KR102322769B1 - 무선 통신 시스템에서 단말의 d2d 탐색 신호 송신방법 - Google Patents

무선 통신 시스템에서 단말의 d2d 탐색 신호 송신방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 LTE 셀룰러 시스템에 적합한 D2D 신호의 선택적 전력 제어를 수행하기 위하여 PUCCH/D2D 신호 사이에서 SC-FDMA 부반송파 간 직교성이 유지되는 D2D 심벌 (이하 직교성 유지 D2D 심벌 위치)을 결정하는 방법, 직교성이 유지되는 심벌의 전력을 결정하는 방법 및 선택적 전력 제어에 따른 부가 정보 전송 방법 등의 요소 기술에 대한 것이다.
본 개시는 4G 시스템 이후 보다 높은 데이터 전송률을 지원하기 위한 5G 통신 시스템을 IoT 기술과 융합하는 통신 기법 및 그 시스템에 관한 것이다. 본 개시는 5G 통신 기술 및 IoT 관련 기술을 기반으로 지능형 서비스 (예를 들어, 스마트 홈, 스마트 빌딩, 스마트 시티, 스마트 카 혹은 커넥티드 카, 헬스 케어, 디지털 교육, 소매업, 보안 및 안전 관련 서비스 등)에 적용될 수 있다.

Description

무선 통신 시스템에서 단말의 D2D 탐색 신호 송신방법{A METHOD AND APPARATUS FOR TRANSMITTING A D2D DISCOVERY SIGNAL OF A TERMINAL IN THE WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}
본 발명은 무선 통신 시스템에서 단말의 D2D 탐색 신호 송신 방법에 대한 것으로, 보다 구체적으로, LTE (Long Term Evolution) 셀룰러 시스템의 주파수 대역을 사용하는 LTE 기반의 단말 간 (D2D: Device-to-Device) 인접 단말 탐색 (peer discovery) 기술에 관한 발명이다.
4G 통신 시스템 상용화 이후 증가 추세에 있는 무선 데이터 트래픽 수요를 충족시키기 위해, 개선된 5G 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템을 개발하기 위한 노력이 이루어지고 있다. 이러한 이유로, 5G 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템은 4G 네트워크 이후 (Beyond 4G Network) 통신 시스템 또는 LTE 시스템 이후 (Post LTE) 이후의 시스템이라 불리어지고 있다. 높은 데이터 전송률을 달성하기 위해, 5G 통신 시스템은 초고주파(mmWave) 대역 (예를 들어, 60기가(60GHz) 대역과 같은)에서의 구현이 고려되고 있다. 초고주파 대역에서의 전파의 경로손실 완화 및 전파의 전달 거리를 증가시키기 위해, 5G 통신 시스템에서는 빔포밍(beamforming), 거대 배열 다중 입출력(massive MIMO), 전차원 다중입출력(Full Dimensional MIMO: FD-MIMO), 어레이 안테나(array antenna), 아날로그 빔형성(analog beam-forming), 및 대규모 안테나 (large scale antenna) 기술들이 논의되고 있다. 또한 시스템의 네트워크 개선을 위해, 5G 통신 시스템에서는 진화된 소형 셀, 개선된 소형 셀 (advanced small cell), 클라우드 무선 액세스 네트워크 (cloud radio access network: cloud RAN), 초고밀도 네트워크 (ultra-dense network), 기기 간 통신 (Device to Device communication: D2D), 무선 백홀 (wireless backhaul), 이동 네트워크 (moving network), 협력 통신 (cooperative communication), CoMP (Coordinated Multi-Points), 및 수신 간섭제거 (interference cancellation) 등의 기술 개발이 이루어지고 있다. 이 밖에도, 5G 시스템에서는 진보된 코딩 변조(Advanced Coding Modulation: ACM) 방식인 FQAM (Hybrid FSK and QAM Modulation) 및 SWSC (Sliding Window Superposition Coding)과, 진보된 접속 기술인 FBMC(Filter Bank Multi Carrier), NOMA(non orthogonal multiple access), 및SCMA(sparse code multiple access) 등이 개발되고 있다.
한편, 인터넷은 인간이 정보를 생성하고 소비하는 인간 중심의 연결 망에서, 사물 등 분산된 구성 요소들 간에 정보를 주고 받아 처리하는 IoT(Internet of Things, 사물인터넷) 망으로 진화하고 있다. 클라우드 서버 등과의 연결을 통한 빅데이터(Big data) 처리 기술 등이 IoT 기술에 결합된 IoE (Internet of Everything) 기술도 대두되고 있다. IoT를 구현하기 위해서, 센싱 기술, 유무선 통신 및 네트워크 인프라, 서비스 인터페이스 기술, 및 보안 기술과 같은 기술 요소 들이 요구되어, 최근에는 사물간의 연결을 위한 센서 네트워크(sensor network), 사물 통신(Machine to Machine, M2M), MTC(Machine Type Communication)등의 기술이 연구되고 있다. IoT 환경에서는 연결된 사물들에서 생성된 데이터를 수집, 분석하여 인간의 삶에 새로운 가치를 창출하는 지능형 IT(Internet Technology) 서비스가 제공될 수 있다. IoT는 기존의 IT(information technology)기술과 다양한 산업 간의 융합 및 복합을 통하여 스마트홈, 스마트 빌딩, 스마트 시티, 스마트 카 혹은 커넥티드 카, 스마트 그리드, 헬스 케어, 스마트 가전, 첨단의료서비스 등의 분야에 응용될 수 있다.
이에, 5G 통신 시스템을 IoT 망에 적용하기 위한 다양한 시도들이 이루어지고 있다. 예를 들어, 센서 네트워크(sensor network), 사물 통신(Machine to Machine, M2M), MTC(Machine Type Communication)등의 기술이 5G 통신 기술이 빔 포밍, MIMO, 및 어레이 안테나 등의 기법에 의해 구현되고 있는 것이다. 앞서 설명한 빅데이터 처리 기술로써 클라우드 무선 액세스 네트워크(cloud RAN)가 적용되는 것도 5G 기술과 IoT 기술 융합의 일 예라고 할 수 있을 것이다.
한편, D2D 기술은 근접한 거리의 단말들이 기존의 인프라구조 (Infrastructure)의 중계 없이 직접 링크를 형성하여 트래픽을 교환하는 것으로, 기지국 (eNB: evolved Node B)의 부하를 분산시킬 수 있으며, 상대적으로 단거리를 전송함으로써 단말의 전력 소모를 줄이고 전송지연 (Latency) 또한 줄일 수 있는 장점이 있다.
초기의 D2D 통신 기술은 Wi-Fi Direct, Bluetooth와 같은 비 면허 대역에서 기술 개발 및 표준화가 이루어져 왔으나, 최근에는 면허 대역을 사용하는 셀룰러 시스템에서 D2D 통신을 지원하기 위한 기술 개발과 표준화가 진행 중이다. 대표적으로 이동통신 표준화 단체인 3GPP (3rd Generation Partnership Project)에서는 LTE release 12에 포함되는 새로운 기술의 하나로 ProSe (Proximity-based Services)라 불리는 LTE 기반의 D2D 기술 표준화 작업을 진행하고 있다.
LTE 기반의 D2D 기술은 각 단말이 자신 주변의 다른 단말을 탐색하는 과정인 단말 탐색(discovery) 과정과 인접 단말 간 직접 통신을 수행하는 D2D 통신 (communication) 의 기능을 가지도록 표준화가 진행되고 있다. 이 가운데 단말 탐색 과정과 관련해서는 탐색 채널 구조 및 자원 할당/선택 방법, 송신 시각 결정 방법, 송신 전력 결정 방법 등에 대한 논의가 진행되고 있다.
D2D 기술에서 수행되는 D2D 탐색(discovery)이란, 기 설정(pre-configuration)된 탐색 채널 내에서 단말간 별도의 신호 교환을 통해 주변에 위치한 단말들의 존재를 식별하고, 인접성을 파악하는 과정이라고 할 수 있다. LTE 기반 D2D 단말 (DUE: D2D User Equipment) 탐색 과정에 있어서, 각 단말은 기지국에 의해 정의된 단말 탐색용 채널 내 임의의 sub-frame에서 주변 단말에게 자신의 존재를 알리기 위한 탐색 신호를 전송하고, 그 외의 탐색 채널 구간 동안에는 다른 단말의 탐색 신호를 수신함으로써 인접 단말에 대한 탐색을 수행한다. 이때, 단말 탐색 채널은 상향 링크 대역 또는 상향 링크 시간 구간 내에 할당될 수 있으며, 셀룰러 네트워크의 정상적 운용을 위하여 단말 탐색 채널 내에도 셀룰러 PUCCH (Physical Uplink Control CHannel) 신호 전송이 가능하도록 설계되고 있다. 또한, 셀룰러 네트워크의 OFDM을 기반으로 한 단말 탐색 신호 간의 직교성 유지 및 충분한 통달 거리 확보를 위하여 단말 탐색 신호를 위한 보호 구간 (CP: Cyclic Prefix)의 규격은 셀룰러(cellular)신호를 위한 규격과 무관하게 노멀CP(normal CP) 와 확장된 CP(extended CP) 중 하나로 결정될 수 있다.
한편, 단말 탐색 신호와 셀룰러 PUCCH 신호의 동시 스케줄링 시 발생하는 상호 간의 인접 부반송파 간 간섭 (ICI: Inter-Carrier Interference) 을 완화하기 위하여, 단말 탐색 신호 또한 기존의 셀룰러 PUSCH (Physical Uplink Shared Channel)와 동일한 형태의 전력 제어를 수행하는 방법이 합의되었다. 즉, 탐색 신호의 송신 전력은 기지국과의 거리 차에 비례하게 되어, 기지국과의 거리가 가까운 DUE일수록 탐색 신호의 송신 전력이 낮아지게 된다. 이러한 결정 사항은 비록 기지국에서의 셀룰러 PUCCH 신호 및 D2D 탐색 신호 동시 수신 시 발생하는 near-far 문제를 완화하여 D2D 탐색 신호로 인한 셀룰러 PUCCH 신호의 수신 신호 대 간섭 및 전력 잡음 비 (SINR: Signal-to-Interference plus Noise power Ratio) 저하 문제를 개선하는 효과가 있으나, 기지국에 인접한 DUE의 경우 탐색 신호의 송신 전력이 지나치게 낮아져 충분한 탐색 반경이 보장되지 않는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로 D2D 탐색 신호로 인해 발생하는 셀룰러 PUCCH 신호의 SINR 열화를 적정 수준으로 제한함과 동시에 D2D 탐색 신호의 송신 전력을 가능한 한 높게 유지함으로써 탐색 신호의 통달 거리를 보장할 수 있는 방법을 제안한다. 구체적으로, 셀룰러 신호 및 D2D 탐색 신호 간의 CP 규격이 서로 다른 조건에서 적용 가능한 D2D 탐색 신호의 선택적 전력 제어 방법을 명시한다.
본 발명의 전력 제어 기법은 셀룰러 신호 및 D2D 탐색 신호의 CP 규격이 서로 다를 시 각각의 신호가 기지국에 수신되는 시각 간의 차이에 따라 sub-frame 내 특정 심벌 위치에서 직교성이 보장됨을 고려하여, 직교성이 유지되는 심벌을 통상적인 전력 제어를 통해 결정된 송신 전력 대비 높은 전력으로 송신하는 것이다.
한편, 본 발명의 실제적인 적용을 위해서는 전력을 증폭시키는 심벌의 위치, 전력 증폭량, 선택적 전력 제어에 따른 부가 정보 전송 방법 등의 요소가 결정되어야 한다. 따라서, 본 발명에서는 D2D 탐색 신호의 CP 규격, 기지국-DUE 간 거리, D2D 탐색 신호의 스케줄링 방법 등을 고려하여 상술한 요소들에 대한 결정 방법을 제시한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 무선통신시스템에서 단말의 D2D 탐색 신호 전송 방법은 D2D 탐색 신호에 대한 적어도 하나의 심벌을 결정하는 단계; 상기 결정된 적어도 하나의 심벌에 적용될 전송 전력을 결정하는 단계; 및 결정된 상기 전송 전력으로 상기 D2D 탐색 신호를 전송하는 단계를 포함한다.
또한 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신시스템에서 기지국의 D2D 탐색 신호 전송을 지원하는 방법에 있어서, D2D 탐색 신호에 대한 적어도 하나의 심벌에 적용될 송신 전력을 결정하는 데 이용되는 전력 증폭 값을 결정하는 단계; 및 결정된 상기 송신 전력에 대한 정보를 상위 계층 시그널링을 통해 단말에 전송하는 단계;를 포함한다.
또한 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신시스템에서 D2D 탐색 신호 전송 단말에 있어서, 신호를 송수신하는 송수신부; 및 D2D 탐색 신호에 대한 적어도 하나의 심벌을 결정하고, 상기 결정된 적어도 하나의 심벌에 적용될 전송 전력을 결정하고, 결정된 상기 전송 전력으로 상기 D2D 탐색 신호를 전송하는 것을 제어하는 제어부;를 포함한다.
또한 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신시스템에서 D2D 탐색 신호 전송을 지원하는 기지국에 있어서, 신호를 송수신하는 송수신부; 및 D2D 탐색 신호에 대한 적어도 하나의 심벌에 적용될 송신 전력을 결정하는 데 이용되는 전력 증폭 값을 결정하고, 결정된 상기 송신 전력에 대한 정보를 상위 계층 시그널링을 통해 단말에 전송하는 것을 제어하는 제어부;를 포함한다.
본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, D2D 신호에 대해 선택적 송신 전력 제어를 수행함으로써 기존 셀룰러 시스템에 미치는 간섭을 최소화하면서도 D2D 탐색 신호의 수신 성능을 향상시킬 수 있다. 또한, D2D 탐색 신호로 인해 발생하는 셀룰러 PUCCH 신호의 SINR 열화를 적정 수준으로 제한함과 동시에 D2D 탐색 신호의 송신 전력을 가능한 한 높게 유지함으로써 탐색 신호의 통달 거리를 보장할 수 있다는 효과가 있다. 또한 본 발명에 따르면, 수신 D2D 단말 측에서 수신한 부가정보들을 종합하여 각 심벌 별 수신 전력을 예측해 빠르게 AGC 이득 값 조정을 수행할 수 있다는 효과가 있다.
도 1은 D2D 탐색 채널의 구조를 나타낸 도면,
도 2는 셀룰러 신호를 위한 CP와 D2D 탐색 신호를 위한 CP 규격이 불일치 하는 경우의 간섭이 발생하는 상태를 설명하기 위한 도면,
도 3 및 도 4는 D2D 탐색 신호의 전력 제어 기준값에 따른 ICI 발생을 설명하기 위한 도면,
도 5는 D2D 탐색 신호의 전력 제어로 인한 D2D 탐색 성능이 저하되는 것을 설명하기 위한 도면,
도 6은 기지국과 D2D 단말 간 거리에 따른 탐색 신호의 통달 거리를 나타낸 도면,
도 7은 셀룰러 단말의 PUCCH와 D2D 단말의 탐색 신호가 서로 다른 CP 규격을 사용하는 경우 직교성이 유지되는 D2D 탐색신호의 심벌 위치를 나타낸 도면,
도 8은 D2D 신호의 RTD가 변하는 경우 직교성이 유지되는 심벌의 위치를 나타낸 도면,
도 9는 셀룰러 PUCCH신호와 D2D 탐색 신호의 CP 규격이 각각 normal CP 및 extended CP인 경우의 직교성 유지 심벌의 위치 변화를 나타낸 도면,
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 D2D 탐색 신호 전송 방법의 동작을 나타낸 순서도,
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 D2D 탐색 신호 전송 방법에서 직교성이 유지되는 심벌을 판단하는 과정을 나타낸 순서도,
도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 D2D 탐색 신호 전송 방법에서 직교성이 유지되는 심벌의 증폭된 송신 전력을 결정하는 방법을 나타낸 도면,
도 13은 본 발명에 따라 전송된 D2D 탐색 신호를 수신하는 단말의 AGC 동작 지원을 위한 정보를 제공하는 방법을 나타낸 도면,
도 14 및 도 15는 ISD 500 m 환경에서 D2D 신호에 대해 제안 기법을 적용했을 때의 PUCCH 수신 SINR 성능 및 D2D 수신 SINR 성능의 CCDF 곡선을 나타낸 도면,
도 16 및 도 17은 ISD 1,732 m 환경에서 D2D 신호에 대해 제안 기법을 적용했을 때의 PUCCH 수신 SINR 성능 및 D2D 수신 SINR 성능의 CCDF 곡선을 나타낸 도면,
도 18은 본 발명의 실시 예에 따른 D2D 탐색 신호를 전송하는 단말의 구성을 나타낸 장치도,
도 19는 본 발명의 실시 예에 따른 D2D 탐색 신호 전송을 지원하는 기지국의 구성을 나타낸 장치도이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
실시 예를 설명함에 있어서 본 발명이 속하는 기술 분야에 익히 알려져 있고 본 발명과 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 발명의 요지를 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다.
이하의 설명에서 사용되는 특정 용어들은 본 발명의 이해를 돕기 위해서 제공된 것이며, 이러한 특정 용어의 사용은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경될 수 있다.
본 명세서에서 직교성(orthogonality)이 유지된다는 것은 둘 이상의 신호가 서로 영향을 주지 않으면서 함께 동작할 수 있는 상태나 특성을 의미하고, 두 신호가 직교하는 경우 두 신호의 컨볼루션(convolution)출력은 0이 되며, 서로 연관이 없어 각각 구별될 수 있다.
도 1은 D2D 탐색 채널의 구조를 나타낸 도면이다.
D2D 단말 탐색을 위한 탐색 채널은 도 1에 나타낸 바와 같이 다수의 연속된 서브프레임(sub-frame)을 별도의 탐색 신호 전송용 채널로 사용하는 구조일 수 있다. 이때, 탐색 신호 전송용 채널에서도 셀룰러 단말의 제어 채널 전송을 보장하기 위하여, 탐색 채널 내의 상하측 대역 일부를 PUCCH 신호(signal)(100)를 위한 영역(zone)으로 할당할 수 있다. PUCCH신호(signal)(100)를 위한 영역(zone)은 sub-frame 당 상측 및 하측 대역에 각각 3개 RB (Resource Block)을 이용할 수 있고, 방법PUCCH신호는 1개 PRB (Physical Resource Block) 크기로, 슬롯(slot) 단위로 홉핑(hopping)이 적용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
PUCCH 신호(signal)(100)를 위한 영역(zone)을 제외한 나머지 영역은 탐색 자원으로 각 D2D단말의 탐색 신호(110)는 탐색 자원 영역 내 일정 개수의 PRB에 할당되어 전송될 수 있다. 한편, D2D 단말 탐색을 위한 탐색 신호(110)는 각 단말이 전송할 자원을 랜덤하게 선택하는 분산적 스케줄링 방법 (이하, Type-1) 또는 일부 RRC_CONNECTED 단말에 한해 기지국이 탐색 신호를 직접 스케줄링하는 방법 (이하, Type-2B) 이 적용될 수 있다. 이때, Type-1 단말 탐색 방법의 경우 셀룰러 PUSCH (Physical Uplink Shared Channel) 신호 구간과 D2D 단말 탐색 구간을 TDM (Time Division Multiplexing) 형태로 분리함으로써 단말 탐색 채널 내에서 셀룰러 PUSCH 신호가 스케줄링 되지 못한다. 반면, Type-2B 단말 탐색 방법의 경우 셀룰러 PUSCH 신호와 단말 탐색 신호가 FDM (Frequency Division Multiplexing) 형태로 동시 스케줄링될 수 있다. 이러한 Type-1 및 Type-2B 탐색 방법은 도 1의 예와 같이 각각 서로 다른 sub-frame에 적용되는 형태로 하나의 탐색 채널 내에서 동시에 적용되거나 두 방법 가운데 특정 방법만이 전체 탐색 채널 영역에 적용될 수 있다.
PUCCH 신호는 일반적으로 기지국의 스케줄링에 의해 PUCCH 신호를 전송할 RB 자원이 선택된다. 또한, PUCCH 신호의 송신 시각은 기지국이 자신이 관장하는 셀 내에서 서로 다른 위치에 존재하는 단말들이 상향링크로 송신하는 데이터 및 제어정보가 동일한 시간대에 수행하도록 할당한 기지국-단말 간 거리 차에 따른 시간 차이인 TA(Timing Advance)값에 기반할 수 있다. 즉, 단말은 기지국이 기지국에서의 직교성 유지를 위하여 RRC_CONNECTED 상태의 단말에 한해서 기지국-단말 간 거리 차에 따라 설정한 TA (Timing Advance)가 적용된 시각을 고려하여 PUCCH를 송신 할 수 있다. 또한, 기지국은 단말에 대하여 기지국으로부터 수신되는 하향 링크 전력 감쇄량을 고려해 단말 신호의 송신 전력을 제어하는 형태의 전력 제어를 수행할 수 있다. 이는 기지국이 셀 내의 모든 단말들로부터 동일한 수신 전력을 보장하기 위한 LTE 상향링크 내에 정의된 전력 제어 방법으로서, 송신 전력 P Tx - PUCCH 는 다음의 [수학식 1]과 같이 표현할 수 있다.
[수학식 1]
Figure 112015079879000-pat00001
여기서 Pmax는 셀룰러 네트워크 내 단말의 최대 송신 전력이며, P0_ PUCCH는 셀룰러 PUCCH 신호의 전력 제어 기준 전력 및 PUCCH 신호에 대한 경로 손실 제어 상수를 나타낸다. 또한, PL은 하향 링크 참조 신호의 수신 전력 (RSRP: Reference Signal Received Power) 으로부터 추정된 경로 손실 (path-loss) 양을 의미한다. 한편, D2D 탐색 신호의 송신 시각은 Type-1 탐색 방법과 Type-2B 탐색 방법이 각각 다를 수 있다.
Type-1 탐색 방법을 사용하는 단말의 경우 RRC_CONNECTED 단말과 RRC_IDLE 단말에 공통적인 탐색 신호 송신 시각을 설정하기 위하여 일반적인 셀룰러 신호와 달리 단말 별 고유의 TA 를 적용하지 않고 기지국의 하향링크 수신 시각을 기준으로 탐색 신호를 송신한다.
Type-2B 탐색 방법을 사용하는 단말의 경우에는 RRC_CONNECTED 단말들만이 탐색 과정에 참여하므로 일반적인 셀룰러 신호와 동일하게 TA가 적용된 시각에 탐색 신호를 송신한다.
한편, D2D 탐색 신호에는 셀룰러 PUSCH 신호와 동일한 형태의 전력 제어 기법이 적용되며, 그 결과 D2D 탐색 신호의 송신 전력 P Tx - D2D는 다음의 [수학식 2]와 같이 결정된다.
[수학식 2]
Figure 112015079879000-pat00002
여기서 MD2D는 D2D 탐색 신호가 할당되는 PRB 개수이며, P0_ D2D 및 αD2D는 각각 D2D 탐색 신호의 전력 제어 기준 전력 및 경로 손실 제어 상수를 나타낸다. 또한, ΔMCS는 일반적인 PUSCH 신호 전력 제어 시 MCS (Modulation and Coding Scheme) 레벨(level)에 따라 결정되는 전력 증폭 계수인데, 일반적으로 D2D 탐색 신호의 MCS level은 적응적으로 조정되지 않으므로 ΔMCS는 실질적으로 사용되지 않거나 모든 D2D 단말에게 동일한 값으로 제공될 수 있다. 한편, fC _ D2D는 RRC_CONNECTED 단말의 D2D 송신 전력을 폐 루프(closed-loop)로 제어 (absolute power control 또는 accumulated power control) 하기 위한 계수로서, 각 단말은 D2D 탐색 신호가 송신되는 시점으로부터 수 서브프레임(sub-frame) 이전에 PDCCH (Physical Downlink Control CHannel) 내의 TPC (Transmission Power Control) 커맨드(command)를 수신함으로써 fC _ D2D 값을 획득할 수 있다. 다만, 다양한 실시 예에서 단말 탐색 신호에 대해서는 폐 루프(closed-loop) 전력 제어를 수행하지 않을 수 있다. 이 경우 fC _ D2D 는 단말 탐색 과정에서는 실질적으로 사용되지 않을 수 있다. 셀룰러 PUCCH 신호를 위한 전력 제어 파라미터 P0_ PUCCH 와 그에 대응되는 D2D 탐색 신호용 전력 제어 파라미터인 P0_ D2D는 서로 다를 수 있으며, 각각 기지국에 의해 적절한 값으로 선택되어 PDCCH (Physical Downlink Control CHannel) 내 SIB (System Information Block) 을 통해 셀 내의 단말들에게 제공된다.
D2D 탐색 신호의 전송을 위한 SC-FDMA (Single Carrier-Frequency Division Multiple Access) 신호 변조 시 적용되는 CP 규격은 셀룰러(cellular) 신호를 위한 CP 규격과 무관하게 5.21/4.69 μs 길이의 normal CP 또는 16.67 μs 길이의 extended CP 중 하나로 결정될 수 있다. 이에 의해, 실제 운용에서는 셀룰러 신호를 위한 CP 규격 및 D2D 탐색 신호를 위한 CP 규격 간의 불일치가 발생할 수 있다. 가령, ISD (Inter-Site Distance) 가 500 m 이하인 small-cell 환경에서는 셀룰러 신호를 위한 CP는 normal CP를 적용하되 D2D 탐색 신호를 위한 CP는 탐색 신호들 간의 수신 시각 차이에 따른 상호 직교성 파괴를 방지함으로써 충분한 크기의 탐색 범위를 보장하기 위한 목적으로 extended CP를 사용할 수 있다. 반대의 예로서, ISD가 큰 large-cell 환경에서는 넓은 셀 반경에 따른 큰 다중 경로 지연을 고려하여 셀룰러 신호를 위한 CP는 extended CP를 고려하되 D2D 신호를 위한 CP는 실내 hot-zone 등 단말이 밀집된 특정 공간 내에서의 제한적인 단말 탐색만을 목표로 하여 normal CP를 적용할 수 있다.
도 2는 셀룰러 신호를 위한 CP와 D2D 탐색 신호를 위한 CP 규격이 불일치 하는 경우의 간섭이 발생하는 상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 2에 따르면, D2D 단말(210)은 D2D 탐색 채널을 셀룰러 네트워크의 상향 링크 대역 또는 상향 링크 시간 구간 내에 할당하여 D2D 탐색 채널과 셀룰러 PUCCH 가 공존하는 상태가 발생한다. 이 경우, 셀룰러 신호와 D2D 신호의 CP 규격이 서로 다를 경우, 기지국의 셀룰러 PUCCH 신호 복조 과정에서 동일 서브프레임(sub-frame)을 통해 수신되는 D2D 탐색 신호의 직교성이 유지되지 않을 수 있다.
따라서, PUCCH의 CP길이를 벗어난 D2D 탐색 신호가 기지국에 수신되는 경우 직교성이 파괴된 부분에서 D2D 탐색 신호가 기지국이 수신하는 셀룰러 단말(200)의 PUCCH에 ICI를 야기할 수 있다. 즉, 기지국은 셀룰러 PUCCH 신호 복조를 위해 셀룰러 PUCCH 신호에 적용된 CP 규격을 고려하여 유효 FFT (Fast Fourier Transform) 구간을 설정하게 되는데, CP 규격이 다른 D2D 탐색 신호는 기지국이 설정한 유효 FFT 구간 내에서 직교성이 보장되지 않으므로 FFT 연산 이후 주파수 영역에서 ICI를 유발할 수 있는 것이다.
도 3 및 도 4는 D2D 탐색 신호의 전력 제어 기준값에 따른 ICI 발생을 설명하기 위한 도면이다.
만일 도 3과 같이 D2D 탐색 신호의 기준 전력인 P0_ D2D가 셀룰러 PUCCH 신호를 위한 기준 전력 P0_ PUCCH 대비 일정 수준 이상으로 크게 설정된다면, 기지국의 D2D 탐색 신호의 수신 전력이 셀룰러 PUCCH 신호의 수신 전력 대비 상당히 높아지며, 그 결과 D2D 탐색 신호의 ICI로 인해 셀룰러 PUCCH 신호는 상당량의 수신 SINR 열화를 겪을 수 있다.
따라서, 도 4와 같이 기지국이 적정 수준의 D2D 탐색 신호의 기준 전력 P0_ D2D를 설정하게 되면, 셀룰러 단말이 전송한 PUCCH의 CP길이를 벗어난 구간에서 D2D의 탐색신호가 수신되더라도 셀룰러 PUCCH 신호가 받는 ICI의 양을 일정 수준 이하로 유지할 수 있어 D2D 탐색 수행 시에도 셀룰러 시스템의 성능을 보장할 수 있게 된다.
도 5는 D2D 탐색 신호의 전력 제어로 인한 D2D 탐색 성능이 저하되는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 5에 따르면, D2D 탐색 신호에 [수학식 2]와 같은 전력 제어를 적용하는 경우, 기지국-D2D단말(DUE) 간의 거리가 가까울수록 탐색 신호의 송신 전력이 낮아진다.
따라서, 도 5에 표현된 바와 같이 셀 외각 지역에 위치한 단말들 대비 셀 중심부에 위치한 DUE들의 단말의 탐색 반경이 극도로 제한될 수 있다.
도 6은 기지국과 D2D 단말 간 거리에 따른 탐색 신호의 통달 거리를 나타낸 도면이다.
도 6은 구체적으로, 단말 탐색 반경의 제한 문제를 보여주는 실험 결과로서, 현재 표준화 회의에서 D2D 단말 탐색 성능 분석을 위해 고려되고 있는 cell layout option 3 (ISD = 500 m, out-door 환경) 및 cell layout option 5 (ISD = 1,732 m, out-door 환경)을 고려하여 기지국-DUE 간 거리에 따라서 해당 DUE가 송신한 D2D 탐색 신호가 3 dB 이상의 수신 SNR을 가지게 되는 통달 거리를 나타낸 것이다.
도 6에서 확인할 수 있듯이, ISD = 500 m 환경에서는 기지국에 100 m 이내로 인접한 단말이 3 dB 이상의 SNR을 가지고 수신되는 거리는 70 m 이내이며, 이는 해당 DUE와 70 m 이내로 충분히 인접한 단말 만이 해당 단말의 존재를 식별할 수 있음을 뜻한다. 뿐만 아니라, ISD = 500 m 환경에서 셀 최외각 지점인 기지국과 약 288 m 떨어진 지점에 있는 단말의 통달 거리 또한 200 m에 불과해 충분한 탐색 반경이 보장되지 못함을 알 수 있다. ISD = 1,732 m 환경에서는 기지국과의 거리가 550 m 이상 멀어짐에 따라 통달 거리가 500 m 이상으로 증가하여 상대적으로 넓은 탐색 반경을 가지게 되지만, 기지국과 인접한 단말의 경우 여전히 탐색 반경이 크게 저하됨을 확인할 수 있다.
이러한 탐색 반경 저하 문제를 근본적으로 개선하기 위해서는 D2D 신호를 위한 기준 전력 P0_ D2D 를 증가시켜 D2D 탐색 신호의 송신 전력을 전반적으로 증폭시키는 방법을 고려할 수 있다. 그러나, 앞서 언급하였듯이 셀룰러 PUCCH 신호에 미치는 간섭을 적정 수준으로 제한하기 위해서는 P0_ D2D 를 셀룰러 PUCCH 신호를 위한 특정 상한 값 이상으로 증가시킬 수 없으므로, P0_ D2D 를 증가시킴으로써 D2D 탐색 신호 성능을 개선하는 방안에는 한계가 있을 수 있다.
따라서 본 명세서에서는 LTE 셀룰러 시스템에서 PUCCH/D2D 신호 간 CP 규격이 불일치하는 조건에서 D2D 탐색 신호에 대한 단순 전력 제어 수행 시 D2D 탐색 성능이 저하되는 문제점을 개선하기 위하여, D2D 신호 내 SC-FDMA 심벌 별로 선택적인 전력 제어를 수행하는 방법을 제안한다. 구체적으로 본 명세서에서 제안하는 선택적 전력 제어 기법은 PUCCH/D2D 신호 간 CP 규격이 불일치 하는 경우에도, 일부 SC-FDMA 심벌에서는 두 신호 간의 직교성이 보장됨을 고려하여, PUCCH 신호와의 직교성이 유지되는 D2D 신호 내 일부 심벌에 상대적으로 높은 송신 전력을 적용함으로써 셀룰러 PUCCH 신호에 간섭을 적정 수준으로 유지하면서도 D2D 탐색 신호의 평균 송신 전력을 증가시킬 수 있다.
도 7은 셀룰러 단말의 PUCCH와 D2D 단말의 탐색 신호가 서로 다른 CP 규격을 사용하는 경우 직교성이 유지되는 D2D 탐색신호의 심벌 위치를 나타낸 도면이다.
기지국에서 CP 규격이 서로 다른 PUCCH 신호 및 D2D 신호를 동시에 수신하는 경우, PUCCH 신호 복조를 위해 PUCCH 신호의 SC-FDMA 심벌 CP 규격에 맞추어 유효 FFT 구간을 설정하여 수신 신호를 복조하더라도 일부 D2D 심벌은 PUCCH 신호 복조를 위한 유효 FFT 구간 내에서 신호 연속성이 유지되며, 해당 D2D 심벌 구간에서는 PUCCH 신호와 SC-FDMA 부반송파 간 직교성이 유지되어 ICI가 발생하지 않는다.
이 때, 직교성이 유지되는 D2D 심벌의 위치는 고정되어 있지 않으며, 기지국과 DUE 간 거리 (deNB -DUE)에 따라 달라진다. 하향링크 수신 시각을 기준으로 송신이 이루어지는 TYPE-1 방법의 경우 D2D 탐색 신호는 기지국의 기준 시각보다 늦은 시각에 기지국에 도달하며, 기지국의 기준 시각 에 정렬되어 수신되는 셀룰러 PUCCH 신호와 수신 시각의 차이를 가진다. 이 경우, 수신 시각의 차이는 deNB -DUE에 따른 D2D 신호의 RTD(Round Trip Delay)(τRTD)와 동일하며, 수신 시각의 차이에 따라 두 종류의 수신 신호 시각이 어긋나게 되어 일정 수준 이상의 수신 시각 차가 발생할 시 직교성이 유지되는 D2D 심벌의 위치가 변할 수 있다. 도 7에 따르면, 셀룰러 PUCCH신호와 D2D 탐색 신호의 CP 규격이 각각 normal CP 및 extended CP일 때, D2D 신호의 τRTD가 없는 경우 4개의 D2D 심벌 위치 (Sn = {0, 5, 6, 11}, 여기서 Sn 은 PUCCH 신호와의 직교성이 유지되는 D2D 탐색 신호의 SC-FDMA 심벌 인덱스 집합) 에서 직교성이 유지된다.
도 8은 D2D 신호의 RTD가 변하는 경우 직교성이 유지되는 심벌의 위치를 나타낸 도면이다.
도 8에 따르면, DUE가 기지국으로부터 멀어져 τRTD가 증가하는 경우 PUCCH와 D2D 탐색 신호의 기지국 수신 시각 차이가 증가하게 되며, τRTD가 일정 크기 이상이 될 경우 직교성 유지 D2D 심벌의 위치가 변화한다. 직교성 유지 심벌 위치 변화의 경계는 셀룰러 PUCCH 신호의 각 슬롯(slot) 첫 번째 심벌의 CP 길이인 5.21 μs 에 해당하는 τRTD가 발생하는 지점일 수 있다. 이 때의 시간 지연량은 LTE 셀룰러 시스템에서 10 MHz의 대역폭 및 1024 FFT 크기를 고려할 때 80 sample 에 해당할 수 있다. 한편, 해당 τRTD가 발생하는 기지국-단말 간 거리는 약 781.25 m 이다. 따라서 deNB -DUE = 781.25 m를 경계로 직교성 유지 D2D 심벌의 위치가 변화할 수 있으며, 이를 정리한 결과는 다음의 [표 1]과 같다.
Case τRTD dDUE - eNB Target D2D symbol
1 τRTD ≤ 80 sample deNB -DUE ≤ 781.25 m Sn = {0, 5, 6, 11}
2 τRTD > 80 sample deNB -DUE > 781.25 m Sn = {5, 11}
<PUCCH/D2D 신호 수신 시각 차이에 따른 직교성 유지 D2D 심벌 위치 ― normal/extended>
한편, τRTD가 184 sample 이상인 경우 새로운 직교성 유지 D2D 심벌이 발생하지만, 이를 발생시키기 위한 deNB -DUE는 1,796 m로서 전술한 [수학식 2]와 같은 전력 제어 방식을 적용할 경우 일반적으로 D2D 탐색 신호의 송신 전력이 단말의 최대 송신 전력인 Pmax에 포화되게 되므로, 선택적 심벌 전력 제어는 무의미해진다. 따라서 셀룰러 PUCCH신호와 D2D 탐색 신호의 CP 구성이 각각 normal CP 및 extended CP인 경우 직교성 유지 D2D 심벌 위치를 [표 1]과 같은 두 가지 경우로 한정할 수 있다.
도 9는 셀룰러 PUCCH신호와 D2D 탐색 신호의 CP 규격이 각각 normal CP 및 extended CP인 경우의 직교성 유지 심벌의 위치 변화를 나타낸 도면이다.
도 9에 따르면 [표 1]에 나타난 바와 같이 , τRTD가 80 sample 이하인 경우(deNB-DUE ≤ 781.25 m)는 직교성이 유지되는 D2D 탐색 신호의 심벌 인덱스는 각각 {0, 5, 6, 11}이고, τRTD가 80 sample 초과이고 184 sample 미만인 경우에는(781.25 m <deNB -DUE <1,796m) 직교성이 유지되는 D2D 탐색 신호의 심벌 인덱스가 {5, 11}이다. 반대로 셀룰러 PUCCH 신호와 D2D 탐색 신호의 CP 규격이 각각 extended CP 및 normal CP인 경우, 2개의 심벌 위치에서 (Sn = {6, 13}) 직교성이 유지되고, 직교성 유지 심벌 위치 변화의 경계는 τRTD가 상기 직교성 유지 D2D 심벌의 CP 길이 (72 sample)인 지점일 수 있다. 이를 정리한 결과는 다음의 [표 2]와 같다.
Case τRTD dDUE - eNB Target D2D symbol
1 τRTD ≤ 72 sample deNB -DUE ≤ 703.13 m Sn = {6, 13}
2 τRTD > 72 sample deNB -DUE > 703.13 m -
<PUCCH/D2D 신호 수신 시각 차이에 따른 직교성 유지 D2D 심벌 위치 ― extended/normal>
한편, 셀룰러 PUCCH신호와 D2D 탐색 신호의 CP 규격이 각각 extended CP 및 normal CP인 경우 τRTD가 72 sample 이하일 때 D2D 신호 중 두 개의 심벌(Sn = {6, 13})에서 직교성이 유지되지만, 이를 72 sample을 초과할 경우 직교성 유지 심벌이 사라지게 된다. 또한 τRTD가 176 sample 이상인 경우 새로운 직교성 유지 D2D 심벌이 발생하지만, 이 경우는 D2D 탐색 신호의 송신 전력이 Pmax에 포화되므로 고려 대상에서 제외한다. 따라서 셀룰러 PUCCH신호와 D2D 탐색신호의 CP 구성이 각각 extended CP 및 normal CP인 경우 직교성이 유지되는 D2D 심벌의 위치는 [표 2]와 같은 두 가지 경우로 한정한다.
또한 일반적인 셀룰러 신호와 동일하게 TA가 적용된 시각에 탐색 신호를 송신하는 TYPE-2B의 경우 기지국에 수신되는 시각의 차이가 없으므로, 셀룰러 PUCCH와 D2D 탐색신호의 CP의 구성이 각각 normal CP 및 extended CP 이거나 extended CP 및 normal CP인 경우 모두 τRTD가 0 이므로, [표 1] 및 [표 2]의 경우 모두 Case 1의 경우에 해당하는 직교성 유지 심벌을 가질 수 있다.
직교성 유지 D2D 심벌의 위치는 τRTD 에 따라 변하므로 DUE는 τRTD를 추정하여 직교성 유지 심벌의 위치를 판단하는 과정을 선행하여야 한다. 이후, 해당 심벌의 전력 증폭량을 적응적, 또는 사전 결정된 시스템 파라미터에 따라 결정하며, 필요 시 수신 D2D 단말의 AGC (Automatic Gain Control) 동작을 지원하기 위한 용도로 선택적 송신 전력 제어에 대한 부가 정보를 탐색 신호 내 일부 메시지 비트에 할당하여 전송할 수 있다.
이하에서는 도 10 내지 도 13을 통해 직교성 유지 D2D 심벌 판단 과정, 송신 전력 결정 과정, 부가 정보 구성 및 전송 과정을 보다 상세하게 설명한다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 D2D 탐색 신호 전송 방법의 동작을 나타낸 순서도이다.
도 10에 따르면, 먼저 단말은 D2D 탐색 신호의 각 심벌 중 셀룰러 단말의 PUCCH 신호와 직교성을 유지하는 심벌이 어디에 위치하였는지를 판단할 수 있다(1001).
단말이 직교성이 유지되는 D2D 심벌의 위치를 판단하는 과정은 도 11에 대한 설명에서 보다 상세하게 설명한다.
1003단계에서, 단말은 직교성이 유지되는 심벌의 증폭된 송신 전력을 결정할 수 있다.
직교성 유지 심벌의 송신 전력 증폭 값을 결정하는 방법에 대해서는 도 12에 대한 설명에서 보다 상세하게 설명한다.
1005단계에서, 단말은 결정된 송신 전력으로 D2D 탐색 신호를 전송할 수 있다.
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 D2D 탐색 신호 전송 방법에서 직교성이 유지되는 심벌을 판단하는 과정을 나타낸 순서도이다.
보다 구체적으로, 도 11(a)와 도 11(b)는 단말이 직교성이 유지되는 심벌을 판단하는 서로 다른 실시예에 대한 동작을 설명하는 도면이다.
도 11(a)에 따르면, 먼저 단말은 단말이 기지국에 접속된 상태인지를 판단할 수 있다(1101). 여기서 단말이 기지국에 접속된 상태라 함은 RRC_CONNECTED 상태를 의미할 수 있다.
단말이 기지국에 접속해 있는 상태가 아닌 경우, 즉 RRC_IDLE 상태인 경우, 단말은 스스로 τRTD 를 추정하고 직교성 유지 D2D 심벌의 위치를 판단해야 한다. 즉, RRC_IDLE 상태의 단말은 기지국으로부터 τRTD와 관련된 정보를 전달받지 못하며 오직 기지국의 하향링크 신호만을 주기적으로 수신한다.
단말은 기지국의 하향링크 신호의 RSRP(Reference Signal Received Power)를 측정하여, 이로부터 τRTD 를 대략적으로 추정할 수 있다. 구체적으로 RRC_IDLE 상태의 단말은 [수학식 2]와 같은 전력 제어를 수행하기 위해 기지국 하향링크 신호로부터 RSRP를 측정하며(1103), 이를 통해 기지국과 단말 사이의 경로에 따른 경로 손실 (PL)을 추정한다. 이때 PL은 τRTD 와 비례하는 값이므로, PL을 통해 대략적으로 τRTD 를 대략적으로 추정하는 것이 가능하다.
여기서, 직교성 유지 D2D 심벌의 위치가 변화하는 경계 지점에서의 기지국 하향링크 신호 경로 손실 (PLthres)는 직교성 유지 D2D 심벌의 위치 판단 기준으로 활용할 수 있다. 단말은 하향링크 수신 신호의 RSRP를 통해 측정한 PL과 경계 지점의 PLthres의 비교를 통해 자신의 위치가 경계 지점 내에 속하는지 그 외로 벗어났는지를 판단할 수 있으며, 이를 통해 직교성 유지 D2D 심벌의 위치를 스스로 결정할 수 있으며 이를 정리한 결과는 다음의 [표 3]과 같다.
Case Criteria Target symbol
Normal/extended CP Extended/normal CP
1 PL ≤ PLthres Sn = {0, 5, 6, 11} Sn = {6, 13}
2 PL > PLthres Sn = {5, 11} -
<추정된 경로 손실값 비교를 통한 직교성 유지 D2D 심벌 위치 파악>
PLthres는 PUCCH/D2D 신호의 CP 규격이 normal CP/extended CP인 경우 deNB -DUE = 781.25 m 일 때의 경로 손실 값이며, CP 규격이 extended CP/normal CP인 경우 deNB-DUE = 703.13 m 일 때의 경로 손실 값이다. 해당 지점에서의 PLthes는 사전 측정 또는 시스템 경로 손실 모델에 따라 구할 수 있다. 예를 들어, urban micro cell 채널 모델에서의 경로 손실 모델을 이용하는 경우 셀룰러 PUCCH신호와 D2D 탐색 신호 의 CP 규격이 각각 normal CP 및 extended CP일 때 평균적인 PLthres를 123.06 dB로 구할 수 있다. 이를 통해 1105단계에서 단말은 도출된 PLthres123.06 dB와 하향링크 신호 RSRP를 통해 실측한 PL을 비교하여 [표 3]과 같이 직교성 유지 심벌의 위치를 판단한다. 혹은 field measurement 등을 통해 사전에 경로 손실값을 실측함으로써 적정한 PLthres 값을 시스템 파라미터로 구성할 수 있으며, 이 경우 단말은 사전 획득한 PLthres 값을 고려하여 상기의 과정을 수행한다. 구체적으로, 셀룰러 PUCCH신호와 D2D 탐색 신호의 CP 규격이 각각 normal CP 및extended CP 일 때, 고려하는 셀룰러 환경에서 항상 직교성을 유지하는 특정 D2D 심벌들이 존재한다 (Sn = {5, 11}). 따라서 normal CP/extended CP 인 경우에 한해서, 상기의 직교성 유지 D2D 심벌의 위치를 탐색하는 과정 없이 추가 전력 사용을 위해 해당 두 심벌만을 선택하는 방안도 가능하다. 이 경우 고정된 직교성 유지 D2D 심벌을 사용함으로써 직교성 유지 D2D 심벌을 탐색하기 위한 절차를 생략할 수 있어 제안 기법 구현이 용이해지는 장점이 존재한다.
1105단계에서 기지국과 단말 사이의 경로 손실(PL)이 직교성 유지 D2D 심벌의 위치가 변화하는 경계 지점에서의 기지국 하향링크 신호 경로 손실(PLthres) 보다 작거나 같은 경우에는 τRTD 가 임계값 이하임을 의미하므로, 직교성이 유지되는 D2D 심벌 인덱스가 Case 1인 경우로 추정할 수 있다.
반대로 기지국과 단말 사이의 경로 손실(PL)이 직교성 유지 D2D 심벌의 위치가 변화하는 경계 지점에서의 기지국 하향링크 신호 경로 손실(PLthres) 보다 큰 경우에는 τRTD 가 임계값 이상임을 의미하므로, 직교성이 유지되는 D2D 심벌 인덱스가 Case 2인 경우로 추정할 수 있다.
1101단계에서, 단말이 기지국에 접속한 상태 즉, RRC_CONNECTED인 상태의 경우에는 1107 단계로 진행하여 기지국이 D2D단말의 탐색 신호를 직접 스케줄링 하는지를 판단할 수 있다.
판단결과 기지국이 D2D단말의 탐색 신호를 직접 스케줄링 하지 않고, 단말이 임의로 탐색자원을 선택하는 경우에는 TYPE-1 방법으로 탐색 자원을 할당하는 것임을 알 수 있다.
단말이 기지국과 상향링크 동기를 수행한 RRC_CONNECTED 상태인 경우, 단말은 상향링크 동기화를 수행하는 과정에서 TAC (Timing Advanced Command)를 획득할 수 있다(1109). 획득한 TAC를 통해 단말은 직교성 유지 D2D 심벌의 위치를 파악할 수 있다. 하향링크 기준 시각을 상향링크 기준 시각으로 조절하기 위해 사용되는 TAC는 기지국과 DUE 간 거리에 따른 τRTD와 동일한 값이기 때문에 이를 통해 단말은 셀 내 자신의 위치를 파악할 수 있다. 1111단계에서 단말은 [표 1], [표 2]에서 나타낸 바와 같이 직교성 유지 D2D 심벌의 위치가 변화하는 경계 지점의 τRTD 값과 상향링크 동기 과정에서 획득한 TAC를 비교함으로써 자신의 직교성 유지 D2D 심벌의 위치를 파악한다.
구체적으로 직교성 유지 D2D 심벌의 위치가 변화하는 경계 지점에서의 τRTD 값인 τthres 값과 TAC를 비교하여 TAC가 더 큰 경우에는, τRTD 값이 임계지점보다 더 큰 경우를 의미하므로 직교성 유지 심벌 인덱스가 Case 2인 경우로 추정할 수 있다.
반대로, τthres 값이 TAC보다 작은 경우에는 , τRTD 값이 임계지점보다 작은 경우를 의미하므로 직교성 유지 심벌 인덱스가 Case 1인 경우로 추정할 수 있다.
1107 단계에서 판단결과, 기지국이 D2D단말의 탐색 신호를 직접 스케줄링 하는 경우에는 TYPE-2B discovery 방법으로 탐색자원을 할당하는 것임을 알 수 있다. 앞선 Type-1 discovery는 단말의 기지국 접속 여부와 무관하게 하향링크 기준 시각으로 D2D 탐색 신호를 전송하는 방법인 반면, Type-2B discovery는 상향링크 기준 시각으로 D2D 탐색 신호를 전송할 수 있다. 이 경우, Type-2B discovery 신호는 셀룰러 PUCCH 신호와 동기 시각이 일치하여 기지국에 수신되는 D2D 탐색 신호와 셀룰러 PUCCH 신호 사이에는 수신 시각 차이가 존재하지 않는다. 따라서 직교성이 유지되는 D2D 심벌의 위치는 항상 고정되어 있으며, 이는 [표 1], [표 2]에서 τRTD가 0 인 경우와 동일하다. 즉, 직교성이 유지되는 D2D 심벌 인덱스는 Case 1인 경우로 추정할 수 있다.
아래에서는 도 11(b)에 대하여 설명한다. 도 11(b)의 단말 동작과 앞서 설명한 도 11(a)의 단말 동작의 차이점은 D2D 단말의 탐색 신호를 스케쥴링하는 주체에 관계 없이 직교성이 유지되는 심벌을 판단하는 것이다. 즉 도 11(a)에서의 1107단계에서의 동작에서 차이점이 있다.
도 11(b)에서 단말의 1121단계 내지 1125단계에서의 동작은 앞서 설명한 도 11(a)의 1101 단계 내지 1105단계와 동일하게 동작할 수 있다. 이 경우, 기지국이 D2D 단말의 탐색 신호를 스케쥴링하는 TYPE-2B discovery 방법도 단말이 직접 D2D 단말의 탐색 신호를 스케쥴링하는 TYPE-1 discovery 방법과 같이 단말의 프레임 수신 시각인 하향 링크 기준 시각에 D2D 탐색 신호를 전송할 수 있다. 즉, 단말은 탐색 신호를 스케쥴링하는 주체에 관계 없이 모두 하향링크 기준 시각에 D2D 탐색 신호를 전송하게 되고, 하향링크 기준 시각을 상향링크 기준 시각으로 조절하기 위해 사용되는 TAC는 기지국과 DUE 간 거리에 따른 τRTD와 동일한 값인 바, TAC를 이용하여 이를 통해 단말은 셀 내 자신의 위치를 파악하고, 심벌을 결정하는데 이용할 수 있다.
따라서, 단말은 1121단계에서 단말이 기지국에 접속한 상태 즉, RRC_CONNECTED인 상태의 경우에는, 탐색 신호를 스케쥴링하는 주체에 관계 없이 1129단계로 진행하여 기지국과의 상향링크 동기화를 수행하는 과정에서 TAC (Timing Advanced Command)를 획득하여 이후 심벌을 결정하는 동작을 할 수 있다 이후 1131 단계의 동작은 상기 도 11(a)의 1111단계 이후의 동작과 동일하다. 도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 D2D 탐색 신호 전송 방법에서 직교성이 유지되는 심벌의 증폭된 송신 전력을 결정하는 방법을 나타낸 도면이다.
구체적으로 단말은 [수학식 2]의 전력 제어 기법을 통해 D2D 신호의 송신 전력을 결정할 수 있다. 또한 본 발명의 실시 예에서 결정된 직교성 유지 D2D 심벌에 대해 선택적으로 더 높은 전력을 적용할 수 있다. 이러한 절차를 통해 결정된 D2D 탐색 신호의 n번째 심벌 송신 전력 PD2D,n은 다음의 [수학식 3]과 같이 표현될 수 있다.
[수학식 3]
Figure 112015079879000-pat00003
여기서 Δboost 는 직교성 유지 D2D 심벌의 전력 증폭 값이다.
이하에서는 Δboost 값의 결정을 위해 적용 가능한 방법에 대해 도 12를 통해 상세히 기술한다.
직교성이 유지되는 D2D 심벌의 전력증폭값은 1200, 1210 또는 1220 중 어느 하나의 방식으로 결정될 수 있다.
먼저 Δboost 값을 시스템 파라미터 형태로 제공하는 방법(1200)에 대해서 설명한다.구체적으로 1200방식은 직교성 유지 D2D 심벌의 전력 증폭을 위한 별도의 절차 없이 사전에 정의된 Δboost 값을 통해 해당 심벌을 증폭 하는 방식이다. Δboost 값은 모든 단말이 고정된 값으로 사전에 보유하고 있거나 기지국의 SIB 전송을 통해 주기적으로 전달 받을 수 있으며, 이 값은 field measurement 등을 통해 셀룰러 PUCCH 신호의 최소 SINR 요구 사항 (통상적으로 -7.8 dB 이상의 SINR을 가질 확률이 95 % 이상이 되도록 요구됨)을 만족하는 수준에서 결정될 수 있다.
두 번째로 주파수 영역 RB 위치에 따라 단말이 적응적으로 Δboost 값을 결정하는 방법(1210)에 대해서 설명한다.
D2D 탐색 신호의 주파수 영역 할당 위치에 따라 셀룰러 PUCCH에 미치는 간섭의 크기가 달라짐을 고려하여, 각 단말은 자신의 주파수 영역 위치에 따라 Δboost값을 결정할 수 있다. 즉, 각 D2D 단말은 자신의 탐색 신호 송신 대역이 주파수 영역에서 양 끝에 위치한 셀룰러 PUCCH 신호 대역에 인접할수록 자신의 탐색 신호 송신이 셀룰러 PUCCH 신호에 미치는 간섭을 제한하기 위하여 낮은 Δboost 값을 사용하는 한편, 자신의 탐색 신호 송신 대역이 주파수 영역에서 셀룰러 PUCCH 신호와 충분한 간격이 있을 경우 자신의 탐색 반경 확보를 위해 높은 Δboost 값을 적용할 수 있다. 이를 위해서 단말은 주파수 대역상 D2D 탐색 신호가 사상된 RB의 위치를 파악한다(1210).
한편, 각 주파수 영역 탐색 신호 위치에 따라 셀룰러 PUCCH 신호 대역에 유발하는 평균 간섭량에 대한 사전 분석이 선행되어야 하며, 이를 통해 주파수 영역 탐색 신호 위치 별 평균 간섭량 및 Δboost 값에 대해 매핑된 정보(look-up table)가 사전에 단말에 제공되어야 한다. 단말은 각 주파수 영역 탐색 신호 위치에 따른 평균 간섭량이 매핑된 테이블을 사전에 보유하고 있거나, 기지국의 SIB정보의 주기적 전송을 통해 제공받을 수도 있다. D2D 탐색 신호가 사상된 RB의 위치가 파악되면, 단말은 1213 단계에서 해당 RB에 매핑된 평균간섭량을 참조하고, 참조한 평균 간섭량 중 셀룰러 PUCCH 신호의 최소 SINR 요구 사항 (통상적으로 -7.8 dB 이상의 SINR을 가질 확률이 95 % 이상이 되도록 요구됨)을 만족하는 범위 내의 전력증폭값을 선택할 수 있다(1215).
세 번째로, 단말이 아닌 기지국의 제어에 따라 Δboost 값을 결정하는 방법(1220)에 대해서 설명한다. 이는 앞서 설명한 단말이 주파수 영역 RB 위치에 따라 적응적으로 Δboost 값을 결정하는 방법(1210)과 동일한 원리로 주파수 영역 상 탐색 신호 위치에 따라 전력 제어를 수행하되, RRC_CONNECTED 상태인 단말들에 한하여 Δboost 값을 기지국이 제공하는 것이다. 구체적으로 1221단계에서, 기지국은 D2D 탐색 신호에 대한 간섭을 측정하고, 1223단계에서 측정된 간섭량이 PUCCH의 SINR 요구조건을 만족시키는 범위 내에서 전력증폭값을 결정할 수 있다. 앞서 언급한 바와 같이 D2D 탐색 신호를 위한 전력 제어 과정에서 ΔMCS 및 fC _ D2D 값은 실질적으로 사용되지 않을 수 있으며, 이 경우 기지국이 각 단말 별로 ΔMCS 값 또는 fC _ D2D 값을 제공해주는 상위 계층의 시그널링(signaling) 메커니즘을 활용하여 기지국이 각 단말에게 Δboost값을 제공할 수 있다(1225). 이 경우, D2D 탐색 채널 내에서의 신호 송신을 위해 제공되는 ΔMCS 값 또는 fC _ D2D 은 각 단말들에게 Δboost값으로 인식되어 직교성이 유지되는 심벌에만 제한적으로 전력 증폭을 수행한다.
이상과 같은 선택적 송신 전력 결정 기법 수행에 따라 서브프레임(sub-frame) 상 배열된 D2D 심벌 간에 전력 차이가 발생하게 된다. D2D 신호를 수신하는 수신 D2D 단말 (Rx-DUE)은 전력 차이가 존재하는 D2D 신호를 수신하여 신호를 ADC (Analog-to-Digital Converter) 동작 범위 내로 스케일링하는 AGC (Automatic Gain Control)을 수행한다. 이때 전력 차이가 심한 신호는 AGC 동작에 상대적으로 많은 시간이 필요하며, 신호 복조를 위한 유효 FFT 구간 시작 전에 AGC 동작이 완료되지 않을 경우 ADC 과정에서 양자화 오차가 심화되기 때문에 빠른 AGC 동작이 요구된다. 따라서, 본 발명에 따른 선택적 전력 제어가 적용된 D2D 탐색 신호를 수신하는D2D 단말의 AGC 동작을 지원하기 위해 D2D 탐색 신호 내에 AGC 동작 지원을 위한 정보를 포함하는 방안을 고려할 수 있다. 도 13은 본 발명에 따라 전송된 D2D 탐색 신호를 수신하는 단말의 AGC 동작 지원을 위한 정보를 제공하는 방법을 나타낸 도면이다. 도 13에 따르면, 선택적 전력 제어가 적용된 D2D 탐색 신호를 수신하는 D2D 단말의 AGC 동작의 지원여부에 따라 1300, 1310, 1320의 세가지 방법이 고려될 수 있다.
먼저 1300은 수신 D2D 단말이 AGC 동작 지원을 하지 않는 경우로서 추가정보를 제공하지 않는 경우를 나타낸다. 만일 유효 FFT 구간 시작 전에 AGC 동작이 완료될 수 있는 경우 AGC 동작을 위한 추가 정보는 불필요한 오버헤드(overhead)가 되므로, 이미 충분한 AGC 동작 시간이 보장되는 경우에는 추가 정보를 제공하지 않을 수 있다. 특히, D2D 탐색 신호가 extended CP 규격을 적용할 경우, CP 길이가 충분히 길어 유효 FFT 구간 시작 전에 AGC 이득 값을 조정하는 용도로 활용할 수 있는 보호 구간의 길이가 상대적으로 길어 심벌 단위의 AGC 이득 값 조정하는 경우에도 비교적 안정적인 동작을 기대할 수 있다.
두 번째로 탐색 신호에 전력 증폭이 수행된 심벌의 위치 정보 제공하는 방법이 적용될 수 있다(1310). 이 경우 D2D 신호의 sub-frame 중 전력이 증폭된 심벌의 위치 정보를 제공함으로써 수신 단말은 해당 심벌 위치에서 AGC의 동작 범위를 크게 증가시켜 AGC의 빠른 수렴에 도움을 줄 수 있는 방식이다. 관련 정보에 요구되는 정보량은 1~2 bit 내외로서, [표 1] 및 [표 2]의 case 1 및 case 2 가운데 어느 것에 해당되는지 여부만을 간단하게 제공해주는 형태로 구현될 수도 있다.
세 번째 방법은 전력 증폭이 수행된 심벌의 위치 및 Δboost 값을 모두 제공하는 방법(1320)이 적요될 수 있다. 이는 D2D 신호의 sub-frame 중 전력 증폭이 수행된 심벌의 위치와 자신이 적용한 Δboost값을 함께 제공함으로써 더 빠른 AGC 수렴을 지원하는 방식이다. 이 경우 1310 방안과 같은 1~2 bit 내외의 전력 증폭 적용 심벌에 대한 위치 정보와 함께 Δboost의 값을 양자화하여 함께 제공해야 하기 때문에 필요한 정보량이 증가하는 단점이 존재하지만, 수신 D2D 단말 측에서 해당 정보들을 종합하여 각 심벌 별 수신 전력을 예측해 빠르게 AGC 이득 값 조정을 수행할 수 있다는 장점을 가진다.
이하, 도 14 내지 17을 통해 본 발명에 따른 D2D 탐색 신호의 선택적 송신 전력 제어 방법의 효과를 설명한다. 구체적으로 도 14 내지 도 17에서는 모의실험을 통해 제안하는 D2D 탐색 신호에 대한 선택적 송신 전력 결정 기법의 효과를 설명한다.본 발명은 D2D 탐색 성능 향상을 위해 D2D 신호 전력을 증폭 하면서도 PUCCH 신호에 대한 추가적인 간섭을 크게 발생시키지 않는 것이 목표 이므로 다음과 같은 모의 실험 성능 평가를 통해 제안 기법의 효과를 확인할 수 있다.
1) 종래 기법/제안 기법 간 기지국 수신 PUCCH 신호의 SINR 성능 비교
2) 종래 기법/제안 기법 간 DUE 수신 D2D 탐색 신호의 SINR 성능 비교
이때, 종래 기법은 D2D 탐색 신호에 [수학식 2]의 전력 제어를 적용한 것이다. 종래 기법과 제안 기법 적용에 따른 PUCCH 수신 신호 SINR 성능과 D2D 수신 신호 SINR 성능을 각각 CCDF (Complementary Cumulative Distribution Function)로 나타내어 비교 분석을 수행한 것이다.
도 14 내지 도 17에서 제공하는 효과는 다음과 같은 조건에서 측정된것이다. 먼저, 육각형 셀 모형을 가정하여 중심 셀 주변을 6개의 셀이 둘러쌓고 있는 형태의 1-Tier 셀 모형으로 배치한다. 기지국은 각 셀의 중앙에 위치하며 ISD는 500m 또는 1,732m 가 되도록 한다. 각 셀은 내부적으로 120° 단위로 섹터화 되어 있으며, 각 섹터 당 CUE 25대, DUE 125대, 총 150대의 단말을 임의적으로 배치한다. 탐색 신호 송신 단말과 수신 단말의 거리는 최소 3m 이상의 거리 차를 가지도록 배치하였으며, 모든 단말은 각각 셀 기지국과 최소 35m 이상의 거리를 갖게 배치하였다.
단말의 탐색 채널은 도 1과 같은 구조를 가지며, 탐색 신호는 1개의 PRB로 구성된다. 탐색 신호는 QPSK (Quadrature Phase Shift Keying) 변조된 SC-FDMA 심벌로 구성된다. 탐색 채널 내에 할당되는 PUCCH 신호 및 D2D 탐색 신호의 송신 전력 결정을 위하여, CUE 및 DUE 각각에 [수학식 1] 및 [수학식 2]의 전력 제어 기법을 적용하였다.
한편, 본 발명의 제안 방법 적용 시 직교성 유지 D2D 심벌을 판단하기 위해 각 단말이 자신의 RTD 값을 정확하게 추정하였으며, 그에 따라 직교성이 유지되는 심벌 위치는 정확하게 판단하였다고 가정한다. 또한, 전력 증폭값 결정 방법은 도 12의 1200단계에 따라 Δboost 값을 시스템 파라미터 형태로 제공하는 방안'을 고려하여 직교성이 유지되는 D2D 심벌에 대해 사전에 미리 정의된 값만큼 전력을 증폭하는 방식을 적용한다. 이때, 직교성 유지 단말의 선택적 전력 증폭을 위한 파라미터 Δboost 는 0 dB에서 30 dB까지 변화시켜가면서 관찰하였다.도 14 및 도 15는 ISD 500 m 환경에서 D2D 신호에 대해 제안 기법을 적용했을 때의 PUCCH 수신 SINR 성능 및 D2D 수신 SINR 성능의 CCDF 곡선을 나타낸다. PUCCH 수신 SINR 성능은 D2D 탐색 신호의 선택적 전력 제어 적용에 따라 약간 열화되는 경향을 나타내며, 30 dB 증폭 시 약 3.4 dB 열화된 성능을 보인다. 반면 D2D 수신 SINR 성능은 전력 증폭 적용에 따라 큰 폭의 성능 향상을 보이며, 30 dB 증폭 시 약 15.6 dB의 성능 개선을 보인다. 결과적으로, ISD = 500 m 환경에서의 제안 기법 적용을 통해 적은 PUCCH 간섭 추가로 매우 큰 D2D 수신 성능 이득을 얻을 수 있음을 확인할 수 있다.도 16 및 도 17은 ISD 1,732 m 환경에서 D2D 신호에 대해 제안 기법을 적용했을 때의 PUCCH 수신 SINR 성능 및 D2D 수신 SINR 성능의 CCDF 곡선을 나타낸다. PUCCH 수신 SINR 성능은 전력 증폭 적용에도 성능이 거의 열화되지 않고 유지되며, 30 dB 증폭 시에도 약 0.8 dB의 성능 열화만을 보인다. 반면 D2D 수신 SINR 성능은 전력 증폭 적용에 따라 성능이 향상되며, 30 dB 증폭 시 약 6.0 dB의 성능 개선을 보인다. 결과적으로, ISD = 1,732 m 환경에서의 제안 기법 적용을 통해 PUCCH에 매우 적은 간섭 추가로 큰 D2D 수신 성능 이득을 얻을 수 있음을 확인할 수 있다.
도 13 내지 도 17의 본 발명의 효과를 설명하기 위해 수행된 모의실험에서 사용된 파라미터를 정리한 것은 다음의 [표 4]와 같다.
Parameter Value
# of UE 150/cell
# of RRC_CONNECTED UE 25/sector
# of RRC_IDLE UE 125/sector
Cell structure 1-tier (7 hexagonal cell)
ISD 500 /1,732 m
Bandwidth 10 MHz
Carrier frequency 2 GHz (ISD 500 m)/700 MHz (ISD 1,732 m)
FFT (Fast Fourier Transfrom) size 1024
CP length Normal CP (PUCCH)/Extended CP(D2D)
Pathloss for UE-UE WINNER+ B1 LOS/NLOS
Pathloss model for UE-eNB ITU-R Uma
Multipath Channel model Extended TU (Typical Urban)
Tx power control method for PUCCH Power control in Eq. (1)
Tx power control method for D2D Power control in Eq. (3)
(α=1.0, ΔMCS = 0, fD2D =0)
D2D boosting power (Δboost ) 0 dB ~ 30 dB
D2D signal Tx time Downlink PSS/SSS time
Noise power -174 dBm
Noise figure 9 dB
Shadow fading Standard deviation: 7 dB
# of D2D resource in Discovery channel 44 PRBs × 10 subframes
# of Cellular resource in Discovery channel 6 PRBs × 10 subframes
Base power for PUCCH (P0_ PUCCH) -103 dBm
Base power for D2D (P0_ D2D) -103 dBm
Path-loss compensation factor (αD2D) 1
도 18은 본 발명의 실시 예에 따른 D2D 탐색 신호를 전송하는 단말의 구성을 나타낸 장치도이다.
도 18에 따르면, 본 발명의 단말(1800)은 통신부(1801) 및 제어부(1802)를 포함할 수 있다.
한편, 도 18에서는 단말(1800)의 구성요소로서 통신부(1801) 및 제어부(1802) 만이 도시되어 있으나, 이 외에도 단말(1800)은 다양한 기능을 수행하는 구성요소들을 더 포함할 수 있다.
통신부(1801)는 단말(1800)의 데이터 통신을 수행할 수 있다.
제어부(1802)는 D2D 탐색 신호에 대한 적어도 하나의 심벌을 결정하고, 상기 결정된 적어도 하나의 심벌에 적용될 송신 전력을 결정하고, 결정된 상기 송신 전력으로 상기 D2D 탐색 신호를 송신할 수 있다. 상기 제어부(1802)는 셀룰러 단말의 PUCCH(physical uplink control channel) 신호와 직교하는 D2D 탐색 신호에 대한 적어도 하나의 심벌을 결정할 수 있다.
또는, 상기 제어부는 상기 단말이 기지국에 접속되지 않은 경우, 상기 기지국과 상기 단말 사이의 경로 손실(Path Loss, PL) 및 상기 D2D 탐색 신호에 대한 심벌의 위치가 변화하는 경계 지점에서의 하향 링크 신호 경로 손실에 기반하여 상기 D2D 탐색 신호에 대한 심벌을 결정할 수 있다. 상기 심벌을 결정하는 것은 보다 구체적으로 미리 결정된 복수의 심벌에 대한 인덱스를 결정하는 것을 포함할 수 있다.
또한, 상기 제어부(1802)는 상기 단말이 기지국에 접속된 상태인 경우, 상향 동기로부터 획득한 TAC(timing advanced command)에 기반하여 D2D 탐색 신호에 대한 심벌을 결정할 수 있다. 또는, 상기 단말이 기지국에 접속된 상태인 경우, 상기 기지국이 상기 단말의 D2D 탐색 신호를 스케줄링하는지 여부에 기반하여 상기 D2D 탐색 신호에 대한 심벌을 결정할 수 있다.
또한, 상기 제어부(1802)는 상기 단말에 기 저장된 전력 증폭 값, 또는 상기 기지국의 시스템 정보 블록(System Information Block, SIB)을 통해 제공된 고정된 전력 증폭 값 중 적어도 하나에 기반하여 상기 결정된 적어도 하나의 심벌에 적용될 송신 전력을 결정할 수 있다. 또한, 상기 제어부(1802)는 상기 셀룰러 단말의 PUCCH 신호의 송신 자원의 위치와 상기 D2D 탐색 신호의 송신 자원의 거리 차에 기반하여 상기 결정된 적어도 하나의 심벌에 적용될 송신 전력을 결정할 수 있다.
상기 제어부(1802)는 상기 기지국에 의해 상기 D2D 탐색신호의 간섭을 측정한 결과에 기반하여 결정된 전력 증폭 값에 기반하여 상기 결정된 적어도 하나의 심벌에 적용될 송신 전력을 결정할 수 있다.
이 때, 상기 제어부(1802)는 셀룰러 단말의 PUCCH(Physical Uplink Control CHannel) 신호와 직교(orthogonal)하는 D2D 탐색 신호에 대한 적어도 하나의 심벌을 결정하기 위하여 상기 셀룰러 단말의 PUCCH는 CP(Cyclic Prefix) 는 노멀(normal)규격이고, 상기 D2D 탐색신호의 CP길이는 연장된(extended) 규격이고, 상기 단말은 기지국에 접속되지 않은 상태인 경우에, 만일 하향링크 기준 신호 수신 전력(Reference Signal Received Power, RSRP)에 기초한 상기 기지국과 상기 단말 사이의 경로 손실(Path Loss, PL)이 상기 셀룰러 단말의 PUCCH 신호와 직교하는 D2D 탐색 신호에 대한 심벌의 위치가 변화하는 경계 지점에서의 하향링크 신호 경로 손실보다 작으면 상기 적어도 하나의 심벌을 제1 심벌 그룹으로 결정하고, 상기 기지국과 상기 단말 사이의 경로 손실이 상기 셀룰러 단말의 PUCCH 신호와 직교하는 D2D 탐색 신호에 대한 심벌의 위치가 변화하는 경계 지점에서의 하향링크 신호 경로 손실보다 크거나 같으면 상기 적어도 하나의 심벌을 제2 심벌 그룹으로 결정할 수 있다.
또는 상기 제어부(1802)는 상기 단말이 기지국에 접속된 상태이고, 상기 기지국이 상기 단말의 D2D 탐색 신호를 스케줄링 하면 상기 적어도 하나의 심벌을 제1 심벌 그룹으로 결정할 수 있다.
또는 상기 제어부(1802)는 상기 셀룰러 단말의 PUCCH는 CP는 노멀규격이고, 상기 D2D 탐색신호의 CP길이는 연장된 규격이고, 상기 단말은 기지국에 접속된 상태이고, 상기 단말이 D2D 탐색 신호를 스케줄링 하는 경우에, 만일 상기 단말이 상향링크 동기화 과정에서 획득한 TAC(Timing Advanced Command)가 상기 셀룰러 단말의 PUCCH 신호와 직교하는 D2D 탐색 신호에 대한 심벌의 위치가 변화하는 경계 지점에서의 D2D 탐색 신호의 RTD(Round Trip Delay)보다 작으면, 상기 적어도 하나의 심벌을 제1 심벌 그룹으로 결정하고, 상기 TAC가 상기 셀룰러 단말의 PUCCH 신호와 직교하는 D2D 탐색 신호에 대한 심벌의 위치가 변화하는 경계 지점에서의 D2D 탐색 신호의 RTD보다 크거나 같으면 상기 적어도 하나의 심벌을 제2 심벌 그룹으로 결정할 수 있다.
또는 상기 제어부(1802)는 상기 셀룰러 단말의 PUCCH는 CP는 연장된 규격이고, 상기 D2D 탐색신호의 CP길이는 노멀규격이고, 상기 단말은 기지국에 접속되지 않은 상태인 경우에, 만일 하향링크 RSRP에 기초한 상기 기지국과 상기 단말 사이의 경로 손실이 상기 셀룰러 단말의 PUCCH 신호와 직교하는 D2D 탐색 신호에 대한 심벌의 위치가 변화하는 경계 지점에서의 하향링크 신호 경로 손실보다 작거나 같으면 상기 적어도 하나의 심벌을 제3 심벌 그룹으로 결정할 수 있다.
또는 상기 제어부(1802)는 상기 셀룰러 단말의 PUCCH는 CP는 연장된 규격이고, 상기 D2D 탐색신호의 CP길이는 노멀규격이고, 상기 단말은 기지국에 접속된 상태이고, 상기 단말이 D2D 탐색 신호를 스케줄링 하는 경우에, 만일 상기 단말이 상향링크 동기화 과정에서 획득한 TAC가 상기 셀룰러 단말의 PUCCH 신호와 직교하는 D2D 탐색 신호에 대한 심벌의 위치가 변화하는 경계 지점에서의 D2D 탐색 신호의 RTD보다 작거나 같으면, 상기 적어도 하나의 심벌을 제3 심벌 그룹으로 결정할 수 있다.
여기서 제1 심벌 그룹은 심벌인덱스가 0, 5, 6, 11인 심벌들로 구성되고, 제2 심벌 그룹은 심벌인덱스가 5, 11인 심벌들로 구성되며, 제3 심벌 그룹은 심벌인덱스가 6, 13인 심벌들로 구성될 수 있다. 상기 제어부(1802)는 다양한 실시 예에서 상기 단말이 사전에 갖고 있거나 상기 기지국의 시스템 정보 블록(System Information Block, SIB)을 통해 제공된 고정된 전력 증폭 값을 상기 적어도 하나의 심벌에 적용될 송신 전력으로 결정할 수 있다. 또는 상기 셀룰러 단말의 PUCCH 신호의 송신 자원의 위치와 상기 D2D 탐색 신호의 송신 자원의 거리 차에 따라 결정된 전력 증폭 값을 상기 적어도 하나의 심벌에 적용될 송신 전력으로 결정할 수 있다. 또는 상기 기지국이 상기 D2D 탐색신호의 간섭을 측정한 결과를 기초로 결정하여 상위 계층 시그널링을 통해 제공한 전력 증폭 값을 상기 적어도 하나의 심벌에 적용될 송신 전력으로 결정할 수 있다.
여기서 상기 D2D 탐색 신호는 상기 적어도 하나의 심벌의 위치 정보 또는 상기 적어도 하나의 심벌에 적용될 송신 전력 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
도 19는 본 발명의 실시 예에 따른 단말의 D2D 탐색 신호 전송을 지원하는 기지국의 구성을 나타낸 장치도이다.
도 19에 따르면, 본 발명의 기지국(1900)은 통신부(1901) 및 제어부(1902)를 포함할 수 있다.
한편, 도 19에서는 기지국(1900)의 구성요소로서 통신부(1901) 및 제어부(1902) 만이 도시되어 있으나, 이 외에도 단말(1800)은 다양한 기능을 수행하는 구성요소들을 더 포함할 수 있다.
통신부(1901)는 기지국(1900)의 데이터 통신을 수행할 수 있다.
제어부(1902)는 D2D 탐색 신호에 대한 적어도 하나의 심벌에 적용될 송신 전력을 결정하는 데 이용되는 전력 증폭 값을 결정하고, 결정된 상기 송신 전력에 대한 정보를 상위 계층 시그널링을 통해 단말에 전송하는 것을 제어할 수 있다.
이상에서 설명된 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시 예들은 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고, 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 또한 앞서 설명된 본 발명에 따른 실시 예들은 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.

Claims (20)

  1. 무선통신시스템에서 단말의 D2D(Device to Device) 탐색 신호 전송 방법에 있어서,
    D2D 탐색 신호에 대한 적어도 하나의 심볼을 결정하는 단계;
    상기 결정된 적어도 하나의 심볼에 적용될 전송 전력을 결정하는 단계; 및
    결정된 상기 전송 전력으로 상기 D2D 탐색 신호를 전송하는 단계를 포함하고,
    상기 D2D 탐색 신호에 대한 적어도 하나의 심볼을 결정하는 단계는, 상기 단말이 기지국에 접속된 상태인 경우, 상기 기지국이 상기 단말의 D2D 탐색 신호를 스케줄링하는지 여부에 기반하여 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 D2D 탐색 신호에 대한 적어도 하나의 심볼을 결정하는 단계는,
    셀룰러 단말의 PUCCH(physical uplink control channel) 신호와 직교하는 D2D 탐색 신호에 대한 적어도 하나의 심볼을 결정하는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 D2D 탐색 신호에 대한 적어도 하나의 심볼을 결정하는 단계는,
    상기 단말이 상기 기지국에 접속되지 않은 경우, 상기 기지국 및 상기 단말 간의 경로 손실(Path Loss, PL), 및 상기 D2D 탐색 신호에 대한 심볼의 위치가 변화하는 경계 지점에서의 하향 링크 신호 경로 손실에 기반하여 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 D2D 탐색 신호에 대한 적어도 하나의 심볼을 결정하는 단계는,
    상기 단말이 상기 기지국에 접속된 상태인 경우, 상향 동기로부터 획득한 TAC(timing advanced command)에 기반하여 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 결정된 적어도 하나의 심볼에 적용될 송신 전력을 결정하는 단계는,
    상기 단말에 기 저장된 전력 증폭 값, 또는 상기 기지국의 시스템 정보 블록(System Information Block, SIB)을 통해 제공된 고정된 전력 증폭 값 중 적어도 하나에 기반하여 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 결정된 적어도 하나의 심볼에 적용될 송신 전력을 결정하는 단계는,
    셀룰러 단말의 PUCCH(physical uplink control channel) 신호의 송신 자원의 위치와 상기 D2D 탐색 신호의 송신 자원의 거리 차에 기반하여 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 1항에 있어서, 상기 결정된 적어도 하나의 심볼에 적용될 송신 전력을 결정하는 단계는,
    상기 기지국에 의해 상기 D2D 탐색 신호의 간섭을 측정한 결과에 기반하여 결정된 전력 증폭 값에 기반하여 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 심볼을 결정하는 것은, 상기 적어도 하나의 심볼에 대응되는 심볼 인덱스를 결정하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 무선통신시스템에서 기지국의 D2D(device to device) 탐색 신호 전송을 지원하는 방법에 있어서,
    D2D 탐색 신호에 대한 적어도 하나의 심볼에 적용될 송신 전력을 결정하는 데 이용되는 전력 증폭 값을 결정하는 단계; 및
    결정된 상기 송신 전력에 대한 정보를 상위 계층 시그널링을 통해 단말에 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 무선통신시스템에서 D2D(device to device) 탐색 신호 전송 단말에 있어서,
    신호를 송수신하는 송수신부; 및
    D2D 탐색 신호에 대한 적어도 하나의 심볼을 결정하고, 상기 결정된 적어도 하나의 심볼에 적용될 전송 전력을 결정하고, 결정된 상기 전송 전력으로 상기 D2D 탐색 신호를 전송하도록 상기 송수신부를 제어하는 제어부를 포함하고,
    상기 제어부는, 상기 단말이 기지국에 접속된 상태인 경우, 상기 기지국이 상기 단말의 D2D 탐색 신호를 스케줄링하는지 여부에 기반하여 상기 D2D 탐색 신호에 대한 적어도 하나의 심볼을 결정하는 것을 특징으로 하는 단말.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 제어부는,
    셀룰러 단말의 PUCCH(physical uplink control channel) 신호와 직교하는 D2D 탐색 신호에 대한 적어도 하나의 심볼을 결정하는 것을 특징으로 하는 단말.
  13. 제 11항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 단말이 상기 기지국에 접속되지 않은 경우, 상기 기지국 및 상기 단말 간의 경로 손실(Path Loss, PL), 및 상기 D2D 탐색 신호에 대한 심볼의 위치가 변화하는 경계 지점에서의 하향 링크 신호 경로 손실에 기반하여 상기 D2D 탐색 신호에 대한 적어도 하나의 심볼을 결정하는 것을 특징으로 하는 단말.
  14. 삭제
  15. 제 11 항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 단말이 상기 기지국에 접속된 상태인 경우, 상향 동기로부터 획득한 TAC(timing advanced command)에 기반하여 D2D 탐색 신호에 대한 적어도 하나의 심볼을 결정하는 것을 특징으로 하는 단말.
  16. 제 11항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 단말에 기 저장된 전력 증폭 값, 또는 상기 기지국의 시스템 정보 블록(System Information Block, SIB)을 통해 제공된 고정된 전력 증폭 값 중 적어도 하나에 기반하여 상기 결정된 적어도 하나의 심볼에 적용될 송신 전력을 결정하는 것을 특징으로 하는 단말.
  17. 제 11항에 있어서, 상기 제어부는,
    셀룰러 단말의 PUCCH(physical uplink control channel) 신호의 송신 자원의 위치와 상기 D2D 탐색 신호의 송신 자원의 거리 차에 기반하여 상기 결정된 적어도 하나의 심볼에 적용될 송신 전력을 결정하는 것을 특징으로 하는 단말.
  18. 제 11항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 기지국에 의해 상기 D2D 탐색 신호의 간섭을 측정한 결과에 기반하여 결정된 전력 증폭 값에 기반하여 상기 결정된 적어도 하나의 심볼에 적용될 송신 전력을 결정하는 것을 특징으로 하는 단말.
  19. 제 11 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 심볼을 결정하는 것은, 상기 적어도 하나의 심볼에 대응되는 심볼 인덱스를 결정하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 단말.
  20. 무선통신시스템에서 D2D(Device to Device) 탐색 신호 전송을 지원하는 기지국에 있어서,
    신호를 송수신하는 송수신부; 및
    D2D 탐색 신호에 대한 적어도 하나의 심볼에 적용될 송신 전력을 결정하는 데 이용되는 전력 증폭 값을 결정하고, 결정된 상기 송신 전력에 대한 정보를 상위 계층 시그널링을 통해 단말에 전송하도록 상기 송수신부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국.
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