KR101804927B1 - 단말간 직접 통신을 지원하는 통신 시스템에서 복수의 신호를 처리하는 방법 및 이를 위한 장치 - Google Patents

Abstract

본 문서는 단말간 직접 통신, 즉 D2D 통신을 지원하는 무선 통신 시스템에서 특정 시간 구간(예를 들어, 서브프레임)에 복수의 신호를 수신하거나, 전송해야 하는 경우의 처리방법 및 이를 위한 장치에 대한 것이다.
이를 위해 특정 시점에 단말이 디스커버리 신호, D2D 동기 신호, 자원 할당 신호, D2D 통신 신호를 포함하는 복수의 신호를 수신해야 하는 경우, 해당 단말은 복수의 신호 중 특정 신호를 우선적으로 선택하여 처리하도록 구성될 수 있다.

Description

단말간 직접 통신을 지원하는 통신 시스템에서 복수의 신호를 처리하는 방법 및 이를 위한 장치{METHOD FOR PROCESSING PLURALITY OF SIGNALS IN COMMUNICATION SYSTEM SUPPORTING DIRECT COMMUNICATION BETWEEN TERMINALS AND APPARATUS THEREFOR}

이하의 설명은 단말간 직접 통신, 즉 D2D 통신을 지원하는 무선 통신 시스템에서 특정 시간 구간(예를 들어, 서브프레임)에 복수의 신호를 수신하거나, 전송해야 하는 경우의 처리방법 및 이를 위한 장치에 대한 것이다.

도 1 은 본 발명이 적용될 수 있는 단말간 직접 통신의 개념을 설명하기 위한 도면이다.

일반적인 통신은 복수의 단말(UE)이 기지국(eNB)에 의해 서비스되는 방식이지만, D2D 통신에서는 기지국으로부터 D2D 통신을 위한 자원이 할당되면 도 1 에 도시된 바와 같이 UE 1 과 UE 2 가 직접 통신하는 방식을 말한다.

UE 가 다른 UE 와 직접 무선 채널을 이용하여 통신을 수행할 때 통신의 상대가 되는 UE 를 발견하는 방법으로는 디스커버리(Discovery) 신호가 이용될 수 있다. 여기서 UE 는 사용자의 단말을 의미하지만 eNB 와 같은 network 장비가 UE 사이의 통신 방식에 따라서 신호를 송수신하는 경우에는 역시 일종의 UE 로 간주될 수 있다.

이하에서는 UE 사이에 직접 연결된 링크를 D2D 링크로, UE 가 eNB 와 통신하는 링크를 eNB-UE 링크로 지칭한다.

D2D 통신을 위해서는 상술한 바와 같이 D2D 통신을 수행할 UE 를 발견하기 위한 디스커버리 신호 이외에도, UE 간 동기를 맞추기 위한 동기 신호, D2D 자원을 할당하기 위한 자원할당(SA) 신호 등 다양한 신호들이 이용된다. 만일, UE 가 특정 시점에서 복수의 D2D 신호를 수신하거나, 복수의 D2D 신호를 전송해야 하는 경우, UE 의 신호 송수신은 복잡해 질 수 있다.

본 발명에서는 이와 같은 문제를 해결하여 D2D 통신에서 복수의 신호를 처리하는 방법 및 이를 위한 장치를 제공하고자 한다.

상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 측면에서는 단말간 집적 통신(D2D)을 지원하는 무선통신 시스템에서 제 1 단말이 신호를 송수신하는 방법에 있어서, 기지국으로부터 D2D 통신과 관련된 RRC(Radio Resource Control) 신호를 수신하고, 소정 범위 내 복수의 단말 중 하나 이상의 단말부터 디스커버리(discovery) 신호를 수신하고, 상기 디스커버리 신호를 전송 한 단말들 중 특정 단말과 D2D 통신을 위한 D2D 동기 신호를 송수신하며, 상기 디스커버리 신호를 전송 한 단말들 중 특정 단말과 자원 할당(SA(Scheduling Assignment) 신호를 송수신하고, 상기 자원 할당 신호에 기반하여 D2D 통신 신호를 송수신하되, 상기 디스커버리 신호, 상기 D2D 동기 신호, 상기 자원 할당 신호 및 상기 D2D 통신 신호 중 하나 이상을 포함하는 복수의 신호가 동일한 시간 구간 내에서 수신되는 경우, 상기 복수의 신호 중 특정 신호를 우선적으로 선택하여 처리하는, 신호 송수신 방법을 제안한다.

여기서, 상기 복수의 신호가 동일한 시간 구간 내에서 수신되는 경우, 상기 복수의 신호 중 TA (Timing Advanced) 값이 작은 단말로부터 수신한 신호를 우선적으로 처리할 수 있다.

또한, 상기 복수의 신호가 동일한 시간 구간 내에서 수신되는 경우, 상기 복수의 신호 중 상기 D2D 동기 신호를 우선적으로 처리할 수 있다. 이 경우, 상기 복수의 신호 중 상기 D2D 동기 신호의 TA 값이 상기 복수의 신호 중 상기 D2D 동기 신호가 아닌 신호의 TA 값보다 큰 경우에도, 상기 D2D 동기 신호를 우선적으로 처리할 수 있다.

상기 복수의 신호 중 일반 CP (Cyclic Prefix)를 사용하는 신호와 확장 CP 를 사용하는 신호가 포함된 경우, 확장 CP 를 사용하는 신호를 우선적으로 처리할 수 있다.

상기 제 1 단말이 상기 복수의 단말 중 제 2 단말에게 제 1 D2D 통신 신호를 전송하기 위해 할당된 제 1 RPT (Resource Pattern of Transmission)와, 상기 제 1 단말이 상기 복수의 단말 중 제 3 단말에게 제 2 D2D 통신 신호를 전송하기 위해 할당된 제 2 RPT 가 중복되는 전송 시점을 포함하는 경우, 상기 제 1 단말은 상기 중복되는 전송 시점에서 상기 제 1 D2D 통신 신호와 상기 제 2 D2D 통신 신호 중 어느 일측을 선택하여 전송할 수 있다.

여기서, 상기 제 1 RPT 는 동적으로 할당되며, 상기 제 2 RPT 는 반-정적으로 할당되는 경우, 상기 제 1 D2D 통신 신호를 우선적으로 전송할 수 있다.

또한, 상기 제 1 RPT 와 상기 제 2 RPT 중 먼저 전송이 시작된 RPT 의 D2D 통신 신호를 우선적으로 전송할 수 있다.

상기 제 1 RPT 및 상기 제 2 RPT 는 미리 정해진 인덱스에 의해 지시되며, 상기 제 1 RPT 와 상기 제 2 RPT 의 인덱스 중 낮은 인덱스에 대응하는 RPT 의 D2D 통신 신호를 우선적으로 전송할 수 있다.

상기 중복되는 전송 시점에서 상기 제 1 D2D 통신 신호와 상기 제 2 D2D 통신 신호 중 선택되지 않은 타측은 전송포기(dropping) 또는 전송 지연(delaying) 처리될 수 있으며, 이 경우 상기 전송 지연된 D2D 통신 신호는 후속하는 전송 시점에서 상기 중복되는 전송 시점에서 사용될 전송 파라미터를 이용하여 전송되며, 상기 전송 포기된 D2D 통신 신호는 후속하는 전송 시점에서 새로운 전송 파라미터를 이용하여 전송될 수 있다.

상기 제 1 RPT 및 상기 제 2 RPT 중 어느 하나는 가장 높은 우선순위로 전송되는 제 1 타입 RPT 이며, 상기 중복되는 전송 시점에서 상기 제 1 D2D 통신 신호가 선택되어 전송될 수 있다. 이때, 상기 제 1 타입 RPT 는 긴급 신호를 위해 할당될 수 있다.

한편, 본 발명의 다른 일 측면에서는 단말간 집적 통신(D2D)을 지원하는 무선통신 시스템에서 제 1 단말로서 동작하는 단말 장치에 있어서, 기지국으로부터 D2D 통신과 관련된 RRC(Radio Resource Control) 신호를 수신하고, 소정 범위 내 복수의 단말 중 하나 이상의 단말부터 디스커버리(discovery) 신호를 수신하며, 상기 디스커버리 신호를 전송 한 단말들 중 특정 단말과 D2D 통신을 위한 D2D 동기 신호를 송수신하며, 상기 디스커버리 신호를 전송 한 단말들 중 특정 단말과 자원 할당(SA(Scheduling Assignment) 신호를 송수신하고, 상기 자원 할당 신호에 기반하여 D2D 통신 신호를 송수신하도록 구성되는 송수신기(transceiver); 및 상기 송수신기와 연결되어 상기 송수신기의 동작을 제어하는 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는 상기 디스커버리 신호, 상기 D2D 동기 신호, 상기 자원 할당 신호 및 상기 D2D 통신 신호 중 하나 이상을 포함하는 복수의 신호가 동일한 시간 구간 내에서 수신되는 경우, 상기 복수의 신호 중 특정 신호를 우선적으로 선택하여 처리하도록 구성되는, 단말 장치를 제안한다.

이때, 상기 프로세서는 특정 전송 시점에 복수의 전송 신호를 전송하도록 자원이 할당되는 경우, 상기 복수의 전송 신호 중 특정 신호를 선택하여 전송하도록 구성될 수 있다.

상술한 바와 같은 본 발명에 따르면 UE 의 송수신 복잡도를 낮추고, 복수의 신호들 사이의 우선순위를 명확히 함으로써 D2D 통신 성능을 향상시킬 수 있다.

도 1 은 본 발명이 적용될 수 있는 단말간 직접 통신의 개념을 설명하기 위한 도면이다.
도 2 는 TA 지시를 통하여 UL 서브프레임 경계를 파악하는 일례를 나타낸 도면이다.
도 3 은 idle mode 에 있는 UE 와 D2D 통신을 수행하기 위한 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 4 는 일반적인 FDD 상황에서의 DL 및 UL 서브프레임 경계를 나타낸 것이다.
도 5 는 도 4 의 상황에서 UL 서브프레임 1 에서 D2D 가 동작하는 상황을 예시한 것이다.
도 6 은 도 5 의 region A 와 같이 서브프레임 간 중첩이 발생하지 않는 부분에서만 D2D 를 운영하는 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 7 은 도 5 의 region A 와 region B 모두를 D2D 의 용도로 사용하는 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 8 은 도 5 의 region B 일부 영역에서 D2D 동작을 수행하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 9 는 도 5 의 region A 의 일부 영역에서만 D2D 동작을 수행하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 10 은 모드 전환에 한 symbol 의 절반 이하가 소요되는 경우를 가정한 도면이다.
도 11 은 도 10 보다 TA 가 더 큰 UE 에 의해 이용될 수 있는 프레임 구조에 대한 도면이다.
도 12 는 도 11 과 동일하게 TA 가 주어지는 상황에서 앞 쪽 절반을 D2D 로 활용하고, 나머지는 사용하지 않는 경우를 설명하기 위한 도면이다.
도 13 은 한 슬롯 단위로 D2D 송수신 신호의 format 이 결정되며 한 slot 의 마지막 symbol 은 다음 slot 에서의 D2D 혹은 eNB-UE 링크 송수신 동작을 위한 모드 변환의 용도로 사용되는 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 14 및 15 는 D2D 프레임 구조의 다른 예들에 대한 것이다.
도 16 은 도 10 과 동일한 상황에서 반대 방향으로 offset 을 두는 경우에 대한 도면이다.
도 17 은 도 10 에서와 같이 UE 가 획득한 DL 서브프레임 경계로부터 일정 offset 만큼 앞당긴 지점을 D2D 서브프레임이 시작되는 시점으로 간주한 경우에 대한 도면이다.
도 18 은 도 16 에서의 원리를 적용하여 UE 가 획득한 DL 서브프레임 경계로부터 일정한 offset 만큼 뒤로 밀린 지점을 D2D 전송의 시작 시점으로 삼는 경우에 대한 도면이다.
도 19 는 도 18 과 같이 동작하는 경우에 일정 수준의 TA 가 인가된 상황에 대한 도면이다.
도 20 은 D2D 에 할당된 서브프레임 m 이 DL 서브프레임과 동일한 서브프레임 경계를 가지는 경우에 해당하며 TA 는 0 이 인가된 경우이다.
도 21 은 도 20 의 동작을 수행할 때 0 보다 큰 TA 가 인가된 경우에 대한 도면이다.
도 22 내지 24 는 도 20 과 다른 상황을 설명하기 위한 도면이다.
도 25 는 일반적인 TDD 상황에서의 DL 및 UL 서브프레임 경계를 나타낸 것이다.
도 26 에서는 서브프레임 3 하나가 D2D 로 선정된 경우에 대한 도면이다.
도 27 은 상술한 바와 같은 동작을 수행하기 위한 장치를 설명하기 위한 도면이다.

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

이하의 상세한 설명은 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해서 구체적 세부사항을 포함한다. 그러나, 당업자는 본 발명이 이러한 구체적 세부사항 없이도 실시될 수 있음을 안다. 몇몇 경우, 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시된다.

상술한 바와 같이 이하의 설명은 D2D 통신을 지원하는 무선 통신 시스템에서 특정 시간 구간에 복수의 신호를 수신하거나, 전송해야 하는 경우의 처리방법 및 이를 위한 장치에 대한 것이다. 이를 위해 먼저 본 발명이 적용되는 D2D 를 지원하는 시스템에 대해 구체적으로 설명한다.

<D2D 통신에서 TA 값에 따른 동작>

도 1 에 도시된 바와 같이 D2D 링크를 동작하면서도 UE 는 D2D 링크로 연결될 수 없는 위치의 UE 와도 통신을 수행해야 하고, 이는 eNB-UE 링크를 통해서 수행된다. 즉, 특정 UE 관점에서는 D2D 링크와 eNB-UE 링크가 공존할 수 있도록 무선 통신 시스템이 운영되는 것이 바람직하다.

일반적으로 무선 통신 시스템은 사용 자원을 eNB 가 UE 로의 송신에 사용하는 DL 자원과 UE 가 eNB 로의 송신에 사용하는 UL 자원을 가진다. FDD 시스템에서 DL 자원은 DL band, UL 자원은 UL band 에 해당하며 TDD 시스템에서 DL 자원은 DL 서브프레임, UL 자원은 UL 서브프레임에 해당한다. 일반적으로 DL 자원은 eNB 가 높은 전송 전력으로 신호를 송신하는 자원이므로 상대적으로 낮은 전력의 UE 가 D2D 링크를 운영하기에는 간섭 수준이 매우 높다. 따라서 UL 자원을 D2D 링크에 활용하는 것이 바람직한 경우가 많다.

UL 자원은 복수의 UL 서브프레임으로 구성되는데, eNB 에 연결되어 동기가 맞추어져 있는 UE 는 UL 서브프레임의 경계를 eNB 가 지정해주는 timing advance (TA) 지시로부터 파악할 수 있다.

도 2 는 TA 지시를 통하여 UL 서브프레임 경계를 파악하는 일례를 나타낸 도면이다.

eNB 는 서로 다른 거리를 가지는 복수의 UE 가 송신한 신호가 동일한 시점에 도달할 수 있도록, 각 UE 에게 DL 서브프레임의 경계를 검출한 시점부터 일정 시간 일찍 UL 서브프레임의 경계를 설정할 것을 TA 지시를 통하여 명령한다. 적절한 TA 의 설정함으로써, 특히 도 2 에서와 같이 timing advance 값을 해당 UE 와 eNB 사이의 propagation delay 의 두 배로 설정함으로써, eNB 와 각 UE 사이의 propagation delay 를 보상할 수 있으므로, 서로 다른 위치의 UE 가 송신한 신호가 동시에 eNB 에 도달하는 것이 가능하다.

상기 설명한 TA 지시를 통하여 각 단말은 eNB-UE 링크의 UL 서브프레임 경계를 획득할 수 있다. 또한 D2D 동작의 주요 대상이 되는 근접한 UE 들은 비슷한 TA 값을 가지고 있을 확률이 높으므로 이 TA 값을 기반으로 D2D 링크의 서브프레임 경계를 결정하여도 UE 간 동기화에 큰 어려움이 없다. 특히 이러한 방법은 D2D 링크가 UL 자원을 사용하는 경우에, D2D 링크가 사용하는 서브프레임 경계와 eNB-UE 링크가 사용하는 서브프레임 경계가 동일하므로 두 링크를 시간 차원에서 전환하는 동작, 즉 특정 서브프레임에서는 D2D 링크를 동작하고 다른 서브프레임에서는 eNB-UE 링크를 동작하는 것이 원활해지는 장점이 있다.

한편 경우에 따라서 eNB 에 연결되지 않은 UE 역시 D2D 동작을 수행할 필요성이 존재하는데, 이 경우 eNB 에 연결되지 않는 UE 는 eNB 로부터 TA 지시를 받을 수가 없으므로 무엇을 기준으로 D2D 링크를 위한 서브프레임 경계를 설정할 것인지가 불분명해진다. 물론 eNB 에 연결되지 않은 UE 가 D2D 동작을 수행하기 이전에 random access 와 같은 과정을 통하여 eNB 에 연결을 시도하고 이 때 획득한 TA 지시를 기반으로 서브프레임 경계를 설정할 수가 있으나, 매번 D2D 통신 이전에 eNB 에 연결을 시도하는 것은 추가적인 시간 지연 및 배터리 소모를 수반한다는 단점이 있다. 따라서 eNB 에 연결되지 않는 UE 의 동작은 TA 지시 없이도 가능하도록 설계하는 것이 바람직하다.

여기서 TA 지시가 없이 동작한다는 것은, 특정 UE 에 특화된 TA 값을 가지지 않는다는 것을 의미할 수 있으며, 이는 곧 불특정 다수의 UE 가 동일한 TA 값을 가지고 동작하는 것으로 해석될 수 있다. 구체적으로 TA 값이 0 으로 설정되어 UE 가 수신한 DL 서브프레임의 경계가 곧 UL 서브프레임 (혹은 D2D 서브프레임)의 경계가 됨을 의미할 수도 있으며, 혹은 사전에 system information 등을 통하여 정해진 특정한 TA 값으로 설정된다는 것을 의미할 수도 있다.

D2D 통신은 크게 D2D 의 대상이 되는 UE 가 인접한 위치에 존재하는지를 파악하는 discovery 과정과 특정 UE 와 데이터를 송수신하는 communication 과정으로 구분될 수 있다. TA 의 지시가 없이 D2D 통신을 수행할 때, 두 과정 모두가 여기에 적용될 수도 있지만 둘 중 한 가지 과정만이 적용될 수도 있다.

일례로 eNB 에 연결되지 않은 UE 는 discovery 과정은 TA 지시 없이 수행하지만 이 과정을 통하여 통신하고자 하는 UE 가 발견된다면 eNB 에 연결을 시도하고 획득한 TA 지시에 따라서 communication 과정을 수행하도록 동작할 수도 있다. 이 경우 eNB 에 연결된 UE 역시 eNB 에 연결되지 않은 UE 와의 동기화를 위해서 D2D 통신의 특정 혹은 전체 과정을 수행함에 있어서 마치 eNB 에 연결되지 않은 경우에서와 같이 기 획득한 TA 지시를 없다고 가정하고 동작할 수도 있다. 특히 eNB 에 연결된 UE 가 D2D communication 을 TA 지시에 따라서 수행한다면 UL 서브프레임의 동기가 D2D communication 과 eNB-UE link 에서 동일하게 유지되므로 D2D communication 으로 인한 eNB-UE link 에의 영향이 최소화되는 효과가 있다. 즉 특정 서브프레임을 D2D communication 으로 사용한다면 그와 동일한 서브프레임 boundary를 유지하는 인접 서브프레임을 eNB-UE link 로 활용할 수가 있는 것이다. 그 결과로 적어도 eNB-UE link 와 D2D link 사이에서의 송수신 동작 전환이 불필요한 D2D 신호를 송신하는 UE 의 관점에서는 TA 지시에 따라 수행하는 D2D communication 에서는 D2D 로 할당된 서브프레임 내에서의 모든 자원에서 D2D 신호를 송신하는 것이 가능해진다.

Discovery 를 TA 지시 없이 수행하지만 communication 은 TA 지시에 따라 수행하는 경우에 있어서 eNB 에 연결되지 않은 UE 가 D2D communication 을 수행할 상대 UE 역시 eNB 에 연결되지 않았다는 사실을 파악할 수 있다면, eNB 에 연결되어 TA 지시에 따른 서브프레임 동기에 따라 communication 을 수행하는 과정을 거치는 대신, discovery 에서와 마찬가지로 TA 지시 없이 곧바로 D2D communication 을 시도할 수 있다. 즉 eNB 에 연결되지 않은 두 UE 사이의 D2D communication 은 discovery 와 동일하게 TA 지시 없이 수행하는 것이다. 이는 두 UE 가 모두 eNB 에 연결되어 있지 않기 때문에 TA 지시에 따라서 D2D communication을 수행함으로써 얻을 수 있는 eNB-UE link 동작의 영향 최소화가 무의미하기 때문이다.

이 동작을 위해서 각 UE 는 discovery signal 을 생성함에 있어서 자신이 eNB 에 연결되어 있는지 여부 (예를 들어 idle mode 인지 connected mode 인지 여부)에 따라 상이한 signal 을 생성함으로써 discovery signal 을 검출한 다른 UE 가 자신의 상태를 파악할 수 있도록 동작할 수 있다. 혹은 비록 eNB 에 연결되어 TA 에 따른 상향 링크 전송을 수행하고 있는 UE 라 하더라도 현재 사용 중인 TA 값이 일정 기준 이하로 주어져서 TA 지시 없이 D2D communication 을 수행할 수 있는 경우에는 마치 idle mode 에 있는 것처럼 discovery signal 을 생성할 수 있으며, 이런 경우를 포함하기 위하여 discovery signal 을 생성할 때 자신이 사용 중인 TA 값이 일정 수준 이하인지 여부 (idle mode 인 경우 TA 가 일정 수준 이하라고 가정)에 따라 상이한 signal 을 생성하도록 동작할 수도 있다. 이 때 만일 특정 UE 가 eNB 에 연결되어 TA 지시에 의한 D2D communication 을 수행하려 하는데 상대 UE 가 idle mode 에 있다고 판명된 경우에는, 이 사실을 eNB 에 보고하여 eNB 로 하여금 해당 상대 UE 에게 접속 시도를 지시하고 eNB 가 부여하는 TA 값에 따라 상향링크 서브프레임을 동기화하도록 동작할 수 있으며, 이를 통해서 해당 UE 는 자신의 TA 값을 유지하는 D2D communication 을 수행할 수 있게 된다.

도 3 은 idle mode 에 있는 UE 와 D2D 통신을 수행하기 위한 일례를 설명하기 위한 도면이다.

즉, 도 3 은 상술한 바와 같은 신호 교환 과정을 예시한 것으로, UE1 은 eNB 에 연결되어 있는 반면 UE2 는 eNB 에 연결되어 있지 않은 상태이다. 이 실시예에서 UE1 은 eNB 로 UE2 와의 D2D communication 요청을 수행하는 중에 부가 정보로써 UE2 가 idle mode 에 있다는 사실을 알릴 수 있다.

이하에서는 TA 지시 없이 D2D 를 효과적으로 동작할 수 있는 frame structure 를 FDD 시스템과 TDD 시스템 각각에 대해서 설명한다.

FDD 의 경우

도 4 는 일반적인 FDD 상황에서의 DL 및 UL 서브프레임 경계를 나타낸 것이다.

도 4 에 도시된 바와 같이 UL 서브프레임은 DL 서브프레임 기준으로 TA 값만큼 앞서서 시작한다.

도 5 는 도 4 의 상황에서 UL 서브프레임 1 에서 D2D 가 동작하는 상황을 예시한 것이다.

상기 설명한 바와 같이 D2D 가 동작하는 상황에서는 TA 를 0 으로 설정하고 DL suframe 와 일치하는 경계를 가진 것으로 가정하였다. 도면에 나타나듯이 D2D link 를 위한 서브프레임 1 의 뒤 쪽 일부분(region B 로 표기)이 eNB-UE link 의 서브프레임 2 와 중첩되는 문제가 발생하며 서브프레임 2 를 eNB-UE 링크로 사용한다면 오직 region A 에서만 D2D 동작이 가능해진다.

이와 같이 D2D link 의 서브프레임 경계가 eNB-UE link 의 서브프레임 경계와 불일치하는 경우에 대한 해결 방법을 설명한다.

방법 1: 도 5 의 region A 와 같이 서브프레임 간 중첩이 발생하지 않는 부분에서만 D2D 를 운영한다. 도 6 은 이와 같은 방법 1 의 기본적인 동작 원리를 설명하기 위한 도면이다.

이를 위해서 eNB 는 RRC 혹은 system information 과 같은 signaling 을 통하여 한 서브프레임에서 region A 가 차지하는 영역의 위치 혹은 길이 정보를 UE 에게 전달할 수 있다. Region B 는 최대의 TA 값을 가지는 UE 의 후속하는 eNB-UE link 서브프레임을 포함할 수 있어야 하므로, eNB 는 자신의 셀 반경 등을 고려하여 region A 의 길이를 설정할 수 있다. 추가적으로 region A 의 처음 그리고/혹은 끝 부분에는 UE 가 eNB-UE 동작과 D2D 동작 사이의 동작 모드 전환(예를 들어 eNB-UE 링크에서의 송신과 D2D 링크에서의 수신 사이의 전환)을 수행할 수 있는 guard period 가 일부 시간 동안 설정될 수도 있다. 이 guard period 는 송수신 전환을 수행하는 UE 입장에서는 필수적이지만 전환을 수행하지 않고 인접한 두 서브프레임에서 동일한 송신/수신 동작을 수행하는 UE 에게는 나타나지 않을 수도 있는 것이다. 일 예로 지속적으로 여러 서브프레임에서 신호를 송신하는 UE 에게는 이러한 guard period 가 없이 신호 송신이 수행되는 반면, 인접 서브프레임에서 송신을 수행하다 수신으로 전환하는 UE 는 일부 시간을 guard period 로 설정하고 나머지 영역을 통해서만 신호를 수신할 수 있다.

Region B 에서는 기본적으로 서브프레임 2 에서의 eNB-UE link 동작이 수행되어야 하므로 D2D link 로 활용이 불가능하다.

방법 2: 도 5 의 region A 와 region B 모두를 D2D 의 용도로 사용한다. 도 7 은 방법 2 를 설명하기 위한 도면으로서, 도시된 바와 같이 후속하는 서브프레임을 eNB-UE link 로 사용하는데 제약이 발생한다.

간단한 방법으로는 후속하는 서브프레임 (도 7 의 SF m+1)에서는 eNB-UE 동작을 수행하지 않도록 동작할 수도 있다. 만일 UE 가 후속하는 서브프레임에서 특정 신호 (UL ACK/NACK 이나 주기적인 channel state information report 나 sounding reference signal, semi-persistent scheduling signal)를 전송하도록 지시 받은 상황이라면, 그 전송을 다음 서브프레임과 같이 사전에 약속된 위치로 이동하거나 혹은 전송 자체를 생략할 수 있다. 혹은 보다 효과적인 자원 활용을 위해서 부분적인 시간 자원(즉 서브프레임 m+1 의 시간 자원 중 region B 와 겹치지 않는 부분)을 이용하여 eNB-UE 동작을 수행할 수도 있으며, 방법 3 에서 구체적으로 설명하는 내용이 적용될 수 있다.

방법 3: 방법 1 과 방법 2 의 중간 형태로, region B 의 일부 영역에서 D2D 동작을 수행하는 것이다. 이 방법은 방법 2 에서 설명한 후속하는 서브프레임을 부분적으로 eNB-UE link 에 활용하는 경우에도 효과적일 수 있다. 도 8 은 방법 3 일례를 나타낸 것으로서, region B 의 일부 영역을 D2D 로 활용함으로써 서브프레임 m+1 에서 시작 부분의 일부 시간 동안 eNB-UE 링크를 동작하는데 제약이 발생한다.

방법 3 은 도 8 에서와 같이 일부 시간만을 이용하여 eNB-UE 링크를 동작할 때, eNB-UE 링크로 송수신하는 신호의 포맷(특히 사용하는 시간의 길이)가 사전에 몇 가지로 제한적인 경우에 효과적이다. 구체적으로 도 7 에서와 같이 region B 의 전 영역을 D2D 로 사용하게 되면 서브프레임 m+1 에서 eNB-UE 링크로 송수신하는 신호는 매우 다양한 종류의 신호 포맷을 가져야 하는데, 이는 UE 의 구현을 복잡하게 만든다. 따라서 서브프레임 m+1 에서 사용하는 신호 포맷을 하나 혹은 몇 가지로 제한하고 제한된 포맷 중 현재의 상황에 가장 부합하는 포맷을 선택하되, 선택된 포맷이 도 8 에서와 같이 region B 의 일부 영역만을 차지하는 경우에는 나머지 부분을 region A 와 함께 D2D 동작에 활용하는 것이다.

D2D 서브프레임의 후행 서브프레임에서 부분적인 시간 자원을 이용하여 수행할 수 있는 eNB-UE 동작의 일례는 아래와 같다.

(1) PUSCH 혹은 PUCCH 를 전송하되, 한 서브프레임 중 뒤 쪽의 일부 symbol 만을 사용하여 전송하는 format 을 사용할 수 있다. eNB 는 몇 개의 symbol 을 사용하여 PUSCH 혹은 PUCCH 를 해당 서브프레임에서 전송할 지를 알릴 수 있다. 한 서브프레임을 구성하는 두 slot 사이에서 유사한 signal format 이 주파수 위치를 변화하는 형태로 구성되는 특징을 활용하여 하나의 slot 에서만 PUSCH 나 PUCCH 를 전송하도록 동작할 수 있다.

(2) 한 symbol 에서만 전송되는 SRS 를 전송할 수 있다. 이 때 여러 symbol 이 후속하는 서브프레임에서 가용 하다면 각 symbol 마다 SRS 를 전송할 수도 있다. 이를 위해서 eNB 는 후속하는 서브프레임에서 몇 개의 symbol 이 SRS 를 전송하는데 사용될 수 있는지를 알릴 수 있다.

(3) 몇 개의 symbol 에서만 사용되는 PRACH preamble 을 전송할 수 있다. 유사하게 eNB 는 후속하는 서브프레임에서 몇 개의 symbol 이 PRACH 를 전송하는데 사용될 수 있는지를 알릴 수 있다.

방법 4: 또 다른 방법 1 과 방법 2 의 중간 형태로서, region A 의 일부 영역에서만 D2D 동작을 수행하는 것이다. 이 방법은 방법 1 에서 설명한 후속하는 서브프레임 전체를 eNB-UE link 에 활용하는 경우에 효과적일 수 있다.

도 9 는 방법 4 일례를 나타낸 것으로서, region B 에서는 D2D 를 동작하지 않음으로써 서브프레임 m+1 의 전체 영역에서 eNB-UE 링크를 동작할 수 있다. 방법 4 는 도 9 에서와 같이 region A 의 일부 시간만을 이용하여 D2D 링크를 동작하는데, 이는 D2D 링크로 송수신하는 신호의 포맷(특히 사용하는 시간의 길이)이 사전에 몇 가지로 제한된 경우에 특히 효과적이다.

구체적으로 도 6 에서와 같이 region A 의 전 영역을 D2D 로 사용하게 되면 서브프레임 m 에서 D2D 링크로 송수신하는 신호는 실제 적용되는 TA 값에 따라서 차지할 수 있는 영역이 달라지게 되며 그 결과로 매우 다양한 종류의 신호 포맷을 가져야 하는데, 이는 UE 의 구현을 복잡하게 만든다. 따라서 서브프레임 m 에서 사용하는 신호 포맷을 하나 혹은 몇 가지로 제한하고 제한된 포맷 중 현재의 상황에 가장 부합하는 포맷을 선택하되, 선택된 포맷이 도 9 에서와 같이 region A 의 일부 영역만을 차지하는 경우에는 나머지 부분은 D2D 용도로 사용하지 않도록 둘 수 있다.

상기 설명한 실시예에서 UE 의 모드 전환을 위한 guard period 는 경우에 따라서 D2D 동작의 시작이나 끝나는 시점에만 나타날 수도 있으며, 혹은 양 쪽 모두에서 나타나지 않을 수도 있다 (예를 들어 모드 전환을 매우 빠른 속도로 수행할 수 있는 UE 의 경우). 혹은 D2D 서브프레임의 서브프레임 경계에 적절한 offset 을 추가로 부여함으로써 guard period 의 일부 혹은 전부가 나타나지 않도록 동작할 수도 있다.

도 10 은 모드 전환에 한 symbol 의 절반 이하가 소요되는 경우를 가정한 도면이다.

도 10 의 예에서 상술한 방법 1 을 가정하여 한 서브프레임 내의 전체 14 symbol 중 마지막의 한 symbol 은 region B 로 할당되어 (즉 TA 가 한 symbol 길이가 되어) D2D 동작이 불가능하다고 가정하였다. 여기서는 한 서브프레임이 14 의 symbol 로 구성된다고 가정하였으나 D2D 통신을 위한 설정, 특히 cyclic prefix 의 길이 설정에 따라서 한 서브프레임을 구성하는 symbol 의 개수는 달라질 수 있다. 이 도면에서는 eNB-UE 링크의 DL 서브프레임 경계보다 일정 offset 만큼 (예를 들어 한 symbol 시간의 절반에 해당하는 시간 만큼) 일찍 D2D 링크의 서브프레임이 시작한다고 가정하였다. 이에 따르면 UE 는 먼저 UL 서브프레임 m-1 에서 eNB-UE link 의 동작을 수행하고 난 다음에 D2D 동작을 위한 모드 전환을 수행한다. 그러면 DL 수신 시점에서 일정한 offset 이 부가되어 좀 더 일찍 시작하는 D2D 서브프레임 m 의 경계가 나타나고 여기서부터 D2D 동작을 수행한다. Symbol 12 까지 D2D 동작을 수행한 UE 는 eNB-UE link 의 UL 서브프레임 m+1 과 부분적으로 중첩되어 사용이 불가능한 symbol 13 의 앞 쪽 영역에서 다시 eNB-UE 링크로의 모드 전환을 수행하고 그 이후 시작되는 UL 서브프레임 m+1 에서 eNB-UE 동작을 수행한다.

도 10 에서와 같은 동작을 위해서는 최소한 일정 값 이상의 TA 가 인가되어 있어야지만 eNB-UE link 의 UL 서브프레임 m-1 의 종료점과 D2D link 의 서브프레임 m 의 시작점 사이에 모드 전환을 위한 시간이 보장된다. 이를 위해서 eNB 는 모든 UE 에게 최소한 일정 값 이상의 TA 가 인가될 수 있도록 TA 지시를 수행할 수 있으며, 이는 곧 eNB 의 UL 서브프레임 경계가 애초에 DL 서브프레임 경계보다 조금 일찍 나타난다는 것으로 해석할 수도 있다. 이런 의미에서 도 10 은 해당 동작을 수행하는 eNB 에 연결된 UE 중 최소의 TA 를 가지는 UE 의 경우라고 볼 수도 있으며, TA 가 더 큰 UE 에 대해서는 도 11 에서와 같이 서브프레임 m 에서의 D2D 동작이 가능한 symbol 이 줄어들도록 동작해야 한다.

도 10 에서와 같이 TA 값이 일정 수준 이상으로 설정되면 서브프레임 m 에서 D2D 를 위해서 사용할 수 있는 OFDM symbol 의 개수가 변화하게 된다. 이를 해결하는 한 가지 방법은 D2D link 에서의 송수신 신호의 format 을 다양하게 만들어 두고 각 상황에서 가용한 OFDM symbol 개수에 맞는 format 을 선정하도록 동작할 수 있다. 여기서 TA 값은 UE 마다 다르게 설정되기 때문에 eNB 는 셀 내의 UE 들에 대한 TA 값의 최대치를 기준으로 하여서 사용할 D2D link 의 송수신 신호 format(혹은 D2D 로 가용한 OFDM symbol 의 개수)를 결정하고 이를 system information 이나 RRC 와 같은 신호를 통하여 UE 에게 알려줄 수 있다. 이를 수신한 UE 는 비록 자신의 TA 값에서는 더 많은 symbol 을 D2D 로 사용할 수 있다고 하더라도 상이한 TA 값을 가지는 UE 와의 올바른 신호 송수신을 위해서 eNB 가 signaling 한 format 에 맞추어 (일반적으로 자신의 TA 값에서 사용할 수 있는 OFDM symbol 보다 더 적은 수의 symbol 을 사용함) D2D 신호를 송수신하도록 동작한다.

이러한 동작에 있어서, 과도하게 많은 D2D 송수신 신호 format 을 만드는 것은 UE 의 구현을 과도하게 복잡하게 만드는 단점이 있다. 이 관점에서 상술한 방법 4 를 사용하여, D2D 송수신 신호의 format 을 몇 개로 제한하고 가용한 모든 symbol 을 D2D 로 사용하는 대신 가장 부합하는 format 을 사용하되 일부 symbol 은 D2D link 용도로 활용하지 않는 동작이 바람직하다.

도 12 는 이러한 일례를 나타내는 것으로 도 11 과 동일하게 TA 가 주어지는 상황에서 앞 쪽 절반에 해당하는 OFDM symbol #0~#6 까지만을 D2D 로 활용하고, 나머지 symbol 은 사용하지 않는 경우에 해당한다. 이 경우 도 10 과 같이 TA 가 상대적으로 작게 주어지는 상황에서는 OFDM symbol #0~#12 를 D2D 로 사용할 수가 있으며, 이는 곧 도 13 에서 도시한 것과 같이 두 종류의 D2D 송수신 신호 format 을 가지는 것으로 설명될 수 있다.

도 13 에서의 실시예에서 D2D 로 활용되는 OFDM symbol 중 일부는 UE 의 송수신 모드 변환을 위해서 실제 신호 송수신에는 활용되지 않을 수도 있는데, 특히 symbol #6 가 그러하다. 도 13 에서는 한 서브프레임의 절반에 해당하는 한 slot 을 단위로 D2D 송수신 신호의 format 이 결정되며 한 slot 의 마지막 symbol(도 13 에서는 symbol #6 및 symbol #13)은 다음 slot 에서의 D2D 혹은 eNB-UE 링크 송수신 동작을 위한 모드 변환의 용도로 사용된다고 가정하였다. 그 결과로 도 10 과 같이 TA 가 적게 주어지는 경우에는 D2D 서브프레임 format 1 을 적용하여 두 slot 모두를 D2D 송수신으로 활용 (특히 symbol #6 를 사용하여 송수신 모드의 변환이 가능하므로 각 slot 에서의 송신/수신 동작 모드를 상이하게 설정할 수 있음) 가능한 반면, 도 11 와 같이 TA 가 크게 주어지는 경우에는 D2D 서브프레임 format 2 를 적용하여 앞 쪽 slot 만을 D2D 송수신으로 활용하는 것이다.

특히 도 13 과 같은 D2D 서브프레임 구조는 상대적으로 짧은 시간 영역에 해당하는 한 slot 을 이용하는 것이 기본 단위가 되므로 상대적으로 적은 양의 신호를 전달하는 discovery 신호를 전달하는 경우에 유용하게 적용될 수 있다. 만일 TA 값이 커서 하나의 slot 만을 사용하는 D2D 서브프레임 format 2 를 적용하게 된다면 보다 많은 서브프레임을 D2D 용도로 할당함으로써 자원 부족 문제를 해결할 수 있다.

만일 TA 값이 더 커져서 D2D 서브프레임의 첫 번째 slot 의 일부 영역과 다음 eNB-UE link 의 UL 서브프레임의 영역이 중첩된다면 도 14 에서 도시한 것과 같이 연속하는 두 서브프레임 (서브프레임 #m, m+1)을 D2D 서브프레임으로 할당하되 서브프레임 m+1 은 실제로는 D2D 로 활용하지 못하고 실제로는 대부분의 영역에서 서브프레임 m+2 에서의 eNB-UE link 동작을 수행해야 한다. 동시에 서브프레임 m 을 이용하여 D2D 동작을 수행할 수 있는데, 이 경우 해당 서브프레임의 모든 symbol 을 사용할 수 있으므로 도 13 의 경우에는 D2D 서브프레임 format 1 을 서브프레임 m 에서 적용할 수 있으며, 서브프레임 m+1 은 D2D 서브프레임으로는 지정되지만 아무런 D2D 동작을 수행하지 않는 null D2D 서브프레임으로 간주될 수 있다.

이러한 null D2D 서브프레임도 하나의 D2D 서브프레임 format 으로 간주될 수 있으며, 이러한 상황을 종합하여 eNB 는 어떤 서브프레임이 D2D 서브프레임으로 사용되는지 (특히 TA 지시를 따르지 않는 D2D 동작이 수행되는 서브프레임, 예를 들어 discovery 가 수행되는 서브프레임이 어디인지) 그리고 각 D2D 서브프레임에서의 format 이 무엇인지를 UE 에게 알려줄 수 있다.

도 15 는 도 10 의 예에서 TA 가 매우 작게 되는 경우에 해당한다.

이 때에는 서브프레임 m-1 의 마지막 symbol 이 서브프레임 m 의 첫 번째 symbol 과 부분적으로 겹치게 되는데, 이 경우 서브프레임 m-1 의 마지막 symbol 을 사용하지 않고 모드 전환을 수행하도록 동작할 수 있다. 특히 이 동작은 D2D 서브프레임 m-1 에서 eNB 로 UL 송신을 수행한 UE 가 서브프레임 m 에서 D2D 신호를 수신해야 하는 경우에 효과적일 수 있는데, 이는 서브프레임 m 에서 D2D 신호 송신을 수행하는 UE 는 서브프레임 m-1 과 m 사이의 모드 전환이 불필요하기 때문이다. 서브프레임 m-1 의 마지막 symbol 을 사용하지 않는 동작의 일례로 eNB 는 해당 서브프레임 m-1 을 SRS 를 위한 서브프레임으로 configure 하여 해당 UE 가 해당 서브프레임에서는 마지막 symbol 이전에 eNB 로의 PUSCH 혹은 PUCCH 송신을 종료하도록 동작할 수 있다. 즉, 어떤 UE 가 서브프레임 m 에서 D2D 신호 수신을 수행하는데 서브프레임 m-1 에서 eNB 로의 신호를 송신하고 TA 값이 일정 수준 (예를 들어 모드 전환을 위한 시간) 이하로 주어지는 경우에는, 서브프레임 m-1 에서의 마지막 symbol 에 대한 전송 지시는 수행하지 않도록 eNB 가 조절하거나 (적절한 SRS configuration 등을 통하여), 만일 eNB 의 조절이 없었을 시에는 자동적으로 전송을 수행하지 않도록 (예를 들어 스스로 SRS 를 전송하지 않거나 PUSCH/PUCCH 전송을 그 이전에 종료하도록) 동작하는 것이다.

만일 UE 가 서브프레임 m 에서 D2D 신호를 송신한다면 이러한 모드 전환이 필요 없으므로 서브프레임 m-1 의 마지막 symbol 의 일부 영역을 이용하여 eNB 로의 신호 송신에 활용할 수 있고, 일례로 상기 설명한 SRS 를 송신하도록 동작할 수 있다. 혹은 동작의 통일성을 위해서 이 경우에도 해당 symbol 에서는 eNB 로의 송신을 수행하지 않는 것으로 규정될 수도 있다.

도 10 과의 차이점으로, 이 경우에는 서브프레임 m 의 마지막 symbol 이 D2D 용도로 가능한 부분이 있는데, 이 경우 eNB 는 TA 값에 따라서 도 10 과 15 의 동작을 적절하게 configure 할 수 있으며, 혹은 동작의 통일성을 위해서 도 15 와 같이 TA 가 작은 경우에라도 마지막 symbol 은 D2D 로 사용하지 않는 것으로 동작할 수도 있다.

도 10 내지 15 에서 도시한 실시예에서, 만일 한 서브프레임 내에서도 UE 가 송신과 수신 사이에 모드 전환을 수행한다면 적절한 symbol 을 추가적인 guard period 로 설정하여야 한다. 일례로 도 10 과 같은 구조를 사용할 때 UE 가 해당 D2D 서브프레임의 전반부와 후반부에서 상이한 송수신 동작을 수행할 경우에, 전반부와 후반부의 symbol 구성을 동일하게 하기 위해서 전반부의 가장 마지막 symbol 인 symbol 6 을 D2D 신호 송수신에 사용하지 않고 guard period 로 설정할 수 있다.

혹은 상기 설명한 추가적인 offset 을 반대 방향으로 두어 D2D 서브프레임이 DL 서브프레임의 경계 시점보다 offset 만큼 늦게 시작하도록 동작할 수도 있다.

도 16 은 도 10 과 동일한 상황에서 반대 방향으로 offset 을 두는 경우에 해당한다.

UE 는 수신한 DL 서브프레임 경계로부터 일정한 offset 만큼 늦은 시점에서 D2D link 의 서브프레임이 시작한다고 가정하고 해당 시간 동안 모드 전환을 수행한다. D2D 를 동작하는 서브프레임의 마지막 일부 symbol 은 eNB-UE link 의 UL 서브프레임과 중첩되어서 D2D 로 사용이 불가능하며, 해당 사용 불가 시간의 일부를 사용하여 다시 모드 전환을 수행한다. 이 방법은 UE 가 eNB 와 매우 가까워서 TA 값이 0 에 가까운 상황에서도 일정한 모드 전환 시간을 D2D 서브프레임의 시작 전에 확보할 수 있다는 장점이 있다. 즉, 초기 symbol 의 D2D 사용은 항상 보장되는 가운데, 필요한 경우 D2D 로 사용할 수 있는 마지막 symbol 의 위치를 적절하게 설정하기만 하면 된다.

도 16 의 동작은 도 10 의 동작에 있어서 symbol #1 부터 D2D 서브프레임이 시작한다고 가정하는 것과 동일하다고 볼 수도 있다 (즉 D2D 서브프레임은 DL 서브프레임보다 offset 만큼 일찍 시작하되 첫 번째 symbol 인 symbol 0 은 D2D 로 이용이 불가능한 것과 동일). 도 16 에서와 같이 D2D 서브프레임이 eNB-UE link 서브프레임보다 offset 만큼 앞서서 시작하는 경우에도 설정된 TA 에 따라서 도 13 및 14 에서 도시한 것과 같은 format 중 적절한 것을 하나 선정하여 동작하는 것이 가능하다.

상기 설명한 바와 같이, D2D 신호 송수신에 사용 가능한 symbol 의 숫자와 위치는 각 UE 가 사용하고 있는 TA 값에 따라 달라지게 된다. eNB 는 자신의 셀 내의 UE 들이 가질 수 있는 TA 값을 고려하여 적절한 D2D 신호 송수신 symbol 들을 설정하여야 하지만, 예를 들어 eNB 가 예측한 TA 의 최대값이 실제 UE 가 가지는 TA 의 최대값보다 더 작을 수도 있다. 이 경우, UE 는 eNB 가 설정한 D2D symbol 중 일부를 사용하지 못하는 경우가 발생하게 된다 (자신의 TA 값과 모드 전환 시간을 고려하였을 경우). 따라서 eNB 가 설정한 D2D symbol 중 일부를 사용하지 못하는 경우가 발생하게 된다면 해당 UE 는 이를 eNB 에게 보고할 수 있는데, 이 보고 정보에는 현재의 TA 값이나 자신에게 필요한 모드 전환 시간 (혹은 이 둘을 합하여 현재의 TA 값에 모드 전환 시간이 더해진 총 필요 guard period 시간), D2D 송수신으로 설정되었으나 자신이 사용할 수 없는 시간 구간의 길이와 같은 정보가 포함될 수 있다. 추가로 UE 는 현재 자신 상황에서 동작할 수 있는 D2D 서브프레임 format 의 종류(혹은 최대의 길이를 가지는 D2D 송수신 신호 영역)을 eNB 에게 알릴 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명의 실시예를 적용함에 있어서, D2D 송신 UE 가 전달하고자 하는 제어 정보나 데이터 정보를 담은 본격적인 D2D 신호가 전송되기 이전에 시간/주파수 동기를 비롯한 수신 UE 의 수신 준비 동작을 돕기 위한 별도의 신호가 전송될 수 있다. 이하에서는 본격적인 제어/데이터 정보를 전달하는 D2D 신호 이전에 이러한 목적으로 전송되는 신호를 preamble 이라고 명명한다. 일반적으로 이 preamble 은 사전에 송수신 UE 사이에 알려진 신호이다. 이 preamble 은 수신 UE 로 하여금 시간/주파수 동기 획득이나 수신 증폭기의 이득 조절 등의 본격적인 신호 수신 이전의 사전 준비 과정을 위해서 전송되므로 그 전송 시간이 상기 준비 과정에 충분하기만 하다면 하나 혹은 그 이상의 OFDM symbol 시간을 차지할 필요가 없다.

도 17 은 도 10 에서와 같이 UE 가 획득한 DL 서브프레임 경계로부터 일정 offset 만큼 앞당긴 지점을 D2D 서브프레임이 시작되는 시점(혹은 D2D 전송이 시작되는 시점)으로 간주한 경우에 해당한다.

이 도면에서는 본격적인 D2D symbol 들이 전송되기 이전에 동기화 등을 위한 preamble 이 전송되고 있으며, 특징적으로 본격적인 D2D symbol 중 첫 번째에 해당하는 symbol #0 는 UE 가 획득한 DL 서브프레임의 경계 지점부터 전송되기 시작하고 있다. 즉, DL 서브프레임 경계에 인가한 offset 의 길이가 preamble 의 전송 시간과 일치하는 경우에 해당한다. 도 17 은 해당 UE 에게 0 의 TA 가 인가된 경우에 해당하는데, 그 결과로 서브프레임 m-1 의 마지막 symbol 에서는 eNB 로의 신호 송신이 불가능하다. 대신 그 이전 symbol 에서의 전송을 종료하고 일정 시간 동안을 송수신 사이의 switching 으로 사용한 다음 preamble 을 전송/수신하는 것이다. 도면에서 나타나듯이 송수신 사이의 switching time 과 preamble 의 전송 시간을 합치면 하나의 OFDM symbol 시간 혹은 그 이하가 될 수 있는데, 이러한 구조를 적절하게 이용함으로써 switching 과 preamble 로 인한 OFDM symbol 의 손실을 최소화 할 수 있다. 도 17 의 예로 설명하자면 서브프레임 m 의 symbol #13 을 서브프레임 m+1 과의 중첩으로 인하여 사용하지 못한다고 가정하면 총 13 개의 symbol 을 사용할 수가 있게 된다. 만일 서브프레임 m+1 에서 UE 의 신호 송신이 없다는 부분이 보장된다면 서브프레임 m 의 symbol #13 역시 D2D 로 사용 가능하다. 이런 동작하에서 해당 UE 에게 0 보다 큰 TA 가 인가되는 경우, 이 TA 값과 서브프레임 m 와 m+1 사이에 필요한 switching 시간의 합이 한 OFDM symbol time 보다 작거나 같다면 symbol #13 을 D2D 로 사용하지 않음으로써 서브프레임 m+1 의 첫 번째 symbol 부터 eNB-UE link 의 동작이 가능해진다.

도 18 은 도 16 에서의 원리를 적용하여 UE 가 획득한 DL 서브프레임 경계로부터 일정한 offset 만큼 뒤로 밀린 지점을 D2D 전송의 시작 시점으로 삼는 경우에 해당한다.

여기서는 offset 의 길이와 preamble 전송 시간의 합이 한 OFDM symbol 시간과 동일한 경우에 해당하며, 그 결과로 D2D 신호를 담은 symbol #0 이 DL 서브프레임의 두 번째 symbol 과 동시에 전송되는 특징을 지닌다. 여기서도 수신 UE 가 eNB 로의 신호 송신 동작과 D2D 신호 수신 동작 사이에 전환을 수행하기 위해서 하나의 OFDM symbol 보다 적은 switching period 가 필요한 경우에는 해당 switching period 가 존재하는 OFDM symbol time 중 switching period 를 제외한 나머지 구간을 이 preamble 을 전송하는 목적으로 사용하였으며, 이를 통해서 switching period 및 preamble 로 인한 OFDM symbol 의 손실을 최소화할 수 있다. 서브프레임 m+1 에서 송신 혹은 수신 UE 의 eNB 로의 송신이 있다면 symbol #12 와 #13 의 D2D 사용이 불가능해지며, symbol #12 의 일부 시간을 이용하여 수신과 송신 사이의 전환을 보장해야 한다.

도 19 는 도 18 과 같이 동작하는 경우에 일정 수준의 TA 가 인가된 상황에 대한 도면이다.

도면에서 나타나듯이 인가된 TA 가 한 OFDM symbol 시간에서 switching 에 필요한 시간을 뺀 값보다 작거나 같다면 서브프레임 m 에서는 symbol #0 부터 #11 까지 12 개의 symbol 을 사용할 수 있게 된다. 따라서 TA 값이 매우 큰 특수한 경우를 제외하고는 D2D 에 사용할 수 있는 symbol 의 개수를 일정하게 유지할 수 있게 되여 여러 UE 가 동일한 format 을 공유할 수 있는 효과가 있다. 만일 TA 가 매우 크게 된다면 더 적은 symbol 을 사용하는 D2D 서브프레임 format 을 사용하거나 그 이후의 서브프레임인 서브프레임 m+1 에서의 eNB 로의 송신을 회피하는 것을 기지국이 보장해주어야 한다.

도 20 은 D2D 에 할당된 서브프레임 m 이 DL 서브프레임과 동일한 서브프레임 경계를 가지는 경우에 해당하며 TA 는 0 이 인가된 경우이다.

여기서는 서브프레임 m 의 symbol #0 의 일부 시간 동안 switching 이 수행되며 그 이후의 나머지 시간을 이용하여 preamble 이 전송된다. 이는 결국 DL 서브프레임의 경계로부터 일정한 offset 만큼 지연된 시점으로부터 preamble 을 포함한 D2D 신호를 송신하는 동작에 해당하며, 결과적으로 D2D 에 가용한 symbol 의 개수나 그 시간 상에서의 위치를 보자면 도 18 의 경우와 동일한 것을 확인할 수 있다. 즉, DL 서브프레임 경계로부터 offset 만큼 늦은 시점으로부터 preamble 을 전송하고 DL 서브프레임의 두 번째 symbol 과 동일한 시점부터 첫 번째 본격적인 D2D symbol 이 전송되기 시작하여 (도 18 에서는 symbol #0, 도 20 에서는 symbol #1) 총 12 개의 symbol 을 전송/수신한 다음 서브프레임 m+1 에서의 송신 동작을 위해서 switching 을 수행하는 것이다. 두 도면 사이의 차이점은 D2D 에 사용되는 symbol 의 index 가 상이한 것인데, 도 20 의 구조는 서브프레임 m 의 처음과 마지막 symbol 을 D2D 정보 전달에 사용하지 못하고 그 결과로 서브프레임의 구조가 대칭적이라는 특징이 있으며, 특히 slot 단위로 주파수 영역을 변경하는 등의 동작에서 더 유리한 측면이 있다 (즉, 두 slot 에서 가용한 symbol 의 개수가 동일함).

도 21 은 도 20 의 동작을 수행할 때 0 보다 큰 TA 가 인가된 경우인데, 도면에서 나타나듯이 TA 값과 switching 에 필요한 시간의 합이 하나의 OFDM symbol 시간보다 작거나 같은 경우에는 여전히 symbol #1 부터 #12 까지의 symbol 을 사용할 수 있게 된다.

즉, 일정 수준 이하의 TA 가 적용되는 모든 UE 가 동일한 D2D 서브프레임 format 을 공유하는 것이다. 만일 TA 가 이 수준을 넘어가게 된다면 더 적은 symbol 을 사용하는 D2D 서브프레임 format 을 사용하거나 그 이후의 서브프레임인 서브프레임 m+1 에서의 eNB 로의 송신을 회피하는 것을 기지국이 보장해주어야 한다.

한편 상기 설명한 실시예에 있어서 서브프레임 m 이 D2D 로 할당되었을 때 후속하는 서브프레임인 서브프레임 m+1 로의 영향을 방지하도록 서브프레임 m 의 마지막 일부 시간 영역에서 D2D 신호 전송을 제한하는 동작은 한 symbol 의 단위보다 더 작은 단위로 이루어질 수 있다. 예를 들어서 도 22 와 같은 경우에 symbol #13 에서도 앞의 일부 sample 에서는 D2D 신호 전송이 가능해지며, 다만 D2D 신호가 전송되는 부분이 종료된 시점으로부터 해당 UE 가 송수신 전환에 필요한 시간이 지난 지점 이후에 서브프레임 m+1 의 송신이 시작되도록 TA 값이 적절하게 조절되어야 한다. 이렇게 한 symbol 의 일부 sample 만을 사용해서 D2D 신호를 전송하는 것을 부분 symbol 전송이라 부를 수 있는데, 여기에는 기존 LTE 의 sounding reference signal 이 적합하다. SRS 는 두 subcarrier 에 한 번씩 신호를 인가하고 나머지 subcarrier 에는 0 을 인가하는 형태로 구성되어 있는데, 이 SRS 전송을 시간 차원에서 보자면 두 개의 동일한 신호가 반복되는 형태로 나타난다 (두 신호의 반복 이전에 cyclic prefix 는 존재할 수 있음). 따라서 이러한 경우에 있어서 기존의 SRS 에서 반복 되는 시간 차원의 신호 중 한 번만을 전송하면 간단하게 기존의 신호 전송 회로를 이용하여 부분 symbol 전송을 수행할 수 있게 된다. 그러나 상기 설명한 부분 symbol 전송의 원리는 반드시 SRS 를 사용하여 전송하는 경우에 제한되지 않으며, 그 외의 reference signal 이나 codeword 에 대응하는 신호의 전송에도 적용이 가능하며, 그 때에는 해당 신호의 한 symbol 에 해당하는 sample 중 일부분만이 전송되고 나머지 sample 에 대응하는 시간은 송수신 전환과 다음 서브프레임의 TA 를 흡수하는 용도로 사용될 수 있다.

상기 설명한 방법들을 사용하게 되면, 한 서브프레임이라도 D2D 로 동작하는 순간 인접한 서브프레임의 eNB-UE 동작에 제약이 발생하게 된다. 이 제약은 D2D 서브프레임과 eNB-UE 서브프레임의 경계가 불일치하기 때문이다. 따라서 일련의 서브프레임에서 D2D 를 동작할 때에는 동일한 서브프레임의 경계로 동작하는 D2D 서브프레임을 연속적으로 설정하는 것이 상기 제약을 줄이는데 도움이 된다.

도 23 은 그러한 일례를 나타낸 것으로, 서브프레임 1, 2, 3 이 연속적으로 D2D 에 사용될 때, 서브프레임 1 과 2 는 아무런 문제 없이 전 영역을 D2D 로 사용할 수 있게 된다. 이 경우 상기 설명한 eNB-UE 링크와의 중복 문제를 해결하는 각종 방법은 서브프레임 3 과 같이 일련의 연속한 D2D 서브프레임 중 마지막 서브프레임에서만 제한적으로 적용될 수도 있다.

이렇게 연속적인 서브프레임을 D2D 서브프레임으로 설정하는 동작은 FDD 시스템에 있어서 UL band 에 TDD 를 위한 UL/DL configuration 을 설정하는 형태로 구현될 수 있다. 일례로 eNB 는 FDD UL band 에 아래 표 1 에 있는 configuration 이나 새로운 configuration 을 설정하고, 설정된 configuration 상에서 DL 로 설정된 서브프레임에서는 DL band 에서의 eNB-UE link 의 DL 서브프레임과 동일한 (혹은 일정한 offset 으로 변형을 준) 서브프레임 경계를 사용하여 D2D 동작을 수행하고, UL 로 설정된 서브프레임에서는 일반적인 eNB-UE link 의 UL 서브프레임과 동일한 서브프레임 경계를 사용할 수 있다.

여기서 DL 로 설정된 서브프레임에서 동작하는 D2D 동작은 discovery 와 communication 모두를 포함할 수도 있으며 혹은 둘 중 하나만을 포함하는 것도 가능하다. 혹은 DL 로 설정된 서브프레임에서는 TA 없이 DL 서브프레임의 경계를 기준으로 동작하는 D2D 동작을 수행하되 UL로 설정된 서브프레임에서는 해당 UE 에게 부여된 TA 에 따라서 설정되는 UL 서브프레임의 경계를 기준으로 동작하는 D2D 동작을 수행할 수 있다. 그러한 일례로, D2D discovery 는 DL 로 설정된 서브프레임에서 개별 UE 에 최적화된 TA 값을 사용하지 않고 수행하되 D2D communication 은 (특히 eNB 에 연결된 UE 사이의 D2D communication 은) UL 로 설정된 서브프레임에서 개별 UE 에게 전송되는 TA 에 따라 결정되는 서브프레임 boundary 를 사용하도록 동작할 수 있다.

도 23 의 예에 따르면 서브프레임 1 과 2 는 DL 로 설정된 것으로 간주할 수 있으며 서브프레임 0 은 UL 로 설정된 것으로 간주할 수 있다. 서브프레임 3 과 4 와 같이 overlap 이 발생하는 서브프레임을 해석하는 구체적인 일례는 다음과 같다.

도 6 에서 설명한 방법 1 이 사용되는 경우, 서브프레임 3 은 special 서브프레임으로 간주되고 D2D 로 동작할 수 있는 region A 는 DwPTS 로 간주할 수 있으며 나머지 시간은 TA 를 흡수하는 guard period 로 간주할 수 있다. Region B 는 실제로 UL 서브프레임에 해당하는 서브프레임 4 에 의해서 eNB-UE link 로 활용된다.

도 7 에서 설명한 방법 2 가 사용되는 경우에는, 서브프레임 3 의 전 영역이 D2D 로 동작할 수 있으므로 서브프레임 3 역시 DL 서브프레임으로 간주된다. 이 경우 서브프레임 4 가 special 서브프레임으로 간주되며 D2D 동작이 없으므로 DwPTS 가 없고 guard period 와 UpPTS 로 구성된 special 서브프레임으로 간주될 수 있다.

도 8 에서 설명한 방법 3 이 사용되는 경우에는 서브프레임 3 과 4 가 모두 special 서브프레임으로 간주된다. 다만 서브프레임 3 은 UpPTS 가 없고 서브프레임 4 는 DwPTS 가 없는 것으로 간주할 수 있다. 다른 의미로 두 서브프레임을 연결한 하나의 super 서브프레임을 special 서브프레임으로 설정하는 것으로 해석될 수도 있다.

도 9 에서 설명한 방법 4 가 사용되는 경우에는 서브프레임 3 은 special 서브프레임으로 간주되고 D2D 로 동작할 수 있는 region A 의 부분 영역이 DwPTS 로 간주된다. 서브프레임 3 의 나머지 시간은 TA 를 흡수하는 guard period 로 간주할 수 있다. Region B 는 실제로 UL 서브프레임에 해당하는 서브프레임 4 에 의해서 eNB-UE link 로 활용된다. 경우에 따라서 region A 에 속하지만 D2D 가 동작되지 않는 영역을 eNB 로의 상향 링크 송신 구간인 UpPTS 로 활용할 수 있으며, 일례로 적은 수의 symbol 을 사용하는 PRACH preamble 이나 SRS 를 송신할 수 있다. 특히 도 12 의 D2D 서브프레임 format 2 가 적용되는 경우에는 region A 의 마지막 일부 symbol 을 UpPTS 로 설정하여 각종 상향 링크 신호 전송에 활용할 수도 있다.

상기 설명한 바와 같이 TDD UL/DL configuration 을 FDD 의 UL band 에 설정하는 동작은, D2D 가 동작하는 시간 구간에만 선택적으로 설정될 수 있다. 일례로 일정한 주기로 나타나는 radio frame 에서만 이런 UL/DL configuration 이 적용되고 나머지 radio frame 에서는 전체 서브프레임이 UL 서브프레임인 것으로 동작할 수 있다.

특징적으로, FDD 의 UL 에서 HARQ 는 8ms 의 주기로 동작하는 속성을 지니므로 (즉 서브프레임 n 에서 전송한 PUSCH 에 대한 재전송이 서브프레임 n+8 에서 수행됨) UL band 에서의 TDD UL/DL configuration 은 4ms 나 8ms 혹은 8ms 의 배수를 주기로 가지는 것을 제안한다. 이를 통해서 eNB-UE link 에서의 특정 UL HARQ process 에 속하는 서브프레임만을 상기 D2D 동작으로 활용함으로써 D2D 동작을 수행하면서 발생하는 eNB-UE link 에서의 UL HARQ 에 대한 제약을 특정 process 에 국한하고 나머지 process 는 아무런 영향 없이 동작시키는 것이 가능해진다. 일례로 아래의 표와 같은 TDD UL/DL configuration 중 하나를 FDD UL band 에 configure 할 수 있는데, 표 1 에 나타난 4 ms 혹은 8 ms 의 주기로 UL/DL configuration 이 반복되는 것을 가정하였다. 만일 8ms 의 배수로 TDD UL/DL configuration 이 나타나는 경우에는 전체 서브프레임을 연속하는 8 개의 서브프레임의 그룹으로 분할하고 일부 그룹에서만 표 1 에서 예시한 configuration 중 하나를 설정할 수 있다. 표 1 에서 서브프레임 number 는 (radio frame number * 10 + 서브프레임 number)를 8 로 나눈 나머지에 해당하는 값으로 해석될 수 있다. 특징적으로 표 1 에서 configuration #9 은 하나의 special 서브프레임을 가지고 7 개의 UL 서브프레임을 가지는데, 이 special 서브프레임의 DwPTS 를 상기 설명한 방식들에 따라서 D2D 로 사용하고 나머지는 모두 통상적인 UL 서브프레임으로 활용할 수 있는데, 이 때 special 서브프레임의 위치는 임의의 위치에 존재할 수도 있으며 반드시 표 1 에 나타난 위치에 제한적으로 나타나지 않을 수 있다.

도 23 과 유사한 동작을 보다 간단하게 구현하는 방법으로, 연속하는 M 개의 UL 서브프레임을 eNB-UE 링크에서 분리하되 실제로는 M-1 개의 서브프레임에서만 D2D 를 동작하는 것이다.

도 24 는 그러한 일례를 나타내는 것으로, 서브프레임 1, 2, 3 이 eNB-UE 링크에서 분리되었지만 실제로는 서브프레임 1 과 2 만이 D2D 로 사용되는 것이다. 서브프레임 3 은 각 UE 의 TA 를 흡수하는 용도로 사용되는 것으로 간주할 수 있다. 이 방식은 한 서브프레임을 사용할 수 없다는 단점이 있지만 상기 설명한 방법들에서와 같이 TA 에 따라서 다양한 송수신 방식을 구현하지 않고 관련 동작을 단순화할 수 있다는 장점이 있으며, 특히 D2D 동작이 간헐적으로 이루어지는 경우에 적합하다.

상기 설명한 방법에 의해서 UL band 에 D2D 동작 서브프레임을 알려주기 위한 추가적인 UL/DL configuration 이 설정되는 경우, D2D 의 DL 로 configure 되어 온전한 서브프레임이 D2D 로 가능한 경우는 상대적으로 많은 자원을 필요로 하는 D2D communication 을 위하여 사용되는 반면 일련의 D2D subframe 의 마지막에 위치하여 special 서브프레임 등으로 사용되는 경우에는 상대적으로 적은 양의 자원을 필요로 하는 D2D discovery 의 용도로 활용되도록 동작할 수도 있다.

특정 시간/주파수 자원이 D2D 동작으로 설정되었지만 실제 D2D 송수신을 위해서 활용되지 않는다면 해당 자원을 통해서 eNB 가 UE 에게 데이터를 송신할 수 있는데, 이 동작이 가능한 이유는 UE 가 해당 자원에서는 eNB-UE 링크의 DL 서브프레임과 동일한 시점에서 서브프레임 경계를 설정하기 때문이다.

TDD 의 경우

도 25 는 일반적인 TDD 상황에서의 DL 및 UL 서브프레임 경계를 나타낸 것이다.

도면에서 나타나듯이 UL 서브프레임은 DL 서브프레임 기준으로 TA 값만큼 앞서서 시작하며, 이에 따른 서브프레임의 불일치를 special 서브프레임의 DwPTS 와 UpPTS 사이에 존재하는 guard period 를 조절함으로써 해결한다.

TDD 의 경우에도 상기 FDD 에서 설명한 방법들을 적용하여 D2D 통신을 수행할 수 있다. TDD 의 특징적인 부분으로, D2D 통신이 수행되는 서브프레임은 eNB 송신으로부터의 간섭이 없는 UL 서브프레임이 바람직하다는 속성과 동시에 D2D 통신은 DL 서브프레임과 동일한 서브프레임 경계를 가진다는 속성이 있다. 이 두 가지 속성을 모두 충족하기 위해서, 먼저 D2D 동작은 (혹은 discovery 와 같이 D2D 동작의 일부는) 한 eNB 가 설정한 UL/DL configuration 상에서는 (예를 들어 system information 을 통해서 불특정 다수의 UE 에게 알리는 UL/DL configuration 상에서는) UL 서브프레임으로 설정된 곳을 사용하지만, 가능한 연속하는 UL 서브프레임 중 마지막에 위치한 서브프레임을 사용하되 그 서브프레임 경계를 도 26 에서와 같이 DL 서브프레임의 것과 동일하게 설정하도록 동작한다.

도 26 에서는 서브프레임 3 하나가 D2D 로 선정된 것을 가정하였으며, 연속적인 서브프레임이 D2D 로 설정되는 것 또한 가능하다. 또한 상기 FDD 의 실시예에서 설명한 것과 같이 DL 서브프레임의 boundary 에서 일정한 offset 만큼 조절된 boundary 를 해당 D2D 서브프레임의 boundary 로 설정할 수도 있다. 특히 도 26 에서와 같은 구조를 사용한다면 임의의 D2D 서브프레임 이후에 eNb-UE link 로 할당되는 UL 서브프레임이 존재하지 않도록 설정하는 것이 가능해지므로, TA 를 사용하지 않는 D2D 동작 서브프레임 이후에 TA 를 사용하는 eNB-UE link 의 UL 서브프레임이 나타나서 서브프레임이 중첩되는 문제를 사전에 방지하는 것이 가능하다. 그 결과로 eNB 는 해당 cell 에서 가능한 TA 값과 무관하게 최대한 많은 symbol 을 D2D 동작에 사용하는 configuration 을 사용할 수 있으며, 일 예로 도 13 의 두 D2D format 중 항상 전자를 사용하도록 동작하거나 혹은 도 22 처럼 부분 symbol 전송을 최대한 활용하도록 동작할 수 있다. 혹은 도 14 에서 설명한 것과 같이 일정 수준 이상의 TA 가 인가되는 경우에는 다음 서브프레임에서의 eNB-UE link 송신이 존재할 수 없다는 제약을 두지 않고 자유롭게 eNB-UE link 에 대한 스케줄링을 수행할 수도 있다.

FDD 에 대하여 설명하였던, UL band 에 TDD UL/DL configuration 을 설정하는 것과 유사한 동작이 TDD 에서도 가능하다. eNB 는 먼저 각 서브프레임을 어떤 용도로 사용할 것인지(즉 eNB 의 신호 송신으로 사용할 것인지 아니면 UE 의 신호 송신으로 사용할 것인지)를 알리는 목적으로 하나의 UL/DL configuration 을 UE 에게 알린 다음, 추가적인 UL/DL configuration 을 하나 더 알려서 해당 configuration 상에서 DL 서브프레임으로 설정된 곳에서는 eNB-UE 링크의 DL 서브프레임과 동일한 서브프레임을 사용하면서 D2D 를 동작할 수 있는 곳이라는 사실을 알릴 수 있다. 이 추가적인 UL/DL configuration 상에서 UL 인 서브프레임은 항상 eNB-UE 링크의 UL 서브프레임과 동일한 경계를 가진다는 점을 보장하기 위해서, 상기 서브프레임 용도를 알리는 configuration 상에서 반드시 UL 이어야 한다는 제약이 따를 수 있다. 바람직하게 D2D 동작은 (혹은 discovery 와 같은 D2D 동작의 일부는) eNB-UE 링크의 DL 서브프레임 경계를 사용하기 위해서 상기 추가적인 configuration 상에서는 DL 로 설정되지만 실제로는 eNB 신호 송신이 없다 (적어도 전 대역에 걸쳐 전송되는 CRS 나 CSI-RS 같은 송신은 없다)는 것을 보장하기 위해서 각 서브프레임의 용도를 지정하는 configuration 상에서는 UL 로 설정된다.

만일 D2D discovery 가 eNB coverage 외부에 위치한 UE 로부터 전송된다면 TA 를 가지고 eNB 로 송신하는 서브프레임이 존재하지 않게 된다. 따라서 상기 도 26 에서 설명한 경우와 유사하게 D2D 동작을 수행하는 것이 eNB-UE link 송신에 적용되는 TA 로 인한 서브프레임 중첩 문제가 발생하지 않는다. 그 결과로 최대한 많은 symbol 을 D2D 동작에 사용하는 configuration 을 사용할 수 있으며, 일 예로 도 13 의 두 D2D format 중 항상 전자를 사용하도록 동작하거나 혹은 도 21 처럼 부분 symbol 전송을 최대한 활용하도록 동작할 수 있다.

상술한 바와 같이 D2D 통신을 위해 여러 가지 프레임 형식이 이용될 수 있으며, 다양한 유형의 상/하향링크 신호가 요구된다. 상술한 설명을 바탕으로 이하에서는 D2D 통신을 지원하는 무선 통신 시스템에서 특정 시간 구간에 복수의 신호를 수신하거나, 전송해야 하는 경우의 처리방법에 대해 설명한다.

<수신 복잡도를 고려한 복수의 신호 처리 방법>

서로 다른 송신 단말로부터 수신된 다수의 신호, 예로서 두 신호가 TA(timing advance)가 다르거나, 혹은 서로 다른 CP length 를 갖는 경우라면 수신 단에서 1 회의 FFT 처리로 두 신호를 모두 복조할 수 없기 때문에 서로 다른 window 로 다수의 FFT processing 을 수행해야 하는 복잡도가 따른다. 이는 D2D 송신의 특징상 다수의 TX UE 가 하나의 RX UE 에게 송신을 시도 할 수 있으며 동시에 이들 신호들은 상이한 TA 나 상이한 CP 를 가질 수 있기 때문에 이러한 상황에서 수신 구현복잡도를 줄이기 위해서는 관련된 적절한 규칙이 필요할 수 있다.

따라서, 본 발명의 일 실시형태에서는 동일한 시간 구간(예를 들어, 서브프레임)에 복수의 신호를 수신하거나, 전송해야 하는 경우 우선순위에 따라 특정 신호를 선택하여 처리하는 방안을 제안한다.

동일한 시간 구간에 수신될 수 있는 복수의 신호의 예로서 아래 표 2 에서는 다수의 D2D, WAN 신호(signal)을 예시 하였다. 신호 이름 뒤 "1" 과 "2" 은 신호 1 과 신호 2 를 구별하기 위한 구분자용으로 사용되었다.

여기서 "D2D communication Rx1, Rx2" 는 D2D 신호 중 디스커버리, 동기 신호, 자원 할당(SA) 신호 등을 제외한 일반 D2D 신호(예를 들어, 데이터 신호)를 나타낸다.

상기 표 2 와 같이 복수의 수신 신호들을 동일한 시간 구간에서 처리해야 하는 경우, 본 발명의 바람직한 일 실시형태에서는 복수의 신호 중 TA(Timing Advanced) 값이 작은 단말로부터 수신한 신호를 우선적으로 처리하는 것을 제안한다. 또 다른 일 실시형태에서는 복수의 신호 중 동기 신호(Sidelink Synchronization Signal)를 우선적으로 처리하는 것을 제안하며, 이 경우 동기 신호의 TA 값이 다른 신호보다 작은 경우에도 동기 신호에 우선순위를 줄 수 있다.

상술한 바와 같은 방식에 따라 복수의 신호를 우선순위에 따라 처리하는 방식을 아래 표 3 과 같이 예시하였다. 표 3 에서 제 1 열 및 제 1 행은 수신되는 다양한 신호를 나열하였으며, 각 행과 열의 교차점에 이에 대응하는 신호들이 동일 시점에서 수신되는 경우 우선순위에 따른 처리 방식을 나타내었다.

본 실시형태의 다른 일 측면으로서는 signal 1 은 normal CP 를 사용하고 signal 2 는 extended CP 를 사용하는 경우 processing priority handling 을 다룬다. 일 실시형태에서는 일반적인 규칙으로 extended CP 를 가지는 signal 이 선택되도록 할 수 있다. 다만, 신호의 속성에 따라서 normal CP 가 선택될 수 도 있다. 상기 표 3 및 이하에서 기술하는 표 4 에서 두 가지 priority 가 함께 기술된 칸에서는 사전에 RRC signal 또는 SIB signal 에 의해서 configure 될 수 있음을 의미한다. 또한 각 표의 셀에 언급된 configuration 신호 사이에는 먼저 언급된 signal 이 default signal 임을 의미한다.

상술한 실시형태들에서는 timing 이 일정 수준 이상 차이가 나면 FFT 를 여러 번 수행해야 하므로 복잡도 증가 차원에서 하나의 신호를 선택하는 목적이 있다. 또한 TA 가 사전에 정한 임계 TA 를 벗어나는 경우도 함께 고려한다. 신호 자체의 특성이 priority 가 매우 높을 지라고 TA 값을 벗어나서 수신되는 경우 TA 가 벗어나는 신호를 채택하지 않는 방법도 함께 고려될 수 있다.

<전송 기회 충돌 시 전송 신호 선택 방법 >

One TX UE 가 복수(multiple)의 RX UE 또는 group 에게 상이한 RPT(resource pattern of transmission)로 상이한 D2D data 를 송신하고 있다면, resource pattern 충돌 시점에서 TX UE 가 어떠한 동작을 취해야 하는 지 명확하게 정의되어야 한다. 간단한 방법으로는 상이한 D2D data 라면 이 중에 하나 만을 선택해서 전송해야 할 것이다. 대신 어떤 data 를 선택할 것인가는 사전에 정의되어야 한다.

RPT 는 SIB 로 configure 된 resource pool 내에서 일부 자원들을 선별해서 (특히 시간 영역에서) 하나로 묶어 놓은 자원들이며 이러한 하나의 묶음 자원을 resource pattern 이라고 언급하기도 한다. 하나의 configured resource set 에는 다수의 resource pattern 이 있을 수 있으며 이러한 set 과 pattern 은 TX UE 와 RX UE 의 관계에 따라서 다르게 configure 되고 선택될 수 있다. 이러한 가정이라면 TX UE 가 RX UE group 1 에게 사용하는 set 과 RPT 가 RX UE group 2 에 사용하는 set 과 RPT 와 서로 다르다 할 지라도 경우에 따라서는 특정 시점(e.g. subframe)에서 두 RPT 가 동일한 서브프레임 또는 RB 를 지시할 수도 있다. 물론 RPT 에 항상 data 를 전송해야 한다고 규칙을 정할 수 도 있지만 그렇지 않아도 되도록 규칙을 정할 수도 있기 때문에 TX UE 입장에서는 여러 가지 동작을 생각할 수 있다.

우선 RPT 가 지시하는 자원에 중복되고 여기에 D2D data 를 전송해야 할 상황이라면 동시에 다수의 data 를 전송할 수 없기 때문에 하나의 D2D data 를 선택하는 것이 바람직하다. D2D data 의 속성을 고려해서 priority 를 사전에 정해둘 수 있다. 예를 들어 dynamic scheduled data 와 semi-static scheduled data 가 동시에 존재한다면 둘 중 하나의 data 를 선택하여 전송하도록 사전에 configure 하거나 규칙으로 하나를 fixed 해 둘 수 도 있을 것이다. 예를 들어 dynamic data 가 더 우선순위를 갖고 전송될 수 있도록 하는 것이다.

이러한 사실은 RX UE 도 알아야 정확한 demodulation 을 수행할 수 있기에 RX UE 에게도 적절한 정보가 전달되거나 혹은 이러한 사실을 인지하고 blind search 를 하도록 알려줘야 한다.

상술한 상황은 2 개의 RPT 가 충돌하는 상황의 예시이지만 2 개 이상의 RPT 가 충돌할 가능성도 존재한다. 이러한 경우 priority 규칙은 다양하게 설정할 수 있다. 우선 전송이 먼저 시작된 RPT 에 우선순위를 두는 것이다. 예를 들어 N 개이 전송기회를 갖는 RPT 에서 K1 번 전송을 시도한 data 와 K2 번 전송을 시도한 data 가 동일한 자원에서 충돌이 발생한다면 K1 (K1＞K2) 전송을 수행한 data 를 실질적으로 선택 전송하는 방법이다. 이러한 동작을 위해서 RX UE 입장에서는 RPT 패턴의 시작 위치 및 몇 번 째 전송인 지를 파악하고 비교할 수 있도록 RPT 가 정의되어야 한다.

RX UE1 과 RX UE2 의 RPT 의 시작 서브프레임이 동일하고 주기도 동일할 경우는 RPT 내 몇 번째 전송 기회(transmission opportunity)인지를 확인할 수 있기 때문에 어느 전송이 더 많이 있었는지 비교해서 전송할 data 를 선택하면 된다. 하지만 이 방식에서 RX UE 들은 알 수 없기 때문에 blind decoding 을 수행해서 CRC check 등을 통해서 자신의 데이터 여부를 확인해야 한다.

만약, 수신 단에서 blind search 를 해야 한다면 송신 단에서도 굳이 별도의 규칙 없이 random selection 을 해서 data 를 전송해도 무방할 것이다.

RPT index 에 별도의 우선순위를 두고 RPT index 가 작은 값일수록 더 높은 TX priority 를 갖도록 할 수 도 있다. 예를 들어 RPT 0, RPT 3, RPT7 을 사용해서 전송을 수행하는 TX UE 는 이러한 RPT 간 자원충돌이 발생할 경우 RPT index 가 작은 값을 선택하여 전송을 수행하는 것이다. 물론 여기서는 index 가 더 작은 값이 TX priority 가 더 높다라고 사전에 정했기 때문이다. 또한 set 이 다르고 RPT 가 다른 경우에는 set 에 대해서도 TX priority 를 정해서 운영할 수 도 있다. 이 경우 RPT index 뿐만 아니라 set index 까지 고려해서 TX selection 을 해야 한다. 다만 수신 UE 가 이러한 상황을 알면 도움이 될 수 있으나 signaling burden 을 고려해서 blind decoding 하는 방법으로 해결할 수 있다.

이러한 동작에는 특정 RX UE 를 향하는 data 가 dropping 되거나 delay 되는 현상이 발생할 수 있다. Delayed transmission 의 경우 전송을 하지 못한 서브프레임에서 전송 parameters 가 후속 TX opportunity 서브프레임에서 그대로 사용되는 방법이며 이 경우 시간 지연을 제외하고는 동일한 전송관련 parameter setting 이 적용될 수 있다. 예를 들어 전송 parameter 중에 하나로서 RV 가 사용된다면 delayed transmission 에서는 이전에 전송하고자 했던 서브프레임에서 사용했던 값과 동일한 RV 값을 사용하여 전송한다는 의미이다. 하지만 dropping 의 경우 해당 서브프레임에서 전송 자체가 누락되었기에 이후 TX opportunity 서브프레임에서는 새로 계산된 전송 parameter 를 사용해서 다른 RV(redundancy version)으로 전송을 수행하는 것을 의미한다.

한편 상기 언급한 바와 같이 신호의 속성에 따라서 TX priority 를 결정할 수 도 있다. 긴급신호 (emergency signal)의 경우 다른 신호에 비해서 전송 우선 순위가 높게 설정될 수 있다.

또한 상기 언급한 바와 다르게 semi-static 하게 할당된 자원에 전송되는 data 가 (RPT 자원 충돌 시) 더 높은 우선 순위를 가지도록 할 수 있다. 이 경우 중요한 신호여서 배타적인 자원을 할당하고자 하는 목적으로 자원을 예약해두고 사용한다고 가정하면, 타 전송 data 와 충돌이 발생할 경우 타 전송 data 신호가 drop 또는 delay 되는 것이 바람직할 것이다.

이러한 개념을 확장하여 RPT 중에는 혹은 set 중에는 배타적인 자원할당을 가정하고 사용되는 set or RPT 가 있는 반면에 중복/충돌의 가능성을 가지고 사용되는 set 또는 RPT 로 나누어서 운영할 수 있다. 따라서 이 경우 단말의 속성, 데이터 속성, 신호의 특징에 따라서 set or RPT 를 다르게 할당한다. Data 의 delay 또는 drop 에 민감하지 않는 best effort service 또는 delay insensitive data 의 경우는 RPT pattern 에서 일부 서브프레임 (또는 RB)의 중복/충돌을 감수하고 사용하게 되고 delay sensitive data 의 경우 또는 high-quality guaranteed service 의 경우 non-overlapped resource pattern 을 갖는 RPT 또는 set 을 할당하게 된다.

도 27 은 상술한 바와 같은 동작을 수행하기 위한 장치를 설명하기 위한 도면이다.

도 27 의 무선 장치(800)은 상술한 설명의 특정 UE 1, 그리고 무선 장치(850)은 상술한 설명의 다른 특정 UE 2 에 대응할 수 있다. 또한, UE 1 이 eNB 와 통신하는 경우에는 UE1 과 eNB 로도 볼 수 있다.

UE 1 은 프로세서(810), 메모리(820), 송수신부(830)를 포함할 수 있고, UE 2(850)는 프로세서(860), 메모리(870) 및 송수신부(880)를 포함할 수 있다. 송수신부(830 및 880)은 무선 신호를 송신/수신하고, 3GPP 등의 물리적 계층에서 실행될 수 있다. 프로세서(810 및 860)은 물리 계층 및/또는 MAC 계층에서 실행되고, 송수신부(830 및 880)와 연결되어 있다. 프로세서(810 및 860)는 상기 언급된 간섭 제어 절차를 수행할 수 있다.

프로세서(810 및 860) 및/또는 송수신부(830 및 880)는 특정 집적 회로(application-specific integrated circuit, ASIC), 다른 칩셋, 논리 회로 및/또는 데이터 프로세서를 포함할 수 있다. 메모리(820 및 870)은 ROM(read-only memory), RAM(random access memory), 플래시 메모리, 메모리 카드, 저장 매체 및/또는 다른 저장 유닛을 포함할 수 있다. 일 실시 예가 소프트웨어에 의해 실행될 때, 상기 기술한 방법은 상기 기술된 기능을 수행하는 모듈(예를 들어, 프로세스, 기능)로서 실행될 수 있다. 상기 모듈은 메모리(820, 870)에 저장될 수 있고, 프로세서(810, 860)에 의해 실행될 수 있다. 상기 메모리(820, 870)는 상기 프로세스(810, 860)의 내부 또는 외부에 배치될 수 있고, 잘 알려진 수단으로 상기 프로세스(810, 860)와 연결될 수 있다.

상술한 바와 같이 개시된 본 발명의 바람직한 실시형태에 대한 상세한 설명은 당업자가 본 발명을 구현하고 실시할 수 있도록 제공되었다. 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 형태를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 상술한 설명으로부터 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

상술한 바와 같은 본 발명은 무선 기기들 사이의 직접통신을 지원하는 다양한 무선 시스템에 적용될 수 있다.

Claims (15)

1. 단말간 집적 통신(D2D)을 지원하는 무선통신 시스템에서 제 1 단말이 신호를 송수신하는 방법에 있어서,
   기지국으로부터 D2D 통신과 관련된 RRC(Radio Resource Control) 신호를 수신하고,
   소정 범위 내 복수의 단말 중 하나 이상의 단말부터 디스커버리(discovery) 신호를 수신하고,
   상기 디스커버리 신호를 전송 한 단말들 중 특정 단말과 D2D 통신을 위한 D2D 동기 신호를 송수신하며,
   상기 디스커버리 신호를 전송 한 단말들 중 특정 단말과 자원 할당(SA(Scheduling Assignment) 신호를 송수신하고,
   상기 자원 할당 신호에 기반하여 D2D 통신 신호를 송수신하되,
   상기 디스커버리 신호, 상기 D2D 동기 신호, 상기 자원 할당 신호 및 상기 D2D 통신 신호 중 하나 이상을 포함하는 복수의 신호가 동일한 시간 구간 내에서 수신되는 경우, 상기 복수의 신호 중 특정 신호를 우선적으로 선택하여 처리하는, 신호 송수신 방법.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 복수의 신호가 동일한 시간 구간 내에서 수신되는 경우, 상기 복수의 신호 중 TA (Timing Advanced) 값이 작은 단말로부터 수신한 신호를 우선적으로 처리하는, 신호 송수신 방법.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 복수의 신호가 동일한 시간 구간 내에서 수신되는 경우, 상기 복수의 신호 중 상기 D2D 동기 신호를 우선적으로 처리하는, 신호 송수신 방법.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 복수의 신호 중 상기 D2D 동기 신호의 TA값이 상기 복수의 신호 중 상기 D2D 동기 신호가 아닌 신호의 TA 값보다 큰 경우에도, 상기 D2D 동기 신호를 우선적으로 처리하는, 신호 송수신 방법.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 복수의 신호 중 일반 CP (Cyclic Prefix)를 사용하는 신호와 확장 CP를 사용하는 신호가 포함된 경우, 확장 CP를 사용하는 신호를 우선적으로 처리하는, 신호 송수신 방법.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 1 단말이 상기 복수의 단말 중 제 2 단말에게 제 1 D2D 통신 신호를 전송하기 위해 할당된 제 1 RPT (Resource Pattern of Transmission )와, 상기 제 1 단말이 상기 복수의 단말 중 제 3 단말에게 제 2 D2D 통신 신호를 전송하기 위해 할당된 제 2 RPT가 중복되는 전송 시점을 포함하는 경우,
   상기 제 1 단말은 상기 중복되는 전송 시점에서 상기 제 1 D2D 통신 신호와 상기 제 2 D2D 통신 신호 중 어느 일측을 선택하여 전송하는, 신호 송수신 방법.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 제 1 RPT는 동적으로 할당되며, 상기 제 2 RPT는 반-정적으로 할당되는 경우, 상기 제 1 D2D 통신 신호를 우선적으로 전송하는, 신호 송수신 방법.
8. 제 6 항에 있어서,
   상기 제 1 RPT와 상기 제 2 RPT 중 먼저 전송이 시작된 RPT의 D2D 통신 신호를 우선적으로 전송하는, 신호 송수신 방법.
9. 제 6 항에 있어서,
   상기 제 1 RPT 및 상기 제 2 RPT 는 미리 정해진 인덱스에 의해 지시되며, 상기 제 1 RPT와 상기 제 2 RPT의 인덱스 중 낮은 인덱스에 대응하는 RPT의 D2D 통신 신호를 우선적으로 전송하는, 신호 송수신 방법.
10. 제 6 항에 있어서,
    상기 중복되는 전송 시점에서 상기 제 1 D2D 통신 신호와 상기 제 2 D2D 통신 신호 중 선택되지 않은 타측은 전송포기(dropping) 또는 전송 지연(delaying) 처리되는, 신호 송수신 방법.
11. 제 10 항에 있어서,
    상기 전송 지연된 D2D 통신 신호는 후속하는 전송 시점에서 상기 중복되는 전송 시점에서 사용될 전송 파라미터를 이용하여 전송되며,
    상기 전송 포기된 D2D 통신 신호는 후속하는 전송 시점에서 새로운 전송 파라미터를 이용하여 전송되는, 신호 송수신 방법.
12. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 1 RPT 및 상기 제 2 RPT 중 어느 하나는 가장 높은 우선순위로 전송되는 제 1 타입 RPT이며,
    상기 중복되는 전송 시점에서 상기 제 1 D2D 통신 신호가 선택되어 전송되는, 신호 송수신 방법.
13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 1 타입 RPT는 긴급 신호를 위해 할당되는, 신호 송수신 방법.
14. 단말간 집적 통신(D2D)을 지원하는 무선통신 시스템에서 제 1 단말로서 동작하는 단말 장치에 있어서,
    기지국으로부터 D2D 통신과 관련된 RRC(Radio Resource Control) 신호를 수신하고, 소정 범위 내 복수의 단말 중 하나 이상의 단말부터 디스커버리(discovery) 신호를 수신하며, 상기 디스커버리 신호를 전송 한 단말들 중 특정 단말과 D2D 통신을 위한 D2D 동기 신호를 송수신하며, 상기 디스커버리 신호를 전송 한 단말들 중 특정 단말과 자원 할당(SA(Scheduling Assignment) 신호를 송수신하고, 상기 자원 할당 신호에 기반하여 D2D 통신 신호를 송수신하도록 구성되는 송수신기(transceiver); 및
    상기 송수신기와 연결되어 상기 송수신기의 동작을 제어하는 프로세서를 포함하되,
    상기 프로세서는 상기 디스커버리 신호, 상기 D2D 동기 신호, 상기 자원 할당 신호 및 상기 D2D 통신 신호 중 하나 이상을 포함하는 복수의 신호가 동일한 시간 구간 내에서 수신되는 경우, 상기 복수의 신호 중 특정 신호를 우선적으로 선택하여 처리하도록 구성되는, 단말 장치.
15. 제 14 항에 있어서,
    상기 프로세서는 특정 전송 시점에 복수의 전송 신호를 전송하도록 자원이 할당되는 경우, 상기 복수의 전송 신호 중 특정 신호를 선택하여 전송하도록 구성되는, 단말 장치.

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