한 지정 리소스가 있다면, SSS에 의해 점유되지 않은 서브프레임 4에 SIB1(2706)이 위치할 수 있다. 레거시 LTE와의 충돌 회피를 위해 상술한 룰들을 고려함으로써, 다른 대체도 가능하다. PBCH, PSS, SSS, SIB1을 위해 사용된 후 남아있는 리소스는 제어 채널(예, PDCCH) 및 데이터 채널(예, PDSCH)의해 공유될 수 있다.
도 28은 본 개시에 따른 기지국의 NB-IoT 통신을 지원하는 방법의 일 예시도이다.
셀룰러 시스템의 기지국은 NB-IoT 디바이스에게 상기 기지국과의 동기화를 수행하도록 동기 시퀀스를 전송할 수 있다(2800). 상기 동기 시퀀스는 PSS 및/또는 SSS를 포함할 수 있다.
상기 기지국은 상기 NB-IoT 디바이스에게 하나의 동작 모드를 지시하는 '모드 지시' 필드를 포함하여 시스템 정보를 전송할 수 있다(2805). 상기 모드 지시 필드는 2개의 비트를 포함할 수 있으며, 제1 비트는 인밴드 모드 여부를 지시하고, 제2 비트는 가드밴드 모드 여부를 지시하거나, 레거시 시스템과 상기 디바이스가 동일한 PCID를 사용하는지 여부를 지시할 수 있다. 상기 모드 지시 필드에 의해 지시될 수 있는 동작 모드들은 독립 모드, 가드밴드 모드, 인밴드 모드-동일PCID 및 인밴드 모드-상이PCID를 포함할 수 있다. 상기 시스템 정보는 PBCH를 통해 전송되는 MIB 일 수 있다. 상기 MIB는 상기 제어 채널 또는 데이터 채널의 전송 PRB 인덱스 정보를 포함할 수 있다. 상기 MIB의 페이로드는 상기 인밴드 모드와 관련되는 정보를 더 포함할 수 있는데, 예를 들어 LTE 시스템의 CRS 관련 정보를 포함할 수 있다. 선택적으로, 상기 MIB는 미리 정의된 위치의 앵커 PRB에서 전송될 수 있다. 여기서, 독립 모드는 타 셀룰러 시스템(예를 들어, GSM 시스템)의 대역폭 내에서 상기 NB-IoT 디바이스가 동작하는 모드이고, 가드밴드 모드는 상기 셀룰러 시스템의 가드 밴드 내에서 상기 NB-IoT 디바이스가 동작하는 모드이고, 인밴드 모드는 상기 셀룰러 시스템의 대역폭 내에서 상기 NB-IoT 디바이스가 동작하는 모드이다.
상기 기지국은 상기 시스템 정보에 포함되는 상기 NB-IoT 에 관련된 파라메터에 근거하여 제어 채널 및/또는 데이터 채널을 전송할 수 있다(2810).
도 29는 본 개시에 따른 디바이스의 NB-IoT 통신 방법의 일 예시도이다.
NB-IoT 디바이스는 셀룰러 시스템의 기지국으로부터 상기 기지국과의 동기화를 수행하기 위한 동기 시퀀스를 수신할 수 있다(2900). 상기 동기 시퀀스는 PSS 및/또는 SSS를 포함할 수 있다.
상기 디바이스는 상기 기지국으로부터 하나의 동작 모드를 지시하는 '모드 지시' 필드가 포함된 시스템 정보를 수신할 수 있다(2905). 상기 모드 지시 필드는 2개의 비트를 포함할 수 있으며, 제1 비트는 인밴드 모드 여부를 지시하고, 제2 비트는 가드밴드 모드 여부를 지시하거나, 레거시 시스템과 상기 디바이스가 동일한 PCID를 사용하는지 여부를 지시할 수 있다. 상기 모드 지시 필드에 의해 지시될 수 있는 동작 모드들은 독립 모드, 가드밴드 모드, 인밴드 모드-동일PCID 및 인밴드 모드-상이PCID를 포함할 수 있다. 상기 시스템 정보는 PBCH를 통해 전송되는 MIB 일 수 있다. 상기 MIB는 상기 제어 채널 또는 데이터 채널의 전송 PRB 인덱스 정보를 포함할 수 있다. 상기 MIB의 페이로드는 상기 인밴드 모드와 관련되는 정보를 더 포함할 수 있는데, 예를 들어 LTE 시스템의 CRS 관련 정보를 포함할 수 있다. 선택적으로, 상기 MIB는 미리 정의된 위치의 앵커 PRB에서 수신될 수 있다. 여기서, 독립 모드는 타 셀룰러 시스템(예를 들어, GSM 시스템)의 대역폭 내에서 상기 NB-IoT 디바이스가 동작하는 모드이고, 가드밴드 모드는 상기 셀룰러 시스템의 가드 밴드 내에서 상기 NB-IoT 디바이스가 동작하는 모드이고, 인밴드 모드는 상기 셀룰러 시스템의 대역폭 내에서 상기 NB-IoT 디바이스가 동작하는 모드이다.
상기 디바이스는 상기 시스템 정보에 포함되는 상기 NB-IoT 에 관련된 파라메터에 근거하여 제어 채널 및/또는 데이터 채널을 수신할 수 있다(2910).
도 30은 본 개시에 따른 기지국 장치의 구성을 예시하는 도면이다.
기지국(3000)은 디바이스와 신호 송수신을 수행하는 송수신부(3005)와, 상기 기지국(3000)의 모든 동작을 제어하는 제어부(3010)을 포함할 수 있다. 본 개시에서 상술한 기지국의 모든 동작들은 상기 제어부(3010)의 제어에 의해 수행되는 것으로 이해될 수 있다. 그러나, 상기 제어부(3010) 및 상기 송수신부(3005)는 반드시 별도의 장치로 구현되어야 하는 것은 아니고, 단일 칩과 같은 형태로써 하나의 구성부로 구현될 수 있음은 물론이다.
도 31은 본 개시에 따른 디바이스 장치의 구성을 예시하는 도면이다.
디바이스(3100)은 기지국과 신호 송수신을 수행하는 송수신부(3105)와, 상기 디바이스(3100)의 모든 동작을 제어하는 제어부(3110)을 포함할 수 있다. 본 개시에서 상술한 NB-IoT 디바이스의 모든 동작들은 상기 제어부(3110)의 제어에 의해 수행되는 것으로 이해될 수 있다. 그러나, 상기 제어부(3110) 및 상기 송수신부(3105)는 반드시 별도의 장치로 구현되어야 하는 것은 아니고, 단일 칩과 같은 형태로써 하나의 구성부로 구현될 수 있음은 물론이다.
상기 도 1 내지 도 31이 예시하는 전송 자원의 구성도, 배치 방법의 예시도, 모드 지시 방법의 예시도, 장치 구성도 등은 본 개시의 권리범위를 한정하기 위한 의도가 없음을 유의하여야 한다. 즉, 상기 도 1 내지 도 31에 기재된 모든 구성부, 또는 동작의 단계가 본 개시의 실시를 위한 필수구성요소인 것으로 해석되어서는 안되며, 일부 구성요소 만을 포함하여도 본 개시의 본질을 해치지 않는 범위 내에서 구현될 수 있다.
앞서 설명한 동작들은 해당 프로그램 코드를 저장한 메모리 장치를 통신 시스템의 기지국, 디바이스 또는 단말 장치 내의 임의의 구성부에 구비함으로써 실현될 수 있다. 즉, 기지국, 디바이스 또는 단말 장치의 제어부는 메모리 장치 내에 저장된 프로그램 코드를 프로세서(processor) 혹은 CPU(Central Processing Unit)에 의해 읽어내어 실행함으로써 앞서 설명한 동작들을 실행할 수 있다.
본 개시에서 설명되는 기지국, 디바이스 또는 단말 장치의 다양한 구성부들과, 모듈(module)등은 하드웨어(hardware) 회로, 일 예로 상보성 금속 산화막 반도체(complementary metal oxide semiconductor) 기반 논리 회로와, 펌웨어(firmware)와, 소프트웨어(software) 및/혹은 하드웨어와 펌웨어 및/혹은 머신 판독 가능 매체에 삽입된 소프트웨어의 조합과 같은 하드웨어 회로를 사용하여 동작될 수도 있다. 일 예로, 다양한 전기 구조 및 방법들은 트랜지스터(transistor)들과, 논리 게이트(logic gate)들과, 주문형 반도체와 같은 전기 회로들을 사용하여 실시될 수 있다.
한편 본 개시의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 개시의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 개시의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (20)

  1. 셀룰러 시스템의 기지국에서 디바이스의 협대역(narrow band) IoT(Internet of things) 통신을 지원하는 방법에 있어서,
    다수의 동작 모드들 중 하나에 상응하는 상기 협대역 IoT 통신의 동작 모드를 지시하는 시스템 정보를 전송하는 동작; 및
    상기 시스템 정보에 근거하여 제어 정보 및 데이터를 전송하는 동작을 포함하되,
    상기 동작 모드들은 독립(standalone) 모드, 가드밴드(guard-band) 모드, 인밴드(in-band) 모드를 포함함을 특징으로 하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 시스템 정보는 PBCH(physical broadcast channel)을 통해 브로드캐스트 되는 MIB(master information block)임을 특징으로 하는 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 인밴드 모드의 설정 여부는 상기 시스템 정보에서 2비트모드 지시 필드의 첫번째 비트로 지시되는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 가드밴드 모드의 설정 여부 또는 상기 셀룰러 시스템과 상기 협대역 IoT 통신의 동일 셀 ID 사용 여부는 상기 2비트 모드 지시 필드의 두번째 비트로 지시되는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 시스템 정보는 상기 협대역 IoT 통신의 동작 모드에 관련되는 추가 정보를 더 포함함을 특징으로 하는 방법.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 협대역 IoT 통신을 위한 파라메터는 상기 제어 채널 및 상기 데이터 채널이 전송될 PRB(physical resource block)의 인덱스를 포함함을 특징으로 하는 방법.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 시스템 정보는 미리 정해진 위치의 앵커(anchor) PRB에서 전송됨을 특징으로 하는 방법.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 협대역 IoT 통신은, 5G 시스템의 eMBB(enhanced mobile broadband) 통신, LTE 시스템의 NB-IoT 통신, 또는 mMTC(massive machine type communication) 통신임을 특징으로 하는 방법.
  9. 셀룰러 시스템에서 디바이스의 협대역(narrow band) IoT(Internet of things) 통신 방법에 있어서,
    다수의 동작 모드들 중 하나에 상응하는 상기 협대역 IoT 통신의 동작 모드를 지시하는 시스템 정보를 수신하는 동작; 및
    상기 시스템 정보에 근거하여 제어 정보 및 데이터를 수신하는 동작을 포함하되,
    상기 동작 모드들은, 독립(standalone) 모드, 가드밴드(guard-band) 모드, 및 인밴드(in-band) 모드를 포함함을 특징으로 하는 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 시스템 정보는 PBCH(physical broadcast channel)을 통해 브로드캐스트 되는 MIB(master information block)임을 특징으로 하는 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 인밴드 모드의 설정 여부는 상기 시스템 정보에서 2비트모드 지시 필드의 첫번째 비트로 지시되는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 가드밴드 모드의 설정 여부 또는 상기 셀룰러 시스템과 상기 협대역 IoT 통신의 동일 셀 ID 사용 여부는 상기 2비트 모드 지시 필드의 두번째 비트로 지시되는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 시스템 정보는 상기 제1 모드 지시 비트 및 상기 제2 모드 지시 비트의 조합에 의해 지시되는 상기 협대역 IoT 통신 모드에 관련되는 추가 정보를 더 포함함을 특징으로 하는 방법.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 협대역 IoT 통신을 위한 파라메터는 상기 제어 채널 및 상기 데이터 채널이 수신될 PRB(physical resource block)의 인덱스를 포함함을 특징으로 하는 방법.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 시스템 정보는 미리 정해진 위치의 앵커(anchor) PRB에서 탐지됨을 특징으로 하는 방법.
  16. 제10항에 있어서,
    상기 협대역 IoT 통신은, 5G 시스템의 eMBB(enhanced mobile broadband) 통신, LTE 시스템의 NB-IoT 통신, 또는 mMTC(massive machine type communication) 통신임을 특징으로 하는 방법.
  17. 셀룰러 시스템서 디바이스의 협대역(narrow band) IoT(Internet of things) 통신을 지원하는 기지국에 있어서,
    다수의 동작 모드들 중 하나에 상응하는 상기 협대역 IoT 통신의 동작 모드를 지시하는 시스템 정보를 전송하고, 상기 시스템 정보에 근거하여 제어 정보 및 데이터를 전송하도록 제어하는 제어부; 및
    상기 제어부의 제어에 의해 상기 시스템 정보, 상기 제어 정보 및 데이터를 전송하는 송수신부를 포함하되,
    상기 동작 모드들은, 독립(standalone) 모드, 가드밴드(guard-band) 모드, 및 인밴드(in-band) 모드를 포함함을 특징으로 하는 기지국.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 시스템 정보는 PBCH(physical broadcast channel)을 통해 브로드캐스트 되는 MIB(master information block)임을 특징으로 하는 기지국.
  19. 셀룰러 시스템에서 협대역(narrow band) IoT(Internet of things) 통신하는 디바이스에 있어서,
    다수의 동작 모드들 중 하나에 상응하는 상기 협대역 IoT 통신의 동작 모드를 지시하는 시스템 정보를 수신하고, 상기 시스템 정보에 근거하여 제어 정보 및 데이터를 수신하도록 제어하는 제어부; 및
    상기 제어부의 제어에 의해 상기 시스템 정보, 상기 제어 정보 및 데이터를 수신하는 송수신부를 포함하되,
    상기 동작 모드들은, 독립(standalone) 모드, 가드밴드(guard-band) 모드, 및 인밴드(in-band) 모드를 포함함을 특징으로 하는 디바이스.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 시스템 정보는 PBCH(physical broadcast channel)을 통해 브로드캐스트 되는 MIB(master information block)임을 특징으로 하는 디바이스.
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