WO2013081370A1 - 무선통신 시스템에서 d2d 통신을 수행하거나 d2d 통신을 지원하는 방법과 이를 위한 장치 - Google Patents

무선통신 시스템에서 d2d 통신을 수행하거나 d2d 통신을 지원하는 방법과 이를 위한 장치 Download PDF

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WO2013081370A1
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terminal
communication
polling
base station
information
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PCT/KR2012/010163
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임동국
장지웅
조한규
최진수
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엘지전자 주식회사
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    • H04W76/00—Connection management
    • H04W76/10—Connection setup
    • H04W76/14—Direct-mode setup
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W74/00—Wireless channel access
    • H04W74/04—Scheduled access
    • H04W74/06—Scheduled access using polling
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W8/00—Network data management
    • H04W8/005—Discovery of network devices, e.g. terminals
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W8/00—Network data management
    • H04W8/22—Processing or transfer of terminal data, e.g. status or physical capabilities
    • H04W8/24—Transfer of terminal data

Definitions

  • the present invention relates to wireless communication, and more particularly, to a method and apparatus for performing device to device (D2D) communication or supporting D2D communication in a wireless communication system.
  • D2D device to device
  • D2D communication is a distributed communication technology that directly passes traffic between adjacent nodes without using an infrastructure such as a base station.
  • each node such as a portable terminal finds another physically adjacent terminal on its own, establishes a communication session, and transmits traffic. Since D2D communication can solve the traffic overload problem by distributing the concentrated traffic to the base station, it has been spotlighted as an element technology of the next generation mobile communication technology after 4G. For this reason, standards organizations such as 3GPP and IEEE are promoting D2D communication standards based on LTE-A or Wi-Fi, and Qualcomm is developing proprietary D2D communication technology.
  • D2D communication is expected to not only contribute to improving the performance of mobile communication systems but also to create new communication services. It can also support services such as social network services or network games based on proximity.
  • the D2D link can be used as a relay to solve the connectivity problem of the shadow area terminal. As such, D2D technology is expected to provide new services in various fields.
  • device-to-device communication technologies such as infrared communication, ZigBee, radio frequency identification (RFID) and near field communication (NFC) based thereon are already widely used.
  • RFID radio frequency identification
  • NFC near field communication
  • these technologies only support special-purpose communications within a very limited distance (about 1m), so it is difficult to classify them as D2D communication technology that distributes the traffic of the base station.
  • the base station has not been specifically proposed for the D2D frame structure or the method of performing the D2D communication for efficient D2D communication in the cellular network.
  • An object of the present invention is to provide a method for a device to device (D2D) terminal to perform D2D communication in a wireless communication system.
  • D2D device to device
  • Another object of the present invention is to provide a method for supporting a device to device (D2D) communication in a base station in a wireless communication system.
  • D2D device to device
  • Another technical problem to be achieved in the present invention is to provide a D2D terminal for performing D2D communication in a wireless communication system.
  • Another object of the present invention is to provide a base station supporting device to device (D2D) communication in a wireless communication system.
  • D2D device to device
  • a method for performing D2D communication by a device to device (D2D) terminal in a wireless communication system comprising: receiving polling interval information allocated for transmitting a polling signal for D2D communication from a base station; And transmitting the polling signal to the base station within the assigned polling interval, wherein the polling signal is an identifier of the D2D terminal, an identifier of a target D2D terminal selected through discovery, and an indicator indicating that the D2D communication is to be performed. It may include.
  • the polling signal may further include QoS, SINR, threshold, and terminal status required for D2D communication.
  • the polling interval may be located after a discovery interval in a frame structure, and the identifier of the D2D terminal is maintained even when the D2D terminal enters a deregistration state in connection with the base station.
  • the area for transmitting the polling signal is uniquely allocated for each D2D UE within the polling period.
  • the method may further include receiving information for the D2D communication from the base station through a control channel specifically assigned to a D2D terminal when the D2D terminal is operating in an active state. Otherwise, if the D2D terminal is operating in an idle state, the method may further include receiving information for the D2D communication from the base station through a paging channel or a beacon signal for the D2D communication.
  • a method of supporting a device to device (D2D) communication by a base station in a wireless communication system includes: transmitting polling interval information allocated for transmitting a polling signal for D2D communication to a D2D terminal; ; And receiving the polling signal from the D2D terminal within the allocated polling interval, wherein the received polling signal is an identifier of the D2D terminal, an identifier of a target D2D terminal selected through discovery, and D2D communication. It may include an indicator indicating that.
  • the polling signal may include QoS (), SINR, threshold, and terminal status required for D2D communication.
  • the method may further include transmitting information for the D2D communication to the D2D terminal through a control channel specifically assigned to the D2D terminal when the D2D terminal is operating in an active state. Alternatively, if the D2D terminal is operating in an idle state, the method may further include receiving information for the D2D communication through the paging channel or the beacon signal for the D2D communication to the D2D terminal.
  • a D2D terminal performing device-to-device (D2D) communication in a wireless communication system includes a receiver configured to receive polling interval information allocated for transmitting a polling signal for D2D communication from a base station ; A processor configured to control transmission of the polling signal to the base station within the assigned polling interval; And a transmitter configured to transmit the polling signal to the base station within the assigned polling period, wherein the polling signal indicates an identifier of the D2D terminal, an identifier of a target D2D terminal selected through discovery, and D2D communication. May contain an indicator.
  • the polling signal may include QoS, SINR, threshold, and terminal status required for D2D communication.
  • a base station supporting device to device (D2D) communication in a wireless communication system is configured to transmit polling interval information allocated for transmitting a polling signal for D2D communication to a D2D terminal.
  • a processor configured to control to receive the polling signal within the allocated polling interval from the D2D terminal;
  • a receiver configured to receive the polling signal from the D2D terminal within the allocated polling interval, wherein the received polling signal is an identifier of the D2D terminal, an identifier of a target D2D terminal selected through discovery, and D2D communication performance. It may include an indicator indicating that it is desired.
  • the D2D UE in the cell since the D2D UE in the cell does not necessarily need to access the base station in order to perform D2D communication, power consumed in the process of performing the connection may be reduced.
  • the D2D user equipment can reduce blind detection or decoding of the downlink control channel to receive the D2D information from the base station, thereby further improving the D2D performance.
  • FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a base station 105 and a terminal 110 in a wireless communication system 100.
  • FIGS. 2A and 2B illustrate an example of a frame structure for enabling a D2D terminal to efficiently perform D2D communication according to the present invention.
  • 3A and 3B illustrate a process of performing D2D communication when the source D2D UE is in an active state.
  • 4A and 4B illustrate a process of performing D2D communication when the source D2D terminal is in an idle state.
  • a terminal collectively refers to a mobile or fixed user terminal device such as a user equipment (UE), a mobile station (MS), an advanced mobile station (AMS), and the like.
  • the base station collectively refers to any node of the network side that communicates with the terminal such as a Node B, an eNode B, a Base Station, and an Access Point (AP).
  • UE user equipment
  • MS mobile station
  • AMS advanced mobile station
  • AP Access Point
  • a user equipment may receive information from a base station through downlink, and the terminal may also transmit information through uplink.
  • the information transmitted or received by the terminal includes data and various control information, and various physical channels exist according to the type and purpose of the information transmitted or received by the terminal.
  • 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 in a wireless technology 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) employs OFDMA in downlink and SC-FDMA in uplink as part of Evolved UMTS (E-UMTS) using E-UTRA.
  • LTE-A Advanced is an evolution of 3GPP LTE.
  • FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a base station 105 and a terminal 110 in a wireless communication system 100.
  • the wireless communication system 100 may include one or more base stations and / or one or more base stations. It may include a terminal.
  • the base station 105 includes a transmit (Tx) data processor 115, a symbol modulator 120, a transmitter 125, a transmit / receive antenna 130, a processor 180, a memory 185, and a receiver ( 190, a symbol demodulator 195, and a receive data processor 197.
  • the terminal 110 transmits (Tx) the data processor 165, the symbol modulator 175, the transmitter 175, the transmit / receive antenna 135, the processor 155, the memory 160, the receiver 140, and the symbol. It may include a demodulator 155 and a receive data processor 150.
  • the base station 105 and the terminal 110 are provided with a plurality of transmit and receive antennas. Accordingly, the base station 105 and the terminal 110 according to the present invention support a multiple input multiple output (MIMO) system. In addition, the base station 105 according to the present invention may support both a single user-MIMO (SU-MIMO) and a multi-user-MIMO (MU-MIMO) scheme.
  • MIMO multiple input multiple output
  • SU-MIMO single user-MIMO
  • MU-MIMO multi-user-MIMO
  • the transmit data processor 115 receives the traffic data, formats the received traffic data, codes it, interleaves and modulates (or symbol maps) the coded traffic data, and modulates the symbols ("data"). Symbols ").
  • the symbol modulator 120 receives and processes these data symbols and pilot symbols to provide a stream of symbols.
  • the symbol modulator 120 multiplexes the data and pilot symbols and sends it to the transmitter 125.
  • each transmission symbol may be a data symbol, a pilot symbol, or a signal value of zero.
  • pilot symbols may be sent continuously.
  • the pilot symbols may be frequency division multiplexed (FDM), orthogonal frequency division multiplexed (OFDM), time division multiplexed (TDM), or code division multiplexed (CDM) symbols.
  • Transmitter 125 receives the stream of symbols and converts it into one or more analog signals, and further adjusts (eg, amplifies, filters, and frequency upconverts) the analog signals to provide a wireless channel. Generates a downlink signal suitable for transmission via the transmission antenna 130, the transmission antenna 130 transmits the generated downlink signal to the terminal.
  • the receiving antenna 135 receives the downlink signal from the base station and provides the received signal to the receiver 140.
  • Receiver 140 adjusts the received signal (eg, filtering, amplifying, and frequency downconverting), and digitizes the adjusted signal to obtain samples.
  • the symbol demodulator 145 demodulates the received pilot symbols and provides them to the processor 155 for channel estimation.
  • the symbol demodulator 145 receives a frequency response estimate for the downlink from the processor 155 and performs data demodulation on the received data symbols to obtain a data symbol estimate (which is an estimate of the transmitted data symbols). Obtain and provide data symbol estimates to a receive (Rx) data processor 150.
  • Receive data processor 150 demodulates (ie, symbol de-maps), deinterleaves, and decodes the data symbol estimates to recover the transmitted traffic data.
  • the processing by symbol demodulator 145 and receiving data processor 150 is complementary to the processing by symbol modulator 120 and transmitting data processor 115 at base station 105, respectively.
  • the terminal 110 is on the uplink, and the transmit data processor 165 processes the traffic data to provide data symbols.
  • the symbol modulator 170 may receive and multiplex data symbols, perform modulation, and provide a stream of symbols to the transmitter 175.
  • the transmitter 175 receives and processes a stream of symbols to generate an uplink signal.
  • the transmit antenna 135 transmits the generated uplink signal to the base station 105.
  • an uplink signal is received from the terminal 110 through the reception antenna 130, and the receiver 190 processes the received uplink signal to obtain samples.
  • the symbol demodulator 195 then processes these samples to provide received pilot symbols and data symbol estimates for the uplink.
  • the received data processor 197 processes the data symbol estimates to recover the traffic data transmitted from the terminal 110.
  • Processors 155 and 180 of the terminal 110 and the base station 105 respectively instruct (eg, control, coordinate, manage, etc.) operations at the terminal 110 and the base station 105, respectively.
  • Respective processors 155 and 180 may be connected to memory units 160 and 185 that store program codes and data.
  • the memory 160, 185 is coupled to the processor 180 to store the operating system, applications, and general files.
  • the processor 155 of the terminal and the processor 180 of the base station perform an operation of processing signals and data other than the function of receiving or transmitting the signals by the terminal 110 and the base station 105, respectively.
  • the processors 155 and 180 are not specifically mentioned below. Although not specifically mentioned by the processors 155 and 180, it may be said that a series of operations such as data processing is performed rather than a function of receiving or transmitting a signal.
  • the processors 155 and 180 may also be referred to as controllers, microcontrollers, microprocessors, microcomputers, or the like.
  • the processors 155 and 180 may be implemented by hardware or firmware, software, or a combination thereof.
  • ASICs application specific integrated circuits
  • DSPs digital signal processors
  • DSPDs digital signal processing devices
  • PLDs programmable logic devices
  • FPGAs Field programmable gate arrays
  • the firmware or software may be configured to include a module, a procedure, or a function for performing the functions or operations of the present invention, and to perform the present invention.
  • the firmware or software configured to be may be provided in the processors 155 and 180 or stored in the memory 160 and 185 to be driven by the processors 155 and 180.
  • the layers of the air interface protocol between the terminal and the base station between the wireless communication system (network) are based on the lower three layers of the open system interconnection (OSI) model, which is well known in the communication system. ), And the third layer L3.
  • the physical layer belongs to the first layer and provides an information transmission service through a physical channel.
  • a Radio Resource Control (RRC) layer belongs to the third layer and provides control radio resources between the UE and the network.
  • the terminal and the base station may exchange RRC messages through the wireless communication network and the RRC layer.
  • a cellular 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 exchanges data with the base station. That is, since the cellular terminal transmits and receives data through the base station, in order to transmit data to other cellular terminals, the cellular terminal transmits its data to the base station, and the base station receiving the data transmits the received data to the other cellular terminal. Since one cellular terminal can transmit data only through a base station to transmit data to another cellular terminal, the base station performs scheduling of channels and resources for data transmission and reception and transmits the scheduled information to each cellular terminal.
  • D2D communication device to device communication
  • a D2D terminal transmits and receives a signal directly to a terminal that wants to transmit data without passing through a base station or a repeater. It is necessary to design a channel and a resource structure so that the D2D UE can avoid the collision of the channel and the allocated resources for the existing cellular UE when operating in the cellular network. have.
  • the D2D terminal may refer to a terminal supporting a direct communication between terminals in a cellular network (D2D communication), a terminal capable of performing or performing D2D communication, or a terminal performing only D2D.
  • D2D communication a terminal supporting a direct communication between terminals in a cellular network (D2D communication)
  • a terminal capable of performing or performing D2D communication a terminal capable of performing or performing D2D communication
  • a terminal performing only D2D may refer to a terminal supporting a direct communication between terminals in a cellular network (D2D communication), a terminal capable of performing or performing D2D communication, or a terminal performing only D2D.
  • D2D peer discovery D2D peer discovery
  • the D2D UE performs within a discovery interval, and all D2D UEs share the discovery interval.
  • the D2D UE receives a discovery signal transmitted by other D2D UEs by monitoring logical channels of the discovery area within the discovery period.
  • the D2D UE that has received the transmission signals of other D2D UEs may create an adjacent D2D UE list using the received signal.
  • the D2D UE may broadcast a discovery signal (for example, its own information (identifier)) by selecting a channel or resource not used by other D2D UEs as a discovery channel / discovery resource in the discovery period. By receiving the signal, other D2D UEs may know that the UE exists within a range capable of performing D2D communication.
  • each D2D terminal may identify D2D terminals in the vicinity of each D2D terminal through discovery.
  • a terminal for D2D communication finds a terminal (called a target D2D terminal or a destination D2D terminal) that the source D2D terminal wants to perform D2D communication with using a search list, and then connects with the base station. It is possible to check whether D2D is performed with the target D2D terminal through communication.
  • the D2D terminal consumes a lot of power in communication with the base station because the D2D terminal needs to access the base station and decode the control signal transmitted by the base station in order to receive the signal transmitted by the base station. Therefore, signaling and a process for reducing power consumption of such a D2D terminal are needed.
  • the present invention newly proposes a signaling and a process for reducing power consumption of a D2D user equipment.
  • the proposed method describes 3GPP LTE / LTE-A as an example for detailed description, the proposed invention can be applied and used in other communication systems (IEEE 802.16, WiMAX, etc.).
  • the D2D UE existing in the cell has been described to perform discovery to identify the neighboring D2D UE present in the periphery thereof to perform D2D communication.
  • the discovery may be performed through centralized scheduling or distributed scheduling.
  • the discovery is performed through distributed scheduling using information determined between D2D terminals.
  • control of whether D2D communication is performed to the neighboring D2D UEs that the D2D UEs have discovered through the discovery is performed by the BS (ie, centralized scheduling).
  • the D2D terminal existing in the cell according to the present invention is a terminal that can operate even without access to the base station. For example, even if the status of the D2D UE with respect to the base station is in an idle state or idle mode, the D2D UE may transmit and receive signals with other D2D UEs through D2D communication. As described above, the D2D UEs can identify the neighboring D2D UEs through a search based on a decentralized scheduling scheme, and the identified D2D UEs are not connected to the D2D UEs connected to the base station. (not access) D2D UEs may also be included.
  • the discovered D2D UEs are UEs that are active or idle. Therefore, in order to perform D2D communication, the D2D UE in idle state must access the base station through an access procedure (for example, initial ranging and registration) to transmit and receive a signal for D2D. do. However, since the data transmission between the D2D terminals is not through the base station, but through direct transmission between the D2D terminals, the D2D communication can be performed more effectively by reducing the power consumption used by the D2D terminal to access the base station. Can be.
  • an access procedure for example, initial ranging and registration
  • D2D UEs in a cell perform a polling process regardless of the state of the UE.
  • Polling transmitted by the D2D user equipment to the base station may be performed through the following frame structure.
  • FIGS. 2A and 2B illustrate an example of a frame structure for enabling a D2D terminal to efficiently perform D2D communication according to the present invention.
  • the D2D UE in a cell transmits polling to the base station before performing inter-D2D discovery (ie, discovery interval) or polls to the base station after performing discovery as shown in FIG. 2B. Can be transmitted.
  • Information on the frame structure for polling is transmitted from the base station to the terminals in the cell through a broadcast channel or a beacon (or paging) channel, and information on the frame structure for polling is transmitted to the polling frame. Information may be included.
  • the D2D UE may read information on a polling frame structure transmitted by the base station when the D2D disable state is changed from the D2D disable state to the D2D enable state.
  • switching from the D2D disable state to the enabled state may include a D2D UE in a D2D enabled state being powered on or moving to another cell.
  • Polling information transmitted by the base station is for the period (period) to perform the polling D2D UE, polling configuration information (polling start point, polling interval length (in symbol, slot, subframe, or subcarrier unit), etc.
  • the polling period may have a value equal to or less than the discovery period, that is, the D2D UE may perform n times (n is an integer of 1 or more) within the discovery period.
  • the D2D UE may transmit polling to the base station through an area such as a subframe or slot configured for polling of the D2D UEs, and the polling may be transmitted including information of the D2D UE.
  • the terminal information included in the polling transmitted by the D2D UE to the base station may be different according to the position of the resource for polling, that is, the position of the resource allocated to the polling interval in the frame structure.
  • the D2D UE may transmit a signal for requesting D2D communication to another D2D UE through a D2D request zone.
  • the polling transmitted by the D2D UE may include identification information of each UE and whether D2D communication is performed.
  • the polling transmitted by the D2D UE may include information on the type of D2D communication that each UE can support or the type of D2D communication that each UE wants (desired).
  • the polling transmitted by the D2D user equipment may further include location information of the D2D user equipment.
  • the signal transmitted by the D2D UE through polling may be configured by combining the D2D UE ID and the D2D indication or combining the D2D indicator and the D2D UE ID.
  • the D2D indicator indicates whether or not D2D communication is possible or whether D2D communication is desired or not and may be represented by 1 bit.
  • the 1 bit may be placed in the most significant bit (MSB) or the least significant bit (LSB) of the polling signal transmitted by the D2D terminal.
  • the polling interval may be allocated to a position corresponding to the search interval. Therefore, when the D2D UE performs polling after discovery, the polling may include source D2D UE information, target D2D UE information (eg, D2D UE information selected through discovery), D2D indicator (D2D_ind), and D2D request indicator (D2D_request_ind). Information may be included.
  • the terminal information may be an identifier (ID) of the D2D terminal or another type of device identifier.
  • the D2D indicator may indicate whether D2D communication is possible or not, or whether or not to want D2D communication, and the D2D request indicator may indicate to request to perform D2D communication.
  • the terminal information transmitted by the D2D terminal through polling may be a D2D terminal identifier (TID) assigned by a general terminal to the base station by performing an initial entry to the network in a cellular network.
  • TID D2D terminal identifier
  • an ID for operation in a cellular network and an ID for D2D communication are allocated from a base station, and the ID assigned for D2D communication is in the cell regardless of the state of the UE (ie, active state or idle state). maintain. Therefore, even when the terminal enters the idle state through deregistration, it is used without being returned unlike STID (Station Identifier).
  • the polling signal transmitted by the D2D terminals to the base station may be configured by masking the D2D ID of the terminal. In order to check an error on the masked signal, a tail bit may be attached to the signal and transmitted.
  • the base station may determine the transmission region of the polling signal to be transmitted by each D2D terminal in the polling region (polling interval) in the cell through the information of the D2D terminal, and may inform the polling information to the D2D terminal.
  • polling may be transmitted by all D2D UEs in a cell to the base station or may perform current D2D communication, or may be transmitted only by a D2D UE that desires D2D communication.
  • the base station can identify the D2D terminals in the cell through the polling signals transmitted by the D2D terminals, and can also identify terminals capable of performing D2D communication among the D2D terminals.
  • the base station receiving a signal from the D2D UEs in the cell through polling lists up the polling information and stores information of the D2D UEs capable of performing D2D in the cell.
  • Information of the D2D UEs may be stored in a table or bit map format.
  • the BS Upon receiving polling from the D2D UEs, the BS transmits an acknowledgment message (eg, polling_Ack) and a paging period (paging or cellular paging cycle for the D2D UE) to the D2D UEs through a broadcast channel. I can do it.
  • the base station may transmit the polling_Ack and the broadcast channel for transmitting the paging period information and the transmission period information to include the polling information when transmitting the polling information to the D2D UEs in the cell.
  • the D2D UE may receive paging information transmitted by the base station in a given period and receive information about the D2D using the paging information.
  • the base station may transmit the D2D information to the D2D user equipment through cellular paging or by setting up paging for the D2D user equipment.
  • a D2D indicator in the paging message or an indicator indicating whether to support the D2D may be set or only the corresponding D2D terminal may receive the information through the D2D ID. That is, the base station may add information on the D2D to the existing paging message and transmit the information.
  • the base station which has obtained information on the terminal capable of performing D2D in the cell through polling, matches the information of the target D2D terminal in the D2D request transmitted by the source D2D terminal with the polling information list to perform the D2D. It can decide whether to perform D2D communication. That is, it may be determined whether to transmit a D2D request to the target D2D terminal or the base station rejects the D2D request.
  • the base station transmits the D2D communication to the source D2D terminal with the corresponding D2D terminal (ie, the target D2D terminal). Notifies you that it cannot be done.
  • the D2D operation may be performed through different methods according to the states of the source D2D terminal and the target D2D terminal performing D2D communication in the cellular network.
  • the procedure of performing the D2D is defined as follows according to the states of the source D2D terminal and the target D2D terminal. Can be.
  • 3A and 3B illustrate a process of performing D2D communication when the source D2D UE is in an active state.
  • 3A shows a D2D communication performing process when the D2D terminal 1 (source D2D terminal) is in an active state and the D2D terminal 2 (target D2D terminal) is also in an active state connected to the base station.
  • the D2D UE 1 may transmit polling to the base station within the polling interval (S305), and the D2D UE 2 (target D2D UE) selected by the D2D UE 1 (source D2D UE) through discovery may also poll the base station. Can be transmitted (S315). Polling of the D2D UE 2 (target D2D UE) in S315 may or may not be performed according to a polling procedure (before / after discovery). As described above, the polled signal transmitted may be loaded with contents included in polling information. That is, the polling signal may further include a quality of service (Qos) required for D2D communication, a signal to interference plus noise ratio (SINR), a threshold, and a terminal state.
  • Qos quality of service
  • SINR signal to interference plus noise ratio
  • the base station Since both D2D UE1 (source D2D UE) and D2D UE2 (target D2D UE) are active, the base station transmits D2D polling signals (D2D request information (including D2D request info)) transmitted by D2D UE1 (source D2D UE). ) And whether the target D2D UE is polled to determine whether to perform D2D communication (S325).
  • D2D polling signals D2D request information (including D2D request info)
  • D2D UE1 source D2D UE
  • the base station may perform D2D communication in consideration of Quality of Service (QoS), data type, etc. transmitted through polling.
  • the D2D terminal may be determined.
  • the base station transmits the information for the D2D communication and the D2D confirm signal to the D2D. It can be transmitted to the terminal 1 (source D2D terminal) and the D2D terminal 2 (target D2D terminal) (S335).
  • the base station transmits the information for the D2D communication and the D2D confirmation signal to the terminal-specific channel (eg, a control channel (eg, For example, PDCCH) or new downlink control information (DCI) for D2D may be transmitted to D2D UE 1 (source D2D UE) and D2D UE 2 (target D2D UE), respectively.
  • a control channel eg, For example, PDCCH
  • DCI new downlink control information
  • 3B illustrates a process of performing D2D communication when D2D terminal 1 (source D2D terminal) is in an active state and D2D terminal 2 (target D2D terminal) is in an idle state.
  • the base station may transmit information required for D2D communication to the D2D terminal 2 (target D2D terminal) in the idle state through a D2D paging signal transmitted in a predetermined period (or interval) (S340).
  • the D2D terminal 2 (target D2D terminal) does not need to access the base station because it receives information about the D2D without accessing the base station. Therefore, unnecessary connection of the base station to the D2D terminal can be reduced.
  • the D2D information may be transmitted through terminal-specific signaling (control information (for example, PDCCH, ePDCCH)) (S345).
  • the base station may transmit to the D2D terminal 1 (source D2D terminal) using a new type of DCI format for D2D.
  • D2D terminal 2 target D2D terminal
  • D2D terminal 1 source D2D terminal
  • S340 and S345 respectively, refer to the start point, time offset, and time offset of the D2D communication. It may include a reference signal index, a pilot pattern, a cyclic shift value, resource allocation information, power control information, FS, and the like.
  • 4A and 4B illustrate a process of performing D2D communication when the source D2D terminal is in an idle state.
  • D2D terminal 1 source D2D terminal
  • D2D terminal 2 target D2D terminal
  • the base station may receive information on the D2D to the D2D terminal 2 (target D2D terminal) through a downlink control channel (PDCCH), a PDCCH (D_PDCCH) for the D2D terminal, and an ePDCCH (evloved PDCCH) (S435).
  • PDCH downlink control channel
  • D_PDCCH PDCCH
  • ePDCCH evloved PDCCH
  • the D2D terminal 1 may receive the D2D confirmation signal and / or information for the D2D from the base station through a paging signal periodically transmitted for D2D communication or through a beacon signal for D2D (S445). ).
  • the initial transmission for the D2D may be transmitted to the D2D terminal 2 (target D2D terminal) to the D2D terminal 1 (source D2D terminal) (S455).
  • D2D UE 2 target D2D UE transmits a pilot or reference signal, preamble, etc. excluding data in the initial D2D transmission, so that link measurement for D2D UE 1 (source D2D UE) to perform D2D communication (link measurement) ) Can be performed.
  • FIG 4B illustrates a process of performing D2D communication when the D2D terminal 1 (source D2D terminal) is in an idle state and the D2D terminal 2 (target D2D terminal) is also in an idle state without being connected to the base station.
  • S405 to S425 of FIG. 4B are applied in the same manner as that of S405 to S425 of FIG. 4A. Since the base station is not connected to both the D2D terminal 1 (source D2D terminal) and the D2D terminal 2 (target D2D terminal) that performs the D2D communication, the base station transmits D2D information to the two terminals through a polling response or a paging channel. It can be transmitted through (S435, S445).
  • FIGS. 3A and 3B and the descriptions of FIGS. 4A and 4B may be applied to both FIGS. 2A and 2B showing the polling interval positions.
  • the base station can determine whether D2D is performed through polling, and the D2D user equipment can receive information necessary to perform D2D communication through the paging channel from the base station. Therefore, since the D2D UE in the cell does not necessarily need to access the base station in order to perform D2D communication, the D2D UE can reduce power consumed in performing the connection and also use periodic polling and polling response. It is possible to reduce blind detection or decoding of the downlink control channel in order to receive D2D information from the base station, thereby further improving D2D performance.
  • 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.
  • a method for performing D2D communication or supporting D2D communication in a wireless communication system and an apparatus therefor may be industrially used in various communication systems such as 3GPP LTE, LTE-A, and IEEE 802.

Landscapes

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

Abstract

무선통신 시스템에서 D2D(device to device) 통신을 수행하거나 D2D 통신을 지원하는 방법과 이를 위한 장치가 개시된다. 본 발명에 따른 D2D 단말이 D2D 통신을 수행하는 방법은, 기지국으로부터 D2D 통신을 위한 폴링 신호 전송을 위해 할당된 폴링 구간 정보를 수신하는 단계; 및 상기 할당된 폴링 구간 내에서 상기 폴링 신호를 상기 기지국으로 전송하는 단계를 포함하되, 상기 폴링 신호는 상기 D2D 단말의 식별자, 탐색을 통하여 선택한 타겟 D2D 단말의 식별자 및 D2D 통신 수행을 원하는 것을 나타내는 지시자를 포함할 수 있다.

Description

무선통신 시스템에서 D2D 통신을 수행하거나 D2D 통신을 지원하는 방법과 이를 위한 장치
본 발명은 무선통신에 관한 것으로, 보다 상세하게는 무선통신 시스템에서 D2D(device to device) 통신을 수행하거나 D2D 통신을 지원하는 방법과 이를 위한 장치에 관한 것이다.
최근 스마트폰과 태블릿 PC가 보급되고 고용량 멀티미디어 통신이 활성화되면서 모바일 트래픽이 급격하게 증가하고 있다. 앞으로의 모바일 트래픽의 증가 추세가 해마다 약 2배 정도의 트래픽 증가가 예상된다. 이러한 모바일 트래픽의 대부분은 기지국을 통해 전송되고 있기 때문에 통신 서비스 사업자들은 당장 심각한 망 부하 문제에 직면해 있다. 이에 통신 사업자들은 증가하는 트래픽을 처리하기 위해 망 설비를 증가하고, 모바일 WiMAX, LTE(Long Term Evolution)와 같이 많은 양의 트래픽을 효율적으로 처리할 수 있는 차세대 이동통신 표준을 서둘러 상용화해왔다. 하지만 앞으로 더욱 급증하게 될 트래픽의 양을 감당하기 위해서는 또 다른 해결책이 필요한 시점이다.
기기 간 직접(device-to-device, D2D) 통신은 기지국과 같은 기반 시설을 이용하지 않고 인접한 노드 사이에 트래픽을 직접 전달하는 분산형 통신 기술이다. D2D 통신 환경에서 휴대 단말 등 각 노드는 스스로 물리적으로 인접한 다른 단말을 찾고, 통신 세션을 설정한 뒤 트래픽을 전송한다. 이처럼 D2D 통신은 기지국으로 집중되는 트래픽을 분산시켜 트래픽 과부화 문제를 해결할 수 있기 때문에 4G 이후의 차세대 이동통신 기술의 요소 기술로써 각광을 받고 있다. 이러한 이유로 3GPP나 IEEE 등의 표준 단체는 LTE-A 나 Wi-Fi에 기반하여 D2D 통신 표준 제정을 추진하고 있으며, 퀄컴 등에서도 독자적인 D2D 통신 기술을 개발하고 있다.
D2D 통신은 이동통신 시스템의 성능을 높이는데 기여할뿐만 아니라 새로운 통신 서비스를 창출할 것으로도 기대된다. 또한 인접성 기반의 소셜 네트워크 서비스나 네트워크 게임 등의 서비스를 지원할 수 있다. D2D 링크를 릴레이로 활용하여 음영지역 단말의 연결성 문제를 해결할 수도 있다. 이처럼 D2D 기술은 다양한 분야에서 새로운 서비스를 제공해 줄 것으로 예상된다.
사실 적외선 통신, ZigBee, RFID(radio frequency identification)와 이에 기반한 NFC(near field communi- cations) 등의 기기 간 통신 기술은 이미 널리 사용되고 있다. 하지만 이 기술들은 굉장히 제한적인 거리(1m 내외) 내에서 특수한 목적의 통신만을 지원하기 때문에 엄밀하게는 기지국의 트래픽을 분산시키는 D2D 통신 기술로 분류하기 어렵다.
지금까지 D2D 통신에 대해 설명하였으나, 아직까지는 셀룰러 네트워크에서 효율적인 D2D 통신 수행을 위해 기지국이 D2D 프레임 구조나 D2D 통신 수행 방법에 대해 구체적으로 제안된 바가 없었다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제는 무선통신 시스템에서 D2D(device to device) 단말이 D2D 통신을 수행하는 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명에서 다른 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 무선통신 시스템에서 기지국이 D2D(device to device) 통신을 지원하는 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명에서 다른 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는 무선통신 시스템에서 D2D 통신을 수행하는 D2D 단말을 제공하는 데 있다.
본 발명에서 다른 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는 무선통신 시스템에서 D2D(device to device) 통신을 지원하는 기지국을 제공하는 데 있다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 상기 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위한, 무선통신 시스템에서 D2D(device to device) 단말이 D2D 통신을 수행하는 방법은, 기지국으로부터 D2D 통신을 위한 폴링 신호 전송을 위해 할당된 폴링 구간 정보를 수신하는 단계; 및 상기 할당된 폴링 구간 내에서 상기 폴링 신호를 상기 기지국으로 전송하는 단계를 포함하되, 상기 폴링 신호는 상기 D2D 단말의 식별자, 탐색을 통하여 선택한 타겟 D2D 단말의 식별자 및 D2D 통신 수행을 원하는 것을 나타내는 지시자를 포함할 수 있다. 상기 폴링 신호는 추가로 D2D 통신시 요구되는 QoS, SINR, threshold 그리고 단말 status등을 더 포함할 수 있다. 상기 폴링 구간은 프레임 구조에서 탐색 구간(discovery interval) 이후에 위치할 수 있고, 상기 D2D 단말의 식별자는 상기 D2D 단말이 상기 기지국과 접속하여 등록된 상태에서 등록해제 상태로 진입하더라도 유지된다. 상기 폴링 신호를 전송하기 위한 영역은 상기 폴링 구간 내에서 D2D 단말 별로 고유하게 할당된 것이다.
상기 방법은, 상기 D2D 단말이 액티브(active) 상태로 동작 중이면, 상기 기지국으로부터 상기 D2D 통신을 위한 정보를 D2D 단말에게 특정하게 할당된 제어 채널을 통해 수신하는 단계를 더 포함할 수 있고, 이와 달리 상기 D2D 단말이 유휴(idle) 상태로 동작 중이면, 상기 기지국으로부터 상기 D2D 통신을 위한 정보를 페이징 채널 또는 상기 D2D 통신을 위한 비콘 신호를 통해 수신하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기의 다른 기술적 과제를 달성하기 위한, 무선통신 시스템에서 기지국이 D2D(device to device) 통신을 지원하는 방법은, D2D 단말로 D2D 통신을 위한 폴링 신호 전송을 위해 할당된 폴링 구간 정보를 전송하는 단계; 및 상기 할당된 폴링 구간 내에서 상기 폴링 신호를 상기 D2D 단말로부터 수신하는 단계를 포함하되, 상기 수신된 폴링 신호는 상기 D2D 단말의 식별자, 탐색을 통하여 선택한 타겟 D2D 단말의 식별자 및 D2D 통신 수행을 원하는 것을 나타내는 지시자를 포함할 수 있다. 또한 상기 폴링 신호는 D2D 통신시 요구되는 QoS(), SINR, threshold, 그리고 단말 status등을 포함할 수 있다.
상기 방법은, 상기 D2D 단말이 액티브(active) 상태로 동작 중이면, 상기 D2D 단말로 상기 D2D 통신을 위한 정보를 D2D 단말에게 특정하게 할당된 제어 채널을 통해 전송하는 단계를 더 포함할 수 있고, 이와 달리 상기 D2D 단말이 유휴(idle) 상태로 동작 중이면, 상기 D2D 단말로 상기 D2D 통신을 위한 정보를 페이징 채널 또는 상기 D2D 통신을 위한 비콘 신호를 통해 수신하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기의 또 다른 기술적 과제를 달성하기 위한, 무선통신 시스템에서 D2D(device to device) 통신을 수행하는 D2D 단말은, 기지국으로부터 D2D 통신을 위한 폴링 신호 전송을 위해 할당된 폴링 구간 정보를 수신하도록 구성된 수신기; 상기 할당된 폴링 구간 내에서 상기 폴링 신호를 상기 기지국으로 전송하는 것을 제어하도록 구성된 프로세서; 및 상기 할당된 폴링 구간 내에서 상기 폴링 신호를 상기 기지국으로 전송하도록 구성된 송신기를 포함하되, 상기 폴링 신호는 상기 D2D 단말의 식별자, 탐색을 통하여 선택한 타겟 D2D 단말의 식별자 및 D2D 통신 수행을 원하는 것을 나타내는 지시자를 포함할 수 있다. 또한 상기 폴링 신호는 D2D 통신시 요구되는 QoS, SINR, threshold 그리고 단말 status등을 포함할 수 있다.
상기의 또 다른 기술적 과제를 달성하기 위한, 무선통신 시스템에서 D2D(device to device) 통신을 지원하는 기지국은, D2D 단말로 D2D 통신을 위한 폴링 신호 전송을 위해 할당된 폴링 구간 정보를 전송하도록 구성된 송신기; 상기 D2D 단말로부터 상기 할당된 폴링 구간 내에서 상기 폴링 신호를 수신할 수 있게 제어하도록 구성된 프로세서; 및 상기 D2D 단말로부터 상기 할당된 폴링 구간 내에서 상기 폴링 신호를 수신하도록 구성된 수신기를 포함하되, 상기 수신된 폴링 신호는 상기 D2D 단말의 식별자, 탐색을 통하여 선택한 타겟 D2D 단말의 식별자 및 D2D 통신 수행을 원하는 것을 나타내는 지시자를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따라, 셀 내 D2D 단말은 D2D 통신을 수행하기 위하여 반드시 기지국에 접속할 필요가 없으므로 접속을 수행하는 과정에서 소모되는 파워를 줄 일 수 있다. 또한 주기적인 폴링과 폴링 응답(polling response)를 사용함으로써 D2D 단말이 D2D 정보를 기지국으로부터 받기 위해 하향링크 제어 채널을 블라인드 검출 또는 디코딩하는 것을 줄일 수 있어서 D2D 성능을 좀더 향상 시킬수 있다.
본 발명에서 얻은 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는, 첨부 도면은 본 발명에 대한 실시예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 설명한다.
도 1은 무선 통신 시스템(100)에서의 기지국(105) 및 단말(110)의 구성을 도시한 블록도이다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따른 D2D 단말이 효율적인 D2D 통신을 가능하도록 하는 프레임 구조의 예를 나타낸다.
도 3a 및 도 3b는 소스 D2D 단말이 액티브(active) 상태인 경우에 있어서의 D2D 통신 수행 프로세스를 나타낸다.
도 4a 및 도 4b는 소스 D2D 단말이 유휴(idle) 상태인 경우에 있어서의 D2D 통신 수행 프로세스를 나타낸다.
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. 예를 들어, 이하의 상세한 설명은 이동통신 시스템이 3GPP LTE, LTE-A 시스템인 경우를 가정하여 구체적으로 설명하나, 3GPP LTE, LTE-A의 특유한 사항을 제외하고는 다른 임의의 이동통신 시스템에도 적용 가능하다.
몇몇 경우, 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시될 수 있다. 또한, 본 명세서 전체에서 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하여 설명한다.
아울러, 이하의 설명에 있어서 단말은 UE(User Equipment), MS(Mobile Station), AMS(Advanced Mobile Station) 등 이동 또는 고정형의 사용자단 기기를 통칭하는 것을 가정한다. 또한, 기지국은 Node B, eNode B, Base Station, AP(Access Point) 등 단말과 통신하는 네트워크 단의 임의의 노드를 통칭하는 것을 가정한다. 본 명세서에서는 IEEE 802.16 시스템에 근거하여 설명하지만, 본 발명의 내용들은 각종 다른 통신 시스템에도 적용가능하다.
이동 통신 시스템에서 단말(User Equipment)은 기지국으로부터 하향링크(Downlink)를 통해 정보를 수신할 수 있으며, 단말은 또한 상향링크(Uplink)를 통해 정보를 전송할 수 있다. 단말이 전송 또는 수신하는 정보로는 데이터 및 다양한 제어 정보가 있으며, 단말이 전송 또는 수신하는 정보의 종류 용도에 따라 다양한 물리 채널이 존재한다.
이하의 기술은 CDMA(code division multiple access), FDMA(frequency division multiple access), TDMA(time division multiple access), OFDMA(orthogonal frequency division multiple access), SC-FDMA(single carrier frequency division multiple access) 등과 같은 다양한 무선 접속 시스템에 사용될 수 있다. 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 데이터Rates 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)는 E-UTRA를 사용하는 E-UMTS(Evolved UMTS)의 일부로서 하향링크에서 OFDMA를 채용하고 상향링크에서 SC-FDMA를 채용한다. LTE-A(Advanced)는 3GPP LTE의 진화된 버전이다.
또한, 이하의 설명에서 사용되는 특정(特定) 용어들은 본 발명의 이해를 돕기 위해서 제공된 것이며, 이러한 특정 용어의 사용은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경될 수 있다.
도 1은 무선 통신 시스템(100)에서의 기지국(105) 및 단말(110)의 구성을 도시한 블록도이다.
무선 통신 시스템(100)을 간략화하여 나타내기 위해 하나의 기지국(105)과 하나의 단말(110)(D2D 단말을 포함)을 도시하였지만, 무선 통신 시스템(100)은 하나 이상의 기지국 및/또는 하나 이상의 단말을 포함할 수 있다.
도 1을 참조하면, 기지국(105)은 송신(Tx) 데이터 프로세서(115), 심볼 변조기(120), 송신기(125), 송수신 안테나(130), 프로세서(180), 메모리(185), 수신기(190), 심볼 복조기(195), 수신 데이터 프로세서(197)를 포함할 수 있다. 그리고, 단말(110)은 송신(Tx) 데이터 프로세서(165), 심볼 변조기(175), 송신기(175), 송수신 안테나(135), 프로세서(155), 메모리(160), 수신기(140), 심볼 복조기(155), 수신 데이터 프로세서(150)를 포함할 수 있다. 송수신 안테나(130, 135)가 각각 기지국(105) 및 단말(110)에서 하나로 도시되어 있지만, 기지국(105) 및 단말(110)은 복수 개의 송수신 안테나를 구비하고 있다. 따라서, 본 발명에 따른 기지국(105) 및 단말(110)은 MIMO(Multiple Input Multiple Output) 시스템을 지원한다. 또한, 본 발명에 따른 기지국(105)은 SU-MIMO(Single User-MIMO) MU-MIMO(Multi User-MIMO) 방식 모두를 지원할 수 있다.
하향링크 상에서, 송신 데이터 프로세서(115)는 트래픽 데이터를 수신하고, 수신한 트래픽 데이터를 포맷하여, 코딩하고, 코딩된 트래픽 데이터를 인터리빙하고 변조하여(또는 심볼 매핑하여), 변조 심볼들("데이터 심볼들")을 제공한다. 심볼 변조기(120)는 이 데이터 심볼들과 파일럿 심볼들을 수신 및 처리하여, 심볼들의 스트림을 제공한다.
심볼 변조기(120)는, 데이터 및 파일럿 심볼들을 다중화하여 이를 송신기 (125)로 전송한다. 이때, 각각의 송신 심볼은 데이터 심볼, 파일럿 심볼, 또는 제로의 신호 값일 수도 있다. 각각의 심볼 주기에서, 파일럿 심볼들이 연속적으로 송신될 수도 있다. 파일럿 심볼들은 주파수 분할 다중화(FDM), 직교 주파수 분할 다중화(OFDM), 시분할 다중화(TDM), 또는 코드 분할 다중화(CDM) 심볼일 수 있다.
송신기(125)는 심볼들의 스트림을 수신하여 이를 하나 이상의 아날로그 신호들로 변환하고, 또한, 이 아날로그 신호들을 추가적으로 조절하여(예를 들어, 증폭, 필터링, 및 주파수 업 컨버팅(upconverting) 하여, 무선 채널을 통한 송신에 적합한 하향링크 신호를 발생시킨다. 그러면, 송신 안테나(130)는 발생된 하향링크 신호를 단말로 전송한다.
단말(110)의 구성에서, 수신 안테나(135)는 기지국으로부터의 하향링크 신호를 수신하여 수신된 신호를 수신기(140)로 제공한다. 수신기(140)는 수신된 신호를 조정하고(예를 들어, 필터링, 증폭, 및 주파수 다운컨버팅(downconverting)), 조정된 신호를 디지털화하여 샘플들을 획득한다. 심볼 복조기(145)는 수신된 파일럿 심볼들을 복조하여 채널 추정을 위해 이를 프로세서(155)로 제공한다.
또한, 심볼 복조기(145)는 프로세서(155)로부터 하향링크에 대한 주파수 응답 추정치를 수신하고, 수신된 데이터 심볼들에 대해 데이터 복조를 수행하여, (송신된 데이터 심볼들의 추정치들인) 데이터 심볼 추정치를 획득하고, 데이터 심볼 추정치들을 수신(Rx) 데이터 프로세서(150)로 제공한다. 수신 데이터 프로세서 (150)는 데이터 심볼 추정치들을 복조(즉, 심볼 디-매핑(demapping))하고, 디인터리빙(deinterleaving)하고, 디코딩하여, 전송된 트래픽 데이터를 복구한다.
심볼 복조기(145) 및 수신 데이터 프로세서(150)에 의한 처리는 각각 기지국(105)에서의 심볼 변조기(120) 및 송신 데이터 프로세서(115)에 의한 처리에 대해 상보적이다.
단말(110)은 상향링크 상에서, 송신 데이터 프로세서(165)는 트래픽 데이터를 처리하여, 데이터 심볼들을 제공한다. 심볼 변조기(170)는 데이터 심볼들을 수신하여 다중화하고, 변조를 수행하여, 심볼들의 스트림을 송신기(175)로 제공할 수 있다. 송신기(175)는 심볼들의 스트림을 수신 및 처리하여, 상향링크 신호를 발생시킨다. 그리고 송신 안테나(135)는 발생된 상향링크 신호를 기지국(105)으로 전송한다.
기지국(105)에서, 단말(110)로부터 상향링크 신호가 수신 안테나(130)를 통해 수신되고, 수신기(190)는 수신한 상향링크 신호를 처리되어 샘플들을 획득한다. 이어서, 심볼 복조기(195)는 이 샘플들을 처리하여, 상향링크에 대해 수신된 파일럿 심볼들 및 데이터 심볼 추정치를 제공한다. 수신 데이터 프로세서(197)는 데이터 심볼 추정치를 처리하여, 단말(110)로부터 전송된 트래픽 데이터를 복구한다.
단말(110) 및 기지국(105) 각각의 프로세서(155, 180)는 각각 단말(110) 및 기지국(105)에서의 동작을 지시(예를 들어, 제어, 조정, 관리 등)한다. 각각의 프로세서들(155, 180)은 프로그램 코드들 및 데이터를 저장하는 메모리 유닛(160, 185)들과 연결될 수 있다. 메모리(160, 185)는 프로세서(180)에 연결되어 오퍼레이팅 시스템, 어플리케이션, 및 일반 파일(general files)들을 저장한다.
본 발명에서 단말의 프로세서(155)와 기지국의 프로세서(180)는 각각 단말(110) 및 기지국(105)이 신호를 수신하거나 송신하는 기능을 제외한 그 이외의 신호 및 데이터를 처리하는 동작을 수행하지만, 설명의 편의를 위하여 이하에서 특별히 프로세서(155, 180)를 언급하지 않는다. 특별히 프로세서(155, 180)의 언급이 없더라도 신호를 수신하거나 송신하는 기능이 아닌 데이터 처리 등의 일련의 동작들을 수행한다고 할 수 있다.
프로세서(155, 180)는 컨트롤러(controller), 마이크로 컨트롤러(microcontroller), 마이크로 프로세서(microprocessor), 마이크로 컴퓨터(microcomputer) 등으로도 호칭될 수 있다. 한편, 프로세서(155, 180)는 하드웨어(hardware) 또는 펌웨어(firmware), 소프트웨어, 또는 이들의 결합에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어를 이용하여 본 발명의 실시예를 구현하는 경우에는, 본 발명을 수행하도록 구성된 ASICs(application specific integrated circuits) 또는 DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays) 등이 프로세서(155, 180)에 구비될 수 있다.
한편, 펌웨어나 소프트웨어를 이용하여 본 발명의 실시예들을 구현하는 경우에는 본 발명의 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차 또는 함수 등을 포함하도록 펌웨어나 소프트웨어가 구성될 수 있으며, 본 발명을 수행할 수 있도록 구성된 펌웨어 또는 소프트웨어는 프로세서(155, 180) 내에 구비되거나 메모리(160, 185)에 저장되어 프로세서(155, 180)에 의해 구동될 수 있다.
단말과 기지국이 무선 통신 시스템(네트워크) 사이의 무선 인터페이스 프로토콜의 레이어들은 통신 시스템에서 잘 알려진 OSI(open system interconnection) 모델의 하위 3개 레이어를 기초로 제 1 레이어(L1), 제 2 레이어(L2), 및 제 3 레이어(L3)로 분류될 수 있다. 물리 레이어는 상기 제 1 레이어에 속하며, 물리 채널을 통해 정보 전송 서비스를 제공한다. RRC(Radio Resource Control) 레이어는 상기 제 3 레이어에 속하며 UE와 네트워크 사이의 제어 무선 자원들을 제공한다. 단말, 기지국은 무선 통신 네트워크와 RRC 레이어를 통해 RRC 메시지들을 교환할 수 있다.
셀룰러 네트워크 혹은 셀룰러 통신에서 셀 내에 존재하는 셀룰러 단말은 통신을 수행하기 위하여 기지국에 접속(access)하여 기지국으로부터 데이터를 주고 받기 위한 제어 정보를 수신한 다음에 기지국과 데이터를 주고 받는다. 즉, 셀룰러 단말은 기지국을 통해서 데이터를 송수신하기 때문에 다른 셀룰러 단말에게 데이터를 전송하기 위해서는 자신의 데이터를 기지국에 전송하고 이를 수신한 기지국은 수신한 데이터를 다른 셀룰러 단말에게 전송하여 준다. 이렇게 한 셀룰러 단말이 다른 셀룰러 단말에게 데이터를 전송하려면 기지국을 통해서만 데이터를 전송할 수 있기 때문에 기지국은 데이터 송수신을 위한 채널 및 자원에 대한 스케줄링을 수행하며 스케줄링된 정보를 각 셀룰러 단말에게 전송하여 준다. 이와 같이, 기지국을 통하여 셀룰러 단말간 통신을 수행하려면 각각 기지국에 데이터을 송수신하는 채널 및 자원 할당이 필요하다. 그러나, 단말 간 직접 통신(device to device communication(이하, D2D 통신)은 D2D 단말이 기지국이나 중계기를 통하지 않고 데이터를 전송하기 원하는 단말에게 직접 신호를 송수신하는 구조를 가지고 있다. 따라서 기지국의 제어 없이도 신호를 송수신할 수 있도록 채널 및 자원 구조를 설계할 필요가 있다. 이러한 설계시에, D2D 단말이 셀룰러 네트워크에서 동작 시에 기존 셀룰러 단말을 위한 채널 및 할당된 자원의 충돌을 피할 수 있도록 설계할 필요가 있다.
D2D 단말의 탐색(discovery)
본 명세서에서 D2D 단말은 셀룰러 네트워크에서 단말 간 직접 통신(D2D 통신) 기능을 지원하는 단말 혹은 D2D 통신을 수행하거나 수행할 수 있는 단말, 혹은 D2D 만을 수행하는 단말을 의미할 수 있다.
D2D 통신을 수행하는 D2D 단말은 D2D 통신을 통하여 데이터를 다른 D2D 단말에게 전송하기 위해서 데이터를 송수신할 수 있는 주변에 위치한 D2D 단말들의 존재를 미리 확인할 필요가 있으며, 이를 위해 D2D 피어 탐색(D2D peer discovery)을 수행한다. D2D 단말은 탐색 구간(discovery interval) 내에서 수행하며 모든 D2D 단말은 탐색 구간을 공유한다.
탐색 구간 내에서 D2D 단말은 탐색 영역의 논리 채널(logical channel)들을 모니터링 하여 다른 D2D 단말들이 전송하는 탐색 신호를 수신한다. 다른 D2D 단말들의 전송 신호를 수신한 D2D 단말은 수신 신호를 이용하여 인접한 D2D 단말 리스트 작성할 수 있다. 그리고, D2D 단말은 탐색 구간에서 다른 D2D 단말들이 사용하지 않은 채널 또는 자원을 탐색 채널/탐색 자원으로 선택하여 탐색 신호(예를 들어, 자신의 정보(식별자))를 브로드캐스팅할 수 있고, 이 탐색 신호를 수신함으로써 다른 D2D 단말들은 해당 단말이 D2D 통신을 수행할 수 있는 범위 내에 존재한다는 것을 알 수 있다.
셀 내에서 단말 간 직접 데이터를 주고 받는 D2D 통신이 기존의 셀룰러 네트워크와 자원을 공유하여 수행되는 경우, 각 D2D 단말은 탐색를 통하여 각 D2D 단말의 주변에 있는 D2D 단말들을 파악할 수 있다. 이때 D2D 통신을 원하는 단말(소스 D2D 단말이라 칭함)은 탐색 리스트를 이용하여 소스 D2D 단말이 함께 D2D 통신을 수행하기를 원하는 단말(타겟 D2D 단말 혹은 목적지 D2D 단말이라고 칭한다)을 찾은 후, 기지국과의 통신을 통하여 타겟 D2D 단말과의 D2D 수행 여부를 확인할 수 있다. 이때 D2D 통신을 위해서 D2D 단말은 기지국이 전송한 신호를 수신하기 위하여 기지국에 접속(access) 하여 기지국이 전송한 제어 신호를 디코딩하여야 하므로 기지국과의 통신에 많은 파워를 소모한다. 따라서, 이러한 D2D 단말의 파워 소모를 줄이기 위한 시그널링 및 프로세스가 필요하게 된다.
본 발명에서는 D2D 단말의 파워 소모를 줄이기 위한 시그널링 및 프로세스를 새롭게 제안한다. 이러한 제안 방법은 자세한 설명을 위하여 3GPP LTE/LTE-A을 예를 들어 설명하지만, 상기 제안된 발명은 다른 통신 시스템(IEEE 802.16, WiMAX 등)에서 적용되어 사용될 수 있다.
앞서, 셀 내에 존재하는 D2D 단말은 D2D 통신을 수행하기 위하여 자신 주변에 존재하는 인접 D2D 단말을 파악하기 위하여 탐색를 수행한다고 설명한 바 있다. 이때 상기 탐색은 중앙집중화된 스케줄링(centralized scheduling) 혹은 분산화된 스케줄링(distributed scheduling) 방식을 통해서 이루어 질 수 있으며 본 발명에서는 탐색이 D2D 단말간 정해진 정보를 이용하여 분산화된 스케줄링을 통해서 이루어 지는 것을 가정한다. 또한 D2D 단말들이 탐색를 통해서 파악한 인접 D2D 단말에 대한 D2D 통신 수행 여부에 대한 제어는 기지국이 수행하는 것(즉, 중앙집중화된 스케줄링)을 통해서 이루어지는 것을 가정한다.
본 발명에 따른 셀 내 존재하는 D2D 단말은 기지국에 접속(access)하지 않아도 동작할 수 있는 단말이다. 예를 들어, 기지국에 대한 D2D 단말의 상태(status)가 유휴 상태(idle state or idle mode)이라고 하여도 상기 D2D 단말은 다른 D2D 단말과 D2D 통신을 통하여 신호를 송수신 할 수 있다. 상술한 바와 같이 D2D 단말들은 분산화된(decentralized) 스케줄링 방식에 따른 탐색을 통해서 주변의 D2D 단말들을 파악할 수 있는데, 이러한 파악된 D2D 단말에는 기지국에 접속(access) 되어 있는 D2D 단말들과 접속되어 있지 않은(not access) D2D 단말들도 포함될 수 있다.
즉 기지국 관점에서 상기 탐색된 D2D 단말들은 액티브(active) 상태이거나 유휴(idle) 상태인 단말들이다. 따라서 유휴 상태의 D2D 단말은 D2D 통신을 수행하기 위하여 접속 절차(access procedure)(예를 들어, 초기 레인징(initial ranging), 등록(registration))를 통해서 기지국에 접속하여 D2D에 대한 신호를 송수신하여야 한다. 그러나, D2D 단말 간의 데이터 전송이 기지국을 거쳐 이루어지는 것이 아니라 D2D 단말 간 직접 전송(direct transmission)을 통해서 이루어 지는 것이므로 D2D 단말이 기지국에 접속하기 위해서 사용하는 파워 소비를 줄임으로써 D2D 통신을 좀더 효과적으로 수행할 수 있다.
D2D 통신 수행을 위하여 D2D 단말들이 기지국에 불필요하게 접속(access)하는 것을 방지하기 위하여 셀 내 D2D 단말들은 단말의 상태(status)에 관계없이 폴링 프로세스(polling process)를 수행한다. D2D 단말이 기지국에 전송하는 폴링은 다음과 같은 프레임 구조를 통해서 이루어 질 수 있다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따른 D2D 단말이 효율적인 D2D 통신을 가능하도록 하는 프레임 구조의 예를 나타낸다.
도 2a 및 도 2b에서 가로 축은 시간 도메인(time domain)이고 세로 축은 주파수 도메인(frequency domain)이다. 도 2a에 도시한 바와 같이 셀 내 D2D 단말은 D2D 단말간 탐색를 수행하기 전(즉, 탐색 구간(discovery interval))에 기지국에 폴링을 전송하거나 혹은 도 2b에 도시한 바와 같이 탐색 수행 후에 기지국으로 폴링을 전송할 수 있다. 폴링을 위한 프레임 구조에 대한 정보는 기지국이 브로드캐스트 채널 또는 비콘(혹은 페이징)(beacon(or paging)) channel 을 통하여 셀 내 단말들에게 전송하며, 폴링을 위한 프레임 구조에 대한 정보는 폴링 프레임에 대한 정보를 포함할 수 있다.
일 예로서, D2D 단말은 D2D 디스에이블(disable) 상태에서 D2D 인에이블(enable) 상태로 전환하는 때에 기지국이 전송하는 폴링 프레임 구조에 대한 정보를 읽을 수 있다. 이 때, D2D 디스에이블 상태에서 인에이블 상태로 전환하는 것은 D2D 인에이블 상태인 D2D 단말이 파워 온(power on)하거나 다른 셀로 이동하는 것을 포함할 수 있다.
기지국이 전송하는 폴링 정보는 D2D 단말들이 폴링을 수행하는 주기(period), 폴링 구성 정보(폴링 시작점(start point), 폴링 구간 길이(심볼, 슬롯, 서브프레임, 또는 서브캐리어 단위 등으로)에 대한 정보를 포함할 수 있다. 일 예로서, 폴링 주기는 탐색 주기보다 작거나 동일한 값을 가진다. 즉 탐색 주기 내에서 D2D 단말은 n 번(n은 1이상의 정수)의 폴링을 수행할 수 있다.
D2D 단말들의 폴링을 위해서 설정된 서브프레임 또는 슬롯 등의 영역을 통하여 D2D 단말이 기지국에 폴링을 전송할 수 있으며, 이때 폴링은 D2D 단말의 정보를 포함하여 전송될 수 있다. 여기서 폴링을 위한 자원의 위치 즉 프레임 구조에서 폴링 구간으로 할당된 자원의 위치에 따라 D2D 단말이 기지국에 전송하는 폴링에 포함된 단말 정보는 다를 수 있다.
D2D 단말은 폴링 전송을 한 이후에 D2D 요청(D2D request) 존을 통해 다른 D2D 단말에게 D2D 통신을 요청하는 신호를 전송할 수 있다.
폴링 구간이 탐색 구간 이전으로 할당된 경우
먼저, 도 2a와 같이 폴링 구간이 탐색 구간 이전에 할당된 경우를 살펴본다. 이 경우에는 D2D 단말이 전송하는 폴링은 각 단말의 식별자(identification) 정보와 D2D 통신 수행 여부를 포함할 수 있다. D2D 단말이 전송하는 폴링은 각 단말이 지원 가능한 D2D 통신의 종류, 또는 각 단말이 하고자 하는(원하는) D2D 통신의 종류에 대한 정보를 포함할 수 있다. 또한, D2D 단말이 전송하는 폴링에는 D2D 단말의 위치 정보가 더 포함될 수 있다. 폴링을 통해서 D2D 단말이 전송하는 신호는 D2D 단말 ID와 D2D 지시지의 결합으로 또는 D2D 지시자와 D2D 단말 ID의 결합으로 구성될 수 있다. 여기서 D2D 지시자는 D2D 통신이 가능한지 불가한지 또는 D2D 통신을 원하는지 원하지 않는지 여부를 나타내는 것으로, 1 비트로 나타낼 수 있다. 이때 상기 1 비트는 D2D 단말이 전송하는 폴링 신호의 최상위비트(MSB) 또는 최하위 비트(LSB) 위치에 놓일 수 있다.
폴링 구간이 탐색 구간 이후에 할당된 경우
도 2b에서와 같이, 폴링 구간은 탐색 구간 이후에 해당하는 위치에 할당될 수 있다. 따라서, D2D 단말이 탐색 후에 폴링을 수행하는 경우에는 폴링은 소스 D2D 단말 정보, 타겟 D2D 단말 정보(예를 들어, 탐색을 통하여 선택된 D2D 단말 정보), D2D 지시자(D2D_ind), D2D 요청 지시자(D2D_request_ind) 등의 정보를 포함할 수 있다. 여기서 단말 정보는 D2D 단말의 식별자(ID) 혹은 다른 형태의 기기 식별자일 수 있다. D2D 지시자는 D2D 통신이 가능한지 불가한지 또는 D2D 통신을 원하는지 원하지 않는지 여부를 나타낼 수 있고, D2D 요청 지시자는 D2D 통신을 수행하기를 요청하는 것을 지시자할 수 있다. 또한, 여기서, 폴링을 통하여 D2D 단말이 전송하는 단말 정보는 셀룰러 네트워크에서 일반 단말이 기지국에 네트워크에 초기 진입(initial entry)을 수행하여 하여 할당받은 D2D TID(terminal identifier)일 수도 있다. D2D 단말의 경우 기지국으로부터 셀룰러 네트워크에서의동작을 위한 ID와 D2D 통신을 위한 ID를 할당 받으며 이때 D2D 통신을 위해 할당 받은 ID는 단말의 상태(즉, 액티브 상태인지 유휴 상태인지)와 관계없이 셀 내에서 유지된다. 따라서 단말이 등록해제(deregistration)를 통해서 유휴 상태로 들어가는 경우에도 STID(Station Identifier)와는 다르게 반납되지 않고 사용된다.
D2D 단말들이 기지국에 전송하는 폴링 신호는 단말의 D2D ID로 마스킹(masking) 되어 구성될 수 있다. 상기 마스킹된 신호에 대한 에러를 체크하기 위하여 상기 신호에 테일 비트(tail bit)을 붙여 전송할 수 있다. 또한, 기지국은 D2D 단말의 정보를 통하여 셀 내에서 폴링 영역(폴링 구간) 내 각 D2D 단말이 전송할 폴링 신호의 전송 영역을 결정할 수 있고, 이러한 폴링 정보를 D2D 단말에게 알려줄 수 있다.
본 발명에서 폴링은 셀 내 모든 D2D 단말들이 기지국에 전송하거나 현재 D2D 통신을 수행할 수 있는, 또는 D2D 통신을 원하는 D2D 단말 만이 전송할 수 있다. 이와 같이 D2D 단말들이 전송한 폴링 신호를 통하여 기지국은 셀 내 D2D 단말들을 파악할 수 있으며 또한 상기 D2D 단말들 중에서 D2D 통신을 수행할 수 있는 단말들도 파악할 수 있다. 또한 폴링을 통하여 셀 내 D2D 단말들로부터 신호를 수신한 기지국은 상기 폴링 정보를 리스트 업(list up)하여 셀 내 D2D를 수행할 수 있는 D2D 단말들의 정보를 저장하고 있는다. D2D 단말들의 정보는 테이블 또는 비트 맵(bit map) 형식으로 저장될 수 있다.
D2D 단말들로부터 폴링을 수신한 기지국은 브로드캐스트 채널을 통하여 D2D 단말들에게 폴링 수신에 대한 확인응답 메시지(예를 들어, polling_Ack)와, 페이징주기(D2D 단말을 위한 페이징 또는 셀룰러 페이징 주기)를 전송해 줄 수 있다. 이때 기지국은 polling_Ack 및 페이징 주기 정보를 전송하는 브로드캐스트 채널 및 전송하는 주기 정보는 셀 내 D2D 단말들에게 폴링 정보를 전송하여 줄 때 폴링 정보에 포함시켜 전송해 줄 수 있다. 그러면, D2D 단말은 주어진 주기에서 기지국이 전송하는 페이징 정보를 수신하고 페이징 정보를 이용하여 D2D에 대한 정보를 수신 받을 수 있다.
기지국은 셀룰러 페이징을 통하여 D2D 단말에게 D2D 정보를 전송해 주거나 D2D 단말을 위한 페이징을 설정하여 이를 전송하여 줄 수 있다. 기지국이 셀룰러 페이징을 통하여 D2D 정보를 전송하는 경우 페이징 메시지 내 D2D 지시자 또는 D2D를 지원하는지 여부를 알려주는 지시자를 설정하거나 D2D ID를 통하여 해당 D2D 단말만이 상기 정보를 전송 받도록 할 수 있다. 즉 기지국은 기존 페이징 메시지에 D2D에 대한 정보를 추가하여 전송하여 줄 수 있다.
폴링을 통하여 셀 내 D2D를 수행할 수 있는 단말에 대한 정보를 파악한 기지국은 D2D 수행을 위해 소스 D2D 단말이 전송한 D2D 요청(request) 내 타겟 D2D 단말의 정보를 폴링 정보 리스트와 매칭(matching)하여 D2D 통신수행 여부를 결정할 수 있다. 즉, 타겟 D2D 단말로의 D2D 요청을 전송할지 아니면 기지국에서 D2D 요청을 거부할지를 결정할 수 있다.
이때 소스 D2D 단말이 전송한 타겟 D2D 단말의 정보가 폴링 정보 리스트에 없거나 해당 D2D 단말이 D2D 통신을 수행하지 않는 경우에 기지국은 소스 D2D 단말에게 D2D 통신을 해당 D2D 단말(즉, 타겟 D2D 단말)과 수행할 수 없음을 통보해준다. 이러한 D2D 동작은 셀룰러 네트워크에서 D2D 통신을 수행하는 소스 D2D 단말과 타겟 D2D 단말의 상태에 따라서 다른 방법을 통해서 이루어질 수 있으며 이러한 D2D 수행 절차는 소스 D2D 단말과 타겟 D2D 단말의 상태에 따라서 다음과 같이 정의될 수 있다. 이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.
도 3a 및 도 3b는 소스 D2D 단말이 액티브(active) 상태인 경우에 있어서의 D2D 통신 수행 프로세스를 나타낸다.
도 3a는 D2D 단말 1(소스 D2D 단말)이 액티브 상태이고, D2D 단말 2(타겟 D2D 단말)도 기지국에 접속해 있는 액티브 상태인 경우의 D2D 통신 수행 프로세스를 나타내고 있다.
D2D 단말 1(소스 D2D 단말)은 기지국으로 폴링 구간 내에서 폴링을 전송할 수 있고(S305), D2D 단말 1(소스 D2D 단말)이 탐색을 통하여 선택한 D2D 단말 2(타겟 D2D 단말)도 기지국으로 폴링을 전송할 수 있다(S315). 상기 S315에서의 D2D 단말 2(타겟 D2D 단말)의 폴링(Polling)은 폴링 절차(discovery 전/후)에 따라서 수행되거나 되지 않을 수 있다. 여기서 전송되는 폴링 신호에는 앞서 설명한 바와 같이 폴링 정보에 포함된 내용들을 함께 실어서 전송될 수 있다. 즉, 폴링 신호는 추가적으로 D2D 통신시 요구되는 Qos(Quality of Service), 신호 대 간섭 및 잡음비(Signal to Interference plus Noise Ratio, SINR), 임계치(threshold) 그리고 단말 상태(status) 등을 더 포함할 수 있다
D2D 단말 1(소스 D2D 단말) 및 D2D 단말 2(타겟 D2D 단말) 모두 액티브(active) 상태이므로 기지국은 D2D 단말 1(소스 D2D 단말)이 전송한 D2D 폴링 신호(D2D 요청 정보(D2D request info 포함))과 타겟 D2D 단말의 폴링 여부를 파악하여 D2D 통신 수행 여부를 결정한다(S325). 상기에서 여러 D2D 단말이 하나의 D2D 단말에 대하여 D2D를 요청하는 경우에 기지국은 폴링(polling)을 통하여 전송된 QoS(Quality of Service), 데이터 타입(Data type)등을 고려하여 D2D 통신을 수행할 D2D 단말을 결정할 수 있다. 예를 들어, D2D 단말 2(타겟 D2D 단말)도 기지국에 D2D 폴링을 전송한 경우 혹은 폴링 내 D2D_ind=1 로 설정하여 전송한 경우에 기지국은 D2D 통신을 위한 정보 및 D2D 확인(confirm) 신호를 D2D 단말 1(소스 D2D 단말)과 D2D 단말 2(타겟 D2D 단말)에게 전송해 줄 수 있다(S335). 이때 D2D 단말 1(소스 D2D 단말)과 D2D 단말 2(타겟 D2D 단말)가 모두 기지국에 접속되어 있으므로 기지국은 D2D 통신을 위한 정보 및 D2D 확인(confirm) 신호를 단말-특정 채널(제어채널(예를 들어, PDCCH) 등) 또는 D2D를 위한 새로운 DCI(Downlink Control Information)을 이용하여 D2D 단말 1(소스 D2D 단말)과 D2D 단말 2(타겟 D2D 단말)에게 각각 전송하여 줄 수 있다.
도 3b는 D2D 단말 1(소스 D2D 단말)이 액티브 상태이고, D2D 단말 2(타겟 D2D 단말)는 유휴 상태에 있는 경우의 D2D 통신 수행 프로세스를 나타내고 있다.
도 3b의 경우에, 도 3a의 S305 내지 S325 단계의 과정은 동일하게 적용된다. 이후, 기지국은 유휴 상태에 있는 D2D 단말 2(타겟 D2D 단말)에게 D2D 통신에 필요한 정보를 정해진 주기(혹은 구간)에 전송되는 D2D 페이징 신호를 통하여 전송할 수 있다(S340). D2D 단말 2(타겟 D2D 단말)은 기지국에 접속하지 않고 D2D에 대한 정보를 수신하므로 기지국에 접속하지 않아도 된다. 따라서 불필요한 D2D 단말의 기지국 접속을 줄일 수 있다. 한편, D2D 단말 1(소스 D2D 단말)은 기지국과 접속된 상태 이므로 단말-특정 시그널링(제어정보(예를 들어, PDCCH, ePDCCH)))을 통하여 D2D 정보를 전송하여 줄 수 있다(S345). 또는, 기지국은 D2D 단말 1(소스 D2D 단말)에게 D2D를 위한 새로운 타입의 DCI 포맷을 이용하여 전송하여 줄 수도 있다.
S340 및 S345에서 기지국이 각각 D2D 단말 2(타겟 D2D 단말) 및 D2D 단말 1(소스 D2D 단말)에게 전송하여주는 D2D를 위한 정보는 D2D 통신의 시작점(start point), 시간 옵셋(time offset), 참조신호 인덱스(reference signal index), 파일러 패턴(pilot pattern), 순환천이 값(cyclic shift value), 자원 할당 정보, 전력 제어 정보, FS등을 포함할 수 있다.
도 4a 및 도 4b는 소스 D2D 단말이 유휴(idle) 상태인 경우에 있어서의 D2D 통신 수행 프로세스를 나타낸다.
도 4a는 D2D 단말 1(소스 D2D 단말)이 유휴 상태이고, D2D 단말 2(타겟 D2D 단말)은 기지국에 접속해 있는 액티브 상태인 경우의 D2D 통신 수행 프로세스를 나타내고 있다.
마찬가지로 도 4a의 S405 내지 S425는 도 3a의 S305 내지 S325의 과정과 동일하게 적용된다. 이후 기지국은 D2D 단말 2(타겟 D2D 단말)에게 하향링크 제어 채널(PDCCH, D2D 단말을 위한 PDCCH(D_PDCCH), ePDCCH(evloved PDCCH))을 통하여 D2D에 대한 정보를 수신할 수 있다(S435).
한편, D2D 단말 1(소스 D2D 단말)은 D2D 통신을 위해서 주기적으로 전송하는 페이징 신호를 통해서 혹은 D2D를 위한 비콘 신호를 통하여 D2D 확인 신호 및/또는 D2D를 위한 정보를 기지국으로부터 수신할 수 있다(S445).
D2D 단말 2(타겟 D2D 단말)이 기지국에 접속되어 있으므로, D2D를 위한 초기 전송은 D2D 단말 2(타겟 D2D 단말)이 D2D 단말 1(소스 D2D 단말)로 전송할 수 있다(S455). D2D 단말 2(타겟 D2D 단말)은 D2D 초기 전송에서 데이터를 제외한 파일럿 또는 참조신호, 프리엠블(preamble) 등을 전송하여 D2D 단말 1(소스 D2D 단말)이 D2D 통신을 수행하기 위한 링크 측정(link measurement)을 수행하도록 할 수 있다.
도 4b는 D2D 단말 1(소스 D2D 단말)이 유휴 상태이고, D2D 단말 2(타겟 D2D 단말)도 기지국에 접속해 있지 않는 유휴 상태인 경우의 D2D 통신 수행 프로세스를 나타내고 있다.
마찬가지로 도 4b의 S405 내지 S425는 도 4a의 S405 내지 S425의 과정과 동일하게 적용된다. 이후 기지국은 D2D 통신을 수행하는 D2D 단말 1(소스 D2D 단말) 및 D2D 단말 2(타겟 D2D 단말) 모두 기지국에 접속되어 있지 않으므로 기지국은 상기 두 단말에게 폴링 응답을 통하여 D2D 정보를 전송하여 주거나 페이징 채널을 통하여 전송하여 줄 수 있다(S435, S445).
또한, 도 3a 및 도 3b에 대한 설명과 도 4a 및 도 4b에 대한 설명은 폴링 구간 위치를 나타낸 도 2a 및 도 2b 모두 적용될 수 있다.
상술한 바와 같이, 폴링을 통하여 D2D 수행 여부를 기지국이 파악할 수 있으며 D2D 단말은 기지국으로부터 페이징 채널을 통하여 D2D 통신 수행에 필요한 정보를 수신할 수 있다. 따라서 셀 내 D2D 단말은 D2D 통신을 수행하기 위하여 반드시 기지국에 접속할 필요가 없으므로 접속을 수행하는 과정에서 소모되는 파워를 줄 일 수 있고 또한 주기적인 폴링과 폴링 응답(polling response)를 사용함으로써 D2D 단말이 D2D 정보를 기지국으로부터 받기 위해 하향링크 제어 채널을 블라인드 검출 또는 디코딩하는 것을 줄일 수 있어서 D2D 성능을 좀더 향상 시킬수 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 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
무선통신 시스템에서 D2D 통신을 수행하거나 D2D 통신을 지원하는 방법과 이를 위한 장치는 3GPP LTE, LTE-A, IEEE 802 등 다양한 통신 시스템에서 산업상으로 이용가능하다.

Claims (11)

  1. 무선통신 시스템에서 D2D(device to device) 단말이 D2D 통신을 수행하는 방법에 있어서,
    기지국으로부터 D2D 통신을 위한 폴링 신호 전송을 위해 할당된 폴링 구간 정보를 수신하는 단계; 및
    상기 할당된 폴링 구간 내에서 상기 폴링 신호를 상기 기지국으로 전송하는 단계를 포함하되,
    상기 폴링 신호는 상기 D2D 단말의 식별자, 탐색을 통하여 선택한 타겟 D2D 단말의 식별자 및 D2D 통신 수행을 원하는 것을 나타내는 지시자를 포함하는, D2D 통신 수행 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 폴링 구간은 프레임 구조에서 탐색 구간(discovery interval) 이후에 위치하는, D2D 통신 수행 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 D2D 단말의 식별자는 상기 D2D 단말이 상기 기지국과 접속하여 등록된 상태에서 등록해제 상태로 진입하더라도 유지되는 것을 특징으로 하는, D2D 통신 수행 방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 폴링 신호를 전송하기 위한 영역은 상기 폴링 구간 내에서 D2D 단말 별로 고유하게 할당된 것을 특징으로 하는, D2D 통신 수행 방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 D2D 단말이 액티브(active) 상태로 동작 중이면, 상기 기지국으로부터 상기 D2D 통신을 위한 정보를 D2D 단말-특정 제어 채널을 통해 수신하는 단계를 더 포함하는, D2D 통신 수행 방법.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 D2D 단말이 유휴(idle) 상태로 동작 중이면, 상기 기지국으로부터 상기 D2D 통신을 위한 정보를 페이징 채널 또는 상기 D2D 통신을 위한 비콘 신호를 통해 수신하는 단계를 더 포함하는, D2D 통신 수행 방법.
  7. 무선통신 시스템에서 기지국이 D2D(device to device) 통신을 지원하는 방법에 있어서,
    D2D 단말로 D2D 통신을 위한 폴링 신호 전송을 위해 할당된 폴링 구간 정보를 전송하는 단계; 및
    상기 할당된 폴링 구간 내에서 상기 폴링 신호를 상기 D2D 단말로부터 수신하는 단계를 포함하되,
    상기 수신된 폴링 신호는 상기 D2D 단말의 식별자, 탐색을 통하여 선택한 타겟 D2D 단말의 식별자 및 D2D 통신 수행을 원하는 것을 나타내는 지시자를 포함하는, D2D 통신 지원 방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 D2D 단말이 액티브(active) 상태로 동작 중이면, 상기 D2D 단말로 상기 D2D 통신을 위한 정보를 D2D 단말-특정 제어 채널을 통해 전송하는 단계를 더 포함하는, D2D 통신 지원 방법.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 D2D 단말이 유휴(idle) 상태로 동작 중이면, 상기 D2D 단말로 상기 D2D 통신을 위한 정보를 페이징 채널 또는 상기 D2D 통신을 위한 비콘 신호를 통해 수신하는 단계를 더 포함하는, D2D 통신 지원 방법.
  10. 무선통신 시스템에서 D2D(device to device) 통신을 수행하는 D2D 단말에 있어서,
    기지국으로부터 D2D 통신을 위한 폴링 신호 전송을 위해 할당된 폴링 구간 정보를 수신하도록 구성된 수신기;
    상기 할당된 폴링 구간 내에서 상기 폴링 신호를 상기 기지국으로 전송하는 것을 제어하도록 구성된 프로세서; 및
    상기 할당된 폴링 구간 내에서 상기 폴링 신호를 상기 기지국으로 전송하도록 구성된 송신기를 포함하되,
    상기 폴링 신호는 상기 D2D 단말의 식별자, 탐색을 통하여 선택한 타겟 D2D 단말의 식별자 및 D2D 통신 수행을 원하는 것을 나타내는 지시자를 포함하는, D2D 단말.
  11. 무선통신 시스템에서 D2D(device to device) 통신을 지원하는 기지국에 있어서,
    D2D 단말로 D2D 통신을 위한 폴링 신호 전송을 위해 할당된 폴링 구간 정보를 전송하도록 구성된 송신기;
    상기 D2D 단말로부터 상기 할당된 폴링 구간 내에서 상기 폴링 신호를 수신할 수 있게 제어하도록 구성된 프로세서; 및
    상기 D2D 단말로부터 상기 할당된 폴링 구간 내에서 상기 폴링 신호를 수신하도록 구성된 수신기를포함하되,
    상기 수신된 폴링 신호는 상기 D2D 단말의 식별자, 탐색을 통하여 선택한 타겟 D2D 단말의 식별자 및 D2D 통신 수행을 원하는 것을 나타내는 지시자를 포함하는, 기지국.
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