KR20180104768A

KR20180104768A - V2x 통신을 위한 자원 할당 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20180104768A
Application number: KR1020187026311A
Authority: KR
Inventors: 변대욱; 김명섭; 채혁진; 쑤지안
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2016-03-11
Filing date: 2017-03-13
Publication date: 2018-09-21
Also published as: KR102151118B1; US10952221B2; EP3429290A4; CN109076530A; WO2017155361A1; EP3429290A1; US20200196296A1; CN109076530B; EP3429290B1

Abstract

무선 통신 시스템에서 기지국이 V2X 통신(vehicle to everything communication)을 수행하는 방법 및 이를 지원하는 장치가 제공된다. 상기 기지국은 제 1 자원 집합을 할당하고, 상기 할당된 제 1 자원 집합에 대한 정보를 포함하는 UE 자원 예약 요청 메시지(UE Resource Reserve Request message)를 이웃 기지국으로 전송하고, 상기 UE 자원 예약 요청 메시지에 대한 응답으로 UE 자원 예약 응답 메시지(UE Resource Reserve Response message)를 상기 이웃 기지국으로부터 수신하고, 새롭게 할당된 제 2 자원 집합을 단말에게 전송할 수 있다.

Description

V2X 통신을 위한 자원 할당 방법 및 장치

본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기지국이 V2X 통신을 위한 자원을 할당하는 방법 및 이를 지원하는 장치에 관한 것이다.

UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)의 향상인 3GPP(3rd Generation Partnership Project) LTE(long term evolution)는 3GPP 릴리즈(release) 8로 소개되고 있다. 3GPP LTE는 하향링크에서 OFDMA(orthogonal frequency division multiple access)를 사용하고, 상향링크에서 SC-FDMA(Single Carrier-frequency division multiple access)를 사용한다. 최대 4개의 안테나를 갖는 MIMO(multiple input multiple output)를 채용한다. 최근에는 3GPP LTE의 진화인 3GPP LTE-A(LTE-Advanced)에 대한 논의가 진행 중이다.

최근 장치들 간 직접통신을 하는 D2D (Device-to-Device)기술에 대한 관심이 높아지고 있다. 특히, D2D는 공중 안전 네트워크(public safety network)을 위한 통신 기술로 주목 받고 있다. 상업적 통신 네트워크는 빠르게 LTE로 변화하고 있으나 기존 통신 규격과의 충돌 문제와 비용 측면에서 현재의 공중 안전 네트워크는 주로 2G 기술에 기반하고 있다. 이러한 기술 간극과 개선된 서비스에 대한 요구는 공중 안전 네트워크를 개선하고자 하는 노력으로 이어지고 있다.

공중 안전 네트워크는 상업적 통신 네트워크에 비해 높은 서비스 요구 조건(신뢰도 및 보안성)을 가지며 특히 셀룰러 통신의 커버리지가 미치지 않거나 이용 가능하지 않은 경우에도, 장치들 간의 직접 신호 송수신 즉, D2D 동작도 요구하고 있다.

D2D 동작은 근접한 기기들 간의 신호 송수신이라는 점에서 다양한 장점을 가질 수 있다. 예를 들어, D2D 단말은 높은 전송률 및 낮은 지연을 가지며 데이터 통신을 할 수 있다. 또한, D2D 동작은 기지국에 몰리는 트래픽을 분산시킬 수 있으며, D2D 단말이 중계기 역할을 한다면 기지국의 커버리지를 확장시키는 역할도 할 수 있다.

단말은 V2X 통신을 위한 자원을 기지국으로부터 반영구적으로 스케줄링 받을 수 있다. 즉, 기지국은 사이드링크 스케줄링 승인(SA; scheduling assignment) 및/또는 데이터 전송을 위해 주기적으로 발생하는 자원(periodically occurring resources)의 집합을 할당할 수 있다. 다만, 이동성을 가지는 단말은 기지국을 변경할 수 있기 때문에, 기지국이 주기적으로 발생하는 자원의 집합을 할당하더라도, 상기 기지국에 의해 할당된 주기적으로 발생하는 자원의 집합은 이웃 기지국(즉, 단말의 이동으로 인해 변경된 기지국)에 의해 제공되지 못할 수 있다. 이 경우, 상기 이웃 기지국의 영역으로 이동한 단말은 상기 기지국에 의해 할당된 자원의 집합을 이용하여 V2X 통신을 수행하는데 실패할 수 있다. 따라서, V2X 통신을 수행하는 방법 및 이를 지원하는 장치가 제안될 필요가 있다.

일 실시 예에 있어서, 무선 통신 시스템에서 기지국이 V2X 통신(vehicle to everything communication)을 수행하는 방법이 제공된다. 상기 방법은, 제 1 자원 집합을 할당하는 단계; 상기 할당된 제 1 자원 집합에 대한 정보를 포함하는 UE 자원 예약 요청 메시지(UE Resource Reserve Request message)를 이웃 기지국으로 전송하는 단계; 상기 UE 자원 예약 요청 메시지에 대한 응답으로 UE 자원 예약 응답 메시지(UE Resource Reserve Response message)를 상기 이웃 기지국으로부터 수신하는 단계; 새롭게 할당된 제 2 자원 집합을 단말에게 전송하는 단계;를 포함할 수 있다.

상기 할당된 제 1 자원 집합은 상기 이웃 기지국에 의해 서비스되지 않을 수 있다.

상기 UE 자원 예약 응답 메시지는 상기 새롭게 할당된 제 2 자원 집합에 대한 정보를 포함할 수 있다. 상기 제 2 자원 집합은 상기 이웃 기지국에 의해 새롭게 할당될 수 있다.

상기 UE 자원 예약 응답 메시지는 상기 할당된 제 1 자원 집합이 상기 이웃 기지국에 의해 서비스될 수 없음을 지시하는 지시자를 포함할 수 있다. 상기 방법은, 상기 지시자를 기반으로 상기 제 2 자원 집합을 할당하는 단계;를 더 포함할 수 있다. 상기 방법은, 상기 할당된 제 2 자원 집합을 상기 이웃 기지국으로 전송하는 단계;를 더 포함할 수 있다.

상기 제 1 자원 집합 및 상기 제 2 자원 집합은 사이드링크 스케줄링 할당(SA; scheduling assignment) 또는 데이터 전송을 위한 주기적으로 발생하는 자원의 집합(periodically occurring resources)일 수 있다.

상기 할당된 제 1 자원 집합은 복수일 수 있다. 상기 복수의 제 1 자원 집합 중 적어도 어느 하나의 자원 집합은 상기 이웃 기지국에 의해 서비스되지 않을 수 있다.

다른 실시 예에 있어서, 무선 통신 시스템에서 기지국이 V2X 통신(vehicle to everything communication)을 수행하는 방법이 제공된다. 상기 방법은, 이웃 기지국에 의해 할당된 제 1 자원 집합에 대한 정보를 포함하는 UE 자원 예약 요청 메시지(UE Resource Reserve Request message)를 상기 이웃 기지국으로부터 수신하는 단계; 상기 할당된 제 1 자원 집합이 상기 기지국에 의해 서비스될 수 있는지 여부를 결정하는 단계; 상기 UE 자원 예약 요청 메시지에 대한 응답으로 UE 자원 예약 응답 메시지(UE Resource Reserve Response message)를 상기 이웃 기지국으로 전송하는 단계;를 포함할 수 있다.

상기 방법은, 상기 할당된 제 1 자원 집합이 상기 기지국에 의해 서비스될 수 없는 것으로 결정되면, 제 2 자원 집합을 할당하는 단계;를 더 포함할 수 있다. 상기 UE 자원 예약 응답 메시지는 상기 할당된 제 2 자원 집합에 대한 정보를 포함할 수 있다.

상기 할당된 제 1 자원 집합이 상기 기지국에 의해 서비스될 수 없는 것으로 결정되면, 상기 UE 자원 예약 응답 메시지는 상기 할당된 제 1 자원 집합이 상기 기지국에 의해 서비스될 수 없음을 지시하는 지시자를 포함할 수 있다.

다른 실시 예에 있어서, 무선 통신 시스템에서 V2X 통신(vehicle to everything communication)을 수행하는 기지국이 제공된다. 상기 기지국은 메모리; 송수신기; 및 상기 메모리와 상기 송수신기를 연결하는 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는 제 1 자원 집합을 할당하고, 상기 송수신기가 상기 할당된 제 1 자원 집합에 대한 정보를 포함하는 UE 자원 예약 요청 메시지(UE Resource Reserve Request message)를 이웃 기지국으로 전송하도록 제어하고, 상기 송수신기가 상기 UE 자원 예약 요청 메시지에 대한 응답으로 UE 자원 예약 응답 메시지(UE Resource Reserve Response message)를 상기 이웃 기지국으로부터 수신하도록 제어하고, 상기 송수신기가 새롭게 할당된 제 2 자원 집합을 단말에게 전송하는 것을 제어하도록 구성될 수 있다.

V2X 통신이 원활하게 수행될 수 있다.

도 1은 LTE 시스템의 구조를 나타낸다.
도 2는 제어 평면에 대한 LTE 시스템의 무선 인터페이스 프로토콜을 나타낸다.
도 3은 사용자 평면에 대한 LTE 시스템의 무선 인터페이스 프로토콜을 나타낸다.
도 4는 ProSe를 위한 기준 구조를 나타낸다.
도 5는 V2X 통신 환경을 나타내는 도면이다.
도 6은 기지국이 주기적으로 발생하는 자원의 집합을 할당하는 경우 발생할 수 있는 문제점을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따라, 타겟 기지국이 V2X 통신을 위한 자원 집합을 할당하는 방법을 나타낸다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따라, 소스 기지국이 V2X 통신을 위한 자원 집합을 할당하는 방법을 나타낸다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따라, 기지국이 V2X 통신을 수행하는 방법을 나타내는 블록도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따라, 기지국이 V2X 통신을 수행하는 방법을 나타내는 블록도이다.
도 11은 본 발명의 실시 예가 구현되는 무선 통신 시스템의 블록도이다.

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 통신 시스템에 사용될 수 있다. CDMA는 UTRA(universal terrestrial radio access)나 CDMA2000과 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. TDMA는 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. OFDMA는 IEEE(institute of electrical and electronics engineers) 802.11(Wi-Fi), IEEE 802.16(WiMAX), IEEE 802-20, E-UTRA(evolved UTRA) 등과 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. IEEE 802.16m은 IEEE 802.16e의 진화로, IEEE 802.16e에 기반한 시스템과의 하위 호환성(backward compatibility)를 제공한다. UTRA는 UMTS(universal mobile telecommunications system)의 일부이다. 3GPP(3rd generation partnership project) LTE(long term evolution)은 E-UTRA(evolved-UMTS terrestrial radio access)를 사용하는 E-UMTS(evolved UMTS)의 일부로써, 하향링크에서 OFDMA를 채용하고 상향링크에서 SC-FDMA를 채용한다. LTE-A(advanced)는 3GPP LTE의 진화이다.

설명을 명확하게 하기 위해, LTE-A를 위주로 기술하지만 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.

도 1은 LTE 시스템의 구조를 나타낸다. 통신 네트워크는 IMS 및 패킷 데이터를 통한 인터넷 전화(Voice over internet protocol: VoIP)와 같은 다양한 통신 서비스들을 제공하기 위하여 넓게 설치된다.

도 1을 참조하면, LTE 시스템 구조는 하나 이상의 단말(UE; 10), E-UTRAN(evolved-UMTS terrestrial radio access network) 및 EPC(evolved packet core)를 포함한다. 단말(10)은 사용자에 의해 움직이는 통신 장치이다. 단말(10)은 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, MS(mobile station), UT(user terminal), SS(subscriber station), 무선기기(wireless device) 등 다른 용어로 불릴 수 있다.

E-UTRAN은 하나 이상의 eNB(evolved node-B; 20)를 포함할 수 있고, 하나의 셀에 복수의 단말이 존재할 수 있다. eNB(20)는 제어 평면(control plane)과 사용자 평면(user plane)의 끝 지점을 단말에게 제공한다. eNB(20)는 일반적으로 단말(10)과 통신하는 고정된 지점(fixed station)을 말하며, BS(base station), BTS(base transceiver system), 액세스 포인트(access point) 등 다른 용어로 불릴 수 있다. 하나의 eNB(20)는 셀마다 배치될 수 있다. eNB(20)의 커버리지 내에 하나 이상의 셀이 존재할 수 있다. 하나의 셀은 1.25, 2.5, 5, 10 및 20 MHz 등의 대역폭 중 하나를 가지도록 설정되어 여러 단말에게 하향링크(DL; downlink) 또는 상향링크(UL; uplink) 전송 서비스를 제공할 수 있다. 이때 서로 다른 셀은 서로 다른 대역폭을 제공하도록 설정될 수 있다.

이하에서, DL은 eNB(20)에서 단말(10)로의 통신을 의미하며, UL은 단말(10)에서 eNB(20)으로의 통신을 의미한다. DL에서 송신기는 eNB(20)의 일부이고, 수신기는 단말(10)의 일부일 수 있다. UL에서 송신기는 단말(10)의 일부이고, 수신기는 eNB(20)의 일부일 수 있다.

EPC는 제어 평면의 기능을 담당하는 MME(mobility management entity), 사용자 평면의 기능을 담당하는 S-GW(system architecture evolution (SAE) gateway)를 포함할 수 있다. MME/S-GW(30)은 네트워크의 끝에 위치할 수 있으며, 외부 네트워크와 연결된다. MME는 단말의 접속 정보나 단말의 능력에 관한 정보를 가지며, 이러한 정보는 주로 단말의 이동성 관리에 사용될 수 있다. S-GW는 E-UTRAN을 종단점으로 갖는 게이트웨이이다. MME/S-GW(30)은 세션의 종단점과 이동성 관리 기능을 단말(10)에 제공한다. EPC는 PDN(packet data network)-GW(gateway)를 더 포함할 수 있다. PDN-GW는 PDN을 종단점으로 갖는 게이트웨이이다.

MME는 eNB(20)로의 NAS(non-access stratum) 시그널링, NAS 시그널링 보안, AS(access stratum) 보안 제어, 3GPP 액세스 네트워크 간의 이동성을 위한 inter CN(core network) 노드 시그널링, 아이들 모드 단말 도달 가능성(페이징 재전송의 제어 및 실행 포함), 트래킹 영역 리스트 관리(아이들 모드 및 활성화 모드인 단말을 위해), P-GW 및 S-GW 선택, MME 변경과 함께 핸드오버를 위한 MME 선택, 2G 또는 3G 3GPP 액세스 네트워크로의 핸드오버를 위한 SGSN(serving GPRS support node) 선택, 로밍, 인증, 전용 베이러 설정을 포함한 베어러 관리 기능, PWS(public warning system: 지진/쓰나미 경보 시스템(ETWS) 및 상용 모바일 경보 시스템(CMAS) 포함) 메시지 전송 지원 등의 다양한 기능을 제공한다. S-GW 호스트는 사용자 별 기반 패킷 필터링(예를 들면, 심층 패킷 검사를 통해), 합법적 차단, 단말 IP(internet protocol) 주소 할당, DL에서 전송 레벨 패킹 마킹, UL/DL 서비스 레벨 과금, 게이팅 및 등급 강제, APN-AMBR에 기반한 DL 등급 강제의 갖가지 기능을 제공한다. 명확성을 위해 MME/S-GW(30)은 "게이트웨이"로 단순히 표현하며, 이는 MME 및 S-GW를 모두 포함할 수 있다.

사용자 트래픽 전송 또는 제어 트래픽 전송을 위한 인터페이스가 사용될 수 있다. 단말(10) 및 eNB(20)은 Uu 인터페이스에 의해 연결될 수 있다. eNB(20)들은 X2 인터페이스에 의해 상호간 연결될 수 있다. 이웃한 eNB(20)들은 X2 인터페이스에 의한 망형 네트워크 구조를 가질 수 있다. eNB(20)들은 S1 인터페이스에 의해 EPC와 연결될 수 있다. eNB(20)들은 S1-MME 인터페이스에 의해 EPC와 연결될 수 있으며, S1-U 인터페이스에 의해 S-GW와 연결될 수 있다. S1 인터페이스는 eNB(20)와 MME/S-GW(30) 간에 다수-대-다수 관계(many-to-many-relation)를 지원한다.

eNB(20)은 게이트웨이(30)에 대한 선택, RRC(radio resource control) 활성(activation) 동안 게이트웨이(30)로의 라우팅(routing), 페이징 메시지의 스케줄링 및 전송, BCH(broadcast channel) 정보의 스케줄링 및 전송, UL 및 DL에서 단말(10)들로의 자원의 동적 할당, eNB 측정의 설정(configuration) 및 제공(provisioning), 무선 베어러 제어, RAC(radio admission control) 및 LTE 활성 상태에서 연결 이동성 제어 기능을 수행할 수 있다. 상기 언급처럼 게이트웨이(30)는 EPC에서 페이징 개시, LTE 아이들 상태 관리, 사용자 평면의 암호화, SAE 베어러 제어 및 NAS 시그널링의 암호화와 무결성 보호 기능을 수행할 수 있다.

도 2는 제어 평면에 대한 LTE 시스템의 무선 인터페이스 프로토콜을 나타낸다. 도 3은 사용자 평면에 대한 LTE 시스템의 무선 인터페이스 프로토콜을 나타낸다.

단말과 E-UTRAN 간의 무선 인터페이스 프로토콜의 계층은 통신 시스템에서 널리 알려진 OSI(open system interconnection) 모델의 하위 3개 계층을 바탕으로 L1(제1 계층), L2(제2 계층) 및 L3(제3 계층)으로 구분된다. 단말과 E-UTRAN 간의 무선 인터페이스 프로토콜은 수평적으로 물리 계층, 데이터 링크 계층(data link layer) 및 네트워크 계층(network layer)으로 구분될 수 있고, 수직적으로는 제어 신호 전송을 위한 프로토콜 스택(protocol stack)인 제어 평면(control plane)과 데이터 정보 전송을 위한 프로토콜 스택인 사용자 평면(user plane)으로 구분될 수 있다. 무선 인터페이스 프로토콜의 계층은 단말과 E-UTRAN에서 쌍(pair)으로 존재할 수 있고, 이는 Uu 인터페이스의 데이터 전송을 담당할 수 있다.

물리 계층(PHY; physical layer)은 L1에 속한다. 물리 계층은 물리 채널을 통해 상위 계층에 정보 전송 서비스를 제공한다. 물리 계층은 상위 계층인 MAC(media access control) 계층과 전송 채널(transport channel)을 통해 연결된다. 물리 채널은 전송 채널에 맵핑 된다. 전송 채널을 통해 MAC 계층과 물리 계층 사이로 데이터가 전송될 수 있다. 서로 다른 물리 계층 사이, 즉 송신기의 물리 계층과 수신기의 물리 계층 간에 데이터는 물리 채널을 통해 무선 자원을 이용하여 전송될 수 있다. 물리 계층은 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 방식을 이용하여 변조될 수 있고, 시간과 주파수를 무선 자원으로 활용한다.

물리 계층은 몇몇의 물리 제어 채널(physical control channel)을 사용한다. PDCCH(physical downlink control channel)은 PCH(paging channel) 및 DL-SCH(downlink shared channel)의 자원 할당, DL-SCH와 관련되는 HARQ(hybrid automatic repeat request) 정보에 대하여 단말에 보고한다. PDCCH는 상향링크 전송의 자원 할당에 관하여 단말에 보고하기 위해 상향링크 그랜트를 나를 수 있다. PCFICH(physical control format indicator channel)은 PDCCH를 위해 사용되는 OFDM 심벌의 개수를 단말에 알려주며, 모든 서브프레임마다 전송된다. PHICH(physical hybrid ARQ indicator channel)은 UL-SCH 전송에 대한 HARQ ACK(acknowledgement)/NACK(non-acknowledgement) 신호를 나른다. PUCCH(physical uplink control channel)은 하향링크 전송을 위한 HARQ ACK/NACK, 스케줄링 요청 및 CQI와 같은 UL 제어 정보를 나른다. PUSCH(physical uplink shared channel)은 UL-SCH(uplink shared channel)를 나른다.

물리 채널은 시간 영역에서 복수의 서브프레임(subframe)들과 주파수 영역에서 복수의 부반송파(subcarrier)들로 구성된다. 하나의 서브프레임은 시간 영역에서 복수의 심벌들로 구성된다. 하나의 서브프레임은 복수의 자원 블록(RB; resource block)들로 구성된다. 하나의 자원 블록은 복수의 심벌들과 복수의 부반송파들로 구성된다. 또한, 각 서브프레임은 PDCCH를 위하여 해당 서브프레임의 특정 심벌들의 특정 부반송파들을 이용할 수 있다. 예를 들어, 서브프레임의 첫 번째 심벌이 PDCCH를 위하여 사용될 수 있다. PDCCH는 PRB(physical resource block) 및 MCS(modulation and coding schemes)와 같이 동적으로 할당된 자원을 나를 수 있다. 데이터가 전송되는 단위 시간인 TTI(transmission time interval)는 1개의 서브프레임의 길이와 동일할 수 있다. 서브프레임 하나의 길이는 1ms일 수 있다.

전송채널은 채널이 공유되는지 아닌지에 따라 공통 전송 채널 및 전용 전송 채널로 분류된다. 네트워크에서 단말로 데이터를 전송하는 DL 전송 채널(DL transport channel)은 시스템 정보를 전송하는 BCH(broadcast channel), 페이징 메시지를 전송하는 PCH(paging channel), 사용자 트래픽 또는 제어 신호를 전송하는 DL-SCH 등을 포함한다. DL-SCH는 HARQ, 변조, 코딩 및 전송 전력의 변화에 의한 동적 링크 적응 및 동적/반정적 자원 할당을 지원한다. 또한, DL-SCH는 셀 전체에 브로드캐스트 및 빔포밍의 사용을 가능하게 할 수 있다. 시스템 정보는 하나 이상의 시스템 정보 블록들을 나른다. 모든 시스템 정보 블록들은 같은 주기로 전송될 수 있다. MBMS(multimedia broadcast/multicast service)의 트래픽 또는 제어 신호는 MCH(multicast channel)를 통해 전송된다.

단말에서 네트워크로 데이터를 전송하는 UL 전송 채널은 초기 제어 메시지(initial control message)를 전송하는 RACH(random access channel), 사용자 트래픽 또는 제어 신호를 전송하는 UL-SCH 등을 포함한다. UL-SCH는 HARQ 및 전송 전력 및 잠재적인 변조 및 코딩의 변화에 의한 동적 링크 적응을 지원할 수 있다. 또한, UL-SCH는 빔포밍의 사용을 가능하게 할 수 있다. RACH는 일반적으로 셀로의 초기 접속에 사용된다.

L2에 속하는 MAC 계층은 논리 채널(logical channel)을 통해 상위 계층인 RLC(radio link control) 계층에게 서비스를 제공한다. MAC 계층은 복수의 논리 채널에서 복수의 전송 채널로의 맵핑 기능을 제공한다. 또한, MAC 계층은 복수의 논리 채널에서 단수의 전송 채널로의 맵핑에 의한 논리 채널 다중화 기능을 제공한다. MAC 부 계층은 논리 채널상의 데이터 전송 서비스를 제공한다.

논리 채널은 전송되는 정보의 종류에 따라, 제어 평면의 정보 전달을 위한 제어 채널과 사용자 평면의 정보 전달을 위한 트래픽 채널로 나눌 수 있다. 즉, 논리 채널 타입의 집합은 MAC 계층에 의해 제공되는 다른 데이터 전송 서비스를 위해 정의된다. 논리채널은 전송 채널의 상위에 위치하고 전송채널에 맵핑 된다.

제어 채널은 제어 평면의 정보 전달만을 위해 사용된다. MAC 계층에 의하여 제공되는 제어 채널은 BCCH(broadcast control channel), PCCH(paging control channel), CCCH(common control channel), MCCH(multicast control channel) 및 DCCH(dedicated control channel)을 포함한다. BCCH는 시스템 제어 정보를 방송하기 위한 하향링크 채널이다. PCCH는 페이징 정보의 전송 및 셀 단위의 위치가 네트워크에 알려지지 않은 단말을 페이징 하기 위해 사용되는 하향링크 채널이다. CCCH는 네트워크와 RRC 연결을 갖지 않을 때 단말에 의해 사용된다. MCCH는 네트워크로부터 단말에게 MBMS 제어 정보를 전송하는데 사용되는 일대다 하향링크 채널이다. DCCH는 RRC 연결 상태에서 단말과 네트워크간에 전용 제어 정보 전송을 위해 단말에 의해 사용되는 일대일 양방향 채널이다.

트래픽 채널은 사용자 평면의 정보 전달만을 위해 사용된다. MAC 계층에 의하여 제공되는 트래픽 채널은 DTCH(dedicated traffic channel) 및 MTCH(multicast traffic channel)을 포함한다. DTCH는 일대일 채널로 하나의 단말의 사용자 정보의 전송을 위해 사용되며, 상향링크 및 하향링크 모두에 존재할 수 있다. MTCH는 네트워크로부터 단말에게 트래픽 데이터를 전송하기 위한 일대다 하향링크 채널이다.

논리 채널과 전송 채널간의 상향링크 연결은 UL-SCH에 맵핑 될 수 있는 DCCH, UL-SCH에 맵핑 될 수 있는 DTCH 및 UL-SCH에 맵핑 될 수 있는 CCCH를 포함한다. 논리 채널과 전송 채널간의 하향링크 연결은 BCH 또는 DL-SCH에 맵핑 될 수 있는 BCCH, PCH에 맵핑 될 수 있는 PCCH, DL-SCH에 맵핑 될 수 있는 DCCH, DL-SCH에 맵핑 될 수 있는 DTCH, MCH에 맵핑 될 수 있는 MCCH 및 MCH에 맵핑 될 수 있는 MTCH를 포함한다.

RLC 계층은 L2에 속한다. RLC 계층의 기능은 하위 계층이 데이터를 전송하기에 적합하도록 무선 섹션에서 상위 계층으로부터 수신된 데이터의 분할/연접에 의한 데이터의 크기 조정을 포함한다. 무선 베어러(RB; radio bearer)가 요구하는 다양한 QoS를 보장하기 위해, RLC 계층은 투명 모드(TM; transparent mode), 비 확인 모드(UM; unacknowledged mode) 및 확인 모드(AM; acknowledged mode)의 세 가지의 동작 모드를 제공한다. AM RLC는 신뢰성 있는 데이터 전송을 위해 ARQ(automatic repeat request)를 통해 재전송 기능을 제공한다. 한편, RLC 계층의 기능은 MAC 계층 내부의 기능 블록으로 구현될 수 있으며, 이때 RLC 계층은 존재하지 않을 수도 있다.

PDCP(packet data convergence protocol) 계층은 L2에 속한다. PDCP 계층은 상대적으로 대역폭이 작은 무선 인터페이스 상에서 IPv4 또는 IPv6와 같은 IP 패킷을 도입하여 전송되는 데이터가 효율적으로 전송되도록 불필요한 제어 정보를 줄이는 헤더 압축 기능을 제공한다. 헤더 압축은 데이터의 헤더에 필요한 정보만을 전송함으로써 무선 섹션에서 전송 효율을 높인다. 게다가, PDCP 계층은 보안 기능을 제공한다. 보안기능은 제3자의 검사를 방지하는 암호화 및 제3자의 데이터 조작을 방지하는 무결성 보호를 포함한다.

RRC(radio resource control) 계층은 L3에 속한다. L3의 가장 하단 부분에 위치하는 RRC 계층은 오직 제어 평면에서만 정의된다. RRC 계층은 단말과 네트워크 간의 무선 자원을 제어하는 역할을 수행한다. 이를 위해 단말과 네트워크는 RRC 계층을 통해 RRC 메시지를 교환한다. RRC 계층은 RB들의 구성(configuration), 재구성(re-configuration) 및 해제(release)와 관련되어 논리 채널, 전송 채널 및 물리 채널들의 제어를 담당한다. RB는 단말과 네트워크 간의 데이터 전달을 위해 L1 및 L2에 의해 제공되는 논리적 경로이다. 즉, RB는 단말과 E-UTRAN 간의 데이터 전송을 위해 L2에 의해 제공되는 서비스를 의미한다. RB가 설정된다는 것은 특정 서비스를 제공하기 위해 무선 프로토콜 계층 및 채널의 특성을 규정하고, 각각의 구체적인 파라미터 및 동작 방법을 결정함을 의미한다. RB는 SRB(signaling RB)와 DRB(data RB) 두 가지로 구분될 수 있다. SRB는 제어 평면에서 RRC 메시지를 전송하는 통로로 사용되며, DRB는 사용자 평면에서 사용자 데이터를 전송하는 통로로 사용된다.

RRC 계층 상위에 위치하는 NAS(Non-Access Stratum) 계층은 연결관리(Session Management)와 이동성 관리(Mobility Management) 등의 기능을 수행한다.

도 2를 참조하면, RLC 및 MAC 계층(네트워크 측에서 eNB에서 종료)은 스케줄링, ARQ 및 HARQ와 같은 기능을 수행할 수 있다. RRC 계층(네트워크 측에서 eNB에서 종료)은 방송, 페이징, RRC 연결 관리, RB 제어, 이동성 기능 및 단말 측정 보고/제어와 같은 기능을 수행할 수 있다. NAS 제어 프로토콜(네트워크 측에서 게이트웨이의 MME에서 종료)은 SAE 베어러 관리, 인증, LTE_IDLE 이동성 핸들링, LTE_IDLE에서 페이징 개시 및 단말과 게이트웨이 간의 시그널링을 위한 보안 제어와 같은 기능을 수행할 수 있다.

도 3을 참조하면, RLC 및 MAC 계층(네트워크 측에서 eNB에서 종료)은 제어 평면에서의 기능과 동일한 기능을 수행할 수 있다. PDCP 계층(네트워크 측에서 eNB에서 종료)은 헤더 압축, 무결성 보호 및 암호화와 같은 사용자 평면 기능을 수행할 수 있다.

이하, 단말의 RRC 상태(RRC state) 및 RRC 연결 방법에 대하여 설명한다.

RRC 상태는 단말의 RRC 계층이 E-UTRAN의 RRC 계층과 논리적으로 연결되어 있는지 여부를 지시한다. RRC 상태는 RRC 연결 상태(RRC_CONNECTED) 및 RRC 아이들 상태(RRC_IDLE)와 같이 두 가지로 나누어질 수 있다. 단말의 RRC 계층과 E-UTRAN의 RRC 계층 간의 RRC 연결이 설정되어 있을 때, 단말은 RRC 연결 상태에 있게 되며, 그렇지 않은 경우 단말은 RRC 아이들 상태에 있게 된다. RRC_CONNECTED의 단말은 E-UTRAN과 RRC 연결이 설정되어 있으므로, E-UTRAN은 RRC_CONNECTED의 단말의 존재를 파악할 수 있고, 단말을 효과적으로 제어할 수 있다. 한편, E-UTRAN은 RRC_IDLE의 단말을 파악할 수 없으며, 핵심 망(CN; core network)이 셀보다 더 큰 영역인 트래킹 영역(tracking area) 단위로 단말을 관리한다. 즉, RRC_IDLE의 단말은 더 큰 영역의 단위로 존재만 파악되며, 음성 또는 데이터 통신과 같은 통상의 이동 통신 서비스를 받기 위해서 단말은 RRC_CONNECTED로 천이해야 한다.

RRC_IDLE 상태에서, 단말이 NAS에 의해 설정된 DRX(discontinuous reception)를 지정하는 동안에, 단말은 시스템 정보 및 페이징 정보의 방송을 수신할 수 있다. 그리고, 단말은 트래킹 영역에서 단말을 고유하게 지정하는 ID(identification)를 할당 받고, PLMN(public land mobile network) 선택 및 셀 재선택을 수행할 수 있다. 또한 RRC_IDLE 상태에서, 어떠한 RRC context도 eNB에 저장되지 않는다.

RRC_CONNECTED 상태에서, 단말은 E-UTRAN에서 E-UTRAN RRC 연결 및 RRC context를 가져, eNB로 데이터를 전송 및/또는 eNB로부터 데이터를 수신하는 것이 가능하다. 또한, 단말은 eNB로 채널 품질 정보 및 피드백 정보를 보고할 수 있다. RRC_CONNECTED 상태에서, E-UTRAN은 단말이 속한 셀을 알 수 있다. 그러므로 네트워크는 단말에게 데이터를 전송 및/또는 단말로부터 데이터를 수신할 수 있고, 네트워크는 단말의 이동성(핸드오버 및 NACC(network assisted cell change)를 통한 GERAN(GSM EDGE radio access network)으로 inter-RAT(radio access technology) 셀 변경 지시)을 제어할 수 있으며, 네트워크는 이웃 셀을 위해 셀 측정을 수행할 수 있다.

RRC_IDLE 상태에서 단말은 페이징 DRX 주기를 지정한다. 구체적으로 단말은 단말 특정 페이징 DRX 주기 마다의 특정 페이징 기회(paging occasion)에 페이징 신호를 모니터링 한다. 페이징 기회는 페이징 신호가 전송되는 동안의 시간 간격이다. 단말은 자신만의 페이징 기회를 가지고 있다.

페이징 메시지는 동일한 트래킹 영역에 속하는 모든 셀에 걸쳐 전송된다. 만약 단말이 하나의 트래킹 영역에서 다른 하나의 트래킹 영역으로 이동하면, 단말은 위치를 업데이트하기 위해 TAU(tracking area update) 메시지를 네트워크에 전송한다.

사용자가 단말의 전원을 최초로 켰을 때, 단말은 먼저 적절한 셀을 탐색한 후 해당 셀에서 RRC_IDLE에 머무른다. RRC 연결을 맺을 필요가 있을 때, RRC_IDLE에 머무르던 단말은 RRC 연결 절차를 통해 E-UTRAN의 RRC와 RRC 연결을 맺고 RRC_CONNECTED로 천이할 수 있다. RRC_IDLE에 머무르던 단말은 사용자의 통화 시도 등의 이유로 상향링크 데이터 전송이 필요할 때, 또는 E-UTRAN으로부터 페이징 메시지를 수신하고 이에 대한 응답 메시지 전송이 필요할 때 등에 E-UTRAN과 RRC 연결을 맺을 필요가 있을 수 있다.

NAS 계층에서 단말의 이동성을 관리하기 위하여 EMM-REGISTERED(EPS Mobility Management-REGISTERED) 및 EMM-DEREGISTERED 두 가지 상태가 정의되어 있으며, 이 두 상태는 단말과 MME에게 적용된다. 초기 단말은 EMM-DEREGISTERED 상태이며, 이 단말이 네트워크에 접속하기 위해서 초기 연결(Initial Attach) 절차를 통해서 해당 네트워크에 등록하는 과정을 수행한다. 상기 연결(Attach) 절차가 성공적으로 수행되면 단말 및 MME는 EMM-REGISTERED 상태가 된다.

단말과 EPC간 시그널링 연결(signaling connection)을 관리하기 위하여 ECM(EPS Connection Management)-IDLE 상태 및 ECM-CONNECTED 상태 두 가지 상태가 정의되어 있으며, 이 두 상태는 단말 및 MME에게 적용된다. ECM-IDLE 상태의 단말이 E-UTRAN과 RRC 연결을 맺으면 해당 단말은 ECM-CONNECTED 상태가 된다. ECM-IDLE 상태에 있는 MME는 E-UTRAN과 S1 연결(S1 connection)을 맺으면 ECM-CONNECTED 상태가 된다. 단말이 ECM-IDLE 상태에 있을 때에는 E-UTRAN은 단말의 context 정보를 가지고 있지 않다. 따라서 ECM-IDLE 상태의 단말은 네트워크의 명령을 받을 필요 없이 셀 선택(cell selection) 또는 셀 재선택(reselection)과 같은 단말 기반의 이동성 관련 절차를 수행한다. 반면 단말이 ECM-CONNECTED 상태에 있을 때에는 단말의 이동성은 네트워크의 명령에 의해서 관리된다. ECM-IDLE 상태에서 단말의 위치가 네트워크가 알고 있는 위치와 달라질 경우 단말은 트래킹 영역 갱신(Tracking Area Update) 절차를 통해 네트워크에 단말의 해당 위치를 알린다.

이하, D2D 동작에 대해 설명한다.

3GPP LTE-A에서는 D2D 동작과 관련한 서비스를 근접성 기반 서비스(Proximity based Services: ProSe)라 칭한다. 이하 ProSe는 D2D 동작과 동등한 개념이며 ProSe는 D2D 동작과 혼용될 수 있다. 이하, ProSe에 대해 기술한다. ProSe에는 ProSe 직접 통신(communication)과 ProSe 직접 발견(direct discovery)이 있다.

ProSe 직접 통신은 근접한 2 이상의 단말들 간에서 수행되는 통신을 말한다. 상기 단말들은 사용자 평면의 프로토콜을 이용하여 통신을 수행할 수 있다. ProSe 가능 단말(ProSe-enabled UE)은 ProSe의 요구 조건과 관련된 절차를 지원하는 단말을 의미한다. 특별한 다른 언급이 없으면 ProSe 가능 단말은 공용 안전 단말(public safety UE)과 비-공용 안전 단말(non-public safety UE)을 모두 포함한다. 공용 안전 단말은 공용 안전에 특화된 기능과 ProSe 과정을 모두 지원하는 단말이고, 비-공용 안전 단말은 ProSe 과정은 지원하나 공용 안전에 특화된 기능은 지원하지 않는 단말이다.

ProSe 직접 발견(ProSe direct discovery)은 ProSe 가능 단말이 인접한 다른 ProSe 가능 단말을 발견하기 위한 과정이며, 이 때 상기 2개의 ProSe 가능 단말들의 능력만을 사용한다. EPC 차원의 ProSe 발견(EPC-level ProSe discovery)은 EPC가 2개의 ProSe 가능 단말들의 근접 여부를 판단하고, 상기 2개의 ProSe 가능 단말들에게 그들의 근접을 알려주는 과정을 의미한다. 이하, 편의상 ProSe 직접 통신은 D2D 통신, ProSe 직접 발견은 D2D 발견이라 칭할 수 있다.

이하, ProSe 직접 통신을 위한 무선 자원 할당에 대하여 설명한다.

ProSe 가능 단말은 ProSe 직접 통신을 위한 자원 할당에 대해 다음 2가지 모드를 이용할 수 있다.

1) 모드 1: ProSe 직접 통신을 위한 자원을 기지국으로부터 스케줄링 받는 모드이다. 모드 1에 의하여 단말이 데이터를 전송하기 위해서는 RRC_CONNECTED 상태이여야 한다. 단말은 전송 자원을 기지국에게 요청하고, 기지국은 스케줄링 할당 및 데이터 전송을 위한 자원을 스케줄링한다. 단말은 기지국에게 스케줄링 요청을 전송하고, ProSe BSR(Buffer Status Report)를 전송할 수 있다. 기지국은 ProSe BSR에 기반하여, 상기 단말이 ProSe 직접 통신을 할 데이터를 가지고 있으며 이 전송을 위한 자원이 필요하다고 판단한다.

2) 모드 2: 단말이 직접 자원을 선택하는 모드이다. 단말은 자원 풀(resource pool)에서 직접 ProSe 직접 통신을 위한 자원을 선택한다. 자원 풀은 네트워크에 의하여 설정되거나 미리 정해질 수 있다.

한편, 단말이 서빙 셀을 가지고 있는 경우 즉, 단말이 기지국과 RRC_CONNECTED 상태에 있거나 RRC_IDLE 상태로 특정 셀에 위치한 경우에는 상기 단말은 기지국의 커버리지 내에 있다고 간주된다. 단말이 커버리지 밖에 있다면 상기 모드 2만 적용될 수 있다. 만약, 단말이 커버리지 내에 있다면, 기지국의 설정에 따라 모드 1 또는 모드 2를 사용할 수 있다. 다른 예외적인 조건이 없다면 기지국이 설정한 때에만, 단말은 모드 1에서 모드 2로 또는 모드 2에서 모드 1로 모드를 변경할 수 있다.

도 4는 ProSe를 위한 기준 구조를 나타낸다.

도 4를 참조하면, ProSe를 위한 기준 구조는 E-UTRAN, EPC, ProSe 응용 프로그램을 포함하는 복수의 단말들, ProSe 응용 서버(ProSe APP server), 및 ProSe 기능(ProSe function)을 포함한다. EPC는 E-UTRAN 코어 네트워크 구조를 대표한다. EPC는 MME, S-GW, P-GW, 정책 및 과금 규칙(policy and charging rules function: PCRF), 가정 가입자 서버(home subscriber server: HSS)등을 포함할 수 있다. ProSe 응용 서버는 응용 기능을 만들기 위한 ProSe 능력의 사용자이다. ProSe 응용 서버는 단말 내의 응용 프로그램과 통신할 수 있다. 단말 내의 응용 프로그램은 응용 기능을 만들기 위한 ProSe 능력을 사용할 수 있다.

ProSe 기능은 다음 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.

- 제3자 응용 프로그램을 향한 기준점을 통한 인터워킹(Interworking via a reference point towards the 3rd party applications)

- 발견 및 직접 통신을 위한 인증 및 단말에 대한 설정(Authorization and configuration of the UE for discovery and direct communication)

- EPC 차원의 ProSe 발견의 기능(Enable the functionality of the EPC level ProSe discovery)

- ProSe 관련된 새로운 가입자 데이터 및 데이터 저장 조정, ProSe ID의 조정(ProSe related new subscriber data and handling of data storage, and also handling of ProSe identities)

- 보안 관련 기능(Security related functionality)

- 정책 관련 기능을 위하여 EPC를 향한 제어 제공(Provide control towards the EPC for policy related functionality)

- 과금을 위한 기능 제공(Provide functionality for charging (via or outside of EPC, e.g., offline charging))

이하, ProSe를 위한 기준 구조에서 기준점과 기준 인터페이스를 설명한다.

- PC1: 단말 내의 ProSe 응용 프로그램과 ProSe 응용 서버 내의 ProSe 응용 프로그램 간의 기준 점이다. 이는 응용 차원에서 시그널링 요구 조건을 정의하기 위하여 사용된다.

- PC2: ProSe 응용 서버와 ProSe 기능 간의 기준점이다. 이는 ProSe 응용 서버와 ProSe 기능 간의 상호 작용을 정의하기 위하여 사용된다. ProSe 기능의 ProSe 데이터베이스의 응용 데이터 업데이트가 상기 상호 작용의 일 예가 될 수 있다.

- PC3: 단말과 ProSe 기능 간의 기준점이다. 단말과 ProSe 기능 간의 상호 작용을 정의하기 위하여 사용된다. ProSe 발견 및 통신을 위한 설정이 상기 상호 작용의 일 예가 될 수 있다.

- PC4: EPC와 ProSe 기능 간의 기준점이다. EPC와 ProSe 기능 간의 상호 작용을 정의하기 위하여 사용된다. 상기 상호 작용은 단말들 간에 1:1 통신을 위한 경로를 설정하는 때, 또는 실시간 세션 관리나 이동성 관리를 위한 ProSe 서비스 인증하는 때를 예시할 수 있다.

- PC5: 단말들 간에 발견 및 통신, 중계, 1:1 통신을 위해서 제어/사용자 평면을 사용하기 위한 기준점이다.

- PC6: 서로 다른 PLMN에 속한 사용자들 간에 ProSe 발견과 같은 기능을 사용하기 위한 기준점이다.

- SGi: 응용 데이터 및 응용 차원 제어 정보 교환을 위해 사용될 수 있다.

이하, ProSe 직접 통신(ProSe Direct Communication; D2D 통신)에 대하여 설명한다.

ProSe 직접 통신은 2개의 공용 안전 단말들이 PC5 인터페이스를 통해 직접 통신을 할 수 있는 통신 모드이다. 이 통신 모드는 단말이 E-UTRAN의 커버리지 내에서 서비스를 받는 경우나 E-UTRAN의 커버리지를 벗어난 경우 모두에서 지원될 수 있다.

이하, V2X(vehicle to everything) 통신에 대하여 설명한다.

도 5는 V2X 통신 환경을 나타내는 도면이다.

V2X는 D2D 기술에 이동성을 추가해 차량이 주행하면서 도로 인프라나 다른 차량과 지속적으로 상호 통신하며 교통 상황 등 유용한 정보를 교환, 공유하는 기술이다. 일부 차종을 중심으로 통신기능(Connectivity function)이 적용되고 있으며, 통신 기능의 진화를 통해 차량간(V2V: Vehicle-to-Vehicle) 통신, 차량-인프라간(V2I: Vehicle-to-Infrastructure) 통신, 차량-보행자간 (V2P: Vehicle-to-Pedestrian) 통신, 차량-네트워크간 (V2N: Vehicle-to-Network) 통신을 지원하는 연구가 지속되고 있다.

V2X 통신에 의하면, 차량은 지속적으로 자신의 위치, 속도, 방향 등에 관한 정보를 브로드캐스팅한다. 브로드캐스팅된 정보를 수신한 주변의 차량은 자신 주변의 차량들의 움직임을 인지하여 사고 방지에 활용한다. 즉, 개인이 스마트폰 또는 스마트 시계 등의 형태를 갖는 단말을 소지하는 것과 유사하게, 각 차량에도 특정 형태의 단말이 설치될 수 있다. 이때, 차량에 설치되는 단말은 통신망에서 실제 통신 서비스를 제공받는 장치이다. 예를 들어, 차량에 설치되는 단말은 E-UTRAN에서 기지국에 접속하여 통신 서비스를 제공받을 수 있다.

한편, 제안하는 V2X 통신 방법을 설명하기에 앞서 이하의 명세서에서 사용될 몇 가지 용어들을 먼저 정의한다.

- RSU(Road Side Unit): V2I 통신을 지원하는 엔티티로, V2I 어플리케이션을 이용하여 단말에게 송신 및 단말로부터 수신을 수행할 수 있는 엔티티를 의미한다. RSU는 기지국 또는 단말(특히, 고정적(stationary) 단말)에 구현될 수 있다. RSU로 동작하는 기지국 또는 단말은 교통안전에 관련된 정보(예를 들어, 신호등 정보, 교통량 정보 등) 및/또는 주변의 차량 움직임에 관한 정보를 수집하며, V2I 통신의 대상이 되는 다른 단말에게 정보를 전송하거나 다른 단말로부터 정보를 수신한다.

- V2I 통신: V2X 통신의 한 타입으로, V2I 어플리케이션을 이용하는 단말과 RSU가 통신의 주체가 된다.

- V2N 통신: V2X 통신의 한 타입으로, V2N 어플리케이션을 사용하는 단말과 서빙 엔티티가 통신의 주체가 되며, 단말과 서빙 엔티티는 LTE 네트워크 엔티티를 통해 서로 통신을 수행한다.

- V2P 통신: V2X 통신의 한 타입으로, V2P 어플리케이션을 사용하는 두 단말이 통신의 주체가 된다.

- V2V 통신: V2X 통신의 한 타입으로, V2V 어플리케이션을 사용하는 두 단말이 통신의 주체가 된다. V2P 통신과 구별되는 점은, V2P 통신은 어느 하나의 단말이 보행자의 단말이 되는 반면, V2V 통신은 어느 하나의 단말이 차량의 단말이 된다는 점이다.

- Un 인터페이스: 중계 노드와 기지국 간의 인터페이스를 의미한다. MBSFN(MBMS(Multimedia Broadcast/Multicast Services) over Single Frequency Network) 서브프레임에서 이루어지는 송수신에 이용되는 인터페이스를 의미한다.

- PC5 인터페이스: 두 단말 간의 직접 통신에 이용되는 인터페이스를 의미하며, ProSE(Proximity Service)를 지원하는 디바이스들 간의 통신에 이용되는 인터페이스이다.

본 명세서에서, D2D 통신, D2D 직접 통신, V2X 통신, 사이드링크 통신, 사이드링크 V2V 통신 및 ProSe 직접 통신 등은 동일한 개념으로 사용될 수 있다. 이하, 설명의 편의를 위해 V2V 통신을 위주로 설명하지만, 본 발명의 기술적 사상이 V2V 통신에 한정되는 것은 아니며, 이동성을 가지는 다양한 D2D 통신에 적용될 수 있을 것이다.

사이드링크 V2V 통신 모드 1의 경우, 반 영구적인(semi-persistent) 스케줄링이 기지국으로부터 지원될 수 있다. 상기 사이드링크 V2V 통신 모드 1은 단말이 D2D 직접 통신을 위한 자원을 기지국으로부터 스케줄링 받는 통신 모드를 의미할 수 있다. 즉, 기지국은 사이드링크 스케줄링 승인(SA; scheduling assignment) 및/또는 데이터 전송을 위해 주기적으로 발생하는 자원(periodically occurring resources)의 집합을 할당할 수 있다. 다만, 이동성을 가지는 단말은 기지국을 변경할 수 있기 때문에, 기지국이 주기적으로 발생하는 자원의 집합을 할당하는 경우, 다음과 같은 문제가 발생할 수 있는다. 이하, 구체적으로 설명한다.

도 6은 기지국이 주기적으로 발생하는 자원의 집합을 할당하는 경우 발생할 수 있는 문제점을 설명하기 위한 도면이다.

도 6을 참조하면, eNB 2는 상기 eNB 2에 의해 할당된 주기적으로 발생하는 자원의 집합을 eNB 1, eNB 3, eNB 7 및 eNB 8과 같은 이웃 기지국들에게 제공할 수 있다. 따라서, eNB 2에 위치하는 단말은 기지국이 변경되더라도, V2X 메시지를 원활하게 전송할 수 있다. 하지만, eNB 1이 eNB 2로부터 수신된 자원의 집합을 제공할 수 없는 경우, 문제가 발생할 수 있다. eNB 1이 eNB 2로부터 수신된 자원의 집합을 제공할 수 없는 경우, eNB 2가 이 상황을 알지 못하면, eNB1의 영역으로 이동한 단말은 eNB 1에 의해 새롭게 할당된 자원의 집합이 수신될 때까지 V2X 메시지를 전송하지 못할 수 있다. 예를 들어, eNB 2가 상기 eNB 2에 의해 할당된 제 1 자원 집합을 이웃 기지국인 eNB 1에게 제공하였지만, eNB 1이 할당된 제 1 자원 집합을 제공할 수 없으면, eNB 1의 영역으로 이동한 단말은 제 1 자원 집합을 이용하여 V2X 메시지를 전송할 수 없다.

이하, 본 발명의 일 실시 예에 따라, 기지국이 V2X 통신을 수행하는 방법 및 이를 지원하는 장치에 대하여 구체적으로 설명한다.

< 제 1 솔루션 >

소스 기지국으로부터 V2X 통신을 위한 자원 집합을 수신한 타겟 기지국은 상기 자원 집합을 서비스할 수 있는지 여부를 판단할 수 있다. 상기 자원 집합은 사이드링크 스케줄링 할당 및/또는 데이터 전송을 위한 자원 집합일 수 있다. 상기 자원 집합은 주기적으로 발생하는 자원의 집합일 수 있다. 상기 자원 집합은 하나의 자원 집합만을 포함할 수 있다. 또는, 상기 자원 집합은 복수의 자원 집합을 포함할 수 있다.

만약 타겟 기지국이 상기 자원 집합을 서비스할 수 없다고 판단하면, 타겟 기지국은 V2X 통신을 위한 자원 집합을 새롭게 할당할 수 있다. 그리고, 타겟 기지국은 새롭게 할당된 자원 집합을 소스 기지국에게 알릴 수 있다. 상기 새롭게 할당된 자원 집합과 관련된 정보는 새로운 메시지, 기존 메시지, 새로운 메시지에 포함된 새로운 IE 또는 기존 메시지에 포함된 새로운 IE에 의해 상기 소스 기지국에게 알려질 수 있다.

소스 기지국은 상기 자원 집합을 할당 및 제공하는 기지국일 수 있고, 상기 타겟 기지국은 상기 자원 집합을 수신하는 기지국일 수 있다. 나아가, 상기 타겟 기지국은 새로운 자원 집합을 할당 및 제공하는 기지국일 수 있다.

도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따라, 타겟 기지국이 V2X 통신을 위한 자원 집합을 할당하는 방법을 나타낸다.

도 7을 참조하면, 단계 S710에서, 소스 기지국은 단말에 대한 자원 집합을 할당할 수 있다. 상기 자원 집합은 주기적으로 발생하는 자원의 집합(sets of periodically occurring resources)일 수 있다. 상기 자원 집합은 하나의 자원 집합만을 포함할 수 있다. 또는, 상기 자원 집합은 복수의 자원 집합을 포함할 수 있다.

단계 S720에서, 소스 기지국은 상기 자원 집합을 상기 단말에게 전송할 수 있다.

단계 S730에서, 소스 기지국은 상기 자원 집합과 관련된 정보를 타겟 기지국에게 전송할 수 있다. 상기 자원 집합과 관련된 정보는 UE 자원 예약 요청 메시지(UE Resource Reserve Request message), 기존 메시지, 새로운 메시지에 포함된 새로운 IE 또는 기존 메시지에 포함된 새로운 IE에 포함되어 전송될 수 있다.

단계 S740에서, 타겟 기지국이 상기 자원 집합과 관련된 정보를 포함하는 메시지를 수신하면, 타겟 기지국은 수신된 자원 집합이 상기 타겟 기지국에 의해 서비스될 수 있는지 여부를 판단할 수 있다.

만약 수신된 자원 집합의 일부가 상기 타겟 기지국에 의해 서비스될 수 없으면, 타겟 기지국은 단말에 대한 새로운 자원 집합을 할당할 수 있다. 또는, 만약 수신된 자원 집합의 전부가 상기 타겟 기지국에 의해 서비스될 수 없으면, 타겟 기지국은 단말에 대한 새로운 자원 집합을 할당할 수 있다. 상기 타겟 기지국에 의해 할당된 새로운 자원 집합은 하나의 자원 집합만을 포함할 수 있다. 또는, 상기 타겟 기지국에 의해 할당된 새로운 자원 집합은 복수의 자원 집합을 포함할 수 있다.

단계 S750에서, 타겟 기지국은 상기 타겟 기지국에 의해 할당된 새로운 자원 집합과 관련된 정보를 소스 기지국에게 전송할 수 있다. 상기 타겟 기지국에 의해 할당된 새로운 자원 집합과 관련된 정보는 UE 자원 예약 응답 메시지(UE Resource Reserve Response message), 기존 메시지, 새로운 메시지에 포함된 새로운 IE 또는 기존 메시지에 포함된 새로운 IE에 포함되어 전송될 수 있다.

단계 S760에서, 소스 기지국이 상기 타겟 기지국에 의해 할당된 새로운 자원 집합과 관련된 정보를 포함하는 메시지를 수신하면, 소스 기지국은 타겟 기지국으로부터 수신된 새로운 자원 집합을 단말에게 전송할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 타겟 기지국이 타겟 기지국에 의해 서비스 가능한 자원 집합을 소스 기지국에게 알리고, 소스 기지국은 타겟 기지국에 의해 서비스 가능한 자원 집합을 단말에게 알림으로써, 단말이 타겟 기지국으로 이동하더라도 끊김 없이 V2X 통신을 수행할 수 있다.

< 제 2 솔루션 >

만약 타겟 기지국이 상기 자원 집합을 서비스할 수 없다고 판단하면, 타겟 기지국은 상기 자원 집합이 타겟 기지국에 의해 서비스될 수 없음을 지시하는 지시자를 소스 기지국에게 전송할 수 있다. 그리고, 소스 기지국은 V2X 통신을 위한 자원 집합을 새롭게 할당할 수 있다. 이후, 소스 기지국은 새롭게 할당된 자원 집합을 타겟 기지국에게 알릴 수 있다. 상기 지시자는 새로운 메시지, 기존 메시지, 새로운 메시지에 포함된 새로운 IE 또는 기존 메시지에 포함된 새로운 IE에 의해 상기 소스 기지국에게 알려질 수 있다. 상기 새롭게 할당된 자원 집합과 관련된 정보는 새로운 메시지, 기존 메시지, 새로운 메시지에 포함된 새로운 IE 또는 기존 메시지에 포함된 새로운 IE에 의해 상기 타겟 기지국에게 알려질 수 있다.

소스 기지국은 상기 자원 집합을 할당 및 제공하는 기지국을 의미할 수 있고, 상기 타겟 기지국은 상기 자원 집합을 수신하는 기지국을 의미할 수 있다. 나아가, 소스 기지국은 새로운 자원 집합을 할당 및 제공하는 기지국일 수 있다.

도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따라, 소스 기지국이 V2X 통신을 위한 자원 집합을 할당하는 방법을 나타낸다.

도 8을 참조하면, 단계 S810에서, 소스 기지국은 단말에 대한 자원 집합을 할당할 수 있다. 상기 자원 집합은 주기적으로 발생하는 자원의 집합일 수 있다. 상기 자원 집합은 하나의 자원 집합만을 포함할 수 있다. 또는, 상기 자원 집합은 복수의 자원 집합을 포함할 수 있다.

단계 S820에서, 소스 기지국은 상기 자원 집합을 상기 단말에게 전송할 수 있다.

단계 S830에서, 소스 기지국은 상기 자원 집합과 관련된 정보를 타겟 기지국에게 전송할 수 있다. 상기 자원 집합과 관련된 정보는 UE 자원 예약 요청 메시지(UE Resource Reserve Request message), 기존 메시지, 새로운 메시지에 포함된 새로운 IE 또는 기존 메시지에 포함된 새로운 IE에 포함되어 전송될 수 있다.

단계 S840에서, 타겟 기지국이 상기 자원 집합과 관련된 정보를 포함하는 메시지를 수신하면, 타겟 기지국은 수신된 자원 집합이 상기 타겟 기지국에 의해 서비스될 수 있는지 여부를 판단할 수 있다.

단계 S850에서, 만약 타겟 기지국이 수신된 자원 집합이 상기 타겟 기지국에 의해 서비스될 수 없다고 판단하면, 타겟 기지국은 상기 수신된 자원 집합이 타겟 기지국에 의해 제공될 수 없음을 지시하는 지시자를 소스 기지국에게 전송할 수 있다. 상기 지시자는 UE 자원 예약 응답 메시지(UE Resource Reserve Response message), 기존 메시지, 새로운 메시지에 포함된 새로운 IE 또는 기존 메시지에 포함된 새로운 IE에 포함되어 전송될 수 있다.

만약 타겟 기지국이 수신된 자원 집합 중 특정 자원 집합이 상기 타겟 기지국에 의해 서비스될 수 없다고 판단하면, 타겟 기지국은 상기 수신된 자원 집합이 타겟 기지국에 의해 제공될 수 없음을 지시하는 지시자 및 상기 타겟 기지국에 의해 서비스될 수 없는 특정 자원 집합의 리스트를 소스 기지국에게 전송할 수 있다. 상기 지시자 및 특정 자원 집합의 리스트는 UE 자원 예약 응답 메시지(UE Resource Reserve Response message), 기존 메시지, 새로운 메시지에 포함된 새로운 IE 또는 기존 메시지에 포함된 새로운 IE에 포함되어 전송될 수 있다.

단계 S860에서, 소스 기지국이 상기 지시자(부가적으로, 특정 자원 집합의 리스트)를 포함하는 메시지를 수신하면, 소스 기지국은 단말에 대한 새로운 자원 집합을 할당할 수 있다. 상기 소스 기지국에 의해 할당된 새로운 자원 집합은 하나의 자원 집합만을 포함할 수 있다. 또는, 상기 소스 기지국에 의해 할당된 새로운 자원 집합은 복수의 자원 집합을 포함할 수 있다.

만약 상기 메시지가 상기 특정 자원 집합의 리스트를 포함하면, 소스 기지국은 단말에 대한 새로운 자원 집합을 할당할 수 있다. 이 경우, 할당된 새로운 자원 집합의 개수는 상기 특정 자원 집합의 리스트에 포함된 자원 집합의 개수와 동일할 수 있다.

부가적으로, 소스 기지국은 상기 소스 기지국에 의해 할당된 새로운 자원 집합과 관련된 정보를 타겟 기지국에게 전송할 수 있다. 상기 소스 기지국에 의해 할당된 새로운 자원 집합과 관련된 정보는 UE 자원 예약 요청 메시지(UE Resource Reserve Request message), 기존 메시지, 새로운 메시지에 포함된 새로운 IE 또는 기존 메시지에 포함된 새로운 IE에 포함되어 전송될 수 있다.

단계 S870에서, 소스 기지국은 소스 기지국에 의해 할당된 새로운 자원 집합을 단말에게 전송할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 타겟 기지국이 소스 기지국에 의해 할당된 자원 집합이 제공될 수 없음을 소스 기지국에게 알리고, 소스 기지국은 단말에 대한 새로운 자원 집합을 할당함으로써, 단말이 타겟 기지국으로 이동하더라도 끊김 없이 V2X 통신을 수행할 수 있다.

도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따라, 기지국이 V2X 통신을 수행하는 방법을 나타내는 블록도이다.

도 9를 참조하면, 단계 S910에서, 상기 기지국은 제 1 자원 집합을 할당할 수 있다. 상기 할당된 제 1 자원 집합은 이웃 기지국에 의해 서비스되지 않을 수 있다.

단계 S920에서, 상기 기지국은 상기 할당된 제 1 자원 집합에 대한 정보를 포함하는 UE 자원 예약 요청 메시지(UE Resource Reserve Request message)를 이웃 기지국으로 전송할 수 있다.

단계 S930에서, 상기 기지국은 상기 UE 자원 예약 요청 메시지에 대한 응답으로 UE 자원 예약 응답 메시지(UE Resource Reserve Response message)를 상기 이웃 기지국으로부터 수신할 수 있다.

상기 UE 자원 예약 응답 메시지는 상기 할당된 제 1 자원 집합이 상기 이웃 기지국에 의해 서비스될 수 없음을 지시하는 지시자를 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 기지국은 상기 지시자를 기반으로 상기 제 2 자원 집합을 할당할 수 있다. 나아가, 상기 기지국은 상기 할당된 제 2 자원 집합을 상기 이웃 기지국으로 전송할 수 있다.

단계 S940에서, 상기 기지국은 새롭게 할당된 제 2 자원 집합을 단말에게 전송할 수 있다.

도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따라, 기지국이 V2X 통신을 수행하는 방법을 나타내는 블록도이다.

도 10을 참조하면, 단계 S1010에서, 상기 기지국은 이웃 기지국에 의해 할당된 제 1 자원 집합에 대한 정보를 포함하는 UE 자원 예약 요청 메시지(UE Resource Reserve Request message)를 상기 이웃 기지국으로부터 수신할 수 있다.

단계 S1020에서, 상기 기지국은 상기 할당된 제 1 자원 집합이 상기 기지국에 의해 서비스될 수 있는지 여부를 결정할 수 있다.

단계 S1030에서, 상기 기지국은 상기 UE 자원 예약 요청 메시지에 대한 응답으로 UE 자원 예약 응답 메시지(UE Resource Reserve Response message)를 상기 이웃 기지국으로 전송할 수 있다.

상기 할당된 제 1 자원 집합이 상기 기지국에 의해 서비스될 수 없는 것으로 결정되면, 상기 기지국은 제 2 자원 집합을 할당할 수 있다. 이 경우, 상기 UE 자원 예약 응답 메시지는 상기 할당된 제 2 자원 집합에 대한 정보를 포함할 수 있다.

또는, 상기 할당된 제 1 자원 집합이 상기 기지국에 의해 서비스될 수 없는 것으로 결정되면, 상기 UE 자원 예약 응답 메시지는 상기 할당된 제 1 자원 집합이 상기 기지국에 의해 서비스될 수 없음을 지시하는 지시자를 포함할 수 있다.

도 11은 본 발명의 실시 예가 구현되는 무선 통신 시스템의 블록도이다.

기지국(1100)은 프로세서(processor, 1101), 메모리(memory, 1102) 및 송수신기(transceiver, 1103)를 포함한다. 메모리(1102)는 프로세서(1101)와 연결되어, 프로세서(1101)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. 송수신기(1103)는 프로세서(1101)와 연결되어, 무선 신호를 송신 및/또는 수신한다. 프로세서(1101)는 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 전술한 실시 예에서 기지국의 동작은 프로세서(1101)에 의해 구현될 수 있다.

단말(1110)은 프로세서(1111), 메모리(1112) 및 송수신기(1113)를 포함한다. 메모리(1112)는 프로세서(1111)와 연결되어, 프로세서(1111)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. 송수신기(1113)는 프로세서(1111)와 연결되어, 무선 신호를 송신 및/또는 수신한다. 프로세서(1111)는 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 전술한 실시 예에서 단말의 동작은 프로세서(1111)에 의해 구현될 수 있다.

프로세서는 ASIC(application-specific integrated circuit), 다른 칩셋, 논리 회로 및/또는 데이터 처리 장치를 포함할 수 있다. 메모리는 ROM(read-only memory), RAM(random access memory), 플래시 메모리, 메모리 카드, 저장 매체 및/또는 다른 저장 장치를 포함할 수 있다. 송수신기는 무선 신호를 처리하기 위한 베이스밴드 회로를 포함할 수 있다. 실시 예가 소프트웨어로 구현될 때, 상술한 기법은 상술한 기능을 수행하는 모듈(과정, 기능 등)로 구현될 수 있다. 모듈은 메모리에 저장되고, 프로세서에 의해 실행될 수 있다. 메모리는 프로세서 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 프로세서와 연결될 수 있다.

상술한 일례들에 기초하여 본 명세서에 따른 다양한 기법들이 도면과 도면 부호를 통해 설명되었다. 설명의 편의를 위해, 각 기법들은 특정한 순서에 따라 다수의 단계나 블록들을 설명하였으나, 이러한 단계나 블록의 구체적 순서는 청구항에 기재된 발명을 제한하는 것이 아니며, 각 단계나 블록은 다른 순서로 구현되거나, 또 다른 단계나 블록들과 동시에 수행되는 것이 가능하다. 또한, 통상의 기술자라면 간 단계나 블록이 한정적으로 기술된 것이나 아니며, 발명의 보호 범위에 영향을 주지 않는 범위 내에서 적어도 하나의 다른 단계들이 추가되거나 삭제되는 것이 가능하다는 것을 알 수 있을 것이다.

상술한 실시 예는 다양한 일례를 포함한다. 통상의 기술자라면 발명의 모든 가능한 일례의 조합이 설명될 수 없다는 점을 알 것이고, 또한 본 명세서의 기술로부터 다양한 조합이 파생될 수 있다는 점을 알 것이다. 따라서 발명의 보호범위는, 이하 청구항에 기재된 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서, 상세한 설명에 기재된 다양한 일례를 조합하여 판단해야 할 것이다.

Claims

무선 통신 시스템에서 기지국이 V2X 통신(vehicle to everything communication)을 수행하는 방법에 있어서,
제 1 자원 집합을 할당하는 단계;
상기 할당된 제 1 자원 집합에 대한 정보를 포함하는 UE 자원 예약 요청 메시지(UE Resource Reserve Request message)를 이웃 기지국으로 전송하는 단계;
상기 UE 자원 예약 요청 메시지에 대한 응답으로 UE 자원 예약 응답 메시지(UE Resource Reserve Response message)를 상기 이웃 기지국으로부터 수신하는 단계;
새롭게 할당된 제 2 자원 집합을 단말에게 전송하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 할당된 제 1 자원 집합은 상기 이웃 기지국에 의해 서비스될 수 없는 것을 특징으로 하는 방법.
제 2 항에 있어서,
상기 UE 자원 예약 응답 메시지는 상기 새롭게 할당된 제 2 자원 집합에 대한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 3 항에 있어서,
상기 제 2 자원 집합은 상기 이웃 기지국에 의해 새롭게 할당되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 2 항에 있어서,
상기 UE 자원 예약 응답 메시지는 상기 할당된 제 1 자원 집합이 상기 이웃 기지국에 의해 서비스될 수 없음을 지시하는 지시자를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 5 항에 있어서,
상기 지시자를 기반으로 상기 제 2 자원 집합을 할당하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 6 항에 있어서,
상기 할당된 제 2 자원 집합을 상기 이웃 기지국으로 전송하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 자원 집합 및 상기 제 2 자원 집합은 사이드링크 스케줄링 할당(SA; scheduling assignment) 또는 데이터 전송을 위한 주기적으로 발생하는 자원의 집합(periodically occurring resources)인 것을 특징으로 하는 방법.
제 2 항에 있어서,
상기 할당된 제 1 자원 집합은 복수인 것을 특징으로 하는 방법.
제 9 항에 있어서,
상기 복수의 제 1 자원 집합 중 적어도 어느 하나의 자원 집합은 상기 이웃 기지국에 의해 서비스될 수 없는 것을 특징으로 하는 방법.
무선 통신 시스템에서 기지국이 V2X 통신(vehicle to everything communication)을 수행하는 방법에 있어서,
이웃 기지국에 의해 할당된 제 1 자원 집합에 대한 정보를 포함하는 UE 자원 예약 요청 메시지(UE Resource Reserve Request message)를 상기 이웃 기지국으로부터 수신하는 단계;
상기 할당된 제 1 자원 집합이 상기 기지국에 의해 서비스될 수 있는지 여부를 결정하는 단계;
상기 UE 자원 예약 요청 메시지에 대한 응답으로 UE 자원 예약 응답 메시지(UE Resource Reserve Response message)를 상기 이웃 기지국으로 전송하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 11 항에 있어서,
상기 할당된 제 1 자원 집합이 상기 기지국에 의해 서비스될 수 없는 것으로 결정되면, 제 2 자원 집합을 할당하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 12 항에 있어서,
상기 UE 자원 예약 응답 메시지는 상기 할당된 제 2 자원 집합에 대한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 11 항에 있어서,
상기 할당된 제 1 자원 집합이 상기 기지국에 의해 서비스될 수 없는 것으로 결정되면, 상기 UE 자원 예약 응답 메시지는 상기 할당된 제 1 자원 집합이 상기 기지국에 의해 서비스될 수 없음을 지시하는 지시자를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
무선 통신 시스템에서 V2X 통신(vehicle to everything communication)을 수행하는 기지국에 있어서,
메모리; 송수신기; 및 상기 메모리와 상기 송수신기를 연결하는 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는
제 1 자원 집합을 할당하고,
상기 송수신기가 상기 할당된 제 1 자원 집합에 대한 정보를 포함하는 UE 자원 예약 요청 메시지(UE Resource Reserve Request message)를 이웃 기지국으로 전송하도록 제어하고,
상기 송수신기가 상기 UE 자원 예약 요청 메시지에 대한 응답으로 UE 자원 예약 응답 메시지(UE Resource Reserve Response message)를 상기 이웃 기지국으로부터 수신하도록 제어하고,
상기 송수신기가 새롭게 할당된 제 2 자원 집합을 단말에게 전송하는 것을 제어하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 기지국.