KR20240025802A

KR20240025802A - Pss 송수신 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20240025802A
Application number: KR1020220103874A
Authority: KR
Inventors: 홍태환; 김기준; 이동순; 이종구
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2022-08-19
Filing date: 2022-08-19
Publication date: 2024-02-27
Also published as: JP7577787B2; JP2024028109A; US20240073793A1

Abstract

본 명세서의 일 실시예에 따른 단말이 수행하는 방법은, 하향링크 신호를 수신하는 단계, 상기 하향링크 신호를 필터링 하는 단계, 상기 필터링된 하향링크 신호를 샘플링하는 단계, 상기 샘플링된 하향링크 신호에 차동 디코딩을 수행하는 단계, 상기 차동 디코딩이 수행된 하향링크 신호를 기초로 PSS(Primary Synchronization Signal) 시퀀스를 획득하는 단계 및 상기 차동 디코딩이 수행된 하향링크 신호를 기초로 획득된 상기 PSS 시퀀스를 기초로 셀 구역 정보를 획득하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

PSS 송수신 방법 및 장치{METHOD OF TRANSMITTING AND RECEIVING PRIMARY SYNCHRONIZATION SIGNAL AND APPARATUS THEREOF}

본 명세서는 PSS(Primary Synchronization Signal) 송수신 방법 및 장치에 관한 것으로, 위상 잡음에 의한 영향을 최소화하는 PSS 송수신 방법 및 장치에 관한 것이다.

이동 통신 시스템은 사용자의 활동성을 보장하면서 음성 서비스를 제공하기 위해 개발되었다. 그러나 이동통신 시스템은 음성뿐 아니라 데이터 서비스까지 영역을 확장하였으며, 현재에는 폭발적인 트래픽의 증가로 인하여 자원의 부족 현상이 야기되고 사용자들이 보다 고속의 서비스를 요구하므로, 보다 발전된 이동 통신 시스템이 요구되고 있다.

차세대 이동 통신 시스템의 요구 조건은 크게 폭발적인 데이터 트래픽의 수용, 사용자 당 전송률의 획기적인 증가, 대폭 증가된 연결 디바이스 개수의 수용, 매우 낮은 단대단 지연(End-to-End Latency), 고에너지 효율을 지원할 수 있어야 한다. 이를 위하여 이중 연결성(Dual Connectivity), 대규모 다중 입출력(Massive MIMO: Massive Multiple Input Multiple Output), 전이중(In-band Full Duplex), 비직교 다중접속(NOMA: Non-Orthogonal Multiple Access), 초광대역(Super wideband) 지원, 단말 네트워킹(Device Networking) 등 다양한 기술들이 연구되고 있다.

한편, 5G NR에서는 DFT-s-OFDM(Discrete Fourier Transform spread Orthogonal Frequency Division Multiplexing)을 상향링크에 적용하고 OFDM(orthogonal frequency division multiple)을 하향링크에 적용한다. 테라헤르츠 대역과 같은 고주파 대역에서 OFDM을 하향링크에 적용할 경우 PAPR(Peak-to-Average Power Ratio)의 값이 증가하는 문제가 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 테라헤르츠 대역의 통신 시스템에서 DFT-s-OFDM을 하향링크에 적용하는 것이 논의되고 있다.

본 명세서에서는 PSS 송수신 방법 및 장치를 제공한다.

본 명세서에서는 고주파수 대역에서 높은 PSS 탐색 확률을 갖는 PSS 송수신 방법 및 장치를 제공한다.

고주파수 대역에서 SNR의 값이 일정 값 이하인 경우에도 높은 PSS 탐색 확률을 갖는 PSS 송수신 방법 및 장치를 제공한다.

본 명세서에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 명세서의 일 실시예에 따른 무선통신 시스템에서 단말(User equipment, UE)이 수행하는 방법에 있어서, 하향링크 신호를 수신하는 단계,

상기 하향링크 신호를 필터링 하는 단계, 상기 필터링된 하향링크 신호를 샘플링하는 단계, 상기 샘플링된 하향링크 신호에 차동 디코딩을 수행하는 단계, 상기 차동 디코딩이 수행된 하향링크 신호를 기초로 PSS(Primary Synchronization Signal) 시퀀스를 획득하는 단계 및 상기 차동 디코딩이 수행된 하향링크 신호를 기초로 획득된 상기 PSS 시퀀스를 기초로 셀 구역 정보를 획득하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 PSS 시퀀스를 획득하는 단계는, 참조 신호를 생성하는 단계 및 상기 차동 디코딩이 수행된 하향링크 신호 및 상기 참조 신호 사이의 상관을 기초로 상기 PSS 시퀀스를 획득하는 단계를 포함할 수 잇다.

상기 참조 신호를 생성하는 단계는, 상기 PSS 시퀀스가 생성된 타임 샘플 이전의 타임 샘플에서의 PSS 시퀀스 생성하는 단계, 상기 생성된 PSS 시퀀스에 DFT(Discrete Fourier Transform)를 수행하는 단계, 상기 DFT가 수행된 PSS 시퀀스에 자원을 매핑하는 단계 및 상기 PSS 시퀀스가 매핑된 자원에 IDFT(Inverse Discrete Fourier Transform)를 수행하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 샘플링된 하향링크 신호를 기초로 PSS 시퀀스를 획득하는 단계 및 상기 샘플링된 하향링크 신호를 기초로 획득된 상기 PSS 시퀀스를 기초로 셀 구역 정보를 획득하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 샘플링된 하향링크 신호를 기초로 PSS 시퀀스를 획득하는 단계는, 참조 신호를 생성하는 단계 및 상기 차동 디코딩이 수행된 하향링크 신호 및 상기 참조 신호 사이의 상관을 기초로 상기 PSS 시퀀스를 획득하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 참조 신호를 생성하는 단계는, 상기 PSS 시퀀스가 생성된 타임 샘플 이전의 타임 샘플에서의 PSS 시퀀스 생성하는 단계, 상기 생성된 PSS 시퀀스에 차동 인코딩을 수행하는 단계, 상기 차동 인코딩이 수행된 PSS 시퀀스에 DFT(Discrete Fourier Transform)를 수행하는 단계, 상기 DFT가 수행된 PSS 시퀀스에 자원을 매핑하는 단계 및 상기 PSS 시퀀스가 매핑된 자원에 IDFT(Inverse Discrete Fourier Transform)를 수행하는 단계를 포함할 수 있다.

본 명세서의 일 실시예에 따른 무선통신 시스템에서 동작하는 단말(User equipment, UE)에 있어서, 하나 이상의 송수신기, 상기 하나 이상의 송수신기를 제어하는 하나 이상의 프로세서들 및 상기 하나 이상의 프로세서들에 의해 수행되는 하나 이상의 명령들(instructions)을 포함하는 메모리를 포함하고, 상기 하나 이상의 명령들은, 하향링크 신호를 수신하는 단계, 상기 하향링크 신호를 필터링 하는 단계, 상기 필터링된 하향링크 신호를 샘플링하는 단계, 상기 샘플링된 하향링크 신호에 차동 디코딩을 수행하는 단계, 상기 차동 디코딩이 수행된 하향링크 신호를 기초로 PSS(Primary Synchronization Signal) 시퀀스를 획득하는 단계 및 상기 차동 디코딩이 수행된 하향링크 신호를 기초로 획득된 상기 PSS 시퀀스를 기초로 셀 구역 정보를 획득하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 PSS 시퀀스를 획득하는 단계는, 참조 신호를 생성하는 단계 및상기 차동 디코딩이 수행된 하향링크 신호 및 상기 참조 신호 사이의 상관을 기초로 상기 PSS 시퀀스를 획득하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 PSS 시퀀스가 생성된 타임 샘플 이전의 타임 샘플에서의 PSS 시퀀스 생성하는 단계, 상기 생성된 PSS 시퀀스에 DFT(Discrete Fourier Transform)를 수행하는 단계, 상기 DFT가 수행된 PSS 시퀀스에 자원을 매핑하는 단계 및 상기 PSS 시퀀스가 매핑된 자원에 IDFT(Inverse Discrete Fourier Transform)를 수행하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 샘플링된 하향링크 신호를 기초로 PSS 시퀀스를 획득하는 단계, 상기 샘플링된 하향링크 신호를 기초로 획득된 상기 PSS 시퀀스를 기초로 셀 구역 정보를 획득하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 명세서의 일 실시예에 따른 무선통신 시스템에서 동작하는 기지국이(Base station, BS)이 수행하는 방법에 있어서, 셀 구역 정보를 기초로 PSS Primary Synchronization Signal) 시퀀스를 생성하는 단계, 상기 PSS 시퀀스에 차동 인코딩을 수행하는 단계, 상기 차동 인코딩이 수행된 PSS 시퀀스에 DFT(Discrete Fourier Transform)를 수행하는 단계, 상기 DFT가 수행된 PSS 시퀀스에 자원을 매핑하는 단계, 상기 PSS 시퀀스가 매핑된 자원을 기초로 DFT-s-OFDM 심볼을 생성하는 단계 및 상기 DFT-s-OFDM(Discrete Fourier Transform spread Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 심볼에 CP(Cyclic Prefix)를 부가하여 하향링크 신호를 생성할 수 있다.

본 명세서의 일 실시예에 따른 무선통신 시스템에서 동작하는 기지국이(Base station, BS)에 있어서, 하나 이상의 송수신기; 상기 하나 이상의 송수신기를 제어하는 하나 이상의 프로세서들 및 상기 하나 이상의 프로세서들에 의해 수행되는 하나 이상의 명령들(instructions)을 포함하는 메모리를 포함하고, 상기 하나 이상의 명령들은, 셀 구역 정보를 기초로 PSS Primary Synchronization Signal) 시퀀스를 생성하는 단계, 상기 PSS 시퀀스에 차동 인코딩을 수행하는 단계, 상기 차동 인코딩이 수행된 PSS 시퀀스에 DFT(Discrete Fourier Transform)를 수행하는 단계, 상기 DFT가 수행된 PSS 시퀀스에 자원을 매핑하는 단계, 상기 PSS 시퀀스가 매핑된 자원을 기초로 DFT-s-OFDM 심볼을 생성하는 단계 및 상기 DFT-s-OFDM(Discrete Fourier Transform spread Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 심볼에 CP(Cyclic Prefix)를 부가하여 하향링크 신호를 생성할 수 있다.

본 명세서의 일 실시예에 따른 하나 이상의 메모리들 및 상기 하나 이상의 메모리들과 기능적으로 연결되어 있는 하나 이상의 프로세서들을 포함하는 장치에 있어서, 상기 하나 이상의 프로세서들은 상기 장치가, 하향링크 신호를 수신하고, 상기 하향링크 신호를 필터링하고, 상기 필터링된 하향링크 신호를 샘플링하고, 상기 샘플링된 하향링크 신호에 차동 디코딩을 수행하고, 상기 차동 디코딩이 수행된 하향링크 신호를 기초로 PSS(Primary Synchronization Signal) 시퀀스를 획득하고, 상기 차동 디코딩이 수행된 하향링크 신호를 기초로 획득된 상기 PSS 시퀀스를 기초로 셀 구역 정보를 획득하도록 수행될 수 있다.

본 명세서의 일 실시예에 따른 하나 이상의 명령어를 저장하는 하나 이상의 비일시적(non-transitory) 컴퓨터 판독 가능 매체에 있어서, 하향링크 신호를 수신하고, 상기 하향링크 신호를 필터링 하고, 상기 필터링된 하향링크 신호를 샘플링하고, 상기 샘플링된 하향링크 신호에 차동 디코딩을 수행하고, 상기 차동 디코딩이 수행된 하향링크 신호를 기초로 PSS(Primary Synchronization Signal) 시퀀스를 획득하고, 상기 차동 디코딩이 수행된 하향링크 신호를 기초로 획득된 상기 PSS 시퀀스를 기초로 셀 구역 정보를 획득하도록 동작할 수 있다.

본 명세서의 실시예에 따르면, RF(Radio Frequency) 손상(impairment) 위상 잡음을 제거하여 고주파수 대역에서의 PSS 탐색 확률이 증가할 수 있다.

본 명세서의 실시예에 따르면, 상관(correlation)을 기초로 PSS 시퀀스를 획득함으로써 SNR(Signal-to-Noise Ratio) 값이 일정 값 이하더라도 고주파수 대역에서의 PSS 탐색 확률이 증가할 수 있다.

본 명세서에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

이하에 첨부되는 도면들은 본 명세서에 관한 이해를 돕기 위한 것으로, 상세한 설명과 함께 본 명세서에 대한 실시 예들을 제공할 수 있다. 다만, 본 명세서의 기술적 특징이 특정 도면에 한정되는 것은 아니며, 각 도면에서 개시하는 특징들은 서로 조합되어 새로운 실시 예로 구성될 수 있다. 각 도면에서의 참조 번호(reference numerals)들은 구조적 구성요소(structural elements)를 의미할 수 있다.
도 1은 본 명세서에 적용 가능한 통신 시스템 예시를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 명세서에 적용 가능한 무선 기기의 예시를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 명세서에 적용 가능한 전송 신호를 처리하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 명세서에 적용 가능한 무선 기기의 다른 예시를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 명세서에 적용 가능한 휴대 기기의 예시를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 명세서에 적용 가능한 물리 채널들 및 이들을 이용한 신호 전송 방법을 나타낸 도면이다.
도 7은 본 명세서에 적용 가능한 무선 프레임의 구조를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 명세서에 적용 가능한 슬롯 구조를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 명세서에 적용 가능한 6G 시스템에서 제공 가능한 통신 구조의 일례를 나타낸 도면이다.
도 10은 본 명세서에 적용 가능한 전자기 스펙트럼을 나타낸 도면이다.
도 11은 본 명세서에 적용 가능한 THz 통신 방법을 나타낸 도면이다.
도 12는 본 명세서에 적용 가능한 THz 무선 통신 송수신기를 나타낸 도면이다.
도 13은 본 명세서에 적용 가능한 THz 신호 생성 방법을 나타낸 도면이다.
도 14는 본 명세서에 적용 가능한 무선 통신 송수신기를 나타낸 도면이다.
도 15는 본 명세서에 적용 가능한 송신기 구조를 나타낸 도면이다.
도 16은 본 명세서에 적용 가능한 변조기 구조를 나타낸 도면이다.
도 17은 본 명세서에 적용 가능한 위상 잡음을 도시한 그래프이다.
도 18은 본 명세서에 적용 가능한 단말의 PSS 탐색 확률을 도시한 그래프이다.
도 19는 본 명세서에 적용 가능한 위상 잡음 및 위상 잡음 오프셋을 도시한 그래프이다.
도 20은 본 명세서에 적용 가능한 기지국의 블록도이다.
도 21은 본 명세서에 적용 가능한 차동 인코더의 개념도이다.
도 22는 본 명세서에 적용 가능한 단말의 블록도이다.
도 23은 본 명세서에 적용 가능한 차동 디코더의 개념도이다.
도 24는 본 명세서에 적용 가능한 시퀀스 추출기의 개념도이다.
도 25 내지 26은 본 명세서에 적용 가능한 단말에 따른 효과를 도시한 그래프이다.
도 27은 기존의 PSS에 의한 상관을 도시한 개념도이다
도 28은 본 명세서에 적용 가능한 PSS에 의한 상관을 도시한 개념도이다.
도 29는 본 명세서에 적용 가능한 단말의 블록도이다.
도 30은 본 명세서에 적용 가능한 제2 시퀀스 추출기의 개념도이다.
도 31은 본 명세서에 적용가능한 단말의 효과를 도시한 그래프이다.
도 32는 본 명세서에 적용 가능한 기지국의 동작의 흐름도이다.
도 33은 본 명세서에 적용 가능한 단말의 동작의 흐름도이다.

이하의 실시 예들은 본 명세서의 구성요소들과 특징들을 소정 형태로 결합한 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려될 수 있다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 명세서의 실시 예를 구성할 수도 있다. 본 명세서의 실시 예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시 예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시 예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시 예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다.

도면에 대한 설명에서, 본 명세서의 요지를 흐릴 수 있는 절차 또는 단계 등은 기술하지 않았으며, 당업자의 수준에서 이해할 수 있을 정도의 절차 또는 단계는 또한 기술하지 아니하였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함(comprising 또는 including)"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "...기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, "일(a 또는 an)", "하나(one)", "그(the)" 및 유사 관련어는 본 명세서를 기술하는 문맥에 있어서(특히, 이하의 청구항의 문맥에서) 본 명세서에 달리 지시되거나 문맥에 의해 분명하게 반박되지 않는 한, 단수 및 복수 모두를 포함하는 의미로 사용될 수 있다.

본 명세서의 실시예들은 기지국과 이동국 간의 데이터 송수신 관계를 중심으로 설명되었다. 여기서, 기지국은 이동국과 직접적으로 통신을 수행하는 네트워크의 종단 노드(terminal node)로서의 의미가 있다. 본 명세서에서 기지국에 의해 수행되는 것으로 설명된 특정 동작은 경우에 따라서는 기지국의 상위 노드(upper node)에 의해 수행될 수도 있다.

즉, 기지국을 포함하는 다수의 네트워크 노드들(network nodes)로 이루어지는 네트워크에서 이동국과의 통신을 위해 수행되는 다양한 동작들은 기지국 또는 기지국 이외의 다른 네트워크 노드들에 의해 수행될 수 있다. 이때, '기지국'은 고정국(fixed station), Node B, eNB(eNode B), gNB(gNode B), ng-eNB, 발전된 기지국(advanced base station, ABS) 또는 억세스 포인트(access point) 등의 용어에 의해 대체될 수 있다.

또한, 본 명세서의 실시 예들에서 단말(terminal)은 사용자 기기(user equipment, UE), 이동국(mobile station, MS), 가입자국(subscriber station, SS), 이동 가입자 단말(mobile subscriber station, MSS), 이동 단말(mobile terminal) 또는 발전된 이동 단말(advanced mobile station, AMS) 등의 용어로 대체될 수 있다.

또한, 송신단은 데이터 서비스 또는 음성 서비스를 제공하는 고정 및/또는 이동 노드를 말하고, 수신단은 데이터 서비스 또는 음성 서비스를 수신하는 고정 및/또는 이동 노드를 의미한다. 따라서, 상향링크의 경우, 이동국이 송신단이 되고, 기지국이 수신단이 될 수 있다. 마찬가지로, 하향링크의 경우, 이동국이 수신단이 되고, 기지국이 송신단이 될 수 있다.

본 명세서의 실시 예들은 무선 접속 시스템들인 IEEE 802.xx 시스템, 3GPP(3rd Generation Partnership Project) 시스템, 3GPP LTE(Long Term Evolution) 시스템, 3GPP 5G(5th generation) NR(New Radio) 시스템 및 3GPP2 시스템 중 적어도 하나에 개시된 표준 문서들에 의해 뒷받침될 수 있으며, 특히, 본 명세서의 실시 예들은 3GPP TS(technical specification) 38.211, 3GPP TS 38.212, 3GPP TS 38.213, 3GPP TS 38.321 및 3GPP TS 38.331 문서들에 의해 뒷받침 될 수 있다.

또한, 본 명세서의 실시 예들은 다른 무선 접속 시스템에도 적용될 수 있으며, 상술한 시스템으로 한정되는 것은 아니다. 일 예로, 3GPP 5G NR 시스템 이후에 적용되는 시스템에 대해서도 적용 가능할 수 있으며, 특정 시스템에 한정되지 않는다.

즉, 본 명세서의 실시 예들 중 설명하지 않은 자명한 단계들 또는 부분들은 상기 문서들을 참조하여 설명될 수 있다. 또한, 본 명세서에서 개시하고 있는 모든 용어들은 상기 표준 문서에 의해 설명될 수 있다.

이하, 본 명세서에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 명세서의 예시적인 실시 형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 명세서의 기술 구성이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다.

또한, 본 명세서의 실시 예들에서 사용되는 특정 용어들은 본 명세서의 이해를 돕기 위해서 제공된 것이며, 이러한 특정 용어의 사용은 본 명세서의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경될 수 있다.

이하의 기술은 CDMA(code division multiple access), FDMA(frequency division multiple access), TDMA(time division multiple access), OFDMA(orthogonal frequency division multiple access), SC-FDMA(single carrier frequency division multiple access) 등과 같은 다양한 무선 접속 시스템에 적용될 수 있다.

하기에서는 이하 설명을 명확하게 하기 위해, 3GPP 통신 시스템(e.g.(예, LTE, NR 등)을 기반으로 설명하지만 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다. LTE는 3GPP TS 36.xxx Release 8 이후의 기술을 의미할 수 있다. 세부적으로, 3GPP TS 36.xxx Release 10 이후의 LTE 기술은 LTE-A로 지칭되고, 3GPP TS 36.xxx Release 13 이후의 LTE 기술은 LTE-A pro로 지칭될 수 있다. 3GPP NR은 TS 38.xxx Release 15 이후의 기술을 의미할 수 있다. 3GPP 6G는 TS Release 17 및/또는 Release 18 이후의 기술을 의미할 수 있다. "xxx"는 표준 문서 세부 번호를 의미한다. LTE/NR/6G는 3GPP 시스템으로 통칭될 수 있다.

본 명세서에 사용된 배경기술, 용어, 약어 등에 관해서는 본 발명 이전에 공개된 표준 문서에 기재된 사항을 참조할 수 있다. 일 예로, 36.xxx 및 38.xxx 표준 문서를 참조할 수 있다.

본 명세서에 적용 가능한 통신 시스템

이로 제한되는 것은 아니지만, 본 명세서에 개시된 다양한 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들은 기기들 간에 무선 통신/연결(예, 5G)을 필요로 하는 다양한 분야에 적용될 수 있다.

이하, 도면을 참조하여 보다 구체적으로 예시한다. 이하의 도면/설명에서 동일한 도면 부호는 다르게 기술하지 않는 한, 동일하거나 대응되는 하드웨어 블록, 소프트웨어 블록 또는 기능 블록을 예시할 수 있다.

도 1은 본 명세서에 적용되는 통신 시스템 예시를 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 명세서에 적용되는 통신 시스템(100)은 무선 기기, 기지국 및 네트워크를 포함한다. 여기서, 무선 기기는 무선 접속 기술(예, 5G NR, LTE)을 이용하여 통신을 수행하는 기기를 의미하며, 통신/무선/5G 기기로 지칭될 수 있다. 이로 제한되는 것은 아니지만, 무선 기기는 로봇(100a), 차량(100b-1, 100b-2), XR(extended reality) 기기(100c), 휴대 기기(hand-held device)(100d), 가전(home appliance)(100e), IoT(Internet of Thing) 기기(100f), AI(artificial intelligence) 기기/서버(100g)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 차량은 무선 통신 기능이 구비된 차량, 자율 주행 차량, 차량간 통신을 수행할 수 있는 차량 등을 포함할 수 있다. 여기서, 차량(100b-1, 100b-2)은 UAV(unmanned aerial vehicle)(예, 드론)를 포함할 수 있다. XR 기기(100c)는 AR(augmented reality)/VR(virtual reality)/MR(mixed reality) 기기를 포함하며, HMD(head-mounted device), 차량에 구비된 HUD(head-up display), 텔레비전, 스마트폰, 컴퓨터, 웨어러블 디바이스, 가전 기기, 디지털 사이니지(signage), 차량, 로봇 등의 형태로 구현될 수 있다. 휴대 기기(100d)는 스마트폰, 스마트패드, 웨어러블 기기(예, 스마트워치, 스마트글래스), 컴퓨터(예, 노트북 등) 등을 포함할 수 있다. 가전(100e)은 TV, 냉장고, 세탁기 등을 포함할 수 있다. IoT 기기(100f)는 센서, 스마트 미터 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 기지국(120), 네트워크(130)는 무선 기기로도 구현될 수 있으며, 특정 무선 기기(120a)는 다른 무선 기기에게 기지국/네트워크 노드로 동작할 수도 있다.

무선 기기(100a~100f)는 기지국(120)을 통해 네트워크(130)와 연결될 수 있다. 무선 기기(100a~100f)에는 AI 기술이 적용될 수 있으며, 무선 기기(100a~100f)는 네트워크(130)를 통해 AI 서버(100g)와 연결될 수 있다. 네트워크(130)는 3G 네트워크, 4G(예, LTE) 네트워크 또는 5G(예, NR) 네트워크 등을 이용하여 구성될 수 있다. 무선 기기(100a~100f)는 기지국(120)/네트워크(130)를 통해 서로 통신할 수도 있지만, 기지국(120)/네트워크(130)를 통하지 않고 직접 통신(예, 사이드링크 통신(sidelink communication))할 수도 있다. 예를 들어, 차량들(100b-1, 100b-2)은 직접 통신(예, V2V(vehicle to vehicle)/V2X(vehicle to everything) communication)을 할 수 있다. 또한, IoT 기기(100f)(예, 센서)는 다른 IoT 기기(예, 센서) 또는 다른 무선 기기(100a~100f)와 직접 통신을 할 수 있다.

무선 기기(100a~100f)/기지국(120), 기지국(120)/기지국(120) 간에는 무선 통신/연결(150a, 150b, 150c)이 이뤄질 수 있다. 여기서, 무선 통신/연결은 상향/하향링크 통신(150a)과 사이드링크 통신(150b)(또는, D2D 통신), 기지국간 통신(150c)(예, relay, IAB(integrated access backhaul))과 같은 다양한 무선 접속 기술(예, 5G NR)을 통해 이뤄질 수 있다. 무선 통신/연결(150a, 150b, 150c)을 통해 무선 기기와 기지국/무선 기기, 기지국과 기지국은 서로 무선 신호를 송신/수신할 수 있다. 예를 들어, 무선 통신/연결(150a, 150b, 150c)은 다양한 물리 채널을 통해 신호를 송신/수신할 수 있다. 이를 위해, 본 명세서의 다양한 제안들에 기반하여, 무선 신호의 송신/수신을 위한 다양한 구성정보 설정 과정, 다양한 신호 처리 과정(예, 채널 인코딩/디코딩, 변조/복조, 자원 매핑/디매핑 등), 자원 할당 과정 등 중 적어도 일부가 수행될 수 있다.

본 명세서에 적용 가능한 통신 시스템

도 2는 본 명세서에 적용될 수 있는 무선 기기의 예시를 도시한 도면이다.

도 2를 참조하면, 제1 무선 기기(200a)와 제2 무선 기기(200b)는 다양한 무선 접속 기술(예, LTE, NR)을 통해 무선 신호를 송수신할 수 있다. 여기서, {제1 무선 기기(200a), 제2 무선 기기(200b)}은 도 1의 {무선 기기(100x), 기지국(120)} 및/또는 {무선 기기(100x), 무선 기기(100x)}에 대응할 수 있다.

제1 무선 기기(200a)는 하나 이상의 프로세서(202a) 및 하나 이상의 메모리(204a)를 포함하며, 추가적으로 하나 이상의 송수신기(206a) 및/또는 하나 이상의 안테나(208a)를 더 포함할 수 있다. 프로세서(202a)는 메모리(204a) 및/또는 송수신기(206a)를 제어하며, 본 명세서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들을 구현하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 프로세서(202a)는 메모리(204a) 내의 정보를 처리하여 제1 정보/신호를 생성한 뒤, 송수신기(206a)를 통해 제1 정보/신호를 포함하는 무선 신호를 전송할 수 있다. 또한, 프로세서(202a)는 송수신기(206a)를 통해 제2 정보/신호를 포함하는 무선 신호를 수신한 뒤, 제2 정보/신호의 신호 처리로부터 얻은 정보를 메모리(204a)에 저장할 수 있다. 메모리(204a)는 프로세서(202a)와 연결될 수 있고, 프로세서(202a)의 동작과 관련한 다양한 정보를 저장할 수 있다. 예를 들어, 메모리(204a)는 프로세서(202a)에 의해 제어되는 프로세스들 중 일부 또는 전부를 수행하거나, 본 명세서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들을 수행하기 위한 명령들을 포함하는 소프트웨어 코드를 저장할 수 있다. 여기서, 프로세서(202a)와 메모리(204a)는 무선 통신 기술(예, LTE, NR)을 구현하도록 설계된 통신 모뎀/회로/칩의 일부일 수 있다. 송수신기(206a)는 프로세서(202a)와 연결될 수 있고, 하나 이상의 안테나(208a)를 통해 무선 신호를 송신 및/또는 수신할 수 있다. 송수신기(206a)는 송신기 및/또는 수신기를 포함할 수 있다. 송수신기(206a)는 RF(radio frequency) 유닛과 혼용될 수 있다. 본 명세서에서 무선 기기는 통신 모뎀/회로/칩을 의미할 수도 있다.

제2 무선 기기(200b)는 하나 이상의 프로세서(202b), 하나 이상의 메모리(204b)를 포함하며, 추가적으로 하나 이상의 송수신기(206b) 및/또는 하나 이상의 안테나(208b)를 더 포함할 수 있다. 프로세서(202b)는 메모리(204b) 및/또는 송수신기(206b)를 제어하며, 본 명세서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들을 구현하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 프로세서(202b)는 메모리(204b) 내의 정보를 처리하여 제3 정보/신호를 생성한 뒤, 송수신기(206b)를 통해 제3 정보/신호를 포함하는 무선 신호를 전송할 수 있다. 또한, 프로세서(202b)는 송수신기(206b)를 통해 제4 정보/신호를 포함하는 무선 신호를 수신한 뒤, 제4 정보/신호의 신호 처리로부터 얻은 정보를 메모리(204b)에 저장할 수 있다. 메모리(204b)는 프로세서(202b)와 연결될 수 있고, 프로세서(202b)의 동작과 관련한 다양한 정보를 저장할 수 있다. 예를 들어, 메모리(204b)는 프로세서(202b)에 의해 제어되는 프로세스들 중 일부 또는 전부를 수행하거나, 본 명세서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들을 수행하기 위한 명령들을 포함하는 소프트웨어 코드를 저장할 수 있다. 여기서, 프로세서(202b)와 메모리(204b)는 무선 통신 기술(예, LTE, NR)을 구현하도록 설계된 통신 모뎀/회로/칩의 일부일 수 있다. 송수신기(206b)는 프로세서(202b)와 연결될 수 있고, 하나 이상의 안테나(208b)를 통해 무선 신호를 송신 및/또는 수신할 수 있다. 송수신기(206b)는 송신기 및/또는 수신기를 포함할 수 있다 송수신기(206b)는 RF 유닛과 혼용될 수 있다. 본 명세서에서 무선 기기는 통신 모뎀/회로/칩을 의미할 수도 있다.

이하, 무선 기기(200a, 200b)의 하드웨어 요소에 대해 보다 구체적으로 설명한다. 이로 제한되는 것은 아니지만, 하나 이상의 프로토콜 계층이 하나 이상의 프로세서(202a, 202b)에 의해 구현될 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 프로세서(202a, 202b)는 하나 이상의 계층(예, PHY(physical), MAC(media access control), RLC(radio link control), PDCP(packet data convergence protocol), RRC(radio resource control), SDAP(service data adaptation protocol)와 같은 기능적 계층)을 구현할 수 있다. 하나 이상의 프로세서(202a, 202b)는 본 명세서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들에 따라 하나 이상의 PDU(Protocol Data Unit) 및/또는 하나 이상의 SDU(service data unit)를 생성할 수 있다. 하나 이상의 프로세서(202a, 202b)는 본 명세서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들에 따라 메시지, 제어정보, 데이터 또는 정보를 생성할 수 있다. 하나 이상의 프로세서(202a, 202b)는 본 명세서에 개시된 기능, 절차, 제안 및/또는 방법에 따라 PDU, SDU, 메시지, 제어정보, 데이터 또는 정보를 포함하는 신호(예, 베이스밴드 신호)를 생성하여, 하나 이상의 송수신기(206a, 206b)에게 제공할 수 있다. 하나 이상의 프로세서(202a, 202b)는 하나 이상의 송수신기(206a, 206b)로부터 신호(예, 베이스밴드 신호)를 수신할 수 있고, 본 명세서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들에 따라 PDU, SDU, 메시지, 제어정보, 데이터 또는 정보를 획득할 수 있다.

하나 이상의 프로세서(202a, 202b)는 컨트롤러, 마이크로 컨트롤러, 마이크로 프로세서 또는 마이크로 컴퓨터로 지칭될 수 있다. 하나 이상의 프로세서(202a, 202b)는 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어, 또는 이들의 조합에 의해 구현될 수 있다. 일 예로, 하나 이상의 ASIC(application specific integrated circuit), 하나 이상의 DSP(digital signal processor), 하나 이상의 DSPD(digital signal processing device), 하나 이상의 PLD(programmable logic device) 또는 하나 이상의 FPGA(field programmable gate arrays)가 하나 이상의 프로세서(202a, 202b)에 포함될 수 있다. 본 명세서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들은 펌웨어 또는 소프트웨어를 사용하여 구현될 수 있고, 펌웨어 또는 소프트웨어는 모듈, 절차, 기능 등을 포함하도록 구현될 수 있다. 본 명세서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들은 수행하도록 설정된 펌웨어 또는 소프트웨어는 하나 이상의 프로세서(202a, 202b)에 포함되거나, 하나 이상의 메모리(204a, 204b)에 저장되어 하나 이상의 프로세서(202a, 202b)에 의해 구동될 수 있다. 본 명세서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들은 코드, 명령어 및/또는 명령어의 집합 형태로 펌웨어 또는 소프트웨어를 사용하여 구현될 수 있다.

하나 이상의 메모리(204a, 204b)는 하나 이상의 프로세서(202a, 202b)와 연결될 수 있고, 다양한 형태의 데이터, 신호, 메시지, 정보, 프로그램, 코드, 지시 및/또는 명령을 저장할 수 있다. 하나 이상의 메모리(204a, 204b)는 ROM(read only memory), RAM(random access memory), EPROM(erasable programmable read only memory), 플래시 메모리, 하드 드라이브, 레지스터, 캐쉬 메모리, 컴퓨터 판독 저장 매체 및/또는 이들의 조합으로 구성될 수 있다. 하나 이상의 메모리(204a, 204b)는 하나 이상의 프로세서(202a, 202b)의 내부 및/또는 외부에 위치할 수 있다. 또한, 하나 이상의 메모리(204a, 204b)는 유선 또는 무선 연결과 같은 다양한 기술을 통해 하나 이상의 프로세서(202a, 202b)와 연결될 수 있다.

하나 이상의 송수신기(206a, 206b)는 하나 이상의 다른 장치에게 본 명세서의 방법들 및/또는 동작 순서도 등에서 언급되는 사용자 데이터, 제어 정보, 무선 신호/채널 등을 전송할 수 있다. 하나 이상의 송수신기(206a, 206b)는 하나 이상의 다른 장치로부터 본 명세서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도 등에서 언급되는 사용자 데이터, 제어 정보, 무선 신호/채널 등을 수신할 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 송수신기(206a, 206b)는 하나 이상의 프로세서(202a, 202b)와 연결될 수 있고, 무선 신호를 송수신할 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 프로세서(202a, 202b)는 하나 이상의 송수신기(206a, 206b)가 하나 이상의 다른 장치에게 사용자 데이터, 제어 정보 또는 무선 신호를 전송하도록 제어할 수 있다. 또한, 하나 이상의 프로세서(202a, 202b)는 하나 이상의 송수신기(206a, 206b)가 하나 이상의 다른 장치로부터 사용자 데이터, 제어 정보 또는 무선 신호를 수신하도록 제어할 수 있다. 또한, 하나 이상의 송수신기(206a, 206b)는 하나 이상의 안테나(208a, 208b)와 연결될 수 있고, 하나 이상의 송수신기(206a, 206b)는 하나 이상의 안테나(208a, 208b)를 통해 본 명세서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도 등에서 언급되는 사용자 데이터, 제어 정보, 무선 신호/채널 등을 송수신하도록 설정될 수 있다. 본 명세서에서, 하나 이상의 안테나는 복수의 물리 안테나이거나, 복수의 논리 안테나(예, 안테나 포트)일 수 있다. 하나 이상의 송수신기(206a, 206b)는 수신된 사용자 데이터, 제어 정보, 무선 신호/채널 등을 하나 이상의 프로세서(202a, 202b)를 이용하여 처리하기 위해, 수신된 무선 신호/채널 등을 RF 밴드 신호에서 베이스밴드 신호로 변환(Convert)할 수 있다. 하나 이상의 송수신기(206a, 206b)는 하나 이상의 프로세서(202a, 202b)를 이용하여 처리된 사용자 데이터, 제어 정보, 무선 신호/채널 등을 베이스밴드 신호에서 RF 밴드 신호로 변환할 수 있다. 이를 위하여, 하나 이상의 송수신기(206a, 206b)는 (아날로그) 오실레이터 및/또는 필터를 포함할 수 있다.

도 3은 본 명세서에 적용되는 전송 신호를 처리하는 방법을 도시한 도면이다. 일 예로, 전송 신호는 신호 처리 회로에 의해 처리될 수 있다. 이때, 신호 처리 회로(300)는 스크램블러(310), 변조기(320), 레이어 매퍼(330), 프리코더(340), 자원 매퍼(350), 신호 생성기(360)를 포함할 수 있다. 이때, 일 예로, 도 3의 동작/기능은 도 2의 프로세서(202a, 202b) 및/또는 송수신기(206a, 206b)에서 수행될 수 있다. 또한, 일 예로, 도 3의 하드웨어 요소는 도 2의 프로세서(202a, 202b) 및/또는 송수신기(206a, 206b)에서 구현될 수 있다. 일 예로, 블록 310~350은 도 2의 프로세서(202a, 202b)에서 구현되고, 블록 360은 도 2의 송수신기(206a, 206b)에서 구현될 수 있으며, 상술한 실시 예로 한정되지 않는다.

코드워드는 도 3의 신호 처리 회로(300)를 거쳐 무선 신호로 변환될 수 있다. 여기서, 코드워드는 정보블록의 부호화된 비트 시퀀스이다. 정보블록은 전송블록(예, UL-SCH 전송블록, DL-SCH 전송블록)을 포함할 수 있다. 무선 신호는 도 6의 다양한 물리 채널(예, PUSCH, PDSCH)을 통해 전송될 수 있다. 구체적으로, 코드워드는 스크램블러(310)에 의해 스크램블된 비트 시퀀스로 변환될 수 있다. 스크램블에 사용되는 스크램블 시퀀스는 초기화 값에 기반하여 생성되며, 초기화 값은 무선 기기의 ID 정보 등이 포함될 수 있다. 스크램블된 비트 시퀀스는 변조기(320)에 의해 변조 심볼 시퀀스로 변조될 수 있다. 변조 방식은 pi/2-BPSK(pi/2-binary phase shift keying), m-PSK(m-phase shift keying), m-QAM(m-quadrature amplitude modulation) 등을 포함할 수 있다.

복소 변조 심볼 시퀀스는 레이어 매퍼(330)에 의해 하나 이상의 전송 레이어로 매핑될 수 있다. 각 전송 레이어의 변조 심볼들은 프리코더(340)에 의해 해당 안테나 포트(들)로 매핑될 수 있다(프리코딩). 프리코더(340)의 출력 z는 레이어 매퍼(330)의 출력 y를 N*M의 프리코딩 행렬 W와 곱해 얻을 수 있다. 여기서, N은 안테나 포트의 수, M은 전송 레이어의 수다. 여기서, 프리코더(340)는 복소 변조 심볼들에 대한 트랜스폼(transform) 프리코딩(예, DFT(discrete fourier transform) 변환)을 수행한 이후에 프리코딩을 수행할 수 있다. 또한, 프리코더(340)는 트랜스폼 프리코딩을 수행하지 않고 프리코딩을 수행할 수 있다.

자원 매퍼(350)는 각 안테나 포트의 변조 심볼들을 시간-주파수 자원에 매핑할 수 있다. 시간-주파수 자원은 시간 도메인에서 복수의 심볼(예, CP-OFDMA 심볼, DFT-s-OFDMA 심볼)을 포함하고, 주파수 도메인에서 복수의 부반송파를 포함할 수 있다. 신호 생성기(360)는 매핑된 변조 심볼들로부터 무선 신호를 생성하며, 생성된 무선 신호는 각 안테나를 통해 다른 기기로 전송될 수 있다. 이를 위해, 신호 생성기(360)는 IFFT(inverse fast fourier transform) 모듈 및 CP(cyclic prefix) 삽입기, DAC(digital-to-analog converter), 주파수 상향 변환기(frequency uplink converter) 등을 포함할 수 있다.

무선 기기에서 수신 신호를 위한 신호 처리 과정은 도 3의 신호 처리 과정(310~360)의 역으로 구성될 수 있다. 일 예로, 무선 기기(예, 도 2의 200a, 200b)는 안테나 포트/송수신기를 통해 외부로부터 무선 신호를 수신할 수 있다. 수신된 무선 신호는 신호 복원기를 통해 베이스밴드 신호로 변환될 수 있다. 이를 위해, 신호 복원기는 주파수 하향 변환기(frequency downlink converter), ADC(analog-to-digital converter), CP 제거기, FFT(fast fourier transform) 모듈을 포함할 수 있다. 이후, 베이스밴드 신호는 자원 디-매퍼 과정, 포스트코딩(postcoding) 과정, 복조 과정 및 디-스크램블 과정을 거쳐 코드워드로 복원될 수 있다. 코드워드는 복호(decoding)를 거쳐 원래의 정보블록으로 복원될 수 있다. 따라서, 수신 신호를 위한 신호 처리 회로(미도시)는 신호 복원기, 자원 디-매퍼, 포스트코더, 복조기, 디-스크램블러 및 복호기를 포함할 수 있다.

본 명세서에 적용 가능한 무선 기기 구조

도 4는 본 명세서에 적용되는 무선 기기의 다른 예시를 도시한 도면이다.

도 4를 참조하면, 무선 기기(400)는 도 2의 무선 기기(200a, 200b)에 대응하며, 다양한 요소(element), 성분(component), 유닛/부(unit), 및/또는 모듈(module)로 구성될 수 있다. 예를 들어, 무선 기기(400)는 통신부(410), 제어부(420), 메모리부(430) 및 추가 요소(440)를 포함할 수 있다. 통신부는 통신 회로(412) 및 송수신기(들)(414)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 통신 회로(412)는 도 2의 하나 이상의 프로세서(202a, 202b) 및/또는 하나 이상의 메모리(204a, 204b)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 송수신기(들)(414)는 도 2의 하나 이상의 송수신기(206a, 206b) 및/또는 하나 이상의 안테나(208a, 208b)을 포함할 수 있다. 제어부(420)는 통신부(410), 메모리부(430) 및 추가 요소(440)와 전기적으로 연결되며 무선 기기의 제반 동작을 제어한다. 예를 들어, 제어부(420)는 메모리부(430)에 저장된 프로그램/코드/명령/정보에 기반하여 무선 기기의 전기적/기계적 동작을 제어할 수 있다. 또한, 제어부(420)는 메모리부(430)에 저장된 정보를 통신부(410)를 통해 외부(예, 다른 통신 기기)로 무선/유선 인터페이스를 통해 전송하거나, 통신부(410)를 통해 외부(예, 다른 통신 기기)로부터 무선/유선 인터페이스를 통해 수신된 정보를 메모리부(430)에 저장할 수 있다.

추가 요소(440)는 무선 기기의 종류에 따라 다양하게 구성될 수 있다. 예를 들어, 추가 요소(440)는 파워 유닛/배터리, 입출력부(input/output unit), 구동부 및 컴퓨팅부 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이로 제한되는 것은 아니지만, 무선 기기(400)는 로봇(도 1, 100a), 차량(도 1, 100b-1, 100b-2), XR 기기(도 1, 100c), 휴대 기기(도 1, 100d), 가전(도 1, 100e), IoT 기기(도 1, 100f), 디지털 방송용 단말, 홀로그램 장치, 공공 안전 장치, MTC 장치, 의료 장치, 핀테크 장치(또는 금융 장치), 보안 장치, 기후/환경 장치, AI 서버/기기(도 1, 140), 기지국(도 1, 120), 네트워크 노드 등의 형태로 구현될 수 있다. 무선 기기는 사용-예/서비스에 따라 이동 가능하거나 고정된 장소에서 사용될 수 있다.

도 4에서 무선 기기(400) 내의 다양한 요소, 성분, 유닛/부, 및/또는 모듈은 전체가 유선 인터페이스를 통해 상호 연결되거나, 적어도 일부가 통신부(410)를 통해 무선으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 무선 기기(400) 내에서 제어부(420)와 통신부(410)는 유선으로 연결되며, 제어부(420)와 제1 유닛(예, 430, 440)은 통신부(410)를 통해 무선으로 연결될 수 있다. 또한, 무선 기기(400) 내의 각 요소, 성분, 유닛/부, 및/또는 모듈은 하나 이상의 요소를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 제어부(420)는 하나 이상의 프로세서 집합으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 제어부(420)는 통신 제어 프로세서, 어플리케이션 프로세서(application processor), ECU(electronic control unit), 그래픽 처리 프로세서, 메모리 제어 프로세서 등의 집합으로 구성될 수 있다. 다른 예로, 메모리부(430)는 RAM, DRAM(dynamic RAM), ROM, 플래시 메모리(flash memory), 휘발성 메모리(volatile memory), 비-휘발성 메모리(non-volatile memory) 및/또는 이들의 조합으로 구성될 수 있다.

본 명세서가 적용 가능한 휴대 기기

도 5는 본 명세서에 적용되는 휴대 기기의 예시를 도시한 도면이다.

도 5는 본 명세서에 적용되는 휴대 기기를 예시한다. 휴대 기기는 스마트폰, 스마트패드, 웨어러블 기기(예, 스마트 워치, 스마트 글래스), 휴대용 컴퓨터(예, 노트북 등)을 포함할 수 있다. 휴대 기기는 MS(mobile station), UT(user terminal), MSS(mobile subscriber station), SS(subscriber station), AMS(advanced mobile station) 또는 WT(wireless terminal)로 지칭될 수 있다.

도 5를 참조하면, 휴대 기기(500)는 안테나부(508), 통신부(510), 제어부(520), 메모리부(530), 전원공급부(540a), 인터페이스부(540b) 및 입출력부(540c)를 포함할 수 있다. 안테나부(508)는 통신부(510)의 일부로 구성될 수 있다. 블록 510~530/540a~540c는 각각 도 4의 블록 410~430/440에 대응한다.

통신부(510)는 다른 무선 기기, 기지국들과 신호(예, 데이터, 제어 신호 등)를 송수신할 수 있다. 제어부(520)는 휴대 기기(500)의 구성 요소들을 제어하여 다양한 동작을 수행할 수 있다. 제어부(520)는 AP(application processor)를 포함할 수 있다. 메모리부(530)는 휴대 기기(500)의 구동에 필요한 데이터/파라미터/프로그램/코드/명령을 저장할 수 있다. 또한, 메모리부(530)는 입/출력되는 데이터/정보 등을 저장할 수 있다. 전원공급부(540a)는 휴대 기기(500)에게 전원을 공급하며, 유/무선 충전 회로, 배터리 등을 포함할 수 있다. 인터페이스부(540b)는 휴대 기기(500)와 다른 외부 기기의 연결을 지원할 수 있다. 인터페이스부(540b)는 외부 기기와의 연결을 위한 다양한 포트(예, 오디오 입/출력 포트, 비디오 입/출력 포트)를 포함할 수 있다. 입출력부(540c)는 영상 정보/신호, 오디오 정보/신호, 데이터, 및/또는 사용자로부터 입력되는 정보를 입력 받거나 출력할 수 있다. 입출력부(540c)는 카메라, 마이크로폰, 사용자 입력부, 디스플레이부(540d), 스피커 및/또는 햅틱 모듈 등을 포함할 수 있다.

일 예로, 데이터 통신의 경우, 입출력부(540c)는 사용자로부터 입력된 정보/신호(예, 터치, 문자, 음성, 이미지, 비디오)를 획득하며, 획득된 정보/신호는 메모리부(530)에 저장될 수 있다. 통신부(510)는 메모리에 저장된 정보/신호를 무선 신호로 변환하고, 변환된 무선 신호를 다른 무선 기기에게 직접 전송하거나 기지국에게 전송할 수 있다. 또한, 통신부(510)는 다른 무선 기기 또는 기지국으로부터 무선 신호를 수신한 뒤, 수신된 무선 신호를 원래의 정보/신호로 복원할 수 있다. 복원된 정보/신호는 메모리부(530)에 저장된 뒤, 입출력부(540c)를 통해 다양한 형태(예, 문자, 음성, 이미지, 비디오, 햅틱)로 출력될 수 있다.

물리 채널들 및 일반적인 신호 전송

무선 접속 시스템에서 단말은 하향링크(downlink, DL)를 통해 기지국으로부터 정보를 수신하고, 상향링크(uplink, UL)를 통해 기지국으로 정보를 전송할 수 있다. 기지국과 단말이 송수신하는 정보는 일반 데이터 정보 및 다양한 제어 정보를 포함하고, 이들이 송수신 하는 정보의 종류/용도에 따라 다양한 물리 채널이 존재한다.

도 6은 본 명세서에 적용되는 물리 채널들 및 이들을 이용한 신호 전송 방법을 도시한 도면이다.

전원이 꺼진 상태에서 다시 전원이 켜지거나, 새로이 셀에 진입한 단말은 S611 단계에서 기지국과 동기를 맞추는 등의 초기 셀 탐색(initial cell search) 작업을 수행한다. 이를 위해 단말은 기지국으로부터 주 동기 채널(primary synchronization channel, P-SCH) 및 부 동기 채널(secondary synchronization channel, S-SCH)을 수신하여 기지국과 동기를 맞추고, 셀 ID 등의 정보를 획득할 수 있다.

그 후, 단말은 기지국으로부터 물리 방송 채널(physical broadcast channel, PBCH) 신호를 수신하여 셀 내 방송 정보를 획득할 수 있다. 한편, 단말은 초기 셀 탐색 단계에서 하향링크 참조 신호 (DL RS: Downlink Reference Signal)를 수신하여 하향링크 채널 상태를 확인할 수 있다. 초기 셀 탐색을 마친 단말은 S612 단계에서 물리 하향링크 제어 채널(physical downlink control channel, PDCCH) 및 물리 하향링크 제어 채널 정보에 따른 물리 하향링크 공유 채널(physical downlink control channel, PDSCH)을 수신하여 조금 더 구체적인 시스템 정보를 획득할 수 있다.

이후, 단말은 기지국에 접속을 완료하기 위해 이후 단계 S613 내지 단계 S616과 같은 임의 접속 과정(random access procedure)을 수행할 수 있다. 이를 위해 단말은 물리 임의 접속 채널(physical random access channel, PRACH)을 통해 프리앰블 (preamble)을 전송하고(S613), 물리 하향링크 제어 채널 및 이에 대응하는 물리 하향링크 공유 채널을 통해 프리앰블에 대한 RAR(random access response)를 수신할 수 있다(S614). 단말은 RAR 내의 스케줄링 정보를 이용하여 PUSCH(physical uplink shared channel)을 전송하고(S615), 물리 하향링크 제어채널 신호 및 이에 대응하는 물리 하향링크 공유 채널 신호의 수신과 같은 충돌 해결 절차(contention resolution procedure)를 수행할 수 있다(S616).

상술한 바와 같은 절차를 수행한 단말은 이후 일반적인 상/하향링크 신호 전송 절차로서 물리 하향링크 제어 채널 신호 및/또는 물리 하향링크 공유 채널 신호의 수신(S617) 및 물리 상향링크 공유 채널(physical uplink shared channel, PUSCH) 신호 및/또는 물리 상향링크 제어 채널(physical uplink control channel, PUCCH) 신호의 전송(S618)을 수행할 수 있다.

단말이 기지국으로 전송하는 제어정보를 통칭하여 상향링크 제어정보(uplink control information, UCI)라고 지칭한다. UCI는 HARQ-ACK/NACK(hybrid automatic repeat and request acknowledgement/negative-ACK), SR(scheduling request), CQI(channel quality indication), PMI(precoding matrix indication), RI(rank indication), BI(beam indication) 정보 등을 포함한다. 이때, UCI는 일반적으로 PUCCH를 통해 주기적으로 전송되지만, 실시 예에 따라(예, 제어정보와 트래픽 데이터가 동시에 전송되어야 할 경우) PUSCH를 통해 전송될 수 있다. 또한, 네트워크의 요청/지시에 의해 단말은 PUSCH를 통해 UCI를 비주기적으로 전송할 수 있다.

도 7은 본 명세서에 적용 가능한 무선 프레임의 구조를 도시한 도면이다.

NR 시스템에 기초한 상향링크 및 하향링크 전송은 도 7과 같은 프레임에 기초할 수 있다. 이때, 하나의 무선 프레임은 10ms의 길이를 가지며, 2개의 5ms 하프-프레임(half-frame, HF)으로 정의될 수 있다. 하나의 하프-프레임은 5개의 1ms 서브프레임(subframe, SF)으로 정의될 수 있다. 하나의 서브프레임은 하나 이상의 슬롯으로 분할되며, 서브프레임 내 슬롯 수는 SCS(subcarrier spacing)에 의존할 수 있다. 이때, 각 슬롯은 CP(cyclic prefix)에 따라 12개 또는 14개의 OFDM(A) 심볼들을 포함할 수 있다. 일반 CP(normal CP)가 사용되는 경우, 각 슬롯은 14개의 심볼들을 포함할 수 있다. 확장 CP(extended CP)가 사용되는 경우, 각 슬롯은 12개의 심볼들을 포함할 수 있다. 여기서, 심볼은 OFDM 심볼(또는, CP-OFDM 심볼), SC-FDMA 심볼(또는, DFT-s-OFDM 심볼)을 포함할 수 있다.

표 1은 일반 CP가 사용되는 경우, SCS에 따른 슬롯 별 심볼의 수, 프레임 별 슬롯의 수 및 서브프레임 별 슬롯의 수를 나타내고, 표 2는 확장된 CSP가 사용되는 경우, SCS에 따른 슬롯 별 심볼의 수, 프레임 별 슬롯의 수 및 서브프레임 별 슬롯의 수를 나타낸다.

상기 표 1 및 표 2에서, N^slot _symb는 슬롯 내 심볼의 수를 나타내고, N^frame,μ _slot는 프레임 내 슬롯의 수를 나타내고, N^subframe,μ _slot는 서브프레임 내 슬롯의 수를 나타낼 수 있다.

또한, 본 명세서가 적용 가능한 시스템에서, 하나의 단말에게 병합되는 복수의 셀들간에 OFDM(A) 뉴모놀로지(numerology)(예, SCS, CP 길이 등)가 상이하게 설정될 수 있다. 이에 따라, 동일한 수의 심볼로 구성된 시간 자원(예, SF, 슬롯 또는 TTI)(편의상, TU(time unit)로 통칭)의 (절대 시간) 구간이 병합된 셀들 간에 상이하게 설정될 수 있다.

NR은 다양한 5G 서비스들을 지원하기 위한 다수의 numerology(또는 SCS(subcarrier spacing))를 지원할 수 있다. 예를 들어, SCS가 15kHz인 경우, 전통적인 셀룰러 밴드들에서의 넓은 영역(wide area)를 지원하며, SCS가 30kHz/60kHz인 경우, 밀집한-도시(dense-urban), 더 낮은 지연(lower latency) 및 더 넓은 캐리어 대역폭(wider carrier bandwidth)를 지원하며, SCS가 60kHz 또는 그보다 높은 경우, 위상 잡음(phase noise)를 극복하기 위해 24.25GHz보다 큰 대역폭을 지원할 수 있다.

NR 주파수 밴드(frequency band)는 2가지 type(FR1, FR2)의 주파수 범위(frequency range)로 정의된다. FR1, FR2는 아래 표와 같이 구성될 수 있다. 또한, FR2는 밀리미터 웨이브(millimeter wave, mmW)를 의미할 수 있다.

또한, 일 예로, 본 명세서가 적용 가능한 통신 시스템에서 상술한 뉴모놀로지(numerology)가 다르게 설정될 수 있다. 일 예로, 상술한 FR2보다 높은 주파수 대역으로 테라헤르츠 웨이브(Terahertz wave, THz) 대역이 사용될 수 있다. THz 대역에서 SCS는 NR 시스템보다 더 크게 설정될 수 있으며, 슬롯 수도 상이하게 설정될 수 있으며, 상술한 실시 예로 한정되지 않는다. THz 대역에 대해서는 하기에서 후술한다.

도 8은 본 명세서에 적용 가능한 슬롯 구조를 도시한 도면이다.

하나의 슬롯은 시간 도메인에서 복수의 심볼을 포함한다. 예를 들어, 보통 CP의 경우 하나의 슬롯이 7개의 심볼을 포함하나, 확장 CP의 경우 하나의 슬롯이 6개의 심볼을 포함할 수 있다. 반송파(carrier)는 주파수 도메인에서 복수의 부반송파(subcarrier)를 포함한다. RB(Resource Block)는 주파수 도메인에서 복수(예, 12)의 연속한 부반송파로 정의될 수 있다.

또한, BWP(Bandwidth Part)는 주파수 도메인에서 복수의 연속한 (P)RB로 정의되며, 하나의 뉴모놀로지(numerology)(예, SCS, CP 길이 등)에 대응될 수 있다.

반송파는 최대 N개(예, 5개)의 BWP를 포함할 수 있다. 데이터 통신은 활성화된 BWP를 통해서 수행되며, 하나의 단말한테는 하나의 BWP만 활성화될 수 있다. 자원 그리드에서 각각의 요소는 자원요소(Resource Element, RE)로 지칭되며, 하나의 복소 심볼이 매핑될 수 있다.

6G 통신 시스템

6G (무선통신) 시스템은 (i) 디바이스 당 매우 높은 데이터 속도, (ii) 매우 많은 수의 연결된 디바이스들, (iii) 글로벌 연결성(global connectivity), (iv) 매우 낮은 지연, (v) 배터리-프리(battery-free) IoT 디바이스들의 에너지 소비를 낮추고, (vi) 초고신뢰성 연결, (vii) 머신 러닝 능력을 가지는 연결된 지능 등에 목적이 있다. 6G 시스템의 비젼은 "intelligent connectivity", "deep connectivity", "holographic connectivity", "ubiquitous connectivity"와 같은 4가지 측면일 수 있으며, 6G 시스템은 하기 표 4와 같은 요구 사항을 만족시킬 수 있다. 즉, 표 4는 6G 시스템의 요구 사항을 나타낸 표이다.

이때, 6G 시스템은 향상된 모바일 브로드밴드(enhanced mobile broadband, eMBB), 초-저지연 통신(ultra-reliable low latency communications, URLLC), mMTC (massive machine type communications), AI 통합 통신(AI integrated communication), 촉각 인터넷(tactile internet), 높은 스루풋(high throughput), 높은 네트워크 능력(high network capacity), 높은 에너지 효율(high energy efficiency), 낮은 백홀 및 접근 네트워크 혼잡(low backhaul and access network congestion) 및 향상된 데이터 보안(enhanced data security)과 같은 핵심 요소(key factor)들을 가질 수 있다.

도 9는 본 명세서에 적용 가능한 6G 시스템에서 제공 가능한 통신 구조의 일례를 도시한 도면이다.

도 9를 참조하면, 6G 시스템은 5G 무선통신 시스템보다 50배 더 높은 동시 무선통신 연결성을 가질 것으로 예상된다. 5G의 핵심 요소(key feature)인 URLLC는 6G 통신에서 1ms보다 적은 단-대-단(end-to-end) 지연을 제공함으로써 보다 더 주요한 기술이 될 것으로 예상된다. 이때, 6G 시스템은 자주 사용되는 영역 스펙트럼 효율과 달리 체적 스펙트럼 효율이 훨씬 우수할 것이다. 6G 시스템은 매우 긴 배터리 수명과 에너지 수확을 위한 고급 배터리 기술을 제공할 수 있어, 6G 시스템에서 모바일 디바이스들은 별도로 충전될 필요가 없을 수 있다. 또한, 6G에서 새로운 네트워크 특성들은 다음과 같을 수 있다.

- 위성 통합 네트워크(Satellites integrated network): 글로벌 모바일 집단을 제공하기 위해 6G는 위성과 통합될 것으로 예상된다. 지상파, 위성 및 공중 네트워크를 하나의 무선통신 시스템으로 통합은 6G에 매우 중요할 수 있다.

- 연결된 인텔리전스(connected intelligence): 이전 세대의 무선 통신 시스템과 달리 6G는 혁신적이며, “연결된 사물”에서 "연결된 지능"으로 무선 진화가 업데이트될 것이다. AI는 통신 절차의 각 단계(또는 후술할 신호 처리의 각 절차)에서 적용될 수 있다.

- 무선 정보 및 에너지 전달의 완벽한 통합(seamless integration wireless information and energy transfer): 6G 무선 네트워크는 스마트폰들과 센서들과 같이 디바이스들의 배터리를 충전하기 위해 전력을 전달할 것이다. 그러므로, 무선 정보 및 에너지 전송 (WIET)은 통합될 것이다.

- 유비쿼터스 슈퍼 3D 연결(ubiquitous super 3-dimemtion connectivity): 드론 및 매우 낮은 지구 궤도 위성의 네트워크 및 핵심 네트워크 기능에 접속은 6G 유비쿼터스에서 슈퍼 3D 연결을 만들 것이다.

위와 같은 6G의 새로운 네트워크 특성들에서 몇 가지 일반적인 요구 사항은 다음과 같을 수 있다.

- 스몰 셀 네트워크(small cell networks): 스몰 셀 네트워크의 아이디어는 셀룰러 시스템에서 처리량, 에너지 효율 및 스펙트럼 효율 향상의 결과로 수신 신호 품질을 향상시키기 위해 도입되었다. 결과적으로, 스몰 셀 네트워크는 5G 및 비욘드 5G (5GB) 이상의 통신 시스템에 필수적인 특성이다. 따라서, 6G 통신 시스템 역시 스몰 셀 네트워크의 특성을 채택한다.

- 초 고밀도 이기종 네트워크(ultra-dense heterogeneous network): 초 고밀도 이기종 네트워크들은 6G 통신 시스템의 또 다른 중요한 특성이 될 것이다. 이기종 네트워크로 구성된 멀티-티어 네트워크는 전체 QoS를 개선하고 비용을 줄인다.

- 대용량 백홀(high-capacity backhaul): 백홀 연결은 대용량 트래픽을 지원하기 위해 대용량 백홀 네트워크로 특징 지어진다. 고속 광섬유 및 자유 공간 광학 (FSO) 시스템이 이 문제에 대한 가능한 솔루션일 수 있다.

- 모바일 기술과 통합된 레이더 기술: 통신을 통한 고정밀 지역화(또는 위치 기반 서비스)는 6G 무선통신 시스템의 기능 중 하나이다. 따라서, 레이더 시스템은 6G 네트워크와 통합될 것이다.

- 소프트화 및 가상화(softwarization and virtualization): 소프트화 및 가상화는 유연성, 재구성성 및 프로그래밍 가능성을 보장하기 위해 5GB 네트워크에서 설계 프로세스의 기초가 되는 두 가지 중요한 기능이다. 또한, 공유 물리적 인프라에서 수십억 개의 장치가 공유될 수 있다.

6G 시스템의 핵심 구현 기술

- 인공 지능(artificial Intelligence, AI)

6G 시스템에 가장 중요하며, 새로 도입될 기술은 AI이다. 4G 시스템에는 AI가 관여하지 않았다. 5G 시스템은 부분 또는 매우 제한된 AI를 지원할 것이다. 그러나, 6G 시스템은 완전히 자동화를 위해 AI가 지원될 것이다. 머신 러닝의 발전은 6G에서 실시간 통신을 위해 보다 지능적인 네트워크를 만들 것이다. 통신에 AI를 도입하면 실시간 데이터 전송이 간소화되고 향상될 수 있다. AI는 수많은 분석을 사용하여 복잡한 대상 작업이 수행되는 방식을 결정할 수 있다. 즉, AI는 효율성을 높이고 처리 지연을 줄일 수 있다.

핸드 오버, 네트워크 선택, 자원 스케줄링과 같은 시간 소모적인 작업은 AI를 사용함으로써 즉시 수행될 수 있다. AI는 M2M, 기계-대-인간 및 인간-대-기계 통신에서도 중요한 역할을 할 수 있다. 또한, AI는 BCI(brain computer interface)에서 신속한 통신이 될 수 있다. AI 기반 통신 시스템은 메타 물질, 지능형 구조, 지능형 네트워크, 지능형 장치, 지능형 인지 라디오(radio), 자체 유지 무선 네트워크 및 머신 러닝에 의해 지원될 수 있다.

최근 AI를 무선 통신 시스템과 통합하려고 하는 시도들이 나타나고 있으나, 이는 어플리케이션 계층(application layer), 네트워크 계층(network layer) 특히, 딥 러닝은 무선 자원 관리 및 할당(wireless resource management and allocation) 분야에 집중되어 왔다. 그러나, 이러한 연구는 점점 MAC 계층 및 물리 계층으로 발전하고 있으며, 특히 물리계층에서 딥 러닝을 무선 전송(wireless transmission)과 결합하고자 하는 시도들이 나타나고 있다. AI 기반의 물리계층 전송은, 근본적인 신호 처리 및 통신 메커니즘에 있어서, 전통적인 통신 프레임워크가 아니라 AI 드라이버에 기초한 신호 처리 및 통신 메커니즘을 적용하는 것을 의미한다. 예를 들어, 딥러닝 기반의 채널 코딩 및 디코딩(channel coding and decoding), 딥러닝 기반의 신호 추정(estimation) 및 검출(detection), 딥러닝 기반의 MIMO(multiple input multiple output) 매커니즘(mechanism), AI 기반의 자원 스케줄링(scheduling) 및 할당(allocation) 등을 포함할 수 있다.

머신 러닝은 채널 추정 및 채널 트래킹을 위해 사용될 수 있으며, DL(downlink)의 물리 계층(physical layer)에서 전력 할당(power allocation), 간섭 제거(interference cancellation) 등에 사용될 수 있다. 또한, 머신 러닝은 MIMO 시스템에서 안테나 선택, 전력 제어(power control), 심볼 검출(symbol detection) 등에도 사용될 수 있다.

그러나 물리계층에서의 전송을 위한 DNN의 적용은 아래와 같은 문제점이 있을 수 있다.

딥러닝 기반의 AI 알고리즘은 훈련 파라미터를 최적화하기 위해 수많은 훈련 데이터가 필요하다. 그러나 특정 채널 환경에서의 데이터를 훈련 데이터로 획득하는데 있어서의 한계로 인해, 오프라인 상에서 많은 훈련 데이터를 사용한다. 이는 특정 채널 환경에서 훈련 데이터에 대한 정적 훈련(static training)은, 무선 채널의 동적 특성 및 다이버시티(diversity) 사이에 모순(contradiction)이 생길 수 있다.

또한, 현재 딥 러닝은 주로 실제 신호(real signal)을 대상으로 한다. 그러나, 무선 통신의 물리 계층의 신호들은 복소 신호(complex signal)이다. 무선 통신 신호의 특성을 매칭시키기 위해 복소(complex) 도메인 신호의 검출하는 신경망(neural network)에 대한 연구가 더 필요하다.

이하, 머신 러닝에 대해 보다 구체적으로 살펴본다.

머신 러닝은 사람이 할 수 있거나 혹은 하기 어려운 작업을 대신해낼 수 있는 기계를 만들어 내기 위해 기계를 학습시키는 일련의 동작을 의미한다. 머신 러닝을 위해서는 데이터와 러닝 모델이 필요하다. 머신 러닝에서 데이터의 학습 방법은 크게 3가지 즉, 지도 학습(supervised learning), 비지도 학습(unsupervised learning) 그리고 강화 학습(reinforcement learning)으로 구분될 수 있다.

신경망 학습은 출력의 오류를 최소화하기 위한 것이다. 신경망 학습은 반복적으로 학습 데이터를 신경망에 입력시키고 학습 데이터에 대한 신경망의 출력과 타겟의 에러를 계산하고, 에러를 줄이기 위한 방향으로 신경망의 에러를 신경망의 출력 레이어에서부터 입력 레이어 방향으로 역전파(backpropagation) 하여 신경망의 각 노드의 가중치를 업데이트하는 과정이다.

지도 학습은 학습 데이터에 정답이 라벨링된 학습 데이터를 사용하며 비지도 학습은 학습 데이터에 정답이 라벨링되어 있지 않을 수 있다. 즉, 예를 들어 데이터 분류에 관한 지도 학습의 경우의 학습 데이터는 학습 데이터 각각에 카테고리가 라벨링된 데이터 일 수 있다. 라벨링된 학습 데이터가 신경망에 입력되고 신경망의 출력(카테고리)과 학습 데이터의 라벨을 비교하여 오차(error)가 계산될 수 있다. 계산된 오차는 신경망에서 역방향(즉, 출력 레이어에서 입력 레이어 방향)으로 역전파 되며, 역전파에 따라 신경망의 각 레이어의 각 노드들의 연결 가중치가 업데이트 될 수 있다. 업데이트 되는 각 노드의 연결 가중치는 학습률(learning rate)에 따라 변화량이 결정될 수 있다. 입력 데이터에 대한 신경망의 계산과 에러의 역전파는 학습 사이클(epoch)을 구성할 수 있다. 학습률은 신경망의 학습 사이클의 반복 횟수에 따라 상이하게 적용될 수 있다. 예를 들어, 신경망의 학습 초기에는 높은 학습률을 사용하여 신경망이 빠르게 일정 수준의 성능을 확보하도록 하여 효율성을 높이고, 학습 후기에는 낮은 학습률을 사용하여 정확도를 높일 수 있다

데이터의 특징에 따라 학습 방법은 달라질 수 있다. 예를 들어, 통신 시스템 상에서 송신단에서 전송한 데이터를 수신단에서 정확하게 예측하는 것을 목적으로 하는 경우, 비지도 학습 또는 강화 학습 보다는 지도 학습을 이용하여 학습을 수행하는 것이 바람직하다.

러닝 모델은 인간의 뇌에 해당하는 것으로서, 가장 기본적인 선형 모델을 생각할 수 있으나, 인공 신경망(artificial neural networks)와 같은 복잡성이 높은 신경망 구조를 러닝 모델로 사용하는 머신 러닝의 패러다임을 딥러닝(deep learning)이라 한다.

학습(learning) 방식으로 사용하는 신경망 코어(neural network cord)는 크게 심층 신경망(deep neural networks, DNN), 합성곱 신경망(convolutional deep neural networks, CNN), 순환 신경망(recurrent boltzmann machine, RNN) 방식이 있으며, 이러한 러닝 모델이 적용될 수 있다.

THz(Terahertz) 통신

6G 시스템에서 THz 통신이 적용될 수 있다. 일 예로, 데이터 전송률은 대역폭을 늘려 높일 수 있다. 이것은 넓은 대역폭으로 sub-THz 통신을 사용하고, 진보된 대규모 MIMO 기술을 적용하여 수행될 수 있다.

도 10은 본 명세서에 적용 가능한 전자기 스펙트럼을 도시한 도면이다. 일 예로, 도 10을 참조하면, 밀리미터 이하의 방사선으로도 알려진 THz파는 일반적으로 0.03mm-3mm 범위의 해당 파장을 가진 0.1THz와 10THz 사이의 주파수 대역을 나타낸다. 100GHz-300GHz 대역 범위(Sub THz 대역)는 셀룰러 통신을 위한 THz 대역의 주요 부분으로 간주된다. Sub-THz 대역 mmWave 대역에 추가하면 6G 셀룰러 통신 용량은 늘어난다. 정의된 THz 대역 중 300GHz-3THz는 원적외선 (IR) 주파수 대역에 있다. 300GHz-3THz 대역은 광 대역의 일부이지만 광 대역의 경계에 있으며, RF 대역 바로 뒤에 있다. 따라서, 이 300 GHz-3 THz 대역은 RF와 유사성을 나타낸다.

THz 통신의 주요 특성은 (i) 매우 높은 데이터 전송률을 지원하기 위해 광범위하게 사용 가능한 대역폭, (ii) 고주파에서 발생하는 높은 경로 손실 (고 지향성 안테나는 필수 불가결)을 포함한다. 높은 지향성 안테나에서 생성된 좁은 빔 폭은 간섭을 줄인다. THz 신호의 작은 파장은 훨씬 더 많은 수의 안테나 소자가 이 대역에서 동작하는 장치 및 BS에 통합될 수 있게 한다. 이를 통해 범위 제한을 극복할 수 있는 고급 적응형 배열 기술을 사용할 수 있다.

광 무선 기술(optical wireless technology)

OWC(optical wireless communication) 기술은 가능한 모든 장치-대-액세스 네트워크를 위한 RF 기반 통신 외에도 6G 통신을 위해 계획되었다. 이러한 네트워크는 네트워크-대-백홀/프론트홀 네트워크 연결에 접속한다. OWC 기술은 4G 통신 시스템 이후 이미 사용되고 있으나 6G 통신 시스템의 요구를 충족시키기 위해 더 널리 사용될 것이다. 광 충실도(light fidelity), 가시광 통신, 광 카메라 통신 및 광 대역에 기초한 FSO(free space optical) 통신과 같은 OWC 기술은 이미 잘 알려진 기술이다. 광 무선 기술 기반의 통신은 매우 높은 데이터 속도, 낮은 지연 시간 및 안전한 통신을 제공할 수 있다. LiDAR(light detection and ranging) 또한 광 대역을 기반으로 6G 통신에서 초 고해상도 3D 매핑을 위해 이용될 수 있다.

FSO 백홀 네트워크

FSO 시스템의 송신기 및 수신기 특성은 광섬유 네트워크의 특성과 유사하다. 따라서, FSO 시스템의 데이터 전송은 광섬유 시스템과 비슷하다. 따라서, FSO는 광섬유 네트워크와 함께 6G 시스템에서 백홀 연결을 제공하는 좋은 기술이 될 수 있다. FSO를 사용하면, 10,000km 이상의 거리에서도 매우 장거리 통신이 가능하다. FSO는 바다, 우주, 수중, 고립된 섬과 같은 원격 및 비원격 지역을 위한 대용량 백홀 연결을 지원한다. FSO는 셀룰러 기지국 연결도 지원한다.

대규모 MIMO 기술

스펙트럼 효율을 향상시키는 핵심 기술 중 하나는 MIMO 기술을 적용하는 것이다. MIMO 기술이 향상되면 스펙트럼 효율도 향상된다. 따라서, 6G 시스템에서 대규모 MIMO 기술이 중요할 것이다. MIMO 기술은 다중 경로를 이용하기 때문에 데이터 신호가 하나 이상의 경로로 전송될 수 있도록 다중화 기술 및 THz 대역에 적합한 빔 생성 및 운영 기술도 중요하게 고려되어야 한다.

블록 체인

블록 체인은 미래의 통신 시스템에서 대량의 데이터를 관리하는 중요한 기술이 될 것이다. 블록 체인은 분산 원장 기술의 한 형태로서, 분산 원장은 수많은 노드 또는 컴퓨팅 장치에 분산되어 있는 데이터베이스이다. 각 노드는 동일한 원장 사본을 복제하고 저장한다. 블록 체인은 P2P(peer to peer) 네트워크로 관리된다. 중앙 집중식 기관이나 서버에서 관리하지 않고 존재할 수 있다. 블록 체인의 데이터는 함께 수집되어 블록으로 구성된다. 블록은 서로 연결되고 암호화를 사용하여 보호된다. 블록 체인은 본질적으로 향상된 상호 운용성(interoperability), 보안, 개인 정보 보호, 안정성 및 확장성을 통해 대규모 IoT를 완벽하게 보완한다. 따라서, 블록 체인 기술은 장치 간 상호 운용성, 대용량 데이터 추적성, 다른 IoT 시스템의 자율적 상호 작용 및 6G 통신 시스템의 대규모 연결 안정성과 같은 여러 기능을 제공한다.

3D 네트워킹

6G 시스템은 지상 및 공중 네트워크를 통합하여 수직 확장의 사용자 통신을 지원한다. 3D BS는 저궤도 위성 및 UAV를 통해 제공될 것이다. 고도 및 관련 자유도 측면에서 새로운 차원을 추가하면 3D 연결이 기존 2D 네트워크와 상당히 다르다.

양자 커뮤니케이션

6G 네트워크의 맥락에서 네트워크의 감독되지 않은 강화 학습이 유망하다. 지도 학습 방식은 6G에서 생성된 방대한 양의 데이터에 레이블을 지정할 수 없다. 비지도 학습에는 라벨링이 필요하지 않다. 따라서, 이 기술은 복잡한 네트워크의 표현을 자율적으로 구축하는 데 사용할 수 있다. 강화 학습과 비지도 학습을 결합하면 진정한 자율적인 방식으로 네트워크를 운영할 수 있다.

무인 항공기

UAV(unmanned aerial vehicle) 또는 드론은 6G 무선 통신에서 중요한 요소가 될 것이다. 대부분의 경우, UAV 기술을 사용하여 고속 데이터 무선 연결이 제공된다. 기지국 엔티티는 셀룰러 연결을 제공하기 위해 UAV에 설치된다. UAV는 쉬운 배치, 강력한 가시선 링크 및 이동성이 제어되는 자유도와 같은 고정 기지국 인프라에서 볼 수 없는 특정 기능을 가지고 있다. 천재 지변 등의 긴급 상황 동안, 지상 통신 인프라의 배치는 경제적으로 실현 가능하지 않으며, 때로는 휘발성 환경에서 서비스를 제공할 수 없다. UAV는 이러한 상황을 쉽게 처리할 수 있다. UAV는 무선 통신 분야의 새로운 패러다임이 될 것이다. 이 기술은 eMBB, URLLC 및 mMTC 인 무선 네트워크의 세 가지 기본 요구 사항을 용이하게 한다. UAV는 또한, 네트워크 연결성 향상, 화재 감지, 재난 응급 서비스, 보안 및 감시, 오염 모니터링, 주차 모니터링, 사고 모니터링 등과 같은 여러 가지 목적을 지원할 수 있다. 따라서, UAV 기술은 6G 통신에 가장 중요한 기술 중 하나로 인식되고 있다.

셀-프리 통신(cell-free Communication)

여러 주파수와 이기종 통신 기술의 긴밀한 통합은 6G 시스템에서 매우 중요하다. 결과적으로, 사용자는 디바이스에서 어떤 수동 구성을 만들 필요 없이 네트워크에서 다른 네트워크로 원활하게 이동할 수 있다. 사용 가능한 통신 기술에서 최상의 네트워크가 자동으로 선택된다. 이것은 무선 통신에서 셀 개념의 한계를 깨뜨릴 것이다. 현재, 하나의 셀에서 다른 셀로의 사용자 이동은 고밀도 네트워크에서 너무 많은 핸드 오버를 야기하고, 핸드 오버 실패, 핸드 오버 지연, 데이터 손실 및 핑퐁 효과를 야기한다. 6G 셀-프리 통신은 이 모든 것을 극복하고 더 나은 QoS를 제공할 것이다. 셀-프리 통신은 멀티 커넥티비티 및 멀티-티어 하이브리드 기술과 장치의 서로 다른 이기종 라디오를 통해 달성될 것이다.

무선 정보 및 에너지 전송 통합(wireless information and energy transfer, WIET)

WIET은 무선 통신 시스템과 같이 동일한 필드와 웨이브(wave)를 사용한다. 특히, 센서와 스마트폰은 통신 중 무선 전력 전송을 사용하여 충전될 것이다. WIET은 배터리 충전 무선 시스템의 수명을 연장하기 위한 유망한 기술이다. 따라서, 배터리가 없는 장치는 6G 통신에서 지원될 것이다.

센싱과 커뮤니케이션의 통합

자율 무선 네트워크는 동적으로 변화하는 환경 상태를 지속적으로 감지하고 서로 다른 노드간에 정보를 교환할 수 있는 기능이다. 6G에서, 감지는 자율 시스템을 지원하기 위해 통신과 긴밀하게 통합될 것이다.

액세스 백홀 네트워크의 통합

6G에서 액세스 네트워크의 밀도는 엄청날 것이다. 각 액세스 네트워크는 광섬유와 FSO 네트워크와 같은 백홀 연결로 연결된다. 매우 많은 수의 액세스 네트워크들에 대처하기 위해, 액세스 및 백홀 네트워크 사이에 긴밀한 통합이 있을 것이다.

홀로그램 빔포밍

빔포밍은 특정 방향으로 무선 신호를 전송하기 위해 안테나 배열을 조정하는 신호 처리 절차이다. 스마트 안테나 또는 진보된 안테나 시스템의 하위 집합이다. 빔포밍 기술은 높은 신호 대 잡음비, 간섭 방지 및 거부, 높은 네트워크 효율과 같은 몇 가지 장점이 있다. 홀로그램 빔포밍(hologram beamforming, HBF)은 소프트웨어-정의된 안테나를 사용하기 때문에 MIMO 시스템과 상당히 다른 새로운 빔포밍 방법이다. HBF는 6G에서 다중 안테나 통신 장치에서 신호의 효율적이고 유연한 전송 및 수신을 위해 매우 효과적인 접근 방식이 될 것이다.

빅 데이터 분석

빅 데이터 분석은 다양한 대규모 데이터 세트 또는 빅 데이터를 분석하기 위한 복잡한 프로세스이다. 이 프로세스는 숨겨진 데이터, 알 수 없는 상관 관계 및 고객 성향과 같은 정보를 찾아 완벽한 데이터 관리를 보장한다. 빅 데이터는 비디오, 소셜 네트워크, 이미지 및 센서와 같은 다양한 소스에서 수집된다. 이 기술은 6G 시스템에서 방대한 데이터를 처리하는 데 널리 사용된다.

LIS(large intelligent surface)

THz 대역 신호의 경우 직진성이 강하여 방해물로 인한 음영 지역이 많이 생길 수 있는데, 이러한 음영 지역 근처에 LIS 설치함으로써 통신 권역을 확대하고 통신 안정성 강화 및 추가적인 부가 서비스가 가능한 LIS 기술이 중요하게 된다. LIS는 전자기 물질(electromagnetic materials)로 만들어진 인공 표면(artificial surface)이고, 들어오는 무선파와 나가는 무선파의 전파(propagation)를 변경시킬 수 있다. LIS는 매시브 MIMO의 확장으로 보여질 수 있으나, 매시브 MIMO와 서로 다른 어레이(array) 구조 및 동작 메커니즘이 다르다. 또한, LIS는 수동 엘리먼트(passive elements)를 가진 재구성 가능한 리플렉터(reflector)로서 동작하는 점 즉, 활성(active) RF 체인(chain)을 사용하지 않고 신호를 수동적으로만 반사(reflect)하는 점에서 낮은 전력 소비를 가지는 장점이 있다. 또한, LIS의 수동적인 리플렉터 각각은 입사되는 신호의 위상 편이를 독립적으로 조절해야 하기 때문에, 무선 통신 채널에 유리할 수 있다. LIS 컨트롤러를 통해 위상 편이를 적절히 조절함으로써, 반사된 신호는 수신된 신호 전력을 부스트(boost)하기 위해 타겟 수신기에서 모여질 수 있다.

테라헤르츠(THz) 무선통신

도 11은 본 명세서에 적용 가능한 THz 통신 방법을 도시한 도면이다.

도 11을 참조하면, THz 무선통신은 대략 0.1~10THz(1THz=1012Hz)의 진동수를 가지는 THz파를 이용하여 무선통신을 이용하는 것으로, 100GHz 이상의 매우 높은 캐리어 주파수를 사용하는 테라헤르츠(THz) 대역 무선통신을 의미할 수 있다. THz파는 RF(Radio Frequency)/밀리미터(mm)와 적외선 대역 사이에 위치하며, (i) 가시광/적외선에 비해 비금속/비분극성 물질을 잘 투과하며 RF/밀리미터파에 비해 파장이 짧아 높은 직진성을 가지며 빔 집속이 가능할 수 있다.

또한, THz파의 광자 에너지는 수 meV에 불과하기 때문에 인체에 무해한 특성이 있다. THz 무선통신에 이용될 것으로 기대되는 주파수 대역은 공기 중 분자 흡수에 의한 전파 손실이 작은 D-밴드(110GHz~170GHz) 혹은 H-밴드(220GHz~325GHz) 대역일 수 있다. THz 무선통신에 대한 표준화 논의는 3GPP 이외에도 IEEE 802.15 THz WG(working group)을 중심으로 논의되고 있으며, IEEE 802.15의 TG(task group)(예, TG3d, TG3e)에서 발행되는 표준문서는 본 명세서에서 설명되는 내용을 구체화하거나 보충할 수 있다. THz 무선통신은 무선 인식(wireless cognition), 센싱(sensing), 이미징(imaging), 무선 통신(wireless), THz 네비게이션(navigation) 등에 응용될 수 있다.

구체적으로, 도 11을 참조하면, THz 무선통신 시나리오는 매크로 네트워크(macro network), 마이크로 네트워크(micro network), 나노스케일 네트워크(nanoscale network)로 분류될 수 있다. 매크로 네트워크에서 THz 무선통신은 V2V(vehicle-to-vehicle) 연결 및 백홀/프런트홀(backhaul/fronthaul) 연결에 응용될 수 있다. 마이크로 네트워크에서 THz 무선통신은 인도어 스몰 셀(small cell), 데이터 센터에서 무선 연결과 같은 고정된 point-to-point 또는 multi-point 연결, 키오스크 다운로딩과 같은 근거리 통신(near-field communication)에 응용될 수 있다. 하기 표 5는 THz 파에서 이용될 수 있는 기술의 일례를 나타낸 표이다.

도 12는 본 명세서에 적용 가능한 THz 무선 통신 송수신기를 도시한 도면이다.

도 12를 참조하면, THz 무선통신은 THz 발생 및 수신을 위한 방법을 기준으로 분류할 수 있다. THz 발생 방법은 광 소자 또는 전자소자 기반 기술로 분류할 수 있다.

이때, 전자 소자를 이용하여 THz를 발생시키는 방법은 공명 터널링 다이오드(resonant tunneling diode, RTD)와 같은 반도체 소자를 이용하는 방법, 국부 발진기와 체배기를 이용하는 방법, 화합물 반도체 HEMT(high electron mobility transistor) 기반의 집적회로를 이용한 MMIC(monolithic microwave integrated circuits) 방법, Si-CMOS 기반의 집적회로를 이용하는 방법 등이 있다. 도 12의 경우, 주파수를 높이기 위해 체배기(doubler, tripler, multiplier)가 적용되었고, 서브하모닉 믹서를 지나 안테나에 의해 방사된다. THz 대역은 높은 주파수를 형성하므로, 체배기가 필수적이다. 여기서, 체배기는 입력 대비 N배의 출력 주파수를 갖게 하는 회로이며, 원하는 하모닉 주파수에 정합시키고, 나머지 모든 주파수는 걸러낸다. 그리고, 도 12의 안테나에 배열 안테나 등이 적용되어 빔포밍이 구현될 수도 있다. 도 12에서, IF는 중간 주파수(intermediate frequency)를 나타내며, 트리플러(tripler), 멀리플러(multipler)는 체배기를 나타내며, PA는 전력 증폭기(power amplifier)를 나타내며, LNA는 저잡음 증폭기(low noise amplifier), PLL은 위상동기회로(phase-locked loop)를 나타낸다.

도 13은 본 명세서에 적용 가능한 THz 신호 생성 방법을 도시한 도면이다. 또한, 도 14은 본 명세서에 적용 가능한 무선 통신 송수신기를 도시한 도면이다.

도 13 및 도 14을 참조하면, 광 소자 기반 THz 무선통신 기술은 광소자를 이용하여 THz 신호를 발생 및 변조하는 방법을 말한다. 광 소자 기반 THz 신호 생성 기술은 레이저와 광변조기 등을 이용하여 초고속 광신호를 생성하고, 이를 초고속 광검출기를 이용하여 THz 신호로 변환하는 기술이다. 이 기술은 전자 소자만을 이용하는 기술에 비해 주파수를 증가시키기가 용이하고, 높은 전력의 신호 생성이 가능하며, 넓은 주파수 대역에서 평탄한 응답 특성을 얻을 수 있다. 광소자 기반 THz 신호 생성을 위해서는 도 13에 도시된 바와 같이, 레이저 다이오드, 광대역 광변조기, 초고속 광검출기가 필요하다. 도 13의 경우, 파장이 다른 두 레이저의 빛 신호를 합파하여 레이저 간의 파장 차이에 해당하는 THz 신호를 생성하는 것이다. 도 13에서, 광 커플러(optical coupler)는 회로 또는 시스템 간의 전기적 절연과의 결합을 제공하기 위해 광파를 사용하여 전기신호를 전송하도록 하는 반도체 디바이스를 의미하며, UTC-PD(uni-travelling carrier photo-detector)은 광 검출기의 하나로서, 능동 캐리어(active carrier)로 전자를 사용하며 밴드갭 그레이딩(bandgap grading)으로 전자의 이동 시간을 감소시킨 소자이다. UTC-PD는 150GHz 이상에서 광검출이 가능하다. 도 13에서, EDFA(erbium-doped fiber amplifier)는 어븀이 첨가된 광섬유 증폭기를 나타내며, PD(photo detector)는 광신호를 전기신호로 변환할 수 있는 반도체 디바이스를 나타내며, OSA는 각종 광통신 기능(예, 광전 변환, 전광 변환 등)을 하나의 부품으로 모듈화시킨 광모듈(optical sub assembly)를 나타내며, DSO는 디지털 스토리지 오실로스코프(digital storage oscilloscope)를 나타낸다.

도 15는 본 명세서에 적용 가능한 송신기 구조를 도시한 도면이다. 또한, 도 16은 본 명세서에 적용 가능한 변조기 구조를 도시한 도면이다.

도 15 및 도 16을 참조하면, 일반적으로 레이저(laser)의 광학 소스(optical source)를 광파 가이드(optical wave guide)를 통과시켜 신호의 위상(phase)등을 변화시킬 수 있다. 이때, 마이크로파 컨택트(microwave contact) 등을 통해 전기적 특성을 변화시킴으로써 데이터를 싣게 된다. 따라서, 광학 변조기 출력(optical modulator output)은 변조된(modulated) 형태의 파형으로 형성된다. 광전 변조기(O/E converter)는 비선형 크리스탈(nonlinear crystal)에 의한 광학 정류(optical rectification) 동작, 광전도 안테나(photoconductive antenna)에 의한 광전 변환(O/E conversion), 광속의 전자 다발(bunch of relativistic electrons)로부터의 방출(emission) 등에 따라 THz 펄스를 생성할 수 있다. 상기와 같은 방식으로 발생한 테라헤르츠 펄스(THz pulse)는 펨토 세컨드(femto second)부터 피코 세컨드(pico second)의 단위의 길이를 가질 수 있다. 광전 변환기(O/E converter)는 소자의 비선형성(non-linearity)을 이용하여, 하향 변환(Down conversion)을 수행한다.

테라헤르츠 스펙트럼의 용도(THz spectrum usage)를 고려할 때, 테라헤르츠 시스템을 위해서 고정된(fixed) 또는 모바일 서비스(mobile service) 용도로써 여러 개의 연속적인 기가헤르츠(contiguous GHz)의 대역들(bands)을 사용할 가능성이 높다. 아웃도어(outdoor) 시나리오 기준에 의하면, 1THz까지의 스펙트럼에서 산소 감쇠(Oxygen attenuation) 10^2 dB/km를 기준으로 가용 대역폭(Bandwidth)이 분류될 수 있다. 이에 따라 상기 가용 대역폭이 여러 개의 밴드 청크(band chunk)들로 구성되는 프레임워크(framework)가 고려될 수 있다. 상기 프레임워크의 일 예시로 하나의 캐리어(carrier)에 대해 테라헤르츠 펄스(THz pulse)의 길이를 50ps로 설정한다면, 대역폭(BW)은 약 20GHz가 된다.

적외선 대역(infrared band)에서 테라헤르츠 대역(THz band)으로의 효과적인 하향 변환(Down conversion)은 광전 컨버터(O/E converter)의 비선형성(nonlinearity)을 어떻게 활용하는가에 달려 있다. 즉, 원하는 테라헤르츠 대역(THz band)으로 하향 변환(down conversion)하기 위해서는 해당 테라헤르츠 대역(THz band)에 옮기기에 가장 이상적인 비선형성(non-linearity)을 갖는 광전 변환기(O/E converter)의 설계가 요구된다. 만일 타겟으로 하는 주파수 대역에 맞지 않는 광전 변환기(O/E converter)를 사용하는 경우, 해당 펄스(pulse)의 크기(amplitude), 위상(phase)에 대하여 오류(error)가 발생할 가능성이 높다.

단일 캐리어(single carrier) 시스템에서, 광전 변환기 1개를 이용하여 테라헤르츠 송수신 시스템이 구현될 수 있다. 채널 환경에 따라 달라지지만 멀리 캐리어(Multi carrier) 시스템에서, 캐리어 수만큼 광전 변환기가 요구될 수 있다. 특히 전술한 스펙트럼 용도와 관련된 계획에 따라 여러 개의 광대역들을 이용하는 멀티 캐리어 시스템인 경우, 그 현상이 두드러지게 될 것이다. 이와 관련하여 상기 멀티 캐리어 시스템을 위한 프레임 구조가 고려될 수 있다. 광전 변환기를 기반으로 하향 주파수 변환된 신호는 특정 자원 영역(예: 특정 프레임)에서 전송될 수 있다. 상기 특정 자원 영역의 주파수 영역은 복수의 청크(chunk)들을 포함할 수 있다. 각 청크(chunk)는 적어도 하나의 컴포넌트 캐리어(CC)로 구성될 수 있다.

여기서, 본 명세서의 무선 기기(200a, 200b)에서 구현되는 무선 통신 기술은 LTE, NR 및 6G뿐만 아니라 저전력 통신을 위한 Narrowband Internet of Things를 포함할 수 있다. 이때, 예를 들어 NB-IoT 기술은 LPWAN(Low Power Wide Area Network) 기술의 일례일 수 있고, LTE Cat NB1 및/또는 LTE Cat NB2 등의 규격으로 구현될 수 있으며, 상술한 명칭에 한정되는 것은 아니다. 추가적으로 또는 대체적으로, 본 명세서의 무선 기기(XXX, YYY)에서 구현되는 무선 통신 기술은 LTE-M 기술을 기반으로 통신을 수행할 수 있다. 이때, 일 예로, LTE-M 기술은 LPWAN 기술의 일례일 수 있고, eMTC(enhanced Machine Type Communication) 등의 다양한 명칭으로 불릴 수 있다. 예를 들어, LTE-M 기술은 1) LTE CAT 0, 2) LTE Cat M1, 3) LTE Cat M2, 4) LTE non-BL(non-Bandwidth Limited), 5) LTE-MTC, 6) LTE Machine Type Communication, 및/또는 7) LTE M 등의 다양한 규격 중 적어도 어느 하나로 구현될 수 있으며 상술한 명칭에 한정되는 것은 아니다. 추가적으로 또는 대체적으로, 본 명세서의 무선 기기(200a, 200b)에서 구현되는 무선 통신 기술은 저전력 통신을 고려한 지그비(ZigBee), 블루투스(Bluetooth) 및 저전력 광역 통신망(Low Power Wide Area Network, LPWAN) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있으며, 상술한 명칭에 한정되는 것은 아니다. 일 예로 ZigBee 기술은 IEEE 802.15.4 등의 다양한 규격을 기반으로 소형/저-파워 디지털 통신에 관련된 PAN(personal area networks)을 생성할 수 있으며, 다양한 명칭으로 불릴 수 있다.

<본 발명 관련 내용>

앞서 살핀 내용들은 후술할 본 명세서에서 제안하는 실시예들과 결합되어 적용될 수 있으며, 또는 본 명세서에서 제안하는 실시예들의 기술적 특징을 명확하게 하는데 보충될 수 있다. 이하 설명되는 실시예들은 설명의 편의를 위하여 구분된 것일 뿐, 어느 한 실시예의 일부 구성이 다른 실시예의 일부 구성과 치환되거나, 상호 간에 결합되어 적용될 수 있음은 물론이다.

이하 후술하는 본 명세서의 실시예와 관련하여 사용되는 기호/약어/용어는 다음과 같다.

- AWGN: Additive White Gaussian Noise

- CP: Cyclic Prefix

- CS: Cyclic Shift

- DFT-s-OFDM: Discrete Fourier Transform - Spread - Orthogonal Frequency Division Multiplexing

- DL: Downlink

- DAO: Data Allocation Offset

- FDE: Frequency Domain Equalization

- FDMA : Frequency Division Multiple Access

- ICI: Inter Carrier Interference

- ISI: Inter Symbol Interference

- OFDM: Orthogonal Frequency Division Multiplexing

- PN: Phase Noise

- PSS: Primary Synchronization Signal

- RE: Resource Element

- RB: Resource Block

- SCS: Sub Carrier Spacing

- SPS: Semi Persistent Scheduling

- THz: TeraHertz

- UL: Uplink

도 17은 본 명세서에 적용 가능한 위상 잡음을 도시한 그래프이다.

고주파수 대역에서의 통신 시스템에서는 위상 잡음(phase noise)이 발생할 수 있다. 위상 잡음은 다음 수학식 1과 같이 나타낼 수 있다.

[수학식 1]

수학식 1에서, f₀는 동작 주파수일 수 있고, Q는 오실레이터의 Q 값일 수 있고, f_m은 오프셋 주파수일 수 있고, f_c는 컷오프 주파수일 수 있고, F는 버퍼 증폭기의 잡음 상수일 수 있고, T는 캘빈 온도일 수 있고, P_c는 오실레이터의 출력일 수 있다.

수학식 1에 따르면, 위상 잡음은 캐리어 주파수가 2배 증가하는 경우, 6dB 증가할 수 있다. 이러한 위상 잡음 보상하기 위하여 5G NR의 mmWave대역의 통신 시스템에서는 위상 추적 참조 신호(Phase Tracking Reference Signal, PT-RS)를 도입하였다. 다만, 위상 추적 참조 신호는 데이터 채널의 위상 잡음을 보상하기 위한 것이다. 따라서, 동기화 단계에서는 채널의 위상 잡음이 보상되지 않을 수 있고, 단말은 동기 신호 블록을 탐색할 수 있다.

동기화 단계에서의 위상 잡음을 보상하기 위하여 서브 캐리어 공간(Sub Carrier Spacing)의 크기를 증가시키는 방안이 있으나, 서브 캐리어 공간의 크기가 커지면 OFDM 심볼 및 순환 전치(Cyclic Prefix, CP)의 크기는 작아질 수 있다. 이는 다중 셀(cell), 분산(distributed) MIMO(multi input multi output) 또는 RIS(Reconfigurable Intelligent Surface)를 사용하거나 실내 전파 환경에서 채널이 다중 경로 페이딩 채널인 경우 ISI로 인해 신호가 왜곡될 수 있다. 따라서, 캐리어 주파수가 증가함에 따라 서브 캐리어 공간의 크기를 증가시키는데 한계가 있다.

한편, LTE/LTE-A는 접속 방식으로 하향링크에서는 CP-OFDM(Cyclic Prefix based Orthogonal Frequency Division Multiplexing)을, 상향링크에서는 DFT-s-OFDM(Discrete Fourier Transform spread Orthogonal Frequency Division Multiplexing)을 사용한다. DFT-s-OFDM은 SC-FDMA(Single Carrier Frequency Division Multiple Access)란 이름으로 더 잘 알려져 있다. 5G NR도 역시 접속 방식으로 CP-OFDM을 사용하며, LTE와 달리 상향링크에서도 CP-OFDM을 지원한다. DFT-s-OFDM은 5G NR의 상향링크에서의 접속 방식으로 여전히 유효하며, 5G NR을 지원하는 모든 장치가 필수적으로 지원할 수 있다. 네트워크는 CP-OFDM과 DFT-s-OFDM 중 상향링크에 사용할 접속 방식을 결정할 수 있다.

5G NR의 FR2에 해당하는 주파수 대역 및/또는 6G의 THz 대역에 해당하는 주파수 대역에서 CP-OFDM을 사용하는 경우, PAPR(Peak-to-Average Power Ratio)가 증가할 수 있다. 이에 따라, 상대적으로 PARP이 낮은 DFT-s-OFDM을 하향링크의 접속 방식으로 사용하려고 하는 논의가 진행 중이다.

DFT-s-OFDM은 OFDM에 비해 PAPR이 낮고 위상 잡음을 보상하는 데 있어 OFDM에 비해 이점을 가지고 있다. DFT-s-OFDM은 시간 도메인(time domain)의 샘플 단위로 위상 추적 기준 신호를 매핑하고 보간(interpolation) 기법을 사용할 수 있기 때문에 위상 잡음을 보상하는 데 있어 OFDM에 비해 이점을 가지고 있다. DFT-s-OFDM을 통해 동기화 단계에서 위상 잡음을 보상할 수 있는 경우 서브 캐리어 공간을 증가시킬 필요가 없을 수 있다.

한편, 하나의 셀은 3개의 셀 구역(cell sector)을 포함할 수 있고, 셀 ID는 셀 구역 ID로 나눌 수 있다. 기지국은 PSS(primary synchronization signal)를 통해 셀 구역 정보를 단말에 전송할 수 있다. 여기서, 셀 구역 정보는 셀 구역 ID를 포함할 수 있다.

도 18은 본 명세서에 적용 가능한 단말의 PSS 탐색 확률을 도시한 그래프이다.

도 18은 위상 잡음 모델(multi pole zero)을 이용하여 캐리어 주파수에 따른 위상 잡음을 생성하고 기존 PSS 구조를 이용한 경우 SNR(Signal-to-Noise ratio)에 따른 단말이 PSS를 탐색할 수 있는 확률을 나타낸다. 또한, 도 18에서 서브캐리어 공간의 크기는 240kHz일 수 있다.

도 18을 참조하면, 캐리어 주파수가 150GHz인 경우 SNR 값이 일정 값(예를 들어, -6dB)보다 크면 단말이 PSS를 탐색하는 확률이 1일 수 있으나, 캐리어 주파수가 150GHz인 경우 SNR 값이 증가해도 PSS를 탐색하는 확률이 단말이 PSS를 탐색하는 확률이 1로 수렴하지 않아, 단말이 PSS 탐색에 실패하는 경우가 발생할 수 있다.

도 19는 본 명세서에 적용 가능한 위상 잡음 및 위상 잡음 오프셋을 도시한 그래프이다.

도 19는 캐리어 주파수가 350GHz이고 서브캐리어 공간이 240kHz인 경우 샘플 인덱스에 따른 위상 잡음 및 위상 잡음 오프셋의 위상을 나타낸다. 또한, 위상 잡음은 도 18의 경우와 동일한 위상 잡음 모델을 이용하여 생성된 것일 수 있고, 이 경우, 위상 잡음 및 시간 샘플 사이에 상관(correlation)이 존재할 수 있다.

도 19를 참조하면, 캐리어 주파수가 350GHz인 경우, 위상 잡음 오프셋의 위상이 매우 작을 수 있다. 본 발명은 단말이 PSS를 탐색하는 경우에 발생하는 위상 잡음의 특성을 이용하여 위상 잡음을 제거할 수 있는 PSS 및 이를 이용한 단말의 PSS 탐색 방법을 제공하는데 있다.

기지국은 DFT-s-OFDM 심볼에 PSS를 할당할 수 있다. 즉, 기지국은 시간 영역에서 PSS를 매핑할 수 있다. 이는 OFDM과 마찬가지로 주파수 영역 및 시간 영역 모두에 신호를 매핑할 수 있는 DFT-s-OFDM의 특성을 이용한 것일 수 있고, 주파수 영역에 PSS를 매핑하는 OFDM과의 차이일 수 있다.

단말은 시간 영역에서 PSS를 획득할 수 있고, PSS에 시퀀스의 크기의 상관 값을 적용하여 셀 구역 정보를 검출할 수 있다. 여기서, 셀 구역 정보는 셀 ID를 포함할 수 있다.

이와 같이 시간 영역에 PSS를 할당하는 경우 샘플 사이에 위상 잡음을 이용하는 차동 코딩(differential coding)을 적용하면 상술한 바와 같이 PSS의 위상 잡음을 제거할 수 있다. 이를 상세히 설명하면 다음과 같을 수 있다.

도 20은 본 명세서에 적용 가능한 기지국의 블록도이다. 도 21은 본 명세서에 적용 가능한 차동 인코더의 개념도이다.

도 20 내지 21을 참조하면, 기지국(1000)은 PSS 시퀀스 생성기(1010), 차동 인코더(1020), 프리코더(1030), 자원 매퍼(1040), IDFT 모듈(1050) 및 CP 삽입기(1060)을 포함할 수 있다. PSS 시퀀스 생성기(1010)는 셀 구역 정보를 기초로 PSS 시퀀스를 생성할 수 있다. PSS 시퀀스 생성기(100)는 예를 들어, 기지국은 m-시퀀스(m-sequence) 또는 ZC(Zadoff-Chu)시퀀스를 기초로 PSS 시퀀스를 생성할 수 있으나, 이는 일 예시이며 이에 한정하지 아니한다. 기지국은 다음 수학식 2 내지 6을 기초로 PSS 시퀀스를 생성할 수 있다.

수학식 2 내지 6에서 은 n번째 시간 샘플의 PSS 시퀀스일 수 있고, 는 셀의 3번째 구역에서의 셀 ID일 수 있다. 여기서, n번째 시간 샘플은 DFT-s-OFDM에서 n번째 시간 샘플일 수 있다. 또한, 일 수 있고, 일 수 있다. 기지국이 수학식 2 내지 6을 기초로 생성한 PSS 시퀀스는 다음 표 6과 같을 수 있다.

PSS 시퀀스 생성기(1010)는 PSS 시퀀스를 차동 인코더(1020)에 전송할 수 있다.

차동 인코더(1020)는 PSS 시퀀스를 시퀀스 생성기(1010)로부터 수신할 수 있다. 차동 인코더(1020)는 PSS 시퀀스에 차동 인코딩을 수행할 수 있다. 차동 인코더(1020)는 도 21과 같이 구성될 수 있다. 차동 인코더(1020)는 수학식 7을 기초로 PSS 시퀀스에 차동 인코딩을 수행할 수 있다.

수학식 7에서, 은 차동 인코딩이 수행된 n번째 시간 샘플의 PSS 시퀀스일 수 있고, 은 n-1번째 시간 샘플의 PSS 시퀀스일 수 있다. 차동 인코더(1020)는 차동 인코딩이 수행된 PSS 시퀀스를 프리코더(1030)에 전송할 수 있다.

프리코더(1030)는 차동 인코딩이 수행된 PSS 시퀀스를 차동 인코더(1020)로부터 수신할 수 있다. 프리코더(1030)는 차동 인코딩이 수행된 PSS 시퀀스에 DFT(M-point DFT)를 수행할 수 있다. 프리코더(1030)는 DFT가 수행된 PSS 시퀀스를 자원 매퍼(1040)에 전송할 수 있다.

자원 매퍼(1040)는 DFT가 수행된 PSS 시퀀스를 프리코더(1030)로부터 수신할 수 있다. 자원 매퍼(1040)는 DFT가 수행된 PSS 시퀀스를 자원에 매핑할 수 있다. 자원 매퍼(1040)는 PSS 시퀀스가 매핑된 자원을 IDFT 모듈(1050)에 전송할 수 있다.

IDFT 모듈(1050)은 PSS 시퀀스가 매핑된 자원을 자원 매퍼(1040)로부터 수신할 수 있다. IDFT 모듈(1050)은 PSS 시퀀스가 매핑된 자원에 IDFT(N-point IDFT)를 수행하여 DFT-s-OFDM 심볼을 생성할 수 있다. IDFT 모듈(1050)은 DFT-s-OFDM 심볼을 CP 삽입기(1060)에 전송할 수 있다.

CP 삽입기(1060)는 DFT-s-OFDM 심볼을 IDFT 모듈(1050)로부터 수신할 수 있다. CP 삽입기(1060)는 DFT-s-OFDM 심볼에 CP를 부가하여 하향링크 신호를 생성할 수 있다. CP 삽입기(1060)는 하향링크 신호를 단말에 전송할 수 있다. 단말에 전송한 하향링크 신호를 송신 신호라고 한다.

도 22는 본 명세서에 적용 가능한 단말의 블록도이다. 도 23은 본 명세서에 적용 가능한 차동 디코더의 개념도이다. 도 24는 본 명세서에 적용 가능한 시퀀스 추출기의 개념도이다.

도 22를 참조하면, 단말(2000)은 필터(2010), 샘플러(2020), 차동 디코더(2030), 시퀀스 추출기(2040) 및 시퀀스 분류기(2050)을 포함할 수 있다.

필터(2010)는 하향링크 신호를 수신할 수 있다. 필터(2010)는 로우 패스 필터(low pass filter, LPF)일 수 있다. 필터(2010)가 수신한 하향링크 신호는 수신 신호라고 한다. 수신 신호는 다음 수학식 6과 같이 나타낼 수 있다.

수학식 8에서, 은 n번째 시간 샘플의 수신 신호일 수 있고, h(n)은 n번째 시간 샘플의 채널 상태일 수 있고, 은 n번째 시간 샘플의 송신 신호일 수 있다. 은 n번째 시간 샘플의 채널 잡음일 수 있다. 필터(2010)는 수신 신호를 필터링할 수 있다. 필터(2010)는 필터링된 수신 신호를 샘플러(2020)에 전송할 수 있다.

샘플러(2020)는 필터링된 수신 신호를 필터(2010)로부터 수신할 수 있다. 샘플러(2020)는 데시메이터(decimator)일 수 있다. 샘플러(2020)는 필터링된 수신 신호를 샘플링할 수 있다. 여기서, 샘플링은 다운 샘플링일 수 있다. 샘플러(2020)는 샘플링된 수신 신호를 차동 디코더(2030)에 전송할 수 있다.

차동 디코더(2030)는 샘플링된 수신 신호를 샘플러(2020)로부터 수신할 수 있다. 차동 디코더(2030)는 도 24와 같이 구성될 수 있다. 차동 디코더(2030)는 아래 수학식 9를 기초로 차동 디코딩을 수행할 수 있다.

수학식 9에서, 은 차동 디코딩이 수행된 수신 신호일 수 있고, 은 n-1번째 시간 샘플의 수신 신호일 수 있다. 차동 디코더(2030)는 차동 디코딩이 수행된 수신 신호를 시퀀스 추출기(2040)에 전송할 수 있다.

시퀀스 추출기(2040)는 차동 디코딩이 수행된 수신 신호를 차동 디코더(2030)로부터 수신할 수 있다. 도 24를 참조하면, 시퀀스 추출기(2040)는 참조 신호 생성기(2041), 상관기(2043) 정규화기(2045) 및 곱셈기(2047)를 포함할 수 있다.

참조 신호 생성부(2041)는 PSS 시퀀스를 생성하고, PSS 시퀀스에 DFT(M-point)를 수행하고, DFT가 수행된 PSS 시퀀스를 자원에 매핑하고, PSS가 매핑된 자원에 IDFT((N/decimation ratio)-point IDFT)를 수행하여 참조 신호를 생성할 수 있다. 여기서, PSS 시퀀스는 n-1 번째 타임 샘플의 PSS 시퀀스일 수 있다. 참조 신호 생성부(2041)는 참조 신호를 상관기(2043)에 전송할 수 있다.

상관기(2043)는 차동 디코딩이 수행된 수신 신호를 차동 디코더(2030)로부터 수신할 수 있고, 참조 신호를 상관기(2043)로부터 수신할 수 있다. 상관기는 차동 디코딩이 수행된 수신 신호 및 참조 신호의 상관을 기초로 기초로 상관 신호를 생성할 수 있다. 상관기(2043) 상관 신호를 곱셈기(2047)에 전송할 수 있다.

정규화기(2045)는 차동 디코딩이 수행된 수신 신호를 차동 디코더(2030)로부터 수신할 수 있다. 정규화기(2045)는 차동 디코딩이 수행된 수신 신호에 정규화를 수행할 수 있다. 정규화기(2045)는 정규화된 수신 신호를 곱셈기(2047)에 전송할 수 있다.

곱셈기(2047)는 상관 신호를 상관기(2043)로부터 수신할 수 있고, 정규화된 수신 신호를 정규화기(2045)로부터 수신할 수 있다. 곱셈기(2047)는 상관 신호 및 정규화된 수신 신호의 곱셈 연산을 수행하여 PSS 시퀀스를 획득할 수 있다.

한편, 시퀀스 추출기(2040)는 복수일 수 있다. 시퀀스 추출기(2040)의 개수는 하나의 셀에 존재하는 셀 구역의 개수와 동일할 수 있다. 즉, 하나의 셀의 3개의 셀 구역이 존재하는 경우, 시퀀스 추출기(2040)의 개수는 3개일 수 있다. 이 경우, 각각의 시퀀스 추출기(2040)는 각각의 셀 구역 정보에 해당하는 PSS 시퀀스를 획득할 수 있다.

시퀀스 추출기(2040)는 단말은 다음 수학식 10 내지 12를 기초로 PSS 시퀀스를 획득할 수 있다.

수학식 10 내지 12에서, 은 n-1번째 송신 신호일 수 있고, 은 n번째 시간 샘플의 수신 신호에 대한 위상 잡음일 수 있고, 은 위상 잡음 오프셋일 수 있고, 은 n-1번째 시간 샘플의 채널 상태일 수 있고, 은 n-1번째 시간 샘플의 채널 잡음일 수 있다. 시퀀스 추출기(2040)는 PSS 시퀀스를 시퀀스 분류기(2050)에 제공할 수 있다.

시퀀스 분류기(2050)는 PSS 시퀀스를 시퀀스 추출기(2040)로부터 수신할 수 있다. 시퀀스 분류기(2050)의 개수는 복수일 수 있고, 시퀀스 추출기(2040)의 개수와 동일할 수 있다. 예를 들어, 시퀀스 분류기(2050)는 3개일 수 있다.

시퀀스 분류기(2050)는 PSS 시퀀스에 대한 분류를 수행하여 셀 구역 정보를 획득할 수 있다. 예를 들어,3개의 시퀀스 분류기(2050)가 3개의 시퀀스 추출기(2040)로부터 각각 하나의 PSS 시퀀스를 수신한 경우, 시퀀스 분류기(2050)는 각각 PSS 시퀀스에 대한 분류를 수행하여, 하나의 셀에 포함된 서로 다른 3개의 구역 정보를 획득할 수 있다.

도 25 내지 26은 본 명세서에 적용 가능한 단말에 따른 효과를 도시한 그래프이다.

도 25 내지 26은 기존의 PSS을 기초로 단말이 PSS를 탐색할 수 있는 확률 및 위상 잡음이 제거된 PSS를 기초로 단말이 PSS를 탐색할 수 있는 확률을 도시한 그래프이다. 여기서, 위상 잡음이 제거된 PSS는 도 20 내지 24의 PSS일 수 있다.

도 25는 캐리어 주파수가 150GHz인 경우에 단말이 PSS를 탐색할 수 있는 확률을 도시한 그래프이다. 도 26은 캐리어 주파수가 350GHz인 경우에 단말이 PSS를 탐색할 수 있는 확률을 도시한 그래프이다. 또한, 도 25 및 26에서 서브 캐리어 간격은 240kHz일 수 있고, IFFT 크기는 1024일 수 있으며, DFT 크기는 128일 수 있고, 위상 잡음 모델은 multi pole zero일 수 있다.

도 25 내지 26을 참조하면, 도 25와 같이 캐리어 주파수가 150GHz인 경우, 기존의 PSS을 기초로 단말이 PSS를 탐색할 수 있는 확률 및 위상 잡음이 제거된 PSS를 기초로 단말이 PSS를 탐색할 수 있는 확률은 거의 동일하나 도 25와 같이 캐리어 주파수가 350GHz인 경우, SNR의 크기가 일정 값보다 커지는 경우, 기존의 PSS을 기초로 단말이 PSS를 탐색할 수 있는 확률에 비해 위상 잡음이 제거된 PSS를 기초로 단말이 PSS를 탐색할 수 있는 확률이 높은 것을 확인할 수 있다. 캐리어 주파수가 350GHz이고, SNR의 크기가 2[dB]보다 큰 경우, 위상 잡음이 제거된 PSS를 기초로 단말이 PSS를 탐색하는 경우 확률이 1이될 수 있다.

다만, SNR의 크기가 일정 값이 이하인 경우 위상 잡음이 제거된 PSS를 차동 디코딩하는 과정에서 잡음이 증폭될 수 있다. 이로 인해, 위상 잡음이 제거된 PSS를 기초로 단말이 PSS를 탐색할 수 있는 확률은 기존의 PSS을 기초로 단말이 PSS를 탐색할 수 있는 확률에 비해 매우 작아지는 문제점이 있다.

도 27은 기존의 PSS에 의한 상관을 도시한 개념도이다. 도 28은 본 명세서에 적용 가능한 PSS에 의한 상관을 도시한 개념도이다.

도 27 내지 28은 타임 시프트에 따른 각각의 셀 ID의 상관을 나타낸다. 도 27 내지 28을 참조하면, 기존의 PSS에 의한 상관과 차동 인코딩을 수행하여 생성한 PSS의 상관이 거의 동일한 것을 확인할 수 있다. 이러한 특성을 이용하여 SNR 값이 일정 값 이하인 경우에 PSS 탐색 확률이 감소하는 것을 방지할 수 있다. 이러한 특성을 이용한 단말은 다음과 같을 수 있다.

도 29는 본 명세서에 적용 가능한 단말의 블록도이다. 도 30은 본 명세서에 적용 가능한 제2 시퀀스 추출기의 개념도이다.

도 29를 참조하면 단말(3000)은 필터(3010), 샘플러(3020), 차동 디코더(3030), 제1 시퀀스 추출기(3040) 및 제1 시퀀스 분류기(3050), 제2 시퀀스 추출기(3060) 및 제2 시퀀스 분류기(3070)를 포함할 수 있다.

필터(3010), 차동 디코더(3030), 제1 시퀀스 추출기(3040) 및 제1 시퀀스 분류기(3050)는 각각 도 22의 필터(2010), 차동 디코더(2030), 시퀀스 추출기(2040) 및 시퀀스 분류기(2050)와 동일할 수 있다. 또한, 샘플러(3020)는 샘플링된 수신 신호를 제2 시퀀스 추출기(3060)에 더 제공하는 것을 제외하고 도 22의 샘플러(2020)와 동일할 수 있다.

제2 시퀀스 추출기(3060)는 샘플링된 수신 신호를 샘플러(3020)로부터 수신할 수 있다. 제2 시퀀스 추출기(3060)는 참조 신호 생성기(3061), 상관기(3063), 정규화기(3065) 및 곱셈기(3067)를 포함할 수 있다. 참조 신호 생성기(3061)는 PSS 시퀀스를 생성하고, PSS 시퀀스에 차동 인코딩을 수행하고, 차동 인코딩이 수행된 PSS에 DFT(M-point)를 수행하고, DFT가 수행된 PSS 시퀀스를 자원에 매핑하고, PSS가 매핑된 자원에 IDFT((N/decimation ratio)-point IDFT)를 수행하여 참조 신호를 생성할 수 있다. 여기서, PSS 시퀀스는 n-1 번째 타임 샘플의 PSS 시퀀스일 수 있다. 참조 신호 생성부(3061)는 참조 신호를 상관기(3063)에 전송할 수 있다.

상관기(3063)는 샘플링된 수신 신호를 샘플러(3020)로부터 수신할 수 있고, 참조 신호를 참조 신호 생성부(3061)로부터 수신할 수 있다. 상관(3063)는 샘플링된 수신 신호 및 참조 신호를 기초로 상관 신호를 생성할 수 있다. 상관기(3063)는 상관 신호를 곱셈기(3067)에 전송할 수 있다.

정규화기(3065)는 샘플링된 수신 신호를 샘플러(3020)로부터 수신할 수 있다. 정규화기(3065)는 샘플링된 수신 신호에 정규화를 수행할 수 있다. 정규화기(3065)는 정규화가 수행된 수신 신호를 곱셈기(3067)에 전송할 수 있다.

곱셈기(3067)는 상관 신호를 상관기(3063)로부터 수신할 수 있고, 정규화된 수신 신호를 정규화기(3065)로부터 수신할 수 있다. 곱셈기(3067)는 상관 신호 및 정규화된 수신 신호의 곱셈 연산을 수행하여 PSS 시퀀스를 획득할 수 있다.

한편, 제2 시퀀스 추출기(3060)는 복수일 수 있고, 제1 시퀀스 추출기(3040)의 개수와 동일할 수 있다. 예를 들어, 제2 시퀀스 추출기(3060)의 개수는 3개일 수 있다. 제2 시퀀스 추출기(3060)는 PSS 시퀀스를 제2 시퀀스 분류기(3070)에 전송할 수 있다.

제2 시퀀스 분류기(3070)는 PSS 시퀀스를 제2 시퀀스 추출기(3060)로부터 수신할 수 있다. 제2 시퀀스 분류기(3070)는 PSS 시퀀스에 대한 분류를 수행하여 셀 구역 정보를 획득할 수 있다.

도 31은 본 명세서에 적용가능한 단말의 효과를 도시한 그래프이다.

도 31은 서브 캐리어 간격은 240kHz이고, 캐리어 주파수가 350GHz이며, IFFT 크기는 1024이고, DFT 크기는 128이며, 위상 잡음 모델은 multi pole zero인 경우, SNR 대비 단말의 PSS 탐색 확률을 도시한 그래프이다.

도 31을 참조하면, 도 29와 같이 단말(3000)이 제1 PSS 시퀀스 추출기(3040) 및 제2 PSS 시퀀스 추출기(3060)를 병렬적으로 포함하는 경우에 SNR이 일정값 이하인 경우 기존의 PSS 시퀀스 탐색 방법과 확률이 동일하고, SNR이 일정값 이상인 경우, 기존의 PSS 시퀀스 탐색 방법에 비해 확률이 증가할 수 있다.

도 32는 본 명세서에 적용 가능한 기지국의 동작의 흐름도이다.

도 32를 참조하면, 기지국은 PSS 시퀀스를 생성할 수 있다(S3210). 기지국은 셀 구역 정보를 기초로 PSS 시퀀스를 생성할 수 있다. 기지국은 PSS 시퀀스에 차동 인코딩을 수행할 수 있다(S3220). 기지국은 차동 인코딩이 수행된 PSS 시퀀스에 DFT를 수행할 수 있다(S3230). 기지국은 차동 인코딩이 수행된 PSS 시퀀스에 DFT(N-point DFT)를 수행할 수 있다. 기지국은 DFT가 수행된 PSS 시퀀스에 자원을 매핑할 수 있다(S3240). 기지국은 PSS 시퀀스가 매핑된 자원을 기초로 DFT-s-OFDM 심볼을 생성할 수 있다. 기지국은 PSS 시퀀스가 매핑된 자원에 IDFT(N-point IDFT)를 수행하여 DFT-s-OFDM 심볼을 생성할 수 있다. 기지국은 DFT-s-OFDM 심볼에 CP를 부가하여 하향링크 신호를 생성할 수 있다(S3260). 기지국은 하향링크 신호를 단말에 전송할 수 있다(S3270).

도 33은 본 명세서에 적용 가능한 단말의 동작의 흐름도이다.

도 33을 참조하면, 단말은 하향링크 신호를 수신할 수 있다(S3310). 단말은 하향링크 신호를 필터링할 수 있다(SS320). 단말은 로우 패스 필터를 통해 하향링크 신호에 필터링을 수행할 수 있다.

단말은 필터링된 하향링크 신호를 샘플링할 수 있다(S3330). 단말은 필터링된 하향링크 신호에 다운 샘플링을 수행할 수 있다.

단말은 샘플링이 수행된 하향링크 신호에 차동 디코딩을 수행할 수 있다(S3340).

단말은 차동 디코딩이 수행된 하향링크 신호를 기초로 PSS 시퀀스를 획득할 수 있다(S3350). 단말은 하향링크 신호의 상관을 기초로 PSS 시퀀스를 획득할 수 있다. 단말은 참조 신호 및 차동 디코딩이 수행된 하향링크 신호의 상관을 기초로 PSS 시퀀스를 획득할 수 있다. 여기에서, 참조 신호는 상기 PSS 시퀀스가 생성된 타임 샘플 이전의 타임 샘플에서의 PSS 시퀀스를 생성하고 PSS 시퀀스에 DFT를 수행하고, 자원을 매핑하고, IDFT를 수행하여 생성된 것일 수 있다.

단말은 셀 영역 정보를 획득할 수 있다(S3360). 단말은 S3350 단계에서 획득한 PSS 시퀀스를 분류하여 셀 영역 정보를 획득할 수 있다. 여기서, 셀 구역 정보는 셀 구역 ID 및 슬롯 바운더리를 포함할 수 있다.

다시 S3330으로 돌아가서, 단말은 샘플링된 하향링크 신호를 기초로 PSS 시퀀스를 획득할 수 있다(S3370). 단말은 참조 신호 및 샘플링된 하향링크 신호의 상관을 기초로 PSS 시퀀스를 획득할 수 있다. 여기에서, 참조 신호는 상기 PSS 시퀀스가 생성된 타임 샘플 이전의 타임 샘플에서의 PSS 시퀀스를 생성하고 PSS 시퀀스에 차동 인코딩을 수행하고, DFT를 수행하고, 자원을 매핑하고, IDFT를 수행하여 생성된 것일 수 있다.

단말은 PSS 시퀀스 기초로 셀 영역 정보를 획득할 수 있다(S3370). 단말은 S3360에서 획득한 PSS 시퀀스를 분류하여 셀 영역 정보를 획득할 수 있다. 여기서, 셀 구역 정보는 셀 구역 ID를 포함할 수 있다.

한편, 본 명세서에서는 기지국이 PSS 시퀀스를 생성하고 이를 기초로 차동 인코딩을 적용하였으나, 다음 표 7과 같이 PSS 시퀀스를 구성하는 경우에도 동일한 효과를 가질 수 있다.

이러한 PSS 시퀀스는 자동 정정(auto-correlation) 특성과 교차 정정(cross-correlation) 특성이 좋으면서 차동 디코딩을 적용한 이후에도 변함없이 자동 정정 특성 및 교차 정정 특성이 우수한 시퀀스일 수 있다.

이상에서 설명된 실시 예들은 본 명세서의 구성요소들과 특징들이 소정 형태로 결합된 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려되어야 한다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 명세서의 실시 예를 구성하는 것도 가능하다. 본 명세서의 실시 예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시 예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다. 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시 예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함시킬 수 있음은 자명하다.

본 명세서에 따른 실시 예는 다양한 수단, 예를 들어, 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시 예는 하나 또는 그 이상의 ASICs(application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 프로세서, 콘트롤러, 마이크로 콘트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.

펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 명세서의 일 실시 예는 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차, 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리는 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고받을 수 있다.

본 명세서는 본 명세서의 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 상술한 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 명세서의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 명세서의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 명세서의 범위에 포함된다.

Claims

무선통신 시스템에서 단말(User equipment, UE)이 수행하는 방법에 있어서,
하향링크 신호를 수신하는 단계;
상기 하향링크 신호를 필터링 하는 단계;
상기 필터링된 하향링크 신호를 샘플링하는 단계;
상기 샘플링된 하향링크 신호에 차동 디코딩을 수행하는 단계;
상기 차동 디코딩이 수행된 하향링크 신호를 기초로 PSS(Primary Synchronization Signal) 시퀀스를 획득하는 단계; 및
상기 차동 디코딩이 수행된 하향링크 신호를 기초로 획득된 상기 PSS 시퀀스를 기초로 셀 구역 정보를 획득하는 단계를 포함하는, 방법.
제1항에 있어서,
상기 PSS 시퀀스를 획득하는 단계는,
참조 신호를 생성하는 단계; 및
상기 차동 디코딩이 수행된 하향링크 신호 및 상기 참조 신호 사이의 상관을 기초로 상기 PSS 시퀀스를 획득하는 단계를 포함하는, 방법.
제2항에 있어서,
상기 참조 신호를 생성하는 단계는,
상기 PSS 시퀀스가 생성된 타임 샘플 이전의 타임 샘플에서의 PSS 시퀀스 생성하는 단계;
상기 생성된 PSS 시퀀스에 DFT(Discrete Fourier Transform)를 수행하는 단계;
상기 DFT가 수행된 PSS 시퀀스에 자원을 매핑하는 단계; 및
상기 PSS 시퀀스가 매핑된 자원에 IDFT(Inverse Discrete Fourier Transform)를 수행하는 단계를 포함하는, 방법.
제1항에 있어서,
상기 샘플링된 하향링크 신호를 기초로 PSS 시퀀스를 획득하는 단계; 및
상기 샘플링된 하향링크 신호를 기초로 획득된 상기 PSS 시퀀스를 기초로 셀 구역 정보를 획득하는 단계를 더 포함하는, 방법.
제4항에 있어서,
상기 샘플링된 하향링크 신호를 기초로 PSS 시퀀스를 획득하는 단계는,
참조 신호를 생성하는 단계; 및
상기 차동 디코딩이 수행된 하향링크 신호 및 상기 참조 신호 사이의 상관을 기초로 상기 PSS 시퀀스를 획득하는 단계를 포함하는, 방법.
제5항에 있어서,
상기 참조 신호를 생성하는 단계는,
상기 PSS 시퀀스가 생성된 타임 샘플 이전의 타임 샘플에서의 PSS 시퀀스 생성하는 단계;
상기 생성된 PSS 시퀀스에 차동 인코딩을 수행하는 단계;
상기 차동 인코딩이 수행된 PSS 시퀀스에 DFT(Discrete Fourier Transform)를 수행하는 단계;
상기 DFT가 수행된 PSS 시퀀스에 자원을 매핑하는 단계; 및
상기 PSS 시퀀스가 매핑된 자원에 IDFT(Inverse Discrete Fourier Transform)를 수행하는 단계를 포함하는, 방법.
무선통신 시스템에서 동작하는 단말(User equipment, UE)에 있어서,
하나 이상의 송수신기;
상기 하나 이상의 송수신기를 제어하는 하나 이상의 프로세서들; 및
상기 하나 이상의 프로세서들에 의해 수행되는 하나 이상의 명령들(instructions)을 포함하는 메모리를 포함하고,
상기 하나 이상의 명령들은,
하향링크 신호를 수신하는 단계;
상기 하향링크 신호를 필터링 하는 단계;
상기 필터링된 하향링크 신호를 샘플링하는 단계;
상기 샘플링된 하향링크 신호에 차동 디코딩을 수행하는 단계;
상기 차동 디코딩이 수행된 하향링크 신호를 기초로 PSS(Primary Synchronization Signal) 시퀀스를 획득하는 단계; 및
상기 차동 디코딩이 수행된 하향링크 신호를 기초로 획득된 상기 PSS 시퀀스를 기초로 셀 구역 정보를 획득하는 단계를 포함하는, 단말.
제7항에 있어서,
상기 PSS 시퀀스를 획득하는 단계는,
참조 신호를 생성하는 단계; 및
상기 차동 디코딩이 수행된 하향링크 신호 및 상기 참조 신호 사이의 상관을 기초로 상기 PSS 시퀀스를 획득하는 단계를 포함하는, 단말.
제8항에 있어서,
상기 참조 신호를 생성하는 단계는,
상기 PSS 시퀀스가 생성된 타임 샘플 이전의 타임 샘플에서의 PSS 시퀀스 생성하는 단계;
상기 생성된 PSS 시퀀스에 DFT(Discrete Fourier Transform)를 수행하는 단계;
상기 DFT가 수행된 PSS 시퀀스에 자원을 매핑하는 단계; 및
상기 PSS 시퀀스가 매핑된 자원에 IDFT(Inverse Discrete Fourier Transform)를 수행하는 단계를 포함하는, 방법.
제7항에 있어서,
상기 샘플링된 하향링크 신호를 기초로 PSS 시퀀스를 획득하는 단계; 및
상기 샘플링된 하향링크 신호를 기초로 획득된 상기 PSS 시퀀스를 기초로 셀 구역 정보를 획득하는 단계를 더 포함하는, 단말.
제10항에 있어서,
상기 샘플링된 하향링크 신호를 기초로 PSS 시퀀스를 획득하는 단계는,
참조 신호를 생성하는 단계; 및
상기 차동 디코딩이 수행된 하향링크 신호 및 상기 참조 신호 사이의 상관을 기초로 상기 PSS 시퀀스를 획득하는 단계를 포함하는, 단말.
제11항에 있어서,
상기 참조 신호를 생성하는 단계는,
상기 PSS 시퀀스가 생성된 타임 샘플 이전의 타임 샘플에서의 PSS 시퀀스 생성하는 단계;
상기 생성된 PSS 시퀀스에 차동 인코딩을 수행하는 단계;
상기 차동 인코딩이 수행된 PSS 시퀀스에 DFT(Discrete Fourier Transform)를 수행하는 단계;
상기 DFT가 수행된 PSS 시퀀스에 자원을 매핑하는 단계; 및
상기 PSS 시퀀스가 매핑된 자원에 IDFT(Inverse Discrete Fourier Transform)를 수행하는 단계를 포함하는, 단말.
무선통신 시스템에서 동작하는 기지국이(Base station, BS)이 수행하는 방법에 있어서,
셀 구역 정보를 기초로 PSS Primary Synchronization Signal) 시퀀스를 생성하는 단계;
상기 PSS 시퀀스에 차동 인코딩을 수행하는 단계;
상기 차동 인코딩이 수행된 PSS 시퀀스에 DFT(Discrete Fourier Transform)를 수행하는 단계;
상기 DFT가 수행된 PSS 시퀀스에 자원을 매핑하는 단계;
상기 PSS 시퀀스가 매핑된 자원을 기초로 DFT-s-OFDM 심볼을 생성하는 단계; 및
상기 DFT-s-OFDM(Discrete Fourier Transform spread Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 심볼에 CP(Cyclic Prefix)를 부가하여 하향링크 신호를 생성하는, 방법.
무선통신 시스템에서 동작하는 기지국이(Base station, BS)에 있어서,
하나 이상의 송수신기;
상기 하나 이상의 송수신기를 제어하는 하나 이상의 프로세서들; 및
상기 하나 이상의 프로세서들에 의해 수행되는 하나 이상의 명령들(instructions)을 포함하는 메모리를 포함하고,
상기 하나 이상의 명령들은,
셀 구역 정보를 기초로 PSS Primary Synchronization Signal) 시퀀스를 생성하는 단계;
상기 PSS 시퀀스에 차동 인코딩을 수행하는 단계;
상기 차동 인코딩이 수행된 PSS 시퀀스에 DFT(Discrete Fourier Transform)를 수행하는 단계;
상기 DFT가 수행된 PSS 시퀀스에 자원을 매핑하는 단계;
상기 PSS 시퀀스가 매핑된 자원을 기초로 DFT-s-OFDM 심볼을 생성하는 단계; 및
상기 DFT-s-OFDM(Discrete Fourier Transform spread Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 심볼에 CP(Cyclic Prefix)를 부가하여 하향링크 신호를 생성하는, 기지국.
하나 이상의 메모리들 및 상기 하나 이상의 메모리들과 기능적으로 연결되어 있는 하나 이상의 프로세서들을 포함하는 장치에 있어서,
상기 하나 이상의 프로세서들은 상기 장치가,
하향링크 신호를 수신하고,
상기 하향링크 신호를 필터링 하고,
상기 필터링된 하향링크 신호를 샘플링하고,
상기 샘플링된 하향링크 신호에 차동 디코딩을 수행하고,
상기 차동 디코딩이 수행된 하향링크 신호를 기초로 PSS(Primary Synchronization Signal) 시퀀스를 획득하고,
상기 차동 디코딩이 수행된 하향링크 신호를 기초로 획득된 상기 PSS 시퀀스를 기초로 셀 구역 정보를 획득하도록 수행되는, 장치.
하나 이상의 명령어를 저장하는 하나 이상의 비일시적(non-transitory) 컴퓨터 판독 가능 매체에 있어서,
하향링크 신호를 수신하고,
상기 하향링크 신호를 필터링 하고,
상기 필터링된 하향링크 신호를 샘플링하고,
상기 샘플링된 하향링크 신호에 차동 디코딩을 수행하고,
상기 차동 디코딩이 수행된 하향링크 신호를 기초로 PSS(Primary Synchronization Signal) 시퀀스를 획득하고,
상기 차동 디코딩이 수행된 하향링크 신호를 기초로 획득된 상기 PSS 시퀀스를 기초로 셀 구역 정보를 획득하도록 동작하는, 컴퓨터 판독 가능 매체.