KR102042042B1 - Method of estimating carrier frequency offset and detecting user equipment information in D2D communication - Google Patents

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KR102042042B1 KR1020170113995A KR20170113995A KR102042042B1 KR 102042042 B1 KR102042042 B1 KR 102042042B1 KR 1020170113995 A KR1020170113995 A KR 1020170113995A KR 20170113995 A KR20170113995 A KR 20170113995A KR 102042042 B1 KR102042042 B1 KR 102042042B1
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Abstract

본 발명에 따른 단말 간 통신(D2D: Device-to-Device)에서의 반송파 주파수 옵셋 추정과 단말 정보 검출 방법은, 각각의 주 사이드링크 동기 신호(PSSS: Primary Sidelink Synchronization Signal)를 수신하는 PSSS 수신 단계; 및 상기 PSSS로부터 독립된 채널 추정을 통해 획득된 메트릭 T(q,i,ξ)를 이용하여, 양자화된 주파수 옵셋(q) 및 단말 정보(i)를 검출하는 주파수 옵셋/단말 정보 검출 단계를 포함하고, 상기 q,i,ξ는 상기 양자화된 주파수 옵셋(q), 잔류 오류(ξ) 및 상기 단말 정보(i)를 나타내고, 상기 잔류 오류(ξ)는 임의의 주파수 옵셋과 상기 양자화된 주파수 옵셋(q)의 차이에 의해 결정되고, 단말 간 통신 또는 차량 통신에서처럼 반송파 주파수 옵셋의 발생 범위가 넓게 나타나는 경우, PSSS와 같은 동기 신호를 이용하여 넓은 범위의 반송파 주파수 옵셋을 효과적으로 추정하는 방법과 동기 신호에 포함된 송신 단말 정보를 획득하는 방법을 제공할 수 있다.In the method of estimating carrier frequency offset and detecting terminal information in a device-to-device (D2D) according to the present invention, a PSSS receiving step of receiving respective primary sidelink synchronization signals (PSSS) ; And a frequency offset / terminal information detection step of detecting the quantized frequency offset q and the terminal information i using the metric T (q, i, ξ) obtained through channel estimation independent from the PSSS. , Q, i, ξ represents the quantized frequency offset (q), residual error (ξ) and the terminal information (i), the residual error (ξ) is a random frequency offset and the quantized frequency offset ( q), and when the occurrence range of carrier frequency offset is wide as shown in the terminal-to-terminal communication or vehicle communication, a method of effectively estimating a wide range of carrier frequency offset using a synchronization signal such as PSSS and a synchronization signal It is possible to provide a method for obtaining included transmission terminal information.

Description

단말 간 통신에서의 반송파 주파수 옵셋 추정과 단말 정보 검출 방법{Method of estimating carrier frequency offset and detecting user equipment information in D2D communication}Method of estimating carrier frequency offset and detecting user equipment information in D2D communication}

본 발명은 단말 간 통신에서의 반송파 주파수 옵셋 추정과 단말 정보 검출 방법 및 이를 수행하는 단말에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 단말간 (device-to-device: D2D) 통신 또는 차량 (vehicular-to-everything V2X) 통신을 지원할 때 반송파 주파수 옵셋 추정과 단말 정보 검출 방법 및 이를 수행하는 단말에 관한 것이다. The present invention relates to a carrier frequency offset estimation and terminal information detection method in a terminal-to-terminal communication and a terminal performing the same. More specifically, the present invention relates to a carrier frequency offset estimation and terminal information detection method when supporting device-to-device (D2D) communication or vehicle (vehicular-to-everything V2X) communication, and a terminal performing the same.

직교 주파수 분할 다중화 (Orthogonal frequency division multiplexing) 방식을 기반으로 한 무선 통신 시스템의 가장 큰 단점은 주파수 동기가 맞지 않을 경우 부반송파 간 직교성이 무너져서 정보를 신뢰성 있게 복원하기 어렵다는 것이다. 그러므로 직교 주파수 분할 다중화 시스템에서 반송파 주파수 옵셋을 정확하게 추정하는 것이 매우 중요하다. The biggest disadvantage of the wireless communication system based on Orthogonal frequency division multiplexing is that if the frequency synchronization is not correct, the orthogonality between subcarriers is broken and it is difficult to reliably recover information. Therefore, it is very important to accurately estimate the carrier frequency offset in an orthogonal frequency division multiplexing system.

단말간 (D2D) 통신에서 특히 단말이 기지국 전송 영역 밖에 있는 (out-of-coverage) 경우 동기 기준을 기지국이 아닌 다른 단말에 맞추어야 하므로 초기에 발생하는 반송파 주파수 옵셋의 범위가 매우 크게 된다. 이러한 단말간 (D2D) 통신을 차량 통신으로 확장할 경우 고속 이동 환경에서 송신기와 수신기가 동시에 이동함에 따라 발생 가능한 반송파 주파수 옵셋의 범위가 더 커지게 된다.      In the terminal-to-device (D2D) communication, especially when the terminal is out-of-coverage, the synchronization criterion needs to be matched to a terminal other than the base station. When the terminal-to-device (D2D) communication is extended to vehicle communication, a range of carrier frequency offsets that can occur as the transmitter and the receiver move simultaneously in a high speed mobile environment becomes larger.

기존의 선행 특허에서는 (US 20160227496A1, Synchronization of device to device communication filed on Sep 26, 2014) 단말간 통신을 지원하기 위해 LTE Sidelink Channel을 기반으로 한 동기 절차 및 자원 할당, 또한 동기 신호를 전송하는 방법을 제공하고 있다. 기존의 또 다른 선행 특허에서는 (US2016/0174174 A1, Method and apparatus for detecting synchronization signal in wireless communication system, Pub. Date June 16, 2016) 단말간 통신에서 초기 반송파 주파수 옵셋 발생 범위가 커지는 문제점을 인지하여 LTE 표준에서 제공하는 PSSS 신호 특성을 이용하여 정수배 주파수 옵셋과 (Integral Frequency Offset, IFO) 단말 정보를 동시에 획득하는 데 필요한 메트릭 계산 복잡도를 줄이는 방법을 제공하였다. 그러나 이 방법은 정합 여파기 (matched filtering) 기반의 메트릭을 사용함으로써, 초기 단계에서 위상 정보가 없고 다중경로 페이딩 채널에서 시간 지연 확산에 의해 발생하는 심볼간 간섭 문제를 고려하지 않았다는 문제점이 있다..      In the prior art, (US 20160227496A1, Synchronization of device to device communication filed on Sep 26, 2014), a synchronization procedure and resource allocation based on LTE sidelink channel to support inter-device communication and a method of transmitting a sync signal are also described. Providing. In another prior patent (US2016 / 0174174 A1, Method and apparatus for detecting synchronization signal in wireless communication system, Pub. Date June 16, 2016) LTE by recognizing the problem that the initial carrier frequency offset generation range in the terminal-to-device communication increases By using the PSSS signal characteristics provided by the standard, a method of reducing the metric calculation complexity required for simultaneously acquiring integer frequency offset (IFO) terminal information is provided. However, this method has a problem in that it uses no matched filtering-based metric and does not consider the intersymbol interference problem caused by time delay spreading in the multipath fading channel without phase information at an early stage.

다중경로 페이딩 채널에서 정수배 주파수 옵셋을 (Integral Frequency Offset, IFO) 추정하는 성능 향상 방안으로 최대우도 (Maximum Likelihood, ML) 방식으로 채널 추정과 정수배 주파수 옵셋 추정을 수행하는 방법이 기존 논문 [Z. Z. Lu, L. L. Zhao, and J. J. Li, "Further results on the maximum likelihood IFO estimation for OFDM systems," IEEE Transactions on Consumer Electronics, vol. 2, no. 53, pp. 286-288, 2007.]에서 제안되었다. 그러나, 이러한 방법은 소수 부분 주파수 옵셋이 (fractional frequency offset, FFO) 없다는 가정하에 하나의 심볼만을 이용하여 수행하였고 소수 부분 주파수 옵셋에 의한 성능 저하를 고려하지 않았다는 문제점이 있다.As a performance improvement method for estimating integral frequency offset (IFO) in multipath fading channels, a method of performing channel estimation and integer frequency offset estimation using the maximum likelihood (ML) method has been described in the existing paper [Z. Z. Lu, L. L. Zhao, and J. J. Li, "Further results on the maximum likelihood IFO estimation for OFDM systems," IEEE Transactions on Consumer Electronics, vol. 2, no. 53, pp. 286-288, 2007.]. However, this method is performed using only one symbol under the assumption that there is no fractional frequency offset (FFO), and does not consider performance degradation due to fractional frequency offset.

미국공개특허 US2016/0174174A1(2016.06.16)US published patent US2016 / 0174174A1 (2016.06.16)

따라서, 본 발명에서 해결하고자 하는 과제는, 단말간 통신 또는 차량 통신에서 반송파 주파수 옵셋을 효율적으로 추정하는 방법과 단말 정보 검출 방법을 제공하는 것을 목표로 한다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for efficiently estimating a carrier frequency offset and a terminal information detection method in terminal-to-terminal communication or vehicle communication.

또한, 본 발명에서 해결하고자 하는 과제는, 단말간 통신 또는 차량 통신에서 선행되는 주파수 옵셋 추정에서 발생하는 추정 오차에 강인하고 반복 전송되는 PSSS 신호 특성을 잘 활용할 수 있는 주파수 옵셋 추정을 제공하는 것을 목표로 한다.In addition, the problem to be solved by the present invention is to provide a frequency offset estimation that can be robust to the estimation error occurring in the preceding frequency offset estimation in the terminal-to-vehicle communication or vehicle communication and can utilize the characteristics of the PSSS signal transmitted repeatedly Shall be.

상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 양상에 따른 단말 간 통신(D2D: Device-to-Device)에서의 반송파 주파수 옵셋 추정 방법과 단말 정보 검출 방법은, 각각의 주 사이드링크 동기 신호(PSSS: Primary Sidelink Synchronization Signal)를 수신하는 PSSS 수신 단계; 및 상기 PSSS로부터 독립된 채널 추정을 통해 획득된 메트릭 T(q,i,ξ)를 이용하여, 양자화된 주파수 옵셋(q) 및 PSSS에 포함된 단말 정보(i)를 검출하는 주파수 옵셋/단말 정보 검출 단계를 포함하고, 상기 q,i,ξ는 상기 양자화된 주파수 옵셋(q), 잔류 오류(ξ) 및 상기 단말 정보(i)를 나타내고, 상기 잔류 오류(ξ)는 임의의 주파수 옵셋과 상기 양자화된 주파수 옵셋(q)의 차이에 의해 결정되고, 단말 간 통신 또는 차량 통신에서처럼 반송파 주파수 옵셋의 발생 범위가 넓게 나타나는 경우, PSSS와 같은 동기 신호를 이용하여 넓은 범위의 반송파 주파수 옵셋을 효과적으로 추정하는 방법과 동기 신호에 포함된 송신 단말 정보를 획득하는 방법을 제공할 수 있다.According to an aspect of the present invention, a carrier frequency offset estimation method and a terminal information detection method in a device-to-device (D2D) according to an aspect of the present invention may include respective primary sidelink synchronization signals (PSSS). PSSS receiving step of receiving a Primary Sidelink Synchronization Signal; And frequency offset / terminal information detection using the metric T (q, i, ξ) obtained through channel estimation independent from the PSSS to detect the quantized frequency offset q and the terminal information i included in the PSSS. Wherein q, i, ξ represents the quantized frequency offset q, residual error ξ and the terminal information i, and the residual error ξ represents an arbitrary frequency offset and the quantization. When the frequency range of the carrier frequency offset is determined by the difference between the frequency offsets (q) and the occurrence of the carrier frequency offset is wide, as in the inter-terminal communication or the vehicle communication, a method of effectively estimating a wide range of carrier frequency offsets using a synchronization signal such as PSSS And a method for acquiring transmission terminal information included in a synchronization signal.

일 실시 예에 따르면, 상기 주파수 옵셋/단말 정보 검출 단계에서, 상기 잔류 오류(ξ)가 발생 가능한 범위에서 2K+1개의 후보를 선정하고, 상기 선정된 2K+1개의 후보에 대한 제2 메트릭 [수학식 18]을 최대로 하는 가설 H( q,i )를 선택하고, 상기 선택된 H( q,i )에 기반하여 상기 주파수 옵셋/단말 정보 검출 단계를 수행할 수 있다.According to an embodiment, in the frequency offset / terminal information detection step, 2K + 1 candidates are selected within a range in which the residual error ξ may occur, and a second metric for the selected 2K + 1 candidates [ The hypothesis H ( q, i ) maximizing Equation 18 may be selected, and the frequency offset / terminal information detection step may be performed based on the selected H ( q, i ) .

일 실시 예에 따르면, 상기 제2 메트릭에서

Figure 112017086637181-pat00001
로 선택하여, [수학식 19] 또는 [수학식 20]을 최대로 하는 가설 H( q,i )를 선택하고, 상기 선택된 H( q,i )에 기반하여 상기 주파수 옵셋/단말 정보 검출 단계를 수행할 수 있다.According to one embodiment, in the second metric
Figure 112017086637181-pat00001
Select the hypothesis H ( q, i ) that maximizes Equation 19 or Equation 20 , and detect the frequency offset / terminal information based on the selected H ( q, i ) . Can be done.

일 실시 예에 따르면, 상기 양자화된 주파수 옵셋(QFO: Quantized Frequency Offset)의 검출 오류 확률과 연관된 제1 오류 임계치, 상기 단말 정보와 관련된 그룹 ID의 검출 오류 확률과 연관된 제2 오류 임계치, 심볼 당 신호 대 간섭비, 및 다중 경로 페이딩 환경 유형에 따라 상기 J0(q, i) 또는 상기 J1(q, i) 중 하나를 선택할 수 있다.According to an embodiment, a first error threshold associated with a detection error probability of the quantized frequency offset (QFO), a second error threshold associated with a detection error probability of a group ID associated with the terminal information, and a signal per symbol One of the J 0 (q, i) or the J 1 (q, i) may be selected according to the interference ratio, and the multipath fading environment type.

일 실시 예에 따르면, 상기 가설 선택 단계에서, 상기 각각의 PSSS는 zm으로 표현되고,

Figure 112017086637181-pat00002
을 이용하여 최대 우도 추정 값을 추정하는 최대 우도 추정 단계를 포함할 수 있다. 한편, 상기 추정된 최대 우도 추정 값에 기반하여, 오류 벡터를 최소로 하는, 상기 메트릭 T(q,i,ξ)는 [수학식 17]과 같이 주어진다.According to one embodiment, in the hypothesis selection step, each PSSS is represented by zm,
Figure 112017086637181-pat00002
The method may include a maximum likelihood estimating step of estimating a maximum likelihood estimation value using. Meanwhile, based on the estimated maximum likelihood estimation value, the metric T (q, i, ξ), which minimizes an error vector, is given by Equation 17.

일 실시 예에 따르면, 상기 주파수 옵셋/단말 정보 검출 단계에서, 상기 잔류 오류(ξ)가 발생 가능한 범위에서 2K+1개의 후보를 선정하고, 상기 선정된 2K+1개의 후보에 대한 제2 메트릭 [수학식 11]를 최대로 하는 가설 H( q,i )를 선택하고, 상기 선택된 H( q,i )에 기반하여 상기 주파수 옵셋/단말 정보 검출 단계를 수행할 수 있다.According to an embodiment, in the frequency offset / terminal information detection step, 2K + 1 candidates are selected within a range in which the residual error ξ may occur, and a second metric for the selected 2K + 1 candidates [ The hypothesis H ( q, i ) maximizing Equation 11 may be selected, and the frequency offset / terminal information detection step may be performed based on the selected H ( q, i ) .

본 발명의 다른 양상에 따른, 단말 간 통신(D2D: Device-to-Device)에서의 반송파 주파수 옵셋 추정과 단말 정보 검출 방법은, 복수의 주 사이드링크 동기 신호(PSSS: Primary Sidelink Synchronization Signal)를 수신하는 PSSS 수신 단계; 및 상기 복수의 PSSS에 공통된 채널 특성 추정을 통해 획득된 메트릭 M(q,i,ξ)를 이용하여, 양자화된 주파수 옵셋(q) 및 단말 정보(i)를 검출하는 주파수 옵셋/단말 정보 검출 단계를 포함하고, 상기 q,i,ξ는 상기 양자화된 주파수 옵셋(q), 잔류 오류(ξ) 및 상기 단말 정보(i)를 나타내고, 상기 잔류 오류(ξ)는 임의의 주파수 옵셋과 상기 양자화된 주파수 옵셋(q)의 차이에 의해 결정된다.According to another aspect of the present invention, a carrier frequency offset estimation and terminal information detection method in a device-to-device (D2D) receives a plurality of primary sidelink synchronization signals (PSSS). PSSS receiving step; And detecting frequency offset / terminal information for detecting the quantized frequency offset q and the terminal information i by using the metric M (q, i, ξ) obtained through channel characteristic estimation common to the plurality of PSSSs. Wherein q, i, ξ represents the quantized frequency offset q, residual error ξ and the terminal information i, and the residual error ξ represents an arbitrary frequency offset and the quantized It is determined by the difference of the frequency offset q.

일 실시 예에 따르면, 상기 제2 메트릭에서

Figure 112017086637181-pat00003
로 선택하여, [수학식 12] 또는 [수학식 13]을 최대로 하는 가설 H( q,i )를 선택하고, 상기 선택된 H( q,i )에 기반하여 상기 주파수 옵셋/단말 정보 검출 단계를 수행할 수 있다.According to one embodiment, in the second metric
Figure 112017086637181-pat00003
Select the hypothesis H ( q, i ) that maximizes Equation 12 or Equation 13 , and detect the frequency offset / terminal information based on the selected H ( q, i ) . Can be done.

일 실시 예에 따르면, 상기 양자화된 주파수 옵셋(QFO: Quantized Frequency Offset)의 검출 오류 확률과 연관된 제1 오류 임계치, 상기 단말 정보검출 오류 확률과 연관된 제2 오류 임계치, 심볼 당 신호 대 간섭비, 및 다중 경로 페이딩 환경 유형에 따라 상기 F0(q, i) 또는 상기 F1(q, i) 중 하나를 선택할 수 있다.According to an embodiment, a first error threshold associated with a detection error probability of the quantized frequency offset (QFO), a second error threshold associated with the terminal information detection error probability, a signal-to-interference ratio per symbol, and One of the F 0 (q, i) or the F 1 (q, i) may be selected according to the multipath fading environment type.

일 실시 예에 따르면, 상기 PSSS 수신 단계에서, 상기 PSSS를 포함하는 D2D 사이드링크 부프레임(subframe)을 수신하고, 상기 주파수 옵셋/단말 정보 검출 단계 이전에, 다중 경로 페이딩 환경에서 상기 수신된 PSSS의 자기 상관 함수를 이용하여 상기 PSSS의 시간 동기를 획득하는 시간 동기 획득 단계; 및 상기 획득된 시간 동기에 따라 정수배 주파수 옵셋을 추정하는 단일 주파수 옵셋 추정 단계를 더 포함할 수 있다.According to an embodiment, in the PSSS receiving step, a D2D sidelink subframe including the PSSS is received, and before the frequency offset / terminal information detection step, the received PSSS in a multipath fading environment. Obtaining time synchronization of the PSSS by using an autocorrelation function; And estimating an integer frequency offset according to the obtained time synchronization.

일 실시 예에 따르면, 상기 각각의 PSSS는 zm으로 표현되고, 상기 주파수 옵셋/단말 정보 검출 단계는, [수학식 8]을 이용하여 최대 우도 추정 값을 추정하는 최대 우도 추정 단계를 포함하고, 상기 추정된 최대 우도 추정 값에 기반하여, 오류 벡터를 최소로 하는, 상기 메트릭 M(q,i,ξ)는 [수학식 10]과 같이 주어진다.According to an embodiment, each PSSS is represented by z m , and the frequency offset / terminal information detection step includes a maximum likelihood estimation step of estimating a maximum likelihood estimation value using Equation 8, Based on the estimated maximum likelihood estimation value, the metric M (q, i, ξ), which minimizes the error vector, is given by Equation (10).

본 발명의 적어도 일 실시 예에 따르면, 단말간 통신 또는 차량 통신에서처럼 반송파 주파수 옵셋의 발생 범위가 넓게 나타나는 경우, PSSS와 같은 동기 신호를 이용하여 넓은 범위의 반송파 주파수 옵셋을 효과적으로 추정하는 방법과 동기 신호에 포함된 송신 단말 정보를 획득하는 방법을 제공할 수 있다는 장점이 있다.According to at least one embodiment of the present invention, when the generation range of the carrier frequency offset is wide as shown in the terminal-to-terminal communication or vehicle communication, the method and the synchronization signal to effectively estimate a wide range of carrier frequency offset using a synchronization signal such as PSSS There is an advantage in that it can provide a method for obtaining the transmission terminal information included in.

또한, 본 발명의 적어도 일 실시 예에 따르면, 선행되는 주파수 옵셋 추정에서 발생하는 추정 오차에 강인하고 반복 전송되는 PSSS 신호 특성을 잘 활용할 수 있는 주파수 옵셋 추정 범위 확장 방법과 단말 정보 획득 방법을 제공할 수 있다는 장점이 있다.In addition, according to at least one embodiment of the present invention, to provide a frequency offset estimation range expansion method and a terminal information acquisition method that is robust to the estimation error occurring in the preceding frequency offset estimation and can utilize the characteristics of the PSSS signal transmitted repeatedly. There is an advantage that it can.

도 1은 본 발명과 관련하여, D2D 동기를 위한 주 사이드링크 동기 신호(PSSS: Primary Sidelink Synchronization Signal)를 포함하는 부프레임(subframe) 구조를 나타낸다.
도 2는 본 발명에 따른 시간 및 주파수 동기를 수행하는 수신 단말의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 3은 본 발명에 따른 단말, 특히 시간 및 주파수 동기 수행 방법을 수행하는 수신 단말의 모뎀의 상세 구성을 나타낸 블록도이다.
도 4는 본 발명에 따른 양자화 주파수 옵셋 검출 확률에 대한 모의실험 결과를 도시한다.
도 5는 본 발명에 따른 단말 정보 검출 확률에 대한 모의실험 결과를 도시한다.
도 6은 본 발명에 따른 반송파 주파수 옵셋 추정 방법의 흐름도를 도시한다.
1 illustrates a subframe structure including a primary sidelink synchronization signal (PSSS) for D2D synchronization.
2 is a block diagram illustrating a configuration of a receiving terminal that performs time and frequency synchronization according to the present invention.
3 is a block diagram illustrating a detailed configuration of a terminal of a terminal, in particular, a modem of a receiving terminal performing a time and frequency synchronization method.
4 shows a simulation result for the quantization frequency offset detection probability according to the present invention.
5 shows a simulation result of the terminal information detection probability according to the present invention.
6 shows a flowchart of a carrier frequency offset estimation method according to the present invention.

상술한 본 발명의 특징 및 효과는 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다.The above-described features and effects of the present invention will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings, and thus, those skilled in the art to which the present invention pertains may easily implement the technical idea of the present invention. Could be. As the inventive concept allows for various changes and numerous embodiments, particular embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the text. However, this is not intended to limit the present invention to a specific disclosure, it should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention.

각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용한다.In describing each drawing, like reference numerals are used for like elements.

제1, 제2등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.Terms such as first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.

예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. "및/또는" 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as the second component, and similarly, the second component may also be referred to as the first component. The term “and / or” includes any combination of a plurality of related items or any item of a plurality of related items.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art.

일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않아야 한다.Terms such as those defined in the commonly used dictionaries should be construed as having meanings consistent with the meanings in the context of the related art, and are not construed in ideal or excessively formal meanings unless expressly defined in this application. Should not.

이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈", "블록" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. The suffixes "module", "block", and "unit" for components used in the following description are given or mixed in consideration of ease of specification, and do not have distinct meanings or roles by themselves. .

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 당해 분야에 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 설명한다. 하기에서 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지의 기능 또는 공지의 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, preferred embodiments of the present invention will be described to be easily carried out by those of ordinary skill in the art. In the following description of the embodiments of the present invention, when it is determined that the detailed description of the related known functions or known configurations may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

이하, 본 발명에 따른 단말 간 통신(D2D: Device-to-Device)에서의 반송파 주파수 옵셋 추정 방법 및 이를 수행하는 단말에 대해 살펴보기로 하자.Hereinafter, a method of estimating a carrier frequency offset in a device-to-device (D2D) according to the present invention and a terminal performing the same will be described.

먼저, 도 1은 본 발명과 관련하여, D2D 동기를 위한 주 사이드링크 동기 신호(PSSS: Primary Sidelink Synchronization Signal)를 포함하는 부프레임(subframe) 구조를 나타낸다. 도 1에 도시된 바와 같이, 단말간 (D2D) 통신에서 한 단말이 다른 단말들이 동기를 맞추는 기준 역할을 할 때 상기 기준 단말은 LTE D2D 표준에 따른다 즉, 도 1과 같이 동기 기준을 제공학기 위해 PSSS 신호가 포함된 D2D Sidelink 부프레임을 전송한다. 이때, D2D Sidelink 부프레임은 PSSS 신호가 두 번 반복 전송되며, 한 PSSS 신호는 시간 영역에서

Figure 112017086637181-pat00004
샘플로 구성된다. 여기서 은 FFT 크기로 유효 데이터 샘플 수이고,
Figure 112017086637181-pat00005
는 유효 데이터 샘플 앞에 삽입되는 순환 전치 (Cyclic Prefix) 길이이다. First, FIG. 1 illustrates a subframe structure including a primary sidelink synchronization signal (PSSS) for D2D synchronization in relation to the present invention. As shown in FIG. 1, when one terminal serves as a reference for synchronization between other terminals in a terminal-to-device (D2D) communication, the reference terminal follows the LTE D2D standard, that is, to provide a synchronization criterion as shown in FIG. 1. The D2D Sidelink subframe including the PSSS signal is transmitted. At this time, the PS2 signal is repeatedly transmitted twice in the D2D sidelink subframe, and one PSSS signal is transmitted in the time domain.
Figure 112017086637181-pat00004
It consists of samples. Where is the number of valid data samples in FFT size,
Figure 112017086637181-pat00005
Is the cyclic prefix length inserted before the valid data sample.

한편, PSSS의 유효 데이터 부분은 [수학식 1]과 같다. On the other hand, the valid data portion of the PSSS is shown in [Equation 1].

Figure 112017086637181-pat00006
Figure 112017086637181-pat00006

여기서

Figure 112017086637181-pat00007
은 표준에서 정의한 ZC (Zadoff-Chu) 수열로, ZC 수열의 근 인자 ui는 단말 정보 i=0,1에 따라 u0=26 또는 u1=37가 된다. 단말 정보 i는 Sidelink ID 집합 정보로 각 단말은 네트워크 내에 있는지 (i=0), 네트워크 밖에 있는지 (i=1)를 나타낸다. 단말은 네트워크 내에 있으면 0 ~ 167사이의 정수값을 Sidelink ID로 배정받고, 네트워크 밖에 있으면 168~335 사이의 정수값을 Sidelink ID로 배정받는다. 부연하면, 송신 단말의 Sidelink ID가 0~ 167 가운데 하나의 값을 가지면 단말 정보는 i=0이고, 상기 송신 단말이 전송하는 PSSS는 근 인자가 u0=26인 ZC 수열로 구성된다. 송신 단말의 Sidelink ID가 168~335 사이의 한 정수 값을 가지면 단말 정보는 i=1이고, 상기 송신 단말이 전송하는 PSSS는 근 인자가 u1=37인 ZC 수열로 구성된다. here
Figure 112017086637181-pat00007
Is a ZC (Zadoff-Chu) sequence defined in the standard, and the root factor ui of the ZC sequence is u 0 = 26 or u 1 = 37 according to the terminal information i = 0,1. The terminal information i is Sidelink ID set information and indicates whether each terminal is in the network (i = 0) or outside the network (i = 1). The terminal receives an integer value between 0 and 167 as a Sidelink ID when it is in a network, and receives an integer value between 168 and 335 as a Sidelink ID when it is outside a network. In other words, if the sidelink ID of the transmitting terminal has one of 0 to 167, the terminal information is i = 0 and the PSSS transmitted by the transmitting terminal is composed of a ZC sequence having a root factor of u 0 = 26. If the sidelink ID of the transmitting terminal has an integer value between 168 and 335, the terminal information is i = 1, and the PSSS transmitted by the transmitting terminal is composed of a ZC sequence having a root factor of u 1 = 37.

Figure 112017086637181-pat00008
와 같이, 하나의 PSSS 신호는 Ncp 길이의 순환 전치와 N개의 유휴 데이터로 구성된다.
Figure 112017086637181-pat00008
As shown, one PSSS signal consists of a cyclic prefix of Ncp length and N idle data.

상기 PSSS가 포함된 LTE Sidelink subframe을 수신한 다른 단말들은 수신 신호로부터시간과 주파수 동기를 맞춘다. 이때 두 PSSS 신호 시간 동안 채널 변화가 없다고 가정하면, Ts마다 샘플링된 수신 신호는 [수학식 2]와 같이 표현될 수 있다.Other terminals that receive the LTE Sidelink subframe including the PSSS adjust time and frequency synchronization from the received signal. In this case, it is assumed that there is no channel change during two PSSS signal times, and a received signal sampled for each Ts may be expressed as Equation 2 below.

Figure 112017086637181-pat00009
Figure 112017086637181-pat00009

여기서 x(n)은 PSSS를 포함한 Sidelink 송신 신호, L은 다중경로 페이딩의 최대 시간 길이, h(l)은 l번째 다중 경로 페이딩 진폭, w(n)은 평균이 0이고 분산이 σ2인 독립 정규 잡음, ε=f0NTs는 실제 반송파 주파수 옵셋 f0를 부반송파 간격 1/NTs로 정규화한 주파수 옵셋 값이다.Where x (n) is the sidelink transmit signal including PSSS, L is the maximum time length of multipath fading, h (l) is the lth multipath fading amplitude, w (n) is independent of mean 0 and variance σ 2 Normal noise, ε = f 0 NTs is a frequency offset value obtained by normalizing the actual carrier frequency offset f 0 to subcarrier spacing 1 / NTs.

동기 신호가 반복 전송되는 경우 수신 단말이 시간과 주파수 동기를 맞추는 방법으로 자기 상관을 이용할 수 있다. [수학식 3]은 수신 신호에 대해 정규화하지 않은 자기 상관 함수를 이용한 것이다. When the synchronization signal is repeatedly transmitted, the receiving terminal may use autocorrelation as a method of adjusting time and frequency synchronization. Equation 3 uses an autocorrelation function that is not normalized to the received signal.

Figure 112017086637181-pat00010
Figure 112017086637181-pat00010

수신 단말은 상기의 자기 상관 함수를 포함하는 메트릭을 최대로 하는 n'=n0을 찾음으로써, PSSS의 시작점을 찾을 수 있고, 상기 시작점에서의 자기 상관 값으로 정규화된 주파수 옵셋을 [수학식 4]와 같이 추정할 수 있다.The receiving terminal can find the starting point of the PSSS by finding n '= n 0 which maximizes the metric including the above autocorrelation function, and calculates the frequency offset normalized by the autocorrelation value at the starting point [Equation 4]. Can be estimated as

Figure 112017086637181-pat00011
Figure 112017086637181-pat00011

여기서 ∠는 복소수의 위상을 나타내는 함수이고,

Figure 112017086637181-pat00012
이다. Where ∠ is a function representing the phase of a complex number
Figure 112017086637181-pat00012
to be.

[수학식 4]로 추정 가능한 ε=f0NTs의 범위는

Figure 112017086637181-pat00013
이다. 곧, 부반송파 간격 1/NTs이 15kHz인 LTE 시스템에서, N=1024, Ncp=78이면, R=0.9344이고 정규화된 주파수 옵셋 추정 범위는
Figure 112017086637181-pat00014
이다. 결국, 추정 가능한 반송파 주파수 옵셋 범위는 |f0|≤6.858kHz이다. 한편, 단말간 (D2D) 통신에서는 환경에 따라 반송파 주파수 옵셋이 ±50 kHz까지도 발생할 수 있다. 따라서 [수학식 4]의 주파수 옵셋 추정 방법으로는 단말간 통신에서 발생하는 넓은 범위의 반송파 주파수 옵셋 추정이 가능하지 않다. The range of ε = f 0 NTs that can be estimated by Equation 4 is
Figure 112017086637181-pat00013
to be. In other words, in an LTE system with subcarrier spacing 1 / NTs of 15 kHz, if N = 1024 and Ncp = 78, then R = 0.9344 and the normalized frequency offset estimation range is
Figure 112017086637181-pat00014
to be. As a result, the estimated carrier frequency offset range is | f 0 | ≦ 6.858 kHz. Meanwhile, in D2D communication, carrier frequency offset may occur up to ± 50 kHz depending on the environment. Therefore, in the frequency offset estimation method of Equation 4, a wide range of carrier frequency offset estimation that occurs in terminal-to-terminal communication is not possible.

본 발명에서는 초기 동기 과정에서 추정 가능한 정규화된 주파수 옵셋 범위를 이라고 할 때, 정규화된 주파수 옵셋 를 [수학식 5]와 같이 두 부분으로 나눈다. In the present invention, when the normalized frequency offset range estimated in the initial synchronization process is denoted by, the normalized frequency offset is divided into two parts as shown in [Equation 5].

Figure 112017086637181-pat00015
Figure 112017086637181-pat00015

여기서 Q는 수신 단말이 겪은 반송파 주파수 옵셋의 최대값 fmax에 의해

Figure 112017086637181-pat00016
로 결정되는 자연수이다. Where Q is the maximum value fmax of the carrier frequency offset experienced by the receiving terminal.
Figure 112017086637181-pat00016
Is a natural number determined by.

예를 들어, fmax=50kHz, N=1024, Ncp=78, 1/Ts=15.36×106일 때, 초기 동기 과정에서 [수학식 4]로 주파수 옵셋을 추정하면, R=0.9344이고 Q=3이다. For example, when fmax = 50 kHz, N = 1024, Ncp = 78, 1 / Ts = 15.36 × 10 6 , the frequency offset is estimated by Equation 4 during the initial synchronization process, and R = 0.9344 and Q = 3. to be.

한편,εq=qR 가 정수인 경우는 다음과 같다. 이와 관련하여, 하나의 OFDM 심볼 내 길이가 N인 유효 부분이 N/2씩 반복되는 구조를 적용하여 R=2이고, εq=2q 가 짝수 값을 가지는 경우를 고려하였다. 이와 관련하여, εq=2q를 정수부분 주파수 옵셋 (integral frequency offset: IFO), 그에 따라 남은 -1≤r≤1은 소수부분 주파수 옵셋 (fractional frequency offset: FFO)이라 지칭할 수 있다. 이러한 연구에서는 소수부분 주파수 옵셋이 완벽하게 추정되었다는 가정하고, 정수부분 주파수 옵셋 εq=2q에 의해 주파수 영역에서εq=2q부반송파만큼 이동된 동기 신호를 주파수 영역 상관을 통해 εq=2q를 얻었다. 또한, 하나의 OFDM 심볼로 정수배 주파수 옵셋을 추정하였다.On the other hand, when ε q = q R is an integer, it is as follows. In this regard, the case where R = 2 and ε q = 2q has an even value is applied by applying a structure in which an effective portion having a length of N in one OFDM symbol is repeated N / 2 times. In this regard, ε q = 2q may be referred to as an integral frequency offset (IFO), and thus, −1 ≦ r ≦ 1 remaining as a fractional frequency offset (FFO). In this study, assuming that the fractional frequency offset was perfectly estimated, we obtained ε q = 2q through the frequency domain correlation of the synchronous signal shifted by ε q = 2q subcarriers in the frequency domain by the integer fraction frequency offset ε q = 2q. . In addition, an integer frequency offset was estimated with one OFDM symbol.

반면 본 발명에서는 이에 정수부분 주파수 옵셋에 한정하지 않고, R이 정수가 아닌 임의의 양수 값이 되는 경우를 또한 고려하여, εq 또한 정수가 아닌 소수 부분을 가질 수 있다. 이에 본 발명에서는 [수학식 5]에서 R을 양자화 단계 (quantization step)로 정의하고, εq와 r을 각각 양자화 단계 R로 양자화했을 때 양자화된 주파수 옵셋 (quantized CFO; QFO)과 나머지 주파수 옵셋(remainder of CFO; RFO)으로 부른다. On the other hand, the present invention is not limited to the integer part frequency offset, and in consideration of the case where R is any positive value that is not an integer, ε q may also have a fractional part which is not an integer. Therefore, in the present invention, when R is defined as a quantization step in Equation 5 and ε q and r are respectively quantized to quantization step R, a quantized frequency offset (QFO) and the remaining frequency offset ( remainder of CFO (RFO).

나머지 주파수 옵셋 r은 [수학식 4]의 방법 또는 다른 방법으로도 추정할 수 있으나, 실제 시스템에서 추정이 완벽하지 않을 수 있다. 나머지 주파수 옵셋 추정치를

Figure 112017086637181-pat00017
로 쓰면, 잔류 오류
Figure 112017086637181-pat00018
는 |ξ|<R 범위에서 발생한다. 나머지 주파수 옵셋이 없거나 추정이 완벽할 경우 ξ=0이다. The remaining frequency offset r may be estimated by Equation 4 or another method, but the estimation may not be perfect in an actual system. Remaining frequency offset estimate
Figure 112017086637181-pat00017
, Residual error
Figure 112017086637181-pat00018
Occurs in the | ξ | <R range. Ξ = 0 if there is no remaining frequency offset or the estimate is perfect.

도 2는 본 발명에 따른 시간 및 주파수 동기를 수행하는 수신 단말의 구성을 나타낸 블록도이다. 한편, 도 3은 본 발명에 따른 단말, 특히 시간 및 주파수 동기 수행 방법을 수행하는 수신 단말의 모뎀의 상세 구성을 나타낸 블록도이다. 도 2와 관련하여, 수신 단말(200)은 송신 단말(미도시)로부터 사이드링크 동기 신호호(PSSS: Primary Sidelink Synchronization Signal)를 수신하여 시간/주파수 동기를 수행한다. 한편, 수신 단말(200)은 모뎀(210), 및 송수신부(220)를 포함한다. 한편, 도 3에 도시된 바와 같이, 모뎀(210)은 초기 시간 동기 수행부(211), 나머지 주파수 옵셋 추정 및 보상부(212), 및 양자화 주파수 옵셋 및 단말 정보 검출부(213)을 포함한다. 한편, 도 3에 도시된 바와 같이, 시간 동기 및 주파수 동기 수행 방법은, 초기 시간 동기 → 나머지 주파수 옵셋 추정 및 보상 → 양자화 주파수 옵셋 및 단말 정보 검출의 순서로 수행될 수 있지만 이에 한정된 것은 아니다. 2 is a block diagram illustrating a configuration of a receiving terminal that performs time and frequency synchronization according to the present invention. On the other hand, Figure 3 is a block diagram showing a detailed configuration of a terminal of the terminal according to the present invention, in particular the receiving terminal performing the time and frequency synchronization method. Referring to FIG. 2, the receiving terminal 200 receives a primary sidelink synchronization signal (PSSS) from a transmitting terminal (not shown) to perform time / frequency synchronization. On the other hand, the receiving terminal 200 includes a modem 210, and the transceiver 220. As shown in FIG. 3, the modem 210 includes an initial time synchronization performer 211, a remaining frequency offset estimator and compensator 212, and a quantized frequency offset and terminal information detector 213. As illustrated in FIG. 3, the method of performing time synchronization and frequency synchronization may be performed in the order of initial time synchronization → remaining frequency offset estimation and compensation → quantization frequency offset and terminal information detection, but is not limited thereto.

본 발명에서는 [도 3]과 같이 초기 시간 동기와 나머지 주파수 옵셋 추정 과정 및 보상 수행 후 양자화된 주파수 옵셋과 단말 정보를 얻는 방법을 명시한다. 제안하는 방법을 기술하기 위해 [수학식 2]의 수신 샘플에서 나머지 주파수 옵셋 추정값을 보상한 신호를

Figure 112017086637181-pat00019
로 타나낸다. 이러한 나머지 주파수 옵셋 추정값을 보상한 신호에서 순환 전치를 제거한 m번째 PSSS 수신 신호 벡터는
Figure 112017086637181-pat00020
로 나타낼 수 있다. 송신 단말 정보가 i이고 수신 단말의 양자화된 주파수 옵셋이 εq=qR이고, 잔류 오류 ξ가 있을 때 m번째 PSSS 수신 벡터는 [수학식 6]과 같이 표현될 수 있다.In the present invention, as shown in FIG. 3, a method of obtaining quantized frequency offset and terminal information after performing initial time synchronization and remaining frequency offset estimation process and compensation is described. To describe the proposed method, a signal that compensates for the remaining frequency offset estimate in the received sample of [Equation 2]
Figure 112017086637181-pat00019
To appear. The m-th PSSS received signal vector from which the cyclic prefix is removed from the signal that compensates for the remaining frequency offset estimate is
Figure 112017086637181-pat00020
It can be represented as. When the transmitting terminal information is i, the quantized frequency offset of the receiving terminal is? Q = qR, and there is a residual error ξ, the m th PSSS reception vector may be expressed as Equation 6 below.

Figure 112017086637181-pat00021
Figure 112017086637181-pat00021

여기서 θm은 주파수 옵셋으로 인한 m번째 PSSS가 겪은 공통 위상 천이(common phase shift)로, 일반성 상실 없이

Figure 112017086637181-pat00022
,
Figure 112017086637181-pat00023
로 둘 수 있다.Where θm is the common phase shift experienced by the mth PSSS due to the frequency offset, without loss of generality
Figure 112017086637181-pat00022
,
Figure 112017086637181-pat00023
Can be placed.

Figure 112017086637181-pat00024
는 주파수 옵셋으로 인한 수신 샘플마다의 위상 천이를 반영한 대각 행렬,
Figure 112017086637181-pat00024
Is a diagonal matrix reflecting the phase shift for each received sample due to the frequency offset,

Figure 112017086637181-pat00025
는 첫 열 벡터가 시간 영역 PSSS 송신 신호이고, 다른 열은 첫 열의 순환 이동으로 구성되는 circulant 행렬,
Figure 112017086637181-pat00025
Is a circulant matrix in which the first column vector is a time-domain PSSS transmission signal and the other columns consist of cyclic shifts of the first column,

Figure 112017086637181-pat00026
는 길이가 Ncp인 채널응답 벡터,
Figure 112017086637181-pat00026
Is a channel response vector of length Ncp,

Figure 112017086637181-pat00027
Figure 112017086637181-pat00028
에 해당하는 의 평균이 0이고 분산이 σ2인 독립 정규 잡음이다.
Figure 112017086637181-pat00027
Is
Figure 112017086637181-pat00028
Is an independent normal noise with an average of 0 and a variance of σ 2 .

[수학식 6]에서 X(i)의 열의 개수는 다중경로 페이딩 채널의 최대 시간 길이 L로 제한되나, 초기 동기 획득 시 L을 알 수 없는 경우가 많다. 이러한 경우 이 순환 전치 길이 Ncp보다 작을 가능성이 높으므로, 채널 벡터 길이를 Ncp로, 열의 개수도 Ncp로 가정하였다. 만약 L을 미리 알고 있다면 채널 벡터 길이를 L로 한정하고, X(i)도 N×L로 고려하여 아래 내용을 그대로 적용할 수 있다.     In Equation 6, the number of columns of X (i) is limited to the maximum time length L of the multipath fading channel, but L is often unknown when initial synchronization is acquired. In this case, since the cyclic prefix length is likely to be smaller than Ncp, the channel vector length is assumed to be Ncp and the number of columns is also assumed to be Ncp. If L is known in advance, the channel vector length is limited to L, and X (i) may be considered as N × L, and the following content may be applied as it is.

[수학식 6]에서 양자화된 주파수 옵셋 q는 Sq=-Q, -Q+1, ..., Q 중 하나의 값을 갖고, 단말 정보는 ID=0,1 중 하나의 값을 가질 수 있다. In Equation 6, the quantized frequency offset q may have one of Sq = -Q, -Q + 1, ..., Q, and the terminal information may have one of I D = 0,1. have.

이에 따라, 수신 단말(200)은 자신의 요청 여부와 관계없이, 양자화된 주파수 옵셋과 단말 정보를 복원할 필요가 있다. 따라서, 다중 가설

Figure 112017086637181-pat00029
을 수립하고 이 가운데 하나의 가설을 선택함으로써 양자화된 주파수 옵셋
Figure 112017086637181-pat00030
와 단말 정보
Figure 112017086637181-pat00031
를 결정한다. Accordingly, the receiving terminal 200 needs to restore the quantized frequency offset and the terminal information regardless of whether it is requested. Thus, multiple hypotheses
Figure 112017086637181-pat00029
And establish one of these hypotheses to quantize the frequency offset
Figure 112017086637181-pat00030
And terminal information
Figure 112017086637181-pat00031
Determine.

본 발명의 일 실시 예에서는 다중 가설

Figure 112017086637181-pat00032
중 하나의 가설
Figure 112017086637181-pat00033
를 검정하는 방법으로 각 가설이 올바르다는 가정하에 두 수신 신호 벡터 z0, z1로부터 공통 채널 h의 최대우도 (maximum likelihood) 추정 값
Figure 112017086637181-pat00034
을 얻고, 해당 가설 하에 확률적으로 가능성이 가장 큰 (최대 우도) 가설을 선택하는 것이다. 이를 위해 두 PSSS 수신 신호를 한 벡터로 나타내면 [수학식 7]과 같다.In one embodiment of the present invention, multiple hypotheses
Figure 112017086637181-pat00032
One hypothesis of
Figure 112017086637181-pat00033
The maximum likelihood estimate of the common channel h from two received signal vectors z 0 and z 1 under the assumption that each hypothesis is correct.
Figure 112017086637181-pat00034
And then choose the most likely (maximum likelihood) hypothesis under that hypothesis. To this end, two PSSS received signals are represented by one vector.

Figure 112017086637181-pat00035
Figure 112017086637181-pat00035

가설 H(q, i)하에서, 잔류 오류 ζ를 알고 있다는 가정하에 최대우도 채널 추정값은 [수학식 8]과 같다.Under hypothesis H (q, i) , assuming that the residual error ζ is known, the maximum likelihood channel estimate is given by Equation (8).

Figure 112017086637181-pat00036
Figure 112017086637181-pat00036

해당 채널 추정값을 이용한 최대우도 가설 검정은 정규 잡음하에서 [수학식 9]와 같다.     The maximum likelihood hypothesis test using the channel estimate is given by Equation 9 under normal noise.

Figure 112017086637181-pat00037
Figure 112017086637181-pat00037

이때, [수학식 9]에 따라 가설 검정을 하는 방법은 [수학식 10]의 메트릭을 최대로 하는 가설을 선택하는 것과 같다. In this case, the hypothesis test according to Equation 9 is the same as selecting a hypothesis that maximizes the metric of Equation 10.

Figure 112017086637181-pat00038
Figure 112017086637181-pat00038

여기서,

Figure 112017086637181-pat00039
이다. here,
Figure 112017086637181-pat00039
to be.

본 발명에서는 [수학식 10]에 포함된 잔류 오류 ζ에 대해 ζ가 발생 가능한 (-R, R)범위에서 2K+1개의 후보를 선정하여 계산한 [수학식 11]의 메트릭을 최대로 하는 가설 H(q,i)를 선택하는 것이다. In the present invention, the hypothesis of maximizing the metric of Equation 11 calculated by selecting 2K + 1 candidates from the range of (-R, R) where ζ can occur with respect to the residual error ζ included in Equation 10. H (q, i) is to be selected.

Figure 112017086637181-pat00040
Figure 112017086637181-pat00040

여기서 ζk는 잔류 오류 후보값       Where ζk is the residual error candidate

상기 메트릭을 활용하여 양자화된 주파수 옵셋과 D2D 단말 정보를

Figure 112017086637181-pat00041
와 같이 동시에 얻을 수 있고, 양자화된 주파수 옵셋과 D2D 단말 정보를
Figure 112017086637181-pat00042
Figure 112017086637181-pat00043
로 독립적으로 얻을 수 있다. Quantized frequency offset and D2D terminal information by using the metric.
Figure 112017086637181-pat00041
Can be obtained simultaneously, and the quantized frequency offset and D2D terminal information
Figure 112017086637181-pat00042
Wow
Figure 112017086637181-pat00043
Can be obtained independently.

본 발명의 한 일시예에서는 [수학식 11]에서 로 설정하여 [수학식 12]와 [수학식 13] 등의 메트릭을 가설 검정에 활용할 수 있다. In one exemplary embodiment of the present invention, by setting in Equation 11, metrics such as Equation 12 and Equation 13 may be utilized for hypothesis testing.

Figure 112017086637181-pat00044
Figure 112017086637181-pat00044

Figure 112017086637181-pat00045
Figure 112017086637181-pat00045

다중 가설

Figure 112017086637181-pat00046
에서의 메트릭을 효율적으로 계산하는 방법으로
Figure 112017086637181-pat00047
를 이용하여 복잡도를 줄일 수 있다. 예를 들어, [수학식 12]의 메트릭을 얻기 위해 총 |SD|×|ID|개의 메트릭을 계산하여야 하나, [수학식 13]의 메트릭을 적용하는 [수학식 12]의 3배가 아닌 2배의 메트릭 계산만이 필요하다.Multiple hypothesis
Figure 112017086637181-pat00046
To efficiently calculate metrics from
Figure 112017086637181-pat00047
Complexity can be reduced. For example, to obtain the metric of Equation 12, the total | S D | × | I D | metrics must be calculated, but not three times that of Equation 12, which applies the metric of Equation 13. Only two metric calculations are needed.

또한 [수학식 12]와 [수학식 13]의 메트릭을 계산하는 데 있어 [수학식 14]와 [수학식 15]와 같이 단순화된 식을 적용하면 계산 복잡도가 줄어드는 장점이 있다. In addition, in calculating the metrics of Equation 12 and Equation 13, applying a simplified expression such as Equation 14 and Equation 15 reduces the complexity of calculation.

Figure 112017086637181-pat00048
Figure 112017086637181-pat00048

Figure 112017086637181-pat00049
Figure 112017086637181-pat00049

본 발명의 또 다른 실시 예에서 다중 가설

Figure 112017086637181-pat00050
중 하나의 가설
Figure 112017086637181-pat00051
를 검정하는 방법으로 각 가설이 올바르다는 가정하에 각 수신 신호 벡터 zm에 대한 채널을 독립적으로 추정하는 것이다. 이를 위해 [수학식 6]의 수신 신호를 [수학식 16]으로 모형화한다. In another embodiment of the present invention multiple hypotheses
Figure 112017086637181-pat00050
One hypothesis of
Figure 112017086637181-pat00051
The test method is to independently estimate the channel for each received signal vector z m under the assumption that each hypothesis is correct. To this end, the received signal of [Equation 6] is modeled by [Equation 16].

Figure 112017086637181-pat00052
Figure 112017086637181-pat00052

여기서,

Figure 112017086637181-pat00053
이다.here,
Figure 112017086637181-pat00053
to be.

독립 채널 추정에서는 각 PSSS 수신 신호마다 가설 하에 채널을

Figure 112017086637181-pat00054
와 같이 독립적으로 최대우도 추정한 뒤, 가설을 검증하기 위해 필요한 [수학식 17]의 메트릭을 얻는다. In independent channel estimation, the channel is hypothesized for each PSSS received signal.
Figure 112017086637181-pat00054
After estimating the maximum likelihood independently, we obtain the metric of Equation 17 needed to test the hypothesis.

Figure 112017086637181-pat00055
Figure 112017086637181-pat00055

본 발명에서는 [수학식 14]에 포함된 잔류 오류 ξ에 대해 ξ가 발생 가능한 [-R, R]범위에서 2K+1개의 후보를 선정하여 계산한 [수학식 15]의 메트릭을 최대로 하는 가설 H(q,i)를 선택하는 것이다. In the present invention, the hypothesis of maximizing the metric of [Equation 15] calculated by selecting 2K + 1 candidates in the range [-R, R] where ξ can occur with respect to residual error ξ included in [Equation 14]. H (q, i) is to be selected.

Figure 112017086637181-pat00056
Figure 112017086637181-pat00056

본 발명의 한 일시예에서는 [수학식 18]에서

Figure 112017086637181-pat00057
로 설정하여 [수학식 19]과 [수학식 20]의 메트릭을 가설 검정에 활용할 수 있다. In one embodiment of the present invention,
Figure 112017086637181-pat00057
By setting to, we can use the metrics of Equation 19 and Equation 20 to test the hypothesis.

Figure 112017086637181-pat00058
Figure 112017086637181-pat00058

Figure 112017086637181-pat00059
Figure 112017086637181-pat00059

본 실시 예에서도 다중 가설

Figure 112017086637181-pat00060
에서의 메트릭을 효율적으로 계산하는 방법으로
Figure 112017086637181-pat00061
를 이용하여 복잡도를 줄일 수 있다. 즉, 모든 가설에 대해 [수학식 17]의 메트릭을 계산할 때
Figure 112017086637181-pat00062
임을 이용하여 계산 복잡도를 낮출 수 있다. Multiple hypothesis also in this embodiment
Figure 112017086637181-pat00060
To efficiently calculate metrics from
Figure 112017086637181-pat00061
Complexity can be reduced. In other words, when calculating the metric in Equation 17 for all hypotheses,
Figure 112017086637181-pat00062
Can be used to reduce the computational complexity.

이상에서는, 본 발명에 따른 반송파 주파수 옵셋 추정 및 단말정보 검출 방법에 대해 살펴보았다. 아래에서는 이러한 반송파 주파수 옵셋 추정을 수행하는 수신 단말의 각 구성 부분의 동작에 대해 살펴보기로 한다.In the above, the carrier frequency offset estimation and the terminal information detection method according to the present invention has been described. Hereinafter, the operation of each component of the receiving terminal for performing such carrier frequency offset estimation will be described.

이와 관련하여, 도 2 및 도 3을 참조하여, 본 발명에 따른 수신 단말(200)에서의 반송파 주파수 옵셋 추정 방법에 대해 살펴보면 다음과 같다.In this regard, referring to Figures 2 and 3, the carrier frequency offset estimation method in the receiving terminal 200 according to the present invention will be described as follows.

송수신부(220)는 복수의 주 사이드링크 동기 신호(PSSS: Primary Sidelink Synchronization Signal)를 수신한다. The transceiver 220 receives a plurality of primary sidelink synchronization signals (PSSS).

모뎀(210)은 상기 복수의 PSSS에 공통된 채널 특성 추정을 통해 획득된 메트릭을 이용하여, 양자화된 주파수 옵셋(q) 및 PSSS에 포함된 단말 정보(i)를 검출한다. 여기서, 모뎀(210)은 상기 복수의 PSSS에 공통된 채널 특성 추정을 통해 획득된 메트릭 M(q,i,ξ)를 이용할 수 있다. 이때, 상기 q,i,ξ는 양자화된 주파수 옵셋(q), 잔류 오류(ξ) 및 단말 정보(i)를 나타낸다. 한편, 상기 잔류 오류(ξ)는 임의의 주파수 옵셋과 상기 양자화된 주파수 옵셋(q)의 차이에 의해 결정된다.The modem 210 detects the quantized frequency offset q and the terminal information i included in the PSSS by using a metric obtained through channel characteristic estimation common to the plurality of PSSSs. Here, the modem 210 may use the metric M (q, i, ξ) obtained through channel characteristic estimation common to the plurality of PSSS. In this case, q, i, ξ represents a quantized frequency offset (q), residual error (ξ), and terminal information (i). On the other hand, the residual error ξ is determined by the difference between an arbitrary frequency offset and the quantized frequency offset q.

한편, 도 3을 참조하면, 초기 시간 동기 수행부(211)는 다중 경로 페이딩 환경에서 상기 수신된 PSSS의 자기 상관 함수를 이용하여 상기 PSSS의 시간 동기를 획득할 수 있다. 또한, 나머지 주파수 옵셋 추정 및 보상부(212)는 상기 수신된 복수의 PSSS로부터 공통된 채널 특성을 추정하여, 2K+1개의 메트릭 Mk(q,i,ξ)의 합을 최대로 하는 가설(Hypothesis) H( q,i )를 선택할 수 있다. 또한, 양자화 주파수 옵셋 및 단말 정보 검출부(213)는 상기 선택된 H( q,i )에 기반하여, 상기 양자화된 주파수 옵셋(q) 및 상기 단말 정보(i)를 검출할 수 있다.Meanwhile, referring to FIG. 3, the initial time synchronization performing unit 211 may acquire the time synchronization of the PSSS using the received autocorrelation function of the PSSS in a multipath fading environment. In addition, the remaining frequency offset estimation and compensator 212 estimates common channel characteristics from the plurality of received PSSSs and maximizes the sum of 2K + 1 metrics M k (q, i, ξ). ) H ( q, i ) can be selected. In addition, the quantized frequency offset and the terminal information detector 213 may detect the quantized frequency offset q and the terminal information i based on the selected H ( q, i ) .

한편, 상기 모뎀(210)은, 상기 잔류 오류(ξ)가 발생 가능한 범위에서 2K+1개의 후보를 선정하고, 상기 선정된 2K+1개의 후보에 대한 제2 메트릭인 [수학식 11]을 최대로 하는 가설 H( q,i )를 선택하고, 상기 선택된 H(q,i)에 기반하여 상기 주파수 옵셋/단말 정보 검출을 수행할 수 있다. Meanwhile, the modem 210 selects 2K + 1 candidates within a range in which the residual error ξ may occur, and maximizes Equation 11, which is a second metric for the selected 2K + 1 candidates. The hypothesis H ( q, i ) can be selected, and the frequency offset / terminal information detection can be performed based on the selected H (q, i) .

한편, 상기 모뎀(210)은, 상기 제2 메트릭에서

Figure 112017086637181-pat00063
로 선택하여, [수학식 12] 또는 [수학식 13]을 최대로 하는 가설 H( q,i )를 선택하고, 상기 선택된 H( q,i )에 기반하여 상기 주파수 옵셋/단말 정보 검출을 수행할 수 있다.On the other hand, the modem 210, in the second metric
Figure 112017086637181-pat00063
Is selected, the hypothesis H ( q, i ) maximizing [Equation 12] or [Equation 13] is selected , and the frequency offset / terminal information detection is performed based on the selected H ( q, i ) . can do.

본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 송수신부(220)는 각각의 주 사이드링크 동기 신호(PSSS: Primary Sidelink Synchronization Signal)를 수신한다.According to another embodiment of the present invention, the transceiver 220 receives each primary sidelink synchronization signal (PSSS).

모뎀(210)은 상기 각각의 PSSS로부터 독립된 채널 추정을 통해 획득된 메트릭 T(q,i,ξ)를 이용하여, 양자화된 주파수 옵셋(q) 및 단말 정보(i)를 검출한다. 여기서, 모뎀(210)은 상기 PSSS로부터 독립된 채널 추정을 통해 획득된 메트릭 T(q,i,ξ)를 이용할 수 있다. 이때, 상기 q,i,ξ는 양자화된 주파수 옵셋(q), 잔류 오류(ξ) 및 단말 정보(i)를 나타낸다. 한편, 상기 잔류 오류(ξ)는 임의의 주파수 옵셋과 상기 양자화된 주파수 옵셋(q)의 차이에 의해 결정된다.The modem 210 detects the quantized frequency offset q and the terminal information i using the metric T (q, i, ξ) obtained through channel estimation independent from each PSSS. Here, the modem 210 may use the metric T (q, i, ξ) obtained through channel estimation independent from the PSSS. In this case, q, i, ξ represents a quantized frequency offset (q), residual error (ξ), and terminal information (i). On the other hand, the residual error ξ is determined by the difference between an arbitrary frequency offset and the quantized frequency offset q.

한편, 모뎀(210)은 상기 잔류 오류(ξ)가 발생 가능한 범위에서 2K+1개의 후보를 선정하고, 상기 선정된 2K+1개의 후보에 대한 제2 메트릭인 [수학식 18]을 최대로 하는 가설 H( q,i )를 선택하고, 상기 선택된 H(q,i)에 기반하여 상기 주파수 옵셋/단말 정보 검출을 수행할 수 있다.Meanwhile, the modem 210 selects 2K + 1 candidates within a range where the residual error ξ may occur, and maximizes Equation 18, which is a second metric for the selected 2K + 1 candidates. The hypothesis H ( q, i ) may be selected and the frequency offset / terminal information detection may be performed based on the selected H (q, i) .

한편, 모뎀(210)은 상기 제2 메트릭에서

Figure 112017086637181-pat00064
로 선택하여, [수학식 19] 또는 [수학식 20]을 최대로 하는 가설 H( q,i )를 선택하고, 상기 선택된 H( q,i )에 기반하여 상기 주파수 옵셋/단말 정보 검출을 수행할 수 있다.On the other hand, the modem 210 in the second metric
Figure 112017086637181-pat00064
Is selected, the hypothesis H ( q, i ) maximizing [Equation 19] or [Equation 20] is selected , and the frequency offset / terminal information detection is performed based on the selected H ( q, i ) . can do.

본 발명의 효과는 [도 4]에 보인 양자화 주파수 옵셋 검출 확률과 [도 5]에서 보인 단말 정보 검출 확률에 대한 모의실험 결과로 볼 수 있다. 즉, 도 4는 본 발명에 따른 양자화 주파수 옵셋 검출 확률에 대한 모의실험 결과를 도시한다. 또한, 도 5는 본 발명에 따른 단말 정보 검출 확률에 대한 모의실험 결과를 도시한다. 모의실험은 N=1024, NG=78, 1/NTs=15 kHz인 LTE 시스템에 대해 수행하였고, D2D 그룹은 i=0이고 정규화된 주파수 옵셋이 ε=1.2이며, Q=1일 때를 고려하였다. 플랫 페이딩 채널과 ITU-R Extended Vehicular A (EVA) 페이딩 채널을 고려하였다. 한편, 본 발명에 따른 결과는 기존의 Zhang's method와 Lu's method 기법과 함께 비교하였다.The effect of the present invention can be seen as a simulation result for the quantization frequency offset detection probability shown in FIG. 4 and the terminal information detection probability shown in FIG. 5. That is, FIG. 4 shows a simulation result for the quantization frequency offset detection probability according to the present invention. In addition, Figure 5 shows the simulation results for the detection probability of the terminal information according to the present invention. Simulations were performed for LTE systems with N = 1024, N G = 78, 1 / NTs = 15 kHz, considering the case where the D2D group is i = 0 and the normalized frequency offset is ε = 1.2 and Q = 1 It was. The flat fading channel and the ITU-R Extended Vehicular A (EVA) fading channel were considered. On the other hand, the results according to the present invention were compared with the existing Zhang's method and Lu's method technique.

본 발명에 해당하는 기법으로 [수학식 12]에 의한 Proposed F0, [수학식 12]에 의한 Proposed F1, [수학식 19]에 의한 Proposed J0, [수학식 20]에 의한 Proposed J1를 함께 비교하였다. 그 결과 제안 기법은 기존의 방법과 동일한 추정 범위에서 향상된 성능을 제공하는 것을 볼 수 있다. 특히 잔류 오류가 완벽하지 않음을 고려한 Proposed F1과 Proposed J1의 성능이 Proposed F0과 Proposed F1보다 성능이 좋음을 볼 수 있으며, 잔류 오류가 있을 때 채널을 독립적으로 추정한 Proposed J1의 성능이 조금 더 우수함을 볼 수 있다. As a technique corresponding to the present invention, Proposed F 0 by [Equation 12], Proposed F 1 by [Equation 12], Proposed J 0 by [Equation 19], Proposed J 1 by [Equation 20] Were compared together. As a result, it can be seen that the proposed technique provides improved performance in the same estimation range as the conventional method. In particular, the performance of the Proposed F 1 and Proposed J 1 consideration of the residual error is not perfect to see the performance better than the Proposed F 0 and Proposed F 1, the Proposed J 1 estimates the channels independently when the residual error You can see that the performance is slightly better.

한편, [도 4] 및 [도 5]의 결과를 고려하면, 모뎀(210)은 다음과 같은 동작을 수행할 수 있다. 즉, 상기 모뎀(210)은, 상기 양자화된 주파수 옵셋(QFO: Quantized Frequency Offset)의 검출 오류 확률과 연관된 제1 오류 임계치, 상기 단말 정보 검출 오류 확률과 연관된 제2 오류 임계치, 심볼 당 신호 대 간섭비, 및 다중 경로 페이딩 환경 유형에 따라 상기 F0(q, i) 또는 상기 F1(q, i) 중 하나를 선택할 수 있다. Meanwhile, considering the results of FIGS. 4 and 5, the modem 210 may perform the following operations. That is, the modem 210 may include: a first error threshold associated with a detection error probability of the quantized frequency offset (QFO), a second error threshold associated with the terminal information detection error probability, and a signal-to-interference per symbol Depending on the ratio, and the type of multipath fading environment, one of the F 0 (q, i) or the F 1 (q, i) may be selected.

구체적으로, 모뎀(210)은 Flat 환경에서 제1 오류 임계치가 10-3이고, 심볼 당 신호 대 간섭비(Es/N0)가 10dB 이상이면, 연산의 편의를 위해 F0(q, i)를 선택할 수 있다. 반면에, 모뎀(210)은 Flat 환경에서 제1 오류 임계치가 10-3이고, 심볼 당 신호 대 간섭비(Es/N0)가 10dB 이하이면, 성능 보장을 위해 F1(q, i)를 선택할 수 있다. Specifically, the modem 210 has a first error threshold of 10 −3 in a flat environment and a signal-to-interference ratio (E s / N 0 ) per symbol of 10 dB or more. For convenience of operation, F 0 (q, i ) Can be selected. On the other hand, the modem 210 has F 1 (q, i) to guarantee performance if the first error threshold is 10 −3 in a flat environment and the signal-to-interference ratio E s / N 0 per symbol is 10 dB or less. Can be selected.

제1 실시 예 (도 4 참조)에 따르면, 모뎀(210)은 Flat 환경에서 제1 오류 임계치가 10-3이고, 심볼 당 신호 대 간섭비(Es/N0)가 10dB 이상이면, 연산의 편의를 위해 F0(q, i)를 선택할 수 있다. 반면에, 모뎀(210)은 Flat 환경에서 제1 오류 임계치가 10-3이고, 심볼 당 신호 대 간섭비(Es/N0)가 10dB 이하이면, 성능 보장을 위해 F1(q, i)를 선택할 수 있다. According to the first embodiment (see FIG. 4), the modem 210 has a first error threshold of 10 −3 in a flat environment and a signal-to-interference ratio E s / N 0 per symbol of 10 dB or more. For convenience, F 0 (q, i) can be selected. On the other hand, the modem 210 has F 1 (q, i) to guarantee performance if the first error threshold is 10 −3 in a flat environment and the signal-to-interference ratio E s / N 0 per symbol is 10 dB or less. Can be selected.

제2 실시 예 (도 5 참조)에 따르면, 모뎀(210)은 Flat 환경에서 제2 오류 임계치가 10-3이고, 심볼 당 신호 대 간섭비(Es/N0)가 10dB 이상이면, 연산의 편의를 위해 F0(q, i)를 선택할 수 있다. 반면에, 모뎀(210)은 Flat 환경에서 제2 오류 임계치가 10-3이고, 심볼 당 신호 대 간섭비(Es/N0)가 10dB 이하이면, 성능 보장을 위해 F1(q, i)를 선택할 수 있다. According to a second embodiment (see FIG. 5), the modem 210 has a second error threshold of 10 −3 in a flat environment and a signal-to-interference ratio E s / N 0 per symbol of 10 dB or more. For convenience, F 0 (q, i) can be selected. On the other hand, the modem 210 is the second threshold if the error is 10 -3, and the signal-to-interference ratio (E s / N 0) per symbol than 10dB, F 1 (q, i) to ensure the performance on the environment Flat Can be selected.

제3 실시 예 (도 4 참조)에 따르면, 모뎀(210)은 Flat 환경에서 제1 오류 임계치가 10-3이고, 심볼 당 신호 대 간섭비(Es/N0)가 10dB 이상이면, 연산의 편의를 위해 J0(q, i)를 선택할 수 있다. 반면에, 모뎀(210)은 Flat 환경에서 제1 오류 임계치가 10-3이고, 심볼 당 신호 대 간섭비(Es/N0)가 10dB 이하이면, 성능 보장을 위해 J1(q, i)를 선택할 수 있다. According to the third embodiment (see FIG. 4), the modem 210 has a first error threshold of 10 −3 in a flat environment and a signal-to-interference ratio E s / N 0 per symbol of 10 dB or more. For convenience, you can select J 0 (q, i). On the other hand, the modem 210 and the first error threshold is 10-3, the signal-to-interference ratio (E s / N 0) is equal to or less than 10dB, J 1 (q, i) to ensure the performance per symbol in the environment Flat Can be selected.

제4 실시 예 (도 5 참조)에 따르면, 모뎀(210)은 Flat 환경에서 제2 오류 임계치가 10-3이고, 심볼 당 신호 대 간섭비(Es/N0)가 10dB 이상이면, 연산의 편의를 위해 J0(q, i)를 선택할 수 있다. 반면에, 모뎀(210)은 Flat 환경에서 제2 오류 임계치가 10-3이고, 심볼 당 신호 대 간섭비(Es/N0)가 10dB 이하이면, 성능 보장을 위해 J1(q, i)를 선택할 수 있다. According to the fourth embodiment (see FIG. 5), the modem 210 has a second error threshold of 10 −3 in a flat environment and the signal-to-interference ratio E s / N 0 per symbol is 10 dB or more. For convenience, you can select J 0 (q, i). On the other hand, the modem 210 has a second error threshold of 10 −3 in a flat environment and a signal-to-interference ratio (E s / N 0 ) per symbol of 10 dB or less, so that J 1 (q, i) to guarantee performance Can be selected.

한편, 반송파 주파수 옵셋 추정과 관련하여, Fk(q, i)를 선택하는 제1 실시 예와 Jk(q, i)를 선택하는 제3 실시 예는 상호 배타적인 것이 아니다. 즉, 각각의 PSSS로부터 독립된 채널 추정(정확한 초기 주파수 옵셋 추정)을 위해 Jk(q, i)를 선택할 수 있다. 반면에, 이후 주파수 옵셋 추정은 연산 횟수 감소를 위해 복수의 PSSS로부터 공통된 채널 특성 추정을 위해 Fk(q, i)를 선택할 수 있다. 한편, k=0 또는 1 (또는 그 이상)을 선택할 지 여부는, 전술한 바와 같이, 오류 임계치 요구 조건 및 Es/N0를 고려하여 선택할 수 있다. 또는, F0(q, i) 또는 J0(q, i)를 연산한 이후에 성능/오류 추정을 통해 F1(q, i) 또는 J1(q, i)를 연산할 수 있다. 이때, F1(q, i) 또는 J1(q, i) 연산 시, 연산 속도 향상을 위해 F0(q, i) 또는 J0(q, i) 연산 결과를 이용할 수 있다.Meanwhile, in relation to the carrier frequency offset estimation, the first embodiment selecting F k (q, i) and the third embodiment selecting J k (q, i) are not mutually exclusive. That is, J k (q, i) can be selected for channel estimation (accurate initial frequency offset estimation) independent from each PSSS. On the other hand, the frequency offset estimation may then select F k (q, i) for common channel characteristic estimation from the plurality of PSSS to reduce the number of operations. On the other hand, whether to select k = 0 or 1 (or more) can be selected in consideration of the error threshold requirement and E s / N 0 as described above. Alternatively, after calculating F 0 (q, i) or J 0 (q, i), F 1 (q, i) or J 1 (q, i) may be calculated through performance / error estimation. In this case, when calculating F 1 (q, i) or J 1 (q, i), the result of F 0 (q, i) or J 0 (q, i) may be used to improve the calculation speed.

또한, 그룹 ID 추정과 관련하여, Fk(q, i)를 선택하는 제2 실시 예와 Jk(q, i)를 선택하는 제4 실시 예도 상호 배타적인 것이 아니다. 즉, 각각의 PSSS로부터 독립된 채널 추정(정확한 그룹 ID 추정)을 위해 Jk(q, i)를 선택할 수 있다. 반면에, 이후 그룹 ID 추정은 연산 횟수 감소를 위해 복수의 PSSS로부터 공통된 채널 특성 추정을 위해 Fk(q, i)를 선택할 수 있다.In addition, in relation to group ID estimation, the second embodiment of selecting F k (q, i) and the fourth embodiment of selecting J k (q, i) are not mutually exclusive. That is, J k (q, i) can be selected for channel estimation (accurate group ID estimation) independent from each PSSS. On the other hand, the group ID estimation may then select F k (q, i) for common channel characteristic estimation from the plurality of PSSS to reduce the number of operations.

한편, 본 발명의 다른 양상에 따른 반송파 주파수 옵셋 추정 방법에 대해 구체적으로 살펴보면 다음과 같다. 이와 관련하여, 도 6은 본 발명에 따른 반송파 주파수 옵셋 추정 방법의 흐름도를 도시한다. 도 6에 도시된 바와 같이, 반송파 주파수 옵셋 추정 방법은 D2D 사이드링크 부프레임 수신 단계(S110), 시간 동기 획득 단계(S120), 나머지 주파수 옵셋 추정 단계(S130), 가설에 따른 메트릭 선택 단계(S140), 및 주파수 옵셋/단말 정보 검출 단계(S150)를 포함한다. On the other hand, the carrier frequency offset estimation method according to another aspect of the present invention in detail as follows. In this regard, Figure 6 shows a flowchart of a carrier frequency offset estimation method according to the present invention. As shown in FIG. 6, the carrier frequency offset estimation method includes a D2D sidelink subframe receiving step S110, a time synchronization obtaining step S120, a remaining frequency offset estimation step S130, and a metric selection step according to a hypothesis S140. ), And frequency offset / terminal information detection step (S150).

D2D 사이드링크 부프레임 수신 단계(S110)에서, SSS를 포함하는 D2D 사이드링크 부프레임(subframe)을 수신한다. 시간 동기 획득 단계(S120)에서, 다중 경로 페이딩 환경에서 상기 수신된 PSSS의 자기 상관 함수를 이용하여 상기 PSSS의 시간 동기를 획득한다. 나머지 주파수 옵셋 추정 단계(S130)에서, 상기 획득된 시간 동기에 따라 정수배 주파수 옵셋을 추정할 수 있다.In the step of receiving a D2D sidelink subframe (S110), a D2D sidelink subframe including an SSS is received. In the time synchronization acquisition step (S120), the time synchronization of the PSSS is obtained using the autocorrelation function of the received PSSS in a multipath fading environment. In the remaining frequency offset estimating step (S130), an integer frequency offset may be estimated according to the obtained time synchronization.

한편, 본 발명의 일 양상에 따르면, 가설에 따른 메트릭 선택 단계(S140)에서, 복수의 주 사이드링크 동기 신호(PSSS: Primary Sidelink Synchronization Signal)로부터 공통된 채널 특성을 통해 획득된 메트릭 M(q,i,ξ)를 선택한다. 다음으로, 단말 정보 검출 단계(S150)에서, 상기 메트릭 M(q,i,ξ)을 이용하여, 양자화된 주파수 옵셋(q) 및 단말 정보(i)를 검출한다. 이때, 상기 q,i,ξ는 양자화된 주파수 옵셋(q), 잔류 오류(ξ) 및 단말 정보(i)를 나타낸다. 한편, 상기 잔류 오류(ξ)는 임의의 주파수 옵셋과 상기 양자화된 주파수 옵셋(q)의 차이에 의해 결정된다.Meanwhile, according to an aspect of the present invention, in the metric selection step (S140) according to the hypothesis, the metric M (q, i) obtained through common channel characteristics from a plurality of primary sidelink synchronization signals (PSSS) , ξ). Next, in the terminal information detection step S150, the quantized frequency offset q and the terminal information i are detected using the metric M (q, i, ξ). In this case, q, i, ξ represents a quantized frequency offset (q), residual error (ξ), and terminal information (i). On the other hand, the residual error ξ is determined by the difference between an arbitrary frequency offset and the quantized frequency offset q.

한편, 상기 복수의 PSSS는 zT = z0, z1을 포함한다. 또한, 가설에 따른 메트릭 선택 단계(S140)는 [수학식 8]에 의해 최대 우도 추정 값을 추정하는 최대 우도 추정 단계를 포함할 수 있다. 한편, 상기 추정된 최대 우도 추정 값에 기반하여, [수학식 9]의 오류 벡터를 최소로 하는, 상기 메트릭 M(q,i,ξ)는 [수학식 10]과 같이 주어진다.On the other hand, the plurality of PSSS includes z T = z 0 , z 1 . In addition, the metric selection step (S140) according to the hypothesis may include a maximum likelihood estimation step of estimating a maximum likelihood estimation value by Equation (8). Meanwhile, based on the estimated maximum likelihood estimation value, the metric M (q, i, ξ), which minimizes the error vector of Equation 9, is given by Equation 10.

반면에, 본 발명의 다른 양상에 따르면, 가설에 따른 메트릭 선택 단계(S140)에서, 각각의 주 사이드링크 동기 신호(PSSS: Primary Sidelink Synchronization Signal)로부터 독립된 채널 추정을 통해, 메트릭 T(q,i,ξ)을 선택한다. 다음으로, 주파수 옵셋/단말 정보 검출 단계(S150)는 상기 PSSS로부터 독립된 채널 추정을 통해 획득된 메트릭 T(q,i,ξ)를 이용하여, 양자화된 주파수 옵셋(q) 및 단말 정보(i)를 검출한다. 상기 q,i,ξ는 상기 양자화된 주파수 옵셋(q), 잔류 오류(ξ) 및 상기 단말 정보(i)를 나타내고, 상기 잔류 오류(ξ)는 임의의 주파수 옵셋과 상기 양자화된 주파수 옵셋(q)의 차이에 의해 결정된다. On the other hand, according to another aspect of the present invention, in the metric selection step (S140) according to the hypothesis, the metric T (q, i) through the channel estimation independent from each primary sidelink synchronization signal (PSSS) , ξ). Next, in the step S150 of detecting the frequency offset / terminal information, the quantized frequency offset q and the terminal information i using metric T (q, i, ξ) obtained through channel estimation independent from the PSSS. Detect. The q, i, ξ represents the quantized frequency offset (q), the residual error (ξ) and the terminal information (i), the residual error (ξ) is a random frequency offset and the quantized frequency offset (q) ) Is determined by the difference.

이때, 상기 각각의 PSSS는 zm으로 표현된다. 또한, 가설에 따른 메트릭 선택 단계(S140)는 [수학식 16]을 이용하여 최대 우도 추정 값을 추정하는 최대 우도 추정 단계를 포함할 수 있다. 한편, 상기 추정된 최대 우도 추정 값에 기반하여, 오류 벡터를 최소로 하는, 상기 메트릭 T(q,i,ξ)는 [수학식 17]과 같이 주어진다.In this case, each PSSS is represented by z m . In addition, the metric selection step S140 according to the hypothesis may include a maximum likelihood estimation step of estimating a maximum likelihood estimation value using Equation 16. Meanwhile, based on the estimated maximum likelihood estimation value, the metric T (q, i, ξ), which minimizes an error vector, is given by Equation 17.

주파수 옵셋/단말 정보 검출 단계(S150)에서, 상기 선택된 H( q,i )에 기반하여, 상기 양자화된 주파수 옵셋(q) 및 상기 단말 정보(i)를 검출한다.In the step of detecting frequency offset / terminal information (S150), based on the selected H ( q, i ) , the quantized frequency offset q and the terminal information i are detected.

본 발명의 적어도 일 실시 예에 따르면, 단말간 통신 또는 차량 통신에서처럼 반송파 주파수 옵셋의 발생 범위가 넓게 나타나는 경우, PSSS와 같은 동기 신호를 이용하여 넓은 범위의 반송파 주파수 옵셋을 효과적으로 추정하는 방법과 동기 신호에 포함된 송신 단말 정보를 획득하는 방법을 제공할 수 있다는 장점이 있다.According to at least one embodiment of the present invention, when the generation range of the carrier frequency offset is wide as shown in the terminal-to-terminal communication or vehicle communication, the method and the synchronization signal to effectively estimate a wide range of carrier frequency offset using a synchronization signal such as PSSS There is an advantage in that it can provide a method for obtaining the transmission terminal information included in.

또한, 본 발명의 적어도 일 실시 예에 따르면, 선행되는 주파수 옵셋 추정에서 발생하는 추정 오차에 강인하고 반복 전송되는 PSSS 신호 특성을 잘 활용할 수 있는 주파수 옵셋 추정 범위 확장 방법과 단말 정보 획득 방법을 제공할 수 있다는 장점이 있다.In addition, according to at least one embodiment of the present invention, to provide a frequency offset estimation range expansion method and a terminal information acquisition method that is robust to the estimation error occurring in the preceding frequency offset estimation and can utilize the characteristics of the PSSS signal transmitted repeatedly. There is an advantage that it can.

또한, 본 발명의 활용 분야는, LTE 기반 단말간 (D2D) 통신에서 단말 모뎀 설계 시 주파수 옵셋 추정과 단말 정보 획득하는 하드웨어 구현에 활용할 수 있다. 또한 LTE 표준을 기반으로 한 차량 통신 (V2X) 에 활용할 수 있다. 특히 잔류 오류에 강인한 메트릭은 두 번의 반복 구조를 적용하는 무선 LAN 모뎀에도 확장 적용할 수 있다. In addition, the field of application of the present invention can be utilized in hardware implementation for frequency offset estimation and terminal information acquisition when designing a terminal modem in LTE-based terminal-to-terminal (D2D) communication. It can also be used for vehicle communications (V2X) based on the LTE standard. The metric, especially robust to residual errors, can be extended to wireless LAN modems with two iterations.

또한, 본 발명의 기대 효과와 관련하여, 기존의 반송파 주파수 옵셋 추정 범위를 확장하는 데 있어, 잔류 오류 영향을 줄여 성능을 향상시키고 단말 정보 획득 성능을 향상시킬 수 있다. 이러한 성능 향상은 단말이 빠른 동기를 획득하게 하여 데이터 전송 지연을 늦춤으로써 5G 이동통신 시스템 및 V2V 통신 시스템에서의 초저지연 서비스를 가능하게 한다. 또한 동기 획득을 위한 단말의 신호 처리 시간 및 신호 재전송을 방지함으로써 단말 전력 소모를 줄일 수 있도록 한다. In addition, with respect to the expected effect of the present invention, in extending the existing carrier frequency offset estimation range, it is possible to reduce the residual error effect to improve the performance and improve the terminal information acquisition performance. This performance improvement enables the terminal to acquire fast synchronization, thereby delaying data transmission delay, thereby enabling ultra low delay services in 5G mobile communication systems and V2V communication systems. In addition, it is possible to reduce the terminal power consumption by preventing signal processing time and signal retransmission of the terminal for synchronization acquisition.

또한, 본 발명의 기술의 사업화 전략과 관련하여, LTE Sidelink (D2D) 표준을 적용하는 재난통신망과 차량통신망에 적용될 모뎀 설계 핵심 기술에 대한 것으로, 관련 모뎀 설계 회사 및 표준화 회사에 기술을 이전할 수 있을 것으로 전망된다. In addition, with regard to the commercialization strategy of the present invention, the core technology for modem design to be applied to the disaster communication network and the vehicle communication network applying the LTE Sidelink (D2D) standard, the technology can be transferred to the relevant modem design company and standardization company It is expected to be.

소프트웨어적인 구현에 의하면, 본 명세서에서 설명되는 절차 및 기능뿐만 아니라 각각의 구성 요소들은 별도의 소프트웨어 모듈로도 구현될 수 있다. 상기 소프트웨어 모듈들 각각은 본 명세서에서 설명되는 하나 이상의 기능 및 작동을 수행할 수 있다. 적절한 프로그램 언어로 쓰여진 소프트웨어 어플리케이션으로 소프트웨어 코드가 구현될 수 있다. 상기 소프트웨어 코드는 메모리에 저장되고, 모뎀(controller) 또는 프로세서(processor)에 의해 실행될 수 있다.According to the software implementation, each component as well as the procedures and functions described herein may be implemented as separate software modules. Each of the software modules may perform one or more functions and operations described herein. Software code may be implemented in software applications written in a suitable programming language. The software code is stored in a memory and can be executed by a modem or a processor.

200: 수신 단말 210: 모뎀
220: 송수신부
200: receiving terminal 210: modem
220: transceiver

Claims (20)

단말 간 통신(D2D: Device-to-Device)에서의 반송파 주파수 옵셋 추정 및 단말정보 검출 방법에 있어서,
각각의 주 사이드링크 동기 신호(PSSS: Primary Sidelink Synchronization Signal)를 수신하는 PSSS 수신 단계; 및
상기 PSSS로부터 독립된 채널 추정을 통해 최대우도 추정한 뒤 가설을 검증하기 위해 획득된 메트릭 T(q,i,ξ)를 이용하여, 양자화된 주파수 옵셋(q) 및 PSSS에 포함된 단말 정보(i)를 검출하는 주파수 옵셋/단말 정보 검출 단계를 포함하고,
상기 q,i,ξ는 상기 양자화된 주파수 옵셋(q), 잔류 오류(ξ) 및 상기 단말 정보(i)를 나타내고, 상기 잔류 오류(ξ)는 임의의 주파수 옵셋과 상기 양자화된 주파수 옵셋(q)의 차이에 의해 결정되며,
상기 주파수 옵셋/단말 정보 검출 단계에서,
상기 잔류 오류(ξ)가 발생 가능한 범위[-R, R]에서 2K+1개의 후보를 선정하고, 상기 선정된 2K+1개의 후보에 대한 제2 메트릭
Figure 112019064208510-pat00093
를 최대로 하는 가설 H(q,i)를 선택하고, 상기 선택된 H(q,i)에 기반하여 상기 주파수 옵셋/단말 정보 검출 단계를 수행하는 것을 특징으로 하는, 반송파 주파수 옵셋 추정 및 단말 정보 검출 방법.
In a method of estimating carrier frequency offset and detecting terminal information in a device-to-device (D2D) communication,
A PSSS receiving step of receiving each Primary Sidelink Synchronization Signal (PSSS); And
Quantized frequency offset (q) and terminal information (i) included in the PSSS using the metric T (q, i, ξ) obtained for estimating the maximum likelihood after estimating the maximum likelihood through the independent channel estimation from the PSSS. Detecting a frequency offset / terminal information for detecting
The q, i, ξ represents the quantized frequency offset (q), the residual error (ξ) and the terminal information (i), the residual error (ξ) is a random frequency offset and the quantized frequency offset (q) Is determined by the difference between
In the frequency offset / terminal information detection step,
2K + 1 candidates are selected in the range [-R, R] where the residual error ξ can occur, and a second metric for the selected 2K + 1 candidates is selected.
Figure 112019064208510-pat00093
Select a hypothesis H (q, i) that maximizes and perform the frequency offset / terminal information detection step based on the selected H (q, i) , carrier frequency offset estimation and terminal information detection Way.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 제2 메트릭에서
Figure 112019503681232-pat00066
로 선택하여,
Figure 112019503681232-pat00067
또는
Figure 112019503681232-pat00068
를 최대로 하는 가설 H(q,i)를 선택하고, 상기 선택된 H(q,i)에 기반하여 상기 주파수 옵셋/단말 정보 검출 단계를 수행하는 것을 특징으로 하는, 반송파 주파수 옵셋 추정 및 단말 정보 검출 방법.
The method of claim 1,
In the second metric
Figure 112019503681232-pat00066
Select to
Figure 112019503681232-pat00067
or
Figure 112019503681232-pat00068
Select a hypothesis H (q, i) that maximizes and perform the frequency offset / terminal information detection step based on the selected H (q, i) , carrier frequency offset estimation and terminal information detection Way.
제3항에 있어서,
상기 양자화된 주파수 옵셋(QFO: Quantized Frequency Offset)의 검출 오류 확률과 연관된 제1 오류 임계치, 상기 단말 정보와 관련된 그룹 ID의 검출 오류 확률과 연관된 제2 오류 임계치, 심볼 당 신호 대 간섭비, 및 다중 경로 페이딩 환경 유형에 따라 상기 J0(q, i) 또는 상기 J1(q, i) 중 하나를 선택하는 것을 특징으로 하는, 반송파 주파수 옵셋 추정 및 단말 정보 검출 방법.
The method of claim 3,
A first error threshold associated with a detection error probability of the quantized frequency offset (QFO), a second error threshold associated with a detection error probability of a group ID associated with the terminal information, a signal-to-interference ratio per symbol, and multiplexing And selecting one of the J 0 (q, i) or the J 1 (q, i) according to a path fading environment type.
제1항에 있어서,
상기 PSSS 수신 단계에서, 상기 PSSS를 포함하는 D2D 사이드링크 부프레임(subframe)을 수신하고,
상기 주파수 옵셋/단말 정보 검출 단계 이전에,
다중 경로 페이딩 환경에서 상기 수신된 PSSS의 자기 상관 함수를 이용하여 상기 PSSS의 시간 동기를 획득하는 시간 동기 획득 단계 ;
상기 획득된 시간 동기에 따라 정수배 주파수 옵셋을 추정하는 나머지 주파수 옵셋 추정 단계를 더 포함하는, 반송파 주파수 옵셋 추정 및 단말 정보 검출 방법.
The method of claim 1,
In the PSSS receiving step, receiving a D2D sidelink subframe including the PSSS,
Before the frequency offset / terminal information detection step,
Obtaining time synchronization of the PSSS by using the autocorrelation function of the received PSSS in a multipath fading environment;
And a remaining frequency offset estimating step of estimating an integer multiple frequency offset according to the obtained time synchronization.
제1항에 있어서,
상기 PSSS는 zm으로 표현되고,
상기 주파수 옵셋/단말 정보 검출 단계는,
Figure 112019064208510-pat00094
에 의해 상기 각각의 PSSS 수신 시마다 최대 우도 추정 값을 추정하는 최대 우도 추정 단계를 포함하고,
상기 추정된 최대 우도 추정 값에 기반하여, 오류 벡터를 최소로 하는, 상기 메트릭 T(q,i,ξ)은,
Figure 112019064208510-pat00095
와 같이 주어지는 것을 특징으로 하는, 반송파 주파수 옵셋 추정 및 단말 정보 검출 방법.
여기서, 수신 단말의 양자화된 주파수 옵셋 εq=qR이며,
Figure 112019064208510-pat00096
는 주파수 옵셋으로 인한 수신 샘플마다의 위상 천이를 반영한 대각 행렬이고,
Figure 112019064208510-pat00097
는 첫 열 벡터가 시간 영역 PSSS 송신 신호이고, 다른 열은 첫 열의 순환 이동으로 구성되는 circulant 행렬이고,
Figure 112019064208510-pat00098
임.
The method of claim 1,
The PSSS is represented by z m ,
The frequency offset / terminal information detection step,
Figure 112019064208510-pat00094
A maximum likelihood estimation step of estimating a maximum likelihood estimation value for each PSSS reception by
Based on the estimated maximum likelihood estimate value, the metric T (q, i, ξ), which minimizes the error vector, is
Figure 112019064208510-pat00095
The carrier frequency offset estimation and terminal information detection method, characterized in that given.
Here, the quantized frequency offset ε q = q R of the receiving terminal,
Figure 112019064208510-pat00096
Is a diagonal matrix reflecting the phase shift for each received sample due to the frequency offset,
Figure 112019064208510-pat00097
Is the circulant matrix whose first column vector is the time-domain PSSS transmission signal, and the other columns are cyclic shifts of the first column,
Figure 112019064208510-pat00098
being.
단말 간 통신(D2D: Device-to-Device)에서의 반송파 주파수 옵셋 추정 및 단말 정보 검출 방법에 있어서,
복수의 주 사이드링크 동기 신호(PSSS: Primary Sidelink Synchronization Signal)를 수신하는 PSSS 수신 단계; 및
상기 복수의 PSSS에 공통된 채널 특성 추정을 통해 최대우도 추정한 뒤 가설을 검증하기 위해 획득된 메트릭 M(q,i,ξ)를 이용하여, 양자화된 주파수 옵셋(q) 및 단말 정보(i)를 검출하는 주파수 옵셋/단말 정보 검출 단계를 포함하고,
상기 q,i,ξ는 상기 양자화된 주파수 옵셋(q), 잔류 오류(ξ) 및 상기 단말 정보(i)를 나타내고, 상기 잔류 오류(ξ)는 임의의 주파수 옵셋과 상기 양자화된 주파수 옵셋(q)의 차이에 의해 결정되며,
상기 주파수 옵셋/단말 정보 검출 단계에서,
상기 잔류 오류(ξ)가 발생 가능한 범위[-R, R]에서 2K+1개의 후보를 선정하고, 상기 선정된 2K+1개의 후보에 대한 제2 메트릭
Figure 112019064208510-pat00099
를 최대로 하는 가설 H(q,i)를 선택하고, 상기 선택된 H(q,i)에 기반하여 상기 주파수 옵셋/단말 정보 검출 단계를 수행하는 것을 특징으로 하는, 반송파 주파수 옵셋 추정 및 단말 정보 검출 방법.
In a method of estimating carrier frequency offset and detecting terminal information in a device-to-device (D2D) communication,
A PSSS receiving step of receiving a plurality of Primary Sidelink Synchronization Signals (PSSS); And
The quantized frequency offset (q) and the terminal information (i) are obtained using the metric M (q, i, ξ) obtained for estimating the maximum likelihood after estimating the maximum likelihood through the channel characteristic estimation common to the plurality of PSSS. Detecting frequency offset / terminal information detection;
The q, i, ξ represents the quantized frequency offset (q), the residual error (ξ) and the terminal information (i), the residual error (ξ) is a random frequency offset and the quantized frequency offset (q) Is determined by the difference between
In the frequency offset / terminal information detection step,
2K + 1 candidates are selected in the range [-R, R] where the residual error ξ can occur, and a second metric for the selected 2K + 1 candidates is selected.
Figure 112019064208510-pat00099
Select a hypothesis H (q, i) that maximizes and perform the frequency offset / terminal information detection step based on the selected H (q, i) , carrier frequency offset estimation and terminal information detection Way.
삭제delete 제7항에 있어서,
상기 제2 메트릭에서
Figure 112019503681232-pat00072
로 선택하여,
Figure 112019503681232-pat00073
또는
Figure 112019503681232-pat00074
를 최대로 하는 가설 H(q,i)를 선택하고, 상기 선택된 H(q,i)에 기반하여 상기 주파수 옵셋/단말 정보 검출 단계를 수행하는 것을 특징으로 하는, 반송파 주파수 옵셋 추정 및 단말 정보 검출 방법.
The method of claim 7, wherein
In the second metric
Figure 112019503681232-pat00072
Select to
Figure 112019503681232-pat00073
or
Figure 112019503681232-pat00074
Select a hypothesis H (q, i) that maximizes and perform the frequency offset / terminal information detection step based on the selected H (q, i) , carrier frequency offset estimation and terminal information detection Way.
제9항에 있어서,
상기 양자화된 주파수 옵셋(QFO: Quantized Frequency Offset)의 검출 오류 확률과 연관된 제1 오류 임계치, 상기 단말 정보 검출 오류 확률과 연관된 제2 오류 임계치, 심볼 당 신호 대 간섭비, 및 다중 경로 페이딩 환경 유형에 따라 상기 F0(q, i) 또는 상기 F1(q, i) 중 하나를 선택하는 것을 특징으로 하는, 반송파 주파수 옵셋 추정 및 단말 정보 검출 방법.
The method of claim 9,
A first error threshold associated with a detection error probability of the quantized frequency offset (QFO), a second error threshold associated with the terminal information detection error probability, a signal-to-interference ratio per symbol, and a multipath fading environment type. And selecting one of the F 0 (q, i) or the F 1 (q, i) according to the carrier frequency offset estimation and terminal information detection method.
제7항에 있어서,
상기 PSSS 수신 단계에서, 상기 PSSS를 포함하는 D2D 사이드링크 부프레임(subframe)을 수신하고,
상기 주파수 옵셋/단말 정보 검출 단계 이전에,
다중 경로 페이딩 환경에서 상기 수신된 PSSS의 자기 상관 함수를 이용하여 상기 PSSS의 시간 동기를 획득하는 시간 동기 획득 단계 ;
상기 획득된 시간 동기에 따라 정수배 주파수 옵셋을 추정하는 나머지 주파수 옵셋 추정 단계를 더 포함하는, 반송파 주파수 옵셋 추정 및 단말 정보 검출 방법.
The method of claim 7, wherein
In the PSSS receiving step, receiving a D2D sidelink subframe including the PSSS,
Before the frequency offset / terminal information detection step,
Obtaining time synchronization of the PSSS by using the autocorrelation function of the received PSSS in a multipath fading environment;
And a remaining frequency offset estimating step of estimating an integer multiple frequency offset according to the obtained time synchronization.
제7항에 있어서,
상기 복수의 PSSS는 zT = z0, z1을 포함하고,
상기 주파수 옵셋/단말 정보 검출 단계는,
Figure 112019064208510-pat00100
에 의해 최대 우도 추정 값을 추정하는 최대 우도 추정 단계를 포함하고,
상기 추정된 최대 우도 추정 값에 기반하여, 오류 벡터
Figure 112019064208510-pat00101
를 최소로 하는, 상기 메트릭 M(q,i,ξ)는,
Figure 112019064208510-pat00102
와 같이 주어지고, 여기서,
Figure 112019064208510-pat00103
인 것을 특징으로 하는, 반송파 주파수 옵셋 추정 및 단말 정보 검출 방법.
여기서, 수신 단말의 양자화된 주파수 옵셋 εq=qR이며,
Figure 112019064208510-pat00104
는 주파수 옵셋으로 인한 수신 샘플마다의 위상 천이를 반영한 대각 행렬이고,
Figure 112019064208510-pat00105
는 첫 열 벡터가 시간 영역 PSSS 송신 신호이고, 다른 열은 첫 열의 순환 이동으로 구성되는 circulant 행렬이고,
Figure 112019064208510-pat00106
임.
The method of claim 7, wherein
The plurality of PSSS includes z T = z 0 , z 1 ,
The frequency offset / terminal information detection step,
Figure 112019064208510-pat00100
A maximum likelihood estimating step of estimating a maximum likelihood estimated value by
An error vector, based on the estimated maximum likelihood estimate value
Figure 112019064208510-pat00101
To minimize the metric M (q, i, ξ),
Figure 112019064208510-pat00102
Is given by
Figure 112019064208510-pat00103
The carrier frequency offset estimation and terminal information detection method, characterized in that.
Here, the quantized frequency offset ε q = qR of the receiving terminal,
Figure 112019064208510-pat00104
Is a diagonal matrix reflecting the phase shift for each received sample due to the frequency offset,
Figure 112019064208510-pat00105
Is the circulant matrix whose first column vector is the time-domain PSSS transmission signal, and the other columns are cyclic shifts of the first column,
Figure 112019064208510-pat00106
being.
단말 간 통신(D2D: Device-to-Device)에서의 반송파 주파수 옵셋 추정을 수행하는 단말에 있어서,
각각의 주 사이드링크 동기 신호(PSSS: Primary Sidelink Synchronization Signal)를 수신하는 송수신부; 및
상기 PSSS로부터 독립된 채널 추정을 통해 최대우도 추정한 뒤 가설을 검증하기 위해 획득된 메트릭 T(q,i,ξ)를 이용하여, 양자화된 주파수 옵셋(q) 및 상기 PSSS에 포함된 단말 정보(i)를 검출하는 모뎀을 포함하고,
상기 q,i,ξ는 상기 양자화된 주파수 옵셋(q), 잔류 오류(ξ) 및 상기 단말 정보(i)를 나타내고, 상기 잔류 오류(ξ)는 임의의 주파수 옵셋과 상기 양자화된 주파수 옵셋(q)의 차이에 의해 결정되며,
상기 모뎀은,
상기 잔류 오류(ξ)가 발생 가능한 범위[-R, R]에서 2K+1개의 후보를 선정하고, 상기 선정된 2K+1개의 후보에 대한 제2 메트릭
Figure 112019503681232-pat00107
를 최대로 하는 가설 H(q,i)를 선택하고, 상기 선택된 H(q,i)에 기반하여 상기 주파수 옵셋 및 단말 정보 검출을 수행하는 것을 특징으로 하는, 단말.
A terminal performing carrier frequency offset estimation in a device-to-device (D2D) communication,
A transceiver for receiving a primary sidelink synchronization signal (PSSS); And
The quantized frequency offset (q) and the terminal information (i) included in the PSSS using the metric T (q, i, ξ) obtained for estimating the maximum likelihood after estimating the maximum likelihood through the independent channel estimation from the PSSS. Includes a modem that detects
The q, i, ξ represents the quantized frequency offset (q), the residual error (ξ) and the terminal information (i), the residual error (ξ) is a random frequency offset and the quantized frequency offset (q) Is determined by the difference between
The modem,
2K + 1 candidates are selected in the range [-R, R] where the residual error ξ can occur, and a second metric for the selected 2K + 1 candidates is selected.
Figure 112019503681232-pat00107
And selecting a hypothesis H (q, i) that maximizes and performing the frequency offset and terminal information detection based on the selected H (q, i) .
삭제delete 제13항에 있어서,
상기 모뎀은,
상기 제2 메트릭에서
Figure 112019503681232-pat00080
로 선택하여,
Figure 112019503681232-pat00081
또는
Figure 112019503681232-pat00082
를 최대로 하는 가설 H(q,i)를 선택하고, 상기 선택된 H(q,i)에 기반하여 상기 주파수 옵셋 및 단말 정보 검출을 수행하는 것을 특징으로 하는, 단말.
The method of claim 13,
The modem,
In the second metric
Figure 112019503681232-pat00080
Select to
Figure 112019503681232-pat00081
or
Figure 112019503681232-pat00082
And selecting a hypothesis H (q, i) that maximizes and performing the frequency offset and terminal information detection based on the selected H (q, i) .
제15항에 있어서,
상기 모뎀은,
상기 양자화된 주파수 옵셋(QFO: Quantized Frequency Offset)의 검출 오류 확률과 연관된 제1 오류 임계치, 단말 정보 검출 오류 확률과 연관된 제2 오류 임계치, 심볼 당 신호 대 간섭비, 및 다중 경로 페이딩 환경 유형에 따라 상기 J0(q, i) 또는 상기 J1(q, i) 중 하나를 선택하는 것을 특징으로 하는, 단말.
The method of claim 15,
The modem,
A first error threshold associated with a detection error probability of the quantized frequency offset (QFO), a second error threshold associated with a terminal information detection error probability, a signal-to-interference ratio per symbol, and a multipath fading environment type. The terminal, characterized in that to select one of the J 0 (q, i) or the J 1 (q, i).
단말 간 통신(D2D: Device-to-Device)에서의 반송파 주파수 옵셋 추정을 수행하는 단말에 있어서,
복수의 주 사이드링크 동기 신호(PSSS: Primary Sidelink Synchronization Signal)를 수신하는 송수신부; 및
상기 복수의 PSSS에 공통된 채널 특성 추정을 통해 최대우도 추정한 뒤 가설을 검증하기 위해 획득된 메트릭 M(q,i,ξ)를 이용하여, 양자화된 주파수 옵셋(q) 및 상기 PSSS에 포함된 단말 정보(i)를 검출하는 모뎀을 포함하고,
상기 q,i,ξ는 상기 양자화된 주파수 옵셋(q), 잔류 오류(ξ) 및 상기 단말 정보(i)를 나타내고, 상기 잔류 오류(ξ)는 임의의 주파수 옵셋과 상기 양자화된 주파수 옵셋(q)의 차이에 의해 결정되며,
상기 모뎀은,
상기 잔류 오류(ξ)가 발생 가능한 범위[-R, R]에서 2K+1개의 후보를 선정하고, 상기 선정된 2K+1개의 후보에 대한 제2 메트릭
Figure 112019503681232-pat00108
를 최대로 하는 가설 H(q,i)를 선택하고, 상기 선택된 H(q,i)에 기반하여 상기 주파수 옵셋 및 단말 정보 검출을 수행하는 것을 특징으로 하는, 단말.
A terminal performing carrier frequency offset estimation in a device-to-device (D2D) communication,
A transceiver for receiving a plurality of primary sidelink synchronization signals (PSSS); And
A UE included in the PSSS and the quantized frequency offset q using the metric M (q, i, ξ) obtained for estimating the maximum likelihood after estimating the maximum likelihood through channel characteristic estimation common to the plurality of PSSS. A modem for detecting information (i),
The q, i, ξ represents the quantized frequency offset (q), the residual error (ξ) and the terminal information (i), the residual error (ξ) is a random frequency offset and the quantized frequency offset (q) Is determined by the difference between
The modem,
2K + 1 candidates are selected in the range [-R, R] where the residual error ξ can occur, and a second metric for the selected 2K + 1 candidates is selected.
Figure 112019503681232-pat00108
And selecting a hypothesis H (q, i) that maximizes and performing the frequency offset and terminal information detection based on the selected H (q, i) .
삭제delete 제17항에 있어서,
상기 모뎀은,
상기 제2 메트릭에서
Figure 112019503681232-pat00084
로 선택하여,
Figure 112019503681232-pat00085
또는
Figure 112019503681232-pat00086
를 최대로 하는 가설 H(q,i)를 선택하고, 상기 선택된 H(q,i)에 기반하여 상기 주파수 옵셋 및 단말 정보 검출을 수행하는 것을 특징으로 하는, 단말.
The method of claim 17,
The modem,
In the second metric
Figure 112019503681232-pat00084
Select to
Figure 112019503681232-pat00085
or
Figure 112019503681232-pat00086
And selecting a hypothesis H (q, i) that maximizes and performing the frequency offset and terminal information detection based on the selected H (q, i) .
제19항에 있어서,
상기 모뎀은,
상기 양자화된 주파수 옵셋(QFO: Quantized Frequency Offset)의 검출 오류 확률과 연관된 제1 오류 임계치, 단말 정보 검출 오류 확률과 연관된 제2 오류 임계치, 심볼 당 신호 대 간섭비, 및 다중 경로 페이딩 환경 유형에 따라 상기 F0(q, i) 또는 상기 F1(q, i) 중 하나를 선택하는 것을 특징으로 하는, 단말.
The method of claim 19,
The modem,
A first error threshold associated with a detection error probability of the quantized frequency offset (QFO), a second error threshold associated with a terminal information detection error probability, a signal-to-interference ratio per symbol, and a multipath fading environment type. The terminal, characterized in that to select one of the F 0 (q, i) or the F 1 (q, i).
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