KR102243665B1 - 무선 통신 시스템에서 단말 간 직접 통신을 위한 반송파 설정 및 제어 방법과 이를 위한 장치 - Google Patents

무선 통신 시스템에서 단말 간 직접 통신을 위한 반송파 설정 및 제어 방법과 이를 위한 장치 Download PDF

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Abstract

본 출원에서는 다중 반송파 통신 시스템에서 송신 단말이 단말 간 직접 통신을 이용하여 신호를 송신하는 방법이 개시된다. 구체적으로, 상기 방법은, 제 1 반송파를 통하여 제 1 데이터 및 상기 제 1 데이터를 위한 제 1 제어 정보를 수신 단말로 송신하는 단계; 및 제 2 반송파를 통하여 제 2 데이터 및 상기 제 2 데이터를 위한 제 2 제어 정보를 상기 수신 단말로 송신하는 단계를 포함하고, 상기 제 1 제어 정보는, 상기 제 1 반송파 및 상기 제 2 반송파를 통한 다중 반송파 송신인지 여부를 지시하는 지시자, 상기 송신 단말의 식별자 및 상기 제 1 반송파와 상기 제 2 반송파의 송신 타이밍 일치 여부를 지시하는 지시자 중 적어도 하나를 지시하는 다중 반송파 관련 정보를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

무선 통신 시스템에서 단말 간 직접 통신을 위한 반송파 설정 및 제어 방법과 이를 위한 장치
본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 무선 통신 시스템에서 단말 간 직접 통신을 위한 반송파 설정 및 제어 방법과 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 1은 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 3GPP에서 기초적인 표준화 작업을 진행하고 있다. 일반적으로 E-UMTS는 LTE(Long Term Evolution) 시스템이라고 할 수도 있다. UMTS 및 E-UMTS의 기술 규격(technical specification)의 상세한 내용은 각각 "3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Radio Access Network"의 Release 7과 Release 8을 참조할 수 있다.
도 1을 참조하면, E-UMTS는 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 1.25, 2.5, 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. 하향링크(Downlink; DL) 데이터에 대해 기지국은 하향링크 스케줄링 정보를 전송하여 해당 단말에게 데이터가 전송될 시간/주파수 영역, 부호화, 데이터 크기, HARQ(Hybrid Automatic Repeat and reQuest) 관련 정보 등을 알려준다. 또한, 상향링크(Uplink; UL) 데이터에 대해 기지국은 상향링크 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 AG와 단말의 사용자 등록 등을 위한 네트워크 노드 등으로 구성될 수 있다. AG는 복수의 셀들로 구성되는 TA(Tracking Area) 단위로 단말의 이동성을 관리한다.
무선 통신 기술은 WCDMA를 기반으로 LTE까지 개발되어 왔지만, 사용자와 사업자의 요구와 기대는 지속적으로 증가하고 있다. 또한, 다른 무선 접속 기술이 계속 개발되고 있으므로 향후 경쟁력을 가지기 위하여는 새로운 기술 진화가 요구된다. 비트당 비용 감소, 서비스 가용성 증대, 융통성 있는 주파수 밴드의 사용, 단순구조와 개방형 인터페이스, 단말의 적절한 전력 소모 등이 요구된다.
한편, 더욱 많은 통신 기기들이 더욱 큰 통신 용량을 요구하게 됨에 따라 기존의 RAT (radio access technology)에 비해 향상된 무선 광대역 통신에 대한 필요성이 대두되고 있다. 또한 다수의 기기 및 사물들을 연결하여 언제 어디서나 다양한 서비스를 제공하는 메시브 (massive) MTC (Machine Type Communications) 역시 차세대 통신에서 고려될 주요 이슈 중 하나이다. 뿐만 아니라 신뢰도 (reliability) 및 레이턴시 (latency)에 민감한 서비스/UE를 고려한 통신 시스템 디자인이 논의되고 있다. 이러한 점을 고려한 차세대 RAT의 도입이 논의되고 있으며, 본 발명에서는 편의상 NewRAT (NR) 이라고 지칭한다.
상술한 바와 같은 논의를 바탕으로 이하에서는 무선 통신 시스템에서 단말 간 직접 통신을 위한 반송파 설정 및 제어 방법과 이를 위한 장치를 제안하고자 한다.
본 발명의 일 실시예인 다중 반송파 통신 시스템에서 송신 단말이 단말 간 직접 통신을 이용하여 신호를 송신하는 방법은, 제 1 반송파를 통하여 제 1 데이터 및 상기 제 1 데이터를 위한 제 1 제어 정보를 수신 단말로 송신하는 단계; 및 제 2 반송파를 통하여 제 2 데이터 및 상기 제 2 데이터를 위한 제 2 제어 정보를 상기 수신 단말로 송신하는 단계를 포함하고, 상기 제 1 제어 정보는, 상기 제 1 반송파 및 상기 제 2 반송파를 통한 다중 반송파 송신인지 여부를 지시하는 지시자, 상기 송신 단말의 식별자 및 상기 제 1 반송파와 상기 제 2 반송파의 송신 타이밍 일치 여부를 지시하는 지시자 중 적어도 하나를 지시하는 다중 반송파 관련 정보를 포함하는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명의 일 실시예인 다중 반송파 통신 시스템에서 수신 단말이 단말 간 직접 통신을 이용하여 신호를 수신하는 방법은, 제 1 반송파를 통하여 제 1 데이터 및 상기 제 1 데이터를 위한 제 1 제어 정보를 송신 단말로부터 수신하는 단계; 및 제 2 반송파를 통하여 제 2 데이터 및 상기 제 2 데이터를 위한 제 2 제어 정보를 상기 송신 단말로부터 수신하는 단계를 포함하고, 상기 제 1 제어 정보는 상기 제 1 반송파 및 상기 제 2 반송파를 통한 다중 반송파 송신인지 여부를 지시하는 지시자, 상기 송신 단말의 식별자 및 상기 제 1 반송파와 상기 제 2 반송파의 송신 타이밍 일치 여부를 지시하는 지시자 중 적어도 하나를 지시하는 다중 반송파 관련 정보를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 다중 반송파 관련 정보는 단일 반송파 단말 간 직접 통신을 위한 제어 정보의 리저브 (reserved) 비트들에 할당되는 것이 바람직하다.
추가적으로, 상기 제 1 제어 정보는 상기 제 1 데이터에 대응하는 자원 할당 정보를 포함하고, 상기 제 2 제어 정보는 상기 제 2 데이터에 대응하는 자원 할당 정보를 포함한다. 이 경우, 상기 제 2 반송파를 재선택하거나 상기 제 1 반송파 단독 전송을 수행하는 경우, 상기 제 1 제어 정보는 상기 제 2 제어 정보에 포함된 자원 할당 정보의 해제 지시자를 포함하거나, 상기 제 2 제어 정보에 포함된 자원 할당 정보는 0의 값으로 설정되는 것이 바람직하다.
본 발명의 실시예에 따르면 단말 간 직접 통신을 위하여 송신 빔 제어 및 수신 빔 제어를 보다 효율적으로 수행할 수 있다.
본 발명에서 얻을 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.
도 1은 무선 통신 시스템의 일례로서 E-UMTS 망구조를 개략적으로 도시한 도면.
도 2는 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 도면.
도 3은 3GPP 시스템에 이용되는 물리 채널들 및 이들을 이용한 일반적인 신호 전송 방법을 설명하기 위한 도면.
도 4는 LTE 시스템에서 사용되는 무선 프레임의 구조를 예시하는 도면.
도 5는 LTE 시스템에서 사용되는 하향링크 무선 프레임의 구조를 예시하는 도면.
도 6은 LTE 시스템에서 사용되는 상향링크 서브프레임의 구조를 도시하는 도면.
도 7은 단말 간 직접 통신의 개념도이다.
도 8는 자원 풀 및 자원 유닛의 구성예를 도시한다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따라 CA 기법을 통한 제어 정보 및 데이터를 송신하는 방법을 예시하는 순서도이다.
도 10은 본 발명에 따른 통신 장치의 블록 구성도를 예시한다.
이하에서 첨부된 도면을 참조하여 설명된 본 발명의 실시예들에 의해 본 발명의 구성, 작용 및 다른 특징들이 용이하게 이해될 수 있을 것이다. 이하에서 설명되는 실시예들은 본 발명의 기술적 특징들이 3GPP 시스템에 적용된 예들이다.
본 명세서는 LTE 시스템 및 LTE-A 시스템을 사용하여 본 발명의 실시예를 설명하지만, 이는 예시로서 본 발명의 실시예는 상기 정의에 해당되는 어떤 통신 시스템에도 적용될 수 있다. 또한, 본 명세서는 FDD 방식을 기준으로 본 발명의 실시예에 대해 설명하지만, 이는 예시로서 본 발명의 실시예는 H-FDD 방식 또는 TDD 방식에도 용이하게 변형되어 적용될 수 있다.
또한, 본 명세서는 기지국의 명칭은 RRH(remote radio head), eNB, TP(transmission point), RP(reception point), 중계기(relay) 등을 포함하는 포괄적인 용어로 사용될 수 있다.
도 2는 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 위하여 이용하는 제어 메시지들이 전송되는 통로를 의미한다. 사용자평면은 애플리케이션 계층에서 생성된 데이터, 예를 들어, 음성 데이터 또는 인터넷 패킷 데이터 등이 전송되는 통로를 의미한다.
제1계층인 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. 전송측과 수신측의 물리계층 사이는 물리채널을 통해 데이터가 이동한다. 상기 물리채널은 시간과 주파수를 무선 자원으로 활용한다. 구체적으로, 물리채널은 하향링크에서 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 방식으로 변조되고, 상향링크에서 SC-FDMA(Single Carrier Frequency Division Multiple Access) 방식으로 변조된다.
제2계층의 매체접속제어(Medium Access Control; MAC) 계층은 논리채널(Logical Channel)을 통해 상위계층인 무선링크제어(Radio Link Control; RLC) 계층에 서비스를 제공한다. 제2계층의 RLC 계층은 신뢰성 있는 데이터 전송을 지원한다. RLC 계층의 기능은 MAC 내부의 기능 블록으로 구현될 수도 있다. 제2계층의 PDCP(Packet 데이터 Convergence Protocol) 계층은 대역폭이 좁은 무선 인터페이스에서 IPv4나 IPv6와 같은 IP 패킷을 효율적으로 전송하기 위해 불필요한 제어정보를 줄여주는 헤더 압축(Header Compression) 기능을 수행한다.
제3계층의 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. RB는 단말과 네트워크 간의 데이터 전달을 위해 제2계층에 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 1.25, 2.5, 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(방송 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 SCH를 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(방송 Control Channel), PCCH(Paging Control Channel), CCCH(Common Control Channel), MCCH(Multicast Control Channel), MTCH(Multicast Traffic Channel) 등이 있다.
도 3은 3GPP 시스템에 이용되는 물리 채널들 및 이들을 이용한 일반적인 신호 전송 방법을 설명하기 위한 도면이다.
단말은 전원이 켜지거나 새로이 셀에 진입한 경우 기지국과 동기를 맞추는 등의 초기 셀 탐색(Initial cell search) 작업을 수행한다(S301). 이를 위해, 단말은 기지국으로부터 주 동기 채널(Primary Synchronization Channel; P-SCH) 및 부 동기 채널(Secondary Synchronization Channel; S-SCH)을 수신하여 기지국과 동기를 맞추고, 셀 ID 등의 정보를 획득할 수 있다. 그 후, 단말은 기지국으로부터 물리 방송 채널(Physical 방송 Channel)를 수신하여 셀 내 방송 정보를 획득할 수 있다. 한편, 단말은 초기 셀 탐색 단계에서 하향링크 참조 신호(Downlink Reference Signal; DL RS)를 수신하여 하향링크 채널 상태를 확인할 수 있다.
초기 셀 탐색을 마친 단말은 물리 하향링크 제어 채널(Physical Downlink Control Channel; PDCCH) 및 상기 PDCCH에 실린 정보에 따라 물리 하향링크 공유 채널(Physical Downlink Control Channel; PDSCH)을 수신함으로써 좀더 구체적인 시스템 정보를 획득할 수 있다(S302).
한편, 기지국에 최초로 접속하거나 신호 전송을 위한 무선 자원이 없는 경우 단말은 기지국에 대해 임의 접속 과정(Random Access Procedure; RACH)을 수행할 수 있다(단계 S303 내지 단계 S306). 이를 위해, 단말은 물리 임의 접속 채널(Physical Random Access Channel; PRACH)을 통해 특정 시퀀스를 프리앰블로 전송하고(S303 및 S305), PDCCH 및 대응하는 PDSCH를 통해 프리앰블에 대한 응답 메시지를 수신할 수 있다(S304 및 S306). 경쟁 기반 RACH의 경우, 추가적으로 충돌 해결 절차(Contention Resolution Procedure)를 수행할 수 있다.
상술한 바와 같은 절차를 수행한 단말은 이후 일반적인 상/하향링크 신호 전송 절차로서 PDCCH/PDSCH 수신(S307) 및 물리 상향링크 공유 채널(Physical Uplink Shared Channel; PUSCH)/물리 상향링크 제어 채널(Physical Uplink Control Channel; PUCCH) 전송(S308)을 수행할 수 있다. 특히 단말은 PDCCH를 통하여 하향링크 제어 정보(Downlink Control Information; DCI)를 수신한다. 여기서 DCI는 단말에 대한 자원 할당 정보와 같은 제어 정보를 포함하며, 그 사용 목적에 따라 포맷이 서로 다르다.
한편, 단말이 상향링크를 통해 기지국에 전송하는 또는 단말이 기지국으로부터 수신하는 제어 정보는 하향링크/상향링크 ACK/NACK 신호, CQI(Channel Quality Indicator), PMI(Precoding Matrix Index), RI(Rank Indicator) 등을 포함한다. 3GPP LTE 시스템의 경우, 단말은 상술한 CQI/PMI/RI 등의 제어 정보를 PUSCH 및/또는 PUCCH를 통해 전송할 수 있다.
도 4는 LTE 시스템에서 사용되는 무선 프레임의 구조를 예시하는 도면이다.
도 4를 참조하면, 무선 프레임(radio frame)은 10ms(327200×Ts)의 길이를 가지며 10개의 균등한 크기의 서브프레임(subframe)으로 구성되어 있다. 각각의 서브프레임은 1ms의 길이를 가지며 2개의 슬롯(slot)으로 구성되어 있다. 각각의 슬롯은 0.5ms(15360×Ts)의 길이를 가진다. 여기에서, Ts는 샘플링 시간을 나타내고, Ts=1/(15kHz×2048)=3.2552×10-8(약 33ns)로 표시된다. 슬롯은 시간 영역에서 복수의 OFDM 심볼을 포함하고, 주파수 영역에서 복수의 자원블록(Resource Block; RB)을 포함한다. LTE 시스템에서 하나의 자원블록은 12개의 부반송파×7(6)개의 OFDM 심볼을 포함한다. 데이터가 전송되는 단위시간인 TTI(Transmission Time Interval)는 하나 이상의 서브프레임 단위로 정해질 수 있다. 상술한 무선 프레임의 구조는 예시에 불과하고, 무선 프레임에 포함되는 서브프레임의 수 또는 서브프레임에 포함되는 슬롯의 수, 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 다양하게 변경될 수 있다.
도 5는 하향링크 무선 프레임에서 하나의 서브프레임의 제어 영역에 포함되는 제어 채널을 예시하는 도면이다.
도 5를 참조하면, 서브프레임은 14개의 OFDM 심볼로 구성되어 있다. 서브프레임 설정에 따라 처음 1 내지 3개의 OFDM 심볼은 제어 영역으로 사용되고 나머지 13~11개의 OFDM 심볼은 데이터 영역으로 사용된다. 도면에서 R1 내지 R4는 안테나 0 내지 3에 대한 기준 신호(Reference Signal(RS) 또는 Pilot Signal)를 나타낸다. RS는 제어 영역 및 데이터 영역과 상관없이 서브프레임 내에 일정한 패턴으로 고정된다. 제어 채널은 제어 영역 중에서 RS가 할당되지 않은 자원에 할당되고, 트래픽 채널도 데이터 영역 중에서 RS가 할당되지 않은 자원에 할당된다. 제어 영역에 할당되는 제어 채널로는 PCFICH(Physical Control Format Indicator CHannel), PHICH(Physical Hybrid-ARQ Indicator CHannel), PDCCH(Physical Downlink Control CHannel) 등이 있다.
PCFICH는 물리 제어 포맷 지시자 채널로서 매 서브프레임 마다 PDCCH에 사용되는 OFDM 심볼의 개수를 단말에게 알려준다. PCFICH는 첫 번째 OFDM 심볼에 위치하며 PHICH 및 PDCCH에 우선하여 설정된다. PCFICH는 4개의 REG(Resource Element Group)로 구성되고, 각각의 REG는 셀 ID(Cell IDentity)에 기초하여 제어 영역 내에 분산된다. 하나의 REG는 4개의 RE(Resource Element)로 구성된다. RE는 하나의 부반송파×하나의 OFDM 심볼로 정의되는 최소 물리 자원을 나타낸다. PCFICH 값은 대역폭에 따라 1 내지 3 또는 2 내지 4의 값을 지시하며 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)로 변조된다.
PHICH는 물리 HARQ(Hybrid - Automatic Repeat and request) 지시자 채널로서 상향링크 전송에 대한 HARQ ACK/NACK을 나르는데 사용된다. 즉, PHICH는 UL HARQ를 위한 DL ACK/NACK 정보가 전송되는 채널을 나타낸다. PHICH는 1개의 REG로 구성되고, 셀 특정(cell-specific)하게 스크램블(scrambling) 된다. ACK/NACK은 1 비트로 지시되며, BPSK(Binary phase shift keying)로 변조된다. 변조된 ACK/NACK은 확산인자(Spreading Factor; SF) = 2 또는 4로 확산된다. 동일한 자원에 매핑되는 복수의 PHICH는 PHICH 그룹을 구성한다. PHICH 그룹에 다중화되는 PHICH의 개수는 확산 코드의 개수에 따라 결정된다. PHICH (그룹)은 주파수 영역 및/또는 시간 영역에서 다이버시티 이득을 얻기 위해 3번 반복(repetition)된다.
PDCCH는 물리 하향링크 제어 채널로서 서브프레임의 처음 n개의 OFDM 심볼에 할당된다. 여기에서, n은 1 이상의 정수로서 PCFICH에 의해 지시된다. PDCCH는 하나 이상의 CCE로 구성된다. PDCCH는 전송 채널인 PCH(Paging channel) 및 DL-SCH(Downlink-shared channel)의 자원할당과 관련된 정보, 상향링크 스케줄링 그랜트(Uplink Scheduling Grant), HARQ 정보 등을 각 단말 또는 단말 그룹에게 알려준다. PCH(Paging channel) 및 DL-SCH(Downlink-shared channel)는 PDSCH를 통해 전송된다. 따라서, 기지국과 단말은 일반적으로 특정한 제어 정보 또는 특정한 서비스 데이터를 제외하고는 PDSCH를 통해서 데이터를 각각 전송 및 수신한다.
PDSCH의 데이터가 어떤 단말(하나 또는 복수의 단말)에게 전송되는 것이며, 상기 단말들이 어떻게 PDSCH 데이터를 수신하고 디코딩(decoding)을 해야 하는 지에 대한 정보 등은 PDCCH에 포함되어 전송된다. 예를 들어, 특정 PDCCH가 "A"라는 RNTI(Radio Network Temporary Identity)로 CRC 마스킹(masking)되어 있고, "B"라는 무선자원(예, 주파수 위치) 및 "C"라는 DCI 포맷 즉, 전송 형식 정보(예, 전송 블록 사이즈, 변조 방식, 코딩 정보 등)를 이용해 전송되는 데이터에 관한 정보가 특정 서브프레임을 통해 전송된다고 가정한다. 이 경우, 셀 내의 단말은 자신이 가지고 있는 RNTI 정보를 이용하여 검색 영역에서 PDCCH를 모니터링, 즉 블라인드 디코딩하고, "A" RNTI를 가지고 있는 하나 이상의 단말이 있다면, 상기 단말들은 PDCCH를 수신하고, 수신한 PDCCH의 정보를 통해 "B"와 "C"에 의해 지시되는 PDSCH를 수신한다.
도 6은 LTE 시스템에서 사용되는 상향링크 서브프레임의 구조를 도시하는 도면이다.
도 6을 참조하면, 상향링크 서브프레임은 제어정보를 나르는 PUCCH(Physical Uplink Control CHannel)가 할당되는 영역과 사용자 데이터를 나르는 PUSCH(Physical Uplink Shared CHannel)가 할당되는 영역으로 나눌 수 있다. 서브프레임의 중간 부분이 PUSCH에 할당되고, 주파수 영역에서 데이터 영역의 양측 부분이 PUCCH에 할당된다. PUCCH 상에 전송되는 제어정보는 HARQ에 사용되는 ACK/NACK, 하향링크 채널 상태를 나타내는 CQI(Channel Quality Indicator), MIMO를 위한 RI(Rank Indicator), 상향링크 자원 할당 요청인 SR(Scheduling Request) 등이 있다. 한 단말에 대한 PUCCH는 서브프레임 내의 각 슬롯에서 서로 다른 주파수를 차지하는 하나의 자원블록을 사용한다. 즉, PUCCH에 할당되는 2개의 자원블록은 슬롯 경계에서 주파수 호핑(frequency hopping)된다. 특히 도 6은 m=0인 PUCCH, m=1인 PUCCH, m=2인 PUCCH, m=3인 PUCCH가 서브프레임에 할당되는 것을 예시한다.
도 7은 단말 간 직접 통신의 개념도이다.
도 7을 참조하면, UE가 다른 UE와 직접 무선 통신을 수행하는 D2D(device-to-device) 통신, 즉, 단말 간 직접 통신에서는 eNB가 D2D 링크 신호의 송수신을 지시하기 위한 스케줄링 메시지를 전송할 수 있다. 이하에서는 UE 사이에 직접 연결된 단말 간 직접 통신을 위한 링크, 즉 D2D 링크를 상향링크 및 하향링크와 대비되는 개념으로 사이드링크 (Sidelink; SL)라고 지칭한다.
사이드링크 통신에 참여하는 UE는 eNB로부터 사이드링크 스케줄링 메시지를 수신하고, 사이드링크 스케줄링 메시지가 지시하는 송수신 동작을 수행한다. 여기서 UE는 사용자의 단말을 의미하지만 eNB와 같은 네트워크 엔티티가 UE 사이의 통신 방식에 따라서 신호를 송수신하는 경우에는 역시 일종의 UE로 간주될 수 있다. 또한 UE가 송신한 사이드링크 신호를 eNB가 수신하는 것도 가능하며, 사이드링크 송신을 위해 설계된 UE의 신호 송수신 방법을 UE가 eNB에게 상향링크 신호를 송신하는 동작에도 적용이 가능하다.
사이드링크 동작의 수행을 위하여, UE는 우선 자신이 사이드링크 통신을 수행하고자 하는 상대 UE가 사이드링크 통신이 가능한 근접 영역에 위치하는지를 파악하는 디스커버리(discovery) 과정을 수행한다. 이러한 디스커버리 과정은 각 UE가 자신을 식별할 수 있는 고유의 디스커버리 신호를 전송하고, 인접한 UE가 이를 검출하는 경우에 디스커버리 신호를 전송한 UE가 인접한 위치에 있다는 것을 파악하는 형태로 이루어진다. 즉, 각 UE는 자신이 사이드링크 통신을 수행하고자 하는 상대 UE가 인접한 위치에 존재하는지를 디스커버리 과정을 거쳐서 확인한 후, 실제 사용자 데이터를 송수신하는 사이드링크 통신을 수행한다.
한편, 이하에서는 UE1은 일련의 자원의 집합을 의미하는 자원 풀 (resource pool) 내에서 특정한 자원에 해당하는 자원 유닛을 선택하고 해당 자원 유닛을 사용하여 사이드링크 신호를 전송하는 경우에 대해서 설명한다. 여기서, 자원 풀은 UE1이 기지국의 커버리지 내에 위치하는 경우 기지국이 알려줄 수 있으며, UE1이 기지국의 커버리지 밖에 있는 경우에는 다른 UE가 알려주거나 혹은 사전에 정해진 자원으로 결정될 수도 있다. 일반적으로 자원 풀은 복수의 자원 유닛으로 구성되며 각 UE는 하나 혹은 복수의 자원 유닛을 선정하여 자신의 사이드링크 신호 전송에 사용할 수 있다.
도 8는 자원 풀 및 자원 유닛의 구성예를 도시한다.
도 8을 참조하면, 전체 주파수 자원이 NF개로 분할되고, 전체 시간 자원이 NT개로 분할되어, 총 NF*NT개의 자원 유닛이 정의되는 경우를 예시하고 있다. 특히, 해당 자원 풀이 NT 서브프레임을 주기로 반복된다고 할 수 있다. 특징적으로, 하나의 자원 유닛은 주기적으로 반복하여 나타날 수 있다. 혹은 시간이나 주파수 차원에서의 다이버시티 (diversity) 효과를 얻기 위하여 하나의 논리적인 자원 유닛이 맵핑되는 물리적 자원 유닛의 인덱스가 시간에 따라서 사전에 정해진 패턴으로 변화할 수도 있다. 이러한 자원 유닛 구조에 있어서, 자원 풀이란 사이드링크 신호를 전송하고자 하는 UE가 전송에 사용할 수 있는 자원 유닛의 집합을 의미할 수 있다.
상술한 자원 풀은 여러 종류로 세분화될 수 있다. 먼저 자원 풀에서 전송되는 사이드링크 신호의 컨텐츠에 따라서 구분될 수 있다. 일 예로 아래 1) 내지 3)과 같이 사이드링크 신호의 컨텐츠는 SA, 사이드링크 데이터 채널 및 디스커버리 신호로 구분될 수 있으며, 각각 컨텐츠에 따라서 별도의 자원 풀이 설정될 수 있다.
1) SA(Scheduling assignment): SA는 전송 UE가 후행하는 사이드링크 데이터 채널의 자원 위치 정보 및 사이드링크 데이터 채널의 복조를 위한 MCS(modulation and coding scheme)나 MIMO 전송 방식 등의 정보를 포함하는 신호를 지칭한다. 상기 SA는 동일 자원 유닛 상에서 사이드링크 데이터와 함께 다중화되어 전송되는 것도 가능하며, 이 경우 SA 자원 풀이란 SA가 사이드링크 데이터와 다중화되어 전송되는 자원의 풀을 의미할 수 있다.
2) 사이드링크 데이터 채널: 사이드링크 데이터 채널은 전송 UE가 사용자 데이터를 전송하는데 사용하는 채널을 지칭한다. 만약 SA가 동일 자원 유닛 상에서 사이드링크 데이터와 함께 다중화되어 전송된다면, SA 자원 풀의 특정 자원 유닛 상에서 SA 정보를 전송하는데 사용되었던 RE(resource element)를 사이드링크 데이터 채널 자원 풀에서도 사이드링크 데이터를 전송하는데 사용할 수 있다.
3) 디스커버리 신호: 전송 UE가 자신의 ID등의 정보를 전송하여 인접 UE로 하여금 자신을 발견할 수 있도록 하는 신호를 위한 자원 풀을 의미한다.
4) 동기 신호: 송신 UE가 동기 신호 및 동기와 관련된 정보를 전송함으로써 수신 UE가 송신 UE에게 시간/주파수 동기를 맞추는 목적을 달성하는 신호/채널을 위한 자원 풀을 의미한다.
한편, V2X의 구현예들 중, 센서 데이터 쉐어링 (sensor data sharing)이나 인포테인먼트 (infotainment)와 같이 고-데이터 레이트 (high data rate)을 요하는 데이터 전송을 필요로 하는 경우가 존재하며, 이 경우 현재 고려되고 있는 단일 반송파 (single carrier)를 통한 데이터 전송 기법으로는 해당 구현혜에서 요구하는 목표 데이터 레이트를 만족시키기 어려운 경우들이 발생하게 된다. 이에 대한 해결책으로 복수 개의 반송파들을 통해 대용량 데이터 전송을 수행하는 반송파 집성 (Carrier Aggregation; CA) 기법을 V2X 통신 환경에 적용할 것을 고려해 볼 수 있다.
<제 1 실시예>
본 발명의 제 1 실시예에서는 V2X 통신을 위해 CA 기법을 적용할 때, 전송에 사용할 복수의 콤포넌트 반송파 (component carrier; CC) 선택하는 방법을 제안한다. V2X 통신에서 데이터 레이트 향상을 위해 CA 기법을 고려할 수 있는 시나리오는 아래의 예와 같이 반송파와 데이터 간의 맵핑 방식에 따라 크게 2가지로 나누어 볼 수 있다.
1) 우선, 단일/복수의 데이터 전송 단위 (예를 들어, LTE의 전송 블록 (Transport Block; TB)를 복수의 반송파에 맵핑하여 전송할 수 있다.
구체적으로, 단일 데이터 전송 단위 (예를 들면, LTE 시스템에서의 TB)를 복수의 서로 다른 반송파를 통해 전송하는 경우, LTE 시스템에서의 TB와 같은 단일 전송 단위를 분할하여 복수의 반송파에 맵핑하여 전송할 수도 있음을 의미한다.
복수의 데이터 전송 단위를 복수의 서로 다른 반송파를 통해 전송하는 시나리오에서, 각 데이터 전송 단위는 단일 서비스에 대한 서로 다른 데이터로 분할되어 구성되며, 서로 독립적으로 디코딩 가능한 데이터 단위로 구성될 수 있다. 보다 구체적으로, 각 데이터 전송 단위 분할의 기준은 데이터 컨텐츠의 필수 요소 여부일 수 있다. 즉, 단일 서비스에 대한 복수의 데이터 전송 단위 구성을 서비스의 최소한의 지원을 위해 필수적으로 필요한 필수 데이터와, 수신 실패/불가해도 최소한의 서비스를 지원하는 것에는 문제가 없으나 서비스의 품질(예를 들어, 화질/음질/센싱 민감도) 향상을 위한 부차적 데이터로 구분하여, 그들을 각각 서로 다른 복수의 반송파를 통해 전송할 수 있음을 의미한다.
상술한 데이터의 필수 요소 여부에 따른 데이터 전송 단위 분할의 예로, MPEG 코딩에서의 프레임 타입 (frame type) 및 DBM의 프레임 구조를 고려할 수 있다. 보다 구체적으로, MPEG 코딩의 프레임 타입에는 I, P, B 의 세가지가 있으며 각각의 특징은 아래와 같다.
- I 프레임 - Infra Frame 의 약자로, 쉽게 말해 키 프레임. 이것은 JPEG 같은 방식으로 소스로부터 직접 압축되어 온 전체 그림으로, 가장 화질도 좋지만 가장 용량도 크다.
- P 프레임 - Previous 또는 Predicted Frame 이라 불리며, 이전에 나온 키 프레임의 정보를 바탕으로 구성된 프레임으로서. 화질/용량 둘 다 I 프레임과 후술할 B 프레임의 중간 수준이다.
- B 프레임 - Bidirectional Frame 의 약자로, 전후의 I/P 프레임의 정보를 바탕으로 구성된 프레임이며, 화질/용량이 다 최하급이다.
MPEG-1/2의 인코딩에서, 키 프레임인 I 프레임에 비해, B프레임 및 P 프레임은 다른 프레임들에 의존하는 프레임들이니, 그런 프레임들과 현재 프레임에 변화가 크면 그만큼 화질이 떨어지게 된다. 반면, 고 해상도를 요구하는, 예를 들어 영상에서 움직임이 많은 장면 변환 시마다 키 프레임을 넣어주면 용량은 증가하겠으나, 화질 면에선 많은 향상을 가져올 수 있다. 상기 일례의 MPEG 코딩 프레임 타입을 상술한 데이터 컨텐츠의 필수 요소 여부에 맵핑하여 설명하면, I 프레임은 필수 데이터로, B 및 P 프레임은 부차적 데이터로 간주될 수 있을 것이다.
2) 다음으로, 복수의 반송파에 동일한 혹은 매우 유사한 거의 유사한 V2X 메시지를 맵핑하는 방안도 고려할 수 있다.
반송파 별로 CBR 등 채널 상황이 다르기 때문에, 동일한 데이터를 전송하더라도 어떤 반송파를 통해 전송하는지 여부에 따라 그 수신 성능은 상이할 수 있다. 따라서, 송신 단말은 동일한 데이터를 복수의 상이한 반송파를 통해 전송하고 수신 단말이 각 반송파로부터 전송 받은 데이터를 컴바이닝 (combining)하게 함으로써 데이터 레이트 성능을 향상하도록 할 수 있다. 구체적으로는, 송신 단말은 각 반송파별로 데이터 전송 단위에 대한 RV (Redundancy Version)를 다르게 설정하여 전송하고, 데이터 디코딩시 컴바이닝을 통해 성능을 향상 시킬 수 있다.
이와 같은 경우, 이하에서는, CA 기반 V2X 메시지 전송에 대한 반송파의 계층 구분 및 반송파 선택을 위한 후보 반송파 집합 설정 방법을 설명한다. 본 발명에서 반송파 #X란
(A) V2X 통신을 수행하는 단말들이 기본 (혹은 공통)적으로 RX 체인 (및/또는 TX 체인)을 가지고 있는 반송파 및/또는
(B) (특정 위치/지역/나라에서) 사전에 정의(/설정)된 BASIC (PUBLIC) SAFETY SERVICE가 지원되도록 설정 (또는 시그널링)된 반송파 및/또는,
(C) CA 기반의 V2X 메시지 전송 시. V2X 메시지와 관련된 최소한의 제어 정보 (예를 들어, PSCCH, V2X POOL 설정 정보 등) 및/또는 V2X 통신 관련 필수 정보 및/또는 사전에 설정 (또는 시그널링)된 우선 순위 임계값 이상의 V2X 메시지 및/또는 V2X 통신 관련 시스템 정보 (예를 들어, 후보 반송파 집합 등)가 전송되는 반송파 및/또는,
(D) CA 기반의 V2X 메시지 전송 시 전력 할당 관점에서 최 우선순위 또는 소정의 임계치 이상의 우선 순위를 가지는 반송파 및/또는,
(E) 동기 신호가 전송되는 반송파 등으로 해석될 수 있다.
또한, 본 명세서에서는 CA 기반의 V2X 메시지 전송에서 상기 서술된 반송파 #X의 조건에 해당하지 않는 (즉, 반송파 #X를 제외한 나머지) 반송파는 반송파 #Y로 통칭하여 표현한다. 본 명세서에서 서술하는 반송파 #X 및 반송파 #Y는 각각 LTE CA에서의 주 콤포넌트 반송파 (P-CC) 및 부 콤포넌트 반송파 (S-CC)에 상응하는 용어로 간주될 수 있다.
이하에서는 단말(또는 기지국)이 CA 기반 전송을 위한 복수의 반송파를 선택할 때, 해당 반송파 선택 후보 집합 (또는 후보 풀)을 형성하는 기법 a) 및 b)에 대해 서술한다. 이 때, 복수의 반송파는 반송파 #X 및/또는 하나 이상의 반송파 #Y에 해당할 수 있다.
a) 사전에 CA 전송을 위한 전용 반송파 후보 집합 (즉, 리저브된 (Reserved) 반송파 집합)을 별도로 설정 (또는 시그널링)하고, 송신 단말(또는 기지국)은 CA 기반의 데이터 전송 수행 시 반송파 #Y를 반드시 리저브된 반송파들에서 선택하게 할 수 있다.
즉, 사전에 하나 또는 일부 리저브된 반송파를 지정하여, 이 반송파에 대해서는 CBR을 항상 (사전에 약속 된) 임계값 이하로 유지하도록 하고, 송신 단말은 CA를 통한 데이터 전송 시 반송파 #Y를 반드시 이 반송파 (또는 주파수)에서 선택하도록 할 수 있다. 보다 상세히는, 리저브된 반송파에 대해 CBR을 특정 임계값 이하로 유지하기 위해서, 단일 단말은 CR 또한 사전에 설정 (또는 시그널링)된 특정 임계값 이하로 유지해야 한다. 이 때, 송신 단말은 상기 사전에 약속된 리저브된 반송파를 항상 모니터링하도록 설정될 수 있다.
b) CA 전송을 위한 후보 반송파 집합을 기지국이 사전에 지정하여 알려주고, 반송파 #Y는 상기 집합 내에서 선택하게 할 수 있다.
기지국은 단말에게 RRC 시그널링과 같은 상위 계층 시그널링을 통해 out-of-coverage 발생 시 신규 전송 (initial transmission)에 사용할 반송파의 인덱스 및/또는 해당 단말이 반송파 #Y에 대한 후보 반송파 집합 (즉, 센싱을 수행할 반송파 인덱스(들))을 사전에 지정해 줄 수 있다.
송신 단말은 out-of-coverage가 발생하면, 사전에 약속된 신규 전송에 사용할 반송파를 반송파 #X로 간주하고 기본적인 데이터 송신을 수행할 수 있으며, 기지국이 지정한 센싱 수행 후보 반송파 집합에 대한 센싱을 기반으로 그 중 일부 반송파(들)을 선택하여 CA를 위한 반송파 #Y로 사용할 수 있다. 예를 들어, 기지국이 지정한 신규 전송에 사용할 반송파는 단말 위치 정보 등을 기반으로 결정된 것 일 수 있다.
송신 단말이 In-coverage 환경이라 하더라도, 기지국은 단말에게 CA에 사용될 수 있는 후보 반송파 집합을 동적으로 또는 정적으로 시그널링함으로써, 수신 단말이 CA를 기반으로 전송되는 데이터 송신을 위해 모니터링해야 하는 후보 반송파의 수를 감소시킬 수 있다. 이 때, 기지국이 사전에 설정 또는 시그널링한 CA 전송을 위한 후보 반송파 집합은 각 단말에게 데이터 수신에 사용할 수신 반송파로 인지하도록 할 수도 있다.
이하에서는 CA 기법을 위한 반송파 (LTE CA에서의 component 반송파에 해당) 선택 방법을 설명한다.
송신 단말(또는 기지국)은 CBR (channel busy ratio) 및/또는 수신 신호 품질 및/또는 데이터 전송 주기 및/또는 레이턴시 요구 사항 (latency requirement) 및/또는 데이터의 우선 순위를 복합적으로 고려하여, 후보 반송파들 중 CA에 사용할 복수의 반송파를 선택할 수 있다. 이 때, 복수의 반송파는 반송파 #X 및/또는 반송파 #Y에 해당할 수 있다.
상기 선택 기준들은 같은 우선 순위로 한번에 복합적으로, 또는 서로 다른 우선 순위로 순차적으로 적용될 수 있다. 일례로, 1순위로 수신 신호 전력을 고려하고 2순위로 CBR을 고려하여 반송파(들)을 선택하는 경우, 각각의 기준에서 최선의 반송파는 서로 다를 수 있으며, 이 때 데이터 전송 주기가 짧거나 레이턴시 요구치가 낮은 경우 데이터 전송을 위해서는 수신 신호 전력은 다소 낮더라도 CBR이 낮은 쪽의 반송파를 단말이 선택하는 것이 전체적인 자원 효율을 향상시키는 관점에서 효율적인 방법일 수 있다. 따라서, 단말은 데이터 전송 주기 및/또는 레이턴시 요구치에 대해 각각 특정 확률 값을 맵핑하고, 해당 확률로 수신 신호 전력을 기준으로 가장 좋은 반송파, 또는 CBR을 기준으로 가장 좋은 반송파 중 하나를 선택하도록 할 수 있다. 즉, 데이터 전송 주기가 짧거나 저-레이턴시가 필요한 전송일 수도록, 더 높은 확률로 CBR이 낮은 반송파를 선택할 수 있도록 그 확률 값을 미리 설정해 둘 수 있다.
상기 선택 기준은 CA 기반 전송 수행 시, 임의의 데이터를 반송파 #X를 통해 전송할 지, 그 이외의 반송파 #Y를 통해 결정할 지 여부에 대해서도 동일하게 적용될 수 있다. 즉, 사전에 설정 (또는 시그널링)된 임계값보다 높은 우선 순위의 패킷이 전송되는 반송파 (즉, 반송파 #X)가 사전에 설정 (또는 시그널링)될 수 있다.
상술한 CA 기반 전송을 위한 반송파 선택 기법은, 주어진 채널 환경(예를 들면, CBR, 수신 신호 품질, 데이터의 우선 순위 및 성능 요구치 등)을 기준으로 단말이 특정 반송파를 선택하도록 동작하는 기법으로 정리할 수 있다. 이와 달리, 데이터의 우선 순위 및/또는 성능 요구치를 고려하여, 각 데이터를 할당할 가능성이 있는 반송파 (자원 또는 주파수)의 환경을 서로 상이하게 설정 (또는 시그널링)해주는 것 또한 가능할 수 있다. 즉, 동일 반송파 (예를 들어, 반송파 #X) 상에서 사전에 설정 (또는 시그널링)된 임계값보다 낮은 우선 순위의 패킷 (L_PKT)은, 임계값보다 높은 우선 순위의 패킷 (H_PKT)과는 독립적인 또는 상이한 물리 계층 파라미터, 예를 들어, RB 사이즈, 최대 전송 파워, 재전송 여부 등과 CR_LIMIT를 설정 또는 시그널링해줄 수 있다.
일례로, 동일 CBR 측정 환경 하에서, L_PKT 관련 CR_LIMIT 값이, H_PKT에 비해 상대적으로 낮게 설정될 수 있고, L_PKT 관련 최대 전송 파워 값이, H_PKT에 비해 상대적으로 낮게 설정될 수 있으며, L_PKT 관련 재전송이, H_PKT와는 달리 허용되지 않을 수 있다.
또한, 만약 반송파 #X의 CBR 값이 사전에 설정 (또는 시그널링)된 허용값 이상일 때는, L_PKT을 반송파 #X가 아닌 사전에 설정 (또는 시그널링)된 반송파 #Y 상에서 전송되도록 하는 방법을 고려할 수 있다. 일례로, 반송파 #Y는 복수개의 반송파들로 설정 (또는 시그널링)될 수 있으며, 이때, 단말로 하여금, 상대적으로 낮은 CBR이 측정된 (또는 높은 CR_LIMIT가 허용된) 반송파를 우선적으로 선택/이용하도록 하거나, 사전에 설정된 반송파 선택 우선 순위에 따라, 선택/이용하도록 할 수 도 있다. 또한, 반송파 별로 CR_limit이 상이하게 설정된다면, 송신 단말은 CR_limit과 현재 측정된 CBR 값의 차이가 큰 순서로 자신의 반송파를 선택할 수 있다.
한편, CA 기반의 데이터 송신을 수행하는 경우, 송신 전력을 복수의 반송파에 분할하여 사용함으로써 전력 스펙트럼 밀도가 감소하게 되며, 이는 곧 커버리지 관점에서의 성능 감쇄를 의미한다. 따라서, 단말은 커버리지 관점에서의 성능 손실을 감당하면서 데이터 레이트 성능을 취할 것인지, 데이터 레이트 성능 향상을 포기하고 커버리지 관점에서의 성능을 보장하도록 동작할 것인지를 측정 기반으로 선택하거나, 사전에 설정 (또는 시그널링)된 기준에 따라 커버리지 확장 (extension)과 데이터 레이트 증대 (boosting) 간의 trade-off를 고려하여 CA 적용 여부를 결정할 수도 있다.
일례로, 송신 단말은 반송파 #X의 CBR이 높은 상황에서, 반송파 #Y 중 일부 또는 전체의 CBR이 임계값보다 낮은 반송파가 존재한다면 해당 반송파를 반송파로 선택하여 CA 기반의 데이터 전송을 수행한다. 만일 반송파 #Y 중 상기 조건을 만족시키는 반송파가 없다면, CA 기반 데이터 전송을 포기하고, 단일 반송파를 통한 데이터 전송을 통해 커버리지 확보를 위한 전송 전략을 택할 수 있다.
<제 2 실시예>
한편, CA 기반 전송 지원에 있어 기존 V2X 및 셀룰러 동작에 미치는 영향을 최소화하기 위해서는 반송파들에 대한 센싱 동작은 기존과 같이 각 반송파에서 독립적으로 수행하되, 송신 단말이 CA 기법 적용 여부 및 반송파 #에 대한 정보를 수신 단말에게 알려주는 방식이 가장 합리적인 효율적일 수 있다.
우선, CA 기법 적용 여부 및 CA 기반 전송 관련 파라미터 등의 시그널링 방법에 관하여 살펴본다.
송신 UE는 자신이 전송하는 데이터에 대한 CA 기법 적용 여부에 대한 지시 및/또는 CA되는 반송파의 수/인덱스 및/또는 송신 UE ID 및/또는 반송파별 CA기반 전송 타이밍 일치 여부 및/또는 CA되는 반송파의 PSCCH 위치 (즉, 자원의 시작점) 및/또는 교차 반송파 스케줄링 (Cross carrier scheduling) 적용 여부 등의 정보를 수신 UE가 파악하게 할 수 있다.
송신 UE ID는 수신 UE가 데이터 디코딩 및 컴바이닝 시, 동일한 송신 UE로부터 전송된 정보임을 파악하기 위해 사용될 수 있다. 반송파 #X에서 집성되는 반송파의 PSCCH 위치를 알려주는 경우, 수신 단말은 지시된 PSCCH와 PSSCH를 반송파 #X의 데이터와 함께 CA 기반 전송으로 반송파 #Y 반송파를 통해 전송된 V2X로 이해하도록 동작하게 할 수 있다.
상기 나열한 정보들은 반송파 #X 및/또는 반송파 #Y을 통해 다음과 같은 i) 내지 iii)와 같은 컨테이너 (container)를 통해 전송될 수 있다.
i) 기존 SCI의 리저브된 비트를 활용하는 방법
송신 단말은 SCI의 리저브된 비트인 7 비트를 사용하여 CA 기법 적용 여부에 대한 지시자로서 1 비트 및/또는 CA되는 반송파의 수/인덱스를 전송할 수 있다. 레거시 UE들에 대한 단일 반송파 데이터 전송을 지원하는 동시에, CA 성능 (capability) 정보가 있는 UE들에 대해서는 리저브된 비트를 통해 CA 기반 전송 여부 및 집성되는 반송파에 대한 정보를 전송하게 되는 것을 의미한다.
ii) 새로운 SCI 포맷을 정의하는 방법
SCI의 페이로드 사이즈를 증가시켜 CA 기법 적용 여부 및/또는 CA되는 반송파의 수 및/또는 송신 UE ID 정보를 새로운 필드로 추가하는 SCI 포맷의 추가 정의도 고려될 수 있다.
iii) PSSCH에 피기-백 (piggy-back)하는 방법
SCI 포맷의 경우 페이로드가 한정적일 수 밖에 없기 때문에, 상기 정보를 PSSCH 자원에 피기-백하여 데이터와 함께 전송하는 방법도 하나의 대안이 될 수 있다. 특히, 만일 복수의 반송파를 통해 전송한 중복 데이터를 수신 단말이 컴바이닝해야 하는 경우라면, 수신 단말은 SA 및 데이터 디코딩을 통해 해당 데이터가 어떤 수신 UE로부터 송신된 CA 기반 데이터 전송인지를 구분해야 할 필요가 있다.
그러나 기존 SCI 포맷의 경우 활용 가능한 리저브된 비트가 7 비트에 불과하므로, 송신 UE-ID 관련 정보를 PSCCH 자원에 보내는 것이 어려울 수 있으며, 이 경우 PSSCH 자원을 통해 UE-ID 관련 정보를 송신하는 것이 효율적인 전송 방법일 수 있다. UE-ID에 대해서만 서술하였으나, 페이로드 제약 조건에 의해 CA 여부에 대한 지시자 및/또는 집성되는 반송파에 대한 정보 또한 PSSCH를 통해 전송하는 것도 가능하다.
상술한 i) 내지 iii) 이외에도 PSSCH의 MAC CE를 통해 전송하는 방법도 고려할 수 있다. 또한, 상술한 제안 방식들은 독립적으로 구현될 수 도 있지만, 일부 제안 방식들의 조합 (혹은 병합) 형태로 구현될 수 도 있다.
또한, 동기 신호가 전송되는 반송파를 반송파 #X라고 정의되는 경우, (A) 반송파 #X 및/또는 반송파 #Y에 포함된 CA 기법 적용 여부 등의 정보는, 반송파 #Y를 통한 전송의 동기가 반송파 #X의 동기에 맞춰져 있음을 암묵적으로 의미한다고 해석하도록 하거나, (B) 이를 표현하기 위한 필드를 CA 기반 전송 관련 파라미터로 간주하고 상술한 컨터이너들을 활용하여 지시될 수 있다.
이하에서는, CA 기반 전송을 위한 자원 할당 및 자원 예약 방법에 관하여 설명한다.
CA 기반 전송을 위한 자원 할당은 크게 2가지 경우 교차 반송파 스케줄링과 비-교차 반송파 스케줄링으로 나누어 고려할 수 있다.
우선 비-교차 반송파 스케줄링의 경우에 관하여 설명한다.
기존 동작에 미치는 영향을 최소화하기 위하여, 집성되는 반송파들에 대한 자원 센싱 및 할당, 예약 동작은 기존과 같이 각 반송파에서 독립적으로 수행하되, 송신 단말이 반송파 선택 후 CA 기법 적용 여부 및 집성되는 반송파(들)에 대한 정보를 수신 단말에게 알려줌으로써 CA 동작을 지원하는 방법을 고려할 수 있다. 이 때, CA기반 전송의 주기성에 따라 각 반송파들에서 자원 예약 설정 방법이 상이하게 고려되어야 할 필요가 있다.
첫 번째로, 비-교차 반송파 스케줄링 기반의 원-샷 (one-shot) 전송 시, 높은 데이터 레이트를 요하는 데이터 전송의 경우에도, 항상 (데이터의 모든 주기적 전송에 대해서) CA 기반의 전송을 수행하는 것은 전체 자원 관리 관점에서 효율적이지 못한 해결책일 수 있다. 따라서, 단말은 CBR 등을 고려하여 선택한 복수의 반송파들을 통해 CA 기반의 원-샷 전송만을 (자원 예약 없이) 수행하고, 그 이후에 또 다시 CA 기반의 전송 기법이 적절하다고 판단되는 시점에 일시적으로 자원을 점유하여 원-샷 전송을 수행하도록 동작할 수 있다. 이 경우, 송신 단말은 CA기반 전송을 위한 반송파 #Y에 대한 자원 할당에 있어, 반송파 #Y의 각 SCI에서 자원 예약을 하지 않도록 자원 예약 필드 값을 0으로 설정하는 것을 디폴트로 설정함으로써 원-샷 전송 후 자원을 해제하게 할 수 있다.
두 번째로, 비-교차 반송파 스케줄링 기반의 주기적 전송 시, 송신 단말은 기본적으로는 각 반송파들에 대한 센싱 및 예약을 독립적으로 수행하되, (A) CA 전송이 더 이상 불필요하다고 판단되거나, (B) 반송파를 재선택할 필요가 있다고 판단되거나, (C) (측정 등을 기반으로) 주기적 자원 예약이 비효율적인 환경이라고 판단되는 경우, 반송파 #X를 통해 SA 전송을 수행을 통해 CA 기반 전송의 종료 (termination) 및/또는 반송파 #Y에 대한 리저브된 자원의 해제 (예를 들면, 자원 예약 필드 값을 0으로 설정)를 지시할 수 있다.
다음으로, 교차 반송파 스케줄링의 경우에 관하여 설명한다.
CA 기반의 전송 동작을 단순화하기 위해, 교차 반송파 스케줄링을 기반으로 집성되는 반송파들인 반송파 #Y의 자원 할당 및/또는 예약을 반송파 #X를 통해 지시하게 할 수도 있다. 이 경우, 반송파 #Y의 자원 할당/예약 등의 정보를 포함한 제어 정보는 (A) 반송파 #X의 SCI를 통해 개별적으로 지시되도록 설정하거나, (B) 반송파 #X의 제어 정보를 상속 (inherit)하도록 설정될 수 있다. 보다 구체적인 방법은 다음과 같이 서술될 수 있다.
첫 번째로, 교차 반송파 스케줄링 기반의 원-샷 (one-shot) 전송 시, 송신 단말은 (A) 반송파 #X의 SCI를 통해 복수의 집성되는 반송파들이 자원 예약을 하지 않도록 개별 반송파들의 필드 값을 각각 설정하는 것 (예를 들어, 각 반송파들의 자원 예약 필드 값을 0으로 설정)을 디폴트로 설정하여 CA 기반의 원-샷 데이터 전송 후 자원을 해제하게 할 수 있다. 이는, 반송파 #X의 SCI를 통해 명시적으로 해당 정보들을 지시하는 방법이다. 또는, (B) 반송파 #X의 SCI에 단일 자원 예약 값 만을 필드에 포함하고 해당 필드값은 반송파 #X의 자원 예약 필드로 간주하며, 교차 반송파 스케줄링이 설정된 경우 그 외 반송파 #Y의 자원 예약 필드 값을 0이라고 암묵적으로 인지하도록 설정함으로써, CA 기반의 원-샷 데이터 전송 후 자원을 해제하게 할 수 있다.
다음으로, 교차 반송파 스케줄링 기반의 주기적 전송 시 송신 단말은 앞서 설명한 것과 같이 반송파 #X의 SCI 포맷에 기존 LTE 에서의 CIF (carrier indication field)를 이용하여 반송파 #Y를 지시하거나, 기존 SCI 포맷의 리저브된 비트에 CIF 비트를 맵핑하고, 집성되는 반송파인 반송파 #Y에 대한 자원 위치를 지시함으로써 자원 할당을 수행할 수 있다. 예를 들어, 1 비트 또는 2 비트 사이즈의 서브프레임 오프셋을 해당 지시자로 설정하고 수신 단말이 해당 반송파에서 직접 SCI 디코딩을 수행하도록 설정함으로써, 디코딩 복잡도를 줄이고, 상이한 서브채널 사이즈 설정 등에 대한 불필요한 필드 상속을 방지할 수 있다.
또한, 교차 반송파 스케줄링이 적용되었다는 가정 하에서 CA 기반 V2X 메시지 전송 시, 반송파 #X에 의해 스케줄링되는 집성되는 반송파들의 제어 정보 중 전체/또는 일부를 반송파 #X의 제어 정보로부터 상속하도록 사전에 설정/시그널링함으로써 교차 반송파 스케줄링을 위한 반송파 #Y의 SCI 페이로드를 감소시킬 수 있다.
일례로, 교차 반송파 스케줄링 기반의 CA 전송에서, 반송파 #X에 의해 스케줄링되는 집성되는 반송파들에 대한 자원 선택 및/또는 재선택 및/또는 예약은 반송파 #X를 통한 V2X 메시지 전송에 대한 자원 선택 및/또는 재선택 및/또는 예약과 연계되어 동작하도록 할 수 있다. 구체적으로, 반송파 #X 에서 자원 재선택을 수행하면, 반송파 #X에 의해 스케줄링된 모든 집성되는 반송파들 또한 자원 재선택을 동시에 수행하는 방법을 고려할 수 있다. 즉, 집성되는 반송파들의 자원 선택 및/또는 재선택 및/또는 예약은 반송파 #X의 자원 선택 및/또는 재선택 및/또는 예약에 종속되는 것으로 해석하는 것이다.
또는, 반송파 #X를 자원 선택 및/또는 재선택 및/또는 예약에 대한 제어 (control) 반송파로 정의하고, 반송파 #X 및 반송파 #X에 의해 스케줄링되는 집성되는 반송파들의 자원 선택 및/또는 재선택 및/또는 예약에 대한 트리거링 (triggering) 및/또는 종료 (termination) 및/또는 변경 (change) 등의 지시는 반송파 #X에 의해서만 내려지도록 설정하는 방법 또한 고려할 수 있다. 이는 반송파 #Y에 대한 자원 선택 및/또는 재선택 및/또는 예약에 대한 트리거링/종료/변경 요청이 별도로 설정 (또는 시그널링)되지 않거나, 설령 설정되더라도 반송파 #X를 통한 트리거링/종료/변경 요청이 우선하거나, 그 기능을 대체하게 할 수 있다.
또한, 반송파 #X와 반송파 #X에 의해 스케줄링되는 집성되는 반송파들에 대한 측정 값은 상기 복수의 반송파들에서 측정된 값들의 대표값 (예를 들어, 평균값 또는 가중 평균 (weighted average))으로 설정될 수 있다. 일례로, 반송파 #X와 반송파 #X에 의해 스케줄링되는 집성되는 반송파들에 대한 CR 및/또는 CBR 값은 상기 복수의 반송파들에서의 측정값의 가중 평균dm로 설정될 수 있다.
상술한 제안 방식들은 독립적으로 구현될 수 도 있지만, 일부 제안 방식들의 조합 (혹은 병합) 형태로 구현될 수 도 있다. 또한, V2V 통신을 기반으로 제안 기술을 서술하였으나, 제안 기술은 V2I/N, V2P를 포함한 V2X 시나리오 전반에 적용 가능하다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따라 CA 기법을 통한 제어 정보 및 데이터를 송신하는 방법을 예시하는 순서도이다.
도 9를 참조하면, 단계 901에서 송신 단말은 제 1 반송파를 통하여 제 1 데이터 및 상기 제 1 데이터를 위한 제 1 제어 정보를 수신 단말로 송신한다. 또한, 단계 903에서 송신 단말은 제 2 반송파를 통하여 제 2 데이터 및 상기 제 2 데이터를 위한 제 2 제어 정보를 상기 수신 단말로 송신한다. 여기서 단계 901 및 단계 903은 순차적으로 또는 동시에 수행될 수 있다.
특히, 단계 901에서의 제 1 제어 정보는, 상기 제 1 반송파 및 상기 제 2 반송파를 통한 다중 반송파 송신인지 여부를 지시하는 지시자, 상기 송신 단말의 식별자 및 상기 제 1 반송파와 상기 제 2 반송파의 송신 타이밍 일치 여부를 지시하는 지시자 중 적어도 하나를 지시하는 다중 반송파 관련 정보를 포함하는 것을 특징으로 한다. 또한, 다중 반송파 관련 정보는 단일 반송파 단말 간 직접 통신을 위한 제어 정보의 리저브 (reserved) 비트들에 할당되어, 레거시 UE들에 미치는 영향을 최소화하는 것이 바람직하다.
추가적으로, 상기 제 1 제어 정보는 상기 제 1 데이터에 대응하는 자원 할당 정보를 포함하고, 상기 제 2 제어 정보는 상기 제 2 데이터에 대응하는 자원 할당 정보를 포함한다. 즉, 교차 반송파 스케줄링을 지원하지 않는다. 이와 같은 경우, 상기 제 2 반송파를 재선택하거나 상기 제 1 반송파 단독 전송을 수행하는 경우, 상기 제 1 제어 정보는 상기 제 2 제어 정보에 포함된 자원 할당 정보의 해제 지시자를 포함하거나, 상기 제 2 제어 정보에 포함된 자원 할당 정보는 0의 값으로 설정되는 것이 바람직하다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 장치의 블록 구성도를 예시한다.
도 10을 참조하면, 통신 장치(1000)는 프로세서(1010), 메모리(1020), RF 모듈(1030), 디스플레이 모듈(1040) 및 사용자 인터페이스 모듈(1050)을 포함한다.
통신 장치(1000)는 설명의 편의를 위해 도시된 것으로서 일부 모듈은 생략될 수 있다. 또한, 통신 장치(1000)는 필요한 모듈을 더 포함할 수 있다. 또한, 통신 장치(1000)에서 일부 모듈은 보다 세분화된 모듈로 구분될 수 있다. 프로세서(1010)는 도면을 참조하여 예시한 본 발명의 실시 예에 따른 동작을 수행하도록 구성된다. 구체적으로, 프로세서(1010)의 자세한 동작은 도 1 내지 도 9에 기재된 내용을 참조할 수 있다.
메모리(1020)는 프로세서(1010)에 연결되며 오퍼레이팅 시스템, 어플리케이션, 프로그램 코드, 데이터 등을 저장한다. RF 모듈(1030)은 프로세서(1010)에 연결되며 기저대역 신호를 무선 신호를 변환하거나 무선신호를 기저대역 신호로 변환하는 기능을 수행한다. 이를 위해, RF 모듈(1030)은 아날로그 변환, 증폭, 필터링 및 주파수 상향 변환 또는 이들의 역과정을 수행한다. 디스플레이 모듈(1040)은 프로세서(1010)에 연결되며 다양한 정보를 디스플레이한다. 디스플레이 모듈(1040)은 이로 제한되는 것은 아니지만 LCD(Liquid Crystal Display), LED(Light Emitting Diode), OLED(Organic Light Emitting Diode)와 같은 잘 알려진 요소를 사용할 수 있다. 사용자 인터페이스 모듈(1050)은 프로세서(1010)와 연결되며 키패드, 터치 스크린 등과 같은 잘 알려진 사용자 인터페이스의 조합으로 구성될 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 문서에서 기지국에 의해 수행된다고 설명된 특정 동작은 경우에 따라서는 그 상위 노드(upper node)에 의해 수행될 수 있다. 즉, 기지국을 포함하는 복수의 네트워크 노드들(network nodes)로 이루어지는 네트워크에서 단말과의 통신을 위해 수행되는 다양한 동작들은 기지국 또는 기지국 이외의 다른 네트워크 노드들에 의해 수행될 수 있음은 자명하다. 기지국은 고정국(fixed station), Node B, eNode B(eNB), 억세스 포인트(access point) 등의 용어에 의해 대체될 수 있다.
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(필드 programmable gate arrays), 프로세서, 콘트롤러, 마이크로 콘트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.
펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 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.

Claims (10)

  1. 다중 반송파 통신 시스템에서 송신 단말이 단말 간 직접 통신을 이용하여 신호를 송신하는 방법에 있어서,
    제 1 반송파를 통하여 제 1 데이터 및 상기 제 1 데이터를 위한 제 1 제어 정보를 수신 단말로 송신하는 단계; 및
    제 2 반송파를 통하여 제 2 데이터 및 상기 제 2 데이터를 위한 제 2 제어 정보를 상기 수신 단말로 송신하는 단계를 포함하고,
    상기 제 1 제어 정보는,
    상기 송신 단말의 식별자, 상기 제 1 반송파와 상기 제 2 반송파를 통한 다중 반송파 송신인지 여부를 지시하는 제 1 지시자 및 상기 제 1 반송파와 상기 제 2 반송파의 송신 타이밍 일치 여부를 지시하는 제 2 지시자를 포함하는 다중 반송파 관련 정보를 포함하고,
    상기 제 1 제어 정보는 상기 제 1 데이터에 대응하는 자원 할당 정보를 포함하고, 상기 제 2 제어 정보는 상기 제 2 데이터에 대응하는 자원 할당 정보를 포함하며,
    상기 제 1 반송파 단독 전송을 수행하는 경우, 상기 제 1 제어 정보는 상기 제 2 제어 정보에 포함된 자원 할당 정보의 해제 지시자를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    신호 송신 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 다중 반송파 관련 정보는,
    단일 반송파 단말 간 직접 통신을 위한 제어 정보의 리저브 (reserved) 비트들에 할당되는 것을 특징으로 하는,
    신호 송신 방법.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 다중 반송파 통신 시스템에서 수신 단말이 단말 간 직접 통신을 이용하여 신호를 수신하는 방법에 있어서,
    제 1 반송파를 통하여 제 1 데이터 및 상기 제 1 데이터를 위한 제 1 제어 정보를 송신 단말로부터 수신하는 단계; 및
    제 2 반송파를 통하여 제 2 데이터 및 상기 제 2 데이터를 위한 제 2 제어 정보를 상기 송신 단말로부터 수신하는 단계를 포함하고,
    상기 제 1 제어 정보는,
    상기 송신 단말의 식별자, 상기 제 1 반송파와 상기 제 2 반송파를 통한 다중 반송파 송신인지 여부를 지시하는 제 1 지시자 및 상기 제 1 반송파와 상기 제 2 반송파의 송신 타이밍 일치 여부를 지시하는 제 2 지시자를 포함하는 다중 반송파 관련 정보를 포함하고,
    상기 제 1 제어 정보는 상기 제 1 데이터에 대응하는 자원 할당 정보를 포함하고, 상기 제 2 제어 정보는 상기 제 2 데이터에 대응하는 자원 할당 정보를 포함하며,
    상기 제 1 반송파 단독 전송을 수행하는 경우, 상기 제 1 제어 정보는 상기 제 2 제어 정보에 포함된 자원 할당 정보의 해제 지시자를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    신호 수신 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 다중 반송파 관련 정보는,
    단일 반송파 단말 간 직접 통신을 위한 제어 정보의 리저브 (reserved) 비트들에 할당되는 것을 특징으로 하는,
    신호 수신 방법.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
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