KR20160146703A

KR20160146703A - 무선 통신 시스템에서 d2d통신을 위한 동기화 신호 송신 방법 및 이를 위한 장치

Info

Publication number: KR20160146703A
Application number: KR1020167028590A
Authority: KR
Inventors: 이승민; 서한별; 김기준
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2014-04-24
Filing date: 2015-04-24
Publication date: 2016-12-21
Also published as: US10959200B2; US20170041894A1; EP3136631A1; WO2015163728A1; US10375661B2; CN106256099B; JP2017517999A; JP6391806B2; EP3136631B1; CN106256099A; US20190364530A1; EP3136631A4

Abstract

본 발명은 무선 통신 시스템에서 제 1 단말의 D2D 동기화 신호(Device-to-Device Synchronization Signal)를 송신하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 구체적으로, D2D(Device-to-Device) 통신을 위한 무선 자원 설정을 수신하는 단계 및 무선 자원 설정에 기반한 다수의 D2D 무선 자원들 중, 제 1 무선 자원을 제외한 특정 인덱스에 대응되는 제 2 무선 자원으로 D2D 동기화 신호를 송신하는 단계를 포함하며, 제 1 무선 자원은, WAN(Wide Area Network) 기반의 통신을 위하여 이용되도록 정의되는 것을 특징으로 한다.

Description

무선 통신 시스템에서 D2D 통신을 위한 동기화 신호 송신 방법 및 이를 위한 장치{METHOD FOR TRANSMITTING SYNCHRONIZATION SIGNAL FOR D2D COMMUNICATION IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM AND APPARATUS THEREFOR}

본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 무선 통신 시스템에서 D2D(Device-to-Device) 통신을 위한 동기화 신호 송신 방법 및 이를 위한 장치에 관한 것이다.

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

도 1 은 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 3GPP 에서 기초적인 표준화 작업을 진행하고 있다. 일반적으로 E-UMTS 는 LTE(Long Term Evolution) 시스템이라고 할 수도 있다. UMTS 및 E-UMTS 의 기술 규격(technical specification)의 상세한 내용은 각각 "3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Radio Access Network"의 Release 7 과 Release 8 을 참조할 수 있다.

도 1 을 참조하면, E-UMTS 는 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. 하향 링크(Downlink, DL) 데이터에 대해 기지국은 하향 링크 스케줄링 정보를 전송하여 해당 단말에게 데이터가 전송될 시간/주파수 영역, 부호화, 데이터 크기, HARQ(Hybrid Automatic Repeat and reQuest) 관련 정보 등을 알려준다. 또한, 상향 링크(Uplink, DL) 데이터에 대해 기지국은 상향 링크 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 AG 와 단말의 사용자 등록 등을 위한 네트워크 노드 등으로 구성될 수 있다. AG 는 복수의 셀들로 구성되는 TA(Tracking Area) 단위로 단말의 이동성을 관리한다.

무선 통신 기술은 WCDMA 를 기반으로 LTE 까지 개발되어 왔지만, 사용자와 사업자의 요구와 기대는 지속적으로 증가하고 있다. 또한, 다른 무선 접속 기술이 계속 개발되고 있으므로 향후 경쟁력을 가지기 위해서는 새로운 기술 진화가 요구된다. 비트당 비용 감소, 서비스 가용성 증대, 융통성 있는 주파수 밴드의 사용, 단순구조와 개방형 인터페이스, 단말의 적절한 파워 소모 등이 요구된다.

단말은 기지국의 무선 통신 시스템의 효율적인 운용을 보조하기 위하여, 현재 채널의 상태 정보를 기지국에게 주기적 및/또는 비주기적으로 보고한다. 이렇게 보고되는 채널의 상태 정보는 다양한 상황을 고려하여 계산된 결과들을 포함할 수 있기 때문에, 보다 더 효율적인 보고 방법이 요구되고 있는 실정이다.

상술한 바와 같은 논의를 바탕으로 이하에서는 무선 통신 시스템에서 D2D(Device-to-Device) 통신을 위한 동기화 신호 송신 방법 및 이를 위한 장치를 제안하고자 한다.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 상기 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 일 양상인, 무선 통신 시스템에서 제 1 단말의 D2D 동기화 신호(Device-to-Device Synchronization Signal)를 송신하는 방법은, D2D(Device-to-Device) 통신을 위한 무선 자원 설정을 수신하는 단계; 및 상기 무선 자원 설정에 기반한 다수의 D2D 무선 자원들 중, 제 1 무선 자원을 제외한 특정 인덱스에 대응되는 제 2 무선 자원으로 D2D 동기화 신호를 송신하는 단계를 포함하며, 상기 제 1 무선 자원은, WAN(Wide Area Network) 기반의 통신을 위하여 이용되도록 정의될 수 있다.

나아가, 상기 제 1 무선 자원은, 제 2 단말이 WAN 무선 자원과 연관된 PUCCH(Physical Uplink Control CHannel) 혹은 PUSCH(Physical Uplink Shared CHannel)을 위하여 이용하는 것을 특징으로 할 수 있다.

나아가, 상기 특정 인덱스는, 상기 D2D 기반 상향링크 제어 정보(Uplink Control Information, UCI) 송신을 위한 다수의 무선 자원 인덱스들이 시프트(shift)되도록 정의될 수 있다.

나아가, 상기 특정 인덱스는, 상기 D2D 기반 ACK/NACK(Acknowledgement/Negative- Acknowledgement) 송신을 위하여 정의된 하향링크 HARQ 참조 설정(Downlink HARQ Reference Configuration)기반의 상향링크 인덱스인 것을 특징으로 할 수 있다.

나아가, 상기 특정 인덱스는, 상기 WAN 기반의 통신을 위한 상향링크-하향링크 설정 기반의 인덱스에 소정의 오프셋(offset)이 적용된 것을 특징으로 할 수 있다.

나아가, 상기 D2D 동기화 신호는, 상기 특정 인덱스에 따라, D2D 동기화 신호 시퀀스(D2D synchronization Signal Sequence)가 결정된 것을 특징으로 할 수 있다.

나아가, 상기 D2D 동기화 신호는, 상기 제 2 무선 자원의 인덱스에 따라, D2D 동기화 신호 반복 패턴이 결정되는 것을 특징으로 할 수 있다.

나아가, 상기 특정 인덱스는 미리 정의되며, 상기 D2D 동기화 신호는, 상기 특정 인덱스에 대응되는 무선 자원 내에서, 상기 D2D 동기화 신호가 전송되는 소정의 주기를 가진 윈도우(window)의 위치를 지시하는 것을 특징으로 할 수 있다.

나아가, 상기 특정 인덱스는, 상기 D2D 동기화 신호의 디코딩을 위한 참조 신호의 시퀀스 생성을 위하여 사용되는 것을 특징으로 할 수 있다.

나아가, 상기 D2D 동기화 신호는, 상기 D2D 통신을 위한 릴레이(relay) 횟수를 지시하는 정보를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. 더 나아가, 상기 릴레이 횟수를 지시하는 정보는, 홉 카운트(Hop Count)로 정의되며, 상기 D2D 동기화 신호는, 홉 카운트와 시스템 프레임 넘버(System Frame Number)를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

나아가, 상기 D2D 동기화 신호는, 사이드링크 동기화 신호(Sidelink Synchronization Signal)인 것을 특징으로 한다.

상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 다른 양상인, 무선 통신 시스템에서 D2D 동기화 신호(Device-to-Device Synchronization Signal)를 송신하는 제 1 단말은, 무선 주파수 유닛(Radio Frequency Unit); 및 프로세서(Processor)를 포함하며, 상기 프로세서는, D2D(Device-to-Device) 통신을 위한 무선 자원 설정을 수신하고, 상기 무선 자원 설정에 기반한 다수의 D2D 무선 자원들 중, 제 1 무선 자원을 제외한 특정 인덱스에 대응되는 제 2 무선 자원으로 D2D 동기화 신호를 송신하도록 구성되며, 상기 제 1 무선 자원은, WAN(Wide Area Network) 기반의 통신을 위하여 이용되도록 정의되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따르면 무선 통신 시스템에서 D2D 통신을 위한 신호 송수신이 효율적으로 수행될 수 있다.

본 발명에서 얻은 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 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 1 은 무선 통신 시스템의 일례로서 E-UMTS 망구조를 개략적으로 예시한다.
도 2 는 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 예시한다.
도 3 은 3GPP 시스템에 이용되는 물리 채널들 및 이들을 이용한 일반적인 신호 전송 방법을 예시한다.
도 4 는 LTE 시스템에서 사용되는 무선 프레임의 구조를 예시한다.
도 5 는 LTE 시스템의 P-BCH(Primary broadcast channel) 및 SCH(Synchronization channel)를 나타낸다.
도 6 은 동기 신호(synchronization signal, SS)의 전송을 위한 무선 프레임 구조를 나타낸다.
도 7 은 2 차 동기 신호(secondary synchronization signal, SSS)의 생성 방식을 설명하기 위한 참고도이다.
도 8 는 하향링크 슬롯에 대한 자원 그리드(resource grid)를 예시한다.
도 9 은 LTE 시스템에서 사용되는 하향링크 무선 프레임의 구조를 예시한다.
도 10 은 LTE 시스템에서 사용되는 상향링크 서브프레임의 구조를 예시한다.
도 11 은 D2D(UE-to-UE Communication) 통신을 설명하기 위한 참고도이다.
도 12 는 D2D 통신이 수행되는 시나리오들을 설명하기 위한 참고도이다.
도 13 은 본 발명의 일 실시예에 적용될 수 있는 기지국 및 단말을 나타낸다.

이하의 기술은 CDMA(code division multiple access), FDMA(frequency division multiple access), TDMA(time division multiple access), OFDMA(orthogonal frequency division multiple access), SC-FDMA(single carrier frequency division multiple access) 등과 같은 다양한 무선 접속 시스템에 사용될 수 있다. CDMA 는 UTRA(Universal Terrestrial Radio Access)나 CDMA2000 과같은 무선 기술(radio technology)로 구현될 수 있다. TDMA 는 GSM(Global System for Mobile communications)/GPRS(General Packet Radio Service)/EDGE(Enhanced Data Rates for GSM Evolution)와 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. OFDMA 는 IEEE 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802-20, E-UTRA(Evolved UTRA) 등과 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. UTRA 는 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)의 일부이다. 3GPP(3rd Generation Partnership Project) LTE(long term evolution)는 E-UTRA 를 사용하는 E-UMTS(Evolved UMTS)의 일부로서 하향링크에서 OFDMA 를 채용하고 상향링크에서 SC-FDMA 를 채용한다. LTE-A(Advanced)는 3GPP LTE 의 진화된 버전이다.

설명을 명확하게 하기 위해, 3GPP LTE/LTE-A 를 위주로 기술하지만 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 이하의 설명에서 사용되는 특정(特定) 용어들은 본 발명의 이해를 돕기 위해서 제공된 것이며, 이러한 특정 용어의 사용은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경될 수 있다.

도 2 는 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.

제 1 계층인 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(Trans 안테나 포트 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.

제 2 계층의 매체접속제어(Medium Access Control; MAC) 계층은 논리채널(Logical Channel)을 통해 상위계층인 무선링크제어(Radio Link Control; RLC) 계층에 서비스를 제공한다. 제 2 계층의 RLC 계층은 신뢰성 있는 데이터 전송을 지원한다. RLC 계층의 기능은 MAC 내부의 기능 블록으로 구현될 수도 있다.제 2 계층의 PDCP(Packet Data Convergence Protocol) 계층은 대역폭이 좁은 무선 인터페이스에서 IPv4 나 IPv6 와 같은 IP 패킷을 효율적으로 전송하기 위해 불필요한 제어정보를 줄여주는 헤더 압축(Header Compression) 기능을 수행한다.

제 3 계층의 최하부에 위치한 무선 자원제어(Radio Resource Control; RRC) 계층은 제어평면에서만 정의된다. RRC 계층은 무선베어러(Radio Bearer; RB)들의 설정(Configuration), 재설정(Re-configuration) 및 해제(Release)와 관련되어 논리채널, 전송채널 및 물리채널들의 제어를 담당한다. RB 는 단말과 네트워크 간의 데이터 전달을 위해 제 2 계층에 의해 제공되는 서비스를 의미한다. 이를 위해, 단말과 네트워크의 RRC 계층은 서로 RRC 메시지를 교환한다. 단말과 네트워크의 RRC 계층 사이에 RRC 연결(RRC Connected)이 있을 경우, 단말은 RRC 연결 상태(Connected Mode)에 있게 되고, 그렇지 못할 경우 RRC 휴지 상태(Idle Mode)에 있게 된다. RRC 계층의 상위에 있는 NAS(Non-Access Stratum) 계층은 세션 관리(Session Management)와 이동성 관리(Mobility Management) 등의 기능을 수행한다.

기지국(eNB)을 구성하는 하나의 셀은 1.4, 3, 5, 10, 15, 20Mhz 등의 대역폭 중 하나로 설정되어 여러 단말에게 하향 또는 상향 전송 서비스를 제공한다. 서로 다른 셀은 서로 다른 대역폭을 제공하도록 설정될 수 있다.

네트워크에서 단말로 데이터를 전송하는 하향 전송채널은 시스템 정보를 전송하는 BCH(Broadcast Channel), 페이징 메시지를 전송하는 PCH(Paging Channel), 사용자 트래픽이나 제어 메시지를 전송하는 하향 SCH(Shared Channel) 등이 있다. 하향 멀티캐스트 또는 방송 서비스의 트래픽 또는 제어 메시지의 경우 하향 SCH 를 통해 전송될 수도 있고, 또는 별도의 하향 MCH(Multicast Channel)을 통해 전송될 수도 있다. 한편, 단말에서 네트워크로 데이터를 전송하는 상향 전송채널로는 초기 제어 메시지를 전송하는 RACH(Random Access Channel), 사용자 트래픽이나 제어 메시지를 전송하는 상향 SCH(Shared Channel)가 있다. 전송채널의 상위에 있으며, 전송채널에 매핑되는 논리채널(Logical Channel)로는 BCCH(Broadcast Control Channel), PCCH(Paging Control Channel), CCCH(Common Control Channel), MCCH(Multicast Control Channel), MTCH(Multicast Traffic Channel) 등이 있다.

도 3 은 3GPP LTE 시스템에 이용되는 물리 채널들 및 이들을 이용한 일반적인 신호 전송 방법을 설명하기 위한 도면이다.

전원이 꺼진 상태에서 다시 전원이 켜지거나, 새로이 셀에 진입한 사용자 기기는 단계 S301 에서 기지국과 동기를 맞추는 등의 초기 셀 탐색(Initial cell search) 작업을 수행한다. 이를 위해 사용자 기기는 기지국으로부터 주동기 채널(Primary Synchronization Channel, P-SCH) 및 부동기 채널(Secondary Synchronization Channel, S-SCH)을 수신하여 기지국과 동기를 맞추고, 셀 ID 등의 정보를 획득한다. 그 후, 사용자 기기는 기지국으로부터 물리방송채널(Physical Broadcast Channel)를 수신하여 셀 내 방송 정보를 획득할 수 있다. 한편, 사용자 기기는 초기 셀 탐색 단계에서 하향링크 참조 신호(Downlink Reference Signal, DL RS)를 수신하여 하향링크 채널 상태를 확인할 수 있다.

초기 셀 탐색을 마친 사용자 기기는 단계 S302 에서 물리 하향링크제어채널(Physical Downlink Control Channel, PDCCH) 및 물리하향링크제어채널 정보에 따른 물리하향링크공유 채널(Physical Downlink Control Channel, PDSCH)을 수신하여 좀더 구체적인 시스템 정보를 획득할 수 있다.

이후, 사용자 기기는 기지국에 접속을 완료하기 위해 이후 단계 S303 내지 단계 S306 과 같은 임의 접속 과정(Random Access Procedure)을 수행할 수 있다. 이를 위해 사용자 기기는 물리임의접속채널(Physical Random Access Channel, PRACH)을 통해 프리앰블(preamble)을 전송하고(S303), 물리하향링크제어채널 및 이에 대응하는 물리하향링크공유 채널을 통해 프리앰블에 대한 응답메시지를 수신할 수 있다(S304). 경쟁 기반 임의 접속의 경우 추가적인 물리임의접속채널의 전송(S305) 및 물리하향링크제어채널 및 이에 대응하는 물리하향링크공유 채널 수신(S306)과 같은 충돌해결절차(Contention Resolution Procedure)를 수행할 수 있다.

상술한 바와 같은 절차를 수행한 사용자 기기는 이후 일반적인 상/하향링크 신호 전송 절차로서 물리하향링크제어채널/물리하향링크공유채널 수신(S307) 및 물리상향링크공유채널(Physical Uplink Shared Channel, PUSCH)/물리상향링크제어채널(Physical Uplink Control Channel, PUCCH) 전송(S308)을 수행할 수 있다. 사용자 기기가 기지국으로 전송하는 제어 정보를 통칭하여 상향링크 제어 정보(Uplink Control Information, UCI)라고 지칭한다. UCI 는 HARQ ACK/NACK(Hybrid Automatic Repeat and reQuest Acknowledgement/Negative-ACK), SR(Scheduling Request), CSI(Channel State Information) 등을 포함한다. 본 명세서에서, HARQ ACK/NACK 은 간단히 HARQ-ACK 혹은 ACK/NACK(A/N)으로 지칭된다. HARQ-ACK 은 포지티브 ACK(간단히, ACK), 네거티브 ACK(NACK), DTX 및 NACK/DTX 중 적어도 하나를 포함한다. CSI 는 CQI(Channel Quality Indicator), PMI(Precoding Matrix Indicator), RI(Rank Indication) 등을 포함한다. UCI 는 일반적으로 PUCCH 를 통해 전송되지만, 제어 정보와 트래픽 데이터가 동시에 전송되어야 할 경우 PUSCH 를 통해 전송될 수 있다. 또한, 네트워크의 요청/지시에 의해 PUSCH 를 통해 UCI 를 비주기적으로 전송할 수 있다.

도 4 는 LTE 시스템에서 사용되는 무선 프레임의 구조를 예시하는 도면이다.

도 4 를 참조하면, 셀룰라 OFDM 무선 패킷 통신 시스템에서, 상향링크/하향링크 데이터 패킷 전송은 서브프레임(subframe) 단위로 이루어지며, 한 서브프레임은 다수의 OFDM 심볼을 포함하는 일정 시간 구간으로 정의된다. 3GPP LTE 표준에서는 FDD(Frequency Division Duplex)에 적용 가능한 타입 1 무선 프레임(radio frame) 구조와 TDD(Time Division Duplex)에 적용 가능한 타입 2 의 무선 프레임 구조를 지원한다.

도 4 의 (a)는 타입 1 무선 프레임의 구조를 예시한다. 하향링크 무선 프레임(radio frame)은 10 개의 서브프레임(subframe)으로 구성되고, 하나의 서브 프레임은 시간 영역(time domain)에서 2 개의 슬롯(slot)으로 구성된다. 하나의 서브프레임이 전송되는 데 걸리는 시간을 TTI(transmission time interval)라 한다. 예를 들어 하나의 서브프레임의 길이는 1ms 이고, 하나의 슬롯의 길이는 0.5ms 일 수 있다. 하나의 슬롯은 시간 영역에서 복수의 OFDM 심볼을 포함하고, 주파수 영역에서 다수의 자원블록(Resource Block; RB)을 포함한다. 3GPP LTE 시스템에서는 하향링크에서 OFDMA 를 사용하므로, OFDM 심볼이 하나의 심볼 구간을 나타낸다. OFDM 심볼은 또한 SC-FDMA 심볼 또는 심볼 구간으로 칭하여질 수도 있다. 자원 할당 단위로서의 자원 블록(RB)은 하나의 슬롯에서 복수개의 연속적인 부반송파(subcarrier)를 포함할 수 있다.

하나의 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 CP(Cyclic Prefix)의 구성(configuration)에 따라 달라질 수 있다. CP 에는 확장된 CP(extended CP)와 표준 CP(normal CP)가 있다. 예를 들어, OFDM 심볼이 표준 CP 에 의해 구성된 경우, 하나의 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 7 개일 수 있다. OFDM 심볼이 확장된 CP 에 의해 구성된 경우, 한 OFDM 심볼의 길이가 늘어나므로, 한 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 표준 CP 인 경우보다 적다. 확장된 CP 의 경우에, 예를 들어, 하나의 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 6 개일 수 있다. 사용자 기기가 빠른 속도로 이동하는 등의 경우와 같이 채널상태가 불안정한 경우, 심볼간 간섭을 더욱 줄이기 위해 확장된 CP 가 사용될 수 있다.

표준 CP 가 사용되는 경우 하나의 슬롯은 7 개의 OFDM 심볼을 포함하므로, 하나의 서브프레임은 14 개의 OFDM 심볼을 포함한다. 이때, 각 서브프레임의 처음 최대 3 개의 OFDM 심볼은 PDCCH(physical downlink control channel)에 할당되고, 나머지 OFDM 심볼은 PDSCH(physical downlink shared channel)에 할당될 수 있다.

도 4 의 (b)는 타입 2 무선 프레임의 구조를 예시한다. 타입 2 무선 프레임은 2 개의하프 프레임(half frame)으로 구성되며, 각 하프 프레임은 2 개의 슬롯을 포함하는 4 개의 일반 서브프레임과 DwPTS(Downlink Pilot Time Slot), 보호구간(Guard Period, GP) 및 UpPTS(Uplink Pilot Time Slot)을 포함하는 특별 서브프레임(special subframe)으로 구성된다.

상기 특별 서브프레임에서, DwPTS 는 사용자 기기에서의 초기 셀 탐색, 동기화 또는 채널 추정에 사용된다. UpPTS 는 기지국에서의 채널 추정과 사용자 기기의 상향링크 전송 동기를 맞추는 데 사용된다. 즉, DwPTS 는 하향링크 전송으로, UpPTS 는 상향링크 전송으로 사용되며, 특히 UpPTS 는 PRACH 프리앰블이나 SRS 전송의 용도로 활용된다. 또한, 보호구간은 상향링크와 하향링크 사이에 하향링크 신호의 다중경로 지연으로 인해 상향링크에서 생기는 간섭을 제거하기 위한 구간이다.

상기 특별 서브프레임에 관하여 현재 3GPP 표준 문서에서는 아래 표 1 과 같이 설정을 정의하고 있다. 표 1 에서 T _s = 1/(15000×2048) 인 경우 DwPTS 와 UpPTS 를 나타내며, 나머지 영역이 보호구간으로 설정된다.

[표 1]

한편, 타입 2 무선 프레임의 구조, 즉 TDD 시스템에서 상향링크/하향링크 서브프레임 설정(UL/DL configuration)은 아래의 표 2 와 같다.

[표 2]

상기 표 2 에서 D 는 하향링크 서브프레임, U 는 상향링크 서브프레임을 지시하며, S 는 상기 특별 서브프레임을 의미한다. 또한, 상기 표 2 는 각각의 시스템에서 상향링크/하향링크 서브프레임 설정에서 하향링크-상향링크 스위칭 주기 역시 나타나있다.

상술한 무선 프레임의 구조는 예시에 불과하고, 무선 프레임에 포함되는 서브프레임의 수 또는 서브프레임에 포함되는 슬롯의 수, 슬롯에 포함되는 심볼의 수는 다양하게 변경될 수 있다.

도 5 는 LTE 시스템의 P-BCH(Primary broadcast channel) 및 SCH(Synchronization channel)를 예시한다. SCH 는 P-SCH 및 S-SCH 를 포함한다. P-SCH 상으로 PSS(Primary Synchronization Signal)가 전송되고, S-SCH 상으로 SSS(Secondary Synchronization Signal)가 전송된다.

도 5 를 참조하면, 프레임 구조 타입-1(즉, FDD)에서 P-SCH 는 매 무선 프레임에서 슬롯 #0(즉, 서브프레임 #0 의 첫 번째 슬롯)과 슬롯 #10(즉, 서브 프레임 #5 의 첫 번째 슬롯)의 마지막 OFDM 심볼에 위치한다. S-SCH 는 매 무선 프레임에서 슬롯 #0 과 슬롯 #10 의 마지막 OFDM 심볼의 바로 이전 OFDM 심볼에 위치한다. S-SCH 와 P-SCH 는 인접하는 OFDM 심볼에 위치한다. 프레임 구조 타입-2(즉, TDD)에서 P-SCH 는 서브프레임 #1/#6 의 3 번째 OFDM 심볼을 통해 전송되고 S-SCH 는 슬롯 #1(즉, 서브프레임 #0 의 두 번째 슬롯)과 슬롯 #11(즉, 서브 프레임 #5 의 두 번째 슬롯)의 마지막 OFDM 심볼에 위치한다. P-BCH 는 프레임 구조 타입에 관계 없이 매 4 개의 무선 프레임마다 전송되며 서브프레임 #0 의 두 번째 슬롯의 1 번째 내지 4 번째 OFDM 심볼을 이용하여 전송된다.

P-SCH 는 해당 OFDM 심볼 내에서 DC(direct current) 부반송파를 중심으로 72 개의 부반송파(10 개의 부반송파는 예비, 62 개의 부반송파에 PSS 전송)를 사용하여 전송된다. S-SCH 는 해당 OFDM 심볼 내에서 DC(direct current) 부반송파를 중심으로 72 개의 부반송파(10 개의 부반송파는 예비, 62 개의 부반송파에 SSS 전송)를 사용하여 전송된다. P-BCH 는 한 서브프레임 안에서 4 개의 OFDM 심볼과 DC(direct current) 부반송파를 중심으로 72 개의 부반송파에맵핑된다.

도 6 은 동기 신호(synchronization signal, SS)의 전송을 위한 무선 프레임 구조를 예시한 것이다. 특히, 도 6 은 주파수 분할 듀플렉스(frequency division duplex, FDD)에서 동기 신호 및 PBCH 의 전송을 위한 무선 프레임 구조를 예시한 것으로서, 도 6(a)는 정규 CP(normal cyclic prefix)로써 구성된 무선 프레임에서 SS 및 PBCH 의 전송 위치를 도시한 것이고 도 6(b)는 확장 CP(extended CP)로써 구성된 무선 프레임에서 SS 및 PBCH 의 전송 위치를 도시한 것이다.

UE 는 전원이 켜지거나 새로이 셀에 진입한 경우 상기 셀과의 시간 및 주파수 동기를 획득하고 상기 셀의 물리 셀 식별자(physical cell identity)를 검출(detect)하는 등의 셀 탐색(initial cell search) 과정(procedure)을 수행한다. 이를 위해, UE 는 eNB 로부터 동기신호, 예를 들어, 1 차 동기신호(Primary Synchronization Signal, PSS) 및 2 차 동기신호(Secondary Synchronization Signal, SSS)를 수신하여 eNB 와 동기를 맞추고, 셀 식별자(identity, ID) 등의 정보를 획득할 수 있다.

도 6 을 참조하여, SS 를 조금 더 구체적으로 설명하면, 다음과 같다. SS 는 PSS 와 SSS 로 구분된다. PSS 는 OFDM 심볼 동기, 슬롯 동기 등의 시간 도메인 동기 및/또는 주파수 도메인 동기를 얻기 위해 사용되며, SSS 는 프레임 동기, 셀 그룹 ID 및/또는 셀의 CP 구성(즉, 일반 CP 또는 확장 CP 의 사용 정보)를 얻기 위해 사용된다. 도 6 을 참조하면, PSS 와 SSS 는 매 무선 프레임의 2 개의 OFDM 심볼에서 각각 전송된다. 구체적으로 SS 는 인터-RAT(inter radio access technology) 측정의 용이함을 위해 GSM(Global System for Mobile communication) 프레임 길이인 4.6 ms 를 고려하여 서브프레임 0 의 첫 번째 슬롯과 서브프레임 5 의 첫 번째 슬롯에서 각각 전송된다. 특히 PSS 는 서브프레임 0 의 첫 번째 슬롯의 마지막 OFDM 심볼과 서브프레임 5 의 첫 번째 슬롯의 마지막 OFDM 심볼에서 각각 전송되고, SSS 는 서브프레임 0 의 첫 번째 슬롯의 마지막에서 두 번째 OFDM 심볼과 서브프레임 5 의 첫 번째 슬롯의 마지막에서 두 번째 OFDM 심볼에서 각각 전송된다. 해당 무선 프레임의 경계는 SSS 를 통해 검출될 수 있다. PSS 는 해당 슬롯의 맨 마지막 OFDM 심볼에서 전송되고 SSS 는 PSS 바로 앞 OFDM 심볼에서 전송된다. SS 의 전송 다이버시티(diversity) 방식은 단일 안테나 포트(single antenna port)만을 사용하며 표준에서는 따로 정의하고 있지 않다. 즉, 단일 안테나 포트 전송 혹은 UE 에 투명한(transparent) 전송 방식(예, PVS(Precoding Vector Switching), TSTD(Time Switched Diversity), CDD(cyclic delay diversity))이 SS 의 전송 다이버시티를 위해 사용될 수 있다.

SS 는 3 개의 PSS 와 168 개의 SS 의 조합을 통해 총 504 개의 고유한 물리계층 셀 식별자(physical layer cell ID)를 나타낼 수 있다. 다시 말해, 상기 물리 계층 셀 ID 들은 각 물리 계층 셀 ID 가 오직 하나의 물리-계층 셀-식별자 그룹의 부분이 되도록 각 그룹이 3 개의 고유한 식별자들을 포함하는 168 개의 물리-계층 셀-식별자 그룹들로 그룹핑된다. 따라서, 물리 계층 셀 식별자 N^cell _ID= 3N⁽¹⁾ _ID + N⁽² _)ID 는 물리-계층 셀-식별자 그룹을 나타내는 0 부터 167 까지의 범위 내 번호 N⁽¹⁾ _ID 와 상기 물리-계층 셀-식별자 그룹 내 상기 물리-계층 식별자를 나타내는 0 부터 2 까지의 번호 N⁽²⁾ _ID 에 의해 고유하게 정의된다. UE 는 PSS 를 검출하여 3 개의 고유한 물리-계층 식별자들 중 하나를 알 수 있고, SSS 를 검출하여 상기 물리-계층 식별자에 연관된 168 개의 물리 계층 셀 ID 들 중 하나를 식별할 수 있다. 길이 63 의 ZC(Zadoff-Chu) 시퀀스가 주파수 도메인에서 정의되어 PSS 로서 사용된다. 예를 들어, ZC 시퀀스는 다음의 수학식에 의해 정의될 수 있다.

여기서, N_ZC=63 이며, DC 부반송파에 해당하는 시퀀스 요소(sequence element)인 n=31 은 천공(puncturing)된다.

PSS 는 중심 주파수에 가까운 6 개 RB(= 72 개 부반송파)에 맵핑된다. 상기 72 개의 부반송파들 중 9 개의 남는 부반송파는 항상 0 의 값을 나르며, 이는 동기 수행을 위한 필터 설계가 용이해지는 요소로서 작용한다. 총 3 개의 PSS 가 정의되기 위해 수학식 1 에서 u=24, 29 및 34 가 사용된다. u=24 및 u=34 는 켤레대칭(conjugate symmetry) 관계를 가지고 있기 때문에 2 개의 상관(correlation)이 동시에 수행될 수 있다. 여기서 켤레대칭이라 함은 다음의 수학식의 관계를 의미한다.

켤레대칭의 특성을 이용하면 u=29 와 u=34 에 대한 원샷상관기(one-shot correlator)가 구현될 수 있으며, 켤레대칭이 없는 경우에 비해, 전체적인 연산량이 약 33.3% 감소될 수 있다.

조금 더 구체적으로는, PSS 를 위해 사용되는 시퀀스 d(n)은 주파수 도메인 ZC 시퀀스로부터 다음 식에 따라 생성된다.

여기서, ZC 루트 시퀀스 인덱스 u 는 다음의 표에 의해 주어진다.

[표 3]

도 6 을 참조하면, PSS 는 5ms 마다 전송되므로 UE 는 PSS 를 검출함으로써 해당 서브프레임이 서브프레임 0 와 서브프레임 5 중 하나임을 알 수 있으나, 해당 서브프레임이 서브프레임 0 와 서브프레임 5 중 구체적으로 무엇인지는 알 수 없다. 따라서, UE 는 PSS 만으로는 무선 프레임의 경계를 인지하지 못한다. 즉, PSS 만으로는 프레임 동기가 획득될 수 없다. UE 는 일 무선 프레임 내에서 두 번 전송되되 서로 다른 시퀀스로서 전송되는 SSS 를 검출하여 무선 프레임의 경계를 검출한다.

도 7 은 2 차 동기 신호(secondary synchronization signal, SSS)의 생성 방식을 설명하기 위해 도시된 것이다. 구체적으로, 도 7 은 논리 도메인(logical domain)에서의 2 개 시퀀스가 물리 도메인으로 맵핑되는 관계를 도시한 것이다.

SSS 를 위해 사용되는 시퀀스는 2 개의 길이 31 의 m-시퀀스들의 인터리빙된 연결(interleaved concatenation)으로서, 상기 접합된 시퀀스는 PSS 에 의해 주어지는 스크램블링 시퀀스에 의해 스크램블링된다. 여기서, m-시퀀스는 PN(Pseudo Noise) 시퀀스의 일종이다.

도 7 을 참조하면, SSS 부호 생성을 위해 사용되는 2 개의 m-시퀀스를 각각 S1, S2 라고 하면, S1 과 S2 는 PSS 기반의 서로 다른 2 개의 시퀀스들이 SSS 에 스클램블링된다. 이때, S1 과 S2 는 서로 다른 시퀀스에 의해 스클램블링된다. PSS 기반의 스크램블링 부호는 x⁵ + x³ + 1 의 다항식으로부터 생성된 m-시퀀스를 순환 천이하여 얻어질 수 있는데, PSS 인덱스에 따라 6 개의 시퀀스가 상기 m-시퀀스의 순환 천이에 의해 생성된다. 그 후 S2 는 S1 기반의 스크램블링 부호에 의해 스크램블링된다. S1 기반의 스크램블링 부호는 x⁵ + x⁴ + x² + x¹ + 1 의 다항식으로부터 생성된 m-시퀀스를 순환 천이하여 얻어질 수 있는데, S1 의 인덱스에 따라 8 개의 시퀀스가 상기 m-시퀀스의 순환 천이에 의해 생성된다. SSS 의 부호는 5ms 마다 교환(swap)되지만 PSS 기반의 스클램블링 부호는 교환되지 않는다. 예를 들어, 서브프레임 0 의 SSS 가 (S1, S2)의 조합으로 셀 그룹 식별자를 나른다고 가정하면, 서브프레임 5 의 SSS 는 (S2, S1)으로 교환(swap)된 시퀀스를 나른다. 이를 통해, 10ms 의 무선 프레임 경계가 구분될 수 있다. 이때 사용되는 SSS 부호는 x⁵ + x² + 1 의 다항식으로부터 생성되며, 길이 31 의 m-시퀀스의 서로 다른 순환 천이(circular shift)를 통해 총 31 개의 부호가 생성될 수 있다.

SSS 를 정의하는 2 개의 길이 31 인 m-시퀀스들의 조합(combination)은 서브프레임 0 과 서브프레임 5 에서 다르며, 2 개의 길이 31 인 m-시퀀스들의 조합에 따라 총 168 개의 셀 그룹 식별자(cell group ID)가 표현된다. SSS 의 시퀀스로서 사용되는 m-시퀀스는 주파수 선택적 환경에서 강건하다는 특성이 있다. 또한, 고속 하다마드 변환(fast Hadarmard transform)을 이용한 고속 m-시퀀스 변환에 의해 변환될 수 있기 때문에 m-시퀀스가 SSS 로서 활용되면, UE 가 SSS 를 해석하는 데 필요한 연산량을 줄일 수 있다. 또한 2 개의 짧은 부호(short code)로서 SSS 가 구성됨으로써 UE 의 연산량이 감소될 수 있다.

조금 더 구체적으로 SSS 의 생성에 관해 설명하면, SSS 를 위해 사용되는 시퀀스 d(0),...,d(61)은 2 개의 길이-31 의 이진(binary) 시퀀스들의 인터리빙된 연결이다. 상기 연결된 시퀀스는 PSS 에 의해 주어지는 스크램블링 시퀀스로 스크램블링된다.

PSS 를 정의하는 2 개의 길이-31 인 시퀀스들의 조합은 서브프레임 0 와 서브프레임 5 에서 다음에 따라 다르다.

여기서, 0≤n≤30 이다. 인덱스 m₀ 및 m₁ 은 물리-계층 셀-식별자 그룹 N⁽¹⁾ _ID로부터 다음에 따라 유도된다.

수학식 5 의 출력(output)은 수학식 11 다음의 표 4 에 리스트된다.

2 개의 시퀀스들 S^(m0)0(n) 및 S^(m1)1(n)는 다음에 따라 m-시퀀스 s(n)의 2 개의 다른 순환 천이들로서 정의된다.

여기서, s(i) = 1 - 2x(i) (0≤i≤30)는 초기 조건(initial conditions) x(0)=0, x(1)=0, x(2), x(3)=0, x(4)=1 로 다음 식에 의해 정의된다.

2 개의 스크램블링 시퀀스들 c₀(n) 및 c₁(n)은 PSS 에 의존하며 m-시퀀스 c(n)의 2 개의 다른 순환 천이들에 의해 다음 식에 따라 정의된다.

여기서, N⁽²⁾ID∈{0,1,2}는 물리-계층 셀 식별자 그룹 N⁽¹⁾ID 내의 물리-계층 식별자이고 c(i) = 1 - 2x(i) (0≤i≤30)는 초기 조건(initial conditions) x(0)=0, x(1)=0, x(2), x(3)=0, x(4)=1 로 다음 식에 의해 정의된다.

스크램블링 시퀀스 Z^(m0)1(n) 및 Z^(m1)1(n)는 다음 식에 따라 m-시퀀스 z(n)의 순환 천이에 의해 정의된다.

여기서, m₀ 및 m₁은 수학식 11 다음에 기재된 표 4 로부터 얻어지며 z(i) = 1 - 2x(i) (0≤i≤30)는 초기 조건(initial conditions) x(0)=0, x(1)=0, x(2), x(3)=0, x(4)=1 로 다음 식에 의해 정의된다.

[표 4]

SSS 을 이용한 셀(cell) 탐색 과정을 수행하여 DL 신호의 복조(demodulation) 및 UL 신호의 전송을 정확한 시점에 수행하는 데 필요한 시간 및 주파수 파라미터를 결정한 UE 는 또한 상기 eNB 로부터 상기 UE 의 시스템 구성에 필요한 시스템 정보를 획득해야 상기 eNB 와 통신할 수 있다.

시스템 정보는 마스터 정보 블락(Master Information Block, MIB) 및 시스템 정보 블락(System Information Blocks, SIBs)에 의해 구성된다. 각 시스템 정보 블락은 기능적으로 연관된 파라미터의 모음을 포함하며, 포함하는 파라미터에 따라 마스터 정보 블락(Master Information Block, MIB) 및 시스템 정보 블락타입 1(System Information Block Type 1, SIB1), 시스템 정보 블락 타입 2(System Information Block Type 2, SIB2), SIB3~SIB8 으로 구분된다. MIB 는 UE 가 eNB 의 네트워크(network)에 초기 접속(initial access)하는 데 필수적인, 가장 자주 전송되는 파라미터들을 포함한다. SIB1 은 다른 SIB 들의 시간 도메인 스케줄링에 대한 정보뿐만 아니라, 특정 셀이 셀 선택에 적합한 셀인지를 판단하는 데 필요한 파라미터들을 포함한다.

UE 는 MIB 를 브로드캐스트 채널(예, PBCH)를 통해 수신할 수 있다. MIB 에는 하향링크 시스템 대역폭(dl-Bandwidth, DL BW), PHICH 구성(configuration), 시스템 프레임 넘버(SFN)가 포함된다. 따라서, UE 는 PBCH 를 수신함으로써 명시적(explicit)으로 DL BW, SFN, PHICH 구성에 대한 정보를 알 수 있다. 한편, PBCH 를 수신을 통해 UE 가 암묵적(implicit)으로 알 수 있는 정보로는 eNB 의 전송 안테나 포트의 개수가 있다. eNB 의 전송 안테나 개수에 대한 정보는 PBCH 의 에러 검출에 사용되는 16-비트 CRC(Cyclic Redundancy Check)에 전송 안테나 개수에 대응되는 시퀀스를 마스킹(예, XOR 연산)하여 암묵적으로 시그널링된다.

PBCH 는 40ms 동안에 4 개의 서브프레임에 맵핑된다. 40ms 의 시간은 블라인드 검출되는 것으로서 40ms 의 시간에 대한 명시적인 시그널링이 별도로 존재하지는 않는다. 시간 도메인에서, PBCH 는 무선프레임 내 서브프레임 0 내 슬롯 1(서브프레임 0 의 두 번째 슬롯)의 OFDM 심볼 0~3 에서 전송된다.

주파수 도메인에서, PSS/SSS 및 PBCH 는 실제 시스템 대역폭과 관계없이 해당 OFDM 심볼 내에서 DC 부반송파를 중심으로 좌우 3 개씩 총 6 개의 RB, 즉 총 72 개의 부반송파들 내에서만 전송된다. 따라서, UE 는 상기 UE 에게 구성된 하향링크 전송 대역폭과 관계없이 SS 및 PBCH 를 검출 혹은 복호할 수 있도록 구성된다.

초기 셀 탐색을 마치고 eNB 의 네트워크에 접속한 UE 는 PDCCH 및 상기 PDCCH 에 실린 정보에 따라 PDSCH 를 수신함으로써 좀더 구체적인 시스템 정보를 획득할 수 있다. 상술한 바와 같은 절차를 수행한 UE 는 이후 일반적인 상/하향 링크 신호 전송 절차로서 PDCCH/PDSCH 수신 및 PUSCH/PUCCH 전송을 수행할 수 있다.

도 8 는 하향링크 슬롯에 대한 자원 그리드(resource grid)를 예시한다.

도 8 를 참조하면, 하향링크 슬롯은 시간 영역에서

OFDM 심볼을 포함하고 주파수 영역에서

자원블록을 포함한다. 각각의 자원블록이

부반송파를 포함하므로 하향링크 슬롯은 주파수 영역에서

부반송파를 포함한다. 도 8 는 하향링크 슬롯이 7 OFDM 심볼을 포함하고 자원블록이 12 부반송파를 포함하는 것으로 예시하고 있지만 반드시 이로 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 하향링크 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 개수는 순환전치(Cyclic Prefix; CP)의 길이에 따라 변형될 수 있다.

자원그리드 상의 각 요소를 자원요소(Resource Element; RE)라 하고, 하나의 자원 요소는 하나의 OFDM 심볼 인덱스 및 하나의 부반송파 인덱스로 지시된다. 하나의 RB 는

자원요소로 구성되어 있다. 하향링크 슬롯에 포함되는 자원블록의 수(

)는 셀에서 설정되는 하향링크 전송 대역폭(bandwidth)에 종속한다.

도 9 는 하향링크 서브프레임의 구조를 예시한다.

도 9 을 참조하면, 서브프레임의 첫 번째 슬롯에서 앞부분에 위치한 최대 3(4)개의 OFDM 심볼은 제어 채널이 할당되는 제어 영역에 대응한다. 남은 OFDM 심볼은 PDSCH(Physical Downlink Shared Channel)가 할당되는 데이터 영역에 해당한다. LTE 에서 사용되는 하향링크 제어 채널의 예는 PCFICH(Physical Control Format Indicator Channel), PDCCH(Physical Downlink Control Channel), PHICH(Physical hybrid ARQ indicator Channel) 등을 포함한다. PCFICH 는 서브프레임의 첫 번째 OFDM 심볼에서 전송되고 서브프레임 내에서 제어 채널의 전송에 사용되는 OFDM 심볼의 개수에 관한 정보를 나른다. PHICH 는 상향링크 전송에 대한 응답으로 HARQ ACK/NACK(Hybrid Automatic Repeat request acknowledgment/negative-acknowledgment) 신호를 나른다.

PDCCH 를 통해 전송되는 제어 정보를 DCI(Downlink Control Information)라고 지칭한다. DCI 는 사용자 기기 또는 사용자 기기 그룹을 위한 자원 할당 정보 및 다른 제어 정보를 포함한다. 예를 들어, DCI 는 상향/하향링크 스케줄링 정보, 상향링크 전송(Tx) 파워 제어 명령 등을 포함한다.

PDCCH 는 하향링크 공유 채널(downlink shared channel, DL-SCH)의 전송 포맷 및 자원 할당 정보, 상향링크 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, 사용자 기기 그룹 내의 개별 사용자 기기들에 대한 Tx 파워 제어 명령 세트, Tx 파워 제어 명령, VoIP(Voice over IP)의 활성화 지시 정보 등을 나른다. 복수의 PDCCH 가 제어 영역 내에서 전송될 수 있다. 사용자 기기는 복수의 PDCCH 를 모니터링 할 수 있다. PDCCH 는 하나 또는 복수의 연속된 제어 채널 요소(control channel element, CCE)들의 집합(aggregation) 상에서 전송된다. CCE 는 PDCCH 에 무선 채널 상태에 기초한 코딩 레이트를 제공하는데 사용되는 논리적 할당 유닛이다. CCE 는 복수의 자원 요소 그룹(resource element group, REG)에 대응한다. PDCCH 의 포맷 및 PDCCH 비트의 개수는 CCE 의 개수에 따라 결정된다. 기지국은 사용자 기기에게 전송될 DCI 에 따라 PDCCH 포맷을 결정하고, 제어 정보에 CRC(cyclic redundancy check)를 부가한다. CRC 는 PDCCH 의 소유자 또는 사용 목적에 따라 식별자(예, RNTI(radio network temporary identifier))로 마스킹 된다. 예를 들어, PDCCH 가 특정 사용자 기기를 위한 것일 경우, 해당 사용자 기기의 식별자(예, cell-RNTI (C-RNTI))가 CRC 에 마스킹 될 수 있다. PDCCH 가 페이징 메시지를 위한 것일 경우, 페이징식별자(예, paging-RNTI (P-RNTI))가 CRC 에 마스킹 될 수 있다. PDCCH 가 시스템 정보(보다 구체적으로, 시스템 정보 블록(system Information block, SIC))를 위한 것일 경우, SI-RNTI(system Information RNTI)가 CRC 에 마스킹 될 수 있다. PDCCH 가 랜덤 접속 응답을 위한 것일 경우, RA-RNTI(random access-RNTI)가 CRC 에 마스킹 될 수 있다.

도 10 은 LTE 에서 사용되는 상향링크 서브프레임의 구조를 예시한다.

도 10 을 참조하면, 상향링크 서브프레임은 복수(예, 2 개)의 슬롯을 포함한다. 슬롯은 CP 길이에 따라 서로 다른 수의 SC-FDMA 심볼을 포함할 수 있다. 상향링크 서브프레임은 주파수 영역에서 데이터 영역과 제어 영역으로 구분된다. 데이터영역은 PUSCH 를 포함하고 음성등의 데이터 신호를 전송하는데 사용된다. 제어영역은 PUCCH 를 포함하고 상향링크 제어정보(Uplink Control Information, UCI)를 전송하는데 사용된다. PUCCH 는 주파수축에서 데이터 영역의 양끝 부분에 위치한 RB 쌍(RB pair)을 포함하며 슬롯을 경계로 호핑한다.

PUCCH 는 다음의 제어 정보를 전송하는데 사용될 수 있다.

- SR(Scheduling Request): 상향링크 UL-SCH 자원을 요청하는데 사용되는 정보이다. OOK(On-Off Keying) 방식을 이용하여 전송된다.

- HARQ ACK/NACK:PDSCH 상의 하향링크 데이터 패킷에 대한 응답 신호이다. 하향링크 데이터 패킷이 성공적으로 수신되었는지 여부를 나타낸다. 단일 하향링크 코드워드에 대한 응답으로 ACK/NACK 1 비트가 전송되고, 두 개의 하향링크 코드워드에 대한 응답으로 ACK/NACK 2 비트가 전송된다.

- CSI(Channel State Information): 하향링크 채널에 대한 피드백 정보이다. CSI 는 CQI(Channel Quality Indicator)를 포함하고, MIMO(Multiple Input Multiple Output) 관련 피드백 정보는 RI(Rank Indicator), PMI(Precoding Matrix Indicator), PTI(Precoding 타입 Indicator) 등을 포함한다. 서브프레임 당 20 비트가 사용된다.

사용자 기기가 서브프레임에서 전송할 수 있는 제어 정보(UCI)의 양은 제어 정보 전송에 가용한 SC-FDMA 의 개수에 의존한다. 제어 정보 전송에 가용한 SC-FDMA 는 서브프레임에서 참조 신호 전송을 위한 SC-FDMA 심볼을 제외하고 남은 SC-FDMA 심볼을 의미하고, SRS(Sounding Reference Signal)가 설정된 서브프레임의 경우 서브프레임의 마지막 SC-FDMA 심볼도 제외된다. 참조 신호는 PUCCH 의 코히어런트 검출에 사용된다.

이하에서는 D2D(UE-to-UE Communication) 통신에 대하여 설명한다.

D2D 통신 방식은 크게 네트워크/코디네이션 스테이션(예를 들어, 기지국)의 도움을 받는 방식과, 그렇지 않은 경우로 나눌 수 있다.

도 11 을 참조하면, 도 8(a)에는 제어신호(예를 들어, grant message), HARQ, 채널상태정보(Channel State Information) 등의 송수신에는 네트워크/코디네이션 스테이션의 개입이 이루어지며 D2D 통신을 수행하는 단말간에는 데이터 송수신만 이루어지는 방식이 도시되어 있다. 또한, 도 8(b)에는 네트워크는 최소한의 정보(예를 들어, 해당 셀에서 사용 가능한 D2D 연결(connection) 정보 등)만 제공하되, D2D 통신을 수행하는 단말들이 링크를 형성하고 데이터 송수신을 수행하는 방식이 도시되어 있다.

전술한 내용을 바탕으로, 본 발명에서는 도 12 에서와 같이 UE 가 다른 UE 와 직접 무선 채널을 이용하여 통신(즉, Device-to-Device(D2D) 통신)을 수행할 때, 해당 D2D 통신 관련 UE 가 동기 신호(즉, D2D Synchronization Signal(D2DSS)) 그리고/혹은 물리 동기 채널(Physical D2D Synchronization Channel(PD2DSCH))을 전송하는 타이밍/시점을 효율적으로 정의하는 방법을 제안한다. 여기서, UE 는 사용자의 단말을 의미하지만, eNB 와 같은 네트워크 장비가 UE 사이의 통신 방식에 따라서 신호를 송/수신하는 경우에는 해당 네트워크 장보 역시 일종의 UE 로 간주될 수 있다.

이하에서는 설명의 편의를 위해 3GPP LTE 시스템을 기반으로 본 발명을 설명한다. 하지만, 본 발명이 적용되는 시스템의 범위는 3GPP LTE 시스템 외에 다른 시스템으로도 확장 가능하다. 본 발명의 제안 방식들은 i)D2D 통신에 참여하는 일부 D2D UE 들은 네트워크의 커버리지 안에 있고 나머지 D2D UE 들은 네트워크의 커버리지 밖에 있는 경우(D2D Discovery/Communication of Partial Network Coverage) 혹은 ii)D2D 통신에 참여하는 D2D UE 들이 모두 네트워크의 커버리지 안에 있는 경우(D2D Discovery/Communication Within Network Coverage) 혹은 iii)D2D 통신에 참여하는 D2D UE 들이 모두 네트워크의 커버리지 밖에 있는 경우(D2D Discovery/Communication Outside Network Coverage(for Public Safety Only))에만 한정적으로 적용되도록 설정될 수 가 있다.

본 발명에 대한 실시 예로, D2DSS (혹은 PD2DSCH, 혹은 SIDELINK SYNCHRONIZATION SIGNAL)는, 사전에 정의된 서브프레임 인덱스 그리고/혹은 무선 프레임(Radio Frame) 인덱스 상에서만 전송되도록 설정될 수 가 있다. 여기서, D2DSS (혹은 PD2DSCH, 혹은 SIDELINK SYNCHRONIZATION SIGNAL)가 전송되는 서브프레임 인덱스 그리고/혹은 무선 프레임 인덱스 관련 정보는, 기지국이 D2D UE 에게 사전에 정의된 시그널(예, 물리 계층 시그널 혹은 상위 계층 시그널)을 통해서 알려주도록 설정되거나, 혹은 미리 고정된 값(들)으로 정의될 수 가 있다.

나아가, 본 발명의 실시예에서는, UE 에게 설정된 무선 자원 상에서 D2D 통신을 위하여 사용될 수 있는 특정 무선 자원(예, 상향링크 자원)들에 대한 인덱스/위치 등을 별도의 시그널링(예, RRC)을 통하여 알려줄 수 있으며, UE 는 D2D 통신을 위하여 사용될 수 있는 무선 자원을 이용하여 다른 UE 와 D2D 통신을 수행할 수 있다. 여기서, D2D 를 위한 무선 자원들만에 대하여 재인덱싱이 수행될 수 도 있다.

또한, 본 발명의 실시예 상에서, D2DSS (혹은 PD2DSCH, 혹은 SIDELINK SYNCHRONIZATION SIGNAL)가 전송되는 서브프레임 인덱스 그리고/혹은 무선 프레임 인덱스 정보는 i)WAN(Wide Area Network) 통신 관련 서브프레임 인덱싱 그리고/혹은 무선 프레임 인덱싱에 기반한 정보, ii)D2D 통신 관련 서브프레임 서브프레임 인덱싱 그리고/혹은 무선 프레임 인덱싱에 기반한 정보 중에 하나로 정의될 수 가 있다.

이는 WAN 통신 관련 서브프레임 인덱싱(그리고/혹은 무선 프레임 인덱싱)과 D2D 통신 관련 서브프레임 서브프레임 인덱싱(그리고/혹은 무선 프레임 인덱싱) 사이에 일정한 오프셋 (Offset)이 존재할 경우에, D2DSS (혹은 PD2DSCH, 혹은 SIDELINK SYNCHRONIZATION SIGNAL)가 전송되는 서브프레임 인덱스(그리고/혹은 무선 프레임 인덱스) 정보가 어느 통신 관련 서브프레임 서브프레임 인덱싱(그리고/혹은 무선 프레임 인덱싱을 참조하여 정의되었는지를 명확하게 위함이다.

여기서, 해당 오프셋 정보는, 기지국이 D2D UE 에게 사전에 정의된 시그널 (예, 물리 계층 시그널 혹은 상위 계층 시그널)을 통해서 알려주도록 설정되거나 혹은 미리 고정된 값(들)으로 정의될 수 가 있다.

또한, D2D 통신은 UE 가 송신을 수행하는 상향링크 자원을 사용하기 때문에 WAN 통신(즉, UE 가 기지국에게 전송하는 PUCCH 나 PUSCH 와 같은 각종 기존 통신을 의미함)과 간섭을 주고 받게 된다.

이와 같은 상황 하에서, 기지국은 상향링크 자원을 통해서 전송되는 WAN 통신 관련 제어/데이터 정보(예, UCI) 혹은 D2D 통신 관련 제어/피드백 정보 중 적어도 하나의 보호를 위해, 이와 같은 정보들을 D2D UE (그리고/혹은 Non-D2D UE)가 일부 상향링크 자원들로 한정하거나 시프팅(Shifting)하여 전송하도록 설정해 줄 수 있다. 다시 말해서, 일부 상향링크 자원들로 한정하거나 시프팅된 일부 상향링크 자원들에서는 D2D 통신으로부터 수신되는 간섭 양이 적거나 없을 수 있다.

또한, 일부 상향링크 자원들로 한정하거나 시프팅하기 위하여, TDD 시스템 하의 기지국은 D2D UE (그리고/혹은 Non-D2D UE)에게 UL ACK/NACK(예, PDSCH 의 수신 성공 여부에 대한 정보) 전송 타임라인을 재정의해주기 위한 목적으로, 추가적인 상향링크-하향링크 설정(UL-DL Configuration) 정보(즉, DL HARQ Reference Configuration)를 알려주도록 설정될 수 가 있다.

여기서, 하향링크 HARQ 참조 설정(DL HARQ Reference Configuration)에 관한 정보는 기지국이 D2D UE(그리고/혹은 Non-D2D UE)에게 사전에 정의된 시그널(예, 물리 계층 시그널 혹은 상위 계층 시그널)을 통해서 알려주도록 설정되거나, 혹은 미리 특정한 상향링크-하향링크 설정으로 정의될 수 가 있다. 또한, 하향링크 HARQ 참조 설정으로 이용될 수 있는 상향링크-하향링크 설정(들)은 상대적으로 많은 개수의 하향링크 서브프레임(DL subframe)들을 가지고 있는 상향링크-하향링크 설정(들) 중에 하나 혹은 일부로 정의될 수 가 있다.

예를 들어, 하향링크 HARQ 참조 설정은 상향링크-하향링크 설정#2(즉, DSUDDDSUDD), 상향링크-하향링크 설정 #4(즉, DSUUDDDDDD) 그리고 상향링크-하향링크 설정 #5(즉, DSUDDDDDDD) 중에 하나로 지정되거나 시그널링될 수 가 있다. 이러한 경우에, D2DSS (혹은 PD2DSCH, 혹은 SIDELINK SYNCHRONIZATION SIGNAL)가 전송될 수 있는 서브프레임 인덱스는 하향링크 HARQ 참조 설정 상에서, 상향링크 서브프레임(UL Subframe, 즉, WAN 통신 관련 제어/데이터 정보(그리고/혹은 D2D 통신 관련 제어/피드백 정보)가 집중적으로 전송되는 상향링크 서브프레임)으로 이용될 수 있는 서브프레임 인덱스(예, UL Subframe#2, #3, #7)가 아니면서, 동시에 기존 LTE 표준 상에 정의된 7 개의 상향링크-하향링크 설정들(즉, 표 2)에서 상대적으로 상향링크 서브프레임으로 이용될 가능성이 높은 서브프레임 인덱스로 정의될 수 가 있다. 상술한 표 2 에서 이러한 조건들을 만족하는 서브프레임 인덱스는 4 혹은 8 이 된다. 여기서, WAN 통신 관련 서브프레임 인덱싱 (그리고/혹은 무선 프레임 인덱싱)과 D2D 통신 관련 서브프레임 서브프레임 인덱싱 (그리고/혹은 무선 프레임 인덱싱) 사이에 오프셋이 없는 상황을 가정하였다.

또한, 본 발명에 따른 일부 상향링크 자원으로의 한정 혹은 시프팅은, TDD 시스템의 상향링크-하향링크 설정과 상관없이 D2DSS (혹은 PD2DSCH, 혹은 SIDELINK SYNCHRONIZATION SIGNAL)가 전송되는 서브프레임 인덱스 그리고/혹은 무선 프레임 인덱스를 보장해줄 수 있는 장점뿐만 아니라, WAN 통신 관련 제어/데이터 정보와 D2DSS (혹은 PD2DSCH, 혹은 SIDELINK SYNCHRONIZATION SIGNAL) 송/수신 간의 간섭을 회피하거나, D2D 통신 관련 제어/피드백 정보와 D2DSS (혹은 PD2DSCH, 혹은 SIDELINK SYNCHRONIZATION SIGNAL) 송/수신 간의 간섭을 회피할 수 있는 장점도 있다.

나아가, 만약 WAN 통신 관련 서브프레임 인덱싱(그리고/혹은 무선 프레임 인덱싱)과 D2D 통신 관련 서브프레임 인덱싱(그리고/혹은 무선 프레임 인덱싱) 사이에 K 의 오프셋이 존재하고, D2DSS (혹은 PD2DSCH, 혹은 SIDELINK SYNCHRONIZATION SIGNAL)가 전송될 수 있는 서브프레임 인덱스가 WAN 통신 관련 서브프레임 인덱싱(그리고/혹은 무선 프레임 인덱싱)을 기반으로 정의된다면, D2D UE 는 비록 D2DSS (혹은 PD2DSCH, 혹은 SIDELINK SYNCHRONIZATION SIGNAL)가 전송되는 서브프레임 인덱스가 4 혹은 8 로 설정되거나 시그널링되었다고 할지라도, D2D 통신 관련 서브프레임 인덱싱 (그리고/혹은 무선 프레임 인덱싱)의 관점에서는 (4+K) 혹은 (8+K)로 해석하게 된다.

반대로, 만약 WAN 통신 관련 서브프레임 인덱싱 (그리고/혹은 무선 프레임 인덱싱)과 D2D 통신 관련 서브프레임 서브프레임 인덱싱 (그리고/혹은 무선 프레임 인덱싱) 사이에 K 의 오프셋이 존재하고, D2DSS (혹은 PD2DSCH, 혹은 SIDELINK SYNCHRONIZATION SIGNAL)가 전송될 수 있는 서브프레임 인덱스가 D2D 통신 관련 서브프레임 인덱싱 (그리고/혹은 무선 프레임 인덱싱)을 기반으로 정의된다면, D2D UE 는 비록 D2DSS (혹은 PD2DSCH, 혹은 SIDELINK SYNCHRONIZATION SIGNAL)가 전송되는 서브프레임 인덱스가 (4+K) 혹은 (8+K) 로 설정되거나 시그널링 되었다고 할지라도, WAN 통신 관련 서브프레임 인덱싱 (그리고/혹은 무선 프레임 인덱싱)의 관점에서는 4 혹은 8 로 해석하게 된다.

또 다른 예로, 상향링크-하향링크 설정 #4 를 제외(즉, 상향링크-하향링크 설정 #2, #4, #5 중에 상향링크-하향링크 설정 #4 만이 서브프레임 인덱스#3 을 상향링크 서브프레임으로 이용하므로, 예외처리 하였음)한, 나머지 하향링크 HARQ 참조 설정 상에서 상향링크 서브프레임으로 이용될 수 있는 서브프레임 인덱스(예, UL Subframe#2, #7)가 아니면서, 동시에 기존 표준 상에 정의된 7 개의 상향링크-하향링크 설정(즉, 표 2)들에서 상대적으로 상향링크 서브프레임으로 이용될 가능성이 높은 서브프레임 인덱스로 정의될 수 가 있다. 상술한 표 2 에서 이러한 조건들을 만족하는 서브프레임 인덱스는 3 이 된다. 여기서, WAN 통신 관련 서브프레임 인덱싱 (그리고/혹은 무선 프레임 인덱싱)과 D2D 통신 관련 서브프레임 인덱싱 (그리고/혹은 무선 프레임 인덱싱) 사이에 오프셋이 없는 상황을 가정하였다.

또 다른 예로, D2DSS (혹은 PD2DSCH, 혹은 SIDELINK SYNCHRONIZATION SIGNAL)가 전송될 수 있는 서브프레임 인덱스 (그리고/혹은 무선 프레임 인덱스)를 다수 개로 정의해 놓거나 시그널링해 주고, 이들 중에 어떠한 서브프레임 인덱스 (그리고/혹은 무선 프레임 인덱스)를 기반으로 D2DSS 가 전송되는지 여부에 따라 i)상이한 D2DSS 시퀀스 혹은 ii)상이한 Zadoff-Chu Root Sequence Index 를 기반으로 만들어진 D2DSS 시퀀스를 이용하도록 설정될 수 도 있다.

여기서, i)서브프레임 인덱스 (그리고/혹은 무선 프레임 인덱스)와 D2DSS 시퀀스 간의 연동 관계, 혹은 ii)서브프레임 인덱스 (그리고/혹은 무선 프레임 인덱스)와 D2DSS 시퀀스를 만드는데 필요한 Zadoff-Chu Root Sequence Index) 간의 연동 관계는, 기지국이 D2D UE 에게 사전에 정의된 시그널(예, 물리 계층 시그널 혹은 상위 계층 시그널)을 통해서 알려주도록 설정되거나 혹은 연동 관계가 미리 정의될 수 도 있다.

또한, 이와 같은 경우에 D2DSS 수신 단말은, 다수 개의 D2DSS 시퀀스에 대한 블라인드 검출(Blind Detection)을 통해서, D2DSS 송신 단말이 어떠한 서브프레임 인덱스 (그리고/혹은 무선 프레임 인덱스)를 통해 D2DSS 를 전송하였는지를 파악하게 된다.

또한, D2DSS (혹은 PD2DSCH, 혹은 SIDELINK SYNCHRONIZATION SIGNAL)가 전송될 수 있는 특정한 서브프레임 인덱스 (그리고/혹은 무선 프레임 인덱스)를 시그널링해 주고, 시그널링된 특정한 서브프레임 인덱스 (그리고/혹은 무선 프레임 인덱스)에 따라 상이한 D2DSS 시퀀스를 이용하거나 혹은 상이한 Zadoff-Chu Root Sequence Index 를 기반으로 만들어진 D2DSS 시퀀스를 이용하도록 설정될 수 도 있다.

또한, D2DSS 수신 단말로 하여금 D2DSS (혹은 PD2DSCH, 혹은 SIDELINK SYNCHRONIZATION SIGNAL)가 전송된 서브프레임 인덱스(그리고/혹은 무선 프레임 인덱스)를, D2DSS 의 반복 패턴 그리고/혹은 D2DSS 시퀀스를 통해서 파악하도록 설정될 수 도 있다. 추가적으로, D2DSS 송신 단말로 하여금 시그널링된 D2DSS 의 반복 패턴 (그리고/혹은 D2DSS 시퀀스)을 통해서 어떠한 서브프레임 인덱스 (그리고/혹은 무선 프레임 인덱스)를 통해서 D2DSS 를 전송해야 되는지를 판단하도록 설정될 수 도 있다.

여기서, 서브프레임 인덱스(그리고/혹은 무선 프레임 인덱스)와 시그널링된 D2DSS 의 반복 패턴 (그리고/혹은 D2DSS 시퀀스) 간의 연동 관계는, 기지국이 D2D UE 에게 사전에 정의된 시그널(예, 물리 계층 시그널 혹은 상위 계층 시그널)을 통해서 알려주도록 설정되거나 혹은 연동 관계가 미리 정의될 수 도 있다.

나아가, 본 발명에 따른 D2DSS (혹은 PD2DSCH, 혹은 SIDELINK SYNCHRONIZATION SIGNAL)가 사전에 정의된 서브프레임 인덱스 (그리고/혹은 무선 프레임 인덱스) 상에서만 전송되도록 하는 경우, PD2DSCH 등을 통해서 전달될 무선 프레임(Radio Frame) 인덱스 정보 그리고/혹은 서브프레임(Subframe) 인덱스 정보를 표현하는 비트의 개수를 감소시킬 수 도 있다.

예를 들어, D2DSS 가 사전에 정의된 40ms 의 주기로 전송되는데, 그 전송 위치가 40ms 의 윈도우 이내에서는 첫 번째 무선 프레임의 서브프레임 인덱스#3 이라는 것이 정해져 있다면, PD2DSCH 에서는 (10 비트가 아닌) 8 비트 (즉, 10240ms/40ms = 256, log₂(256) = 8 비트)로서 1024 개의 무선 프레임 도메인(Domain)에서 몇 번째 40ms 의 윈도우에 속하는지 만을 알려주면 되기 때문이다. 다시 말해서, PD2DSCH 상의 이와 같은 8 비트를 수신한 D2D UE 는 PD2DSCH 송신 UE (그리고/혹은 D2DSS 송신 UE)가 가정하고 있는 시간 동기 정보 (즉, 무선 프레임 인덱스 정보 그리고/혹은 서브프레임 인덱스 정보)를 파악하게 된다.

반면에, D2DSS (혹은 PD2DSCH, 혹은 SIDELINK SYNCHRONIZATION SIGNAL)가 사전에 정의된 서브프레임 인덱스 (그리고/혹은 무선 프레임 인덱스) 상에서만 전송되도록 하는 실시예가 적용되지 않는다면, PD2DSCH 상에는 무선 프레임 인덱스 정보를 알려주기 위한 10 비트와 서브프레임 인덱스 정보를 알려주기 위한 4 비트 (즉, Ceiling (log₂(10)) = 4 비트), 즉, 총 14 비트가 필요하게 된다.

또한, PD2DSCH 등을 통해서 전달될 무선 프레임(Radio Frame) 인덱스 정보 그리고/혹은 서브프레임(Subframe) 인덱스 정보는, WAN 통신 관련 서브프레임 인덱싱 (그리고/혹은 무선 프레임 인덱싱)에 기반한 정보, D2D 통신 관련 서브프레임 서브프레임 인덱싱 (그리고/혹은 무선 프레임 인덱싱)에 기반한 정보 중에 하나로 정의될 수 가 있다.

나아가, 본 발명에 따라 D2DSS 가 사전에 정의된 서브프레임 인덱스 (그리고/혹은 무선 프레임 인덱스) 상에서만 전송되도록 하는 경우에, D2DSS 가 전송되는 서브프레임 인덱스 (그리고/혹은 무선 프레임 인덱스) 정보는 사전에 정의된 시그널(예, PD2DSCH)의 디코딩에 이용되는 참조 신호(예, DM-RS)의 시퀀스를 형성하는 입력 파라미터로 이용될 수 가 있다.

예를 들어, D2DSS 가 전송되는 서브프레임 인덱스 (그리고/혹은 무선 프레임 인덱스) 정보는, PD2DSCH 의 디코딩에 이용되는 DM-RS 의 순환 시프트(Cyclic Shift) 값을 결정짓는 다수 개의 파라미터들 중에 하나 (예,

와 유사한 역할 (혹은 해당 서브프레임 인덱스 정보로부터 n _PN(n _s) 의 n _s(즉, Slot Number Within A Radio Frame) 값을 도출하도록 설정될 수 도 있음))로 이용되도록 설정될 수 가 있다.

또한, D2DSS 관련 HOP 카운트 값 별로 D2DSS 전송이 수행되는 서브프레임 인덱스가 상이하게 정의될 경우, (상이한 HOP 카운트 값/D2DSS 전송이 수행되는 상이한 서브프레임 인덱스에 상관없이) 동일한 D2DSS 시퀀스 혹은 동일한 Zadoff-Chu Root Sequence Index 를 기반으로 만들어진 D2DSS 시퀀스를 사용하도록 하되, PD2DSCH 에서 HOP 카운트 값과 시스템 프레임 넘버(System Frame Number, SFN) 의 Most-significant Bit (MSB) (예, 8 비트)를 알려주거나, HOP 카운트 값과 무선 프레임 인덱스의 MSB(Most-significant Bit)를 알려줌으로써, 이를 수신한 D2D UE 는 해당 정보들의 조합을 통해서 D2DSS 가 전송되는 최종 서브프레임 인덱스를 파악하도록 할 수 도 있다.

여기서, D2DSS 관련 HOP 카운트 값은 동기화 소스(Synchronization Source, 예, 0 의 HOP 카운트)로부터 전송된 D2DSS 가 다른 D2D UE 에 의해 릴레이(Relay) 될 때마다 하나씩 증가될 수 가 있으며, 또한, HOP 카운트 값 별로 상이한 D2DSS 전송 관련 서브프레임 인덱스 정보는 기지국이 D2D UE 에게 사전에 정의된 시그널(예, 물리 계층 시그널 혹은 상위 계층 시그널)을 통해서 알려주도록 설정되거나 혹은 고정된 값(들)으로 미리 정의될 수 가 있다.

나아가, 상술한 본 발명의 실시예들 또한 본 발명의 구현 방법들 중 하나로 포함될 수 있으므로, 일종의 제안 방식들로 간주될 수 있음은 명백한 사실이다. 또한, 상기 설명한 제안 방식들은 독립적으로 구현될 수 도 있지만, 일부 제안 방식들의 조합(혹은 병합) 형태로 구현될 수 도 있다. 또한, 상술한 실시예들은 TDD 시스템의 경우 (예, (TDD 시스템 하의) 기지국 커버리지 안에 있는 D2D UE 가, (TDD 시스템 하의) 기지국 커버리지 밖에 있는 D2D UE 에게 D2DSS 를 송신하는 경우)에 한정적으로 적용되도록 설정될 수 도 있다.

도 13 은 본 발명의 일 실시예에 적용될 수 있는 기지국 및 단말을 예시한다.

무선 통신 시스템에 릴레이가 포함되는 경우, 백홀 링크에서 통신은 기지국과 릴레이 사이에 이뤄지고 억세스 링크에서 통신은 릴레이와 단말 사이에 이뤄진다. 따라서, 도면에 예시된 기지국 또는 단말은 상황에 맞춰 릴레이로 대체될 수 있다.

도 13 을 참조하면, 무선 통신 시스템은 기지국(BS, 110) 및 단말(UE, 120)을 포함한다. 기지국(110)은 프로세서(112), 메모리(114) 및 무선 주파수(Radio Frequency, RF) 유닛(116)을 포함한다. 프로세서(112)는 본 발명에서 제안한 절차 및/또는 방법들을 구현하도록 구성될 수 있다. 메모리(114)는 프로세서(112)와 연결되고 프로세서(112)의 동작과 관련한 다양한 정보를 저장한다. RF 유닛(116)은 프로세서(112)와 연결되고 무선 신호를 송신 및/또는 수신한다. 단말(120)은 프로세서(122), 메모리(124) 및 RF 유닛(126)을 포함한다. 프로세서(122)는 본 발명에서 제안한 절차 및/또는 방법들을 구현하도록 구성될 수 있다. 메모리(124)는 프로세서(122)와 연결되고 프로세서(122)의 동작과 관련한 다양한 정보를 저장한다. RF 유닛(126)은 프로세서(122)와 연결되고 무선 신호를 송신 및/또는 수신한다. 기지국(110) 및/또는 단말(120)은 단일 안테나 또는 다중 안테나를 가질 수 있다.

이상에서 설명된 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들이 소정 형태로 결합된 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려되어야 한다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성하는 것도 가능하다. 본 발명의 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다. 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함시킬 수 있음은 자명하다.

본 문서에서 기지국에 의해 수행된다고 설명된 특정 동작은 경우에 따라서는 그 상위 노드(upper node)에 의해 수행될 수 있다. 즉, 기지국을 포함하는 복수의 네트워크 노드들(network nodes)로 이루어지는 네트워크에서 단말과의 통신을 위해 수행되는 다양한 동작들은 기지국 또는 기지국 이외의 다른 네트워크 노드들에 의해 수행될 수 있음은 자명하다. 기지국은 고정국(fixed station), Node B, eNodeB(eNB), 억세스 포인트(access point) 등의 용어에 의해 대체될 수 있다.

본 발명에 따른 실시예는 다양한 수단, 예를 들어, 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 하나 또는 그 이상의 ASICs(application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 프로세서, 콘트롤러, 마이크로 콘트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.

펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차, 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리 유닛에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다.

상기 메모리 유닛은 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.

본 발명은 본 발명의 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

상술한 바와 같은 무선 통신 시스템에서 D2D(Device-to-Device) 통신을 위한 동기화 신호 송신 방법 및 이를 위한 장치는 3GPP LTE 시스템에 적용되는 예를 중심으로 설명하였으나, 3GPP LTE 시스템 이외에도 다양한 무선 통신 시스템에 적용하는 것이 가능하다.

Claims

무선 통신 시스템에서 제 1 단말의 D2D 동기화 신호(Device-to-Device Synchronization Signal)를 송신하는 방법에 있어서,
D2D(Device-to-Device) 통신을 위한 무선 자원 설정을 수신하는 단계; 및
상기 무선 자원 설정에 기반한 다수의 D2D 무선 자원들 중, 제 1 무선 자원을 제외한 특정 인덱스에 대응되는 제 2 무선 자원으로 D2D 동기화 신호를 송신하는 단계를 포함하며,
상기 제 1 무선 자원은,
WAN(Wide Area Network) 기반의 통신을 위하여 이용되도록 정의되는,
D2D 동기화 신호 송신 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 무선 자원은,
제 2 단말이 WAN 무선 자원과 연관된 PUCCH(Physical Uplink Control CHannel) 혹은 PUSCH(Physical Uplink Shared CHannel)을 위하여 이용하는 것을 특징으로 하는,
D2D 동기화 신호 송신 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 특정 인덱스는,
상기 D2D 기반 상향링크 제어 정보(Uplink Control Information, UCI) 송신을 위한 다수의 무선 자원 인덱스들이 시프트(shift)되도록 정의된,
D2D 동기화 신호 송신 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 특정 인덱스는,
상기 D2D 기반 ACK/NACK(Acknowledgement/Negative- Acknowledgement) 송신을 위하여 정의된 하향링크 HARQ 참조 설정(Downlink HARQ Reference Configuration)기반의 상향링크 인덱스인,
D2D 동기화 신호 송신 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 특정 인덱스는,
상기 WAN 기반의 통신을 위한 상향링크-하향링크 설정 기반의 인덱스에 소정의 오프셋(offset)이 적용된 것을 특징으로 하는,
D2D 동기화 신호 송신 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 D2D 동기화 신호는,
상기 특정 인덱스에 따라, D2D 동기화 신호 시퀀스(D2D synchronization Signal Sequence)가 결정된 것을 특징으로 하는,
D2D 동기화 신호 송신 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 D2D 동기화 신호는,
상기 제 2 무선 자원의 인덱스에 따라, D2D 동기화 신호 반복 패턴이 결정되는 것을 특징으로 하는,
D2D 동기화 신호 송신 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 특정 인덱스는 미리 정의되며,
상기 D2D 동기화 신호는,
상기 특정 인덱스에 대응되는 무선 자원 내에서, 상기 D2D 동기화 신호가 전송되는 소정의 주기를 가진 윈도우(window)의 위치를 지시하는 것을 특징으로 하는,
D2D 동기화 신호 송신 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 특정 인덱스는,
상기 D2D 동기화 신호의 디코딩을 위한 참조 신호의 시퀀스 생성을 위하여 사용되는 것을 특징으로 하는,
D2D 동기화 신호 송신 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 D2D 동기화 신호는,
상기 D2D 통신을 위한 릴레이(relay) 횟수를 지시하는 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는,
D2D 동기화 신호 송신 방법.
제 10 항에 있어서,
상기 릴레이 횟수를 지시하는 정보는, 홉 카운트(Hop Count)로 정의되며,
상기 D2D 동기화 신호는,
홉 카운트와 시스템 프레임 넘버(System Frame Number)를 포함하는 것을 특징으로 하는,
D2D 동기화 신호 송신 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 D2D 동기화 신호는,
사이드링크 동기화 신호(Sidelink Synchronization Signal)인,
D2D 동기화 신호 송신 방법.
무선 통신 시스템에서 D2D 동기화 신호(Device-to-Device Synchronization Signal)를 송신하는 제 1 단말에 있어서,
무선 주파수 유닛(Radio Frequency Unit); 및
프로세서(Processor)를 포함하며,
상기 프로세서는, D2D(Device-to-Device) 통신을 위한 무선 자원 설정을 수신하고, 상기 무선 자원 설정에 기반한 다수의 D2D 무선 자원들 중, 제 1 무선 자원을 제외한 특정 인덱스에 대응되는 제 2 무선 자원으로 D2D 동기화 신호를 송신하도록 구성되며,
상기 제 1 무선 자원은,
WAN(Wide Area Network) 기반의 통신을 위하여 이용되도록 정의되는,
제 1 단말.