KR20100138262A - 모듈러 소나 시퀀스를 이용한 신호 패턴의 할당방법 및 그 장치 - Google Patents

모듈러 소나 시퀀스를 이용한 신호 패턴의 할당방법 및 그 장치 Download PDF

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Abstract

본 명세서는 모듈러 소나 시퀀스를 사용하여 단말과 기지국 사이의 송수신과정에서 사용되는 신호 패턴을 생성하고 그 생성된 신호 패턴을 하나 이상의 서브프레임에 할당하는 방법 및 그 장치에 관하여 개시하고 있다.
모듈러 소나 시퀀스(Modular Sonar sequence), 신호 패턴(Signal Pattern), 위치참조신호(Positioning Reference Signal : PRS), OTDOA(Observed Time Difference of Arrival)

Description

모듈러 소나 시퀀스를 이용한 신호 패턴의 할당방법 및 그 장치{Method and Apparatus for Allocation ofSignal Patterns by Using Modular Sonar sequence}
본 명세서에 개시된 실시 예들은 무선통신 시스템에서 단말과 기지국 사이의 송수신과정에서 사용되는 신호 패턴(Signal Pattern)을 생성하고 그 생성된 패턴을 하나 이상의 서브프레임에 할당하는 방법 및 그 장치에 관한 것이다. 특히 본 발명은 신호 패턴들 중 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 기반의 무선이동통신시스템에서 UE(User Equipment)의 위치(Position)를 참조신호(Reference Signal, 혹은 파일럿)를 통해 OTDOA(Observed Time Difference of Arrival) 방법으로 측정하는데 있어서 사용되는 신호 패턴인 셀 특화(Cell-specific) 위치참조신호 (Positioning Reference Signal : PRS) 패턴(Pattern)을 생성하고 그 생성된 패턴을 하나 이상의 서브프레임에 할당하는 방법 및 그 장치에 관한 것이다.
단말과 기지국 사이의 무선통신 과정에서 필요한 채널추정, 위치추정 및 제어정보나 스케줄링을 위한 정보의 송수신 등을 위해 단말 혹은 기지국은 특정 시간 및 주파수 대역에서 약속된 신호를 주고 받는다. 즉 시간(time)/ 주파수(frequency)의 2차원 도메인(2-dimentional domain) 그리드(gird) 내에 규칙 또 는 불규칙한 간격으로 특정 신호 또는 심볼을 삽입할 수 있다. 이 특정 신호가 시간/주파수의 2차원 영역에서 삽입되는 형태를 신호 패턴(Signal Pattern)이라고 한다. 예로서 참조신호(Reference Signal : RS)는 주파수 도메인 채널의 추정을 위해 특정 시간 및 주파수 대역에서 보내지게 되며, 이 참조신호가 보내지는 특정 시간 및 주파수 대역에 대한 규칙에 대한 것이 참조신호 패턴이다.
본 명세서에서는 이러한 신호 패턴들을 모듈러 소나 시퀀스를 이용하여 형성하는 기술에 관한 것이다. 특히 본 발명은 OFDM기반의 무선통신시스템에서 단말(UE)의 위치(Position)를 참조신호를 통해 OTDOA방법으로 측정하는데 있어서 사용되는 신호 패턴인 셀 특화 위치참조신호 패턴을 형성하는 기술에 관한 것이다.
본 발명의 목적은 상기와 같은 단말과 기지국 사이의 무선통신 과정에서 필요한 채널추정, 위치추정 및 제어정보나 스케줄링을 위한 정보의 송수신 등을 위해 단말 혹은 기지국에서 특정 시간 및 주파수 대역에서 주고 받는 신호들의 패턴을 형성하는 효과적인 새로운 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 상기와 같은 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 기반의 무선이동통신시스템에서 UE(User Equipment)의 위치를 포지셔닝(Positioning)을 위한 참조신호(Reference Signal, 혹은 파일럿)를 통해 OTDOA (Observed Time Difference of Arrival) 방법으로 파악하는데 있어서, 기존 비동기식 CDMA를 기반으로 한 WCDMA 방식에서 OFDM기반의 다중화(Multiplexing)방식과 접 속(Access)방식 등 통신기반이 바뀜으로 인한 새로운 자원할당구조에서, 포지셔닝을 위한 참조신호(Reference Signal for Positioning : PRS)를 구성하는 효과적인 새로운 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 기반의 무선이동통신시스템에서, UE의 이동속도 증가, 기지국간의 간섭(Interference) 환경의 변화와 복잡성의 증가 등 통신시스템의 발전에 의해 요구되는 보다 정확한 포지셔닝 (Positioning) 방법을 위해 셀 특화된 구별 가능한 개수와 성능 측면에서 우수한 위치참조신호(Positioning Reference Signal : PRS)의 패턴(Pattern)들을 제공하는 것이다.
이를 위해 본 발명에서는 모듈러 소나 시퀀스(Modular Sonar sequence)를 이용하여 각 자원할당구조에서 각 셀마다 특화된 서로 다른 패턴을 가지는 신호 패턴들을 생성하는 방법을 제공하며, 이를 통해 구별 가능한 개수 측면에서 기존에 비해 월등히 많은 수의 시스템 특화 정보에 따른 패턴 생성이 가능하며, 구별 가능한 성능 측면에서 각 패턴이 시간(time; OFDM 구조상에서의 심볼(symbol))축 또는 주파수(frequency; OFDM 구조상에서의 서브캐리어(subcarrier))축으로 순환(Cyclic) 딜레이(delay) 되더라도 원래의 패턴과 겹침(overlapping)으로써 발생하는 에러를 기존에 비해 최소화하는 위치참조신호 패턴의 생성방법을 제공한다.
본 발명은 모듈러 소나 시퀀스(Modular Sonar sequence)를 이용하여 각 셀마다 특화된 서로 다른 패턴을 가지는 신호 패턴들을 생성하고 그 생성된 패턴을 하나 이상의 서브프레임에 할당하는 할당방법을 제공한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 적어도 하나 이상의 기지국들과 적어도 하나 이상의 단말(UE, 유저장치)들을 포함하며, 각각의 기지국 및 단말들은 적어도 하나 이상의 안테나들을 포함하며, 리소스 블록(Resoure Block)들에 적어도 하나 이상의 심볼들을 포함하는 특정 신호를 송수신하며, 상기 리소스 블록들 각각은 복수의 OFDM 서브캐리어(subcarrier)들과 레디오 프레임(Radio frame) 내의 하나의 시간 슬롯에 해당하는 복수의 OFDM 심볼들을 포함하며, 상기 레디오 프레임은 복수의 서브프레임들을 포함하는 OFDM 기반 무선통신시스템에서, 상기 각각의 기지국 및 단말 중 적어도 하나 이상은, 생성된 M×N 모듈러 소나 시퀀스로부터 상기 특정 신호의 패턴을 형성하여, 신호를 맵핑하는 단계를 포함하는 신호 패턴 생성방법 및 그 장치, 이를 이용한 송수신장치를 제공한다.
또한 상기 M×N 모듈러 소나 시퀀스와 동일한 특성을 나타내는 시퀀스를 신호의 패턴 생성에 사용하는 방법 및 그 장치, 이를 이용한 송수신장치를 제공한다.
본 명세서에서의 실시 예 중에 하나인 상기에서 설명한 모듈러 소나 시퀀스(Modular Sonar sequence)를 이용한 위치참조신호(Positioning Reference Signal : PRS) 패턴(Pattern)의 생성방법의 효과를 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 모듈러 소나 시퀀스를 이용한 위치참조신호 패턴의 생성방법에 의하면, 각 패턴이 시간(time; OFDM 구조상에서의 심볼(symbol))축 또는 주파수(frequency; OFDM 구조상에서의 서브캐리어(subcarrier))축으로 순환(Cyclic) 딜 레이(delay) 되더라도 원래의 패턴과 겹침(overlapping)으로써 발생하는 에러를 기존에 비해 최소화할 수 있으며, 또한 각 자원할당구조에서 기존에 비해 월등히 많은 수의 기지국(셀)마다 특화된 서로 다른 패턴을 가지는 위치참조신호 패턴들을 생성할 수가 있다.
본 발명의 다른 목적, 특징 및 이점들은 첨부한 도면을 참조한 실시 예들의 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.
이하 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다. 이때 도면에 도시되고 또 이것에 의해서 설명되는 본 발명의 구성과 작용은 적어도 하나의 실시 예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해서 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지는 않는다.
WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access)에서의 각종 위치 서비스(Location Service) 및 통신상에서 필요한 위치정보(Location Information) 제공을 위한 포지셔닝(Positioning) 방법은 크게 1) 셀-커버러지 기반 포지셔닝 방법(the cell coverage-based positioning method),2) OTDOA-IPDL(Observed Time Difference of Arrival-Idle Period Downlink) 방법, 3) 네트워크가 지원된 GPS를 이용한 방법(network-assisted GPS methods)의 3가지 방법을 기반으로 하고 있다. 각 방법들은 서로경쟁적이기 보다는 보완적이며, 각각의 서로 다른 목적에 따라 적절하게 사용되고 있다.
이 중에서 OTDOA(Observed Time Difference of Arrival) 방법은 서로 다른 기지국(Base Station, 혹은 셀(Cell))로부터의 참조신호(RS : Reference Signal, 혹은 파일럿(Pilot))들의 상대적인 도착 시간을 이동 측정하는 것을 기반으로 한다. 위치 계산을 위해서는 UE(User Equipment, 혹은 MS(Mobile Station))는 적어도 3개 이상의 서로 다른 기지국(Base Station, 혹은 셀(Cell))로부터 해당 참조신호(RS)를 수신해야 한다. OTDOA 위치 측정을 쉽게 하며, near-far 문제를 피하기 위해서, WCDMA 표준에서는 IPDL(Idle Periods in Downlink)를 포함한다. 이 Idle한 주기(Period) 동안 UE(User Equipment, 혹은 MS(Mobile Station))는 같은 주파수상의 현재 UE가 위치하고 있는 셀(Serving Cell)로부터의 참조신호(RS, 혹은 파일럿(Pilot))가 강하더라도, 인접 셀(Neighbor Cell)로부터의 참조신호(RS, 혹은 파일럿(Pilot))를 받을 수 있어야 한다.
이러한 OTDOA 방법에 의한 포지셔닝(Positioning)에 있어 측정의 정확성은1) UE(User Equipment, 혹은 MS(Mobile Station))가 구별하여 참조신호(RS, 혹은 파일럿(Pilot))을 수신할 수 있는 기지국(Base Station, 혹은 셀(Cell))의 수 (최소 3개 이상, 많으면 많을수록 정확성은 증가한다), 2) 기지국의 상대적인 위치 (기지국이 UE와 서로 다른 방향으로 위치해 있다면 정확성은 증가한다), 3) 가시선(line-of-sight, UE와 기지국 사이가 서로 가시선에 있다면 정확성은 증가한다) 등에 의존한다. 즉 UE 혹은 각 네트워크(Network)상의 기지국들이 인접하는 기지국으로부터 참조신호(RS, 혹은 Pilot)를 받을 때, 인접하는 각 기지국들이 보내는 각각의 참조신호를 서로 잘 구별하여 수신할 수 있어야 하며, 그 구별가능의 개수와 성능이 증가한다면 상기3개의 고려사항을 만족시킬 수 있다. 다시 말해, 기지국 (셀) 특화(Cell-specific)된 구별되는 우수한 성능을 가지는 참조신호(RS, 혹은 Pilot)를 많이 수신할 수 있을수록 1) 수신할 수 있는 기지국의 수 증가, 2) 그 중에서 상대적으로 좋은 위치에 있는 최소 3개 이상의 기지국들을 선택할 수 있는 경우도 확률적으로 증가, 3) 그 중에서 상대적으로 좋은 가시선(ling-of-sight)에 있는 최소 3개 이상의 기지국들을 선택할 수 있는 경우도 확률적으로 증가하여, 보다 정확한 OTDOA 측정을 통한 정확한 위치정보를 획득할 수가 있다.
3GPP 계열의 WCDMA에서 발전된 LTE(Long Term Evolution) 시스템의 경우 WCDMA의 비동기식CDMA(Code Division Multiple Access)방식과는 달리 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)을 기반으로 하고 있다. 현재 상기에서 언급된 WCDMA에서 OTDOA 방법을 통해 포지셔닝(Positioning)을 했던 것과 같이, 새로운 LTE시스템에서도 OTDOA 방법을 기반으로 하여포지셔닝(Positioning)을 하는 것을 고려하고 있으며, 이를 위해MBSFN(Multicast Broadcast Single Frequency Network) 서브프레임(subframe)과 노멀 서브프레임(Normal Subframe) 중 하나 혹은 둘 다의 각 서브프레임(subframe) 구조에서 일정주기로 기존 참조신호(RS : Reference Signal)와 제어채널을 위한 영역(Control Region)을 제외한 나머지 자원할당 영역인 데이터 영역(Date Region)을 비워두고, 그 서브프레임에서의 비워둔 영역에 포지셔닝을 위한 참조신호(Reference Signal for Positioning)를 보내는 방식이 고려되고 있다. 즉 OFDM기반의 새로운 차세대 통신방식인 LTE에서의 포지셔닝(Positioning)을 위해, 기존 WCDMA에서의 OTDOA방식을 기반으로 하지만 다중화(Multiplexing)방식과 접속(Access)방식 등 통신기반이 바뀜으로 인해 새로운 자원할당구조에서 포지셔닝을 위한 참조신호를 보내는 방법과 참조신호의 구성을 다시 고려해야 하며, 또한 UE의 이동속도 증가, 기지국간의 간섭(Interference) 환경의 변화와 복잡성의 증가등 통신시스템의 발전에 의해 보다 정확한 포지셔닝 방법이 요구되고 있다.
본 발명의 일실시예는 모듈러 소나 시퀀스를 이용하여 위치기준신호 패턴을 생성하는 방법을 제공한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 무선통신시스템에서 유저장치의 위치를 측정하기 위한 위치참조신호 패턴을 생성하는 방법에 있어서, 결정된 모듈러 소나 시퀀스의 사이즈 M과 N에 대해, 제 1 M×N 모듈러 소나 시퀀스를 생성하는 단계 상기 생성된 제1 M×N 모듈러 소나 시퀀스를 시스템 특화 정보에 따라 제 2 M×N 모듈러 소나 시퀀스로 변환하는 단계 및 상기 생성된 제2 M×N 모듈러 소나 시퀀스로부터 위치참조신호 패턴을 형성하여 위치참조신호를 맵핑하는 단계를 포함하는 위치참조신호 패턴 생성방법을 제공한다.
본 발명의 다른 실시 형태에 의하면, 무선통신시스템에서 유저장치의 위치를 측정하기 위한 위치참조신호 패턴을 생성하는 방법에 있어서, 결정된 모듈러 소나 시퀀스의 사이즈 M과 N에 대해, 제 1 M×N 모듈러 소나 시퀀스를 생성하는 단계 상기 생성된 길이N을 가지는 제 1 M×N 모듈러 소나 시퀀스의 끝 N`만큼을 잘라주어 제 1 M×(N-N`) 모듈러 소나 시퀀스를 생성하는 단계 상기 생성된 제 1 M×(N??N`) 모듈러 소나 시퀀스를 시스템 특화 정보에 따라 제 2 M×(N-N`) 모듈러 소나 시퀀스로 변환하는 단계 및 상기 생성된 제 2 M×(N-N`) 모듈러 소나 시퀀스로부터 위 치참조신호 패턴을 형성하여 위치참조신호를 맵핑하는 단계를 포함하는 위치참조신호 패턴 생성방법을 제공한다.
본 발명의 또 다른 실시 형태에 의하면, 무선통신시스템에서 유저장치의 위치를 측정하기 위한 위치참조신호 패턴을 생성하는 방법에 있어서, 결정된 모듈러 소나 시퀀스의 사이즈 M과 N에 대해, 제 1 M×N 모듈러 소나 시퀀스를 생성하는 단계 상기 생성된 제1 M×N 모듈러 소나 시퀀스를 시스템 특화 정보에 따라 제 2 M×N 모듈러 소나 시퀀스로 변환하는 단계 상기 생성된 길이 N을 가지는 제 2 M×N 모듈러 소나 시퀀스의 끝 N`만큼을 잘라주어 제 2 M×(N-N`) 모듈러 소나 시퀀스를 생성하는 단계 및 상기 생성된 제 2 M×(N-N`) 모듈러 소나 시퀀스로부터 위치참조신호 패턴을 형성하여 위치참조신호를 맵핑하는 단계를 포함하는 위치참조신호 패턴 생성방법을 제공한다.
본 발명의 또 다른 실시 형태에 의하면, 무선통신시스템에서 유저장치의 위치를 측정하기 위한 위치참조신호 패턴 생성장치에 있어서, 결정된 모듈러 소나 시퀀스의 사이즈 M과 N에 대해, 제 1 M×N 모듈러 소나 시퀀스를 생성하고 생성된 제 1 M×N 모듈러 소나 시퀀스를 시스템 특화 정보에 따라 제 2 M×N 모듈러 소나 시퀀스로 변환하는 M×N 모듈러 소나 시퀀스 생성부 및 상기 M×N 모듈러 소나 시퀀스 생성부를 통해 생성된 제 2 M×N 모듈러 소나 시퀀스로부터 위치참조신호 패턴을 형성하여 위치참조신호를 맵핑하는 위치참조신호 맵핑부를 포함하는 위치참조신호 패턴 생성장치를 제공한다.
본 발명의 또 다른 실시 형태에 의하면, 무선통신시스템에서 유저장치의 위 치를 측정하기 위한 위치참조신호 패턴 생성장치에 있어서, 결정된 모듈러 소나 시퀀스의 사이즈 M과 N에 대해, 제 1 M×N 모듈러 소나 시퀀스를 생성하는 M×N 모듈러 소나 시퀀스 생성부 상기 M×N 모듈러 소나 시퀀스 생성부를 통해 생성된 길이 N을 가지는 제 1 M×N 모듈러 소나 시퀀스의 끝 N`만큼을 잘라주어 제 1 M×(N-N`) 모듈러 소나 시퀀스를 생성하고 생성된 제 1 M×(N-N`) 모듈러 소나 시퀀스를 시스템 특화 정보에 따라 제 2 M×(N-N`) 모듈러 소나 시퀀스로 변환하는 M×(N-N`) 모듈러 소나 시퀀스 생성부 및 상기 M×(N-N`) 모듈러 소나 시퀀스 생성부를 통해 생성된 제 2 M×(N-N`) 모듈러 소나 시퀀스로부터 위치참조신호 패턴을 형성하여 위치참조신호를 맵핑하는 위치참조신호 맵핑부를 포함하는 위치참조신호 패턴 생성장치를 제공한다.
본 발명의 또 다른 실시 형태에 의하면, 무선통신시스템에서 유저장치의 위치를 측정하기 위한 위치참조신호 패턴 생성장치에 있어서, 결정된 모듈러 소나 시퀀스의 사이즈 M과 N에 대해, 제 1 M×N 모듈러 소나 시퀀스를 생성하는 M×N 모듈러 소나 시퀀스 생성부 상기 M×N 모듈러 소나 시퀀스 생성부를 통해 생성된 제 1 M×N 모듈러 소나 시퀀스를 시스템 특화 정보에 따라 제 2 M×N 모듈러 소나 시퀀스로 변환하고 변환된 길이 N을 가지는 제 2 M×N 모듈러 소나 시퀀스의 끝 N`만큼을 잘라주어 제 2 M×(N-N`) 모듈러 소나 시퀀스를 생성하는 M×(N-N`) 모듈러 소나 시퀀스 생성부 및 상기 M×(N-N`) 모듈러 소나 시퀀스 생성부를 통해 생성된 제 2 M×(N-N`) 모듈러 소나 시퀀스로부터 위치참조신호 패턴을 형성하여 위치참조신호를 맵핑하는 위치참조신호 맵핑부를 포함하는 위치참조신호 패턴 생성장치를 제 공한다.
구체적으로 본 발명은 OFDM 기반의 무선이동통신시스템에서 UE의 위치를 포지셔닝(Positioning)을 위한 참조신호(Reference Signal, 혹은 파일럿)를 통해OTDOA (Observed Time Difference of Arrival) 방법으로 파악하는데 있어서, 기존 비동기식 CDMA를 기반으로 한 WCDMA 방식에서 OFDM기반의 다중화(Multiplexing)방식과 접속(Access)방식 등 통신기반이 바뀜으로 인한 새로운 자원할당구조에서, 포지셔닝을 위한 참조신호(Reference Signal for Positioning : PRS)를 구성하는 효과적인 방법을 제공한다. 특히UE의 이동속도 증가, 기지국간의 간섭(Interference) 환경의 변화와 복잡성의 증가 등 통신시스템의 발전에 의해 요구되는 보다 정확한 포지셔닝(Positioning) 방법을 위해 셀 특화된 구별 가능한 개수와 성능 측면에서 우수한 위치참조신호(Positioning Reference Signal : PRS)의 패턴(Pattern)들을 제공한다.
이에 본 발명에서는 모듈러 소나 시퀀스(Modular Sonar Sequence)를 기반으로 하여 상기 요구에 따른 위치참조신호를 생성하는 방법을 고려한다.
먼저 본 명세서에서 기술되는 모듈러 소나 시퀀스를 설명하면 다음과 같다.
정수 m, n에 대하여, M={1,2,...,m}이고 N={1,2,...,n}이라 하고 (이 때 M은 정수를 모듈로(modulo) m한 값으로 표현되는 집합이다), 1≤h≤n-1, 1≤i, j≤n-h인 모든 정수 h, i 및 j에 대하여, f(i+h)-f(i)=f(j+h)-f(j) (mod m)이면, i=j일 경우 함수 f:N→M은 모듈러로 서로구별되는 차이 특성(이하 distinct modular differences property)을 가진다.
이 때 M×N 모듈러 소나 시퀀스(Modular Sonar sequence)는 'distinct modular differences property'를 가지는 f:N→M 함수이다.
예를 들면, 시퀀스 {1,3,7,4,9,8,6,2,5,11(=0)}은 모듈러가 11인 11×10 모듈러 소나 시퀀스가 될 수 있다.
모듈러 소나 시퀀스는 다양한 생성방법이 존재한다. 아래의 표 1은 지금까지 알려진 모듈러 소나 시퀀스의 모든 생성방법을 시퀀스의 길이(length), 범위(Range), 모듈러(Modulo)값으로 요약 도시한 표이다. 각 방법에서의 모듈러 소나 시퀀스의 구체적인 생성방법은 하기 생성방법-A에서 생성방법-G와 같다.
Constructions Length (N) Range Modulo(M) 방법
Quadratic n=p+1 {1,2,...,p} m=p 생성방법-A
Exponential Welch n=p-1 {1,2,...,p} m=p 생성방법-B
Logarithm Welch n=p-1 {1,2,...,p-1} m=p-1 생성방법-C
Lempel n=p^r-2 {1,2,...,p^r-1} m=p^r-1 생성방법-D
Golomb n=p^r-2 {1,2,...,p^r-1} m=p^r-1 생성방법-E
Extended Exponential Welch n=p {1,2,...,p} m=p 생성방법-F
Shift Sequence n=p^r {1,2,...,p^r-1} m=p^r-1 생성방법-G
1) 생성방법-A(쿼드라틱(Quadratic)) : p는 홀수의 소수(prime)이며, a, b, c는 modular p를 했을 경우 0이 아닌 정수 상수라고 할 때, f(i)=ai2+bi+c (mod p)로 정의되는 f:{1,2,...,p+1}→{1,2,...,p}는 p×(p+1) 모듈러 소나 시퀀스이다.
2) 생성방법-B(익스포넨셜 웰치(Exponential Welch)) : a는 소수 p에 대해 모듈러 원시원소 (primitive element modular the prime p)일 때, f(i)=ai로 정의되는 f:{1,2,...,p-1}→{1,2,...,p}는 p×(p-1) 모듈러 소나 시퀀스이다.
3) 생성방법-C(로가리스믹 웰치(Logarithmic Welch)) : a는 소수 p에 대해 모듈러 원시원소 (primitive element modular the prime p)일 때, f(i)=logai로 정의되는f:{1,2,...,p-1}→{1,2,...,p-1}은 (p-1)×(p-1) 모듈러 소나 시퀀스이다.
4) 생성방법-D(럼펠(Lempel)) : q=pr>2는 소수의 승수(prime power)이며, a는 GF(pr)상에서 원시원소(primitive element)일 때, f(i)=j와 ai+aj=1의 필요충분조건으로 정의되는 f:{1,2,...,pr-2}→{1,2,...,pr-1}은 (pr-1)×(pr-2) 모듈러 소나 시퀀스이다.
5) 생성방법-E(골롬(Golomb)) : q=pr>2는 소수의 승수(prime power)이며, a와 b는 GF(pr)상에서 원시원소(primitive element)일 때, f(i)=j과 ai+bj=1의 필요충분조건으로 정의되는 f:{1,2,...,pr-2}→{1,2,...,pr-1}은 (pr-1)×(pr-2) 모듈러 소나 시퀀스이다.
6) 생성방법-F(확장된 익스포넨셜 웰치(Extended exponential Welch)) : a는 소수 p에 대해 모듈러 원시원소 (primitive element modular the prime p)이고 s는 정수일 때, f(i)=ai+s로 정의되는 f:{0,1,2,...,p-1}→{1,2,...,p}는 p×p 모듈러 소나 시퀀스이다.
7) 생성방법-G(시프트 시퀀스(Shift sequence)) : p는 소수(prime)이며, a는 GF(p2r), b는 GF(pr)상에서 원시원소(primitive element)라 하자. 이 때 p가 2이면 f(i)=logb((ai)p^r+ai ; bf(i)=(ai)p^r+ai=Tr2r r(ai)로 정의되는 f:{1,2,...,pr}→{1,2,...,pr-1}, p가 홀수이면 함수 f는 상기 p가 2일 때와 유사하게 정의되면서 i의 범위만 {i:-(pr-1)/2≤i≤(pr-1)/2}인 f는 (pr-1)×pr 모듈러 소나 시퀀스이다.
상기에서 예시로 든 시퀀스 {1,3,7,4,9,8,6,2,5,11}은 시퀀스 {2,4,8,5,10,9,7,3,6,1}을 -1만큼 순환시프트(Cyclic Shift)한 값이며, 상기 11×10 모듈러 소나 시퀀스 {2,4,8,5,10,9,7,3,6,1}은 표 1의 Exponential Welch 방법(구체적인 생성방법은 상기의 생성방법-B(Exponential Welch)에서 a가 2인 경우에서 도출할 수 있다)에 의하여 구성될 수 있다. 상기 표 1에서 보는 것과 같이, 모듈러 M은 소수(prime) 값인 11이며, 길이(Length) N은 11-1인 10이다.
M×N 모듈러 소나 시퀀스는 세 가지의 변환들(transformations)에 의해 서로 다른 M×N 모듈러 소나 시퀀스로 변환 될 수 있다.
첫 번째는 원래의 생성된 M×N 모듈러 소나 시퀀스를f(i), 1≤i≤N(혹은 0≤i≤N-1)이라 할 때, 모듈로 m에 대하여 f(i)에 a를 더하는 것이다. 이를 식으로 나타내면 다음 수학식 1과 같다.
f+a(i)=f(i)+a (mod m)
수학식 1은 모듈러 소나 어레이(Modular Sonar array; Modular Sonar sequence를 행(row)/열(column)의 2차원(two-dimension)으로 표시한 것)의 행(row)이 a 단위로 순환(cyclic) 로테이션하는 것에 해당한다. 이는 시간(time)/주파수(frequency)의 2차원 패턴(two-dimensional pattern)에서, 시퀀스 패턴의 주파수(frequency) 측면으로의 모든 순환(cyclic) 시프트(shift)와 1대1 대응을 이룬다.
두 번째는 원래의 생성된 M×N 모듈러 소나 시퀀스를f(i), 1≤i≤N(혹은 0≤i≤N-1)이라 할 때, 모듈로 m에 대하여 f(i)에 u를 곱하는 것이다. 이를 식으로 나타내면 다음 수학식 2와 같다.
f×u(i)=uf(i) (mod m)
수학식 2는 모듈러 소나 어레이의 행(row)들의 순열변환(permutation)에 해당한다. 이는a=0인 경우, 시간(time)/주파수(frequency)의 2차원 패턴에서, 시퀀스 패턴의 시간(time) 측면으로의 모든 순환(cyclic) 시프트(shift)와 1대1 대응을 이룬다.
세 번째는 원래의 생성된 M×N 모듈러 소나 시퀀스를f(i), 1≤i≤N(혹은 0≤i≤N-1)이라 할 때, 모듈로 m에 대하여 f(i)를 s단위로 잘라내기(shearing)를 해주는 것이다. 이를 식으로 나타내면 다음 수학식 3과 같다.
fshear(s)(i)=f(i)+si (mod m)
수학식 3은 모듈러 소나 어레이의 열(column)들을 s단위로 잘라내기 (shearing)한 것에 해당한다.
종합하면, 함수 f가 M×N 모듈러 소나 시퀀스이고, u는 모듈러(modular) m의 단위(unit)이면, g는 다음 수학식 4와 같이 정의할 수 있으며, 이 때 g 역시 M×N 모듈러 소나 시퀀스에 해당한다.
g(i)=uf(i)+si+a (mod m)
본 발명은 모듈러 소나 시퀀스(Modular Sonar sequence)를 이용하여 위치참조신호(PRS : Positioning Reference Signal)의 패턴(pattern)을 형성한다.
상기 본 발명의 일실시예의 일 측면(제 1측면)에서의 모듈러 소나 시퀀스를 이용하여 위치참조신호(PRS)의 패턴(pattern)을 형성하는 방법은 다음과 같다.
a. 각 서브프레임(subframe)별로(예를 들면 MBSFN subframe, Normal subframe with Normal CP, Normal subframe with Extended CP), 시간(time; OFDM 구조상에서의 심볼(symbol))축 및 주파수(frequency; OFDM 구조상에서의 서브캐리어축으로 2차원(two-dimensional)을 이루는 하나의 서브프레임 구조(subframe structure)에서 위치참조신호(PRS : Positioning Reference Signal)를 위해서 사용가능(available)한 행과 열의 개수를 고려하여, 표1에서 조합 가능한 M과 N들 중에서 사용가능(available)한 행과 열을 가장 많이 이용할 수 있는 조합들로부터 M과 N을 결정한다.
b. 선택된 M과 N에 의거하여 표1에서 언급된 구성(construction) 방법에 의 해 M×N 모듈러 소나 시퀀스(Modular Sonar sequence)를 생성한다.
c. 생성된 모듈러 소나 시퀀스(Modular Sonar sequence)에 따라 시간(time; OFDM 구조상에서의 심볼(symbol))축 및 주파수(frequency; OFDM 구조상에서의 서브캐리어(subcarrier))축으로 2차원(two-dimensional)을 이루는 하나의 서브프레임 구조(subframe structure)에서 위치참조신호(PRS : Positioning Reference Signal)를 위치참조신호를 위해서 사용가능(available)한 행과 열에 맵핑한다.
예를 들면, 생성된 M×N 시퀀스가 {a,b,c,...,j,...}일 경우 {(x,y) | (x_1,y_1)=(1,a), (x_2,y_2)=(2,b), (x_3,y_3)=(3,c),..., (x_i,y_i)=(i,j),...}라 하고, x(혹은 y)번째 사용가능(available)한 열(symbol축)과 y(혹은 x)번째 사용가능(available)한 행(subcarrier축)이 교차하는 지점에 위치참조신호(PRS : Positioning Reference Signal)의 i번째 시퀀스 값이 맵핑되는 것이다. 다시 말하면, 생성된 M×N 모듈러 소나 시퀀스(Modular Sonar sequence)의 i번째 시퀀스 값이 f(i)=j라면, i번째 사용가능(available)한 열(symbol축)과 f(i)번째 사용가능(available)한 행(subcarrier축)이 교차하는 지점에, 혹은 f(i)번째 사용가능(available)한 열(symbol축)과 i번째 사용가능(available)한 행(subcarrier축)이 교차하는 지점에 상기 서브프레임을 위한 위치참조신호(PRS : Positioning Reference Signal)의 i번째 시퀀스 값이 맵핑된다.
d. 각 기지국(Base Station, 혹은 셀(Cell)) 또는 중계 노드(Relay Node) 또는 UE(User Equipment, 혹은 MS(Mobile Station))마다 필요한 다른 위치참조신호(PRS : Positioning Reference Signal)의 시퀀스 패턴(Sequence pattern)을 아래 와 같은 방법으로 생성한다.
표 1의 일 방법에 의하여 생성된 M×N 모듈러 소나 시퀀스(Modular Sonar sequence)를 f(i), 1≤i≤N(혹은 0≤i≤N-1)이라고 하면, 아래 3가지로 변형이 가능하다.
-Addition by a modulo m, f+a(i)=f(i)+a (mod m)
-Multiplication by a unit u modulo m, f×u(i)=uf(i) (mod m)
-Shearing by s modulo m, fshear(s)(i)=f(i)+si (mod m)
상기의 3가지 변형인 상기 3가지 함수를 합해서 g(i)=uf(i)+si+a (mod m)로 g(i), 1≤i≤N(혹은 0≤i≤N-1)이라는 새로운 M×N 모듈러 소나 시퀀스(Modular Sonar sequence)를 생성할 수 있으며, 이를 통해 서로 다른 위치참조신호(PRS : Positioning Reference Signal)의 시퀀스 패턴(Sequence pattern)을 생성할 수 있다.
이때, a, u 및 s는 기지국(Base Station, 혹은 셀(Cell)), 중계 노드(Relay Node), UE(User Equipment, 혹은 MS(Mobile Station)) 또는 다른 특화정보(서브프레임 넘버(subframe Number), CP(Cyclic Prefix) 사이즈(size) 등)에 따른 함수에 의하여 결정될 수 있다. 특히 기지국(Base Station, 혹은 셀(Cell))정보에 따라 u, s, a를 결정할 수 있다는 것으로부터, 각 기지국(Base Station, 혹은 셀(Cell))마다 서로 다른 특화된(Cell-specific) 패턴을 만들 수 있다.
상기의 단계는 도 1과 같은 장치로서 구현될 수 있다.　 모듈러 소나 시퀀 스(Modular Sonar sequence)를 이용하여 위치참조신호(PRS : Positioning Reference Signal)의 패턴(pattern)을 형성하는 본 발명의 장치는 크게 M×N 모듈러 소나 시퀀스(Modular Sonar sequence) 생성부(Generator) (110)와 위치참조신호(PRS : Positioning Reference Signal) 맵핑부(Mapper) (120)로 구성된다. M×N 모듈러 소나 시퀀스 생성부(110)에서 모듈러 소나 시퀀스의 사이즈(size) M, N은 모듈러 소나 시퀀스 사이즈(M, N) 결정부(112)를 통해 결정되며, M×N 모듈러 소나 시퀀스 생성부(110)에서 생성되는 각각의 모듈러 소나 시퀀스는 시스템 특화 정보(셀 특화 정보 등) 맵핑부(114)에 따라 결정되는 서로 다른 파라미터 값에 따라 기지국(셀)마다 서로 특화되게(Cell-specific) 결정된다.
구체적인 각 장치에서의 동작은 다음과 같다. 모듈러 소나 시퀀스 사이즈(M, N) 결정부(112)는 상기 모듈러 소나 시퀀스(Modular Sonar sequence)를 이용하여 위치참조신호(PRS : Positioning Reference Signal)의 패턴(pattern)을 형성하는 본 발명의 일실시예의 일 측면에서의 방법에서 단계 a에 해당하는 역할을 수행한다. 즉 각 서브프레임(subframe)별로, 시간축 및 주파수축으로 2차원을 이루는 하나의 서브프레임 구조에서 위치참조신호를 위해서 사용가능(available)한 행과 열의 개수를 계산하고, 표1에서 조합 가능한 M과 N들 중에서 사용가능(available)한 행과 열을 가장 많이 이용할 수 있는 조합을 계산하여, 이로부터 M과 N을 결정한다. M×N 모듈러 소나 시퀀스 생성부(110)는 모듈러 소나 시퀀스 사이즈(M, N) 결정부(112)를 통하여 결정된 M과 N에 의거하여 표1에서 언급된 구성(construction) 방법에 의해 M×N 모듈러 소나 시퀀스f(i), 1≤i≤N(혹은 0≤i≤N-1)을 먼저 생성 한다. 뒤이어 시스템 특화 정보 맵핑부(114)에서 기지국(Base Station, 혹은 셀(Cell)), 중계 노드(Relay Node), UE(User Equipment, 혹은 MS(Mobile Station)) 또는 다른 특화정보(서브프레임 넘버(subframe Number), CP(Cyclic Prefix) 사이즈(size) 등)에 따른 함수로 결정되는 서로 다른 파라미터 값 a, u 및 s를 받아, g(i)=uf(i)+si+a (mod m)로g(i), 1≤i≤N(혹은 0≤i≤N-1)이라는 시스템(특히 기지국(셀))마다 서로 다른 특화된(Cell-specific) 패턴으로 표현되는 M×N 모듈러 소나 시퀀스를 생성한다. 위치참조신호(PRS) 맵핑부(120)는 M×N 모듈러 소나 시퀀스 생성부(110)을 통하여 생성된 M×N 모듈러 소나 시퀀스 g(i), 1≤i≤N(혹은 0≤i≤N-1)에 따라 시간(time; OFDM 구조상에서의 심볼(symbol))축 및 주파수(frequency; OFDM 구조상에서의 서브캐리어(subcarrier))축으로 2차원을 이루는 하나의 서브프레임 구조에서 위치참조신호(PRS : Positioning Reference Signal)를 위치참조신호를 위해서 사용가능(available)한 행과 열에 맵핑한다. 즉 생성된 M×N 모듈러 소나 시퀀스(Modular Sonar sequence)의 i번째 시퀀스 값이 g(i)=j라면, i번째 사용가능(available)한 열(symbol축)과 g(i)번째 사용가능(available)한 행(subcarrier축)이 교차하는 지점에, 혹은 g(i)번째 사용가능(available)한 열(symbol축)과 i번째 사용가능(available)한 행(subcarrier축)이 교차하는 지점에 상기 서브프레임을 위한 위치참조신호(PRS : Positioning Reference Signal)의 i번째 시퀀스 값이 맵핑된다.
본 발명에 따른 위치참조신호(PRS : Positioning Reference Signal) 패턴 생성방법은 유연한(flexible) 패턴 사이즈(pattern size)의 생성이 가능하다. 즉, M ×N의 시퀀스를 생성함에 있어 다양한 M과 N을 선택할 수 있으므로 패턴 사이즈를 유연하게 적용 할 수 있다.
모듈러 소나 시퀀스는 표 1에서 보는 것과 같이 파라미터 M과 N의 다양한 케이스 때문에 다양한 경우의 케이스로 적용 가능하다.
예를 들면, MBSFN(Multicast Broadcast Single Frequency Network) 서브프레임(subframe)의 경우 제어영역(Control region)을 제외하면 12서브캐리어(sub carrier)×10심볼(symbol)의 미전송영역(no-transmission region)이 있다. 포지셔닝을 위한 서브프레임(subframe)에 대하여 상기 2차원(two-dimensional)의 미전송영역(no-transmission region)의 크기와 표1에 보는 것과 같은 파라미터 M과 N의 가능한 경우를 고려하면, M과 N의 적용 가능한 값과 사용가능(available)한 주파수(서브캐리어) 및 시간(심볼) 사이즈가 결정될 수 있다. 예를 들면, MBSFN 서브프레임의 경우 'Exponential Welch' 방법에 의한 11(서브캐리어)×10(심볼) 또는 'Shift Sequence' 방법 의한 10(심볼)×11(서브캐리어)로 사이즈 M×N을 결정하며, 이를 통해 모듈러 소나 시퀀스를 생성할 수 있다.
만약 표 1의 'Exponential Welch' 방법에 의해 11(서브캐리어)×10(심볼)이 선택되었다면, 모듈러(Modulo) M은 11이며, 길이(Length) N은 10이다. 즉, M=11은 2차원의 시간/주파수 패턴의 MBSFN 서브프레임에서 수평축의 전체 12개의 주파수(서브캐리어) 중에서 11개의 사용가능(available)한 주파수(서브캐리어) 수평축으로 사용된다. 또한 N=10은 MBSFN 서브프레임에서 수직축의 전체 10개의 시간(심볼) 중에서 10개의 사용가능(available)한 시간(심볼) 수직축으로 사용된다.
M×N의 모듈러 소나 시퀀스는 g(i)=uf(i)+si+a (mod m)식에 의하여 매우 다양한 구별되는 2차원의 시퀀스 패턴으로 확장될 수 있다.
이 때, 위에서 결정된 M×N의 모듈러 소나 시퀀스는 g(i)=uf(i)+si+a (mod m)에 의하여 M×M×Φc(M)개의 구별되는 위치참조신호(PRS) 패턴으로 확장될 수 있는 것이다.
이때, Φc(M)는 다음 수학식 5를 만족한다.
Φc(M)=n(u={i│1≤i＜M, gcd(i,M)=1})
여기서 gcd는 최대공약수를 의미한다.
위에서 결정된 g(i), 1≤i≤N(혹은 0≤i≤N-1)을 이루는 각각의 패턴들은 'minimum ambiguity'를 가진다. 즉, 원래의 위치참조신호(PRS) 패턴을 시간축 또는/및 주파수축으로 순환(cyclic) 시프트(shift) (혹은 시스템 관점에서 보면 시간 또는/및 주파수 딜레이(delay)) 하더라도 겹치게 되는(overlapping) 위치참조신호(PRS)　 심볼(symbol; 혹은 PRS 시퀀스 심볼(sequence symbol), 혹은 PRS 시퀀스 요소(sequence element), 혹은 OFDM기반의 자원할당구조에서 본다면 자원 요소(resource element))의 개수는 최대(at most) 1개이며(0개 혹은1개), 추가로 보다 많은 수의 위치참조신호(PRS) 패턴(pattern)의 가짓수, 또는 더 높은 재사용 인자(Reuse factor)를 가지는 위치참조신호(PRS) 패턴(pattern)을 생성할 수 있다.
상기 본 발명의 일실시예의 다른 측면(제 2측면)에서의 모듈러 소나 시퀀스 를 이용하여 위치참조신호(PRS)의 패턴(pattern)을 형성하는 방법은 다음과 같다.
a. 각 서브프레임(subframe)별로(예를 들면 MBSFN subframe, Normal subframe with Normal CP, Normal subframe with Extended CP), 시간(time; OFDM 구조상에서의 심볼(symbol))축 및 주파수(frequency; OFDM 구조상에서의 서브캐리어(subcarrier)) 축으로 2차원(two-dimensional)을 이루는 하나의 서브프레임 구조(subframe structure)에서 위치참조신호(PRS : Positioning Reference Signal)를 위해서 사용가능 (available)한 행과 열의 개수 중 큰 것 하나만을 고려하여, 그 값을 M으로 결정한다.
b-1. 선택된 M에 의거하여 표1에서 언급된 구성(construction) 방법에 의해 M×N 모듈러 소나 시퀀스(Modular Sonar sequence)를 생성한다. 이 때 M×N 시퀀스에서 M=N인 경우, 즉 N×N인 경우의 모듈러 소나 시퀀스는 N×N 모듈러 소나 시퀀스(Modular Sonar sequence)이자 N×N 모듈러(Modular; 혹은 perfect) 코스타스 어레이(Costas Array)이다.
b-2. 상기 서브프레임 구조(subframe structure)에서 위치참조신호(PRS : Positioning Reference Signal)를 위해서 사용가능(available)한 행과 열의 개수 중 큰 것의 값을 M이라고, 작은 것의 값을 (N-N′)라 할 때, 상기 b-1에 의해 생성된 길이(Length)가 N인 M×N 모듈러 소나 시퀀스(Modular Sonar sequence)에서 끝 N′ 만큼을 잘라줌(truncate)으로서 M×(N-N′) 모듈러 소나 시퀀스(Modular Sonar sequence)를 생성한다.
c/d. 상기 본 발명의 일실시예의 일 측면에서의 c/d단계와 동일하다. 단 일 측면에서는 M×N 모듈러 소나 시퀀스가 쓰였다면, 본 측면에서는 M×(N-N′) 모듈러 소나 시퀀스가 쓰인다. 이 때, M×N 모듈러 소나 시퀀스로부터 시스템 별로 특화된(특히 기지국(셀) 특화된) M×(N-N′) 모듈러 소나 시퀀스를 만드는 방법은 2가지이다. 그 첫 번째는, M×N 모듈러 소나 시퀀스로 생성하고, 생성된 M×N 모듈러 소나 시퀀스를 시스템 특화정보에 따라 변환 한 후, 변환된 M×N 모듈러 소나 시퀀스에서 N`를 잘라주어 M×(N-N′) 모듈러 소나 시퀀스를 만드는 방법이다. 그 두 번째는, M×N 모듈러 소나 시퀀스로 생성하고, 먼저 M×N 모듈러 소나 시퀀스에서 N`을 잘라주어 M×(N-N′) 모듈러 소나 시퀀스를 생성한 후, 생성된 M×M×(N-N′) 모듈러 소나 시퀀스를 시스템 특화정보에 따라 시스템 특화된M×M×(N-N′) 모듈러 소나 시퀀스로 변환시켜주는 방법이다.
상기 언급된 본 발명의 일실시예의 다른 측면(제 2측면)에서의 방법은 도 6과 같은 장치로서 구현될 수 있다. 모듈러 소나 시퀀스(Modular Sonar sequence)를 이용하여 위치참조신호(PRS : Positioning Reference Signal)의 패턴(pattern)을 형성하는 본 발명의 또 다른 장치는 크게 M×N 모듈러 소나 시퀀스(Modular Sonar sequence) 생성부(Generator) (610), M×(N-N′) 모듈러 소나 시퀀스(Modular Sonar sequence) 생성부(Generator) (620)와 위치참조신호(PRS : Positioning Reference Signal) 맵핑부(Mapper) (630)로 구성된다. M×N 모듈러 소나 시퀀스 생성부(610)에서 모듈러 소나 시퀀스의 사이즈(size) M과 N은 모듈러 소나 시퀀스 사이즈(M, N) 결정부(612)를 통해 결정된다. M×N 모듈러 소나 시퀀스 생성부(610)로부터 생성된 M×N 모듈러 소나 시퀀스(Modular Sonar sequence)에서 끝 N′ 만큼을 잘라줌(truncate)으로서, M×(N-N′) 모듈러 소나 시퀀스 생성부(620)에서 M×(N-N′) 모듈러 소나 시퀀스(Modular Sonar sequence)를 생성한다. 이 때, M×N 모듈러 소나 시퀀스(Modular Sonar sequence)를 시스템 특화 정보(셀 특화 정보 등) 매핑부(622)에 따라 결정되는 서로 다른 파라미터 값에 따라 기지국(셀)마다 서로 특화되게(Cell-specific) 결정한 후, 변환된 M×N 모듈러 소나 시퀀스(Modular Sonar sequence)에서 끝 N′ 만큼을 잘라줌(truncate)으로서 M×(N-N′) 모듈러 소나 시퀀스를 생성할 수도 있으며, 먼저 N′ 만큼을 잘라준 후 서로 다른 파라미터 값에 따라 기지국(셀)마다 서로 특화되게(Cell-specific) 결정할 수도 있다.
구체적인 각 장치에서의 동작은 다음과 같다. 모듈러 소나 시퀀스 사이즈(M,N) 결정부(612)는 상기 하나의 서브프레임 구조(subframe structure)에서 위치참조신호(PRS : Positioning Reference Signal)를 위해서 사용가능(available)한 행과 열의 개수 중 큰 것 하나만을 계산하여, 그 값을 M으로 결정한다. M×N 모듈러 소나 시퀀스 생성부(610)에서는 선택된 M에 의거하여 표1에서 언급된 구성(construction) 방법에 의해 M×N 모듈러 소나 시퀀스(Modular Sonar sequence)를 생성한다.　 M×(N-N′) 모듈러 소나 시퀀스 생성부(620)에서는 먼저 상기 서브프레임 구조(subframe structure)에서 위치참조신호(PRS : Positioning Reference Signal)를 위해서 사용가능(available)한 행과 열의 개수 중 큰 것의 값을 M이라 하고, 작은 것의 값을 (N-N′)라 할 때, 상기 M×N 모듈러 소나 시퀀스 생성부(610)에 의해 생성된 길이(Length)가 N인 M×N 모듈러 소나 시퀀스(Modular Sonar sequence)에서 끝 N′ 만큼을 잘라줌(truncate)으로서 M×(N-N′) 모듈러 소나 시퀀스(Modular Sonar sequence)를 생성한다. 이 때, 언급된 바와 같이 M×N 모듈러 소나 시퀀스(Modular Sonar sequence)를 시스템 특화 정보(셀 특화 정보 등) 매핑부(622)에 따라 결정되는 서로 다른 파라미터 값에 따라 기지국(셀)마다 서로 특화되게(Cell-specific) 결정한 후, 변환된 M×N 모듈러 소나 시퀀스(Modular Sonar sequence)에서 끝 N′ 만큼을 잘라줌(truncate)으로서 M×(N-N′) 모듈러 소나 시퀀스를 생성할 수도 있으며, 먼저 N′ 만큼을 잘라준 후 서로 다른 파라미터 값에 따라 기지국(셀)마다 서로 특화되게(Cell-specific) 결정할 수도 있다. 이 때 시스템 특화 정보 매핑부(622)에서 기지국(Base Station, 혹은 셀(Cell)), 중계 노드(Relay Node), UE(User Equipment, 혹은 MS(Mobile Station)) 또는 다른 특화정보(서브프레임 넘버(subframe Number), CP(Cyclic Prefix) 사이즈(size) 등)에 따른 함수로 결정되는 서로 다른 파라미터 값 a, u 및 s를 받아, g(i)=uf(i)+si+a (mod m)로 g(i), 1≤i≤N-N′(혹은 0≤i≤(N-N′)-1)이라는 시스템 특히 기지국마다 서로 다른 특화된(Cell-specific) 패턴으로 표현되는 모듈러 소나 시퀀스를 생성한다. 위치참조신호(PRS) 맵핑부(620)는 M×(N-N′) 모듈러 소나 시퀀스 생성부(620)을 통하여 생성된 M×(N-N′) 모듈러 소나 시퀀스 g(i), 1≤i≤N-N′(혹은 0≤i≤(N-N′)-1)에 따라 시간(time; OFDM 구조상에서의 심볼(symbol))축 및 주파수(frequency; OFDM 구조상에서의 서브캐리어(subcarrier))축으로 2차원을 이루는 하나의 서브프레임 구조에서 위치참조신호(PRS : Positioning Reference Signal)를 위치참조신호를 위해서 사용가능(available)한 행과 열에 맵핑한다. 즉 생성된 M ×(N-N′) 모듈러 소나 시퀀스(Modular Sonar sequence)의 i번째 시퀀스 값이 g(i)=j라면, i번째 사용가능(available)한 열(symbol축)과 g(i)번째 사용가능(available)한 행(subcarrier축)이 교차하는 지점에, 혹은 g(i)번째 사용가능(available)한 열(symbol축)과 i번째 사용가능(available)한 행(subcarrier축)이 교차하는 지점에 상기 서브프레임을 위한 위치참조신호(PRS : Positioning Reference Signal)의 i번째 시퀀스 값이 맵핑된다.
상기 본 발명의 일실시예의 일 측면(제 1측면)에서의 M×N 모듈러 소나 시퀀스를 이용하여 위치참조신호(PRS)의 패턴(pattern)을 형성하는 방법(혹은 장치)에서, M×N의 모듈러 소나 시퀀스는 g(i)=uf(i)+si+a (mod m)에 의하여 M×M×Φc(M)개의 구별되는 위치참조신호(PRS) 패턴으로 확장될 수 있으며, 이 때 a, u 및 s는 시스템 정보, 특히 기지국(Base Station, 혹은 셀(Cell))정보에 따라 결정됨으로 인해 각 기지국(셀)마다 서로 다른 특화된(Cell-specific) 패턴을 만들 수 있다. 이 때 구분해야 할 특화 정보의 가짓수보다 본 발명의 일 측면에 따른 방법(혹은 장치)으로 생성된 M×M×Φc(M)개의 위치참조신호(PRS)의 패턴 가짓수가 월등히 많아서 모두 사용할 필요가 없는 경우 다음과 같은 방법(혹은 장치)들로 상기 본 발명의 일 측면에 따른 방법(혹은 장치)은 변형될 수 있다.
그 첫 번째 방법(혹은 장치)은 시스템 특화 정보, 특히 기지국(Base Station, 혹은 셀(Cell))정보에 따라 주파수(frequency)축 및 시간(time)축으로 순환(cyclic) 시프트(shift)할 값 'freq_shift_value'과 'time_shift_value'값을 정 하여 그 값만큼 생성된 M×N 모듈러 소나 시퀀스f(i), 1≤i≤N(혹은 0≤i≤N-1)를 주파수축 또는/및 시간축으로 순환 시프트 해주는 것이다. 이 때 주파수축 혹은 시간축으로 순환 시프트 가능한 값의 가짓수는 각각 M과 N이므로 총 M×N만큼의 서로 다른 시스템 특화(특히 기지국(셀) 특화(Cell-specific))된 위치참조신호(PRS) 패턴을 생성할 수 있다. 즉 예를 들어 총 Cell_ID_Group개만큼의 기지국(셀) 특화된 정보를 구분하고자 한다면, Cell_ID_Group를 M(혹은 N)으로 나누어 그 몫과 나머지를 구하고, 그 못과 나머지만큼을 각각 시간축과 주파수축으로 시프트 해줄 'freq_shift_value'과 'time_shift_value'값으로 결정하는 것이다. 예를 들어 12×12 모듈러 소나 시퀀스를 사용했을 경우, 최대 구분 가능한 기지국(셀) 특화 정보의 수는 144개이다. 이 때Cell_ID_Group=T≤144, 0≤t≤T-1로 한 후, 이 T값을 12로 나누어 몫을 'freq_shift_value(=(t-(t mod 12))/12=
Figure 112009038459899-PAT00001
)'로 나머지는 'time_shift_value(=t mod 12)'로 할 수 있다. (혹은 반대로 몫을 'time_shift_value=(t-(t mod 12))/12', 나머지는 'freq_shift_value(=t mod 12)') 이 후 'freq_shift_value'만큼 주파수축으로 순환 시프트(Cyclic shift), 'time_shift_value'만큼 시간축으로 순환 시프트(Cyclic shift)하는 것이다. 이를 수식으로 표현하면 다음과 같다.
Figure 112009038459899-PAT00002
을 기 생성된 M×N 모듈러 소나 시퀀스라고 하며, 주파수축/시간축 순환 시프트를 통하여 변환할
Figure 112009038459899-PAT00003
M×N 모듈러 소나 시퀀스를
Figure 112009038459899-PAT00004
라고 한다면,
Figure 112009038459899-PAT00005
는 다음과 같은 수학식 6으로 표현될 수 있다.
Figure 112009038459899-PAT00006
그 두 번째 방법(혹은 장치)은M×N 모듈러 소나 시퀀스에 의한 M×M×Φc(M)개의 패턴들 중에서 전혀 겹치지 아니하는 패턴들로만 위치참조신호(PRS) 패턴을 구성하고, 그 패턴들과 시스템 특화(특히 기지국(셀) 특화(Cell-specific))정보간의 1:1 대응 표(Table)를 통해서 각각 시스템(특히 기지국(셀))별로 특화된 위치참조신호(PRS) 패턴을 생성한다. 예를 들어 M×M×Φc(M)개의 위치참조신호(PRS) 패턴을 생성하면, 이들 패턴 중 일부는 전혀 겹치지 아니하고(0개의 overlapping), 나머지 패턴들은 1개가 겹치게 되는데(1개의 overlapping), 이 중 전혀 겹치지 아니하는 패턴들을 개수를 X개라 하면, 최대 X개의 패턴들과 X개의 기지국번호(Cell_ID)간의 1:1 대응 표(Table)를 만들고, 이를 통해 최대 X개의 기지국(셀) 특화(Cell-specific)위치참조신호(PRS) 패턴을 구성할 수 있다.
상기에서 언급된 M×N 모듈러 소나 시퀀스를 이용하여 위치참조신호(PRS)의 패턴(pattern)을 형성하는 본 발명의 일실시예의 일 측면에서의 방법(혹은 장치)에서, 서로 다른 시스템 특화(특히 기지국(셀) 특화(Cell-specific))된 위치참조신호(PRS) 패턴을 생성하는 단계의 두 가지 변형은 동일한 방식으로 M×(N-N′) 모듈러 소나 시퀀스를 이용하여 위치참조신호(PRS)의 패턴(pattern)을 형성하는 상기 본 발명의 다른 측면에서의 방법(혹은 장치)에서도 동일하게 적용할 수 있다.
상기 본 발명의 일실시예의 또 다른 측면(제 3측면)에서의 모듈러 소나 시퀀스를 이용하여 위치참조신호(PRS)의 패턴(pattern)을 형성하는 방법에서는 사용 가능한 타임(심볼)축의 개수를 먼저 구하고(이를 M혹은 N으로 하고), 이를 토대로 표 1에서 조합 가능한 최대사이즈의 M×N 모듈러 소나 시퀀스를 생성할 수 있다. MBSFN 서브프레임을 예로 들면 사용가능(available)한 타임(심볼)축의 개수는 10개이므로, 따라서 11×10 모듈러 소나 시퀀스를 생성 가능하다.
이를 통해 사용가능(available)한 주파수(서브캐리어)축의 최대 개수를 구할 수 있다. MBSFN의경우라면 11이다. 이를 총 주파수(서브캐리어)축의 개수로 보고, 이 수를 주기로 맵핑할 수 있다. 즉 본 발명의 일시시예의 일 측면과 다른 측면(제 2측면)에서는 주파수축으로 12개의 서브캐리어마다 위 위치참조신호(PRS)의 패턴이 반복되었다면(구체적으로 12개의 서브캐리어를 주기로 하여 11개의 서브캐리어를 사용), 본 발명의 또 다른 측면(제 3측면)에서는 11개의 서브캐리어마다 위치참조신호(PRS)의 패턴이 반복된다. 즉 11개의 서브캐리어를 주기로 하여 11개의 서브캐리어를 사용하는 것이다.
이하에서는 본 발명의 일실시예의 일 측면에서의 M×N 모듈러 소나 시퀀스를 이용하여 위치참조신호(PRS)의 패턴(pattern)을 형성하는 바람직한 실시예를 첨부된 도 2에서 도5를 통하여 상세히 설명한다.
도 2a, 도 2b및 도2c는LTE(Long Term Evolution) 시스템의 MBSFN (Multicast Broadcast Single Frequency Network) 서브프레임(subframe) 구조에서의 실시예를 도시한다.
도 2a를 참조하면, 시간(time; 혹은 심볼(symbol) 또는 열(column))축으로 10개의 심볼(symbol)축, 주파수(frequency; 혹은 서브캐리어(subcarrier) 또는 행(row))축으로 12개의 서브캐리어(subcarrier)축 중 사용가능(available)한 열을 10개 심볼, 사용가능(available)한 행을 11개 서브캐리어로 하고, 표1의 'Exponential Welch'방법에 의해 11×10 모듈러 소나 시퀀스를 생성한다.
이를 통해 생성된 시퀀스는 {2,4,8,5,10,9,7,3,6,1}이며, 도 2a와 같은 방식으로 맵핑된다. (도 2a에서는 도 2a에서 보는 것과 같은 서브프레임 구조에서 가장 아래 서브캐리어축을 1번째 서브캐리어축으로 보고, 사용가능(available)한 1번째 행(심볼축)과 2번째 서브캐리어축에 해당하는 아래서 2번째 서브캐리어축이 교차하는 지점에 1번째 위치참조신호(PRS)신호 패턴을 형성하였으나, 만약 가장 아래 서브캐리어축을 0번째 서브캐리어축으로 볼 경우, 사용가능(available)한 1번째 행(심볼축)과 2번째 서브캐리어축에 해당하는 아래서 3번째 서브캐리어축이 교차하는 지점에 1번째 위치참조신호(PRS)신호 패턴이 형성된다. 이럴 경우 전체 위치참조신호(PRS) 신호 패턴은 도2a에 보는 신호 패턴에서 서브캐리어(주파수)축으로 1만큼 위로 순환 시프트(cyclic shift) 된 형태로 맵핑되게 된다.) 도 2a에서는 12번째 서브캐리어축을 제외한 11개의 서브캐리어축이 사용가능(available)한 행으로 사용되었으며, 사용가능(available)한 행은 12개 중 임의의 11개를 선택 가능하다.
g(i)=uf(i)+si+a에 의해 서로 다른 위치참조신호(PRS) 시퀀스 패턴을 생성하여, 시스템 특화 정보(특히 기지국(셀) 특화 정보) 별로 고유한 위치참조신호(PRS) 패턴을 생성할 수 있다. 또한 간단하게 시간축/주파수축으로 순환 시프트(cyclic shift하여 만들 수도 있다)
즉 한 예로 시퀀스 {1,3,7,4,9,8,6,2,5,11}은 상기 시퀀스 {2,4,8,5,10,9,7,3,6,1}을 f(i), 1≤i≤10로 할 때, g(i)=uf(i)+si+a에서u=1, s=0, a=10(=-1 mod 11)일 때의 경우이며, 이는 도 2b와 같은 방식으로 맵핑될 수 있다.
다른 예로서 시퀀스 {1,2,4,8,5,10,9,7,3,6}은 상기 시퀀스 {2,4,8,5,10,9,7,3,6,1}을 시간축으로 1만큼 순환 시프트(cyclic shift) 한 경우이며, 이는 도 2c와 같은 방식으로 맵핑될 수 있다.
11×10의 모듈러 소나 시퀀스인 경우, 11×11×10=1210개의 고유한 패턴의 생성을 기대할 수 있다. 이 때, 1210개만큼의 매우 많은 패턴의 가짓수를 필요하지 않는 경우에는 생성된 패턴을 단지 시스템 특화(특히 기지국(셀) 특화) 정보에 따라 주파수(frequency)축 및 시간(time)축으로 순환(cyclic) 시프트(shift)해 줌으로서 11×10=110개의 서로 다른 위치참조신호(PRS) 패턴을 생성할 수도 있다. 또한 상기 패턴들 중에서 전혀 겹치지 않는 패턴만을 선택하여 그 패턴들과 시스템 특화(특히 기지국(셀) 특화) 정보간의 1:1 대응 표(Table)를 통해서 각각 시스템(특히 기지국(셀))별로 특화된 위치참조신호(PRS) 패턴을 생성할 수도 있다.
도 3은LTE(Long Term Evolution) 시스템의 노멀(Normal) CP(Cyclic Prefix)를 가지는 노멀 서브프레임(Normal subframe) 구조에서의 실시예를 도시한다.
도 3을 참조하면, 노멀(Normal) CP를 가지는 노멀 서브프레임(Normal subframe)에서는 제어영역(control region)을 제외한 미전송영역(no-transmission region)은 12(서브캐리어)×12(심볼)이다. CRS를 위한 추가 3개의 시간(time) 수직(vertical; 혹은 열(column))축을 사용가능(available)하지 않은(non-available) 수직(vertical; 혹은 열(column))축으로 고려할 때, 표 1의 'Lempel' 방법 또는 'Golomb' 방법에 의한 10(서브캐리어)×9(심볼)를 실시예로 들 수 있다. 도 3의 서브프레임 구조는 'Lempel' 방법에 의한 10(서브캐리어)×9(심볼)의 구조의 예를 도시한다. 'Lempel' 방법에 의한 10×9의 모듈러 소나 시퀀스 {5,3,2,7,1,8,4,6,9}는 도 3과 같이 맵핑될 수 있다. 이 때, 10×10×4의 400개의 'minimum ambiguity'을 갖는 구별되는 패턴을 생성할 수 있다. 시간(time; 혹은 심볼(symbol) 또는 열(column))축으로 12개의 심볼(symbol)축, 주파수(frequency; 혹은 서브캐리어(subcarrier) 또는 행(row))축으로 12개의 서브캐리어 중 사용가능(available)한 열을 9개 심볼, 사용가능(available)한 행을 10개의 서브캐리어로 하고, 10×9(혹은 9×10) 모듈러 시퀀스를 생성한 것이다.
이 때, 전체12개의 서브캐리어축 중에서 임의의 10개의 서브캐리어축만 선택하여 패턴을 생성하며, 도 3의 실시예에서는 CRS를 포함하는 4개의 주파수(frequency) 수평(horizontal)축 중에서 상위 두 개의축을 사용 가능하지 않은(non-available) 주파수(frequency) 수평(horizontal; 혹은 행(row))축으로 선택하였다.
도 4는LTE(Long Term Evolution) 시스템의 확장(Extended) CP(Cyclic Prefix)를 갖는 노멀 서브프레임(Normal subframe)구조에서의 실시예를 도시한다.
도 4를 참조하면, 확장(Extended) CP를 가지는 노멀 서브프레임(Normal subframe)에서는 제어영역(control region)을 제외한 미전송영역(no-transmission region)은 12(서브캐리어)×10(심볼)이다. CRS를 위한 추가 3개의 시간(time) 수직(vertical; 혹은 열(column))축을 사용 가능하지 않은(non-available) 수직(vertical; 혹은 열(column))축으로 고려할 때, 표 1의 'Lempel' 방법 또는 'Golomb' 방법에 의한 8(서브캐리어)×7(심볼) 또는 'Quadratic' 방법에 의한 7(심볼)×8(서브캐리어)를 실시예로 들 수 있다. 도 4의 서브프레임 구조는 'Lempel' 방법에 의한 8(서브캐리어)×7(심볼) 구조의 예를 도시한다. 'Lempel' 방법에 의한 8×7의 모듈러 소나 시퀀스 {2,1,6,4,7,3,5}는 도 4와 같이 맵핑될 수 있다. 이때, 8×8×4의 256개의 'minimum ambiguity' 갖는 구별되는 패턴을 생성할 수 있다. 시간(time; 혹은 심볼(symbol) 또는 열(column))축으로 10개의 심볼(symbol)축, 주파수(frequency; 혹은 서브캐리어(subcarrier) 또는 행(row))축으로 12개의 서브캐리어 중 사용가능(available) 한 열을 7개 심볼, 사용가능(available)한 행을 8개의 서브캐리어로 하고, 8×7(혹은 7×8) 모듈러 시퀀스를 생성한 것이다.
이 때, 전체12개의 서브캐리어축 중에서 임의의 8개의 서브캐리어축만 선택하여 패턴을 생성하며, 도 4의 실시예에서는 CRS를 포함하는 4개의 주파수(frequency) 수평(horizontal)축들을 사용 가능하지 않은(non-available) 주파수(frequency) 수평(horizontal; 혹은 행(row))축으로 선택하였다.
도 5a 및 도 5b는LTE(Long Term Evolution) 시스템의 확장(Extended) CP(Cyclic Prefix)를 갖는 노멀 서브프레임(Normal subframe)구조에서의 다른 실시예를 도시한다.
도 5a를 참조하면, 시간축(열, symbol)으로 10개의 심볼축, 주파수축(행, subcarrier)으로 12개의 서브캐리어축 중에서, 사용가능(available)한 열을 7개의 심볼축, 사용가능(available)한 행을 6×2=12개의 서브캐리어축으로 하고, 7×6 모듈러 소나 시퀀스 2개로부터 이를 구성할 수 있다.
7×6 모듈러 소나 시퀀스 2개를 통해 12개의 서브캐리어축을 6개씩 2개의 그룹으로 나누고 각각의 그룹에 각각의 시퀀스를 맵핑한다. 도 5a 구조의 예와 같이 처음 6개 서브캐리어축을 하나의 그룹으로 나머지 6개의 서브캐리어축을 다른 2번째 그룹으로 구성할 수도 있으며, 짝수번째(혹은 홀수번째) 서브캐리어축을 하나의 그룹으로 홀수번째(혹은 짝수번째) 서브캐리어축을 다른 2번째 그룹으로 구성할 수도 있다.
도 5b를 참조하면, LTE(Long Term Evolution) 시스템의 확장(Extended) CP(Cyclic Prefix)를 갖는 노멀 서브프레임(Normal subframe)구조에서의 위치참조신호(PRS)의 패턴은 7(심볼)×6(서브캐리어)의 모듈러 소나 시퀀스 2개로 구성된다. 이때 'Lempel' 방법에 의한 7×6 시퀀스 {3,6,1,5,4,2} 및 'Golomb' 방법에 의한 7×6 시퀀스 {6,4,2,5,7,3}가 도 5b에서의 실시예로서 위치참조신호(PRS)의 패턴으로 맵핑되었다.
이때 도 5b에서 7(심볼)×6(서브캐리어) 모듈러 소나 시퀀스를 맵핑하는 방법은 일반적인 M(서브캐리어)×N(심볼) 모듈러 소나 시퀀스를 맵핑하는 방법과는 다르다. M(서브캐리어)×N(심볼) 모듈러 소나 시퀀스 g(i), 1≤i≤N(혹은 0≤i≤N-1)의 경우, M(서브캐리어)×N(심볼) 모듈러 소나 시퀀스의 i번째 시퀀스 값이 g(i)=j라면, i번째 사용가능(available)한 열(symbol축)과 g(i)번째 사용가능(available)한 행(subcarrier축)이 교차하는 지점에 상기 서브프레임을 위한 위치참조신호(PRS : Positioning Reference Signal)의 i번째 시퀀스 값이 맵핑된다. 하지만 도 5b에서 7(심볼)×6(서브캐리어) 모듈러 소나 시퀀스처럼 M(심볼)×N(서브캐리어) 모듈러 소나 시퀀스g(i), 1≤i≤N(혹은 0≤i≤N-1)의 경우, g(i)번째 사용가능(available)한 열(symbol축)과 i번째 사용가능(available)한 행(subcarrier축)이 교차하는 지점에 상기 서브프레임을 위한 위치참조신호(PRS : Positioning Reference Signal)의 i번째 시퀀스 값이 맵핑된다.
이하에서는 본 발명의 일실시예의 다른 측면에서의 M×(N-N′) 모듈러 소나 시퀀스를 이용하여 위치참조신호(PRS)의 패턴(pattern)을 형성하는 바람직한 실시예를 첨부된 도 7에서 도8을 통하여 상세히 설명한다.
상기에서 언급된 것과 같이 M×N 모듈러 소나 시퀀스를 생성할 때, M은 사용가능(available)한 주파수축 혹은 시간축 중 가장 큰 것 하나만 고려하여 위치참조신호(PRS) 패턴을 생성할 수 있다. 여기서는 각 고려되는 하나의 서브프레임(subframe)구조에서 사용가능(available)한 주파수축이 12개의 서브캐리어(subcarrier)이며, 사용가능(available)한 시간축이 10 혹은 9개, 7개 심볼(symbol)인 것을 참조로 하여, M을 12로 하고 이를 통해 12×N 모듈러 소나 시퀀스를 생성할 수 있다. 이 때 표1에서 가능한 N은'Logarithmic Welch'방법에 의한 12, 'Lempel'방법이나 'Golomb'방법에 의한11, 'Shift sequence'방법에 의한 13등이다. 즉 생성된 모듈러 12, 길이가 12(혹은 11, 13)인 12×12(혹은 12×11, 12× 13)　 모듈러 소나 시퀀스에서 12(혹은 11, 13)의 길이를 가지는 시퀀스의 끝 N`만큼을 잘라(truncate)줄 수 있다. 최종적으로 M×(N-N′) 모듈러 소나 시퀀스가 생성된다. 예를 들면, 최대로 12개의 사용가능(available)한 주파수축(서브캐리어축)과 10개의 사용가능(available)한 시간축(심볼축)을 가질수 있는 MBSFN 서브프레임에서는 12(혹은 11, 13)의 길이를 가지는 시퀀스의 끝의2(혹은 1, 3)만큼을 잘라(truncate) 준다. 최종적으로 12(주파수축)×10(시간축) 모듈러 소나 시퀀스를 생성한다. 같은 방법으로 노멀(Normal) CP(Cyclic Prefix)를 가지는 노멀 서브프레임(Normal subframe)에서는 12(혹은 11, 13)의 길이를 가지는 시퀀스의 끝 3(혹은 2, 4)만큼을 잘라(truncate) 준다. 최종적으로 12(주파수축)×9(시간축) 모듈러 소나 시퀀스를 생성한다. 확장(Extended) CP(Cyclic Prefix)를 가지는 노멀 서브프레임(Normal subframe)에서는 12(주파수축)×7(시간축) 모듈러 소나 시퀀스를 생성한다. 시퀀스의 길이의 끝부분을 잘라주더라도 구별되는 'distinct modular differences property'는 거의 유지되므로 인해, 성능은 거의 동일하다. 하지만 최대로 사용가능(available)한 주파수축을(상기 예에서는 12개) 전부 다 사용할 수 있는 장점이 있다.
예를 들면 'Logarithmic Welch' 방법에 의하여 12×12 모듈러 소나 시퀀스를 생성하면, 시퀀스 {12(=0),1,4,2,9,5,11,3,8,10,7,6}이 생성된다. (도 7a에서는 도 7a에서 보는 것과 같은 서브프레임 구조에서 가장 아래 서브캐리어축을 1번째 서브캐리어축으로 보고, 사용가능(available)한 1번째 행(심볼축)과 12(=0)번째 서브캐리어축에 해당하는 아래서 12번째 서브캐리어축이 교차하는 지점에 1번째 위치참조 신호(PRS)신호 패턴을 형성하였으나, 만약 가장 아래 서브캐리어축을 0번째 서브캐리어축으로 볼 경우, 사용가능(available)한 1번째 행(심볼축)과 12(=0)번째 서브캐리어축에 해당하는 아래서 0번째 서브캐리어축이 교차하는 지점에 1번째 위치참조신호(PRS)신호 패턴이 형성된다. 이럴 경우 전체 위치참조신호(PRS) 신호 패턴은 도2a에 보는 신호 패턴에서 서브캐리어(주파수)축으로 1만큼 위로 순환 시프트(cyclic shift) 된 형태로 맵핑되게 된다.)
도 7a는LTE(Long Term Evolution) 시스템의 MBSFN(Multicast Broadcast Single Frequency Network) 서브프레임(subframe) 구조에서의 실시예를 도시한다.
도 7a을 참조하면, 시퀀스의 마지막 2개를 잘라냄으로써, 12×10 모듈러 소나 시퀀스 {12(=0),1,4,2,9,5,11,3,8,10}을 생성하여 맵핑할 수 있다.
도 7b은LTE(Long Term Evolution) 시스템의 노멀(Normal) CP(Cyclic Prefix)를 가지는 노멀 서브프레임(Normal subframe) 구조에서의 실시예를 도시한다.
도 7b을 참조하면, 시퀀스의 마지막 3개를 잘라냄으로써, 12×9 모듈러 소나 시퀀스 {12(=0),1,4,2,9,5,11,3,8}을 생성하여 맵핑할 수 있다.
도 7c는LTE(Long Term Evolution) 시스템의 확장(Extended) CP(Cyclic Prefix)를 갖는 노멀 서브프레임(Normal subframe)구조에서의 실시예를 도시한다.
도 7c을 참조하면, 시퀀스의 마지막 5개를 잘라냄으로써, 12×7 모듈러 소나 시퀀스 {12(=0),1,4,2,9,5,11}을 생성하여, 맵핑할 수 있다.
다른 예로서 'Lempel' 방법에 의하여 12×11 모듈러 소나 시퀀스를 생성하면, 시퀀스 {6,10,5,7,3,1,4,9,8,2,11}이 생성된다.
도 8a는LTE(Long Term Evolution) 시스템의 MBSFN(Multicast Broadcast Single Frequency Network) 서브프레임(subframe) 구조에서의 실시예를 도시한다.
도 8a을 참조하면, 시퀀스의 마지막 1개를 잘라냄으로써, 12×10 모듈러 소나 시퀀스 {6,10,5,7,3,1,4,9,8,2}를 생성하여 맵핑할 수 있다.
도 8b은LTE(Long Term Evolution) 시스템의 노멀(Normal) CP(Cyclic Prefix)를 가지는 노멀 서브프레임(Normal subframe) 구조에서의 실시예를 도시한다.
도 8b을 참조하면, 시퀀스의 마지막 2개를 잘라냄으로써, 12×9 모듈러 소나 시퀀스 {6,10,5,7,3,1,4,9,8}을 생성하여 맵핑할 수 있다.
도 8c는LTE(Long Term Evolution) 시스템의 확장(Extended) CP(Cyclic Prefix)를 갖는 노멀 서브프레임(Normal subframe)구조에서의 실시예를 도시한다.
도 8c을 참조하면, 시퀀스의 마지막 4개를 잘라냄으로써, 12×7 모듈러 소나 시퀀스 {6,10,5,7,3,1,4}를 생성하여, 맵핑할 수 있다.
이때 상기의 실시예에서 생성된 시퀀스의 서로 다른 패턴을 생성하는 것은 언급된 바와 같이 g(i)=uf(i)+si+a (mod m)를 이용할 수도 있고, 생성된 패턴을 시간/주파수축으로 순환(cyclic) 시프트(shift)한 패턴만을 사용할 수도 있고, 상기 두 가지 방법에 의하여 생성된 패턴 중 겹침(overlapping)이 0인 패턴만을 골라서 사용할 수도 있다.
또한, 위 실시예들에서 생성된 모듈러 소나 시퀀스를 시간축과 주파수축으로 순환 시프트한 패턴들을 사용할 때, 시간축과 주파수축 모두를 순환 시프트할 수도 있지만 시간축과 주파수축 중 하나는 전체를 순환 시프트하지만 다른 하나는 일부 만 순환할 수 있다. 후자의 경우의 일예로 주파수축으로 전체를 순환 시프트하지만 시간축으로 1개 또는 2개의 시간축들만을 순환 시프트하여 위치참조신호(PRS) 패턴을 생성할 수 있다.
먼저 상기에서 언급한 'Logarithmic Welch' 방법에 의하여 12×12 모듈러 소나 시퀀스를 생성하면, 상기 생성된 M=12, N=12인 초기(orginal) M×N 모듈러 소나 시퀀스는
Figure 112009038459899-PAT00007
= {12(=0),1,4,2,9,5,11,3,8,10,7,6}이다. 이 때 144개의 위치참조신호(PRS) 시퀀스의 생성방법은 다음과 같다.
a. 표1에서 언급된 구성 방법에 의해 M×N 모듈러 소나 시퀀스
Figure 112009038459899-PAT00008
를 구성한다. M=12인 상기에 예에서의 경우,
Figure 112009038459899-PAT00009
={12(=0),1,4,2,9,5,11,3,8,10,7,6}를 생성하게 된다.
b. 상기 수학식6의 수식에 의해 t 번째( 0≤ t ＜T= M×N) M×N 모듈러 소나 시퀀스 ft(i)( 0≤ i ＜N)를 생성한다.M=12, N=12인 상기의 예의 경우 T=144이며, 총 144개의 서로 구별되는(distinct) 12×12 모듈러 소나 시퀀스들을 생성한다. 상기에서 언급한 수학식 6은 아래와 같다.
Figure 112009038459899-PAT00010
여기서
Figure 112009038459899-PAT00011
은 t/M의 몫으로 시간축으로 순환 시프트에 사용되며,(t mod M)는 t/M의 나머지로 주파수축으로 순환 시프트에 사용된다.
c. 아래 수학식 7과 같이 절단(truncated) M×(N-N′) 모듈러 소나 시퀀스 ft `(i)=ft(i)( 0≤ i ＜N-N′)를 생성한다. 물론 잘라줄 필요가 없는 경우 즉 N`=0인 경우도 있을 수 있다.
Figure 112009038459899-PAT00012
d. 위치참조신호 패턴을 형성한다. M×(N-N′)주파수(서브캐리어)/시간(심볼)로 이루어진 2차원 구조에서 위치참조신호(PRS) 패턴은
Figure 112009038459899-PAT00013
Figure 112009038459899-PAT00014
에 대해 i번째 사용가능(available)한 심볼축과 ft `(i)번째 사용가능(available)한 서브캐리어축이 교차하는 모든 지점에 OTDOA 포지셔닝(Postioning) 서브프레임(subframe)을 위한 위치참조신호가 패턴(Pattern)이 형성된다.
e. 위치참조신호(PRS) 시퀀스가 상기 생성된 OTDOA 포지셔닝 서브프레임(positioning subframe)의 위치참조신호(PRS) 패턴에 맵핑된다.
여기서 상기에서 예시한대로 시간축과 주파수축 모두를 순환 시프트할 수도 있지만 시간축과 주파수축 중 하나는 전체를 순환 시프트하지만 다른 하나는 일부만 순환할 수 있다. 전체의 주파수축과 2개의 시간축들로 순환 시프트하여 위치참조신호(PRS) 패턴을 생성한 경우로 예를 들어 12×12 모듈러 소나 시퀀스를 그대도 사용하거나 절단하여 사용할 경우를 예를 들어 설명한다.이때 주파수축으로 12개와 시간축으로 2개의 순환 시프트가 가능하므로 총 24개의 패턴들을 생성할 수 있다.
상기의 예로서 든 M=12, N=12인 초기(orginal) M×N 모듈러 소나 시퀀스
Figure 112009038459899-PAT00015
= {12(=0),1,4,2,9,5,11,3,8,10,7,6}로부터, 24개의 위치참조신호(PRS) 시퀀스의 생성방법은 다음과 같다.
a. 표1에서 언급된 구성 방법에 의해 M×N 모듈러 소나 시퀀스
Figure 112009038459899-PAT00016
를 구성한다. M=12인 상기에 예에서의 경우,
Figure 112009038459899-PAT00017
={12(=0),1,4,2,9,5,11,3,8,10,7,6}를 생성하게 된다.
b. 아래 수학식8의 수식에 의해 t 번째( 0≤ t ＜T= 2M) M×N 모듈러 소나 시퀀스 ft(i)( 0≤ i ＜N)를 생성한다.M=12인 경우 T=24이며, 총 24개의 서로 구별되는(distinct) 12×12 모듈러 소나 시퀀스들을 생성한다. 아래 수학식 8에서 k는 1에서 11까지 이며, 예를 들어k=1일 경우 순환 시프트 되어 사용되는 2개의 시간축은 초기(orginal) M×N 모듈러 소나 시퀀스를 시간축으로 0번 순환 시프트, 1번 순환 시프트 한 것이 되며, k=6일 경우에는 시간축으로 0번 순환 시??, 6번 순환 시프트 된 것이 된다.
Figure 112009038459899-PAT00018
여기서
Figure 112009038459899-PAT00019
은 t/M의 몫으로 시간축으로 순환 시프트에 사용되며,(t mod M)는 t/M의 나머지로 주파수축으로 순환 시프트에 사용된다.
c. 상기에서 언급한 수학식 7의 수식에 의해 절단(truncated) M×(N-N′) 모듈러 소나 시퀀스 ft `(i)=ft(i)( 0≤ i ＜N-N′)를 생성한다. 물론 잘라줄 필요가 없는 경우 즉 N`=0인 경우도 있을 수 있다.
d. PRS 패턴을 형성한다. M×(N-N′) 주파수(서브캐리어)/시간(심볼)로 이루어진 2차원 구조에서 위치참조신호(PRS) 패턴은
Figure 112009038459899-PAT00020
에 대해 i번째 사용가능(available)한 심볼축과 ft `(i)번째 사용가능(available)한 서브캐리어축이 교차하는 모든 지점에 OTDOA 포지셔닝(Postioning) 서브프레임(subframe)을 위한 위치참조신호(PRS)가 패턴(Pattern)이 형성된다.
e. 위치참조신호(PRS) 시퀀스가 상기 생성된 OTDOA 포지셔닝 서브프레임(positioning subframe)의 위치참조신호(PRS) 패턴에 맵핑된다.
전체의 주파수축과 1개의 시간축, 전체의 주파수축으로만으로 순환 시프트하여 위치참조신호(PRS) 패턴을 생성한 경우를 12×12 모듈러 소나 시퀀스를 그대도 사용하거나 절단하여 사용할 경우를 예를 들어 설명한다.이때 전체의 주파수축만으로 순환 시프트하여 위치참조신호(PRS) 패턴을 생성하므로 총 12개의 패턴들을 생성할 수 있다.
상기의 예로서 든 M=12, N=12인 초기(orginal) M×N 모듈러 소나 시퀀스
Figure 112009038459899-PAT00021
= {12(=0),1,4,2,9,5,11,3,8,10,7,6}로부터, 12개의 위치참조신호(PRS) 시퀀스의 생성방법은 다음과 같다.
a. 표1에서 언급된 구성 방법에 의해 M×N 모듈러 소나 시퀀스
Figure 112009038459899-PAT00022
를 구성한다. M=12인 상기에 예에서의 경우,
Figure 112009038459899-PAT00023
={12(=0),1,4,2,9,5,11,3,8,10,7,6}를 생성하게 된다.
b. 아래 수학식9의 수식에 의해 t 번째( 0≤ t ＜T= M) M×N 모듈러 소나 시퀀스 ft(i)( 0≤ i ＜N)를 생성한다. M=12인 경우 T=12이며, 총 12개의 서로 구별되는(distinct) 12×12 모듈러 소나 시퀀스들을 생성한다.
Figure 112009038459899-PAT00024
나머지 c/d/e과정은 144개의 위치참조신호(PRS)패턴이나 24개의 위치참조신호(PRS) 패턴을 생성하는 상기 방법에서의 c/d/e과정과 동일하다.
또한, 위에서 설명한 바와 같이 시간축과 주파수축 모두를 순환 시프트하거 나 시간축과 주파수축 중 하나만을 전체 순환 시프트할 수도 있지만, 시간축의 일부 및 또는 주파수축의 일부만을 순환 시프트할 수 있다.
예를 들어, 상기의 예로서 든 M=12, N=12인 초기(orginal) M×N 모듈러 소나 시퀀스
Figure 112009038459899-PAT00025
= {12(=0),1,4,2,9,5,11,3,8,10,7,6}로부터, 주파수축의 반만(M/2)만을 순환 시프트하여 6개의 위치참조신호(PRS) 시퀀스의 생성할 수가 있다. 방법은 12개의 위치참조신호(PRS) 시퀀스들을 생성하는 방법과 동일하되, 아래 t의 범위가 0≤ t ＜T=M/2인 점만 차이가 있다. 또한 과정 d)에서 i번째 사용가능(available)한 심볼축과 ft `(i)번째 사용가능(available)한 서브캐리어축이 교차하는 모든 지점 외에도 i번째 사용가능(available)한 심볼축과 ((ft `(i)+
Figure 112009038459899-PAT00026
) mod M )번째 사용가능(available)한 서브캐리어축이 교차하는 모든 지점에 OTDOA 포지셔닝(Postioning) 서브프레임(subframe)을 위한 위치참조신호(PRS)가 패턴(Pattern)이 형성된다.
상기의 예들에서 T는 각각 144, 24, 12, 6이었으며, T는 구분해야할 시스템 특화정보의 총 수에 해당한다. 만약 시스템 특화정보를 기지국(셀)아이디, 즉 PCI(Physical Cell Identity)라고 한다면, T는 전체 기지국(셀)아이디를 T만큼에 해당하는 그룹들로 나눈 것이 될 수 있다. 이를 수식으로 표현하면 아래 수학식 10과 같으며, 수학식 10에서 T는 상기의 각 경우에서와 마찬가지로 각각 144, 24, 12, 6에 해당된다.
Figure 112009038459899-PAT00027
예를 들어 T=144일 경우, 즉 총pattern의 개수가 144인 경우, 상기 수학식 10은
Figure 112009038459899-PAT00028
로 표현할 수 있다. 여기서
Figure 112009038459899-PAT00029
는
Figure 112009038459899-PAT00030
의 값을 가지며 PCI(Physical layer cell identity)에 해당한다.
위에서, 모듈러 소나 시퀀스를 시간축과 주파수축 모두를 순환 시프트하거나 시간축과 주파수축 중 하나만을 전체 순환 시프트하거나, 시간축의 일부 및 또는 주파수축의 일부만을 순환 시프트하여 위치참조신호(PRS) 패턴들을 생성하는 것으로 설명하였다.이때 모듈러 소나 시퀀스를 이용하여 위치참조신호(PRS)의 패턴을 형성하는 장치는 기본적으로 도 1 또는 도 6에 도시한 장치에 기본적인 구성은 동일하되 위치참조신호(PRS)의 패턴을 위에서 설명한 과정들에 의해 형성하는 그 기능만이 일부 다를 뿐이다.따라서, 이들을 구현하기 위한 장치들은 도 1 또는 도 6에 도시한 장치의 상세한 설명으로 대신한다.
위 실시예에서 M×N 모듈러 소나 시퀀스를 위치참조신호(PRS) 패턴 생성에 사용하는 것으로 설명하였으나, 본 발명은 M×N 모듈러 소나 시퀀스를 위치참조신호(PRS) 이외의 다른 참조신호들, 예를 들어 주파수 도메인 채널의 추정을 위해 주파수 도메인 그리드 내에 규칙 또는 불규칙한 간격으로 삽입된 특정 신호 또는 심볼인 참조신호(reference signal) 또는 참조심볼(reference symbol), 파일롯 심 볼(pilot symbol)에 사용될 수 있다.예를 들어 상향링크 전송시 참조신호로 DM-RS(Demodulation RS), SRS(Sounding RS) 등이 있다. 다운링크 전송시 참조신호로 CRS(Cell-specific RS), MBSFN RS, UE-특화된 RS,유저장치(단말)에서 중심 셀 또는 인접 셀들의 공간채널정보(Channel Spatial Information(CSI))를 획득하기 위하여 기지국에서 전송하는 참조신호로 CSI-RS(CQI-RS) 등의 패턴을 생성하는데 허용 가능한 범위에서 M×N 모듈러 소나 시퀀스를 이용할 수 있다.물론, 현재 또는 장래에 새롭게 정의되거나 정의가 변경된 모든 참조신호에 M×N 모듈러 소나 시퀀스를 이용할 수 있다.
또한 참조신호 이외의 단말과 기지국 사이의 무선통신 과정에서 필요한 채널추정, 위치추정 및 제어정보나 스케줄링을 위한 정보의 송수신 등을 위해 단말 혹은 기지국이 특정 시간 및 주파수 대역에서 약속하여 주고 받는 모든 신호들의 패턴을 형성하는데 사용이 가능하다. 이 때 신호 패턴은 시간(time) 및 주파수(frequency)의 2차원 도메인(2-dimentional domain) 그리드(gird) 내에 규칙 또는 불규칙한 간격으로 특정 신호 또는 심볼을 삽입할 경우, 이 특정 신호가 시간 및 주파수의 2차원 영역에서 삽입되는 형태에 해당한다.
위 실시예에서 M×N 모듈러 소나 시퀀스를 위치참조신호(PRS)를 포함하는 참조신호의 패턴 생성에 사용하는 것으로 설명하였으나, 본 발명은 위치참조신호(PRS)를 포함하는 참조신호의 패턴 생성에 위에서 설명한 M×N 모듈러 소나 시퀀스와 동일한 특성을 나타내는 어떠한 시퀀스들 중 하나 이상을 이용하여 위치참조신호(PRS)를 포함하는 참조신호의 패턴 생성에 사용할 수 있다.예를 들면, 상기에 서 예를 든 바와 같이 M=N인 경우의 N×N 모듈러 소나 시퀀스는 N×N 모듈러(Modular; 혹은 퍼펙트(perfect)로) 코스타스 어레이(Costas Array)와 동일한 특성을 나타낸다. 이 경우 모듈러 소나 시퀀스는 모듈러 코스타스 어레이를 포함한다고 볼 수 있다.
한편 위 실시예들에서 하나의 서브프레임에서 144개, 24개, 12개, 6개의 위치참조신호(PRS) 패턴들을 생성하는 방법들을 설명하였으나, 이들은 예시에 불과할 뿐 하나의 서브프레임의 형태에 따라 다양한 개수의 위치참조신호(PRS) 패턴들을 생성하여 OTDOA방식의 포지셔닝(Positioning)에 사용될 수 있다.
위 실시예들에서 하나의 서브프레임을 기준으로 모듈러 소나 시퀀스를 이용하여 각 셀마다 특화된 서로 다른 패턴을 가지고 위치참조신호(PRS) 패턴들을 생성하는 방법을 설명하였다. 그런데, 서브프레임들을 포함하는 프레임(radio frame)에서 하나 이상의 서브프레임에 위에서 설명한 모듈러 소나 시퀀스를 이용하여 각 셀마다 특화된 특정한 신호, 예를 들어 위치참조신호(PRS) 패턴들을 생성할 수 있다.
또한, 프레임 관점에서 특정 프레임 주기로 각 프레임마다 특정 개수의 서브프레임에 위에서 설명한 모듈러 소나 시퀀스를 이용하여 각 셀마다 특화된 특정한 신호, 예를 들어 위치참조신호(PRS) 패턴들을 생성할 수 있다.
이하 몇 프레임 주기로 해당 프레임에 특정 개수의 서브프레임 및 리소스 블럭에 위에서 설명한 모듈러 소나 시퀀스를 이용하여 각 셀마다 특화된 특정한 신호, 예를 들어 위치참조신호(PRS) 패턴들을 생성하는지 상세히 설명한다.
도 9는 또다른 실시예에 따라 하나 이상의 서브프레임에 위치참조신호 패턴 이 형성된 프레임 및 서브프레임 구조도이다.
도 9을 참조하면, 기본 서브프레임(subframe) 구조에서 OTDOA 포지셔닝(OTDOA positioning)을 위해 특정 프레임 주기, 예를 들어 16,32,64,128 프레임(radio frame)주기로 하나 이상의 위치참조신호 서브프레임(PRS subframe)을 포함할 수 있다. 이는 전체 서브프레임들 중에서 오버헤드(overhead)를 고려하여 약 0.1%~1%의 서브프레임들만을 OTDOA 포지셔닝(OTDOA positioning)을 위해 사용할 수 있다. 예를 들어 32 프레임(32 radio frame) 주기로 할 경우, 총 320개 서브프레임(1 radio subframe=10 subframe) 주기로 위치참조신호(PRS)를 위한 서브프레임을 포함하며, 320개 중 처음 1개 혹은 2개 정도, 64 프레임(64 radio frame) 주기로 할 경우, 총 640개의 서브프레임 주기로 위치참조신호(PRS)를 위한 서브프레임을 포함하며, 처음 4개 혹은 6개 서브프레임을 포함할 수 있다.
이때 서브프레임은 통신시스템, 예를 들어 LTE(Long Term Evolution) 시스템의 MBSFN (Multicast Broadcast Single Frequency Network) 서브프레임(subframe) 또는 노멀(Normal) CP(Cyclic Prefix)를 가지는 노멀 서브프레임(Normal subframe), 확장(Extended) CP(Cyclic Prefix)를 갖는 노멀 서브프레임(Normal subframe)일 수 있다.
이 때 하나의 구성된 위치참조신호 서브프레임(PRS subframe)은 주파수축으로는 전체 대역할당폭(BW, Bandwidth)만큼 사용할 수 있으나, 실시예들은 이에 제한되지 않고 전체 대역할당폭 중 일부만 사용할 수도 있다.
즉 대역할당폭(BW)가 10Mhz일 경우 총 50개 리소스 블록(Resource Block(RB))이 있으며, 상기 구성된 위치참조신호(PRS) 패턴은 주파수 축으로는 하나의 RB에 관한 것이므로, 주파수축으로 1개의 구성된 위치참조신호 서브프레임(PRS subframe)을 가지고 50개를 구성할 수 있다. 이 경우 상기 생성한1개의 위치참조신호 서브프레임 패턴을 그대로 50개로 복사하여, 주파수축으로는 동일한 패턴으로 위치참조신호 RB들을 구성할 수도 있고, 서로 다른 패턴으로 위치참조신호 RB들을 구성할 수도 있다.
시간축으로는 위에서 언급한 바와 같이 매 16,32,64,128 프레임(radio frame) 주기로 하나의 프레임(radio frame)에 속하는 10개의 서브프레임들 중 처음 1개, 혹은 2개, 4개, 6개의 위치참조신호 서브프레임을 사용할 수 있다. 이때 위치참조신호 서브프레임 이외의 나머지 서브프레임들은 기존 서브프레임으로 구성될 수 있다.
이 때 시간축으로 최대 6개의 위치참조신호 서브프레임은 상기 생성된 1개의 서브프레임과 똑같은 패턴일 수도 있고(time non-varying, 시간축으로 변하지 않는다), 상기 생성된 1개의 서브프레임과는 서로 다른 패턴일수도 있다. (time-varying, 시간축으로 변한다). 즉 위치참조신호 서브프레임들이 서브프레임 넘버(subframe number)별로 변할 수도 있고 변하지 않을 수도 있다.
또한 시간 누적(time accumulation) 효과를 얻기 위해서 상기 반복되는 패턴들을 동시에 종합적으로 고려하여OTDOA 방식에서 신호 파워의 도착시간(time of arrival for signal power)을 측정할 수도 있으며, 보다 많은 시스템 특화 정보의 구분을 위하여 각각의 위치참조신호 서브프레임에 대해서 각각의 신호 파워의 도착 시간을 측정할 수도 있다.
예를 들어 2개의 서브프레임들을 주기적으로 위치참조신호 서브프레임을 위해 사용할 경우, 2개의 서브프레임 시간/주파수(time/frequency) 패턴에 해당하는(패턴에 해당되는 RE들이 위치하는 모든 특정 시간과 주파수대역에서의) 신호들을 모두 동시에 종합적으로 고려하여 OTDOA 방식에서 신호 파워의 도착시간을 측정할 경우 시간 누적(time accumulation) 효과를 얻어 단말(UE)의 위치 검출시의 에러를 줄일 수 있으며(성능을 향상 시킬 수 있으며), 각각의 위치참조신호 서브프레임(subframe)에서 각각의 신호 파워의 도착시간을 따로 측정할 경우, 1개의 서브프레임을 사용할 때의 비해서 제곱배의 정보를 더 구분 할 수 있다.
일단 시간 불변(time non-varying)의 경우 기존에 각 경우(case)별로 생성된 위치참조신호 서브프레임 패턴을 그대로 시간축으로 주기적으로 사용할 각각의 Nsubframe개의 서브프레임에 똑같은 패턴으로 구성할 수 있다. 이를 각 경우에서 표로 구성하면 아래와 같다. 이 때 반복되는 Nsubframe개의 서브프레임 패턴들을 동시에 종합적으로 고려하여 OTDOA 방식에서 신호 파워의 도착시간(time of arrival for signal power)을 측정 함으로서 Nsubframe개의 서브프레임에 대한 시간 누적(time accumulation) 효과를 얻을 수 있다.
1. 시간 불변 케이스(time non-varying case)
: Nsubframe 번 누적(Nsubframe accumulation) (Nsubframe=1, 2, 4, 6)
a) Case 1 : 144개의 Cell Group, Nsubframe 번 누적(accumulation)
Subframe 0 Sunframe N-1
Case1 Case1 Case1
b) Case 2 : 24개의 Cell Group, Nsubframe accumulation
Subframe 0 Sunframe N-1
Case2 Case2 Case2
c) Case 3 : 12개의 Cell Group, Nsubframe accumulation
Subframe 0 Sunframe N-1
Case3 Case3 Case3
d) Case 4 : 6개의 Cell Group, Nsubframe accumulation
Subframe 0 Sunframe N-1
Case4 Case4 Case4
시간가변(time varying)의 경우 기존에 각 케이스(case)별로 생성된 위치참조신호 서브프레임 패턴을 시간축으로 주기적으로 사용할 각각의 Nsubframe개의 서브프레임에서 서브프레임별로 서로 다른 패턴으로 구성할 수 있다. 24개의 패턴이 존재하는 케이스2(Case2)의 경우 24개의 패턴을 주파수축으로 12번의 순환시프트(cyclic shift)와 시간축으로 순환시프트 하지 않거나1만큼 순환시프트 하여 구성된다.
즉 케이스2(case2)의 경우 첫 번째 위치참조신호 서브프레임의 경우 시간축으로 순환시프트가 0인 경우의 주파수축으로의 12개의 순환시프트 되는 경우와, 시간축으로 순환시프트가 1(혹은 6)인 경우의 주파수축으로 12개의 순환시프트에 의해 24개의 패턴이 생성된다. 따라서 시간축으로 순환시프트가 2~11(혹은 1~5 및 7~11)까지에 해당하는 나머지 10개의 시간축으로 순환시프트는 위치참조신호 패턴형성에 사용되지 않는데, 이를 나머지 서브프레임에 이용할 수 있다.
예를 들면 1번째 위치참조신호 서브프레임의 경우 시간축으로 순환시프트가 0인 경우와 1인 경우의 각각 12개의 주파수축으로의 순환시프트로 24개의 패턴을 형성하였다면, 2번째 위치참조신호 서브프레임의 경우 시간축으로 순환시프트가 2인 경우와3인 경우의 각각 12개의 주파수축으로의 순환시프트로부터 24개의 첫 번째 서브프레임에서 쓰였던 위치참조신호 패턴과는 다른 패턴을 형성할 수 있다. 3번째 위치참조신호 서브프레임의 경우 시간축으로 순환시프트가 4인 경우와 5인 경우, 4번째 위치참조신호 서브프레임의 경우 시간축으로 순환시프트가 6인 경우와7인 경우, 5번째 위치참조신호 서브프레임의 경우 시간축으로 순환시프트가 8인 경우와 9인 경우, 6번째 위치참조신호 서브프레임의 경우 시간축으로 순환시프트가 10인 경우와11인 경우에 대하여 위치참조신호 패턴을 형성하여 각각 사용할 수 있다.
또한 다른 방식으로 1번째 위치참조신호 서브프레임의 경우 시간축으로 순환시프트가 0인 경우와6인 경우의 각각 12개의 주파수축으로의 순환시프트로 24개의 패턴을 형성하였다면, 2번째 위치참조신호 서브프레임의 경우 시간축으로 순환시프트가 1인 경우와7인 경우의 각각 12개의 주파수축으로의 순환시프트로부터 24개의 첫 번째 서브프레임에서 쓰였던 위치참조신호 패턴과는 다른 패턴을 형성할 수 있다. 3번째 위치참조신호 서브프레임의 경우 시간축으로 순환시프트가 2인 경우와 8인 경우, 4번째 위치참조신호 서브프레임의 경우 시간축으로 순환시프트가 3인 경우와9인 경우, 5번째 위치참조신호 서브프레임의 경우 시간축으로 순환시프트가 4인 경우와 10인 경우, 6번째 위치참조신호 서브프레임의 경우 시간축으로 순환시프트가 5인 경우와 11인 경우에 대하여 위치참조신호 패턴을 형성하여 각각 사용할 수 있다.
이를 수식으로 표현하면 아래와 같다.
2-1. 시간 가변(Time-varying) - Case2
: Nsubframe 누적(accumulation)(
Figure 112009038459899-PAT00031
으로 잡음. M=12일 경우
Figure 112009038459899-PAT00032
)
M=12, N=12인 초기(orginal) M×N 모듈러 소나 시퀀스
Figure 112009038459899-PAT00033
={11,0,3,2,9,4,10,2,7,9,6,5} 혹은 {0,1,4,3,10,5,11,3,8,10,7,6} 으로부터, 생성된 24개의 위치참조신호 서브프레임 패턴을 시간축으로 주기적으로 사용할 각각의 Nsubframe개(Nsubframe=1, 2, 4, 6)의 서브프레임에서 서브프레임별로 서로 다른 패턴으로 구성하는 방법은 다음과 같다.
1) Case 2 (
Figure 112009038459899-PAT00034
, Nsubframe=1,2,4,6)
a) 표1에서 언급된 구성 방법에 의해 초기 (orginal) M×N 모듈러 소나 시퀀스
Figure 112009038459899-PAT00035
를 구성한다. M=12인 상기에 예에서의 경우,
Figure 112009038459899-PAT00036
={0,1,4,3,10,5,11,3,8,10,7,6} 를 생성하게 된다.
b) n subframe (
Figure 112009038459899-PAT00037
)번째 서브프레임에서 아래 수학식 11의 수식에 의해 t 번째(0≤ t ＜T= 2M) M×N 모듈러 소나 시퀀스
Figure 112009038459899-PAT00038
을 생성한다.
M=12인 경우 T=24이며, 총 24개의 서로 구별되는(distinct) 12×12 모듈러 소나 시퀀스들을 생성한다. Nsubframe = 6 개인 경우 예를 들어 첫 번째 위치참조신호 서브프레임의 경우 시간축으로 순환시프트가 0인 경우의 주파수축으로의 12개의 순환시프트 되는 경우와, 시간축으로 순환시프트가 6인 경우의 주파수축으로 12개의 순환시프트에 의해 24개의 패턴이 생성된다. 2번째 위치참조신호 서브프레임의 경우 시간축으로 순환시프트가 1인 경우와 7인 경우의 각각 12개의 주파수축으로의 순환시프트로부터 24개의 첫 번째 서브프레임에서 쓰였던 위치참조신호 패턴과는 다른 패턴을 형성할 수 있다. 3번째 위치참조신호 서브프레임의 경우 시간축으로 순환시프트가 2인 경우와 8인 경우, 4번째 위치참조신호 서브프레임의 경우 시간축으로 순환시프트가 3인 경우와 9인 경우, 5번째 위치참조신호 서브프레임의 경우 시간축으로 순환시프트가 4인 경우와 10인 경우, 6번째 위치참조신호 서브프레임의 경우 시간축으로 순환시프트가 5인 경우와 11인 경우의 각각 12개의 주파수축으로의 순환시프트로부터 24개의 서로 다른 위치참조신호 패턴을 형성할 수 있다.
Figure 112009038459899-PAT00039
여기서
Figure 112009038459899-PAT00040
은 t/M의 몫으로 시간축으로 순환 시프트에 사용되며, (t mod M)는 t/M의 나머지로 주파수축으로 순환 시프트에 사용된다.
c) 아래 수학식 12의 수식에 의해 절단(truncated) M×(N-N′) 모듈러 소나 시퀀스
Figure 112009038459899-PAT00041
를 생성한다. 물론 잘라줄 필요가 없는 경우 즉 N`=0인 경우도 있을 수 있다.
Figure 112009038459899-PAT00042
d) 위치참조신호 패턴을 형성한다. M×(N-N′)주파수(서브캐리어) 및 시간(심볼)로 이루어진 2차원 구조에서 위치참조신호(PRS) 패턴은
Figure 112009038459899-PAT00043
에 대해 i번째 사용가능(available)한 심볼축과 번째 사용가능(available)한 서브캐리어축이 교차하는 모든 지점에 OTDOA 포지셔닝(Postioning) 서브프레임(subframe)을 위한 위치참조신호(PRS) 패턴(Pattern)이 형성된다.
e) 위치참조신호(PRS) 시퀀스가 상기 생성된 OTDOA 포지셔닝 서브프레임(positioning subframe)의 위치참조신호(PRS) 패턴에 맵핑된다.
케이스3(Case3)의 경우 첫 번째 위치참조신호 서브프레임의 경우 시간축으로 순환시프트가 0인 경우의 주파수축으로의 12개의 순환시프트 되는 경우로 12개의 패턴이 생성된다. 따라서 시간축으로 순환시프트가 1~11까지에 해당하는 나머지 11개의 시간축으로 순환시프트는 위치참조신호 패턴형성에 사용되지 않는데, 이를 나 머지 서브프레임에 이용할 수 있다.
이를 수식으로 표현하면 아래와 같다.
2-2. 시간 가변(Time-varying) - Case3
: Nsubframe 누적(accumulation)(
Figure 112009038459899-PAT00045
으로 잡음. M=12일 경우
Figure 112009038459899-PAT00046
)
M=12, N=12인 초기(orginal) M×N 모듈러 소나 시퀀스
Figure 112009038459899-PAT00047
={11,0,3,2,9,4,10,2,7,9,6,5} 혹은 {0,1,4,3,10,5,11,3,8,10,7,6} 으로부터, 생성된 12개의 위치참조신호 서브프레임 패턴을 시간축으로 주기적으로 사용할 각각의 Nsubframe개(Nsubframe=1, 2, 4, 6)의 서브프레임에서 서브프레임별로 서로 다른 패턴으로 구성하는 방법은 다음과 같다.
1) Case 3 (
Figure 112009038459899-PAT00048
, Nsubframe=1,2,4,6)
a) 표1에서 언급된 구성 방법에 의해 초기 (orginal) M×N 모듈러 소나 시퀀스
Figure 112009038459899-PAT00049
를 구성한다. M=12인 상기에 예에서의 경우,
Figure 112009038459899-PAT00050
={0,1,4,3,10,5,11,3,8,10,7,6} 를 생성하게 된다.
b) n subframe (
Figure 112009038459899-PAT00051
)번째 서브프레임에서 아래 수학식 13의 수식에 의해 t 번째(0≤ t ＜T= M) M×N 모듈러 소나 시퀀스
Figure 112009038459899-PAT00052
을 생성한다.
M=12인 경우 T=12이며, 총 12개의 서로 구별되는(distinct) 12×12 모듈러 소나 시퀀스들을 생성한다. Nsubframe = 6 개인 경우 예를 들어 첫 번째 위치참조신호 서브프레임의 경우 시간축으로 순환시프트가 0인 경우의 주파수축으로의 12개의 순환시프트 되는 경우 12개의 패턴이 생성된다. 2번째 위치참조신호 서브프레임의 경우 시간축으로 순환시프트가 2인 경우의 주파수축으로 12개의 순환시프트되는 경우 12개 패턴이 생성된다. 3, 4, 5, 6번째 위치참조신호 서브프레임의 경우 각각 시간축으로 순환시프트가 4, 6, 8, 10인 경우의 주파수축으로 12개의 순환시프트되는 경우 각각 서로 다른 12개 패턴이 생성된다.
Figure 112009038459899-PAT00053
여기서 (t mod M)는 t/M의 나머지로 주파수축으로 순환 시프트에 사용된다.
c) 아래 수학식 14의 수식에 의해 절단(truncated) M×(N-N′) 모듈러 소나 시퀀스
Figure 112009038459899-PAT00054
를 생성한다. 물론 잘라줄 필요가 없는 경우 즉 N`=0인 경우도 있을 수 있다.
Figure 112009038459899-PAT00055
d) 위치참조신호 패턴을 형성한다. M×(N-N′) 주파수(서브캐리어) 및 시간(심볼)로 이루어진 2차원 구조에서 위치참조신호(PRS) 패턴은
Figure 112009038459899-PAT00056
에 대해 i번째 사용가능(available)한 심볼축과
Figure 112009038459899-PAT00057
번째 사용가능(available)한 서브캐리어축이 교차하는 모든 지점에 OTDOA 포지셔닝(Postioning) 서브프레임(subframe)을 위한 위치참조신호(PRS) 패턴(Pattern)이 형성된다.
e) 위치참조신호(PRS) 시퀀스가 상기 생성된 OTDOA 포지셔닝 서브프레임(positioning subframe)의 위치참조신호(PRS) 패턴에 맵핑된다.
동일하게 케이스4(Case4)의 경우 첫 번째 위치참조신호 서브프레임의 경우 시간축으로 순환시프트가 0인 경우의 주파수축으로의 6개의 순환시프트 되는 경우로 6개의 패턴이 생성된다. 따라서 시간축으로 순환시프트가 1~11까지에 해당하는 나머지 11개의 시간축으로 순환시프트는 위치참조신호 패턴형성에 사용되지 않는데, 이를 역시 나머지 서브프레임에 이용할 수 있다. 예를 들면 2번째 위치참조신호 서브프레임의 경우 시간축으로 순환시프트가 2인 경우의12개의 주파수축으로의 순환시프트로부터 12개의 첫 번째 서브프레임에서 쓰였던 위치참조신호 패턴과는 다른 패턴을 형성할 수 있다.
3번째 위치참조신호 서브프레임의 경우 시간축으로 순환시프트가 4인 경우, 4번째 위치참조신호 서브프레임의 경우 시간축으로 순환시프트가 6인 경우, 5번째 위치참조신호 서브프레임의 경우 시간축으로 순환시프트가 8인 경우, 6번째 위치참조신호 서브프레임의 경우 시간축으로 순환시프트가 10인 경우에 대하여 위치참조신호 패턴을 형성하여 각각 사용할 수 있다.
이를 수식으로 표현하면 아래와 같다.
2-3. 시간 가변(Time-varying) - Case4
: Nsubframe 누적(accumulation)(
Figure 112009038459899-PAT00058
으로 잡음. M=12일 경우
Figure 112009038459899-PAT00059
)
M=12, N=12인 초기(orginal) M×N 모듈러 소나 시퀀스
Figure 112009038459899-PAT00060
={11,0,3,2,9,4,10,2,7,9,6,5} 혹은 {0,1,4,3,10,5,11,3,8,10,7,6} 으로부터, 생성된 6개의 위치참조신호 서브프레임 패턴을 시간축으로 주기적으로 사용할 각각의 Nsubframe개(Nsubframe=1, 2, 4, 6)의 서브프레임에서 서브프레임별로 서로 다른 패턴으로 구성하는 방법은 다음과 같다.
1) Case 4 (
Figure 112009038459899-PAT00061
, Nsubframe=1,2,4,6)
a) 표1에서 언급된 구성 방법에 의해 초기 (orginal) M×N 모듈러 소나 시 퀀스
Figure 112009038459899-PAT00062
를 구성한다. M=12인 상기에 예에서의 경우,
Figure 112009038459899-PAT00063
={0,1,4,3,10,5,11,3,8,10,7,6} 를 생성하게 된다.
b) n subframe (
Figure 112009038459899-PAT00064
)번째 서브프레임에서 아래 수학식 15의 수식에 의해 t 번째(0≤ t ＜T= M/2) M×N 모듈러 소나 시퀀스
Figure 112009038459899-PAT00065
를 생성한다.
M=12인 경우 T=6이며, 총 6개의 서로 구별되는(distinct) 12×12 모듈러 소나 시퀀스들을 생성한다. Nsubframe = 6 개인 경우 첫 번째 위치참조신호 서브프레임의 경우 시간축으로 순환시프트가 0인 경우의 주파수축으로의 6개의 순환시프트 되는 경우로 6개의 패턴이 생성된다. 2번째 위치참조신호 서브프레임의 경우 시간축으로 순환시프트가 2인 경우의12개의 주파수축으로의 순환시프트로부터 12개의 첫 번째 서브프레임에서 쓰였던 위치참조신호 패턴과는 다른 패턴을 형성할 수 있다.
3번째 위치참조신호 서브프레임의 경우 시간축으로 순환시프트가 4인 경우, 4번째 위치참조신호 서브프레임의 경우 시간축으로 순환시프트가 6인 경우, 5번째 위치참조신호 서브프레임의 경우 시간축으로 순환시프트가 8인 경우, 6번째 위치참조신호 서브프레임의 경우 시간축으로 순환시프트가 10인 경우에 대하여 위치참조신호 패턴을 형성하여 각각 사용할 수 있다.
Figure 112009038459899-PAT00066
여기서 (t mod M)는 t/M의 나머지로 주파수축으로 순환 시프트에 사용된다.
c) 아래 수학식 16의 수식에 의해 절단(truncated) M×(N-N′) 모듈러 소나 시퀀스
Figure 112009038459899-PAT00067
를 생성한다. 물론 잘라줄 필요가 없는 경우 즉 N`=0인 경우도 있을 수 있다.
Figure 112009038459899-PAT00068
d) 위치참조신호 패턴을 형성한다. M×(N-N′) 주파수(서브캐리어) 및 시간(심볼)로 이루어진 2차원 구조에서 위치참조신호(PRS) 패턴은
Figure 112009038459899-PAT00069
에 대해 i번째 사용가능(available)한 심볼축과
Figure 112009038459899-PAT00070
번째 사용가능(available)한 서브캐리어축이 교차하는 모든 지점과, 대해 i번째 사용가능(available)한 심볼축과
Figure 112009038459899-PAT00071
번째 사용가능(available)한 서브캐리어축이 교차하는 모든 지점에 OTDOA 포지셔닝(Postioning) 서브프레임(subframe)을 위한 위치참조신호(PRS) 패턴(Pattern)이 형성된다.
e) 위치참조신호(PRS) 시퀀스가 상기 생성된 OTDOA 포지셔닝 서브프레임(positioning subframe)의 위치참조신호(PRS) 패턴에 맵핑된다.
이 때 반복되는 N개의 서브프레임 패턴들을 동시에 종합적으로 고려하여 OTDOA 방식에서 신호 파워의 도착시간(time of arrival for signal power)을 측정 함으로서 N개의 서브프레임에 대한 시간 누적(time accumulation) 효과를 얻을 수 있다.
이를 정리하면 아래의 표와 같다.
2. 시간 가변(time varying case)
: Nsubframe 번 누적(accumulation) (Nsubframe=1, 2, 4, 6)
a) Case 1 : 144개의Cell group, 누적 없음(none)
b) Case 2 : 24개의 Cell Group, Nsubframe 번 누적(accumulation)
Subframe 0 Sunframe N-1
Case2(0) Case2(n_ subframe ) Case2(N-1)
표3에서, Case2(n_ subframe )의
Figure 112009038459899-PAT00072
는 Case2(0)의
Figure 112009038459899-PAT00073
를 시간축으로 2*(n_subframe) 혹은 n_subframe만큼 순환시프트한 것과 같으며, t는 그대로
Figure 112009038459899-PAT00074
로 한 것이다.
c) Case 3 : 12개의 Cell Group, Nsubframe 번 누적(accumulation)
Subframe 0 Sunframe N-1
Case3(0) Case3(n_ subframe ) Case3(N-1)
표4에서, Case3(n_ subframe )의
Figure 112009038459899-PAT00075
는 Case3(0)의
Figure 112009038459899-PAT00076
를 시간축으로 2*(n_subframe)만큼 순환시프트한 것과 같으며, t는 그대로
Figure 112009038459899-PAT00077
로 한 것이다.
d) Case 4 : 6개의 Cell Group, Nsubframe accumulation
Subframe 0 Sunframe N-1
Case4(0) Case4(n_ subframe ) Case4(N-1)
표5에서, Case4(n_ subframe )의
Figure 112009038459899-PAT00078
는 Case4(0)의
Figure 112009038459899-PAT00079
를 시간축으로 2*(n_subframe)만큼 순환시프트한 것과 같으며, t는 그대로
Figure 112009038459899-PAT00080
으로 한 것이다.
이상 상기의 방식에서 언급된 대로 시간 누적(time accumulation) 효과를 얻기 위해서는 상기 반복되는 패턴들을 동시에 종합적으로 고려하여OTDOA 방식에서 신호 파워의 도착시간(time of arrival for signal power)을 측정한다. 즉 2개 이상의 서브프레임을 주기적으로 위치참조신호 서브프레임을 위해 사용할 경우, 2개 이상의 서브프레임 시간/주파수(subframe time/frequency) 패턴에 해당하는(패턴에 해당되는 RE들이 위치하는 모든 특정 시간과 주파수대역에서의) 신호들을 모두 동시에 종합적으로 고려하여 OTDOA 방식에서 신호 파워의 도착시간을 측정할 경우 시간 누적(time accumulation) 효과를 얻어 단말(UE)의 위치 검출시의 에러를 줄일 수 있다(성능을 향상 시킬 수 있다).
이와는 다르게 보다 많은 시스템 특화 정보의 구분을 위하여 각각의 위치참조신호 서브프레임에 대해서 각각의 신호 파워의 도착시간을 측정할 수도 있다. 즉 각각의 위치참조신호 서브프레임에서 각각의 신호 파워의 도착시간을 따로 측정할 경우, 1개의 서브프레임을 사용할 때의 비해서 더 많은 패턴유형들을 생성할 수 있으며, 이를 통해 더 많은 시스템 특화 정보를 구분할 수 있다.
예를 들어 2개의 서브프레임을 사용하는 경우, Case2를 통해 첫 번째 서브프레임에서는 총 24개의 패턴을 생성하며, 이를 통해 최대 24개의 시스템특화정보(Cell-ID등)을 구분할 수 있다. 2번째 서브프레임에서도 마찬가지로 총 24개의 패턴을 생성할 수 있으며, 각각의 위치참조신호 서브프레임에서 각각의 신호 파워의 도착시간을 따로 측정할 경우, 2개의 서브프레임의 각각의 24개의 패턴 유형들을 통해 총 24*24=576가지의 패턴의 경우의 수를 구할 수 있다. 이를 통해 2개의 서브프레임을 구성할 경우 총 576가지의 시스템특화 정보(cell-ID 등)을 구분할 수 있다.
4개의 서브프레임을 사용할 경우 같은 방식으로 24*24*24*24개의 시스템특화 정보를 구분 할 수도 있으나, 시스템특화 정보가 cell-ID일 경우 현재LTE Rel-8의 총 PCI(Physical Cell Identity)가 504개의 이므로, 이미 576개의 패턴의 경우의 수로 모두 구분이 가능하므로, 4개의 서브프레임을 총 2개 서브프레임을 가지는 2개의 그룹으로 하나의 각각의 그룹에서 위와 같은 방식을 적용할 경우 24*24=576개의 시스템특화 정보의 구분이 가능하며 동시에 2만큼의 시간 누적(time accumulation) 효과를 얻을 수가 있다.
6개의 서브프레임을 사용할 경우에는 같은 방식으로 총 2개 서브프레임을 가지는 3개의 그룹으로 하나의 각각의 그룹에서 위와 같은 방식을 적용할 경우 24*24=576개의 시스템특화 정보의 구분이 가능하며 동시에 3만큼의 시간 누적(time accumulation) 효과를 얻을 수가 있다.
이를 정리하면 아래의 표와 같다.
3. 시간 가변(time varying case)
: Nsubframe/2 번 누적(accumulation) (Nsubframe=2, 4, 6)
1) Case 2-1 : 24*24=576개의 Cell Group (PCI 504개 전부 구분 가능), 1번 누적( accumulation)
Subframe 0 Sunframe 1
Case2(0) Case2(1)
표6에서, Case2(1)의
Figure 112009038459899-PAT00081
는 Case2(0)의
Figure 112009038459899-PAT00082
를 시간축으로 2만큼(혹은 1만큼)순환시프트한 것과 같으며, 이 때 Case2(0)의 t는 그대로
Figure 112009038459899-PAT00083
로 한 것이지만, Case2(1)의 t는
Figure 112009038459899-PAT00084
한 것이다.
즉 서로 다른 총 24개의 패턴이 생성된 첫번째 서브프레임과 두번째 위치참조신호 서브프레임 각각에서 각각의 신호 파워의 도착시간을 따로 측정할 경우, 2개의 서브프레임의 각각의 24개의 패턴 유형들을 통해 총 24*24=576가지의 패턴의 경우의 수를 구하여, 총 576가지의 시스템특화 정보(cell-ID 등)을 구분할 수 있다.
2) Case 2-2 : 24*24=576개의 Cell Group (PCI 504개 전부 구분 가능), 2번 누적(accumulation)
Subframe 0 Subframe 1 Sunframe 2 Sunframe 3
Case2(0) Case2(1) Case2(2) Case2(3)
표7에서, Case2(1)의
Figure 112009038459899-PAT00085
는 Case2(0)의
Figure 112009038459899-PAT00086
를 시간축으로 2만큼(혹은 1만큼), Case2(2)의
Figure 112009038459899-PAT00087
는 Case2(0)의
Figure 112009038459899-PAT00088
를 시간축으로 4만큼(혹은 2만큼), Case2(3)의
Figure 112009038459899-PAT00089
는 Case2(0)의
Figure 112009038459899-PAT00090
를 시간축으로 6만큼(혹은 3만큼) 순환시프트한 것과 같으며, 이 때 Case2(0)와 Case2(2)의 t는 그대로
Figure 112009038459899-PAT00091
로 한 것이지만, Case2(1)과 Case2(3)의 t는
Figure 112009038459899-PAT00092
한 것이다.
4개의 서브프레임을 사용할 경우, 4개의 서브프레임을 총 2개 서브프레임을 가지는 2개의 그룹으로 하나의 각각의 그룹에서 위와 같은 방식을 적용할 경우 24*24=576개의 시스템특화 정보의 구분이 가능하며 동시에 2만큼의 시간 누적(time accumulation) 효과를 얻을 수가 있다.
3) Case 2-2 : 24*24=576개의 Cell Group (PCI 504개 전부 구분 가능), 3번 누적( accumulation)
Subframe 0 Sunframe 5
Case2(n_ subframe =0) Case2(n_ subframe ) Case2(n_ subframe =5)
표8에서, Case2(n_ subframe )의
Figure 112009038459899-PAT00093
는 Case2(0)의
Figure 112009038459899-PAT00094
를 시간축으로 2*(n_subframe) 혹은 n_subframe 만큼 순환시프트한 것과 같으며, 이 때 Case2(n_subframe=짝수(0,2,4))의 t는 그대로
Figure 112009038459899-PAT00095
로 한 것이지만, Case2(n_subframe=홀수(1,3,5)의 t는
Figure 112009038459899-PAT00096
한 것이다.
6개의 서브프레임을 사용할 경우에는 같은 방식으로 총 2개 서브프레임을 가지는 3개의 그룹으로 하나의 각각의 그룹에서 위와 같은 방식을 적용할 경우 24*24=576개의 시스템특화 정보의 구분이 가능하며 동시에 3만큼의 시간 누적(time accumulation) 효과를 얻을 수가 있다.
일 실시예에 따른 M×N 모듈러 소나 시퀀스를 이용하여 위치참조신호(PRS) 패턴을 생성하고 하나 이상의 서브프레임에 할당하는 방법 및 장치가 적용된 무선통신 시스템의 하향링크 물리채널의 예를 아래에 설명한다.
도 10은 실시예들이 적용되는 무선통신 시스템의 하향링크 물리채널의 신호생성 구조를 도시한 도면이다.
도 10를 참조하면, 실시예들이 적용되는 무선통신 시스템(900)는 스크램블러(910) 및 모듈레이션 맵퍼(912), 레이어 맵퍼(914), 프리코더(916), 리소스 엘리먼트 맵퍼(918), OFDM 신호 생성기(920)을 포함한다.또한 무선통신 시스템(900)은 위치참조신호 맵핑부(922)를 포함한다. 이때 이 위치참조신호 맵핑부는 위에서 설명한 도 1 또는 도 6에 도시한 위치참조신호 맵핑부(120, 630)와 동일할 수 있다.여기서 위치참조신호(PRS) 맵핑부(922)는 리소스(Resource) 엘리먼트(element) 맵퍼(918)와 연계되며, 상기 위치 참조신호 맵핑부(922)는 리소스 엘리먼트 맵퍼(918)의 전체 리소스 엘리먼트에서의 신호 자원(signal resource) 맵핑과정에서 위치참조신호(PRS) 자원에 해당하는 리소스 엘리먼트에서의 맵핑과정을 수행한다. 즉 상기 위치참조신호 맵핑부는 리소스 엘리멘트의 맵핑 과정에서 위치참조신호(PRS)와 연계된 리소스 엘리멘트 맵퍼(918)의 특수 기능을 수행하는 장치에 해당한다. 양자의 구성요소가 동일한 경우 무선통신 시스템(900)은 도 1 및 도 6의 위치참조신호 맵핑부(120, 630) 이외의 다른 구성요소들도 포함할 수 있다.
한편, 이 무선통신 시스템(900)은 위치참조신호를 전송하기 위해 도1 또는 도6에 도시된 장치를 포함하는 각각의 기지국의 통신시스템 또는 송신장치일 수 있다.
하향링크에서 채널코딩을 거쳐코드 워드(code words) 형태로 입력되는 비트들은 스크램블러(910)에 의해 스크램블링된 후 모듈레이션 맵퍼(Modulation mapper; 912)로 입력된다. 모듈레이션 맵퍼(912)는 스크램블링된 비트들을 복소 모듈레이션 심볼로 변조하고, 레이어 맵퍼(Layer Mapper; 914)는 복소 모듈레이션 심볼을 하나 또는 다수의 전송 레이어에 매핑한다.그 후, 프리코더(916)은 안테나 포트의 각 전송 채널상에서 복소 모듈레이션 심볼을 프리코딩한다. 그 후 리소스 엘리먼트 맵퍼(Resource Element Mapper; 918)가 각 안테나 포트에 대한 복소 모듈레이션 심볼을 해당 리소스 엘리먼트에 매핑한다.한편 위치참조신호 맵핑부(922)는 도 1을 참조하여 설명한 M×N 모듈러 소나 시퀀스 생성부(110)를 통해 생성된 제 2 M×N 모듈러 소나 시퀀스로부터 위치참조신호 패턴을 형성하여 위치참조신호를 맵핑하거나, 도 6을 참조하여 설명한 M×(N-N`) 모듈러 소나 시퀀스 생성부(620)를 통해 생성된 제 2 N×(N-N`)　모듈러 소나 시퀀스로부터 위치참조신호 패턴을 형성하여 위치참조신호를 맵핑할 수 있다. 이 때 위치참조신호 맵핑부(922)가 위치참조신호 패턴을 형성하여 위치참조신호를 맵핑할 때 특정 주기 프레임마다 하나 이상의 서브프레임에 위치참조신호를 맵핑할 수 있다. 그 구체적인 방법들은 위에서 상세히 설명하였으므로 생략한다.
즉 위치참조신호 맵핑부(922)는 상기 무선통신 시스템(900)에서, 특정 위치참조신호 시퀀스(sequence)에 의해 생성되고, 각 장치(910,912,914,916) 중 적어도 하나 이상을 거쳐서 나온 위치참조신호를 모듈러 소나 시퀀스로부터 형성된 위치참조신호 패턴에 따라 특정 OFDM 심벌(시간축) 및 부반송파(주파수축)가 위치하는 자원에 해당하는 리소스 엘리멘트에 할당하고, 미리 정해진 프레임 타이밍에 기지국 전송 프레임과 다중화한다.
이 때, 기존 참조신호(RS)와 제어신호들 및 프리코더(916)로부터 입력받은 데이터들은 리소스 엘리멘트 맵퍼(918)에 의해 특정OFDM 심벌(시간축) 및 부반송파(주파수축)가 위치하는 자원에 해당하는 각 리소스 엘리멘트에 할당되며, 여기서 위치참조신호(PRS)를 해당 각 리소스 엘리멘트에 할당하기 위해 리소스 엘리멘트 맵퍼(918)에 추가되는 특수기능(위치참조신호 패턴을 형성하여 위치참조신호를 맵핑하는) 역할을 당담하는 장치가 상기 위치참조신호(PRS) 맵핑부에 해당된다.
그 후, OFDM 신호 생성기(920)가 각 안테나를 위한 복소 시간 도메인 OFDM 신호로 생성된다.이 복소 시간 도메인 OFDM 신호는 안테나 포트를 통해 송신된다.
위에서 도 10을 참조하여 실시예들이 적용되는 무선통신 시스템의 하향링크 물리채널의 신호생성 구조를 설명하였으나 본 발명은 이에 제한되지 않는다.즉, 본 발명의 실시예들이 적용되는 무선통신 시스템의 하향링크 물리채널의 신호생성 구조는 다른 구성요소들은 생략되거나 다른 구성요소로 치환 또는 변경되거나 다른 구성요소들이 추가될 수 있다.
도11은 무선통신 시스템에서 수신기의 구조를 도시한 도면이다.
도11을 참조하면, 무선통신 시스템에서 단말의 수신장치(1000)는 수신처리부(1010)와, 디코딩부(1912), 제어부(1014)를 포함한다.이때 이 수신기(1000)는 위치참조신호를 수신하여 디코딩하기 위해 도1 또는 도6에 도시된 장치를 포함하는 각각의 단말(유저장치(UE)) 혹은 단말(유저장치(UE))로부터 수신된 위치참조신호에 대한 정보를 재전송 받은 각각의 기지국일 수 있다.
각 안테나 포트를 통해 수신한 신호를 수신처리부(1010)에 의해 복소 시간 도메인 신호로 변환된다.또한 수신처리부(1010)는 수신된 신호에서 특정 리소스 엘리먼트들에 위치참조신호(PRS)들을 추출한다.디코딩부(1012)는 추출된 위치참조신호(PRS)들을 디코딩한다.제어부(1014)는 디코딩된 위치참조신호(PRS) 정보들을 통해 기지국으로부터 상대적인 도착 시간을 이용하여 기지국으로부터 거리를 측정한다.
이때 제어부(1014)는 기지국으로부터 상대적인 도착 시간을 이용하여 기지국으로부터 거리를 계산할 수도 있으나, 상대적인 도착 시간을 기지국에 전송하여 기지국이 그 거리를 계산할 수도 있다. 이때 3개 이상의 기지국들로부터 거리들을 측정하므로 단말의 위치를 계산할 수 있게 된다.
이때 2개 이상의 서브프레임에 모듈러 소나 시퀸스를 이용하여 각 셀마다 특화된 위치참조신호(PRS) 패턴들을 생성 및 전송하는 경우 수신장치는 각 서브프레임들의 위치참조신호(PRS) 패턴들로부터 수신한 정보를 일정한 시간 동안 누적하여 각 셀로부터의 상대적인 도착시간을 측정할 수 있다.
위에서 언급한 바와 같이 시간 누적(time accumulation) 효과를 얻기 위해서는 상기 반복되는 패턴들을 동시에 종합적으로 고려하여 OTDOA 방식에서 신호 파워의 도착시간(time of arrival for signal power)을 측정한다. 즉 2개 이상의 서브프레임을 주기적으로 위치참조신호 서브프레임을 위해 사용할 경우, 2개 이상의 서브프레임 시간/주파수(subframe time/frequency) 패턴에 해당하는(패턴에 해당되는 RE들이 위치하는 모든 특정 시간과 주파수대역에서의) 신호들을 모두 동시에 종합적으로 고려하여 OTDOA 방식에서 신호 파워의 도착시간을 측정할 경우 시간 누적(time accumulation) 효과를 얻어 단말(UE)의 위치 검출시의 에러를 줄일 수 있다(성능을 향상 시킬 수 있다).
이와는 다르게 보다 많은 시스템 특화 정보의 구분을 위하여 각각의 위치참조신호 서브프레임에 대해서 각각의 신호 파워의 도착시간을 측정할 수도 있다. 즉 각각의 위치참조신호 서브프레임에서 각각의 신호 파워의 도착시간을 따로 측정할 경우, 1개의 서브프레임을 사용할 때의 비해서 더 많은 패턴유형들을 생성할 수 있으며, 이를 통해 더 많은 시스템 특화 정보를 구분할 수 있다.
이에 수신장치(1000)는 도 9를 참조하여 설명한 무선통신 시스템 또는 송신장치(900)와 쌍을 이루어 송신장치(900)로부터 전송된 신호를 수신하는 장치이다.따라서, 수신장치(1000)는 송신장치(900)의 역과정의 신호처리를 위한 요소들로 구성된다. 따라서, 본 명세서에서 수신장치(1000)에 대해 구체적으로 설명하지 않은 부분은 송신장치(900)의 역과정의 신호처리를 위한 요소들로 일대일 대체할 수 있는 것으로 이해되어야 한다.
이상 도면을 참조하여 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
한편 위 실시예들에서 하나의 서브프레임에서 144개, 24개, 12개, 6개의 위치참조신호(PRS) 패턴들을 생성하는 방법들을 설명하였으나, 이들은 예시에 불과할 뿐 하나의 서브프레임의 형태에 따라 다양한 개수의 위치참조신호(PRS) 패턴들을 생성하여 OTDOA방식의 포지셔닝(Positioning)에 사용될 수 있다.
위 실시예들에서 하나의 서브프레임을 기준으로 모듈러 소나 시퀀스를 이용하여 각 셀마다 특화된 서로 다른 패턴을 가지고 위치참조신호(PRS) 패턴들을 생성하는 방법을 설명하였다.그런데, 서브프레임들을 포함하는 프레임(radio frame)에서 하나 이상의 서브프레임에 위에서 설명한 모듈러 소나 시퀀스를 이용하여 각 셀마다 특화된 위치참조신호(PRS) 패턴들을 생성할 수 있다.예를 들어 10개의 서브프프레임들로 구성된 하나의 프레임에서 1개 또는 2개, 3개, 4개, 6개의 서브프레임들에 위에서 설명한 모듈러 소나 시퀀스를 이용하여 각 셀마다 특화된 위치참조신호(PRS) 패턴들을 생성할 수 있다.
또한, 프레임 관점에서 16, 32, 64, 128 프레임 주기로 각 프레임마다 특정 개수의 서브프레임에 위에서 설명한 모듈러 소나 시퀀스를 이용하여 각 셀마다 특화된 위치참조신호(PRS) 패턴들을 생성할 수 있다.예를 들어, 10개의 1ms 서브프레임들이 하나의 프레임(총 10ms)을 구성하는 경우 32 프레임(320ms) 주기로, 하나의 프레임에서 1개 또는 2개, 3개, 4개, 6개의 서브프레임들에 위에서 설명한 모듈러 소나 시퀀스를 이용하여 각 셀마다 특화된 위치참조신호(PRS) 패턴들을 생성할 수 있다.
위 실시예에서 M×N 모듈러 소나 시퀀스를 위치참조신호(PRS) 패턴 생성에 사용하는 것으로 설명하였으나, 본 발명은 M×N 모듈러 소나 시퀀스를 위치참조신호(PRS) 이외의 다른 참조신호들, 예를 들어 주파수 도메인 채널의 추정을 위해 주파수 도메인 그리드 내에 규칙 또는 불규칙한 간격으로 삽입된 특정 신호 또는 심볼인 참조신호(reference signal) 또는 참조심볼(reference symbol), 파일롯 심볼(pilot symbol)에 사용될 수 있다.예를 들어 상향링크 전송시 참조신호로 DM-RS(Demodulation RS), SRS(Sounding RS) 등이 있다. 다운링크 전송시 참조신호로 CRS(Cell-specific RS), MBSFN RS, UE-특화된 RS,유저장치(단말)에서 중심 셀 또는 인접 셀들의 공간채널정보(Channel Spatial Information(CSI))를 획득하기 위하여 기지국에서 전송하는 참조신호로 CSI-RS(CQI-RS) 등의 패턴을 생성하는데 허용 가능한 범위에서 M×N 모듈러 소나 시퀀스를 이용할 수 있다.물론, 현재 또는 장래에 새롭게 정의되거나 정의가 변경된 모든 참조신호에 M×N 모듈러 소나 시퀀스를 이용할 수 있다.
또한 참조신호 이외의 단말과 기지국 사이의 무선통신 과정에서 필요한 채널추정, 위치추정 및 제어정보나 스케줄링을 위한 정보의 송수신 등을 위해 단말 혹은 기지국이 특정 시간 및 주파수 대역에서 약속하여 주고 받는 모든 신호들의 패턴을 형성하는데 사용이 가능하다. 이 때 신호 패턴은 시간(time) 및 주파수(frequency)의 2차원 도메인(2-dimentional domain) 그리드(gird) 내에 규칙 또는 불규칙한 간격으로 특정 신호 또는 심볼을 삽입할 경우, 이 특정 신호가 시간 및 주파수의 2차원 영역에서 삽입되는 형태에 해당한다.
위 실시예에서 M×N 모듈러 소나 시퀀스를 위치참조신호(PRS)를 포함하는 참조신호의 패턴 생성에 사용하는 것으로 설명하였으나, 본 발명은 위치참조신호(PRS)를 포함하는 참조신호의 패턴 생성에 위에서 설명한 M×N 모듈러 소나 시퀀스와 동일한 특성을 나타내는 어떠한 시퀀스들 중 하나 이상을 이용하여 위치참조신호(PRS)를 포함하는 참조신호의 패턴 생성에 사용할 수 있다.예를 들면, 상기에서 예를 든 바와 같이 M=N인 경우의 N×N 모듈러 소나 시퀀스는 N×N 모듈러(Modular; 혹은 퍼펙트(perfect)로) 코스타스 어레이(Costas Array)와 동일한 특성을 나타낸다. 이 경우 모듈러 소나 시퀀스는 모듈러 코스타스 어레이를 포함한다고 볼 수 있다.
본 명세서에서 제안된 모듈러 소나 시퀀스를 이용한 위치참조신호 패턴의 생성방법은 OFDM기반의 무선이동통신시스템에 모두 적용될 수 있으며, OFDM기반의 무선이동통신시스템의 예로는 E-UTRAN(LTE), E-EUTRAN(LTE-Advanced), WIBRO, Mobile Wi-MAX 등이 있으며, 이 외에도 OFDM기반의 모든 무선이동통신 단말기에서 포지셔닝(positioning)이 필요한 모든 무선이동통신시스템에 적용될 수 있음은 물론이다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것에 불과하고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
도 1은 상기 본 발명의 일 측면에서의 M×N 모듈러 소나 시퀀스를 이용하여 위치참조신호(PRS)의 패턴(pattern)을 형성하는 장치를 도시한 도면이다.
도 2a, 도 2b 및 2c는LTE(Long Term Evolution) 시스템의 MBSFN (Multicast Broadcast Single Frequency Network) 서브프레임(subframe) 구조에서의 상기 본 발명의 일 측면에서의 실시예를 도시한 도면이다.
도 3은LTE(Long Term Evolution) 시스템의 노멀(Normal) CP(Cyclic Prefix)를 가지는 노멀 서브프레임(Normal subframe) 구조에서의 상기 본 발명의 일 측면에서의 실시예를 도시한 도면이다.
도 4는LTE(Long Term Evolution) 시스템의 확장(Extended) CP(Cyclic Prefix)를 갖는 노멀 서브프레임(Normal subframe)구조에서의 상기 본 발명의 일 측면에서의 실시예를 도시한 도면이다.
도 5a 및 도 5b는LTE(Long Term Evolution) 시스템의 확장(Extended) CP(Cyclic Prefix)를 갖는 노멀 서브프레임(Normal subframe)구조에서의 상기 본 발명의 일 측면에서의 다른 실시예를 도시한 도면이다.
도 6은 상기 본 발명의 다른 측면(제 2측면)에서의 M×(N-N′) 모듈러 소나 시퀀스를 이용하여 위치참조신호(PRS)의 패턴(pattern)을 형성하는 장치를 도시한 도면이다.
도 7a 및 8a는LTE(Long Term Evolution) 시스템의 MBSFN(Multicast Broadcast Single Frequency Network) 서브프레임(subframe) 구조에서의 상기 본 발명의 다른 측면에서의 실시예를 도시한 도면이다.
도 7b 및 8b는LTE(Long Term Evolution) 시스템의 노멀(Normal) CP(Cyclic Prefix)를 가지는 노멀 서브프레임(Normal subframe) 구조에서의 상기 본 발명의 다른 측면에서의 실시예를 도시한 도면이다.
도 7c 및 8c는LTE(Long Term Evolution) 시스템의 확장(Extended) CP(Cyclic Prefix)를 갖는 노멀 서브프레임(Normal subframe)구조에서의 상기 본 발명의 다른 측면에서의 실시예를 도시한 도면이다.
도 9는 또다른 실시예에 따라 하나 이상의 서브프레임에 위치참조신호 패턴이 형성된 프레임 및 서브프레임 구조도이다.
도 10은 실시예들이 적용되는 무선통신 시스템의 하향링크 물리채널의 신호생성 구조를 도시한 도면이다.
도11은 무선통신 시스템에서 수신기의 구조를 도시한 도면이다.

Claims (22)

  1. 적어도 하나 이상의 기지국들과 적어도 하나 이상의 단말들을 포함하며, 상기 기지국 및 단말들 각각은 적어도 하나 이상의 안테나들을 포함하며 리소스 블록들에 적어도 하나 이상의 심볼들을 포함하는 특정 신호를 송수신하며, 상기 리소스 블록들 각각은 복수의 OFDM 서브캐리어들과 레디오 프레임 내의 하나의 시간 슬롯에 해당하는 복수의 OFDM 심볼들을 포함하며, 상기 레디오 프레임은 복수의 서브프레임들을 포함하는 OFDM 기반 무선통신시스템에서,
    결정된 M과 N에 대해 제 1 M×N 모듈러 소나 시퀀스를 생성하는 단계와
    상기 생성된 제 1 M×N 모듈러 소나 시퀀스를 시스템 특화 정보에 따라 n subframe (0≤n subframe〈Nsubframe, Nsubframe는 1 이상의 자연수)번째 서브프레임에 대해 제 2 M×N 모듈러 소나 시퀀스로 변환하는 단계
    상기 n subframe번째 서브프레임에 대해 상기 생성된 길이 N을 가지는 제 2 M×N 모듈러 소나 시퀀스의 끝 N`(0≤N`≤N-1)만큼 잘라주어 제 2 M×(N-N`) 모듈러 소나 시퀀스를 생성하는 단계
    상기 n subframe번째 서브프레임에 대해 상기 생성된 제 2 M×(N-N`) 모듈러 소나 시퀀스로부터 상기 특정 신호의 패턴을 형성하는 단계
    상기 n subframe번째 서브프레임에 대해 형성된 상기 특정 신호의 패턴을 특정 주기의 특정 프레임마다 상기 특정 프레임의 상기 Nsubframe개의 서브프레임의 n subframe번째 서브프레임에 할당하는 단계를 포함하는 신호 패턴의 할당방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 특정 신호는, 단말과 기지국 사이의 무선통신 과정에서 필요한 채널추정, 위치추정, 제어정보의 송수신, 스케줄링정보의 송수신, 피드백정보의 송수신 중 적어도 어느 하나 이상을 위해 특정 시간 및 주파수 대역에서 전송되는 신호임을 특징으로 하는 신호 패턴의 할당방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 특정 신호는, 단말의 위치를 측정하기 위한 위치참조신호(positioning reference signal)인 것을 특징으로 하는 신호 패턴의 할당방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 특정 주기는 16, 32, 64, 128 프레임 주기인 것을 특징으로 하는 신호 패턴의 할당방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 Nsubframe개는 1개 또는 2개, 4개, 6개이며, 상기 Nsubframe개의 서브프레임 은 상기 특정 신호가 할당된 상기 서브프레임을 포함하는 특정 프레임의 처음에 순차적으로 위치하는 것을 특징으로 하는 신호 패턴의 할당방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 특정 신호가 할당된 상기 서브프레임은 특정 주기의 프레임들 전체의 0.1%~1%에 해당하는 서브프레임들인 것을 특징으로 하는 신호 패턴의 할당방법.
  7. 제1항에 있어서,
    형성된 패턴을 할당하는 특정 프레임의 서브프레임은 주파수축으로 대역할당폭의 전체 또는 일부를 사용하는 것을 특징으로 하는 신호 패턴의 할당방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 생성된 제 1 M×N 모듈러 소나 시퀀스를 시스템 특화 정보에 따라 n subframe번째 서브프레임에 대해 제 2 M×N 모듈러 소나 시퀀스로 변환하는 단계는
    제 1 M×N 모듈러 소나 시퀀스에 대하여, 시스템 특화 정보에 따라 각각 구별되는 값을 갖는 주파수축으로의 순환 시프트 값과 시간축으로의 순환 시프트 값으로부터 제 2 M×N 모듈러 소나 시퀀스로 변환하는 것을 특징으로 하는 신호 패턴의 할당방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 Nsubframe개의 서브프레임들에 할당되는 상기 패턴들은 서로 동일하거나 적어도 일부가 다른 것을 특징으로 하는 신호 패턴의 할당방법.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 Nsubframe개의 서브프레임들에 할당되는 상기 패턴들이 서로 다른 경우로 t를 M으로 나는 몫이 , 나머지가(t mod M)일 때, 상기 n subframe번째 서브프레임에 대해 제 2 M×N 모듈러 소나 시퀀스로 변환하는 단계는,
    수식
    Figure 112009038459899-PAT00098
    또는
    Figure 112009038459899-PAT00099
    에 의해 t번째(0≤t＜T=2M) 제2M×N 모듈러 소나 시퀀스
    Figure 112009038459899-PAT00100
    로 변환하는 것을 특징으로 하는 신호 패턴의 할당방법.
  11. 제 9항에 있어서,
    상기 Nsubframe개의 서브프레임들에 할당되는 상기 패턴들이 서로 다른 경우로 t를 M으로 나는 나머지가 (t mod M)일 때, 상기 n subframe번째 서브프레임에 대해 제 2 M×N 모듈러 소나 시퀀스로 변환하는 단계는,
    수식
    Figure 112009038459899-PAT00101
    에 의해 t번째(0≤t＜T=M) 제 2 M×N 모듈러 소나 시퀀스
    Figure 112009038459899-PAT00102
    로 변환하는 것을 특징으로 하는 신호 패턴의 할당방법.
  12. 제 9항에 있어서,
    상기 Nsubframe개의 서브프레임들에 할당되는 상기 패턴들이 서로 다른 경우로 t를 M으로 나는 나머지가 (t mod M)이고, 상기 n subframe 번째 서브프레임에 대해 제 2 M×N 모듈러 소나 시퀀스로 변환하는 단계는,
    수식
    Figure 112009038459899-PAT00103
    에 의해 t번째(0≤t＜T=
    Figure 112009038459899-PAT00104
    ) 제 2 M×N 모듈러 소나 시퀀스
    Figure 112009038459899-PAT00105
    로 변환하는 것을 특징으로 하는 신호 패턴의 할당방법.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 2 M×(N-N`) 모듈러 소나 시퀀스를 생성하는 단계는,
    상기 n subframe 번째 서브프레임에 대해
    Figure 112009038459899-PAT00106
    에 의해 상기 생성된 길이 N을 가지는 제 2 M×N 모듈러 소나 시퀀스의 끝 N`(0≤ N` ≤N-1)만큼 잘라주어 t번째(0≤t＜T=2M) 제 2 M×(N-N`) 모듈러 소나 시퀀스
    Figure 112009038459899-PAT00107
    를 생성하며,
    상기 n subframe번째 서브프레임에 대해 상기 생성된 제 2 M×(N-N`) 모듈러 소나 시퀀스로부터 상기 특정 신호의 패턴을 형성하는 단계는,
    상기 생성된 제 2 M×(N-N`) 모듈러 소나 시퀀스로부터 M×(N-N′) 서브캐리어 및 심볼로 이루어진 2차원 구조에서 상기 n subframe번째 서브프레임 및
    Figure 112009038459899-PAT00108
    에 대해 i번째 사용가능(available)한 심볼축과
    Figure 112009038459899-PAT00109
    번째 사용가능(available)한 서브캐리어축이 교차하는 모든 지점에 상기 특정 신호의 패턴을 형성하는 것을 특징으로 하는 신호 패턴의 할당방법.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 2 M×(N-N`) 모듈러 소나 시퀀스를 생성하는 단계는,
    상기 n subframe 번째 서브프레임에 대해
    Figure 112009038459899-PAT00110
    에 의해 상기 생성된 길이 N을 가지는 제 2 M×N 모듈러 소나 시퀀스의 끝 N`(0≤ N`≤N-1)만큼 잘라주어 t번째(0≤t＜T=M) 제 2 M×(N-N`) 모듈러 소나 시퀀스
    Figure 112009038459899-PAT00111
    를 생성하며,
    상기 n subframe번째 서브프레임에 대해 상기 생성된 제 2 M×(N-N`) 모듈러 소나 시퀀스로부터 상기 특정 신호의 패턴을 형성하는 단계는,
    상기 생성된 제 2 M×(N-N`) 모듈러 소나 시퀀스로부터 M×(N-N′) 서브캐리어 및 심볼로 이루어진 2차원 구조에서 상기 n subframe번째 서브프레임 및
    Figure 112009038459899-PAT00112
    에 대해 i번째 사용가능(available)한 심볼축과
    Figure 112009038459899-PAT00113
    번째 사용가능(available)한 서브캐리어축이 교차하는 모든 지점에 상기 특정 신호의 패턴을 형성하는 것을 특징으로 하는 신호 패턴의 할당방법.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 2 M×(N-N`) 모듈러 소나 시퀀스를 생성하는 단계는,
    상기 n subframe 번째 서브프레임에 대해
    Figure 112009038459899-PAT00114
    에 의해 상기 생성된 길이 N을 가지는 제 2 M×N 모듈러 소나 시퀀스의 끝 N`(0≤ N`≤N-1)만큼 잘라주어 t번째(0≤t＜T=
    Figure 112009038459899-PAT00115
    ) 제 2 M×(N-N`) 모듈러 소나 시퀀스
    Figure 112009038459899-PAT00116
    를 생성하며,
    상기 n subframe번째 서브프레임에 대해 상기 생성된 제 2 M×(N-N`) 모듈러 소나 시퀀스로부터 상기 특정 신호의 패턴을 형성하는 단계는,
    상기 생성된 제 2 M×(N-N`) 모듈러 소나 시퀀스로부터 M×(N-N′) 서브캐리어 및 심볼로 이루어진 2차원 구조에서 상기 n subframe번째 서브프레임 및
    Figure 112009038459899-PAT00117
    에 대해 i번째 사용가능(available)한 심볼축과
    Figure 112009038459899-PAT00118
    번째 사용가능(available)한 서브캐리어축이 교차하는 모든 지점 및 i번째 사용가능(available)한 심볼축과
    Figure 112009038459899-PAT00119
    번째 사용가능(available)한 서브캐리어축이 교차하는 모든 지점 에 상기 특정 신호의 패턴을 형성하는 것을 특징으로 하는 신호 패턴의 할당방법.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 Nsubframe개의 서브프레임에 할당하는 단계에서, 상기 Nsubframe개의 서브프레임이 4이상의 짝수인 경우, 짝수번째 서브프레임들과 홀수번째의 서브프레임들은 상기 특정 신호를 각각 동일한 패턴으로 할당하는 것을 특징으로 하는 신호 패턴의 할당방법.
  17. 제 1 항에 있어서,
    M=12, N=12일 때 생성되는 제 1 M×N 모듈러 소나 시퀀스는,
    '로가리스믹 웰치' 방법에 의해 생성되며, {12(=0),1,4,2,9,5,11,3,8,10,7,6} 또는 {11,0,3,1,8,4,10,2,7,9,6,5} 중 하나인 것을 특징으로 하는 신호 패턴의 할당방법.
  18. 제 1항에 있어서,
    M=N일 경우, 상기 제 1 M×N 모듈러 소나 시퀀스는 코스타스 어레이(Costas array)인 것을 특징으로 하는 신호 패턴의 할당방법.
  19. 하향링크에서 채널코딩을 거쳐 코드 워드(code words) 형태로 입력되는 비트들을 스크램블링하는 스크램블러와
    상기 스크램블러에 의해 스크램블링된 비트들을 복소 모듈레이션 심볼로 변조하는 모듈레이션 맴퍼와
    복소 모듈레이션 심볼을 하나 또는 다수의 전송 레이어에 매핑하는 레이어 맴퍼와
    안테나 포트의 각 전송 채널상에서 복소 모듈레이션 심볼을 프리코딩하는 프리코더와
    각 안테나 포트에 대한 복소 모듈레이션 심볼을 해당 리소스 엘리먼트에 매핑하는 리소스 엘리먼트 맴퍼와
    생성된 제 1 M×N 모듈러 소나 시퀀스를 시스템 특화 정보에 따라 매 n subframe (0≤n subframe〈Nsubframe, Nsubframe는 1 이상의 자연수)번째 서브프레임에 대해 제 2 M×N 모듈러 소나 시퀀스로 변환하고, 길이 N을 가지는 제 2 M×N 모듈러 소나 시퀀스의 끝 N`(0≤N`≤N-1)만큼 잘라주어 제 2 M×(N-N`) 모듈러 소나 시퀀스를 생성하고, 상기 생성된 제 2 M×(N-N`) 모듈러 소나 시퀀스로부터 상기 특정 신호의 패턴을 형성하고, 형성된 상기 특정 신호의 패턴을 특정 주기의 특정 프레임마다 상기 특정 프레임의 상기 Nsubframe개의 서브프레임에 할당하는 위치참조신호 맵핑부를 포함하는 송신장치.
  20. 각 안테나 포트를 통해 수신된 신호에서 특정 리소스 엘리먼트들에 할당된 위치참조신호들을 추출하는 수신처리부와
    모듈러 소나 시퀀스로부터 형성된 셀마다 특화된 위치참조신호들의 패턴들을 이용하여 상기 추출된 위치참조신호들을 디코딩하는 디코딩부와
    상기 디코딩된 위치참조신호들을 통해 상기 셀로부터의 위치참조신호파워의 상대적인 도착시간을 측정하여 상기 셀까지의 거리를 계산하거나 상기 상대적인 도착시간을 전송하도록 제어하는 제어부를 포함하는 수신장치.
  21. 제20항에 있어서,
    2개 이상의 서브프레임에 상기 위치참조신호들이 포함된 경우 상기 제어부는 각 서브프레임들의 위치참조신호들의 패턴들을 동시에 누적하여 신호 파워의 도착시간을 측정하여 상기 셀로부터 상대적인 도착시간을 측정하는 것을 특징으로 하는 수신장치.
  22. 제20항에 있어서,
    2개 이상의 서브프레임에 상기 위치참조신호들이 포함된 경우 상기 제어부는 각 서브프레임의 위치참조신호들의 패턴들 각각의 신호 파워의 도착시간을 측정하여 상기 셀로부터 상대적인 도착시간을 측정하는 것을 특징으로 하는 수신장치.
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