KR20160114043A

KR20160114043A - D2d 통신 시스템을 위한 mac pdu를 구성하는 방법 및 그 장치

Info

Publication number: KR20160114043A
Application number: KR1020167012479A
Authority: KR
Inventors: 이승준; 이선영
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2014-01-29
Filing date: 2015-01-16
Publication date: 2016-10-04
Also published as: CN105934897B; EP3100372A4; WO2015115743A1; US10172165B2; US20160302248A1; JP2017506011A; CN105934897A; EP3100372B1; JP6483692B2; RU2636753C1; EP3100372A1; KR102309294B1

Abstract

본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 D2D 통신 시스템을 위한 MAC PDU를 구성하는 방법 및 장치에 관한 것이며, 상기 방법은 제1 단말이 소스 아이디(ID; identity), 타겟 ID, 복수의 논리 채널 ID 및 복수의 MAC SDUs (Medium Access Control Service Data Units)를 포함하는 MAC PDU (Protocol Data Unit)를 구성하되, 상기 MAC PDU에 포함된 각각의 MAC SDU는 상기 복수의 논리 채널 ID에 의해 식별된 각각의 논리 채널을 통해 상기 소스 ID에 의해 식별되는 상기 제1 단말로부터 상기 타겟 ID에 의해 식별되는 각각의 제2 단말로 전송되는 단계; 및 인터페이스를 통해 적어도 하나의 제2 단말로 상기 MAC PDU를 전송하되, 상기 인터페이스는 상기 제1 단말 과 상기 적어도 하나의 제2 단말 사이에 직접 연결되도록 구성하는 단계를 포함한다.

Description

D2D 통신 시스템을 위한 MAC PDU를 구성하는 방법 및 그 장치 {METHOD FOR CONFIGURUNG A MAC PDU FOR D2D COMMUCATION SYSTEM AND DEVICE THEREFOR}

본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, D2D (device to device) 통신 시스템을 위한 MAC PDU (Medium Access Control Protocol Data Unit)를 구성하는 방법 및 그 장치에 관한 것이다.

본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템의 일례로서 3GPP LTE (3rd Generation Partnership Project Long Term Evolution; 이하 "LTE"라 함) 통신 시스템에 대해 개략적으로 설명한다.

도 1은 무선 통신 시스템의 일례로서 E-UMTS 망구조를 개략적으로 도시한 도면이다. E-UMTS(Evolved Universal Mobile Telecommunications System) 시스템은 기존 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)에서 진화한 시스템으로서, 현재 3GPP에서 기초적인 표준화 작업을 진행하고 있다. 일반적으로 E-UMTS는 LTE(Long Term Evolution) 시스템이라고 할 수도 있다. UMTS 및 E-UMTS의 기술 규격(technical specification)의 상세한 내용은 각각 "3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Radio Access Network"의 Release 7과 Release 8을 참조할 수 있다.

도 1을 참조하면, E-UMTS는 단말(User Equipment; UE)과 기지국(eNode B; eNB), 네트워크(E-UTRAN)의 종단에 위치하여 외부 네트워크와 연결되는 접속 게이트웨이(Access Gateway; AG)를 포함한다. 기지국은 브로드캐스트 서비스, 멀티캐스트 서비스 및/또는 유니캐스트 서비스를 위해 다중 데이터 스트림을 동시에 전송할 수 있다.

한 기지국에는 하나 이상의 셀이 존재한다. 셀은 1.25, 2.5, 5, 10, 15, 20Mhz 등의 대역폭 중 하나로 설정돼 여러 단말에게 하향 또는 상향 전송 서비스를 제공한다. 서로 다른 셀은 서로 다른 대역폭을 제공하도록 설정될 수 있다. 기지국은 다수의 단말에 대한 데이터 송수신을 제어한다. 하향링크(Downlink; DL) 데이터에 대해 기지국은 하향링크 스케줄링 정보를 전송하여 해당 단말에게 데이터가 전송될 시간/주파수 영역, 부호화, 데이터 크기, HARQ(Hybrid Automatic Repeat and reQuest) 관련 정보 등을 알려준다. 또한, 상향링크(Uplink; UL) 데이터에 대해 기지국은 상향링크 스케줄링 정보를 해당 단말에게 전송하여 해당 단말이 사용할 수 있는 시간/주파수 영역, 부호화, 데이터 크기, HARQ 관련 정보 등을 알려준다. 기지국간에는 사용자 트래픽 또는 제어 트래픽 전송을 위한 인터페이스가 사용될 수 있다. 핵심망(Core Network; CN)은 AG와 단말의 사용자 등록 등을 위한 네트워크 노드 등으로 구성될 수 있다. AG는 복수의 셀들로 구성되는 TA(Tracking Area) 단위로 단말의 이동성을 관리한다.

D2D (Device to Device) 통신은 기지국 등의 인프라스트럭쳐를 이용하지 않고 인접 노드 사이에서 트래픽을 직접 전달하는 분산된 통신 기술을 지칭한다. D2D 통신 환경에서, 휴대용 단말 등의 각각의 노드는 물리적으로 그에 인접하는 단말(user equipment)을 발견하고 통신 세션을 설정한 후에 트래픽을 송신한다. 이 방식으로, D2D 통신은 기지국에 집중된 트래픽을 분산함으로써 트래픽 과부하를 해결할 수 있기 때문에, D2D 통신은 4G 이후의 차세대 모바일 통신 기술의 기본 기술로서 주목받을 수 있다. 이러한 이유로, 3GPP 또는 IEEE 등의 표준 협회는 LTE-A 또는 Wi-Fi에 기초하여 D2D 통신 표준을 확립하도록 진행되어 왔고, 퀄컴(Qualcomm)은 자신의 D2D 통신 기술을 개발해왔다.

D2D 통신은 모바일 통신 시스템의 스루풋을 증가시키고 새로운 통신 기술을 생성하는데 기여할 것으로 기대된다. 또한, D2D 통신은 프록시미티 기반 소셜 네트워크 서비스 또는 네트워크 게임 서비스를 지원할 수 있다. 음영 지역(shade zone)에 위치하는 단말의 링크 문제는 D2D 링크를 릴레이로서 사용함으로써 해결될 수 있다. 이 방식으로, D2D 기술은 다양한 분야에서 새로운 서비스를 제공할 것으로 기대된다.

적외선 통신, 지그비(ZigBee), RFID(radio frequency identification) 및 RFID에 기초한 NFC(near field communication) 등의 D2D 통신 기술은 이미 사용되어 오고 있다. 그러나, 이들 기술은 제한된 거리(약 1m) 내의 특정 오브젝트의 통신만을 지원하기 때문에, 이들 기술이 엄밀하게 D2D 통신 기술로 간주되기 어렵다.

D2D 기술이 상기와 같이 기술되어 왔지만, 동일한 자원을 가지고 복수의 D2D 단말로부터 데이터를 송신하는 방법의 세부사항은 제안되지 않았다.

본 발명의 목적은 D2D 통신 시스템을 위한 MAC PDU를 구성하는 방법 및 장치를 제공하는 것이다. 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 목적은 무선 통신 시스템에서 단말(user equipment)를 동작하는 방법으로서, 제1 단말이 소스 아이디(ID; identity), 타겟 ID, 복수의 논리 채널 ID 및 복수의 MAC SDUs (Medium Access Control Service Data Units)를 포함하는 MAC PDU (Protocol Data Unit)를 구성하되, 상기 MAC PDU에 포함된 각각의 MAC SDU는 상기 복수의 논리 채널 ID에 의해 식별된 각각의 논리 채널을 통해 상기 소스 ID에 의해 식별되는 상기 제1 단말로부터 상기 타겟 ID에 의해 식별되는 각각의 제2 단말로 전송되는 단계; 및 인터페이스를 통해 적어도 하나의 제2 단말로 상기 MAC PDU를 전송하되, 상기 인터페이스는 상기 제1 단말 과 상기 적어도 하나의 제2 단말 사이에 직접 연결되도록 구성하는 단계를 포함하는 방법을 포함한다.

본 발명의 다른 형태에 있어서, 무선 통신 시스템에서 동작하는 단말 (user equipment)로서, 무선 주파수(RF; radio frequency) 모듈; 및 상기 RF 모듈을 제어하도록 구성되는 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는, 제1 단말이 소스 아이디(ID; identity), 타겟 ID, 복수의 논리 채널 ID 및 복수의 MAC SDUs (Medium Access Control Service Data Units)를 포함하는 MAC PDU (Protocol Data Unit)를 구성하되, 상기 MAC PDU에 포함된 각각의 MAC SDU는 상기 복수의 논리 채널 ID에 의해 식별된 각각의 논리 채널을 통해 상기 소스 ID에 의해 식별되는 상기 제1 단말로부터 상기 타겟 ID에 의해 식별되는 각각의 제2 단말로 전송되고, 인터페이스를 통해 적어도 하나의 제2 단말로 상기 MAC PDU를 전송하되, 상기 인터페이스는 상기 제1 단말 과 상기 적어도 하나의 제2 단말 사이에 직접 연결되도록 구성하는 단말을 포함한다.

한편, 본 발명의 다른 형태에 있어서, 무선 통신 시스템에서 단말(user equipment)를 동작하는 방법으로서, 제2 단말이 인터페이스를 통해 소스 아이디(ID; identity), 타겟 ID, 복수의 논리 채널 ID 및 복수의 MAC SDUs (Medium Access Control Service Data Units)를 포함하는 MAC PDU (Protocol Data Unit)를 적어도 하나의 제1 단말로부터 수신하되, 상기 인터페이스는 상기 제1 단말 과 상기 적어도 하나의 제2 단말 사이에 직접 연결되도록 구성하는 단계; 및 상기 제2 단말이 상기 MAC PDU를 처리하는 단계를 포함하고, 상기 MAC PDU에 포함된 각각의 MAC SDU는 상기 복수의 논리 채널 ID에 의해 식별된 각각의 논리 채널을 통해 상기 소스 ID에 의해 식별되는 상기 제1 단말로부터 상기 타겟 ID에 의해 식별되는 각각의 제2 단말로 전송되는 방법을 포함한다.

본 발명의 다른 형태에 있어서, 무선 통신 시스템에서 동작하는 단말 (user equipment)로서, 무선 주파수(RF; radio frequency) 모듈; 및 상기 RF 모듈을 제어하도록 구성되는 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는 인터페이스를 통해 소스 아이디(ID; identity), 타겟 ID, 복수의 논리 채널 ID 및 복수의 MAC SDUs (Medium Access Control Service Data Units)를 포함하는 MAC PDU (Protocol Data Unit)를 적어도 하나의 제1 단말로부터 수신하되, 상기 인터페이스는 상기 제1 단말 과 상기 적어도 하나의 제2 단말 사이에 직접 연결되도록 구성되고, 상기 MAC PDU를 처리하되, 상기 MAC PDU에 포함된 각각의 MAC SDU는 상기 복수의 논리 채널 ID에 의해 식별된 각각의 논리 채널을 통해 상기 소스 ID에 의해 식별되는 상기 제1 단말로부터 상기 타겟 ID에 의해 식별되는 각각의 제2 단말로 전송되는 단말을 포함한다.

바람직하게, 상기 소스 ID는 제1 필드 내에 있고, 상기 타겟 ID는 제2 필드 내에 있고, 상기 논리 채널 ID는 복수의 제3 필드 내에 있고, 상기 복수의 MAC SDU는 복수의 제4 필드 내에 있다.

바람직하게, 상기 소스 ID 및 상기 타겟 ID는 MAC 엔티티에 사용되는 ID이다.

바람직하게, 방법은 타겟 ID가 상기 제2 UE에 의해 관리되는 ID 중의 어느 것과 매칭하지 않으면 상기 MAC PDU를 폐기하는 단계를 더 포함한다.

바람직하게, 방법은 타겟 ID가 상기 제2 UE에 의해 관리되는 ID 중 하나와 매칭하면 상기 MAC PDU를 처리하는 단계를 더 포함하는 방법.

상술한 일반적인 설명과 다음의 본 발명의 상세한 설명은 예시적이며 설명하기 위한 것으로 본 발명의 추가의 설명을 제공하기 위한 것으로 의도됨을 이해해야 한다.

본 발명에 따르면, D2D 통신 시스템에서 MAC PDU가 효율적으로 구성될 수 있다. 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 명세서에 첨부되는 도면은 본 발명에 대한 이해를 제공하기 위한 것으로서 본 발명의 다양한 실시형태들을 나타내고 명세서의 기재와 함께 본 발명의 원리를 설명하기 위한 것이다.
도 1은 무선 통신 시스템의 일례로서 E-UMTS 망구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2A는 E-UTRAN(Evolved-Universal Terrestrial Radio Access Network) 망구조를 도시하는 블록도이며, 도 2B는 일반적인 E-UTRAN과 EPC의 구조를 나타내는 블록도이다.
도 3은 3GPP 무선 접속망 규격을 기반으로 한 단말과 E-UTRAN 사이의 무선 인터페이스 프로토콜(Radio Interface Protocol)의 제어평면(Control Plane) 및 사용자평면(User Plane) 구조를 나타내는 도면이다.
도 4는 E-UMTS 시스템에서 이용되는 물리 채널 구조의 일 예시이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 통신 장치의 블록도이다.
도 6은 일반 통신을 위한 디폴트 데이터 경로의 예를 나타내는 도면이다.
도 7 내지 8은 프록시 통신을 위한 데이터 경로 시나리오의 예를 나타내는 도면이다.
도 9는 넌-로밍(non-roaming) 레퍼런스 아키텍쳐를 나타내는 개념도이다.
도 10은 사이드링크 (sidelink)를 위한 layer-2 구조를 나타내는 개념도이다.
도 11A는 ProSe 직접 통신을 위한 사용자 평면 프로토콜 스택을 나타내는 개념도, 도 11B는 ProSe 직접 통신을 위한 제어 평면 프로토콜 스택을 나타내는 개념도 이다.
도 12는 ProSe 직접 디스커버리를 위한 PC5 인터페이스를 나타내는 개념도이다.
도 13A 내지 13C는 MAC PDU 구조를 설명하는 개념도이다.
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 D2D 통신을 위해 MAC PDU를 구성하는 개념도이다.
도 15 및 16은 본 발명의 실시예에 따른 MAC PDU 구조의 예를 나타내는 도면이다.

UMTS(Universal Mobile Telecommunication System)는 유럽 시스템, GSM(Global system for mobile communication), 및 GPRS(General Packet Radio Service)에 기반한 WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access)에서 동작하는 3 세대(3rd Generation, 3G) 비대칭 이동 통신 시스템이다. UMTS의 LTE(Long-Term Evolution)는 UMTS를 규격화하는 3GPP에 의하여 논의 중이다.

3GPP LTE는 고속 패킷 통신을 가능하게 하는 기술이다. 사용자 및 제공자 비용을 감소시키고, 서비스 품질을 개선하며, 커버리지(coverage) 및 시스템 용량을 확장 및 개선하는 것을 목적으로 하는 LTE 과제들을 위한 많은 방법들이 제안되었다. 3G LTE는, 상위-레벨 요구로서, 비트(bit)당 비용 감소, 증가된 서비스 가용성, 주파수 대역의 유연성, 단순한 구조, 개방형 인터페이스, 및 단말의 적절한 전력 소모를 요구한다.

이하에서 첨부된 도면을 참조하여 설명된 본 발명의 실시예들에 의해 본 발명의 구성, 작용 및 다른 특징들이 용이하게 이해될 수 있을 것이다. 이하에서 설명되는 실시예들은 본 발명의 기술적 특징들이 3GPP 시스템에 적용된 예들이다.

본 명세서는 LTE 시스템 및 LTE-A 시스템을 사용하여 본 발명의 실시예들을 설명하지만, 이는 단지 예시일 뿐이다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 상기 정의에 해당되는 어떤 통신 시스템에도 적용될 수 있다. 또한, 본 명세서는 FDD 방식을 기준으로 본 발명의 실시예에 대해 설명하지만, 이는 예시로서 본 발명의 실시예는 H-FDD 방식 또는 TDD 방식에도 용이하게 변형되어 적용될 수 있다.

도 2A는 E-UTRAN(Evolved-Universal Terrestrial Radio Access Network) 망구조를 도시하는 블록도이다. E-UMTS는 LTE 시스템으로서 호칭될 수도 있다. 통신망은 IMS 및 패킷 데이터를 통한 VoIP(Voice over IP)와 같은 다양한 서비스를 제공하기 위하여 널리 배치된다.

도 2A에 도시된 바와 같이, E-UMTS 망은 E-UTRAN(evolved UMTS terrestrial radio access network), EPC(Evolved Packet Core), 및 하나 이상의 단말들을 포함한다. E-UTRAN은 하나 이상의 eNB(evolved NodeB, 20)를 포함할 수 있고, 복수의 단말들(10)이 하나의 셀에 위치할 수 있다. 하나 이상의 E-UTRAN MME(Mobility Management Entity)/SAE(System Architecture Evolution) 게이트웨이들(30)은 네트워크의 종단에 위치되고 외부 네트워크로 연결될 수도 있다.

본 명세서에서, “하향링크(downlink)”는 eNB(20)로부터 단말(10)로의 통신을 지칭하며, “상향링크(uplink)”는 단말(10)로부터 eNB(20)로의 통신을 지칭한다. 단말(10)은 사용자에 의하여 운반되는 통신 장비를 지칭하며, 또한, 이동국(Mobile Station, MS), 사용자 단말(User Terminal, UT), 가입자 스테이션(Subscriber Station, SS) 또는 무선 디바이스로서 지칭될 수도 있다.

도 2B는 일반적인 E-UTRAN과 일반적인 EPC의 구조를 나타내는 블록도이다

도 2B에 도시된 바와 같이, eNB(20)는 사용자 플레인(User Plane) 및 제어 플레인(Control Plane)의 엔드 포인트(end point)를 UE(10)에게 제공한다. MME/SAE 게이트웨이(30)는 세션 및 이동성 관리 기능의 엔드 포인트를 UE(10)에게 제공한다. eNB(20) 및 MME/SAE 게이트웨이(30)는 S1 인터페이스를 통하여 연결될 수 있다.

eNB(20)는 일반적으로 UE(10)와 통신하는 고정국이고 기지국(BS) 또는 액세스 포인트(access point)라 칭하여지기도 한다. 하나의 eNB(20)가 셀 마다 배치될 수 있다. 사용자 트래픽 또는 제어 트래픽을 송신하기 위한 인터페이스가 eNB(20) 사이에 사용될 수 있다.

MME는 eNB(20)에 대한 NAS 시그널링, NAS 시그널링 보안, AS 보안 제어, 3GPP 접속 네트워크간의 이동성을 위한 인터(inter) CN 노드 시그널링, (페이징 재전송의 제어 및 실행을 포함하는) 유휴 모드(idle mode) UE 접근성(Reachability), (유휴 모드 및 활성 모드(active mode)의 UE를 위한) 트랙킹 영역 리스트 관리, PDN GW 및 서빙 GW 선택, MME 변화가 수반되는 핸드오버를 위한 MME 선택, 2G 또는 3G 3GPP 접속 네트워크로의 핸드오버를 위한 SGSN 선택, 로밍, 인증, 전용 베어러 설정을 포함하는 베어러 관리, (ETWS 및 CMAS를 포함하는) PWS 메시지 전송을 위한 지원을 포함하는 다양한 기능을 수행한다. SAE 게이트웨이 호스트는 퍼-유저(Per-user) 기반 패킷 필터링 (예, 심층 패킷 검사를 사용), 적법한 인터셉션(Lawful Interception), UE IP 주소 할당, 하향링크에서 전송(transport) 레벨 패킷 마킹, UL 및 DL 서비스 레벨 과금, 게이팅 및 레이트 강화, APN-AMBR에 기초한 DL 레이트 강화를 포함하는 다양한 기능을 제공한다. MME/SAE 게이트웨이(30)는 명확성을 위하여 본 명세서에서 단순히 "게이트웨이"라 칭한다. 그러나, MME/SAE 게이트웨이(30)는 MME 및 SAE 게이트웨이 양자를 모두 포함하는 것이다.

복수의 노드가 eNB(20)와 게이트웨이(30) 사이에서 S1 인터페이스를 통하여 연결될 수 있다. eNB(20)들은 X2 인터페이스를 통하여 상호 접속될 수 있고 이웃 eNB들은 X2 인터페이스를 가지는 메쉬 네트워크 구조(meshed network structure)를 가질 수 있다.

도시된 바와 같이, eNB(20)는 게이트웨이(30)에 대한 선택, 무선 자원 제어(Radio Resource Control, RRC) 활성화 동안 게이트웨이를 향한 라우팅, 페이징 메시지의 스케줄링 및 송신, 브로드캐스트 채널(BCCH) 정보의 스케줄링 및 송신, 상향링크 및 하향링크 모두에서 UE(10)들을 위한 동적 자원 할당, eNB 측정의 구성 및 준비, 무선 베어러 제어, 무선 승인 제어(Radio Admission Control, RAC), 및 LTE_ACTIVE 상태에서 연결 이동성 제어와 같은 기능들을 수행할 수 있다. EPC에서, 게이트웨이(30)는 페이징 발신, LTE_IDLE 상태 관리, 사용자 플레인 암호화, 시스템구조에볼루션(System Architecture Evolution, SAE) 베어러 제어, 및 비-접속 계층(Non-Access Stratum, NAS) 시그널링의 암호화 및 무결성 보호와 같은 기능들을 수행할 수 있다.

EPC는 이동성 관리 엔티티(Mobility Management Entity, MME), 서빙-게이트웨이(serving-gateway, S-GW), 및 패킷 데이터 네트워크-게이트웨이(Packete Data Network-Gateway, PDN-GW)를 포함한다. MME는 주로 단말들의 이동성을 관리하는 목적으로 이용되는 연결 및 가용성에 대한 정보를 갖는다. S-GW는 E-UTRAN을 종단점으로서 갖는 게이트웨이이고, PDN-GW는 패킷 데이터 네트워크(PDN)를 종단점으로 갖는 게이트웨이이다.

도 3은 3GPP 무선 접속망 규격을 기반으로 한 단말과 E-UTRAN 사이의 무선 인터페이스 프로토콜(Radio Interface Protocol)의 제어평면(Control Plane) 및 사용자평면(User Plane) 구조를 나타내는 도면이다. 제어평면은 단말(User Equipment; UE)과 네트워크가 호를 관리하기 위해서 이용하는 제어 메시지들이 전송되는 통로를 의미한다. 사용자평면은 애플리케이션 계층에서 생성된 데이터, 예를 들어, 음성 데이터 또는 인터넷 패킷 데이터 등이 전송되는 통로를 의미한다.

제1계층인 물리계층은 물리채널(Physical Channel)을 이용하여 상위 계층에게 정보 전송 서비스(Information Transfer Service)를 제공한다. 물리계층은 상위에 있는 매체접속제어(Medium Access Control) 계층과는 전송채널(Transport Channel)을 통해 연결되어 있다. 상기 전송채널을 통해 매체접속제어 계층과 물리계층 사이에 데이터가 이동한다. 송신측과 수신측의 물리계층 사이는 물리채널을 통해 데이터가 이동한다. 상기 물리채널은 시간과 주파수를 무선 자원으로 활용한다. 구체적으로, 물리채널은 하향 링크에서 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 방식으로 변조되고, 상향 링크에서 SC-FDMA(Single Carrier Frequency Division Multiple Access) 방식으로 변조된다.

제2계층의 매체접속제어(Medium Access Control; MAC) 계층은 논리채널(Logical Channel)을 통해 상위계층인 무선링크제어(Radio Link Control; RLC) 계층에 서비스를 제공한다. 제2계층의 RLC 계층은 신뢰성 있는 데이터 전송을 지원한다. RLC 계층의 기능은 MAC 내부의 기능 블록으로 구현될 수도 있다. 제2계층의 PDCP(Packet Data Convergence Protocol) 계층은 대역폭이 좁은 무선 인터페이스에서 IP 버전 4(IP version 4, IPv4) 패킷이나 IP 버전 6(IPv6) 패킷과 같은 IP(internet protocol) 패킷을 효율적으로 전송하기 위해 불필요한 제어정보를 줄여주는 헤더 압축(Header Compression) 기능을 수행한다.

제3계층의 최하부에 위치한 무선 자원제어(Radio Resource Control; RRC) 계층은 제어평면에서만 정의된다. RRC 계층은 무선 베어러(Radio Bearer; RB)들의 설정(Configuration), 재설정(Re-configuration) 및 해제(Release)와 관련되어 논리채널, 전송채널 및 물리채널들의 제어를 담당한다. RB는 단말과 네트워크 간의 데이터 전달을 위해 제2계층에 의해 제공되는 서비스를 의미한다. 이를 위해, 단말과 네트워크의 RRC 계층은 서로 RRC 메시지를 교환한다.

eNB의 하나의 셀은 1.25, 2.5, 5, 10, 15 및 20 MHz와 같은 대역들 중 하나에서 동작하도록 설정될 수 있으며, 대역에서 하향링크 또는 상향링크 전송 서비스를 제공하도록 설정될 수 있다. 상이한 셀들은 상이한 대역들을 제공하도록 설정될 수도 있다.

E-UTRAN으로부터 단말로의 송신을 위한 하향링크 전송 채널(Downlink transport Channel)은 시스템 정보를 전송하는 BCH(Broadcast Channel), 페이징 메시지들을 전송하는 PCH(Paging Channel), 및 사용자 트래픽 또는 제어 메시지들을 전송하기 위한 하향링크 공유 채널(Shared Channel, SCH)을 포함한다. 하향링크 멀티캐스트 또는 브로드캐스트 서비스의 트래픽 또는 제어 메시지의 경우 하향링크 SCH를 통하여 전송될 수도 있고, 또는 별도의 하향링크 MCH(Multicast CHannel)을 통해 전송될 수도 있다.

단말에서 네트워크로 데이터를 전송하는 상향링크 전송채널로는 초기 제어메시지를 전송하는 RACH(Random Access Channel)와 그 이외에 사용자 트래픽이나 제어메시지를 전송하는 상향링크 SCH(Shared Channel)가 있다. 전송채널 상위에 있으며, 전송채널에 매핑되는 논리채널(Logical Channel)로는 BCCH(Broadcast Control Channel), PCCH(Paging Control Channel), CCCH(Common Control Channel), MCCH(Multicast Control Channel), MTCH(Multicast Traffic Channel) 등이 있다.

도 4는 E-UMTS 시스템에서 사용하는 물리채널 구조의 일 예를 도시한 것이다. 물리채널은 시간축상에 있는 여러 개의 서브프레임과 주파수축상에 있는 여러 개의 서브캐리어(Sub-carrier)로 구성된다. 여기서, 하나의 서브프레임(Sub-frame)은 시간 축 상에 복수의 심볼(Symbol)들로 구성된다. 하나의 서브프레임은 복수의 자원블록(Resource Block)들로 구성되며, 하나의 자원블록은 복수의 심볼들과 복수의 서브캐리어들로 구성된다. 또한 각 서브프레임은 PDCCH(Physical Downlink Control Channel) 즉, L1/L2 제어채널을 위해 해당 서브프레임의 특정 심볼들(예를 들어, 첫 번째 심볼)의 특정 서브캐리어들을 이용할 수 있다. 도 4에 L1/L2 제어정보 전송 영역(PDCCH)과 데이터 영역(PDSCH)을 도시하였다. 일 실시예에서, 10 ms의 무선 프레임(radio frame)이 사용되고 하나의 무선 프레임은 10 개의 서브 프레임(subframe)으로 구성된다. 또한, 하나의 서브 프레임은 두 개의 연속되는 슬롯들로 구성된다. 하나의 슬롯의 길이는 0.5ms이다. 또한, 하나의 서브 프레임은 다수의 OFDM 심볼들로 구성되며, 다수의 OFDM 심볼들 중 일부 심볼(예를 들어, 첫 번째 심볼)은 L1/L2 제어정보를 전송하기 위해 사용될 수 있다. 데이터 전송을 위한 시간 단위인 전송 시간 간격(Transmission Time Interval, TTI)은 1ms이다.

기지국과 단말은 일반적으로 특정 제어 신호 또는 특정 서비스 데이터를 제외하고는 전송 채널인 DL-SCH를 이용하는 물리 채널인 PDSCH를 통하여 데이터를 송신/수신한다. PDSCH의 데이터가 어떤 단말(하나 또는 복수의 단말)에게 전송되는 것이며, 상기 단말들이 어떻게 PDSCH 데이터를 수신하고 디코딩(decoding)을 해야 하는 지에 대한 정보 등은 PDCCH에 포함되어 전송된다.

예를 들어, 특정 PDCCH가 "A"라는 RNTI(Radio Network Temporary Identity)로 CRC 마스킹(masking)되어 있고, "B"라는 무선자원(예, 주파수 위치) 및 "C"라는 전송형식정보(예, 전송 블록 사이즈, 변조 방식, 코딩 정보 등)를 이용해 전송되는 데이터에 관한 정보가 특정 서브프레임을 통해 전송된다고 가정한다. 이 경우, 셀 내의 단말은 자신이 가지고 있는 RNTI 정보를 이용하여 PDCCH를 모니터링하고, "A" RNTI를 가지고 있는 하나 이상의 단말이 있다면, 상기 단말들은 PDCCH를 수신하고, 수신한 PDCCH의 정보를 통해 "B"와 "C"에 의해 지시되는 PDSCH를 수신한다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 통신 장치의 블록도이다.

도 5에 도시된 장치는 상술한 매커니즘을 수행하도록 적응된 사용자 장치(User Equipment, UE) 및/또는 eNB일 수 있으나, 동일한 작업을 수행하는 임의의 장치일 수 있다.

도 5에 도시된 바와 같이, 장치는 DSP(Digital Signal Processor)/마이크로프로세서(110) 및 RF(Radio Frequency) 모듈(송수신기; 135)을 포함할 수도 있다. DSP/마이크로프로세서(110)는 송수신기(135)에 전기적으로 연결되어 송수신기(135)를 제어한다. 장치는, 설계자의 선택에 따라서, 전력 관리 모듈(105), 베터리(155), 디스플레이(115), 키패드(120), SIM 카드(125), 메모리 디바이스(130), 스피커(145) 및 입력 디바이스(150)을 더 포함할 수도 있다.

특히, 도 5는 네트워크로부터 요청 메시지를 수신하도록 구성된 수신기(135) 및 네트워크로 타이밍 송/수신 타이밍 정보를 송신하도록 구성된 송신기(135)를 포함하는 단말을 나타낼 수도 있다. 이러한 수신기와 송신기는 송수신기(135)를 구성할 수 있다. 단말은 송수신기(수신기 및 송신기, 135)에 연결된 프로세서(110)를 더 포함할 수도 있다.

또한, 도 5는 단말로 요청 메시지를 송신하도록 구성된 송신기(135) 및 단말로부터 송수신 타이밍 정보를 수신하도록 구성된 수신기(135)를 포함하는 네트워크 장치를 나타낼 수도 있다. 송신기 및 수신기는 송수신기(135)를 구성할 수도 있다. 네트워크는 송신기 및 수신기에 연결된 프로세서(110)를 더 포함한다. 이 프로세서(110)는 송수신 타이밍 정보에 기초하여 지연(latency)을 계산할 수도 있다.

최근, 3GPP에서 프록시미티 기반 서비스(Proximity-based Service; ProSe)가 논의되고 있다. ProSe는 (인증 등의 적절한 절차 후) eNB만을 통해 (SGW(Serving Gate-way (SGW)/PDN(Packet Data Network)-GW(PGW)를 통하지 않고) 또는 SGW/PGW를 통해 상이한 UE가 (직접) 서로 접속되도록 할 수 있다. 따라서, ProSe를 이용하여 장치 대 장치 직접 통신이 제공될 수 있고, 모든 장치가 유비쿼터스 접속으로 접속될 것으로 기대된다. 근접한 거리 내의 장치 간의 직접 통신은 네트워크의 부하를 감소시킬 수 있다. 최근, 프록시미티 기반 소셜 네트워크 서비스는 대중의 주목을 받았고, 새로운 종류의 프록시미티 기반 애플리케이션이 출현되어 새로운 비즈니스 시장 및 수익을 창조할 수 있다. 첫 번째 단계에서, 공중 안전 및 긴요한 통신(critical communication)이 시장에서 요구된다. 그룹 통신은 또한 공중 안전 시스템의 중요한 컴포넌트 중의 하나이다. 프록시미티 기반 디스커버리, 직접 경로 통신 및 그룹 통신의 관리 등의 기능이 요구된다.

사용 케이스와 시나리오는 예를 들어 i) 상업적/사회적 사용, ii) 네트워크 오프로딩(offloading), iii) 공중 안전, iv) 도달가능성(reachability) 및 이동도 형태(mobility aspects)를 포함하는 사용자 경험의 일관성을 확보하기 위한 현재의 인프라스트럭쳐 서비스의 통합, v) (지역 규정 및 오퍼레이터 폴리시의 대상이고 특정 공중 안전 지정 주파수 밴드 및 단말로 제한된) EUTRAN 커버리지의 부재시 공중 안전이다.

도 6은 2개의 UE 사이의 통신을 위한 디폴트 데이터 경로의 예를 나타낸다. 도 6을 참조하면, 매우 근접한 2개의 UE(예를 들어, UE1, UE2)가 서로 통신할 때에도, 그들의 데이터 경로(사용자 평면)은 오퍼레이터 네트워크를 통한다. 따라서, 통신을 위한 일반적인 데이터 경로는 eNB(들) 및 게이트웨이(들)(GW(들))(예를 들어, SGW/PGW)를 포함한다.

도 7 내지 8은 프록시미티 통신을 위한 데이터 경로 시나리오의 예를 나타낸다. 무선 장치(예를 들어, UE1, UE2)가 서로 인접하면, 직접 모드 데이터 경로(도 7) 또는 지역적으로 라우팅된 데이터 경로(도 8)를 이용할 수 있다. 직접 모드 데이터 경로에서, eNB 및 SGW/PGW 없이 (인증 등의 적절한 절차(들) 후에) 무선 장치는 서로 직접 접속된다. 지역적으로 라우팅된 데이터 경로에서는, 무선 장치가 eNB만을 통해 서로 접속된다.

도 9는 넌-로밍 레퍼런스 아키텍쳐를 나타내는 개념도이다.

PC1 내지 PC5는 인터페이스를 나타낸다. PC1은 UE 내의 ProSe 애플리케이션 및 ProSe 앱 서버 간의 기준점이다. 이는 애플리케이션 레벨 시그널링 요구사항을 정의하는데 사용된다. PC2는 ProSe 앱 서버 및 ProSe 기능 간의 기준점이다. 이는 ProSe 앱 서버 및 ProSe 기능(function)을 통해 3GPP EPS에 의해 제공되는 ProSe 기능성(functionality) 간의 상호 작용을 정의하는데 사용된다. 일 예는 ProSe 기능 내의 ProSe 데이터베이스에 대한 애플리케이션 데이터 업데이트를 위한 것일 수 있다. 또 다른 예는 3GPP 기능성 및 애플리케이션 데이터, 예를 들어, 이름 변환(name translation) 간의 상호 연동(interworking)에서 ProSe 앱 서버에 의해 사용될 데이터일 수 있다. PC3는 UE 및 ProSe 기능 간의 기준점이다. 이는 UE와 ProSe 기능 간의 상호 작용을 정의하는데 사용된다. 일 예는 ProSe 디스커버리 및 통신을 위한 구성에 사용될 수 있다. PC4는 EPC 및 ProSe 기능 간의 기준점이다. 이는 EPC 및 ProSe 기능 간의 상호 작용을 정의하는데 사용된다. 가능한 사용 케이스는 UE 간의 일대일 통신 경로를 설정하는 케이스 또는 세션 관리 또는 이동도 관리를 위해 ProSe 서비스(인증)을 실시간으로 유효화하는 케이스일 수 있다.

PC5는 (UE 간 직접 및 LTE-Uu를 통한 UE 간) 일대일 통신 및 릴레이를 위해 디스커버리 및 통신을 위한 제어 및 사용자 평면에 사용되는 UE 대 UE 간의 기준점이다. 마지막으로, PC6은 상이한 PLMN에 가입된 사용자들 간의 ProSe 디스커버리 등의 기능에 사용될 수 있는 기준점이다.

EPC(Evolved Packet Core)는 MME, S-GW, P-GW, PCRF, HSS 등의 엔티티를 포함한다. 여기서, EPC는 E-UTRAN 코어 네트워크 아키텍처를 나타낸다. EPC 내의 인터페이스는 도 9에 명시적으로 도시되지 않지만 영향을 받을 수 있다.

애플리케이션 기능성을 형성하는 ProSe 능력의 사용자인 애플리케이션 서버는 예를 들어 공중 안전 경우에는 특정 에이전시(PSAP)이거나 상업적 경우에는 소셜 미디어일 수 있다. 이들 애플리케이션은 3GPP 아키텍쳐 밖에서 정의되지만, 3GPP 엔티티를 향하는 기준점이 있을 수 있다. 애플리케이션 서버는 UE 내의 애플리케이션을 향해 통신할 수 있다.

UE 내의 애플리케이션은 애플리케이션 기능성을 형성하는 ProSe 능력을 이용한다. 예는 공중 안전 그룹의 멤버들 간의 통신 또는 근접한 친구(buddies)를 찾으려고 요청하는 소셜 미디어 애플리케이션을 위한 것일 수 있다. 3GPP에 의해 정의된 (EPS의 일부로서) 네트워크 내의 ProSe 기능은 ProSe 앱 서버, EPC 및 UE를 향하는 기준점을 갖는다. 기능성은 제한되지 않지만 다음을 포함할 수 있다.

- 제3자 애플리케이션을 향하는 기준점을 통한 상호 연동

- 디스커버리 및 직접 통신을 위한 UE의 인증 및 구성

- EPC 레벨 ProSe 디스커버리의 기능성을 인에이블링

- ProSe 관련 새로운 가입자 데이터 및/데이터 저장의 핸들링; ProSe 아이덴티티의 핸들링

- 보안 관련 기능성

- 폴리시 관련 기능성에 대한 EPC를 향하는 제어 제공

- (EPC를 통해 또는 그 밖, 예를 들어, 오프라인 충전) 충전을 위한 기능성을 제공

도 10은 사이드링크( Sidelink)를 위한 Layer-2 구조를 나타내는 개념도이다.

사이드링크는 ProSe 직접 통신 및 ProSe 직접 디스커버리를 위한 UE 대 UE 인터페이스로, PC5 인터페이스에 대응한다. 사이드링크는 ProSe 직접 디스커버리 및 UE 간의 ProSe 직접 통신을 포함한다. 사이드링크는 상향링크 송신과 유사한 상향링크 자원 및 물리 채널 구조를 이용한다. 그러나, 후술하는 임의의 변화가 물리 채널에 일어난다. E-UTRA는 2개의 MAC 엔티티, 즉, UE 내의 하나의 엔티티 및 E-UTRAN 내의 하나의 엔티티를 정의한다. 이들 MAC 엔티티는 추가적으로 다음의 전송 채널, i) 사이드링크 방송 채널(SL-BCH), ii) 사이드링크 디스커버리 채널(SL-DCH) 및 iii) 사이드링크 공유 채널(SL-SCH)를 핸들링한다.

- 기본 송신 방식: 사이드링크 송신은 UL 송신 방식과 동일한 기본 송신 방식을 이용한다. 그러나, 사이드링크는 모든 사이드링크 물리 채널에 대한 단일 클러스터 송신으로 제한된다. 또한, 사이드링크는 각각의 사이드링크 서브프레임의 끝에서 1개의 심볼 갭을 이용한다.

- 물리 계층 프로세싱: 전송 채널의 사이드링크 물리 계층 프로세싱은 다음의 단계에서 UL 송신과 다르다:

i) 스크램블링: PSDCH 및 PSCCH에 대하여, 스크램블링은 UE 특정이 아니다;

ii) 변조: 64QAM은 사이드링크에 대하여 지원되지 않는다.

- 물리 사이드링크 제어 채널: PSCCH는 사이드링크 제어 자원에 맵핑된다. PSCCH는 PSSCH를 위해 UE에 의해 사용되는 자원 및 다른 송신 파라미터를 나타낸다.

- 사이드링크 참조 신호: PSDCH, PSCCH 및 PSSCH 복조를 위해, 상향링크 복조 참조 신호와 유사한 참조 신호는 노멀 CP에서는 슬롯의 4번째 심볼에서 송신되고 확장 CP에서는 슬롯의 3번째 심볼에서 송신된다. 사이드링크 복조 참조 신호 시퀀스 길이는 정렬된 자원의 사이즈(서브캐리어의 수)와 동일하다. PSDCH 및 PSCCH에 대하여, 참조 신호는 고정 베이스 시퀀스, 사이클릭 시프트 및 직교 커버 코드에 기초하여 생성된다.

- 물리 채널 절차: 커버리지 내(in-coverage) 동작을 위해, 사이드링크 송신의 파워 스펙트럼 밀도는 eNB에 의해 영향을 받을 수 있다.

도 11A는 ProSe 직접 통신을 위한 사용자 평면 프로토콜 스택을 나타내는 개념도이고, 도 11B는 ProSe 직접 통신을 위한 제어 평면 프로토콜 스택을 나타낸다.

ProSe 직접 통신은 UE가 PC5 인터페이스를 통해 직접 서로 통신할 수 있는 통신 모드이다. 이 통신 모드는 UE가 E-UTRAN에 의해 서빙될 때 및 UE가 E-UTRA 커버리지 밖에 있을 때 지원된다. 공중 안전 동작을 위해 사용되도록 허가된 UE들만이 ProSe 직접 통신을 수행할 수 있다.

동기화를 수행하기 위하여, SBCCH는 다른 ProSe 채널 및 신호를 수신하는데 필요한 가장 필수적인 시스템 정보를 전달한다. SBCCH는 동기화 신호와 함께 40 ms의 고정 주기로 송신된다. UE가 네트워크 커버리지 내에 있으면, SBCCH의 콘텐츠는 eNB에 의해 시그널링된 파라미터로부터 도출된다. UE가 커버리지 밖에 있을 때, UE가 동기화 기준으로서 다른 UE를 선택하면, SBCCH의 콘텐츠는 수신된 SBCCH로부터 도출되고, 그렇지 않으면, UE는 미리 설정된 파라미터를 이용한다. 커버리지 내 동작을 위한 동기화 신호 및 SBCCH 송신에 대하여 40 ms마다 단 하나의 서브프레임이 존재한다. SIB18는 동기화 신호 및 SBCCH 송신에 대한 자원 정보를 제공한다. 커버리지 밖 동작을 위하여 40 ms 마다 2개의 미리 설정된 서브프레임이 존재한다. UE가 정의된 기준에 기초하여 동기화 소스가 되면, UE는 하나의 서브프레임에서 동기화 신호 및 SBCCH를 수신하고 다른 서브프레임에서 동기화 신호 및 SBCCH를 송신한다.

UE는 사이드링크 제어 기간의 듀레이션 동안 정의된 서브프레임 상에서 ProSe 직접 통신을 수행한다. 사이드링크 제어 기간은 사이드링크 제어 및 사이드링크 데이터 통신을 위한 셀 내에서 할당된 자원이 발생하는 기간이다. 사이드링크 제어 기간 내에, UE는 사이드링크 제어 및 그 후속의 데이터를 전송한다. 사이드링크 제어는 계층 1 ID 및 송신의 특성(예를 들어, MCS, 사이드링크 제어 기간 동안의 자원(들)의 위치, 시간 정렬)를 나타낸다.

UE는 다음의 감소하는 우선 순위로 Uu 및 PC5의 송신 및 수신을 수행한다.

- Uu 송신/수신(최상위 우선순위);

- PC5 ProSe 직접 통신 송신/수신;

- PC5 ProSe 직접 디스커버리 송신/수신(최하위 우선순위)

도 12는 ProSe 직접 디스커버리를 위한 PC5 인터페이스를 나타내는 개념도이다.

ProSe 직접 디스커버리는 PC5를 통해 E-UTRA 직접 무선 신호를 이용하여 근접한 다른 UE(들)를 탐색하기 위하여 직접 디스커버리를 지원하는 UE에 의해 사용되는 절차로서 정의된다. ProSe 직접 디스커버리는 UE가 E-UTRAN에 의해 서빙될 때에만 지원된다.

상위층은 디스커버리 메시지의 어나운스먼트(announcement) 및 모니터링을 위한 허가를 핸들링한다. 디스커버리 메시지의 컨텐츠는 AS(Access Stratum)에 투명(transparent)하고, ProSe 직접 디스커버리 모델 및 ProSe 직접 디스커버리의 타입에 대하여 AS 내의 구분은 없다.

UE는 eNB 구성에 따라 RRC_IDLE 및 RRC_CONNECTED의 양 상태에서 디스커버리 메시지의 어나운스먼트와 모니터링에 참여할 수 있다. UE는 하프 듀플렉스 제한(half-duplex constraint)의 대상이 되는 자신의 디스커버리 메시지를 통지하고 모니터링한다.

디스커버리 메시지의 어나운스먼트 및 모니터링에 참여하는 UE는 현재의 UTC 시간을 유지한다. 어나운스먼트에 참여한 UE는 디스커버리 메시지의 송신시 UTC 시간을 고려한 ProSe 프로토콜에 의해 생성된 디스커버리 메시지를 송신한다. UE의 모니터링에 있어서, ProSe 프로토콜은 ProSe 기능으로의 메시지의 수신시 UTC 시간과 함께 검증될 메시지를 제공한다.

3개의 범위 등급이 존재한다. 상위층 허가(authorization)은 UE의 적용가능한 범위 등급을 제공한다. 각각의 범위 등급에 대한 최대 허용 송신 파워는 SIB19에서 시그널링된다. UE는 자신의 허가된 범위 등급에 대응하는 적용가능한 최대 허용 송신 파워를 이용한다. 이것은 개방 루프 파워 제어 파라미터에 기초하여 결정된 송신 파워에 상한을 둔다.

도 13A 내지 13C는 MAC PDU 구조를 나타내는 개념도이다.

MAC PDU는 도 13A에 기재된 바와 같이 MAC 헤더, 제로 또는 그 이상의 MAC 서비스 데이터 유닛(MAC SDU), 제로 또는 그 이상의 MAC 제어 요소 및 선택적으로 패딩(padding)으로 구성된다. MAC 헤더 및 MAC SDU는 가변 사이즈이다.

MAC PDU 헤더는 하나 이상의 MAC PDU 서브헤더로 구성되고, 각각의 서브헤더는 MAC SDU, MAC 제어 요소 또는 패딩에 대응한다.

MAC PDU 서브헤더는 MAC PDU 내의 마지막 서브헤더 및 고정 사이즈의 MAC 제어 요소를 제외하고 6개의 헤더 필드 R/R/E/LCID/F/L로 구성된다. MAC PDU 내의 마지막 서브헤더 및 고정 사이즈의 MAC 제어 요소는 4개의 헤더 필드(R/R/E/LCID)만으로 구성된다. 패딩에 대응하는 MAC PDU 서브헤더는 4개의 헤더 필드(R/R/E/LCID)로 구성된다.

MAC PDU 서브헤더는 해당 MAC SDU, MAC 제어 요소 및 패딩과 동일한 순서를 갖는다. MAC 제어 엘리먼트는 항상 임의의 MAC SDU 앞에 놓인다.

패딩은, 단일 바이트 또는 2바이트 패딩이 필요한 경우를 제외하고, MAC PDU 끝에서 발생한다. 패딩은 임의의 값을 가질 수 있고, UE는 무시할 수 있다. 패딩이 MAC PDU의 끝에서 수행되면, 제로 또는 그 이상의 패딩 바이트가 허용된다.

단일 바이트 또는 2바이트 패딩이 필요하면, 패딩에 대응하는 하나 또는 2개의 MAC PDU 서브헤더가 임의의 다른 MAC PDU 서브헤더 이전의 MAC PDU의 초기에 배치된다. 최대 하나의 MAC PDU가 각 UE에 대하여 TB마다 송신될 수 있다. 최대 1개의 MCH MAC PDU가 TTI마다 송신될 수 있다.

MAC 헤더는 가변 사이즈이고 다음의 필드로 구성된다.

1) LCID: 논리 채널 ID 필드는 각각 DL-SCH, UL-SCH 및 MCH에 대한 표 1, 표 2 및 표 3에 기재된 바와 같이 해당 MAC 제어 요소 또는 패딩의 타입 또는 해당 MAC SDU의 논리 채널 인스턴스를 식별한다. MAC PDU 내에 포함되는 각각의 MAC SDU, MAC 제어 엘리먼트 또는 패딩에 대하여 하나의 LCID 필드가 존재한다. 그에 더하여, 단일 바이트 또는 2바이트 패딩이 필요하지만 MAC PDU의 끝의 패딩에 의해 달성될 수 없을 때 하나 또는 2개의 추가의 LCID 필드가 MAC PDU에 포함된다. LCID 필드 사이즈는 5비트이다.

[표 1] DL-SCH에 대한 LCID의 값

[표 2] UL-SCH에 대한 LCID의 값

[표 3] MCH에 대한 LCID의 값

2) L: 길이 필드는 해당 MAC SDU 또는 가변 사이즈 MAC 제어 엘리먼트의 바이트 길이를 나타낸다. 고정 사이즈 MAC 제어요소에 대응하는 서브헤더와 마지막 서브헤더를 제외하고 MAC PDU 서브헤더마다 하나의 L 필드가 존재한다. L 필드의 사이즈는 F 필드로 지시된다.

3) F: 포맷 필드는 표 4에서 지시된 바와 같이 길이 필드의 사이즈를 나타낸다. 고정 사이즈 MAC 제어 요소에 대응하는 서브헤더와 마지막 서브헤더를 제외하고 MAC PDU 서브헤더마다 하나의 F 필드가 존재한다. F 필드의 사이즈는 1 비트이다. MAC SDU 또는 가변 사이즈 MAC 제어 요소의 사이즈가 128 바이트보다 작으면, F 필드의 값이 0으로 설정되고, 그렇지 않으면 1로 설정된다

[표 4] F 필드의 값

4) E: 확장 필드는 MAC 헤더에 더 많은 필드가 존재하는지를 나타내는 플래그이다. E 필드가 “1”로 설정되어 적어도 R/R/E/LCID 필드의 다른 세트를 나타낸다. E 필드가 “0”으로 설정되어 다음 바이트에서 MAC SDU, MAC 제어 요소 또는 패딩이 시작한다는 것을 나타낸다.

5) R: “0”으로 설정된 유보 비트

종래 시스템에서, 논리 채널 아이디 (Logical Channel ID; LCID)는 특정 MAC SDU 종류, 혹은 특정 MAC Control Element의 종류, 혹은 padding을 식별하는데 사용한다. MAC PDU에 포함되는 각각의 MAC SDU, MAC 제어요소, 혹은 패딩에 대해서 하나의 LCID가 존재한다. radio bearer가 설정될 때, 각각의 논리 채널에 대해서 LCID가 할당된다. 현재 데이터 radio bearer에 8개의 사용 가능한 값이 존재한다 (3~10).

D2D 통신에서, LCID는 D2D용 radio bearer (D2DRB) 를 위해 할당될 필요가 있다. 하나의 UE에 복수의 D2DRB 가 존재할 수 있다. 종래 기술에 따르면, LCID는 각각의 D2DRB에 할당되어야 한다. 하지만, D2DRB는 UE가 기지국의 커버리지를 벗어날 때 사용되는 점을 감안하면, LCID는 D2DRB가 설정되기 전에 할당되거나 미리 설정되어야 한다. 하지만, 가능한 LCID값의 개수가 제한적이기 때문에, D2DRB에 대한 복수개의 LCID값을 D2DRB가 설정되기 전에 미리 설정하는 것은 매우 위험할 수 있다.

게다가, D2D 통신에서 복수개의 타겟 장치 중에 소스 장치에 의해 타겟된 진정한 타겟 단말인지 아닌지를 좀 더 빨리 판단할 필요가 있다. 이를 위해 MAC 계층에서 소스 장치에 의해 타겟된 진정한 타겟 단말인지를 아닌지를 식별하는 것이 필요하다. 이른바, MAC layer에서의 필터링 개념이 도입될 필요가 있다.

도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 D2D 통신에서의 MAC PDU 구성방법에 대한 개념도이다.

제1 단말과 적어도 하나의 제2 단말이 서로 통신하는 이른바 D2D 통신인 경우 (S1401), 제 1 단말은 소스 ID, 타겟 ID, 복수의 LCID 그리고 복수의 MAC SDU를 포함하는 MAC PDU를 생성한다 (S1403).

바람직하게는, 제1 단말이 소스 단말이고, 제2 단말이 타겟 단말이다.

바람직하게는, 소스 ID는 제1 필드에, 타겟 ID는 제2 필드에, LCID는 복수개의 제3 필드에, 복수개의 MAC SDU는 복수개의 제4 필드에 각각 위치한다.

바람직하게는, S1403단계에서, 소스 ID, 타겟 ID, 복수의 LCID 그리고 복수의 MAC SDU를 포함하는 MAC PDU를 생성할 때, 제1 단말은 동일한 타겟 ID에 대응하는 복수개의 논리채널을 통해 전송되는 모든 MAC SDU를 추가하고, 대응하는 모든 LCID를 추가하고, 제1 단말의 신원을 가리키는 소스 ID와, 적어도 하나 이상의 제2 단말이 공통으로 사용하는 타겟 ID를 추가하는 것을 특징으로 하나, 이에 한정되는 것은 아니다.

소스 ID는 sidelink ProSe 직접 통신에서 데이터를 전송하는 전송자를 식별한다. 소스 ID의 길이는 24 비트이며, 이는 ProSe Layer-2 group ID 와 수신측에서의 RLC UM과 PDCP계층의 신원을 위한 LCID를 같이 사용한다.

타겟 ID는 sidelink ProSe 직접 통신에서 데이터가 전송되는 목적자를 식별한다. 타겟 ID의 길이는 24 비트이며, MAC layer에서 두 개의 비트 스트링으로 분리된다:

첫번째 비트 스트링은 타겟 ID의 최하위 비트 (LSB; least significant bit) 파트이고 (8 비트), 이는 sidelink control layer-1 ID로서 물리계층으로 전달된다. 해당 비트 스트링은 sidelink 제어단에서 의도한 데이터의 타겟을 식별하고, 물리계층에서의 타겟 필터링에 사용된다. 두번째 비트 스트링은 타겟 ID의 최상위 비트 (MSB; most significant bit)이고 (16비트), MAC 해더를 통해 운반된다. 해당 비트 스트링은 MAC 계층에서의 타겟 필터링에 사용된다..

No Access Stratum 시그널링은 그룹 형식을 위해, 단말의 소스 ID, 타겟 ID, sidelink control L1 UD을 구성하기 위해 필요하다. 이러한 식별자 (ID)는 상위 계층에 의해 제공 받을 수도 있고, 상위 계층에 의해 제공된 식별자를 통해 유도될 수도 있다. 그룹캐스트, 브로드캐스트의 경우, 상위 계층에서 제공된 ProSe UE ID는 MAC 계층에서 소스 ID로서 직접 사용될수 있고, 상위 계층에서 제공된 ProSe Layer-2 Group ID는 MAC 계층에서 타겟 ID로서 직접 사용될 수 있다.

D2D용 MAC PDU에 포함된 LCID 값은 모든 D2D용 논리채널을 위해 할당되거나, 미리 설정될 수 있다. 하나의 LCID에 의해 식별되는 MAC SDU는 복수의 D2D 논리 채널의 페이로드를 포함 할 수 있다.

바람직하게는, 위에 언급된 소스 ID와 타겟 ID는 MAC 계층에서 유효하게 사용되는 ID일 수 있다.

제1 단말은 특정 인터페이스를 통해 적어도 하나의 제2 단말에게 소스 ID, 타겟 ID, 복수의 LCID 그리고 복수의 MAC SDU를 포함하는 MAC PDU를 전송한다 (S1405).

바람직하게는, S1405단계에서 사용되는 인터페이스는 제1 단말과 적어도 하나 이상의 제2 단말 사이를 직접 연결하는 인터페이스로, 'PC5' 인터페이스일 수 있다.

S1405단계를 통해 소스 ID, 타겟 ID, 복수의 LCID 그리고 복수의 MAC SDU를 포함하는 MAC PDU를 수신한 제2 단말은 자신이 다루는 ID 중 하나라도 수신된 MAC PDU에 포함된 타겟 ID와 일치하는지 아닌지를 판단한다 (S1407).

이때 타겟 ID가 제2 단말이 다루는 ID 중 어떤 것에도 일치하지 않는다면, 제2 단말은 S1405단계에서 수신한 MAC PDU를 제거한다 (S1409). 반대로 타겟 ID가 제2 단말이 다루는 ID 중 어느 하나에 일치하는 경우, 제2 단말은 S1405단계에서 수신한 MAC PDU가 자신의 것임을 인지하고, 해당 MAC PDU의 처리를 시작한다 (S1411).

S1407단계가 일종의 MAC 계층에서의 필터링 개념이라고 볼 수 있다. 타겟 단말이 소스 단말로부터 전송될 MAC PDU가 자신의 것인지 아닌지를 MAC 계층에서 체크할 수 있기 때문에, 물리 계층에서 판단하는 것보다, 타겟 단말은 해당 MAC PDU를 처리할지 버릴지를 보다 빨리 판단할 수 있다. 복수개의 단말을 포함하는 D2D 통신의 경우, D2D 직접 통신에서 기인하는 많은 노이즈들이 존재할 수 있는데, MAC 계층에서의 레이어 필터링을 이용하는 경우, D2D 통신에서 발생하는 많은 노이즈들을 효과적으로 제거하는 좋은 방법일 수 있다.

도 15 및 도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 D2D 통신을 위한 소스 ID 및 타겟 ID를 포함하는 MAC PDU 구조의 예이다.

도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 D2D 통신을 위한 소스 ID와 타겟 ID를 포함하는 MAC 서브헤더의 일 예시도이다. 도 15의 MAC subheader는 7개의 V/R/R/R/R/SRC/DST 헤더 필드로 구성된다. MAC 해더의 크기는 필드에 따라 달라지고, 구성하는 필드는 다음과 같다. i) V 필드는 SL-SCH 서브헤더의 어느 버전이 사용되는지를 가리키는 MAC PDU 포맷 버전 필드이다. 이 명세서에서의 포맷 버전은 하나만 정의되며, 이는 '0001'로 설정된다. 길이는 4 비트이다. ii) 'SRC' 필드는 소스 ID (또는, Source Layer-2 ID field)로, 소스 장치의 신원을 가리킨다. 이는 ProSe UE ID로 셋팅된다. SRC 필드 사이즈는 24 비트이다. iii) 'DST' 필드는 타겟 ID (또는 Destination Layer-2 ID)의 최상위 16 비트를 가리킨다. 이는 ProSe Layer-2 Group ID로 셋팅된다. iv) R은 reserved 비트로, 0으로 셋팅된다.

도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 D2D 통신을 위한 소스 ID와 타겟 ID를 포함하는 MAC PDU의 일 예시도이다.

- LCID=D2D (1601): LCID=D2D에 포함된 LCID 값은 대응하는 MAC SDU에 D2D 용 사용자 데이터 또는 D2D 제어 정보가 포함되어 있음을 가리킨다.

- Target ID (1603): D2D 통신에서 의도된 수신자의 신원을 가리킨다. 타겟 ID가 타겟 단말이 다루는 ID 중에 어느 하나라도 일치하지 않는다면, 단말은 수신한 MAC PDU를 버린다. 반대로, 어느 하나라도 일치하는 경우, 단말은 수신한 MAC PDU를 자신의 것임을 인지하고 MAC PDU 처리를 시작한다.

- Source ID (1605): D2D 통신에서 D2D 데이터를 전송하는 전송자의 신원을 가리킨다. 단말은 소스 단말에게 패킷을 전송할 때, 타겟 ID로서 소스 ID를 첨부할 수 있다.

- D2D-LCID (1607): D2D 정보를 포함하는 MAC SDU를 전송할 D2D 용 논리 채널을 식별하는 LCID 값이다. 또는 D2D 통신과 관련된 제어정보를 식별하는 LCID 값이다.

- D2D-L (1609): D2D-LCID에 의해 식별되는 페이로드의 길이를 가리킨다.

상술한 방법들은 3GPP LTE 시스템에 적용되는 예시를 중심으로 설명되었으나, 본 발명은 3GPP LTE 시스템뿐 아니라 다양한 무선 통신 시스템들에 적용될 수 있다.

Claims

무선 통신 시스템에서 동작하는 단말(user equipment)에 대한 방법에 있어서,
제1 단말이 소스 아이디(ID; identity), 타겟 ID, 복수의 논리 채널 ID 및 복수의 MAC SDUs (Medium Access Control Service Data Units)를 포함하는 MAC PDU (Protocol Data Unit)를 구성하되, 상기 MAC PDU에 포함된 각각의 MAC SDU는 상기 복수의 논리 채널 ID에 의해 식별된 각각의 논리 채널을 통해 상기 소스 ID에 의해 식별되는 상기 제1 단말로부터 상기 타겟 ID에 의해 식별되는 각각의 제2 단말로 전송되는 단계; 및
인터페이스를 통해 적어도 하나의 제2 단말로 상기 MAC PDU를 전송하되, 상기 인터페이스는 상기 제1 단말 과 상기 적어도 하나의 제2 단말 사이에 직접 연결되도록 구성하는 단계를 포함하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 소스 ID는 제1 필드 내에 있고, 상기 타겟 ID는 제2 필드 내에 있고, 상기 논리 채널 ID는 복수의 제3 필드 내에 있고, 상기 복수의 MAC SDU는 복수의 제4 필드 내에 있는 방법.
제1항에 있어서, 상기 소스 ID 및 상기 타겟 ID는 MAC 엔티티에 사용되는 ID인 방법.
무선 통신 시스템에서 동작하는 단말(user equipment)에 대한 방법에 있어서,
제2 단말이 인터페이스를 통해 소스 아이디(ID; identity), 타겟 ID, 복수의 논리 채널 ID 및 복수의 MAC SDUs (Medium Access Control Service Data Units)를 포함하는 MAC PDU (Protocol Data Unit)를 적어도 하나의 제1 단말로부터 수신하되, 상기 인터페이스는 상기 제1 단말 과 상기 적어도 하나의 제2 단말 사이에 직접 연결되도록 구성하는 단계; 및
상기 제2 단말이 상기 MAC PDU를 처리하는 단계를 포함하고,
상기 MAC PDU에 포함된 각각의 MAC SDU는 상기 복수의 논리 채널 ID에 의해 식별된 각각의 논리 채널을 통해 상기 소스 ID에 의해 식별되는 상기 제1 단말로부터 상기 타겟 ID에 의해 식별되는 각각의 제2 단말로 전송되는, 방법.
제4항에 있어서, 상기 타겟 ID가 상기 제2 단말에 의해 관리되는 ID 중의 어느 것과 매칭하지 않으면 상기 MAC PDU를 폐기하는 단계를 더 포함하는 방법.
제5항에 있어서, 상기 타겟 ID가 상기 제2 단말에 의해 관리되는 ID 중 하나와 매칭하면 상기 MAC PDU를 처리하는 단계를 더 포함하는 방법.
제4항에 있어서, 상기 소스 ID 및 상기 타겟 ID는 MAC 엔티티에 사용되는 ID인 방법.
무선 통신 시스템에서 동작하는 제1 단말(user equipment)로서,
무선 주파수(RF; radio frequency) 모듈; 및
상기 RF 모듈을 제어하도록 구성되는 프로세서를 포함하고,
상기 프로세서는 제1 단말이 소스 아이디(ID; identity), 타겟 ID, 복수의 논리 채널 ID 및 복수의 MAC SDUs (Medium Access Control Service Data Units)를 포함하는 MAC PDU (Protocol Data Unit)를 구성하되, 상기 MAC PDU에 포함된 각각의 MAC SDU는 상기 복수의 논리 채널 ID에 의해 식별된 각각의 논리 채널을 통해 상기 소스 ID에 의해 식별되는 상기 제1 단말로부터 상기 타겟 ID에 의해 식별되는 각각의 제2 단말로 전송되고, 인터페이스를 통해 적어도 하나의 제2 단말로 상기 MAC PDU를 전송하되, 상기 인터페이스는 상기 제1 단말 과 상기 적어도 하나의 제2 단말 사이에 직접 연결되도록 구성하는. 제1 단말.
제8항에 있어서, 상기 소스 ID는 제1 필드 내에 있고, 상기 타겟 ID는 제2 필드 내에 있고, 상기 논리 채널 ID는 복수의 제3 필드 내에 있고, 상기 복수의 MAC SDU는 복수의 제4 필드 내에 있는 제1 단말.
제8항에 있어서, 상기 소스 ID 및 상기 타겟 ID는 MAC 엔티티에 사용되는 ID인 제1 단말.
무선 통신 시스템에서 동작하는 제2 단말로서,
무선 주파수(RF; radio frequency) 모듈; 및
상기 RF 모듈을 제어하도록 구성되는 프로세서를 포함하고,
상기 프로세서는 인터페이스를 통해 소스 아이디(ID; identity), 타겟 ID, 복수의 논리 채널 ID 및 복수의 MAC SDUs (Medium Access Control Service Data Units)를 포함하는 MAC PDU (Protocol Data Unit)를 적어도 하나의 제1 단말로부터 수신하되, 상기 인터페이스는 상기 제1 단말 과 상기 적어도 하나의 제2 단말 사이에 직접 연결되도록 구성되고, 상기 MAC PDU를 처리하되, 상기 MAC PDU에 포함된 각각의 MAC SDU는 상기 복수의 논리 채널 ID에 의해 식별된 각각의 논리 채널을 통해 상기 소스 ID에 의해 식별되는 상기 제1 단말로부터 상기 타겟 ID에 의해 식별되는 각각의 제2 단말로 전송되는, 제2 단말.
제11항에 있어서, 상기 프로세서는 상기 타겟 ID가 상기 제2 단말에 의해 관리되는 ID 중의 어느 것과 매칭하지 않으면 상기 MAC PDU를 폐기하는 과정을 더 포함하는, 제2 단말.
제11항에 있어서, 상기 프로세서는 상기 타겟 ID가 상기 제2 단말에 의해 관리되는 ID 중 하나와 매칭하면 상기 MAC PDU를 처리하는 과정을 더 포함하는, 제2 단말.
제11항에 있어서, 제4항에 있어서, 상기 소스 ID 및 상기 타겟 ID는 MAC 엔티티에 사용되는 ID인 제2 단말.