WO2013025057A2 - 무선 접속 시스템에서 단말 간 통신 수행 방법 및 이를 위한 장치 - Google Patents

무선 접속 시스템에서 단말 간 통신 수행 방법 및 이를 위한 장치 Download PDF

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WO2013025057A2
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장지웅
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엘지전자 주식회사
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    • H04W72/23—Control channels or signalling for resource management in the downlink direction of a wireless link, i.e. towards a terminal

Definitions

  • the present invention relates to a wireless access system, and more particularly, to a method for performing communication between terminals in a wireless access system supporting device-to-device communication (D2D) and an apparatus supporting the same.
  • D2D device-to-device communication
  • a terminal existing in a cell accesses a base station in order to perform communication, receives control information for transmitting and receiving data from the base station, and then transmits and receives data with the base station. That is, since the terminal transmits and receives data through the base station, in order to transmit data to other cellular terminals, the terminal transmits its own data to the base station and the base station receiving the data transmits the received data to the other terminal. Since one terminal can transmit data only through a base station to transmit data to another terminal, the base station performs scheduling on channels and resources for transmitting and receiving data, and transmits channel and resource scheduling information to each terminal. send. As such, each terminal needs channel and resource allocation for transmitting and receiving data from the base station to perform communication between terminals through the base station.
  • device-to-device communication directly signals a terminal to which the terminal wants to transmit data without passing through a base station or a repeater. It has a structure to send and receive. As such, when performing direct communication between terminals in a cellular network, a method for avoiding channel and resource allocation collision with an existing cellular terminal is required.
  • An object of the present invention is to propose a method for smoothly performing communication between terminals in a wireless access system and an apparatus supporting the same.
  • an object of the present invention is to propose a method for performing communication between terminals without causing interference with a communication terminal using a cellular network and an apparatus supporting the same.
  • An aspect of the present invention is a method for performing terminal-to-terminal communication in a wireless access system supporting device-to-device communication, which is transmitted by a terminal performing communication using a cellular network from a base station.
  • Receiving information on a discovery reference signal (DRS) Monitoring the DRS transmitted from one or more peripheral terminals, List of one or more peripheral terminals using the DRS received from one or more peripheral terminals Generating a list, transmitting a list of one or more neighboring terminals to the base station, receiving information on resources allocated for communication between terminals from the base station, and using the allocated resources Performing communication.
  • DRS discovery reference signal
  • a communication is performed using a cellular network from a radio frequency (RF) unit and a base station for transmitting and receiving a radio signal.
  • RF radio frequency
  • Receives information on the DRS transmitted by the terminal monitors the DRS transmitted from one or more peripheral terminals, and generates a list of one or more peripheral terminals using the DRS received from one or more peripheral terminals,
  • a processor for transmitting a list of one or more neighboring terminals to the base station, receiving information on resources allocated for inter-terminal communication from the base station, and performing communication between other terminals and the terminal using the allocated resources.
  • a list of one or more terminals having a received signal strength above a threshold or one or more terminals having a received signal strength below a threshold is generated using the received signal strengths of the DRS received from one or more neighboring terminals.
  • the list for one or more neighboring terminals includes at least one of an identifier of one or more neighboring terminals, an index for a sequence of DRSs received from the one or more neighboring terminals, and a received signal strength for the DRS received from the one or more neighboring terminals. Include.
  • the information on the DRS is transmitted through a paging signal or a downlink control signal.
  • the information on the DRS includes at least one of a DRS transmission period, a DRS transmission length, and a DRS transmission start point.
  • the DRS is transmitted through a symbol located immediately before or immediately after a symbol for transmitting a Sounding Reference Signal (SRS).
  • SRS Sounding Reference Signal
  • the DRS is SRS.
  • an aspect of the present invention in a method for performing terminal-to-terminal communication in a wireless access system that supports terminal-to-terminal communication, receives information on a DRS transmitted by a terminal performing communication using a cellular network from a base station Monitoring the DRS transmitted from one or more neighboring terminals, selecting a resource having the smallest signal strength among the DRSs received from the one or more neighboring terminals, and performing communication between the other terminal and the terminal using the selected resource. Performing the steps.
  • a communication is performed using a cellular network from a radio frequency (RF) unit and a base station for transmitting and receiving a radio signal.
  • RF radio frequency
  • Receives information on the DRS transmitted by the terminal monitors the DRS transmitted from one or more neighboring terminals, selects the resource having the smallest signal strength among the DRS received from the one or more neighboring terminals, and uses the selected resource It includes a processor for performing communication between the other terminal and the terminal.
  • the resource having the second smallest signal strength is selected.
  • the base station transmits information about the selected resource to the base station and receives a signal allowing the use of the selected resource from the base station.
  • the information on the DRS is transmitted through a paging signal or a downlink control signal.
  • the information on the DRS includes at least one of a DRS transmission period, a DRS transmission length, and a DRS transmission start point.
  • the DRS is transmitted through a symbol located immediately before or immediately after the symbol on which the SRS is transmitted.
  • the DRS is SRS.
  • an efficient communication environment may be provided by providing a method for performing terminal-to-terminal communication in a wireless access system.
  • 1 illustrates an example in which interference occurs due to D2D communication in a cellular network.
  • FIG. 2 is a diagram conceptually illustrating an operation of discovering a cellular terminal in the vicinity of a D2D terminal according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a method for performing D2D communication according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a method for performing D2D communication according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a method for performing D2D communication according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a frame structure for DRS transmission according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 illustrates a block diagram of a wireless communication device according to an embodiment of the present invention.
  • the base station has a meaning as a terminal node of the network that directly communicates with the terminal.
  • the specific operation described as performed by the base station in this document may be performed by an upper node of the base station in some cases. That is, it is obvious that various operations performed for communication with a terminal in a network composed of a plurality of network nodes including a base station may be performed by the base station or other network nodes other than the base station.
  • a 'base station (BS)' may be replaced by terms such as a fixed station, a Node B, an eNode B (eNB), an access point (AP), and the like.
  • the repeater may be replaced by terms such as relay node (RN) and relay station (RS).
  • the term 'terminal' may include a user equipment (UE), a mobile station (MS), a mobile subscriber station (MSS), a subscriber station (SS), an advanced mobile station (AMS), a wireless terminal (WT), and a machine (MTC). It can be replaced with terms such as -Type Communication (M2M) device, Machine-to-Machine (M2M) device, Device-to-Device (D2D) device.
  • M2M -Type Communication
  • M2M Machine-to-Machine
  • D2D Device-to-Device
  • Embodiments of the present invention may be supported by standard documents disclosed in at least one of the wireless access systems IEEE 802 system, 3GPP system, 3GPP LTE and LTE-Advanced (LTE-A) system and 3GPP2 system. That is, steps or parts which are not described to clearly reveal the technical spirit of the present invention among the embodiments of the present invention may be supported by the above documents. In addition, all terms disclosed in the present document can be described by the above standard document.
  • 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
  • CDMA may be implemented with a radio technology such as Universal Terrestrial Radio Access (UTRA) or CDMA2000.
  • TDMA may be implemented with wireless technologies such as Global System for Mobile communications (GSM) / General Packet Radio Service (GPRS) / Enhanced Data Rates for GSM Evolution (EDGE).
  • GSM Global System for Mobile communications
  • GPRS General Packet Radio Service
  • EDGE Enhanced Data Rates for GSM Evolution
  • OFDMA may be implemented in a wireless technology such as IEEE 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802-20, Evolved UTRA (E-UTRA).
  • UTRA is part of the Universal Mobile Telecommunications System (UMTS).
  • 3rd Generation Partnership Project (3GPP) long term evolution (LTE) is part of an Evolved UMTS (E-UMTS) using E-UTRA, and employs OFDMA in downlink and SC-FDMA in uplink.
  • LTE-A Advanced is the evolution of 3GPP LTE.
  • D2D Device-to-Device communication
  • direct communication between terminals refers to a method of performing direct communication between terminals without passing through a base station in a situation in which a channel state between two or more terminals is good or terminals are adjacent to each other.
  • each terminal exchanges data through direct communication, but the communication between the terminals associated with the present invention is that Bluetooth is exchanged data between terminals without involvement of the base station in that predetermined control information for the communication between terminals is provided by the base station. Different from communication, infrared communication, etc.
  • client cooperative communication the terminal B, which assists the communication of another terminal, receives the data that the terminal A wants to transmit data to the base station and transmits to the base station, or receives the data that the base station wants to transmit to the terminal A To the terminal A.
  • client cooperative communication may be regarded as an example of terminal-to-device communication.
  • Client cooperative communication may be applied to uplink transmission through cooperation between terminals, and may also be applied to downlink transmission through cooperation between a base station and a terminal, cooperation between base stations, or cooperation between antennas of a distributed antennas system (DAS).
  • DAS distributed antennas system
  • the terminal A generally exchanges data and / or control information with the base station through the terminal B, but may also directly exchange data and / or control information with the base station according to circumstances. That is, the terminal A may exchange data directly with the base station in consideration of the channel situation with the base station and the channel condition with the terminal B. In this case, the data and / or control information exchanged directly by the terminal A with the base station may be the same as or different from the data and / or control information exchanged with the base station through the terminal B.
  • the wireless communication system may simultaneously support direct communication and client cooperative communication, or may support only one of the two. If the wireless communication system supports direct communication and client cooperative communication at the same time, the messages requesting direct communication and client cooperative communication may be different or the same.
  • Such terminal-to-device direct communication or client cooperative communication is a term such as D2D communication / MS-to-MS communication or Peer-to-Peer communication (P2P). It can be used in combination with.
  • 'D2D communication' refers to a terminal supporting D2D communication
  • a terminal communicating with a base station using a cellular network is referred to as a 'cellular terminal'.
  • the UE performing the D2D communication performs a D2D peer discovery procedure to confirm the existence of terminals located in the vicinity capable of transmitting and receiving data before transmitting the data to other terminals through the D2D communication.
  • This discovery is performed within a discovery interval and is shared with all D2D UEs.
  • the UE monitors logical channels of the discovery area and receives a discovery signal transmitted by other D2D UEs. Terminals receiving the discovery signal of another terminal create a neighboring D2D terminal list by using the received discovery signal.
  • a discovery signal (eg, its identifier) is broadcasted, and the other terminals receive such a signal. It can be seen that the UE exists within a range capable of performing D2D communication.
  • 1 illustrates an example in which interference occurs due to D2D communication in a cellular network.
  • examples of terminals WTa and WTb performing D2D communication in the same cellular network as terminals MS1 and MS2 communicating with a base station using a cellular network may occur.
  • frequency-time resources allocated to a terminal MS2 that communicates using a cellular network (Resource Allocation (RA) in FIG. 1) and a frequency-time allocated to terminals WTa and WTb that perform D2D communication.
  • RA Resource Allocation
  • An example of a resource conflict is illustrated. As described above, when communication is performed using the same frequency-time resources as the terminal communicating using the cellular network and the terminal performing D2D communication, interference occurs.
  • the present invention proposes a method for performing D2D communication by discovering a cellular terminal around the D2D terminal in order to reduce interference with the cellular terminal when the D2D terminal transmits data to another terminal in the cellular network.
  • FIG. 2 is a diagram conceptually illustrating an operation of discovering a cellular terminal in the vicinity of a D2D terminal according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 illustrates a case where the D2D terminal WT1 is located in the same cell as the terminals MSa, MSb, MSc, and MSd communicating with the base station using the cellular network.
  • the D2D terminal may receive the control information transmitted from the base station or access the base station of the cell to perform D2D communication.
  • Control information can be received.
  • the control information received by the D2D terminal from the base station includes information for detecting or discovering a cellular terminal transmitting and receiving data in the vicinity of the D2D terminal, and such control information is a paging signal.
  • signal or a DL control signal (DL control signal) transmitted from the base station can be transmitted to the D2D terminal.
  • the information about the discovery signal may be transmitted to the cellular terminal.
  • the discovery signal may be transmitted through a broadcasting signal.
  • the discovery signal may also be referred to as a detection signal, and the like, and for convenience of explanation, the discovery signal is collectively described as a discovery reference signal (DRS).
  • DRS discovery reference signal
  • a signal used in a cellular network may be used as a DRS in order to discover a cellular terminal.
  • a signal used in a cellular network may be used as a DRS in order to discover a cellular terminal.
  • a signal used in a cellular network may be used as a DRS in order to discover a cellular terminal.
  • an uplink sounding reference signal (SRS) or a demodulation reference signal (DMRS) transmitted by an existing cellular terminal may be used.
  • SRS uplink sounding reference signal
  • DMRS demodulation reference signal
  • the resources for each discovery may be divided into time, space, and time so that the D2D UE can distinguish between discovery of a peer D2D peer for discovery of a counterpart D2D UE and discovery of a neighboring cellular terminal in order to perform D2D communication.
  • Design can be orthogonal with code, frequency, etc.
  • the cellular terminal receiving the DRS information from the base station transmits the DRS periodically or at the request of the D2D terminal, and the D2D terminal listens to or monitors the DRS transmitted by the cellular terminal, Identify cellular terminals.
  • the base station may signal the cellular terminals to transmit the DRS.
  • the D2D user equipment that has received the information about the DRS receives the DRS transmitted by the cellular terminal within the cell, and the D2D user equipment that has received the DRS transmitted by the cellular user equipment transmits the discovery signal using the received DRS.
  • a list or table of neighboring cellular terminals is generated.
  • the D2D terminal may grasp information (for example, identification information of the cellular terminal) transmitting the DRS through the information of the received DRS, and the neighboring cellular terminal list may include each cellular terminal ID and each cellular terminal.
  • the terminal may be generated as an index for a signal sequence transmitted by the terminals.
  • the D2D UE can know the degree of interference from the neighboring cellular terminals determined by measuring the received signal power (RCVP) for the received DRS, and the DRS received from the corresponding cellular terminals in the list of the neighboring cellular terminals.
  • the intensity or degree of interference may also be included.
  • the D2D terminal that generates the neighbor list for the cellular terminal that exists around its own transmits the generated list to the base station.
  • the neighbor list may be transmitted to all the D2D terminals to the base station, and may also transmit only the D2D terminals to the base station to actually transmit and receive data through the D2D communication.
  • the D2D user equipment may periodically transmit the neighbor list to the base station, and may transmit the entire list or only the changed list to the base station whenever the cellular terminal included in the neighbor list is changed.
  • generating and transmitting the neighboring cellular terminal list to the base station as described above may have a large complexity of a detection process or a signaling overhead, so that the D2D terminal does not transmit the neighboring cellular terminal list to the base station.
  • the D2D terminal may monitor the resource band and transmit a resource having the smallest received signal strength to the base station to recommend the resource for the D2D communication.
  • the base station receiving the neighbor list from the D2D terminal in the cell may identify the cellular terminals located in the vicinity of the terminal to perform the D2D communication using the received list. Accordingly, the base station may allocate resources not used by cellular terminals in the vicinity of the D2D terminal to the D2D terminal to perform D2D communication in order to minimize interference with the cellular terminal when the D2D terminal performs the D2D communication. In addition, in consideration of the signal strength of the neighboring cellular terminal received from the D2D terminal in the list transmitted by the D2D terminal, the resource used by the cellular terminal transmitting the smallest received signal in the list is allocated to the D2D terminal. To communicate.
  • the D2D UE receives the D2D communication by identifying the existence of the neighboring cellular terminals and the degree of interference from the cellular terminal through the DRS transmitted by the cellular terminal will be described in more detail.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a method for performing D2D communication according to an embodiment of the present invention.
  • the base station transmits DRS information to the D2D terminal and the cellular terminal (S301).
  • the base station may transmit the DRS information to the D2D terminal and the cellular terminal through a broadcasting signal.
  • the DRS information refers to information about the DRS that the cellular terminal transmits to the D2D terminal around the user in order to discover the cellular terminal existing around the D2D terminal.
  • the DRS transmitted by the cellular terminal is described in detail below (2. 2.), and the information about the DRS is described in detail below (2. 3.).
  • the cellular terminal receiving the information on the DRS from the base station transmits the DRS to the surrounding D2D terminal periodically or at the request of the D2D terminal (S303), the D2D terminal monitors the DRS transmitted by the surrounding cellular terminal (S303). (S305).
  • the D2D terminal monitoring the DRS may discover neighboring cellular terminals transmitting the DRS using the received DRS, and select the best / worst case for the D2D communication (S307).
  • the D2D UE may identify the neighboring cellular terminals through identification information of the cellular terminals transmitting the DRS or the received DRS sequence through the received DRS, and measure the signal strength of the received DRS from the neighboring cellular terminals. You can determine the level of interference and choose the best or lowest case for D2D communication.
  • the D2D UE that detects the degree of interference from neighboring cellular terminals and neighboring cellular terminals through discovery, uses the information to determine the neighboring cellular that interferes the most when the D2D communication is performed. You can set up a terminal or a set of cellular terminals. The lowest case is a case where cellular terminals exceeding the maximum interference level or the maximum signal power that the RCVP for the neighboring cellular terminals identified by the D2D terminal can allow to perform the D2D communication. This may be the case.
  • the D2D terminal may set information or a list of the cellular terminal or the cellular terminal set except for the cellular terminal or the cellular terminal that has the most interference, that is, the strongest signal strength among the neighboring terminals determined through discovery. have.
  • the list may correspond to cellular terminals in which RCVP of neighboring cellular terminals determined by the D2D terminal is less than or equal to a maximum interference level or a maximum signal power.
  • the D2D UE may set a neighboring cellular terminal or a cellular terminal set that has the least interference when the D2D terminal performs the D2D communication with information obtained through discovery. That is, the D2D terminal may set a cellular terminal or a cellular terminal set having the smallest signal strength. Such a best case may correspond to cellular terminals whose RCVPs for neighboring cellular terminals determined by the D2D UE are smaller than a preset minimum interference level or minimum signal power.
  • the D2D UE may include information on a threshold for performing D2D (for example, Signal to Interference plus Noise Ratio (SINR) or interference level) and neighboring cellular terminals transmitted by the D2D UE to the base station.
  • a threshold for performing D2D for example, Signal to Interference plus Noise Ratio (SINR) or interference level
  • SINR Signal to Interference plus Noise Ratio
  • Information on the number of highest or lowest cases may be received from the base station through higher layer signaling, and may be received through information on the DRS transmitted from the base station.
  • the D2D terminal is the remaining cellular terminal (or cellular terminal set) or the least, except for the neighboring cellular terminal (or cellular terminal set) that causes the most interference or the neighboring cellular terminal (or cellular terminal set) that causes the most interference.
  • Information on the neighboring cellular terminal (or cellular terminal set) that interferes is transmitted to the base station (S309).
  • the information transmitted by the D2D terminal to the base station includes an identifier (eg, STID (Station Identifier), Cell Radio Network Temporary Identifier (C-RNTI), and virtual identifier) of cellular terminals present in the vicinity of the D2D terminal. Identifier or discovery identifier, etc.), received signal strength, interference level, resource index, and the like.
  • the D2D terminal may transmit the above information to the base station through the terminal specific control channel or data channel.
  • the uplink control channel may be used.
  • the information about the neighboring cellular terminal transmitted by the D2D terminal to the base station may be difficult to transmit at a time through a dedicated uplink control channel.
  • a length of information transmitted by a terminal through a physical uplink control channel (PUCCH), which is an uplink control channel is up to 20 bits, but is an identifier of a cellular terminal found by a D2D terminal.
  • PUCCH physical uplink control channel
  • the D2D user equipment may transmit the previously identified information several times through the uplink control channel.
  • the D2D UE may divide information of a cellular terminal or information of a resource used by the cellular terminal in a plurality of times through the control channel in order from among the above-recognized information having the smallest signal strength or the least influence of interference.
  • the information of the cellular terminal or the resource used by the cellular terminal which has the greatest signal strength or the influence of interference among itself is sequentially divided into several times through the control channel. You can also send over.
  • some of the grasped information may be selected and transmitted. For example, one or a set of cellular terminal information and resource information having the smallest signal strength may be transmitted.
  • the D2D terminal may acquire information about the neighboring cellular terminals obtained through discovery (a peripheral cellular terminal list or table). ) May be transmitted through an uplink data channel (eg, a physical uplink shared channel (PUSCH) allocated from a base station.) At this time, the D2D user equipment transmits a discovery result to the base station through an uplink data channel.
  • discovery e.g, a peripheral cellular terminal list or table.
  • the base station determines that the discovery result will be transmitted through the uplink data channel through the indication information in the uplink control channel, and transmits the information through the uplink data channel. Receive a list of cellular terminals present in the vicinity of the corresponding D2D terminal Can be.
  • control information for D2D communication or information on neighboring cellular terminals may be transmitted and sent or dropped in the next period. That is, the control information for the D2D or the information about the neighboring cellular terminals may have the lowest priority in uplink transmission.
  • a channel coding method applied to the corresponding information follows a method applied when an existing CQI is transmitted to a PUCCH or PUSCH.
  • the existing ACK / NACK and RI may follow a method applied when transmitted on the PUCCH or PUSCH.
  • the base station Upon receiving the cellular terminal list from the D2D terminal, the base station allocates a resource for performing D2D communication to the corresponding D2D terminal (S311).
  • the base station when receiving the information on the cellular terminal (or cellular terminal set) that interferes the most from the base station D2D terminal, the base station is used by the cellular terminal (or cellular terminal set) to the D2D terminal included in the list Allocates other resources except for resources to the D2D terminal.
  • the base station receives information about the cellular terminal (or cellular terminal set) except for the most interference cellular terminal (or cellular terminal set) from the D2D terminal, or the peripheral cellular terminal (or cellular terminal set) having the least interference.
  • the base station allocates resources allocated to the cellular terminal (or cellular terminal set) included in the list to the D2D terminal.
  • the base station transmits information on the resource allocated to perform the D2D communication to the corresponding D2D terminal (S313).
  • the base station may transmit all the information on the resources allocated to perform the D2D communication to the D2D pair (pair).
  • the resource information for the D2D communication operation may be used as scheduling information for the base station to allocate resources to the cellular terminal in the cell. That is, the base station can reduce the influence of the interference between each other by allocating resources used by the D2D terminal to the cellular terminal with less interference.
  • cellular terminals in the vicinity of the D2D terminal may be allocated resources for data transmission from the base station at regular intervals, and eventually the resources used by the cellular terminal may change at regular intervals. Therefore, the resources available to the D2D UE may change without interference, so the update of the information grasped by the D2D UE should be performed. Such an update may be performed according to the scheduling time of the cellular terminal. That is, steps S307 to S313 may be repeated according to the scheduling timing of the cellular terminal.
  • the D2D (Tx D2D) UE transmits the D2D to the receiving D2D (Rx D2D) UE before performing data transmission through the allocated resource through the above-mentioned method.
  • the Rx D2D UE that transmits the request signal and receives the D2D transmission request signal may determine a channel and a channel state between the two terminals through the received signal. Thereafter, the channel information determined through the received signal is transmitted to the Tx D2D terminal through the response signal, and the data transmission terminal (Tx D2D) transmits a power control, a transmission method (eg, modulation, coding) necessary for performing D2D communication. (coding, MIMO, etc.) may be determined to perform D2D communication.
  • a transmission method eg, modulation, coding
  • the Rx D2D UE may request a retransmission of the D2D transmission request signal by transmitting a NACK signal.
  • the ACK / NACK signal for the D2D transmission request signal may be transmitted by setting a separate format to distinguish the terminal from the ACK / NACK signal for informing whether the base station receives data communication with the base station.
  • the terminal does not transmit or receive data other than the control information for the D2D with the base station, since there is no confusion with the ACK / NACK signal for cellular data, it may be transmitted in the same format as the existing ACK / NACK signal.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a method for performing D2D communication according to an embodiment of the present invention.
  • the base station transmits DRS information to the D2D terminal and the cellular terminal (S401).
  • the base station may transmit the DRS information to the D2D terminal and the cellular terminal through a broadcasting signal.
  • the DRS transmitted by the cellular terminal is described in detail below (2. 2.), and the information about the DRS is described in detail below (2. 3.).
  • the DRS information refers to information about the DRS that the cellular terminal transmits to the D2D terminal around the user in order to discover the cellular terminal existing around the D2D terminal.
  • the cellular terminal receiving the information on the DRS from the base station transmits the DRS to the surrounding D2D terminal periodically or at the request of the D2D terminal (S403), the D2D terminal monitors the DRS transmitted by the surrounding cellular terminal (S403). (S405).
  • the D2D terminal monitoring the DRS may discover neighboring cellular terminals transmitting the DRS using the received DRS, detect a resource for performing D2D communication (S407), and use the detected resource information.
  • D2D communication is performed (S409). That is, the D2D UE monitors the resource band by using cognitive radio, and the D2D UE monitors the resource band and transmits the neighboring cellular terminals to transmit the resource band.
  • a DRS may be received, a resource having the smallest strength of the received DRS signal may be selected, and D2D communication may be performed using the selected resource.
  • the transmitting D2D (Tx D2D) terminal that has selected a resource for performing D2D communication through the above-described method transmits a D2D transmission request signal to a receiving D2D (Rx D2D) terminal before performing data transmission through the selected resource, and requests a D2D transmission.
  • the Rx D2D terminal receiving the signal may determine a channel and a channel state between the two terminals through the received signal. Thereafter, the channel information determined through the received signal is transmitted to the Tx D2D terminal through the response signal, and the data transmission terminal (Tx D2D) transmits a power control, a transmission method (eg, modulation, coding) necessary for performing D2D communication. (coding, MIMO, etc.) may be determined to perform D2D communication.
  • a transmission method eg, modulation, coding
  • the Rx D2D UE may request a retransmission of the D2D transmission request signal by transmitting a NACK signal.
  • the ACK / NACK signal for the D2D transmission request signal may be transmitted by setting a separate format to distinguish the terminal from the ACK / NACK signal for informing whether the base station receives data communication with the base station.
  • the terminal does not transmit or receive data other than the control information for the D2D with the base station, since there is no confusion with the ACK / NACK signal for cellular data, it may be transmitted in the same format as the existing ACK / NACK signal.
  • the D2D terminal transmits information on a resource used for D2D communication to the base station (S411).
  • the D2D terminal may transmit information on resources used for D2D communication to the base station through a terminal specific control channel or data channel.
  • the D2D user equipment may indicate to the base station to transmit the information through the uplink data channel through the uplink control channel.
  • an example of an uplink control channel may be a PUCCH
  • an example of an uplink data channel may be a PUSCH.
  • CSI channel state information
  • a channel coding method applied to the information may follow a method applied when an existing CQI is transmitted to PUCCH or PUSCH.
  • the method may be applied when the existing ACK / NACK and RI are transmitted on the PUCCH or the PUSCH.
  • the base station that receives the information on the resources used by the D2D terminal for D2D communication from the D2D terminal determines whether to limit the resource usage of the D2D terminal (S413).
  • the base station receiving the resource information for the D2D communication from the D2D terminal may limit the resource usage of the D2D terminal in consideration of the interference degree or SINR fed back by the cellular terminal using the same resource as the corresponding D2D terminal. That is, when a terminal using the same resource receives a lot of interference above a certain threshold due to D2D communication, the base station transmits a discovery request signal for a new resource to the D2D terminal or stops using the resource that is being used. You can send a signal.
  • the D2D terminal Upon receiving the discovery request signal or the stop signal for a new resource from the base station, the D2D terminal monitors the resource band again to detect and use another resource region having a minimum reception strength, or to detect the resource in step S407. Among them, a resource having the next or second smallest reception strength may be used and an indication may be informed to the base station.
  • information on the resources used for D2D communication may be transmitted to the base station before performing the D2D communication. That is, the resource having the smallest strength of the received DRS signal may be identified and information on the identified resource may be first transmitted to the base station before the D2D communication is performed using the identified resource.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a method for performing D2D communication according to an embodiment of the present invention.
  • steps S501 to S507 of FIG. 5 are the same as the steps S401 to S407 of FIG. 4, description thereof is omitted.
  • the D2D terminal that detects a resource for performing D2D communication transmits information on a resource to be used for D2D communication to the base station (S509).
  • the D2D UE may transmit information on resources to be used for D2D communication to the base station through a UE specific control channel or data channel.
  • the D2D user equipment may indicate to the base station to transmit the information through the uplink data channel through the uplink control channel.
  • an uplink control channel may be a PUCCH
  • an example of an uplink data channel may be a PUSCH.
  • the D2D user equipment transmits information on a resource to be used for D2D communication to the base station through PUSCH or PUCCH, other channel state information (CSI) for linking with the base station (for example, ACK / NACK, RI, CQI) Or a PMI), information about a resource to be used for D2D communication may be transmitted or dropped in the next period due to a delay in transmission. That is, information on resources to be used for D2D communication may have the lowest priority in uplink transmission.
  • CSI channel state information
  • a channel coding method applied to the information may follow a method applied when an existing CQI is transmitted to the PUCCH or PUSCH.
  • the conventional ACK / NACK and RI may follow a method applied when transmitted on the PUCCH or PUSCH.
  • the base station that receives the information on the resource that the D2D terminal intends to use for D2D communication from the D2D terminal determines whether to allow resource use of the D2D terminal (S511).
  • the base station When the base station that has received the resource information for the D2D communication from the D2D terminal does not receive much interference above a certain threshold due to the D2D communication, the base station transmits a resource use permission signal to the terminal. (S513). That is, the base station may transmit a resource use permission signal when allocating a resource identified by the D2D terminal to the corresponding D2D terminal.
  • the resource usage of the D2D UE may be limited in consideration of the degree of interference or SINR fed back by the cellular terminal using the same resource as the corresponding D2D UE. That is, when a terminal using the same resource receives a lot of interference above a certain threshold due to D2D communication, the base station may allocate a new resource to the D2D terminal. In this case, the base station may transmit information on the newly allocated resource to the D2D terminal.
  • the base station transmits or uses a discovery request signal for a new resource to the D2D terminal.
  • a usage restriction signal for may be transmitted.
  • the D2D terminal monitors the resource band again to detect and use another resource region having the minimum reception strength, or to detect the resource in step S507. Among them, a resource having the next or second smallest reception strength may be used and an indication may be informed to the base station.
  • the D2D terminal receiving the resource allocation information or the resource use permission signal from the base station performs the D2D communication (S515). That is, when the resource allocation information is received from the base station, the D2D terminal may perform D2D communication by using the resources allocated through the resource allocation information, and when the usage permission signal for the resource identified by the D2D terminal is received from the base station. The D2D terminal may perform D2D communication using the corresponding resource.
  • the resource information for the D2D communication operation measured by the D2D terminal may be used as scheduling information for the base station to allocate resources to the cellular terminal in the cell. That is, the base station can reduce the influence of the interference between each other by allocating resources used by the D2D terminal to the cellular terminal with less interference.
  • cellular terminals in the vicinity of the D2D terminal may be allocated resources for data transmission from the base station at regular intervals, and eventually the resources used by the cellular terminal may change at regular intervals. Therefore, the resources available to the D2D UE may change without interference, so the update of the information grasped by the D2D UE should be performed.
  • Such an update may be performed according to the scheduling time of the cellular terminal. That is, steps S407 to S413 in FIG. 4 or steps S504 to S515 in FIG. 5 may be repeated according to the scheduling timing of the cellular terminal.
  • DRS Discovery Reference Signal
  • the DRS which is a signal transmitted by the cellular terminal to discover the cellular terminal in which the D2D terminal is located, may use the existing SRS but may use a separate signal other than the SRS.
  • the cellular terminal may transmit the DRS using the symbol of the uplink resource allocated from the base station.
  • the number of symbols allocated for DRS transmission is not limited, and the number of transmission symbols of the DRS may be received through a broadcast signal from a base station.
  • one symbol may be used in order to use the same area as the area in which the SRS is transmitted.
  • the cellular terminal can periodically transmit the DRS through the symbols allocated for the DRS, the transmission period of the DRS may be received through a broadcast signal from the base station.
  • the cellular terminal uses a subframe in which the SRS is transmitted to transmit the DRS, but does not simultaneously transmit the DRS and the SRS using the same symbol.
  • the cellular terminal transmits the DRS through the same subframe as the subframe in which the SRS is transmitted
  • the position of the symbol where the DRS is transmitted may be determined in advance, and the terminal and the base station may be known to each other, and the base station may transmit the terminal through a broadcast signal. You can also let them know.
  • the DRS may be transmitted through a symbol located immediately before or directly after transmitting the SRS.
  • the cellular terminal may periodically transmit the DRS through a symbol allocated for the DRS.
  • the transmission period of the DRS is not limited, but as an example, the base station may be transmitted in the same period through the same subframe in consideration of the timing of updating the scheduling information for the cellular terminal using the SRS transmitted by the cellular terminal.
  • the cellular terminal transmits data with the base station using the remaining symbols except for the symbols for transmitting the DRS.
  • the cellular terminal may use a subframe in which the SRS is not transmitted to transmit the DRS.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a frame structure for DRS transmission according to an embodiment of the present invention.
  • a symbol used by a cellular terminal for DRS transmission is transmitted by using a symbol of the same location in a subframe in which the SRS is not transmitted but is not duplicated with a symbol including an SRS transmitted by the cellular terminal to the base station.
  • the cellular terminal can transmit the DRS using the last symbol in the subframe in which the SRS is not transmitted.
  • interference may occur when another terminal sends an SRS to a base station. Therefore, it is advantageous to design the allocation of the DRS symbol so that it does not interfere with all SRS symbols in the system. Do.
  • the cellular terminal may periodically transmit the DRS through a symbol allocated for the DRS.
  • the transmission period of the DRS is not limited, but as an example, the SRS is transmitted using the same period as the SRS in consideration of the time point when the base station updates scheduling information for the cellular terminal using the SRS transmitted by the cellular terminal. Can be transmitted through the next subframe.
  • the cellular terminal transmits data with the base station using the remaining symbols except for the symbols for transmitting the DRS.
  • the cellular terminal does not transmit the DRS together with the data, thereby allowing the D2D terminal to identify identification information about the cellular terminal through the DRS. identification) and information about channels between terminals.
  • the DRS may include an identifier of the cellular terminal or may be used when transmitting the DRS by receiving a different sequence from the base station while the cellular terminal accesses the base station.
  • the D2D terminal receives the DRS transmitted through the DRS symbol and lists up the indexes of the sequence of the corresponding DRS.
  • the base station can determine the cellular terminal to which the index of the sequence is allocated, and can also grasp information on the resources used by the cellular terminal.
  • the D2D terminal uses the SRS transmitted by the cellular terminal to the base station as a DRS transmitted by the cellular terminal to discover a cellular terminal in the vicinity, the D2D terminal is an identifier and terminal for the cellular terminals in the cell from the base station.
  • Information on a specific SRS may be transmitted from a base station.
  • any other terminal can decode the data transmission of the cellular terminals, which may cause a problem in data security.
  • the SRS is performed through power control between the base station and each cellular terminal, a problem may occur in that a D2D terminal that does not know the power control information may lose reliability of the received signal strength measured by monitoring the SRS. .
  • the DRS is configured by using a virtual identifier or discovery identifier assigned by the base station for discovery without using STID or C-RNTI assigned to the cellular terminal.
  • the security of data transmitted by the terminals can be increased.
  • the base station transmits power control information about the DRS transmitted by the cellular terminal to the D2D terminal, so that the influence of interference by the surrounding cellular terminals can be accurately determined through the DRS signal strength transmitted from the cellular terminal.
  • the D2D UE may receive information for performing discovery of a cellular terminal present in the vicinity through a paging signal or a DL control channel of the base station.
  • the D2D terminal in the cellular network may receive information for discovering the cellular terminal through a paging signal transmitted by the base station.
  • the information transmitted by the base station through the paging signal is as follows.
  • the D2D terminal may receive the DRS transmitted by the cellular terminals, identify a cellular terminal located in the vicinity thereof, and generate a neighbor list. Subsequently, the D2D terminal may transmit the neighbor list (including STID, sequence index, RCVP, etc.) for the neighboring cellular terminal to the base station through the discovery together with information such as a D2D indicator and a D2D terminal identifier.
  • the base station receiving the above-described information from the D2D terminal selects a resource that minimizes interference with the existing cellular terminal in consideration of resources used by the cellular terminals included in the list, received signal strength, and the like, and provides information on the selected resource to the D2D terminal. Send to.
  • the resource allocation (RA) selected by the base station for D2D communication may be transmitted to each D2D terminal pair through a unicast signal.
  • the D2D user equipment may indicate that the D2D user equipment is in the process of accessing and registering the base station in the same manner as the cellular terminal. Or it may indicate that the D2D terminal in the process after registration.
  • the base station can determine the existence of the D2D terminal in the cell by the instruction of the D2D terminal during the access process, the D2D terminal is a downlink control signal (for example, preamble, broadcast channel (BCH) from the base station) And a physical downlink control channel (PDCCH).
  • BCH broadcast channel
  • PDCCH physical downlink control channel
  • the base station having identified the presence of the D2D terminal, broadcasts the information about the DRS to all the terminals in the cell through the downlink control signal for sharing of the D2D terminal. For example, the base station transmits information on frame information, sequence information (set, length), transmission period, and transmission power (Tx power) for neighboring discovery to the UEs in the cell and the D2D UE through the BCH or PDCCH. I can tell you.
  • the cellular terminal receiving the DRS information through the downlink control signal transmits the DRS in a predetermined symbol
  • the D2D terminal monitors the DRS transmission area identified through the DRS information and receives the DRS transmitted by the cellular terminal. do.
  • the D2D terminal identifies the cellular terminal in the vicinity of the D2D terminal based on the received DRS and generates a list or table for the neighboring cellular terminals.
  • the D2D UE that identifies cellular terminals in the vicinity of the D2D UE itself transmits the generated list to the base station through an uplink channel allocated from the base station (eg, a physical uplink control channel (PUCCH)).
  • PUCCH physical uplink control channel
  • the base station receiving the list from the D2D user equipment receives the resource with the least interference when the corresponding D2D user equipment performs the D2D communication, that is, the resources that are not used by neighboring cellular terminals or have the least influence on the communication with each other. Assign it.
  • FIG. 7 illustrates a block diagram of a wireless communication device according to an embodiment of the present invention.
  • the wireless communication system includes a base station 70 and a plurality of terminals 80 located in an area of the base station 70.
  • the terminal 80 may be a D2D terminal or a cellular terminal.
  • the base station 70 includes a processor 71, a memory 72, and a radio frequency unit 73.
  • the processor 71 implements the proposed functions, processes and / or methods. Layers of the air interface protocol may be implemented by the processor 71.
  • the memory 72 is connected to the processor 71 and stores various information for driving the processor 71.
  • the RF unit 73 is connected to the processor 71 and transmits and / or receives a radio signal.
  • the terminal 80 includes a processor 81, a memory 82, and an RF unit 83.
  • Processor 81 implements the proposed functions, processes, and / or methods. Layers of the air interface protocol may be implemented by the processor 81.
  • the memory 82 is connected to the processor 81 and stores various information for driving the processor 81.
  • the RF unit 83 is connected to the processor 81 to transmit and / or receive a radio signal.
  • the memories 72 and 82 may be internal or external to the processors 71 and 81 and may be connected to the processors 71 and 81 by various well-known means.
  • the base station 70 and / or the terminal 80 may have a single antenna or multiple antennas.
  • each component or feature is to be considered optional unless stated otherwise.
  • Each component or feature may be embodied in a form that is not combined with other components or features. It is also possible to combine some of the components and / or features to form an embodiment of the invention.
  • the order of the operations described in the embodiments of the present invention may be changed. Some components or features of one embodiment may be included in another embodiment or may be replaced with corresponding components or features of another embodiment. It is obvious that the claims may be combined to form an embodiment by combining claims that do not have an explicit citation relationship in the claims or as new claims by post-application correction.
  • Embodiments according to the present invention may be implemented by various means, for example, hardware, firmware, software, or a combination thereof.
  • an embodiment of the present invention may include one or more application specific integrated circuits (ASICs), digital signal processors (DSPs), digital signal processing devices (DSPDs), programmable logic devices (PLDs), FPGAs ( field programmable gate arrays), processors, controllers, microcontrollers, microprocessors, and the like.
  • ASICs application specific integrated circuits
  • DSPs digital signal processors
  • DSPDs digital signal processing devices
  • PLDs programmable logic devices
  • FPGAs field programmable gate arrays
  • processors controllers, microcontrollers, microprocessors, and the like.
  • an embodiment of the present invention may be implemented in the form of a module, procedure, function, etc. that performs the functions or operations described above.
  • the software code may be stored in memory and driven by the processor.
  • the memory may be located inside or outside the processor, and may exchange data with the processor by various known means.
  • the data transmission / reception scheme in the wireless access system of the present invention may be applied to, for example, a 3GPP LTE / LTE-A system or an IEEE 802 system, and may be applied to various wireless access systems.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Computer Security & Cryptography (AREA)
  • Databases & Information Systems (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

본 발명에서는 단말 간 통신(device-to-device communication)을 지원하는 무선 접속 시스템에서 단말 간 통신을 수행하는 방법 및 이를 위한 장치가 개시된다. 구체적으로, 기지국으로부터 셀룰러 네트워크를 이용하여 통신을 수행하는 단말이 전송하는 발견 참조 신호(DRS: Discovery Reference Signal)에 대한 정보를 수신하는 단계, 하나 이상의 주변의 단말로부터 전송되는 DRS를 모니터링하는 단계, 하나 이상의 주변 단말로부터 수신한 DRS를 이용하여 하나 이상의 주변 단말에 대한 리스트를 생성하는 단계, 생성한 하나 이상의 주변 단말에 대한 리스트를 기지국에 전송하는 단계, 기지국으로부터 단말 간 통신을 위하여 할당된 자원에 대한 정보를 수신하는 단계 및 할당된 자원을 이용하여 타 단말과 단말 간 통신을 수행하는 단계를 포함한다.

Description

무선 접속 시스템에서 단말 간 통신 수행 방법 및 이를 위한 장치
본 발명은 무선 접속 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게 단말 간 통신(D2D: Device-to-Device communication)을 지원하는 무선 접속 시스템에서 단말 간 통신을 수행하는 방법 및 이를 지원하는 장치에 관한 것이다.
셀룰러 통신(Cellular communication)에서 셀 내에 존재하는 단말은 통신을 수행하기 위하여 기지국에 접속하여 기지국으로부터 데이터를 주고 받기 위한 제어 정보를 수신한 다음에 기지국과 데이터를 송수신한다. 즉, 단말은 기지국을 통해서 데이터를 송수신하기 때문에 다른 셀룰러 단말에게 데이터를 전송하기 위해서는 자신의 데이터를 기지국에 전송하고 이를 수신한 기지국은 수신한 데이터를 다른 단말에게 전송하여 준다. 이렇게 한 단말이 다른 단말에게 데이터를 전송하려면 기지국을 통해서만 데이터를 전송할 수 있기 때문에 기지국은 데이터 송수신을 위한 채널 및 자원(resource)에 대한 스케줄링(scheduling)을 수행하며 채널 및 자원 스케줄링 정보를 각 단말에게 전송한다. 이와 같이 기지국을 통하여 단말 간 통신을 수행하려면 각 단말은 기지국으로부터 데이터를 송수신하기 위한 채널 및 자원 할당이 필요하지만 장치 간 통신은 단말이 기지국이나 중계기를 통하지 않고 데이터를 전송하기 원하는 단말에게 직접 신호를 송수신하는 구조를 가지고 있다. 이와 같이, 셀룰러 네트워크에서 단말 간 직접 통신을 수행하는 경우, 기존의 셀룰러 단말과 채널 및 자원 할당 충돌을 피하기 위한 방법이 필요하다.
본 발명의 목적은 무선 접속 시스템에서 원활하게 단말 간 통신을 수행하기 위한 방법 및 이를 지원하는 장치를 제안한다.
또한, 본 발명의 목적은 셀룰러 네트워크를 이용하여 통신을 하는 단말과 간섭을 일으키지 않고 단말 간 통신을 수행하기 위한 방법 및 이를 지원하는 장치를 제안한다.
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 일 양상은, 단말 간 통신(device-to-device communication)을 지원하는 무선 접속 시스템에서 단말 간 통신을 수행하는 방법에 있어서, 기지국으로부터 셀룰러 네트워크를 이용하여 통신을 수행하는 단말이 전송하는 발견 참조 신호(DRS: Discovery Reference Signal)에 대한 정보를 수신하는 단계, 하나 이상의 주변의 단말로부터 전송되는 DRS를 모니터링하는 단계, 하나 이상의 주변 단말로부터 수신한 DRS를 이용하여 하나 이상의 주변 단말에 대한 리스트를 생성하는 단계, 생성한 하나 이상의 주변 단말에 대한 리스트를 기지국에 전송하는 단계, 기지국으로부터 단말 간 통신을 위하여 할당된 자원에 대한 정보를 수신하는 단계 및 할당된 자원을 이용하여 타 단말과 단말 간 통신을 수행하는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 양상은, 단말 간 통신을 지원하는 무선 접속 시스템에서 단말 간 통신을 수행하는 단말에 있어서, 무선 신호를 송수신하기 위한 RF(Radio Frequency) 유닛 및 기지국으로부터 셀룰러 네트워크를 이용하여 통신을 수행하는 단말이 전송하는 DRS에 대한 정보를 수신하고, 하나 이상의 주변의 단말로부터 전송되는 DRS를 모니터링하며, 하나 이상의 주변 단말로부터 수신한 DRS를 이용하여 하나 이상의 주변 단말에 대한 리스트를 생성하여, 생성한 하나 이상의 주변 단말에 대한 리스트를 기지국에 전송하고, 기지국으로부터 단말 간 통신을 위하여 할당된 자원에 대한 정보를 수신하여, 할당된 자원을 이용하여 타 단말과 단말 간 통신을 수행하는 프로세서를 포함한다.
바람직하게, 하나 이상의 주변 단말로부터 수신한 DRS에 대한 수신 신호 세기를 이용하여 임계치 이상의 수신 신호 세기를 가지는 하나 이상의 단말 또는 임계치 이하의 수신 신호 세기를 가지는 하나 이상의 단말에 대한 리스트를 생성한다.
바람직하게, 하나 이상의 주변 단말에 대한 리스트는 하나 이상의 주변 단말의 식별자, 하나 이상의 주변 단말로부터 수신한 DRS의 시퀀스에 대한 인덱스, 하나 이상의 주변 단말로부터 수신한 DRS에 대한 수신 신호 세기 중 적어도 어느 하나를 포함한다.
바람직하게, DRS에 대한 정보는 페이징 신호(paging signal) 또는 하향링크 제어 신호를 통해 전송된다.
바람직하게, DRS에 대한 정보는 DRS 전송 주기, DRS 전송 길이, DRS 전송 시작 지점 중 적어도 어느 하나를 포함한다.
바람직하게, DRS는 SRS(Sounding Reference Signal)가 전송되는 심볼 바로 앞 또는 바로 뒤에 위치한 심볼을 통해 전송된다.
바람직하게, DRS는 SRS이다.
또한, 본 발명의 일 양상은, 단말 간 통신을 지원하는 무선 접속 시스템에서 단말 간 통신을 수행하는 방법에 있어서, 기지국으로부터 셀룰러 네트워크를 이용하여 통신을 수행하는 단말이 전송하는 DRS에 대한 정보를 수신하는 단계, 하나 이상의 주변의 단말로부터 전송되는 DRS를 모니터링하는 단계, 하나 이상의 주변 단말로부터 수신한 DRS 중에서 신호의 세기가 가장 작은 자원을 선택하는 단계 및 선택한 자원을 이용하여 타 단말과 단말 간 통신을 수행하는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 양상은, 단말 간 통신을 지원하는 무선 접속 시스템에서 단말 간 통신을 수행하는 단말에 있어서, 무선 신호를 송수신하기 위한 RF(Radio Frequency) 유닛 및 기지국으로부터 셀룰러 네트워크를 이용하여 통신을 수행하는 단말이 전송하는 DRS에 대한 정보를 수신하고, 하나 이상의 주변의 단말로부터 전송되는 DRS를 모니터링하며, 하나 이상의 주변 단말로부터 수신한 DRS 중에서 신호의 세기가 가장 작은 자원을 선택하여, 선택한 자원을 이용하여 타 단말과 단말 간 통신을 수행하는 프로세서를 포함한다.
바람직하게, 기지국으로부터 선택한 자원의 사용을 제한하는 발견 요청 신호를 수신하는 경우, 하나 이상의 주변 단말로부터 수신한 DRS 중에서 신호의 세기가 두 번째로 작은 자원을 선택한다.
바람직하게, 기지국에 선택한 자원에 대한 정보를 기지국에 전송하고, 기지국으로부터 선택한 자원의 사용을 허용하는 신호를 수신한다.
바람직하게, DRS에 대한 정보는 페이징 신호(paging signal) 또는 하향링크 제어 신호를 통해 전송된다.
바람직하게, DRS에 대한 정보는 DRS 전송 주기, DRS 전송 길이, DRS 전송 시작 지점 중 적어도 어느 하나를 포함한다.
바람직하게, DRS는 SRS가 전송되는 심볼 바로 앞 또는 바로 뒤에 위치한 심볼을 통해 전송된다.
바람직하게, DRS는 SRS이다.
본 발명의 실시예에 따르면, 무선 접속 시스템에서 단말 간 통신을 수행하기 위한 방법을 제공함으로써 효율적인 통신 환경을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 단말 간 통신 시 주변의 셀룰러 단말을 발견(discovery)함으로써 주변 셀룰러 단말과의 자원의 충돌로 인한 간섭을 일으키지 않고 단말 간 통신을 수행할 수 있다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는, 첨부 도면은 본 발명에 대한 실시예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 특징을 설명한다.
도 1은 셀룰러 네트워크 내에서 D2D 통신으로 인하여 간섭이 발생되는 예를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 D2D 단말이 주변의 셀룰러 단말을 발견하는 동작을 개념적으로 예시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 D2D 통신 수행 방법을 예시하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 D2D 통신 수행 방법을 예시하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 D2D 통신 수행 방법을 예시하는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 DRS 전송을 위한 프레임 구조를 예시하는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 무선 통신 장치의 블록 구성도를 예시한다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다. 이하의 상세한 설명은 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해서 구체적 세부사항을 포함한다. 그러나, 당업자는 본 발명이 이러한 구체적 세부사항 없이도 실시될 수 있음을 안다.
몇몇 경우, 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시될 수 있다.
본 명세서에서 본 발명의 실시예들을 기지국과 단말 간의 데이터 송신 및 수신의 관계를 중심으로 설명한다. 여기서, 기지국은 단말과 직접적으로 통신을 수행하는 네트워크의 종단 노드(terminal node)로서의 의미를 갖는다. 본 문서에서 기지국에 의해 수행되는 것으로 설명된 특정 동작은 경우에 따라서는 기지국의 상위 노드(upper node)에 의해 수행될 수도 있다. 즉, 기지국을 포함하는 다수의 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. '기지국(BS: Base Station)'은 고정국(fixed station), Node B, eNode B(eNB), 액세스 포인트(AP: Access Point) 등의 용어에 의해 대체될 수 있다. 중계기는 Relay Node(RN), Relay Station(RS) 등의 용어에 의해 대체될 수 있다. 또한, '단말(Terminal)'은 UE(User Equipment), MS(Mobile Station), MSS(Mobile Subscriber Station), SS(Subscriber Station), AMS(Advanced Mobile Station), WT(Wireless terminal), MTC(Machine-Type Communication) 장치, M2M(Machine-to-Machine) 장치, D2D 장치(Device-to-Device) 장치 등의 용어로 대체될 수 있다.
이하의 설명에서 사용되는 특정 용어들은 본 발명의 이해를 돕기 위해서 제공된 것이며, 이러한 특정 용어의 사용은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경될 수 있다.
본 발명의 실시예들은 무선 접속 시스템들인 IEEE 802 시스템, 3GPP 시스템, 3GPP LTE 및 LTE-A(LTE-Advanced)시스템 및 3GPP2 시스템 중 적어도 하나에 개시된 표준 문서들에 의해 뒷받침될 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예들 중 본 발명의 기술적 사상을 명확히 드러내기 위해 설명하지 않은 단계들 또는 부분들은 상기 문서들에 의해 뒷받침될 수 있다. 또한, 본 문서에서 개시하고 있는 모든 용어들은 상기 표준 문서에 의해 설명될 수 있다.
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 이용될 수 있다. CDMA는 UTRA(Universal Terrestrial Radio Access)나 CDMA2000과 같은 무선 기술(radio technology)로 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 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802-20, E-UTRA(Evolved UTRA) 등과 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. UTRA는 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)의 일부이다. 3GPP(3rd Generation Partnership Project) LTE(long term evolution)은 E-UTRA를 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, 3GPP LTE/LTE-A를 위주로 기술하지만 본 발명의 기술적 특징이 이에 제한되는 것은 아니다.
1. 단말 간 통신(D2D: Device-to-Device communication) 일반
본 발명에서 단말 간 직접 통신이란, 둘 이상의 단말 간 채널 상태가 좋거나, 단말들이 인접해 있는 경우 등의 상황에서, 기지국을 거치지 않고, 단말 간에 직접 통신을 수행하는 방법을 말한다. 이때, 각 단말은 데이터는 직접 통신을 통해 교환하나, 본 발명에 연관된 단말 간 통신은 단말 간 통신을 위한 소정 제어 정보가 기지국에 의해 제공된다는 점에서, 기지국의 관여 없이 단말 간에 데이터가 교환되는 블루투스 통신, 적외선 통신 등과 다르다.
한편, 클라이언트 협력 통신의 경우에는, 다른 단말의 통신을 도와주는 단말 B는, 단말 A가 기지국으로 데이터를 전송하고자 하는 데이터를 수신하여 기지국에 전송하거나, 기지국이 단말 A에 전송하고자 하는 데이터를 수신하여 단말 A에 전송한다. 이때, 시스템 대역폭 내에서 단말들간의 단방향 혹은 쌍방향 통신이 이루어지게 된다. 따라서, 클라이언트 협력 통신을 단말 간 통신의 일 예로 볼 수 있다. 클라이언트 협력 통신은 단말들 간의 협력을 통한 상향링크 전송에 적용될 수 있으며, 기지국과 단말 간의 협력 또는 기지국들간의 협력 또는 DAS (distributed antennas system)의 안테나들 간의 협력을 통한 하향링크 전송에도 적용될 수 있다.
상술한 바와 같이 단말 A는 일반적으로 단말 B를 통해 기지국과 데이터 및/또는 제어 정보를 교환하게 되나, 상황에 따라 기지국과 데이터 및/또는 제어 정보를 직접 교환할 수도 있다. 즉, 기지국과의 채널 상황과 단말 B와의 채널 상황을 고려하여 단말 A는 기지국과 직접 데이터를 교환하는 것도 가능하다. 이때, 단말 A가 기지국과 직접 교환하는 데이터 및/또는 제어 정보는 단말 B를 통해 기지국과 교환하는 데이터 및/또는 제어 정보와 동일할 수도 있고, 서로 다를 수도 있다.
무선 통신 시스템은 직접 통신 및 클라이언트 협력 통신을 동시에 지원할 수도 있고, 혹은 둘 중 하나만을 지원할 수도 있다. 무선 통신 시스템이 직접 통신 및 클라이언트 협력 통신을 동시에 지원하는 경우, 직접 통신과 클라이언트 협력 통신을 요청하는 메시지는 서로 다를 수도 있고 같을 수도 있다.
이와 같은 단말 간 직접 통신 또는 클라이언트 협력 통신은 단말-대-단말 통신(D2D communication/M2M(MS-to-MS) communication) 또는 피어 투 피어 통신 (P2P(Peer-to-Peer) communication) 등과 같은 용어와 혼용되어 사용될 수 있다. 이하 설명의 편의를 위해 'D2D 통신'으로 통칭하여 본 발명의 실시예들을 설명한다. 또한, 본 명세서에서 'D2D 단말'은 D2D 통신을 지원하는 단말을 지칭하고, 셀룰러 네트워크를 이용하여 기지국과 통신을 수행하는 단말을 '셀룰러 단말'이라고 지칭한다.
2. D2D 통신 수행 방법
D2D 통신을 수행하는 단말은 D2D 통신을 통하여 데이터를 다른 단말에게 전송하기 전에 데이터를 송수신할 수 있는 주변에 위치한 단말들의 존재를 확인하기 위하여 D2D 피어 발견(peer discovery) 절차를 수행한다. 이러한 발견은 발견 구간(discovery interval) 내에서 수행되며 모든 D2D 단말에게 공유된다. 발견 구간 내에서 단말은 발견 영역의 논리적 채널들을 모니터링하여 다른 D2D 단말들이 전송하는 발견 신호(discovery signal)를 수신한다. 다른 단말의 발견 신호를 수신한 단말들은 수신한 발견 신호를 이용하여 인접한 D2D 단말 리스트를 작성한다. 그리고, 발견 구간에서 다른 단말들이 사용하지 않은 채널 또는 자원을 발견 채널 또는 발견 자원으로 선택하여 발견 시그널(예를 들어, 자신의 식별 정보(identifier))를 브로드캐스팅하며 다른 단말들은 이러한 신호를 수신함으로써 해당 단말이 D2D 통신을 수행할 수 있는 범위 내에 존재한다는 것을 알 수 있다.
도 1은 셀룰러 네트워크 내에서 D2D 통신으로 인하여 간섭이 발생되는 예를 나타낸다.
도 1을 참조하면, 셀룰러 네트워크를 이용하여 기지국과 통신하는 단말(MS1, MS2)과 동일한 셀룰러 네트워크 내에서 D2D 통신을 수행하는 단말(WTa, WTb)을 예시한다. 이 경우, D2D 통신을 수행하는 단말(WTa, WTb)이 기존 셀룰러 네트워크를 이용하여 통신을 하는 단말과 동일한 주파수-시간 자원을 이용하면 셀룰러 네트워크와 간섭을 유발할 수 있다. 도 1에서는 셀룰러 네트워크를 이용하여 통신을 하는 단말(MS2)에 할당된 주파수-시간 자원(도 1에서 RA(Resource Allocation))과 D2D 통신을 수행하는 단말(WTa, WTb)에 할당된 주파수-시간 자원이 충돌되는 경우를 예시한다. 이와 같이, 셀룰러 네트워크를 이용하여 통신을 하는 단말과 D2D 통신을 수행하는 단말과 동일한 주파수-시간 자원을 이용하여 통신을 수행하게 되면, 상호간에 간섭이 발생하게 된다.
따라서 셀룰러 네트워크와의 간섭 없이 D2D 통신을 수행하기 위한 방법이 필요하다. 이하, 본 발명에서는 D2D 단말이 셀룰러 네트워크에서 다른 단말에게 데이터를 전송할 때 셀룰러 단말과의 간섭을 줄이기 위하여 D2D 단말 주변의 셀룰러 단말을 발견(discovery)하여 D2D 통신을 수행하는 방법을 제안한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 D2D 단말이 주변의 셀룰러 단말을 발견하는 동작을 개념적으로 예시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 셀룰러 네트워크를 이용하여 기지국과 통신하는 단말(MSa, MSb, MSc, MSd)과 동일한 셀 내에서 D2D 단말(WT1)이 위치하는 경우를 나타낸다.
셀룰러 네트워크에서 셀룰러 단말의 데이터의 전송과 D2D 단말의 데이터 전송 상호 간에 간섭 없이 동작하기 위하여 D2D 단말은 기지국으로부터 전송되는 제어 정보를 수신하거나 해당 셀의 기지국에 접속(access)하여 D2D 통신을 수행하기 위한 제어 정보를 수신할 수 있다. 여기서, D2D 단말이 기지국으로부터 전송 받은 제어정보는 D2D 단말이 자기 주변에서 데이터를 송수신하는 셀룰러 단말을 감지(detection) 또는 발견(discovery)하기 위한 정보를 포함하며, 이와 같은 제어 정보는 페이징 신호(paging signal) 혹은 기지국으로부터 전송되는 하향링크 제어 신호(DL control signal)을 통하여 D2D 단말에게 전송될 수 있다. 또한, 발견 신호(discovery signal)에 대한 정보는 셀룰러 단말에게도 전송될 수 있으며, 그 일례로, 브로드캐스팅 신호(broadcasting signal)을 통하여 전송될 수 있다. 발견 신호는 감지 신호(detection signal) 등으로도 지칭할 수 있으며, 이하 설명의 편의를 위해 발견 신호를 발견 참조 신호(DRS: Discovery Reference Signal)로 통칭하여 설명한다.
여기서, 셀룰러 단말을 발견하기 위하여 기존에 셀룰러 네트워크에서 이용하는 신호를 DRS로 이용할 수도 있다. 그 일례로, 기존의 셀룰러 단말이 기지국에 전송하는 상향링크 사운딩 참조 신호(SRS: Sounding Reference Signal) 혹은 복조용 참조 신호(DMRS: Demodulation Reference Signal)을 이용할 수도 있다.
또한, 상술한 바와 같이 D2D 단말이 D2D 통신을 수행하기 위하여 상대 D2D 단말을 발견하기 위한 D2D 피어 발견(peer discovery)과 주변 셀룰러 단말을 발견을 구분할 수 있도록 각각의 발견을 위한 자원은 시간, 공간, 코드, 주파수 등으로 직교(orthogonal)하게 설계할 수 있다.
기지국으로부터 DRS에 대한 정보를 수신한 셀룰러 단말은 주기적으로 혹은 D2D 단말의 요청에 의하여 DRS를 전송하고, D2D 단말은 셀룰러 단말이 전송하는 DRS를 청취(listening) 또는 모니터링(monitoring)하여 자신 주변에 있는 셀룰러 단말을 파악할 수 있다.
또한, D2D 단말이 자신에게 실제 간섭을 주는 셀룰러 단말들만 발견할 수 있도록 하고, 또한 D2D 단말이 기지국에 전송하는 주변 셀룰러 단말 발견 리스트의 정보량을 줄이기 위해서 스케줄링된 셀룰러 단말들만 DRS를 전송하거나, 또는, DRS를 전송해야 할 셀룰러 단말들을 기지국이 시그널링해 줄 수도 있다.
상술한 바와 같이 DRS에 대한 정보를 전송 받은 D2D 단말은 셀 내 셀룰러 단말이 전송하는 DRS를 수신하며, 셀룰러 단말이 전송한 DRS를 수신한 D2D 단말은 수신한 DRS를 이용하여 해당 발견 신호를 전송한 주변 셀룰러 단말들의 리스트(list) 또는 목록(table)을 생성한다. 이때, D2D 단말은 수신한 DRS의 정보를 통하여 해당 DRS를 전송한 셀룰러 단말에 대한 정보(예를 들어, 셀룰러 단말의 식별 정보)를 파악할 수 있으며, 주변 셀룰러 단말 리스트는 각 셀룰러 단말 ID 및 각 셀룰러 단말들이 전송하는 신호 시퀀스(signal sequence)에 대한 인덱스(index)로 생성될 수 있다.
또한, D2D 단말은 수신한 DRS에 대한 RCVP(received signal power)를 측정함으로써 파악한 주변 셀룰러 단말들로부터의 간섭의 정도를 알 수 있으며, 주변 셀룰러 단말에 대한 리스트에 해당 셀룰러 단말들로부터 수신한 DRS의 세기 혹은 간섭의 정도도 포함될 수 있다.
이와 같이, 자기 주변에 존재하는 셀룰러 단말에 대한 주변 리스트를 생성한 D2D 단말은 생성한 리스트를 기지국에 전송한다. 이때, 주변 리스트는 모든 D2D 단말이 기지국에 전송할 수 있으며, 또한 실제로 D2D 통신을 통해 데이터를 송수신하고자 하는 D2D 단말만 기지국에 전송할 수도 있다. 또한, D2D 단말은 주변 리스트를 주기적으로 기지국에 전송할 수 있으며, 주변 리스트에 포함된 셀룰러 단말이 변경되는 때마다 전체 리스트 또는 변경된 리스트만을 기지국에 전송할 수도 있다.
또한, 이와 같이 주변 셀룰러 단말 리스트를 생성하여 기지국에 전송하는 것은 감지(detection) 절차의 복잡도나, 시그널링 오버헤드(signaling overhead)가 클 수 있으므로, D2D 단말이 기지국에 주변 셀룰러 단말 리스트를 전송하지 않고, D2D 단말이 자원 대역을 모니터링하여 그 중에서 수신 신호 세기가 가장 작은 자원을 기지국에 전송함으로써 D2D 통신을 위한 자원을 추천해 줄 수도 있다.
셀 내 D2D 단말로부터 주변 리스트를 수신한 기지국은 수신한 리스트를 이용하여 D2D 통신을 수행하고자 하는 단말의 주변에 위치한 셀룰러 단말들을 파악할 수 있다. 따라서 기지국은 D2D 단말이 D2D 통신 수행 시 셀룰러 단말과의 간섭을 최소화하기 위하여 D2D 단말의 주변에 있는 셀룰러 단말들이 사용하지 않은 자원을 D2D 단말에게 할당하여 D2D 통신을 수행하도록 할 수 있다. 또한, D2D 단말이 전송한 리스트에서 해당 D2D 단말에서 수신한 주변 셀룰러 단말의 신호의 세기를 고려하여 리스트 내에서 가장 작은 세기의 수신 신호를 전송한 셀룰러 단말이 사용하는 자원을 D2D 단말에게 할당하여 D2D 통신을 수행하도록 할 수 있다.
이하, 셀룰러 단말이 전송한 DRS를 통하여 주변에 있는 셀룰러 단말의 존재 및 해당 셀룰러 단말로부터의 간섭 정도를 파악하여 D2D 단말이 D2D 통신을 수해하는 방법에 관하여 보다 상세히 설명한다.
2. 1. D2D 통신을 위한 절차
2. 1. 1. 제1 실시예
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 D2D 통신 수행 방법을 예시하는 도면이다.
도 3을 참조하면, 기지국은 D2D 단말 및 셀룰러 단말에게 DRS 정보를 전송한다(S301). 기지국은 D2D 단말 및 셀룰러 단말에게 DRS 정보를 브로드캐스팅 신호(broadcasting signal)을 통하여 전송할 수 있다.
상술한 바와 같이, DRS 정보는 D2D 단말이 자기 주변에 존재하는 셀룰러 단말을 발견하기 위하여 셀룰러 단말이 자기 주변의 D2D 단말에게 전송하는 DRS에 대한 정보를 의미한다. 셀룰러 단말이 전송하는 DRS에 관하여 이하 (2. 2.)에서 상세히 설명하고, DRS에 대한 정보에 관하여 이하 (2. 3.)에서 상세히 설명한다.
기지국으로부터 DRS에 대한 정보를 수신한 셀룰러 단말은 주기적으로 혹은 D2D 단말의 요청에 의하여 주변의 D2D 단말에게 DRS를 전송하고(S303), D2D 단말은 주변의 셀룰러 단말이 전송하는 DRS를 모니터링(monitoring)한다(S305).
DRS를 모니터링하는 D2D 단말은 수신한 DRS를 이용하여 해당 DRS를 전송한 주변 셀룰러 단말들을 발견할 수 있으며, D2D 통신을 위한 최고(best)/최저(worst) 케이스 선택한다(S307). D2D 단말은 수신한 DRS를 통하여 해당 DRS를 전송한 셀룰러 단말들의 식별 정보 혹은 수신한 DRS의 시퀀스를 통하여 주변 셀룰러 단말들을 파악할 수 있으며, 수신한 DRS에 대한 신호 세기를 측정함으로써 주변 셀룰러 단말들로부터의 간섭의 정도를 파악하고 D2D 통신을 위한 최고 케이스 혹은 최저의 케이스를 선택할 수 있다.
보다 구체적으로, 발견(discovery)을 통하여 주변에 있는 셀룰러 단말들과 주변 셀룰러 단말들로부터의 간섭 정도를 파악한 D2D 단말은 이러한 정보를 이용하여 자신이 D2D 통신을 수행할 때 가장 간섭을 많이 주는 인근 셀룰러 단말 또는 셀룰러 단말 세트를 설정할 수 있다. 이와 같은 최저 케이스는 D2D 단말이 파악한 주변 셀룰러 단말들에 대한 RCVP가 D2D 통신을 수행하기 위해 허용할 수 있는 최고 간섭 레벨(max interference level) 또는 최고 신호 파워(max signal power)를 초과하는 셀룰러 단말들이 해당될 수 있다.
또한, D2D 단말은 발견(discovery)을 통해서 파악한 주변 단말들 중에서 가장 간섭을 많이 주는 즉 가장 수신 신호 세기가 강한 셀룰러 단말 혹은 셀룰러 단말들을 제외한 나머지 셀룰러 단말 또는 셀룰러 단말 세트에 대한 정보 또는 리스트를 설정할 수도 있다. 해당 리스트에는 D2D 단말이 파악한 주변 셀룰러 단말들에 대한 RCVP가 최고 간섭 레벨(max interference level) 또는 최고 신호 파워(max signal power) 이하인 셀룰러 단말들이 해당될 수 있다.
또한, D2D 단말은 발견(discovery)을 통하여 파악한 정보로 자신이 D2D 통신을 수행하는 경우에 자신에게 가장 적은 간섭을 미치는 주변 셀룰러 단말 혹은 셀룰러 단말 세트를 설정할 수 있다. 즉, D2D 단말은 가장 적은 신호 세기를 가지는 셀룰러 단말 혹은 셀룰러 단말 세트를 설정할 수 있다. 이와 같은 최고 케이스는 D2D 단말이 파악한 주변 셀룰러 단말들에 대한 RCVP가 기 설정된 최저 간섭 레벨(minimum interference level) 또는 최저 신호 파워(minimum signal power) 보다 작은 셀룰러 단말들이 해당될 수 있다.
이처럼, D2D 단말은 D2D 수행은 위한 임계치(threshold) (예를 들어, SINR(Signal to Interference plus Noise Ratio) 또는 간섭 레벨(interference level))에 대한 정보 및 D2D 단말이 기지국에 전송하는 주변 셀룰러 단말(최고 또는 최저 케이스)의 개수에 대한 정보를 기지국으로부터 상위 계층 시그널링을 통해 수신할 수 있으며, 기지국으로부터 전송되는 DRS에 대한 정보를 통해 수신할 수 있다.
이어, D2D 단말은 자신에게 가장 간섭을 많이 주는 인근 셀룰러 단말(또는 셀룰러 단말 세트) 또는 가장 간섭을 많이 주는 인근 셀룰러 단말(또는 셀룰러 단말 세트)을 제외한 나머지 셀룰러 단말(또는 셀룰러 단말 세트) 또는 가장 적은 간섭을 미치는 주변 셀룰러 단말(또는 셀룰러 단말 세트)에 대한 정보를 기지국에 전송한다(S309). 여기서, D2D 단말이 기지국으로 전송하는 정보에는 D2D 단말이 자신의 주변에 존재하는 셀룰러 단말들의 식별자(예를 들어, STID(Station Identifier), C-RNTI(Cell Radio Network Temporary Identifier), 가상 식별자(Virtual Identifier) 또는 발견 식별자(discovery identifier) 등), 수신 신호 세기, 간섭 레벨, 자원 인덱스 등이 포함될 수 있다.
D2D 단말은 상술한 정보를 단말 특정한 제어 채널 또는 데이터 채널을 통하여 기지국에 전송할 수 있다. 이때, D2D 단말이 기지국에 전송하는 것이므로 상향링크 제어 채널이 이용될 수 있다.
여기서, D2D 단말이 기지국에 전송하는 주변 셀룰러 단말에 대한 정보는 양이 많아서 전용된 상향링크 제어 채널을 통해 한번에 전송하기 어려운 경우가 발생할 수 있다. 예를 들어, LTE 시스템의 경우 단말이 상향링크 제어 채널인 물리 상향링크 제어 채널(PUCCH: Physical Uplink Control Channel)을 통하여 전송하는 정보의 길이는 최대 20 비트이나, D2D 단말이 발견한 셀룰러 단말의 식별자를 C-RNTI를 이용하여 전송하는 경우 C-RNTI가 16 비트이므로 결국 PUCCH를 통하여 한번에 하나의 셀룰러 단말에 대한 정보만을 전송할 수 있다.
이 경우, D2D 단말은 상향링크 제어 채널을 통해 앞서 파악한 정보를 여러 번에 걸쳐서 전송할 수 있다. 예를 들어, D2D 단말은 앞서 파악한 정보 중에서 가장 신호의 세기가 작거나 자신에게 간섭의 영향이 적은 셀룰러 단말의 정보 또는 해당 셀룰러 단말이 사용하는 자원의 정보를 순서대로 나누어서 제어 채널을 통하여 여러 번에 걸쳐서 전송할 수 있으며, 이와 반대로 앞서 파악한 정보 중에서 가장 신호의 세기가 크거나 자신에게 간섭의 영향이 큰 셀룰러 단말의 정보 또는 해당 셀룰러 단말이 사용하는 자원의 정보를 순서대로 나누어서 제어 채널을 통하여 여러 번에 걸쳐서 전송할 수도 있다. 또한, 파악한 정보 중 일부를 선택하여 전송할 수 있다. 예를 들어, 가장 적은 신호 세기를 가지는 셀룰러 단말 정보 및 자원 정보를 하나 혹은 세트를 설정하여 전송할 수 있다.
이처럼, D2D 단말이 파악한 정보를 기지국에 전송하기 위하여 여러 번의 제어 채널을 이용하기 때문에 전송 시간이 길어지는 문제가 발생할 수 있다. 이에, D2D 단말이 파악한 정보를 전송하는 주기(period)을 줄이기 위하여 D2D 단말이 파악한 정보를 한번에 기지국에 전송하기 위하여 D2D 단말은 발견을 통하여 획득한 주변 셀룰러 단말에 대한 정보(주변 셀룰러 단말 리스트 또는 테이블)을 기지국으로부터 할당 받은 상향링크 데이터 채널(예를 들어, 물리 상향링크 공유 채널(PUSCH: Physical Shared Control Channel)을 통하여 전송할 수 있다. 이때, D2D 단말은 기지국에 상향링크 데이터 채널을 통해 발견 결과를 전송하는 것을 상향링크 제어 채널을 통하여 지시(indication)할 수 있다. 기지국은 상향링크 제어 채널에서 지시 정보를 통해 상향링크 데이터 채널을 통해 발견 결과가 전송될 것임을 확인하고, 상향링크 데이터 채널을 통해 전송되는 해당 D2D 단말의 주변에 존재하는 셀룰러 단말들에 대한 리스트를 수신할 수 있다.
D2D 단말이 D2D 통신을 위한 제어 정보 또는 주변 셀룰러 단말에 대한 정보를 PUSCH 또는 PUCCH를 통해 기지국에 전송할 때, 기지국과의 링크를 위한 다른 채널 상태 정보(CSI: Channel State Information)(예를 들어, ACK/NACK(Acknowledgement/Nagative-Acknowledgement), RI(ranking Indication), CQI(Channel Quality Indicator) 또는 PMI(Precoding Matrix Indicator) 등)와 충돌이 일어나는 경우, D2D를 위한 제어 정보 또는 주변 셀룰러 단말에 대한 정보는 전송이 지연되어 다음 주기에 전송되거나 드롭(drop)될 수 있다. 즉, D2D를 위한 제어 정보 또는 주변 셀룰러 단말에 대한 정보는 상향링크 전송에서 우선 순위(priority)가 가장 낮을 수 있다.
또한, D2D를 위한 제어 정보 또는 주변 셀룰러 단말에 대한 정보를 PUCCH 또는 PUSCH를 이용하여 전송하는 경우, 해당 정보에 적용하는 채널 코딩 방법은 기존의 CQI가 PUCCH 또는 PUSCH에 전송될 때 적용하는 방법을 따를 수 있으며, 또한 기존의 ACK/NACK 및 RI가 PUCCH 또는 PUSCH에 전송될 때 적용하는 방법을 따를 수 있다.
D2D 단말로부터 셀룰러 단말 리스트를 수신한 기지국은 해당 D2D 단말에게 D2D 통신을 수행하기 위한 자원을 할당한다(S311).
여기서, 기지국인 D2D 단말로부터 가장 간섭을 많이 주는 셀룰러 단말(또는 셀룰러 단말 세트)에 대한 정보를 전송 받은 경우, 기지국은 리스트에 포함된 D2D 단말에게 해당 셀룰러 단말(또는 셀룰러 단말 세트)이 사용하고 있는 자원을 제외한 다른 자원을 D2D 단말에 할당한다.
또한, 기지국이 D2D 단말로부터 가장 간섭을 많이 주는 셀룰러 단말(또는 셀룰러 단말 세트)을 제외한 셀룰러 단말(또는 셀룰러 단말 세트)에 대한 정보를 수신하거나 가장 적은 간섭을 미치는 주변 셀룰러 단말(또는 셀룰러 단말 세트)에 대한 정보를 수신한 경우, 기지국은 리스트에 포함된 셀룰러 단말(또는 셀룰러 단말 세트)에게 할당한 자원은 D2D 단말에게 할당한다.
이어, 기지국은 D2D 통신을 수행하기 위해 할당한 자원에 대한 정보를 해당 D2D 단말에게 전송한다(S313). 이때, 기지국은 D2D 통신을 수행하기 위해 할당한 자원에 대한 정보를 D2D 쌍(pair)에게 모두 전송할 수 있다.
여기서, D2D 통신 동작을 위한 자원 정보는 기지국이 셀 내 셀룰러 단말에게 자원을 할당해 주기 위한 스케줄링 정보로 이용될 수 있다. 즉 기지국은 간섭을 덜 주는 셀룰러 단말에 D2D 단말이 사용하는 자원을 할당 하여 상호 간의 간섭의 영향을 줄일 수 있다.
또한, D2D 단말의 주변에 있는 셀룰러 단말들은 일정한 주기로 기지국으로부터 데이터 전송을 위한 자원을 할당 받을 수 있으며, 결국 셀룰러 단말이 사용하는 자원이 일정한 주기로 변할 수 있다. 따라서 D2D 단말이 간섭 없이 이용할 수 있는 자원도 변할 수 있으므로 D2D 단말이 파악한 정보에 대한 업데이트가 수행되어야 하며 이와 같은 업데이트는 셀룰러 단말의 스케줄링 시기에 맞추어서 진행될 수 있다. 즉, S307 단계 내지 S313 단계가 셀룰러 단말의 스케줄링 시기에 맞추어서 반복될 수 있다.
상술한 방법을 통하여 D2D 통신을 수행하기 위한 자원을 할당 받은 D2D 쌍(pair)에서 전송 D2D(Tx D2D) 단말은 할당된 자원을 통하여 데이터 전송을 수행하기 전에 수신 D2D(Rx D2D) 단말에게 D2D 전송 요청 신호를 전송하며 D2D 전송 요청 신호를 수신한 Rx D2D 단말은 수신한 신호를 통하여 두 단말간 채널 및 채널 상태를 파악할 수 있다. 이후, 수신 신호를 통해 파악한 채널 정보를 응답 신호를 통해서 Tx D2D 단말에게 전송하고, 데이터 전송 단말(Tx D2D)은 D2D 통신 수행에 필요한 파워 제어, 전송 방법(예를 들어, 변조(modulation), 코딩(coding), MIMO 등) 등을 결정하여 D2D 통신을 수행할 수 있다. 또한, Rx D2D 단말이 D2D 전송 요청 신호를 제대로 수신하지 못한 경우에는 NACK 신호를 전송하여 D2D 전송 요청 신호의 재전송을 요청할 수 있다. 이 경우, D2D 전송 요청 신호에 대한 ACK/NACK 신호는 단말이 기지국과 데이터의 통신의 수신 여부를 알려주기 위한 ACK/NACK 신호와 구별하기 위하여 별도의 포맷을 설정하여 전송될 수 있다. 또한, 단말이 D2D를 위한 제어 정보 이외의 데이터를 기지국과 송수신하지 않는 경우에는 셀룰러 데이터를 위한 ACK/NACK 신호와 혼동될 여지가 없으므로 기존의 ACK/NACK 신호와 동일한 포맷으로 전송할 수도 있다.
2. 1. 2. 제2 실시예
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 D2D 통신 수행 방법을 예시하는 도면이다.
도 4를 참조하면, 기지국은 D2D 단말 및 셀룰러 단말에게 DRS 정보를 전송한다(S401). 기지국은 D2D 단말 및 셀룰러 단말에게 DRS 정보를 브로드캐스팅 신호(broadcasting signal)을 통하여 전송할 수 있다. 셀룰러 단말이 전송하는 DRS에 관하여 이하 (2. 2.)에서 상세히 설명하고, DRS에 대한 정보에 관하여 이하 (2. 3.)에서 상세히 설명한다.
상술한 바와 같이, DRS 정보는 D2D 단말이 자기 주변에 존재하는 셀룰러 단말을 발견하기 위하여 셀룰러 단말이 자기 주변의 D2D 단말에게 전송하는 DRS에 대한 정보를 의미한다.
기지국으로부터 DRS에 대한 정보를 수신한 셀룰러 단말은 주기적으로 혹은 D2D 단말의 요청에 의하여 주변의 D2D 단말에게 DRS를 전송하고(S403), D2D 단말은 주변의 셀룰러 단말이 전송하는 DRS를 모니터링(monitoring)한다(S405).
DRS를 모니터링하는 D2D 단말은 수신한 DRS를 이용하여 해당 DRS를 전송한 주변 셀룰러 단말들을 발견할 수 있으며, D2D 통신을 수행하기 위한 자원을 감지(detection)하고(S407), 감지한 자원 정보를 이용하여 D2D 통신을 수행한다(S409). 즉, D2D 단말은 인지 무선(cognitive radio)을 이용하여 단말이 자원 대역을 모니터링하여 그 중에서 다른 단말들이 사용하지 않는 자원을 파악하여 사용하는 것과 같이 D2D 단말은 자원 대역을 모니터링하여 주변 셀룰러 단말들이 전송하는 DRS를 수신하며, 수신한 DRS 신호의 세기가 가장 작은 자원을 선택하고, 선택한 자원을 이용하여 D2D 통신을 수행할 수 있다.
상술한 방법을 통하여 D2D 통신을 수행하기 위한 자원을 선택한 전송 D2D(Tx D2D) 단말은 선택한 자원을 통하여 데이터 전송을 수행하기 전에 수신 D2D(Rx D2D) 단말에게 D2D 전송 요청 신호를 전송하며 D2D 전송 요청 신호를 수신한 Rx D2D 단말은 수신한 신호를 통하여 두 단말간 채널 및 채널 상태를 파악할 수 있다. 이후, 수신 신호를 통해 파악한 채널 정보를 응답 신호를 통해서 Tx D2D 단말에게 전송하고, 데이터 전송 단말(Tx D2D)은 D2D 통신 수행에 필요한 파워 제어, 전송 방법(예를 들어, 변조(modulation), 코딩(coding), MIMO 등) 등을 결정하여 D2D 통신을 수행할 수 있다. 또한, Rx D2D 단말이 D2D 전송 요청 신호를 제대로 수신하지 못한 경우에는 NACK 신호를 전송하여 D2D 전송 요청 신호의 재전송을 요청할 수 있다. 이 경우, D2D 전송 요청 신호에 대한 ACK/NACK 신호는 단말이 기지국과 데이터의 통신의 수신 여부를 알려주기 위한 ACK/NACK 신호와 구별하기 위하여 별도의 포맷을 설정하여 전송될 수 있다. 또한, 단말이 D2D를 위한 제어 정보 이외의 데이터를 기지국과 송수신하지 않는 경우에는 셀룰러 데이터를 위한 ACK/NACK 신호와 혼동될 여지가 없으므로 기존의 ACK/NACK 신호와 동일한 포맷으로 전송할 수도 있다.
D2D 단말은 D2D 통신을 위해 사용하는 자원에 대한 정보를 기지국에 전송한다(S411). 이때, D2D 단말은 D2D 통신을 위해 사용하는 자원에 대한 정보를 단말 특정한 제어 채널 또는 데이터 채널을 통하여 기지국에 전송할 수 있다. 여기서, 상향링크 데이터 채널을 통해 해당 정보를 전송하는 경우, D2D 단말은 기지국에 상향링크 데이터 채널을 통해 정보를 전송하는 것을 상향링크 제어 채널을 통하여 지시(indication)할 수 있다. 이때, 상향링크 제어 채널의 일례로 PUCCH가 될 수 있으며, 상향링크 데이터 채널의 일례로 PUSCH가 될 수 있다.
D2D 단말이 D2D 통신을 위해 사용하는 자원에 대한 정보를 PUSCH 또는 PUCCH를 통해 기지국에 전송할 때, 기지국과의 링크를 위한 다른 채널 상태 정보(CSI)(예를 들어, ACK/NACK, RI, CQI 또는 PMI 등)와 충돌이 일어나는 경우, D2D 통신을 위해 사용하는 자원에 대한 정보는 전송이 지연되어 다음 주기에 전송되거나 드롭(drop)될 수 있다. 즉, D2D 통신을 위해 사용하는 자원에 대한 정보는 상향링크 전송에서 우선 순위(priority)가 가장 낮을 수 있다.
또한, D2D 통신을 위해 사용하는 자원에 대한 정보를 PUCCH 또는 PUSCH를 이용하여 전송하는 경우, 해당 정보에 적용하는 채널 코딩 방법은 기존의 CQI가 PUCCH 또는 PUSCH에 전송될 때 적용하는 방법을 따를 수 있으며, 또한 기존의 ACK/NACK 및 RI가 PUCCH 또는 PUSCH에 전송될 때 적용하는 방법을 따를 수 있다.
D2D 단말로부터 해당 D2D 단말이 D2D 통신을 위해 이용하는 자원에 대한 정보를 수신한 기지국은 D2D 단말의 자원 사용에 대한 제한 여부를 판단한다(S413). D2D 단말로부터 D2D 통신을 위한 자원 정보를 수신한 기지국은 해당 D2D 단말과 동일한 자원을 사용하고 있는 셀룰러 단말이 피드백한 간섭 정도 또는 SINR를 고려하여 D2D 단말의 자원 사용을 제한할 수 있다. 즉, 동일한 자원을 사용하는 단말이 D2D 통신으로 인하여 특정 임계치 이상의 많은 간섭을 받는 경우에 기지국은 D2D 단말에게 새로운 자원에 대한 발견 요청 신호(discovery request signal)을 전송하거나 사용하고 있는 자원에 대한 사용 중지 신호를 전송할 수 있다. 기지국으로부터 새로운 자원에 대한 발견 요청 신호 또는 사용 중지 신호를 수신한 D2D 단말은 다시 자원 대역에 대한 모니터링을 수행하여 최소 수신 세기를 가지는 다른 자원 영역을 감지(detection)하여 사용하거나 S407 단계에서 감지한 자원들 중에서 다음으로 또는 두 번째로 작은 수신 세기를 가지는 자원을 사용하며 이를 기지국에 통보(indication)할 수 있다.
한편, D2D 통신을 위해 사용하는 자원에 대한 정보는 D2D 통신 수행 전에 기지국에 전송될 수도 있다. 즉, 수신한 DRS 신호의 세기가 가장 작은 자원을 파악하고 파악한 자원에 대한 정보를 이용하여 D2D 통신을 수행하기 전에 기지국에 파악한 자원에 대한 정보를 먼저 전송할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 D2D 통신 수행 방법을 예시하는 도면이다. 이하, 도 5의 S501 단계 내지 S507 단계는 도 4의 S401 단계 내지 S407 단계와 동일하므로 설명을 생략한다.
도 5를 참조하면, D2D 통신을 수행하기 위한 자원을 감지한 D2D 단말은 D2D 통신을 위해 사용하고자 하는 자원에 대한 정보를 기지국에 전송한다(S509). 이때, D2D 단말은 D2D 통신을 위해 사용하고자 하는 자원에 대한 정보를 단말 특정한 제어 채널 또는 데이터 채널을 통하여 기지국에 전송할 수 있다. 여기서, 상향링크 데이터 채널을 통해 해당 정보를 전송하는 경우, D2D 단말은 기지국에 상향링크 데이터 채널을 통해 정보를 전송하는 것을 상향링크 제어 채널을 통하여 지시(indication)할 수 있다. 이때, 상향링크 제어 채널의 일례로 PUCCH가 될 수 있으며, 상향링크 데이터 채널의 일례로 PUSCH가 될 수 있다.
D2D 단말이 D2D 통신을 위해 사용하고자 하는 자원에 대한 정보를 PUSCH 또는 PUCCH를 통해 기지국에 전송할 때, 기지국과의 링크를 위한 다른 채널 상태 정보(CSI)(예를 들어, ACK/NACK, RI, CQI 또는 PMI 등)와 충돌이 일어나는 경우, D2D 통신을 위해 사용하고자 하는 자원에 대한 정보는 전송이 지연되어 다음 주기에 전송되거나 드롭(drop)될 수 있다. 즉, D2D 통신을 위해 사용하고자 하는 자원에 대한 정보는 상향링크 전송에서 우선 순위(priority)가 가장 낮을 수 있다.
또한, D2D 통신을 위해 사용하고자 하는 자원에 대한 정보를 PUCCH 또는 PUSCH를 이용하여 전송하는 경우, 해당 정보에 적용하는 채널 코딩 방법은 기존의 CQI가 PUCCH 또는 PUSCH에 전송될 때 적용하는 방법을 따를 수 있으며, 또한 기존의 ACK/NACK 및 RI가 PUCCH 또는 PUSCH에 전송될 때 적용하는 방법을 따를 수 있다.
D2D 단말로부터 해당 D2D 단말이 D2D 통신을 위해 사용하고자 하는 자원에 대한 정보를 수신한 기지국은 D2D 단말의 자원 사용에 대한 허용 여부를 판단한다(S511).
D2D 단말로부터 D2D 통신을 위한 자원 정보를 수신한 기지국은 해당 D2D 단말과 동일한 자원을 사용하는 단말이 D2D 통신으로 인하여 특정 임계치 이상의 많은 간섭을 받지 않는 경우에는, 기지국은 단말에 자원 사용 허용 신호를 전송한다(S513). 즉, 기지국은 D2D 단말이 파악한 자원을 해당 D2D 단말에 할당하는 경우 자원 사용 허용 신호를 전송할 수 있다.
반면, 해당 D2D 단말과 동일한 자원을 사용하고 있는 셀룰러 단말이 피드백한 간섭 정도 또는 SINR를 고려하여 D2D 단말의 자원 사용을 제한할 수 있다. 즉, 동일한 자원을 사용하는 단말이 D2D 통신으로 인하여 특정 임계치 이상의 많은 간섭을 받는 경우에 기지국은 D2D 단말에게 새로운 자원을 할당할 수 있다. 이 경우, 기지국은 새로 할당한 자원에 대한 정보를 D2D 단말에 전송할 수도 있다.
또한, 해당 D2D 단말과 동일한 자원을 사용하는 단말이 D2D 통신으로 인하여 특정 임계치 이상의 많은 간섭을 받는 경우에 기지국은 D2D 단말에게 새로운 자원에 대한 발견 요청 신호(discovery request signal)을 전송하거나 사용하고 있는 자원에 대한 사용 제한 신호를 전송할 수 있다. 기지국으로부터 새로운 자원에 대한 발견 요청 신호 또는 사용 제한 신호를 수신한 D2D 단말은 다시 자원 대역에 대한 모니터링을 수행하여 최소 수신 세기를 가지는 다른 자원 영역을 감지(detection)하여 사용하거나 S507 단계에서 감지한 자원들 중에서 다음으로 또는 두 번째로 작은 수신 세기를 가지는 자원을 사용하며 이를 기지국에 통보(indication)할 수 있다.
기지국으로부터 자원 할당 정보 또는 자원 사용 허용 신호를 수신한 D2D 단말은 D2D 통신을 수행한다(S515). 즉, 기지국으로부터 자원 할당 정보를 수신한 경우 D2D 단말은 자원 할당 정보를 통해 할당된 자원을 이용하여 D2D 통신을 수행할 수 있으며, 또한 기지국으로부터 D2D 단말이 파악한 자원에 대한 사용 허용 신호를 수신한 경우 D2D 단말은 해당 자원을 이용하여 D2D 통신을 수행할 수 있다.
상술한 바와 같이, D2D 단말에 의하여 측정된 D2D 통신 동작을 위한 자원 정보는 기지국이 셀 내 셀룰러 단말에게 자원을 할당해 주기 위한 스케줄링 정보로 이용될 수 있다. 즉 기지국은 간섭을 덜 주는 셀룰러 단말에 D2D 단말이 사용하는 자원을 할당 하여 상호 간의 간섭의 영향을 줄일 수 있다.
또한, D2D 단말의 주변에 있는 셀룰러 단말들은 일정한 주기로 기지국으로부터 데이터 전송을 위한 자원을 할당 받을 수 있으며, 결국 셀룰러 단말이 사용하는 자원이 일정한 주기로 변할 수 있다. 따라서 D2D 단말이 간섭 없이 이용할 수 있는 자원도 변할 수 있으므로 D2D 단말이 파악한 정보에 대한 업데이트가 수행되어야 하며 이와 같은 업데이트는 셀룰러 단말의 스케줄링 시기에 맞추어서 진행될 수 있다. 즉, 도 4에서 S407 단계 내지 S413 단계 또는 도 5에서 S504 단계 내지 S515 단계는 셀룰러 단말의 스케줄링 시기에 맞추어서 반복될 수 있다.
2. 2. DRS(Discovery Reference Signal)
D2D 단말이 주변에 있는 셀룰러 단말을 발견하기 위하여 셀룰러 단말이 전송하는 시그널인 DRS는 기존의 SRS를 이용할 수도 있으나 SRS 이외의 별도의 신호를 이용할 수 있다.
2. 2. 1. SRS 사용하지 않는 경우
D2D 단말이 주변에 있는 셀룰러 단말을 발견하기 위하여 셀룰러 단말이 전송하는 DRS로서 기존의 SRS를 사용하지 않는 경우, 셀룰러 단말은 기지국으로부터 할당된 상향링크 자원의 심볼을 이용하여 DRS를 전송할 수 있다.
DRS 전송을 위해 할당되는 심볼의 수는 제한되지 않으며, DRS의 전송 심볼의 수는 기지국으로부터 브로드캐스트 신호를 통해 수신할 수 있다. 이때, 셀룰러 단말의 데이터 전송에 대한 영향을 최소화 하고 SRS가 전송되지 않는 서브프레임을 이용하는 경우 SRS가 전송되는 영역과 동일한 영역을 이용하기 위하여 하나의 심볼을 이용할 수 있다. 또한 셀룰러 단말은 DRS를 위해서 할당된 심볼을 통하여 주기적으로 DRS를 전송할 수 있으며, DRS의 전송 주기는 기지국으로부터 브로드캐스트 신호를 통해 수신할 수 있다.
셀룰러 단말은 DRS를 전송하기 위해 SRS가 전송되는 서브프레임을 이용하나 동일한 심볼을 이용하여 DRS와 SRS를 동시에 전송하지는 않는다. 셀룰러 단말이 SRS가 전송되는 서브프레임과 동일한 서브프레임을 통하여 DRS를 전송하는 경우, DRS가 전송되는 심볼의 위치는 사전에 정해져 단말과 기지국이 서로 알고 있을 수 있으며, 기지국이 브로드캐스트 신호를 통해 단말에게 알려줄 수도 있다. DRS가 전송되는 심볼의 위치의 일례로, DRS는 SRS를 전송하는 바로 앞에 위치한 심볼 또는 바로 뒤에 위치한 심볼을 통하여 전송될 수 있다.
또한, 상술한 바와 같이 셀룰러 단말은 DRS를 위해서 할당된 심볼을 통하여 주기적으로 DRS를 전송할 수 있다. 이때, DRS의 전송 주기는 제한되지 않으나, 그 일례로 기지국이 셀룰러 단말이 전송한 SRS를 이용하여 셀룰러 단말에 대한 스케줄링 정보를 업데이트하는 시점을 고려하여 동일한 서브프레임을 통하여 동일한 주기로 전송될 수 있다. 그리고 셀룰러 단말은 DRS를 전송하는 심볼을 제외한 나머지 심볼을 이용하여 기지국과 데이터 전송을 수행한다.
또한, 셀룰러 단말은 DRS를 전송하기 위해 SRS가 전송되지 않는 서브프레임을 이용할 수도 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 DRS 전송을 위한 프레임 구조를 예시하는 도면이다.
도 6을 참조하면, 셀룰러 단말이 DRS 전송을 위해서 사용하는 심볼은 셀룰러 단말이 기지국에 전송하는 SRS를 포함한 심볼과는 중복되지 않으나 SRS가 전송되지 않는 서브프레임 내에서 동일한 위치의 심볼을 이용하여 전송할 수 있다. 즉, 셀룰러 단말은 SRS가 전송되지 않는 서브프레임에서 마지막 심볼을 이용하여 DRS를 전송할 수 있다. 이때, 특정 셀룰러 단말이 DRS 심볼을 전송할 때, 다른 단말이 기지국에 SRS를 보내게 될 경우 상호 간에 간섭이 일어날 수 있으므로, DRS 심볼의 할당은 시스템 내의 모든 SRS 심볼들과 간섭이 없도록 설계하는 것이 유리하다.
또한, 상술한 바와 같이 셀룰러 단말은 DRS를 위해서 할당된 심볼을 통하여 주기적으로 DRS를 전송할 수 있다. 이때, 이때, DRS의 전송 주기는 제한되지 않으나, 그 일례로 기지국이 셀룰러 단말이 전송한 SRS를 이용하여 셀룰러 단말에 대한 스케줄링 정보를 업데이트하는 시점을 고려하여 SRS와 동일한 주기를 사용하여 SRS가 전송된 다음 서브프레임을 통하여 전송될 수 있다. 그리고 셀룰러 단말은 DRS를 전송하는 심볼을 제외한 나머지 심볼을 이용하여 기지국과 데이터 전송을 수행한다.
이처럼, 셀룰러 단말이 DRS를 전송하기 위하여 SRS가 전송되는 서브프레임을 이용하는지 여부와는 무관하게 셀룰러 단말이 DRS를 데이터와 같이 전송하지 않음으로써, D2D 단말은 DRS를 통하여 셀룰러 단말에 대한 식별 정보(identification)와 단말 간 채널에 대한 정보를 파악할 수 있다. 보다 구체적으로, DRS는 셀룰러 단말의 식별자(identifier)를 포함하고 있거나 셀룰러 단말이 기지국에 접속(access) 하는 과정에서 기지국으로부터 서로 다른 시퀀스(sequence)를 할당 받아 DRS 전송 시 사용할 수 있다. 여기서, 셀룰러 단말이 서로 다른 시퀀스(단말 특정 시퀀스)를 사용하여 DRS를 전송하는 경우, D2D 단말은 DRS 심볼을 통하여 전송된 DRS를 수신하여 해당 DRS의 시퀀스의 인덱스를 리스트 업(list up)하여 이를 기지국에 전송할 수 있으며, 기지국은 해당 시퀀스의 인덱스가 할당된 셀룰러 단말을 파악할 수 있으며, 또한 해당 셀룰러 단말이 사용하는 자원에 대한 정보를 파악할 수 있다.
2. 2. 2. SRS를 사용하는 경우
D2D 단말이 주변에 있는 셀룰러 단말을 발견하기 위하여 셀룰러 단말이 전송하는 DRS로서 셀룰러 단말이 기지국에 전송하는 SRS를 사용하는 경우, D2D 단말은 기지국으로부터 셀 내 셀룰러 단말들에 대한 식별자(identifier) 및 단말 특정한 SRS에 대한 정보를 기지국으로부터 전송 받을 수 있다. 다만, 이러한 정보를 기지국이 D2D 단말에 공유함으로써 셀룰러 단말들의 데이터 전송을 임의의 다른 단말들이 디코딩할 수 있어 데이터 보안(security)에 문제가 발생할 수 있다. 또한, SRS는 기지국과 각 셀룰러 단말 간 파워 제어(power control)를 통하여 수행되기 때문에 파워 제어 정보를 모르는 D2D 단말이 SRS를 모니터링하여 측정하는 수신 신호 세기에 대한 신뢰도가 떨어질 수 있는 문제가 발생할 수 있다. 따라서 이러한 문제를 방지하기 위하여 DRS는 셀룰러 단말에 할당된 STID 또는 C-RNTI를 사용하지 않고 발견을 위하여 기지국이 할당해 준 가상 식별자(virtual identifier) 또는 발견 식별자(discovery identifier)를 이용하여 구성함으로써 셀룰러 단말들이 전송하는 데이터에 대한 보안을 높일 수 있다. 또한, 기지국이 셀룰러 단말이 전송하는 DRS에 대한 파워 제어 정보를 D2D 단말에게 전송해 줌으로써 셀룰러 단말로부터 전송되는 DRS 신호 세기를 통해 주변에 있는 셀룰러 단말에 의한 간섭의 영향을 정확하게 파악할 수 있다.
2. 3. DRS(Discovery Reference Signal) 정보 전송
D2D 단말은 주변에 존재하는 셀룰러 단말에 대한 발견을 수행하기 위한 정보를 페이징 신호(paging signal) 또는 기지국의 하향링크 제어 채널(DL control channel)을 통해서 전송 받을 수 있다.
2. 3. 1. 페이징 신호 이용
셀룰러 네트워크에 있는 D2D 단말은 기지국이 전송하는 페이징 신호를 통하여 셀룰러 단말 발견을 위한 정보를 수신할 수 있다. 여기서, 페이징 신호를 통해 기지국이 전송하는 정보는 아래와 같다.
1) 셀룰러 단말에게 할당된 시퀀스 세트 또는 시퀀스 정보 - 기지국이 셀룰러 단말 마다 단말 특정 한 시퀀스를 할당한 경우
2) DRS 전송 주기
3) DRS 전송 길이
4) 구성 정보 - 시작 지점 정보(오프셋 또는 서브프레임 인덱스), 심볼 인덱스
상술한 페이징 신호를 통해서 DRS 정보를 수신한 D2D 단말은 셀룰러 단말들이 전송하는 DRS를 수신하여 자신의 주변에 위치하는 셀룰러 단말을 파악하여 주변 리스트를 생성할 수 있다. 이어, D2D 단말은 발견을 통하여 주변 셀룰러 단말에 대한 주변 리스트(STID, 시퀀스 인덱스, RCVP 등을 포함)를 기지국에 D2D 지시자(indicator), D2D 단말 식별자 등의 정보와 같이 기지국에 전송할 수 있다. D2D 단말로부터 상술한 정보를 전송 받은 기지국은 리스트에 포함된 셀룰러 단말들이 사용하는 자원, 수신 신호 세기 등을 고려하여 기존 셀룰러 단말과의 간섭이 최소화되는 자원을 선택하여 선택된 자원에 대한 정보를 D2D 단말에게 전송한다. 이때 기지국이 D2D 통신을 위하여 선택한 자원 할당(RA)은 유니캐스트(uni-cast) 신호를 통하여 각 D2D 단말 쌍(pair)에게 전송될 수 있다.
2. 3. 2. 하향링크 제어 신호를 이용
D2D 단말은 셀룰러 단말과 동일하게 기지국에 접속(access)하며 등록(registration)을 수행하는 과정에서 D2D 단말임을 지시할 수 있다. 또는 등록 이후의 과정에서 D2D 단말임을 지시할 수도 있다.
접속 과정에서 D2D 단말의 지시로 기지국은 셀 내 D2D 단말의 존재 여부를 파악할 수 있으며 D2D 단말은 기지국으로부터 하향링크 제어 신호(예를 들어, 프리엠블(preamble), 브로드캐스트 채널(BCH: Broadcast Channel), 물리 하향링크 제어 채널(PDCCH: Physical Downlink Control Channel) 등)를 수신한다. D2D 단말이 있음을 파악한 기지국은 D2D 단말의 발견을 위하여 DRS에 대한 정보를 하향링크 제어 신호를 통하여 셀 내 모든 단말에게 브로드캐스팅하여 공유하도록 한다. 그 일례로, 기지국은 셀 내 단말과 D2D 단말에게 주변 발견을 위한 프레임 정보, 시퀀스 정보(세트, 길이), 전송 주기, 전송 파워(Tx power) 등에 대한 정보를 BCH나 PDCCH를 통하여 각 단말들에게 알려 줄 수 있다. 이와 같이 DRS에 대한 정보를 하향링크 제어 신호를 통하여 수신한 셀룰러 단말은 정해진 심볼에서 DRS를 전송하고, D2D 단말은 DRS에 대한 정보를 통해 파악한 DRS 전송 영역을 모니터링하여 셀룰러 단말이 전송하는 DRS를 수신한다. 그리고 D2D 단말은 수신한 DRS를 기반으로 D2D 단말의 주변에 있는 셀룰러 단말을 파악하여 주변 셀룰러 단말에 대한 리스트 또는 테이블을 생성한다. D2D 단말 자신의 주변에 있는 셀룰러 단말들을 파악한 D2D 단말은 생성한 리스트를 기지국부터 할당 받은 상향링크 채널(예를 들어, 물리 상향링크 제어 채널(PUCCH: Physical Uplink Control Channel))를 통해서 기지국에 전송한다. 이어, D2D 단말로부터 리스트를 수신한 기지국은 해당 D2D 단말이 D2D 통신을 수행하는 경우에 가장 간섭이 적은 자원, 즉 주변 셀룰러 단말들이 사용하지 않거나 서로 간의 통신에 미치는 영향이 가장 적은 자원을 D2D 단말에게 할당하여 준다.
3. 본 발명이 적용될 수 있는 장치 일반
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 무선 통신 장치의 블록 구성도를 예시한다.
도 7을 참조하면, 무선 통신 시스템은 기지국(70)과 기지국(70) 영역 내에 위치한 다수의 단말(80)을 포함한다. 도 6에서의 단말(80)은 상술한 실시예에서 D2D 단말 또는 셀룰러 단말이 될 수 있다.
기지국(70)은 프로세서(processor, 71), 메모리(memory, 72) 및 RF부(radio frequency unit, 73)을 포함한다. 프로세서(71)는 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 무선 인터페이스 프로토콜의 계층들은 프로세서(71)에 의해 구현될 수 있다. 메모리(72)는 프로세서(71)와 연결되어, 프로세서(71)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. RF부(73)는 프로세서(71)와 연결되어, 무선 신호를 송신 및/또는 수신한다.
단말(80)은 프로세서(81), 메모리(82) 및 RF부(83)을 포함한다. 프로세서(81)는 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 무선 인터페이스 프로토콜의 계층들은 프로세서(81)에 의해 구현될 수 있다. 메모리(82)는 프로세서(81)와 연결되어, 프로세서(81)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. RF부(83)는 프로세서(81)와 연결되어, 무선 신호를 송신 및/또는 수신한다.
메모리(72, 82)는 프로세서(71, 81) 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 프로세서(71, 81)와 연결될 수 있다. 또한, 기지국(70) 및/또는 단말(80)은 한 개의 안테나(single antenna) 또는 다중 안테나(multiple antenna)를 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 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 메모리에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리은 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.
본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 상술한 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 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.
본 발명의 무선 접속 시스템에서 데이터 송수신 방안은 예를 들어, 3GPP LTE/LTE-A 시스템 또는 IEEE 802 시스템에 적용될 수 있으며, 또한 이외에도 다양한 무선 접속 시스템에 적용하는 것이 가능하다.

Claims (16)

  1. 단말 간 통신(device-to-device communication)을 지원하는 무선 접속 시스템에서 단말 간 통신을 수행하는 방법에 있어서,
    기지국으로부터 셀룰러 네트워크를 이용하여 통신을 수행하는 단말이 전송하는 발견 참조 신호(DRS: Discovery Reference Signal)에 대한 정보를 수신하는 단계;
    하나 이상의 주변의 단말로부터 전송되는 상기 DRS를 모니터링하는 단계;
    상기 하나 이상의 주변 단말로부터 수신한 DRS를 이용하여 상기 하나 이상의 주변 단말에 대한 리스트를 생성하는 단계;
    상기 생성한 상기 하나 이상의 주변 단말에 대한 리스트를 상기 기지국에 전송하는 단계;
    상기 기지국으로부터 단말 간 통신을 위하여 할당된 자원에 대한 정보를 수신하는 단계; 및
    상기 할당된 자원을 이용하여 타 단말과 단말 간 통신을 수행하는 단계를 포함하는, 단말 간 통신 수행 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 리스트를 생성하는 단계;
    상기 하나 이상의 주변 단말로부터 수신한 DRS에 대한 수신 신호 세기를 이용하여 임계치 이상의 수신 신호 세기를 가지는 하나 이상의 단말 또는 임계치 이하의 수신 신호 세기를 가지는 하나 이상의 단말에 대한 리스트를 생성하는, 단말 간 통신 수행 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 하나 이상의 주변 단말에 대한 리스트는 상기 하나 이상의 주변 단말의 식별자, 상기 하나 이상의 주변 단말로부터 수신한 DRS의 시퀀스에 대한 인덱스, 상기 하나 이상의 주변 단말로부터 수신한 DRS에 대한 수신 신호 세기 중 적어도 어느 하나를 포함하는, 단말 간 통신 수행 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 DRS에 대한 정보는 페이징 신호(paging signal) 또는 하향링크 제어 신호를 통해 전송되는, 단말 간 통신 수행 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 DRS에 대한 정보는 DRS 전송 주기, DRS 전송 길이, DRS 전송 시작 지점 중 적어도 어느 하나를 포함하는, 단말 간 통신 수행 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 DRS는 SRS(Sounding Reference Signal)가 전송되는 심볼 바로 앞 또는 바로 뒤에 위치한 심볼을 통해 전송되는, 단말 간 통신 수행 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 DRS는 SRS(Sounding Reference Signal)인, 단말 간 통신 수행 방법.
  8. 단말 간 통신(device-to-device communication)을 지원하는 무선 접속 시스템에서 단말 간 통신을 수행하는 방법에 있어서,
    기지국으로부터 셀룰러 네트워크를 이용하여 통신을 수행하는 단말이 전송하는 발견 참조 신호(DRS: Discovery Reference Signal)에 대한 정보를 수신하는 단계;
    하나 이상의 주변의 단말로부터 전송되는 상기 DRS를 모니터링하는 단계;
    상기 하나 이상의 주변 단말로부터 수신한 DRS 중에서 신호의 세기가 가장 작은 자원을 선택하는 단계; 및
    상기 선택한 자원을 이용하여 타 단말과 단말 간 통신을 수행하는 단계를 포함하는, 단말 간 통신 수행 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 기지국으로부터 상기 선택한 자원의 사용을 제한하는 발견 요청 신호를 수신하는 경우, 상기 하나 이상의 주변 단말로부터 수신한 DRS 중에서 신호의 세기가 두 번째로 작은 자원을 선택하는 단계를 더 포함하는 단말 간 통신 수행 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 기지국에 상기 선택한 자원에 대한 정보를 상기 기지국에 전송하는 단계; 및
    상기 기지국으로부터 상기 선택한 자원의 사용을 허용하는 신호를 수신하는 단계를 더 포함하는 단말 간 통신 수행 방법.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 DRS에 대한 정보는 페이징 신호(paging signal) 또는 하향링크 제어 신호를 통해 전송되는, 단말 간 통신 수행 방법.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 DRS에 대한 정보는 DRS 전송 주기, DRS 전송 길이, DRS 전송 시작 지점 중 적어도 어느 하나를 포함하는, 단말 간 통신 수행 방법.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 DRS는 SRS(Sounding Reference Signal)가 전송되는 심볼 바로 앞 또는 바로 뒤에 위치한 심볼을 통해 전송되는, 단말 간 통신 수행 방법.
  14. 제8항에 있어서,
    상기 DRS는 SRS(Sounding Reference Signal)인, 단말 간 통신 수행 방법.
  15. 단말 간 통신(device-to-device communication)을 지원하는 무선 접속 시스템에서 단말 간 통신을 수행하는 단말에 있어서,
    무선 신호를 송수신하기 위한 RF(Radio Frequency) 유닛; 및
    기지국으로부터 셀룰러 네트워크를 이용하여 통신을 수행하는 단말이 전송하는 발견 참조 신호(DRS: Discovery Reference Signal)에 대한 정보를 수신하고, 하나 이상의 주변의 단말로부터 전송되는 상기 DRS를 모니터링하며, 상기 하나 이상의 주변 단말로부터 수신한 DRS를 이용하여 상기 하나 이상의 주변 단말에 대한 리스트를 생성하여, 상기 생성한 상기 하나 이상의 주변 단말에 대한 리스트를 상기 기지국에 전송하고, 상기 기지국으로부터 단말 간 통신을 위하여 할당된 자원에 대한 정보를 수신하여, 상기 할당된 자원을 이용하여 타 단말과 단말 간 통신을 수행하는 프로세서를 포함하는, 단말.
  16. 단말 간 통신(device-to-device communication)을 지원하는 무선 접속 시스템에서 단말 간 통신을 수행하는 단말에 있어서,
    무선 신호를 송수신하기 위한 RF(Radio Frequency) 유닛; 및
    기지국으로부터 셀룰러 네트워크를 이용하여 통신을 수행하는 단말이 전송하는 발견 참조 신호(DRS: Discovery Reference Signal)에 대한 정보를 수신하고, 하나 이상의 주변의 단말로부터 전송되는 상기 DRS를 모니터링하며, 상기 하나 이상의 주변 단말로부터 수신한 DRS 중에서 신호의 세기가 가장 작은 자원을 선택하여, 상기 선택한 자원을 이용하여 타 단말과 단말 간 통신을 수행하는 프로세서를 포함하는, 단말.
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