WO2019045429A1 - 무선 통신 시스템에서 참조 신호 송수신 방법 및 이를 위한 장치 - Google Patents

무선 통신 시스템에서 참조 신호 송수신 방법 및 이를 위한 장치 Download PDF

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WO2019045429A1
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김명진
이상림
이웅희
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Definitions

  • the present invention relates to a reference signal transmission and reception in a wireless communication system, and more particularly, to a method and apparatus for transmitting or receiving a positioning reference signal (PRS) for estimating a distance.
  • PRS positioning reference signal
  • the UE performs an initial cell search (S101).
  • the UE receives a Primary Synchronization Channel (P-SCH) and a Secondary Synchronization Channel (S-SCH) from a base station, downlink synchronization with the BS, and acquires information such as a cell ID.
  • the UE acquires system information (e.g., MIB) through a PBCH (Physical Broadcast Channel).
  • MIB System information
  • PBCH Physical Broadcast Channel
  • the UE can receive the DL RS (Downlink Reference Signal) and check the downlink channel status.
  • DL RS Downlink Reference Signal
  • the UE can acquire more specific system information (e.g., SIBs) by receiving a Physical Downlink Control Channel (PDCCH) and a Physical Downlink Control Channel (PDSCH) scheduled by the PDCCH (S102).
  • SIBs system information
  • PDCCH Physical Downlink Control Channel
  • PDSCH Physical Downlink Control Channel
  • the UE may perform a random access procedure for uplink synchronization.
  • the UE transmits a preamble (eg, Msg1) through a Physical Random Access Channel (PRACH) (S103), and receives a response message (eg, Msg2) for the preamble on the PDSCH corresponding to the PDCCH and the PDCCH ).
  • a contention resolution procedure such as additional PRACH transmission (S105) and PDCCH / PDSCH reception (S106) may be performed.
  • the UE can perform PDCCH / PDSCH reception (S107) and Physical Uplink Shared Channel (PUSCH) / Physical Uplink Control Channel (PUCCH) transmission (S108) as a normal uplink / downlink signal transmission procedure.
  • the UE can transmit UCI (Uplink Control Information) to the BS.
  • the UCI may include HARQ ACK / NACK (Hybrid Automatic Repeat reQuest Acknowledgment / Negative ACK), SR (Scheduling Request), CQI (Channel Quality Indicator), PMI (Precoding Matrix Indicator) and / or RI have.
  • the technical problem of the present invention is not limited to the technical problems described above, and other technical problems can be inferred from the embodiments of the present invention.
  • a method of transmitting and receiving a reference signal for distance measurement in a wireless communication system comprising: receiving a DL signal including a sine wave component of an angular frequency, receiving a downlink PRS (positioning reference signal); Obtaining a phase difference between sinusoidal components of the DL PRS; Transmitting a first UL (uplink) PRS indicating the phase difference for a first distance measurement between the terminal and the base station at a first time point; And transmitting a second UL PRS for a second distance measurement between the terminal and the base station whose location has changed since the first point in time, ,
  • the phase difference obtained through the DL PRS before the first time point may be set to be the same in the second UL PRS.
  • a terminal for transmitting and receiving a reference signal for distance measurement in a wireless communication system
  • the terminal including: a transceiver; And a downlink PRS (positioning reference signal) including sinusoidal components of different angular frequencies from the base station through the transceiver, obtaining a phase difference between sinusoidal components of the DL PRS, A first UL (uplink) PRS indicating a phase difference is measured for a first distance measurement between the terminal and the base station at a point in time, and a second distance measurement between the terminal and the base station,
  • the processor is configured to transmit the phase difference obtained via the DL PRS before the first point of time to the first PRS without receiving an additional DL PRS for the second distance measurement, 2 UL PRS.
  • a method of transmitting and receiving a reference signal for distance measurement in a wireless communication system comprising: receiving a DL signal including sine components of different angular frequencies; transmitting a downlink PRS (positioning reference signal) to the terminal; Receiving a first UL (uplink) PRS indicative of a phase difference between sinusoidal components of the DL PRS; Measuring a first distance between the terminal and the base station at a first time point based on the first UL PRS; Receiving a second UL PRS without transmitting an additional DL PRS for the terminal whose location has changed since the first time point; And measuring a second distance between the terminal and the base station, the location of which has changed since the first point in time, based on the second UL PRS.
  • the UE transmits the first UL PRS and the second UL PRS based on the UL PRS setting acquired from the base station, and when the rate change of the terminal occurs more than a threshold value, the terminal changes the UL PRS setting It can request the base station.
  • the terminal reports the speed of the terminal upon initial access to the base station and may request the base station to change the UL PRS setting if the difference between the reported speed and the current speed of the terminal is greater than or equal to the threshold.
  • the UL PRS setting may include UL PRS period information, UL PRS subframe information, and UL PRS resource information.
  • the phase difference corresponds to (w 2 -w 1 ) * (t s, Rx -t a, Rx ), w 1 and w 2 represent angular frequencies of the sinusoidal components of the DL PRS, s and Rx 'indicate the time when the UE starts signal processing for the DL PRS, and' t a and Rx 'indicate the time when the DL PRS arrives at the UE.
  • the present invention in order to continuously measure the changed distance when the distance between the terminal and the base station changes as the terminal moves, it is unnecessary to transmit / receive both DL / UL PRS, The overhead of the DL PRS can be reduced.
  • FIG. 1 illustrates the physical channels used in the 3GPP LTE / LTE-A system and a general signal transmission method using them.
  • FIG. 2 illustrates a sequence of measurements for distance measurement between a transmitting apparatus and a receiving apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 shows an example of DL / UL PRS transmission time points of a Node B and a UE.
  • FIG 5 shows an example in which the serving BS is changed as the UE moves.
  • FIG. 6 shows an example of DL / UL PRS transmission / reception of a base station and a terminal.
  • FIG. 7 shows an example of DL / UL PRS transmission of a Node B and a UE according to a movement path of the UE.
  • FIG. 8 shows a flow of a reference signal transmission / reception method for distance measurement according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 shows a transmitting apparatus and a receiving apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • CDMA code division multiple access
  • FDMA frequency division multiple access
  • TDMA time division multiple access
  • OFDMA orthogonal frequency division multiple access
  • CDMA may be implemented in radio technology such as Universal Terrestrial Radio Access (UTRA) or CDMA2000.
  • UTRA Universal Terrestrial Radio Access
  • TDMA may be implemented in a wireless technology such as Global System for Mobile communications (GSM) / General Packet Radio Service (GPRS) / Enhanced Data Rates for GSM Evolution (EDGE).
  • GSM Global System for Mobile communications
  • GPRS General Packet Radio Service
  • EDGE Enhanced Data Rates for GSM Evolution
  • OFDMA may be implemented in wireless technologies such as IEEE 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802-20, and Evolved UTRA (E-UTRA).
  • UTRA is part of the Universal Mobile Telecommunications System (UMTS).
  • 3GPP (3rd Generation Partnership Project) LTE (Long Term Evolution) is part of E-UMTS (Evolved UMTS) using E-UTRA, adopts OFDMA in downlink and SC-FDMA in uplink.
  • LTE-A Advanced is an evolved version of 3GPP LTE.
  • next generation communication system discussed recently needs to have enhanced mobile broadband (eMBB) communication compared to the existing radio access technology (RAT) Is emerging.
  • eMBB enhanced mobile broadband
  • RAT radio access technology
  • massive MTC massive machine type communication, mMTC
  • URLLC Ultra-Reliable and Low Latency Communication
  • New RAT new wireless access technology
  • a location location protocol In the LTE system, a location location protocol (LPP) is introduced.
  • the location server can send assistance data for positioning to the terminal. That is, the location server can transmit assistance data to the terminal so that the OTDOA / A-GNSS scheme can be used.
  • a terminal UE uses a reference signal (e.g., positioning RS) for positioning and transmits measurement information or location information from a reference signal to a location server (e.g., E-SMLC / SLP), and the final positioning is done at the location server.
  • the positioning information and the transmission / reception method between the terminal and the location server are standardized to the LPP standard, and the LPP standard may include the IE for the positioning information and the signaling procedure.
  • the LPP technology includes three functions: Assisted Global Navigation Satellite System (A-GNSS); Observed Time Differential Of Arrival (OTDOA); and Enhanced Cell ID (E-CID) to be.
  • A-GNSS Assisted Global Navigation Satellite System
  • OTDOA Observed Time Differential Of Arrival
  • E-CID Enhanced Cell ID
  • the A-GNSS scheme is a satellite-based positioning scheme and has the advantage of reducing initial positioning time by receiving basic satellite information for positioning via a wireless network (e.g., LTE).
  • a wireless network e.g., LTE
  • accurate position information is obtained through communication with GPS and position server of network.
  • RSTD Reference Signal Time Difference
  • the E-CID scheme is a scheme for narrowing the location of a UE by combining a conventional CID (Cell ID) scheme and a received signal strength indication (RSSI) scheme in a hybrid scheme. (RSRP) and Reference Signal Received Power (RSRQ) as related measurement values.
  • the E-CID method is a method in which a terminal performs a round trip measurement, a path loss related measurement, and an angular arrival measurement through a method of analyzing an OFDMA signal of LTE called RSRP And estimates the position.
  • the present invention proposes a method of transmitting a positioning reference signal (PRS) between a base station and a mobile station in order to estimate a distance between a base station and a mobile station and a position of the mobile station using phase information.
  • PRS positioning reference signal
  • a radio apparatus that has first transmitted a signal is referred to as a transmitting apparatus, and a apparatus that has received a signal first is referred to as a receiving apparatus.
  • the transmitting apparatus may also receive the signal thereafter, and the receiving apparatus may also transmit the signal. That is, the transmitting apparatus may also include a transmitter and a receiver, and the receiving apparatus may also include a transmitter and a receiver.
  • a base station and a terminal of the transmitting apparatus and the receiving apparatus may be a plurality of base stations or a plurality of terminals.
  • a signal is transmitted and received using two angular frequencies.
  • the present invention is not limited thereto and the present invention can be applied to more angular frequencies. It is also assumed in the examples that a plurality of angular frequency components are transmitted at the same time, but this is for convenience of explanation, and each frequency is transmitted at another predetermined time, and the present invention is carried out in consideration of such a transmission time difference It is also possible.
  • the time at which the transmitter / receiver performs a signal transmission / reception operation is quantized.
  • a boundary point of each OFDM symbol is a quantized point in which a transmitting / receiving operation is performed.
  • the starting points of the transmission and reception operations of the transmitting device and the receiving device are t s, TX , t s, and R x , respectively, repeatedly appearing every t symb .
  • t symb can be the length of the OFDM symbol.
  • FIG. 2 illustrates a sequence of measurements for distance measurement between a transmitting apparatus and a receiving apparatus according to an embodiment of the present invention. It is assumed that the receiving apparatus is synchronized with the synchronization signal sent from the transmitting apparatus, but this is for convenience of explanation, and the distance measurement using the phase difference can be applied even when the sending apparatus and the receiving apparatus are asynchronous.
  • a signal repeatedly transmitted during two symbols is considered, but a signal transmission having a cyclic prefix (CP) and data for one symbol length may be considered.
  • CP cyclic prefix
  • the transmitting device transmits a sinusoidal wave having angular frequencies w 1 and w 2 at the time t s and Tx to a reference signal (eg, ranging RS) for distance measurement.
  • a reference signal eg, ranging RS
  • the signal transmitted by the transmitting apparatus will be referred to as a first signal.
  • the transmitted first signal is delayed by d / c based on the distance d between the transmitting / receiving devices and the speed c of the light , and reaches the receiving device at time t a, Rx .
  • the receiving device Due to the sampling (or quantization), the receiving device actually acquires baseband signals (eg, sampling values) from the time t s, Rx . Assuming that the size of the fast Fourier transform (FFT) performed by the receiving apparatus is N, the receiving apparatus can obtain values corresponding to w 1 and w 2 by inputting a total of N sampling values to the FFT.
  • FFT fast Fourier transform
  • phase difference between the w 1 component X RX (w 1 ) and the w 2 component X RX (w 2 ) of the FFT-processed sampling value can be obtained by Equation (1).
  • the receiving apparatus transmits a sinusoidal wave (hereinafter, referred to as a second signal) having angular frequencies w 1 and w 2 , as in the transmitting apparatus.
  • a sinusoidal wave hereinafter, referred to as a second signal
  • Delta_2 ts and Tx + (n + 1) by performing an FFT on N sampled values obtained from the time ts , Tx + (n + 1) * t_symb ' * t_symb - t a, Tx can be obtained.
  • Equation (2) the round trip time (RTT), which is the round trip time of the signal, is defined as Equation (2).
  • c is a fixed constant (i.e., the speed of light).
  • the transmitter knows the values of Delta_2 and t_symb, but does not know the value of Delta_1. Therefore, in order for the transmitting apparatus to measure the distance d between the transmitting apparatus and the receiving apparatus, the transmitting apparatus should be able to know information on the Delta_1 measured by the receiving apparatus.
  • the receiving device may provide the value of Delta_1 to the transmitting device via the second signal. For example, assuming that the value of Delta_1 corresponds to the phase difference B, the receiving apparatus can set the phase difference between the w1 sinusoidal component and the w2 sinusoidal component to B in the second signal transmitted after the n symbols (eg, a positioning reference signal) .
  • the transmitting apparatus can measure the distance between the transmitting apparatus and the receiving apparatus based on the received second signal.
  • x 2 (t) ⁇ 2 * e j * (w 2 * t + ⁇ 2) .
  • ⁇ 1 represents the amplitude of the first sinusoidal component
  • ⁇ 2 represents the amplitude of the second sinusoidal component.
  • Equation (1) can be modified as shown in Equation (3) below.
  • Phase differences in Equation 3 is the difference between ⁇ (w 2 -w 1) (t s, RX -t a, RX) + ( ⁇ 2 - ⁇ 1) , and the initial phase values that existed at the time from transmission of the first signal ( ⁇ 2 - ⁇ 1 ) must be removed from the phase difference ⁇ .
  • the receiving apparatus can correct the phase difference [psi] by [theta] using the initial phase values.
  • the phase difference ⁇ due to the difference between the arrival time excluding ( ⁇ 2 - ⁇ 1 ) and the FFT start time is (w 2 -w 1 ) (t s, RX- t a, RX ).
  • the receiving apparatus transmits the second signal after n symbols.
  • the Node B In order to obtain the distance between the Node B and the UE using the phase difference in the above-described manner, the Node B firstly transmits the DL PRS using a different frequency, and then the UE must measure the phase difference of the DL PRS received from each Node B. Then, the terminal must transmit the measured phase difference information to the base station again using the UL PRS, so that the base station can measure the distance between the base station and the terminal.
  • the base station / terminal When the terminal moves, the distance between the base station and the terminal changes frequently, so the base station / terminal must frequently send DL / UL PRS to accurately measure the distance between the base station and the terminal. Therefore, there arises a problem that the DL / UL PRS overhead increases greatly.
  • the present invention proposes a method of efficiently transmitting DL / UL PRS in a situation where a mobile station moves.
  • the distance between the base station and the terminal can be measured with only UL PRS without transmitting DL PRS and UL PRS at each time point of the distance measurement.
  • FIG. 3 illustrates an example of a movement path of a UE
  • FIG. 4 illustrates an example of DL / UL PRS transmission time points of a Node B and a UE.
  • the terminal moves to the designated path according to time.
  • the DL / UL PRS is transmitted to the base station and the terminal to estimate the distance at a specific time as shown in FIG. l, m, n, and o represent distances between the base station and the terminals at times t 1 , t 2 , t 3 , and t 4 .
  • the signal is delayed by l / c based on the distance l between the base station and the terminal and the speed c of the light , and the signal arrives at the terminal at time t a, Rx . Due to the actual sampling (quantization), sampled values of the baseband signal are obtained from the time ts , Rx .
  • the FFT size is N
  • the UE can obtain values corresponding to w1 and w2 by inputting a total of N sampling values to the FFT.
  • the phase difference between the two values can be expressed by Equation (4) below.
  • delta_1 represents the difference between when the terminal starts OFDM processing and when the actual signal reaches the terminal.
  • the UE transmits the first UL PRS such that the phase difference between the sinusoidal component of the angular frequency w1 and the sinusoidal component of the angular frequency w2 becomes equal to the value B obtained in Equation (4) at time t 2, which is the n th symbol after the n symbol.
  • the base station takes an FFT with N sampling values from ts , Tx + (n + 1) * t_symb.
  • Ts , TX + t_symb - ts , RX - m / c through the phase difference between the two angular frequencies w1 and w2 + value of delta_1 can be obtained.
  • the UE transmits the UL claim 2 PRS at the time t 3 the phase difference between the respective angular frequencies w1 and w2 of the sinusoidal components of the sinusoidal components so that the value B of equation (4).
  • the base station is the first base station in estimating a value of l hayeoteumeuro t 3 point through the UL PRS previously sent by the terminal at the point at t 2 time point to estimate only the first 2 UL PRS signal, which terminal is sending the distance n between the base station and the terminal . In this manner through the UL 3 PRS is sent to the terminal at the time t 4 the base station can know the distance o between the BS and the MS.
  • the base station since the base station does not need to transmit the DL PRS every time the distance is estimated, the DL PRS overhead of the base station can be reduced.
  • the DL / UL PRS configuration may vary depending on the mobile speed of the terminal or the channel environment between the base station and the terminal. For example, when the UE moves fast, the distance between the BS and the UE may change rapidly, so the UE must frequently transmit the UL PRS. Therefore, a DL / UL PRS configuration method is needed to increase the accuracy of distance estimation using Proposition # 1.
  • the terminal When the terminal accesses a new base station, it can feed back the location of the terminal (e.g., GNSS-based location) and rate to the base station.
  • the base station can determine the DL / UL PRS period for estimating the distance with the required accuracy using the position and speed information received from the terminal.
  • the BS may calculate the number of subframes to transmit the DL / UL PRS within the positioning occasion, respectively, through the strength of the signal (RSRP) received from the UE.
  • RSRP strength of the signal
  • 5 shows an example in which the serving BS is changed as the UE moves.
  • 6 shows an example of DL / UL PRS transmission / reception of a base station and a terminal.
  • the MS is fast in moving BS 2 coverage over the BS 1 coverage. Therefore, in order to accurately estimate the distance between the BS and the MS, the MS must transmit the UL PRS more frequently when the MS is in coverage of the BS 2.
  • the base station sets the period (T UE, PRS ) of the DL / UL PRS, the number of PRS subframes (N UE, PRS ), the PRS resource location / code and so on to be transmitted during the first positioning occasion , DCI).
  • Step 1 The UE requests the base station to change the UL PRS configuration.
  • the rate of change occurs more than a specific value compared to the rate at which the UE informs the base station when it initially connects
  • the UE transmits a signal requesting the UL PRS configuration change through a control channel on the PRS subframe or a newly defined separate signal can send.
  • the UE may transmit its current rate information together so that the base station can determine the UL PRS configuration again.
  • Step 2 The BS can confirm the UL ID and the PT information included in the UL PRS configuration change request from the UE and determine the UL PRS configuration again.
  • Step 3 The BS informs the UE of the changed UL PRS configuration information.
  • the UE can receive the modified UL PRS configuration through the DCI of the PRS subframe and transmit the UL PRS according to the changed UL PRS configuration.
  • FIG. 7 shows an example of DL / UL PRS transmission of a Node B and a UE according to a movement path of the UE.
  • the distance between the subscriber station and the base station assume almost the same.
  • the base station transmits the first DL PRS to the UE at time t 1 and the UE acquires the phase difference (B 1 ) through the first DL PRS received from the base station.
  • the MS transmits the phase difference B 1 obtained through the DL PRS to the BS through the first UL PRS at time t 2 and the BS receives the first UL PRS to estimate the distance d 1 between the BS and the MS can do.
  • the terminal transmits information on the phase difference B 1 to the base station through the second UL PRS.
  • the BS can measure the distance between the BS and the MS at time t 3 using the second UL PRS received from the MS and the previously estimated value d 1 .
  • the UE acquires the phase difference (B 2 ) information obtained through the second DL PRS transmitted from the base station at time t 5 .
  • the terminal transmits the phase difference (B 2 ) information to the base station through the third UL PRS, and the base station can measure the distance (d 2 ) between the base station and the terminal.
  • t 7 when transmitting information to the terminal at the time when the phase difference (B 2) to the base station via the 4 UL PRS, BS t 7 time using the 4 UL PRS to the previous estimated value d 2 received from the terminal The distance between the base station and the terminal can be measured.
  • the terminal sets the phase difference B 1 obtained before the phase difference B 2 to the fourth UL PRS when transmitting the fourth UL PRS at time t 7 . That is, at time t 7 , the UE transmits a fourth UL PRS having a phase difference B 1 to the Node B, and the Node B can measure the distance between the Node B and the UE at time t 7 with the previously estimated value d 1 .
  • the measured distance between the terminal and the base station may be higher than the distance obtained using the phase difference B 2 .
  • the phase information contained in the UL PRS transmitted from the terminal to the base station is not the phase information obtained through the DL PRS most recently received from the base station, and may be the terminal's own DL PRS received from the base station in the past.
  • the terminal can determine the DL PRS for acquiring the phase information based on the DL PRS signal strength, the terminal speed at the time of reception of the DL PRS, and the like.
  • the UE can inform the base station of information on the time when the phase information stored in the UL PRS is acquired through a control channel of the PRS subframe or a newly defined separate signal.
  • FIG. 8 shows a flow of a reference signal transmission / reception method for distance measurement according to an embodiment of the present invention.
  • the terminal receives a DL (downlink) positioning reference signal (PRS) including sinusoidal components of angular frequencies of different angular frequencies from the base station (805).
  • PRS downlink positioning reference signal
  • the terminal acquires the phase difference between the sinusoidal components of the DL PRS (810).
  • the terminal transmits a first UL (uplink) PRS indicating a phase difference for the first distance measurement between the UE and the base station at a first point of time (815).
  • the base station measures a first distance between the terminal and the base station at a first time point based on the first UL PRS (820).
  • the terminal transmits a second UL PRS for measuring a second distance between the terminal and the base station whose position has changed since the first point of view (825).
  • the UE can set the phase difference obtained through the DL PRS before the first point in time to the second UL PRS without receiving the additional DL PRS for the second distance measurement.
  • the base station Based on the second UL PRS, the base station measures a second distance between the terminal and the base station whose position has changed since the first point in time (830).
  • the UE transmits the first UL PRS and the second UL PRS based on the UL PRS setting acquired from the base station and the UE can request the base station to change the UL PRS setting if the rate change of the UE occurs more than a threshold value.
  • the terminal reports the terminal's speed when it initially connects to the base station and can request the base station to change the UL PRS setting if the difference between the reported rate and the current rate of the terminal is greater than or equal to the threshold.
  • the UL PRS setting may include UL PRS period information, UL PRS subframe information, and UL PRS resource information.
  • FIG. 9 is a block diagram showing the configuration of a transmitting apparatus 105 and a receiving apparatus 110 in a wireless communication system 100 according to an embodiment of the present invention.
  • a transmitting apparatus is a base station and a receiving apparatus is a terminal, but the present invention is not limited thereto, and each of the transmitting apparatus and the receiving apparatus may be interpreted as any wireless node.
  • the base station may be referred to as an eNB or a gNB.
  • a terminal may be referred to as a UE.
  • the wireless communication system 100 may include one or more transmitting devices and / or one or more receiving devices .
  • Base station 105 includes a transmit (Tx) data processor 115, a symbol modulator 120, a transmitter 125, a transmit and receive antenna 130, a processor 180, a memory 185, a receiver 190, a symbol demodulator 195, and a receive data processor 197.
  • the terminal 110 includes a transmission (Tx) data processor 165, a symbol modulator 170, a transmitter 175, a transmission / reception antenna 135, a processor 155, a memory 160, a receiver 140, A demodulator 155, and a receive data processor 150.
  • the base station 105 and the terminal 110 have a plurality of transmission / reception antennas. Therefore, the base station 105 and the terminal 110 according to the present invention support a Multiple Input Multiple Output (MIMO) system.
  • MIMO Multiple Input Multiple Output
  • the base station 105 according to the present invention can support both a Single User-MIMO (SU-MIMO) and a Multi User-MIMO (MIMO) scheme.
  • SU-MIMO Single User-MIMO
  • MIMO Multi User-MIMO
  • the transmit data processor 115 receives traffic data, formats, codes, and interleaves and modulates (or symbol maps) the coded traffic data to generate modulation symbols Symbols ").
  • a symbol modulator 120 receives and processes the data symbols and pilot symbols to provide a stream of symbols.
  • the symbol modulator 120 multiplexes the data and pilot symbols and transmits it to the transmitter 125.
  • each transmission symbol may be a data symbol, a pilot symbol, or a signal value of zero.
  • the pilot symbols may be transmitted continuously.
  • the pilot symbols may be frequency division multiplexed (FDM), orthogonal frequency division multiplexed (OFDM), time division multiplexed (TDM), or code division multiplexed (CDM) symbols.
  • Transmitter 125 receives the stream of symbols and converts it to one or more analog signals and further modulates (e.g., amplifies, filters, and frequency upconverts)
  • the transmission antenna 130 transmits the generated downlink signal to the mobile station.
  • the reception antenna 135 receives the downlink signal from the base station and provides the received signal to the receiver 140.
  • the receiver 140 adjusts (e.g., filters, amplifies, and downconverts) the received signal and digitizes the conditioned signal to obtain samples.
  • the symbol demodulator 145 demodulates the received pilot symbols and provides it to the processor 155 for channel estimation.
  • Symbol demodulator 145 also receives a frequency response estimate for the downlink from processor 155 and performs data demodulation on the received data symbols to obtain a data symbol estimate (which is estimates of the transmitted data symbols) And provides data symbol estimates to a receive (Rx) data processor 150.
  • the receive data processor 150 demodulates (i.e., symbol demaps), deinterleaves, and decodes the data symbol estimates to recover the transmitted traffic data.
  • symbol demodulator 145 and received data processor 150 are complementary to processing by symbol modulator 120 and transmit data processor 115 at base station 105, respectively.
  • the terminal 110 processes the traffic data and provides data symbols.
  • the symbol modulator 170 may receive and multiplex data symbols, perform modulation, and provide a stream of symbols to the transmitter 175.
  • a transmitter 175 receives and processes the stream of symbols to generate an uplink signal.
  • the transmission antenna 135 transmits the generated uplink signal to the base station 105.
  • the transmitter and the receiver in the terminal and the base station may be configured as one RF (Radio Frequency) unit.
  • an uplink signal is received from a terminal 110 via a receive antenna 130, and a receiver 190 processes the received uplink signal to obtain samples.
  • the symbol demodulator 195 then processes these samples to provide received pilot symbols and data symbol estimates for the uplink.
  • the receive data processor 197 processes the data symbol estimates to recover the traffic data transmitted from the terminal 110.
  • the processors 155 and 180 of the terminal 110 and the base station 105 respectively instruct (for example, control, adjust, manage, etc.) the operation in the terminal 110 and the base station 105.
  • Each of the processors 155 and 180 may be coupled with memory units 160 and 185 that store program codes and data.
  • the memories 160 and 185 are connected to the processor 180 to store operating systems, applications, and general files.
  • the processors 155 and 180 may also be referred to as a controller, a microcontroller, a microprocessor, a microcomputer, or the like. Meanwhile, the processors 155 and 180 may be implemented by hardware or firmware, software, or a combination thereof. (DSP), digital signal processing devices (DSPDs), programmable logic devices (PLDs), and the like may be used to implement embodiments of the present invention using hardware, , FPGAs (field programmable gate arrays), and the like may be provided in the processors 155 and 180.
  • DSP digital signal processing devices
  • PLDs programmable logic devices
  • firmware or software may be configured to include modules, procedures, or functions that perform the functions or operations of the present invention.
  • Firmware or software configured to be stored in the memory 155 may be contained within the processor 155 or 180 or may be stored in the memory 160 or 185 and be driven by the processor 155 or 180.
  • Layers of a wireless interface protocol between a terminal and a base station and a wireless communication system (network) are divided into a first layer (L1), a second layer (L2) based on the lower three layers of an open system interconnection ), And a third layer (L3).
  • the physical layer belongs to the first layer and provides an information transmission service through a physical channel.
  • An RRC (Radio Resource Control) layer belongs to the third layer and provides control radio resources between the UE and the network.
  • the UE and the base station can exchange RRC messages through the RRC layer with the wireless communication network.
  • the present invention can be applied to various wireless communication systems.

Landscapes

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 단말이 거리 측정을 위한 참조 신호를 송수신하는 방법은, 기지국으로부터 서로 다른 각주파수(angular frequency)의 정현파 성분들을 포함하는 DL(downlink) PRS(positioning reference signal)를 수신하는 단계; 상기 DL PRS의 정현파 성분들 간의 위상 차이를 획득하는 단계; 및 제1 시점에서 상기 단말과 상기 기지국 간의 제1 거리 측정을 위하여 상기 위상 차이를 나타내는 제1 UL(uplink) PRS를 송신하는 단계; 및 상기 제1 시점 이후에 위치가 변경된 상기 단말과 상기 기지국 간의 제2 거리 측정을 위하여 제2 UL PRS를 송신하는 단계를 포함하고, 상기 단말은 상기 제2 거리 측정을 위한 추가적인 DL PRS의 수신 없이, 상기 제1 시점 이전에 상기 DL PRS를 통해 획득하였던 상기 위상 차이를 상기 제2 UL PRS에도 동일하게 설정할 수 있다.

Description

무선 통신 시스템에서 참조 신호 송수신 방법 및 이를 위한 장치
본 발명은 무선 통신 시스템에서 참조 신호 송수신에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 거리를 추정하기 위한 PRS(positioning reference signal)을 송신 또는 수신하기 위한 방법 및 이를 위한 장치에 관한 것이다.
먼저 기존의 3GPP LTE/LTE-A 시스템에 대하여 간략히 살펴본다. 도 1을 참조하면 단말은 초기 셀 탐색을 수행한다(S101). 초기 셀 탐색 과정에서 단말은 기지국으로부터 P-SCH(Primary Synchronization Channel) 및 S-SCH(Secondary Synchronization Channel)을 수신하여 기지국과 하향링크 동기를 맞추고, 셀 ID 등의 정보를 획득한다. 그 후, 단말은 PBCH(Physical Broadcast Channel)를 통해 시스템 정보(e.g., MIB)를 획득한다. 단말은 DL RS(Downlink Reference Signal)을 수신하여 하향링크 채널 상태를 확인할 수 있다.
초기 셀 탐색 이후 단말은 PDCCH(Physical Downlink Control Channel) 및 PDCCH에 의해 스케줄된 PDSCH(Physical Downlink Control Channel)를 수신하여 좀더 구체적인 시스템 정보(e.g., SIBs)를 획득할 수 있다(S102).
단말은 상향링크 동기화를 위해 임의 접속 과정(Random Access Procedure)을 수행할 수 있다. 단말은 PRACH(Physical Random Access Channel)를 통해 프리앰블(e.g., Msg1)을 전송하고(S103), PDCCH 및 PDCCH에 대응하는 PDSCH를 통해 프리앰블에 대한 응답 메시지(e.g., Msg2)를 수신할 수 있다(S104). 경쟁 기반 임의 접속의 경우 추가적인 PRACH 전송(S105) 및 PDCCH/PDSCH 수신(S106)과 같은 충돌해결절차(Contention Resolution Procedure)가 수행될 수 있다.
이후, 단말은 일반적인 상/하향링크 신호 전송 절차로서 PDCCH/PDSCH 수신(S107) 및 PUSCH(Physical Uplink Shared Channel)/PUCCH(Physical Uplink Control Channel) 전송(S108)을 수행할 수 있다. 단말이 기지국으로 UCI(Uplink Control Information)를 송신할 수 있다. UCI는 HARQ ACK/NACK(Hybrid Automatic Repeat reQuest Acknowledgement/Negative-ACK), SR(Scheduling Request), CQI(Channel Quality Indicator), PMI(Precoding Matrix Indicator) 및/또는 RI(Rank Indication) 등을 포함할 수 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 단말과 기지국이 송수신 하는 참조 신호의 위상 차이를 통해 단말-기지국 간의 거리를 정확하고 효율적으로 측정할 수 있는 방법 및 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 기술적 과제는 상술된 기술적 과제에 제한되지 않으며, 다른 기술적 과제들이 본 발명의 실시예로부터 유추될 수 있다.
상술된 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 무선 통신 시스템에서 단말이 거리 측정을 위한 참조 신호를 송수신하는 방법은, 기지국으로부터 서로 다른 각주파수(angular frequency)의 정현파 성분들을 포함하는 DL(downlink) PRS(positioning reference signal)를 수신하는 단계; 상기 DL PRS의 정현파 성분들 간의 위상 차이를 획득하는 단계; 제1 시점에서 상기 단말과 상기 기지국 간의 제1 거리 측정을 위하여 상기 위상 차이를 나타내는 제1 UL(uplink) PRS를 송신하는 단계; 및 상기 제1 시점 이후에 위치가 변경된 상기 단말과 상기 기지국 간의 제2 거리 측정을 위하여 제2 UL PRS를 송신하는 단계를 포함하고, 상기 단말은 상기 제2 거리 측정을 위한 추가적인 DL PRS의 수신 없이, 상기 제1 시점 이전에 상기 DL PRS를 통해 획득하였던 상기 위상 차이를 상기 제2 UL PRS에도 동일하게 설정할 수 있다.
상술된 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 다른 일 측면에 따른 무선 통신 시스템에서 거리 측정을 위한 참조 신호를 송수신하는 단말은, 송수신기; 및 상기 송수신기를 통해 기지국으로부터 서로 다른 각주파수(angular frequency)의 정현파 성분들을 포함하는 DL(downlink) PRS(positioning reference signal)를 수신하고, 상기 DL PRS의 정현파 성분들 간의 위상 차이를 획득하고, 제1 시점에서 상기 단말과 상기 기지국 간의 제1 거리 측정을 위하여 상기 위상 차이를 나타내는 제1 UL(uplink) PRS를 송신하고, 상기 제1 시점 이후에 위치가 변경된 상기 단말과 상기 기지국 간의 제2 거리 측정을 위하여 제2 UL PRS를 송신하는 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는 상기 제2 거리 측정을 위한 추가적인 DL PRS의 수신 없이, 상기 제1 시점 이전에 상기 DL PRS를 통해 획득하였던 상기 위상 차이를 상기 제2 UL PRS에도 동일하게 설정할 수 있다.
상술된 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 또 다른 일 측면에 따른 무선 통신 시스템에서 기지국이 거리 측정을 위한 참조 신호를 송수신하는 방법에 있어서, 서로 다른 각주파수(angular frequency)의 정현파 성분들을 포함하는 DL(downlink) PRS(positioning reference signal)를 단말에 송신하는 단계; 상기 DL PRS의 정현파 성분들 간의 위상 차이를 나타내는 제1 UL(uplink) PRS를 수신하는 단계; 상기 제1 UL PRS에 기초하여 제1 시점에서 상기 단말과 상기 기지국 간의 제1 거리를 측정하는 단계; 상기 제1 시점 이후에 위치가 변경된 상기 단말에 대한 추가적인 DL PRS의 송신 없이 제2 UL PRS를 수신하는 단계; 및 상기 제2 UL PRS에 기초하여, 상기 제1 시점 이후에 위치가 변경된 상기 단말과 상기 기지국 간의 제2 거리를 측정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 단말은 상기 기지국으로부터 획득한 UL PRS 설정에 기초하여 상기 제1 UL PRS와 상기 제2 UL PRS를 송신하되, 상기 단말의 속도 변화가 임계치 이상 발생하는 경우 상기 단말은 상기 UL PRS 설정의 변경을 기지국에 요청할 수 있다.
상기 단말은 상기 기지국에 초기 접속시 상기 단말의 속도를 보고하며, 상기 보고된 속도와 상기 단말의 현재 속도 간의 차이가 상기 임계치 이상인 경우 상기 UL PRS 설정의 변경을 기지국에 요청할 수 있다.
상기 UL PRS 설정은, UL PRS 주기 정보, UL PRS 서브프레임 정보 및 UL PRS 자원 정보를 포함할 수 있다.
상기 위상 차이는 (w 2-w 1)*(t s,Rx-t a,Rx)에 대응하고, 'w1' 및 'w2'는 각각 상기 DL PRS의 정현파 성분들의 각주파수를 나타내고, 't s,Rx'는 상기 DL PRS에 대한 신호 처리를 상기 단말이 시작한 시점을 나타내고, 't a,Rx'는 상기 DL PRS가 상기 단말에 도착한 시점을 나타낼 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 단말이 이동함에 따라서 단말과-기지국 거리가 변경되는 경우, 변경되는 거리를 지속적으로 측정하기 위하여 DL/UL PRS 모두를 송수신할 필요 없이 단말이 UL PRS만 추가적으로 송신하면 되므로 DL PRS의 오버헤드를 저감할 수 있다.
본 발명의 기술적 효과는 상술된 기술적 효과에 제한되지 않으며, 다른 기술적 효과들이 본 발명의 실시예로부터 유추될 수 있다.
도 1은 3GPP LTE/LTE-A 시스템에 이용되는 물리 채널들 및 이들을 이용한 일반적인 신호 전송 방법을 예시한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 송신 장치와 수신 장치 간의 거리 측정을 위한 일련을 과정을 도시한다.
도 3은 단말의 이동 경로의 일례를 도시한다.
도 4는 기지국과 단말의 DL/UL PRS 전송 시점의 일례를 도시한다.
도 5는 단말이 이동함에 따라서 서빙 기지국이 변경되는 일례를 도시한다.
도 6은 기지국과 단말의 DL/UL PRS 송수신의 일례를 도시한다.
도 7은 단말의 이동 경로에 따른 기지국과 단말의 DL/UL PRS 전송 일례를 도시한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 거리 측정을 위한 참조 신호 송수신 방법의 흐름을 도시한다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 송신 장치 및 수신 장치를 도시한다.
이하의 기술은 CDMA(code division multiple access), FDMA(frequency division multiple access), TDMA(time division multiple access), OFDMA(orthogonal frequency division multiple access), SC-FDMA(single carrier frequency division multiple access) 등과 같은 다양한 무선 접속 시스템에 사용될 수 있다. CDMA는 UTRA(Universal Terrestrial Radio Access)나 CDMA2000과 같은 무선 기술(radio technology)로 구현될 수 있다. TDMA는 GSM(Global System for Mobile communications)/GPRS(General Packet Radio Service)/EDGE(Enhanced Data Rates for GSM Evolution)와 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. OFDMA는 IEEE 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802-20, E-UTRA(Evolved UTRA) 등과 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. UTRA는 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)의 일부이다. 3GPP(3rd Generation Partnership Project) LTE(long term evolution)는 E-UTRA를 사용하는 E-UMTS(Evolved UMTS)의 일부로서 하향링크에서 OFDMA를 채용하고 상향링크에서 SC-FDMA를 채용한다. LTE-A(Advanced)는 3GPP LTE의 진화된 버전이다.
설명을 명확하게 하기 위해, 3GPP 기반의 이동 통신 시스템을 위주로 기술하지만 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 이하의 설명에서 사용되는 특정(特定) 용어들은 본 발명의 이해를 돕기 위해서 제공된 것이며, 이러한 특정 용어의 사용은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경될 수 있다.
더욱 많은 통신 기기들이 더욱 큰 통신 용량을 요구하게 됨에 따라 최근 논의되는 차세대 통신 시스템에서는 기존의 무선 접속 기술(radio access technology, RAT)에 비해 향상된 모바일 브로드 밴드(Enhanced Mobile Broadband, eMBB) 통신에 대한 필요성이 대두되고 있다. 또한, 다수의 기기 및 사물들을 연결하여 언제 어디서나 다양한 서비스를 제공하는 대규모 MTC (massive Machine Type Communications, mMTC) 역시 차세대 통신에서 고려될 주요 이슈 중 하나이다. 뿐만 아니라 신뢰성(reliability) 및 지연(latency)에 민감한 서비스/UE를 고려하여 URLLC(Ultra-Reliable and Low Latency Communication)가 차세대 통신 시스템을 위해 논의되고 있다.
이와 같이 eMBB, mMTC 및 URLCC 등을 고려한 새로운 무선 접속 기술(New RAT)이 차세대 무선 통신을 위하여 논의되고 있다.
먼저 기존 LTE 시스템에서의 위치 측정에 대해서 간략히 살펴본다.
LTE 시스템에서의 위치 측정
LTE 시스템에서 위치 포지션 프로토콜(Location Position Protocol, LPP)라는 것이 소개되고 있다. LPP 모델에서 위치 서버는 측위를 위한 보조 데이터(assistance data)를 단말로 전송해 줄 수 있다. 즉, 위치 서버는 OTDOA/A-GNSS 방식을 이용할 수 있도록 단말에게 보조 데이터를 전송할 수 있다. LPP 모델에서는, 단말(UE)이 측위를 위해 참조 신호(e.g., positioning RS)를 이용하고, 참조 신호로부터의 측정정보(measurement) 또는 측위 정보(location information)를 위치 서버(e.g., E-SMLC/SLP)로 전송하고, 최종적인 위치 결정은 위치 서버에서 이루어진다. 단말 및 위치 서버 간의 측위 정보 및 송수신 방식을 규격화한 것이 LPP 규격이고, LPP 규격은 측위 정보에 대한 IE 및 시그널링 절차를 포함할 수 있다.
LPP 기술은 크게 3가지의 기능을 포함하는데, 첫째가 A-GNSS(Assisted Global Navigation Satellite System)이고, 두 번째가 OTDOA(Observed Time Differential Of Arrival), 그리고 나머지가 E-CID(Enhanced Cell ID) 방식이다.
A-GNSS 방식은 위성기반 측위 방식이며 측위를 위한 기본 위성 정보를 무선 네트워크(e.g., LTE)를 통해 수신함으로써 초기 위치 결정 시간을 감소시키는 장점이 있다. A-GNSS 방식의 경우 GPS와 네트워크(Network)의 위치 서버와의 통신을 통해서 정확한 위치정보를 얻는다.
OTDOA 방식에서는 기준 기지국과 인접 기지국 간의 전파 시간차를 구하기 위해 RSTD(Reference Signal Time Difference)라는 측정값을 이용한다. 즉, 인접 기지국으로부터의 특정 프레임의 신호를 수신하고, 해당 프레임에 대한 기준 기지국에서 수신된 지연 탭들 중 인접 기지국으로부터 수신한 탭과 시간상 가장 가까운 탭을 선택하여 그 시간 차이를 RSTD 값으로 계산한다. 따라서 유효 탭 추정 방식에 따라 성능이 좌우될 수 있다. 이와 같이, OTDOA 방식은 단말이 여러 개의 기지국(또는 셀) 신호의 도착시간 차이를 이용해서 거리와 위치를 구하는 방식이다.
E-CID 방식은 기존의 CID(Cell ID) 방식에 RSSI(Recevied Signal Strength Indication) 방식을 혼합(hybrid) 방식으로 결합하여 단말의 위치를 좁혀가는 방식이다. 관련 측정값으로 수신신호 수신전력(Reference Signal Received Power, RSRP) 및 수신신호 수신품질(Reference Signal Received Power, RSRQ)를 제공한다. E-CID 방식은 RSRP라는 LTE의 OFDMA 신호의 분석 방법을 통해서 라운드 트립 측정(Round Trip Measurement), 경로손실 관련 측정(Pathloss Related Measurement), 도착각 측정(Angel of Arrival Measurement)의 방식을 통해서 단말이 위치를 추정하는 방식이다.
PRS transmission for PDOA(Phase Difference of Arrival) based Positioning
본 발명에서는 위상 정보를 활용하여 기지국과 단말 사이의 거리와 단말의 위치를 추정하기 위하여 기지국과 단말이 참조 신호(Positioning Reference signal: PRS)를 보내는 방법에 대해 제안한다.
먼저, 위치 측정의 대상이 되는 장치가 다수의 송신기들로부터 수신한 참조 신호의 위상 정보를 이용하여 거리를 측정하는 방법을 살펴본다. 후술하는 설명에서 신호를 먼저 송신한 무선 장치를 송신 장치라고 지칭하고, 신호를 먼저 수신한 장치를 수신 장치라고 지칭한다. 다만, 송신 장치도 이후에 신호를 수신할 수도 있고, 수신 장치도 신호를 송신할 수 있다. 즉, 송신 장치도 송신기 및 수신기를 포함할 수 있고, 수신 장치도 송신기 및 수신기를 포함할 수 있다. 일 예로 송신 장치와 수신 장치의 기지국과 단말일 수 있다. 다른 일 예로 송신 장치와 수신 장치는 복수의 기지국들 또는 복수의 단말들 일 수도 있다.
후술하는 예시들에서 두 개의 각주파수(angular frequency)들 이용하여 신호를 송수신하는 상황을 가정하고 있으나 본 발명은 이에 한정되지 않으며 더 많은 각주파수들에도 본 발명이 적용될 수 있다. 또한 예시들에서 복수의 각주파수 성분들이 동시에 송신되는 것을 가정하고 있으나, 이는 설명의 편의를 위함이며 각주파수들이 사전에 정해진 다른 시점에 전송되고 이와 같은 전송 시간 차를 고려하여 본 발명을 실시하는 것 또한 가능하다.
또한, 편의상 송신 장치/수신 장치가 신호를 송신/수신 동작을 수행하는 시점이 양자화되어 있다고 가정한다. 일 예로 송신 장치/수신 장치가 OFDM을 기반으로 신호를 송수신하는 경우, 각 OFDM symbol의 경계점이 바로 송신/수신 동작을 수행하는 양자화된 시점이 된다. 송신 장치와 수신 장치의 송수신 동작의 시작 시점은 각각 t s,TX와 t s,RX이며, t symb마다 반복적으로 나타난다고 가정한다. t symb는 OFDM symbol의 길이가 될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 송신 장치와 수신 장치 간의 거리 측정을 위한 일련을 과정을 도시한다. 수신 장치는 송신 장치가 보낸 동기화 신호에 동기를 맞추었다고 가정하지만 이는 설명의 편의를 위한 것이며, 위상 차를 이용한 거리 측정은 송신 자치와 수신 장치가 비동기화된 경우에도 적용될 수 있다.
또한, 설명의 편의를 위해서 두 심볼 동안 반복 전송되는 신호를 고려하지만, 1 심볼 길이 동안 CP(cyclic prefix)와 데이터를 가지는 신호 전송을 고려할 수도 있다.
먼저, 송신 장치는 t s,Tx 시점에서 각각의 angular 주파수 w 1과 w 2를 가지는 정현(sinusoidal)파를 거리 측정을 위한 참조 신호(e.g., Ranging RS)로 전송한다. 일 예로, 특정 시간 t에서 거리 측정을 위한 참조 신호는 RS(t) = e j*w1*t + e j*w2*t와 같이 정의될 수 있다. 편의상 송신 장치가 송신한 신호를 제1 신호라고 지칭하기로 한다.
송신된 제1 신호는, 송/수신 장치 간의 거리 d와 빛의 속도 c를 기반으로 d/c만큼 지연된 후 t a,Rx 시점에 수신 장치에 도달한다.
샘플링 (또는 양자화)로 인하여 수신 장치는 기저대역의 신호(e.g., sampling 값들)를 실제로는 t s,Rx 시점부터 획득한다. 수신 장치가 수행하는 FFT(fast Fourier transform)의 크기를 N이라고 가정하면, 수신 장치는 총 N개의 sampling 값들을 FFT에 입력함으로써 w 1과 w 2에 상응하는 값들을 구할 수 있다.
이 때, FFT 된 샘플링 값의 w 1 성분 X RX(w 1)과 w 2 성분 X RX(w 2) 간의 위상 차(phase difference)는 수학식 1을 통해서 획득될 수 있다.
[수학식 1]
Figure PCTKR2018009943-appb-img-000001
수학식 1에서 위상 차는 (w 2-w 1)(t s,RX-t a,RX)이다. X RX(w 1)/ X RX(w 2)는 수신 장치가 수신한 제1 신호로부터 계산할 수 있는 값이고, (w 2-w 1)은 사전 정의되어 수신 장치에 이미 알려진 값이므로, 수신 장치는 수학식 1을 통해서 Delta_1 = t s,RX-t a,RX 를 얻을 수 있다. Delta_1는 수신 장치가 OFDM 프로세싱을 시작한 시점과 제1 신호가 수신 장치에 실제로 도달한 시점 사이의 차이를 나타낸다.
수신 장치는 n 심볼 후에 송신 장치와 마찬가지로 각각의 angular 주파수 w 1과 w 2를 가지는 정현파(이하, 제2 신호)를 전송한다. 도 2에서는 n=4를 가정하였다.
제2 신호를 수신한 송신 장치는 't s,Tx + (n+1)*t_symb' 시점부터 획득한 N개의 샘플링 값들에 대해 FFT를 수행함으로써, Delta_2 = t s,Tx + (n+1)*t_symb - t a,Tx 를 얻을 수 있다.
따라서, 신호의 왕복 시간인 RTT(round trip time)는 수학식 2와 같이 정의된다.
[수학식 2]
2*d/c = t_symb -Delta_2 - Delta_1
언급된 바와 같이 c는 고정된 상수(i.e., 빛의 속도)이다. 송신 장치는 Delta_2와 t_symb값을 알 수 있으나, Delta_1의 값은 알 수 없다. 따라서, 송신 장치가 송신 장치와 수신 장치 간의 거리 d를 측정하기 위해서는, 송신 장치가 수신 장치가 측정한 Delta_1에 대한 정보를 알 수 있어야 한다. 이를 위해 수신 장치는 제2 신호를 통해 Delta_1의 값을 송신 장치에 제공할 수 있다. 예컨대, Delta_1의 값이 위상차 B에 해당한다고 가정할 때, 수신 장치는 n 심볼 후에 송신되는 제2 신호에서(e.g., positioning reference signal) w1 정현파 성분과 w2 정현파 성분 간의 위상 차를 B로 설정할 수 있다. 송신 장치는 수신된 제2 신호에 기초하여 송신 장치와 수신 장치 간의 거리를 측정할 수 있다.
한편, 특정 시간 t에서 거리 측정을 위한 참조 신호 RS(t)를 보다 일반적으로 표현하면, RS(t) = α 1*e j*(w1*t+β1) + α 2*e j*(w2*t+β2)와 같이 정의될 수 있다. 이 경우, 제1 신호는 제1 정현파 성분 x 1(t)= α 1*e j* (w1*t+β1)과 제2 정현파 성분 x 2(t)= α 2*e j*(w2*t+β2)의 합으로 이해될 수 있다. α 1는 제1 정현파 성분의 크기(amplitude)를 나타내고, α 2는 제2 정현파 성분의 크기를 의미한다. β 1은 t=0에서 제1 정현파 성분의 위상(e.g., initial phase value 또는 initial phase offset)을 의미하고, β 2는 t=0에서 제2 정현파 성분의 위상을 의미한다. β 1과 β 2는 송/수신 장치 간에 사전에 약속된 값일 수 있다. 이 경우 수학식 1은 아래 수학식 3과 같이 수정될 수 있다.
[수학식 3]
Figure PCTKR2018009943-appb-img-000002
수학식 3에서 위상 차이 Ψ는 (w 2-w 1)(t s,RX-t a,RX)+(β 2-β 1)이며, 제1 신호의 송신 당시부터 존재하던 초기 위상 값들 간의 차이 (β 2-β 1)는 위상 차이 Ψ로부터 제거되어야 한다. 예컨대, 수신 장치는 초기 위상 값들을 이용하여 위상 차이 Ψ를 θ로 보정할 수 있다.
β 1과 β 2는 송/수신 장치 간에 사전에 약속된 값이이므로, (β 2-β 1)가 제외된 도달 시간과 FFT 시작시간의 차로 인한 위상 차 θ는 (w 2-w 1)(t s,RX-t a,RX)이다. 또한, 앞서 설명된 바와 같이 수신 장치는 n 심볼 후에 제2 신호를 전송한다. 제2 신호를 수신한 송신 장치는 't s,Tx + (n+1)*t_symb' 시점부터 획득한 N개의 샘플링 값들에 대해 FFT를 수행함으로써, 보정된 위상 차이 θ를 통해서 Delta_2 = t s,Tx + (n+1)*t_symb - t a,Tx 를 얻을 수 있다.
앞에서 설명한 방식대로 위상차를 이용하여 기지국과 단말 사이의 거리를 얻기 위해서는 먼저 기지국이 서로 다른 주파수를 이용하여 DL PRS를 보낸 뒤 단말은 각 기지국으로부터 받은 DL PRS의 위상차를 측정해야 한다. 그리고 단말은 측정된 위상차에 대한 정보를 UL PRS를 이용하여 다시 기지국에 전달해주어야 기지국이 기지국-단말 사이의 거리를 측정할 수 있다.
단말이 움직이는 경우 기지국과 단말 사이의 거리가 수시로 변하게 되므로 기지국-단말 사이의 거리를 정확하게 측정하기 위하여 기지국/단말은 DL/UL PRS를 자주 보내 주어야 한다. 따라서, DL/UL PRS 오버헤드가 많이 증가하게 되는 문제가 발생한다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위해, 본 발명에서는 단말이 이동하는 상황에서 DL/UL PRS를 효율적으로 보내는 방법에 대하여 제안하고자 한다. 제안하는 기법에 따르면 거리 측정의 매 시점마다 DL PRS와 UL PRS를 송신할 필요 없이, UL PRS 만으로도 기지국과 단말 사이의 거리가 측정될 수 있다.
[제안 #1] 움직이는 단말과 기지국 간의 거리 측정을 위한 DL/UL PRS 송신 방법
도 3은 단말의 이동 경로의 일례를 도시하고, 도 4는 기지국과 단말의 DL/UL PRS 전송 시점의 일례를 도시한다.
도 3과 같이 시간에 따라서 지정된 경로로 단말이 이동하며, 도 4와 같이 특정 시간에 기지국과 단말이 거리를 추정하기 위해 DL/UL PRS를 전송하는 일례를 고려해보자. l, m, n, o는, 시간 t 1, t 2, t 3, t 4에서 기지국과 단말 사이의 거리를 나타낸다.
먼저, 기지국은 t 1=t s,Tx 시점에서 각각 angular 주파수 w1과 w2를 가지는 정현파(sinusoidal)들을 포함하는 DL PRS를 전송한다. 이 후, 기지국과 단말 간의 거리 l와 빛의 속도 c를 기반으로 l/c만큼 지연된 후 t a,Rx 시점에 신호가 단말에 도달한다. 실제 샘플링 (양자화)로 인해 t s,Rx 시점부터 기저대역의 신호의 샘플링값들이 획득된다. FFT 크기를 N이라고 가정하면, 단말은 총 N개의 샘플링 값들을 FFT에 입력함으로써 w1과 w2에 상응하는 값들을 구할 수 있다. 이 때, 두 값의 위상차는 아래 수학식 4와 같이 표현할 수 있다.
[수학식 4]
Figure PCTKR2018009943-appb-img-000003
w 2-w 1은 단말이 알고 있는 값이므로 수학식 4식으로부터 단말은 t s,RX-t a,RX= t s,RX-t s,TX-l/c=delta_1를 얻을 수 있다. delta_1은 단말이 OFDM processing을 시작한 시점과 실제 신호가 단말에 도달한 시점 사이의 차이를 나타낸다.
동일한 방법으로 단말은 n 심볼 후인 t 2 시점에서 기지국과 마찬가지로 angular 주파수 w1의 정현파 성분과 angular 주파수 w2의 정현파 성분간의 위상차 가 수학식 4에서 획득된 값 B가 되도록, 제1 UL PRS를 전송한다. 이 후, 기지국은 t s,Tx + (n+1)*t_symb부터 N개의 샘플링 값을 가지고 FFT를 취한다. 기지국은 두 angular 주파수 w1과 w2의 위상차를 통해서 t s,TX +t_symb - t s,RX-m/c + delta_1의 값을 얻을 수 있다. 도 4에서는 n =4인 경우를 나타낸다.
따라서, 기지국은 t_symb -(t s,TX +t_symb - t s,RX-m/c + delta_1) =(l+m)/c로 구할 수 있다. 만일 기지국이 DL PRS를 보낸 시점과 단말에 이에 대응하는 제1 UL PRS를 보낸 시점 사이에 단말의 이동이 거의 없다면 l과 m이 거의 같다고 할 수 있다. 따라서, 기지국은 기지국과 단말 사이 거리 l을 추정할 수 있다.
이와 마찬가지 방식으로 단말은 t 3 시점에서 각각의 angular 주파수 w1의 정현파 성분과 w2의 정현파 성분 간의 위상차가 수학식 4의 B 값이 되도록 제2 UL PRS를 전송한다. 기지국은 제2 UL PRS에 대하여 N개의 샘플링 값을 획득하고, FFT를 취할 수 있다. 이를 통해 기지국은 두 angular 주파수 w1과 w2의 위상차를 통해서 t s,TX +t_symb - t s,RX-n/c + delta_1=(l+n)/c 의 값을 얻을 수 있다. 기지국은 앞서 t 2 시점에서 시점에서 단말이 보낸 제1 UL PRS를 통해서 l의 값을 추정하였으므로 t 3 시점에서 기지국은 기지국과 단말 사이의 거리 n을 단말이 보내주는 제2 UL PRS 신호만으로 추정할 수 있다. 이와 같은 방식으로 t 4 시점에서 단말이 보내주는 제3 UL PRS를 통해서 기지국은 기지국과 단말 사이의 거리 o를 알 수 있다.
이와 같은 방식에 따르면 거리를 추정할 때마다 기지국이 DL PRS를 전송할 필요가 없으므로 기지국의 DL PRS 오버헤드를 감소시킬 수 있다.
[제안 #2] PRS Configuration 방법
원하는 정확도로 기지국과 단말 사이의 거리를 추정하기 위하여, 단말의 이동 속도나 기지국과 단말 사이의 채널 환경에서 따라서 DL/UL PRS configuration이 달라질 수 있다. 예를 들어 단말이 빠르게 이동하는 경우에는 기지국과 단말 사이의 거리가 빠르게 변할 수 있으므로 단말은 UL PRS를 자주 전송해야 한다. 따라서, 제안 #1을 이용한 거리 추정의 정확도를 높이기 위한 DL/UL PRS configuration 방법이 필요하다.
단말이 새로운 기지국에 접속할 때 단말의 위치(e.g. GNSS기반 위치)와 속도를 기지국에 피드백 할 수 있다. 기지국은 단말로부터 받은 위치 및 속도 정보를 이용하여, 요구되는 정확도로 거리를 추정하기 위한 DL/UL PRS 주기를 결정할 수 있다.
또한 기지국은 단말로부터 받은 신호의 세기 (e.g. RSRP)를 통해서 기지국과 단말이 각각 Positioning Occasion 내에서 DL/UL PRS를 전송해야 하는 서브프레임의 개수를 계산할 수도 있다.
도 5는 단말이 이동함에 따라서 서빙 기지국이 변경되는 일례를 도시한다. 도 6은 기지국과 단말의 DL/UL PRS 송수신의 일례를 도시한다.
도 5 및 도 6을 참조하면 단말은 BS 1의 커버리지 내에서 이동할 경우보다 BS 2의 커버리지를 이동할 경우에 속도가 크다. 따라서 기지국과 단말 사이의 거리를 정확하게 추정하게 위해서는 단말이 BS 2의 커버리지에 있을 때 단말은 UL PRS를 더 자주 전송해야 한다.
기지국은 커버리지 내에 들어온 단말에게, 첫 번째 positioning occasion 동안 전송되는 DL/UL PRS의 주기(T UE, PRS), PRS 서브프레임의 개수(N UE, PRS), PRS 자원 위치/코드 등을 설정(e.g., DCI를 통해) 할 수 있다.
다음으로 단말 트리거 기반의 UL PRS configuration 변경 방법에 대하여 살펴본다.
- Step 1: 단말은 기지국에 UL PRS configuration 변경을 요청한다. 단말이 초기 접속할 때 기지국에 알려준 자신의 속도에 비해서 속도의 변화가 특정 값 이상으로 발생할 경우, 단말은 PRS 서브프레임 상의 제어 채널이나 새롭게 정의된 별도의 신호를 통해서 UL PRS configuration 변경을 요청하는 신호를 보낼 수 있다. 이때 단말은 현재 자신의 속도 정보도 같이 보냄으로써 기지국이 UL PRS configuration을 다시 결정하도록 할 수 있다.
- Step 2: 기지국은 단말로부터의 UL PRS configuration 변경 요청에 포함된 단말 ID와 속도 정보를 확인하고 UL PRS configuration을 다시 결정할 수 있다.
- Step 3: 기지국은 변경된 UL PRS configuration 정보를 단말에게 알려준다. 단말은 PRS 서브프레임의 DCI를 통해서 변경된 UL PRS configuration을 수신할 수 있고, 변경된 UL PRS configuration대로 UL PRS를 전송할 수 있다.
다음으로 단말의 UL PRS를 통해 기지국에 전달되는 위상 정보의 configuration에 대하여 살펴본다.
도 7은 단말의 이동 경로에 따른 기지국과 단말의 DL/UL PRS 전송 일례를 도시한다.
t 1 시점에서 t 2 시점 동안에 단말의 이동이 작아서 t 1 시점과 t 2 시점에서 단말과 기지국 사이의 거리가 거의 같다고 가정하자. 기지국은 t 1 시점에서 단말에게 제1 DL PRS를 전송하고 단말은 기지국으로 받은 제1 DL PRS를 통해서 위상차(B 1)를 획득한다. 단말은 DL PRS를 통해서 획득하였던 위상차(B 1)를 t 2 시점에서 제1 UL PRS를 통해서 기지국에 송신하고, 기지국은 제1 UL PRS를 수신하여 기지국과 단말 사이의 거리(d 1)를 추정할 수 있다.
t 3 시점에서 단말은 위상차 B 1에 대한 정보를 제2 UL PRS를 통해서 기지국에 송신한다. 기지국은 단말로부터 받은 제2 UL PRS와 이전의 추정한 값 d 1를 이용하여 t 3 시점에서 기지국과 단말 사이의 거리를 측정할 수 있다.
이와 마찬가지로 단말은 t 5 시점에서 기지국이 송신한 제2 DL PRS를 통해서 얻은 위상차(B 2) 정보를 획득한다. t 6시점에서 단말은 위상차(B 2) 정보를 제3 UL PRS를 통해서 기지국에 송신하고, 기지국은 기지국과 단말 사이의 거리(d 2)를 측정할 수 있다. 그리고 t 7 시점에서 단말이 위상차(B 2)에 대한 정보를 제4 UL PRS를 통해서 기지국에 송신하면, 기지국은 단말로부터 받은 제4 UL PRS와 이전의 추정한 값 d 2를 이용하여 t 7 시점에서 기지국과 단말 사이의 거리를 측정할 수 있다.
하지만 t 5와 t 6 시점에 기지국과 단말사 이에 장애물로 인해서 측정된 d 2의 값이 정확하지 못할 수 있다. 이 경우 t 7 시점에서 d 2를 이용해 획득된 기지국과 단말 사이의 거리에는 많은 오차가 생기게 된다. 이를 해결하기 위해서 단말은 t 7 시점에서 제4 UL PRS를 송신할 때 제4 UL PRS에 위상차 B 2를 설정하기 보다는 앞서 획득된 위상차 B 1를 설정하는 것이 바람직할 수 있다. 즉, t 7 시점에서 단말은 기지국에 위상차 B 1을 가지는 제4 UL PRS를 전송하고, 기지국은 앞서 추정한 값 d 1를 가지고 t 7 시점에서 기지국과 단말 사이의 거리를 측정할 수 있다. 이와 같이 측정된 단말과 기지국 간의 거리는 위상차 B 2를 이용하여 얻은 거리보다 정확보다 높을 수 있다.
따라서, 단말이 기지국에 보내는 UL PRS에 담긴 위상 정보는 가장 최근에 기지국으로부터 받은 DL PRS로 통해 얻은 위상 정보가 아니고, 과거에 기지국으로부터 받은 DL PRS를 통해 단말이 가지고 있는 것일 수도 있다.
단말이 DL PRS를 복수회 수신하는 경우 어떠한 DL PRS로부터 획득된 위상 정보를 UL PRS로 송신할 것인지가 결정될 필요가 있다. 단말은 DL PRS 신호 세기나 DL PRS 수신 당시 단말의 속도 등에 기초하여, 위상 정보를 획득하기 위한 DL PRS를 결정할 수 있다.
단말은 UL PRS에 실린 위상 정보가 획득된 시점에 대한 정보를 PRS 서브프레임의 제어 채널이나 새롭게 정의된 별도의 신호를 통해서 기지국에 알려줄 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 거리 측정을 위한 참조 신호 송수신 방법의 흐름을 도시한다.
도 8을 참조하면, 단말은 기지국으로부터 서로 다른 각주파수(angular frequency)의 정현파 성분들을 포함하는 DL(downlink) PRS(positioning reference signal)를 수신한다(805).
단말은 DL PRS의 정현파 성분들 간의 위상 차이를 획득한다(810).
단말은 제1 시점에서 단말과 기지국 간의 제1 거리 측정을 위하여 위상 차이를 나타내는 제1 UL(uplink) PRS를 송신한다(815).
기지국은 제1 UL PRS에 기초하여 제1 시점에서 단말과 기지국 간의 제1 거리를 측정한다(820).
단말은 제1 시점 이후에 위치가 변경된 단말과 기지국 간의 제2 거리 측정을 위하여 제2 UL PRS를 송신한다(825). 단말은 제2 거리 측정을 위한 추가적인 DL PRS의 수신 없이, 제1 시점 이전에 DL PRS를 통해 획득하였던 위상 차이를 제2 UL PRS에도 동일하게 설정할 수 있다.
기지국은 제2 UL PRS에 기초하여, 제1 시점 이후에 위치가 변경된 단말과 기지국 간의 제2 거리를 측정한다(830).
단말은 기지국으로부터 획득한 UL PRS 설정에 기초하여 제1 UL PRS와 제2 UL PRS를 송신하되, 단말의 속도 변화가 임계치 이상 발생하는 경우 단말은 UL PRS 설정의 변경을 기지국에 요청할 수 있다.
단말은 기지국에 초기 접속시 단말의 속도를 보고하며, 보고된 속도와 단말의 현재 속도 간의 차이가 임계치 이상인 경우 UL PRS 설정의 변경을 기지국에 요청할 수 있다.
UL PRS 설정은, UL PRS 주기 정보, UL PRS 서브프레임 정보 및 UL PRS 자원 정보를 포함할 수 있다.
위상 차이는 (w 2-w 1)*(t s,Rx-t a,Rx)에 대응하고, 'w1' 및 'w2'는 각각 DL PRS의 정현파 성분들의 각주파수를 나타내고, 't s,Rx'는 DL PRS에 대한 신호 처리를 단말이 시작한 시점을 나타내고, 't a,Rx'는 DL PRS가 단말에 도착한 시점을 나타낼 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선통신 시스템(100)에서의 송신 장치(105) 및 수신 장치(110)의 구성을 도시한 블록도이다. 편의상 송신 장치를 기지국으로, 수신 장치를 단말이라고 가정하나 본 발명은 이에 한정되지 않으며 송신 장치와 수신 장치 각각은 임의의 무선 노드로 해석될 수도 있다.
기지국은 eNB 또는 gNB로 지칭될 수 있다. 단말은 UE로 지칭될 수 있다.
무선 통신 시스템(100)을 간략화하여 나타내기 위해 하나의 송신 장치(105)와 하나의 수신 장치(110)를 도시하였지만, 무선 통신 시스템(100)은 하나 이상의 송신 장치 및/또는 하나 이상의 수신 장치를 포함할 수 있다.
기지국(105)은 송신(Tx) 데이터 프로세서(115), 심볼 변조기(120), 송신기(125), 송수신 안테나(130), 프로세서(180), 메모리(185), 수신기(190), 심볼 복조기(195), 수신 데이터 프로세서(197)를 포함할 수 있다. 그리고, 단말(110)은 송신(Tx) 데이터 프로세서(165), 심볼 변조기(170), 송신기(175), 송수신 안테나(135), 프로세서(155), 메모리(160), 수신기(140), 심볼 복조기(155), 수신 데이터 프로세서(150)를 포함할 수 있다. 송수신 안테나(130, 135)가 각각 기지국(105) 및 단말(110)에서 하나로 도시되어 있지만, 기지국(105) 및 단말(110)은 복수 개의 송수신 안테나를 구비하고 있다. 따라서, 본 발명에 따른 기지국(105) 및 단말(110)은 MIMO(Multiple Input Multiple Output) 시스템을 지원한다. 또한, 본 발명에 따른 기지국(105)은 SU-MIMO(Single User-MIMO) MU-MIMO(Multi User-MIMO) 방식 모두를 지원할 수 있다.
하향링크 상에서, 송신 데이터 프로세서(115)는 트래픽 데이터를 수신하고, 수신한 트래픽 데이터를 포맷하여, 코딩하고, 코딩된 트래픽 데이터를 인터리빙하고 변조하여(또는 심볼 매핑하여), 변조 심볼들("데이터 심볼들")을 제공한다. 심볼 변조기(120)는 이 데이터 심볼들과 파일럿 심볼들을 수신 및 처리하여, 심볼들의 스트림을 제공한다.
심볼 변조기(120)는, 데이터 및 파일럿 심볼들을 다중화하여 이를 송신기 (125)로 전송한다. 이때, 각각의 송신 심볼은 데이터 심볼, 파일럿 심볼, 또는 제로의 신호 값일 수도 있다. 각각의 심볼 주기에서, 파일럿 심볼들이 연속적으로 송신될 수도 있다. 파일럿 심볼들은 주파수 분할 다중화(FDM), 직교 주파수 분할 다중화(OFDM), 시분할 다중화(TDM), 또는 코드 분할 다중화(CDM) 심볼일 수 있다.
송신기(125)는 심볼들의 스트림을 수신하여 이를 하나 이상의 아날로그 신호들로 변환하고, 또한, 이 아날로그 신호들을 추가적으로 조절하여(예를 들어, 증폭, 필터링, 및 주파수 업 컨버팅(upconverting) 하여, 무선 채널을 통한 송신에 적합한 하향링크 신호를 발생시킨다. 그러면, 송신 안테나(130)는 발생된 하향링크 신호를 단말로 전송한다.
단말(110)의 구성에서, 수신 안테나(135)는 기지국으로부터의 하향링크 신호를 수신하여 수신된 신호를 수신기(140)로 제공한다. 수신기(140)는 수신된 신호를 조정하고(예를 들어, 필터링, 증폭, 및 주파수 다운컨버팅(downconverting)), 조정된 신호를 디지털화하여 샘플들을 획득한다. 심볼 복조기(145)는 수신된 파일럿 심볼들을 복조하여 채널 추정을 위해 이를 프로세서(155)로 제공한다.
또한, 심볼 복조기(145)는 프로세서(155)로부터 하향링크에 대한 주파수 응답 추정치를 수신하고, 수신된 데이터 심볼들에 대해 데이터 복조를 수행하여, (송신된 데이터 심볼들의 추정치들인) 데이터 심볼 추정치를 획득하고, 데이터 심볼 추정치들을 수신(Rx) 데이터 프로세서(150)로 제공한다. 수신 데이터 프로세서(150)는 데이터 심볼 추정치들을 복조(즉, 심볼 디-매핑(demapping))하고, 디인터리빙(deinterleaving)하고, 디코딩하여, 전송된 트래픽 데이터를 복구한다.
심볼 복조기(145) 및 수신 데이터 프로세서(150)에 의한 처리는 각각 기지국(105)에서의 심볼 변조기(120) 및 송신 데이터 프로세서(115)에 의한 처리에 대해 상보적이다.
단말(110)은 상향링크 상에서, 송신 데이터 프로세서(165)는 트래픽 데이터를 처리하여, 데이터 심볼들을 제공한다. 심볼 변조기(170)는 데이터 심볼들을 수신하여 다중화하고, 변조를 수행하여, 심볼들의 스트림을 송신기(175)로 제공할 수 있다. 송신기(175)는 심볼들의 스트림을 수신 및 처리하여, 상향링크 신호를 발생시킨다. 그리고 송신 안테나(135)는 발생된 상향링크 신호를 기지국(105)으로 전송한다. 단말 및 기지국에서의 송신기 및 수신기는 하나의 RF(Radio Frequency) 유닛으로 구성될 수도 있다.
기지국(105)에서, 단말(110)로부터 상향링크 신호가 수신 안테나(130)를 통해 수신되고, 수신기(190)는 수신한 상향링크 신호를 처리되어 샘플들을 획득한다. 이어서, 심볼 복조기(195)는 이 샘플들을 처리하여, 상향링크에 대해 수신된 파일럿 심볼들 및 데이터 심볼 추정치를 제공한다. 수신 데이터 프로세서(197)는 데이터 심볼 추정치를 처리하여, 단말(110)로부터 전송된 트래픽 데이터를 복구한다.
단말(110) 및 기지국(105) 각각의 프로세서(155, 180)는 각각 단말(110) 및 기지국(105)에서의 동작을 지시(예를 들어, 제어, 조정, 관리 등)한다. 각각의 프로세서들(155, 180)은 프로그램 코드들 및 데이터를 저장하는 메모리 유닛(160, 185)들과 연결될 수 있다. 메모리(160, 185)는 프로세서(180)에 연결되어 오퍼레이팅 시스템, 어플리케이션, 및 일반 파일(general files)들을 저장한다.
프로세서(155, 180)는 컨트롤러(controller), 마이크로 컨트롤러(microcontroller), 마이크로 프로세서(microprocessor), 마이크로 컴퓨터(microcomputer) 등으로도 호칭될 수 있다. 한편, 프로세서(155, 180)는 하드웨어(hardware) 또는 펌웨어(firmware), 소프트웨어, 또는 이들의 결합에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어를 이용하여 본 발명의 실시예를 구현하는 경우에는, 본 발명을 수행하도록 구성된 ASICs(application specific integrated circuits) 또는 DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays) 등이 프로세서(155, 180)에 구비될 수 있다.
한편, 펌웨어나 소프트웨어를 이용하여 본 발명의 실시예들을 구현하는 경우에는 본 발명의 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차 또는 함수 등을 포함하도록 펌웨어나 소프트웨어가 구성될 수 있으며, 본 발명을 수행할 수 있도록 구성된 펌웨어 또는 소프트웨어는 프로세서(155, 180) 내에 구비되거나 메모리(160, 185)에 저장되어 프로세서(155, 180)에 의해 구동될 수 있다.
단말과 기지국이 무선 통신 시스템(네트워크) 사이의 무선 인터페이스 프로토콜의 레이어들은 통신 시스템에서 잘 알려진 OSI(open system interconnection) 모델의 하위 3개 레이어를 기초로 제 1 레이어(L1), 제 2 레이어(L2), 및 제 3 레이어(L3)로 분류될 수 있다. 물리 레이어는 상기 제 1 레이어에 속하며, 물리 채널을 통해 정보 전송 서비스를 제공한다. RRC(Radio Resource Control) 레이어는 상기 제 3 레이어에 속하며 UE와 네트워크 사이의 제어 무선 자원들을 제공한다. 단말, 기지국은 무선 통신 네트워크와 RRC 레이어를 통해 RRC 메시지들을 교환할 수 있다.
이상에서 설명된 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들이 소정 형태로 결합된 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려되어야 한다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성하는 것도 가능하다. 본 발명의 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다. 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함시킬 수 있음은 자명하다.
본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
상술된 바와 같이 본 발명은 다양한 무선 통신 시스템에 적용될 수 있다.

Claims (11)

  1. 무선 통신 시스템에서 단말이 거리 측정을 위한 참조 신호를 송수신하는 방법에 있어서,
    기지국으로부터 서로 다른 각주파수(angular frequency)의 정현파 성분들을 포함하는 DL(downlink) PRS(positioning reference signal)를 수신하는 단계;
    상기 DL PRS의 정현파 성분들 간의 위상 차이를 획득하는 단계;
    제1 시점에서 상기 단말과 상기 기지국 간의 제1 거리 측정을 위하여 상기 위상 차이를 나타내는 제1 UL(uplink) PRS를 송신하는 단계; 및
    상기 제1 시점 이후에 위치가 변경된 상기 단말과 상기 기지국 간의 제2 거리 측정을 위하여 제2 UL PRS를 송신하는 단계를 포함하고,
    상기 단말은 상기 제2 거리 측정을 위한 추가적인 DL PRS의 수신 없이, 상기 제1 시점 이전에 상기 DL PRS를 통해 획득하였던 상기 위상 차이를 상기 제2 UL PRS에도 동일하게 설정하는, 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 단말은 상기 기지국으로부터 획득한 UL PRS 설정에 기초하여 상기 제1 UL PRS와 상기 제2 UL PRS를 송신하되, 상기 단말의 속도 변화가 임계치 이상 발생하는 경우 상기 단말은 상기 UL PRS 설정의 변경을 기지국에 요청하는, 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 단말은 상기 기지국에 초기 접속시 상기 단말의 속도를 보고하며, 상기 보고된 속도와 상기 단말의 현재 속도 간의 차이가 상기 임계치 이상인 경우 상기 UL PRS 설정의 변경을 기지국에 요청하는, 방법.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 UL PRS 설정은, UL PRS 주기 정보, UL PRS 서브프레임 정보 및 UL PRS 자원 정보를 포함하는, 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 위상 차이는 (w 2-w 1)*(t s,Rx-t a,Rx)에 대응하고, 'w1' 및 'w2'는 각각 상기 DL PRS의 정현파 성분들의 각주파수를 나타내고, 't s,Rx'는 상기 DL PRS에 대한 신호 처리를 상기 단말이 시작한 시점을 나타내고, 't a,Rx'는 상기 DL PRS가 상기 단말에 도착한 시점을 나타내는, 방법.
  6. 무선 통신 시스템에서 기지국이 거리 측정을 위한 참조 신호를 송수신하는 방법에 있어서,
    서로 다른 각주파수(angular frequency)의 정현파 성분들을 포함하는 DL(downlink) PRS(positioning reference signal)를 단말에 송신하는 단계;
    상기 DL PRS의 정현파 성분들 간의 위상 차이를 나타내는 제1 UL(uplink) PRS를 수신하는 단계;
    상기 제1 UL PRS에 기초하여 제1 시점에서 상기 단말과 상기 기지국 간의 제1 거리를 측정하는 단계;
    상기 제1 시점 이후에 위치가 변경된 상기 단말에 대한 추가적인 DL PRS의 송신 없이 제2 UL PRS를 수신하는 단계; 및
    상기 제2 UL PRS에 기초하여, 상기 제1 시점 이후에 위치가 변경된 상기 단말과 상기 기지국 간의 제2 거리를 측정하는 단계를 포함하는, 방법.
  7. 무선 통신 시스템에서 거리 측정을 위한 참조 신호를 송수신하는 단말에 있어서,
    송수신기; 및
    상기 송수신기를 통해 기지국으로부터 서로 다른 각주파수(angular frequency)의 정현파 성분들을 포함하는 DL(downlink) PRS(positioning reference signal)를 수신하고, 상기 DL PRS의 정현파 성분들 간의 위상 차이를 획득하고, 제1 시점에서 상기 단말과 상기 기지국 간의 제1 거리 측정을 위하여 상기 위상 차이를 나타내는 제1 UL(uplink) PRS를 송신하고, 상기 제1 시점 이후에 위치가 변경된 상기 단말과 상기 기지국 간의 제2 거리 측정을 위하여 제2 UL PRS를 송신하는 프로세서를 포함하고,
    상기 프로세서는 상기 제2 거리 측정을 위한 추가적인 DL PRS의 수신 없이, 상기 제1 시점 이전에 상기 DL PRS를 통해 획득하였던 상기 위상 차이를 상기 제2 UL PRS에도 동일하게 설정하는, 단말.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 기지국으로부터 획득한 UL PRS 설정에 기초하여 상기 제1 UL PRS와 상기 제2 UL PRS를 송신하되, 상기 단말의 속도 변화가 임계치 이상 발생하는 경우 상기 프로세서는 상기 UL PRS 설정의 변경을 기지국에 요청하는, 단말.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 기지국에 초기 접속시 상기 단말의 속도를 보고하며, 상기 보고된 속도와 상기 단말의 현재 속도 간의 차이가 상기 임계치 이상인 경우 상기 UL PRS 설정의 변경을 기지국에 요청하는, 단말.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 UL PRS 설정은, UL PRS 주기 정보, UL PRS 서브프레임 정보 및 UL PRS 자원 정보를 포함하는, 단말.
  11. 제 7 항에 있어서,
    상기 위상 차이는 (w 2-w 1)*(t s,Rx-t a,Rx)에 대응하고, 'w1' 및 'w2'는 각각 상기 DL PRS의 정현파 성분들의 각주파수를 나타내고, 't s,Rx'는 상기 DL PRS에 대한 신호 처리를 상기 단말이 시작한 시점을 나타내고, 't a,Rx'는 상기 DL PRS가 상기 단말에 도착한 시점을 나타내는, 단말.
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