KR102115418B1 - 무선 통신 시스템에서 장치 간 통신을 위한 신호 처리 장치 및 방법 - Google Patents

무선 통신 시스템에서 장치 간 통신을 위한 신호 처리 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 무선 통신 시스템에서 신호 처리에 대한 것으로, 송신 장치는, 기지국으로 송신되는 신호를 처리하는 제1신호 처리 모듈 집합과, 단말로 송신되는 신호를 처리하는 제2신호 처리 모듈 집합을 포함한다. 또한, 본 발명은 상술한 실시 예와 다른 실시 예들도 포함한다.

Description

무선 통신 시스템에서 장치 간 통신을 위한 신호 처리 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR PROCESSING SIGNALS FOR DEVICE TO DEVICE COMMUNICATION IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}
본 발명은 무선 통신 시스템에서 신호 처리에 관한 것이다.
D2D(Device-to-Device) 통신은 기지국을 통하지 아니하고 단말들 간 직접 신호를 송수신하는 방식을 의미한다. 다시 말해, 상기 D2D 통신은 인접한 단말들 간에 표준 또는 기지국으로부터 할당받은 자원을 사용하여 기지국을 거치지 아니하고, 단말들 간 통신을 가능하게 한다. 상기 D2D 통신은 셀룰러(Cellular) 통신에 대비되는 개념으로, 셀룰러 통신은 기지국 및 단말 간 통신을 의미하며, D2B(Device to Base station) 또는 B2D(Base station to Device)이라 지칭되기도 한다.
도 1은 셀룰러 망(Cellular Network)에서 D2D 통신이 수행되는 예를 도시한다. 상기 도 1을 참고하면, UE(Use Equipment)1(121) 및 UE2(122)가 서로 D2D 통신을 위해 짝지어져 있으며(pairing), 동시에, 상기 UE1(121) 및 상기 UE2(122)는 기지국(110)에도 접속된 상태이다. 즉, D2D 통신을 위해 짝지어진 상기 UE1(121) 및상기 UE2(122)는 각각 상기 기지국(110)과 D2B 연결(connection)1 및 D2B 연결2를 통하여 연결되어 있으며, 동시에 상호 간 D2D 연결을 형성하고 있다. 이에 따라, 상기 UE1(121) 및 상기 UE2(122)는 외부 망을 필요로 하는 서비스 이용 시 상기 기지국(110)을 과 통신을 수행하고, 상호 간 데이터 전송이 필요한 경우 기존의 셀룰러 망을 통하여 전달하는 대신 상기 D2D 연결을 통해 직접 통신할 수 있다.
상기 도 1과 같이 하나의 단말이 D2D 연결 및 D2B 연결을 모두 보유할 수 있다. 이 경우, 상기 단말은 상기 D2D 통신을 위한 신호 및 상기 D2B 통신을 위한 신호를 모두 처리해야 한다. 나아가, 상기 단말은 상기 D2D 통신만을 수행할 시 상기 D2D 신호만을, 상기 D2B 통신만을 수행할 수 상기 D2B 신호만을 처리할 수 있어야 한다. 이때, 상기 D2D 신호 및 상기 D2B 신호를 처리하기 위한 송신 장치 및 수신 장치의 구성에 따라, 신호 처리를 위한 전류 소비량, 비용 증가 등에 대한 효율성이 달라질 수 있다.
본 발명의 일 실시 예는 무선 통신 시스템에서 D2D(Device-to-Device) 통신을 위한 신호를 처리하기 위한 장치 및 방법을 제공한다.
본 발명의 다른 실시 예는 무선 통신 시스템에서 D2D 통신을 위한 전류 소모를 감소시키기 위한 장치 및 방법을 제공한다.
본 발명의 또 다른 실시 예는 무선 통신 시스템에서 다수의 신호들을 처리하기 위해 증가하는 단말의 복잡도를 최소화하기 위한 장치 및 방법을 제공한다.
본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 송신 장치는, 기지국으로 송신되는 신호를 처리하는 제1신호 처리 모듈 집합과, 단말로 송신되는 신호를 처리하는 제2신호 처리 모듈 집합을 포함하며, 상기 제1신호 처리 모듈 집합 및 상기 제2신호 처리 모듈 집합은 서로 다른 대역폭의 신호를 입력으로 동작하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 수신 장치는, 기지국으로부터 수신되는 신호를 처리하는 제1신호 처리 모듈 집합과, 단말로부터 수신되는 신호를 처리하는 제2신호 처리 모듈 집합을 포함하며, 상기 제1신호 처리 모듈 집합 및 상기 제2신호 처리 모듈 집합은 서로 다른 대역폭의 신호를 입력으로 동작하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 자원을 할당하는 장치는, 제1단말이 제2단말로 신호를 송신하기 위한 자원을 할당하는 제어부를 포함하며, 상기 자원은, 기지국이 속한 셀룰러 시스템의 시스템 대역폭 외 상기 셀룰러 시스템에서 채택한 규격에서 정의한 다른 시스템 대역폭의 이하의 대역폭을 가지도록 할당되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 송신 장치의 동작 방법은, 제1신호 처리 모듈 집합을 이용하여 기지국으로 송신되는 신호를 처리하는 과정과, 제2신호 처리 모듈 집합을 이용하여 단말로 송신되는 신호를 처리하는 과정을 포함하며, 상기 제1신호 처리 모듈 집합 및 상기 제2신호 처리 모듈 집합은 서로 다른 대역폭의 신호를 입력으로 동작하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 수신 장치의 동작 방법은, 기지국으로부터 수신되는 신호를 제1신호 처리 모듈 집합을 이용하여 처리하는 과정과, 단말로부터 수신되는 신호를 제2신호 처리 모듈 집합을 이용하여 처리하는 과정을 포함하며, 상기 제1신호 처리 모듈 집합 및 상기 제2신호 처리 모듈 집합은 서로 다른 대역폭의 신호를 입력으로 동작하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 자원을 할당하는 방법은, 제1단말이 제2단말로 신호를 송신하기 위한 자원을 할당하는 과정을 포함하며, 상기 자원은, 기지국이 속한 셀룰러 시스템의 시스템 대역폭 외 상기 셀룰러 시스템에서 채택한 규격에서 정의한 다른 시스템 대역폭의 이하의 대역폭을 가지도록 할당되는 것을 특징으로 한다.
무선 통신 시스템에서 협대역 특성을 가지는 D2D(Device-to-Device) 통신을 위한 신호를 위해 광대역 특성을 가지는 D2B(Device to Base Station) 통신을 위한 신호와 다른 별도의 신호 처리 모듈들을 이용함으로써, 불필요한 전류 소비를 방지할 수 있다.
도 1은 셀룰러 망(Cellular Network)에서 D2D(Device-to-Device) 통신이 수행되는 예를 도시한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 자원 할당의 예를 도시한다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 송신 장치의 구성 예를 도시한다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 수신 장치의 구성 예를 도시한다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 송신 신호의 스펙트럼(spectrum) 변화를 도시한다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 수신 신호의 스펙트럼 변화를 도시한다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 D2D 통신 및 D2B(Device to Base station) 통신 활성 여부에 따른 전류 소모량 변화의 예를 도시한다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 송신 장치의 동작 절차를 도시한다.
도 9는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 송신 장치의 동작 절차를 도시한다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 수신 장치의 동작 절차를 도시한다.
도 11은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 수신 장치의 동작 절차를 도시한다.
도 12는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 자원을 할당하는 장치의 동작 절차를 도시한다.
도 13은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 송신 장치의 블록 구성을 도시한다.
도 14는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 수신 장치의 블록 구성을 도시한다.
도 15는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 자원을 할당하는 장치의 블록 구성을 도시한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 동작 원리를 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
이하 본 발명은 무선 통신 시스템에서 D2D(Device-to-Device) 통신을 위한 신호를 처리하기 위한 기술에 대해 설명한다.
이하 설명에서 사용되는 대상들을 식별하기 위한 정보를 표현하는 용어, 그 외 선호하는 빔 정보를 구성하기 위한 용어는 설명의 편의를 위한 것이다. 따라서, 후술되는 용어에 발명이 한정되는 것은 아니며, 동등한 기술적 의미를 가지는 대상을 지칭하는 다른 용어가 사용될 수 있다. 예를 들어, 이하 설명에서, '단말'은 사용자 측의 통신 장치를 지칭하기 위해 사용되나, 상기 '단말'은 'MS(Mobile Station)', 'MT(Mobile Terminal)', 'UE(User Equipment)' 등으로 지칭될 수 있다.
이하 설명의 편의를 위하여, 본 발명은 3GPP LTE(3rd Generation Partnership Project Long Term Evolution) 규격에서 정의하고 있는 용어 및 명칭들을 사용한다. 하지만, 본 발명이 상기 용어 및 명칭들에 의해 한정되는 것은 아니며, 다른 규격에 따르는 시스템에도 동일하게 적용될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예들에 따른 단말은 D2B 통신 및 D2D 통신을 수행할 수 있다. 이때, 상기 D2D 통신을 위해 사용되는 자원은 상기 D2B 통신을 위한 대역 내에서 할당될 수 있다. 예를 들어, 이하 도 2와 같이 자원이 할당될 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 자원 할당의 예를 도시한다. 상기 도 2는 주파수 축에서 구분되는 다수의 자원 블록(RB: Resource Block)들을 도시한다. 상기 도 2를 참고하면, D2B 통신을 위한 대역폭 전체에 NRB개의 전체 자원(410)이 존재한다. 상기 도 2에서, D2D 자원 오프셋(offset)(422)은 D2D 통신을 위해 할당된 자원 블록 영역의 시작 오프셋을 나타내고, D2D 자원(424)는 D2D 통신을 위해 할당된 자원 블록 영역을 나타낸다. 즉, 상기 NRB개의 전체 자원(410) 중 일부인 NRB , D2D개의 자원 블록들이 상기 D2D 통신을 위해 할당될 수 있다. 상기 도 2와 같이, 기지국의 광대역(WB: Wide Band) 자원들 중에서 일부를 상기 D2D 통신을 위해 할당하는 경우, 기존 광대역 송신 장치 및 수신 장치를 이용하여 상기 D2D 통신을 수행할 수 있으므로, 상기 D2D 통신을 위한 추가적인 단말의 복잡도 증가가 감소될 수 있다.
상기 도 2와 같이 D2D 통신을 위한 자원이 할당되고, 상기 D2D 통신을 위한 신호를 처리하는 별도의 신호 처리 모듈(module)이 존재하지 아니하는 경우, 상기 D2D 통신을 위한 신호 및 상기 D2B 통신을 위한 신호는 함께 처리된다. 설명의 편의를 위해, 이하 본 발명은 상기 'D2D 통신을 위한 신호'를 'D2D 신호'로, 상기 'D2B 통신을 위한 신호'를 'D2B 신호'로 칭한다.
신호를 송신하는 단말은 상기 D2D 신호 및 상기 D2B 신호를 각 할당된 자원 블록들에 매핑(mapping)한 후, 셀룰러 통신 대역폭에 대응하는 광대역의 신호를 처리하는 모듈에 의해 처리할 수 있다. 예를 들어, 상기 D2D 신호 및 상기 D2B 신호를 포함하는 송신 신호는 아날로그 변환, 대역 통과 필터링(band pass filtering) 등의 처리를 거칠 수 있다. 유사하게, 신호를 수신하는 단말은 상기 D2D 신호 및 상기 D2B 신호를 포함하는 광대역 수신 신호를 셀룰러 통신 대역폭에 대응하는 광대역의 신호를 처리하는 모듈에 의해 처리할 수 있다. 예를 들어, 상기 수신 신호는 대역 통과 필터링, 디지털 변환 등의 처리를 거칠 수 있다.
하지만, 상기 D2D 신호를 광대역 신호를 처리하는 모듈에 의해 처리하는 경우, 불필요한 전류 소모가 발생할 수 있다. 예를 들어, 단말이 D2B 신호의 송신 없이 상기 D2D 신호만을 송신하는 경우, 불필요한 전류 소모가 발생할 수 있다. 상기 도 2의 예와 같이, 상기 D2D 통신을 위한 자원은 전체 대역폭의 일부만을 점유할 수 있다. 그러나, 상기 D2D 신호를 처리하는 별도의 모듈이 존재하지 아니하면, 상기 전체 대역폭의 일부만을 점유하는 상기 D2D 신호를 처리하기 위해 상기 광대역 신호를 처리하는 모듈이 동작한다. 예를 들어, 전체 대역폭이 20MHz인 경우, 총 100개의 자원 블록들 중 상기 D2D 통신을 위해 6개의 자원 블록들만이 할당되더라도, 100개의 자원 블록을 점유하는 광대역 신호를 처리하기 위한 WB(WideBand)-DAC(Ditital to Analog Coverter), WB-아날로그 기저대역(BB: Base Band) 처리 모듈 등이 동작한다.
신호 처리를 위한 전자 회로는 커패시턴스(capacitance), 인덕턴스(inductance)를 가지므로, 입력 또는 출력해야하는 신호의 주파수에 따라 회로의 임피던스(impedance)가 변화한다. 광대역의 신호를 처리하기 위해서, 상기 DAC와 같은 모듈은 협대역(NB: Narrow Band)의 신호를 처리하는 경우에 비해 높은 주파수로 동작해야 한다. 예를 들어, 상기 DAC의 경우, 처리할 신호의 대역폭이 넓을수록, 더 높은 샘플링(sampling) 주파수가 요구된다. 그리고, 동작에 요구되는 주파수가 높을수록, 상기 임피던스는 전류를 더 많이 소모하는 방향으로 변화하게 된다. 즉, 광대역의 신호를 처리하는 모듈은 협대역의 신호를 처리하는 모듈에 비하여 더 많은 전류를 소모한다.
결과적으로, 상기 D2D 신호는 전체 대역폭에 비해 협대역의 신호임에도 불구하고, 상기 D2D 신호를 처리하기 위해 광대역 신호를 처리하는 모듈들을 동작시키는 것은 불필요한 전류 낭비를 야기할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 일 실시 예는 이하 도 3와 같은 송신 장치의 구조 및 이하 도 4와 같은 수신 장치의 구조를 제시한다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 송신 장치의 구성 예를 도시한다.
상기 도 3을 참고하면, 상기 송신 장치는 D2B 송신 신호 처리부(transmission Signal Processor)(302), WB-자원 매핑 및 변조부(Resource Mapper and Modulator)(304), WB-DAC(306), WB-아날로그 기저대역 처리부(Analog Base Band Processing unit)(308), WB-RF(Radio Frequency) 처리부(Processing unit)(310), D2D 송신 신호 처리부(312), NB-자원 매핑 및 변조부(314), 디지털 중심 주파수 변환부(Digital Center Frequency Shifter)(316), NB-DAC(318), NB-아날로그 기저대역 처리부(320), NB-아날로그 기저대역 중심 주파수 변환부(Analog Base Band Center Frequency Shifter)(322)를 포함한다. 상기 디지털 중심 주파수 변환부(316), 상기 NB-DAC(318), 상기 NB-아날로그 기저대역 처리부(320), 상기 NB-아날로그 기저대역 중심 주파수 변환부(322)는 협대역 파형(waveform) 생성부(NB waveform generator)(324)로 지칭될 수 있다.
상기 D2B 송신 신호 처리부(302)는 D2B데이터를 인코딩(Encoding) 및 변조(modulation)한다. 즉, 상기 D2B 송신 신호 처리부(302)는 상기 D2B 데이터를 인코딩하고, M-진(M-ary) 매핑(Mapping)함으로써, 복소 심벌(complex symbol)들을 생성한다.
상기 WB-상기 자원 매핑 및 변조부(304)는 상기 D2B 송신 신호 처리부(302)로부터 제공되는 복소 심벌들을 해당 자원 블록들에 매핑하고, SC(Single Carrier)-FDMA(Frequency Division Multiple Access) 심벌 또는 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 심벌로 변조한다. 예를 들어, 상기 OFDM 심벌은 IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)을 통해, 상기 SC-FDMA 심벌은 FFT(Fast Fourier Transform) 및 IFFT를 통해 생성될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따라, 상기 송신 장치가 상기 D2D 신호 및 상기 D2B 신호 모두를 동시에, 다시 말해, 동일 시간 구간 동안 송신하는 경우, 상기 WB-상기 자원 매핑 및 변조부(304)는 상기 D2B 송신 신호 처리부(302)는 물론 상기 D2D 송신 신호 처리부(312)로부터의 복소 심벌들 모두 처리할 수 있다. 다시 말해, 상기 WB-상기 자원 매핑 및 변조부(304)의 출력은 D2D 신호 및 D2B신호를 전달하는 자원들을 포함하는 광대역 신호일 수 있다. 즉, 상기 D2D 신호 및 상기 D2B 신호를 모두 송신하는 경우, 상기 송신 장치는 상기 협대역 파형 생성부(324)를 동작시키지 아니하고 상기 광대역 신호를 처리하는 모듈들만을 이용함으로써, 상기 협대역 파형 생성부(324)에 의한 전류 소비를 배제할 수 있다.
그러나, 본 발명의 다른 실시 예에 따라, 상기 D2D 신호 및 상기 D2B 신호를 모두를 동시에 송신하더라도, 상기 송신 장치는 상기 D2D 신호를 상기 협대역 파형 생성부(324)를 통해 처리할 수 있다. 다시 말해, 상기 D2B 신호와의 동시 송신 여부와 무관하게, 상기 송신 장치는 상기 D2D 신호를 협대역 신호를 처리하기 위한 모듈들, 예를 들어, 상기 협대역 파형 생성부(324)를 통해 처리할 수 있다.
또는, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따라, 상기 D2D 신호 및 상기 D2B 신호 모두를 동시에 송신하는 경우, 상기 송신 장치는 미리 정의된 조건에 따라 상기 D2D 신호 및 상기 D2B 신호를 별도의 송신 경로를 통해 처리하거나, 또는, 상기 D2D 신호 및 상기 D2B 신호를 별도의 송신 경로를 통해 처리할 수 있다. 예를 들어, 상기 미리 정의된 조건은 상기 D2D 신호 및 상기 D2B 신호 간 신호 크기 또는 송신 전력의 차이에 기초하여 정의될 수 있다. 예를 들어, 상기 D2D 신호 및 상기 D2B 신호 간 송신 전력의 차이가 임계치 이상인 경우, 상기 송신 장치는 상기 D2D 신호 및 상기 D2B 신호를 별도의 송신 경로를 통해 처리할 수 있다. 반면, 상기 D2D 신호 및 상기 D2B 신호 간 송신 전력의 차이가 임계치 미만인 경우, 상기 송신 장치는 상기 D2D 신호 및 상기 D2B 신호를 하나의 경로, 즉, 광대역 신호를 처리하기 위한 모듈들을 통해 처리할 수 있다.
상기 WB-DAC(306)는 변조된 광대역 디지털 영역 신호를 아날로그 기저대역 신호로 변환한다. 예를 들어, 상기 WB-DAC(306)는 상기 광대역 디지털 영역 신호의 대역폭의 2배에 상응하는 주파수로 샘플링된 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환할 수 있다.
상기 WB-아날로그 기저대역 처리부(308)는 상기 WB-DAC(306)로부터 제공되는 출력 신호의 품질을 향상시키기 위한 처리를 수행한다. 예를 들어, 상기 WB-아날로그 기저대역 처리부(308)는 ACLR(Analog Adjacent Channel Leakage Rejection) 필터링, DC(Direct Current) 오프셋 조절, I/Q 불균형 보상(Imbalance Compensation) 등을 수행할 수 있다.
상기 WB-RF 처리부(310)는 아날로그 기저대역 신호를 반송파 주파수(Carrier Frequency)로 상향 변환(up-converting) 후, 안테나를 통해 송신한다. 이에 더하여, 상기 WB-RF 처리부(310)는 상기 기저대역 신호 또는 상기 반송파 주파수의 신호를 증폭할 수 있다.
상기 D2D 송신 신호 처리부는(312)는 D2B데이터를 인코딩(Encoding) 및 변조한다. 즉, 상기 D2B 송신 신호 처리부(302)는 상기 D2B 데이터를 인코딩하고, M-진 매핑함으로써, 복소 심벌들을 생성한다.
상기 NB-상기 자원 매핑 및 변조부(314)는 상기 D2D 송신 신호 처리부(312)로부터 제공되는 복소 심벌들을 해당 자원 블록들에 매핑하고, SC-FDMA 심벌 또는 OFDM 심벌로 변조한다. 예를 들어, 상기 OFDM 심벌은 IFFT을 통해, 상기 SC-FDMA 심벌은 FFT 및 IFFT를 통해 생성될 수 있다. 상기 NB-상기 자원 매핑 및 변조부(314)의 출력은 상기 D2D 신호만을 포함하는 협대역 신호이다.
상기 디지털 중심 주파수 변환부(316)는 상기 NB-상기 자원 매핑 및 변조부(314)로부터 제공되는 신호의 중심 주파수가 DC에 위치하도록 주파수를 변환한다. 이를 위해, 상기 디지털 중심 주파수 변환부(316)는 상기 D2D 통신을 위해 할당된 자원 블록의 자원 블록 오프셋(RB_offset)에 기초하여, 상기 기저대역 D2D 신호의 중심 주파수를 DC로 이동시킬 수 있다. 상기 주파수 변환(Frequency Shift)으로 인해, 상기 기저대역 D2D 신호는 상기 DC를 중심으로 한 협대역 신호가 되므로, 협대역 처리가 가능해진다.
상기 NB-DAC(318)는 주파수 이동된 협대역 D2D 신호를 아날로그 신호로 변환한다. 예를 들어, 상기 NB-DAC(306)는 상기 협대역 D2D 신호의 대역폭의 2배에 상응하는 주파수로 샘플링된 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환할 수 있다.
상기 NB-아날로그 기저대역 처리부(320)는 상기 기저대역 D2D 신호의 품질을 향상시키기 위한 처리를 수행한다. 예를 들어, 상기 NB-아날로그 기저대역 처리부(320)는 상기 D2D 신호의 대역폭에 대응하는 아날로그 필터(Analog Filter)를 이용한 대역 통과 필터링, DC 오프셋 조절, I/Q 불균형 보상 등을 수행할 수 있다.
상기 NB-아날로그 기저대역 중심 주파수 변환부(322)는 상기 기저대역 D2D 신호를 상기 D2D 통신을 위해 할당된 자원 블록에 대응하는 주파수로 이동한다. 즉, 상기 NB-아날로그 기저대역 중심 주파수 변환부(322)는 상기 디지털 중심 주파수 변환부(316)에 의해 DC로 주파수 이동한 신호를 이동 전의 주파수 상 위치로 재이동시킨다. 이를 위해, 상기 NB-아날로그 기저대역 중심 주파수 변환부(322)는 상기 D2D 통신을 위해 할당된 자원 블록의 자원 블록 오프셋(RB_offset)을 적용함으로써, 상기 기저대역 D2D 신호를 할당된 D2D 자원 영역으로 이동시킬 수 있다.
상기 도 3에 도시되지 아니하였으나, 상기 송신 장치는 송신 신호의 종류에 따라 신호의 처리 경로를 선택하고, 선택된 경로의 모듈들의 동작을 제어하며, 상기 RF 오프셋을 제공하는 제어부를 더 포함할 수 있다. 상기 제어부는 적어도 하나의 DSP(Digital Signal Processor)를 포함할 수 있다.
상기 도 3에 도시된 실시 예에서, 상기 D2D 송신 신호 처리부(312), 상기 NB-자원 매핑 및 변조부(314), 상기 디지털 중심 주파수 변환부(316), 상기 NB-DAC(318), 상기 NB-아날로그 기저대역 처리부(320), 상기 NB-아날로그 기저대역 중심 주파수 변환부(322)는 상기 D2D 신호만을 처리한다. 그러나, 상기 D2D 송신 신호 처리부(312), 상기 NB-자원 매핑 및 변조부(314), 상기 NB-DAC(318), 상기 NB-아날로그 기저대역 처리부(320) 중 일부가 생략되고, 생략된 블록의 기능은 상기 D2B 신호를 위한 모듈에 의해 대신 수행될 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 수신 장치의 구성 예를 도시한다.
상기 도 4를 참고하면, 상기 수신 장치는 WB-RF 처리부(402), WB 아날로그 기저대역 처리부(404), WB-ADC(Analog Digital Converter)(406), WB-디지털 기저대역 처리부(408), B2D(Base station to Device) 수신 신호 처리부(Received Signal Processing unit)(410), NB-기저대역 중심 주파수 변환부(Base Band Center Frequency Shifter)(412), NB-아날로그 기저대역 처리부(414), NB-ADC(416), NB-디지털 기저대역 처리부(418), D2D 수신 신호 처리부(420)를 포함한다. 상기 NB-아날로그 기저대역 처리부(414), 상기 NB-ADC(416), 상기 NB-디지털 기저대역 처리부(418)는 협대역 처리부(422)로 지칭될 수 있다.
상기 WB-RF 처리부(402)는 안테나를 통해 수신되는 RF 신호로부터 원하는 대역의 신호를 선택하고, 잡음(noise)를 제거한다. 예를 들어, 상기 WB-RF 처리부(402)는 대역 통과 필터, LNA(Low Noise Amplifier) 등을 포함할 수 있다. 이때, 상기 WB-RF 처리부(402)에서 출력되는 신호는 광대역 신호이다. 이때, 상기 수신 장치가 D2D 신호를 수신하는 경우, 상기 WB-RF 처리부(402)는 상기 광대역 신호를 상기 NB-기저대역 중심 주파수 변환부(412)로 제공한다. 그리고, 상기 수신 장치가 B2D 신호를 수신하는 경우, 상기 WB-RF 처리부(402)는 상기 광대역 신호를 상기 WB-아날로그 기저대역 처리부(404)로 제공한다.
상기 WB-아날로그 기저대역 처리부(404)는 상기 광대역 신호의 대역폭에 따라 신호 품질을 향상시키기 위한 처리를 수행한다. 예를 들어, 상기 WB-아날로그 기저대역 처리부(404)는 인접 채널 제거(Adjacent Channel Rejection)을 위한 아날로그 필터링, DC 오프셋 조절, I/Q 불균형 보상 등을 수행할 수 있다.
상기 WB-ADC(406)는 광대역 아날로그 신호를 샘플링함으로써 디지털 신호로 변환한다. 예를 들어, 상기 WB-ADC(406)는 상기 광대역 아날로그 신호를 상기 광대역 신호의 대역폭의 2배에 상응하는 주파수로 샘플링할 수 있다.
상기 WB-디지털 기저대역 처리부(408)는 SC-FDMA 심벌 또는 OFDM 심벌을 복조하고, 자원 블록에 매핑된 복소 심벌들을 추출(demapping)한다. 즉, 상기 WB-디지털 기저대역 처리부(408)는 송신 장치에서 생성된 상기 SC-FDMA 심벌 또는 상기 OFDM 심벌의 변조 기법에 상응하는 방식으로 상기 SC-FDMA 심벌 또는 상기 OFDM 심벌을 복조, 다시 말해, 주파수 축의 복소 심벌들로 변환한다. 이때, 상기 WB-디지털 기저대역 처리부(408)는 상기 수신 장치에게 할당된 자원 블록들에 매핑된 신호들을 추출한다.
상기 B2D 수신 신호 처리부(410)는 상기 B2D 신호에 대한 복조 및 디코딩(decoding)을 수행한다. 즉, 상기 B2D 수신 신호 처리부(410)는 상기 B2D 통신을 위해 할당된 자원에서 추출된 복소 심벌들에 대하여 M-진 디매핑(de-mapping)함으로써 상기 복소 심벌들을 비트열로 변환할 수 있다. 그리고, 상기 B2D 수신 신호 처리부(410)는 상기 비트열에 대하여 디코딩을 수행함으로써 데이터를 복원할 수 있다.
상기 NB-기저대역 중심 주파수 변환부(412)는 상기 WB-RF 처리부(402)로부터 제공되는 광대역 신호의 주파수를 이동시킨다. 즉, 상기 NB-기저대역 중심 주파수 변환부(412)는 상기 광대역 신호에 포함된 기저대역 D2D 신호의 중심 주파수가 DC에 위치하도록 상기 광대역 신호의 주파수를 이동시킨다. 이를 위해, 상기 NB-기저대역 중심 주파수 변환부(412)는 상기 D2D 통신을 위해 할당된 자원 블록의 자원 블록 오프셋(RB_offset)에 기초하여, 상기 기저대역 D2D 신호의 중심 주파수를 DC로 이동시킬 수 있다.
상기 NB-아날로그 기저대역 처리부(414)는 상기 주파수 이동된 광대역 신호에서 상기 기저대역 D2D 신호를 분리하고, 상기 기저대역 D2D 신호의 대역폭에 따라 신호 품질을 향상시키기 위한 처리를 수행한다. 예를 들어, 상기 NB-아날로그 기저대역 처리부(414)는 상기 협대역에 상응하는 대역 통과 필터링, 인접 채널 제거를 위한 아날로그 필터링, DC 오프셋 조절, I/Q 불균형 보상 등을 수행할 수 있다. 상기 아날로그 필터링을 통해, 상기 NB-아날로그 기저대역 처리부(414)는 인접한 단말이 송신하는 D2B 신호를 제거할 수 있다.
상기 NB-ADC(416)는 협대역의 아날로그 D2D 신호를 디지털 신호로 변환한다. 예를 들어, 상기 NB-ADC(416)는 상기 아날로그 D2D 신호를 상기 D2D 신호 신호의 대역폭의 2배에 상응하는 주파수로 샘플링할 수 있다.
상기 NB-디지털 기저대역 처리부(418)는 SC-FDMA 심벌 또는 OFDM 심벌을 복조하고, 자원 블록에 매핑된 복소 심벌들을 추출한다. 즉, 상기 NB-디지털 기저대역 처리부(418)는 송신 장치에서 생성된 상기 SC-FDMA 심벌 또는 상기 OFDM 심벌의 변조 기법에 상응하는 방식으로 상기 SC-FDMA 심벌 또는 상기 OFDM 심벌을 복조, 다시 말해, 주파수 축의 복소 심벌들로 변환한다.
상기 D2D 수신 신호 처리부(420)는 상기 D2D 신호에 대한 복조 및 디코딩을 수행한다. 즉, 상기 D2D 수신 신호 처리부(420)는 상기 D2D 통신을 위해 할당된 자원에서 추출된 복소 심벌들에 대하여 M-진 디매핑함으로써 상기 복소 심벌들을 비트열로 변환할 수 있다. 그리고, 상기 D2D 수신 신호 처리부(420)는 상기 비트열에 대하여 디코딩을 수행함으로써 D2D 데이터를 복원할 수 있다.
상기 도 4에 도시되지 아니하였으나, 상기 수신 장치는 수신 신호의 종류에 따라 신호의 처리 경로를 선택하고, 선택된 경로의 모듈들의 동작을 제어하며, 상기 RF 오프셋을 제공하는 제어부를 더 포함할 수 있다. 상기 제어부는 적어도 하나의 DSP를 포함할 수 있다.
상기 도 4에 도시된 실시 예에서, 상기 NB-아날로그 기저대역 처리부(414), 상기 NB-ADC(416), 상기 NB-디지털 기저대역 처리부(418), 상기 D2D 수신 신호 처리부(420)는 상기 D2D 신호만을 처리한다. 그러나, 상기 NB-아날로그 기저대역 처리부(414), 상기 NB-ADC(416), 상기 NB-디지털 기저대역 처리부(418), 상기 D2D 수신 신호 처리부(420) 중 일부가 생략되고, 생략된 블록의 기능은 상기 D2B 신호를 위한 모듈에 의해 대신 수행될 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 송신 신호의 스펙트럼(spectrum) 변화를 도시한다. 상기 도 5는 송신 장치에서의 신호 처리 과정에 따른 D2D 신호(510)의 변화 예를 도시한다.
상기 도 5를 참고하면, D2D 트래픽(traffic)이 생성된 후, D2D 통신을 위해 할당된 D2D 자원 영역에 상기 D2D 신호(510)가 매핑된다. 이때, 상기 D2D 신호(510)는 디지털 기저대역 신호이다.
이후, 주파수 변환 및 DAC(501)를 통해, 상기 D2D 신호(510)는 DC 중심의 신호로 변환된다. 아날로그 소자인 DAC 및 아날로그 필터 등 DC 중심의 신호인 경우에 대하여 효율적으로 설계 가능하다. 따라서, 상기 송시 장치는, 상기 D2D 신호(510)의 처리 효율을 높이기 위해, D2D 할당 자원의 주파수 오프셋을 고려하여, 상기 D2D 신호(510)를 주파수 쉬프팅(shifting)한다. 주파수 쉬프팅된 상기 D2D 신호(510)는 DC를 중심으로 상기 D2D 자원 만큼의 대역폭을 가지는 협대역 신호이므로, 협대역 DAC를 통해 아날로그 신호로 변환된다. 이에 따라, 상기 송신 장치는 협대역의 아날로그 신호 처리를 수행할 수 있다.
이후, RF 처리 전, 상기 D2D 신호(510)는 다시 주파수 변환(503)된다. 즉, 상기 송신 장치는 상기 DC 중심의 상기 D2D 신호(510)를 상기 D2D 자원의 주파수 오프셋만큼 다시 주파수 쉬프팅한다. 이에 따라, 아날로그 처리 완료된 상기 D2D 신호(510)는 상기 D2D 통신을 위해 할당된 자원을 통해 송신될 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 수신 신호의 스펙트럼 변화를 도시한다. 상기 도 6은 수신 장치에서의 신호 처리 과정에 따른 D2D 신호(610)의 변화 예를 도시한다.
상기 도 6을 참고하면, 상기 D2D 신호(610) 및 D2B 신호(620)를 포함하는 광대역 수신 신호가 수신된다. 즉, 상기 수신 장치가 상기 D2D 신호(610)를 광대역 RF 처리 수단(예: 상기 도 4의 WB-RF 처리부(402))를 통해서 수신하면, 다른 단말이 기지국으로 송신한 신호의 스펙트럼이 상기 D2D 신호(610)의 스펙트럼에 인접하여 위치할 수 있다. 이 경우, 각 수신 신호 간에 전력(power) 차이가 크면, 큰 수신 신호 전력 차(Received Signal Power Gap)(690)가 발생할 수 있다. 종래 기술에 따르면, 광대역 수신기를 그대로 이용 시, 상기 수신 신호 전력 차(690)에 의해 양자화 오류(quantization error)가 증가하고, 그 결과, 성능 열화가 발생할 수 있다. 그러나, 본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 수신 장치는 협대역 신호 처리를 통해 상기 성능 열화를 방지할 수 있다.
이후, 주파수 변환(601)을 통해, 상기 광대역 수신 신호는 상기 D2D 신호(610)가 DC 중심의 신호가 되도록 주파수 축에서 쉬프팅된다. 즉, 상기 D2D 신호(610)는 DC 중심의 신호로 변환된다. 이후, 협대역 필터링(603)을 통해, 상기 주파수 쉬프팅된 상기 광대역 수신 신호에서 상기 D2D 신호(610) 만이 필터링된다. 이에 더하여, I/Q 불균형 보상, DC 오프셋 조절이 더 수행될 수 있다. 이후, ADC(605)를 통해, 필터링된 상기 D2D 신호(610)는 디지털 신호로 변환된다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 D2D 통신 및 D2B 통신 활성 여부에 따른 전류 소모량 변화의 예를 도시한다. 상기 도 7은 송신 장치의 전류 소모 변화의 예를 도시한다.
상기 도 7을 참고하면, 최초 상기 D2D 통신 및 상기 D2B 통신 모두 불활성ㅎ호화(inactive) 상태이다. 이후, 시각 t1(701)에서, 상기 D2D 통신이 활성화(active)된다. 이때, 본 발명의 실시 예에 따르는 경우, 협대역 신호 처리를 위한 모듈들만이 동작하므로, 저전력에 해당하는 전류만이 소비된다. 그러나, 종래 기술의 경우, 광대역 신호 처리를 위한 모듈들이 동작하므로, 상대적으로 고전력에 해당하는 전류가 소비된다.
이후, 시각 t2(702)에서, 상기 D2B 통신이 활성화된다. 즉, 상기 D2D 통신 및 상기 D2B 통신 모두 활성화 상태이다. 이에 따라, 광대역 신호 처리 위한 모듈들이 동작하므로, 상기 고전력에 해당하는 전류가 소비된다. 상기 D2D 통신만을 수행하는 경우보다 전류 소비량이 증가히지만, 종래 기술의 경우와 유사한 양의 전류만이 소비된다.
이후, 시각 t3(703)에서, 상기 D2B 통신이 불활성화된다. 즉, 상기 D2D 통신만이 활성화 상태이다. 이에 따라, 다시 협대역 신호 처리 위한 모듈들이 동작하므로, 상기 저전력에 해당하는 전류가 소비된다. 그러나, 종래 기술의 경우, 여전히 고전력에 해당하는 전류가 소비된다.
이후, 시각 t4(704)에서, 상기 D2B 통신이 활성화된다. 즉, 상기 D2D 통신 및 상기 D2B 통신 모두 활성화 상태이다. 이에 따라, 광대역 신호 처리 위한 모듈들이 동작하므로, 상기 고전력에 해당하는 전류가 소비된다. 상기 D2D 통신만을 수행하는 경우보다 전류 소비량이 증가히지만, 종래 기술의 경우와 유사한 양의 전류만이 소비된다.
이후, 시각 t4(704)에서, 상기 D2B 통신이 불활성화된다. 즉, 상기 D2D 통신만이 활성화 상태이다. 이에 따라, 다시 협대역 신호 처리 위한 모듈들이 동작하므로, 상기 저전력에 해당하는 전류가 소비된다. 그러나, 종래 기술의 경우, 여전히 고전력에 해당하는 전류가 소비된다.
D2B 통신 및 D2D 통신이 독립적으로 수행되면, 각각의 신호 송신이 이루어지는 때, 다시 말해, 상기 D2D 통신 활성화 및 상기 D2B 통신 활성화 상태의 경우, 상기 송신 장치는 송신 신호 처리를 위해 전류를 소모한다. 반면, 신호 송신이 이루어지지 아니하는 때, 다시 말해, 상기 D2D 통신 불활성화 및 상기 D2B 통신 불활성화 상태의 경우, 송신 신호 처리를 위한 전류 소모가 발생하지 아니한다.
그러나, 상기 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 D2B 통신 및 상기 D2D 통신을 동시에 고려하면, 종래 기술에 따르면, D2B 신호 및 D2D 신호 전송 모두에 광대역 처리를 적용하므로, 어느 경우에나 고전압에 해당하는 전류가 소모된다. 그러나, 본 발명의 실시 예에 따르면, D2D 신호 전송에 대하여 협대역 신호 처리가, D2B 신호 전송에 대하여 광대역 신호 처리가 별도로 적용된다. 따라서, 본 발명의 실시 예에 따르는 경우, 상기 D2B 신호 전송이 없이 상기 D2D 신호만을 전송하면, 상기 종래 기술의 경우에 비하여 상대적으로 적은 양의 전류가 소모될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 다양한 실시 예들에 따라, 송신 장치 및 수신 장치는 D2D 신호를 처리하기 위한 신호 처리 모듈들을 구비할 수 있다. 다시 말해, 상기 송신 장치 및 상기 수신 장치는 동일한 대역의 신호를 처리하는 다수의 신호 처리 모듈들을 구비할 수 있다. 그러나, 상기 다수의 신호 처리 모듈들에서 처리 가능한 신호의 대역폭은 상이하다.
상기 D2D 신호를 처리하기 위해 별도의 신호 처리 모듈들을 구비하는 것은 비용(cost) 증가를 야기할 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시 예에 따라, 상기 송신 장치 및 상기 수신 장치는 다른 목적을 위해 설계된 신호 처리 모듈들을 재이용하거나, 다른 목적과 함께 다용도로 설계된 신호 처리 모듈들을 이용하여 상기 D2D 신호를 처리할 수 있다.
예를 들어, 3GPP LTE 시스템의 경우, 규격은 다수의 시스템 대역폭들을 정의하고 있다. 상기 3GPP LTE 시스템의 시스템 대역폭들 및 자원 블록 개수는 하기 <표 1>과 같다.
채널 대역폭
[MHz]		 1.4 3 5 10 15 20
전송 대역폭 구성
[NRB]		 6 15 25 60 75 100
상기 <표 1>과 같이, 3GPP LTE 시스템은 6개의 시스템 대역폭들을 규정하고 있다. 이에 따라, LTE 시스템을 위한 기저대역 신호 처리 모듈들을 설계할 때, 다양한 시스템 대역폭을 지원하고, 경우에 따라 동작하는 대역폭을 재구성(reconfiguration)할 수 있도록, 다수의 시스템 대역폭들을 위한 다수의 신호 처리 모듈들을 포함시키는 경우가 일반적이다. 또한, CA(Carrier Aggregation) 모드를 지원하기 위해 다수의 신호 처리 모듈들이 구비될 수 있다. 상기 LTE 시스템 외 다른 규격의 시스템의 경우도, 다수의 시스템 대역폭이 존재한다면, 다수의 시스템 대역폭들을 위한 다수의 신호 처리 모듈들을 포함시키는 경우가 있을 수 있다.
예를 들어, 시스템 대역폭이 10MHz이나, 송신 장치 및 수신 장치는 1.4MHz 시스템 대역폭을 위한 기저대역 신호 처리 모듈들을 더 구비할 수 있다. 이때, 상기 1.4MHz 시스템 대역폭을 위한 기저대역 신호 처리 모듈들이 상기 D2D 신호의 처리를 위해 사용될 수 있다. 이 경우, 상기 D2D 통신을 위한 자원은 상기 1.4MHz의 최대 자원 블록 개수 범위 내에서 할당되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 상기 D2D 통신을 위한 자원은 상기 1.4MHz에 대응하는 개수의 자원 블록들로 할당될 수 있다. 이에 따라, 상기 D2D 신호를 처리하기 위한 신호 처리 모듈을 구비하기 위한 비용 증가가 최소화되고, 단말의 복잡도 증가폭이 상대적으로 감소할 수 있다.
이를 위해, D2D 통신을 위한 자원을 할당하는 노드(node)는 상기 D2D 통신을 수행하는 단말들에 구비된 기저대역 신호 처리 모듈에 대한 정보를 수집하고, 상기 기저대역 신호 처리 모듈에 의해 지원 가능한 시스템 대역폭을 고려하여 상기 D2D 통신을 위한 자원을 할당한다. 예를 들어, 상기 D2D 통신을 위한 자원을 할당하는노드는 기지국일 수 있다. 예를 들어, 상기 D2D 통신을 수행하는 단말이 현재 시스템의 시스템 대역폭 외 다른 시스템 대역폭으로서 1.4MHz를 지원할 수 있는 모듈을 구비한 경우, 상기 기지국은 상기 D2D 통신을 위한 자원으로서 상기 1.4MHz에 대응하는 주파수 범위를 초과하지 아니하도록 자원 블록들을 할당한다. 다시 말해, 상기 기지국은 현재 시스템 대역폭 외 상기 단말에서 지원 가능한 다른 시스템 대역폭 이하의 대역폭을 가지는 자원을 할당한다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 송신 장치의 동작 절차를 도시한다.
상기 도 8을 참고하면, 상기 송신 장치는 801단계에서 기지국으로 신호 송신 시 제1신호 처리 모듈 집합(set)을 이용하여 기저대역 송신 신호를 처리한다. 다시 말해, 상기 송신 장치는 상기 제1신호 처리 모듈 집합을 이용하여 기지국으로 송신할 상향링크 데이터를 인코딩 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성하고, 상기 복소 심벌들을 포함하는 송신 신호를 생성한 후, 아날로그 신호로 변환한 후, 기저대역의 아날로그 처리를 수행한다. 예를 들어, 상기 기저대역의 아날로그 처리는 대역 통과 필터링, I/Q 불균형 보상, DC 오프셋 보상 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1신호 처리 모듈 집합은 제1대역폭의 신호를 처리하기 위한 적어도 하나의 신호 처리 모듈을 포함할 수 있다.
이후, 상기 송신 장치는 803단계로 진행하여 단말으로 신호 송신 시 제2신호 처리 모듈 집합을 이용하여 기저대역 송신 신호를 처리한다. 즉, 상기 송신 장치는 단말로서, 다른 단말과의 D2D 통신을 수행할 수 있다. 구체적으로, 상기 송신 장치는 상기 제2신호 처리 모듈 집합을 이용하여 상기 다른 단말로 송신할 상향링크 데이터를 인코딩 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성하고, 상기 복소 심벌들을 포함하는 송신 신호를 생성한 후, 아날로그 신호로 변환하고, 기저대역의 아날로그 처리를 수행한다. 예를 들어, 상기 기저대역의 아날로그 처리는 대역 통과 필터링, I/Q 불균형 보상, DC 오프셋 보상 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제2신호 처리 모듈 집합은 제2대역폭의 신호를 처리하기 위한 적어도 하나의 신호 처리 모듈을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 제2대역폭은 상기 제1대역폭 보다 좁다. 다시 말해, 상기 제1신호 처리 모듈 집합을 이용하여 처리 가능한 신호의 최대 대역폭은, 상기 제2신호 처리 모듈 집합에 비하여 상대적으로 더 넓다. 이에 따라, 상기 전자 장치는 상기 제2신호 처리 모듈 집합을 이용한 신호 처리 시, 상기 제1신호 처리 모듈 집합을 이용한 경우에 비하여 상대적으로 적은 양의 전류를 소모한다. 본 발명의 다른 실시 예에 따라, 상기 기저대역 송신 신호를 처리함에 있어서, 상기 송신 장치는 일부 처리 과정을 상기 제2신호 처리 모듈 집합을 이용하여 수행하고, 나머지 처리 과정을 상기 제1신호 처리 모듈 집합을 이용하여 수행할 수 있다. 이때, 상기 제2신호 처리 모듈 집합에 의해 수행되는 상기 일부 처리의 구체적인 범위는 본 발명의 다양한 실시 예들에 따라 달라질 수 있다.
이후, 상기 도 8에 도시되지 아니하였으나, 상기 송신 장치는 상기 제1신호 처리 모듈 집합 또는 상기 제2신호 처리 모듈 집합을 이용하여 처리한 신호를 RF 신호로 상향 변환 후, 적어도 하나의 안테나를 통해 송신할 수 있다.
도 9는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 송신 장치의 동작 절차를 도시한다. 상기 송신 장치는 단말로서, 다른 단말과 D2D 통신을 수행할 수 있다. 상기 도 9는 상기 송신 장치가 상대 단말로 D2D 신호를 송신하는 과정을 예시한다.
상기 도 9를 참고하면, 상기 송신 장치는 901단계에서 상기 상대 단말로 송신될 기저대역 신호의 중심 주파수를 DC로 쉬프팅한다. 상기 상대 단말로 송신될 기저대역 신호, 즉, 기저대역 D2D 신호는 상기 D2D 통신을 위해 할당된 자원 블록의 주파수 상 위치에 따라 DC 중심이 아닐 수 있다. 이 경우, 상기 송신 장치는 상기 기저대역 D2D 신호의 중심 주파수가 DC에 위치하도록 주파수 쉬프트를 수행한다. 만일, 상기 D2D 통신을 위해 할당된 자원 블록들의 중심이 이미 DC에 위치한 경우, 상기 901단계는 생략될 수 있다.
상기 기저대역 D2D 신호를 주파수 쉬프팅한 후, 상기 송신 장치는 903단계로 진행하여 상기 기저대역 D2D 신호를 아날로그 신호로 변환하고, 신호의 품질을 향상시키기 위한 적어도 하나의 신호 처리를 수행한다. 예를 들어, 상기 적어도 하나의 신호 처리는 대역 통과 필터링, I/Q 불균형 보상, DC 오프셋 조절 중 적어도 하나를 포함한다. 이때, 본 발명의 실시 예에 따라, 상기 송신 장치는 상기 아날로그 신호로의 변환, 상기 적어도 하나의 신호 처리 중 적어도 하나를 시스템 대역폭보다 좁은 대역폭을 위한 신호 처리 모듈을 이용하여 수행할 수 있다.
이후, 상기 송신 장치는 905단계로 진행하여 상기 기저대역 D2D 신호를 상기 D2D 통신을 위해 할당된 자원 영역으로 다시 주파수 쉬프팅한다. 다시 말해, 상기 송신 장치는 상기 903단계에서 수행된 주파수 쉬프팅에 대하여 역으로 주파수 쉬프팅한다. 이로 인해, 상기 송신 장치는 상기 D2D 신호를 상기 D2D 통신을 위해 할당된 자원 영역을 통해 송신할 수 있다. 만일, 상기 D2D 통신을 위해 할당된 자원 블록들의 중심이 DC에 위치한 경우, 상기 905단계는 생략될 수 있다.
이후, 상기 송신 장치는 907단계로 진행하여 상기 기저대역 D2D 신호를 RF 대역의 신호로 상향 변환하고, 적어도 하나의 안테나를 통해 상기 상대 단말로 송신한다. 만일, 상기 송신 장치가 상기 D2D 신호와 동시에 기지국으로의 상향링크 신호를 송신하는 경우, 상기 송신 장치는 상기 D2D 신호 및 상기 상향링크 신호, 즉, D2B 신호를 함께 송신한다. 이때, 상기 도 9에 도시되지 아니하였으나, 상기 D2B 신호에 대한 상기 아날로그 신호로의 변환, 상기 적어도 하나의 신호 처리 중 적어도 하나는 시스템 대역폭에 해당하는 대역폭을 위한 신호 처리 모듈을 이용하여 수행될 수 있다. 본 발명의 다른 실시 예에 따라, 상기 D2D 신호 및 상기 D2B 신호가 동시에 송신되는 경우, 상기 전자 장치는 상기 기저대역 D2D 신호를 상기 D2B 신호와 함께 시스템 대역폭에 해당하는 대역폭을 위한 신호 처리 모듈을 이용하여 처리할 수 있다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 수신 장치의 동작 절차를 도시한다.
상기 도 10을 참고하면, 상기 수신 장치는 1001단계에서 기지국으로부터의 신호 수신 시 제1신호 처리 모듈 집합을 이용하여 기저대역 수신 신호를 처리한다. 다시 말해, 상기 수신 장치는 적어도 하나의 안테나를 통해 수신된 RF 신호를 기저대역 신호로 하향변환(down-converting)하고, 상기 제1신호 처리 모듈 집합을 이용하여 기저대역의 아날로그 처리를 수행한다. 예를 들어, 상기 기저대역의 아날로그 처리는 대역 통과 필터링, I/Q 불균형 보상, DC 오프셋 보상, 디지털 보상 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1신호 처리 모듈 집합은 제1대역폭의 신호를 처리하기 위한 적어도 하나의 신호 처리 모듈을 포함할 수 있다.
이후, 상기 수신 장치는 1003단계로 진행하여 단말으로부터 신호 수신 시 제2신호 처리 모듈 집합을 이용하여 기저대역 수신 신호를 처리한다. 즉, 상기 수신 장치는 단말로서, 다른 단말과의 D2D 통신을 수행할 수 있다. 구체적으로, 상기 수신 장치는 상기 다른 단말로부터 적어도 하나의 안테나를 통해 수신된 RF 신호를 기저대역 신호로 하향변환하고, 상기 제2신호 처리 모듈 집합을 이용하여 기저대역의 아날로그 처리를 수행한다. 예를 들어, 상기 기저대역의 아날로그 처리는 대역 통과 필터링, I/Q 불균형 보상, DC 오프셋 보상, 디지털 변환 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제2신호 처리 모듈 집합은 제2대역폭의 신호를 처리하기 위한 적어도 하나의 신호 처리 모듈을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 제2대역폭은 상기 제1대역폭 보다 좁다. 이에 따라, 상기 전자 장치는 상기 제2신호 처리 모듈 집합을 이용한 신호 처리 시, 상기 제1신호 처리 모듈 집합을 이용한 경우에 비하여 상대적으로 적은 양의 전류를 소모한다. 본 발명의 다른 실시 예에 따라, 상기 수신 장치는 상기 기저대역 수신 신호를 처리함에 있어서, 일부 처리 과정을 상기 제2신호 처리 모듈 집합을 이용하여 수행하고, 나머지 처리 과정을 상기 제1신호 처리 모듈 집합을 이용하여 수행할 수 있다. 이때, 상기 제2신호 처리 모듈 집합에 의해 수행되는 상기 일부 처리의 구체적인 범위는 본 발명의 다양한 실시 예들에 따라 달라질 수 있다.
이후, 상기 도 10에 도시되지 아니하였으나, 상기 수신 장치는 상기 제1신호 처리 모듈 집합 또는 상기 제2신호 처리 모듈 집합을 이용하여 처리한 신호를 복조 및 복호함으로서 데이터를 복원할 수 있다.
도 11은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 수신 장치의 동작 절차를 도시한다. 상기 수신 장치는 단말로서, 다른 단말과 D2D 통신을 수행할 수 있다. 상기 도 9는 상기 수신 장치가 상대 단말로부터 D2D 신호를 수신하는 과정을 예시한다.
상기 도 11을 참고하면, 상기 수신 장치는 1101단계에서 적어도 하나의 안테나를 통해 RF 신호를 수신하고, 상기 RF 신호를 하향변환한다. 다시 말해, 상기 수신 장치는 RF 대역의 상기 D2D 신호를 수신하고, 상기 하향변환을 수행함으로써 기저대역 D2D 신호를 생성한다.
이후, 상기 수신 장치는 1103단계로 진행하여 상기 상대 단말에서 송신된 D2D 신호의 중심 주파수를 DC로 위치하도록 쉬프팅한다. 다시 말해, 상기 수신 장치는 상기 기저대역 D2D 신호의 중심 주파수를 DC로 쉬프팅한다. 상기 기저대역 D2D 신호는 상기 D2D 통신을 위해 할당된 자원 블록의 주파수 상 위치에 따라 DC 중심이 아닐 수 있다. 이 경우, 상기 수신 장치는 상기 기저대역 D2D 신호의 중심 주파수가 DC에 위치하도록 주파수 쉬프트를 수행한다. 만일, 상기 D2D 통신을 위해 할당된 자원 블록들의 중심이 이미 DC에 위치한 경우, 상기 1103단계는 생략될 수 있다.
상기 기저대역 D2D 신호를 주파수 쉬프팅한 후, 상기 수신 장치는 1105단계로 진행하여 상기 기저대역 D2D 신호의 품질을 향상시키기 위한 적어도 하나의 신호 처리를 수행하고, 디지털 신호로 변환한다. 예를 들어, 상기 적어도 하나의 신호 처리는 대역 통과 필터링, I/Q 불균형 보상, DC 오프셋 조절 중 적어도 하나를 포함한다. 이때, 본 발명의 실시 예에 따라, 상기 수신 장치는 상기 적어도 하나의 신호 처리, 상기 디지털 신호로의 변환 중 적어도 하나를 시스템 대역폭보다 좁은 대역폭을 위한 신호 처리 모듈을 이용하여 수행할 수 있다.
도 12는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 자원을 할당하는 장치의 동작 절차를 도시한다. 예를 들어, 상기 자원을 할당하는 장치는 기지국일 수 있다.
상기 도 12를 참고하면, 상기 장치는 1201단계에서 D2D 통신을 위한 자원을 할당할 필요가 있는지 판단한다. 예를 들어, 상기 장치가 기지국인 경우, 상기 기지국은 상기 기지국에 접속된 적어도 하나의 단말이 D2D 통신을 수행되는지 판단한다. 상기 D2D 통신을 위한 자원은 상기 적어도 하나의 단말의 명시적인 요청에 의해, 또는, 묵시적인 요청에 의해, 또는, 요청 없이 상기 기지국의 판단에 의해 할당될 수 있다.
D2D 통신을 위한 자원을 할당할 필요가 있으면, 상기 장치는 1203단계로 진행하여 현재 시스템 대역폭 외 상기 적어도 하나의 단말에서 지원 가능한 다른 시스템 대역폭 이하의 대역폭을 가지는 자원을 할당한다. 즉, 상기 단말은 접속된 시스템의 현재 시스템 대역폭 외 다른 시스템 대역폭을 지원하기 위한 적어도 하나의 기저대역 처리 모듈을 구비할 수 있다. 이때, 상기 다른 시스템 대역폭은 상기 현재 시스템 대역폭은 상기 다른 시스템 대역폭보다 넓다. 따라서, 상기 단말이 D2D 신호 처리 시 상기 다른 시스템 대역폭을 지원하기 위해 구비된 상기 적어도 하나의 기저대역 처리 모듈을 이용할 수 있도록, 상기 장치는 상기 다른 시스템 대역폭에 대응하는 범위를 초과하지 아니하도록 자원을 할당한다. 예를 들어, 상기 다른 시스템 대역폭이 최대 NBW개의 자원 블록들을 포함할 수 있는 경우, 상기 장치는 상기 D2D 통신을 위한 자원으로서 상기 NBW개 이하의 자원 블록들을 할당할 수 있다.
상기 도 12에 도시되지 아니하였으나, 상기 장치는 자원 할당 결과를 알리는 제어 메시지를 생성하고, 상기 적어도 하나의 단말로 상기 제어 메시지를 송신할 수 있다. 예를 들어, 상기 장치가 기지국인 경우, 상기 기지국은 B2D 연결을 통해 상기 적어도 하나의 단말로 상기 제어 메시지를 송신할 수 있다.
도 13은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 송신 장치의 블록 구성을 도시한다.
상기 도 13을 참고하면, 상기 송신 장치는 RF처리부(1310), 기저대역처리부(1320), 저장부(1330), 제어부(1340)를 포함한다.
상기 RF처리부(1310)는 신호의 대역 변환, 증폭 등 무선 채널을 통해 신호를 송신하기 위한 기능을 수행한다. 즉, 상기 RF처리부(1310)는 상기 기저대역처리부(1320)로부터 제공되는 기저대역 신호를 RF 대역 신호로 상향변환한 후 안테나를 통해 송신한다. 예를 들어, 상기 RF처리부(1310)는 RF 송신 필터, 증폭기, 믹서(mixer), 오실레이터(oscillator) 등을 포함할 수 있다. 상기 도 13에서, 하나의 안테나만이 도시되었으나, 상기 송신 장치는 다수의 안테나들을 구비할 수 있다. 또한, 상기 RF처리부(1310)는 다수의 RF 체인들을 포함할 수 있다.
상기 기저대역처리부(1320)는 시스템의 물리 계층 규격에 따라 기저대역 신호 및 비트열 간 변환 기능을 수행한다. 예를 들어, 데이터 송신 시, 상기 기저대역처리부(1320)는 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성하고, 아날로그 변환 및 신호 품질 향상을 위한 적어도 하나의 신호 처리를 포함하는 아날로그 신호 처리들을 수행한다. 특히, 본 발명의 실시 예에 따라, 상기 기저대역처리부(1320)는 제1대역폭의 신호를 처리할 수 있는 제1모듈집합(1322) 및 제2대역폭의 신호를 처리할 수 있는 제2모듈집합(1324)를 포함한다. 즉, 상기 제1모듈집합(1322) 및 상기 제2모듈집합(1324)에 입력 가능한 신호의 대역폭이 상이하다. 상기 제1모듈집합(1322) 및 상기 제2모듈집합(1324)에서 처리되는 신호의 대역폭이 상이함으로 인해, 상기 제1모듈집합(1322) 및 상기 제2모듈집합(1324)의 동작시 소모되는 전류의 양도 상이할 수 있다. 송신 신호의 대역이 동일하더라도, 제1대역폭의 신호는 상기 제1모듈집합(1322)에 의해, 제2대역폭의 신호는 상기 제2모듈집합(1324)에 의해 처리될 수 있다. 예를 들어, 상기 기저대역처리부(1320)는 상기 도 3에 도시된 바와 같이 구성될 수 있다.
상기 제2모듈집합(1324)에 의해 신호가 처리되는 경우, 상기 제2모듈집합(1324)은 상기 제2모듈집합(1324)은 신호의 중심 주파수를 DC로 쉬프팅하고, 상기 신호를 아날로그 신호로 변환하고, 신호의 품질을 향상시키기 위한 적어도 하나의 신호 처리를 수행한다. 그리고, 상기 신호가 상기 신호 송신을 위해 할당된 자원 영역에 위치하도록, 상기 제2모듈집합(1324)은 상기 신호를 다시 주파수 쉬프팅한다. 이에 더하여, 상기 제2모듈집합(1324)은 인코딩 및 변조를 더 수행할 수 있다. 이에 더하여, 상기 제2모듈집합(1324)은 SC-FDMA 심벌 또는 OFDM 심벌을 생성하기 위해 FFT 연산 및 IFFT 연산 중 적어도 하나를 수행할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따라, 상기 제2모듈집합(1324)은 상기 D2D 신호를 처리하기 위해 설계된 신호 처리 수단일 수 있다. 본 발명의 다른 실시 예에 따라, 상기 제2모듈집합(1324)은 상기 단말이 접속 중인 셀룰러 시스템의 시스템 대역폭 외 다른 시스템 대역폭의 신호를 처리하기 위해 구비된 신호 처리 수단일 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예에 따라, 상기 제2모듈집합(1324)은 상기 제2대역폭의 신호에 대하여 필요한 일부 적어도 하나의 처리를 수행하고, 상기 제1모듈집합(1322)가 필요한 나머지 적어도 하나의 처리를 수행할 수 있다. 예를 들어, 상기 제2모듈집합(1324)은 서로 다른 대역폭의 신호들에 대하여 인코딩, 변조, 아날로그 변환을 수행하고, 상기 제1모듈집합(1322)은 상기 서로 다른 대역폭의 신호들 모두에 대하여 대역 통과 필터링, I/Q 불균형 보상, DC 오프셋 조절 중 적어도 하나를 수행할 수 있다. 이때, 상기 제2모듈집합(1324)에 의해 수행되는 상기 일부 적어도 하나의 처리의 구체적인 범위는 본 발명의 다양한 실시 예들에 따라 달라질 수 있다.
상기 기저대역처리부(1320) 및 상기 RF처리부(1310)는 상술한 바와 같이 신호를 송신한다. 이에 따라, 상기 기저대역처리부(1320) 및 상기 RF처리부(1310)는 송신부 또는 통신부로 지칭될 수 있다.
상기 저장부(1330)는 상기 송신 장치의 동작을 위한 기본 프로그램, 응용 프로그램, 설정 정보 등의 데이터를 저장한다. 그리고, 상기 저장부(1330)는 상기 제어부(1340)의 요청에 따라 저장된 데이터를 제공한다.
상기 제어부(1340)는 상기 송신 장치의 전반적인 동작들을 제어한다. 예를 들어, 상기 제어부(1340)는 상기 기저대역처리부(1320) 및 상기 RF처리부(1310)를 통해 신호를 송신하도록 상기 기저대역처리부(1320) 및 상기 RF처리부(1310)를 제어한다. 특히, 본 발명의 실시 예에 따라, 상기 제어부(1340)는 송신 신호의 종류, 예를 들어, 상기 송신 신호의 대역폭에 따라 상기 제1모듈집합(1322) 및 상기 제2모듈집합(1324) 중 하나를 통해 신호를 처리하도록 제어한다. 다시 말해, 상기 제어부(1340)는 협대역 특성을 가지는 D2D 신호인지 광대역 특성을 가지는 D2B 신호인지 여부에 따라 상기 제1모듈집합(1322) 및 상기 제2모듈집합(1324) 중 신호를 처리할 모듈 집합을 선택할 수 있다. 예를 들어, 상기 제어부(1340)는 상기 송신 장치가 상기 도 8 또는 상기 도 9에 도시된 절차를 수행하도록 제어할 수 있다.
도 14는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 수신 장치의 블록 구성을 도시한다.
상기 도 14를 참고하면, 상기 수신 장치는 RF처리부(1410), 기저대역처리부(1420), 저장부(1430), 제어부(1440)를 포함한다.
상기 RF처리부(1410)는 신호의 대역 변환, 증폭 등 무선 채널을 통해 신호를 수신하기 위한 기능을 수행한다. 즉, 상기 RF처리부(1410)는 상기 안테나를 통해 수신되는 RF 대역 신호를 기저대역 신호로 하향변환한다. 예를 들어, 상기 RF처리부(1410)는 RF 송신 필터, 증폭기, 믹서, 오실레이터 등을 포함할 수 있다. 상기 도 14에서, 하나의 안테나만이 도시되었으나, 상기 수신 장치는 다수의 안테나들을 구비할 수 있다. 또한, 상기 RF처리부(1410)는 다수의 RF 체인들을 포함할 수 있다.
상기 기저대역처리부(1420)는 시스템의 물리 계층 규격에 따라 기저대역 신호 및 비트열 간 변환 기능을 수행한다. 예를 들어, 데이터 수신 시, 신호 품질 향상을 위한 적어도 하나의 신호 처리 및 디지털 변환을 포함하는 아날로그 신호 처리들을 수행하고, 복조 및 복호화를 통해 비트열을 복원한다. 특히, 본 발명의 실시 예에 따라, 상기 기저대역처리부(1420)는 제1대역폭의 신호를 처리할 수 있는 제1모듈집합(1422) 및 제2대역폭의 신호를 처리할 수 있는 제2모듈집합(1424)를 포함한다. 즉, 상기 제1모듈집합(1422) 및 상기 제2모듈집합(1424)에 입력 가능한 신호의 대역폭이 상이하다. 상기 제1모듈집합(1422) 및 상기 제2모듈집합(1424)에서 처리되는 신호의 대역폭이 상이함으로 인해, 상기 제1모듈집합(1422) 및 상기 제2모듈집합(1424)의 동작시 소모되는 전류의 양도 상이할 수 있다. 수신 신호의 대역이 동일하더라도, 제1대역폭의 신호는 상기 제1모듈집합(1422)에 의해, 제2대역폭의 신호는 상기 제2모듈집합(1424)에 의해 처리될 수 있다. 예를 들어, 상기 기저대역처리부(1420)는 상기 도 4에 도시된 바와 같이 구성될 수 있다.
상기 제2모듈집합(1424)에 의해 신호가 처리되는 경우, 상기 제2모듈집합(1424)은 상기 신호의 중심 주파수를 DC로 위치하도록 쉬프팅한다. 그리고, 상기 제2모듈집합(1424)은 상기 신호의 품질을 향상시키기 위한 적어도 하나의 신호 처리를 수행하고, 디지털 신호로 변환한다. 이에 더하여, 상기 제2모듈집합(1424)은 복조 및 디코딩을 더 수행할 수 있다. 이에 더하여, 상기 제2모듈집합(1424)은 SC-FDMA 심벌 또는 OFDM 심벌을 복조하기 위해 FFT 연산 및 IFFT 연산 중 적어도 하나를 수행할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따라, 상기 제2모듈집합(1424)은 상기 D2D 신호를 처리하기 위해 설계된 신호 처리 수단일 수 있다. 본 발명의 다른 실시 예에 따라, 상기 제2모듈집합(1424)은 상기 단말이 접속 중인 셀룰러 시스템의 시스템 대역폭 외 다른 시스템 대역폭의 신호를 처리하기 위해 구비된 신호 처리 수단일 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예에 따라, 상기 제2모듈집합(1424)은 상기 제2대역폭의 신호에 대하여 필요한 일부 적어도 하나의 처리를 수행하고, 상기 제1모듈집합(1422)이 필요한 나머지 적어도 하나의 처리를 수행할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1모듈집합(1422)은 상기 제2대역폭의 신호를 포함하는 제1대역폭의 신호에 대하여 대역 통과 필터링, I/Q 불균형 보상, DC 오프셋 조절 중 적어도 하나를 수행하고, 상기 제2모듈집합(1424)은 상기 제2대역폭의 신호에 대하여 디지털 변환, 복조, 디코딩을 수행할 수 있다. 이때, 상기 제2모듈집합(1424)에 의해 수행되는 상기 일부 적어도 하나의 처리의 구체적인 범위는 본 발명의 다양한 실시 예들에 따라 달라질 수 있다.
상기 RF처리부(1410) 및 상기 기저대역처리부(1420)는 상술한 바와 같이 신호를 수신한다. 이에 따라, 상기 RF처리부(1410) 및 상기 기저대역처리부(1420)는 수신부 또는 통신부로 지칭될 수 있다.
상기 저장부(1430)는 상기 수신 장치의 동작을 위한 기본 프로그램, 응용 프로그램, 설정 정보 등의 데이터를 저장한다. 그리고, 상기 저장부(1430)는 상기 제어부(1440)의 요청에 따라 저장된 데이터를 제공한다.
상기 제어부(1440)는 상기 수신 장치의 전반적인 동작들을 제어한다. 예를 들어, 상기 제어부(1440)는 상기 기저대역처리부(1420) 및 상기 RF처리부(1410)를 통해 신호를 수신하도록 상기 기저대역처리부(1420) 및 상기 RF처리부(1410)를 제어한다. 특히, 본 발명의 실시 예에 따라, 상기 제어부(1440)는 수신 신호의 종류, 예를 들어, 상기 수신 신호의 대역폭에 따라 상기 제1모듈집합(1422) 및 상기 제2모듈집합(1424) 중 하나를 통해 신호를 처리하도록 제어한다. 다시 말해, 상기 제어부(1440)는 협대역 특성을 가지는 D2D 신호인지 광대역 특성을 가지는 D2B 신호인지 여부에 따라 상기 제1모듈집합(1422) 및 상기 제2모듈집합(1424) 중 신호를 처리할 모듈 집합을 선택할 수 있다. 예를 들어, 상기 제어부(1440)는 상기 수신 장치가 상기 도 10 또는 상기 도 11에 도시된 절차를 수행하도록 제어할 수 있다.
도 15는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 자원을 할당하는 장치의 블록 구성을 도시한다. 예를 들어, 상기 자원을 할당하는 장치는 기지국일 수 있다.
상기 도 15에 도시된 바와 같이, 상기 장치는 RF처리부(1510), 기저대역처리부(1520), 저장부(1530), 제어부(1540)를 포함하여 구성된다.
상기 RF처리부(1510)는 신호의 대역 변환, 증폭 등 무선 채널을 통해 신호를 송수신하기 위한 기능을 수행한다. 즉, 상기 RF처리부(1510)는 상기 기저대역처리부(1520)로부터 제공되는 기저대역 신호를 RF 대역 신호로 상향변환한 후 안테나를 통해 송신하고, 상기 안테나를 통해 수신되는 RF 대역 신호를 기저대역 신호로 하향변환한다. 상기 도 1에서, 하나의 안테나만이 도시되었으나, 상기 장치는 다수의 안테나들을 구비할 수 있다. 또한, 상기 RF처리부(1510)는 다수의 RF 체인들을 포함할 수 있다. 나아가, 상기 RF처리부(1510)는 빔포밍(beamforming)을 수행할 수 있다. 상기 빔포밍을 위해, 상기 RF처리부(1510)는 다수의 안테나들 또는 안테나 요소(element)들을 통해 송수신되는 신호들 각각의 위상 및 크기를 조절할 수 있다.
상기 기저대역처리부(1520)는 시스템의 물리 계층 규격에 따라 기저대역 신호 및 비트열 간 변환 기능을 수행한다. 예를 들어, 데이터 송신 시, 상기 기저대역처리부(1520)은 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성한다. 또한, 데이터 수신 시, 상기 기저대역처리부(1520)은 상기 RF처리부(1510)로부터 제공되는 기저대역 신호를 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다. 예를 들어, OFDM 방식에 따르는 경우, 데이터 송신 시, 상기 기저대역처리부(1520)은 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성하고, 상기 복소 심벌들을 부반송파들에 매핑한 후, IFFT 연산 및 CP 삽입을 통해 OFDM 심벌들을 구성한다. 또한, 데이터 수신 시, 상기 기저대역처리부(1520)은 상기 RF처리부(1510)로부터 제공되는 기저대역 신호를 OFDM 심벌 단위로 분할하고, FFT 연산을 통해 부반송파들에 매핑된 신호들을 복원한 후, 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다. 상기 기저대역처리부(1520) 및 상기 RF처리부(1510)는 상술한 바와 같이 신호를 송신 및 수신한다. 이에 따라, 상기 기저대역처리부(1520) 및 상기 RF처리부(1510)는 송신부, 수신부, 송수신부 또는 통신부로 지칭될 수 있다.
상기 저장부(1530)는 상기 장치의 동작을 위한 기본 프로그램, 응용 프로그램, 설정 정보 등의 데이터를 저장한다. 특히, 상기 저장부(1530)는 D2D 통신에 관련된 정보를 저장할 수 있다. 상기 D2D 통신에 관련된 정보는 상기 D2D 통신을 수행하는 단말에 대한 정보, 상기 D2D 통신을 수행하는 단말들 간 채널 품질 정보 등을 포함할 수 있다. 그리고, 상기 저장부(1530)는 상기 제어부(1540)의 요청에 따라 저장된 데이터를 제공한다.
상기 제어부(1540)는 상기 장치의 전반적인 동작들을 제어한다. 예를 들어, 상기 제어부(1540)는 상기 기저대역처리부(1520) 및 상기 RF처리부(1510)을 통해 신호를 송수신한다. 또한, 상기 제어부(1540)는 상기 저장부(1530)에 데이터를 기록하고, 읽는다. 본 발명의 실시 예에 따라, 상기 제어부(1540)는 D2D 통신을 위한 자원을 할당하는 자원할당부(1542)를 포함한다. 예를 들어, 상기 제어부(1540)는 상기 장치가 상기 도 12에 도시된 절차를 수행하도록 제어한다. 본 발명의 실시 예에 따른 상기 제어부(1540)의 동작은 다음과 같다.
본 발명의 실시 예에 따라, 상기 D2D 통신을 위한 자원 할당 시, 상기 제어부(1540)는 현재 시스템 대역폭 외 상기 적어도 하나의 단말에서 지원 가능한 다른 시스템 대역폭 이하의 대역폭을 가지는 자원을 할당한다. 즉, 상기 단말은 접속된 기지국이 속한 시스템의 현재 시스템 대역폭 외 다른 시스템 대역폭을 지원하기 위한 적어도 하나의 기저대역 처리 모듈을 구비할 수 있다. 상기 단말이 D2D 신호 처리 시 상기 다른 시스템 대역폭을 지원하기 위해 구비된 상기 적어도 하나의 기저대역 처리 모듈을 이용할 수 있도록, 상기 제어부(1540)는 상기 다른 시스템 대역폭에 대응하는 범위를 초과하지 아니하도록 자원을 할당한다. 그리고, 제어부(1540)는 자원 할당 결과를 알리는 제어 메시지를 생성하고, 상기 기저대역처리부(1520), 상기 RF처리부(1510)를 통해 상기 적어도 하나의 단말로 상기 제어 메시지를 송신한다.
본 발명의 청구항 또는 명세서에 기재된 실시 예들에 따른 방법들은 하드웨어, 소프트웨어, 또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합의 형태로 구현될(implemented) 수 있다.
소프트웨어로 구현하는 경우, 하나 이상의 프로그램(소프트웨어 모듈)을 저장하는 컴퓨터 판독 가능 저장 매체가 제공될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 저장 매체에 저장되는 하나 이상의 프로그램은, 전자 장치(device) 내의 하나 이상의 프로세서에 의해 실행 가능하도록 구성된다(configured for execution). 하나 이상의 프로그램은, 전자 장치로 하여금 본 발명의 청구항 또는 명세서에 기재된 실시 예들에 따른 방법들을 실행하게 하는 명령어(instructions)를 포함한다.
이러한 프로그램(소프트웨어 모듈, 소프트웨어)은 랜덤 액세스 메모리 (random access memory), 플래시(flash) 메모리를 포함하는 불휘발성(non-volatile) 메모리, 롬(ROM: Read Only Memory), 전기적 삭제가능 프로그램가능 롬(EEPROM: Electrically Erasable Programmable Read Only Memory), 자기 디스크 저장 장치(magnetic disc storage device), 컴팩트 디스크 롬(CD-ROM: Compact Disc-ROM), 디지털 다목적 디스크(DVDs: Digital Versatile Discs) 또는 다른 형태의 광학 저장 장치, 마그네틱 카세트(magnetic cassette)에 저장될 수 있다. 또는, 이들의 일부 또는 전부의 조합으로 구성된 메모리에 저장될 수 있다. 또한, 각각의 구성 메모리는 다수 개 포함될 수도 있다.
또한, 상기 프로그램은 인터넷(Internet), 인트라넷(Intranet), LAN(Local Area Network), WLAN(Wide LAN), 또는 SAN(Storage Area Network)과 같은 통신 네트워크, 또는 이들의 조합으로 구성된 통신 네트워크를 통하여 접근(access)할 수 있는 부착 가능한(attachable) 저장 장치(storage device)에 저장될 수 있다. 이러한 저장 장치는 외부 포트를 통하여 본 발명의 실시 예를 수행하는 장치에 접속할 수 있다. 또한, 통신 네트워크상의 별도의 저장장치가 본 발명의 실시 예를 수행하는 장치에 접속할 수도 있다.
상술한 본 발명의 구체적인 실시 예들에서, 발명에 포함되는 구성 요소는 제시된 구체적인 실시 예에 따라 단수 또는 복수로 표현되었다. 그러나, 단수 또는 복수의 표현은 설명의 편의를 위해 제시한 상황에 적합하게 선택된 것으로서, 본 발명이 단수 또는 복수의 구성 요소에 제한되는 것은 아니며, 복수로 표현된 구성 요소라하더라도 단수로 구성되거나, 단수로 표현된 구성 요소라 하더라도 복수로 구성될 수 있다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (38)

  1. 무선 통신 시스템에서 단말에 있어서,
    기지국에게 송신되는 제1 신호를 처리하는 제1 신호 처리 모듈 집합과,
    다른 단말에게 송신되는 제2 신호를 처리하는 제2 신호 처리 모듈 집합을 포함하고,
    상기 제1 신호 처리 모듈 집합에 의해 처리되는 상기 제1 신호의 제1 대역폭은, 상기 제2 신호 처리 모듈 집합에 의해 처리되는 상기 제2 신호의 제2 대역폭과 다르고,
    상기 제2 신호 처리 모듈 집합은, 상기 제2 신호를 처리하기 위해,
    상기 제2 신호에 할당된 자원 블록들에 대한 오프셋에 기반하여, DC(direct current)로 상기 제2 신호의 중심 주파수(center frequency)를 쉬프트(shift)하고,
    상기 제2 신호에게 적어도 하나의 신호 처리를 수행하도록 구성되는 단말.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 신호 처리 모듈 집합을 위한 상기 제1 대역폭은, 상기 제2 신호 처리 모듈 집합을 위한 상기 제2 대역폭보다 더 넓은 단말.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2 신호 처리 모듈 집합은, 상기 제1 신호 처리 모듈 집합에 비하여 상대적으로 적은 양의 전류를 소비하는 단말.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제2 신호 처리 모듈 집합은, 상기 제1 신호 처리 모듈의 동작 주파수보다 낮은 동작 주파수로 신호를 처리하도록 구성되는 단말.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제2 신호 처리 모듈 집합은, 상기 제2 신호를 처리하기 위해, 상기 적어도 하나의 신호 처리가 수행된 제2 신호의 중심 주파수를 상기 오프셋에 기반하여 다시 쉬프팅하도록 구성되는 단말.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 신호 처리는, 아날로그 신호로의 변환, 대역 통과 필터링, I/Q 불균형 보상, DC 오프셋 조절 중 적어도 하나를 포함하는 단말.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 신호 처리 모듈 집합은, 동일 시간 구간 동안 상기 제1 신호 및 상기 제2 신호 모두를 송신하는 경우, 상기 제1 신호 및 상기 제2 신호를 처리하도록 구성되는 단말.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제2 신호 처리 모듈 집합은, 상기 단말이 접속 중인 셀룰러 시스템의 시스템 대역폭 외 다른 시스템 대역폭의 신호를 처리하기 위해 구비된 적어도 하나의 모듈을 포함하는 단말.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 단말이 접속 중인 셀룰러 시스템의 시스템 대역폭 외 상기 셀룰러 시스템에서 채택된 규격에서 정의되는 다른 시스템 대역폭의 이하의 대역폭을 가지도록 할당된 자원을 통해 상기 제2 신호 처리 모듈 집합에 의해 처리된 신호를 송신하는 RF(Radio Frequency) 처리부를 더 포함하는 단말.
  10. 무선 통신 시스템에서 단말에 있어서,
    기지국으로부터 수신되는 제1 신호를 처리하는 제1 신호 처리 모듈 집합과,
    다른 단말로부터 수신되는 제2 신호를 처리하는 제2 신호 처리 모듈 집합을 포함하며,
    상기 제1 신호 처리 모듈 집합에 의해 처리되는 상기 제1 신호의 제1 대역폭은 상기 제2 신호 처리 모듈 집합에 의해 처리되는 상기 제2 신호의 제2 대역폭과 다르고,
    상기 제2 신호 처리 모듈 집합은, 상기 제2 신호를 처리하기 위해,
    상기 제2 신호에 할당된 자원 블록들에 대한 오프셋에 기반하여, DC(direct current)로 상기 제2 신호의 중심 주파수(center frequency)를 쉬프트(shift)하고,
    상기 제2 신호에게 적어도 하나의 신호 처리를 수행하도록 구성되는 단말.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제1 신호 처리 모듈 집합을 위한 상기 제1 대역폭은, 상기 제2 신호 처리 모듈 집합을 위한 상기 제2 대역폭보다 더 넓은 단말.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 제2 신호 처리 모듈 집합은, 상기 제1 신호 처리 모듈 집합에 비하여 상대적으로 적은 양의 전류를 소비하는 단말.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 제2 신호 처리 모듈 집합은, 상기 제1 신호 처리 모듈의 동작 주파수보다 낮은 동작 주파수로 동작하는 단말.
  14. 삭제
  15. 제10항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 신호 처리는, 대역 통과 필터링, I/Q 불균형 보상, DC 오프셋 조절, 디지털 신호로의 변환 중 적어도 하나를 포함하는 단말.
  16. 제10항에 있어서,
    상기 제2 신호 처리 모듈 집합은, 상기 단말이 접속 중인 셀룰러 시스템의 시스템 대역폭 외 다른 시스템 대역폭의 신호를 처리하기 위해 구비된 적어도 하나의 모듈을 포함하는 단말.
  17. 제10항에 있어서,
    상기 단말이 접속 중인 셀룰러 시스템의 시스템 대역폭 외 상기 셀룰러 시스템에서 채택된 규격에서 정의되는 다른 시스템 대역폭의 이하의 대역폭을 가지도록 할당된 자원을 통해 수신된 상기 제2 신호를 상기 제2 신호 처리 모듈 집합으로 제공하는 RF(Radio Frequency) 처리부를 더 포함하는 단말.
  18. 무선 통신 시스템에서 자원을 할당하는 기지국에 있어서,
    제1 단말에서 제2 단말로 D2D(device-to-device) 신호를 송신하기 위한 자원을 할당하는 제어부를 포함하며,
    상기 자원은, 상기 기지국이 속한 셀룰러 시스템의 제1 시스템 대역폭 내에서 할당되고,
    상기 제1 시스템 대역폭은, 상기 셀룰러 시스템에서 상기 제1 단말과 상기 기지국 간 연결에서 사용되는 제2 시스템 대역폭보다 좁고,
    상기 D2D 신호의 중심 주파수는, 협대역 신호 처리(narrowband signal processing)를 수행 시, 상기 D2D 신호에 할당된 자원 블록 영역의 오프셋에 기반하여 DC(direct current)로 쉬프팅되는 기지국.
  19. 삭제
  20. 무선 통신 시스템에서 단말에 의해 수행되는 방법에 있어서,
    제1 신호 처리 모듈 집합을 이용하여 기지국에게 송신되는 제1 신호를 처리하는 과정과,
    제2 신호 처리 모듈 집합을 이용하여 단말에게 송신되는 제2 신호를 처리하는 과정을 포함하며,
    상기 제1 신호 처리 모듈 집합에 의해 처리되는 상기 제1 신호의 제1 대역폭은, 상기 제2 신호 처리 모듈 집합에 의해 처리되는 상기 제2 신호의 제2 대역폭과 다르고,
    상기 제2 신호를 처리하는 과정은,
    상기 제2 신호에 할당된 자원 블록들에 대한 오프셋에 기반하여, DC(direct current)로 상기 제2 신호의 중심 주파수(center frequency)를 쉬프트(shift)하는 과정과,
    상기 제2 신호에게 적어도 하나의 신호 처리를 수행하는 과정을 포함하는 방법.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 제1 신호 처리 모듈 집합을 위한 상기 제1 대역폭은, 상기 제2 신호 처리 모듈 집합을 위한 상기 제2 대역폭보다 더 넓은 방법.
  22. 제20항에 있어서,
    상기 제2 신호 처리 모듈 집합은, 상기 제1 신호 처리 모듈 집합에 비하여 상대적으로 적은 양의 전류를 소비하는 방법.
  23. 제20항에 있어서,상기 제2 신호 처리 모듈 집합을 이용하여 단말로 송신되는 신호를 처리하는 과정은, 상기 제1 신호 처리 모듈의 동작 주파수보다 낮은 동작 주파수로 신호를 처리하는 과정을 포함하는 방법.
  24. 제20항에 있어서,
    상기 제2 신호 처리 모듈 집합을 이용하여 상기 단말에게 송신되는 신호를 처리하는 과정은,
    상기 적어도 하나의 신호 처리가 수행된 제2 신호의 중심 주파수를 상기 오프셋에 기반하여 다시 쉬프팅하는 과정을 포함하는 방법.
  25. 제20항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 신호 처리를 수행하는 과정은,
    아날로그 신호로의 변환, 대역 통과 필터링, I/Q 불균형 보상, DC 오프셋 조절 중 적어도 하나를 수행하는 과정을 포함하는 방법.
  26. 제20항에 있어서,
    동일 시간 구간 동안 상기 제1 신호 및 상기 제2 신호 모두를 송신하는 경우, 상기 제1 신호 처리 모듈 집합을 이용하여 상기 제1 신호 및 상기 제2 신호를 처리하는 과정을 더 포함하는 방법.
  27. 제20항에 있어서,
    상기 제2 신호 처리 모듈 집합은, 상기 단말이 접속 중인 셀룰러 시스템의 시스템 대역폭 외 다른 시스템 대역폭의 신호를 처리하기 위해 구비된 적어도 하나의 모듈을 포함하는 방법.
  28. 제20항에 있어서,
    상기 단말이 접속 중인 셀룰러 시스템의 시스템 대역폭 외 상기 셀룰러 시스템에서 채택된 규격에서 정의되는 다른 시스템 대역폭의 이하의 대역폭을 가지도록 할당된 자원을 통해 상기 제2 신호 처리 모듈 집합에 의해 처리된 신호를 송신하는 과정을 더 포함하는 방법.
  29. 무선 통신 시스템에서 단말에 의해 수행되는 방법에 있어서,
    기지국으로부터 수신되는 제1 신호를 제1 신호 처리 모듈 집합을 이용하여 처리하는 과정과,
    단말로부터 수신되는 제2 신호를 제2 신호 처리 모듈 집합을 이용하여 처리하는 과정을 포함하며,
    상기 제1 신호 처리 모듈 집합에 의해 처리되는 상기 제1 신호의 제1 대역폭은, 상기 제2 신호 처리 모듈 집합에 의해 처리되는 상기 제2 신호의 제2 대역폭과 다르고,
    상기 제2 신호를 처리하는 과정은,
    상기 제2 신호에 할당된 자원 블록들에 대한 오프셋에 기반하여, DC(direct current)로 상기 제2 신호의 중심 주파수(center frequency)를 쉬프트(shift)하는 과정과,
    상기 제2 신호에게 적어도 하나의 신호 처리를 수행하는 과정을 포함하는 방법.
  30. 제29항에 있어서,
    상기 제1 신호 처리 모듈 집합을 위한 상기 제1 대역폭은, 상기 제2 신호 처리 모듈 집합을 위한 상기 제2 대역폭보다 더 넓은 방법.
  31. 제29항에 있어서,
    상기 제2 신호 처리 모듈 집합은, 상기 제1 신호 처리 모듈 집합에 비하여 상대적으로 적은 양의 전류를 소비하는 방법.
  32. 제29항에 있어서,
    상기 단말로부터 수신되는 신호를 상기 제2 신호 처리 모듈 집합을 이용하여 처리하는 과정은,
    상기 제1 신호 처리 모듈의 동작 주파수보다 낮은 동작 주파수로 신호를 처리하는 과정을 포함하는 방법.
  33. 삭제
  34. 제29항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 신호 처리를 수행하는 과정은,
    아날로그 신호로의 변환, 대역 통과 필터링, I/Q 불균형 보상, DC 오프셋 조절 중 적어도 하나를 수행하는 과정을 포함하는 방법.
  35. 제29항에 있어서,
    상기 제2 신호 처리 모듈 집합은, 상기 단말이 접속 중인 셀룰러 시스템의 시스템 대역폭 외 다른 시스템 대역폭의 신호를 처리하기 위해 구비된 적어도 하나의 모듈을 포함하는 방법.
  36. 제29항에 있어서,
    상기 단말이 접속 중인 셀룰러 시스템의 시스템 대역폭 외 상기 셀룰러 시스템에서 채택된 규격에서 정의되는 다른 시스템 대역폭의 이하의 대역폭을 가지도록 할당된 자원을 통해 상기 제2 신호를 수신하는 과정과,
    상기 제2 신호를 상기 제2 신호 처리 모듈 집합으로 제공하는 과정을 더 포함하는 방법.
  37. 무선 통신 시스템에서 자원을 할당하는 기지국에 의해 수행되는 방법에 있어서,
    제1 단말에서 제2 단말로 D2D(device-to-device) 신호를 송신하기 위한 자원을 할당하는 과정을 포함하며,
    상기 자원은, 상기 기지국이 속한 셀룰러 시스템의 제1 시스템 대역폭 내에서 할당되고,
    상기 제1 시스템 대역폭은, 상기 셀룰러 시스템에서 상기 제1 단말과 상기 기지국 간 연결에서 사용되는 제2 시스템 대역폭보다 좁고,
    상기 D2D 신호의 중심 주파수는, 협대역 신호 처리(narrowband signal processing)를 수행 시, 상기 D2D 신호에 할당된 자원 블록 영역의 오프셋에 기반하여 DC(direct current)로 쉬프팅되는 방법.

  38. 삭제
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