KR20130065225A

KR20130065225A - 단말간 직접 통신에서 재전송 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20130065225A
Application number: KR1020110131993A
Authority: KR
Inventors: 임순용; 장문수; 박애순; 강숙양; 양미정; 신재승; 정광렬; 황유선
Original assignee: 한국전자통신연구원
Priority date: 2011-12-09
Filing date: 2011-12-09
Publication date: 2013-06-19

Abstract

단말간 직접 통신에서 HARQ 제어 방법을 구체적으로 제시하는 단말간 직접 통신에서 재전송 제어 방법이 개시된다. 단말간 직접 통신에서 HARQ 제어 방법은 기지국으로부터 단말간 직접 통신 관련 송신 제어 정보를 수신하는 단계와, 송신 제어 정보에 기초하고 단말과 기지국간 통신에 사용되는 상향링크 자원을 이용해 단말간 직접통신을 위한 송신 자원 할당을 수행하는 단계와, 할당된 송신 자원을 이용하되, 기지국이 전송하는 동기 신호(Sync Signal) 구간을 회피하여 상대 단말로 데이터를 송신하는 단계와, 상대 단말로 송신한 데이터에 대한 수신여부확인 메시지를 수신하기 위한 제어 정보를 기지국으로부터 수신하는 단계 및 수신여부확인 메시지를 수신하기 위한 제어 정보에 따라 상대 단말이 전송하는 수신여부확인 메시지를 수신하는 단계를 포함한다. 따라서, 단말은 셀룰러 기지국과의 통신 기반을 잃지 않을 수 있으며, 단말간 집접 통신에서 오류 발생시 셀룰러 HARQ 방법으로 해결할 수 없었던 문제를 단말간 직접 통신에서 수행되는 구체적인 HARQ 제어 방법을 통해 해결할 수 있다.

Description

단말간 직접 통신에서 재전송 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR RETRANSMISSION IN DEVICE-TO-DEIVCE COMMUNICATION}

본 발명은 무선 전송 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 셀룰러 이동통신 시스템 기반의 단말간 직접 통신에서 재전송 방법 및 장치에 관한 것이다.

점 대 다점 구조의 무선통신 시스템에서는 근접한 단말들간에 데이터를 송수신하여야 하는 경우에도 단말에서 기지국, 다시 기지국에서 상대편 단말로 전송이 이루어져야 하므로 단말들이 서로 직접 데이터를 주고 받는 경우에 비하여 무선자원의 낭비와 전달 지연이 커진다는 문제점이 존재한다. 이러한 문제점을 해결하기 위한 기술로 단말간 직접 통신(device-to-device communication: D2D 통신) 기술이 대두되었다.

즉, 단말간 직접 통신은 기지국을 거치지 않고 인접한 두 단말 사이에 직접적인 데이터 송수신을 수행하는 통신 방식을 의미한다. 즉, 두 단말이 각각 데이터의 소스(source)와 목적(destination)dl 되면서 통신을 수행하게 된다.

단말간 직접 통신의 개념은 센서 네트워크나 WiFi-Direct 등과 같은 분야에서도 취하고 있으며 최근에는 3GPP 시스템에서도 셀룰러를 기반으로 하는 단말간 직접 통신을 논의하기 시작하였다.

셀룰러를 기반으로 단말간 직접 통신을 하는 경우 매크로 셀(Macro cell)이 가지는 커버리지의 광역성 및 자원 재사용의 이점이 있다. 따라서, 단말간 직접 통신이 지속될 필요가 있으며 단말간 직접 통신 링크의 품질에 따라 데이터 전송을 효율적으로 유지하는 것이 필요하다.

단말간 직접 통신시 데이터 전송을 효율적으로 하기 위해서는 단말간 직접 통신 링크에서 발생하는 에러를 해결하여야 한다. 상기 단말간 직접 통신 링크에서 발생하는 에러를 해결하기 위해서는 두 단말 사이에 HARQ(Hybrid Automatic Repeat reQuest)가 필요하다.

그러나 기존 연구에서는 구체적인 단말간 직접 통신에서 수행되는 HARQ 제어 방법이 제시되지 않은 상태이다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 셀룰러 이동통신 시스템 기반의 단말간 직접 통신에서 재전송 방법을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 셀룰러 이동통신 시스템 기반의 단말간 직접 통신에서 재전송 장치를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 단말간 직접 통신에서 수행되는 재전송 방법에 따르면, 기지국으로부터 단말간 직접 통신 관련 송신 제어 정보를 수신하는 단계와, 상기 송신 제어 정보에 기초하고 단말과 기지국간 통신에 사용되는 상향링크 자원을 이용해 단말간 직접통신을 위한 송신 자원 할당을 수행하는 단계와, 상기 할당된 송신 자원을 이용하되, 상기 기지국이 전송하는 동기 신호(Sync Signal) 구간을 회피하여 상대 단말로 데이터를 송신하는 단계와, 상기 상대 단말로 송신한 데이터에 대한 수신여부확인 메시지를 수신하기 위한 제어 정보를 상기 기지국으로부터 수신하는 단계 및 상기 수신여부확인 메시지를 수신하기 위한 제어 정보에 따라 상대 단말이 전송하는 수신여부확인 메시지를 수신하는 단계를 포함한다.

또한, 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 단말간 직접 통신에서 재전송 장치에 따르면, 제1 송신부와, 기지국으로부터 송신 제어 정보를 수신하여 제1 제어부에 제공하고, 제2 단말로 데이터 전송이 완료되면, 동기 신호 구간이 지난 후 기지국으로부터 수신 제어 정보를 수신하여 제1 제어부에 제공하고 제2 단말로부터의 ACK/NACK 수신하는 제1 수신부 및 상기 제1 수신부로부터 제공된 송신 제어 정보에 기초하여 제1 송신부에 송신 자원을 상향링크로 할당하고, 동기 신호(Sync Signal) 구간을 회피하여 상향링크 자원을 이용해 제1 송신부(113)을 통해 제2 단말(120)로 데이터를 송신하는 제1 제어부를 포함한다.

상기와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 단말간 직접 통신에서 수행되는 HARQ 제어 방법 및 장치에 따르면, 기지국으로부터 송신 제어 정보를 수신하여 송신 자원 할당을 수행하고 동기 신호(Sync Signal) 구간이 지난 후, 다른 단말로 데이터를 송신하며, 그 후 동기 신호(Sync Signal) 구간이 지난 후, 상기 다른 단말로부터 수신여부확인 메시지(ACK/NACK)를 수신한다.

따라서, 단말은 셀룰러 기지국과의 통신 기반을 잃지 않을 수 있으며, 단말간 직접 통신에서 오류 발생시 셀룰러 HARQ 방법으로 해결할 수 없었던 문제를 단말간 직접 통신에서 수행되는 구체적인 HARQ 제어 방법을 통해 해결할 수 있다.

도 1은 셀룰러 이동통신 시스템에서 HARQ의 개념을 설명하기 위한 개념도이다.
도 2는 단말간 직접 통신에서 수행되는 HARQ의 개념을 설명하기 위한 개념도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 단말간 직접 통신에서 수행되는 HARQ 시스템을 나타내는 타이밍 도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 단말간 직접 통신 중 송신 단말에서 수행되는 HARQ 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 단말간 직접 통신 중 수신 단말에서 수행되는 HARQ 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 단말간 직접 통신 HARQ 장치 중 데이터를 송신하는 제1 단말의 구성을 나타내는 블록도이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다.

그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

본 출원에서 사용하는 '단말'은 이동국(MS), 사용자 장비(User Equipment: UE), 사용자 터미널(User Terminal: UT), 무선 터미널, 액세스 터미널(Access Terminal: AT), 가입자 유닛(Subscriber Unit: SU), 가입자 스테이션(Subscriber Station: SS), 무선 기기(wireless device), 무선 통신 디바이스, 무선송수신유닛(Wireless Transmit/Receive Unit: WTRU), 이동 노드, 모바일 또는 다른 용어들로서 지칭될 수 있다.

단말의 다양한 실시예들은 셀룰러 전화기, 무선통신 기능을 가지는 스마트 폰, 무선 통신 기능을 가지는 개인 휴대용 단말기(PDA), 무선 모뎀, 무선 통신 기능을 가지는 게이밍 장치, 무선 통신 기능을 가지는 음악 저장 및 재생 가전 제품, 무선 인터넷 접속 및 브라우징이 가능한 인터넷 가전제품뿐만 아니라 그러한 기능들의 조합들을 통합하고 있는 휴대형 유닛 또는 단말기들을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

본 출원에서 사용하는 '기지국'은 일반적으로 단말과 통신하는 고정되거나 이동하는 지점을 말하며, 베이스 스테이션(base station), 노드-B(Node-B), e노드-B(eNode-B), BTS(Base Tranceiver System), 액세스 포인트(Access Point: AS), 릴레이(relay), 펨토셀(femto-cell) 등을 통칭하는 용어일 수 있다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.

단말간 직접 데이터 송수신을 위한 전송 방식 및 단말 구조

이하에서는, 단말간 직접 통신에서 HARQ 제어 방법을 설명하기 전에 단말간 직접 데이터 송수신을 위한 상향링크(uplink) 및 하향링크(downlink) 전송 방식과 단말기의 구조를 먼저 설명한다.

일 대 다점 구조의 OFDM 기반 무선 통신 시스템은 일반적으로 하향링크는 OFDMA 방식, 상향링크는 OFDMA, 단일 반송파 FDMA(Single-Carrier FDMA: SC-FDMA) 또는 DFT-spread OFDM 방식을 이용한다. 예컨데, 이러한 무선 통신 시스템의 예로서 3GPP LTE(Long Term Evolution) 또는 LTE-Advanced 무선 통신 시스템이 포함된다. 또한, 단말기는 하나의 하향링크 수신부와 하나의 상향링크 송신부로 구성된다.

따라서, 하향링크 자원을 이용하여 단말간 직접 데이터 송수신을 수행할 경우에는 하향링크 자원을 이용하여 근접 단말간 통신에서 기지국-단말간 하향링크와 동일한 OFDMA 방식으로 송수신될 수 있다. 또는, 하향링크 자원을 이용하되 근접 단말간 통신에서는 단말-기지국간 상향링크와 동일한 방식(OFDMA, SC-FDMA 또는 DFT-spread OFDM)으로 송수신될 수도 있을 것이다.

또한, 상향링크 자원을 이용하여 단말간 직접 데이터 송수신을 수행할 경우에는 상향링크 자원을 이용하여 근접 단말간 통신에서 단말-기지국간 상향링크와 동일한 방식(OFDMA, SC-FDMA 또는 DFT-spread OFDM)으로 송수신될 수 있다. 또는 상향링크 자원을 이용하되 근접 단말간 통신에서는 기지국-단말간 하향링크와 동일한 OFDMA 방식으로 송수신될 수 있을 것이다.

한편, 기지국-단말간 데이터 송수신과 단말간 직접 데이터 송수신이 가능하면서도 단말의 복잡도 증가를 줄이기 위해서 단말기는 단말 간 통신을 위한 별도의 송수신부를 추가하지 않고 각각 하나의 수신부와 송신부로서 기지국-단말간 데이터 송수신과 단말간 직접 데이터 송수신을 지원하도록 하는 것이 일반적일 것이다. 이 경우에 단말기의 송신부 및 수신부는 각각 아래와 같은 구조를 가질 수 있을 것이다.

1) 수신부

수신부는 하향링크 방식의 수신만을 지원하는 구조와 하향링크 방식과 상향링크 방식의 수신을 모두 지원하는 구조 중에서 하나를 가질 수 있을 것이다. 이때, 수신부가 하향링크 방식의 수신만을 지원하는 구조라면 단말간 통신을 위해서는 하향링크 전송 방식만이 이용될 수 있지만, 수신부가 하향링크 방식과 상향링크 방식의 수신을 모두 지원하는 구조라면, 단말간 통신을 하는 상대 단말의 송신 방식에 따라 수신 방식을 선택할 수 있을 것이다.

2) 송신부

송신부는 상향링크 방식의 송신만을 지원하는 구조와 상향링크 방식과 하향 링크 방식의 송신을 모두 지원하는 구조 중에서 하나를 가질 수 있을 것이다. 이때, 송신부가 상향링크 방식의 송신만을 지원하는 구조라면 단말간 통신을 위해서 상향 링크 전송 방식만이 이용될 수 있지만, 송신부가 상향링크 방식과 하향링크 방식의 송신을 모두 지원하는 구조라면 단말간 통신을 하는 상대 단말의 수신 방식에 따라 송신 방식을 선택할 수 있을 것이다.

이하에서, 단말간 통신은 상향링크 방식을 이용하는 것으로 가정한다. 즉, 단말의 수신부는 하향링크 방식과 상향링크 방식의 수신을 모두 지원하고, 단말의 송신부는 상향링크 방식의 송신을 지원하는 것으로 가정한다.

도 1은 셀룰러 이동통신 시스템에서 HARQ(Hybrid Automatic Repeat request) 개념을 설명하기 위한 개념도이다.

도 1을 참조하면, 제1 단말(110)과 제2 단말(120)이 기지국(200)을 통해 무선으로 데이터를 송수신하고 있으며, 이동통신 시스템의 무선 링크에서 에러를 극복하기 위한 제2 단말(120)과 기지국(200) 사이에 HARQ 장치(300)가 포함되어 있다.

유선 통신에 비하여 무선 통신은 전송 신호가 무선 공간으로 전파되는 특성에 의하여 다양한 형태의 오류가 발생하여 데이터 전송의 어려움이 증가하게 된다. 예를 들어, AWGN(Additive White Gaussian Noise)으로 모델링 되는 열 잡음(thermal noise), 무선 채널에서는 기지국(200)에서 멀리 떨어질수록 증가하는 경로 감쇄(path loss)와 빌딩 등에 의해 전파가 가려지는 현상, lognormal 분포로 모델링되는 쉐도윙(shadowing) 현상 및 다중 경로 페이딩(multi-path fading) 등이 존재하여 신뢰성 있는 신호 전송을 더욱 어렵게 한다.

이와 같이 무선구간에서의 다양한 채널 상태의 변화와 오류의 발생에 대하여 전송의 신뢰성을 확보할 수 있는 방법으로 기존의 MAC(Media Access Control) 계층의 ARQ(Automatic Repeat request) 기술과 물리 계층의 채널 코딩 기술이 결합된 HARQ 기술이 사용된다.

제2 단말(120)과 기지국(200)은 고유의 HARQ 장치(300)를 이용하여 상호간의 관계를 맺고 링크에서 에러가 발생하는 경우 재전송을 수행한다.

여기서, 제1 단말(110)과 제2 단말(120)이 상호간 통신을 하고 있는 경우에도 제1 단말(110)과 제2 단말(120) 사이에는 재전송 관계가 성립되어 있지 않다.

도 2는 단말간 직접 통신에서 수행되는 HARQ의 개념을 설명하기 위한 개념도이다.

도 2를 참조하면, 제1 단말(110)과 제2 단말(120)이 직접 통신을 통해 데이터를 송수신하고 있으며, 이동통신 시스템의 무선 링크에서 에러를 극복하기 위한 제1 단말(110)과 제2 단말(120) 사이에 HARQ 장치(300)가 포함되어 있다.

또한, 제1 단말(110)과 제2 단말(120)이 직접 통신을 수행하므로, 데이터의 흐름이 기지국(200)에 도달하거나 경유하지 않고 직접적인 무선 채널을 통해 이루어진다.

따라서, 단말간 직접 통신의 경우, 단말간 HARQ 제어는 종래와 다르게 단말 사이에서 피어투피어(peer-to-peer) 관계가 필요하다.

여기서, 단말간 직접 통신의 HARQ와 셀룰러 이동통신 시스템의 HARQ는 차이점이 존재한다. 구체적으로, HARQ는 데이터 전송에 대한 수신여부확인 메시지 (ACKnowledgement/Negative ACKnowledgement: ACK/NACK)를 송신 장치에게 전송하는 것을 기반으로 한다. 먼저 셀룰러 이동통신 시스템에서는 하향링크(downlink) 데이터에 대한 ACK/NACK는 상향링크(Uplink)로 전송하고, 상향링크 데이터에 대한 ACK/NACK는 하향링크로 전송하였으나, 단말간 직접 통신에서는 셀룰러 무선 자원의 일부를 이용하는 경우를 고려하기 때문에 셀룰러 이동통신 시스템과 같이 하향링크와 상향링크를 모두 사용하여 데이터 전송 및 ACK/NACK를 전송을 교차시키기 어렵다.

또한, 단말간 직접 통신을 수행하는 단말은 일반 단말과 마찬가지로 셀룰러 접속이 가능하도록 셀에 유지되어야 하므로 기지국 동기를 유지하기 위해 수신기 동작을 하여야 한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 단말간 직접 통신에서 수행되는 HARQ 제어 방법을 나타내는 타이밍 도이다.

상향링크 자원을 사용하는 경우 단말간 직접 통신에서 제2 단말(120)은 동기 신호(Sync Signal) 구간(330)을 피해 데이터를 수신한다. 제2 단말(120)이 동기 신호 구간(330)을 피해 데이터를 수신하므로, 제1 단말(110)의 데이터 송신 타이밍도 제2 단말(120)이 데이터를 수신하는 타이밍을 고려한다. 즉, 동기 신호 구간(330)을 피해 제1 단말(110)은 제2 단말(120)로 데이터를 송신한다.

또한, 데이터의 송수신이 완료되면 일정시간 이후에 ACK/NACK를 교환하여야 하므로 제1 단말(110)이 제2 단말(120)로부터 ACK/NACK를 수신하는 타이밍도 동기 신호 타이밍을 고려한다.

셀 탐색을 위하여 LTE 하향링크에는 PSS(Primary Synchronization Signal)와 SSS(Secondary Synchronization Signal)와 같이 2개의 특수한 신호가 전송된다. 비록 자세한 구조는 동일하지만, 셀이 FDD(Frequency Division Duplex)로 동작하는지 TDD(Time Division Duplex)로 동작하는지에 따라 프레임 내의 동기 신호들의 시간 영역 상의 위치는 차이가 있다.

구체적으로, 도 3에 도시된 바와 같이 FDD의 경우 PSS는 서브프레임 0번과 5번의 첫번재 슬롯의 마지막 심볼에 전송되며, SSS는 동일 슬롯의 마지막에서 두 번재 심볼(즉, PSS 바로 앞 심볼)에 전송된다. 비록 도3에 는 도시되지 않았지만 TDD의 경우 PSS는 서브프레임 1번과 6번의 세 번째 심볼에 전송되며, SSS는 서브프레임 0번과 5번의 마지막 심볼에 전송된다.

이하, 본 발명에서는 동기 신호를 서브프레임{0, 5}에 나타나는 것으로 하였고, 자원 할당 윈도를{7, 9, 0}으로 선정하였으며 서브프레임{7}에서 차기 서브프레임{1, 2, 3, 4}의 할당을 가정한다. 또한 제1 단말(110)이 데이터를 전송하고, 제2 단말(120)이 제1 단말(110)로부터 데이터를 수신하는 것으로 가정한다.

도 3을 참조하면, 단말간 직접 통신에서 수행되는 HARQ 제어 방법을 나타내는 타이밍 도에서 동기 신호는 서브프레임{0, 5}에 나타나므로, 상기 서브프레임{0, 5}을 피하여 자원 할당의 시기, 데이터 교환의 시기, ACK/NACK 시기를 일정한 윈도에 배치하여 관리한다.

구체적으로, 자원 할당은 송신 자원 할당과 수신 자원 할당을 필요로 한다. 본 발명의 일 실시예에서는 자원 할당 윈도를 서브프레임{7, 9, 0}으로 선정하였으므로, 각각의 서브프레임 마다 할당하는 서브 프레임은 다음과 같다.

서브프레임{7}은 서브프레임{1, 2, 3, 4}, 서브프레임{2, 3, 4}, 서브프레임{3, 4} 또는 서브프레임{4}를 차기 서브프레임으로 할당할 수 있다. 또한, 서브프레임{9}는 서브프레임{3, 4} 또는 서브프레임{4}를 차기 서브프레임으로 할당할 수 있다. 또한, 서브프레임{0}은 서브프레임{4}를 차기 서브프레임으로 할당할 수 있다.

기지국(200)은 단말간 직접 통신을 위한 송신 자원 할당에서 셀룰러 제어 채널 PDCCH(Physical Downlink Control CHannel)를 통해 송신 제어 정보를 제1 단말(110)로 전달한다.

여기서, 송신 제어 정보에는 서브프레임의 개수 정보가 포함될 수 있다.

제1 단말(110)은 기지국(200)으로부터 송신 제어 정보가 수신되면 수신된 송신 제어 정보에 기초하여 단말간 직접 데이터 송신을 위하여 상향링크 자원할당을 한다(310).

또한, 기지국(200)은 단말간 직접 통신을 위한 수신 자원 할당에서 셀룰러 제어 채널 PDCCH를 통해 수신 제어 정보를 제2 단말(120)로 전달한다.

여기서, 제2 단말(120)은 기지국(200)으로부터 수신 제어 정보가 수신되면 수신된 수신 제어 정보에 기초하여 단말간 직접 데이터 수신을 위하여 하향링크 수신 모드에서 상향링크 수신모드로 전환한다(320).

제2 단말(120)은 서브프레임{0}의 동기 신호 수신(330) 후 상향 링크 타이밍에 맞추어 단말간 직접 데이터 수신을 수행한다.

이후, 단말간 직접 데이터 수신 윈도가 끝나면 하향링크 동기(340)에 맞춰 하향링크 수신을 재개한다.

또한, 제2 단말(120)은 제1 단말(110)로부터 상향링크를 통해 데이터가 수신되면, HARQ ACK/NACK는 단말간 직접 데이터 수신 윈도의 마지막 서브프레임으로부터 4 서브프레임 후에 나타나도록 할 수 있다.

제1 단말(110)은 단말간 직접 ACK/NACK 수신 윈도에서 하향링크 수신 모드에서 상향링크 수신 모드(DL-to-UL)로 타이밍 전환을 하고 제2 단말(120)로부터 ACK/NACK를 수신한다.

상술한 바와 같이, 자원 할당 데이터 송수신 ACK/NACK의 과정을 HARQ 프레임 이라 하고, 단말간 직접 통신이 지속적으로 유지되는 과정에서 상기 HARQ 프레임은 반복적으로 수행될 수 있다.

HARQ 프레임이 수행되고 제2 단말(120)로부터 단말간 직접 ACK/NACK를 수신한 제1 단말(110)은 새로운 자원(예를 들어, HARQ 재전송 자원)이 필요한 경우, 기지국(200)으로 스케쥴링(Scheduling) 요청 메시지를 전송하여 새로운 단말간 직접 통신 형성을 유도한다.

기지국(200)은 제1 단말(110)로부터 스케쥴링 요청 메시지를 수신하여, 제1 단말(110)이 송신하기 원하는 버퍼의 양에 기초하여 자원 할당을 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 단말간 직접 통신에서 수행되는 HARQ 제어 방법을 나타내는 타이밍 도에서는 제1 단말(110)이 HARQ Frame을 적용하여 제2 단말(120)로 데이터를 전송하는 것으로 설명하였으나, 본 발명의 다른 실시예에서는 제2 단말(120)이 동일한 형태의 상기 HARQ Frame을 적용하여 제1 단말에 데이터를 전송할 수도 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 단말간 직접 통신에서 수행되는 HARQ 제어 방법을 나타내는 타이밍 도에서는 HARQ Frame의 전반부에 단말간 직접 송수신 윈도가 있는 것으로 설명하였으나, 본 발명의 다른 실시예에서는 HARQ 프레임의 시작을 서브프레임{2}부터 형성할 수도 있다. 여기서, 자원 할당 윈도는 서브프레임{2, 4, 5}, 데이터 송수신 윈도는 서브프레임{6, 7, 8, 9}, ACK/NACK는 서브프레임{3}으로 구성할 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 단말간 직접 통신 중 데이터를 송신하는 제1 단말에서 수행되는 HARQ 제어 방법을 나타내는 흐름도이다.

도 4를 참조하면, 제1 단말(110)의 수신부(111)는 기지국(200)으로부터 송신 제어 정보를 수신한다(S410).

여기서, 송신 제어 정보는 할당 서브프레임 개수 정보를 포함하며, 상기 송신 제어 정보는 셀룰러 제어 채널 PDCCH를 통해 제1 단말(110)의 수신부(111)로 수신될 수 있다.

이후, 제1 단말(110)은 단계 410을 통해 기지국(200)으로부터 수신된 송신 제어 정보에 기초하여 송신 자원을 할당한다.

송신 자원 할당이 완료되면, 제1 단말(110)의 송신부(113)는 데이터를 수신할 제2 단말(120)의 데이터 수신 타이밍을 고려하여(예를 들어, 동기 신호(Sync Signal) 구간이 지난 후), 상향링크 자원을 이용하여 데이터를 제2 단말(120)로 송신한다(S430).

제1 단말(110)은 제2 단말(120)로 데이터 전송이 완료되면, 동기 신호 구간이 지난 후 기지국(200)으로부터 수신 제어 정보를 수신한다(S440).

제1 단말(110)은 기지국(200)으로부터 수신된 수신 제어 정보에 기초하여 수신 자원을 할당하고(S450), 제2 단말(120)로부터의 ACK/NACK의 수신을 대기한다.

단계 450이후, 제1 단말(110)의 수신부(111)는 제2 단말(120)로부터 ACK/NACK 가 수신되면, NACK가 수신된 것인지 판단하고, 판단결과 NACK가 수신된 경우 새로운 자원(예를 들어, HARQ 재전송 자원)이 필요하면 기지국(200)으로 스케쥴링 요청 메시지를 전송한다(S470).

이후, 제1 단말(110)은 기지국(200)으로부터 상기 스케쥴링 요청 메시지에 상응하는 송신 제어 정보를 수신한다(S480).

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 단말간 직접 통신 중 데이터를 수신하는 제2 단말에서 수행되는 HARQ 제어 방법을 나타내는 흐름도이다.

도 5를 참조하면, 제2 단말(120)의 수신부(121)는 기지국(200)으로부터 수신 제어 정보를 수신한다(S510).

여기서, 상기 수신 제어 정보는 할당 서브프레임 개수 정보를 포함하며, 상기 수신 제어 정보는 셀룰러 제어 채널(PDCCH)을 통해 기지국(200)으로부터 제2 단말(120)의 수신부(121)로 수신될 수 있다.

제2 단말(120)은 단계 510을 통해 기지국(200)으로부터 수신된 수신 제어 정보에 기초하여 수신 자원을 할당한다.

여기서, 상향링크 자원을 사용하여 데이터를 수신하여야 하므로 제2 단말(120)의 수신부(121)는 하향링크 수신 모드에서 상향링크 수신 모드로 전환을 한다.

수신 자원 할당이 완료되면, 제2 단말(120)의 수신부(121)는 동기 신호(Sync Signal) 구간이 지난 후, 상향링크 자원을 이용하여 제1 단말(110)로부터 데이터를 수신한다(S530).

여기서, 제1 단말(110)로부터 직접 데이터를 수신하는 제2 단말(120)의 수신부(121)는 일반 단말과 같이 셀룰러 접속이 가능하도록 셀에 유지되어야 하므로 기지국 동기를 유지할 수 있도록 수신기 동작을 할 수 있다. 따라서, 제2 단말(120)의 수신부(121)는 동기 신호 구간을 피하여 제1 단말(110)로부터 데이터를 수신할 수 있다.

제2 단말(120)은 제1 단말(110)로부터 데이터 수신 중 에러가 발생했는지를 판단하고, 에러가 발생된 경우 동기 신호 구간이 지난 후 기지국(200)으로부터 송신 제어 정보를 수신한다(S540).

제2 단말(120)은 기지국(200)으로부터 수신된 송신 제어 정보에 기초하여 송신 자원을 할당하고(S550), 제1 단말(110)로 NACK를 전송한다(S560).

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 단말간 직접 통신에서 재전송 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.

도 6을 참조하면, 재전송 장치(110)는 수신부(111), 송신부(113) 및 제어부(115)로 구성될 수 있다. 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 재전송 장치는 단말 혹은 디바이스이다.

수신부(111)는 동기 신호 구간을 회피하여 기지국(200)으로부터 송신 제어 정보, 수신 제어 정보를 수신하여 제어부(115)에 제공하고, 상대 단말로부터 수신여부확인 메시지를 수신하여 제어부(115)에 제공한다.

여기서, 송신 제어 정보는 할당 서브프레임 개수 정보를 포함하며, 상기 송신 제어 정보는 기지국(200)으로부터 셀룰러 제어 채널 PDCCH를 통해 수신부(111)로 수신될 수 있다.

송신부(113)는 제어부(115)의 제어에 기초하여 데이터 송신, 스케쥴링 요청 메시지 전송을 수행한다.

제어부(115)는 수신부(111)로부터 제공된 송신 제어 정보에 기초하여 송신 자원을 상향링크로 할당하고 송신 자원 할당이 완료되면, 데이터를 수신할 상대 단말의 데이터 수신 타이밍을 고려하여(예를 들어, 동기 신호(Sync Signal) 구간 전 후), 송신부(113)을 통해 상대 단말로 데이터를 송신한다.

이후, 제어부(115)는 수신부(111)로부터 제공된 제어 정보에 기초하여 수신 자원을 할당하고, 수신부(111)로부터 제공된 ACK/NACK로부터 NACK가 수신된 것인지 여부를 판단하고, 판단결과 NACK가 수신된 경우 새로운 자원(예를 들어, HARQ 재전송 자원)이 필요하면 송신부(113)를 통해 기지국(200)으로 스케쥴링 요청 메시지를 전송한다.

본 발명의 다른 실시예에 따라 상대 단말로부터 단말간 직접 통신 데이터를 수신하고 이에 대한 수신여부확인 메시지를 전송하는 경우, 재전송 장치(110)의 각 블록은 아래와 같이 동작할 수 있다.

수신부(111)는 동기 신호 구간을 회피해 기지국(200)으로부터 수신 제어 정보를 수신하여 수신된 수신 제어 정보, 상대 단말로부터 데이터를 수신하여 제어부(115)에 제공한다.

여기서, 수신 제어 정보는 할당 서브프레임 개수 정보를 포함하며, 상기 수신 제어 정보는 셀룰러 제어 채널(PDCCH)을 통해 기지국(200)으로부터 수신부(121)로 수신될 수 있다.

여기서, 상대 단말로부터 직접 데이터를 수신하는 수신부(111)는 일반 단말과 같이 셀룰러 접속이 가능하도록 셀에 유지되어야 하므로 기지국 동기를 유지할 수 있도록 수신기 동작을 할 수 있다.

송신부(113)는 제어부(115)의 제어에 기초하여 수신여부확인 메시지를 전송할 수 있다.

제어부(115)는 수신부(111)로부터 제공된 수신 제어 정보에 기초하여 수신 자원을 할당한다.

여기서, 상향링크 자원을 사용하여 데이터를 수신하여야 하므로 제어부(115)는 수신부(111)의 모드를 하향링크 수신 모드에서 상향링크 수신 모드로 전환 한다.

또한, 제어부(115)는 상대 단말로부터 데이터 수신 중 에러가 발생했는지를 판단하고, 에러가 발생된 경우 동기 신호 구간을 피하여 수신부(111)를 통해 기지국(200)으로부터 송신 제어 정보를 수신하여 송신 자원을 할당하고, 송신부(113)를 통해 상대 단말로 NACK를 전송한다.

이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

110: 제1 단말 111: 수신부
113: 송신부 115: 제어부
120: 제2 단말 200: 기지국
300: HARQ 장치

Claims

기지국으로부터 단말간 직접 통신 관련 송신 제어 정보를 수신하는 단계;
상기 송신 제어 정보에 기초하고 단말과 기지국간 통신에 사용되는 상향링크 자원을 이용해 단말간 직접통신을 위한 송신 자원 할당을 수행하는 단계;
상기 할당된 송신 자원을 이용하되, 상기 기지국이 전송하는 동기 신호(Sync Signal) 구간을 회피하여 상대 단말로 데이터를 송신하는 단계;
상기 상대 단말로 송신한 데이터에 대한 수신여부확인 메시지를 수신하기 위한 제어 정보를 상기 기지국으로부터 수신하는 단계; 및
상기 수신여부확인 메시지를 수신하기 위한 제어 정보에 따라 상대 단말로부터 수신여부확인 메시지를 수신하는 단계를 포함하는 단말간 직접 통신에서 재전송 방법.