KR102210635B1 - 무선 통신 시스템에서 d2d(device-to-device) 통신을 위한 단말간 동기화 방법 및 이를 위한 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 무선 통신 시스템에서 단말의 D2D(Device-to-Device) 통신을 위한 동기 신호(Synchronization signal)를 검출하는 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, D2D 통신을 위한 동기 신호 전송 주기 상에서, D2D 통신을 위하여 반복적으로 전송되는 적어도 하나의 동기 신호를 검출하는 단계를 포함하며, 적어도 하나의 동기 신호는, 동기 참조 ID(Synchronization Reference ID)에 따른 제 1 루트 인덱스에 기반하여 생성된 적어도 하나의 동기 시퀀스로 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

무선 통신 시스템에서 D2D(DEVICE-TO-DEVICE) 통신을 위한 단말간 동기화 방법 및 이를 위한 장치{METHOD FOR SYNCHRONIZATION BETWEEN USER EQUIPMENT FOR DEVICE-TO-DEVICE (D2D) COMMUNICATION IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM AND APPARATUS FOR SAME}

본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로 무선 통신 시스템에서 D2D(DEVICE-TO-DEVICE) 통신을 위한 단말간 동기화 방법 및 이를 위한 장치에 관한 것이다.

본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템의 일례로서 3GPP LTE (3rd Generation Partnership Project Long Term Evolution; 이하 "LTE"라 함) 통신 시스템에 대해 개략적으로 설명한다.

도 1 은 무선 통신 시스템의 일례로서 E-UMTS 망구조를 개략적으로 도시한 도면이다. E-UMTS(Evolved Universal Mobile Telecommunications System) 시스템은 기존 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)에서 진화한 시스템으로서, 현재 3GPP 에서 기초적인 표준화 작업을 진행하고 있다. 일반적으로 E-UMTS 는 LTE(Long Term Evolution) 시스템이라고 할 수도 있다. UMTS 및 E-UMTS 의 기술 규격(technical specification)의 상세한 내용은 각각 "3rd Generation Partnership Project; Technical Specification 그룹 Radio Access Network"의 Release 7 과 Release 8 을 참조할 수 있다.

도 1 을 참조하면, E-UMTS 는 단말(User Equipment; UE)과 기지국(eNode B; eNB), 네트워크(E-UTRAN)의 종단에 위치하여 외부 네트워크와 연결되는 접속 게이트웨이(Access Gateway; AG)를 포함한다. 기지국은 브로드캐스트 서비스, 멀티캐스트 서비스 및/또는 유니캐스트 서비스를 위해 다중 데이터 스트림을 동시에 전송할 수 있다.

한 기지국에는 하나 이상의 셀이 존재한다. 셀은 1.44, 3, 5, 10, 15, 20Mhz 등의 대역폭 중 하나로 설정돼 여러 단말에게 하향 또는 상향 전송 서비스를 제공한다. 서로 다른 셀은 서로 다른 대역폭을 제공하도록 설정될 수 있다. 기지국은 다수의 단말에 대한 데이터 송수신을 제어한다. 하향 링크(Downlink; DL) 데이터에 대해 기지국은 하향 링크 스케줄링 정보를 전송하여 해당 단말에게 데이터가 전송될 시간/주파수 영역, 부호화, 데이터 크기, HARQ(Hybrid Automatic Repeat and reQuest) 관련 정보 등을 알려준다. 또한, 상향 링크(Uplink; UL) 데이터에 대해 기지국은 상향 링크 스케줄링 정보를 해당 단말에게 전송하여 해당 단말이 사용할 수 있는 시간/주파수 영역, 부호화, 데이터 크기, HARQ 관련 정보 등을 알려준다. 기지국간에는 사용자 트래픽 또는 제어 트래픽 전송을 위한 인터페이스가 사용될 수 있다. 핵심망(Core Network; CN)은 AG 와 단말의 사용자 등록 등을 위한 네트워크 노드 등으로 구성될 수 있다. AG 는 복수의 셀들로 구성되는 TA(Tracking Area) 단위로 단말의 이동성을 관리한다.

무선 통신 기술은 WCDMA 를 기반으로 LTE 까지 개발되어 왔지만, 사용자와 사업자의 요구와 기대는 지속적으로 증가하고 있다. 또한, 다른 무선 접속 기술이 계속 개발되고 있으므로 향후 경쟁력을 가지기 위해서는 새로운 기술 진화가 요구된다. 비트당 비용 감소, 서비스 가용성 증대, 융통성 있는 주파수 밴드의 사용, 단순구조와 개방형 인터페이스, 단말의 적절한 파워 소모 등이 요구된다.

본 발명의 목적은 무선 통신 시스템에서. D2D(DEVICE-TO-DEVICE) 통신을 위한 동기화 방법 및 이를 위한 장치를 제공하는 데 있다.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 상기 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 일 양상인, 무선 통신 시스템에서 단말의 D2D(Device-to-Device) 통신을 위한 동기 신호(Synchronization signal)를 검출하는 방법은, 상기 D2D 통신을 위한 동기 신호 전송 주기 상에서, D2D 통신을 위하여 반복적으로 전송되는 적어도 하나의 동기 신호를 검출하는 단계를 포함하며, 상기 적어도 하나의 동기 신호는, 동기 참조 ID(Synchronization Reference ID)에 따른 제 1 루트 인덱스에 기반하여 생성된 적어도 하나의 동기 시퀀스로 구성된 것을 특징으로 한다.

나아가, 상기 D2D 통신을 위한 동기 신호 전송 주기는, 기지국-단말 간 통신을 위한 동기 신호 전송 주기보다 길게 설정된 것을 특징으로 할 수 있다.

나아가, 상기 적어도 하나의 동기 시퀀스는, 동일한 동기 시퀀스만으로 구성된 것을 특징으로 할 수 있다.

나아가, 상기 적어도 하나의 동기 신호는, 각각 서로 상이한 시간 간격에 따라 동기 시퀀스가 변경되도록 설정된 것을 특징으로 할 수 있다.

나아가, 상기 적어도 하나의 동기 시퀀스는, 상기 적어도 하나의 동기 신호 각각에 대하여 서로 상이하게 설정된 오프셋(offset)에 따라, 상기 동기 신호 전송 주기 상에 할당된 것을 특징으로 할 수 있다.

나아가, 상기 적어도 하나의 동기 시퀀스는, 다수의 동일한 동기 시퀀스가 연속적으로 할당되는 것을 특징으로 할 수 있다. 바람직하게는,

나아가, 상기 적어도 하나의 동기 시퀀스를 검출하는 단계는, 연속적으로 할당된 동기 시퀀스로 구성된 심볼 구간 상에서 하나의 심볼을 검출하는 것을 특징으로 할 수 있다.

나아가, 상기 적어도 하나의 동기 신호는, 심볼 경계를 지시하는 종료 시퀀스를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. 더 나아가, 상기 종료 시퀀스는, 상기 제 1 루트 인덱스와 상이한 제 2 루트 인덱스에 기반하여 생성된 것을 특징으로 할 수 있다. 혹은, 상기 종료 시퀀스는, 상기 제 1 루트 인덱스 및 소정의 오프셋(offset)에 기반하여 생성될 수 있으며, 상기 적어도 하나의 동기 시퀀스와 상이한 길이를 가지는 것을 특징으로 할 수 있다.

나아가, 상기 적어도 하나의 동기 신호는, 시간 구간에 따라 서로 상이한 위상 회전(phase rotation) 패턴을 가지도록 설정된 것을 특징으로 할 수 있으며, 더 나아가, 상기 위상 회전 패턴은, 상기 D2D 통신의 종류, 상기 D2D 통신을 위한 자원 할당 방식, 또는 추가적인 셀 식별자 중 적어도 하나를 지시하는 것을 특징으로 할 수 있다.

상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 다른 양상인, 무선 통신 시스템에서 D2D(Device-to-Device) 통신을 위한 동기 신호(Synchronization signal)를 검출하는 단말은, 무선 주파수 유닛(Radio Frequency Unit); 및 프로세서(Processor)를 포함하며, 상기 프로세서는, 상기 D2D 통신을 위한 동기 신호 전송 주기 상에서, D2D 통신을 위하여 반복적으로 전송되는 적어도 하나의 동기 신호를 검출하도록 구성되며, 상기 적어도 하나의 동기 신호는, 동기 참조 ID(Synchronization Reference ID)에 따른 제 1 루트 인덱스에 기반하여 생성된 적어도 하나의 동기 시퀀스로 구성된 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명에 의하면, 무선 통신 시스템에서 D2D(DEVICE-TO-DEVICE) 통신을 위한 동기화를 효율적으로 수행할수 있다.

본 발명에서 얻은 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는, 첨부 도면은 본 발명에 대한 실시예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 설명한다.
도 1 은 무선 통신 시스템의 일례로서 E-UMTS 망구조를 나타낸다.
도 2 는 3GPP 무선 접속망 규격을 기반으로 한 단말과 E-UTRAN 사이의 무선 인터페이스 프로토콜(Radio Interface Protocol)의 제어평면(Control Plane) 및 사용자평면(User Plane) 구조를 나타낸다.
도 3 은 3GPP LTE 시스템에 이용되는 물리 채널들 및 이들을 이용한 일반적인 신호 전송 방법을 나타낸다.
도 4 는 LTE 시스템에서 사용되는 무선 프레임의 구조를 나타낸다.
도 5 는 호출 메시지를 이용한 일반적인 송수신 방법을 나타낸다.
도 6 은 MCCH(MBMS Control CHannel) 정보의 전송 방식을 나타낸다. 나타낸다.
도 7 은 하향링크 슬롯에 대한 자원 그리드(resource grid)를 나타낸다.
도 8 은 하향링크 서브프레임의 구조를 예시한다.
도 9 은 LTE 에서 사용되는 상향링크 서브프레임의 구조를 나타낸다.
도 10 및 도 11 은 D2D 통신을 나타낸다.
도 12 는 본 발명에 따라 동기 신호를 반복하여 전송하는 경우를 설명하기 위한 참고도이다.
도 13 은 본 발명에 따른 PD2DSS 신호의 반복 횟수에 따른 수신 성능을 설명하기 위한 참고도이다.
도 14 와 도 15 는 본 발명의 일 실시예에 따른 동기 신호를 설명하기 위한 참고도이다.
도 16 은 본 발명에 따라 동기 신호를 구성하는 시퀀스에 대하여 단순 반복 및 시퀀스 변화를 동시에 적용한 실시예를 나타낸다.
도 17 은 본 발명에 따라, 시간/주파수 동기를 동시에 검출하는 과정을 설명하기 위한 참고도이다.
도 18 은 본 발명에 따른 동기 시퀀스로 구성된 신호에 추가적인 종료 시퀀스로 SD2DSS 를 사용한 경우를 나타낸다.
도 19 는 본 발명의 실시예에 적용될 수 있는 기지국 및 사용자 기기를 예시한다.

이하의 기술은 CDMA(code division multiple access), FDMA(frequency division multiple access), TDMA(time division multiple access), OFDMA(orthogonal frequency division multiple access), SC-FDMA(single carrier frequency division multiple access) 등과 같은 다양한 무선 접속 시스템에 사용될 수 있다. CDMA 는 UTRA(Universal Terrestrial Radio Access)나 CDMA2000 과 같은 무선 기술(radio technology)로 구현될 수 있다. TDMA 는 GSM(Global System for Mobile communications)/GPRS(General Packet Radio Service)/EDGE(Enhanced Data Rates for GSM Evolution)와 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. OFDMA 는 IEEE 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802-20, E-UTRA(Evolved UTRA) 등과 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. UTRA 는 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)의 일부이다. 3GPP(3rd Generation Partnership Project) LTE(long term evolution)는 E-UTRA 를 사용하는 E-UMTS(Evolved UMTS)의 일부로서 하향링크에서 OFDMA 를 채용하고 상향링크에서 SC-FDMA 를 채용한다. LTE-A(Advanced)는 3GPP LTE 의 진화된 버전이다.

설명을 명확하게 하기 위해, 3GPP LTE/LTE-A 를 위주로 기술하지만 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 이하의 설명에서 사용되는 특정(特定) 용어들은 본 발명의 이해를 돕기 위해서 제공된 것이며, 이러한 특정 용어의 사용은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경될 수 있다.

도 2 는 3GPP 무선 접속망 규격을 기반으로 한 단말과 E-UTRAN 사이의 무선 인터페이스 프로토콜(Radio Interface Protocol)의 제어평면(Control Plane) 및 사용자평면(User Plane) 구조를 나타내는 도면이다. 제어평면은 단말(User Equipment; UE)과 네트워크가 호를 관리하기 위해서 이용하는 제어 메시지들이 전송되는 통로를 의미한다. 사용자평면은 애플리케이션 계층에서 생성된 데이터, 예를 들어, 음성 데이터 또는 인터넷 패킷 데이터 등이 전송되는 통로를 의미한다.

제 1 계층인 물리계층은 물리채널(Physical Channel)을 이용하여 상위 계층에게 정보 전송 서비스(Information Transfer Service)를 제공한다. 물리계층은 상위에 있는 매체접속제어(Medium Access Control) 계층과는 전송채널(Transport Channel)을 통해 연결되어 있다. 상기 전송채널을 통해 매체접속제어 계층과 물리계층 사이에 데이터가 이동한다. 송신측과 수신측의 물리계층 사이는 물리채널을 통해 데이터가 이동한다. 상기 물리채널은 시간과 주파수를 무선 자원으로 활용한다. 구체적으로, 물리채널은 하향 링크에서 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 방식으로 변조되고, 상향 링크에서 SC-FDMA(Single Carrier Frequency Division Multiple Access) 방식으로 변조된다.

제 2 계층의 매체접속제어(Medium Access Control; MAC) 계층은 논리채널(Logical Channel)을 통해 상위계층인 무선링크제어(Radio Link Control; RLC) 계층에 서비스를 제공한다. 제 2 계층의 RLC 계층은 신뢰성 있는 데이터 전송을 지원한다. RLC 계층의 기능은 MAC 내부의 기능 블록으로 구현될 수도 있다.제 2 계층의 PDCP(Packet Data Convergence Protocol) 계층은 대역폭이 좁은 무선 인터페이스에서 IPv4 나 IPv6 와 같은 IP 패킷을 효율적으로 전송하기 위해 불필요한 제어 정보를 줄여주는 헤더 압축(Header Compression) 기능을 수행한다.

제 3 계층의 최하부에 위치한 무선 자원제어(Radio Resource Control; RRC) 계층은 제어평면에서만 정의된다. RRC 계층은 무선베어러(Radio Bearer; RB)들의 설정(Configuration), 재설정(Re-configuration) 및 해제(Release)와 관련되어 논리채널, 전송채널 및 물리채널들의 제어를 담당한다. RB 는 단말과 네트워크 간의 데이터 전달을 위해 제 2 계층에 의해 제공되는 서비스를 의미한다. 이를 위해, 단말과 네트워크의 RRC 계층은 서로 RRC 메시지를 교환한다. 단말과 네트워크의 RRC 계층 사이에 RRC 연결(RRC Connected)이 있을 경우, 단말은 RRC 연결 상태(Connected Mode)에 있게 되고, 그렇지 못할 경우 RRC 휴지 상태(Idle Mode)에 있게 된다. RRC 계층의 상위에 있는 NAS(Non-Access Stratum) 계층은 세션 관리(Session Management)와 이동성 관리(Mobility Management) 등의 기능을 수행한다.

기지국(eNB)을 구성하는 하나의 셀은 1.4, 3, 5, 10, 15, 20Mhz 등의 대역폭 중 하나로 설정되어 여러 단말에게 하향 또는 상향 전송 서비스를 제공한다. 서로 다른 셀은 서로 다른 대역폭을 제공하도록 설정될 수 있다.

네트워크에서 단말로 데이터를 전송하는 하향 전송채널은 시스템 정보를 전송하는 BCH(Broadcast Channel), 페이징 메시지를 전송하는 PCH(Paging Channel), 사용자 트래픽이나 제어 메시지를 전송하는 하향 SCH(Shared Channel) 등이 있다. 하향 멀티캐스트 또는 방송 서비스의 트래픽 또는 제어 메시지의 경우 하향 SCH 를 통해 전송될 수도 있고, 또는 별도의 하향 MCH(Multicast Channel)을 통해 전송될 수도 있다. 한편, 단말에서 네트워크로 데이터를 전송하는 상향 전송채널로는 초기 제어 메시지를 전송하는 RACH(Random Access Channel), 사용자 트래픽이나 제어 메시지를 전송하는 상향 SCH(Shared Channel)가 있다. 전송채널의 상위에 있으며, 전송채널에 매핑되는 논리채널(Logical Channel)로는 BCCH(Broadcast Control Channel), PCCH(Paging Control Channel), CCCH(Common Control Channel), MCCH(Multicast Control Channel), MTCH(Multicast Traffic Channel) 등이 있다.

도 3 은 3GPP LTE 시스템에 이용되는 물리 채널들 및 이들을 이용한 일반적인 신호 전송 방법을 설명하기 위한 도면이다.

전원이 꺼진 상태에서 다시 전원이 켜지거나, 새로이 셀에 진입한 사용자 기기는 단계 S301 에서 기지국과 동기를 맞추는 등의 초기 셀 탐색(Initial cell search) 작업을 수행한다. 이를 위해 사용자 기기는 기지국으로부터 주동기 채널(Primary Synchronization Channel, P-SCH) 및 부동기 채널(Secondary Synchronization Channel, S-SCH)을 수신하여 기지국과 동기를 맞추고, 셀 ID 등의 정보를 획득한다. 그 후, 사용자 기기는 기지국으로부터 물리방송채널(Physical Broadcast Channel)를 수신하여 셀 내 방송 정보를 획득할 수 있다. 한편, 사용자 기기는 초기 셀 탐색 단계에서 하향링크 참조 신호(Downlink Reference Signal, DL RS)를 수신하여 하향링크 채널 상태를 확인할 수 있다.

초기 셀 탐색을 마친 사용자 기기는 단계 S302 에서 물리 하향링크제어채널(Physical Downlink Control Channel, PDCCH) 및 물리하향링크제어채널 정보에 따른 물리하향링크공유 채널(Physical Downlink Control Channel, PDSCH)을 수신하여 좀더 구체적인 시스템 정보를 획득할 수 있다.

이후, 사용자 기기는 기지국에 접속을 완료하기 위해 이후 단계 S303 내지 단계 S306 과 같은 임의 접속 과정(Random Access Procedure)을 수행할 수 있다. 이를 위해 사용자 기기는 물리임의접속채널(Physical Random Access Channel, PRACH)을 통해 프리앰블(preamble)을 전송하고(S303), 물리하향링크제어채널 및 이에 대응하는 물리하향링크공유 채널을 통해 프리앰블에 대한 응답 메시지를 수신할 수 있다(S304). 경쟁 기반 임의 접속의 경우 추가적인 물리임의접속채널의 전송(S305) 및 물리하향링크제어채널 및 이에 대응하는 물리하향링크공유 채널 수신(S306)과 같은 충돌해결절차(Contention Resolution Procedure)를 수행할 수 있다.

상술한 바와 같은 절차를 수행한 사용자 기기는 이후 일반적인 상/하향링크 신호 전송 절차로서 물리하향링크제어채널/물리하향링크공유채널 수신(S307) 및 물리상향링크공유채널(Physical Uplink Shared Channel, PUSCH)/물리상향링크제어채널(Physical Uplink Control Channel, PUCCH) 전송(S308)을 수행할 수 있다. 사용자 기기가 기지국으로 전송하는 제어 정보를 통칭하여 상향링크 제어 정보(Uplink Control Information, UCI)라고 지칭한다. UCI 는 HARQ ACK/NACK(Hybrid Automatic Repeat and reQuest Acknowledgement/Negative-ACK), SR(Scheduling Request), CSI(Channel State Information) 등을 포함한다. 본 명세서에서, HARQ ACK/NACK 은 간단히 HARQ-ACK 혹은 ACK/NACK(A/N)으로 지칭된다. HARQ-ACK 은 포지티브 ACK(간단히, ACK), 네거티브 ACK(NACK), DTX 및 NACK/DTX 중 적어도 하나를 포함한다. CSI 는 CQI(Channel Quality Indicator), PMI(Precoding Matrix Indicator), RI(Rank Indication) 등을 포함한다. UCI 는 일반적으로 PUCCH 를 통해 전송되지만, 제어 정보와 트래픽 데이터가 동시에 전송되어야 할 경우 PUSCH 를 통해 전송될 수 있다. 또한, 네트워크의 요청/지시에 의해 PUSCH 를 통해 UCI 를 비주기적으로 전송할 수 있다.

도 4 는 LTE 시스템에서 사용되는 무선 프레임의 구조를 예시하는 도면이다.

도 4 를 참조하면, 셀룰라 OFDM 무선 패킷 통신 시스템에서, 상향링크/하향링크 데이터 패킷 전송은 서브프레임(subframe) 단위로 이루어지며, 한 서브프레임은 다수의 OFDM 심볼을 포함하는 일정 시간 구간으로 정의된다. 3GPP LTE 표준에서는 FDD(Frequency Division Duplex)에 적용 가능한 타입 1 무선 프레임(radio frame) 구조와 TDD(Time Division Duplex)에 적용 가능한 타입 2 의 무선 프레임 구조를 지원한다.

도 4 의 (a)는 타입 1 무선 프레임의 구조를 예시한다. 하향링크 무선 프레임(radio frame)은 10 개의 서브프레임(subframe)으로 구성되고, 하나의 서브프레임은 시간 영역(time domain)에서 2 개의 슬롯(slot)으로 구성된다. 하나의 서브프레임이 전송되는 데 걸리는 시간을 TTI(transmission time interval)라 한다. 예를 들어 하나의 서브프레임의 길이는 1ms 이고, 하나의 슬롯의 길이는 0.5ms 일 수 있다. 하나의 슬롯은 시간 영역에서 복수의 OFDM 심볼을 포함하고, 주파수 영역에서 다수의 자원블록(Resource Block; RB)을 포함한[다. 3GPP LTE 시스템에서는 하향링크에서 OFDMA 를 사용하므로, OFDM 심볼이 하나의 심볼 구간을 나타낸다. OFDM 심볼은 또한 SC-FDMA 심볼 또는 심볼 구간으로 칭하여질 수도 있다. 자원 할당 단위로서의 자원 블록(RB)은 하나의 슬롯에서 복수개의 연속적인 부반송파(subcarrier)를 포함할 수 있다.

하나의 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 CP(Cyclic Prefix)의 구성(configuration)에 따라 달라질 수 있다. CP 에는 확장된 CP(extended CP)와 표준 CP(normal CP)가 있다. 예를 들어, OFDM 심볼이 표준 CP 에 의해 구성된 경우, 하나의 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 7 개일 수 있다. OFDM 심볼이 확장된 CP 에 의해 구성된 경우, 한 OFDM 심볼의 길이가 늘어나므로, 한 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 표준 CP 인 경우보다 적다. 확장된 CP 의 경우에, 예를 들어, 하나의 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 6 개일 수 있다. 사용자 기기가 빠른 속도로 이동하는 등의 경우와 같이 채널상태가 불안정한 경우, 심볼간 간섭을 더욱 줄이기 위해 확장된 CP 가 사용될 수 있다.

표준 CP 가 사용되는 경우 하나의 슬롯은 7 개의 OFDM 심볼을 포함하므로, 하나의 서브프레임은 14 개의 OFDM 심볼을 포함한다. 이때, 각 서브프레임의 처음 최대 3 개의 OFDM 심볼은 PDCCH(physical downlink control channel)에 할당되고, 나머지 OFDM 심볼은 PDSCH(physical downlink shared channel)에 할당될 수 있다.

도 4 의 (b)는 타입 2 무선 프레임의 구조를 예시한다. 타입 2 무선 프레임은 2 개의하프 프레임(half frame)으로 구성되며, 각 하프 프레임은 2 개의 슬롯을 포함하는 4 개의 일반 서브프레임과 DwPTS(Downlink Pilot Time Slot), 보호구간(Guard Period, GP) 및 UpPTS(Uplink Pilot Time Slot)을 포함하는 특별 서브프레임(special subframe)으로 구성된다.

상기 특별 서브프레임에서, DwPTS 는 사용자 기기에서의 초기 셀 탐색, 동기화 또는 채널 추정에 사용된다. UpPTS 는 기지국에서의 채널 추정과 사용자 기기의 상향링크 전송 동기를 맞추는 데 사용된다. 즉, DwPTS 는 하향링크 전송으로, UpPTS 는 상향링크 전송으로 사용되며, 특히 UpPTS 는 PRACH 프리앰블이나 SRS 전송의 용도로 활용된다. 또한, 보호구간은 상향링크와 하향링크 사이에 하향링크 신호의 다중경로 지연으로 인해 상향링크에서 생기는 간섭을 제거하기 위한 구간이다.

상기 특별 서브프레임에 관하여 현재 3GPP 표준 문서에서는 아래 표 1 과 같이 설정을 정의하고 있다. 표 1 에서 T _s = 1/(15000×2048) 인 경우 DwPTS 와 UpPTS 를 나타내며, 나머지 영역이 보호구간으로 설정된다.

[표 1]

한편, 타입 2 무선 프레임의 구조, 즉 TDD 시스템에서 상향링크/하향링크 서브프레임 설정(UL/DL configuration)은 아래의 표 2 와 같다.

[표 2]

상기 표 2 에서 D 는 하향링크 서브프레임, U 는 상향링크 서브프레임을 지시하며, S 는 상기 특별 서브프레임을 의미한다. 또한, 상기 표 2 는 각각의 시스템에서 상향링크/하향링크 서브프레임 설정에서 하향링크-상향링크 스위칭 주기 역시 나타나있다.

상술한 무선 프레임의 구조는 예시에 불과하고, 무선 프레임에 포함되는 서브프레임의 수 또는 서브프레임에 포함되는 슬롯의 수, 슬롯에 포함되는 심볼의 수는 다양하게 변경될 수 있다.

도 5 는 LTE 시스템의 P-BCH(Primary broadcast channel) 및 SCH(Synchronization channel)를 예시한다. SCH 는 P-SCH 및 S-SCH 를 포함한다. P-SCH 상으로 PSS(Primary Synchronization Signal)가 전송되고, S-SCH 상으로 SSS(Secondary Synchronization Signal)가 전송된다.

도 5 를 참조하면, 프레임 구조 타입-1(즉, FDD)에서 P-SCH 는 매 무선 프레임에서 슬롯 #0(즉, 서브프레임 #0 의 첫 번째 슬롯)과 슬롯 #10(즉, 서브프레임 #5 의 첫 번째 슬롯)의 마지막 OFDM 심볼에 위치한다. S-SCH 는 매 무선 프레임에서 슬롯 #0 과 슬롯 #10 의 마지막 OFDM 심볼의 바로 이전 OFDM 심볼에 위치한다. S-SCH 와 P-SCH 는 인접하는 OFDM 심볼에 위치한다. 프레임 구조 타입-2(즉, TDD)에서 P-SCH 는 서브프레임 #1/#6 의 3 번째 OFDM 심볼을 통해 전송되고 S-SCH 는 슬롯 #1(즉, 서브프레임 #0 의 두 번째 슬롯)과 슬롯 #11(즉, 서브프레임 #5 의 두 번째 슬롯)의 마지막 OFDM 심볼에 위치한다. P-BCH 는 프레임 구조 타입에 관계 없이 매 4 개의 무선 프레임마다 전송되며 서브프레임 #0 의 두 번째 슬롯의 1 번째 내지 4 번째 OFDM 심볼을 이용하여 전송된다.

P-SCH 는 해당 OFDM 심볼 내에서 DC(direct current) 부반송파를 중심으로 72 개의 부반송파(10 개의 부반송파는 예비, 62 개의 부반송파에 PSS 전송)를 사용하여 전송된다. S-SCH 는 해당 OFDM 심볼 내에서 DC(direct current) 부반송파를 중심으로 72 개의 부반송파(10 개의 부반송파는 예비, 62 개의 부반송파에 SSS 전송)를 사용하여 전송된다. P-BCH 는 한 서브프레임 안에서 4 개의 OFDM 심볼과 DC(direct current) 부반송파를 중심으로 72 개의 부반송파에맵핑된다.

도 6 은 동기 신호(synchronization signal, SS)의 전송을 위한 무선 프레임 구조를 예시한 것이다. 특히, 도 6 은 주파수 분할 듀플렉스(frequency division duplex, FDD)에서 동기 신호 및 PBCH 의 전송을 위한 무선 프레임 구조를 예시한 것으로서, 도 6(a)는 정규 CP(normal cyclic prefix)로써 구성된 무선 프레임에서 SS 및 PBCH 의 전송 위치를 도시한 것이고 도 6(b)는 확장 CP(extended CP)로써 구성된 무선 프레임에서 SS 및 PBCH 의 전송 위치를 도시한 것이다.

UE 는 전원이 켜지거나 새로이 셀에 진입한 경우 상기 셀과의 시간 및 주파수 동기를 획득하고 상기 셀의 물리 셀 식별자(physical cell identity)를 검출(detect)하는 등의 셀 탐색(initial cell search) 과정(procedure)을 수행한다. 이를 위해, UE 는 eNB 로부터 동기신호, 예를 들어, 1 차 동기신호(Primary Synchronization Signal, PSS) 및 2 차 동기신호(Secondary Synchronization Signal, SSS)를 수신하여 eNB 와 동기를 맞추고, 셀 식별자(identity, ID) 등의 정보를 획득할 수 있다.

도 6 을 참조하여, SS 를 조금 더 구체적으로 설명하면, 다음과 같다. SS 는 PSS 와 SSS 로 구분된다. PSS 는 OFDM 심볼 동기, 슬롯 동기 등의 시간 도메인 동기 및/또는 주파수 도메인 동기를 얻기 위해 사용되며, SSS 는 프레임 동기, 셀 그룹 ID 및/또는 셀의 CP 구성(즉, 일반 CP 또는 확장 CP 의 사용 정보)를 얻기 위해 사용된다. 도 6 을 참조하면, PSS 와 SSS 는 매 무선 프레임의 2 개의 OFDM 심볼에서 각각 전송된다. 구체적으로 SS 는 인터-RAT(inter radio access technology) 측정의 용이함을 위해 GSM(Global System for Mobile communication) 프레임 길이인 4.6 ms 를 고려하여 서브프레임 0 의 첫 번째 슬롯과 서브프레임 5 의 첫 번째 슬롯에서 각각 전송된다. 특히 PSS 는 서브프레임 0 의 첫 번째 슬롯의 마지막 OFDM 심볼과 서브프레임 5 의 첫 번째 슬롯의 마지막 OFDM 심볼에서 각각 전송되고, SSS 는 서브프레임 0 의 첫 번째 슬롯의 마지막에서 두 번째 OFDM 심볼과 서브프레임 5 의 첫 번째 슬롯의 마지막에서 두 번째 OFDM 심볼에서 각각 전송된다. 해당 무선 프레임의 경계는 SSS 를 통해 검출될 수 있다. PSS 는 해당 슬롯의 맨 마지막 OFDM 심볼에서 전송되고 SSS 는 PSS 바로 앞 OFDM 심볼에서 전송된다. SS 의 전송 다이버시티(diversity) 방식은 단일 안테나 포트(single antenna port)만을 사용하며 표준에서는 따로 정의하고 있지 않다. 즉, 단일 안테나 포트 전송 혹은 UE 에 투명한(transparent) 전송 방식(예, PVS(Precoding Vector Switching), TSTD(Time Switched Diversity), CDD(cyclic delay diversity))이 SS 의 전송 다이버시티를 위해 사용될 수 있다.

SS 는 3 개의 PSS 와 168 개의 SS 의 조합을 통해 총 504 개의 고유한 물리 계층 셀 식별자(physical layer cell ID)를 나타낼 수 있다. 다시 말해, 상기 물리 계층 셀 ID 들은 각 물리 계층 셀 ID 가 오직 하나의 물리-계층 셀-식별자 그룹의 부분이 되도록 각 그룹이 3 개의 고유한 식별자들을 포함하는 168 개의 물리-계층 셀-식별자 그룹들로 그룹핑된다. 따라서, 물리 계층 셀 식별자 N^cell _ID = 3N⁽¹⁾ _ID + N⁽² _)ID 는 물리-계층 셀-식별자 그룹을 나타내는 0 부터 167 까지의 범위 내 번호 N⁽¹⁾ _ID 와 상기 물리-계층 셀-식별자 그룹 내 상기 물리-계층 식별자를 나타내는 0 부터 2 까지의 번호 N⁽²⁾ _ID 에 의해 고유하게 정의된다. UE 는 PSS 를 검출하여 3 개의 고유한 물리-계층 식별자들 중 하나를 알 수 있고, SSS 를 검출하여 상기 물리-계층 식별자에 연관된 168 개의 물리 계층 셀 ID 들 중 하나를 식별할 수 있다. 길이 63 의 ZC(Zadoff-Chu) 시퀀스가 주파수 도메인에서 정의되어 PSS 로서 사용된다. 예를 들어, ZC 시퀀스는 다음의 수학식에 의해 정의될 수 있다.

[수학식 1]

여기서, N_ZC=63 이며, DC 부반송파에 해당하는 시퀀스 요소(sequence element)인 n=31 은 천공(puncturing)된다.

PSS 는 중심 주파수에 가까운 6 개 RB(= 72 개 부반송파)에 맵핑된다. 상기 72 개의 부반송파들 중 9 개의 남는 부반송파는 항상 0 의 값을 나르며, 이는 동기 수행을 위한 필터 설계가 용이해지는 요소로서 작용한다. 총 3 개의 PSS 가 정의되기 위해 수학식 1 에서 u=24, 29 및 34 가 사용된다. u=24 및 u=34 는 켤레대칭(conjugate symmetry) 관계를 가지고 있기 때문에 2 개의 상관(correlation)이 동시에 수행될 수 있다. 여기서 켤레대칭이라 함은 다음의 수학식의 관계를 의미한다.

[수학식 2]

켤레대칭의 특성을 이용하면 u=29 와 u=34 에 대한 원샷상관기(one-shot correlator)가 구현될 수 있으며, 켤레대칭이 없는 경우에 비해, 전체적인 연산량이 약 33.3% 감소될 수 있다.

조금 더 구체적으로는, PSS 를 위해 사용되는 시퀀스 d(n)은 주파수 도메인 ZC 시퀀스로부터 다음 식에 따라 생성된다.

[수학식 3]

여기서, ZC 루트 시퀀스 인덱스 u 는 다음의 표에 의해 주어진다.

[표 3]

도 6 을 참조하면, PSS 는 5ms 마다 전송되므로 UE 는 PSS 를 검출함으로써 해당 서브프레임이 서브프레임 0 와 서브프레임 5 중 하나임을 알 수 있으나, 해당 서브프레임이 서브프레임 0 와 서브프레임 5 중 구체적으로 무엇인지는 알 수 없다. 따라서, UE 는 PSS 만으로는 무선 프레임의 경계를 인지하지 못한다. 즉, PSS 만으로는 프레임 동기가 획득될 수 없다. UE 는 일 무선 프레임 내에서 두 번 전송되되 서로 다른 시퀀스로서 전송되는 SSS 를 검출하여 무선 프레임의 경계를 검출한다.

도 7 은 2 차 동기 신호(secondary synchronization signal, SSS)의 생성 방식을 설명하기 위해 도시된 것이다. 구체적으로, 도 7 은 논리 도메인(logical domain)에서의 2 개 시퀀스가 물리 도메인으로 맵핑되는 관계를 도시한 것이다.

SSS 를 위해 사용되는 시퀀스는 2 개의 길이 31 의 m-시퀀스들의 인터리빙된 연결(interleaved concatenation)으로서, 상기 접합된 시퀀스는 PSS 에 의해 주어지는 스크램블링 시퀀스에 의해 스크램블링된다. 여기서, m-시퀀스는 PN(Pseudo Noise) 시퀀스의 일종이다.

도 7 을 참조하면, SSS 부호 생성을 위해 사용되는 2 개의 m-시퀀스를 각각 S1, S2 라고 하면, S1 과 S2 는 PSS 기반의 서로 다른 2 개의 시퀀스들이 SSS 에 스크램블링된다. 이때, S1 과 S2 는 서로 다른 시퀀스에 의해 스크램블링된다. PSS 기반의 스크램블링 부호는 x⁵ + x³ + 1 의 다항식으로부터 생성된 m-시퀀스를 순환 천이하여 얻어질 수 있는데, PSS 인덱스에 따라 6 개의 시퀀스가 상기 m-시퀀스의 순환 천이에 의해 생성된다. 그 후 S2 는 S1 기반의 스크램블링 부호에 의해 스크램블링된다. S1 기반의 스크램블링 부호는 x⁵ + x⁴ + x² + x¹ + 1 의 다항식으로부터 생성된 m-시퀀스를 순환 천이하여 얻어질 수 있는데, S1 의 인덱스에 따라 8 개의 시퀀스가 상기 m-시퀀스의 순환 천이에 의해 생성된다. SSS 의 부호는 5ms 마다 교환(swap)되지만 PSS 기반의 스클램블링 부호는 교환되지 않는다. 예를 들어, 서브프레임 0 의 SSS 가 (S1, S2)의 조합으로 셀 그룹 식별자를 나른다고 가정하면, 서브프레임 5 의 SSS 는 (S2, S1)으로 교환(swap)된 시퀀스를 나른다. 이를 통해, 10ms 의 무선 프레임 경계가 구분될 수 있다. 이 때 사용되는 SSS 부호는 x⁵ + x² + 1 의 다항식으로부터 생성되며, 길이 31 의 m-시퀀스의 서로 다른 순환 천이(circular shift)를 통해 총 31 개의 부호가 생성될 수 있다.

SSS 를 정의하는 2 개의 길이 31 인 m-시퀀스들의 조합(combination)은 서브프레임 0 과 서브프레임 5 에서 다르며, 2 개의 길이 31 인 m-시퀀스들의 조합에 따라 총 168 개의 셀 그룹 식별자(cell group ID)가 표현된다. SSS 의 시퀀스로서 사용되는 m-시퀀스는 주파수 선택적 환경에서 강건하다는 특성이 있다. 또한, 고속 하다마드 변환(fast Hadarmard transform)을 이용한 고속 m-시퀀스 변환에 의해 변환될 수 있기 때문에 m-시퀀스가 SSS 로서 활용되면, UE 가 SSS 를 해석하는 데 필요한 연산량을 줄일 수 있다. 또한 2 개의 짧은 부호(short code)로서 SSS 가 구성됨으로써 UE 의 연산량이 감소될 수 있다.

조금 더 구체적으로 SSS 의 생성에 관해 설명하면, SSS 를 위해 사용되는 시퀀스 d(0),...,d(61)은 2 개의 길이-31 의 이진(binary) 시퀀스들의 인터리빙된 연결이다. 상기 연결된 시퀀스는 PSS 에 의해 주어지는 스크램블링 시퀀스로 스크램블링된다.

PSS 를 정의하는 2 개의 길이-31 인 시퀀스들의 조합은 서브프레임 0 와 서브프레임 5 에서 다음에 따라 다르다.

[수학식 4]

여기서, 0≤n≤30 이다. 인덱스 m₀ 및 m₁ 은 물리-계층 셀-식별자 그룹 N⁽¹⁾ _ID 로부터 다음에 따라 유도된다.

[수학식 5]

수학식 5 의 출력(output)은 수학식 11 다음의 표 4 에 리스트된다.

2 개의 시퀀스들 S^(m0)0(n) 및 S^(m1)1(n)는 다음에 따라 m-시퀀스 s(n)의 2 개의 다른 순환 천이들로서 정의된다.

[수학식 6]

여기서, s(i) = 1 - 2x(i) (0≤i≤30)는 초기 조건(initial conditions) x(0)=0, x(1)=0, x(2), x(3)=0, x(4)=1 로 다음 식에 의해 정의된다.

[수학식 7]

2 개의 스크램블링 시퀀스들 c₀(n) 및 c₁(n)은 PSS 에 의존하며 m-시퀀스 c(n)의 2 개의 다른 순환 천이들에 의해 다음 식에 따라 정의된다.

[수학식 8]

여기서, N⁽²⁾ _ID∈{0,1,2}는 물리-계층 셀 식별자 그룹 N⁽¹⁾ _ID 내의 물리-계층 식별자이고 c(i) = 1 - 2x(i) (0≤i≤30)는 초기 조건(initial conditions) x(0)=0, x(1)=0, x(2), x(3)=0, x(4)=1 로 다음 식에 의해 정의된다.

[수학식 9]

스크램블링 시퀀스 Z^(m0)1(n) 및 Z^(m1)1(n)는 다음 식에 따라 m-시퀀스 z(n) 의 순환 천이에 의해 정의된다.

[수학식 10]

여기서, m₀ 및 m₁ 은 수학식 11 다음에 기재된 표 4 로부터 얻어지며 z(i) = 1 - 2x(i) (0≤i≤30)는 초기 조건(initial conditions) x(0)=0, x(1)=0, x(2), x(3)=0, x(4)=1 로 다음 식에 의해 정의된다.

[수학식 11]

[표 4]

SSS 을 이용한 셀(cell) 탐색 과정을 수행하여 DL 신호의 복조(demodulation) 및 UL 신호의 전송을 정확한 시점에 수행하는 데 필요한 시간 및 주파수 파라미터를 결정한 UE 는 또한 상기 eNB 로부터 상기 UE 의 시스템 구성에 필요한 시스템 정보를 획득해야 상기 eNB 와 통신할 수 있다.

시스템 정보는 마스터정보블락(Master Information Block, MIB) 및 시스템정보블락(System Information Blocks, SIBs)에 의해 구성된다. 각 시스템정보블락은 기능적으로 연관된 파라미터의 모음을 포함하며, 포함하는 파라미터에 따라 마스터정보블락(Master Information Block, MIB) 및 시스템정보블락타입 1(System Information Block Type 1, SIB1), 시스템정보블락타입 2(System Information Block Type 2, SIB2), SIB3~SIB8 으로 구분된다. MIB 는 UE 가 eNB 의 네트워크(network)에 초기 접속(initial access)하는 데 필수적인, 가장 자주 전송되는 파라미터들을 포함한다. SIB1 은 다른 SIB 들의 시간 도메인 스케줄링에 대한 정보뿐만 아니라, 특정 셀이 셀 선택에 적합한 셀인지를 판단하는 데 필요한 파라미터들을 포함한다.

UE 는 MIB 를 브로드캐스트 채널(예, PBCH)를 통해 수신할 수 있다. MIB 에는 하향링크 시스템 대역폭(dl-Bandwidth, DL BW), PHICH 구성(configuration), 시스템 프레임 넘버(SFN)가 포함된다. 따라서, UE 는 PBCH 를 수신함으로써 명시적(explicit)으로 DL BW, SFN, PHICH 구성에 대한 정보를 알 수 있다. 한편, PBCH 를 수신을 통해 UE 가 암묵적(implicit)으로 알 수 있는 정보로는 eNB 의 전송 안테나 포트의 개수가 있다. eNB 의 전송 안테나 개수에 대한 정보는 PBCH 의 에러 검출에 사용되는 16-비트 CRC(Cyclic Redundancy Check)에 전송 안테나 개수에 대응되는 시퀀스를 마스킹(예, XOR 연산)하여 암묵적으로 시그널링된다.

PBCH 는 40ms 동안에 4 개의 서브프레임에 맵핑된다. 40ms 의 시간은 블라인드 검출되는 것으로서 40ms 의 시간에 대한 명시적인 시그널링이 별도로 존재하지는 않는다. 시간 도메인에서, PBCH 는 무선프레임 내 서브프레임 0 내 슬롯 1(서브프레임 0 의 두 번째 슬롯)의 OFDM 심볼 0~3 에서 전송된다.

주파수 도메인에서, PSS/SSS 및 PBCH 는 실제 시스템 대역폭과 관계없이 해당 OFDM 심볼 내에서 DC 부반송파를 중심으로 좌우 3 개씩 총 6 개의 RB, 즉 총 72 개의 부반송파들 내에서만 전송된다. 따라서, UE 는 상기 UE 에게 구성된 하향링크 전송 대역폭과 관계없이 SS 및 PBCH 를 검출 혹은 복호할 수 있도록 구성된다.

초기 셀 탐색을 마치고 eNB 의 네트워크에 접속한 UE 는 PDCCH 및 상기 PDCCH 에 실린 정보에 따라 PDSCH 를 수신함으로써 좀더 구체적인 시스템 정보를 획득할 수 있다. 상술한 바와 같은 절차를 수행한 UE 는 이후 일반적인 상/하향링크 신호 전송 절차로서 PDCCH/PDSCH 수신 및 PUSCH/PUCCH 전송을 수행할 수 있다.

도 8 은 하향링크 슬롯에 대한 자원 그리드(resource grid)를 예시한다.

도 8 을 참조하면, 하향링크 슬롯은 시간 영역에서

OFDM 심볼을 포함하고 주파수 영역에서

자원블록을 포함한다. 각각의 자원블록이

부반송파를 포함하므로 하향링크 슬롯은 주파수 영역에서

부반송파를 포함한다. 도 8 은 하향링크 슬롯이 7 OFDM 심볼을 포함하고 자원블록이 12 부반송파를 포함하는 것으로 예시하고 있지만 반드시 이로 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 하향링크 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 개수는 순환전치(Cyclic Prefix; CP)의 길이에 따라 변형될 수 있다.

자원그리드 상의 각 요소를 자원요소(Resource Element; RE)라 하고, 하나의 자원 요소는 하나의 OFDM 심볼 인덱스 및 하나의 부반송파 인덱스로 지시된다. 하나의 RB 는

자원요소로 구성되어 있다. 하향링크 슬롯에 포함되는 자원블록의 수(

)는 셀에서 설정되는 하향링크 전송 대역폭(bandwidth)에 종속한다.

도 9 는 하향링크 서브프레임의 구조를 예시한다.

도 9 를 참조하면, 서브프레임의 첫 번째 슬롯에서 앞부분에 위치한 최대 3(4)개의 OFDM 심볼은 제어 채널이 할당되는 제어 영역에 대응한다. 남은 OFDM 심볼은 PDSCH(Physical Downlink Shared Channel)가 할당되는 데이터 영역에 해당한다. LTE 에서 사용되는 하향링크 제어 채널의 예는 PCFICH(Physical Control Format Indicator Channel), PDCCH(Physical Downlink Control Channel), PHICH(Physical hybrid ARQ indicator Channel) 등을 포함한다. PCFICH 는 서브프레임의 첫 번째 OFDM 심볼에서 전송되고 서브프레임 내에서 제어 채널의 전송에 사용되는 OFDM 심볼의 개수에 관한 정보를 나른다. PHICH 는 상향링크 전송에 대한 응답으로 HARQ ACK/NACK(Hybrid Automatic Repeat requestacknowledgment/negative-acknowledgment) 신호를 나른다.

PDCCH 를 통해 전송되는 제어 정보를 DCI(Downlink Control Information)라고 지칭한다. DCI 는 사용자 기기 또는 사용자 기기 그룹을 위한 자원 할당 정보 및 다른 제어 정보를 포함한다. 예를 들어, DCI 는 상향/하향링크 스케줄링 정보, 상향링크 전송(Tx) 파워 제어 명령 등을 포함한다.

PDCCH 는 하향링크 공유 채널(downlink shared channel, DL-SCH)의 전송 포맷 및 자원 할당 정보, 상향링크 공유 채널(uplink shared channel, UL-SCH)의 전송 포맷 및 자원 할당 정보, 페이징 채널(paging channel, PCH) 상의 페이징 정보, DL-SCH 상의 시스템 정보, PDSCH 상에서 전송되는 랜덤 접속 응답과 같은 상위-계층 제어 메시지의 자원 할당 정보, 사용자 기기 그룹 내의 개별 사용자 기기들에 대한 Tx 파워 제어 명령 세트, Tx 파워 제어 명령, VoIP(Voice over IP)의 활성화 지시 정보 등을 나른다. 복수의 PDCCH 가 제어 영역 내에서 전송될 수 있다. 사용자 기기는 복수의 PDCCH 를 모니터링 할 수 있다. PDCCH 는 하나 또는 복수의 연속된 제어 채널 요소(control channel element, CCE)들의 집합(aggregation) 상에서 전송된다. CCE 는 PDCCH 에 무선 채널 상태에 기초한 코딩 레이트를 제공하는데 사용되는 논리적 할당 유닛이다. CCE 는 복수의 자원 요소 그룹(resource element group, REG)에 대응한다. PDCCH 의 포맷 및 PDCCH 비트의 개수는 CCE 의 개수에 따라 결정된다. 기지국은 사용자 기기에게 전송될 DCI 에 따라 PDCCH 포맷을 결정하고, 제어 정보에 CRC(cyclic redundancy check)를 부가한다. CRC 는 PDCCH 의 소유자 또는 사용 목적에 따라 식별자(예, RNTI(radio network temporary identifier))로 마스킹 된다. 예를 들어, PDCCH 가 특정 사용자 기기를 위한 것일 경우, 해당 사용자 기기의 식별자(예, cell-RNTI (C-RNTI))가 CRC 에 마스킹 될 수 있다. PDCCH 가 페이징 메시지를 위한 것일 경우, 페이징식별자(예, paging-RNTI (P-RNTI))가 CRC 에 마스킹 될 수 있다. PDCCH 가 시스템 정보(보다 구체적으로, 시스템 정보 블록(system Information block, SIC))를 위한 것일 경우, SI-RNTI(system Information RNTI)가 CRC 에 마스킹 될 수 있다. PDCCH 가 랜덤 접속 응답을 위한 것일 경우, RA-RNTI(random access-RNTI)가 CRC 에 마스킹 될 수 있다.

도 10 은 LTE 에서 사용되는 상향링크 서브프레임의 구조를 예시한다.

도 10 을 참조하면, 상향링크 서브프레임은 복수(예, 2 개)의 슬롯을 포함한다. 슬롯은 CP 길이에 따라 서로 다른 수의 SC-FDMA 심볼을 포함할 수 있다. 상향링크 서브프레임은 주파수 영역에서 데이터 영역과 제어 영역으로 구분된다. 데이터 영역은 PUSCH 를 포함하고 음성 등의 데이터 신호를 전송하는데 사용된다. 제어 영역은 PUCCH 를 포함하고 상향링크 제어 정보(Uplink Control Information, UCI)를 전송하는데 사용된다. PUCCH 는 주파수축에서 데이터 영역의 양 끝부분에 위치한 RB 쌍(RB pair)을 포함하며 슬롯을 경계로 호핑한다.

PUCCH 는 다음의 제어 정보를 전송하는데 사용될 수 있다.

- SR(Scheduling Request): 상향링크 UL-SCH 자원을 요청하는데 사용되는 정보이다. OOK(On-Off Keying) 방식을 이용하여 전송된다.

- HARQ ACK/NACK:PDSCH 상의 하향링크 데이터 패킷에 대한 응답 신호이다. 하향링크 데이터 패킷이 성공적으로 수신되었는지 여부를 나타낸다. 단일 하향링크 코드워드에 대한 응답으로 ACK/NACK 1 비트가 전송되고, 두 개의 하향링크 코드워드에 대한 응답으로 ACK/NACK 2 비트가 전송된다.

- CSI(Channel State Information): 하향링크 채널에 대한 피드백 정보이다. CSI 는 CQI(Channel Quality Indicator)를 포함하고, MIMO(Multiple Input Multiple Output) 관련 피드백 정보는 RI(Rank Indicator), PMI(Precoding Matrix Indicator), PTI(Precoding 타입 Indicator) 등을 포함한다. 서브프레임 당 20 비트가 사용된다.

사용자 기기가 서브프레임에서 전송할 수 있는 제어 정보(UCI)의 양은 제어 정보 전송에 가용한 SC-FDMA 의 개수에 의존한다. 제어 정보 전송에 가용한 SC-FDMA 는 서브프레임에서 참조 신호 전송을 위한 SC-FDMA 심볼을 제외하고 남은 SC-FDMA 심볼을 의미하고, SRS(Sounding Reference Signal)가 설정된 서브프레임의 경우 서브프레임의 마지막 SC-FDMA 심볼도 제외된다. 참조 신호는 PUCCH 의 코히어런트 검출에 사용된다.

전술한바와 같은 무선 통신 시스템(예를 들어, 3GPP LTE 시스템 또는 3GPP LTE-A 시스템)에 D2D 통신이 도입되는 경우, D2D 통신을 수행하기 위한 구체적인 방안에 대하여 이하에서 설명한다.

도 11 은 D2D 통신을 개념적으로 설명하기 위한 도면이다. 도 11(a)는 기존의 기지국 중심 통신 방식을 나타내는 것으로, 제 1 단말(UE1)이 상향링크 상에서 기지국으로 데이터를 전송하고, 제 1 단말(UE1)로부터의 데이터를 기지국이 하향링크 상에서 제 2 단말(UE2)에게 전송할 수 있다.

도 11(b)는 D2D 통신의 일례로서 단말 대 단말(UE-to-UE) 통신 방식을 나타내는 것으로, 단말간의 데이터 교환이 기지국을 거치지 않고 수행될 수 있다. 이와 같이 장치들 간에 직접 설정되는 링크를 D2D 링크라고 명칭 할 수 있다. D2D 통신은 기존의 기지국 중심의 통신 방식에 비하여 지연(latency)이 줄어들고, 보다 적은 무선 자원을 필요로 하는 등의 장점을 가진다.

D2D 통신은 기지국을 거치지 않고 장치간(또는 단말간)의 통신을 지원하는 방식이지만, D2D 통신은 기존의 무선통신시스템(예를 들어, 3GPP LTE/LTE-A)의 자원을 재사용하여 수행되기 때문에 기존의 무선통신시스템에 간섭 또는 교란을 일으키지 않아야 한다. 같은 맥락에서, 기존의 무선통신시스템에서 동작하는 단말, 기지국 등에 의해 D2D 통신이 받는 간섭을 최소화하는 것 역시 중요하다.

본 발명은 D2D 통신(Device to Device communication)을 하는 단말들이 단말간 동기화 (synchronization) 를 수행할 때, 적용될 수 있는 소정의 동기 신호를 반복함으로써, 동기화 성능을 개선하는 방법에 관하여 제안한다.

기존의 LTE 통신(즉, 3GPP release 10 이하)에서는 기지국이 5ms 의 비교적 짧은 주기로 PSS(primary synchronization signal)를 전송하고, 단말은 이를 수신하여 심볼 타이밍 검출, 셀(cell) ID 검출 및 주파수 동기화를 수행한다. 이때, 단말의 신호 수신강도가 낮아 충분한 에너지의 PSS 를 수신하지 못했다면, 단말은 이전에 수신된 소정 개수의 PSS 를 누적 연산하여 동기화 과정을 진행한다.

한편, D2D 통신에서는 동시에 다수의 D2D 단말 사이의 신호 송수신이 존재하기 때문에, 한 개의 단말이 동기화 용도로 사용할 수 있는 자원은 한정되어 있다. 즉, D2D 통신 상에서 동기 신호는 충분히 긴 주기(예, 100ms)로 전송되어야 하며, D2D 단말들은 긴 주기를 가지는 동기 신호를 검출하여 동기화 과정을 수행하여야 한다.

따라서, 본 발명에서는, 상술한 바와 같이 긴 주기로 인해 동기신호를 누적해서 검출하는 것이 곤란한 문제점에 착안하여, 단말들이 충분한 에너지를 확보할 수 있도록 특정 동기 신호를 반복해서 전송하는 방안을 제안한다.

도 12 는 본 발명에 따라 동기 신호를 반복하여 전송하는 경우를 설명하기 위한 참고도이다.본 발명에서는, 도 12 에서 나타난 바와 같이 상대적으로 긴 주기 동안에 동기 신호를 반복 전송함으로써, 상대적으로 적은 에너지의 누적이 가능하다. 도 12 는 동기신호를 4 회 반복하는 경우를 나타낸다.

본 발명에서는 설명의 편의를 위하여,D2D 통신을 위하여 사용되는 동기 신호인 PSS(이하, PD2DSS 혹은 (P)D2DSS)를 중심으로 설명하나, 본 발명은 PD2DSS 에만 적용되는 것이 아니라, D2D 를 통신을 위하여 사용되는 SSS(secondary synchronization signal for D2D, 이하, SD2DSS 혹은 (S)D2DSS)에 적용되거나, 다른 사전에 정의된 신호에도 마찬가지로 적용될 수 있다. 나아가, 본 발명에서 설명하는 D2DSS(즉, PD2DSS/SD2DSS)는, 기지국/릴레이가 D2D 통신을 위하여 동기 신호가 전송되는 경우(예, eNB-UE 간에 송수신되는 D2D 동기화를 위한 신호)에도 확장 적용될 수 있을 것이다.

또한 본 발명에서 한 심볼에 들어갈 수 있는 PD2DSS 의 개수는 셀(cell) ID 에 따라 3 종류의 시퀀스를 가질 수 있다고 가정하고, 이것을 각각 PD2DSS_0, PD2DSS_1, PD2DSS_2 라 지칭한다. 하지만, 이는 설명의 편의를 위하여 정의한 것에 불과하며, 본 발명이 실제 적용되는 경우 PD2DSS 가 3 개의 종류를 가져야 하는 것으로 제한 해석해서는 아니될 것이다. 예를 들어, 동기화를 수행하기 위한 네트워크 엔티티의 ID(즉, 동기 참조 ID(Synchronization Reference ID, 예를 들어,셀(cell) ID)에 따라 현재 사용중인 PD2DSS 의 루트 인덱스 {25, 29, 34} 이외의 다른 루트 인덱스를 추가하여 PD2DSS 의 숫자를 늘릴 수도 있다. 다른 신호에 대해서도 (예를 들어, SD2DSS_0, SD2DSS_1, ..., SD2DSS_k 와 같은 방식으로) k 개의 시퀀스를 정의하여 마찬가지로 본 발명을 적용할 수 있을 것이다. 이하에서는, 본 발명에 대한 설명의 단순화를 위해 특정 언급이 없을 경우에는 3 종류의 동기신호를 가진다고 가정하나, 특별한 고려/한정 사항 없이 루트 인덱스를 추가하거나, 시퀀스의 개수가 M 개(여기서, M＞K)까지 증가하더라도 본 발명의 범위에 포함되는 것은 물론이다.

먼저 동기 검출의 성공 여부를 판단하는 방법은, 전송한 시퀀스와 같은 시퀀스에서 상관정점(correlation peak)이 검출되었는지 여부를 판단하거나(sequence detection error), 동기 신호가 전송된 심볼 경계를 제대로 검출했는지 여부(timing error)를 판단할 수 있다. 예를 들어 PD2DSS_0 를 전송한 상태에서, 잡음의 영향으로 PD2DSS_0 의 상관정점(correlation peak)이 잘못된 지점에서 검출될 수 있다. 이 경우, PD2DSS_0 의 시퀀스 검출은 성공했으나 심볼 경계 검출에서 에러가 발생한 것이다.

본 발명에 따라, 동기 신호를 N 번 전송하는 경우에 적용할 수 있는 가장 확실한 방법은 같은 PD2DSS 를 N 번 단순반복하는 것이다. N 번의 반복시에 {PD2DSS_0, PD2DSS_0, PD2DSS_0, ...}를 반복하여 전송한다. 수신단말은 sync_0={PD2DSS_0, PD2DSS_0, ...}, sync_1={PD2DSS_1, PD2DSS_1, ...}, sync_2={PD2DSS_2, PD2DSS_2, ...}의 3 가지 신호에대하여 일정 간격/주기/시간마다 상관도(correlation)를 계산하며, 일정 성능 이상의 정점(peak)이 검출될 경우에는 동기검출로 인식할 수 있다.

도 13 은 본 발명에 따른 PD2DSS 신호의 반복 횟수에 따른 수신 성능을 설명하기 위한 참고도이다. 도 13 에서, PD2DSS 의 반복횟수(N)가 커짐에 따라 시퀀스 검출성능이 향상됨을 확인할 수 있다. 즉, 각각의 동기신호(예, sync_0, sync_1, sync_2…)간 시퀀스의 상관성(correlation)이 가장 멀기 때문에 가장 뛰어난 시퀀스검출 성능이 나타난다. 그러나, 동기신호의 모든 구간에서 같은 시퀀스(즉, 동일한 PD2DSS_N)을 가지므로, N 심볼 길이의 동기신호의 시작/끝을 혼동하는 심볼 경계 검출 에러가 발생하기 쉽다.

따라서, 본 발명에 따르면, 동기 신호의 구성을 각각의 동기 신호마다 다르게 구성할 수 있다. 도 14 와 도 15 는 본 발명의 일 실시예에 따른 동기 신호를 설명하기 위한 참고도이다.

도 14 에서는, 3 가지 동기 신호의 구성을 각각 sync_0={PD2DSS_0, PD2DSS_0, PD2DSS_0, ...}, sync_1={PD2DSS_0, PD2DSS_1, PD2DSS_2, PD2DSS_0, ...}, sync2={PD2DSS_0, PD2DSS_2, PD2DSS_1, PD2DSS_0, ...} 로 가지는 경우를 나타낸다.즉, PD2DSS 간에 sync_0 은 +0 의 차례로 시퀀스가 바뀌며, sync_1 은 +1 의 차례로 시퀀스가 바뀌며, sync2 는 +2 의 차례로 시퀀스가 바뀐다(예를 들어, 시퀀스 modulo 3)

도 14 와 같이 동기 신호가 구성된 경우, 도 12 처럼 특정 D2DSS 를 단순 반복하는 경우보다 시퀀스검출성능은 떨어질 수 있으나,각각의 동기신호에 대한 심볼별로 시퀀스가 다르므로 심볼 경계 검출 오류는 감소된다.

나아가, 도 14 의 동기신호는, 세 개의 시퀀스를 주기로 PD2DSS_0 이 반복적으로 위치하는데, 이는 시퀀스 검출성능에 긍정적인 효과를 발생시키지 못한다.따라서, 이를 방지하기 위해 도 15 와 같이 sync_0 에는 0 칸의 이동(shift), sync_1 에는 1 칸의 이동(shift), sync2 에는 2 칸의 서로 다른 이동(shift)을 적용함으로써, 각 동기시퀀스가 겹치는 부분(혹은 root)을 최소화하도록 구성할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 심볼마다 시퀀스의 단순반복과 시퀀스변화를 동시에 적용할 수 도 있다. 이는 단순히 D2DSS 를 반복했을때의 시퀀스 검출 성능과 시퀀스를 변화시킨 때의 심볼 경계 검출 성능을 조화시키기 위함으로, 시퀀스를 k 번 먼저 반복한 다음, 서로 다른 m 개의 시퀀스를 연속하여 사용한다(여기서 k * m = N). 즉, 본 발명에 따라, k 값과 m 값을 변화시켜가면서 동기 신호의 성능에 변화를 줄 수 있으며, 이 때 시간 동기와 주파수 동기를 검출하기 위하여 k≥2 인 것이 바람직하다.

도 16 는 본 발명에 따라 동기 신호를 구성하는 시퀀스에 대하여 단순 반복 및 시퀀스 변화를 동시에 적용한 실시예를 나타낸다. 도 16 에서는 N=6 인 경우를 가정한다. 도 16 에서는 동일한 시퀀스를 2 번 반복함과 동시에, 서로 상이한 3 개의 반복 시퀀스를 연결하여 동기신호를 구성하는 경우를 나타낸다.

도 16 에서 나타난동기신호를 이용하면,단말은 모든 심볼에 대해 동기 검출을 할 수도 있지만, 연속된 임의의 두 개의 심볼구간에서 하나의 심볼을 취하여, 주파수 영역에서 원래 시퀀스와 비교함으로써, 시간 동기와 동시에 주파수 동기를 검출할 수 도 있다.

도 17 은 본 발명에 따라 시간 동기 및 주파수 동기를 동시에 검출하는 과정을 설명하기 위한 참고도이다.

도 17 를 참조하여, 임의로 1 심볼을 FFT 하여 시간/주파수 동기를 동시에 획득하는 방법을 설명하면, 단말은 반복적으로 연속 배치된 동일한 D2DSS 들(예, 연속된 시퀀스가 2 번 반복된 D2DSS)의 특정 구간에서 시간/주파수 동기를 획득하기 위한 1 개의 심볼의 길이를 검출할 수 있다. 이것을 FFT 하여서 이를 전송한 원본 시퀀스(예를 들어, Original D2DSS)와 위상을 비교함으로써, 원본 시퀀스와 수신한 시퀀스 사이의 시간 동기를 획득할 수 있고, 시간 오차를 보정한 다음 주파수 동기를 획득할 수 있다. 즉, 매 샘플시간마다 D2DSS 를 검출하는 것이 아니라, 임의의 시점에서 각각의 D2DSS 에 대하여, 각각 한번씩의 동기화 검출을 수행함으로써-동기 검출의 복잡도가 감소하는 이득을 얻을 수 있다(즉, one-shot detection).

나아가, 본 발명에 따르면, 상술한 시퀀스의 구성을 가지는 동기 신호의 마지막 심볼(혹은 마지막에 위치한 복수개의 심볼들)은 항상 특정 시퀀스로 구성될 수 있다. 여기서, 특정 시퀀스로 구성된 종료 시퀀스는 동기신호를 구성하는 시퀀스와 다른 형태의 시퀀스가 되는 것이 바람직하며, 이를 사용함으로써 심볼경계 검출에러를 크게 감소시킬 수 있다.

도 18 은 본 발명의 일 실시예(즉, 도 15)의 동기 시퀀스로 구성된 신호에 추가적인 종료 시퀀스로 SD2DSS 를 사용한 경우를 나타낸다.

나아가, 본 발명에 따른 종료시퀀스는, 반복시퀀스와 다른 루트 인덱스(root index)를 가지는 시퀀스가 사용될수 도 있다. 예를 들어 반복시퀀스의 종류는 {PD2DSS_0, PD2DSS_1, PD2DSS_2}에서 선택하여 구성되고, 동기 신호의 마지막 심볼(혹은 마지막에 위치한 복수개의 심볼들)은 새로운 루트 인덱스(root index)를 사용하는 PD2DSS_3 로 설정될 수 있다.따라서, 수신단은 동기 신호를 검출하다가 PD2DSS_3 이 검출되는 순간 동기신호의 끝으로 판단할 수 있다.

또는, 종료시퀀스의 루트 인덱스(root index)를 사전에 고정하는 것 대신, 반복시퀀스의 루트 인덱스(root index)에 사전에 고정된 값(예를 들어, K) 만큼 더함으로써종료시퀀스가설정될 수 있다. 예를 들어, 반복시퀀스는 {PD2DSS_0, PD2DSS_1, PD2DSS_2}에서 선택하여 구성하고, 종료시퀀스는 K=3 만큼의 오프셋(offset)을 가진다고 설정될 수 있다. 그러면 종료심볼의 바로 앞(혹은, 제일 첫 반복심볼, 혹은 반복심볼 중 정해진 위치) 에서 사용했던 시퀀스의 ID 에서 K 를 더하여(예를 들어, +3) 종료시퀀스가 구성될수 있다. 예를 들어, 반복동기신호가 sync_0={PD2DSS_0,...,PD2DSS_0, PD2DSS_3}, sync_1={PD2DSS_1,..., PD2DSS_1, PD2DSS_4}, sync2={PD2DSS_2, ..., PD2DSS_2, PD2DSS_5}와 같이설정될 수 있다.

또한, 종료 시퀀스의 루트 인덱스를 결정하기 위하여 다수의 특정 연산자들이 조합될 수 도 있다. 예를 들어, 덧셈 후 modular 연산과 같이, 덧셈, 뺄셈, 곱셈, 나눗셈, modular 및 다른 형태의 연산들이 조합하는 형태가적용될 수 있다.구체적인 예를 들면, +3 mod 5 연산(즉, 덧셈 후 modular)을 취하면, sync_0={PD2DSS_0, ..., PD2DSS_0, PD2DSS_3}, sync_1={PD2DSS_1, ..., PD2DSS_1, PD2DSS4}, sync_2={PD2DSS_2, ..., PD2DSS_2, PD2DSS_0} 이 될 것이다. 다른 일례로 *3 mod 4 연산(곱셈 후 modular)을 취하면 sync_0={PD2DSS_0, ..., PD2DSS_0, PD2DSS_0}, sync_1={PD2DSS_1, ..., PD2DSS_1, PD2DSS_3}, sync_2={PD2DSS_2, ..., PD2DSS_2, PD2DSS_2} 의 형태가 될 것이다.

또는, 종료시퀀스는앞의 반복시퀀스와 다른 길이(length)를 가지는 시퀀스가 사용될 수 있다. 예를 들어 반복시퀀스로는 길이(length) 63 짜리의 PD2DSS 를 사용하고, 동기 신호의 마지막 심볼(혹은 마지막에 위치한 복수개의 심볼)은 63+L 혹은 63-L 길이를 가지는 시퀀스를 사용할 수 있다. 즉, 서로 다른 길이의 시퀀스인 경우 루트 인덱스가 동일하더라도 상관도(correlation)가 0 이므로 단말은 종료 시퀀스임을 확인할 수 있다.

나아가, 본 발명에서는, 동기 시퀀스를 검출하여 시간/주파수 동기를 획득하는 단계를 완료한 이후에 종료 시퀀스를 검출하는 단계가 수행될 수 도 있다. 즉, 동기 시퀀스의 상관도를 검출하여 일정 값 이상의 상관도를 나타내는 경우에만 종료 시퀀스의 상관도를 검출할 수 있으며, 종료 시퀀스의 상관도가 일정 값 이상인 경우에만 동기 시퀀스를 통해 획득한 시간/주파수 동기가 유효한 것으로 볼 수 있다.

나아가, 동기 신호는 각 심볼단위로 에너지를 검출(즉, 심볼 단위로 시퀀스간 상관도(correlation) 계산)하여 모든 동기 심볼에 대해 합하는 형태로 동기를 검출한다. 즉, 각 심볼구간의 위상 회전(phase rotation)은 신호의 절대값에는 영향을 미치지 않으므로, 에너지 검출값에 영향을 미치지 않는다.

따라서, 본 발명에 따르면,동기 신호의 N 개 심볼마다 위상 회전(phase rotation) 패턴을 다르게 구성하여 줌으로써 동기신호를 전송함과 동시에, 소정의 정보를 함께 지시할 수 있다. 예를 들어, 동기 신호와 함께지시될 수 있는 정보로, D2D 통신의 종류(public safety/non-public safety), D2D 에 사용할 자원할당방식, 추가적인 셀(cell) ID 등이 지시될 수 있다.

여기서, 채널에 따라 동기신호 전체의 위상(phase)은 임의로 변할 수 있으므로, 위상 회전(phase rotation) 패턴을 구성할 때에는 처음 심볼을 기준으로 하여 상대적인 위상(phase) 변화패턴만이 고려될 수 있다.즉, 수신단(예, 단말)에서는 첫 심볼을 기준으로 위상 회전(phase rotation) 패턴을 검출하여 원래의 정보를 복원할 수 있다. 예를 들어, N=4 인 경우, 각 신호의 위상(phase) 패턴은 phase_0={0, 0, 0, 0}, phase_1={0, π/4, π, 3π/4}, phase2={0, π, 0, π}, phase3={0, 3π/4, 3π/2, 0}로 구성될 수 있다. 따라서, 단말은 에너지 검출을 수행하여 원래의 동기신호가 무엇인지 판단한 후, 각 심볼별로 위상(phase)값을 계산하여 위상(phase) 변화패턴을 검출함으로써, 추가적인 정보를 획득할 수 도 있다.

도 19 는 본 발명의실시예에 적용될 수 있는 기지국 및 사용자 기기를 예시한다. 무선 통신 시스템에 릴레이가 포함되는 경우, 백홀 링크에서 통신은 기지국과 릴레이 사이에 이뤄지고 억세스 링크에서 통신은 릴레이와 사용자 기기 사이에 이뤄진다. 따라서, 도면에 예시된 기지국 또는 사용자 기기는 상황에 맞춰 릴레이로 대체될 수 있다.

도 19 를참조하면, 무선 통신 시스템은 기지국(BS, 110) 및 사용자 기기(UE, 120)을 포함한다. 기지국(110)은 프로세서(112), 메모리(114) 및 무선 주파수(Radio Frequency, RF) 유닛(116)을 포함한다. 프로세서(112)는 본 발명에서 제안한 절차 및/또는 방법들을 구현하도록 구성될 수 있다. 메모리(114)는 프로세서(112)와 연결되고 프로세서(112)의 동작과 관련한 다양한 정보를 저장한다. RF 유닛(116)은 프로세서(112)와 연결되고 무선 신호를 송신 및/또는 수신한다. 사용자 기기(120)은 프로세서(122), 메모리(124) 및 RF 유닛(126)을 포함한다. 프로세서(122)는 본 발명에서 제안한 절차 및/또는 방법들을 구현하도록 구성될 수 있다. 메모리(124)는 프로세서(122)와 연결되고 프로세서(122)의 동작과 관련한 다양한 정보를 저장한다. RF 유닛(126)은 프로세서(122)와 연결되고 무선 신호를 송신 및/또는 수신한다. 기지국(110) 및/또는 사용자 기기(120)은 단일 안테나 또는 다중 안테나를 가질 수 있다.

이상에서 설명된 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들이 소정 형태로 결합된 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려되어야 한다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성하는 것도 가능하다. 본 발명의 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다. 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함시킬 수 있음은 자명하다.

본 발명에 따른 실시예는 다양한 수단, 예를 들어, 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 하나 또는 그 이상의 ASICs(application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 프로세서, 콘트롤러, 마이크로 콘트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.

펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일실시예는 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차, 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리 유닛에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리 유닛은 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.

본 발명은 본 발명의 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

상술한 바와 같은 무선 통신 시스템에서 D2D(Device-to-Device) 통신을 위한 동기화 방법 및 이를 위한 장치는 3GPP LTE 시스템에 적용되는 예를 중심으로 설명하였으나, 3GPP LTE 시스템 이외에도 다양한 무선 통신 시스템에 적용하는 것이 가능하다.

Claims (14)

1. 무선 통신 시스템에서 단말의 D2D(Device-to-Device) 통신을 위한 동기 신호(Synchronization signal)를 검출하는 방법에 있어서,
   상기 D2D 통신을 위한 동기 신호 전송 주기 상에서, 다른 D2D UE로부터 반복적으로 전송되는 소정 개수의 동기 신호를 수신하는 단계;
   상기 반복적으로 수신된 동기 신호의 에너지를 누적하는 단계; 및
   상기 누적된 동기 신호의 에너지를 이용하여 상기 다른 D2D UE로부터의 동기 신호를 검출하는 단계를 포함하고,
   상기 동기 신호는,
   동기 참조 ID(Synchronization Reference ID)에 따른 제 1 루트 인덱스에 기반하여 생성된 적어도 하나의 동기 시퀀스로 구성된 것을 특징으로 하는,
   동기 신호 검출 방법.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 D2D 통신을 위한 동기 신호 전송 주기는,
   기지국-단말 간 통신을 위한 동기 신호 전송 주기보다 길게 설정된 것을 특징으로 하는,
   동기 신호 검출 방법.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 적어도 하나의 동기 시퀀스는,
   동일한 동기 시퀀스만으로 구성된 것을 특징으로 하는,
   동기 신호 검출 방법.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 동기 신호는,
   각각 서로 상이한 시간 간격에 따라 동기 시퀀스가 변경되도록 설정된 것을 특징으로 하는,
   동기 신호 검출 방법.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 적어도 하나의 동기 시퀀스는,
   상기 동기 신호 각각에 대하여 서로 상이하게 설정된 오프셋(offset)에 따라, 상기 동기 신호 전송 주기 상에 할당된 것을 특징으로 하는,
   동기 신호 검출 방법.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 적어도 하나의 동기 시퀀스는,
   다수의 동일한 동기 시퀀스가 연속적으로 할당되는 것을 특징으로 하는,
   동기 신호 검출 방법.
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 동기 신호를 검출하는 단계는,
   연속적으로 할당된 동기 시퀀스로 구성된 심볼 구간 상에서 하나의 심볼을 검출하는 것을 특징으로 하는,
   동기 신호 검출 방법.
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 동기 신호는,
   심볼 경계를 지시하는 종료 시퀀스를 포함하는 것을 특징으로 하는,
   동기 신호 검출 방법.
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 종료 시퀀스는,
   상기 제 1 루트 인덱스와 상이한 제 2 루트 인덱스에 기반하여 생성된 것을 특징으로 하는,
   동기 신호 검출 방법.
10. 제 8 항에 있어서,
    상기 종료 시퀀스는,
    상기 제 1 루트 인덱스 및 소정의 오프셋(offset)에 기반하여 생성된 것을 특징으로 하는,
    동기 신호 검출 방법.
11. 제 8 항에 있어서,
    상기 종료 시퀀스는,
    상기 적어도 하나의 동기 시퀀스와 상이한 길이를 가지는 것을 특징으로 하는,
    동기 신호 검출 방법.
12. 제 1 항에 있어서,
    상기 동기 신호는,
    시간 구간에 따라 서로 상이한 위상 회전(phase rotation) 패턴을 가지도록 설정된 것을 특징으로 하는,
    동기 신호 검출 방법.
13. 제 12 항에 있어서,
    상기 위상 회전 패턴은,
    상기 D2D 통신의 종류, 상기 D2D 통신을 위한 자원 할당 방식, 또는 추가적인 셀 식별자 중 적어도 하나를 지시하는 것을 특징으로 하는,
    동기 신호 검출 방법.
14. 무선 통신 시스템에서 D2D(Device-to-Device) 통신을 위한 동기 신호(Synchronization signal)를 검출하는 단말에 있어서,
    무선 주파수 유닛(Radio Frequency Unit); 및
    프로세서(Processor)를 포함하며,
    상기 프로세서는,
    상기 D2D 통신을 위한 동기 신호 전송 주기 상에서, 다른 D2D UE로부터 반복적으로 전송되는 소정 개수의 동기 신호를 수신하도록 상기 무선 주파수 유닛을 제어하고,
    상기 반복적으로 수신된 동기 신호의 에너지를 누적하고, 및
    상기 누적된 동기 신호의 에너지를 이용하여 상기 다른 D2D UE로부터의 동기 신호를 검출하도록 구성되고,
    상기 동기 신호는,
    동기 참조 ID(Synchronization Reference ID)에 따른 제 1 루트 인덱스에 기반하여 생성된 적어도 하나의 동기 시퀀스로 구성된 것을 특징으로 하는,
    단말.

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