KR20140127213A

KR20140127213A - 장치 대 장치 통신 방법 및 이를 수행하기 위한 장치

Info

Publication number: KR20140127213A
Application number: KR1020147018780A
Authority: KR
Inventors: 이지현; 김학성; 서한별
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2012-02-14
Filing date: 2013-02-13
Publication date: 2014-11-03
Also published as: CN104145443B; CN104145443A; US20150016410A1; US9433014B2; WO2013122384A1; KR102081937B1

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따라 무선 통신 시스템에서 제 1 단말이 제 2 단말과 장치 대 장치(Device to Device; D2D) 통신을 수행하기 위한 방법에 있어서, 상기 방법은 제 1 주파수 대역에서 기지국으로부터 D2D 통신을 위한 수신 스케줄링 정보를 수신하고, 상기 수신 스케줄링 정보에 기초하여 제 2 주파수 대역에서 상기 제 2 단말로부터 상기 D2D 통신을 위한 데이터를 수신하며, 상기 제 2 주파수 대역에서 상기 D2D 통신을 위한 상기 데이터의 수신에 응답하는 피드백 정보를 상기 기지국으로 전송하되, 상기 수신 스케줄링 정보는 상기 수신 스케줄링 정보와 연관된 전송 스케줄링 정보를 포함하는 서브프레임과 다른 서브프레임에서 수신되며, 상기 수신 스케줄링 정보는 상기 제 1 단말이 제 2 단말로부터 상기 데이터를 수신하기 위한 자원을 지시하며, 상기 전송 스케줄링 정보는 상기 제 2 단말이 상기 제 1 단말로 상기 데이터를 전송하기 위한 자원을 지시할 수 있다.

Description

장치 대 장치 통신 방법 및 이를 수행하기 위한 장치{DEVICE TO DEVICE COMMUNICATION METHOD AND DEVICE FOR PERFORMING SAME}

본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 본 발명은 단말 간 통신 또는 장치 대 장치 통신을 수행하는 방법, 상기 통신을 지원하는 방법, 또는 이들을 위한 장치에 관한 것이다.

셀룰러 통신(Cellular communication)에서 셀 내에 존재하는 단말은 통신을 수행하기 위하여 기지국에 접속하여 기지국으로부터 데이터를 주고 받기 위한 제어 정보를 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 간 통신은 단말이 기지국이나 중계기를 통하지 않고 데이터를 전송하기 원하는 단말에게 직접 신호를 송수신하는 구조를 가지고 있다.

단말 간 직접적으로 데이터를 송수신하는 단말 간 통신 혹은 장치 대 장치(Device-to-Device; D2D) 통신이 위와 같은 기존의 셀룰러 네트워크와 자원을 공유하여 통신이 수행되는 경우, 각 단말은 단말 간 통신을 위한 자원 할당이 이루어진 후 단말 간 통신을 진행할 수 있으나, 서로 다른 주파수를 사용하는 단말들 간의 통신은 상기 자원 할당 시에 동작 주파수를 결정해야할 필요가 있다. 즉, 서로 다른 통신 사업자에 가입된 제 1 단말과 제 2 단말이 상기 D2D 통신을 위해서는 서로 상대방 단말의 동작 주파수로 이동하거나, 혹은 제 3 의 주파수에서 상기 D2D 통신을 수행할 수 있다.

본 발명은 장치 대 장치(D2D) 통신을 위한 송수신 스케줄링 정보의 전송, 그에 기반한 D2D 통신 수행, 그리고 상기 D2D 통신 데이터 수신에 대한 피드백 정보의 전송을 제안하고자 한다.

또한, 본 발명은 상기 D2D 통신을 위한 ACK/NACK(acknowledgement/no acknowledgement) 자원과 비-D2D 통신을 위한 ACK/NACK 자원의 충돌을 회피하기 위한 방법을 제안하고자 한다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 이하의 발명의 상세한 설명으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 제 1 단말이 제 2 단말과 장치 대 장치(Device to Device; D2D) 통신을 수행하기 위한 방법에 있어서, 상기 방법은 제 1 주파수 대역에서 기지국으로부터 D2D 통신을 위한 수신 스케줄링 정보를 수신하는 단계, 상기 수신 스케줄링 정보에 기초하여 제 2 주파수 대역에서 상기 제 2 단말로부터 상기 D2D 통신을 위한 데이터를 수신하는 단계, 및 상기 제 2 주파수 대역에서 상기 D2D 통신을 위한 상기 데이터의 수신에 응답하는 피드백 정보를 상기 기지국으로 전송하는 단계를 포함하되, 상기 수신 스케줄링 정보는 상기 수신 스케줄링 정보와 연관된 전송 스케줄링 정보를 포함하는 서브프레임과 다른 서브프레임에서 수신되며, 상기 수신 스케줄링 정보는 상기 제 1 단말이 제 2 단말로부터 상기 데이터를 수신하기 위한 자원을 지시하며, 상기 전송 스케줄링 정보는 상기 제 2 단말이 상기 제 1 단말로 상기 데이터를 전송하기 위한 자원을 지시할 수 있다.

바람직하게는, 상기 수신 스케줄링 정보와 상기 전송 스케줄링 정보는 서로 동일한 시간 주파수 자원을 지시할 수 있다.

바람직하게는, 상기 전송 스케줄링 정보는 제 1 주파수 대역의 n번째 서브프레임에 포함되며, 상기 수신 스케줄링 정보는 제 1 주파수 대역의 n+m번째 서브프레임에서 수신되고, 여기서 n과 m은 양의 정수일 수 있다.

바람직하게는, 상기 상기 데이터는 상기 수신 스케줄링 정보가 수신되는 제 1 주파수 대역의 서브프레임의 인덱스와 동일한 인덱스를 갖는 제 2 주파수 대역의 서브프레임에서 수신될 수 있다.

본 발명의 다른 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 기지국이 제 1 단말과 제 2 단말 간의 장치 대 장치(Device to Device; D2D) 통신을 지원하기 위한 방법에 있어서, 상기 방법은 제 1 주파수 대역에서, 상기 D2D 통신을 위한 전송 스케줄링 정보 및 상기 전송 자원 할당 정보와 연관된 수신 스케줄링 정보를 전송하는 단계, 및 제 2 주파수 대역에서 상기 D2D 통신을 위한 데이터의 전송에 응답하는 피드백 정보를 수신하는 단계를 포함하되, 상기 전송 스케줄링 정보와 상기 수신 스케줄링 정보는 상기 제 1 주파수 대역 내 서로 다른 서브프레임에서 전송되며, 상기 전송 스케줄링 정보는 상기 제 2 단말이 상기 제 1 단말로 상기 데이터를 전송하기 위한 자원을 지시하고, 상기 수신 스케줄링 정보는 상기 제 1 단말이 상기 제 2 단말로부터 상기 데이터 를 수신하기 위한 자원을 지시할 수 있다.

바람직하게는, 상기 전송 스케줄링 정보는 상기 제 1 주파수 대역의 n번째 서브프레임에서 전송되며, 상기 수신 스케줄링 정보는 상기 제 1 주파수 대역의 n+m번째 서브프레임에서 전송되고, 여기서 n과 m은 양의 정수일 수 있다.

바람직하게는, 상기 데이터의 전송은 상기 수신 스케줄링 정보가 전송되는 제 1 주파수 대역의 서브프레임의 인덱스와 동일한 인덱스를 갖는 제 2 주파수 대역의 서브프레임에서 수행될 수 있다.

본 발명의 다른 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 제 2 단말과 장치 대 장치(Device to Device; D2D) 통신을 수행하도록 구성된 제 1 단말로서, 상기 제 1 단말은 무선 신호를 전송 혹은 수신하도록 구성된 RF(radio frequency) 유닛; 및 상기 RF 유닛을 제어하도록 구성된 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는 상기 RF 유닛을 통해 제 1 주파수 대역에서 기지국으로부터 D2D 통신을 위한 수신 스케줄링 정보를 수신하고 상기 D2D 통신을 위한 수신 스케줄링 정보에 기초하여 제 2 주파수 대역에서 상기 제 2 단말로부터 상기 D2D 통신을 위한 데이터를 수신하며, 상기 제 2 주파수 대역에서 상기 D2D 통신을 위한 상기 데이터의 수신에 응답하는 피드백 정보를 상기 기지국으로 전송하도록 구성되며, 상기 수신 스케줄링 정보는 상기 수신 스케줄링 정보와 연관된 전송 스케줄링 정보가 전송된 서브프레임과 다른 서브프레임에서 수신되고, 상기 수신 스케줄링 정보는 상기 제 1 단말이 상기 제 2 단말로부터 상기 데이터를 수신하기 위한 자원을 지시하고, 상기 전송 스케줄링 정보는 상기 제 2 단말이 상기 제 1 단말로 상기 데이터를 전송하기 위한 자원을 지시할 수 있다.

바람직하게는, 상기 전송 스케줄링 정보는 상기 제 1 주파수 대역의 n번째 서브프레임에 포함되며, 상기 수신 스케줄링 정보는 상기 제 1 주파수 대역의 n+m번째 서브프레임에서 수신되고, 여기서 n과 m은 양의 정수일 수 있다.

바람직하게는, 상기 데이터는 상기 수신 스케줄링 정보가 수신되는 제 1 주파수 대역의 서브프레임의 인덱스와 동일한 인덱스를 갖는 제 2 주파수 대역의 서브프레임에서 수신될 수 있다.

본 발명의 다른 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 제 1 단말과 제 2 단말 간의 장치 대 장치(Device to Device; D2D) 통신을 지원하도록 구성된 기지국으로서, 상기 기지국은 무선 신호를 전송 혹은 수신하도록 구성된 RF(radio frequency) 유닛; 및 상기 RF 유닛을 제어하도록 구성된 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는 상기 RF 유닛을 통해 제 1 주파수 대역에서 상기 D2D 통신을 위한 전송 스케줄링 정보 및 상기 전송 스케줄링 정보와 연관된 수신 스케줄링 정보를 전송하며, 제 2 주파수 대역에서 상기 D2D 통신을 위한 상기 데이터의 전송에 응답한 피드백 정보를 수신하도록 구성되며, 상기 전송 스케줄링 정보와 상기 수신 스케줄링 정보는 상기 제 1 주파수 대역 내의 서로 다른 서브프레임에서 전송되고, 상기 전송 스케줄링 정보는 상기 제 2 단말이 상기 제 1 단말로 상기 데이터를 전송하기 위한 자원을 지시하고, 상기 수신 스케줄링 정보는 상기 제 1 단말이 상기 제 2 단말로부터 상기 데이터를 수신하기 위한 자원을 지시할 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 발명에 따르면, 장치 대 장치(D2D) 통신을 위한 무선 자원을 효율적으로 할당할 수 있다. 또한, D2D 통신을 위한 ACK/NACK 자원 할당 및/또는 그 자원을 통한 ACK/NACK 송수신 방법을 통하여 상기 D2D 통신 시스템에서 ACK/NACK 송수신을 안정적으로 수행할 수 있다. 또한, 상기 ACK/NACK 송수신을 통해 상기 D2D 통신을 위한 무선 자원을 효율적으로 이용할 수 있다.

본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과로 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 1은 무선 통신 시스템에서 사용되는 무선 프레임 구조의 일 예를 나타낸 것이다.
도 2는 무선 통신 시스템에서 하향링크/상향링크(DL/UL) 슬롯 구조의 일례를 나타낸 것이다.
도 3은 3GPP LTE(-A) 시스템에서 사용되는 하향링크 서브프레임 구조를 예시한 것이다.
도 4는 3GPP LTE(-A) 시스템에서 사용되는 상향링크 서브프레임 구조의 일례를 나타낸 것이다.
도 5는 3GPP LTE(-A) 시스템에서 ACK/NACK 자원의 할당 예를 도시한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 장치 대 장치(Device to Device; D2D) 통신의 네트워크 구조를 도시한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 D2D 통신의 송수신 동작의 예를 도시한다.
도 8은 D2D 통신을 위한 ACK/NACK 자원과 비-D2D 통신을 위한 ACK/NACK 자원이 충돌하는 예를 도시한다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 D2D 통신을 위한 ACK/NACK 자원 할당의 예를 도시한다.
도 10은 D2D 통신을 위한 ACK/NACK 자원과 비-D2D 통신을 위한 ACK/NACK 자원이 충돌하는 예를 도시한다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 D2D 통신을 위한 ACK/NACK 자원 할당의 예를 도시한다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 D2D 통신을 위한 ACK/NACK 자원 할당의 예를 도시한다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 D2D 통신을 위한 데이터 수신 방법의 일 예를 도시한다.
도 14은 본 발명을 실시하기 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.

또한, 이하에서 설명되는 기법(technique) 및 장치, 시스템은 다양한 무선 다중 접속 시스템에 적용될 수 있다. 설명의 편의를 위하여, 이하에서는 본 발명이 3GPP LTE(-A)에 적용되는 경우를 가정하여 설명한다. 그러나, 본 발명의 기술적 특징이 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 이하의 상세한 설명이 이동통신 시스템이 3GPP LTE(-A) 시스템에 대응하는 이동통신 시스템을 기초로 설명되더라도, 3GPP LTE(-A)에 특유한 사항을 제외하고는 다른 임의의 이동통신 시스템에도 적용 가능하다.

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, 사용자 기기(UE: User Equipment)는 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, BS와 통신하여 사용자데이터 및/또는 각종 제어정보를 송수신하는 각종 기기들이 이에 속한다. UE는 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, 기지국(Base Station, BS)은 일반적으로 UE 및/또는 다른 BS와 통신하는 고정된 지점(fixed station)을 말하며, UE 및 타 BS과 통신하여 각종 데이터 및 제어정보를 교환한다. BS는 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.

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 모음(set) 혹은 자원요소의 모음을 의미한다. 또한, PUCCH(Physical Uplink Control CHannel)/PUSCH(Physical Uplink Shared CHannel)은 각각 UCI(Uplink Control Information)/상향링크 데이터를 나르는 시간-주파수 자원의 모음 혹은 자원요소의 모음을 의미한다.

본 발명에서는 특히, PDCCH/PCFICH/PHICH/PDSCH/PUCCH/PUSCH에 할당되거나 이에 속한 시간-주파수 자원 혹은 자원요소(Resource Element, RE)를 각각 PDCCH/PCFICH/PHICH/PDSCH/PUCCH/PUSCH RE 또는 PDCCH/PCFICH/PHICH/PDSCH/PUCCH/PUSCH 자원이라고 칭한다. 따라서, 본 발명에서 사용자 기기가 PUCCH/PUSCH를 전송한다는 표현은, 각각, PUSCH/PUCCH 상에서 상향링크 제어정보/상향링크 데이터/랜덤 엑세스 신호를 전송한다는 것과 동일한 의미로 사용된다. 또한, 본 발명에서 BS가 PDCCH/PCFICH/PHICH/PDSCH를 전송한다는 표현은, 각각, PDCCH/PCFICH/PHICH/PDSCH 상에서 하향링크 데이터/제어정보를 전송한다는 것과 동일한 의미로 사용된다.

또한, 본 발명에서 CRS(Cell-specific Reference Signal)/DMRS(Demodulation Reference Signal)/CSI-RS(Channel State Information Reference Signal) 시간-주파수 자원(혹은 RE)은 각각 CRS/DMRS/CSI-RS에 할당 혹은 이용가능한 RE 혹은 CRS/DMRS/CSI-RS를 나르는 시간-주파수 자원(혹은 RE)를 의미한다. 또한, CRS/DMRS/CSI-RS RE를 포함하는 부반송파를 CRS/DMRS/CSI-RS 부반송파라 칭하며, CRS/DMRS/CSI-RS RE를 포함하는 OFDM 심볼을 CRS/DMRS/CSI-RS 심볼이라 칭하다. 또한, 본 발명에서 SRS 시간-주파수 자원(혹은 RE)은 UE에서 BS로 전송되어 BS가 상기 UE와 상기 BS 사이에 형성된 상향링크 채널 상태의 측정에 이용하는 사운딩 참조신호(Sounding Reference Signal, SRS)를 나르는 시간-주파수 자원(혹은 RE)를 의미한다. 참조신호(reference signal, RS)라 함은 UE와 BS가 서로 알고 있는 기정의된, 특별한 파형의 신호를 의미하며, 파일럿이라고도 한다.

한편, 본 발명에서 셀이라 함은 일 BS, 노드(들) 혹은 안테나 포트(들)이 통신 서비스를 제공하는 일정 지리적 영역을 말한다. 따라서, 본 발명에서 특정 셀과 통신한다고 함은 상기 특정 셀에 통신 서비스를 제공하는 BS, 노드 혹은 안테나 포트와 통신하는 것을 의미할 수 있다. 또한, 특정 셀의 하향링크/상향링크 신호는 상기 특정 셀에 통신 서비스를 제공하는 BS, 노드 혹은 안테나 포트로부터의/로의 하향링크/상향링크 신호를 의미한다. 또한, 특정 셀의 채널 상태/품질은 상기 특정 셀에 통신 서비스를 제공하는 BS, 노드 혹은 안테나 포트와 UE 사이에 형성된 채널 혹은 통신 링크의 채널 상태/품질을 의미한다.

도 1은 무선 통신 시스템에서 사용되는 무선 프레임 구조의 일 예를 나타낸 것이다. 특히, 도 1(a)는 3GPP LTE(-A)에서 FDD에 사용될 수 있는 무선 프레임 구조를 예시한 것이고, 도 1(b)는 3GPP LTE(-A)에서 TDD에 사용될 수 있는 무선 프레임 구조를 예시한 것이다.

도 1을 참조하면, 3GPP LTE(-A)에서 사용되는 무선프레임은 10ms(307200Ts)의 길이를 가지며, 10개의 균등한 크기의 서브프레임으로 구성된다. 일 무선프레임 내 10개의 서브프레임에는 각각 번호가 부여될 수 있다. 여기에서, Ts는 샘플링 시간을 나타내고, Ts=1/(2048*15kHz)로 표시된다. 각각의 서브프레임은 1ms의 길이를 가지며 2개의 슬롯으로 구성된다. 일 무선프레임 내에서 20개의 슬롯들은 0부터 19까지 순차적으로 넘버링될 수 있다. 각각의 슬롯은 0.5ms의 길이를 가진다. 일 서브프레임을 전송하기 위한 시간은 전송시간간격(TTI: transmission time interval)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 듀플렉스(duplex) 모드에 따라 다르게 구성될 수 있다. 예를 들어, FDD 모드에서, 하향링크(DL) 전송 및 상향링크(UL) 전송은 주파수에 의해 구분되므로, 무선 프레임은 소정 반송파 주파수에서 동작하는 소정 주파수 대역에 대해 하향링크 서브프레임 또는 UL 서브프레임 중 하나만을 포함한다. TDD 모드에서 DL 전송 및 UL 전송은 시간에 의해 구분되므로, 소정 반송파 주파수에서 동작하는 소정 주파수 대역에 대해 무선 프레임은 하향링크 서브프레임과 UL 서브프레임을 모두 포함한다.

표 1은 TDD 모드에서, 무선 프레임 내 서브프레임들의 DL-UL 구성을 예시한 것이다.

표 1에서, D는 하향링크 서브프레임을, U는 UL 서브프레임을, S는 특이(special) 서브프레임을 나타낸다. 특이 서브프레임은 DwPTS(Downlink Pilot TimeSlot), GP(Guard Period), UpPTS(Uplink Pilot TimeSlot)의 3개 필드를 포함한다. DwPTS는 DL 전송용으로 유보되는 시간 구간이며, UpPTS는 UL 전송용으로 유보되는 시간 구간이다.

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

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 2를 참조하면, 각 슬롯에서 전송되는 신호는 N^DL ^/ ^UL _RB*N^RB _sc개의 부반송파(subcarrier)와 N^DL/UL _symb개의 OFDM 심볼로 구성되는 자원격자(resource grid)로 표현될 수 있다. 여기서, N^DL _RB은 하향링크 슬롯에서의 자원블록(resource block, RB)의 개수를 나타내고, N^UL _RB은 UL 슬롯에서의 RB의 개수를 나타낸다. N^DL _RB와 N^UL _RB은 DL 전송 대역폭과 UL 전송 대역폭에 각각 의존한다. N^DL _symb은 하향링크 슬롯 내 OFDM 심볼의 개수를 나타내며, N^UL _symb은 UL 슬롯 내 OFDM 심볼의 개수를 나타낸다. N^RB _sc는 하나의 RB를 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, CP의 길이에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 예를 들어, 표준(normal) CP의 경우에는 하나의 슬롯이 7개의 OFDM 심볼을 포함하나, 확장(extended) CP의 경우에는 하나의 슬롯이 6개의 OFDM 심볼을 포함한다. 도 2에서는 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 2를 참조하면, 각 OFDM 심볼은, 주파수 도메인에서, N^DL ^/ ^UL _RB*N^RB _sc개의 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 RB는 시간 도메인에서 N^DL ^/ ^UL _symb개(예를 들어, 7개)의 연속하는 OFDM 심볼로서 정의되며, 주파수 도메인에서 N^RB _sc개(예를 들어, 12개)의 연속하는 부반송파에 의해 정의된다. 참고로, 하나의 OFDM 심볼과 하나의 부반송파로 구성된 자원을 자원요소(resource element, RE) 혹은 톤(tone)이라고 한다. 따라서, 하나의 RB는 N^DL/UL _symb*N^RB _sc개의 자원요소로 구성된다. 자원격자 내 각 자원요소는 일 슬롯 내 인덱스 쌍 (k, 1)에 의해 고유하게 정의될 수 있다. k는 주파수 도메인에서 0부터 N^DL/UL _RB*N^RB _sc-1까지 부여되는 인덱스이며, l은 시간 도메인에서 0부터 N^DL ^/ ^UL _symb-1까지 부여되는 인덱스이다.

일 서브프레임에서 N^RB _sc개의 연속하는 동일한 부반송파를 점유하면서, 상기 서브프레임의 2개의 슬롯 각각에 1개씩 위치하는 2개의 RB를 물리자원블록(physical resource block, PRB) 쌍이라고 한다. PRB 쌍을 구성하는 2개의 RB는 동일한 PRB 번호(혹은, PRB 인덱스라고도 함)를 갖는다. VRB는 자원할당을 위해 도입된 일종의 논리적 자원할당 단위이다. VRB는 PRB와 동일한 크기를 갖는다. VRB를 PRB로 맵핑하는 방식에 따라, VRB는 로컬라이즈(localized) 타입의 VRB와 분산(distributed) 타입의 VRB로 구분된다. 로컬라이즈 타입의 VRB들은 PRB들에 바로 맵핑되어, VRB 번호(VRB 인덱스라고도 함)가 PRB 번호에 바로 대응된다. 즉, n_PRB=n_VRB가 된다. 로컬라이즈 타입의 VRB들에는 0부터 N^DL _VRB-1 순으로 번호가 부여되며, N^DL _VRB=N^DL _RB이다. 따라서, 로컬라이즈 맵핑 방식에 의하면, 동일한 VRB 번호를 갖는 VRB가 첫 번째 슬롯과 두 번째 슬롯에서, 동일 PRB 번호의 PRB에 맵핑된다. 반면, 분산 타입의 VRB는 인터리빙을 거쳐 PRB에 맵핑된다. 따라서, 동일한 VRB 번호를 갖는 분산 타입의 VRB는 첫 번째 슬롯과 두 번째 슬롯에서 서로 다른 번호의 PRB에 맵핑될 수 있다. 서브프레임의 두 슬롯에 1개씩 위치하며 동일한 VRB 번호를 갖는 2개의 PRB를 VRB 쌍이라 칭한다.

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

DL 서브프레임은 시간 도메인에서 제어영역과 데이터영역으로 구분된다. 도 3을 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 자원영역을 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 자원영역을 PDSCH 영역이라 칭한다. 3GPP LTE에서 사용되는 DL 제어 채널의 예는 PCFICH(Physical Control Format Indicator Channel), PDCCH(Physical Downlink Control Channel), PHICH(Physical hybrid ARQ indicator Channel) 등을 포함한다. PCFICH는 서브프레임의 첫 번째 OFDM 심볼에서 전송되고 서브프레임 내에서 제어 채널의 전송에 사용되는 OFDM 심볼의 개수에 관한 정보를 나른다. PHICH는 UL 전송의 응답으로 HARQ ACK/NACK(acknowledgment/negative-acknowledgment) 신호를 나른다.

PDCCH를 통해 전송되는 제어 정보를 DCI(Downlink Control Information)라고 지칭한다. DCI는 UE 또는 UE 그룹을 위한 자원 할당 정보 및 다른 제어 정보를 포함한다. 예를 들어, DCI는 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 랜덤 접속 응답과 같은 상위-계층 제어 메시지의 자원 할당 정보, UE 그룹 내의 개별 UE들에 대한 Tx 파워 제어 명령 세트, Tx 파워 제어 명령, VoIP(Voice over IP)의 활성화 지시 정보 등을 포함한다. 일 PDCCH가 나르는 DCI는 DCI 포맷에 따라서 그 크기와 용도가 다르며, 부호화율에 따라 그 크기가 달라질 수 있다.

복수의 PDCCH가 DL 서브프레임의 PDCCH 영역 내에서 전송될 수 있다. UE는 복수의 PDCCH를 모니터링 할 수 있다. BS는 UE에게 전송될 DCI에 따라 DCI 포맷을 결정하고, DCI에 CRC(cyclic redundancy check)를 부가한다. CRC는 PDCCH의 소유자 또는 사용 목적에 따라 식별자(예, RNTI(radio network temporary identifier))로 마스킹(또는 스크램블)된다. 예를 들어, PDCCH가 특정 UE을 위한 것일 경우, 해당 UE의 식별자(예, cell-RNTI (C-RNTI))가 CRC에 마스킹 될 수 있다. PDCCH가 페이징 메시지를 위한 것일 경우, 페이징 식별자(예, paging-RNTI (P-RNTI))가 CRC에 마스킹 될 수 있다. PDCCH가 시스템 정보(보다 구체적으로, 시스템 정보 블록(system information block, SIB))를 위한 것일 경우, SI-RNTI(system information RNTI)가 CRC에 마스킹 될 수 있다. PDCCH가 랜덤 접속 응답을 위한 것일 경우, RA-RNTI(random access-RNTI)가 CRC에 마스킹 될 수 있다. CRC 마스킹(또는 스크램블)은 예를 들어 비트 레벨에서 CRC와 RNTI를 XOR 연산하는 것을 포함한다.

PDCCH는 하나 또는 복수의 연속된 제어 채널 요소(control channel element, CCE)들의 집성(aggregation) 상에서 전송된다. CCE는 PDCCH에 무선 채널 상태에 기초한 코딩 레이트를 제공하는데 사용되는 논리적 할당 유닛이다. CCE는 복수의 자원 요소 그룹(resource element group, REG)에 대응한다. 예를 들어, 하나의 CCE는 9개의 REG에 대응되고 하나의 REG는 4개의 RE에 대응한다. 4개의 QPSK 심볼이 각각의 REG에 맵핑된다. 참조신호(RS)에 의해 점유된 자원요소(RE)는 REG에 포함되지 않는다. 따라서, 주어진 OFDM 심볼 내에서 REG의 개수는 RS의 존재 여부에 따라 달라진다. REG 개념은 다른 DL 제어채널(즉, PCFICH 및 PHICH)에도 사용된다. DCI 포맷 및 DCI 비트의 개수는 CCE의 개수에 따라 결정된다.

CCE들은 번호가 매겨져 연속적으로 사용되고, 복호 프로세스를 간단히 하기 위해, n개 CCE들로 구성된 포맷을 가지는 PDCCH는 n의 배수에 해당하는 번호를 가지는 CCE에서만 시작될 수 있다. 특정 PDCCH의 전송에 사용되는 CCE의 개수, 다시 말해, CCE 집성 레벨은 채널 상태에 따라 BS에 의해 결정된다. 예를 들어, 좋은 DL 채널을 가지는 UE(예, BS에 인접함)를 위한 PDCCH의 경우 하나의 CCE로도 충분할 수 있다. 그러나, 열악한 채널을 가지는 UE(예, 셀 경계에 근처에 존재)를 위한 PDCCH의 경우 충분한 로버스트(robustness)를 얻기 위해서는 8개의 CCE가 요구될 수 있다.

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

도 4를 참조하면, UL 서브프레임은 주파수 도메인에서 제어영역과 데이터영역으로 구분될 수 있다. 하나 또는 여러 PUCCH(physical uplink control channel)가 UCI(uplink control information)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 서브프레임 내 제어영역과 데이터영역은 PUCCH 영역과 PUSCH 영역으로 각각 불리기도 한다. 상기 데이터영역에는 사운딩 참조신호(sounding reference signal, SRS)가 할당될 수도 있다. SRS는 시간 도메인에서는 UL 서브프레임의 가장 마지막에 위치하는 OFDM 심볼, 주파수 도메인에서는 상기 UL 서브프레임의 데이터 전송 대역, 즉, 데이터영역 상에서 전송된다. 동일한 서브프레임의 마지막 OFDM 심볼에서 전송/수신되는 여러 UE들의 SRS들은 주파수 위치/시퀀스에 따라 구분이 가능하다.

UE가 UL 전송에 SC-FDMA 방식을 채택하는 경우, 단일 반송파 특성을 유지하기 위해, 3GPP LTE 릴리즈(release) 8 혹은 릴리즈 9 시스템에서는, 일 반송파 상에서는 PUCCH와 PUSCH를 동시에 전송할 수 없다. 3GPP LTE 릴리즈 10 시스템에서는, PUCCH와 PUSCH의 동시 전송 지원 여부가 상위 계층에서 지시될 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 성분으로, 주파수 상향변환 과정에서 반송파 주파수 f₀로 맵핑된다. 일 UE에 대한 PUCCH는 일 서브프레임에서, 일 반송파 주파수에서 동작하는 자원들에 속한 RB 쌍에 할당되며, 상기 RB 쌍에 속한 RB들은 두 개의 슬롯에서 각각 다른 부반송파를 점유한다. 이와 같이 할당되는 PUCCH를, PUCCH에 할당된 RB 쌍이 슬롯 경계에서 주파수 호핑된다고 표현한다. 다만, 주파수 호핑이 적용되지 않는 경우에는, RB 쌍이 동일한 부반송파를 점유한다.

일 PUCCH가 나르는 UCI는 PUCCH 포맷에 따라서 그 크기와 용도가 다르며, 부호화율에 따라 그 크기가 달라질 수 있다. 예를 들어, 다음과 같은 PUCCH 포맷이 정의될 수 있다.

표 2를 참조하면, PUCCH 포맷 1 계열과 PUCCH 포맷 3 계열은 주로 ACK/NACK 정보를 전송하는 데 사용되며, PUCCH 포맷 2 계열은 주로 CQI(channel quality indicator)/PMI(precoding matrix index)/RI(rank index) 등의 채널상태정보를 나르는 데 사용된다.

UE는 상위 계층 신호 혹은 동적제어신호 혹은 암묵적 방식에 의해 BS로부터 UCI의 전송을 위한 PUCCH 자원을 할당받는다. PUCCH를 위해 사용되는 물리자원들은 상위 계층에 의해 주어지는 2개의 파라미터, N⁽²⁾ _RB 및 N⁽¹⁾ _cs에 의존한다. 변수 N⁽²⁾ _RB≥0은 각 슬롯에서 PUCCH 포맷 2/2a/2b 전송에 이용가능한 대역폭을 나타내며, N^RB _sc개의 정수배로 표현된다. 변수 N⁽¹⁾ _cs는 포맷 1/1a/1b 및 2/2a/2b의 혼합을 위해 사용되는 자원블록에서 PUCCH 포맷 1/1a/1b를 위해 사용된 순환쉬프트의 개수를 나타낸다. N⁽¹⁾ _cs의 값은 {0, 1,..., 7}의 범위 내에서 △^PUCCH _shift의 정수배가 된다. △^PUCCH _shift는 상위 계층에 의해 제공된다. N⁽¹⁾ _cs=0이면 혼합된 자원블록이 없게 되며, 각 슬롯에서 많아야 1개 자원블록이 포맷 1/1a/1b 및 2/2a/2b의 혼합을 지원한다. 안테나 포트 p에 의해 PUCCH 포맷 1/1a/1b, 2/2a/2b 및 3의 전송을 위해 사용되는 자원들은 음이 아닌 정수 인덱스인 n^(1,p) _PUCCH, n^(2,p) _PUCCH ＜ N⁽²⁾ _RBN^RB _sc + ceil(N⁽¹⁾ _cs/8)·(N^RB _sc - N⁽¹⁾ _cs - 2) 및 n^(2,p) _PUCCH에 의해 각각 표현된다.

구체적으로, PUCCH 포맷별로 기정의된 특정 규칙에 따라, PUCCH 자원 인덱스로부터 해당 UCI에 적용될 직교시퀀스 및/또는 순환쉬프트가 결정되며 PUCCH가 맵핑될, 서브프레임 내 2개 자원블록들의 자원 인덱스들이 주어진다. 예를 들어, 슬롯 n_s에서 PUCCH의 전송을 위한 PRB가 다음과 같이 주어진다.

수학식 1에서, 변수 m은 PUCCH 포맷에 의존하며, PUCCH 포맷 1/1a/1b, PUCCH 포맷 2/2a/2b 및 PUCCH 포맷 3에 수학식 2, 수학식 3, 수학식 4와 같이 각각 주어진다.

수학식 2에서, n^(1,p) _PUCCH는 PUCCH 포맷 1/1a/1b을 위한 안테나 포트 p의 PUCCH 자원 인덱스로서, ACK/NACK PUCCH의 경우, 해당 PDSCH의 스케줄링 정보를 나르는 PDCCH의 첫번째 CCE 인덱스에 의해 암묵적으로 정해지는 값이다.

n⁽²⁾ _PUCCH는 PUCCH 포맷 2/2a/2b을 위한 안테나 포트 p의 PUCCH 자원 인덱스로서, 상위 레이어 시그널링에 의해 BS로부터 UE에 전송되는 값이다.

n⁽³⁾ _PUCCH는 PUCCH 포맷 2/2a/2b을 위한 안테나 포트 p의 PUCCH 자원 인덱스로서, 상위 계층 시그널링에 의해 BS로부터 UE에 전송되는 값이다. N^PUCCH _SF _, ₀는 서브프레임의 첫 번째 슬롯을 위한 확장인자(spreading factor)를 나타낸다. 일반 PUCCH 포맷 3를 사용하는 서브프레임 내 2개 슬롯 모두에 대해 N^PUCCH _SF _, ₀는 5이며, 축소된 PUCCH 포맷 3를 사용하는 서브프레임에서 첫 번째 슬롯 및 두 번째 슬롯에 대해 N^PUCCH _SF,0는 각각 5와 4이다.

수학식 2를 참조하면, ACK/NACK을 위한 PUCCH 자원은 각 UE에 미리 할당되어 있지 않고, 복수의 PUCCH 자원을 셀 내의 복수의 UE들이 매 시점마다 나눠서 사용한다. 구체적으로, UE가 ACK/NACK을 전송하는 데 사용하는 PUCCH 자원은 해당 하향링크 데이터를 나르는 PDSCH에 대한 스케줄링 정보를 나르는 PDCCH를 기반으로 동적으로 결정된다. 각각의 DL 서브프레임에서 PDCCH가 전송되는 전체 영역은 복수의 CCE(Control Channel Element)로 구성되고, UE에게 전송되는 PDCCH는 하나 이상의 CCE로 구성된다. UE는 자신이 수신한 PDCCH를 구성하는 CCE들 중 특정 CCE(예를 들어, 첫 번째 CCE)에 링크된 PUCCH 자원을 통해 ACK/NACK을 전송한다. 이하, ACK/NACK 전송을 위해, PDCCH와 연관되어 동적으로 결정되는 PUCCH 자원을 특히 ACK/NACK PUCCH 자원이라 칭한다.

ACK/NACK는, 송신측에서 전송된 데이터의 디코딩 성공 여부에 따라 수신측에서 송신측에게 피드백하는 제어 정보이다. 예를 들어, 단말이 하향링크 데이터의 디코딩에 성공하는 경우에는 ACK 정보를, 그렇지 않은 경우에는 NACK 정보를 기지국에게 피드백할 수 있다. 구체적으로, LTE 시스템에서 수신측에서 ACK/NACK 전송이 필요한 경우는 다음의 3 가지로 크게 구분할 수 있다.

첫 번째는, PDCCH의 검출에 의해 지시(indicate)되는 PDSCH 전송에 대해서 ACK/NACK 을 전송하는 경우이다. 두 번째는, SPS (Semi-Persistent Scheduling) 해제(release)를 지시하는 PDCCH 에 대해서 ACK/NACK 을 전송하는 경우이다. 세 번째는, PDCCH 검출이 없이 전송되는 PDSCH 에 대한 ACK/NACK 을 전송하는 경우로서, 이는 SPS 에 대한 ACK/NACK 전송을 의미한다. 이하의 설명에서 별도의 언급이 없는 한, ACK/NACK 전송 방안은 위 3 가지 경우 중 어느 하나에 제한되지 않는다.

도 5는 PDSCH 에 대한 ACK/NACK 이 전송되는 자원을 설명하는 도면이다. 도 5에서 DL CC 의 각각의 사각형은 CCE를 도시하는 것이고, UL CC 의 각각의 사각형은 PUCCH 를 도시하는 것이다. 도 5에서와 같이 예를 들어 한 단말이 4, 5, 6 번 CCE로 구성된 PDCCH를 통해 PDSCH 관련 정보를 얻고 PDSCH를 수신하는 경우를 가정할 수 있다. 이러한 경우, PDSCH를 스케줄링하는 PDCCH를 구성하는 첫 번째 CCE인 4번 CCE에 대응되는 PUCCH, 즉, 4번 PUCCH를 통해 PDSCH에 대한 ACK/NACK 정보를 송신할 수 있다. 도 5는 DL CC에 최대 N개의 CCE가 존재할 때에 UL CC에 최대 M개의 PUCCH가 존재하는 경우를 예시한다. N=M일 수도 있지만 M값과 N값을 다르게 설계하고 CCE와 PUCCH들의 매핑이 겹치게 하는 것도 가능하다.

FDD 시스템에서 단말은 서브프레임 인덱스 n-k (예를 들어, LTE 시스템에서 k=4) 에서 수신된 PDSCH 전송에 대해서 서브프레임 인덱스 n 에서 HACK ACK/NACK 정보를 전송할 수 있다. 서브프레임 n-k에서의 PDSCH 전송을 지시(indicate)하는 PDCCH 로부터 단말은 서브프레임 n 에서 HARQ ACK/NACK 을 전송할 PUCCH 자원 인덱스를 결정할 수 있다.

예를 들어, LTE 시스템에서 PUCCH 자원 인덱스는 다음과 같이 정해진다.

여기에서, n⁽¹⁾ _PUCCH는 ACK/NACK 을 전송하기 위한 PUCCH 포맷 1의 자원 인덱스를 나타내고, N⁽¹⁾ _PUCCH는 상위계층으로부터 전달받는 시그널링 값을 나타내며, n_CCE는 PDCCH 전송에 사용된 CCE 인덱스 중에서 가장 작은 값을 나타낸다. n⁽¹⁾ _PUCCH로부터 PUCCH 포맷 1a/1b를 위한 사이클릭 시프트, 직교 확산 코드 및 PRB(Physical Resource Block)가 얻어진다.

도 5를 참조하면, 각각의 PUCCH 자원 인덱스는 ACK/NACK을 위한 PUCCH 자원에 대응된다. 도 5에서와 같이, 4∼6번 CCE로 구성된 PDCCH를 통해 PDSCH에 대한 스케줄링 정보가 UE에 전송되고, 4번 CCE가 PUCCH 자원 인덱스 4에 링크된다고 가정할 경우, 상기 UE는 상기 PDCCH를 구성하는 4번 CCE에 대응하는 4번 PUCCH 자원을 통해 ACK/NACK을 BS에 전송한다. 구체적으로, 3GPP LTE(-A) 시스템에서 2개 안테나 포트(p₀ 및 p₁)에 의한 전송을 위한 PUCCH 자원 인덱스는 다음과 같이 정해진다.

여기서, n^(1,p= ^p0 ⁾ _PUCCH는 안테나 포트 p₀가 사용할 ACK/NACK PUCCH 자원의 인덱스(즉, 번호)를 나타내고, n^(1,p= ^p1 ⁾ _PUCCH는 안테나 포트 p₁이 사용할 ACK/NACK PUCCH 자원 인덱스를 나타내며, N⁽¹⁾ _PUCCH는 상위 계층으로부터 전달받는 시그널링 값을 나타낸다. n_CCE는 PDCCH 전송에 사용된 CCE 인덱스들 중에서 가장 작은 값에 해당한다. 예를 들어, CCE 집성 레벨이 2이상인 경우에는 PDCCH 전송을 위해 집성된 복수의 CCE들의 인덱스들 중 첫 번째 CCE 인덱스가 ACK/NACK PUCCH 자원의 결정에 사용된다.

다음으로, TDD 방식에서의 ACK/NACK 전송에 대하여 설명한다.

TDD 모드에서 하향링크 전송 및 상향링크 전송은 시간에 의해 구분되므로, 하나의 무선 프레임 내의 서브프레임들은 하향링크 서브프레임과 상향링크 서브프레임으로 구분된다. 자세한 TDD 모드의 UL-DL 구성은 상기 표 1을 참조하도록 한다.

TDD 시스템에서 단말은 하나 이상의 하향링크 서브프레임에서의 PDSCH 전송에 대한 ACK/NACK 정보를 하나의 상향링크 서브프레임에서 전송할 수 있다. 단말이 하향링크 서브프레임 n-k 에서 수신된 PDSCH 전송에 대해서 상향링크 서브프레임 n 에서 HACK ACK/NACK 정보를 전송할 수 있으며, k 값은 상기 UL-DL 구성에 따라 주어질 수 있다. 예를 들어, 상기 표 3의 UL-DL 구성들에 대해서 다음의 표 4와 같이 하향링크 관련 세트 인덱스 K:

가 주어질 수 있다.

예를 들어, 상기 표에서 UL-DL 구성 0 의 경우에 상향링크 서브프레임 9 에서 k=4 로 주어지므로, 하향링크 서브프레임 5 (=9-4) 에서 수신된 데이터에 대한 ACK/NACK 정보가 상향링크 서브프레임 9 에서 전송될 수 있다. 이하에서는 TDD 시스템에서의 ACK/NACK 전송에 있어서 PUCCH 자원 인덱스를 결정하는 방안에 대하여 구체적으로 설명한다.

먼저, 상기 표에서 세트 K 의 요소(

)의 개수를 M 이라고 한다. 예를 들어, UL-DL 구성 0 의 경우에 서브프레임 2 에 대한 세트 K 의 요소의 개수는 1 이고, UL-DL 구성 2 의 경우에 서브프레임 2 에 대한 세트 K 의 요소의 개수는 4 이다.

M=1인 서브프레임 n에서의 TDD ACK/NACK 번들링(bundling) 또는 TDD ACK/NACK 다중화(multiplexing)를 위해서, 단말은 서브프레임 n 에서의 HARQ ACK/NACK 전송을 위한 PUCCH 자원 n⁽¹⁾ _PUCCH를 다음과 같이 결정할 수 있다.

PDCCH 에 의해 지시되는 PDSCH 전송 또는 SPS 해제를 지시하는 PDCCH 가 서브프레임 n-k (

) 에서 존재하는 경우에, 단말은 먼저

를 만족하도록 p 값을 {0, 1, 2, 3} 중에서 선택한다. PUCCH 자원 인덱스 n⁽¹⁾ _PUCCH는 다음의 수학식에 따라 결정될 수 있다.

상기 수학식에서, n⁽¹⁾ _PUCCH는 ACK/NACK 을 전송하기 위한 PUCCH 포맷 1의 자원 인덱스를 나타내고, N⁽¹⁾ _PUCCH는 상위계층으로부터 전달받는 시그널링 값을 나타낸다. n_CCE는 서브프레임 n-k_m (여기서, k_m 은 세트 K에서 가장 작은 값이다) 에서의 PDCCH 전송에 사용된 CCE 인덱스 중에서 가장 작은 값을 나타낸다. N_p는 다음의 수학식에 따라 결정될 수 있다.

상기 수학식에서

는 하향링크 대역폭 설정을 나타내며,

의 단위로 표현된다.

는 주파수 영역에서 자원 블록의 크기로서 부반송파의 개수에 의해 표현된다.

PDCCH 없이 PDSCH 전송이 서브프레임 n-k (

)에서 존재하는 경우에, n⁽¹⁾ _PUCCH의 값은 상위 계층 설정에 의해서 결정될 수 있다.

한편, M＞1 인 서브프레임 n 에서의 TDD ACK/NACK 다중화(multiplexing)를 위해서, 단말은 HARQ ACK/NACK 전송을 위한 PUCCH 자원을 다음과 같이 결정할 수 있다. 이하의 설명에서, n⁽¹⁾ _PUCCH,i (

)는 서브프레임 n-k_i로부터 유도되는 ACK/NACK 자원이라 하고, HARQ-ACK(i)는 서브프레임 n-k_i로부터의 ACK/NACK 응답이라 한다.

PDCCH에 의해 지시되는 PDSCH 전송 또는 SPS 해제를 지시하는 PDCCH 가 서브프레임 n-k_i(

) 에서 존재하는 경우에, ACK/NACK 자원 n⁽¹⁾ _PUCCH,i는 다음의 수학식에 의해서 결정될 수 있다.

상기 수학식에서, N⁽¹⁾ _PUCCH는 상위계층으로부터 전달받는 시그널링 값을 나타낸다.

는 서브프레임 n-k_i에서의 PDCCH 전송에 사용된 CCE 인덱스 중에서 가장 작은 값을 나타낸다. p 값은

를 만족하도록 {0, 1, 2, 3} 중에서 선택된다. N_p는 상기 수학식 9와 같이 결정될 수 있다.

PDCCH 없이 PDSCH 전송이 서브프레임 n-k_i(

) 에서 존재하는 경우에, n⁽¹⁾ _PUCCH,i의 값은 상위 계층 설정에 의해 결정될 수 있다.

단말은 서브프레임 n에서 ACK/NACK 자원 n⁽¹⁾ _PUCCH상에서 비트 b(0),b(1)을 PUCCH 포맷 1b 를 이용하여 전송한다. b(0),b(1)의 값 및 ACK/NACK 자원 n⁽¹⁾ _PUCCH은 이하의 표 4, 표 5 및 표 6 에 따른 채널 선택(channel selection)에 의해서 생성될 수 있다. 표 4, 표 5 및 표 6은 각각 M=2, M=3, M=4 인 경우의 ACK/NACK 다중화의 전송에 대한 것이다. b(0),b(1)가 N/A 에 매핑되는 경우에, 단말은 서브프레임 n 에서 ACK/NACK 응답을 전송하지 않는다.

상기 표 4, 표 5 및 표 6에서, HARQ-ACK(i)는 i-번째 데이터 유닛(0≤i≤3)의 HARQ ACK/NACK/DTX 결과를 나타낸다. DTX(Discontinuous Transmission)는 HARQ-ACK(i)에 대응하는 데이터 유닛의 전송이 없거나 단말이 HARQ-ACK(i)에 대응하는 데이터 유닛의 존재를 검출하지 못한 경우를 나타낸다. 본 명세서에서 HARQ-ACK은 ACK/NACK과 혼용된다. 각각의 데이터 유닛과 관련하여 최대 4개의 PUCCH 자원(즉, n⁽¹⁾ _PUCCH,0 ∼ n⁽¹⁾ _PUCCH,3)이 점유될 수 있다. 다중화된 ACK/NACK은 점유된 PUCCH 자원으로부터 선택된 하나의 PUCCH 자원을 통해 전송된다. 표 4, 표 5 및 표 6에 기재된 n⁽¹⁾ _PUCCH,x 는 실제로 ACK/NACK을 전송하는데 사용되는 PUCCH 자원을 나타낸다. b(0),b(1)은 선택된 PUCCH 자원을 통해 전송되는 두 비트를 나타내며 QPSK 방식으로 변조된다. 일 예로, 표 4에서와 같이 단말이 4개의 데이터 유닛을 성공적으로 복호한 경우, 단말은 n⁽¹⁾ _PUCCH, ₁와 연결된 PUCCH 자원을 통해 (1,1)을 기지국으로 전송한다. PUCCH 자원과 QPSK 심볼의 조합이 가능한 ACK/NACK 가정을 모두 나타내기에 부족하므로 일부의 경우를 제외하고는 NACK과 DTX는 커플링된다(NACK/DTX 로 표시됨).

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 장치 대 장치(Device to Device; D2D) 통신의 네트워크 구조를 도시한다. 상기 D2D 통신은 전송 동작을 수행하는 UE(UE 1)와 수신 동작을 수행하는 UE(UE 2)가 기지국(eNodeB)들을 거치지 않고 직접 통신하는 무선 통신 방식을 의미한다. UE 1과 UE 2는 서로 동일한 사업자에 가입된 것을 가정하며, 아울러 동일한 서빙 셀에 연결되었음을 가정한다. 즉 UE 1과 UE 2는 동일한 하향링크 및 상향링크 주파수 대역에서 동작하며, D2D 통신을 위해 하향링크 또는 상향링크 주파수 대역 중 어느 하나가 이용될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예(들)는 UE 1과 UE 2는 서로 다른 사업자에 가입된 경우에도 적용될 수도 있으며, 또는 UE 1과 UE 2는 서로 다른 서빙 셀에 연결된 경우에도 적용될 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 D2D 통신을 위한 자원은 기지국에 의해 할당되는 것을 가정한다. 이 자원 할당 정보는 하향링크 제어 채널의 D2D 스케줄링 정보를 통해 전송될 수 있다. 상기 D2D 스케줄링 정보는 송신 UE 관점에서는 일종의 UL 그랜트(grant)로 간주될 수 있는데, 이는 해당 송신 UE는 기지국의 지시에 따라서 UL 전송을 수행하면 되기 때문이다. 한편, 수신 UE에게는 상기 D2D 스케줄링 정보는 DL 할당(assignment)으로 간주될 수 있다.

따라서, 송신 UE는 상기 D2D 스케줄링 정보가 전송된 제어 채널을 검출하고 상기 D2D 스케줄링 정보에 포함 또는 대응되는 D2D 자원에서 데이터를 전송할 수 있다. 이에 대응하여, 수신 UE는 상기 D2D 스케줄링 정보가 전송된 제어 채널을 검출하고 상기 D2D 스케줄링 정보에 포함 또는 대응되는 D2D 자원에서 데이터를 수신할 수 있다. 상기 D2D 통신의 특성 상, 상기 송신 UE를 위한 D2D 자원과 상기 수신 UE를 위한 D2D 자원은 동일한 (시간 주파수) 자원 영역을 지시할 수 있다. 수신 UE는 송신 UE가 전송한 데이터의 수신 성공 여부를 일정 시간 이후 혹은 일정 서브프레임 이후에 기지국으로 피드백할 수 있다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 D2D 통신을 위한 동작을 도시한다. 좀더 상세하게, 도 7은 상기 D2D 통신을 위한 스케줄링, 데이터 송수신 그리고 ACK/NACK 피드백의 동작을 예시한다. 도 7은, D2D 통신을 위한 디스커버리(discovery) 절차와 셋업(setup) 절차는 이미 완료된 이후의 과정을 도시한다. 기지국(eNB)은 D2D 통신 페어(pair)로 결정된 UE1과 UE2로 상기 D2D 통신을 위한 스케줄링 정보를 전송할 수 있다(S11, S12). 상기 UE1과 상기 UE2는 각각 상기 스케줄링 정보를 검출하여 자신을 위한 상기 D2D 통신을 위한 자원 정보를 수신할 수 있다. 상기 UE1과 상기 UE2는 상기 자원 정보에 따라 상기 D2D 통신을 수행할 수 있다(S13). 그리고나서, 상기 D2D 통신의 수신 측에 해당하는 UE2는 상기 기지국으로 상기 D2D 통신의 데이터 수신에 대한 ACK/NACK 피드백을 수행할 수 있다(S14).

이때, ACK/NACK을 위한 송신 전력이나 스크램블링 시퀀스(scrambling sequence) 등의 전송을 위한 파라미터는 기지국과의 통신(즉, non-D2D 통신)에서 ACK/NACK 전송을 위해 사용하는 것과 동일한 것을 재사용 할 수 있으며, D2D 링크에서의 데이터 전송을 위한 파라미터와는 상이할 수 있다. 일례로 송신 전력의 경우, D2D 링크에서의 데이터 전송은 두 UE 사이의 경로손실에 따라 조절되거나 인접한 두 UE 사이의 채널 상태를 감안하여 일정한 수준으로 고정되는 반면 ACK/NACK 신호는 기지국이 수신해야 하므로 기지국과 UE 사이의 경로손실을 기반으로 송신 전력이 결정되도록 동작할 수 있다.

상기 D2D 통신에서 수신 UE가 기지국에 전송하는 ACK/NACK의 전송을 위한 파라미터(송신 전력, 스크램블링 시퀀스 등)는 기지국과의 통신에서 ACK/NACK의 전송 용도로 사용하는 것과 동일한 것을 재사용 할 수 있으나, ACK/NACK를 전송하는 자원을 결정하는 방법은 기존의 것을 그대로 사용할 수 없는 경우가 발생한다.

3GPP LTE(-A) 시스템에서는 서브프레임 ＃n에서 수신한 신호에 대한 ACK/NACK은 서브프레임 ＃n+m에서 전송된다. 이때, m은 하향링크 신호의 디코딩 시간을 보장하기 위해서 일정한 값(예를 들어, LTE(-A) 시스템에서의 기본 프로세싱 시간인 4)보다 크거나 같은 정수 중 서브프레임 ＃n+m이 UL 서브프레임이 되는 최소의 정수로 둔다. 서브프레임 ＃n+m에서 ACK/NACK 전송에 사용될 자원은 DL 할당을 전송한 PDCCH로부터 결정한다. 보다 구체적으로 UE는 DL 할당을 전송하는데 사용된 CCE 중 첫 번째 인덱스 k을 파악하고 ACK/NACK을 위하여 사용되는 PUCCH 자원 영역의 시작을 알려주는 오프셋인

에 상기 CCE index k을 더한

+k에 대응하는 PUCCH 자원을 사용하여 ACK/NACK을 전송한다.

이러한 방식은 서브프레임 ＃n에서 전송된 DL 할당을 통해 스케줄링된 데이터를 서브프레임 ＃n에서 수신할 수 있다면 충분한 디코딩 시간이 보장되므로 문제없이 동작할 수 있다. 하지만 상기 D2D 통신과 같이 데이터 송수신을 위한 스케줄링 정보가 전송되는 서브프레임과 데이터 전송이 할당된 서브프레임이 상이한 경우, 서브프레임 ＃n+m에서 ACK/NACK를 전송할 수 없는 문제가 발생할 수 있다. 좀더 상세하게는, 상기 D2D 통신을 위한 ACK/NACK 자원과 비-D2D 통신을 위한 ACK/NACK 자원의 충돌이 발생할 수 있다. PUCCH의 ACK/NACK 전송 자원 영역은 PDCCH의 DL이 할당된 CCE 인덱스(D2D 통신의 경우, D2D 스케줄링 정보가 할당된 CCE 인덱스)를 통해 결정될 수 있다. 이러한 환경하에서, UE에게 상기 D2D 스케줄링 정보가 할당되고 난 이후부터 상기 UE가 상기 D2D 데이터 수신에 대한 ACK/NACK을 피드백하기 전에, 동일한 CCE 인덱스를 사용하여 다른 DL 할당(예컨대, 제 3의 UE에 대한 비-D2D 통신을 위한 것)이 전송되면 상기 전송된 DL 할당에 해당하는 ACK/NACK와 상기 D2D 전송에 대한 ACK/NACK이 동일한 자원을 사용하도록 설정되기 때문이다. 즉, ACK/NACK를 위한 자원 충돌이 발생할 수 있다.

도 8는 FDD(frequency division duplex) LTE(-A) 시스템에서 발생하는 ACK/NACK 자원 충돌의 예를 도시한다. 도 8는 m=4인 경우를 가정한 것으로, 서브프레임(SF) n에서 수신한 데이터에 대한 ACK/NACK는 SF ＃n+4에서 전송된다. SF ＃n에서 D2D 스케줄링 정보가 제 1 주파수 대역(예컨대, 하향링크)의 제어 채널을 통해 전송된다. 이때 D2D를 위한 전송은 제 2 주파수 대역(예컨대, 상향링크)에서 할당되며, UE 1은 제 2 주파수 대역의 SF ＃n+4에서 D2D 데이터를 전송할 자원을 할당받는다. 또한, 상기 UE 1의 D2D 통신의 상대방인 UE 2는 상기 D2D 스케줄링 정보에 의해 상기 UE 1의 전송을 위한 자원과 동일한 자원 영역에서 데이터를 수신하도록 설정된다. 상기 UE 2는 상기 제 2 주파수 대역의 SF ＃n+4에서 수신한 상기 D2D 데이터에 대한 ACK/NACK 피드백을 SF ＃n+8에서 하게 될 것이다. 하지만 이때 ACK/NACK를 위한 자원은 상기 제 1 주파수 대역의 SF ＃n+4에서 전송된 데이터에게 할당된 ACK/NACK 자원과 충돌할 수 있다.

예를 들어, 제 1 주파수 대역의 SF ＃n에서 상기 UE 2에게 CCE k번에서 D2D 스케줄링 정보(예컨대, 수신 스케줄링 정보)가 전송되었다면, ACK/NACK은 제 2 주파수 영역의 SF ＃n+8의 PUCCH 자원 영역의 시작을 알려주는 오프셋(offset)인

에 CCE index k을 더한

+k에 대응하는 PUCCH 자원을 사용하여 ACK/NACK을 전송한다. 하지만 SF ＃n+8에서는 제 1 주파수 대역의 SF ＃n+4의 데이터에 대한 ACK/NACK 역시 전송되어야 한다. 만약 제 1 주파수 대역의 SF ＃n+4에서 UE 3에게 CCE k번을 사용하여 하향링크 스케줄링 정보가 전송되었다면 SF ＃n+4에서 해당 하향링크 데이터를 수신한 상기 UE 3 또한

+k에 대응하는 PUCCH 자원을 사용하여 ACK/NACK을 전송하도록 설정된다.

이러한 ACK/NACK 자원 충돌은 D2D 통신이 갖는 고유의 특성으로 비롯된다. 즉, D2D 통신의 경우 비-D2D 통신과 달리 기지국은 단말(또는 사용자기기) 페어(pair)의 송수신 자원을 모두 스케줄링 해주어야 한다. 따라서, 비-D2D 통신에서는 하향링크(DL) 할당(또는 그랜트) 또는 상향링크(UL) 할당(또는 그랜트) 중 하나만을 하나의 단말에 스케줄링해주면 되었지만, D2D 통신에서는 단말 페어 모두에게 서로 대응하는(즉, DL-UL 쌍) 스케줄링 정보를 각각 내려줘야한다. 특히, D2D 통신은 반드시 수신 단말이 개입되기 때문에, 반드시 ACK/NACK 피드백이 필요하다. 또한, D2D 통신에서는 주파수 대역 스위칭이 필요하기 때문에, 수신 단말 또는 전송 단말이 D2D 통신을 위한 주파수 대역으로 스위칭하는데 필요한 시간이 요구된다.

따라서, 본 명세서에서는 상기 ACK/NACK 자원 충돌 문제를 해결하기 위해 다음과 같은 해결책을 제안한다.

본 발명의 일 실시예에서 D2D 통신을 위한 ACK/NACK 자원을 비-D2D 통신을 위한 ACK/NACK 자원과 독립적으로 할당하도록 한다. 예를 들어, PUCCH의 특정 영역을 D2D 통신을 위한 ACK/NACK 자원으로 할당할 수 있다. 이는 D2D 링크가 활성화되면 상기 ACK/NACK 자원이 할당되었다가 D2D 링크가 비활성화되면 상기 ACK/NACK 자원은 해제될 수 있도록 운용될 수 있다. 또는, 특정 CCE 영역을 D2D 스케줄링 정보를 위해 별도로 할당할 수 있다.

본 발명의 다른 일 실시예에서 ACK/NACK 자원 충돌이 발생하지 않도록 D2D 스케줄링 정보가 송신 단말과 수신 단말에게 서로 다른 시점에서 개별적으로 전송되도록 구성할 수 있다. 이로써, 하나의 ACK/NACK 자원에 여러 개의 하향링크 스케줄링 정보가 링크(link)되는 것을 방지할 수 있다. 좀더 상세하게는, D2D 스케줄링 정보 중 수신 단말을 위한 정보, 즉 수신 스케줄링 정보를 D2D 통신을 위한 ACK/NACK 자원이 링크된 제어 채널에서 수신 단말에게 전송되도록 하고, 이보다 앞선 다른 제어 채널에서 송신 단말에게 전송 스케줄링 정보를 전송하도록 구성할 수 있다.

예를 들어, FDD의 경우, 데이터 전송과 ACK/NACK는 동기적으로 1 대 1 맵핑이 되어 있다. 일반적으로 SF ＃n에서 수신한 데이터에 대한 ACK/NACK은 SF ＃n+4에서 전송된다. 또한, 승인된 상향링크 전송 자원 역시 암묵적으로 정해져 있다. 일반적으로 SF ＃n에서의 상향링크(UL) 그랜트에 대한 상향링크 전송 자원은 SF ＃n+4 에 할당된다.

D2D 통신이 UL 자원을 사용한다고 가정하면, 송신 단말에게 전송하는 D2D 스케줄링 정보는 상향링크(UL) 그랜트 형태를 가지며 수신 단말에게 전송하는 D2D 스케줄링 정보는 DL 할당의 형태를 갖는다.

D2D 통신이 UL SF ＃n+4에서 일어난다고 하면, SF ＃n에서의 UL 그랜트에 대한 자원은 SF ＃n+4 에 할당되므로, 송신 UE에게는 DL SF ＃n에서 D2D 스케줄링 정보, 즉 전송 스케줄링 정보를 전송한다. 즉 송신 UE는 DL SF ＃n에서 UL 그랜트를 수신하면, UL SF ＃n+4에서 수신 단말에게 데이터를 전송하게 설정된다. 또한 SF ＃n에서 수신한 데이터에 대한 ACK/NACK는 SF ＃n+4에서 전송되므로, UL SF ＃n+4에서 데이터를 수신한 수신 단말은 UL SF ＃n+8에서 ACK/NACK를 전송하도록 설정된다. 따라서 수신 단말에게는 DL SF ＃n+4에서 D2D 스케줄링 정보, 즉 수신 스케줄링 정보를 전송한다.

기지국이 DL SF ＃n에서 송신 단말에게 D2D 스케줄링 정보(전송 스케줄링 정보)를 전송하고, DL SF ＃n+4에서 수신 단말에게 D2D 스케줄링 정보(수신 스케줄링 정보)를 전송하면, ACK/NACK 자원 충돌이 발생하지 않는다. 왜냐하면 UL SF ＃n+8의 D2D 통신에 대한 ACK/NACK 자원 영역이 DL SF＃ n+4에서 전송된 D2D 스케줄링 정보에 링크되기 때문이다. UL SF ＃n+8에서 전송되어야 하는 다른 ACK/NACK도 DL SF ＃n+4에서 스케줄링된 데이터(예컨대, PDSCH)에 대한 것으로서 스케줄링에 해당하는 CCE 영역은 상기 D2D 스케줄링 정보의 CCE 영역과 배타적(exclusive)일 수밖에 없다.

다시 말하면, 만약 DL SF ＃n+4에서 UE 2에게 CCE ＃1을 사용하여 수신 스케줄링 정보가 전송되었다면, DL SF ＃n+4에서 PDSCH를 수신하는 임의의 다른 UE, UE 3에게 전송하는 하향링크 스케줄링 정보는 CCE ＃1을 사용할 수 없다. UL SF ＃n+4에서 D2D 통신 데이터를 수신한 UE 2는 UL SF ＃n+8에서

+1에 대응하는 PUCCH 자원을 사용하여 ACK/NACK를 전송하며, DL SF ＃n+4에서 PDSCH를 수신한 UE 3의 ACK/NACK는

+1에 대응하는 PUCCH 자원과는 배타적인 자원을 사용하게 된다. 이를 통해, D2D 통신을 위한 ACK/NACK 자원이 비-D2D 통신을 위한 ACK/NACK 자원과의 충돌을 원천적으로 방지할 수 있다. 이러한 자원 충돌 방지를 통해 자원 할당 또는 사용의 효율성을 제고할 수 있다. 또한, UL 그랜트와 이에 기반한 UL 전송 그리고 DL 할당과 이에 기반한 DL 수신 그리고 UL 피드백(ACK/NACK) 동작의 변경없이, D2D 스케줄링 정보의 송신(또는 수신) 시점을 송신 단말과 수신 단말 각각에게 별도로 제공을 통해 D2D 통신의 ACK/NACK 동작을 수행할 수 있으므로 기존 통신 규격과의 호환성을 갖출 수 있다.

도 9은 위에서 설명한 본 발명의 일 실시예에 따른 D2D 스케줄링 정보의 송수신 그리고 그에 따른 ACK/NACK 피드백을 도시한다. 이 경우, D2D 통신을 위한 ACK/NACK 자원과 비-D2D 통신을 위한 자원이 충돌하지 않음을 확인할 수 있다.

도 10은 TDD(time division duplex) LTE(-A) 시스템에서 발생하는 ACK/NACK 자원 충돌의 예를 도시한다. TDD 시스템에서도, 도 10에서 도시한 FDD 시스템과 유사하게, D2D 통신에 대한 ACK/NACK 자원과 비-D2D 통신에 대한 ACK/NACK 자원이 충돌함을 확인할 수 있다.

도 11은 본 발명의 일 실시예가 적용될 수 있는 TDD 시스템의 서브프레임 구조를 도시한다. TDD의 경우 설정(configuratuon, 표 3참조)에 따라 자원 승인, 전송, ACK/NACK의 관계가 상이하게 정의될 수 있다. 도 11은 설정 1에 해당하는 예를 도시한다.

TDD 시스템에도 FDD 시스템과 마찬가지로 D2D 통신이 SF ＃n+4의 UL 자원에서 일어난다고 가정하면, 송신 단말에게는 SF ＃n에서 UL 그랜트의 형태로 D2D 스케줄링 정보를 전송해야 한다(SF ＃n에서의 UL 그랜트에 대한 UL 전송 자원은 SF ＃n+4 에 할당됨). 또한 SF ＃n+1에서 DL 할당된 데이터에 대한 ACK/NACK은 SF ＃n+8에서 전송되므로, 수신 UE에게는 SF ＃n+1에서 D2D 스케줄링 정보를 DL 할당의 형태로 전송한다. 이때 DL 할당이 포함하는 RA(resource allocation)정보는 SF ＃n+4의 D2D 통신 자원에 대한 것이며, SF ＃n+8에서 할당된 ACK/NACK 자원은 SF ＃n+1의 D2D 스케줄링 정보에 링크되므로 ACK/NACK 자원 충돌은 발생하지 않는다. 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 이러한 TDD 시스템에서의 D2D 스케줄링 정보의 송수신 그리고 그에 따른 ACK/NACK 피드백을 도시한다.

도 9 및 도 12에서는 송신 단말에게 전송하는 D2D 스케줄링 정보를 UL 그랜트로, 수신 단말에게 전송하는 D2D 스케줄링 정보를 DL 할당으로 표기하였다. 하지만 단말 간 통신은 동일한 무선 자원에 대하여 송신 스케줄과 수신 스케줄이 모두 할당되기 때문에, 어느 하나의 단말은 UL 자원에서 수신 동작을 하거나 DL 자원에서 송신 동작을 하는 등의 변칙적인 동작이 이루어질 수 있어야 한다.

따라서 D2D 스케줄링 정보는 기지국과의 통신에서 사용하는 것과는 별도의 ID(예컨대, UE 1과 UE 2의 그룹 ID)로 마스킹(mask)되는 할당으로 정의한다. 즉, 수신 단말에게 전송되는 D2D 스케줄링 정보는 별도의 ID로 마스킹되는 DL 할당으로 정의되며, 송신 단말에게 전송되는 D2D 스케줄링 정보는 별도의 ID로 마스킹되는 UL 그랜트로 정의될 수 있다.

예를 들면, UL 자원에서 D2D 통신이 수행되는 경우에는 UL 그랜트에 별도의 ID를 마스킹하여 D2D 스케줄링 정보로 사용할 수 있다. 송신 단말과 수신 단말 모두 상기 UL 그랜트를 수신하며 이를 D2D 스케줄링 정보로 인식한다. 이때, UL 그랜트는 송신 단말의 ID를 포함하는 새로운 DCI 포맷을 가질 수 있다. 이는 D2D 스케줄링 정보를 수신한 단말 그룹 중 송신 단말이 누구인지를 지시하기 위함이다. 단말은 수신한 UL 그랜트에 자신의 ID가 포함되어 있다면 상기 UL 그랜트로 승인된 자원에서 데이터를 전송해야 한다는 것을 인지하며, 자신의 ID가 포함되어 있지 않다면 상기 UL 그랜트로 승인된 자원에서 송신 단말이 자신에게 데이터를 전송할 것이니 해당 자원에서 데이터를 수신해야 한다고 인지할 수 있다. 수신 단말은 상기 UL 그랜트의 D2D 송수신 시점에 예약되어 있는 UL 전송이 있다면 이를 취소하고 D2D 수신모드로 동작한다. 즉, D2D 데이터 수신을 위하여 주기적으로 지정되는 UL 전송인 주기적 CSI 보고, 주기적 SRS(sounding reference signal) 전송, SPS(semi persistent scheduling) 전송 등은 취소될 수 있다. 송신 단말은 UE 그랜트의 승인된 D2D 자원과 주기적으로 전송되는 다른 UL 전송 자원이 충돌하는 경우, UL 전송을 취소하고 D2D 통신을 위하여 해당 자원을 사용할 수 있다.

수신 단말에게 전송되는 D2D 스케줄링 정보는 별도의 ID로 마스킹되는 DL 할당으로 정의되는데, 이러한 DL 할당을 수신한 단말은 해당 DL 할당이 UL 자원에 대한 것임을 인지한다. 특히 TDD 시스템의 경우에는 UL SF 인덱스를 추가로 포함할 수 있다.

D2D 통신을 위한 UL 그랜트를 그룹 ID로 마스킹하여 송수신 단말이 모두 상기 UL 그랜트를 수신하는 것은, 송신 단말만 이를 수신하는 것에 비해 장점이 있다. 즉, 수신 단말이 DL 할당을 수신하기 전에 어느 SF에서 D2D 데이터가 전송되는지 알 수 있으면, D2D 자원 할당이 보다 유연해진다.

수신 단말이 기지국으로부터 DL 할당을 수신한 이후에 D2D 데이터 전송 영역을 알 수 있다면, D2D 전송은 수신 단말과 기지국간, 그리고 단말 간 전파 지연(propagation delay)을 고려하여 수신 단말이 기지국으로부터 DL 할당을 수신한 이후에 송신 단말로부터의 데이터 수신이 시작될 수 있도록 할당되어야만 할 것이다. 반면, 어느 SF에서 D2D 전송이 수행되는 지를 미리 알고 있으면, 이러한 제약이 없이 해당 SF에서 버퍼링을 수행함으로써 DL 할당의 수신을 완료하지 않아도 D2D 데이터를 수신할 수 있다. 예를 들어, 도 13과 같이 UE 2는 SF ＃n에서 UL 그랜트를 수신하면 SF ＃n+4에서 UE 1이 데이터를 전송한다는 것을 미리 인지하게 된다. 따라서 UE 2는 SF ＃n+4에서 DL 할당을 수신하기 전에 UE 1이 전송하는 D2D 데이터를 버퍼링할 수 있다.

도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 D2D 통신과 관련된 동작을 수행하도록 구성된 장치의 블록도를 도시한다. 전송장치(10) 및 수신장치(20)는 정보 및/또는 데이터, 신호, 메시지 등을 나르는 무선 신호를 전송 또는 수신할 수 있는 RF(Radio Frequency) 유닛(13, 23)과, 무선통신 시스템 내 통신과 관련된 각종 정보를 저장하는 메모리(12, 22), 상기 RF 유닛(13, 23) 및 메모리(12, 22)등의 구성요소와 동작적으로 연결되고, 상기 구성요소를 제어하여 해당 장치가 전술한 본 발명의 실시예들 중 적어도 하나를 수행하도록 메모리(12, 22) 및/또는 RF 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(11, 21)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 RF 유닛(13)에 전송한다. 예를 들어, 프로세서(11)는 전송하고자 하는 데이터 열을 역다중화 및 채널 부호화, 스크램블링, 변조과정 등을 거쳐 K개의 레이어로 변환한다. 부호화된 데이터 열은 코드워드로 지칭되기도 하며, MAC(medium access control) 계층이 제공하는 데이터 블록인 전송 블록과 등가이다. 일 전송블록(transport block, TB)는 일 코드워드로 부호화되며, 각 코드워드는 하나 이상의 계층의 형태로 수신장치에 전송되게 된다. 주파수 상향 변환을 위해 RF 유닛(13)은 오실레이터(oscillator)를 포함할 수 있다. RF 유닛(13)은 Nt개(Nt는 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 RF 유닛(23)은 전송장치(10)에 의해 전송된 무선 신호를 수신한다. 상기 RF 유닛(23)은 Nr개(Nr은 양의 정수)의 수신 안테나를 포함할 수 있으며, 상기 RF 유닛(23)은 수신 안테나를 통해 수신된 신호 각각을 주파수 하향 변환하여(frequency down-convert) 기저대역 신호로 복원한다. RF 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.

RF 유닛(13, 23)은 하나 이상의 안테나를 구비한다. 안테나는, 프로세서(11, 21)의 제어 하에 본 발명의 일 실시예에 따라, RF 유닛(13, 23)에 의해 처리된 신호를 외부로 전송하거나, 외부로부터 무선 신호를 수신하여 RF 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. 다수의 안테나를 이용하여 데이터를 송수신하는 다중 입출력(Multi-Input Multi-Output, MIMO) 기능을 지원하는 RF 유닛의 경우에는 2개 이상의 안테나와 연결될 수 있다.

본 발명의 실시예들에 있어서, UE 또는 릴레이는 상향링크에서는 전송장치(10)로 동작하고, 하향링크에서는 수신장치(20)로 동작한다. 본 발명의 실시예들에 있어서, BS는 상향링크에서는 수신장치(20)로 동작하고, 하향링크에서는 전송장치(10)로 동작한다. 또한, 본 발명의 실시예들에 있어서, UE와 그것의 피어 UE는 D2D를 위한 상향링크에서는 전송장치(10)로 동작하고, D2D를 위한 하향링크에서는 수신장치(20)로 동작한다.

이와 같은, 수신장치 또는 전송장치로 기능하는 UE 또는 BS의 구체적인 구성은, 도면과 관련하여 전술한 본 발명의 다양한 실시예에서 설명한 사항들이 독립적으로 적용되거나 또는 둘 이상의 실시예가 동시에 적용되도록 구현될 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 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 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 발명의 실시예들은 무선 통신 시스템에서, 기지국, 사용자 기기 또는 기타 다른 장비에서 사용될 수 있다.

Claims

무선 통신 시스템에서 제 1 단말이 제 2 단말과 장치 대 장치(Device to Device; D2D) 통신을 수행함에 있어서,
제 1 주파수 대역에서 기지국으로부터 D2D 통신을 위한 수신 스케줄링 정보를 수신하고, 상기 수신 스케줄링 정보에 기초하여 제 2 주파수 대역에서 상기 제 2 단말로부터 상기 D2D 통신을 위한 데이터를 수신하며, 상기 제 2 주파수 대역에서 상기 D2D 통신을 위한 상기 데이터의 수신에 응답하는 피드백 정보를 상기 기지국으로 전송하되,
상기 수신 스케줄링 정보는 상기 수신 스케줄링 정보와 연관된 전송 스케줄링 정보를 포함하는 서브프레임과 다른 서브프레임에서 수신되며,
상기 수신 스케줄링 정보는 상기 제 1 단말이 제 2 단말로부터 상기 데이터를 수신하기 위한 자원을 지시하며, 상기 전송 스케줄링 정보는 상기 제 2 단말이 상기 제 1 단말로 상기 데이터를 전송하기 위한 자원을 지시하는 것을 특징으로 하는, D2D 통신 방법.
제1항에 있어서, 상기 수신 스케줄링 정보와 상기 전송 스케줄링 정보는 서로 동일한 시간 주파수 자원을 지시하는 것을 특징으로 하는, D2D 통신 방법.
제1항에 있어서, 상기 전송 스케줄링 정보는 제 1 주파수 대역의 n번째 서브프레임에 포함되며, 상기 수신 스케줄링 정보는 제 1 주파수 대역의 n+m번째 서브프레임에서 수신되고, 여기서 n과 m은 양의 정수인 것을 특징으로 하는, D2D 통신 방법.
제1항에 있어서, 상기 상기 데이터는 상기 수신 스케줄링 정보가 수신되는 제 1 주파수 대역의 서브프레임의 인덱스와 동일한 인덱스를 갖는 제 2 주파수 대역의 서브프레임에서 수신되는 것을 특징으로 하는, D2D 통신 방법.
무선 통신 시스템에서 기지국이 제 1 단말과 제 2 단말 간의 장치 대 장치(Device to Device; D2D) 통신을 지원함에 있어서,
제 1 주파수 대역에서, 상기 D2D 통신을 위한 전송 스케줄링 정보 및 상기 전송 자원 할당 정보와 연관된 수신 스케줄링 정보를 전송하며, 제 2 주파수 대역에서 상기 D2D 통신을 위한 데이터의 전송에 응답하는 피드백 정보를 수신하되,
상기 전송 스케줄링 정보와 상기 수신 스케줄링 정보는 상기 제 1 주파수 대역 내 서로 다른 서브프레임에서 전송되며,
상기 전송 스케줄링 정보는 상기 제 2 단말이 상기 제 1 단말로 상기 데이터를 전송하기 위한 자원을 지시하고, 상기 수신 스케줄링 정보는 상기 제 1 단말이 상기 제 2 단말로부터 상기 데이터 를 수신하기 위한 자원을 지시하는 것을 특징으로 하는, D2D 통신 지원 방법.
제5항에 있어서, 상기 수신 스케줄링 정보와 상기 전송 스케줄링 정보는 서로 동일한 시간 주파수 자원을 지시하는 것을 특징으로 하는, D2D 통신 지원 방법.
제5항에 있어서,
상기 전송 스케줄링 정보는 상기 제 1 주파수 대역의 n번째 서브프레임에서 전송되며, 상기 수신 스케줄링 정보는 상기 제 1 주파수 대역의 n+m번째 서브프레임에서 전송되고, 여기서 n과 m은 양의 정수인 것을 특징으로 하는, D2D 통신 지원 방법.
제5항에 있어서, 상기 데이터의 전송은 상기 수신 스케줄링 정보가 전송되는 제 1 주파수 대역의 서브프레임의 인덱스와 동일한 인덱스를 갖는 제 2 주파수 대역의 서브프레임에서 수행되는 것을 특징으로 하는, D2D 통신 지원 방법.
무선 통신 시스템에서 제 2 단말과 장치 대 장치(Device to Device; D2D) 통신을 수행하도록 구성된 제 1 단말로서, 상기 제 1 단말은:
무선 신호를 전송 혹은 수신하도록 구성된 RF(radio frequency) 유닛; 및
상기 RF 유닛을 제어하도록 구성된 프로세서를 포함하고,
상기 프로세서는 상기 RF 유닛을 통해 제 1 주파수 대역에서 기지국으로부터 D2D 통신을 위한 수신 스케줄링 정보를 수신하고 상기 D2D 통신을 위한 수신 스케줄링 정보에 기초하여 제 2 주파수 대역에서 상기 제 2 단말로부터 상기 D2D 통신을 위한 데이터를 수신하며, 상기 제 2 주파수 대역에서 상기 D2D 통신을 위한 상기 데이터의 수신에 응답하는 피드백 정보를 상기 기지국으로 전송하되,
상기 수신 스케줄링 정보는 상기 수신 스케줄링 정보와 연관된 전송 스케줄링 정보가 전송된 서브프레임과 다른 서브프레임에서 수신되고,
상기 수신 스케줄링 정보는 상기 제 1 단말이 상기 제 2 단말로부터 상기 데이터를 수신하기 위한 자원을 지시하고, 상기 전송 스케줄링 정보는 상기 제 2 단말이 상기 제 1 단말로 상기 데이터를 전송하기 위한 자원을 지시하는 것을 특징으로 하는, 단말.
제9항에 있어서, 상기 수신 스케줄링 정보와 상기 전송 스케줄링 정보는 서로 동일한 시간 주파수 자원을 지시하는 것을 특징으로 하는, 단말.
제9항에 있어서,
상기 전송 스케줄링 정보는 상기 제 1 주파수 대역의 n번째 서브프레임에 포함되며, 상기 수신 스케줄링 정보는 상기 제 1 주파수 대역의 n+m번째 서브프레임에서 수신되고, 여기서 n과 m은 양의 정수인 것을 특징으로 하는, 단말.
제9항에 있어서, 상기 데이터는 상기 수신 스케줄링 정보가 수신되는 제 1 주파수 대역의 서브프레임의 인덱스와 동일한 인덱스를 갖는 제 2 주파수 대역의 서브프레임에서 수신되는 것을 특징으로 하는, 단말.
무선 통신 시스템에서 제 1 단말과 제 2 단말 간의 장치 대 장치(Device to Device; D2D) 통신을 지원하도록 구성된 기지국으로서,
무선 신호를 전송 혹은 수신하도록 구성된 RF(radio frequency) 유닛; 및
상기 RF 유닛을 제어하도록 구성된 프로세서를 포함하고,
상기 프로세서는 상기 RF 유닛을 통해 제 1 주파수 대역에서 상기 D2D 통신을 위한 전송 스케줄링 정보 및 상기 전송 스케줄링 정보와 연관된 수신 스케줄링 정보를 전송하며, 제 2 주파수 대역에서 상기 D2D 통신을 위한 상기 데이터의 전송에 응답한 피드백 정보를 수신하되,
상기 전송 스케줄링 정보와 상기 수신 스케줄링 정보는 상기 제 1 주파수 대역 내의 서로 다른 서브프레임에서 전송되고,
상기 전송 스케줄링 정보는 상기 제 2 단말이 상기 제 1 단말로 상기 데이터를 전송하기 위한 자원을 지시하고, 상기 수신 스케줄링 정보는 상기 제 1 단말이 상기 제 2 단말로부터 상기 데이터를 수신하기 위한 자원을 지시하는 것을 특징으로 하는, 기지국.
제13항에 있어서, 상기 수신 스케줄링 정보와 상기 전송 스케줄링 정보는 서로 동일한 시간 주파수 자원을 지시하는 것을 특징으로 하는, 기지국.
제13항에 있어서,
상기 전송 스케줄링 정보는 상기 제 1 주파수 대역의 n번째 서브프레임에서 전송되며, 상기 수신 스케줄링 정보는 상기 제 1 주파수 대역의 n+m번째 서브프레임에서 전송되고, 여기서 n과 m은 양의 정수인 것을 특징으로 하는, 기지국.
제13항에 있어서, 상기 데이터의 전송은 상기 수신 스케줄링 정보가 전송되는 제 1 주파수 대역의 서브프레임의 인덱스와 동일한 인덱스를 갖는 제 2 주파수 대역의 서브프레임에서 수행되는 것을 특징으로 하는, 기지국.