KR102221297B1 - 장치 대 장치 통신에서 신호 전송 방법 및 이를 위한 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 장치-대-장치(Device-to-Device; D2D) 통신을 수행하도록 구성된 단말의 자원 할당을 위한 방법에 있어서, 상기 방법은 서빙 기지국으로부터 상기 D2D 통신의 전체 가용 자원 영역에 대한 정보를 수신하는 단계; 상기 전체 가용 자원 영역에 대한 정보 및 상기 D2D 통신의 채널 정보에 기반한 상기 D2D 통신을 위해 사용하고자 하는 자원 할당의 요청을 상기 기지국으로 전송하는 단계; 및 상기 서빙 기지국으로부터 상기 자원 할당의 요청에 기반하여 결정된 상기 D2D 통신을 위한 자원 할당 정보를 수신하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

장치 대 장치 통신에서 신호 전송 방법 및 이를 위한 장치{SIGNAL TRANSMISSION METHOD IN DEVICE-TO-DEVICE COMMUNICATION AND APPARATUS THEREFOR}

본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것으로서, 구체적으로 장치 대 장치 통신에서 신호 전송 방법 및 이를 위한 장치에 관한 것이다.

셀룰러 통신(Cellular communication)에서 셀 내에 존재하는 단말은 통신을 수행하기 위하여 기지국에 접속하여 기지국으로부터 데이터를 주고 받기 위한 제어정보를 수신한 다음에 기지국과 데이터를 송수신한다. 즉, 단말은 기지국을 통해서 데이터를 송수신하기 때문에 다른 셀룰러 단말에게 데이터를 전송하기 위해서는 자신의 데이터를 기지국에 전송하고 이를 수신한 기지국은 수신한 데이터를 다른 단말에게 전송하여 준다. 이렇게 한 단말이 다른 단말에게 데이터를 전송하려면 기지국을 통해서만 데이터를 전송할 수 있기 때문에 기지국은 데이터 송수신을 위한 채널 및 자원(resource)에 대한 스케줄링(scheduling)을 수행하며 채널 및 자원 스케줄링 정보를 각 단말에게 전송한다. 이와 같이 기지국을 통하여 단말 간 통신을 수행하려면 각 단말은 기지국으로부터 데이터를 송수신하기 위한 채널 및 자원 할당이 필요하지만 장치 대 장치 통신은 단말이 기지국이나 중계기를 통하지 않고 데이터를 전송하기 원하는 단말에게 직접 신호를 송수신하는 구조를 가지고 있다.

이러한 장치 대 장치 통신을 위한 자원 할당에 대한 정의가 필요하며, 특히 자원 할당 주체에 따른 시그널링 방안 그리고 최적의 자원 할당에 도움을 줄 수 있는 정보에 대한 정의가 필요하다.

본 발명은 무선 통신 시스템에서 장치 대 장치 통신을 위한 자원 할당을 효율적으로 수행하도록 지원하기 위한 방안을 제안하고자 한다.

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.

본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 장치-대-장치(Device-to-Device; D2D) 통신을 수행하도록 구성된 단말의 자원 할당을 위한 방법에 있어서, 상기 방법은 서빙 기지국으로부터 상기 D2D 통신의 전체 가용 자원 영역에 대한 정보를 수신하는 단계 상기 전체 가용 자원 영역에 대한 정보 및 상기 D2D 통신의 채널 정보에 기반한 상기 D2D 통신을 위해 사용하고자 하는 자원 할당의 요청을 상기 기지국으로 전송하는 단계 및 상기 서빙 기지국으로부터 상기 자원 할당의 요청에 기반하여 결정된 상기 D2D 통신을 위한 자원 할당 정보를 수신하는 단계를 포함할 수 있다.

추가적으로 또는 대안적으로, 상기 방법은 상기 서빙 기지국으로 상기 D2D 통신의 자원 할당을 위한 보조 정보를 전송하는 단계를 더 포함할 수 있고, 상기 보조 정보는 상기 D2D 통신을 위한 자원 활용 비율, 상기 D2D 통신을 위해 기피 또는 선호하는 자원, 또는 상기 D2D 통신의 채널 상태 및 간섭에 관한 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

추가적으로 또는 대안적으로, 상기 방법은 상기 보조 정보에 기반하여 결정된 상기 D2D 통신의 갱신된 자원 할당 정보를 수신하는 단계를 더 포함할 수 있다.

추가적으로 또는 대안적으로, 상기 D2D 통신의 전체 가용 자원 영역에 대한 정보, 상기 자원 할당의 요청 또는 상기 자원 할당 정보 중 적어도 하나는 비트맵 형식일 수 있다.

추가적으로 또는 대안적으로, 상기 D2D 통신의 채널 정보는 D2D 통신 채널의 트래픽 부하, 채널 상태, 또는 간섭량 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

추가적으로 또는 대안적으로, 상기 자원 할당의 요청은 D2D 전송 또는 D2D 수신으로 구분되는 D2D 동작 모드에 대한 정보를 포함할 수 있다.

추가적으로 또는 대안적으로, 상기 D2D 통신의 채널 정보가 미리 결정된 범위를 초과하여 변경되는 경우, 상기 방법은 상기 서빙 기지국으로 자원 할당 재요청을 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 장치-대-장치(Device-to-Device; D2D) 통신을 수행하도록 구성된 단말의 자원 할당을 위한 방법에 있어서, 상기 방법은 단말로 상기 D2D 통신의 전체 가용 자원 영역에 대한 정보를 전송하는 단계, 상기 전체 가용 자원 영역에 대한 정보 및 상기 D2D 통신의 채널 정보에 기반한 상기 D2D 통신을 위해 사용하고자 하는 자원 할당의 요청을 상기 단말로부터 수신하는 단계 및 상기 자원 할당의 요청에 기반하여 결정된 상기 D2D 통신을 위한 자원 할당 정보를 상기 단말로 전송하는 단계를 포함할 수 있다.

추가적으로 또는 대안적으로, 상기 방법은 상기 단말로부터 상기 D2D 통신의 자원 할당을 위한 보조 정보를 수신하는 단계를 더 포함할 수 있고, 상기 보조 정보는 상기 D2D 통신을 위한 자원 활용 비율, 상기 D2D 통신을 위해 기피 또는 선호하는 자원, 또는 상기 D2D 통신의 채널 상태 및 간섭에 관한 정보 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.

추가적으로 또는 대안적으로, 상기 방법은 상기 보조 정보에 기반하여 상기 D2D 통신의 갱신된 자원 할당 정보를 결정하는 단계, 및 상기 결정된 자원 할당 정보를 상기 단말로 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.

추가적으로 또는 대안적으로, 상기 D2D 통신의 전체 가용 자원 영역에 대한 정보, 상기 자원 할당의 요청 또는 상기 자원 할당 정보 중 적어도 하나는 비트맵 형식일 수 있다.

추가적으로 또는 대안적으로, 상기 D2D 통신의 채널 정보는 D2D 통신 채널의 트래픽 부하, 채널 상태, 또는 간섭량 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

추가적으로 또는 대안적으로, 상기 자원 할당의 요청은 D2D 전송 또는 D2D 수신으로 구분되는 D2D 동작 모드에 대한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는, 자원 할당 방법.

추가적으로 또는 대안적으로, 상기 D2D 통신의 채널 정보가 미리 결정된 범위를 초과하여 변경되는 경우, 상기 방법은 상기 서빙 기지국으로 자원 할당 재요청을 수신하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 장치-대-장치(Device-to-Device; D2D) 통신을 수행하도록 구성된 단말로서, 상기 단말은 무선 주파수(Radio Frequency; RF) 유닛; 및 상기 RF 유닛을 제어하도록 구성된 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는 서빙 기지국으로부터 상기 D2D 통신의 전체 가용 자원 영역에 대한 정보를 수신하고, 상기 전체 가용 자원 영역에 대한 정보 및 상기 D2D 통신의 채널 정보에 기반한 상기 D2D 통신을 위해 사용하고자 하는 자원 할당의 요청을 상기 기지국으로 전송하며, 상기 서빙 기지국으로부터 상기 자원 할당의 요청에 기반하여 결정된 상기 D2D 통신을 위한 자원 할당 정보를 수신하도록 구성될 수 있다.

상기 과제 해결방법들은 본 발명의 실시예들 중 일부에 불과하며, 본원 발명의 기술적 특징들이 반영된 다양한 실시예들이 당해 기술분야의 통상적인 지식을 가진 자에 의해 이하 상술할 본 발명의 상세한 설명을 기반으로 도출되고 이해될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 무선 통신 시스템에서 장치 대 장치 통신의 자원 할당을 효율적으로 수행할 수 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 무선 통신 시스템에서 사용되는 무선 프레임 구조의 일 예를 나타낸 것이다.
도 2 는 무선 통신 시스템에서 하향링크/상향링크(DL/UL) 슬롯 구조의 일례를 나타낸 것이다.
도 3 은 3GPP LTE/LTE-A 시스템에서 사용되는 하향링크(downlink, DL) 서브프레임 구조를 예시한 것이다.
도 4 는 3GPP LTE/LTE-A 시스템에서 사용되는 상향링크(uplink, UL) 서브프레임 구조의 일례를 나타낸 것이다.
도 5 는 본 발명의 일 실시예에 따른 장치 대 장치(device-to-device) 통신 방식을 예시한다.
도 6 은 장치 대 장치 통신을 지원하는 단말이 수행할 수 있는 전송 또는 수신 동작에 대한 예시이다.
도 7 및 도 8 은 장치 대 장치 통신을 위한 자원 설정의 예이다.
도 9 는 본 발명의 일 실시예에 따른 장치 대 장치 통신이 기지국-단말 간 통신에 미치는 간섭에 대한 예시이다.
도 10 은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티-클러스터 전송이 설정된 경우의 단말의 시그널링의 예를 도시한다.
도 11 및 도 12 는 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국과 단말간의 시그널링에 대한 예시이다.
도 13 은 본 발명의 일 실시예(들)에 따른 동작을 설명하기 위한 순서도를 도시한다.
도 14 는 본 발명의 실시예(들)을 구현하기 위한 장치의 블록도를 도시한다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다. 이하의 상세한 설명은 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해서 구체적 세부사항을 포함한다. 그러나, 당업자는 본 발명이 이러한 구체적 세부사항 없이도 실시될 수 있음을 안다.

몇몇 경우, 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시될 수 있다. 또한, 본 명세서 전체에서 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하여 설명한다.

본 발명에 있어서, 사용자기기(user equipment, UE)는 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, 기지국(base station, BS)와 통신하여 사용자데이터 및/또는 각종 제어정보를 송수신하는 각종 기기들이 이에 속한다. UE 는 단말(Terminal Equipment), MS(Mobile Station), MT(Mobile Terminal), UT(User Terminal), SS(Subscribe Station), 무선기기(wireless device), PDA(Personal Digital Assistant), 무선 모뎀(wireless modem), 휴대기기(handheld device) 등으로 불릴 수 있다. 또한, 본 발명에 있어서, BS 는 일반적으로 UE 및/또는 다른 BS 와 통신하는 고정국(fixed station)을 말하며, UE 및 타 BS 와 통신하여 각종 데이터 및 제어정보를 교환한다. BS 는 ABS(Advanced Base Station), NB(Node-B), eNB(evolved-NodeB), BTS(Base Transceiver System), 엑세스 포인트(Access Point), PS(Processing Server) 등 다른 용어로 불릴 수 있다. 이하의 본 발명에 관한 설명에서는, BS 를 eNB 로 통칭한다.

본 발명에서 노드(node)라 함은 사용자기기와 통신하여 무선 신호를 전송/수신할 수 있는 고정된 지점(point)을 말한다. 다양한 형태의 eNB 들이 그 명칭에 관계없이 노드로서 이용될 수 있다. 예를 들어, BS, NB, eNB, 피코-셀 eNB(PeNB), 홈 eNB(HeNB), 릴레이, 리피터 등이 노드가 될 수 있다. 또한, 노드는 eNB 가 아니어도 될 수 있다. 예를 들어, 무선 리모트 헤드(radio remote head, RRH), 무선 리모트 유닛(radio remote unit, RRU)가 될 수 있다. RRH, RRU 등은 일반적으로 eNB 의 전력 레벨(power level) 보다 낮은 전력 레벨을 갖는다. RRH 혹은 RRU 이하, RRH/RRU)는 일반적으로 광 케이블 등의 전용 회선(dedicated line)으로 eNB 에 연결되어 있기 때문에, 일반적으로 무선 회선으로 연결된 eNB 들에 의한 협력 통신에 비해, RRH/RRU 와 eNB 에 의한 협력 통신이 원활하게 수행될 수 있다. 일 노드에는 최소 하나의 안테나가 설치된다. 상기 안테나는 물리 안테나를 의미할 수도 있으며, 안테나 포트, 가상 안테나, 또는 안테나 그룹을 의미할 수도 있다. 노드는 포인트(point)라고 불리기도 한다. 안테나들이 기지국에 집중되어 위치하여 하나의 eNB 컨트롤러(controller)에 의해 제어되는 기존의(conventional) 중앙 집중형 안테나 시스템(centralized antenna system, CAS)(즉, 단일 노드 시스템)과 달리, 다중 노드 시스템에서 복수의 노드는 통상 일정 간격 이상으로 떨어져 위치한다. 상기 복수의 노드는 각 노드의 동작을 제어하거나, 각 노드를 통해 송/수신될 데이터를 스케줄링(scheduling)하는 하나 이상의 eNB 혹은 eNB 컨트롤러에 의해 관리될 수 있다. 각 노드는 해당 노드를 관리하는 eNB 혹은 eNB 컨트롤러와 케이블(cable) 혹은 전용 회선(dedicated line)을 통해 연결될 수 있다. 다중 노드 시스템에서, 복수의 노드들로의/로부터의 통한 신호 전송/수신에는 동일한 셀 식별자(identity, ID)가 이용될 수도 있고 서로 다른 셀 ID 가 이용될 수도 있다. 복수의 노드들이 동일한 셀 ID 를 갖는 경우, 상기 복수의 노드 각각은 하나의 셀의 일부 안테나 집단처럼 동작한다. 다중 노드 시스템에서 노드들이 서로 다른 셀 ID 를 갖는다면, 이러한 다중 노드 시스템은 다중 셀(예를 들어, 매크로-셀/펨토-셀/피코-셀) 시스템이라고 볼 수 있다. 복수의 노드들 각각이 형성한 다중 셀들이 커버리지에 따라 오버레이되는 형태로 구성되면, 상기 다중 셀들이 형성한 네트워크를 특히 다중-계층(multi-tier) 네트워크라 부른다. RRH/RRU 의 셀 ID 와 eNB 의 셀 ID 는 동일할 수도 있고 다를 수도 있다. RRH/RRU 가 eNB 가 서로 다른 셀 ID 를 사용하는 경우, RRH/RRU 와 eNB 는 모두 독립적인 기지국으로서 동작하게 된다.

이하에서 설명될 본 발명의 다중 노드 시스템에서, 복수의 노드와 연결된 하나 이상의 eNB 혹은 eNB 컨트롤러가 상기 복수의 노드 중 일부 또는 전부를 통해 UE 에 동시에 신호를 전송 혹은 수신하도록 상기 복수의 노드를 제어할 수 있다. 각 노드의 실체, 각 노드의 구현 형태 등에 따라 다중 노드 시스템들 사이에는 차이점이 존재하지만, 복수의 노드가 함께 소정 시간-주파수 자원 상에서 UE 에 통신 서비스를 제공하는 데 참여한다는 점에서, 이들 다중 노드 시스템들은 단일 노드 시스템(예를 들어, CAS, 종래의 MIMO 시스템, 종래의 중계 시스템, 종래의 리피터 시스템 등)과 다르다. 따라서, 복수의 노드들 중 일부 또는 전부를 사용하여 데이터 협력 전송을 수행하는 방법에 관한 본 발명의 실시예들은 다양한 종류의 다중 노드 시스템에 적용될 수 있다. 예를 들어, 노드는 통상 타 노드와 일정 간격 이상으로 떨어져 위치한 안테나 그룹을 일컫지만, 후술하는 본 발명의 실시예들은 노드가 간격에 상관없이 임의의 안테나 그룹을 의미하는 경우에도 적용될 수 있다. 예를 들어, X-pol(Cross polarized) 안테나를 구비한 eNB 의 경우, 상기 eNB 가 H-pol 안테나로 구성된 노드와 V-pol 안테나로 구성된 노드를 제어한다고 보고 본 발명의 실시예들이 적용될 수 있다.

복수의 전송(Tx)/수신(Rx) 노드를 통해 신호를 전송/수신하거나, 복수의 전송/수신 노드들 중에서 선택된 적어도 하나의 노드를 통해 신호를 전송/수신하거나, 하향링크 신호를 전송하는 노드와 상향링크 신호를 수신하는 노드를 다르게 할 수 있는 통신 기법을 다중-eNB MIMO 또는 CoMP(Coordinated Multi-Point TX/RX)라 한다. 이러한 노드 간 협력 통신 중 협력 전송 기법은 크게 JP(joint processing)과 스케줄링 협력(scheduling coordination)으로 구분될 수 있다. 전자는 JT(joint transmission)/JR(joint reception)과 DPS(dynamic point selection)으로 나뉘고 후자는 CS(coordinated scheduling)과 CB(coordinated beamforming)으로 나뉠 수 있다. DPS 는 DCS(dynamic cell selection)으로 불리기도 한다. 다른 협력 통신 기법에 비해, 노드 간 협력 통신 기법들 중 JP 가 수행될 때, 보다 더 다양한 통신환경이 형성될 수 있다. JP 중 JT 는 복수의 노드들이 동일한 스트림을 UE 로 전송하는 통신 기법을 말하며, JR 은 복수의 노드들이 동일한 스트림을 UE 로부터 수신하는 통신 기법을 말한다. 상기 UE/eNB 는 상기 복수의 노드들로부터 수신한 신호들을 합성하여 상기 스트림을 복원한다. JT/JR 의 경우, 동일한 스트림이 복수의 노드들로부터/에게 전송되므로 전송 다이버시티(diversity)에 의해 신호 전송의 신뢰도가 향상될 수 있다. JP 중 DPS 는 복수의 노드들 중 특정 규칙에 따라 선택된 일 노드를 통해 신호가 전송/수신되는 통신 기법을 말한다. DPS 의 경우, 통상적으로 UE 와 노드 사이의 채널 상태가 좋은 노드가 통신 노드로서 선택되게 될 것이므로, 신호 전송의 신뢰도가 향상될 수 있다.

한편, 본 발명에서 셀(cell)이라 함은 하나 이상의 노드가 통신 서비스를 제공하는 일정 지리적 영역을 말한다. 따라서, 본 발명에서 특정 셀과 통신한다고 함은 상기 특정 셀에 통신 서비스를 제공하는 eNB 혹은 노드와 통신하는 것을 의미할 수 있다. 또한, 특정 셀의 하향링크/상향링크 신호는 상기 특정 셀에 통신 서비스를 제공하는 eNB 혹은 노드로부터의/로의 하향링크/상향링크 신호를 의미한다. UE 에게 상/하향링크 통신 서비스를 제공하는 셀을 특히 서빙 셀(serving cell)이라고 한다. 또한, 특정 셀의 채널 상태/품질은 상기 특정 셀에 통신 서비스를 제공하는 eNB 혹은 노드와 UE 사이에 형성된 채널 혹은 통신 링크의 채널 상태/품질을 의미한다. 3GPP LTE-A 기반의 시스템에서, UE 는 특정 노드로부터의 하향링크 채널 상태를 상기 특정 노드의 안테나 포트(들)이 상기 특정 노드에 할당된 채널 CSI-RS(Channel State Information Reference Signal) 자원 상에서 전송하는 CSI-RS(들)을 이용하여 측정할 수 있다. 일반적으로 인접한 노드들은 서로 직교하는 CSI-RS 자원들 상에서 해당 CSI-RS 자원들을 전송한다. CSI-RS 자원들이 직교한다고 함은 CSI-RS 를 나르는 심볼 및 부반송파를 특정하는 CSI-RS 자원 구성(resource configuration), 서브프레임 오프셋(offset) 및 전송 주기(transmission period) 등에 의해 CSI-RS 가 할당된 서브프레임들을 특정하는 서브프레임 구성(subframe configuration), CSI-RS 시퀀스 중 최소 한가지가 서로 다름을 의미한다.

본 발명에서 PDCCH(Physical Downlink Control CHannel)/PCFICH(Physical Control Format Indicator CHannel)/PHICH((Physical Hybrid automatic retransmit request Indicator CHannel)/PDSCH(Physical Downlink Shared CHannel)은 각각 DCI(Downlink Control Information)/CFI(Control Format Indicator)/하향링크 ACK/NACK(ACKnowlegement/Negative ACK)/하향링크 데이터를 나르는 시간-주파수 자원의 집합 혹은 자원요소의 집합을 의미한다. 또한, PUCCH(Physical Uplink Control CHannel)/PUSCH(Physical Uplink Shared CHannel)/PRACH(Physical Random Access CHannel)는 각각 UCI(Uplink Control Information)/상향링크 데이터/랜덤 엑세스 신호를 나르는 시간-주파수 자원의 집합 혹은 자원요소의 집합을 의미한다. 본 발명에서는, 특히, PDCCH/PCFICH/PHICH/PDSCH/PUCCH/PUSCH/PRACH 에 할당되거나 이에 속한 시간-주파수 자원 혹은 자원요소(Resource Element, RE)를 각각 PDCCH/PCFICH/PHICH/PDSCH/PUCCH/PUSCH/PRACH RE 또는 PDCCH/PCFICH/PHICH/PDSCH/PUCCH/PUSCH/PRACH 자원이라고 칭한다. 이하에서 사용자기기가 PUCCH/PUSCH/PRACH 를 전송한다는 표현은, 각각, PUSCH/PUCCH/PRACH 상에서 혹은 통해서 상향링크 제어정보/상향링크 데이터/랜덤 엑세스 신호를 전송한다는 것과 동일한 의미로 사용된다. 또한, eNB 가 PDCCH/PCFICH/PHICH/PDSCH 를 전송한다는 표현은, 각각, PDCCH/PCFICH/PHICH/PDSCH 상에서 혹은 통해서 하향링크 데이터/제어정보를 전송한다는 것과 동일한 의미로 사용된다.

도 1 은 무선 통신 시스템에서 사용되는 무선 프레임 구조의 일 예를 나타낸 것이다. 특히, 도 1(a)는 3GPP LTE/LTE-A 시스템에서 사용되는 주파수분할듀플렉스(frequency division duplex, FDD)용 프레임 구조를 나타낸 것이고, 도 1(b)는 3GPP LTE/LTE-A 시스템에서 사용되는 시분할듀플렉스(time division duplex, TDD)용 프레임 구조를 나타낸 것이다.

도 1 을 참조하면, 3GPP LTE/LTE-A 시스템에서 사용되는 무선프레임은 10ms(307200·Ts)의 길이를 가지며, 10 개의 균등한 크기의 서브프레임(subframe, SF)으로 구성된다. 일 무선프레임 내 10 개의 서브프레임에는 각각 번호가 부여될 수 있다. 여기에서, Ts 는 샘플링 시간을 나타내고, Ts=1/(2048*15kHz)로 표시된다. 각각의 서브프레임은 1ms 의 길이를 가지며 2 개의 슬롯으로 구성된다. 일 무선프레임 내에서 20 개의 슬롯들은 0 부터 19 까지 순차적으로 넘버링될 수 있다. 각각의 슬롯은 0.5ms 의 길이를 가진다. 일 서브프레임을 전송하기 위한 시간은 전송시간간격(transmission time interval, TTI)로 정의된다. 시간 자원은 무선프레임 번호(혹은 무선 프레임 인덱스라고도 함)와 서브프레임 번호(혹은 서브프레임 번호라고도 함), 슬롯 번호(혹은 슬롯 인덱스) 등에 의해 구분될 수 있다.

무선 프레임은 듀플레스(duplex) 모드에 따라 다르게 구성(configure)될 수 있다. 예를 들어, FDD 모드에서, 하향링크 전송 및 상향링크 전송은 주파수에 의해 구분되므로, 무선 프레임은 특정 주파수 대역에 대해 하향링크 서브프레임 또는 상향링크 서브프레임 중 하나만을 포함한다. TDD 모드에서 하향링크 전송 및 상향링크 전송은 시간에 의해 구분되므로, 특정 주파수 대역에 대해 무선 프레임은 하향링크 서브프레임과 상향링크 서브프레임을 모두 포함한다.

표 1 은 TDD 모드에서, 무선 프레임 내 서브프레임들의 DL-UL 구성(configuration)을 예시한 것이다.

표 1 에서, D 는 하향링크 서브프레임을, U 는 상향링크 서브프레임을, S 는 특이(special) 서브프레임을 나타낸다. 특이 서브프레임은 DwPTS(Downlink Pilot TimeSlot), GP(Guard Period), UpPTS(Uplink Pilot TimeSlot)의 3 개 필드를 포함한다. DwPTS 는 하향링크 전송용으로 유보되는 시간 구간이며, UpPTS 는 상향링크 전송용으로 유보되는 시간 구간이다. 표 2 는 특이 서브프레임의 구성(configuration)을 예시한 것이다.

도 2 는 무선 통신 시스템에서 하향링크/상향링크(DL/UL) 슬롯 구조의 일례를 나타낸 것이다. 특히, 도 2 는 3GPP LTE/LTE-A 시스템의 자원격자(resource grid)의 구조를 나타낸다. 안테나 포트당 1 개의 자원격자가 있다.

도 2 를 참조하면, 슬롯은 시간 도메인에서 복수의 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 심볼을 포함하고, 주파수 도메인에서 다수의 자원블록(resource block, RB)을 포함한다. OFDM 심볼은 일 심볼 구간을 의미하기도 한다. 도 2 를 참조하면, 각 슬롯에서 전송되는 신호는

개의 부반송파(subcarrier)와

개의 OFDM 심볼로 구성되는 자원격자(resource grid)로 표현될 수 있다. 여기서,

은 하향링크 슬롯에서의 자원블록(resource block, RB)의 개수를 나타내고,

은 UL 슬롯에서의 RB 의 개수를 나타낸다.

와

은 DL 전송 대역폭과 UL 전송 대역폭에 각각 의존한다.

은 하향링크 슬롯 내 OFDM 심볼의 개수를 나타내며,

은 UL 슬롯 내 OFDM 심볼의 개수를 나타낸다.

는 하나의 RB 를 구성하는 부반송파의 개수를 나타낸다.

OFDM 심볼은 다중 접속 방식에 따라 OFDM 심볼, SC-FDM 심볼 등으로 불릴 수 있다. 하나의 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 채널 대역폭, CP 의 길이에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 예를 들어, 표준(normal) CP 의 경우에는 하나의 슬롯이 7 개의 OFDM 심볼을 포함하나, 확장(extended) CP 의 경우에는 하나의 슬롯이 6 개의 OFDM 심볼을 포함한다. 도 2 에서는 설명의 편의를 위하여 하나의 슬롯이 7 OFDM 심볼로 구성되는 서브프레임을 예시하였으나, 본 발명의 실시예들은 다른 개수의 OFDM 심볼을 갖는 서브프레임들에도 마찬가지의 방식으로 적용될 수 있다. 도 2 를 참조하면, 각 OFDM 심볼은, 주파수 도메인에서,

개의 부반송파를 포함한다. 부반송파의 유형은 데이터 전송을 위한 데이터 부반송파, 참조신호의 전송 위한 참조신호 부반송파, 가드 밴드(guard band) 및 DC 성분을 위한 널 부반송파로 나뉠 수 있다. DC 성분을 위한 널 부반송파는 미사용인 채 남겨지는 부반송파로서, OFDM 신호 생성 과정 혹은 주파수 상향변환 과정에서 반송파 주파수(carrier freqeuncy, f0)로 맵핑된다. 반송파 주파수는 중심 주파수(center frequency)라고도 한다.

일 RB 는 시간 도메인에서

개(예를 들어, 7 개)의 연속하는 OFDM 심볼로서 정의되며, 주파수 도메인에서

개(예를 들어, 12 개)의 연속하는 부반송파에 의해 정의된다. 참고로, 하나의 OFDM 심볼과 하나의 부반송파로 구성된 자원을 자원요소(resource element, RE) 혹은 톤(tone)이라고 한다. 따라서, 하나의 RB 는

개의 자원요소로 구성된다. 자원격자 내 각 자원요소는 일 슬롯 내 인덱스 쌍 (k, 1)에 의해 고유하게 정의될 수 있다. k 는 주파수 도메인에서 0 부터

-1까지 부여되는 인덱스이며, l 은 시간 도메인에서 0 부터

-1까지 부여되는 인덱스이다.

일 서브프레임에서

개의 연속하는 동일한 부반송파를 점유하면서, 상기 서브프레임의 2 개의 슬롯 각각에 1 개씩 위치하는 2 개의 RB 를 물리자원블록(physical resource block, PRB) 쌍(pair)이라고 한다. PRB 쌍을 구성하는 2 개의 RB 는 동일한 PRB 번호(혹은, PRB 인덱스(index)라고도 함)를 갖는다. VRB 는 자원할당을 위해 도입된 일종의 논리적 자원할당 단위이다. VRB 는 PRB 와 동일한 크기를 갖는다. VRB 를 PRB 로 맵핑하는 방식에 따라, VRB 는 로컬라이즈(localized) 타입의 VRB 와 분산(distributed) 타입의 VRB 로 구분된다. 로컬라이즈 타입의 VRB 들은 PRB 들에 바로 맵핑되어, VRB 번호(VRB 인덱스라고도 함)가 PRB 번호에 바로 대응된다. 즉, nPRB=nVRB 가 된다. 로컬라이즈 타입의 VRB 들에는 0 부터 NDLVRB-1 순으로 번호가 부여되며, NDLVRB=NDLRB 이다. 따라서, 로컬라이즈 맵핑 방식에 의하면, 동일한 VRB 번호를 갖는 VRB 가 첫 번째 슬롯과 두 번째 슬롯에서, 동일 PRB 번호의 PRB 에 맵핑된다. 반면, 분산 타입의 VRB 는 인터리빙을 거쳐 PRB 에 맵핑된다. 따라서, 동일한 VRB 번호를 갖는 분산 타입의 VRB 는 첫 번째 슬롯과 두 번째 슬롯에서 서로 다른 번호의 PRB 에 맵핑될 수 있다. 서브프레임의 두 슬롯에 1 개씩 위치하며 동일한 VRB 번호를 갖는 2 개의 PRB 를 VRB 쌍이라 칭한다.

도 3 은 3GPP LTE/LTE-A 시스템에서 사용되는 하향링크(downlink, DL) 서브프레임 구조를 예시한 것이다.

도 3 을 참조하면, DL 서브프레임은 시간 도메인에서 제어영역(control region)과 데이터영역(data region)으로 구분된다. 도 3 을 참조하면, 서브프레임의 첫 번째 슬롯에서 앞부분에 위치한 최대 3(혹은 4)개의 OFDM 심볼은 제어 채널이 할당되는 제어영역(control region)에 대응한다. 이하, DL 서브프레임에서 PDCCH 전송에 이용가능한 자원 영역(resource region)을 PDCCH 영역이라 칭한다. 제어영역으로 사용되는 OFDM 심볼(들)이 아닌 남은 OFDM 심볼들은 PDSCH(Physical Downlink Shared CHannel)가 할당되는 데이터영역(data region)에 해당한다. 이하, DL 서브프레임에서 PDSCH 전송에 이용가능한 자원 영역을 PDSCH 영역이라 칭한다. 3GPP LTE 에서 사용되는 DL 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 UL 전송에 대한 응답으로 HARQ(Hybrid Automatic Repeat Request) ACK/NACK(acknowledgment/negative-acknowledgment) 신호를 나른다.

PDCCH 를 통해 전송되는 제어 정보를 상향링크 제어 정보(downlink control information, DCI)라고 지칭한다. DCI 는 UE 또는 UE 그룹을 위한 자원 할당 정보 및 다른 제어 정보를 포함한다. 예를 들어, DCI 는 DL 공유 채널(downlink shared channel, DL-SCH)의 전송 포맷 및 자원 할당 정보, UL 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 임의 접속 응답과 같은 상위 계층(upper layer) 제어 메시지의 자원 할당 정보, UE 그룹 내의 개별 UE 들에 대한 전송 전력 제어 명령(Transmit Control Command Set), 전송 전력 제어(Transmit Power Control) 명령, VoIP(Voice over IP)의 활성화(activation) 지시 정보, DAI(Downlink Assignment Index) 등을 포함한다. DL 공유 채널(downlink shared channel, DL-SCH)의 전송 포맷(Transmit Format) 및 자원 할당 정보는 DL 스케줄링 정보 혹은 DL 그랜트(DL grant)라고도 불리며, UL 공유 채널(uplink shared channel, UL-SCH)의 전송 포맷 및 자원 할당 정보는 UL 스케줄링 정보 혹은 UL 그랜트(UL grant)라고도 불린다. 일 PDCCH 가 나르는 DCI 는 DCI 포맷에 따라서 그 크기와 용도가 다르며, 부호화율에 따라 그 크기가 달라질 수 있다. 현재 3GPP LTE 시스템에서는 상향링크용으로 포맷 0 및 4, 하향링크용으로 포맷 1, 1A, 1B, 1C, 1D, 2, 2A, 2B, 2C, 3, 3A 등의 다양한 포맷이 정의되어 있다. DCI 포맷 각각의 용도에 맞게, 호핑 플래그, RB 할당(RB allocation), MCS(modulation coding scheme), RV(redundancy version), NDI(new data indicator), TPC(transmit power control), 순환 천이 DMRS(cyclic shift demodulation reference signal), UL 인덱스, CQI(channel quality information) 요청, DL 할당 인덱스(DL assignment index), HARQ 프로세스 넘버, TPMI(transmitted precoding matrix indicator), PMI(precoding matrix indicator) 정보 등의 제어정보가 취사 선택된 조합이 하향링크 제어정보로서 UE 에게 전송된다.

일반적으로, UE 에 구성된 전송 모드(transmission mode, TM)에 따라 상기 UE 에게 전송될 수 있는 DCI 포맷이 달라진다. 다시 말해, 특정 전송 모드로 구성된 UE 를 위해서는 모든 DCI 포맷이 사용될 수 있는 것이 아니라, 상기 특정 전송 모드에 대응하는 일정 DCI 포맷(들)만이 사용될 수 있다.

PDCCH 는 하나 또는 복수의 연속된 제어 채널 요소(control channel element, CCE)들의 집성(aggregation) 상에서 전송된다. CCE 는 PDCCH 에 무선 채널 상태에 기초한 부호화율(coding rate)를 제공하기 위해 사용되는 논리적 할당 유닛(unit)이다. CCE 는 복수의 자원 요소 그룹(resource element group, REG)에 대응한다. 예를 들어, 하나의 CCE 는 9 개의 REG 에 대응되고 하나의 REG 는 4 개의 RE 에 대응한다. 3GPP LTE 시스템의 경우, 각각의 UE 을 위해 PDCCH 가 위치할 수 있는 CCE 세트를 정의하였다. UE 가 자신의 PDCCH 를 발견할 수 있는 CCE 세트를 PDCCH 탐색 공간, 간단히 탐색 공간(Search Space, SS)라고 지칭한다. 탐색 공간 내에서 PDCCH 가 전송될 수 있는 개별 자원을 PDCCH 후보(candidate)라고 지칭한다. UE 가 모니터링(monitoring)할 PDCCH 후보들의 모음은 탐색 공간으로 정의된다. 3GPP LTE/LTE-A 시스템에서 각각의 DCI 포맷을 위한 탐색 공간은 다른 크기를 가질 수 있으며, 전용(dedicated) 탐색 공간과 공통(common) 탐색 공간이 정의되어 있다. 전용 탐색 공간은 UE-특정(specific) 탐색 공간이며, 각각의 개별 UE 를 위해 구성(configuration)된다. 공통 탐색 공간은 복수의 UE 들을 위해 구성된다. 다음은 탐색 공간들을 정의하는 집성 레벨들을 예시한다.

하나의 PDCCH 후보는 CCE 집성 레벨(aggregation level)에 따라 1, 2, 4 또는 8 개의 CCE 에 대응한다. eNB 는 탐색 공간 내의 임의의 PDCCH 후보 상에서 실제 PDCCH (DCI)를 전송하고, UE 는 PDCCH (DCI)를 찾기 위해 탐색 공간을 모니터링한다. 여기서, 모니터링이라 함은 모든 모니터링되는 DCI 포맷들에 따라 해당 탐색 공간 내의 각 PDCCH 의 복호(decoding)를 시도(attempt)하는 것을 의미한다. UE 는 상기 복수의 PDCCH 를 모니터링하여, 자신의 PDCCH 를 검출할 수 있다. 기본적으로 UE 는 자신의 PDCCH 가 전송되는 위치를 모르기 때문에, 매 서브프레임마다 해당 DCI 포맷의 모든 PDCCH 를 자신의 식별자를 가진 PDCCH 를 검출할 때까지 PDCCH 의 복호를 시도하는데, 이러한 과정을 블라인드 검출(blind detection)(블라인드 복호(blind decoding, BD))이라고 한다.

eNB 는 데이터영역을 통해 UE 혹은 UE 그룹을 위한 데이터를 전송할 수 있다. 상기 데이터영역을 통해 전송되는 데이터를 사용자데이터라 칭하기도 한다. 사용자데이터의 전송을 위해, 데이터영역에는 PDSCH(Physical Downlink Shared CHannel)가 할당될 수 있다. PCH(Paging channel) 및 DL-SCH(Downlink-shared channel)는 PDSCH 를 통해 전송된다. UE 는 PDCCH 를 통해 전송되는 제어정보를 복호하여 PDSCH 를 통해 전송되는 데이터를 읽을 수 있다. PDSCH 의 데이터가 어떤 UE 혹은 UE 그룹에게 전송되는지, 상기 UE 혹은 UE 그룹이 어떻게 PDSCH 데이터를 수신하고 복호해야 하는지 등을 나타내는 정보가 PDCCH 에 포함되어 전송된다. 예를 들어, 특정 PDCCH 가 "A"라는 RNTI(Radio Network Temporary Identity)로 CRC(cyclic redundancy check) 마스킹(masking)되어 있고, "B"라는 무선자원(예, 주파수 위치) 및 "C"라는 전송형식정보(예, 전송 블록 사이즈, 변조 방식, 코딩 정보 등)를 이용해 전송되는 데이터에 관한 정보가 특정 DL 서브프레임을 통해 전송된다고 가정한다. UE 는 자신이 가지고 있는 RNTI 정보를 이용하여 PDCCH 를 모니터링하고, "A"라는 RNTI 를 가지고 있는 UE 는 PDCCH 를 검출하고, 수신한 PDCCH 의 정보를 통해 "B"와 "C"에 의해 지시되는 PDSCH 를 수신한다.

UE 가 eNB 로부터 수신한 신호의 복조를 위해서는 데이터 신호와 비교될 참조신호 참조신호(reference signal, RS)가 필요하다. 참조신호라 함은 eNB 가 UE 로 혹은 UE 가 eNB 로 전송하는, eNB 와 UE 가 서로 알고 있는, 기정의된 특별한 파형의 신호를 의미하며, 파일럿(pilot)이라고도 불린다. 참조신호들은 셀 내 모든 UE 들에 의해 공용되는 셀-특정(cell-specific) RS 와 특정 UE 에게 전용되는 복조(demodulation) RS(DM RS)로 구분된다. eNB 가 특정 UE 를 위한 하향링크 데이터의 복조를 위해 전송하는 DM RS 를 UE-특정적(UE-specific) RS 라 특별히 칭하기도 한다. 하향링크에서 DM RS 와 CRS 는 함께 전송될 수도 있으나 둘 중 한 가지만 전송될 수도 있다. 다만, 하향링크에서 CRS 없이 DM RS 만 전송되는 경우, 데이터와 동일한 프리코더를 적용하여 전송되는 DM RS 는 복조 목적으로만 사용될 수 있으므로, 채널측정용 RS 가 별도로 제공되어야 한다. 예를 들어, 3GPP LTE(-A)에서는 UE 가 채널 상태 정보를 측정할 수 있도록 하기 위하여, 추가적인 측정용 RS 인 CSI-RS 가 상기 UE 에게 전송된다. CSI-RS 는 채널상태가 상대적으로 시간에 따른 변화도가 크지 않다는 사실에 기반하여, 매 서브프레임마다 전송되는 CRS 와 달리, 다수의 서브프레임으로 구성되는 소정 전송 주기마다 전송된다.

도 4 는 3GPP LTE/LTE-A 시스템에서 사용되는 상향링크(uplink, UL) 서브프레임 구조의 일례를 나타낸 것이다.

도 4 를 참조하면, UL 서브프레임은 주파수 도메인에서 제어영역과 데이터영역으로 구분될 수 있다. 하나 또는 여러 PUCCH(physical uplink control channel)가 상향링크 제어 정보(uplink control information, UCI)를 나르기 위해, 상기 제어영역에 할당될 수 있다. 하나 또는 여러 PUSCH(physical uplink shared channel)가 사용자 데이터를 나르기 위해, UL 서브프레임의 데이터영역에 할당될 수 있다.

UL 서브프레임에서는 DC(Direct Current) 부반송파를 기준으로 거리가 먼 부반송파들이 제어영역으로 활용된다. 다시 말해, UL 전송 대역폭의 양쪽 끝부분에 위치하는 부반송파들이 상향링크 제어정보의 전송에 할당된다. DC 부반송파는 신호 전송에 사용되지 않고 남겨지는 성분으로서, 주파수 상향변환 과정에서 반송파 주파수 f0 로 맵핑된다. 일 UE 에 대한 PUCCH 는 일 서브프레임에서, 일 반송파 주파수에서 동작하는 자원들에 속한 RB 쌍에 할당되며, 상기 RB 쌍에 속한 RB 들은 두 개의 슬롯에서 각각 다른 부반송파를 점유한다. 이와 같이 할당되는 PUCCH 를, PUCCH 에 할당된 RB 쌍이 슬롯 경계에서 주파수 호핑된다고 표현한다. 다만, 주파수 호핑이 적용되지 않는 경우에는, RB 쌍이 동일한 부반송파를 점유한다.

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: PDCCH 에 대한 응답 및/또는 PDSCH 상의 하향링크 데이터 패킷(예, 코드워드)에 대한 응답이다. PDCCH 혹은 PDSCH 가 성공적으로 수신되었는지 여부를 나타낸다. 단일 하향링크 코드워드에 대한 응답으로 HARQ-ACK 1 비트가 전송되고, 두 개의 하향링크 코드워드에 대한 응답으로 HARQ-ACK 2 비트가 전송된다. HARQ-ACK 응답은 포지티브 ACK(간단히, ACK), 네거티브 ACK(이하, NACK), DTX(Discontinuous Transmission) 또는 NACK/DTX 를 포함한다. 여기서, HARQ-ACK 이라는 용어는 HARQ ACK/NACK, ACK/NACK 과 혼용된다.

- CSI(Channel State Information): 하향링크 채널에 대한 피드백 정보(feedback information)이다. MIMO(Multiple Input Multiple Output)-관련 피드백 정보는 RI(Rank Indicator) 및 PMI(Precoding Matrix Indicator)를 포함한다.

UE 가 서브프레임에서 전송할 수 있는 상향링크 제어정보(UCI)의 양은 제어정보 전송에 가용한 SC-FDMA 의 개수에 의존한다. UCI 에 가용한 SC-FDMA 는 서브프레임에서 참조 신호 전송을 위한 SC-FDMA 심볼을 제외하고 남은 SC-FDMA 심볼을 의미하고, SRS(Sounding Reference Signal)가 구성된 서브프레임의 경우에는 서브프레임의 마지막 SC-FDMA 심볼도 제외된다. 참조 신호는 PUCCH 의 코히런트(coherent) 검출에 사용된다. PUCCH 는 전송되는 정보에 따라 다양한 포맷을 지원한다. 아래 표 4 는 LTE/LTE-A 시스템에서 PUCCH 포맷과 UCI 의 맵핑 관계를 나타낸다.

표 4 를 참조하면, PUCCH 포맷 1 계열은 주로 ACK/NACK 정보를 전송하는 데 사용되며, PUCCH 포맷 2 계열은 주로 CQI/PMI/RI 등의 채널상태정보(channel state information, CSI)를 나르는 데 사용되고, PUCCH 포맷 3 계열은 주로 ACK/NACK 정보를 전송하는 데 사용된다.

본 발명은 UE 또는 릴레이 UE 의 자원 할당 방식에 관한 것으로서, WAN(wireless access network) 링크와 D2D(device-to-device) 링크 간 효율적인 자원 운용에 관한 것이다.

릴레이 UE(rUE)란 서빙 eNB 의 커버리지 밖에 위치한 UE 에게 네트워크 접속 능력을 제공하기 위해 릴레이로서 동작하는 UE 를 의미한다. 도 5 는 본 발명의 일 실시예에 따른 eNB-rUE 및 rUE-UE 의 연결을 도시한다. 도 5 에서 UE 는 eNB 의 커버리지 외부에 위치한 UE 일 수 있다. rUE 는 eNB 와의 링크와 UE 와의 링크를 모두 유지하면서 eNB 로부터 수신한 정보를 UE 에게 전달하거나 UE 로부터 수신한 정보를 eNB 에게 전달할 수 있다. 물론 rUE 가 eNB 와의 링크를 통해서 송수신하는 신호 중 일부는 UE 와는 무관한 정보일 수 있으며 이런 정보는 UE 에게 중계되지 않을 것이다. 마찬가지로 rUE 가 UE 와의 링크를 통해서 송수신하는 신호 중 일부는 eNB 와는 무관한 정보일 수 있으며 이런 정보는 eNB 에게 중계되지 않을 것이다. 이때 eNB-rUE 간 링크를 WAN 링크, rUE 와 UE 간 링크를 D2D 링크라고 하도록 한다. 한편, rUE 를 예를 들어 설명하지만, 본 발명은 eNB-UE 간의 WAN 링크 및 UE-UE 간의 D2D 링크에 관해서도 동일하게 적용될 수 있다.

·자원 구분(Resource partitioning)

rUE 는 한 시점에서 도 6 에 도시된 3 가지 종류의 전송 모드 중 하나로 동작하게 된다.

- WAN UL: rUE 에서 eNB 로의 제어채널(피드백) 및/또는 데이터의 전송으로, 이때 제어채널은 WAN DL 에 대한 피드백이며, 제어채널 및 데이터는 D2D 링크를 통해 UE 로부터 수신한 피드백 혹은 데이터를 전달하기 위한 것을 포함할 수 있다.

- D2D TX: rUE 에서 UE 로의 제어 채널(피드백) 및/또는 데이터의 전송

- D2D RX: UE 에서 rUE 로의 제어 채널(피드백) 및/또는 데이터의 전송, rUE 는 UE 로부터의 제어 채널(피드백) 및/또는 데이터를 수신

따라서 릴레이 동작을 시작하기 전, eNB, rUE 그리고 UE 는 어떤 자원 영역에서 어떤 전송이 이루어질 것인지에 대한 공통의 인식을 가질 수 있어야 한다. 이를 위한 방법으로, eNB 에 의한 자원 할당 방식과 rUE 에 의한 자원 할당 방식이 있을 수 있다.

-eNB 에 의한 자원 할당 방식

eNB 는 rUE 에게 D2D Tx/Rx 용 자원을 설정해 줄 수 있다. 이 방법은 다시 반-정적인 방법과 동적인 방식이 있을 수 있는데, 반-정적인 방법을 사용하면 정해진 구간 동안 특정 SF 및 RB 를 D2D Tx/Rx 를 위해 설정하고 해당 설정이 정해진 주기 동안 반복되도록 할 수 있다. 이는 SPS 와 같이 WAN DL 제어 채널을 통해 반-고정(semi-persistent)한 자원 영역을 할당하거나, RRC 와 같은 상위 계층 신호를 통해 자원영역을 알려줌으로써 가능할 수 있다. 이때, 미리 정해진 Tx/Rx 패턴이 있다면 해당 패턴의 인덱스를 알려주는 것도 가능할 것이다. 반면, 동적인 방식은 WAN DL 의 제어 채널을 통해 D2D Tx 또는 Rx 에 사용될 자원 영역을 동적으로 할당해 주는 방식이다. 이러한 eNB 자원 할당 방식의 주요 특징으로, eNB 는 rUE 에게 D2D Tx 용 자원과 D2D Rx 용 자원을 분리해서 설정한다는 것이다. rUE 는 D2D Tx 용 자원에서만 D2D 신호 송신이 허용되며 D2D Rx 자원에서는 D2D Tx 가 허용되지 않는다. 다른 의미로 해석한다면 rUE 에게 D2D Rx 자원으로 지정되는 자원은 곧 커버리지 외부의 UE 의 D2D Tx 전용 자원으로 볼 수 있다.

-rUE 에 의한 자원 할당 방식

rUE 에 의한 방식은 크게 2 가지가 있을 수 있는데, 첫째는 eNB 가 설정해준 D2D 자원 영역 안에서 rUE 가 임의로 D2D Tx 에 사용할 자원과 D2D Rx 에 사용할 자원을 배분하여 설정하는 방식이다. 이때 D2D 자원 영역은 앞서 eNB 에 의한 자원 할당 방식에서와 같이 반-정적이거나 동적으로 이루어 질 수 있다. rUE 는 주어진 D2D 자원 영역의 전부 혹은 일부를 D2D Tx 용 자원과 D2D Rx 용 자원으로 구분하여 할당한다.

도 7 은 매 4 개 SF 마다 1 개 SF 씩 주기적으로 D2D 링크에 할당된 경우, rUE 가 해당 D2D 자원이 D2D Tx 와 D2D Rx 에 교차적으로 사용되도록 설정한 것을 도시한 것이다.

다른 방식으로, rUE 가 전체 가용 자원 영역(이 영역 역시 eNB 가 설정할 수 있다)을 각 전송 모드에 따라 구분하여, 즉 WAN UL 용, D2D Tx 용 그리고 D2D Rx 용으로 설정하는 것도 가능하다. 도 8 에서 eNB 가 아닌 rUE 에 의해 D2D SF 및 D2D Tx/Rx SF 이 설정된 것을 도시하였다.

이 방식은 eNB 가 D2D 혹은 D2D Tx/Rx 자원 영역을 설정하는 경우에는 상기 설정에 대한 rUE 의 피드백으로 활용될 수도 있다. 즉, rUE 는 탐색(discovery) 절차 등에서 rUE 와 UE 간의 트래픽 부하(traffic load) 및 채널 정보, 간섭 정보 등을 획득할 수 있으며 이러한 정보를 기반으로 rUE 의 관점에서 최적화된 자원 할당을 수행한 후 이를 eNB 에 보고할 수 있다. 상기 rUE 에 의한 자원 할당은 3 가지 각 모드에 대하여 구분된 것일 수도 있으나 WAN 링크와 D2D 링크로 구분된 것일 수도 있다. eNB 는 상기 보고된 정보에 기반하여 이에 가장 근접하게 D2D 혹은 D2D Tx/Rx 자원 영역을 설정할 수 있다.

특히 각 전송 모드 조합으로 이루어진 미리 정해진 SF 패턴 집합이 있어 해당 집합의 패턴 중 하나로 자원 영역이 설정되는 경우, rUE 는 자신의 관점에서 가장 적합한 (한 개 혹은 복수 개의) 패턴을 선택하여 eNB 에게 보고하고 eNB 는 이를 참조하여 rUE 에게 D2D 자원 할당을 수행할 수 있다. eNB 는 단순히 rUE 가 설정한 자원영역을 확인(confirm)하는 역할만을 할 수도 있으며 이때는 온전히 rUE 에 의해 자원 구분 할당이 이루어 진다고 볼 수 있다. 시간이 지남에 따라 상기 트래픽 부하 및 채널 정보, 간섭 정보가 변경되면 rUE 는 자신의 관점에서 최적의 자원 할당을 선택하여 피드백하거나 자원 재할당을 요청할 수 있다. eNB 가 피드백을 주기적으로 또는 비주기적으로 요청하는 것도 가능할 것이다.

·rUE to eNB/UE 시그널링

- eNB 에 의한 자원 할당 방식

eNB 에 의해 각 전송 모드에 따른 자원 구분 할당이 이루어지는 경우에도, (커버리지밖에 위치한) UE 는 eNB 로부터 이러한 정보를 획득할 수 없기 때문에 rUE 에 의한 시그널링이 필요하다. rUE 는 UE 와의 D2D 통신 이전에 자원 할당을 수신할 것이며 해당 정보를 최초로 UE 에게 전송하는 시점은 역시 D2D 통신 이전이어야 할 것이다. 따라서, rUE 와 UE 간 미리 정해진 별도의 자원 영역이 자원 할당 정보의 전송용으로 미리 약속되어 있을 수 있다. D2D 통신이 이루어 지고 있는 중 자원 재할당이 이루어진 경우에는 D2D Tx 자원 영역에서 D2D 데이터에 피기백(piggyback)하여 혹은 D2D 제어 채널을 통해 자원 재할당 정보가 전송될 수 있다.

- rUE 에 의한 자원 할당 방식

rUE 에 의해 각 전송 모드에 따른 자원 구분 할당이 이루어 지는 경우, 해당 정보는 UE 뿐 아니라 eNB 에게도 보고되어야 한다. UE 에 대한 시그널링은 eNB 에 의한 자원 할당이 이루어 지는 경우와 동일할 것이다. eNB 에 대한 시그널링은 D2D 에 대한 정보만 포함할 수도 있고, D2D Tx/Rx 에 대한 정보까지 포함할 수도 있다. 이 시그널링은 RRC 와 같은 상위계층 신호를 통해 가능할 수 있으며, 혹은 PUCCH 와 같은 제어채널을 통해 혹은 PUSCH 에 피기백한 형태로 전달될 수 있다.

eNB 는 rUE 의 자원 구분 할당 정보를 획득하면, D2D 링크에 대한 SF 를 구분할 수 있고, 따라서 어떤 SF 에서 기존의 WAN UL 동작이 금지(block)되는지를 알 수 있으므로 미리 정해진 규칙에 따라 WAN UL 동작이 금지된 SF 에서의 동작을 해석할 수 있다. 예를 들어, SF# n 이 D2D Tx SF 으로 설정된 경우, rUE 는 해당 SF 에 스케줄링된 ACK/NACK 전송이 있다면 해당 ACK/NACK 전송을 이후 가장 먼저 출연하는 유효 WAN UL SF 에 결합하여 전송하는 것으로 약속할 수 있다. 이러한 경우, eNB 는 rUE 로부터 자원 구분 할당 정보를 수신하면, SF #n 이 D2D Tx SF 로 설정된 것을 알고 ACK/NACK 의 수신을 시도하지 않으며 다음 유효 WAN UL SF 에 결합된 형태의 ACK/NACK 을 수신할 것으로 기대하고 이에 맞게 디코딩을 수행하게 된다.

특히, D2D Tx/Rx 구분 정보는 eNB 에게 유용하게 활용될 수 있다. 예를 들어, D2D Tx SF 에서는 eNB 에 연결되어 있는, 그래서 eNB 와의 거리가 상대적으로 가까운 rUE 의 D2D Tx 로 인하여 강한 간섭이 발생하므로 해당 자원을 WAN UL 용도로 활용하는 것이 어려운 반면, D2D Rx SF 에선 eNB 의 커버리지 밖에 있는 상대적으로 멀리 떨어진 UE 에 의한 상기 rUE 의 D2D Rx 가 발생할 것이므로 eNB 로의 간섭 정도가 상대적으로 미미하여 해당 자원 영역에 다른 rUE 혹은 다른 UE 의 WAN UL 을 스케줄링할 수 있다. 도 9 는 D2D Rx 자원 영역이 rUE2 혹은 UE2 의 WAN UL 전송에 재사용될 수 있음을 보여준다. 이런 이유로 상기 설명한 바와 같이 rUE 의 관점에서 D2D Tx 자원과 D2D Rx 자원이 분리되는 것이 유리하다.

- 멀티 클러스터 전송이 사용되는 경우

한편, rUE 에 의한 자원 구분 할당은 rUE 가 멀티 클러스터(multi-cluster) 전송이 가능한 경우 더욱 유용할 수 있다. 멀티 클러스터 전송이란, 하나의 CC 에 대하여 인접하지 않은 최대 2 개의 RB 클러스터가 전송되는 것을 말한다. 따라서 rUE 는 멀티 클러스터-스케줄링된 SF 에 대해 해당 멀티 클러스터 중 1 개를 WAN UL 전송에 사용하거나, 클러스터 1 개는 WAN UL 에 나머지 클러스터 1 개는 D2D Tx 에 사용할 수 있다.

이러한 경우, rUE 가 eNB 및 UE 에게 시그널링하는 자원 구분 할당 정보는 rUE 가 멀티 클러스터-스케줄링 된 SF 에서 WAN UL 을 수행할 것인지 WAN UL 과 D2D Tx 를 모두 수행할 것인지에 따라 달라질 수 있다. 만약, rUE 가 WAN UL 과 D2D Tx 를 모두 수행하는 경우, 해당 SF 은 eNB 에게 전달되는 자원 할당 정보에서는 WAN UL 로 구분되는 반면 UE 에게 전달되는 자원 할당 정보에서는 D2D Tx 로 구분될 수 있다. 즉, 해당 SF 가 eNB 에게는 WAN UL 이 금지되지 않은 SF, 그리고 UE 에게는 D2D UL 이 금지되지 않은 SF 로 알려진다. 반면, rUE 가 해당 SF 을 WAN UL 에만 사용하게 되면 UE 에게 전달되는 자원 구분 할당 정보에서 해당 SF 은 WAN UL 로 구분될 것이다.

도 10 은 본 발명의 일 실시예에 따라 멀티 클러스터-설정된 SF 에서의 rUE 의 시그널링을 도시한다. 도 10 에서는 2 개의 클러스터(클러스터 1, 2)가 스케줄링되었을 때, 그 중 한 개의 클러스터(클러스터 2)가 D2D Tx 용으로 가용함을 가정한다. 이때 도 10 의 (a)에 해당하는 SF #n 에서는 클러스터 1 만 사용되므로, rUE 는 eNB 와 UE 에게 모두 SF #n 이 WAN UL 로 구분하여 시그널링할 수 있다. 도 10 의 (b)에서, SF #m 에서는 클러스터 1 및 2 가 모두 사용되므로, rUE 는 SF #m 을 eNB 에게는 WAN UL 용으로, UE 에게는 D2D TX 용으로 구분되도록 시그널링해야 한다.

한편, 이는 클러스터 2 의 자원 낭비를 야기할 수도 있으므로, 멀티 클러스터 전송이 되는 경우에 대한 별도의 전송 모드(WAN-D2D Tx)를 새로 정의할 수도 있다. 따라서 WAN UL 또는 D2D Tx/Rx 로 구분되는 SF 에서는 멀티 클러스터 전송이 설정되지 않고, WAN-D2D Tx 로 구분되는 SF 에서는 클러스터 1 과 클러스터 2 가 모두 rUE 의 전송에 사용되도록 설정할 수 있다.

시그널링은 간단하게는 비트맵 형태로 이루어질 수 있다. 예를 들어, eNB 로의 시그널링의 경우 WAN UL 이 금지된 SF(즉, D2D Tx/Rx SF)에 대하여 1, 그 외 SF 에 대하여는 0 의 값을 가지는 비트맵이 전송될 수 있다. 또한, UE 로의 시그널링의 경우 D2D Tx/Rx 가 금지된 SF(즉, WAN UL SF)에 대하여 1, 그 외 0 의 값을 가지는 비트맵이 전송될 수 있다. 특히, UE 로의 시그널링의 경우 반드시 D2D Tx/Rx 에 대한 설정이 전송되어야 하므로 추가적으로 D2D Tx 에 대하여 1, D2D Rx 에 대하여 0 의 값을 가지는 비트맵이 전송될 수 있을 것이다. 한편, eNB 에 대하여도 D2D Tx/Rx 정보가 추가적으로 전송될 수 있다.

상기 비트맵은 첫 번째 비트가 전송되는 위치를 무선 프레임의 첫 번째 SF 으로 약속함으로써 eNB 와 rUE/UE 가 공통적으로 그 적용 시점을 알 수 있도록 할 수 있으며, 상기 비트맵을 수신한 rUE/UE 는 해당 패턴이 연속적으로 미리 정해진 시간 구간 동안 혹은 재설정이 있기까지 반복되는 것으로 해석할 수 있다.

한편, rUE 는 효율적인 eNB 의 자원 구분 할당을 위하여 다음과 같은 D2D 자원 구분 할당을 위한 보조 정보를 eNB 에게 보고할 수 있다. 상기 보고는 eNB 의 요청 또는 요청 없이 이루어질 수 있다.

자원 활용(utilization) 정보: eNB 에 의해 할당 받은 D2D 자원 대비 실제 rUE 가 UE 와의 D2D 통신에 사용하는 자원의 비율에 관한 정보이다. 활용 비율을 정의하여 해당 값을 rUE 가 보고하도록 할 수 있다. 예컨대, 상기 활용 비율은 [실제 D2D Tx/Rx 에 사용하는 자원의 양]/[eNB 로부터 할당 받은 D2D 를 위한 자원의 전체 양]으로 정의될 수 있다. 또한, 각 SF 에 대하여 자원 위치(혹은 RB 개수)가 고정되어 있는 경우, 상기 활용 비율은 [실제 D2D Tx/Rx 에 사용하는 SF 의 개수]/[eNB 로부터 할당 받은 D2D SF 의 전체 개수]로 정의될 수도 있다.

기피 (혹은 선호) 자원의 위치: eNB 에 의해 할당 받은 자원 영역 중 인접 셀로부터의 간섭 등으로 D2D 통신이 어려운 SF 의 위치 정보 등을 말한다. 반대로 채널 상태가 상대적으로 좋은 SF 이 있다면, 해당 SF 의 위치 정보는 선호 자원 정보로 보고될 수도 있다.

기피 자원의 위치에 대한 정보는 eNB 로부터 수신한 자원 구분 할당을 지시하는 비트맵의 부분 집합 형태를 가질 수 있다. 예를 들면, 상기 기피 자원의 위치에 대한 정보를 위한 비트맵의 1 에 해당하는 위치는, eNB 로부터 수신한 자원 구분 할당을 지시하는 비트맵 중 1 에 해당(즉, D2D SF)하면서 동시에 rUE 가 UE 와의 통신에 사용할 수 있는 SF 을 나타내며, 0 에 해당하는 위치는 그 외 SF 을 나타내도록 할 수 있다.

상기 기피 자원 위치 정보가 eNB 에게 전달되는 경우, 상기 활용 비율은 다음과 같이 정의될 수 있다.

rUE 가 eNB 로부터 D2D 에 할당 받은 자원 중 기피 자원에 해당하는 부분을 제외한 나머지를 D2D 로 사용 가능한 자원 양이라고 하였을 때,

활용 비율 =[D2D 로 사용 가능한 자원의 양 중 실제 D2D 에 사용하는 자원의 양]/[D2D 로 사용 가능한 자원의 양]

D2D 채널 정보 및 간섭 측정 정보 등도 eNB 에게 직접 보고 될 수 있다. 이는 기존의 RSSI(received signal strength indicator), RSRP(reference signal received power), CSI(channel state information) 피드백과 동일한 형식을 가질 수 있으며, 이때 WAN 링크의 것과 구분될 수 있는 인식자 혹은 피드백 모드가 필요할 것이다.

상기 정보는 상위 계층 신호를 통해 전달되거나, PUCCH 등 제어채널을 통해 혹은 PUSCH 에 피기백한 방식으로 eNB 에게 전송될 수 있으며 주기적으로 혹은 eNB 의 요청에 의해 비주기적으로 전달될 수 있다. 상기 정보는 D2D 를 위한 자원 활용이 일정 수준 이상으로 변경된 경우 그리고/혹은 기피 자원 위치가 변경된 경우 그에 대한 요청없이(unsolicitedly) 형태로 보고되도록 할 수도 있으며, eNB 는 상기 정보 중 일부 정보만을 선별적으로 보고하도록 지시할 수도 있다. rUE 로부터 정보를 수신한 eNB 는 이에 기반하여 새로이 자원 구분 할당을 수행할 것이다.

앞서 설명한 자원 구분 할당, 정보 전송(수신) 및 자원 구분 재할당에 관한 실시예를 들면 다음과 같다. 도 11 과 같이 eNB 에 의해 16ms 을 주기로 하는 자원 구분 할당(예컨대, 설정 1)이 비트맵을 사용하여 이루어진 경우, rUE 는 상기 설정 1 에 따라 D2D Tx/Rx 또는 WAN UL 전송을 하며, 이에 기반하여 할당받은 자원의 활용 비율을 계산하여 보고할 수 있다. 만약 상기 활용 비율=0.4 라면, eNB 는 D2D 로 구분되는 자원 양을 절반 수준에 근접하도록 조절하여 재할당을 수행(예컨대, 설정 2)할 수 있다.

다른 방식으로, 앞서 설명한 rUE 의 자원 설정 방식을 사용하면 다음과 같다. 이때는 rUE 로부터 eNB 에게 명시적 또는 직접적인 자원 활용 정보는 보고되지 않지만, 유사한 상황에서 rUE 는 자신의 부하에 적합한 자원 구분 할당을 수행하여 이를 eNB 에게 전달하거나, 미리 정해진 패턴이 있는 경우 적합한 패턴의 인덱스를 보고하는 방식으로 자원 재할당을 유도할 수 있다.

도 12 는 rUE 가 eNB 에 의해 D2D SF 으로 설정된 자원 양을 절반 수준으로 감소하여 사용할 것을 요청하는 경우의 시그널링 절차를 도시한다. 도 12 의 (a)에서 rUE 는 직접 선호 설정(예컨대, 설정 2)를 eNB 로 시그널링할 수 있다. 또는, 도 12 의 (b)와 같이 선호 설정(예컨대, 설정 2)에 근접한, 미리 정해진 설정 인덱스(예컨대, 설정 인덱스 2)를 보고할 수 있다.

도 12 의 (b)에서 각 설정 인덱스는 SF 구성뿐만 아니라 대역폭(RB)도 지시한다. 예컨대, 설정 인덱스 1 과 2 는 모두 2RB 에 관한 설정이나, 설정 인덱스 3 은 1RB 에 관한 것으로, 앞서 eNB 가 D2D 를 위한 자원 양을 절반으로 줄이려 하는 경우, 설정 인덱스 1 로부터 설정 인덱스 2 또는 설정 인덱스 3 으로 재설정하는 것이 가능하다.

도 12 의 (a)와 같이 rUE 가 비트맵 형태의 자원 구분 할당 정보를 피드백하는 것은 기피 자원을 보고하거나 사용 가능한 자원을 보고하기 위한 방법으로 사용될 수 있다. 이때는 상기 활용 정보 등이 함께 보고될 수 있으며, eNB 는 D2D 자원 활용 정도를 고려하여 사용 가능한 자원의 전부 혹은 일부를 rUE 에게 재할당 하거나, 다른 UE 및 rUE 의 자원 할당 양 및 위치를 조정할 수 있다.

도 13 은 본 발명의 일 실시예예 따른 동작을 예시한다. UE(1)는 D2D 통신을 수행하도록 구성된 단말이다. UE(1)는 eNB(2)로부터 D2D 통신의 전체 가용 자원 영역에 대한 정보를 수신할 수 있다(S1310). 상기 D2D 통신의 전체 가용 자원 영역은 상기 eNB(2)가 스케줄링 할 수 있는 전체 자원 영역 중에서 D2D 통신을 위한 영역을 의미한다. 예컨대, 3GPP LTE(-A) 시스템에서 서브프레임 단위로 해당 자원 영역이 식별될 수 있다.

상기 UE(1)는 상기 전체 가용 자원 영역에 대한 정보 및 상기 D2D 통신의 채널 정보에 기반하여 상기 D2D 통신을 위해 사용하고자 하는 자원 할당의 요청을 상기 eNB(2)로 전송할 수 있다(S1320). 상기 자원 할당의 요청은 상기 UE(1)이 상기 D2D 통신을 위해 희망하는 자원 영역에 대한 요청이며, 상기 eNB(2)는 상기 요청이 지시하는 자원 영역을 반드시 상기 D2D 통신을 위해 할당해야 하는 것은 아니다.

상기 UE(1)는 상기 eNB(2)로부터 상기 자원 할당의 요청에 기반하여 결정된 상기 D2D 통신을 위한 자원 할당 정보를 수신할 수 있다(S1330).

상기 D2D 통신의 전체 가용 자원 영역에 대한 정보, 상기 자원 할당의 요청 또는 상기 자원 할당 정보 중 적어도 하나는 비트맵 형식일 수 있으며, 예를 들어 앞서 설명한 것처럼, 각 비트 값이 서브프레임을 지시하도록 설정될 수 있다.

상기 D2D 통신의 채널 정보는 상기 UE(1)와 피어 UE(미도시) 간의 D2D 통신 채널의 트래픽 부하, 채널 상태, 또는 간섭량 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

또한, 상기 자원 할당의 요청은 D2D 전송 또는 D2D 수신으로 구분되는 D2D 동작 모드에 대한 정보를 포함할 수 있다. 상기 eNB(2)는 상기 D2D 동작 모드에 대한 정보를 이용하여 상기 UE(1)와 상기 UE(1)의 피어 UE 외의 다른 UE 들을 스케줄링할 수 있는 자원 영역을 결정할 수 있고, 해당 자원 영역에서 상기 다른 UE 들을 스케줄링할 수 있다.

또한, 상기 UE(1)는 상기 서빙 기지국으로 상기 D2D 통신의 자원 할당을 위한 보조 정보를 전송할 수 있다. 상기 보조 정보는 상기 D2D 통신을 위한 자원 활용 비율, 상기 D2D 통신을 위해 기피 또는 선호하는 자원, 또는 상기 D2D 통신의 채널 상태 및 간섭에 관한 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

상기 보조 정보를 수신한 상기 eNB(2)는 상기 보조 정보에 기반하여 상기 D2D 통신의 갱신된 자원 할당 정보를 결정할 수 있으며, 상기 갱신된 자원 할당 정보를 상기 UE(1)로 전송할 수 있다.

또한, 상기 UE(1)는 상기 D2D 통신의 채널 정보가 미리 결정된 범위를 초과하여 변경되는 경우, 상기 서빙 기지국으로 자원 할당 재요청을 전송할 수 있다.

이상으로 도 13 을 참조하여 본 발명에 따른 실시예들을 간략히 설명하였으나, 도 13 과 관련된 실시예는 앞서 설명한 실시예(들) 중 적어도 일부를 대안적으로 또는 추가적으로 포함할 수 있을 것이다.

도 14 는 본 발명의 실시예(들)을 수행하는 전송장치(10) 및 수신장치(20)의 구성요소를 나타내는 블록도이다. 전송장치(10) 및 수신장치(20)는 정보 및/또는 데이터, 신호, 메시지 등을 나르는 유선 및/또는 무선 신호를 전송 또는 수신할 수 있는 송수신 유닛(13, 23)과, 무선통신 시스템 내 통신과 관련된 각종 정보를 저장하는 메모리(12, 22), 상기 송수신 유닛(13, 23) 및 메모리(12, 22)등의 구성요소와 동작적으로 연결되어, 상기 구성요소를 제어하여 해당 장치가 전술한 본 발명의 실시예들 중 적어도 하나를 수행하도록 메모리(12, 22) 및/또는 송수신 유닛(13,23)을 제어하도록 구성된 프로세서(11, 21)를 각각 포함한다.

메모리(12, 22)는 프로세서(11, 21)의 처리 및 제어를 위한 프로그램을 저장할 수 있고, 입/출력되는 정보를 임시 저장할 수 있다. 메모리(12, 22)가 버퍼로서 활용될 수 있다. 프로세서(11, 21)는 통상적으로 전송장치 또는 수신장치 내 각종 모듈의 전반적인 동작을 제어한다. 특히, 프로세서(11, 21)는 본 발명을 수행하기 위한 각종 제어 기능을 수행할 수 있다. 프로세서(11, 21)는 컨트롤러(controller), 마이크로 컨트롤러(microcontroller), 마이크로 프로세서(microprocessor), 마이크로 컴퓨터(microcomputer) 등으로도 불릴 수 있다. 프로세서(11, 21)는 하드웨어(hardware) 또는 펌웨어(firmware), 소프트웨어, 또는 이들의 결합에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어를 이용하여 본 발명을 구현하는 경우에는, 본 발명을 수행하도록 구성된 ASICs(application specific integrated circuits) 또는 DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays) 등이 프로세서(400a, 400b)에 구비될 수 있다. 한편, 펌웨어나 소프트웨어를 이용하여 본 발명을 구현하는 경우에는 본 발명의 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차 또는 함수 등을 포함하도록 펌웨어나 소프트웨어가 구성될 수 있으며, 본 발명을 수행할 수 있도록 구성된 펌웨어 또는 소프트웨어는 프로세서(11, 21) 내에 구비되거나 메모리(12, 22)에 저장되어 프로세서(11, 21)에 의해 구동될 수 있다.

전송장치(10)의 프로세서(11)는 상기 프로세서(11) 또는 상기 프로세서(11)와 연결된 스케줄러로부터 스케줄링되어 외부로 전송될 신호 및/또는 데이터에 대하여 소정의 부호화(coding) 및 변조(modulation)를 수행한 후 송수신 유닛(13)에 전송한다. 예를 들어, 프로세서(11)는 전송하고자 하는 데이터 열을 역다중화 및 채널 부호화, 스크램블링, 변조과정 등을 거쳐 K 개의 레이어로 변환한다. 부호화된 데이터 열은 코드워드로 지칭되기도 하며, MAC 계층이 제공하는 데이터 블록인 전송 블록과 등가이다. 일 전송블록(transport block, TB)은 일 코드워드로 부호화되며, 각 코드워드는 하나 이상의 레이어의 형태로 수신장치에 전송되게 된다. 주파수 상향 변환을 위해 송수신 유닛(13)은 오실레이터(oscillator)를 포함할 수 있다. 송수신 유닛(13)은 Nt 개(Nt 는 1 보다 이상의 양의 정수)의 전송 안테나를 포함할 수 있다.

수신장치(20)의 신호 처리 과정은 전송장치(10)의 신호 처리 과정의 역으로 구성된다. 프로세서(21)의 제어 하에, 수신장치(20)의 송수신 유닛(23)은 전송장치(10)에 의해 전송된 무선 신호를 수신한다. 상기 송수신 유닛(23)은 Nr 개의 수신 안테나를 포함할 수 있으며, 상기 송수신 유닛(23)은 수신 안테나를 통해 수신된 신호 각각을 주파수 하향 변환하여(frequency down-convert) 기저대역 신호로 복원한다. 송수신 유닛(23)은 주파수 하향 변환을 위해 오실레이터를 포함할 수 있다. 상기 프로세서(21)는 수신 안테나를 통하여 수신된 무선 신호에 대한 복호(decoding) 및 복조(demodulation)를 수행하여, 전송장치(10)가 본래 전송하고자 했던 데이터를 복원할 수 있다.

송수신 유닛(13, 23)은 하나 이상의 안테나를 구비한다. 안테나는, 프로세서(11, 21)의 제어 하에 본 발명의 일 실시예에 따라, 송수신 유닛(13, 23)에 의해 처리된 신호를 외부로 전송하거나, 외부로부터 무선 신호를 수신하여 송수신 유닛(13, 23)으로 전달하는 기능을 수행한다. 안테나는 안테나 포트로 불리기도 한다. 각 안테나는 하나의 물리 안테나에 해당하거나 하나보다 많은 물리 안테나 요소(element)의 조합에 의해 구성될 수 있다. 각 안테나로부터 전송된 신호는 수신장치(20)에 의해 더 이상 분해될 수 없다. 해당 안테나에 대응하여 전송된 참조신호(reference signal, RS)는 수신장치(20)의 관점에서 본 안테나를 정의하며, 채널이 일 물리 안테나로부터의 단일(single) 무선 채널인지 혹은 상기 안테나를 포함하는 복수의 물리 안테나 요소(element)들로부터의 합성(composite) 채널인지에 관계없이, 상기 수신장치(20)로 하여금 상기 안테나에 대한 채널 추정을 가능하게 한다. 즉, 안테나는 상기 안테나 상의 심볼을 전달하는 채널이 상기 동일 안테나 상의 다른 심볼이 전달되는 상기 채널로부터 도출될 수 있도록 정의된다. 복수의 안테나를 이용하여 데이터를 송수신하는 다중 입출력(Multi-Input Multi-Output, MIMO) 기능을 지원하는 송수신 유닛의 경우에는 2 개 이상의 안테나와 연결될 수 있다.

본 발명의 실시예들에 있어서, UE 는 상향링크에서는 전송장치(10)로 동작하고, 하향링크에서는 수신장치(20)로 동작한다. 또한, 본 발명의 실시예들에 있어서, eNB 는 상향링크에서는 수신장치(20)로 동작하고, 하향링크에서는 전송장치(10)로 동작한다.

전송장치(10) 또는 수신장치(20)는 앞서 설명한 본 발명의 실시예들 중 적어도 하나 또는 둘 이상의 실시예들의 조합을 수행할 수 있다.

상술한 바와 같이 개시된 본 발명의 바람직한 실시예들에 대한 상세한 설명은 당업자가 본 발명을 구현하고 실시할 수 있도록 제공되었다. 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다.

본 발명은 단말, 릴레이, 기지국 등과 같은 통신 장치에 사용될 수 있다.

Claims (15)

1. 무선 통신 시스템에서 장치-대-장치(Device-to-Device; D2D) 통신을 수행하도록 구성된 단말의 자원 할당을 위한 방법에 있어서,
   서빙 기지국으로부터 상기 D2D 통신의 전체 가용 자원 영역에 대한 정보를 수신하는 단계;
   상기 전체 가용 자원 영역에 대한 정보 및 상기 D2D 통신의 채널 정보에 기반한 상기 D2D 통신을 위해 사용하고자 하는 자원 할당의 요청을 상기 기지국으로 전송하는 단계; 및
   상기 서빙 기지국으로부터 상기 자원 할당의 요청에 기반하여 결정된 상기 D2D 통신을 위한 자원 할당 정보를 수신하는 단계를 포함하며,
   상기 자원 할당의 요청은 D2D 전송 또는 D2D 수신으로 구분되는 D2D 동작 모드에 대한 정보를 포함하는 것을 것을 특징으로 하는, 자원 할당 방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 서빙 기지국으로 상기 D2D 통신의 자원 할당을 위한 보조 정보를 전송하는 단계를 더 포함하고,
   상기 보조 정보는 상기 D2D 통신을 위한 자원 활용 비율, 상기 D2D 통신을 위해 기피 또는 선호하는 자원, 또는 상기 D2D 통신의 채널 상태 및 간섭에 관한 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는, 자원 할당 방법.
3. 제2항에 있어서, 상기 보조 정보에 기반하여 결정된 상기 D2D 통신의 갱신된 자원 할당 정보를 수신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 자원 할당 방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 D2D 통신의 전체 가용 자원 영역에 대한 정보, 상기 자원 할당의 요청 또는 상기 자원 할당 정보 중 적어도 하나는 비트맵 형식인 것을 특징으로 하는, 자원 할당 방법.
5. 제1항에 있어서, 상기 D2D 통신의 채널 정보는 D2D 통신 채널의 트래픽 부하, 채널 상태, 또는 간섭량 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는, 자원 할당 방법.
6. 삭제
7. 제1항에 있어서, 상기 D2D 통신의 채널 정보가 미리 결정된 범위를 초과하여 변경되는 경우, 상기 서빙 기지국으로 자원 할당 재요청을 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 자원 할당 방법.
8. 무선 통신 시스템에서 장치-대-장치(Device-to-Device; D2D) 통신을 수행하도록 구성된 단말의 자원 할당을 위한 방법에 있어서,
   단말로 상기 D2D 통신의 전체 가용 자원 영역에 대한 정보를 전송하는 단계;
   상기 전체 가용 자원 영역에 대한 정보 및 상기 D2D 통신의 채널 정보에 기반한 상기 D2D 통신을 위해 사용하고자 하는 자원 할당의 요청을 상기 단말로부터 수신하는 단계; 및
   상기 자원 할당의 요청에 기반하여 결정된 상기 D2D 통신을 위한 자원 할당 정보를 상기 단말로 전송하는 단계를 포함하며,
   상기 자원 할당의 요청은 D2D 전송 또는 D2D 수신으로 구분되는 D2D 동작 모드에 대한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는, 자원 할당 방법.
9. 제8항에 있어서,
   상기 단말로부터 상기 D2D 통신의 자원 할당을 위한 보조 정보를 수신하는 단계를 더 포함하고,
   상기 보조 정보는 상기 D2D 통신을 위한 자원 활용 비율, 상기 D2D 통신을 위해 기피 또는 선호하는 자원, 또는 상기 D2D 통신의 채널 상태 및 간섭에 관한 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는, 자원 할당 방법.
10. 제9항에 있어서, 상기 보조 정보에 기반하여 상기 D2D 통신의 갱신된 자원 할당 정보를 결정하는 단계; 및
    상기 결정된 자원 할당 정보를 상기 단말로 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 자원 할당 방법.
11. 제8항에 있어서, 상기 D2D 통신의 전체 가용 자원 영역에 대한 정보, 상기 자원 할당의 요청 또는 상기 자원 할당 정보 중 적어도 하나는 비트맵 형식인 것을 특징으로 하는, 자원 할당 방법.
12. 제8항에 있어서, 상기 D2D 통신의 채널 정보는 D2D 통신 채널의 트래픽 부하, 채널 상태, 또는 간섭량 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는, 자원 할당 방법.
13. 삭제
14. 제8항에 있어서, 상기 D2D 통신의 채널 정보가 미리 결정된 범위를 초과하여 변경되는 경우, 서빙 기지국으로 자원 할당 재요청을 수신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 자원 할당 방법.
15. 무선 통신 시스템에서 장치-대-장치(Device-to-Device; D2D) 통신을 수행하도록 구성된 단말로서,
    무선 주파수(Radio Frequency; RF) 유닛; 및
    상기 RF 유닛을 제어하도록 구성된 프로세서를 포함하고,
    상기 프로세서는 서빙 기지국으로부터 상기 D2D 통신의 전체 가용 자원 영역에 대한 정보를 수신하고, 상기 전체 가용 자원 영역에 대한 정보 및 상기 D2D 통신의 채널 정보에 기반한 상기 D2D 통신을 위해 사용하고자 하는 자원 할당의 요청을 상기 기지국으로 전송하며, 상기 서빙 기지국으로부터 상기 자원 할당의 요청에 기반하여 결정된 상기 D2D 통신을 위한 자원 할당 정보를 수신하도록 구성되고,
    상기 자원 할당의 요청은 D2D 전송 또는 D2D 수신으로 구분되는 D2D 동작 모드에 대한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는, 단말.

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