KR101995882B1 - 시분할 이중통신 시스템에서 상향링크 전송 방법 및 장치 - Google Patents

시분할 이중통신 시스템에서 상향링크 전송 방법 및 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101995882B1
KR101995882B1 KR1020170130377A KR20170130377A KR101995882B1 KR 101995882 B1 KR101995882 B1 KR 101995882B1 KR 1020170130377 A KR1020170130377 A KR 1020170130377A KR 20170130377 A KR20170130377 A KR 20170130377A KR 101995882 B1 KR101995882 B1 KR 101995882B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
terminal
signal
sparse vector
base station
uplink
Prior art date
Application number
KR1020170130377A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20190040732A (ko
Inventor
심병효
김원준
지형주
Original Assignee
서울대학교산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 서울대학교산학협력단 filed Critical 서울대학교산학협력단
Priority to KR1020170130377A priority Critical patent/KR101995882B1/ko
Priority to US16/755,360 priority patent/US11233626B2/en
Priority to PCT/KR2017/013353 priority patent/WO2019074157A1/ko
Publication of KR20190040732A publication Critical patent/KR20190040732A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101995882B1 publication Critical patent/KR101995882B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L5/00—Arrangements affording multiple use of the transmission path
    • H04L5/14—Two-way operation using the same type of signal, i.e. duplex
    • H04L5/1469—Two-way operation using the same type of signal, i.e. duplex using time-sharing
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L5/00—Arrangements affording multiple use of the transmission path
    • H04L5/003—Arrangements for allocating sub-channels of the transmission path
    • H04L5/0058—Allocation criteria
    • H04L5/006—Quality of the received signal, e.g. BER, SNR, water filling
    • H04W72/042—
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W72/00—Local resource management
    • H04W72/20—Control channels or signalling for resource management
    • H04W72/23—Control channels or signalling for resource management in the downlink direction of a wireless link, i.e. towards a terminal
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/24—Radio transmission systems, i.e. using radiation field for communication between two or more posts
    • H04B7/26—Radio transmission systems, i.e. using radiation field for communication between two or more posts at least one of which is mobile
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/24—Radio transmission systems, i.e. using radiation field for communication between two or more posts
    • H04B7/26—Radio transmission systems, i.e. using radiation field for communication between two or more posts at least one of which is mobile
    • H04B7/2643—Radio transmission systems, i.e. using radiation field for communication between two or more posts at least one of which is mobile using time-division multiple access [TDMA]
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L25/00—Baseband systems
    • H04L25/02—Details ; arrangements for supplying electrical power along data transmission lines
    • H04L25/0202—Channel estimation
    • H04L25/022—Channel estimation of frequency response
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L25/00—Baseband systems
    • H04L25/02—Details ; arrangements for supplying electrical power along data transmission lines
    • H04L25/0202—Channel estimation
    • H04L25/024—Channel estimation channel estimation algorithms
    • H04L25/0242—Channel estimation channel estimation algorithms using matrix methods
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L5/00—Arrangements affording multiple use of the transmission path
    • H04L5/003—Arrangements for allocating sub-channels of the transmission path
    • H04L5/0078—Timing of allocation
    • H04L5/0085—Timing of allocation when channel conditions change
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W72/00—Local resource management
    • H04W72/04—Wireless resource allocation
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W72/00—Local resource management
    • H04W72/04—Wireless resource allocation
    • H04W72/044—Wireless resource allocation based on the type of the allocated resource
    • H04W72/0446—Resources in time domain, e.g. slots or frames
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L25/00—Baseband systems
    • H04L25/02—Details ; arrangements for supplying electrical power along data transmission lines
    • H04L25/03—Shaping networks in transmitter or receiver, e.g. adaptive shaping networks
    • H04L25/03987—Equalisation for sparse channels
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L5/00—Arrangements affording multiple use of the transmission path
    • H04L5/0001—Arrangements for dividing the transmission path
    • H04L5/0003—Two-dimensional division
    • H04L5/0005—Time-frequency
    • H04L5/0007—Time-frequency the frequencies being orthogonal, e.g. OFDM(A), DMT
    • H04L5/0012—Hopping in multicarrier systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

시분할 이중통신 시스템에서 기지국의 동작 방법은, 하향링크 구간 내에 단말이 상향링크를 전송할 수 있는 시간 구간을 설정하는 단계와, 상기 시간 구간에 대한 정보를 포함하는 희소 벡터 신호를 생성하는 단계와, 상기 희소 벡터 신호를 상기 단말로 전송하는 단계를 포함한다. 또한, 시분할 이중통신 시스템에서 단말의 동작 방법은, 기지국으로부터 희소 벡터 신호의 일부를 수신하는 단계와, 상기 수신된 희소 벡터 신호를 압축센싱에 의해 복원하는 단계와, 복원된 신호에 기반하여 하향링크 구간 내에서 지시되는 시간 구간에서 상향링크 데이터를 전송하는 단계를 포함한다.

Description

시분할 이중통신 시스템에서 상향링크 전송 방법 및 장치{APPARATUS AND METHOD FOR UPLINK TRANSMISSION IN TIME DIVISION DUPLEX SYSTEM}
본 발명은 시분할 이중통신(time division duplex, TDD) 시스템에서 상향링크 전송 방법 및 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 시분할 이중 통신 시스템에서 초신뢰성 저지연 통신(ultra-reliable and low latency communication, URLLC)을 가능하게 하기 위한 상향링크 전송 방법 및 장치에 관한 것이다.
무선 통신 기술의 발전에 따라, 초신뢰성 저지연 통신은 실시간, 가상현실, 무인 시설, 공장 자동화 시설에 활용하기 위하여 그 관심이 증가되고 있다. 특히, 5세대 통신(5th generation, 5G)에서 이러한 URLLC 기술은 핵심 서비스 중 하나이며, 전송 실패가 거의 발생하지 않도록 전송하는 것과 동시에 전송 지연을 최소화하여야 한다.
최근까지 무선 통신 기술은 상향링크와 하향링크를 주파수 대역으로 구분하는 주파수 분할(frequency division duplex, FDD) 중심으로 발전하여 왔으나, 가용 주파수가 줄어드는 상황에서 시분할 방식의 주파수 활용에 대한 필요성이 높아지고 있는 실정이다.
시분할 이중통신 시스템은 자원을 시간으로 분할하여 데이터를 전송에 이용하는 시스템으로, 기본적으로 하향링크 데이터와 상향링크 데이터 전송은 각각 하향링크 자원과 상향링크 자원을 사용하여 이루어진다. 따라서, 보내고자 하는 데이터와 현재의 링크 방향이 일치하지 않는다면, 기지국 혹은 단말은 링크 방향이 일치하는 자원까지의 대기시간이 필요하다.
또한, 종래의 스케줄링 기법에 따르면, 단말은 발생한 데이터를 전송하기 위해 기지국으로 자원할당 요청(scheduling request)을 보내고 기지국으로부터 자원 할당(uplink grant) 과정까지 완료하여야 하므로, 필연적으로 상당한 지연이 발생한다.
본 발명은 시분할 이중통신 시스템에서 초신뢰성 저지연 통신을 가능하게 하기 위해, 기지국이 하향링크 구간 내에 상향링크 전송을 위한 시간 구간을 할당하고, 압축센싱을 이용하여 처리 지연 시간 및 스케줄링 지연 시간을 줄이는 상향링크 전송 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따르면, 시분할 이중통신 시스템에서 기지국의 동작 방법으로서, 하향링크 구간 내에 단말이 상향링크를 전송할 수 있는 시간 구간을 설정하는 단계와, 상기 시간 구간에 대한 정보를 포함하는 희소 벡터 신호를 생성하는 단계와, 상기 희소 벡터 신호를 상기 단말로 전송하는 단계를 포함하는 방법이 제공된다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 희소 벡터 신호를 생성하는 단계는, 채널 정보를 기반으로 하나 이상의 부반송파를 선택하는 단계와, 상기 선택된 부반송파에 대한 정보를 포함하는 상기 희소 벡터 신호를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 부반송파를 선택하는 단계는, 상향링크 채널 추정을 통해 얻은 상기 채널 정보에 기반하여 희소도만큼 부반송파를 선택하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 희소도 만큼 부반송파를 선택하는 단계는, 채널 게인(gain)이 가장 큰 부반송파의 인덱스를 결정하는 단계와, 센싱행렬에서 상기 인덱스에 해당하는 열 벡터와 직교 관계에 있는 열 벡터의 인덱스로 구성된 집합을 생성하는 단계와, 상기 집합에서 채널 게인이 큰 순서대로 상기 희소도만큼 부반송파를 선택하여 서포트를 구성하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 선택된 부반송파는, 상기 시간 구간에서 상향링크를 전송하도록 할당된 상기 단말을 지시할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 시분할 이중통신 시스템에서 단말의 동작 방법으로서, 기지국으로부터 희소 벡터 신호의 일부를 수신하는 단계와, 상기 수신된 희소 벡터 신호를 압축센싱에 의해 복원하는 단계와, 복원된 신호에 기반하여, 하향링크 구간 내에서 지시되는 시간 구간에서 상향링크 데이터를 전송하는 단계를 포함하는 방법이 제공된다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 압축센싱에 의해 복원하는 단계는, 상기 수신된 희소 벡터 신호를 센싱행렬을 이용하여 복원하는 서포트 복원 단계와, 상기 서포트 복원된 신호를 채널 정보에 기반하여 복원하는 희소 벡터 추정 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 단말은 상기 서포트 복원에 기반하여 상기 시간 구간이 상기 단말에 할당된 것인지 판단할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 서포트 복원된 신호는 상기 기지국에 의해 선택된 하나 이상의 부반송파를 지시하고, 상기 단말은 상기 지시된 부반송파에 기반하여 상기 시간 구간이 상기 단말에 할당된 것인지 판단할 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 측면에 따르면, 시분할 이중통신 시스템에서 기지국 장치로서, 하향링크 구간 내에 단말이 상향링크를 전송할 수 있는 시간 구간을 설정하고, 상기 시간 구간에 대한 정보를 포함하는 희소 벡터 신호를 생성하는 적어도 하나의 프로세서와, 상기 희소 벡터 신호를 전송하는 송수신기를 포함하는 기지국 장치가 제공된다.
본 발명의 다른 일 측면에 따르면, 시분할 이중통신 시스템에서 단말 장치로서, 기지국으로부터 희소 벡터 신호의 일부를 수신하는 송수신기와, 상기 수신된 희소 벡터 신호를 압축센싱에 의해 복원하는 적어도 하나의 프로세서를 포함하고, 상기 송수신기는, 복원된 신호에 기반하여 하향링크 구간 내에서 지시되는 시간 구간에서 상향링크 데이터를 전송하는 단말 장치가 제공된다.
본 발명의 다양한 실시 예들에 따른 방법 및 장치는, 하향링크 구간에 상향링크를 전송할 수 있는 시간 구간을 할당하여 상향링크의 대기 시간을 줄일 수 있게 한다. 또한, 적은 수의 측정치로 송신한 신호를 복원하는 압축센싱 기법을 활용하여, 스케줄링에 필요한 지연 시간 및 처리 지연 시간을 줄일 수 있다. 이를 통해, 시분할 이중통신 시스템에서 초신뢰성 저지연 통신을 가능하게 한다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 통신 시스템을 도시한다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 시분할 이중통신 시스템에서 시간에 따른 하향링크 및 상향링크 전송 자원 구성의 예를 도시한다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기지국과 단말 사이에 인스턴트 미니슬롯 할당을 위한 시그널링 흐름을 도시한다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 OFDM 송수신 경로의 하이레벨 다이어그램을 도시한다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 희소 벡터 신호를 생성하여 전송하는 기지국의 동작 과정을 도시한다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 수신한 신호를 복원하는 단말의 동작 과정을 도시한다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
본 발명의 실시 예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이며, 후술되는 용어들은 본 발명의 실시 예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
첨부된 블록도의 각 블록과 흐름도의 각 단계의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들(실행 엔진)에 의해 수행될 수도 있으며, 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 블록도의 각 블록 또는 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다.
이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 또는 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다.
그리고 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 및 흐름도의 각 단계에서 설명되는 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.
또한, 각 블록 또는 각 단계는 특정된 논리적 기능들을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있으며, 몇 가지 대체 실시 예들에서는 블록들 또는 단계들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들 또는 단계들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하며, 또한 그 블록들 또는 단계들이 필요에 따라 해당하는 기능의 역순으로 수행되는 것도 가능하다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세하게 설명한다. 그러나 다음에 예시하는 본 발명의 실시 예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 상술하는 실시 예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시 예는 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공된다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 통신 시스템을 도시한다.
도 1을 참고하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 통신 시스템(100)은 기지국(110) 및 단말(120)을 포함한다.
기지국(110)은 네트워크 유형에 따라 "기지국(base station)" 외에 "액세스 포인트(access point, AP)", 이노드비(“eNodeB" 또는 “eNB"), 송수신 포인트(transmission reception point, TRP)들이 대신 사용될 수 있다. 이하 편의상, 기지국(110)은 본 특허 문서에서 원격(remote) 단말기들(terminals)에 무선 액세스를 제공하는 네트워크 인프라스트럭쳐(infrastructure) 구성 요소들을 의미하기 위해 사용될 수 있다.
일부 실시 예들에서, 단말(120)은 이동성을 제공하는 전자 장치일 수 있다. 단말(120)은 기지국(110)으로부터 데이터를 수신하거나, 데이터에 대한 제어 정보를 수신할 수 있다. 제어 정보는 하향링크 스케줄링(downlink scheduling)에 관한 정보, 상기 단말의 상향링크 전송시 사용하는 자원, 상향링크 스케줄링 승인(scheduling grant), HARQ(hybrid automatic repeat request) ACK(acknowledgment)에 대한 정보들을 포함할 수 있다. 네트워크 유형에 따라, 단말(120)은 “사용자 장비(user equipment, UE)”, "이동국(mobile station)", “가입자국(subscriber station)”, "원격 단말기(remote terminal)", "무선 단말기(wireless terminal)", 또는 "사용자 장치(user device)"와 같은 다른 잘 알려진 용어들이 사용될 수도 있다.
본 발명은, 기지국(110)이 단말(120)에게 상향링크 전송을 위한 시간 구간인 인스턴트 미니슬롯(instant minislot)을 할당하여 하향링크 구간에서 상향링크 데이터를 전송 하는 과정에 대하여 구체적으로 설명한다. 단말은 인스턴트 미니슬롯 할당 정보를 디코딩하기 위해 압축센싱 기법을 이용할 수 있다. 이하, 도 2 내지 도 6은 시분할 이중통신 시스템에서 상향링크 전송 지연을 줄이기 위한 기지국(110) 및 단말(120)의 동작을 설명의 편의를 위해 직교 주파수 분할 다중 방식(orthogonal frequency division multiplexing, OFDM)에 기반하여 설명하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 초저지연 상향링크 데이터 전송을 위해, 기지국(110)은 하향링크 상황에서도 상향링크 전송이 가능한 시간 구간을 할당하고, 소량으로 할당한 상향링크 자원을 단말에게 빠르게 접근할 수 있도록 지시하여야 한다. 기존의 시그널링 방법에서 사용하는 신호 처리 기법의 경우 저지연 요구 조건을 달성하기에는 크게 두 가지 특성으로 인한 문제점이 존재한다. 먼저, 종래의 디코딩 과정은 송신기에서 전송한 신호 전체를 수신기가 모두 받고 난 뒤에 디코딩 과정을 수행하게 된다. 또한, OFDM 방식에서 수신기는 신호 전체를 측정하여 고속 푸리에 변환, 복조를 통해 디코딩한다. 이러한 두 가지 특성으로 인해 신호의 길이가 길어질수록 처리 지연 시간도 길어지게 된다. 이러한 문제 해결을 위해 본 발명은, 시그널링 방법으로 압축센싱 기법을 전제로 한 희소 벡터 신호 생성 및 전송을 제안한다.
이하, 도 2 내지 도 6을 참고하여 본 발명이 제안하는 압축센싱을 전제로 한 시그널링 및 데이터 전송 방법이 도시된다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 시분할 이중통신 시스템에서 시간에 따른 하향링크 및 상향링크 전송 자원 구성의 예를 도시한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 일반적인 시분할 이중통신 시스템은 하향링크와 상향링크를 시간에 따라 할당하여 사용한다. 즉, 서브프레임(subframe)마다 상향링크 또는 하향링크 데이터를 전송하도록 자원이 할당되는 것이 일반적이다. 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 하나의 프레임(210)은 하향링크 또는 상향링크 자원이 매 서브프레임마다 달리 할당되거나 연속하여 둘 또는 셋 이상으로 서브프레임이 하향링크 또는 상향링크 자원으로 할당될 수 있다.
일 실시 예에 따른 하나의 서브프레임(220)은 도 2에 도시된 바와 같은 주파수 및 시간 도메인의 자원이 할당될 수 있다. 예를 들어, 서브프레임 (220)은 프레임 (210)에서 하항링크 구간으로 할당된 서브프레임일 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따라, 기지국(110)은 초저지연 상향링크 데이터 전송을 위해 서브프레임(220) 내에 인스턴트 미니슬롯(230)을 할당할 수 있다. 서브프레임(220)은 기지국(110)에서 단말(120)로 데이터를 전송하는 하향링크 구간이므로 종래의 방식에 따르면 단말(120)은 기지국으로 전송할 상향링크 데이터가 있어도 상향링크 구간이 도래할 때까지(프레임(210)에서 서브프레임 7번까지) 대기해야 하므로 전송 지연이 발생한다. 기지국(110)이 인스턴트 미니슬롯(230)을 할당하는 경우, 단말(120)은 인스턴트 미니슬롯(230)을 통해 상향링크 데이터를 전송할 수 있고 전송 지연이 감소될 수 있다. 즉, 인스턴트 미니슬롯은 하향링크 구간에서 단말이 상향링크를 전송할 수 있도록 설정된, 시그널링 및 상향링크 전송을 위한 시간 구간을 의미한다.
도 2를 참조하면, 인스턴트 미니슬롯(230)은 미니슬롯 지시(minislot indication) 구간(231), 보호 구간(guard period)(233), 및 상향링크 자원 구간(235)을 포함한다.
미니슬롯 지시 구간(231)은 기지국(110)과 단말(120) 사이의 시그널링에 사용되는 자원이다. 본 발명의 일 실시 예에 따라, 대기 시간 이외의 스케줄링 지연 시간을 줄이고 하향링크의 전송 품질에 영향을 최소화하기 위해서는 미니슬롯 지시 구간(231)에 필요한 자원을 가능한 줄여야 한다. 이와 같이, 미니슬롯 지시 구간(231)에 필요한 자원을 줄이기 위해, 후술하는 바와 같은 단말(120)에서 적은 수의 측정치로 전송된 신호를 복원하기 위한 압축센싱 기법을 사용할 수 있다.
보호 구간(233)은 단말(120)이 수신된 신호를 복원하고 할당된 자원 정보를 디코딩하는 데에 필요한 버퍼 자원 구간을 의미한다. 본 발명의 일 실시 예에 따라, 보호 구간(233)은 지연 감소를 위해 충분히 작은 시간으로 설정되어야 하며, 동시에 단말(120)이 압축센싱 기법에 따라 신호를 복원하고 상향링크 전송을 준비하는 데 충분한 시간으로 할당될 수 있다.
상향링크 자원 구간(235)은 기지국(110)에서 단말(120)로 할당된 상향링크 전송을 위한 자원 구간을 의미한다. 본 발명의 일 실시 예에 따라, 단말(120)은 수신된 신호로부터 상향링크 자원 구간(235)의 정보를 디코딩하고, 상향링크 데이터를 상향링크 자원 구간(235)을 통해 기지국(110)으로 전송할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기지국과 단말 사이에 인스턴트 미니슬롯 할당을 위한 시그널링 흐름을 도시한다.
기지국(110)이 인스턴트 미니슬롯(230)을 할당한 경우 단말(120)에게 관련된 정보를 전송하여 알려주어야 한다. 따라서, 기지국(110)과 단말(120) 사이에 시그널링 전송 과정이 필요하다.
도 3에 도시된 바와 같이, 기지국(110)과 단말(120) 사이에 시그널링 전송 과정은 인스턴트 미니슬롯(230)을 할당하는 처리(processing) 과정(310), 미니슬롯 지시 신호를 전송하는 과정(320), 할당된 자원을 탐지(detecting)하는 과정(330), 및 상향링크 데이터를 전송하는 과정(340)을 포함한다.
도 3을 참조하면, 기지국(110)은 인스턴트 미니슬롯(230)을 할당하는 처리 과정(310)을 수행한다. 본 발명의 일 실시 예에 따라, 기지국(110)은 하향링크 구간에서 단말(120)이 상향링크를 전송할 수 있도록 인스턴트 미니슬롯(230)을 할당할 수 있다.
이후, 기지국(110)은 상향링크 자원 구간에 대한 할당 정보가 담긴 미니슬롯 지시 신호를 전송하는 과정(320)을 수행한다. 본 발명의 일 실시 예에 따라, 단말(120)이 스케줄링 지연 최소화를 위해 압축센싱 기법을 이용하여 수신된 신호를 디코딩하므로, 단말(120)은 미니슬롯 지시 신호의 전체 신호를 수신하는 것이 아니라 적은 수의 측정치만을 수신할 수 있다. 이를 위해 기지국은 ultra-short indication 시그널링으로 희소 신호를 전송할 수 있다.
다음으로, 단말(120)은 수신된 신호를 디코딩하여 할당된 자원을 탐지하는 과정(330)을 수행한다. 본 발명의 일 실시 예에 따라, 단말(120)은 수신된 적은 수의 측정치로 본래 송신된 희소 신호를 복원하는 압축센싱 기법을 이용할 수 있다. 단말(120)은 신호 전체를 수신하는 것이 아닌 일부의 소량 측정치만 수신하여 본래의 미니슬롯 지시 신호를 복원하고, 할당된 자원 정보를 획득할 수 있다. 할당된 자원을 탐지하는 과정(330)은 보호 구간(233) 내에 수행될 수 있도록 설계될 수 있다.
마지막으로, 단말(120)은 기지국(110)으로 상향링크 데이터를 전송하는 과정(340)을 수행한다. 본 발명의 일 실시 예에 따라, 단말(120)은 압축센싱 기법을 통해 복원된 신호로부터 획득된 자원 정보를 확인하고, 해당 자원 구간에서 상향링크 데이터를 기지국(110)으로 전송할 수 있다.
상술한 바와 같이, 단말(120)은 기지국에서 하향링크 구간 내에 할당된 상향링크 자원 구간(235)을 이용하여 상향링크 데이터를 전송할 수 있게 됨으로써, 상향링크 데이터 전송 지연을 줄일 수 있고, 결과적으로 초저지연 통신을 가능하게 한다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기지국(110)과 단말(120)이 OFDM 방식으로 구현되는 경우 OFDM 송수신 경로의 하이레벨 다이어그램을 도시한다.
도 4를 참조하면, 기지국(110)이 미니슬롯 지시 신호를 생성하여 전송하는 OFDM 송신 경로와, 단말(120)이 압축센싱을 통해 수신된 신호를 복원하는 OFDM 수신 경로가 도시될 수 있다.
일 실시 예에 따라, 기지국(110)의 송신 경로는 Modulator(112), IFFT(inverse fast fourier transform) 블록(113), P/S(parallel-to-serial) 변환기(114), Cyclic Prefix Insertion 블록(115), 및 안테나부(116)를 포함할 수 있다. 또한, 단말(120)의 수신 경로는 안테나부(121), Cyclic Prefix Removal 블록(122), S/P(serial-to-parallel) 변환기(123), Demodulator(125) 및 P/S 변환기(126)를 포함할 수 있다.
도 4의 구성요소들의 적어도 몇몇은 소프웨어로 구현될 수도 있고, 다른 구성요소들은 구성 가능한 하드웨어(configurable hardware) 또는 소프트웨어와 구성 가능한 하드웨어의 혼합에 의해 구현될 수도 있다. 예를 들어, 기지국(110)의 송신 경로 전부 또는 일부는 송신기, 또는 송수신기에 의해 구현될 수 있고, 단말(120)의 수신 경로 전부 또는 일부는 수신기, 또는 송수신기에 의해 구현될 수 있다. 특히, 본 발명에서 기술되는 FFT 블럭 및 IFFT 블럭은 구현에 따라서 구성 가능한 소프트웨어 알고리즘들로서 구현될 수도 있고, 여기서 사이즈 N의 값은 구현에 따라 변형될 수도 있다.
기지국(110)에서, Modulator(112)는 정보 비트들의 셋을 수신하고, 부호화(예를 들어, LDPC 부호화)를 적용하고, 정보 비트들을 (예를 들어, QPSK, QAM) 변조하여 주파수 도메인 변조 심볼들의 시퀀스를 생성한다. 사이즈 N의 IFFT 블록(113)은 N 병렬 심볼 스트림들에 대해 IFFT 동작을 수행하여 시간 도메인상의 출력 신호들을 생성한다. P/S 변환기(114)는 사이즈 N의 IFFT 블록(113)으로부터의 시간 도메인상의 병렬 출력 심볼들을 변환(즉 다중화)하여 직렬의 시간 도메인상 신호를 생성한다. Cyclic Prefix Insertion 블록(115)은 상기 시간 도메인상의 신호에 순환 전치부호를 삽입한다. 순환 전치부호가 삽입된 신호는 무선 채널을 통해 전송되기 위해, 상향 변환기(미도시)를 통해 RF 주파수로 변조(즉 상향 변환)될 수 있다. RF 주파수로의 변환 이전에 기저대역에서 또한 필터되어질 수도 있다. 안테나부(116)는 하나 이상의 안테나들이 집합된 형태인 안테나 어레이 구조를 가질 수 있으며, 송신 빔포밍(beamforming)을 지원할 수 있다.
상기 안테나부(116)를 통해 송신된 RF 신호는 무선 채널을 통과한 후 단말(120)에 도달하고, 기지국(110)에서의 동작들의 역 동작들이 수행된다. 안테나부(122)는 하나 이상의 안테나들이 집합된 형태인 안테나 어레이 구조를 가질 수 있으며, 수신 빔포밍을 지원할 수 있다. 하향 변환기(미도시)는 수신된 신호를 기저대역 주파수로 하향 변환할 수 있다. Cyclic Prefix Removal 블록(122)은 순환 전치부호를 제거하여 시간 도메인상의 직렬 기저대역 신호를 생성한다. S/P 변환기(123)는 상기 시간 도메인상의 기저대역 신호를 시간 도메인상의 병렬 신호들로 변환한다. 도 4에 도시되지 않았으나, 사이즈 FFT 알고리즘을 수행하여 주파수 도메인상의 N 병렬 신호들을 생성하는 N의 FFT 블록을 더 포함할 수 있다. Demodulator(125)는 상기 변조된 심볼들을 복조한 다음에 복호화할 수 있고, P/S 변환기(126)는 복조된 병렬 신호들을 데이터 스트림으로 변환한다.
본 발명의 일 실시 예에 따라, 기지국(110)이 미니슬롯 지시 신호를 생성하여 전송하고 단말(120)이 적은 수의 측정치로 본래의 지시 신호를 복원하기 위한 압축센싱의 전제에 따라, 기지국(110)은 신호를 희소하게 생성하여 전송하여야 한다. 따라서, 도 4에 도시된 바와 같이 기지국(110)은 희소 벡터를 생성하기 위해 송신 경로에 희소 부반송파 매퍼(sparse subscriber mapper)(111)를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 기지국(110)은 하나 이상의 프로세서(processor)를 포함할 수 있으며, 희소 부반송파 매퍼(111)의 기능은 적어도 하나의 프로세서에 의해 수행될 수 있다.
희소 부반송파 매퍼(111)는 OFDM 시스템에서 지시 신호를 생성할 때, 전체 부반송파 중에서 데이터를 변조할 부반송파를 선택하고 데이터를 매핑하는 역할을 수행한다. 선택된 부반송파를 활성(active) 부반송파라 부르며, 압축센싱의 관점에서는 서포트(support)가 된다. 이때, 압축센싱을 활용하기 위해서 희소한 수의 활성 부반송파를 선택하여야 하며, 채널 정보와 센싱 행렬의 성질을 고려하여 복원 성능에 유리한 부반송파 지점을 택하는 것이 중요하다. 희소 부반송파 매퍼(111)를 통해 만들어진 희소 미니슬롯 지시 신호는 채널을 통해 전송되고 단말(120)은 전송된 신호를 수신할 수 있다.
일 실시 예에 따라, 기지국(110)이 희소 부반송파 매퍼(111)를 통해 활성 부반송파를 선택할 때, 채널 정보와 센싱 행렬 두 가지를 고려할 수 있다. 일반적으로 압축센싱의 성능은 희소도, 서포트, 신호의 세기에 따라 달라지게 되며, 기지국의 경우에 변조할 부반송파를 선택하는 과정에서 이를 고려할 수 있다. 특히, 본 발명에서 제안하는 방법은 주어진 희소도에서 서포트를 구성하는 방법에 있어 시분할 이중통신에서 채널 상호성(channel reciprocity)을 이용한 채널 정보 획득의 장점을 사용하고자 한다. 채널 상호성은 시분할 이중통신의 경우 하향링크와 상향링크가 같은 채널(주파수)을 공유하기 때문에 기지국이 상향링크 채널 추정을 통해 얻은 정보를 하향링크 데이터 전송에 즉시 활용이 가능하다는 것이다. OFDM 심볼은 채널을 통과하게 되면 주어진 채널 환경에 따라 각각의 부반송파의 서로 다른 채널 감쇠(channel attenuation)를 겪는다. 딥페이딩(deep fading)구간이 존재할 경우, 부반송파에 실린 데이터의 손실이 커지기 때문에 신호 복원이 불가능하게 된다. 그러므로, 희소 부반송파 매퍼(111)에서 활성 부반송파를 선택할 때 고려해야 할 첫번째 사항은 선택할 부반송파의 주파수 대역에 해당하는 채널 게인이 높은 부반송파를 선택하는 것이다. 상술한 채널 상호성을 활용하여 기지국은 상향링크 채널 정보를 바탕으로 채널의 크기가 큰 지점을 선택함으로써 딥페이딩에 의한 정보 손실을 막을 수 있다. 또한, 후술하는 단말이 복원에 사용하는 센싱행렬 U에서 직교 열벡터(orthogonal column vector)는 일정한 거리마다 존재한다. 일반적으로 압축센싱에서 수신한 신호가 센싱행렬의 직교 열벡터열부터 구성된다면 복원 성능이 좋다는 것은 널리 알려져 있다. 그러므로, 두번째 고려사항은 선택하고자 하는 부반송파의 인덱스가 센싱행렬에서 직교 열벡터에 해당하는 인덱스의 집합 중에서 선택하는 것이다.
상술한 두 가지 사항을 조합하여 희소 부반송파 매퍼(111)에서 활성 부반송파를 선택하는 혹은 서포트를 구성하는 알고리즘은 다음의 <표 1>과 같다. <표 1>은 기지국(110)의 희소 부반송파 매퍼(111)에서 활성 부반송파를 선택하는 알고리즘을 기술한다.
Figure 112017098644216-pat00001
<표 1>을 참고하면, 먼저 기지국(110)이 상향링크 채널 추정을 통해 얻은 채널 정보를 바탕으로, 채널 크기가 가장 큰 지점에 해당하는 인덱스를 imax로 정한다. 다음으로, 센싱행렬에서 imax에 해당하는 열 벡터와 직교 관계에 있는 열 벡터의 인덱스로 구성되는 집합 ζ를 생성한다. 마지막으로, ζ의 원소에 해당하는 채널 크기 중에서 크기가 큰 순서대로 희소도(S)만큼의 활성 부반송파를 선택하며, 선택된 원소로 구성된 집합을 Ω라 한다. 희소도란, 벡터에서 0이 아닌 원소의 개수를 의미한다. 즉, 신호 벡터에서 0이 아닌 원소의 개수가 S개일 때, 신호 벡터의 희소도를 S라고 한다. 벡터에서 0이 아닌 원소의 집합을 서포트라고 한다. 따라서, 생성한 미니슬롯 지시 신호의 서포트는 Ω가 된다.
본 발명의 일 실시 예에 따라, 도 4를 참조하면, 기지국(110)에서 생성되어 송신 경로로 전송된 희소 미니슬롯 지시 신호를 단말(120)이 수신하고, 단말(120)은 수신된 희소 신호를 복원하기 위해 수신 경로에 CS 복구(compressive sensing recovery) 모듈(124)을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 단말(120)은 하나 이상의 프로세서를 포함할 수 있으며, CS 복구 모듈(124)의 기능은 적어도 하나의 프로세서에 의해 수행될 수 있다.
단말(120)이 채널을 통해 기지국(110)으로부터 미니슬롯 지시 신호를 수신하는 경우, 신호 전체를 수신하는 것이 아닌 매우 적은 수의 측정치만 수신하여 CS 복구 모듈(124)에서 신호 복원을 수행하게 된다. 적은 수의 측정치만으로 신호 복원을 수행하므로, 전체 신호를 받는 동안 발생하는 지연을 감소시킬 수 있으며, 전체 처리 시간 감소에도 영향을 미칠 수 있다.
일 실시 예에 따라, CS 복구 모듈(124)은 수신된 신호를 압축센싱 기법을 이용하여 복원한다. 단말(120)에서 수신한 지시 신호가 y일 때, y는 다음의 <수학식 1>과 같이 정의될 수 있다.
Figure 112017098644216-pat00002
<수학식 1>에서, y는 단말(120)이 수신한 신호, Ψ는 측정치를 만드는 행렬, H는 채널 행렬, FH는 역이산 푸리에 변환(inverse discrete fourier transform, IDFT) 행렬, w는 가우시안 분포를 따르는 잡음 벡터이고, x는 본래의 지시 신호를 의미한다.
OFDM 시스템에서 H = FΛFH인 관계를 이용하면, <수학식 1>로부터 <수학식 2>가 아래와 같이 도출되며, <수학식 3> 및 <수학식 4>와 같이 정의된다.
Figure 112017098644216-pat00003
Figure 112017098644216-pat00004
Figure 112017098644216-pat00005
<수학식 2>에서, y는 단말(120)이 수신한 신호, Ψ는 측정치를 만드는 행렬, FH는 역이산 푸리에 변환 행렬, w는 가우시안 분포를 따르는 잡음 벡터, Λ는 채널 정보이고, x는 본래의 지시 신호를 의미한다. <수학식 3>에서 U는 센싱행렬을 의미한다. <수학식 2> 내지 <수학식 4>를 참조하면, 단말(120)에서 수행하는 압축센싱 복원은 주어진 y와 센싱 행렬 U를 통해 v를 복원한 후, 채널 정보 Λ를 바탕으로 최종적으로 신호 x를 추정하는 과정이다.
단말(120)은 수신된 적은 수의 측정치로부터 미니슬롯 지시 신호를 복원하는 데에 압축센싱 기법을 이용한다. 예를 들어, 압축센싱 알고리즘은 직교 매칭 퍼슛(orthogonal matching pursuit) 등이 될 수 있다.
일 실시 예에 따라, 단말(120)의 신호 복원 과정은 서포트 복원과 희소 벡터 추정 과정을 포함할 수 있다. 서포트 복원은 단말의 식별에 사용되며, 희소 벡터 추정은 인스턴트 미니슬롯의 할당 정보를 얻기 위해 수행된다. 상술한 기지국(110)이 서포트를 구성하는 알고리즘에 따르면, 기지국(110)은 각각의 단말과 채널 상태를 알고 있고, 채널에 따라 사용하는 서포트가 달라지기 때문에 기지국(110)이 선택하는 활성 부반송파는 단말마다 달라지게 된다. 즉, 특정 단말을 위한 인스턴트 미니슬롯을 할당할 때 사용하는 활성 부반송파(서포트)를 단말(120)이 복원한다면, 단말(120)은 인스턴트 미니슬롯이 자신에게 할당되었는지 아닌지를 알 수 있다. 단말(120)은 자신에게 인스턴트 미니슬롯이 할당된 사실을 판단한 후 심볼 검출을 통해 인스턴트 미니슬롯 할당 정보를 얻을 수 있다.
기지국(110)의 송신 경로 및 단말(120)의 수신 경로를 통해 구체적으로 서포트를 구성하고 압축센싱을 통한 복원 알고리즘을 설명하였다. 이하, 기지국(110)이 미니슬롯을 할당하여 시그널링하고 단말(120)이 수신된 신호를 복원하는 동작의 전체 흐름이 도 5 내지 6에서 도시된다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 희소 벡터 신호를 생성하여 전송하는 기지국(110)의 동작 과정을 도시한다.
도 5를 참조하면, 기지국(110)이 희소 벡터 신호를 생성하여 전송하는 일 실시 예는, 미니슬롯을 할당하는 단계(S501), 희소 벡터 신호를 생성하는 단계(S503), 생성된 신호를 전송하는 단계(S505)를 포함한다.
먼저, 기지국(110)은 미니슬롯을 할당한다(S501). 기지국(110)은 하향링크에서 상향링크 전송 지연을 방지하기 위해, 하향링크 구간 내에 소량의 긴급한 상향링크 데이터 전송을 위한 인스턴트 미니슬롯 구간을 할당한다.
그 다음으로, 기지국(110)은 희소 벡터 신호를 생성한다(S503). 본 발명의 일 실시 예에 따라, 기지국(110)은 단말에서 압축센싱을 이용한 신호 복원이 가능하도록 채널 상태를 고려하여 활성 부반송파를 선택한다. 예를 들어, 기지국(110)은 <표 1>과 같이 채널 크기가 큰 순서대로 희소도(S)만큼 활성 부반송파를 선택하여 서포트를 구성할 수 있다. 이때, 채널 게인이 높은 부반송파를 선택하는 것이 딥페이딩에 의한 정보 손실을 최소화할 수 있다. 단말마다 채널 상태가 다르므로, 활성 부반송파는 미니슬롯이 할당된 단말을 지시할 수 있다. 기지국(110)은 선택된 활성 부반송파와 할당된 자원 정보를 포함하는 희소 벡터 신호를 생성한다.
마지막으로, 기지국(110)은 단말(120)로 생성된 신호를 전송한다(S505). 일 실시 예에 따라, 기지국(110)은 생성된 신호를 브로드캐스트(broadcast)하여 다수의 단말로 전송할 수 있다. 다른 실시 예에 따라, 기지국(110)은 생성된 신호를 대상 단말에 대해서만 유니캐스트(unicast)방식으로 전송할 수도 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 수신한 신호를 복원하는 단말(120)의 동작 과정을 도시한다.
도 6을 참고하면, 단말(120)이 수신한 신호를 복원하는 과정의 일 실시 예는, 단말(120)이 희소 벡터 신호를 수신하는 단계(S601), 수신된 신호로부터 서포트 복원을 수행하는 단계(S603), 미니슬롯이 할당되었는지 판단하는 단계(S605), 희소 벡터 추정을 수행하는 단계(S607), 및 할당된 자원에 상향링크 데이터를 전송하는 단계(S609)를 포함한다.
먼저, 단말(120)이 기지국(110)으로부터 희소 벡터 신호를 수신한다(S601). 다시 말해, 단말(120)은 하향링크를 통해 기지국(110)이 전송한 희소 벡터 벡터 신호를 수신한다. 일 실시 예에 따라, 희소 벡터 신호는 미니슬롯 지시 신호일 수 있다.
그 다음으로, 단말(120)은 수신된 신호로부터 서포트 복원을 수행한다(S603). 본 발명의 일 실시 예에 따라, 단말은 압축센싱 기법에 의해 수신된 신호를 복원할 수 있고, 신호 전체가 아니라 일부 측정치로 신호 복원을 수행할 수 있다. 이때, 단말(120)은 매우 적은 수의 측정치를 수신하여 신호를 복원할 수 있다. 일 실시 예에 따라, <수학식 2> 내지 <수학식 4>를 참고하여, 단말(120)에서 수행하는 서포트 복원은 주어진 y와 센싱 행렬 U를 통해 v를 복원하는 과정일 수 있다.
다음으로, 단말(120)은 자신에게 미니슬롯이 할당되었는지 판단한다(S605). 본 발명의 일 실시 예에 따라, 기지국(110)은 각각의 단말과 채널 상태를 알고 있고, 기지국(110)이 선택하는 활성 부반송파는 단말마다 달라지게 된다. 단말(120)이 특정 단말을 위한 인스턴트 미니슬롯을 할당할 때 사용하는 활성 부반송파(서포트)를 복원한다면, 단말(120)은 미니슬롯이 자신에게 할당되었는지 판단할 수 있다. 단말(120)에 미니슬롯이 할당된 것으로 판단하는 경우, 희소 벡터 추정을 수행한다(S607). 단말(120)에 미니슬롯이 할당되지 않은 것으로 판단하는 경우, 단말(120)은 신호 복원과정을 종료한다.
단말(120)에 미니슬롯이 할당되었다면, 단말(120)은 희소 벡터 추정을 수행한다(S607). 본 발명의 일 실시 예에 따라, <수학식 2> 내지 <수학식 4>를 참고하여, 단말(120)이 서포트 복원을 통해 v를 복원한 후, 채널 정보 Λ를 바탕으로 최종적으로 신호 x를 추정하는 과정일 수 있다. 단말(120)은 희소 벡터 추정을 통해 원 신호를 복원하고, 인스턴트 미니슬롯 할당 정보를 획득할 수 있다.
마지막으로, 단말(120)은 할당된 자원에 상향링크 데이터를 전송한다(S609). 본 발명의 일 실시 예에 따라, 단말(120)은 복원된 신호를 통해 자원 할당 정보를 확인하고, 할당된 자원을 이용하여 기지국(110)으로 상향링크 데이터를 전송할 수 있다. 이를 통해, 단말(120)은 상향링크 구간의 시작점까지 대기하지 않고, 긴급한 상향링크 데이터를 전송함으로써 상향링크 데이터 전송 지연을 획기적으로 감소시킬 수 있다.
상술한 구체적인 실시 예들에서, 발명에 포함되는 구성 요소는 제시된 구체적인 실시 예에 따라 단수 또는 복수로 표현되었다. 그러나, 단수 또는 복수의 표현은 설명의 편의를 위해 제시한 상황에 적합하게 선택된 것으로서, 상술한 실시 예들이 단수 또는 복수의 구성 요소에 제한되는 것은 아니며, 복수로 표현된 구성 요소라 하더라도 단수로 구성되거나, 단수로 표현된 구성 요소라 하더라도 복수로 구성될 수 있다.
한편 발명의 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 다양한 실시 예들이 내포하는 기술적 사상의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니되며 후술하는 청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (18)

  1. 시분할 이중통신 시스템에서 기지국의 동작 방법으로서,
    하향링크 구간 내에 단말이 상향링크를 전송할 수 있는 시간 구간을 설정하는 단계;
    상기 시간 구간에 대한 정보를 포함하는 희소 벡터 신호를 생성하는 단계; 및
    상기 희소 벡터 신호를 상기 단말로 전송하는 단계를 포함하고,
    상기 희소 벡터 신호를 생성하는 단계는,
    채널 정보를 기반으로 하나 이상의 부반송파를 선택하는 단계; 및
    상기 선택된 부반송파에 대한 정보를 포함하는 상기 희소 벡터 신호를 생성하는 단계를 포함하는, 방법.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 부반송파를 선택하는 단계는,
    상향링크 채널 추정을 통해 얻은 상기 채널 정보에 기반하여, 희소도만큼 부반송파를 선택하는 단계를 포함하는, 방법.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 희소도 만큼 부반송파를 선택하는 단계는,
    채널 게인이 가장 큰 부반송파의 인덱스를 결정하는 단계;
    센싱행렬에서 상기 인덱스에 해당하는 열 벡터와 직교 관계에 있는 열 벡터의 인덱스로 구성된 집합을 생성하는 단계; 및
    상기 집합에서 채널 게인이 큰 순서대로 상기 희소도만큼 부반송파를 선택하여 서포트를 구성하는 단계를 포함하는, 방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 선택된 부반송파는, 상기 시간 구간에서 상향링크를 전송하도록 할당된 상기 단말을 지시하는, 방법.
  6. 시분할 이중통신 시스템에서 단말의 동작 방법으로서,
    기지국으로부터 희소 벡터 신호의 일부를 수신하는 단계;
    상기 수신된 희소 벡터 신호를 압축센싱에 의해 복원하는 단계; 및
    복원된 신호에 기반하여, 하향링크 구간 내에서 지시되는 시간 구간에서 상향링크 데이터를 전송하는 단계를 포함하고,
    상기 압축센싱에 의해 복원하는 단계는,
    상기 수신된 희소 벡터 신호를 센싱행렬을 이용하여 복원하는 서포트 복원 단계; 및
    상기 서포트 복원된 신호를 채널 정보에 기반하여 복원하는 희소 벡터 추정 단계를 포함하고,
    상기 단말은, 상기 서포트 복원에 기반하여 상기 시간 구간이 상기 단말에 할당된 것인지 판단하는, 방법.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 청구항 6에 있어서,
    상기 서포트 복원된 신호는, 상기 기지국에 의해 선택된 하나 이상의 부반송파를 지시하고,
    상기 단말은, 상기 지시된 부반송파에 기반하여 상기 시간 구간이 상기 단말에 할당된 것인지 판단하는, 방법.
  10. 시분할 이중통신 시스템에서 기지국 장치로서,
    하향링크 구간 내에 단말이 상향링크를 전송할 수 있는 시간 구간을 설정하고, 상기 시간 구간에 대한 정보를 포함하는 희소 벡터 신호를 생성하는 적어도 하나의 프로세서; 및
    상기 희소 벡터 신호를 전송하는 송수신기를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 프로세서는,
    채널 정보를 기반으로 하나 이상의 부반송파를 선택하고, 상기 선택된 부반송파에 대한 정보를 포함하는 상기 희소 벡터 신호를 생성하는, 기지국 장치.
  11. 삭제
  12. 청구항 10에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서는,
    상향링크 채널 추정을 통해 얻은 상기 채널 정보에 기반하여, 희소도만큼 부반송파를 선택하는, 기지국 장치.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서는,
    채널 게인이 가장 큰 부반송파의 인덱스를 결정하고, 센싱행렬에서 상기 인덱스에 해당하는 열 벡터와 직교 관계에 있는 열 벡터의 인덱스로 구성된 집합을 생성하고, 상기 집합에서 채널 게인이 큰 순서대로 상기 희소도만큼 부반송파를 선택하여 서포트를 구성하는, 기지국 장치.
  14. 청구항 10에 있어서,
    상기 선택된 부반송파는, 상기 시간 구간에서 상향링크를 전송하도록 할당된 단말을 지시하는, 기지국 장치.
  15. 시분할 이중통신 시스템에서 단말 장치로서,
    기지국으로부터 희소 벡터 신호의 일부를 수신하는 송수신기; 및
    상기 수신된 희소 벡터 신호를 압축센싱에 의해 복원하는 적어도 하나의 프로세서를 포함하고,
    상기 송수신기는, 복원된 신호에 기반하여 하향링크 구간 내에서 지시되는 시간 구간에서 상향링크 데이터를 전송하고,
    상기 적어도 하나의 프로세서는,
    상기 수신된 희소 벡터 신호를 센싱행렬을 이용하여 복원하는 서포트 복원을 수행하고, 상기 서포트 복원된 신호를 채널 정보에 기반하여 복원하는 희소 벡터 추정을 수행하고, 상기 서포트 복원에 기반하여 상기 시간 구간이 상기 단말에 할당된 것인지 판단하는, 단말 장치.
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 청구항 15에 있어서,
    상기 서포트 복원된 신호는, 상기 기지국에 의해 선택된 하나 이상의 부반송파를 지시하고,
    상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 지시된 부반송파에 기반하여 상기 시간 구간이 상기 단말에 할당된 것인지 판단하는, 단말 장치.
KR1020170130377A 2017-10-11 2017-10-11 시분할 이중통신 시스템에서 상향링크 전송 방법 및 장치 KR101995882B1 (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170130377A KR101995882B1 (ko) 2017-10-11 2017-10-11 시분할 이중통신 시스템에서 상향링크 전송 방법 및 장치
US16/755,360 US11233626B2 (en) 2017-10-11 2017-11-22 Uplink transmission method and device in time-division duplex communication system
PCT/KR2017/013353 WO2019074157A1 (ko) 2017-10-11 2017-11-22 시분할 이중통신 시스템에서 상향링크 전송 방법 및 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170130377A KR101995882B1 (ko) 2017-10-11 2017-10-11 시분할 이중통신 시스템에서 상향링크 전송 방법 및 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190040732A KR20190040732A (ko) 2019-04-19
KR101995882B1 true KR101995882B1 (ko) 2019-07-04

Family

ID=66100791

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170130377A KR101995882B1 (ko) 2017-10-11 2017-10-11 시분할 이중통신 시스템에서 상향링크 전송 방법 및 장치

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11233626B2 (ko)
KR (1) KR101995882B1 (ko)
WO (1) WO2019074157A1 (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111262611B (zh) * 2018-12-13 2021-07-06 维沃移动通信有限公司 确定正交基向量的索引的方法和设备
KR102239282B1 (ko) * 2019-12-10 2021-04-12 서울대학교산학협력단 비동기식 상향링크 송수신 방법 및 장치

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101352618B1 (ko) * 2012-07-31 2014-01-17 광주과학기술원 제한된 전력 범위의 선형 증폭기가 장비된 수신 장치에서의 안정적인 통신을 위해 희소 신호를 이용하는 신호 전송과 수신 및 복구 방법

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8665971B2 (en) * 2009-11-24 2014-03-04 Qualcomm, Incorporated Apparatus and method for channel estimation using compressive sensing
JP5693750B2 (ja) * 2011-01-10 2015-04-01 アルカテル−ルーセント スパース信号（ｓｐａｒｓｅｓｉｇｎａｌ）を測定および回復するための方法および装置
US9401826B2 (en) 2012-02-17 2016-07-26 Sony Corporation Signal processing unit employing a blind channel estimation algorithm and method of operating a receiver apparatus
KR20130095216A (ko) * 2012-02-17 2013-08-27 소니 주식회사 블라인드 채널 추정 알고리즘을 사용하는 신호 처리 유닛 및 수신기 장치의 동작 방법
US9042468B2 (en) * 2013-06-27 2015-05-26 Intel Mobile Communications GmbH Channel estimation technique
WO2015065230A1 (en) * 2013-11-01 2015-05-07 Huawei Technologies Co., Ltd. Method for recovering a sparse communication signal from a receive signal
JP2015095712A (ja) * 2013-11-11 2015-05-18 富士通株式会社 受信機，受信方法
WO2015165070A1 (zh) * 2014-04-30 2015-11-05 华为技术有限公司 信道测量方法、信道测量装置、用户设备及***
JP2018512774A (ja) * 2015-03-03 2018-05-17 華為技術有限公司Ｈｕａｗｅｉ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ． アップリンクデータ伝送の方法および装置
WO2016199989A1 (ko) 2015-06-11 2016-12-15 엘지전자 주식회사 Tdd 기반의 무선 통신 시스템에서 복수의 서브프레임을 사용하여 통신을 수행하는 방법 및 장치
KR101701421B1 (ko) * 2015-10-16 2017-02-13 고려대학교 산학협력단 다중 시퀀스 확산을 이용한 랜덤 접속 및 다중 사용자 검출 방법 및 장치
US10374836B2 (en) * 2015-10-28 2019-08-06 Huawei Technologies Canada Co., Ltd. Method and apparatus for downlink channel estimation in massive MIMO
CN108886778A (zh) * 2016-03-30 2018-11-23 交互数字专利控股公司 减少lte网络中的物理信道的时延
KR101912210B1 (ko) * 2016-04-12 2018-10-26 고려대학교 산학협력단 동일한 자원으로 광대역 트래픽과 기계간 통신 트래픽 또는 초저지연 통신 트래픽을 동시에 다중화하여 전송하는 장치 및 그 방법
US10382101B2 (en) * 2016-11-08 2019-08-13 Qatar University Method and apparatus for implementing sparse finite-impulse-response equalizers
TW201822520A (zh) * 2016-12-01 2018-06-16 財團法人工業技術研究院 通訊控制方法、通訊控制系統、基站及伺服器
US11206653B2 (en) * 2017-05-02 2021-12-21 Lg Electronics Inc. Method for performing MM-based NOMA communication and device therefor

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101352618B1 (ko) * 2012-07-31 2014-01-17 광주과학기술원 제한된 전력 범위의 선형 증폭기가 장비된 수신 장치에서의 안정적인 통신을 위해 희소 신호를 이용하는 신호 전송과 수신 및 복구 방법

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
SHARP, 'Processing time reduction for TDD with 1-slot sTTI', R1-1612619, 3GPP TSG RAN WG1 Meeting #87, Reno, USA, 2016.11.04. 1부.*

Also Published As

Publication number Publication date
KR20190040732A (ko) 2019-04-19
WO2019074157A1 (ko) 2019-04-18
US11233626B2 (en) 2022-01-25
US20210143971A1 (en) 2021-05-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102303055B1 (ko) 낮은 레이턴시 통신과 레이턴시 내성이 있는 통신의 공존을 위한 시스템 및 방법
CN107750439B (zh) 用于在无线蜂窝通信***中使用窄带来传输信号的发送和接收方法及装置
CN108604975B (zh) 通信设备、基础设施装备以及方法
US10595289B2 (en) Method and apparatus for detecting synchronization signal in wireless communication system
US10159092B2 (en) Uplink contention based multiple access for cellular IoT
CN110383924B (zh) 无线蜂窝通信***中的控制和数据信息资源映射方法和装置
US20170289971A1 (en) Method and apparatus for control signaling
KR102607575B1 (ko) 무선 통신 시스템에서 방송 정보 수신을 위한 방법 및 장치
CN108476087B (zh) 无线接入节点、无线设备及其操作方法和存储介质
KR100918729B1 (ko) 단반송파 주파수 분할 다중 접속 시스템에서 역방향 제어정보와 데이터의 시간적 다중화 방법 및 장치
US20180227897A1 (en) Method and device for transmitting narrow band signal in wireless cellular communication system
CN111989963A (zh) 用于在无线通信***中发送或接收同步信号的方法和装置
CN116133135A (zh) 上行链路传输的预编码信息信令方法和装置
KR20110135393A (ko) 무선 단말, 무선 기지국, 채널 신호 형성 방법, 및 채널 신호 수신 방법
US20220377788A1 (en) Fifth Generation New Radio Uplink Multiplexing Assisted by Shared Grant-Free Transmission
CN117675151A (zh) 无线蜂窝通信***中的控制和数据信息资源映射方法和装置
KR101995882B1 (ko) 시분할 이중통신 시스템에서 상향링크 전송 방법 및 장치
US20200314852A1 (en) Methods and apparatus for dl/ul format determination within a subframe
CN114450906B (zh) 用于自适应dmrs模式的网络接入节点和客户端设备
CN107078783A (zh) 传输信息的方法、接入点和用户设备
CN117083821A (zh) 具有重复的上行链路信道的传输
CN111435892B (zh) 接收数据的方法和装置
US11317429B2 (en) Method for transmitting and receiving scheduling information in communication system
US8543102B2 (en) Wireless base station apparatus, wireless communication method in the wireless base station apparatus, and wireless communication system
EP4351067A1 (en) Device and method for supporting communication using plurality of bandwidths in wireless local area network system

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right