WO2015002433A1 - D2d 신호 전송 방법 및 사용자기기 - Google Patents

D2d 신호 전송 방법 및 사용자기기 Download PDF

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WO2015002433A1
WO2015002433A1 PCT/KR2014/005852 KR2014005852W WO2015002433A1 WO 2015002433 A1 WO2015002433 A1 WO 2015002433A1 KR 2014005852 W KR2014005852 W KR 2014005852W WO 2015002433 A1 WO2015002433 A1 WO 2015002433A1
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cluster
cluster head
broadcast
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PCT/KR2014/005852
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김학성
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엘지전자 주식회사
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    • H04W74/0838—Random access procedures, e.g. with 4-step access using contention-free random access [CFRA]

Definitions

  • the present invention relates to a wireless communication system, and more particularly, to a method for transmitting and / or receiving a signal using device-to-device (D2D) communication in a wireless communication system; It relates to a device for this.
  • D2D device-to-device
  • 3GPP LTE 3rd Generation Partnership Project Long Term Evolut ion
  • FIG. 1 is a diagram schematically illustrating an E-UMTS network structure as an example of a wireless communication system.
  • the E ⁇ UMTS (Evolved Universal Mobi le Te 1 ecommuni cats ons System) system is an evolution from the existing UMTS Jniversal Mobile Telecommunications System (UMTS) and is currently undergoing basic standardization in 3GPP.
  • the E-UMTS may be referred to as a Long Term Evolution (LTE) system.
  • LTE Long Term Evolution
  • an E-UMTS is an access gateway (AG) located at an end of a user equipment (UE), an eNB, and a network (E-UTRAN) and connected to an external network. Include.
  • the eNB may transmit multiple data streams simultaneously for broadcast service, multicast service and / or unicast service.
  • the UE may be fixed or mobile, and various devices which communicate with a base station (BS) to transmit and / or receive user data and / or various control information belong to the same.
  • the UE is a terminal (terminal equipment), MS (Mobile Station), MT (Mobile Terminal), UTCUser Terminal (SS), Subscribe Station (SS), wireless device (wireless device), PDA (Personal Digital Assistant), wireless modem (wireless modem) May be referred to as a handheld device.
  • a BS generally refers to a fixed station communicating with the UE and / or another BS, and communicates with the UE and another BS to exchange various data and control information.
  • BS may be referred to by other terms such as ABS (Advanced Base Stat ion), Node-B (NB), evolved-NodeB (NB), Base Transceiver System (BTS), Access Point, and PSC Processing Server ( ⁇ ).
  • ABS Advanced Base Stat ion
  • NB Node-B
  • NB evolved-NodeB
  • BTS Base Transceiver System
  • ⁇ PSC Processing Server
  • the BS is collectively referred to as eNB.
  • One eNB manages one or more cells.
  • SAL is set to one of the bandwidth of 1.25, 2.5, 5, 10, 15, 20Mhz, etc. to provide downlink or uplink transmission service to multiple UEs. Different cells may be set to provide different bandwidths.
  • the eNB controls data transmission and / or reception for multiple UEs.
  • For downlink ink (DL) data the eNB transmits downlink scheduling information so that information regarding time / frequency resource, coding, data size, HARQCHybr id Automat ic Repeat and reQuest) is transmitted to the corresponding UE. It tells you.
  • the eNB For uplink (upl ink, UL) data, the eNB transmits uplink scheduling information to the corresponding UE, and informs of time / frequency resources, coding, data size, HARQ related information, etc. available to the corresponding UE.
  • An interface for transmitting user traffic or control traffic may be used between eNBs.
  • the core network (core network, CN) may be composed of a network node for user registration of the AG and the UE.
  • the AG manages the mobility of the UE in units of a tracking area (TA) composed of a plurality of cells.
  • TA tracking area
  • 2 is a conceptual diagram of direct communication between UEs.
  • UE1 and UE2 perform direct communication between UEs, and UE3 and UE4 also perform direct communication between UEs.
  • the eNB may control the location, transmission power, etc. of time / frequency resources for direct communication between UEs through appropriate control signals.
  • direct communication between UEs is referred to as device-to-device (D2D) communication.
  • D2D device-to-device
  • the present invention proposes a method in which user equipment located outside the network coverage or the partial network coverage performs device-to-device (D2D) communication.
  • a user device having a D2D signal to transmit may request resource allocation for transmitting the D2D signal to a user device configured as a cluster head. Black can itself be a cluster head.
  • a user equipment having a D2D signal to transmit may perform the D2D signal according to resource allocation by the cluster head or resource allocation performed by the cluster head itself.
  • the other user equipment receives or overhears resource allocation information from the cluster head to receive the D2D signal.
  • the user equipment outside the network transmits a device-to-device (D2D) signal, a plurality of user equipments to the first message using a predetermined resource Transmitting to the cluster head of the cluster including; Receiving a second message including control information for transmission of the D2D signal from the cluster head; And transmitting the D2D signal on the basis of the control information.
  • D2D device-to-device
  • a radio frequency (RF) unit and an RF unit are provided by a user equipment outside a network to transmit a device-to-devi ce (D2D) signal.
  • a processor configured to control the processor, the processor comprising: controlling the RF unit to transmit a first message to a cluster head of a cluster including a plurality of user equipments using a preset resource; Control the RF unit to receive a second message containing control information for transmission of the D2D signal from the cluster head; And control the RF unit to broadcast the D2D signal based on the control information.
  • the user equipment in the user equipment outside the network transmits a device-to-devi (D2D) signal, the user equipment is a cluster comprising a plurality of user equipment Transmit a cluster head determination signal comprising an indicator indicating that the cluster head is to be a cluster head of the cluster head; Transmitting a second message including control information for transmitting the D2D signal; And transmitting the D2D signal based on the control information.
  • D2D device-to-devi
  • the processor configured to control the F unit, the processor comprising: controlling the F unit to transmit a cluster head determination signal including an indicator indicating that the user equipment is to be a cluster head of a cluster including a plurality of user equipment; Control the RF unit to transmit a second message with control information for transmission of the D2D signal; And control the RF unit to transmit the D2D signal based on the control information.
  • D2D device-to-devi
  • RF radio frequency
  • the first message black or the cluster head determination signal may be transmitted using a reserved preamble sequence.
  • the reserved preamble sequence may be longer than an arbitrary transmission preamble sequence.
  • the cluster head determination signal may include a priority level that refers to the D2D signal.
  • the user equipment or the cluster head that has transmitted the cluster head determination signal may further transmit information indicating the generation of the cluster.
  • the user device or the cluster head that has transmitted the cluster head determination signal may transmit on or off duration information of the cluster.
  • the D2D signal may be broadcast.
  • the D2D signal may be a signal for emergency call.
  • an apparatus comprising receiving the first message or the cluster head determination signal; Receiving the 2 messages; Provided are a method including receiving the D2D signal based on the control information included in the second message, and a user device performing the same.
  • direct communication between UEs can be performed while efficiently mitigating interference in a wireless communication system.
  • D2D communication may be performed within the network coverage, but also D2D communication may be effectively performed even outside the network coverage and / or the partial network.
  • FIG. 1 is a diagram schematically illustrating an E-UMTS network structure as an example of a wireless communication system.
  • FIG. 2 is a conceptual diagram of direct communication between UEs, that is, device-to-device (D2D) communication.
  • D2D device-to-device
  • 3 is a diagram for explaining a general signal transmission method using physical channels and these used in the 3GPP system.
  • 4 and 5 are diagrams for describing in detail a random access procedure to be used in the present invention.
  • 6 and 7 illustrate a process of performing D2D communication through a pseudo random access procedure according to an example of the present invention.
  • 8 illustrates a process of performing D2D communication through a pseudo random access procedure according to another example of the present invention.
  • Figure 9 illustrates the D2D broadcast / groupcast out of coverage.
  • FIG. 10 illustrates the classification of resources used for a message (eg, mS gl) requesting resource allocation for transmission of a D2D signal.
  • a message eg, mS gl
  • 11 and 12 are diagrams for describing a situation in which a stratification occurs when two or more UEs try to broadcast simultaneously.
  • FIG. 13 is a diagram for explaining an example of using msg4 to receive a plurality of msg3 messages.
  • FIG. 17 is a block diagram illustrating components of the transmitting apparatus 10 and the receiving apparatus 20 according to the present invention. "[Mode for Carrying out the invention]
  • CDMA code division mult iple access
  • FDMA frequency division mult iple access
  • TDMA time division mult iple access
  • OFDMA orthogonal frequency division mult iple access
  • SC ⁇ FDMA single carrier frequency division mult iple access
  • MC-FDMA mult i carier frequency division mult iple access
  • CDMA is UTRA Jniversal Terrestrial Radio Access Or in a wireless technology such as CDMA2000.
  • TDMA may be implemented in wireless technologies such as Global System for Mobile Communication (GSM), General Packet Radio Service (GPRS), Enhanced Data Rates for GSM Evolution (EDGE) (ie, GERAN), and the like.
  • 0FDMA may be implemented in wireless technologies such as IEEE Institute of Electrical and Electronics Engineers (802.ll) (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE802-20, evolved-UTRA (ETRA).
  • 802.ll Wi-Fi
  • WiMAX IEEE 802.16
  • ETRA evolved-UTRA
  • UTRA is part of Universal Mobile Telecommunication System (UMTS)
  • 3GPP 3rd Generation Partnership Project
  • LTE Long Term Evolution
  • 3GPP LTE employs 0FDMA in downlink (DL) and SC—FDMA in uplink (UL).
  • LTE-advanced is an evolution of 3GPP LTE.
  • LTE-A LTE-advanced
  • 3GPP LTE / LTE-A 3GPP LTE-advanced
  • the technical features of the present invention are not limited thereto.
  • the following detailed description is described based on a mobile communication system in which the mobile communication system is based on a 3GPP LTE / LTE-A system, any other mobile communication except for those specific to 3GPP LTE / LTE-A may be used. Applicable to the system as well.
  • a node refers to a fixed point capable of transmitting / receiving a radio signal by communicating with a UE.
  • Various forms of eNBs may be used as nodes regardless of their name.
  • the node may be a BS, an NB, an eNB, a pico-cell eNB (PeNB), a home eNB (HeNB), a relay, a repeater, or the like.
  • the node may not be an eNB.
  • it may be a radio remote head ( ⁇ ), a radio remote unit (RRU). ⁇ , RRU, etc. generally have a power level lower than the power level of the eNB.
  • RRH black ⁇ (hereinafter, ⁇ / RRU) is generally connected to an eNB by a dedicated line such as an optical cable
  • RRH / RRU is generally compared to cooperative communication by eNBs connected by a wireless line. And cooperative communication by the eNB can be performed smoothly.
  • At least one antenna is installed at one node.
  • the antenna may mean a physical antenna or may mean an antenna port, a virtual antenna, or an antenna group. Nodes are also called points.
  • the same cell identifier (identity, ID) may be used or different cell identifiers (identity, ID) may be used for transmitting / receiving signals to / from the plurality and nodes.
  • each of the plurality of nodes behaves like some antenna group of one sal. If nodes in a multi-node system have different cell IDs, then this multi-node system can be regarded as a multi-cell (eg, macro-cell / femtocell / pico-cell) system.
  • the network formed by the multiple cells is called a multi-tier network.
  • the cell ID of the RRH / RU and the cell ID of the eNB may be the same or may be different. If the RRH / RRU uses different cell IDs for the eNBs, the / RRU and the eNB both operate as independent eNBs.
  • a cell refers to a certain geographic area in which one or more nodes provide a communication service. Therefore, in the present invention, communication with a specific cell may mean communication with an eNB or a node that provides a communication service to the specific cell.
  • the downlink / uplink signal of a specific cell means a downlink / uplink signal to / from an eNB or a node that provides a communication service to the specific cell.
  • a cell that provides uplink / downlink communication service to a UE is particularly called a serving cell.
  • the channel state / quality of a specific cell refers to the channel state / quality of a channel or communication link formed between the eNB or the node and the UE providing the communication service to the specific cell.
  • a UE may determine a downlink channel state from a specific node by using a cell-specific reference signal, in which antenna port (s) of the specific node are assigned to the specific node.
  • the 3GPP LTE / LTE-A system uses the concept of a cell to manage radio resources. Cells associated with radio resources are distinguished from cells in a geographic area.
  • CA Carrier aggregation
  • OFDM orthogonal frequency division multiplexing
  • the term "sal" associated with a radio resource is defined as a combination of DL resources and UL resources, that is, a combination of a DL CC and a UL CC.
  • a sal may be configured as a DL resource alone or a combination of a DL resource and a UL resource.
  • a linkage (1 inkage) between a carrier frequency of a DL resource (or DL CC) and a carrier frequency of a UL resource (or UL CC) is determined by system information. Can be indicated.
  • FDD frequency division duplex
  • TDD time division duplex
  • the DL CC constituting one cell and the UL CC linked with the DL CC operate at different frequencies.
  • TDD time division duplex
  • the carrier frequency refers to the center frequency (center frequency) of each cell or CC.
  • a cell operating on a primary frequency is referred to as a primary cell (Pcell) or a PCC
  • a cell operating on a secondary frequency (or SCC) is referred to as a secondary cell.
  • cell, Scell) or SCC Seel 1 refers to a cell that can be configured and used to provide additional radio resources after a Radio Resource Control (RC) connection establishment.
  • RC Radio Resource Control
  • the Scell may form a set of serving cells for the UE with the Pcell. In case of UE which is in RRC_connected state but carrier aggregation is not set or carrier aggregation is not supported, there is only one serving cell configured only for Pcell.
  • a "cell” in a geographic area means that a node uses a carrier to provide services. It can be understood that coverage age can be provided, where a "sal" of radio resources is associated with a bandwidth (BW), which is a frequency range set by the carrier. Since downlink coverage, which is a node capable of transmitting a valid signal, and uplink coverage, which is a range in which a node can receive a valid signal from a UE, is dependent on a carrier carrying the signal, coverage of the node is determined by the radio resources used by the node. It is also associated with the coverage of the "cell". Thus, the term "cell" can sometimes be used to mean coverage of a service by a node, sometimes radio resources, and sometimes a range within which a signal using the radio resources can reach a valid strength.
  • BW bandwidth
  • the 3GPP LTE / LTE-A standard provides downlink physical channels for resource elements carrying information originating from higher layers, and resource elements used by the physical layer but not carrying information originating from higher layers.
  • Downlink physical signals are defined. For example, a physical downlink ink shared channel (PDSCH), a physical broadcast channel (PBCH), a physical multicast channel (PMCH), a physical control format indicator channel (PDCH)
  • PDSCH physical downlink ink shared channel
  • PBCH physical broadcast channel
  • PMCH physical multicast channel
  • PDCH physical control format indicator channel
  • PCFICH physical control format indicator channel
  • PDCCH physical downl ink control channel
  • PHICH physical hybrid ARQ indicator channel
  • a synchronization signal are defined as downlink physical signals.
  • a reference signal also referred to as a pilot (pi lot) refers to a signal of a predefined special waveform known to the eNB and the UE, for example, cell-specific RS cel l speci f ic RS).
  • UE-RS E-speci ic RS UE-RS
  • PRS Positioning Reposi- tioning RS
  • CSI-RS channel state informat ion RS
  • a physical uplink ink shared channel (PUSCH), a physical uplink ink control channel (PUCCH), a physical random access channel (PRACH) may be an uplink physical A demodulation reference signal (DMRS) for uplink control / data signals, defined as a channel, and a sounding reference signal for uplink channel measurements. signal, SRS) is defined.
  • DMRS uplink physical A demodulation reference signal
  • Physical Downl Ink Control CHannel (PDCCH) / PCF Physical Control Format Indi cator CHannel) / PHICH (Physical Hybrid Automatic Retransmi t request Indi cator CHannel) / PDSCH (Physi cal Downl ink Shared) Channel) represents a set of time-frequency resources or a set of resource elements that carry DCKDownl Ink Control Informat ion (CFI) / Control Format Indicator (CFI) / Downlink ACK / NACK (ACKNegeization / Negat i ve ACK) / Downlink data, respectively. it means.
  • CFI Control Informat ion
  • CFI Control Format Indicator
  • PUCCH Physical Upl Ink Control CHannel
  • PUSCH Physical cal Upl Ink Shared CHannel
  • PRACH Physical Random Access CHannel
  • UCI Upl Ink Control Informat ion
  • PDCCH / PCF I CH / PH I CH / PDSCH / PUCCH / PUSCH / PRACH resource It is called PDCCH / PCF I CH / PH I CH / PDSCH / PUCCH / PUSCH / PRACH resource.
  • the expression that the UE transmits the PUCCH / PUSCH / PRACH is used in the same sense as transmitting the uplink control information / uplink data / any access signal on or through the PUSCH / PUCCH / PRACH, respectively.
  • the expression that the eNB transmits the PDCCH / PCF ICH / PHICH / PDSCH is used in the same sense as transmitting downlink data / control information on or through the PDCCH / PCF ICH / PHICH / PDSCH, respectively.
  • the PBCH ⁇ PDCCH / PDSCH / PUCCH / PUSCH region refers to a time-frequency resource region in which PBCH / (e) PDCCH / PDSCH / PUCCH / PUSCH is mapped to black.
  • radio resources for performing UE-to-UE communication should be efficiently allocated.
  • D2D communication requires a method for rapidly transmitting a signal without delay in an emergency situation, and the present specification is intended to provide a method for satisfying such a request.
  • a random access procedure also called a random access channel (RAC) process
  • RAC random access channel
  • 3 shows physical channels used in a 3GPP system and general using them A diagram for explaining a signal transmission method.
  • the UE performs an initial cell search operation such as synchronizing with an eNB when the power is turned on or newly enters a cell.
  • the UE may receive a primary synchronization signal (PSS) and a secondary synchronization channel (SSS) from the eNB to synchronize with the eNB and obtain information such as a cell ID. .
  • PSS primary synchronization signal
  • SSS secondary synchronization channel
  • the UE may obtain the intra-cell broadcast information by receiving the PBCH from the eNB.
  • the UE may check a downlink channel state by receiving a downlink reference signal (DL RS) in an initial cell discovery step.
  • DL RS downlink reference signal
  • the UE may acquire more specific system information by receiving the PDSCH according to the PDCCH and the information carried on the PDCCH (S302).
  • the UE may perform a random access procedure for the eNB (S303-S306).
  • the UE may transmit a specific sequence as a preamble through a physical random access channel (PRACH) (S303 and S305), and receive a response message for the preamble through the PDCCH and the Daesung PDSCH. (S304 and S306).
  • PRACH physical random access channel
  • a contention resolution procedure may be additionally performed.
  • the UE may perform PDCCH / PDSCH reception (S307) and PUSCH / PUCCH transmission (S308) as a general UL / DL signal transmission process.
  • the UE receives downlink control information (DCI) through the PDCCH.
  • DCI downlink control information
  • the DCI includes control information such as resource allocation information for the UE, and the format is different according to the purpose of use.
  • the control information transmitted from the UE to the eNB through the uplink or received from the eNB by the UE includes a downlink / uplink ACK / NACK signal, a channel quality indicator (CQI), and a precoding matrix.
  • Channel state information (CSI) such as an index (precoding matrix, PMI), a rank indicator (RI), and the like.
  • the UE may transmit uplink control information (UCI) such as the above-described ACK / NACK signal and CSI through the PUSCH and / or the PUCCH.
  • a case in which the UE performs a random access procedure may be as follows.
  • a random access preamble is selected, a content ion based random access procedure in which a UE randomly selects and uses one preamble within a specific set, and an eNB assigns only to a specific UE.
  • Both non-content ion based random access procedures using random access preambles are provided.
  • the non-contention based random access procedure may be used only when requested by the above-described H0 process or an eNB command.
  • the process of the UE performs the random access process with a particular eNB is largely (1) the UE transmits the random access preamble to the eNB (hereinafter, if there is no movement "first message (message 1) transmitting step) ), (2) receiving a random access response from the eNB based on the transmitted random access preamble (hereinafter referred to as "second message (receiving message 2)" step if there is no shaking), (3) receiving in a random access voice reply message Transmitting an uplink message using the received information (hereinafter, if there is no motion, transmitting a “message 3”) and (4) receiving a message for the uplink message from the eNB (hereinafter, If there is no motion it may include a "message 4" receiving step).
  • FIG. 4 specifically illustrates an operation of a UE and an eNB in a non-contention based random access procedure.
  • Random access preamble allocation As described above, the non-contention based random access procedure may be performed in (1) a case of a handover procedure and (2) a case requested by an eNB command. Of course, the contention-based random access procedure may also be performed in both cases.
  • a method of instructing the random access preamble to the UE includes a method through a handover command and a method through a PDCCH command. Through this, the random access preamble is allocated to the UE (S401).
  • the UE transmits the designated random access preamble to the eNB after receiving the random access preamble designated to only the eNB as described above (S402).
  • the UE After transmitting the random access preamble as in step S402, the UE attempts to receive its random access response within the random access voice response window indicated by the eNB through system information or a handover command (S403).
  • the random access response information may be transmitted in the form of a medium access control (MAC) protocol data unit (PDU), and the MAC PDU may be transmitted through a PDSCH.
  • the UE monitors the PDCCH in order for the UE to properly receive the information delivered to the PDSCH.
  • monitoring means attempting decoding of each PDCCH candidate in a time-frequency resource collection in which a PDCCH may exist according to all monitored DCI formats.
  • a collection of time-frequency resources at which a UE can discover its PDCCH in a subframe is called a search space.
  • An individual resource to which a PDCCH can be transmitted in a search space is called a PDCCH candidate.
  • the collection of PDCCH candidates to be monitored by the UE is defined as a search space.
  • the PDCCH carries information of a UE that should receive the PDSCH, frequency and time information of a radio resource of the PDSCH, and a DCI such as a transmission format of the PDSCH.
  • the random access response includes a random access preamble identifier (ID: for example, K random access radio network temporary identifer, RA-RNTD), and an uplink grant indicating an uplink radio resource (UL grant), cell radio network temporary ident ifier (C-RNTI), and A timing elapsed instruction (TAM) may be included.
  • ID for example, K random access radio network temporary identifer, RA-RNTD
  • UL grant uplink radio resource
  • C-RNTI cell radio network temporary ident ifier
  • TAM timing elapsed instruction
  • the reason why the random access preamble identifier is needed in the random access response is that the random access response information may include random access response information for one or more UEs. This is because C-RNTI and TAC are needed to inform which UE is valid. In this step, it is assumed that the UE selects a random access preamble identifier that matches the random access preamble selected by the UE in step S402.
  • the random access procedure may be determined to be normally performed by receiving random access answer information, and the random access procedure may be terminated.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an operation of a UE and an eNB in a contention based random access procedure.
  • the UE randomly selects one random access preamble from a set of random access preambles indicated by system information or a handover command, and selects and transmits a PRACH resource capable of transmitting the random access preamble. It can be (S501).
  • the method of receiving the random access response information is similar to that in the aforementioned non contention-based random access procedure. That is, after the UE transmits the random access preamble as in step S401, the eNB attempts to receive its random access response within the random access voice response reception window indicated by the system information or the handover command.
  • the PDSCH is received through the -RNTI information (S402). Through this, an uplink acknowledgment, a temporary C-R TI and a TAC may be received.
  • the UE When the UE receives the random access acknowledgment valid for the UE, the UE processes the information included in the random access response. That is, the UE applies the TAC and stores the temporary C-RNTI. In addition, the UL grant is used to transmit data (ie, a third message) to the eNB (S403).
  • the third level message should include the identifier of the UE. In the contention-based random access procedure, it is not possible to determine which UEs perform a random random access procedure in the eNB, since the UE needs to be identified in order to perform the later layer resolution. [90] Two methods have been discussed as a method of including the identifier of the UE.
  • the UE transmits its SAL identifier through an uplink transmission signal for the UL grant.
  • the UE may have its own unique identifier (eg, SAE (System Architecture Evolut ion) temporary mobile subscriber identifier (SAE-Temporary Mobi le Subscr iber Ident). i ty, S-TMSI) or random ID).
  • SAE System Architecture Evolut ion
  • SAE-Temporary Mobi le Subscr iber Ident temporary mobile subscriber identifier
  • i ty S-TMSI
  • the unique identifier is longer than the cell identifier. If the UE has transmitted the data for the UL approval, it starts a timer (content ion resolut ion t imer) for the doldol solution.
  • the UE After the UE transmits data including its identifier through the UL grant included in the random access response, the UE waits for an indication of the eNB for solving the collision. That is, an attempt is made to receive a PDCCH to receive a specific message (S404). Two methods have been discussed in the method of receiving the PDCCH. As mentioned above, when the third message transmitted in response to the UL grant is transmitted using its cell identifier, it attempts to receive a PDCCH using its own Sal identifier, and the identifier is a unique identifier. In this case, it may attempt to receive the PDCCH using the temporary C-RNTI included in the random access response.
  • the UE determines that the random access procedure has been normally performed, and terminates the random access procedure.
  • the PDCCH is received through the temporary C-RNTI before the layer resolution timer expires, the data transmitted by the PDSCH indicated by the PDCCH is checked. If the unique identifier is included in the content of the data, the UE determines that the random access procedure has been normally performed, and terminates the random access procedure.
  • Resources for D2D communication may be allocated by the eNB.
  • Tx transmission
  • Rx receive ion
  • the present invention proposes a method in which a Tx UE arbitrarily accesses an eNB to initiate D2D communication.
  • the first message, the second message, the third message, and the fourth message are expressed as msgl, msg2, msg3, and msg4, respectively.
  • msgl, msg2, msg3, and msg4 mean information or signals transmitted in the following steps.
  • the following steps are generally applied to various proposal methods, and the process may not be exactly the same for a specific proposal method. However, the following classification is provided for convenience of explanation.
  • Step 1 may be defined as a signal indicating that a broadcast / groupcast signal transmission (to be transmitted in step 3) will be attempted according to a later defined rule.
  • the signal mentioned here can be called msgl for convenience.
  • This signal may be delivered from the D2D UE to a particular eNB, and depending on the method, other D2D UEs may receive or overhear msgl.
  • Step 2 is a response from the eNB to step 1, which is required for the D2D UE requesting step 1 to transmit a broadcast / groupcast signal corresponding to msg3 (e.g., resource allocation, timing of power generation). , Cyclic pref ix, CP, etc.).
  • the signal mentioned here can be called msg2.
  • Step 3 is a process in which the D2D broadcast / groupcast Tx UE requesting step 1 transmits a broadcast / groupcast signal to the D2D Rx UE.
  • it can be delivered to a limited D2D Rx UE or UE group. That is, the reception target of the broadcast / groupcast signal can be limited.
  • the eNB may receive and perform an appropriate Daeung operation (for example, the eNB may perform a relay or repeated transmission instead).
  • the signal mentioned here can be called msg3.
  • Step 4 is an operation that assists the normal performance of step 3, and in step 3, if a signal is well received or if it is received incorrectly, what channel is wrong? Receiving dwaetneunji therefore a step in which, to perform the related operations or the like.
  • the eNB may broadcast / groupcast the message msg3 transmitted in step 3 to the D2D Rx UEs or the Rx UE group at the step 4 transmission time point.
  • the signal mentioned here may be referred to as msg4.
  • 6 and 7 illustrate a process of performing D2D communication through a pseudo random access procedure according to an example of the present invention.
  • the Tx UE may transmit a msgl similar to a random access preamble to the eNB in a conf igured resource interval to initiate D2D communication.
  • the eNB receiving the msgl of the Tx UE may be a serving eNB that provides services to the Tx UE, which may support D2D communication broadcast / groupcast of the Tx UE.
  • the eNB may transmit msg 2 including information such as resource allocation for msg3 transmission of the Tx UE to the Tx UE.
  • the Tx UE having received msg2 thus transmits msg3 to Rx UEs of a predetermined group. That is, in the example of FIG. 6, the Tx UE may directly transmit msg3 to Rx UEs without going through an eNB using resources allocated through msg2. The Rx UEs receiving the message may transmit msg4 to the Tx UE as needed to indicate whether reception of msg3 is successful.
  • the serving eNB transmits msg 3 to a predetermined Rx UE group on behalf of the Tx UE.
  • the Rx UEs which receive this may transmit, to the eNB, ms g 4, whether or not reception of msg 3 is necessary as necessary.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating a process of performing D2D communication through a pseudo random access procedure according to another example of the present invention.
  • FIG. 8 illustrates an example in which a Tx UE directly transmits a broadcast / groupcast signal similarly to FIG. 6. In FIG. 8, however, msg3 transmitted by the Tx UE is served.
  • the eNB also receives and further illustrates the process of transmitting msg4 as needed. As described above, as the eNB receives the msg3, the eNB as well as the Tx UE may be the subject of retransmission for the HARQ retransmission request as described below.
  • the Tx UE similarly to the random access preamble of LTE, the Tx UE randomly selects any signature among predetermined signatures received through the system information, and among the predetermined time-frequency resources. It is proposed to transmit on a randomly selected resource.
  • the system information about msgl for D2D communication may be as follows, similar to the PRACH of LTE. For convenience of description, this is referred to as D2D-PRACH configuration information, but it may be referred to by any name.
  • the root sequence index (rootSequencelndex) value A the physical configuration value (B), the zero correlation zone (zeroCorrelat ionZone) set value (:, and the frequency offset value D are arbitrary as necessary.
  • this is exemplary and some of the above-described system information may be omitted.
  • MCS modulation and coding scheme
  • the 1-bit CSI request is unlikely to be actually used for D2D broadcast, it may be set to a specific bit and used as a bit for virtual coding to obtain a coding gain. Or may be used as an indicator to distinguish between (emergency) broadcast / groupcasts as mentioned above. For example, it may be set as follows.
  • msg3 and msg4 may correspond to a substantial message that the Tx UE intends to broadcast and transmit and a reception answer thereof.
  • the UE which initially transmitted msgl is designed to perform monitoring of msg 2 and msg 3 transmission thereof. Since the method according to this embodiment uses msg3 for the purpose of broadcasting for the Rx UE, the Rx UEs have not received msgl and will not attempt to monitor msg2. Moreover, I don't know that the Tx UE would have sent msg3, so I won't monitor and receive it. In particular, msg3 is usually transmitted by the UE, which is largely different from that of receiving it.
  • Rx UEs also receive msg 2, which serves as a scheduling grant for msg 3.
  • Information that can perform msg3 decoding and demodulation in msg2 (resource allocation, MCS, HARQ, transmission time, timing lapse, CP length, emergency indicator, hopping indicator, priority indicator, msg3 transmission count, retransmission timing, HARQ voting method) Etc.) and deliver to Rx UEs.
  • Rx UE prior to msg2-information decoding and demodulation information, Rx UE is a need to receive msg2, and therefore the time-related information that is or likely to be delivered that msg 2 transmission, RNTI information (e.g., a PDCCH for msg2 is masked with RNTI Information such as RA-RNTI to demask it, if any, range of reserved RNTI values or specific allocation values for D2D Tx UEs, Tx UE ID (if required), msgl transmission information of Tx UEs (eg Time-frequency resource index, subframe, radio frame, UE ID, IMSI), in particular, information used for scrambling and masking msg2 may be informed in advance.
  • RNTI information e.g., a PDCCH for msg2 is masked with RNTI Information such as RA-RNTI to demask it, if any, range of reserved RNTI values or specific allocation values for
  • the Rx UE should continuously monitor at the time of msg4 delivery to decode and demodulate msg4 (including the format containing msg3 information or transmit msg3 as it is) so that the final broadcast message can be obtained. .
  • msg3 is normally transmitted by receiving msg2.
  • msg3 may be delivered from the Tx UE to the eNB and the Rx UE.
  • the eNB may transmit msg4 to the Tx UE to indicate whether reception is successful.
  • the Rx UE receiving msg3 transmits msg4 (where msg4 is a message transmitted by the Rx UE to the Tx UE, which may be the same as the message transmitted by the eNB to the Tx UE, but may be designed differently). Can return whether the reception was successful.
  • the Rx UE may omit the msg 4 transmission process.
  • a method of delivering whether to receive a msg4 from the Rx UE to the eNB and collecting the received message to the Tx UE is also possible. This is assuming that the eNB can receive signals of all Rx UEs relatively better, in which case the eNB may be the device that makes the final decision on whether to receive msg3. Even if msg3 is not properly delivered, the eNB may attempt to schedule msg3 again by rescheduling msg2 again.
  • msg 4 PDCCH PDCCH for msg 4
  • msg 3 is not received.
  • one or more Tx UEs receive ms g 2 answer by sending msgl at the same time and each send msg3.
  • msg3 It can be classified as a case where the wireless channel is not received properly because it is not received.
  • the process of D2D broadcast transmission failed, so restart the process from msgl.
  • various parameters previously received and setting values thereof may be reused.
  • the parameter may be used with a certain level of enhancement. For example, restarting msgl transmit power at a higher transmit power than before. Or you might try scheduling with msgl succeeding and setting the TPC command to a higher value in the msg2 scheduling grant.
  • msgl skips and monitors msg2 in the promised subframe (s) to which msg2 is sent to receive the msg 3 scheduling acknowledgment again.
  • msg4 is designed to be used for HARQ operation and RRC connection completion (confirmation) or confirmation for msg3, but may not need a response, especially when performing a broadcast in D2D, so msg4 needs to be needed. It may not be. In particular, in the case of external network coverage (out si de network coverage), it may be easy to operate without msg4.
  • Success of msg4 PDCCH detection also means that msg3 has been normally received in the previous process. Therefore, msg4 PDCCH will be transmitted. However, due to an error in the PDSCH, demodulation may not be possible. In this case, the commonly used HARQ operation is the same as the error situation, and in the general case, the normal HARQ operation will try to transmit a NACK negate ive acknowl edgement. However, in case of D2D broadcast, msg3 may not need to be retransmitted unlike the existing RACH. If the retransmission is to be performed, it is also possible to transmit and perform the scheduling grant for retransmission through msg2, and the Tx UE may perform the retransmission by itself using the predetermined scheduling grant information.
  • Tx UEs Even if two or more Tx UEs transmit msg3, in some cases, msg3 transmitted by one of them may be detected and successfully demodulated by the eNB. In this case, the msg 4 answer will be delivered to the Tx UE that has successfully transmitted. In this case, the eNB which has successfully received msg3 will respond with msg4 informing the successful Tx UE whether the broadcast message has been successfully received. The Tx UE then terminates the broadcast transmission process. However, if you receive a msg4 answer but it is not msg4 to you, it is advisable to go back to the msgl process and start over .
  • the D2D Rx IE may not only receive the D2D broadcast but also maintain the connection with the eNB, and thus may schedule the PDSCH through the PDCCH / EPDCCH from the eNB. If this is the case, it should be determined whether the Rx UE should receive the D2D broadcast msg3 (relayed or not) or the general PDSCH from the eNB.
  • reception capability can be received and processed both. However, if it is determined that it is desirable to receive one of them (especially when received on the same carrier or band or spectrum), it is preferable to receive the relayed D2D broadcast msg3. Considering that the broadcast signal is an unusual signal, it is desirable to give a reception priority to the D2D link.
  • carrier 1 is eNB-UE communication
  • carrier 2 is maintaining the D2D communication connection, if the D2D broadcast msg3 relayed using carrier 2 is transmitted, and receives it; At the same time, it is preferable to also receive the PDSCH scheduled at the same time using the carrier 1.
  • the UE In the LTE RACH operation, the UE is RA-RNTI and C-RNTI or quasi-continuous scheduling. (semi- persistent scheduling, SPS) If the C-RNTI (SPS-C-RNT I or SPC-RNTI) is assigned to the same subframe, and the UE is not configured with multiple timing groups, the UE There is no need to decode the PDSCH indicated by the PDCCH with cyclic redundancy check (CRC) scrambled with RNTI or SPS-RNTI.
  • CRC cyclic redundancy check
  • port 0 Single-antenna port, port 0 is used (see 3GPP TS 36.211 Rel-8 / Rel-9 subclause 7.1.1), otherwi se Transmi t diversi ty (see 3GPP TS 36.211 Rel-8 / Rel-9 subclause 7.1.2)
  • RA-RNTI is used for D2D broadcasting differently from existing, even if C-RNTI and SPS C—RNTI are detected together with RA-RNTI in a specific subframe, only RA-RNTI is decoded and C is used. -RNTI, SPS C-RNTI does not need to be detected. Thus, the UE may not expect C-RNTI, SPS ORNTI coming, and may be implemented to assume that C-RNTI, SPS C-RNTI is not transmitted.
  • a D2D broadcast introduces a new RNTI such as a RA—RNTI rather than a D2D RNTI to perform broadcast and groupcast, there is no PDSCH scheduled by C-RNTI and SPS C-RNTI other than the D2D RNTI. You can make it mandatory.
  • the relayed ms g 3 may be received and stored and decoded when it becomes available.
  • the C-RNTI and the SPS C-RNTI, together with the RNTI for the D2D may be simultaneously received, and the decoding may be sequentially performed according to the degree of emergency or priority.
  • the D2D link should be given priority in terms of a D2D Tx UE receiving msg2 (eg, broadcast msg3 scheduling grant) in D2D operation, and thus D2D RA-RNTI or a new D2D.
  • msg2 eg, broadcast msg3 scheduling grant
  • the link carrying D2D msg2 should be received first. That is, it may not be expected that PDSCH scheduled with C-RNTI and SPS C-RNTI exist in the same subframe.
  • the application of the proposed technique can be applied not only to groupcast but also to unicast.
  • D2D communication was considered to be introduced primarily for public safety. Therefore, the D2D communication should not only be able to be performed in network coverage such as intra-cell communication, which is communication between UEs in coverage of an eNB, and inter-cell communication, which is communication between UEs located in coverage of different eNBs. It can be performed even in partial network coverage, which can be indirectly controlled by an eNB through another UE located outside the cell but located at the cell boundary, and is outside the control of the eNB, i.e., network coverage. It can be done outside.
  • intra-cell communication which is communication between UEs in coverage of an eNB
  • inter-cell communication which is communication between UEs located in coverage of different eNBs. It can be performed even in partial network coverage, which can be indirectly controlled by an eNB through another UE located outside the cell but located at the cell boundary, and is outside the control of the eNB, i.e., network coverage. It can be done outside.
  • a UE cluster (c luster) is created either explicitly or implicitly, and there is a head in this cluster that allows for semi-central i zed scheduling or full like an eNB. It may be assumed to perform ful l-centralized scheduling or to substitute some functions of the eNB. For example, cluster heads can perform very simple coordinat ions.
  • a D2D communication method between UEs out of network coverage will be described with reference to FIGS. 9 to 13
  • a D2D communication method by a UE in partial network coverage will be described with reference to FIGS. 14 to 16.
  • the UE may know whether it is outside or inside the network through various method (s) such as cell scanning and cell selection.
  • the UE may determine whether it is inside, outside, or at the boundary of a cell or network by trying or detecting a synchronization signal or a synchronization channel. Accordingly, the embodiments of the present invention described above and below are assumed to be able to recognize that the UE is in, out of, or on a boundary of the network, and can be applied regardless of how the UE recognizes its location. . In addition, since the UE cluster is created explicitly or implicitly, the above-described and later embodiments of the present invention assume that the UE knows the cluster to which it belongs.
  • Figure 9 illustrates the D2D broadcast / groupcast out of coverage.
  • a UE having a broadcast message is referred to as a D2D broadcast / groupcast Tx UE, for short, a Tx UE, and a receiving UE is called a D2D broadcast / groupcast Rx UE for an Rx UE.
  • Tx UEs act as broadcast scheduling requests to cluster heads that are part of resource management / coordination to allocate resources consisting of a single or a combination of times, frequencies, sequences (codes), etc. for delivering broadcast messages. ).
  • msgl may use the same or similar form as the RACH preamble.
  • FIG. 10 illustrates a classification of resources used for a message (eg, msgl) requesting resource allocation for transmission of a D2D signal.
  • a message eg, msgl
  • a preamble (sequence index) resource to be transmitted is randomly selected from a predetermined set of preambles (sequence index).
  • the preamble (sequence) Index) resource is pre-assigned / assigned, or the UE explicitly specifies the resource according to the resource area (eg t_id, f_id), UE ID, UE group 10, UE priority (index) etc. It must be designed so that it can be known implicitly or implicitly.
  • a preamble (sequence) index may be determined according to the location of the resource region.
  • Non-competition-based or contention-based transmission may also be freely available for use by the UE. Alternatively, it may be automatically set in advance according to the UE application. For example, when the UE makes an emergency call, it may be configured or fixed to attempt transmission using content ion-free resources. Alternatively, the resource may be allocated differently according to the cluster group to minimize the collision.
  • a predetermined time point and resource similar to LTE RACH connection slot pre-conf iguration, that is, PRACH configuration
  • UE unique attribute eg ID
  • the cluster head may transmit D2D connection configuration information for msgl through a beacon, a synchronization channel, or a broadcast channel. This may be similar to a preliminary procedure of receiving a PRACH configuration before transmitting a PRACH preamble. On the other hand, it is a method to allow all D2D UEs to have configuration information including msgl, msg2, msg3, and msg4 timing information in advance. This may be implemented as 0AM (Operation And Management) or as a broadcast signal.
  • the cluster head After receiving the msgl and determining or scheduling when the Tx UE should broadcast msg3, the cluster head informs the Tx UE of this information using ms g 2. Such information may be grasped by broadcast slot setting information that is broadcast. Meanwhile, in order to listen to msg3 or to be an Rx UE, the Rx UEs must also be able to listen to msg2. All Rx UEs that are in the broadcast range can listen to all UEs in the D2D broadcast range. You need to tell in advance when msg2 will be sent. In other words, if you know that msgl has been transmitted by the Tx UE, you can implement it so that you know when to send msg2.
  • the msg2 transmission may be determined to be transmitted in the N_msgl th subframe after the msgl transmission.
  • the ms g 2 transmission time candidate may be determined, and at this time (eg, subframe), the Rx UE should always monitor msg 2, and if a specific PDCCH is detected, it may be implemented so that it can be decoded immediately.
  • subframe # 0 of every radio frame, even radio frame, or odd radio frame may be signaled in advance by D2D configuration information as a msg2 transmission time candidate.
  • the transmission time point (eg, a specific subframe or a subframe set or subframe (s) having a periodicity) may be fixed or set to a specific value in advance. Or msg2 transmission time is changed through the 0AM process, or when the configuration information is downloaded and stored to the UE (s) when in the eNB coverage, or in a distributed form, the UEs in the cluster head or group exchange signals with each other It may be decided. Alternatively, the method may be determined together with receiving the synchronization signal of the cluster head. In this case, D2D configuration information may be obtained through message information associated with a characteristic (eg, type, index, etc.) of the synchronization signal, or transmitted along with or subsequently to the synchronization signal.
  • a characteristic eg, type, index, etc.
  • the synchronization signal used in the D2D communication may be a synchronization signal or a synchronization channel defined separately from the existing PSS / SSS.
  • D2D UEs may synchronize with other UE (s) participating in D2D communication by receiving synchronization signals / channels from cluster heads or other UEs.
  • Msg2 includes scheduling information required for msg3 broadcast. Examples of such information include temporary ID, power control information, timing information, and cyclic prefix (cyc l i pref ix, CP) information.
  • the Tx UE and the Rx UE receiving msg2 may know when or to which resource (eg, a transmission subframe) to transmit msg3 and when to listen in which resource (a monitoring subframe or a reception subframe).
  • One msg2 may be used for scheduling a plurality of subsequent msg3s.
  • the present invention proposes that msg2 be implemented in such a manner that a plurality of msg3 scheduling grants are transmitted at one time, such as a random access response (RAR) message configuration method.
  • This method is a method of receiving scheduling commands for a plurality of msg3 simultaneously by transmitting one msg2 message instead of transmitting each time individually for each time required for the msg3 transmission to be used later.
  • the Tx UE transmits nisg3 using a designated parameter (time, frequency, power, etc.).
  • the Tx UE may generate msg3 using a pre-specified D2D (broadcast) temporary ID.
  • msg3 may be scrambled using a temporary C-RNTI and / or an international mobile subscriber identifier (IMSI) of the LTE system.
  • IMSI international mobile subscriber identifier
  • msg3 may include the UE ID for the purpose of collision resolution with other broadcast Tx UEs.
  • the UE ID may be an ID separately created for use with D2D.
  • a method of stochastic probability reduction using more types of sequences than the existing RACH preamble may be considered as one of the stratification solutions.
  • a CAZAC sequence series may be used, or a CAZAC or Zadof f-chu sequence embedded with a UE ID may be used.
  • problems such as ID duplication may occur, a somewhat longer virtual ID or hashing ID may be obtained by applying a process such as hashing that maps multiple UE IDs to a new ID to the UE ID. .
  • the receiver complexity increases when the sequence length becomes longer.
  • the UE ID of a longer sequence is introduced into the preamble and transmitted, so that the same sequence index is randomly selected in the msgl step. This greatly reduces the probability of msgl stratification.
  • the introduction of a long-length sequence or a preamble based thereon can greatly reduce the stratification at the msgl stage before the messages at the msg3 stage. Therefore, the latency caused by contention resolution in msg 4 may be greatly reduced. If the broadcast signal operates on a contention-based basis, this reduction in delay may be a more necessary condition, especially for emergency broadcast signals.
  • the existing RACH process may be utilized to the maximum possible. That is, in case of emergency broadcast, a separate preamble may be used. Alternatively, the preamble sequence may be reserved for emergency use. However, when a large number of emergency situations are simultaneously observed and a plurality of simultaneous attempts to make an emergency broadcast, that is, msgl transmission attempts, are performed according to the number of reserved sequences. Constraint problems cannot be avoided.
  • 11 and 12 are diagrams for describing a situation in which a stratification occurs when two or more UEs try to broadcast simultaneously.
  • FIG. 11 illustrates a situation in which collision between msgs 3 occurs when UE1 and UE2 simultaneously attempt D2D broadcast.
  • a plurality of UEs eg, UE1 and UE2
  • transmit msgl which UE should be selected from among the plurality of UEs may be a role of a cluster head. If the UE chooses the importance and sends it to the cluster head, it may be possible to prioritize it. But fundamentally, when a plurality of UEs transmit the priority with the highest priority, the worries of selecting it occur again. Therefore, there is a need for a method for resolving a broadcast message transmission request from a plurality of UEs regardless of importance. The most intuitive way is to provide information about the fairness between UEs. For example, the priority may be lowered for UEs that frequently request, and higher for UEs on the contrary.
  • a kind of priority counter can be provided to continuously manage and count the request behavior of the UE.
  • Another consideration factor is a method of giving a favor over other UEs by early retrying in case of a failed UE after attempting to request a broadcast message. This increases the number of attempts in time to increase the probability of selection. This can also be managed with a separate count.
  • UE1 and UE2 transmit msgl based msgl at the same time, assuming that UE1 is selected, UE2 and UE2 determine whether a collision occurs in a msg2 reception step, thereby avoiding a situation in which UE1 and UE2 simultaneously transmit msg3. Can be.
  • Another function to be implemented is an operation of sending a predetermined message by pressing a specific button of a UE in an emergency situation.
  • the cluster head schedules the contention in a competitive manner, it may not guarantee 100% transmission of emergency calls.
  • it can be set in advance so as not to compete within coverage, it is not easy to prevent competition between UEs because there is no eNB outside coverage.
  • Even the cluster heads' part to perform the scheduling of the eNB and its performance is difficult due to the limited compared to the eNB to avoid competition between the UE.
  • the present invention is the UEs
  • a Tx UE proposes a method of increasing the broadcast possibility by scheduling itself as a cluster head.
  • this method will be limited if the cluster head is determined on a competitive basis. Therefore, in addition to such a competitive scheme, there is a need for a scheme for allowing a UE to be a cluster head to be a cluster head in an emergency situation.
  • One way is to broadcast information that the UE wishing to be the cluster head wants to be or should be the cluster head itself. E.g., by the Tx UE to the cluster head become broadcasting the cluster "is becoming a cluster head harvester heads decision (decision) / negotiation (negot iat ion) signal to the beacon type, as well as other cluster head in the other Rx UE It is possible to suppress the cluster head from becoming a cluster head itself.
  • the cluster head determination or negotiation signal may include a priority indicator and / or an emergency indicator. Problems can arise if multiple UEs declare cluster heads at the same time, but this is useful if there is little chance that multiple UEs will declare cluster heads at the same time.
  • msgl may carry a priority indicator and / or an emergency indicator.
  • the Tx UE transmits msgl, it sends information indicating that it has the highest priority in msgl. If the collision occurs during this process and is not selected by the cluster head, the Tx UE informs that the next step is to become the cluster head. In addition, the information indicating that the highest priority may be included in msgl and transmitted. Implement msgl based on UE ID and you will get better effect.
  • the cluster head may inform the UE of the priority counting value or an approximate value thereof to induce the UE to perform other operations on its own.
  • the present method uses D2D broadcast / groupcast . It is different from D2D broadcast / groupcast according to scheduling by another cluster head in that the Tx UE to be started as a cluster head itself starts transmission. Even if a cluster head already exists in the cluster to which the Tx UE belongs, the Tx UE may be itself a cluster head.
  • the cluster managed by the Tx UE which is self-clustered may be a new broadcast cluster different from the cluster set by the existing cluster head, but may take the role of the existing cluster head as it is. In the latter case, the specific cluster It can also mean that the cluster head has changed.
  • the broadcast Tx UE may voluntarily additionally perform the role of the cluster head or deprive the position of another cluster head and disable the role of the other cluster head.
  • the "Send the extraordinary UE itself is a cluster head in accordance with the present embodiment, compared to the case where the UE can not be the cluster head itself, can increase the transmission efficiency. This is because, if an emergency UE cannot be a cluster head by itself, the UE maintains its status as a cluster head even though the UE has nothing to send, and the cluster head will only play a role of transmitting an emergency UE and coordinating it when a collision occurs.
  • Embodiments of the present invention for a relationship between a UE that has become a cluster head by itself, a cluster managed by the UE (hereinafter, referred to as a broadcast cluster), and an existing cluster will be described in more detail.
  • the existing cluster may be maintained / disappeared, or the existing cluster head may be maintained / deprived of its position, and a new broadcast cluster may be formed.
  • msgl and msg2 may not be necessary for transmitting a broadcast signal.
  • you want to send an emergency message you can become a cluster head at any time and schedule and broadcast a broadcast signal directly.
  • an additional method is required for a doldol situation in which Tx UEs to be cluster heads exist at the same time. If multiple broadcast Tx UEs are going to be the cluster heads at the same time, they need to negotiate again between the Tx UEs that want to be the cluster heads Based on the cluster head is determined.
  • the Tx UE1 clusters by exchanging priority levels with each other in the negotiation process. Can be the head. At this time, the priority level should be able to be set impossible to change to prevent the Tx UE from intentionally changing the priority.
  • we have an application with a priority level For example, if a number such as "911" is entered or an emergency call button is pressed, the priority level associated with it is transmitted during negotiation. It is assumed. This priority level is desirable to only be introduced in public disaster applications or public disaster broadcast signals.
  • the broadcast cluster is a new cluster having a scheduling function only, and a combination of information such as a timing reference may be taken from an existing normal cluster.
  • a Tx UE may intentionally create a broadcast cluster and transmit a broadcast message by being a cluster head.
  • a broadcast cluster may be generated in an overlay form by a broadcast cluster head which is a cluster head having a different dimension from that of the existing cluster head, thereby forming a layered cluster.
  • a broadcast message such as an emergency signal is a method directly transmitted by the cluster in the broadcast cluster thus formed.
  • the broadcast cluster must have the highest priority to achieve special purposes such as emergency broadcasting. Therefore, it is desirable that the broadcast cluster head be above the authority of the existing cluster head, and as desired for the cluster durat ion managed by the existing cluster head, i.e. (with the highest priority) ( Emergency) by sending a broadcast beacon, etc., Upcoming or upcoming "information, and, if necessary," on / off duration of a newly created cluster ". For example, this information may be a beacon or previously broadcast or preconfigured (preconf).
  • Receiving a broadcast beacon the UE must receive a message transmitted by the new cluster head during the on-duration of the new cluster out of the duration.
  • the cluster head becomes any UE
  • the cluster head sets a certain section as a section indicating the intention to transmit.
  • the msg3 transmission may not require a reply, but may be implemented to require a response.
  • the received packet may receive HARQ voice answer. In this case, it should be determined how and to whom to send HARQ answer.
  • the ACK / NACK may be fed back to the transmitter.
  • the Tx UE may be informed whether reception is successful.
  • the cluster head may also combine ACK / NACK from multiple Rx UEs and deliver the final decision value to the Tx UEs.
  • the Tx UE delivers the same packet to multiple group UEs
  • the Tx UE can be implemented by the above method.
  • the UE in the idle mode or the UE in the discontinuous reception mode may not hear the broadcast message. So when msg3 is received by the cluster head when msgl You will have to wake the idle mode UE to tell if it will be sent. Existing paging can also be used to wake the UE in graceful mode. In this case, there will be a delay. Considering this, it is necessary to determine the transmission time of msg3. In case of the existing RACH, when msg2 is received in subframe n, msg3 is transmitted in subframe n + k (for example, k> 4 or 5 or 6 or ..), but in the present invention, msg3 is described in the idle mode. The time until the state that the UE can hear must be considered. In order to reduce this delay and efficiently operate D2D, new paging with less delay may be introduced for D2D enabled UEs.
  • the msg3 reception failure may be classified into a control part (PDCCH / EPDCCH) error case and a data part (PDSCH / PUSCH) error case when msg3 is configured and transmitted as a control part (PDCCH) and a data part (PDSCH).
  • the data part is a part to which HARQ operation (operat i on) can be applied.
  • you can handle error cases by considering only the control part error cases. If only a cyclic redundancy check (CRC) check for the control part is performed and a check is successful, an ACK is fed back and if it fails, a NACK is fed back.
  • CRC cyclic redundancy check
  • the Rx UE may perform CRC check on the control part (PDCCH or EPDCCH) masked based on the virtual ID, and may feed back an ACK or NACK according to the CRC check result.
  • the message used to feedback this signal is named msg4. That is, the present embodiment uses msg 4 as an alternative information for confirming whether msg 3 is received or not, so that msg 4 is used to determine not only the msg 3 control part but also the data part.
  • the control part-based error checking method may be sufficient because most of them expect similar probability.
  • an error may occur because a data part (for example, a PDSCH carrying a msg3 or a PUSCH) may not be decoded. In this case, it may also be used for the purpose of informing whether the final decoding succeeded through msg4.
  • a data part for example, a PDSCH carrying a msg3 or a PUSCH
  • it may also be used for the purpose of informing whether the final decoding succeeded through msg4.
  • due to the characteristics of broadcast and groupcast it may not be necessary to confirm final information acquisition. That is, even if only the control information such as the control part (PDCCH / EPDCCH) is transmitted and returned based on the control information, it may be sufficient for broadcasting or groupcast management. Because.
  • control part may even be configured in the form of preamble and control message formats, similar to PDCCH / EPDCCH, but with basic configuration units (e.g. resource element group (resource grou, REG), control channel element (control channel element), CCE) and enhanced CCE (eCCE) are also different, and the aggregation method and mapping method may be different.
  • basic configuration units e.g. resource element group (resource grou, REG), control channel element (control channel element), CCE
  • eCCE enhanced CCE
  • msg4 may be needed outside the network. Outside the network msg4 can be used to determine whether at least the aforementioned msg3 has collided. However, in the case of D2D communication outside the network, whether or not the function for confirming successful decoding of ms g 3 is required for msg 4 may be different in some cases. For example, using the above-described virtual ID or equivalent ID, a signal indicating only whether it is correctly detected may be transmitted to msg4.
  • msg3 separately encodes control information (e.g., information including a modul at i on and coding scheme (MCS) or a new data indicator (NDI), etc.), It is also possible to code by inserting a Tx UE ID into the.
  • control information e.g., information including a modul at i on and coding scheme (MCS) or a new data indicator (NDI), etc.
  • FIG. 13 is a diagram for explaining an example of using ms g 4 to receive a plurality of msg3 messages.
  • msg3 is transmitted by two Tx UEs at the same time, so that UE3 may use msg3. This may result in a situation where you do not receive msg3 properly. In this case, assuming that UE3 is aware of a situation in which cluster head A and cluster head B exist, UE3 may report ACK4 for each NACK.
  • UE3 knows the timing of receiving msg3 from both cluster heads correctly, and unfortunately, when msg3 reception timing overlaps, msg3 is transmitted at the same time, resulting in the occurrence of stratification. It is assumed that you can grasp. In this case, msg 4 can perform feedback by scrambled NACK with a cluster head UE ID or a virtual ID and transmitting the same.
  • FIG. 14 through 16 illustrate D2D communication under partial network coverage. Specifically, FIG. 14 illustrates a case where the D2D broadcast UE is located inside the coverage, and FIGS. 15 and 16 illustrate a case where the D2D broadcast UE is located outside the coverage.
  • the Tx UE since the D2D broadcast Tx UE in the coverage, simply the Tx UE is connected to the eNB, notify the fact that it is an emergency and secure a resource for transmitting the broadcast. can do. For example, when sending an mS gl, it can be notified of an emergency situation by using a reserved resource or preamble index.
  • the resource can be allocated through msg2, and an msg3 can be sent without any problem in the collision or delay by sending msg3. .
  • a synchronization zat ion operates on a network basis and, if necessary, passes through a relay node. Since the requirements can be communicated, it can be assumed to be in fact coordinat ion by the eNB. Accordingly, when the D2D Tx UE is out of coverage under partial network coverage, the broadcast message may be delivered in the order of msgl-> msg2-> msg3 similarly to the operation when the D2D Tx UE is located in the coverage. However, the fact that msgl is transmitted from the Tx UE to the eNB via the relay UE may be different from the case where all the UEs participating in the D2D are located in network coverage.
  • msg3 initiated by an out of coverage Tx UE arrives at a relay UE in coverage and the relay UE may serve to relay the broadcasted msg3. Even msg3 can be delivered to the eNB and expanded to the operation of participating in the msg3 relay to the eNB.
  • 17 is a block diagram illustrating components of a transmitting apparatus 10 and a receiving apparatus 20 that perform the present invention.
  • the transmitting device 10 and the receiving device 20 may transmit information and / or data, signals, and messages.
  • a radio frequency (RF) unit 13, 23 capable of transmitting or receiving a carrying radio signal, a memory 12, 22 for storing various kinds of information related to communication in a wireless communication system, and the RF unit 13 , 23) and a memory 12, 22 operatively connected to components such as the memory 12, 22 to control the components so that the device performs at least one of the embodiments of the invention described above.
  • / or a conf igured processor 11, 21 configured to control the RF units 13, 23, respectively.
  • the memory 12, 22 may store a program for processing and controlling the processors 11 and 21, and may temporarily store input / output information. Memory 12, 22 can be utilized as a buffer.
  • the processor (11, 21) typically controls the overall operation of the various models in the transmitting device or the receiving device.
  • the processors 11 and 21 may perform various control functions for carrying out the present invention.
  • Processors 11, 21 may also be referred to as a controller (control ler), multiple micro-controller (microcontrol ler), a microprocessor (microprocessor), ⁇ a microcomputer (microcomputer) or the like.
  • the processors 11 and 21 may be implemented by hardware or firmware (fir ⁇ are), software, or a combination thereof.
  • ASICs application icat ion speci f ic integrated ci rcui ts
  • DSPs digital signal processors
  • DSPDs digital signal processing devices
  • PLDs PLDs configured to carry out the present invention.
  • programmable logic devices, FPGAs programmable gate arrays, and the like may be included in the processors 400a and 400b.
  • the firmware or software may be configured to include a module, a process, or a function that performs the functions or operations of the present invention, and is configured to perform the present invention.
  • the firmware or software may be provided in the processor 11, 21 or stored in the memory 12, 22 to be driven by the processor 11, 21.
  • the processor 11 of the transmission apparatus 10 may be configured to perform predetermined coding and / or data on a signal and / or data scheduled to be transmitted from the processor 11 or a scheduler connected to the processor 11 to be transmitted to the outside. Modulation (modulat ion) is performed and then transmitted to the RF unit (13). For example, the processor 11 converts a data string to be transmitted into vV layer layers through demultiplexing, channel coding, scrambling, and modulation.
  • the coded data string is also called a codeword and is equivalent to a transport block, which is a data block provided by the MAC layer.
  • One transport block (TB) is one
  • the codeword is coded, and each codeword is transmitted to the receiving device in the form of one or more layers.
  • the RF unit 13 may include an oscillator for frequency upconversion.
  • the RF unit 13 may include ⁇ ( ⁇ is a positive integer greater than 1) transmit antennas.
  • the signal processing process of the receiving device 20 is configured in the reverse of the signal processing process of the transmitting device 10.
  • the RF unit 23 of the receiving device 20 receives a radio signal transmitted by the transmitting device 10.
  • the RF unit 23 may include V r receive antennas, and the RF unit 23 reconverts each of the signals received through the receive antennas to a frequency down-convert baseband signal. .
  • RF unit 23 may include an oscillator for frequency downconversion.
  • the processor 21 may decode and demodulate (demodulate) demodulation of a radio signal received through a reception antenna to restore data originally intended for transmission by the transmission device 10.
  • the RF unit 13, 23 is equipped with one or more antennas.
  • the antenna transmits a signal processed by the RF unit 13, 23 to the outside or receives a radio signal from the outside according to an embodiment of the present invention under the control of the processor 11, 21. , 23).
  • Antennas are also called antenna ports.
  • Each antenna may correspond to one physical antenna or may be configured by a combination of more than one physical antenna elements.
  • the signal transmitted from each antenna can no longer be resolved by the receiving device 20.
  • a reference signal (RS) transmitted in correspondence with the corresponding antenna defines the antenna as viewed from the receiving device 20 point of view, and whether the channel is a single radio channel from one physical antenna or includes the antenna.
  • RS reference signal
  • the antenna is defined such that a channel carrying a symbol on the antenna can be derived from the channel through which another symbol on the same antenna is delivered.
  • MIM0 multiple input / output
  • the UE operates as the transmitting device 10 in the uplink, and operates as the receiving device 20 in the downlink.
  • the eNB operates as the receiving device 20 in the uplink and operates as the transmitting device 10 in the downlink.
  • the processor, the RF unit and the memory provided in the UE are referred to as a UE processor, the UE RF unit and the UE memory, respectively, and the processor, the RF unit and the memory provided in the eNB are referred to as an eNB processor, the eNB RF unit and the eNB memory, respectively.
  • a UE processor of a D2D Tx UE having a D2D signal to transmit generates a resource allocation request for the transmission of the D2D signal to a UE configured as a cluster head, and transmits an ms2 including the resource allocation request to the D2D Tx UE.
  • the RF unit can be controlled.
  • the D2D Tx UE processor may control the D2D Tx RF unit to cause the D2D Tx UE RF unit to receive msg2 including control information required for D2D signal transmission.
  • the D2D Tx UE processor may control the D2D Tx RF unit to broadcast or groupcast msg3 including the D2D signal based on msg2 or the control information. In some cases, the D2D Tx UE processor may control the D2D Tx UE RF unit to receive an HARQ response for msg3.
  • a D2D Tx UE processor with a D2D signal to transmit may become a cluster head and directly schedule resources for msg3 transmission.
  • the D2D Tx UE processor may control the D2D Tx UE RF unit to broadcast a cluster head determination or negotiation signal including information corresponding to the intention of becoming a cluster head.
  • the cluster head determination / negotiation signal may include the highest priority of the D2D signal, a priority level for the emergency call, and / or an emergency call indicator.
  • the D2D Tx UE processor may perform scheduling for transmission of the D2D signal.
  • the D2D Tx UE processor which is a cluster head, may determine radio resources such as time, frequency, and / or power for transmitting the D2D signal.
  • the D2D Tx UE processor which becomes a cluster head, may control the D2D Tx UE RF unit to transmit a signal black message (eg, msg2) including information indicating the radio resource.
  • the D2D Tx UE processor may set a range of a UE cluster to broadcast the D2D signal, and may control the D2D Tx UE RF unit to transmit information about the range of the UE cluster.
  • the D2D Tx UE processor may determine an on duration or an off duration of the UE cluster, and control the D2D Tx UE RF unit to transmit information indicating the on / off duration.
  • the D2D Tx UE processor may cause the D2D Tx UE RF unit to transmit msg3 including the D2D signal using the radio resource.
  • the UE process of the D2D Rx UE may monitor or detect msg 2 by controlling the RF unit of the D2D Rx UE.
  • the D2D Rx UE processor may control the D2D Rx UE RF unit to receive msg3 including the D2D signal based on msg2 or control information included in msg2.
  • the D2D Rx UE processor may perform CRC check on a control part (PDCCH / EPDCCH) for receiving msg3.
  • the D2D Rx UE processor may control the D2D Rx UE RF unit to transmit a NACK if the ACK fails if the CRC check is successful.
  • Embodiments of the present invention may be used in a wireless communication system, a base station, a user equipment, or other equipment.

Landscapes

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Abstract

본 발명에서는 네트워크 커버리지 밖 혹은 부분 네트워크 커버리지에 위치한 사용자기기가 장치-대-장치(device-to-device, D2D) 통신을 수행하는 방법을 제안한다. 전송할 D2D 신호가 있는 사용자기기는 클러스터 헤드로 설정된 사용자기기에 상기 D2D 신호의 전송을 위한 자원 할당을 요청할 수 있다. 혹은 스스로 클러스터 헤드가 될 수 있다. 전송할 D2D 신호가 있는 사용자기기는 클러스터 헤드에 의한 자원 할당에 따라 혹은 스스로 클러스터 헤드가 되어 수행한 자원 할당에 따라 상기 D2D 신호를 수행할 수 있다. 다른 사용자기기(들)은 클러스터 헤드로부터의 자원 할당 정보를 수신 혹은 들어(overhear)하여 상기 D2D 신호를 수신한다.

Description

【발명의 명칭 I
D2D 신호 전송 방법 및 사용자기기
【기술분야】
[1] 본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것으로서， 보다 상세하게는， 무선 통신 시스템에서 장치-대ᅳ장치 (device-to-device, D2D) 통신을 이용하여 신호를 전송 및 /또는 수신하는 방법 및 이를 위한 장치에 관한 것이다.
【배경기술】
[2] 본 발명이 적용되어 개선시킬 무선 통신 시스템의 일례로서 3GPP LTE (3rd Generation Partnership Project Long Term Evolut ion) 통신 시스템에 대해 개략적으로 설명한다.
[3] 도 1은 무선 통신 시스템의 일례로서 E-UMTS 네트워크 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
[4] E一 UMTS (Evolved Universal Mobi le Te 1 ecommuni cat i ons System) 시스템은 기존 UMTS Jniversal Mobile Telecommunications System)에서 진화한 시스템으로서 현재 3GPP에서 기초적인 표준화 작업을 진행하고 있다. 일반적으로 E-UMTS는 LTE(Long Term Evolution) 시스템이라고 할 수도 있다. UMTS 및 E— UMTS의 기술 규격 (technical speci f icat ion)의 상세한 내용은 각각 "3rd Generation Partnership Project； Technical Specification Group Radio Access Network"의 Release 7과 Release 8을 참조할 수 있다.
[5] 도 1을 참조하면， E-UMTS는 사용자기기 (user equipment, UE)와 eNB, 그리고 네트워크 (E-UTRAN)의 종단에 위치하여 외부 네트워크와 연결되는 접속 게이트웨이 (access gateway, AG)를 포함한다. eNB는 브로드캐스트 서비스， 멀티캐스트 서비스 및 /또는 유니캐스트 서비스를 위해 다중 데이터 스트림을 동시에 전송할 수 있다.
[6] UE는 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, 기지국 (base station, BS)과 통신하여 사용자데이터 및 /또는 각종 제어정보를 전송 및 /또는 수신하는 각종 장치가 이에 속한다. UE는 단말 (terminal equipment), MS(Mobile Station), MT(Mobile Terminal), UTCUser Terminal), SS(Subscribe Station), 무선장치 (wireless device), PDA (Personal Digital Assistant) , 무선 모뎀 (wireless modem) , 휴대장치 (handheld device) 등으로 불릴 수 있다. 또한， 본 발명에 있어서， BS는 일반적으로 UE 및 /또는 다른 BS와 통신하는 고정국 ( f ixed stat i on)을 말하며, UE 및 타 BS와 통신하여 각종 데이터 및 제어정보를 교환한다. BS는 ABS(Advanced Base Stat ion) , NB(Node-B) , eNB(evolved-NodeB) , BTS(Base Transceiver System) , 접속 포인트 (Access Point ) , PSCProcessing Server ) 등 다른 용어로 불릴 수 있다ᅳ 이하의 본 발명에 관한 설명에서는， BS를 eNB로 통칭한다.
[7] 한 eNB는 하나 이상의 셀을 관리한다. 샐은 1.25， 2.5， 5, 10， 15 , 20Mhz 등의 대역폭 중 하나로 설정돼 여러 UE에게 하향링크 또는 상향링크 전송 서비스를 제공한다. 서로 다른 샐은 서로 다른 대역폭을 제공하도록 설정될 수 있다. eNB는 다수의 UE에 대한 데이터 전송 및 /또는 수신을 제어한다. 하향링크 (downl ink, DL) 데이터에 대해 eNB는 하향링크 스케줄링 정보를 전송하여 해당 UE에게 데이터가 전송될 시간 /주파수 자원 (resource) , 코딩, 데이터 크기， HARQCHybr id Automat i c Repeat and reQuest ) 관련 정보 등을 알려준다. 또한; 상향링크 (upl ink , UL) 데이터에 대해 eNB는 상향링크 스케줄링 정보를 해당 UE에게 전송하여 해당 UE가 사용할 수 있는 시간 /주파수 자원， 코딩， 데이터 크기, HARQ 관련 정보 등을 알려준다. eNB간에는 사용자 트래픽 또는 제어 트래픽 전송을 위한 인터페이스가 사용될 수 있다. 핵심 네트워크 (core network , CN)은 AG와 UE의 사용자 등록 등을 위한 네트워크 노드 등으로 구성될 수 있다. AG는 복수의 셀들로 구성되는 트랙킹 영역 (tracking area, TA) 단위로 UE의 이동성을 관리한다.
[8] 상술한 바와 같은 종래 LTE 통신 방식의 무선 통신은 eNB과 UE 사이의 통신 방식을 집중적으로 고려한다. 다만, 최근 UE 간 직접 통신 방식에 대한 기술의 개발에 대한 요구가 증가하고 있다.
[9] 도 2는 UE 간 직접 통신의 개념도이다.
[ 10] 도 2를 참조하면, UE1과 UE2가 상호 간의 UE 간 직접 통신을 수행하고 있으며 UE3과 UE4 역시 상호간의 UE 간 직접 통신을 수행하고 있다. eNB는 적절한 제어 신호를 통하여 UE들 사이의 직접 통신올 위한 시간 /주파수 자원의 위치， 전송 전력 등에 대한 제어를 수행할 수 있다. 이하에서는 UE 간 직접 통신을 장치ᅳ대- 장치 (device-to-device , D2D) 통신이라 지칭한다.
[ 11] 상술한 D2D 통신은 여러 가지 측면에서 기존 LTE 통신 방식과 다른 요구사항을 가지고 있다.
【발명의 상세한 설명】
【기술적 과제】 [ 12] 상술한 바와 같은 논의를 바탕으로 이하에서는 무선 통신 시스템에서 UE 간 직접 통신을 이용하여 신호를 전송 및 /또는 수신하는 방법 및 이를 위한 장치를 제안하고자 한다.
[ 13] 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며， 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 이하의 발명의 상세한 설명으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
【기술적 해결방법】
[ 14] 본 발명에서는 네트워크 커버리지 밖 혹은 부분 네트워크 커버리지에 위치한 사용자기기가 장치-대 -장치 (devi ce— to-devi ce , D2D) 통신을 수행하는 방법을 제안한다. 전송할 D2D 신호가 있는 사용자기기는 클러스터 헤드로 설정된 사용자기기에 상기 D2D 신호의 전송을 위한 자원 할당을 요청할 수 있다. 흑은 스스로 클러스터 헤드가 될 수 있다. 전송할 D2D 신호가 있는 사용자기기는 클러스터 헤드에 의한 자원 할당에 따라 혹은 스스로 클러스터 헤드가 되어 수행한 자원 할당에 따라 상기 D2D 신호를 수행할 수 있다. 다른 사용자기기 (들)은 클러스터 헤드로부터의 자원 할당 정보를 수신 혹은 들어 (overhear)하여 상기 D2D 신호를 수신한다.
[ 15] 본 발명의 일 양상으로， 네트워크 밖의 사용자기기가 장치-대 -장치 (devi ce- to-device , D2D) 신호를 전송함에 있어서, 미리 설정된 자원을 이용하여 제 1 메시지를 복수의 사용자기기를 포함하는 클러스터의 클러스터 헤드에 전송; 상기 클러스터 헤드로부터 상기 D2D 신호의 전송을 위한 제어 정보를 포함하는 제 2 메시지를 수신; 및 상기 제어 정보를 바탕으로 상기 D2D 신호를 전송하는 것을 포함하는, D2D 신호 전송 방법이 제공된다.
[ 16] 본 발명의 다른 양상으로， 네트워크 밖의 사용자기기가 장치-대- 장치 (devi ce-to-devi ce , D2D) 신호를 전송함에 있어서， 무선 주파수 (radio frequency, RF) 유닛과 상기 RF 유닛을 제어하도록 구성된 프로세서를 포함하되， 상기 프로세서는: 미리 설정된 자원을 이용하여 제 1 메시지를 복수의 사용자기기를 포함하는 클러스터의 클러스터 헤드에 전송하도록 상기 RF 유닛을 제어; 상기 클러스터 헤드로부터 상기 D2D 신호의 전송을 위한 제어 정보를 포함하는 제 2 메시지를 수신하도록 상기 RF 유닛을 제어; 및 상기 제어 정보를 바탕으로 상기 D2D 신호를 브로드캐스트하게 상기 RF 유닛을 제어하도록 구성된， 사용자기기가 제공된다.
[ 17] 본 발명의 또 다른 양상으로, 네트워크 밖의 사용자기기가 장치-대- 장치 (devi ce— to-devi ce , D2D) 신호를 전송함에 있어서， 상기 사용자기기가 복수의 사용자기기를 포함하는 클러스터의 클러스터 헤드가 되고자 함을 나타내는 지시자를 포함하는 클러스터 헤드 결정 신호를 전송; 상기 D2D 신호의 전송을 위한 제어 정보를 포함하는 제 2 메시지를 전송; 및 상기 제어 정보를 바탕으로 상기 D2D 신호를 전송하는 것을 포함하는， D2D 신호 전송 방법.
[18] 본 발명의 또 다른 양상으로, 네트워크 밖의 사용자기기가 장치-대- 장치 (device-to-devi ce , D2D) 신호를 전송함에 있어서， 무선 주파수 (radio frequency, RF) 유닛과 상기 RF 유닛을 제어하도록 구성된 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는: 상기 사용자기기가 복수의 사용자기기를 포함하는 클러스터의 클러스터 헤드가 되고자 함을 나타내는 지시자를 포함하는 클러스터 헤드 결정 신호를 전송하도록 상기 F 유닛을 제어; 상기 D2D 신호의 전송을 위한 제어 정보를 제 2 메시지를 전송하도록 상기 RF 유닛을 제어; 및 상기 제어 정보를 바탕으로 상기 D2D 신호를 전송하게 상기 RF 유닛을 제어하도록 구성된， 사용자기기가 제공된다.
[ 19] 본 발명의 각 양상에 있어서, 상기 제 1 메시지 흑은 상기 클러스터 헤드 결정 신호는 예약된 프리앰블 시뭔스를 이용하여 전송될 수 있다.
[20] 본 발명의 각 양상에 있어서， 상기 예약된 프리앰블 시퀀스는 임의 전송 프리앰블 시퀀스보다 길 수 있다.
[21] 본 발명의 각 양상에 있어서， 상기 클러스터 헤드 결정 신호는 상기 D2D 신호에 대웅하는 우선 순위 레벨을 포함할 수 있다.
[22] 본 발명의 각 양상에 있어서, 상기 클러스터 헤드 결정 신호를 전송한 상기 사용자기기 혹은 상기 클러스터 헤드는 상기 클러스터의 생성을 알리는 정보가 더 전송할 수 있다.
[23] 본 발명의 각 양상에 있어서, 상기 클러스터 헤드 결정 신호를 전송한 상기 사용자기기 혹은 상기 클러스터 헤드는 상기 클러스터의 온 흑은 오프 지속기간 정보를 전송할 수 있다.
[24] 본 발명의 각 양상에 있어서, 상기 D2D신호는 브로드캐스트될 수 있다.
[25] 본 발명의 각 양상에 있어서, 상기 D2D 신호는 비상 호출에 대웅하는 신호일 수 있다. [26] 본 발명의 또 다른 양상으로， 상기 제 1 메시지 혹은 상기 클러스터 헤드 결정 신호를 수신; 상기 게 2 메시지를 수신; 상기 제 2 메시지에 포함된 상기 제어 정보를 기반으로 상기 D2D 신호를 수신하는 것을 포함하는 방법 및 이를 수행하는 사용자기기가 제공된다.
[27] 상기 과제 해결방법들은 본 발명의 실시예들 증 일부에 불과하며， 본원 발명의 기술적 특징들이 반영된 다양한 실시예들이 당해 기술분야의 통상적인 지식을 가진 자에 의해 이하 상술할 본 발명의 상세한 설명을 기반으로 도출되고 이해될 수 있다.
【유리한 효과】
[28] 본 발명의 실시예에 따르면 무선 통신 시스템에서 간섭을 효율적으로 완화하면서 UE 간 직접 통신을 수행할 수 있다.
[29] 또한 네트워크 커버리지 내에서 D2D 통신이 수행될 수 있을 뿐만 아니라， 네트 커버리지 밖 및 /또는 부분 네트워크에서도 D2D 통신이 효과적으로 수행될 수 있다.
[30] 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며， 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
【도면의 간단한 설명】
[31] 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.
[32] 도 1은 무선 통신 시스템의 일례로서 E-UMTS 네트워크 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
[33] 도 2는 UE 간 직접 통신， 즉， 장치-대 -장치 (device— t으 devi ce , D2D) 통신의 개념도이다.
[34] 도 3은 3GPP 시스템에 이용되는 물리 채널들 및 이들올 이용한 일반적인 신호 전송 방법올 설명하기 위한 도면이다.
[35] 도 4 및 도 5는 본 발명에서 이용할 임의 접속 과정을 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
[36] 도 6 및 도 7은 본 발명의 일례에 따라 유사 임의 접속 과정을 통해 D2D 통신을 수행하는 과정을 도시한 도면이다. [37] 도 8은 본 발명의 다른 일례에 따라 유사 임의 접속 과정을 통해 D2D 통신을 수행하는 과정을 도시한 도면이다.
[38] 도 9는 커버리지 밖에서의 D2D 브로드캐스트 /그룹캐스트를 예시한 것이다.
[39] 도 10은 D2D 신호의 전송올 위한 자원 할당을 요청하는 메시지 (예 , mSgl)에 사용되는 자원의 구분을 예시한 것이다.
[40] 도 11 및 도 12는 2 이상의 UE가 동시에 브로드캐스트를 시도하여 층돌이 발생하는 상황을 설명하기 위한 도면들이다.
[41] 도 13은 다수의 msg3 메시지들을 수신하기 위한 msg4 활용 예를 설명하기 위해 도시된 것이다.
[42] 도 14 내지 도 16은 부분 네트워크 커버리지 하에서의 D2D 통신을 예시한 것이다.
[43] 도 17은 본 발명올 수행하는 전송 장치 (10) 및 수신 장치 (20)의 구성요소를 나타내는 블록도이다. ' 【발명의 실시를 위한 형태】
[44] 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.
[45] 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.
[46] 이하에서 설명되는 기법 (technique) 및 장치, 시스템은 다양한 무선 다중 접속 시스템에 적용될 수 있다. 다중 접속 시스템의 예들로는 CDMA(code division mult iple access) 入 1스템, FDMA( frequency division mul t iple access) 시스템， TDMA(t ime division mult iple access) 시스템, 0FDMA( orthogonal frequency divi sion mult iple access) 시스템， SCᅳ FDMA( single carrier frequency division mult iple access) 시스템， MC-FDMA(mult i carr ier frequency divi sion mul t iple access) 시스템 등이 있다. CDMA는 UTRA Jniversal Terrestrial Radio Access) 또는 CDMA2000과 같은 무선 기술 (technology)에서 구현될 수 있다. TDMA는 GSM(Global System for Mobile communication), GPRS (General Packet Radio Service), EDGE(Enhanced Data Rates for GSM Evolution) (i.e., GERAN) 등과 같은 무선 기술에서 구현될 수 있다. 0FDMA는 IEEEClnstitute of Electrical and Electronics Engineers) 802. ll(Wi-Fi ) , IEEE 802.16(WiMAX) , IEEE802-20, E- UTRA(evolved-UTRA) 등과 같은 무선 기술에서 구현될 수 있다. UTRA는 UMTS(Universal Mobile Telecommunication System)의 일부이며， 3GPP(3rd Generation Partnership Project) LTE(Long Term Evolution)은 E— UTRA를 이용하는 E-UMTS의 일부이다. 3GPP LTE는 하향링크 (downlink, DL)에서는 0FDMA를 채택하고, 상향링크 (uplink, UL)에서는 SC— FDMA를 채택하고 있다. LTE-A(LTE-advanced)는 3GPP LTE의 진화된 형태이다. 설명의 편의를 위하여， 이하에서는 본 발명이 3GPP LTE/LTE-A에 적용되는 경우를 가정하여 설명한다. 그러나, 본 발명의 기술적 특징이 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어， 이하의 상세한 설명이 이동통신 시스템이 3GPP LTE/LTE-A 시스템에 대웅하는 이동통신 시스템을 기초로 설명되더라도， 3GPP LTE/LTE-A에 특유한 사항을 제외하고는 다른 임의의 이동 통신 시스템에도 적용 가능하다.
[47] 본 발명에서 노드 (node)라 함은 UE와 통신하여 무선 신호를 전송 /수신할 수 있는 고정된 지점 (point)을 말한다. 다양한 형태의 eNB들이 그 명칭에 관계없이 노드로서 이용될 수 있다. 예를 들어， BS, NB, eNB, 피코-셀 eNB(PeNB)， 홈 eNB(HeNB) , 중계기 (relay), 리피터 (repeater) 등이 노드가 될 수 있다. 또한， 노드는 eNB가 아니어도 될 수 있다. 예를 들어， 무선 리모트 헤드 (radio remote head, 腿)， 무선 리모트 유닛 (radio remote unit, RRU)가 될 수 있다. 顧, RRU 등은 일반적으로 eNB의 전력 레벨 (power level) 보다 낮은 전력 레벨을 갖는다. RRH 흑은 圆 (이하， 匪 /RRU)는 일반적으로 광 케이블 등의 전용 회선 (dedicated line)으로 eNB에 연결되어 있기 때문에， 일반적으로 무선 회선으로 연결된 eNB들에 의한 협력 통신에 비해， RRH/RRU와 eNB에 의한 협력 통신이 원활하게 수행될 수 있다. 일 노드에는 최소 하나의 안테나가 설치된다. 상기 안테나는 물리 안테나를 의미할 수도 있으며， 안테나 포트， 가상 안테나, 또는 안테나 그룹을 의미할 수도 있다. 노드는 포인트 (point)라고 불리기도 한다. 다중 노드 시스템에서, 복수와 노드들로의 /로부터의 통한 신호 전송 /수신에는 동일한 샐 식별자 (identity, ID)가 이용될 수도 있고 서로 다른 셀 식별자 (identity, ID)가 이용될 수도 있다. 복수의 노드들이 동일한 셀 ID를 갖는 경우， 상기 복수의 노드 각각은 하나의 샐의 일부 안테나 집단처럼 동작한다. 다증 노드 시스템에서 노드들이 서로 다른 셀 ID를 갖는다면, 이러한 다중 노드 시스템은 다중 샐 (예를 들어， 매크로-셀 /펨토一 샐 /피코 -셀) 시스템이라고 볼 수 있다. 복수의 노드들 각각이 형성한 다중 셀들이 커버리지에 따라 오버레이 (over lay)되는 형태로 구성되면， 상기 다중 셀들이 형성한 네트워크를 특히 다중 -계층 (multi-tier) 네트워크라 부른다. RRH/R U의 셀 ID와 eNB의 셀 ID는 동일할 수도 있고 다를 수도 있다. RRH/RRU가 eNB가 서로 다른 셀 ID를 사용하는 경우， 腿 /RRU와 eNB는 모두 독립적인 eNB로서 동작하게 된다.
[48] 본 발명에서 셀 (cell)이라 함은 하나 이상의 노드가 통신 서비스를 제공하는 일정 지리적 영역 (area)을 말한다. 따라서, 본 발명에서 특정 셀과 통신한다고 함은 상기 특정 셀에 통신 서비스를 제공하는 eNB 혹은 노드와 통신하는 것을 의미할 수 있다. 또한， 특정 셀의 하향링크 /상향링크 신호는 상기 특정 샐에 통신 서비스를 제공하는 eNB 혹은 노드로부터의 /로의 하향링크 /상향링크 신호를 의미한다. UE에게 상 /하향링크 통신 서비스를 제공하는 셀을 특히 서빙 셀 (serving cell)이라고 한다. 또한， 특정 셀의 채널 상태 /품질은 상기 특정 샐에 통신 서비스를 제공하는 eNB 혹은 노드와 UE 사이에 형성된 채널 혹은 통신 링크의 채널 상태 /품질을 의미한다. LTE/LTE-A 기반의 시스템에서, UE는 특정 노드로부터의 하향링크 채널 상태를 상기 특정 노드의 안테나 포트 (들)이 상기 특정 노드에 할당된 샐-특정적 참조 신호 (cell-specific reference signal, CRS) 자원 상에서 전송되는 CRS (들) 및 /또는 채널 상태 정보 참조 신호 (channel state information reference signal, CSI-RS) 자원 상에서 전송하는 CSI-RS (들)을 이용하여 측정할 수 있다. 한편, 3GPP LTE/LTE-A 시스템은 무선 자원을 관리하기 위해 셀 (cell)의 개념을 사용하고 있는데， 무선 자원과 연관된 셀 (cell)은 지리적 영역의 셀 (ceil)과 구분된다.
[49] 최근 무선 통신 시스템에서는 보다 넓은 주파수 대역을 사용하기 위하여 복수의 UL 및 /또는 DL 주파수 블록을 모아 더 큰 UL/DL 대역폭을 사용하는 반송파 집성 (carrier aggregation 또는 bandwidth aggregation) 기술의 도입이 논의되고 있다. 반송파 집성 (carrier aggregation, CA)은 복수의 반송파 주파수를 사용하여 DL 흑은 UL 통신을 수행한다는 점에서， 복수의 직교하는 부반송파로 분할된 기본 주파수 대역을 하나의 반송파 주파수에 실어 DL 혹은 UL 통신을 수행하는 OFDM (orthogonal frequency division multiplexing) 시스템과 구분된다. 이하, 반송파 집성에 의해 집성되는 반송파 각각을 컴포넌트 반송파 (component carrier, CC)라 칭한다. 각각의 CC들은 주파수 도메인에서 서로 인접하거나 비ᅳ인접할 수 있다
[50] 무선 자원과 연관된 "샐" 이라 함은 하향링크 자원 (DL resources)와 상향링크 자원 (UL resources)의 조합， 즉， DL CC와 UL CC의 조합으로 정의된다. 샐은 DL 자원 단독， 또는 DL 자원과 UL 자원의 조합으로 설정될 (configured) 수 있다. 반송파 집성이 지원되는 경우， DL 자원 (또는， DL CC)의 반송파 주파수 (carrier frequency)와 UL 자원 (또는， UL CC)의 반송파 주파수 (carrier frequency) 사이의 링키지 ( 1 inkage)는 시스템 정보에 의해 지시될 수 있다. 주파수분할듀플렉스 (frequency division duplex, FDD)의 경우, UL 동작 대역과 DL 동작 대역이 서로 다르므로, 서로 다른 반송파 주파수가 링크되어 하나의 셀을 이루며， SIB2 링키지는 UE가 접속한 DL CC의 주파수와는 다른 주파수를 UL CC와 주파수로서 지시하게 된다. 다시 말해， FDD의 경우， 일 셀을 구성하는 DL CC 및 상기 DL CC와 링크된 UL CC는 서로 다른 주파수에서 동작한다. 시분할듀플렉스 (time division duplex, TDD)의 경우， UL 동작 대역과 DL 동작 대역이 서로 같으므로, 하나의 반송파 주파수가 하나의 샐을 이루며, SIB2 링키지는 UE가 접속한 DL CC의 주파수와 동일한 주파수를 해당 UL CC의 주파수로서 지시하게 된다. 다시 말해， TDD의 경우， 일 셀을 구성하는 DL CC 및 상기 DL CC와 링크된 UL CC는 동일한 주파수에서 동작한다.
[51] 여기서， 반송파 주파수라 함은 각 셀 혹은 CC의 중심 주파수 (center frequency)를 의미한다. 이하에서는 1차 주파수 (primary frequency) 상에서 동작하는 샐을 1차 셀 (primary cell, Pcell) 혹은 PCC로 지칭하고， 2차 주파수 (Secondary frequency) (또는 SCC) 상에서 동작하는 셀을 2차 셀 (secondary cell, Scell) 혹은 SCC로 칭한다. Seel 1이라 함은 R C(Radio Resource Control) 연결 개설 (connect ion establishment)이 이루어진 이후에 설정 가능하고 추가적인 무선 자원을 제공을 위해 사용될 수 있는 샐을 의미한다. UE의 성능 (capabilities)에 따라， Scell이 Pcell과 함께, 상기 UE를 위한 서빙 샐의 모음 (set)을 형성할 수 있다. RRC_연결 (RRC_connected) 상태에 있지만 반송파 집성이 설정되지 않았거나 반송파 집성을 지원하지 않는 UE의 경우， Pcell로만 설정된 서빙 샐이 단 하나 존재한다.
[52] 정리하면， 지리적 영역의 "셀" 은 노드가 반송파를 이용하여 서비스를 제공할 수 있는 커버리지 (cover age)라고 이해될 수 있으며， 무선 자원의 "샐" 은 상기 반송파에 의해 설정 (conf igure)되는 주파수 범위인 대역폭 (bandwidth, BW)과 연관된다. 노드가 유효한 신호를 전송할 수 있는 ^위인 하향링크 커버리지와 UE로부터 유효한 신호를 수신할 수 있는 범위인 상향링크 커버리지는 해당 신호를 나르는 반송파에 의해 의존하므로 노드의 커버리지는 상기 노드가 사용하는 무선 자원의 "셀" 의 커버리지와 연관되기도 한다. 따라서 "셀" 이라는 용어는 때로는 노드에 의한 서비스의 커버리지를， 때로는 무선 자원을, 때로는 상기 무선 자원을 이용한 신호가 유효한 세기로 도달할 수 있는 범위를 의미하는 데 사용될 수 있다.
[53] 3GPP LTE/LTE-A 표준은 상위 계층으로부터 기원한 정보를 나르는 자원 요소들에 대웅하는 하향링크 물리 채널들과， 물리 계층에 의해 사용되나 상위 계층으로부터 기원하는 정보를 나르지 않는 자원 요소들에 대웅하는 하향링크 물리 신호들을 정의된다. 예를 들어， 물리 하향링크 공유 채널 (physical downl ink shared channel , PDSCH) , 물리 브로드캐스트 채널 (physical broadcast channel , PBCH) , 물리 멀티캐스트 채널 (physical mult icast channel , PMCH) , 물리 제어 포맷 지시자 채널 (physical control format indicator channel , PCFICH) , 물리 하향링크 제어 채널 (physical downl ink control channel , PDCCH) 및 물리 하이브리드 ARQ 지시자 채널 (physical hybrid ARQ indicator channel , PHICH)들이 하향링크 물리 채널들로서 정의되어 있으며， 참조 신호와 동기 신호가 하향링크 물리 신호들로서 정의되어 있다. 파일럿 (pi lot )이라고도 지칭되는 참조 신호 (reference signal , RS)는 eNB와 UE가 서로 알고 있는 기정의된 특별한 파형의 신호를 의미하는데, 예를 들어， 셀 특정적 RS cel l speci f ic RS) , UE-특정적 RS E-speci f ic RS, UE- RS) , 포지셔닝 Reposi t ioning RS, PRS) 및 채널 상태 정보 RS(channel state informat ion RS, CSI-RS)가 하향링크 참조 신호로서 정의된다. 3GPP LTE/LTE-A 표준은 상위 계층으로부터 기원한 정보를 나르는 자원 요소들에 대응하는 상향링크 물리 채널들과， 물리 계층에 의해 사용되나 상위 계충으로부터 기원하는 정보를 나르지 않는 자원 요소들에 대웅하는 상향랑크 물리 신호들을 정의하고 있다. 예를 들어， 물리 상향링크 공유 채널 (physical upl ink shared channel , PUSCH) , 물리 상향링크 제어 채널 (physical upl ink control channel , PUCCH) , 물리 임의 접속 채널 (physical random access channel , PRACH)가 상향링크 물리 채널로서 정의되며 , 상향링크 제어 /데이터 신호를 위한 복조 참조 신호 (demodulat ion reference signal , DMRS)와 상향링크 채널 측정에 사용되는 사운딩 참조 신호 (sounding reference signal , SRS)가 정의된다.
[54] 본 발명에서 PDCCH(Physical Downl ink Control CHannel )/PCF ICH( Phys i cal Control Format Indi cator CHannel )/PHICH( (Physical Hybrid automat ic retransmi t request Indi cator CHannel )/PDSCH(Physi cal Downl ink Shared Channel )은 각각 DCKDownl ink Control Informat ion)/CFI (Control Format Indicator )/하향링크 ACK/NACK(ACKnowl egement /Negat i ve ACK)/하향링크 데이터를 나르는 시간-주파수 자원의 집합 혹은 자원요소의 집합을 의미한다. 또한, PUCCH(Physical Upl ink Control CHannel )/PUSCH (Physi cal Upl ink Shared CHannel )/PRACH( Physi cal Random Access CHannel )는 각각 UCI (Upl ink Control Informat ion)/상향링크 데이터 /임의 접속 신호를 나르는 시간-주파수 자원의 집합 혹은 자원요소의 집합을 의미한다. 본 발명에서는, 특히, PDCCH/PCFICH/PHICH/PDSCH/PUCCH/PUSCH/PRACH에 할당되거나 이에 속한 시간-주파수 자원 혹은 자원요소 (resource element , RE)를 각각 PDCCH/PCF I CH/PH I CH/PDSCH/PUCCH/PUSCH/PRACH RE 또는
PDCCH/PCF I CH/PH I CH/PDSCH/PUCCH/PUSCH/PRACH 자원이라고 칭한다. 이하에서 UE가 PUCCH/PUSCH/PRACH를 전송한다는 표현은， 각각， PUSCH/PUCCH/PRACH 상에서 혹은 통해서 상향링크 제어정보 /상향링크 데이터 /임의 접속 신호를 전송한다는 것과 동일한 의미로 사용된다. 또한， eNB가 PDCCH/PCF ICH/PHICH/PDSCH를 전송한다는 표현은, 각각, PDCCH/PCF ICH/PHICH/PDSCH 상에서 혹은 통해서 하향링크 데이터 /제어정보를 전송한다는 것과 동일한 의미로 사용된다.
[55] 또한 본 발명에서 PBCH ^PDCCH/PDSCH/PUCCH/PUSCH 영역 (region)은 PBCH/(e)PDCCH/PDSCH/PUCCH/PUSCH가 맵핑된 흑은 맵핑될 수 있는 시간-주파수 자원 영역을 말한다.
[56] 상술한 바와 같은 D2D 통신 방식을 효율적으로 수행하기 위해서는 UE 간 통신을 수행하기 위한 무선 자원이 효율적으로 할당될 수 있어야 한다. 특히 D2D 통신은 비상 상황에서 신호를 지연 없이 신속하게 전송하기 위한 방법이 요구하며， 본 명세서에서는 이러한 요구를 층족하기 위한 방법을 제공하고자 한다.
[57] 이를 위해 먼저 본 발명이 적용될 수 있는 LTE 시스템에서의 동작을 고찰하여 보고， LTE 시스템에서 임의 접속 과정 (random access procedure) (임의 접속 채널 (random access channel , RACH) 과정이라고도 함)을 활용하여 효율적으로 D2D 통신을 수행하는 방법올 제시한다.
[58] 도 3은 3GPP 시스템에 이용되는 물리 채널들 및 이들을 이용한 일반적인 신호 전송 방법을 설명하기 위한 도면이다.
[59] UE는 전원이 켜지거나 새로이 샐에 진입한 경우 eNB과 동기를 맞추는 등의 초기 셀 탐색 (initial cell search) 작업을 수행한다 (S301). 이를 위해， UE는 eNB로부터 1차 동기 신호 (primary synchronization signal , PSS) 및 2차 동기 신호 (secondary synchronization channel, SSS)을' 수신하여 eNB과 동기를 맞추고, 셀 ID 등의 정보를 획득할 수 있다. 그 후， UE는 eNB로부터 PBCH를 수신하여 셀 내 브로드캐스트 정보를 획득할 수 있다. 한편， UE는 초기 셀 탐색 단계에서 하향링크 참조 신호 (downlink reference signal, DL RS)를 수신하여 하향링크 채널 상태를 확인할 수 있다.
[60] 초기 셀 탐색을 마친 UE는 PDCCH 및 상기 PDCCH에 실린 정보에 따라 PDSCH를 수신함으로써 좀더 구체적인 시스템 정보를 획득할 수 있다 (S302).
[61] 한편， eNB에 최초로 접속하거나 신호 전송을 위한 무선 자원이 없는 경우 UE는 eNB에 대해 임의 접속 과정을 수행할 수 있다 (S303-S306). 이를 위해， UE는 물리 임의 접속 채널 (physical random access channel, PRACH)을 통해 특정 시뭔스를 프리앰블로서 전송하고 (S303 및 S305), PDCCH 및 대웅하는 PDSCH를 통해 상기 프리앰블에 대한 웅답 메시지를 수신할 수 있다 (S304 및 S306). 경쟁 기반 임의 접속 과정의 경우， 추가적으로 층돌 해결 과정 (contention resolution procedure)를 수행할 수 있다.
[62] 상술한 바와 같은 과정을 수행한 UE는 이후 일반적인 UL/DL 신호 전송 과정으로서 PDCCH/PDSCH 수신 (S307) 및 PUSCH/PUCCH 전송 (S308)을 수행할 수 있다. 특히 UE는 PDCCH를 통하여 하향링크 제어 정보 (downlink control information, DCI)를 수신한다. 여기서 DCI는 UE에 대한 자원 할당 정보 등의 제어 정보를 포함하며， 그 사용 목적에 따라 포맷이 서로 다르다.
[63] 한편， UE가 상향링크를 통해 eNB에 전송하는 또는 UE가 eNB로부터 수신하는 제어 정보는 하향링크 /상향링크 ACK/NACK 신호와， 채널 품질 지시자 (channel quality indicator, CQI), 프리코딩 행렬 인덱스 (precoding matrix, PMI), 랭크 지시자 (rank indicator, RI) 등의 채널 상태 정보 (channel state information, CSI)를 포함한다. 3GPP LTE 시스템의 경우， UE는 상술한 ACK/NACK 신호, CSI 등의 상향링크 제어 정보 (uplink control information, UCI)를 PUSCH 및 /또는 PUCCH를 통해 전송할 수 있다.
[64] 도 4 및 도 5는 본 발명에서 이용할 임의 접속 과정을 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
[65] 먼저， UE가 임의 접속 과정을 수행하는 경우로는 다음과 같은 경우가 있다.
[66] - UE가 eNB과의 무선 자원 제어 (radi o resource control , RRC) 연결 (RRC connect ion)이 없어.， 초기 접속 ( ini t i al access )을 하는 경우
[67] - UE가 핸드오버 (handover ) 과정에서， 타켓 ( target ) 샐로 처음 접속하는 경우
[68] - eNB의 명령에 의해 임의 접속 과정이 요청되는 경우
[69] 一 상향링크의 시간 동기가 맞지 않거나, 무선자원을 요청하기 위해 사용되는 지정된 무선자원이 할당되지 않은 상황에서， 상향링크로 전송할 데이터가 발생하는 경우
[70] - 무선 연결 실패 (radio l ink fai lure) 또는 핸드오버 실패 (handover fai lure , H0) 시 복구 과정을 수행하는 경우
[71] LTE 시스템에서는 임의 접속 프리앰블을 선택하는 과정에서， 특정한 집합 안에서 UE가 임의로 하나의 프리앰블을 선택하여 사용하는 경쟁 기반 임의 접속 과정 (content ion based random access procedure)과 eNB이 특정 UE에게만 할당해준 임의 접속 프리앰블을 사용하는 비 경쟁 기반 임의 접속 과정 (non-content ion based random access procedure)을 모두 제공한다. 다만, 비 경쟁 기반 임의 접속 과정은， 상술한 H0 과정이나 eNB의 명령에 의해 요청되는 경우에 한하여 사용될 수 있다.
[72] 한편， UE가 특정 eNB과 임의 접속 과정을 수행하는 과정은 크게 ( 1) UE가 eNB에 임의 접속 프리앰블을 전송하는 단계 (이하 흔동이 없는 경우 "제 1 메시지 (message 1) " 전송 단계)， (2) 전송된 임의 접속 프리앰블에 대웅하여 eNB로부터 임의 접속 응답을 수신하는 단계 (이하 흔동이 없는 경우 "제 2 메시지 (message 2) " 수신 단계)， (3) 임의 접속 웅답 메시지에서 수신된 정보를 이용하여 상향링크 메시지를 전송하는 단계 (이하 흔동이 없는 경우 "제 3 메시지 (message 3) " 전송 단계) 및 (4) 상기 상향링크 메시지에 대웅하는 메시지를 eNB로부터 수신하는 단계 (이하 흔동이 없는 경우 "제 4 메시지 (message 4) " 수신 단계)을 포함할 수 있다.
[73] 도 4는 비 경쟁 기반 임의접속 과정에서의 UE과 eNB의 동작 과정을 구체적으로 나타낸다.
[74] ( 1) 임의접속 프리앰블 할당 [75] 상술한 바와 같이， 비 경쟁 기반 임의접속 과정은 ( 1) 핸드오버 과정의 경우 및 (2 ) eNB의 명령에 의해 요청되는 경우에서 수행될 수 있다. 물론， 상기 두 경우에도 경쟁 기반 임의접속 과정이 수행될 수도 있다.
[76] 먼저， 비 -경쟁 기반 임의 접속 과정을 위해서는 충돌의 가능성이 없는 지정된 임의 접속 프리앰블을 eNB로부터 수신하는 것이 중요하다. 상기 임의 접속 프리앰블을 UE에게 지시하는 방법으로는 핸드오버 명령을 통한 방법 및 PDCCH 명령을 통한 방법이 있다. 이를 통해 임의 접속 프리앰블이 UE에 할당된다 (S401) .
[77] (2) 제 1 메시지 전송
[78] UE는 상술한 바와 같이 자신에게만 지정된 임의 접속 프리앰블을 eNB로 할당 받은 후에， 상기 지정된 임의 접속 프리앰블을 eNB로 전송한다 (S402) .
[79] (3) 제 2 메시지 수신
[80] UE는 상기 단계 S402에서와 같이 임의 접속 프리앰블을 전송 후에, eNB이 시스템 정보 또는 핸드오버 명령을 통해 지시한 임의 접속 웅답 수신 윈도우 내에서 자신의 임의 접속 응답의 수신을 시도한다 (S403) . 좀더 자세하게， 임의 접속 웅답 정보는 매체 접속 제어 (medium access control , MAC) 프로토콜 데이터 유닛 (protocol data uni t , PDU)의 형식으로 전송될 수 있으며， 상기 MAC PDU는 PDSCH를 통해 전달될 수 있다. 또한 상기 PDSCH로 전달되는 정보를 UE가 적절하게 수신하기 위해 UE는 PDCCH를 모니터링한다. 여기서， 모니터링이라 함은 모든 모니터링되는 DCI 포맷들에 따라 PDCCH가 존재할 수 있는 시간-주파수 자원 모음 내의 각 PDCCH 후보의 복호 (decoding)를 시도 (attempt )하는 것을 의미한다. 서브프레임에서 UE가 자신의 PDCCH를 발견할 수 있는 시간-주파수 자원 모음을 탐색 공간 (search space)라 한다. 탐색 공간 내에서 PDCCH가 전송될 수 있는 개별 자원을 PDCCH 후보라 한다. UE가 모니터링할 PDCCH 후보들의 모음이 탐색 공간으로 정의된다. PDCCH는 상기 PDSCH를 수신해야 하는 UE의 정보와, 상기 PDSCH의 무선 자원의 주파수 그리고 시간 정보, 그리고 상기 PDSCH의 전송 형식 등의 DCI를 나른다. 일단 UE가 자신에게 전송되는 PDCCH의 수신에 성공하면， 상기 PDCCH의 정보들에 따라 PDSCH로 전송되는 임의 접속 웅답을 적절히 수신할 수 있다. 그리고 상기 임의 접속 웅답에는 임의 접속 프리앰블 식별자 ( ID: 예를 들어， 임의 접속 무선 네트워크 임시 식별ᄌ K random access radio network temporary ident i f i er , RA-RNTD ) , 상향링크 무선자원을 알려주는 상향링크 승인 (UL grant ) , 셀 무선 네트워크 임시 식별자 (cel l radio network temporary ident i f i er , C-RNTI ) 그리고 타이밍 경과 명령 ( t iming advance co隱 and , TAC) 등이 포함될 수 있다.
[81] 상술한 바와 같이 임의 접속 응답에서 임의 접속 프리앰블 구분자가 필요한 이유는， 하나의 임의 접속 웅답에는 하나 이상의 UE들을 위한 임의 접속 응답 정보가 포함될 수 있기 때문에, 상기 상향링크 승인, 임시 (temporary) C-RNTI 그리고 TAC가 어느 UE에게 유효한지를 알려주기 위는 것이 필요하기 때문이다. 본 단계에서 UE는 단계 S402에서 자신이 선택한 임의 접속 프리앰블과 일치하는 임의 접속 프리 ¾블 식별자를 선택하는 것을 가정한다.
[82] 비 경쟁 기반 임의 접속 과정에서는 임의 접속 웅답 정보를 수신함으로써 임의 접속 과정이 정상적으로 수행되었다고 판단하고 임의 접속 과정을 종료할 수 있다.
[83] 도 5는 경쟁 기반 임의 접속 과정에서 UE과 eNB의 동작 과정을 설명하기 위한 도면이다.
[84] (1) 제 1 메시지 전송
[85] 먼저， UE는 시스템 정보 또는 핸드오버 명령을 통해 지시된 임의 접속 프리앰블의 집합에서 임의로 (randomly) 하나의 임의 접속 프리앰블을 선택하고， 상기 임의 접속 프리앰블을 전송할 수 있는 PRACH 자원을 선택하여 전송할 수 있다 (S501) .
[86] (2) 제 2 메시지 수신
[87] 임의 접속 응답 정보를 수신하는 방법은 상술한 비 경쟁 기반 임의 접속 과정에서와 유사하다. 즉, UE는 상기 단계 S401에서와 같이 임의 접속 프리앰블을 전송 후에， eNB이 시스템 정보 또는 핸드오버 명령을 통해 지시된 임의 접속 웅답 수신 원도우 내에서 자신의 임의 접속 응답의 수신을 시도하며， 대웅되는 RA-RNTI 정보를 통해 PDSCH를 수신하게 된다 (S402) . 이를 통해 상향링크 승인， 임시 C-R TI 및 TAC등을 수신할 수 있다.
[88] (3) 제 3 메시지 전송
[89] UE가 자신에게 유효한 임의 접속 옹답을 수신한 경우에는, 상기 임의 접속 웅답에 포함된 정보들을 각각 처리한다. 즉, UE는 TAC을 적용하고, 임시 C-RNTI를 저장한다. 또한， UL 승인을 이용하여， 데이터 (즉, 제 3 메시지)를 eNB로 전송한다 (S403) . 계 3 메시지는 UE의 식별자가 포함되어야 한다. 경쟁 기반 임의 접속 과정에서는 eNB에서 어떠한 UE들이 싱ᅳ기 임의 접속 과정을 수행하는지 판단할 수 없는데， 차후에 층돌해결을 하기 위해서는 UE을 식별해야 하기 때문이다. [90] UE의 식별자를 포함시키는 방법으로는 두 가지 방법이 논의되었다. 첫 번째 방법은 UE가 상기 임의 접속 과정 이전에 이미 해당 셀에서 할당 받은 유효한 샐 식별자를 가지고 있었다면， UE는 상기 UL 승인에 대웅하는 상향링크 전송 신호를 통해 자신의 샐 식별자를 전송한다. 반면에， 만약 임의접속 과정 이전에 유효한 셀 식별자를 할당 받지 못하였다면， UE는 자신의 고유 식별자 (예를 들면, SAE(System Archi tecture Evolut ion) 임시 이동 가입자 식별자 (SAE-Temporary Mobi le Subscr iber Ident i ty, S-TMSI ) 또는 임의 ID)를 포함하여 전송한다. 일반적으로 상기의 고유 식별자는 셀 식별자보다 길다. UE는 상기 UL 승인에 대웅하는 데이터를 전송하였다면， 층돌 해결을 위한 타이머 (content ion resolut ion t imer )를 개시한다.
[91] (4) 제 4 메시지 수신
[92] UE가 임의 접속 응답에 포함된 UL 승인를 통해 자신의 식별자를 포함한 데이터를 전송 한 이후， 층돌 해결을 위해 eNB의 지시를 기다린다. 즉， 특정 메시지를 수산하기 위해 PDCCH의 수신을 시도한다 (S404) . 상기 PDCCH를 수신하는 방법에 있어서도 두 가지 방법이 논의되었다. 앞에서 언급한 바와 같이 상기 UL 승인에 대웅하여 전송된 제 3 메시지가 자신의 식별자가 셀 식별자를 이용하여 전송된 경우， 자신의 샐 식별자를 이용하여 PDCCH의 수신을 시도하고， 상기 식별자가 고유 식별자인 경우에는， 임의 접속 웅답에 포함된 임시 C-RNTI를 이용하여 PDCCH의 수신을 시도할 수 있다. 그 후， 전자의 경우， 만약 상기 층돌 해결 타이머가 만료되기 전에 자신의 셀 식별자를 통해 PDCCH를 수신한 경우에, UE는 정상적으로 임의 접속 과정이 수행되었다고 판단하고, 임의 접속 과정을 종료한다. 후자의 경우에는 상기 층돌 해결 타이머가 만료되기 전에 임시 C-RNTI를 통해 PDCCH를 수신하였다면， 상기 PDCCH가 지시하는 PDSCH이 전달하는 데이터를 확인한다. 만약 상기 데이터의 내용에 자신의 고유 식별자가 포함되어 있다면， UE는 정상적으로 임의 접속 과정이 수행되었다고 판단하고, 임의 접속 과정을 종료한다.
[93] D2D 통신을 위한 자원은 eNB에 의해 할당될 수 있다. 이를 위해 D2D 통신의 전송 (transmi ssion, Tx) UE가 eNB에 무선 자원을 요청하고, eNB이 이에 응답하여 자원을 할당하면， 이를 통해 Tx UE는 하나 또는 그 이상의 수신 (recept ion, Rx) UE (들)에게 신호를 전송할 수 있을 것이다. 다만， 이하의 설명에서는 이와 같은 일반적인 D2D 통신 방식과 달리， 또는 부가적으로 상술한 임의 접속 과정과 유사하게 Tx UE가 eNB에 임의로 접속하여 D2D 통신올 개시하는 방법을 제안한다.
[94] 본 발명의 일 실시예에서는 기존 임의 접속 과정의 제 1 내지 제 4 메시지를 아래와 같이 변경하여 브로드캐스트ᅳ 그룹캐스트 (groupcast ) 또는 그룹 통신 서비스 방식의 UE 간 직접 통신을 실현하는 방법을 제안한다. 이하에서는， 설명의 편의를 위해 제 1 메시지, 제 2 메시지， 제 3 메시지 및 제 4 메시지를 msgl , msg2 , msg3 및 msg4로 각각 표현한다.
[95] 이하의 설명에서 사용되는 msgl , msg2 , msg3 , msg4는 아래 각 단계에서 전달되는 정보 또는 신호를 의미한다. 아래 단계들을 여러 제안 방법에 대해서 일반적으로 적용되는 과정이며, 특정 제안 방법에 대해서는 그 과정이 정확하게 일치하지 않을 수 있다. 다만 설명의 편의상 아래와 같은 분류를 둔다.
[96] · Msgl (단계 1) :
[97] 단계 1은 (단계 3에서 전송될 예정인) 브로드캐스트 /그룹캐스트 신호 전송을 이후에 정해진 규칙에 의해서 시도하겠음을 알리는 신호로 정의될 수 있다. 여기서 언급하는 신호를 편의상 msgl라고 할 수 있다. 이 신호는 D2D UE로부터 특정 eNB에게 전달될 수 있으며 , 방법에 따라서는 다른 D2D UE들이 msgl을 수신 혹은 들을 (overhear ) 수도 있다.
[98] · Msg2 (단계 2) :
[99] 단계 2는 단계 1에 대한 eNB의 응답으로서 단계 1을 요청한 D2D UE가 msg3에 해당하는 브로드캐스트 /그룹캐스트 신호를 전송하는 데 필요한 정보 (예를 들어， 자원 할당, 전력제에 타이밍 경과， 순환 전치 (cycl ic pref ix , CP) 길이 등)를 전달한다. 여기서 언급하는 신호를 msg2라고 할 수 있다.
[ 100] · Msg3 (단계 3) :
[ 101] 단계 3은 단계 1을 요청한 D2D 브로드캐스트 /그룹캐스트 Tx UE가 브로드캐스트 /그룹캐스트 신호를 D2D Rx UE에게 전달하는 과정이다. 경우에 따라서는 제한된 D2D Rx UE 혹은 UE 그룹에게 국한하여 전달되도록 할 수 있다. 즉， 브로드캐스트 /그룹캐스트 신호의 수신 대상이 한정될 수 있다. 또한， 경우에 따라서는 eNB이 수신하여 적절한 대웅 동작 (예， eNB가 대신 중계 또는 반복 전송)을 수행하도톡 할 수도 있다. 여기서 언급하는 신호를 msg3라 할 수 있다.
[ 102] · Msg4 (단계 4) :
[ 103] 단계 4는 단계 3의 정상적인 수행을 보조하는 동작으로서， 단계 3에서 신호 수신이 잘 이루어졌는지 아니면 잘못 수신됐을 경우 무슨 채널이 어떻게 잘못 수신됐는지 등에 따라서 관련 동작을 수행하도록 '하는 단계이다. 경우에 따라 eNB는 단계 3에 전송한 메시지 (msg3)를 단계 4 전송 시점에 D2D Rx UE들 또는 Rx UE 그룹에게 브로드캐스트 /그룹캐스트할 수도 있다. 여기서 언급된 신호를 msg4라고 할 수 있다.
[ 104] 상술한 과정은 임의 접속 과정과 유사성이 존재하나 설명의 편의상 임의 접속 과정 용어 및 과정을 도입하여 설명한 것뿐이며 전체적인 동작 및 기능은 상이할 수 있다. 다만 이하의 설명에서 별도의 언급이 없는 경우 임의 접속 과정， 기능을 재사용함을 의미한다.
[ 105] 상술한 과정 혹은 메시지를 이용한 D2D 통신 방식의 적용 예를 이하 도면올 참조하여 설명한다.
[106] 도 6 및 도 7은 본 발명의 일례에 따라 유사 임의 접속 과정을 통해 D2D 통신을 수행하는 과정을 도시한 도면이다.
[ 107] 도 6 및 도 7에서 Tx UE는 D2D 통신을 개시하기 위해 미리 설정된 (conf igured) 자원 구간에서 임의 접속 프리앰블과 유사한 msgl을 eNB에 전송할 수 있다 . Tx UE의 msgl을 수신하는 eNB는 Tx UE에 서비스를 제공하는 서빙 eNB일 수 있으며， 이 eNB는 Tx UE의 D2D 통신 브로드캐스트 /그룹캐스트를 지원할 수 있다.
[ 108] 도 6 및 도 7에서 eNB는 msgl에 대한 웅답으로서， Tx UE의 msg3 전송을 위한 자원 할당 등의 정보를 포함한 msg2를 Tx UE에게 전송할 수 있다.
[ 109] 도 6의 예에서는 이와 같이 msg2를 수신한 Tx UE가 소정 그룹의 Rx UE들에게 msg3를 전송하는 것을 도시하고 있다. 즉， 도 6의 예에서 Tx UE는 msg2를 통해 할당된 자원 등을 이용하여 msg3를 eNB를 거치지 않고 Rx UE들에게 직접 전달할 수 있다. 이를 수신한 Rx UE들은 필요에 따라 msg4를 Tx UE에게 전달하여 msg3의 수신 성공 여부를 알려줄 수 있다.
[ 110] 한편, 도 7의 예에서는 도 6과 달리 서빙 eNB가 Tx UE를 대신하여 msg3를 소정 Rx UE 그룹에 전송하는 예를 도시하고 있다. 이를 수신한 Rx UE들은 필요쎄 따라 msg3의 수신 성공 여부 등을 msg4를 통해 eNB에게 전달할 수 있다.
[ 111] 도 8은 본 발명의 다른 일례에 따라 유사 임의 접속 과정을 통해 D2D 통신을 수행하는 과정을 도시한 도면이다.
[112] 도 8은 도 6과 유사하게 브로드캐스트 /그룹캐스트 신호를 Tx UE가 직접 전송하는 예를 도시하고 있다. 다만， 도 8에서는 Tx UE가 전송하는 msg3를 서빙 eNB 역시 수신하여， 필요에 따라 msg4를 전송하는 과정을 추가적으로 도시하고 있다. 이와 같이 eNB가 msg3를 수신함에 따라 이하에서 후술할 바와 같이 HARQ 재전송 요청 등에 대해 Tx UE뿐만 아니라 eNB 역시 재전송의 주체가 될 수 있다.
[ 113] 이하에서는 상술한 유사 임의 접속 과정을 이용한 D2D 통신 방식에서 msgl 내지 msg4의 구체적인 구성에 대해 조금 더 구체적으로 살펴본다.
[ 114] · Msg 1
[ 115] 본 발명의 실시예들에 따른 msgl은 LTE의 임의 접속 프리앰블과 유사하게 시스템 정보를 통해 수신된 소정의 시그너쳐들 중 임의의 시그너쳐를 Tx UE가 임의로 선택하고， 미리 결정된 시간-주파수 자원 중 임의로 선택된 자원을 통해 전송하는 것을 제안한다.
[ 116] D2D 통신용 msgl에 대한 시스템 정보는 LTE의 PRACH와 유사하게 아래와 같을 수 있다. 설명의 편의를 위해 이를 D2D-PRACH 설정 정보로 지칭하나， 이는 임의의 명칭으로 지칭될 수 있다.
[ 117] 【표 1】
D2D-PRACH-Config information elements
D2D-PRACH-Conf igSIB ：: = SEQUENCE {
rootSequencelndex INTEGER (0. .A) ,
D2d-prach-Conf iglnfo d2d-PRACH-
Conf iglnfo
} d2d-PRACH-Conf ig ：：= SEQUENCE {
rootSequencelndex INTEGER (0. .A) ,
d2d~prach-Conf iglnfo d2d-PRACH-
Conf iglnfo 0PTI0NAL ― Need ON
}
D2d-PRACH-Conf i gSCe 1 1 -rlO ：: = SEQUENCE {
D2d~prach-Conf iglndex-rlO INTEGER (0. .B)
} D2d-PRACH-ConfigInfo ： := SEQUENCE {
D2d-pr ach-Con f igl ndex INTEGER (0..B) highSpeedFlag BOOLEAN,
zeroCorrelat ionZoneConf ig INTEGER (0..C),
D2d-prach-Freq0f f set INTEGER (0..D)
}
― ASN1ST0P
[118] 상술한 시스템 정보에서， 루트 시뭔스 인덱스 (rootSequencelndex) 값 A, 물리 설정 (configuration) 값 B， 영 상관 존 (zeroCorrelat ionZone)의 설정 값 (：， 및 주파수 오프셋 값 D는 필요에 따라 임의의 값이 될 수 있다. 또한， 이는 예시적인 것이며, 상술한 시스템 정보 중 일부가 생략될 수 있다.
[119] · Msg 2 - (스케줄링 명령으로서의 msg2의 역할)
[120] 아래에서는 정상적인 스케줄링과 (비상) 브로 H캐스트용 스케줄링 명령이 다를 수 있다는 가정 하에서 2가지 경우를 구분하여 설명한다. 동일한 스케줄링 포맷일지라도 그 안의 각 필드 (field)가 의미하는 또는 해석되는 방식이 목적에 따라서 달라질 수 있다. 먼저 복호 (decode)를 해보고 해당 필드에 (비상) 브로드캐스트와 일반 스케줄링을 구분하는 지시자 필드 (예를 들어， 1 비트의 필드)를 둘 수도 있다.
[121] A. 브로드캐스트 /그룹캐스트를 위한 msg2 스케줄링 명령 컨텐츠
[122] - (매우 단순화된) 자원 할당 정보
[123] - (매우 단순화되거나 절단된) 변조 및 복조 방식 (modulation and coding scheme , MCS)
[124] - 호핑 플래그 (hopping flag)
[125] - 우선 순위 (priority) 지시자 (비상 상황의 경우)
[126] - 전력 제어 명령 또는 후술할 바와 같은 고정 /최대 전력 값 (설정 가능한 (configurable) 값) ■
[127] - 타이밍 경과 또는 부분 시간 경과 정보
[128] - 필요한 경우 인 -밴드 방출 정보 (In-band emission information)
[129] - UE ID 기반 프로세싱
[130] - 그룹캐스트 HARQ 정보 [131] - 우선 순위 카운팅 정보 (형평성 (fairness) 정보)
[132] - 기타 필드 (들)
[133] B. 일반 스케줄링을 위한 msg2 스케줄링 명령 컨텐츠
[134] - (매우 단순화된) 자원 할당 정보
[135] - (매우 단순화되거나 절단된) MCS
[136] - 호핑 플래그 (hopping flag)
[137] - 우선 순위 지시자 (비상 상황이 아닌 경우)
[138] - 전력 제어 명령 (또는 후술할 바와 같은 고정 /최대 전력 값 (조절 가능한 값)
[139] - 타이밍 경과 또는 부분 시간 경과 정보
[140] - 필요한 경우 인 -밴드 방출 정보 (In—band emission information)
[141] - UE ID 기반 프로세싱
[142] - 그룹캐스트 HARQ 정보
[143] - 우선 순위 카운팅 정보 (형평성 정보) * .
[144] - 기타 필드 (들)
[145] 한편 기존 RACH 과정의 임의 접속 웅답 (RAR) 기반의 RACH 스케줄링 명령을 그대로 사용한다면 아래 각 필드의 용도가 다르게 설정될 수도 있을 것이다.
[146] 20-비트 UL 승인 (임의 접속 웅답 승인)
[147] - 호핑 플래그 - 1 비트
[148] - 고정 크기의 자원 블록 할당 - 10 비트
[149] - 절단된 (truncated) MCS ᅳ 4 비트
[150] - PUSCH 전송을 위한 전송 전력 제어 (transmit power control, TPC) 명령 - 3 비트
[151] - UL 지연 - 1 비트
[152] - CSI 요청 - 1 비트
[153] 상기 1-비트 CSI 요청은 D2D 브로드캐스트용으로 사실상 사용될 가능성이 없기 때문에 이를 특정 비트로 설정하고 가상 코딩용 비트로 이용하여 코딩 이득을 얻을 수도 있다. 또는 상기 언급한 바와 같이 (비상) 브로드캐스트 /그룹캐스트 구별을 하는 지시자 용도로 사용될 수도 있을 것이다. 일 예로 아래와 같이 설정 될 수 있다.
[154] - 비트 상태 (bit state) "A" ： (비상) 브로드캐스트 /그룹캐스트 스케줄링 승인
[ 155] ᅳ 비트 상태 "B" ： 일반 (normal ) 스케줄링 승인
[ 156] · msg3 및 msg4
[ 157] 상술한 과정에서 설명한 바와 같이 msg3 및 msg4는 Tx UE가 실질적으로 브로드캐스트해서 전달하고자 하는 실질적인 메시지 및 그에 대한 수신 웅답에 해당할 수 있다.
[158] LTE RACH의 경우 msgl을 초기 전송한 UE는 msg2의 모니터링 및 그에 대한 msg3 전송을 수행하도록 설계되었다. 본 실시예에 따른 방법은 msg3를 Rx UE를 목적하여 브로드캐스트하는 목적으로 사용하기 때문에， Rx UE들은 msgl을 수신하지도 않았을 뿐만 아니라， msg2 모니터링을 시도하지 않을 것이다. 더구나 msg3를 Tx UE가 、보냈을 거라는 사실도 모르거니와 이를 모니터링해서 수신하려 하지 않을 것이다. 특히 msg3는 대개 UE가 전송하는 것인데 이를 수신하여야 한다는 점이 크게 다르다.
[159] 따라서 msg3를 수신하도록 하기 위해서는 사전에 특별한 조치가 필요하다. 특히 msg3 신호를 복호하고 복조하는 정보가 필요하다. 이런 점에서 msg3에 대한 스케줄링 승인 역할을 수행하는 msg2를 Rx UE들 역시 수신하는 것이 바람직하다. 즉 msg2에 msg3 복호， 복조를 수행할 수 있는 정보 (자원 할당， MCS, HARQ , 전송 시점， 타이밍 경과， CP 길이, 비상 지시자, 호핑 지시자， 우선 순위 지시자， msg3 전송 횟수， 재전송 타이밍, HARQ 웅답 방법 등)를 포함시켜서 Rx UE들에게 전달해 주는 것이 바람직하다. 또한 msg2 정보 복호 및 복조 정보에 앞서 , Rx UE는 msg2를 수신해야 하며 따라서 msg2가 전송되는 또는 전송될 가능성이 있는 시점 관련 정보, RNTI 관련 정보 (예를, msg2를 위한 PDCCH가 RNTI로 마스킹되어 있는 경우 이를 디마스킹하기 위한 RA-RNTI와 같은 정보， D2D Tx UE를 위해서 유보된 (reserved) RNTI 값의 범위 또는 특정 할당 값)， Tx UE ID(필요한 경우)， Tx UE의 msgl 전송 정보 (예， 시간-주파수 자원 인덱스， 서브프레임， 무선 프레임， UE ID, IMSI ) , 특히 msg2 스크램블링， 마스킹에 사용되는 정보를 미리 알려주는 것이 바람직하다.
[160] 또는 msg2가 전송되는 서브프레임에 대한 정보 (고정 또는 결정 값)을 브로드캐스트해서 Rx UE에게 미리 알려주고 그렇게 설정된 서브프레임 또는 무선 프레임에 대해서 지속적으로 모니터링을 수행하여 mSg3를 복호 및 복조하여야 할 것이다.
[161] 한편 중계를 통해서 전달되는 경우 msg3 형태가 아닌 msg4 형태로 전달될 가능성이 있기 때문에 msg4 전달 시점에 Rx UE가 지속적으로 모니터링을 해서 msg4(msg3 정보를 포함하는 포맷이거나 msg3를 그대로 전송하는 경우도 포함)를 복호 및 복조해서 최종적으로 브로드캐스트 메시지를 얻을 수 있도록 하여야 한다.
[ 162] 또는 msg4가 msg3와 동일한 포맷으로 전송되면， 사실상 msg4는 없고 다만 msg3의 재전송 또는 반복 전송으로 간주될 수도 있다. '
[ 163] 다음으로 msg2를 수신함으로써 msg3를 정상적으로 전송하였다고 가정한다. msg3는 Tx UE로부터 eNB 및 Rx UE에게 전달될 수 있다. eNB가 msg3를 수신하면 msg4를 Tx UE에게 전달하여 수신 성공 여부를 알릴 수 있다. 그룹캐스트의 경우도 마찬가지로 msg3를 수신한 Rx UE는 msg4(여기서， msg4는 Rx UE가 Tx UE에게 전달하는 메시지로서 eNB가 Tx UE에게 전달하는 메시지와 동일할 수도 있지만 다르게 설계될 수 있다)를 전송하여 수신 성공 여부를 회신할 수 있다. 다만 브로드캐스트인 경우， Rx UE는 msg4 전송 과정을 생략할 수 있다. 또는 msg4 수신 여부를 Rx UE 로부터 eNB에게 전달하고 이를 eNB가 취합하여 Tx UE에게 전달하는 방법도 가능하다. 이는 eNB가 모든 Rx UE의 신호를 상대적으로 더 잘 수신할 수 있다는 가정이 있는 것이며 이 경우 eNB가 msg3 수신 여부에 대한 최종 결정올 내리는 장치가 될 수도 있을 것이다. 심지어 msg3가 제대로 전달되지 않은 경우 eNB는 다시 msg2를 스케즐링하여 msg3 전송을 다시 시도하도록 할 수도 있을 것이다.
[ 164] 이와 다른 이슈로 msg3를 전송했는데 그에 대한 응답이 없는 경우가 있을 수 있는데 이에 대해서 분석한다. 웅답이 없는 경우， 즉 Tx UE가 msg4를 수신하지 못한 이유는 크게 eNB가 보내는 msg4이 PDCCH를 복호할 수 없는 경우와 PDSCH를 복호 또는 복조하지 못한 경우로 볼 수 있다.
[ 165] ( 1 ) PDCCH오류의 경우 (PDCCH 검출 실패)
[ 166] msg4를 위한 PDCCH를 모니터링했으나 msg4를 위한 PDCCH (이하， msg4 PDCCH)가 검출되지 않은 경우이다. 이는 msg3를 수신하지 못한 경우인데 msg3 층돌 (예를 들어, 하나 이상의 Tx UE가 msgl을 전송하여 msg2 웅답을 동시에 받고， 각자 msg3를 전송하는 경우)로 인해서 수신을 제대로 하지 못하는 경우와 msg3 전송 무선 채널이 좋지 않아 제대로 수신하지 못한 경우로 분류할 수 있다. 간단한 해결 방법으로는 D2D 브로드캐스트 전송 과정이 실패하였으므로 msgl부터 해당 과정을 다시 시작하도록 하는 것이다. 물론 이 과정에서 이전에 수신한 각종 파라미터 및 그에 대한 설정 값들은 재사용될 수 있을 것이다. [ 167] 또는 파라미터를 일정 수준 강화하여 사용할 수 있을 것이다. 예를 들어 msgl 전송 전력을 기존보다 더 높은 전송 전력으로 다시 시작하도록 하는 것이다. 또는 msgl이 성공하고 msg2 스케줄링 승인에 TPC 명령 등을 좀 더 높은 값으로 설정하여 스케줄링을 시도할 수도 있올 것이다.
[ 168] 또는 msg4 웅답이 없으면 msgl은 건너 뛰고 msg2가 전송되는 약속된 (이러한 상황에서 알 수 있도록 약속된) 서브프레임 (들)에서 msg2를 모니터링해서 msg3 스케줄링 승인을 다시 수신하는 방법도 있다.
[ 169] 한편 msg4 자체를 없애고 msg3를 단순히 브로드캐스트하고■끝내는 방법도 가능하다. msg4는 msg3에 대한 HARQ 동작 및 RRC 연결 완료 ( comp l ete) 또는 확인 등의 용도로 사용하기 위해서 설계된 것이지만， D2D에서 특히 브로드캐스트를 수행하는 경우에는 응답이 필요 없을 수 있으며, 따라서 msg4가 필요가 없을 수 있다. 특히 외부 네트워크 커버리지 (out s i de network coverage)의 경우에는 msg4 없이도 동작하는 데 무리가 없을 수 있다.
[ 170] (2) PDSCH 오류 상황 (PDSCH 복조 실패)
[ 171] msg4 PDCCH 검출을 성공하였다는 것은 바로 이전 과정에서 msg3를 정상적으로 수신하였다는 것을 의미하기도 한다. 따라서 msg4 PDCCH를 전송하였을 것이다. 하지만 PDSCH에 오류가 발생하여 복조가 불가능할 수 있다. 이 경우 흔히 말하는 HARQ 동작에서 오류 상황과 동일하며 일반적인 경우 정상적은 HARQ 동작이라면 NACK negat ive acknowl edgement )을 전송하려고 할 것이다. 하지만 D2D 브로드캐스트의 경우에는 기존 RACH와 다르게 msg3를 재전송할 필요가 없을 수도 있다. 만약 재전송을 하려고 한다면 msg2를 통해 재전송을 위한 스케줄링 승인을 전송해서 수행하는 방법과 사전에 지정된 스케줄링 승인 정보를 이용해서 Tx UE가 자체적으로 재전송을 수행하는 것도 가능할 것이다.
[172] 둘 이상의 Tx UE가 msg3를 전송하더라도 경우에 따라서는 그 중에 하나에 의해 전송된 msg3가 eNB에게 검출되고 성공적으로 복조될 수 있다. 이 경우 msg4 웅답이 전송에 성공한 Tx UE에게 전달될 것이다. 이렇게 되면 msg3를 성공적으로 수신한 eNB는 그 성공한 Tx UE에게 브로드캐스트 메시지 수신 성공 여부를 알리는 msg4를 이용해 응답할 것이다. 그러면 Tx UE는 브로드캐스트 전송 과정을 종료한다. 하지만 msg4 웅답을 수신했지만 자신에게 온 msg4가 아닌 경우에는 msgl 전송 과정으로 돌아가서 다시 시작하는 것이 바람직하디ᅵ . eNB조차도 어떤 Tx UE가 브로드캐스트를 전송했는지 알 수 없기 때문에 msg3를 위한 msg2 스케줄링 승인을 생성할 수 없기 때문이다. 이러한 층돌 해결 과정은 현재 RACH msg4를 사용해 이루어지고 있으며， 이 경우에 msg4 수신 후 자신의 UE ID가 없다고 판단되면 다시 msgl의 전송이 수행된다.
[173] D2D Rx IE는 D2D 브로드캐스트 수신할 뿐만 아니라 eNB와의 연결을 계속 유지하고 있을 가능성이 있으며 , 따라서 eNB로부터 PDCCH/EPDCCH를 통해서 PDSCH를 스케줄링받을 수 있다. 만약 이러한 경우라면 Rx UE 입장에서 (중계된 또는 그렇지 않은) D2D 브로드캐스트 msg3를 수신하여야 하는지， eNB로부터의 일반적인 PDSCH를 수신하여야 하는지 결정되어야 할 부분이다.
[174] 물론 수신능력이 된다면 둘을 모두 수신하여 처리할 수도 있다. 하지만 만약 둘 중의 하나를 수신하는 것이 바람직하다고 판단되면 (특히 동일 반송파 또는 대역 또는 스펙트럼 상에서 수신되는 경우) 중계된 D2D 브로드캐스트 msg3를 수신하는 것이 바람직하다. 브로드캐스트 메시지의 특성상 비상한 신호임올 고려하면 이와 같이 D2D 링크에 수신 우선 순위를 두는 것이 바람직하다.
[175] 하지만 다수의 반송파가 존재하고, 반송파 1은 eNB-UE 통신， 반송파 2는 D2D 통신 연결을 유지하고 있는 상황에서， 반송파 2를 이용하여 중계된 D2D 브로드캐스트 msg3가 전송된다면， 이를 수신함과 동시에 반송파 1를 이용하여 동일 시간에 스케줄링된 PDSCH도 함께 수신하는 것이 바람직하다.
[176] 기존의 RACH 동작올 참고하면 다음과 같다.
[177] LTE RACH 동작에서， UE가 RA-RNTI와 C-RNTI 또는 준ᅳ지속적 스케줄링. (semi- persistent schedul ing, SPS) C-RNTI (SPS-C-RNT I 또는 SPC-RNTI )가 동일한 서브프레임에 할당되고, UE가 복수의 타이밍 경과 그룹으로 구성되지 않은 경우， 해당 UE는 C-RNTI 또는 SPS-RNTI로 스크램블된 순환 중복 확인 (cycl ic redundancy check, CRC)를 가진 PDCCH에 의해 지시되는 PDSCH를 복호할 필요가 없다.
[178] 【표 2】
Figure imgf000027_0001
I f the number of PBCH antenna ports is one ,
Single-antenna port , port 0 is used (see 3GPP TS 36.211 Rel-8/Rel-9 subclause 7.1.1)， otherwi se Transmi t diversi ty (see 3GPP TS 36.211 Rel- 8/Rel-9 subclause 7.1.2)
[179] 여기서 RA-RNTI가 기존과는 다르게 D2D 브로드캐스트용으로 사용되고 있다고 가정하면, 특정 서브프레임에서 RA-RNTI와 함께 C-RNTI , SPS C— RNTI가 검출된다고 하더라도 RA-RNTI만 복호하고 C-RNTI , SPS C-RNTI를 검출하지 않아도 되는 것이다. 따라서 UE는 C-RNTI , SPS ORNTI가 온다는 것을 기대하지 않을 수 있고, C-RNTI , SPS C-RNTI가 전송되지 않는다고 가정하고 동작하도록 구현될 수 있다.
[180] 만약 D2D 브로드캐스트에 RA— RNTI가 아닌 D2D RNTI와 같은 새로운 RNTI를 도입하여 브로드캐스트, 그룹캐스트를 수행한다고 하는 경우에 D2D RNTI이외에 C- RNTI , SPS C-RNTI로 스케줄링되는 PDSCH는 없다고 가정하도톡 의무화 할 수 있다.
[181] 중계된 msg3는 복호 시간 제약이 없는 점을 고려하면， 수신하여 저장해두고 여력이 될 때 복호하는 동작도 가능할 것이다. 예를 들어 C-RNTI , SPS C-RNTI와 함께 D2D용 RNTI도 동시에 수신하여 비상 정도 또는 우선순위에 따라서 순차적으로 복호을 수행하는 구현도 가능할 것이다.
[182] 상기 내용은 msg4에 대한 언급이었으나 D2D 동작에서의 msg2(예, 브로드캐스트 msg3 스케줄링 승인)를 수신하는 D2D Tx UE 입장에서 D2D 링크에 우선순위를 두어야 하며， 따라서 D2D RA-RNTI 또는 새로운 D2D RNTI와 같이 D2D msg2를 전달하는 링크를 우선적으로 수신하여야 한다. 즉, 동일한 서브프레임에서 C-RNTI , SPS C-RNTI로 스케줄링된 PDSCH가 존재하는 것을 기대하지 않도록 할 수 있다.
[183] 본 내용은 D2D 브로드캐스트를 주로 언급했으나， 제안 기술의 적용은 그룹캐스트뿐만 아니라 유니캐스트에도 적용될 수 있다.
[184] D2D 통신은 주로 공중의 안전을 위해 도입이 고려되었다. 따라서， D2D 통신은 eNB의 커버리지 내 UE들간의 통신인 인트라-셀 통신 및 서로 다른 eNB들의 커버리지에 위치하는 UE들간의 통신인 인터-셀 통신 등의 네터워크 커버리지에서 수행될 수 있어야 할 뿐만 아니라， 셀 밖에 위치하나 셀 경계에 위치하는 다른 UE를 통해 eNB의 통제를 간접적으로 받을 수 있는 부분 네트워크 커버리지 (part i al network coverage)에서도 수행될 수 있어야 하고, eNB의 통제를 벗어난 상황, 즉， 네트워크 커버리지 밖에서도 수행될 수 있는 것이 좋다. 네트워크 커버리지 밖에서 D2D를 실현하기 위한 하나의 방법으로 UE 클러스터 (c luster )가 명시적 또는 암묵적으로 생성되고 이 클러스터에 헤드 (head)가 존재하여 마치 eNB처럼 준- 중앙적 (semi -central i zed) 스케줄링 혹은 완전-중앙적 ( ful l-cent ral i zed) 스케줄링을 수행하거나 eNB의 일부 기능을 대행하는 것을 가정할 수 있다. 예를 들어 클러스터 해드는 매우 간단한 조정 (coordinat ion)을 수행할 수 있다. 이하에서는 도 9 내지 도 13을 참조하여 네트워크 커버리지를 벗어난 UE들 간의 D2D 통신 방법을 설명하고, 도 14 내지 도 16을 참조하여 부분 네트워크 커버리지의 UE에 의한 D2D 통신 방법을 설명한다. 참고로， UE는 셀 스캐닝， 샐 선택 등의 다양한 방법 (들)흘 통해 자신이 네트워크 밖에 있는지 아니면 안에 있는지 알 수 있다. 예를 들어， UE는 동기 신호 혹은 동기 채널의 검출을 시도 혹은 검출함으로써 자신이 셀 혹은 네트워크의 안， 밖 혹은 경계에 있는지를 판단할 수 있다. 따라서 , 전술한 그리고 후술할 본 발명의 실시예들은 UE가 네트워크의 안， 밖 혹은 경계에 있다는 것을 인식할 수 있음을 전제로 하며， UE가 자신의 위치를 인식하는 방법과는 관계없이 적용될 수 있다. 또한 UE 클러스터는 명시적 또는 암묵적으로 생성되므로， 전술한 그리고 후술할 본 발명의 실시예들은 UE가 자신이 속한 클러스터를 알수 있음을 전제로 한다.
[185] ■ 외부 네트워크 커버리지 (outside network coverage)
[186] 도 9는 커버리지 밖에서의 D2D 브로드캐스트 /그룹캐스트를 예시한 것이다.
[187] 도 9를 참조하면， 브로드캐스트 메시지가 있는 UE를 D2D 브로드캐스트 /그룹캐스트 Tx UE , 줄여서 Tx UE라고 하고 이를 수신하는 UE를 D2D 브로드캐스트 /그룹캐스트 Rx UE 줄여서 Rx UE라고 한다. Tx UE는 브로드캐스트 메시지를 전달하기 위한 시간, 주파수， 시퀀스 (코드) 등등의 단독 또는 조합으로 구성된 자원을 할당 받기 위해서 자원 관리 /조정의 일부를 맡고 있는 클러스터 해드에 브로드캐스트 스케줄링 요청 역할을 하는 msgl)을 전송한다. msgl은 RACH 프리앰블과 동일한 것 또는 유사한 형태를 사용할 수 있다.
[ 188] 도 10은 D2D 신호의 전송을 위한 자원 할당을 요청하는 메시지 (예， msgl)에 사용되는 자원의 구분을 예시한 것이다.
[ 189] 만약 P개의 프리앰블 시퀀스가 있다면 그 중에 일부는 경쟁 기반 프리앰블 전송에ᅤ 나머지는 비 경쟁 기반 프리앰블 전송에 사용하도록 할 수 있다. 경쟁 기반에서는 전송할 프리앰블 (시 ¾스 인덱스) 자원을 정해진 프리앰블 (시 ¾스 인덱스) 집합에서 임의로 선택한다. 반대로 비 경쟁 기반에서는 프리앰블 (시퀀스 인덱스) 자원이 사전에 지정 /할당되거나， UE가 전송하는 자원 영역 (e.g. t_id, f_id), UE ID, UE 그룹 (10)， UE 우선 순위 (priority) (인텍스) 등에 따라서 UE가 자원을 명시적으로 또는 암묵적으로 알 수 있도록 설계되어야 할 것이다. 예를 들어 특정 자원 영역으로 msgl을 전송했을 경우 그 자원 영역의 위치에 따라서 프리앰블 (시퀀스) 인덱스가 결정될 수 있다. 비 경쟁 기반 또는 경쟁 기반으로 전송하는 것도 UE가 자유롭게 선택하여 사용할 수 있도록 할 수 있다. 또는 UE 어플리케이션 (application)에 따라서 사전에 자동 설정되어 있을 수도 있다. 예로서 UE가 비상 호출 (emergency call)을 수행하는 경우에는 경쟁- 자유 (content ion-free) 자원을 이용해서 전송을 시도하도록 미리 설정 (configure)되거나 고정 (fixed)될 수 있다. 또는 클러스터 그룹에 따라서 그 자원이 다르게 할당되어 충돌을 최소화할 수도 있다.
[190] 한편 msgl의 전송은 (LTE RACH 접속 슬롯 사전 -설정 (pre-conf iguration)， 즉， PRACH 설정과 유사하게) 사전에 지정된 시점 및 자원을 이용하여 이루어질 수도 있고， UE 고유 속성 (e.g. ID) 기반으로 정해진 시점 및 자원을 이용하여 이루어질 수도 있고， 클러스터 헤드가 주기성을 가지고 브로드캐스트하는 정보를 기반으로 이루어질 수 있다. 예를 들어， UE Rx UE가 특정 클러스터 헤드를 검출하여 상기 클러스터 헤드가 속한 그룹에서 동작하고자 한다면 상기 클러스터 헤드의 브로드캐스트 정보를 모니터링하여 Tx IE가 브로드캐스트할 자원을 알아낼 수 있다. 클러스터 헤드는 msgl을 위한 D2D 접속 설정 정보를 비컨 (beacon), 동기 채널 (synchronization channel) 혹은 브로드캐스트 채널을 통해 전송할 수 있다. 이는 PRACH 프리앰블을 전송하기 전에 PRACH 설정 (configuration)을 받아야 하는 사전 과정과 유사성이 있을 수 있다. 한편 사전에 msgl, msg2, msg3, msg4 타이밍 정보가 포함된 설정 정보를 모든 D2D UE가 사전에 가질 수 있도톡 해두는 것도 하나의 방법이다. 이는 0AM(0peration And Management)으로, 또는 브로드캐스트 신호 등으로 구현할 수도 있다.
[191] 클러스터 헤드는 msgl을 수신하고 Tx UE가 언제 msg3를 브로드캐스트를 해야 좋을지 결정 혹은 스케줄링한 후， 이 정보를 msg2를 이용해서 Tx UE에게 알려준다. 이러한 정보는 브로드캐스트되는 브로드캐스트 슬롯 설정 정보에 의해서 파악할 수도 있다. 한편 이 때 msg3를 듣기 위해서는 또는 들어야만 하는 Rx UE라면 Rx UE들도 msg2를 들을 수 있어야 한다. D2D 브로드캐스트 범위 (range) 내의 모든 UE가 들을 수 있도록 또는 브로드캐스트 범위에 들어 오는 모든 Rx UE들이 수신할 수 있도록 msg2가 전송되는 시점을 사전에 알려줘야 한다. 즉 msgl을 Tx UE가 전송했다는 사실을 안다면 msg2 전송 시점을 파악할 수 있도록 구현할 수도 있다. 예를 들어, msg2 전송은 msgl 전송 이후 N_msgl 번째 서브프레임에서 전송되도록 정해질 수 있다. 다르게는 msg2 전송 시점 후보를 정하고， 이렇게 정해진 시간 (예， 서브프레임)에서 Rx UE는 항상 msg2를 모니터링해야 하고 만약 특정 PDCCH가 검출될 경우 이를 곧바로 복호할 수 있도록 구현할 수도 있다. 예를 들어， 매 무선 프레임， 짝수 번째 무선 프레임 혹은 홀수 번째 무선 프레임의 서브프레임 #0이 msg2 전송 시점 후보로서 D2D 설정 정보에 의해 사전에 시그널링될 수 있다. msg2 전송 시점 (예, 특정 서브프레임 또는 서브프레임 집합 또는 주기성 (per iodi ci ty)을 갖는 서브프레임 (들) )은 사전에 특정 값으로 고정되거나 설정 가능하다. 또는 msg2 전송 시점은 0AM 과정을 통해서 변경되거나， eNB 커버리지 내에 있을 경우 설정 정보가 UE (들)에게 다운로드되어 저장되는 방식으로 수정되거나， 분산 형태로 클러스터 헤드 또는 그룹 내 UE들이 서로 협상 신호를 주고 받아서 정해질 수도 있다. 또는 클러스터 헤드의 동기 신호를 수신하면서 함께 결정되는 방식도 가능할 것이다. 이 경우 동기 신호의 특성 (예， 타입, 인텍스 등)과 연관되거나 동기 신호와 함께 또는 후속으로 전달되는 메시지 정보를 통해서 D2D 설정 정보가 얻어질 수도 있다. D2D 통신에서 사용되는 동기 신호는 기존 PSS/SSS와 별개로 정의된 동기 신호 혹은 동기 채널일 수 있다. D2D UE들은 클러스터 헤드 혹은 다른 UE로부터의 동기 신호 /채널을 수신하여 D2D 통신에 참여하는 다른 UE (들)과 동기를 맞출 수 있다.
[ 192] msg2는 msg3 브로드캐스트에 필요한 스케줄링 정보가 포함되어 있다. 이러한 정보의 예로서 임시 ID, 전력 제어 정보， 타이밍 정보， 순환 전치 (cyc l i c pref ix , CP) 정보 등이 있다. msg2를 수신한 Tx UE 및 Rx UE는 msg3를 언제 혹은 어느 자원 (예， 전송 서브프레임)에 전송해야 하는지， 언제 흑은 어느 자원 (모니터링 서브프레임 또는 수신 서브프레임)에서 들어야 하는지 알 수 있다.
[193] 하나의 msg2는 다수의 후속 msg3를 스케줄링하는 용도로 사용될 수도 있다. 본 발명은 msg2는 임의 접속 웅답 (random access response , RAR) 메시지 설정 방식처럼， 다수의 msg3 스케줄링 승인이 한 번에 전송되는 형태로 구현하는 것을 제안한다. 이 방법은， 이 후에 사용될 msg3 전송에 필요한 스케줄링이 필요한 시점마다 개별적으로 매 번 전송하는 것 대신， 한 번의 msg2 메시지 전송으로써 다수의 msg3에 대한 스케줄링 명령을 동시에 수신하는 방법이다. [ 194] Tx UE는 nisg3를 지정된 파라미터 (시간, 주파수， 전력 등)을 사용하여 전송한다ᅳ 사전에 지정된 D2D (브로드캐스트) 임시 ID를 이용하여 msg3를 생성할 수 있다. 예를 들어, LTE 시스템의 임시 C-RNTI 및 /또는 국제 이동 가입자 식별자 ( internat ional mobi le subscr iber ident i ty, IMSI ) 둥을 이용하여 msg3가 스크램블링될 수 있다. msg3에는 다른 브로드캐스트 Tx UE와 층돌 해결 (col l i sion resolut ion)을 목적으로 UE ID를 포함될 수 있다. 상기 UE ID는 D2D로 사용하기 위해서 별도로 만든 ID일 수도 있다.
[195] <충돌 확률 (probabi l i ty)을 감소시키기 위한 긴 -길이 시퀀스 >
[196] 기존 RACH 프리앰블보다 더 많은 종류의 시퀀스를 사용하여 확률적으로 층돌 가능성을 줄이는 방법이 층돌 해결 방법 중 하나로 생각될 수 있다. 긴 -길이 시퀀스로는 CAZAC 시퀀스 계열이 사용되거나 또는 UE ID를 임베드된 (embedded) CAZAC 또는 자도프-츄 (Zadof f-chu) 시퀀스가 사용될 수 있다. ID 중복 등의 문제가 발생할 수 있긴 하지만， 다수의 UE ID를 하나의 새로운 ID로 맵핑하는 해싱 (hashing) 등의 처리 과정을 UE ID에 적용함으로써 다소 길이가 준 가상 ID 혹은 해싱 ID를 얻을 수도 있다. 또는 이러한 ID를 기반으로 생성된 CAZAC 또는 자도프-츄 시뭔스를 사용하여 경쟁 해결을 할 수도 있을 것이다. 시퀀스 길이가 길어지면 수신기 복잡도가 증가하는 문제점이 있지만， 더 긴 시뭔스의 UE ID를 프리앰블에 도입하여 전송하면， 프리앰블 시뭔스의 개수가 증가하게 되므로， msgl 단계에서 동일한 시뭔스 인텍스를 임의로 선택함에 따라 발생하는 msgl 층돌 확률이 크게 줄어든다. 이와 같이 긴 -길이 시퀀스 또는 이에 기반한 프리앰블을 도입하게 되면 실제 브로드캐스트해야 하는 중요한 메시지， 즉， msg3 단계에서 메시지들이 층돌하기 이전에 msgl 단계에서 층돌을 크게 줄일 수 있기 있다. 따라서， msg4 단계에서 경쟁 해결로 인해서 발생하는 지연 ( latency)를 크게 줄일 수 있을 것이다. 브로드캐스트 신호가 경쟁 기반으로 동작하는 경우， 이러한 지연의 감소는 특히 비상 브로드캐스트 신호인 경우에는 더욱 필요한 조건일 수 있다.
[197] 일반적은 상황에서는 기존 RACH 과정을 가능한 최대로 활용될 수도 있다. 즉 비상 브로드캐스트인 경우 별도의 프리앰블 시뭔가 사용될 수도 있을 것이다. 또는 비상용으로 프리앰블 시뭔스가 예약 (reserve)되는 것도 하나의 방법일 것이다. 다만 비상 상황을 다수가 동시에 목격하고， 다수가 동시에 비상 브로드캐스트를 시도, 즉， msgl 전송 시도를 하게 되는 경우에는 예약된 시퀀스의 개수에 의한 제약으로 인한 층돌 문제를 피할 수는 없을 것이다.
[ 198] <클러스터 헤드 스케줄링에 의존하여 층돌 상황 벗어나기>
[ 199] 도 11 및 도 12는 2 이상의 UE가 동시에 브로드캐스트를 시도하여 층돌이 발생하는 상황을 설명하기 위한 도면들이다ᅳ
[200] 도 11은 UE1과 UE2가 동시에 D2D 브로드캐스트를 시도하여 msg3들 간의 충돌이 발생하는 상황을 예시한 것이다. 다수의 UE들 (예， UE1 및 UE2)이 msgl을 전송한 경우， 상기 다수의 UE들 중 어느 UE를 선택해야 할지는 클러스터 헤드의 역할일 수 있다. UE가 중요도를 선택해서 이를 클러스터 헤드에 보내면 이를 바탕으로 우선 순위를 정해주는 방법도 가능할 것이다. 하지만 근본적으로 다수의 UE가 중요도를 가장 높게 설정하여 전송하게 되면 이를 선택하는 고민은 다시 발생하게 된다. 따라서 중요도 여부와 상관없이 다수의 UE로부터 브로드캐스트 메시지 전송 요청을 받았을 때 이를 해결하는 방법이 필요하다. 가장 직관적인 방법은 UE들 사이의 형평성 ( fai rness)에 대한 정보를 제공하는 것이다. 예를 들어， 자주 요청을 한 UE에게는 우선 순위를 낮추고， 그 반대의 UE에게는 우선 순위를 높여줄 수 있다. 일종의 우선 순위 카운터 (counter )를 두어서 지속적으로 UE의 요청 행위를 카운트하고 해제하는 관리를 실시할 수 있다.
[201] 또 다른 고려 인자는 브로드캐스트 메시지 요청 시도 후 실패한 UE의 경우 재시도 시점을 앞당겨서 다른 UE에 비해서 우위 ( favor )를 주는 방법이다. 이는 시간상으로 시도 횟수를 증가시켜 선택 확률을 높이는 것이다. 이 또한 별도의 카운트를 두고 관리될 수 있다. 도 12를 참조하면, UE1 및 UE2가 동시에 UE ID 기반 msgl 전송하였으나, UE1이 선택된다고 가정하면, UE2가 msg2 수신 단계에서 충돌 여부를 파악함으로써 UE1과 UE2가 msg3를 동시에 전송하는 상황을 피하게 될 수 있다.
[202] <스스로 클러스터가 되어 충들 상황을 벗어 나기 >
[203] 또 하나 구현되어야 할 기능은 비상 상황에서 UE의 특정 버른만 누르면 사전에 지정된 메시지가 송출되는 동작이다. 그런데 클러스터 헤드가 경쟁 방식으로 스케줄링하는 상황에서는 비상 호출의 100% 전송을 보장해주지는 못할 수 있다. 커버리지 내에서는 경쟁을 하지 않도록 사전에 설정할 수 있지만， 커버리지 밖에서는 eNB가 없기 때문에 UE들 사이의 경쟁을 방지하기가 쉽지 않다. 클러스터 해드가 ' eNB의 스케줄링 기능을 일부 수행한다고 하더라도 그 기능이 eNB에 비해 제한되어 있기 때문에 UE들 사이의 경쟁을 방지하기 쉽지 않다. 본 발명은 UE들 사이의 결정을 낮춰 비상 호출의 전송 가능성을 높이는 방법의 하나로， Tx UE가 스스로 클러스터 헤드가 되어 스스로 자신을 스케즐링함으로써 브로드캐스트 가능성을 높이는 방법을 제안한다. 다만 클러스터 해드가 경쟁 기반으로 결정된다면 이러한 방법에 한계가 있을 것이다. 따라서， 이러한 경쟁 방식에 추가하여 비상 상황에서 클러스터 헤드가 되고자 하는 UE가 바로 클러스터 헤드가 될 수 있도록 해 주는 방안이 필요하다. 그 중 하나의 방법은 클러스터 헤드가 되고자 하는 UE가 클러스터 헤드가 되고 싶다 또는 되어야 한다는 정보를 스스로 브로드캐스트하는 것이다. 예를 들어， 클러스터 헤드가 되고자 하는 Tx UE가 클러'스터 해드가 되겠다는 클러스터 헤드 결정 (decision)/협상 (negot iat ion) 신호를 비컨 형태로 브로드캐스트함으로써， 다른 클러스터 헤드뿐만 아니라 다른 Rx UE들로 하여금 클러스터 헤드가 되는 것을 억제하고 자신이 클러스터 헤드가 될 수 있다. 비컨 신호가 시퀀스 형태로 구현된다면， 특정 시뭔스 (들)이 이러한 목적으로 예약될 수 있다. 상기 클러스터 헤드 결정 혹은 협상 신호는 우선 순위 지시자 및 /또는 비상 상황 지시자를 포함할 수 있다. 다수의 UE가 동시에 클러스터 헤드를 하겠다고 선언하면 문제가 발생할 수 있지만， 다수의 UE가 동시에 클러스터 해드를 하겠다고 선언할 확률이 거의 없다면 이러한 방법이 유용하다.
[204] msgl은 우선 순위 지시자 및 /또는 비상 지시자를 나를 수 있다. Tx UE는 msgl을 전송할 때 우선 순위가 가장 높다는 것을 알리는 정보를 msgl에 포함시.켜 전송하고， 이 과정에서 충돌이 발생하여 클러스터 해드에 의해서 선택되지 못하면 그 다음 단계로 클러스터 해드가 되고자 한다는 정보를 가장 우선 순위가 높음을 알리는 상기 정보와 함께 msgl에 포함시켜 전송할 수도 있다. msgl을 UE ID 기반으로 구현하면 더 좋은 효과를 얻을 수 있을 것이다.
[205] 한편 클러스터 헤드는 우선 순위 카운팅 값 또는 그 것의 대략적인 값을 UE에게 알려줘서 UE가 스스로 다른 동작을 할 수 있도록 유도할 수도 있다.
[206] 본 방법은 D2D 브로드캐스트 /그룹캐스트를. 하고자 하는 Tx UE가 스스로 클러스터 해드가 되어 전송을 바로 시작한다는 점에서， 다른 클러스터 헤드에 의한 스케줄링에 따라 D2D 브로드캐스트 /그룹캐스트와 다르다. Tx UE가 속한 클러스터에 이미 클러스터 헤드가 있더라도 Tx UE는 스스로 클러스터 헤드가 될 수 있다. 스스로 클러스터가 된 Tx UE에 의해 관리되는 클러스터는 기존 클러스터 헤드가 설정한 클러스터와 다른 새로운 브로드캐스트 클러스터일 수도 있지만， 기존의 클러스터 헤드의 역할을 그대로 가져올 수 있다. 후자의 경우， 특정 클러스터의 클러스터 헤드가 변경된 상황을 의미하기도 한다. 본 실시예에 의하면, 브로드캐스트 Tx UE는 자발적으로 클러스터 헤드의 역할을 추가로 수행하거나 다른 클러스터 헤드의 지위를 박탈하고 상기 다른 클러스터 헤드의 역할을 무력화시킬 수 있다. 본 실시예에 따라 비상한 UE가 스스로 클러스터 헤드가 되어 '전송을 수행하면， UE가 스스로 클러스터 헤드가 될 수 없는 경우에 비해， 전송 효율이 높아질 수 있다. 비상한 UE가 스스로 클러스터 헤드가 될 수 없다면 보낼 것이 없는 UE임에도 클러스터 헤드로서의 지위를 유지하게 되어， 상기 클러스터 헤드가 비상한 UE가 전송하고 충돌 발생시 이를 조율하는 역할만을 수행하게 될 것이기 때문이다.
[207] 스스로 클러스터 해드가 된 UE와 상기 UE에 의해 관리되는 클러스터 (이하 브로드캐스트 클러스터)， 그리고 기존 클러스터 사이의 관계에 대한 본 발명의 실시예들을 조금 더 구체적으로 설명한다. 다음과 같은 방법 ( 1) 및 (2) 중 어느 하나에 따라 기존 클러스터가 유지 /사라지거나， 기존 클러스터 헤드가 그 지위를 유지 /박탈될 수 있으며， 새로운 브로드캐스트 클러스터가 형성될 수 있다.
[208] (1) 기존 (exist ing) 일반 클러스터를 대신하여 새로운 브로드캐스트 클러스터 생성
[209] 브로드캐스트를 위한 UE가 직접 클러스터 헤드가 되면 새로운 클러스터가 생성되고 상기 UE 주변의 기존의 클러스터 헤드는 사라진다. 새로운 클러.스터 헤드는 기존 클러스터의 일부이자 새로운 클러스터의 일부가 되므로， 기존 클러스터가 부분적으로 새로운 클러스터에 흡수된 것으로 이해될 수 있다. 클러스터 헤드 경쟁에서 브로드캐스트 Tx UE가 항상 이길 수 있도톡 상기 Tx UE가 클러스터 헤드가 되기 유리한 조건을 항상 만들어 줘야 할 필요가 있다. 이는 여러 가지 방법이 가능한데， 그 중 한 방법은 클러스터 헤드 협상 (negot iat ion) 시에 자신이 더 높은 우선 순위라는 것을 주고 받음으로써, 브로드캐스트를 하고자 하는 Tx UE가 클러스터 헤드가 되는 확를을 높일 수 있다. 여기서 브로드캐스트 신호를 전송할 목적이라면 msgl , msg2 과정이 필요하지 않을 수도 있다. 즉 비상 메시지를 전송하고자 한다면 자신이 언제라도 클러스터 해드가 되고 직접 브로드캐스트 신호를 스케줄링해서 브로드캐스트하면 되기 때문이다. 다만 클러스터 헤드가 되고자 하는 Tx UE가 동시에 존재하는 층돌 상황에 대해서는 추가 방법이 필요하다. 다수의 브로드캐스트 Tx UE가 동시에 클러스터 헤드가 되려고 한다면 클러스터 헤드가 되고자 하는 Tx UE들 사이에 다시 협상이 필요하고 서로의 우선 순위 기준으로 클러스터 해드가 결정된다. 예를 들어 Tx UE1의 어플리케이션에 기설정된 '우선 순위 레벨 = 2' 이고， Tx UE2의 어플리케이션에 기설정된 '우선 순위 레벨 = 4' 라면， 협상 과정에서 서로의 우선 순위 레벨을 교환함으로써 Tx UE1이 클러스터 헤드가 되도록 할 수 있다. 이 때， 우선 순위 레벨은 Tx UE가 의도적으로 우선 순위를 변경하는 것을 막기 위해 변경이 불가능하게 설정될 수 있어야 한다. 여기서는 우선 순위 레벨을 갖는 어플리케이션을 예로 들었는데， 예를 들어， "911" 과 같은 번호를 입력했을 경우 또는 비상 호출 버른 (emergency cal l button)을 눌렀을 경우 이에 연관된 우선 순위 레벨이 협상 과정에서 전달되는 것을 가정한 것이다. 이러한 우선 순위 레벨은 공공재난용 어플리케이션 또는 공공재난용 브로드캐스트 신호에만 도입할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
[210] 제안 방식에서 브로드캐스트 클러스터는 스케줄링 기능만을 갖는 새로운 클러스터이고， 타이밍 참조 (t iming reference)와 같은 정보는 기존 일반 (normal ) 클러스터로부터 얻는 조합도 고려할 수 있다. 예를 들어， 브로드캐스트 신호를 전송하기 위해서 임시적으로 스케줄링 기능만을 확보하기 위해서 Tx UE가 의도적으로 브로드캐스트 클러스터를 만들고 자신이 클러스터 헤드가 되어서 브로드캐스트 메시지를 전송할 수 있다. 이 때 동기 참조 (synchroni zat ion reference)는 기존 일반 참조 (normal reference)가 유지하도록 하는 것도 가능하다. 이렇게 함으로써 갑작스럽게 생겨나서 사라지는 브로드캐스트 클러스터로 인해서 클러스터 UE들이 동기를 다시 맞춰야 하는 부담을 줄일 수 있다.
[211] (2) 기존 일반 클러스터의 위에 (on top of ) 새로운 브로드캐스트 클러스터 생성
[212] 기존 클러스터 해드와는 다른 차원의 클러스터 헤드인 브로드캐스트 클러스터 헤드에 의해서 브로드캐스트 클러스터가 오버레이 형태로 생성되어 층을 이룬 ( layered) 클러스터가 형성될 수 있다. 비상 신호 (emergency signal ) 등의 브로드캐스트 메시지는 이렇게 형성된 브로드캐스트 클러스터에서 클러스터에 의해서 직접 전송하는 방법이다. 이 경우 브로드캐스트 클러스터가 가장 상위의 우선 순위를 가지고 있어야 비상 브로드캐스트팅과 같은 특수 목적을 달성할 수 있다. 따라서 브로드캐스트 클러스터 헤드는 기존의 클러스터 헤드의 권한 위에 있는 것이 바람직하며, 기존 크러스터 헤드에 의해서 관리되어온 클러스터 온八 프 지속기간 (durat ion)에 원하는 대로, 즉， (가장) 높은 우선 순위를 가지고 (비상) 브로드캐스트용 비컨 등을 전송함으로써， "이제 새로운 클러스터가 생성될 예정이다 혹은 됐다"는 정보와， 필요하면 , "새로이 생성된 클러스터의 온 /오프 지속기간" 정보를 알려줄 수 있다. 예를 들어， 이러한 정보는 비컨 혹은 사전에 브로드캐스트되거나， 기설정될 (preconf igured) 수 있다. 브로드캐스트 비컨을 수신한 UE는 기존 클러스터 은 -지속기간을 벗어나 새로운 클러스터의 온-지속기간 동안 새로운 클러스터 헤드가 전송하는 메시지를 수신해야 한다.
[213] 상기 두 제안 방법들에 따라 클러스터 헤드를 결정하고 나서 클러스터 헤드가 수행하는 기본 동작은 다음과 같이 정리할 수 있다.
[214] 1) 클러스터 헤드는 임의의 UE가 됨
[215] 2) 클러스터 헤드는 일정 구간을 전송 의사를 밝히는 구간으로 설정
[216] 3) 보낼 것이 있는 UE는 해당 구간에서 의사를 밝히고 이후에 데이터 전송 [217] 4) Rx UE 입장에서 의사를 밝히는 구간에서 아무것도 발견하지 못하면 오프- 지속기간으로 진입
[218] <msg3 오류 케이스를 대비한 ACK/NACK구현 방법 >
[219] msg3 전송은 그에 대한 웅답을 필요로 하지 않도록 할 수도 있지만 응답을 필요로 하도록 구현할 수 있다. 예를 들어 그룹 통신을 구현하고자 하는 목적으로 그룹캐스트를 수행하는 경우 전달된 패킷에 대해서 HARQ 웅답을 받도톡 할 수 있다. 이러한 경우 HARQ 웅답을 누구한테 어떻게 전달하는 것인가 결정되어야 한다. 점대점 (point to point ) HARQ를 고려하면 전송기에게 ACK/NACK을 피드백하면 될 것이다. 이와 유사하게 브로드캐스트 신호인 경우에도 Tx UE에게 수신 성공 여부를 알려줘도 된다.
[220] N명 중에 M명 (M<N 또는 M=N)이 웅답하는 경우, 그 응답을 어떻게 결합 (combine)해서 최종 결정을 내릴지는 다양한 방법이 있을 것이다. 간단히 다수결에 의해서 정할 수도 있고 NACK이 몇 ¾>이하일 경우는 성공으로 간주하고 그 이상일 경우는 재전송을 시도하는 등의 동작을 할 수 있을 것이다. 또한 클러스터 헤드가 다수와 Rx UE로부터 ACK/NACK을 결합하여 최종 결정 값올 Tx UE에게 전달할 수도 있다. 여기서 Tx UE가 동일한 패킷을 다수의 그룹 UE에게 전달하는 경우는 상기 방법으로 구현 가능하다. 하지만 서로 다른 패킷을 서로 다른 UE에게 전달하는 경우에는 각 링크별로 개별적으로 HARQ 동작을 관리하는 것이 바람직하다.
[221] 상기 방식에서 유휴 모드 ( i dle mode)에 있는 UE 또는 불연속 수신 (di scont inuous recept ion, DRX) 모드에 있는 UE는 브로드캐스트 메시지를 듣지 못할 수 있다. 따라서 msgl을 클러스터 헤드가 수신할 경우 msg3가 언제 전송될지를 알려주기 위해서 유휴 모드 UE를 깨워야 할 것이다. 기존의 페이징을 이용해서 유호 모드 UE를 깨을 수도 있다ᅳ 이 경우 지연이 존재하게 되는데 이를 감안해서 msg3의 전송 시점을 결정해야 할 것이다. 기존의 RACH의 경우 서브프레임 n에서 msg2를 수신하면 서브프레임 n+k (예， k>4 또는 5 또는 6 또는 . . . )에 msg3를 전송하게 되지만， 본 발명에서 msg3는 앞서 설명은 유휴 모드 UE가 들을 수 있는 상태까지의 시간이 고려되어야 한다. 이 지연을 줄이고 D2D의 효율적 운용을 위해서 D2D 가능화된 (enabl ed) UE에 대해서는 지연이 더 적은 새로운 페이징을 도입할 수 있을 것이다.
[222] <msg3 층돌 케이스 처리 (handl ing)을 위한 msg4의 필요성 >
[223] 커버리지 밖에서 msg3 수신 실패 시， Rx UE가 이에 대한 웅답을 해줄 필요가 있다. msg3 수신 실패는， msg3를 제어 파트 (PDCCH)와 데이터 파트 (PDSCH)로써 구성하여 전송하는 경우， 제어 파트 (PDCCH/EPDCCH) 오류 케이스와 데이터 파트 (PDSCH/PUSCH) 오류 케이스로 분류될 수 있다. 여기서 데이터 파트는 HARQ 동작 (operat i on)이 적용될 수 있는 부분이다. 시스템 구현을 간단하게 하기 위해서 제어 파트 오류 케이스만을 고려해서 오류 케이스를 처리할 수 있다. 만약 제어 파트에 대한 순환 중복 확인 (cyc l i c redundancy check , CRC) 확인 (check)만을 수행하여 성공하면 ACK을 피드백하고， 실패하면 NACK을 피드백하는 방법이 가능하다. 예를 들어， Rx UE는 가상 ID를 기반으로 마스킹 (masking)된 제어 파트 (PDCCH 또는 EPDCCH)에 대해 CRC 확인을 수행하고， CRC 확인 결과에 따라 ACK 또는 NACK을 피드백할 수 있다. 이런 신호의 피드백에 사용되는 메시지를 msg4라고 명명한다. 즉， 본 실시예는 msg4를 msg3 수신 유무를 확인하는 대안 정보로서 이용함으로써， msg4를 msg3 제어 파트뿐만 아니라 데이터 파트 수신 여부까지를 결정하는 데 사용한다. 물론 제어 파트가 제대로 수신되었다 할지라도 데이터 파트가 제대로 수신됐다고 보장할 수는 없지만 대부분 유사한 확률을 가질 것으로 예상하기 때문에 제어 파트 기반의 오류 확인 방식으로도 충분할수 있다.
[224] 다음으로는 데이터 파트 (예， msg3를 나르는 PDSCH 또는 PUSCH)를 복호하지 못해서 오류가 발생할 수도 있는데 이 경우에 msg4를 통해서 최종 복호 성공 여부를 알리는 목적으로도 사용할 수도 있다. 다만 브로드캐스트， 그룹캐스트의 특성상 최종 정보 획득까지 확인할 필요는 없을 수 있다. 즉 제어 파트 (PDCCH/EPDCCH)와 같은 제어 정보의 전달 여부만 확인하고 이를 기반으로 수신 여부를 회신하더라도 브로드캐스트 또는 그룹캐스트 관리에 충분할 수도 있기 때문이다.
[225] 상술한 제어 파트 오류를 확인 과정에서 PDCCH/EPDCCH 대신 다른 포맷의 제어 정보 전달 방법이 사용될 수도 있다. 심지어 제어 파트는 프리앰블 및 제어 메시지 형태의 포맷으로 구성될 수도 있으며 PDCCH/EPDCCH와 유사하지만 기본 설정 단위 (예， 자원 요소 그룹 ( resource e lement grou , REG) , 제어 채널 요소 (cont rol channel el ement , CCE) , 진화된 CCE(enhanced CCE , eCCE) )도 다르고, 집성 (aggregat i on) 방법， 맵핑 방법이 상이할 수 있다.
[226] 네트워크 밖에서도 msg4가 필요할 수 있다. 네트워크 밖에서 msg4는 적어도 위에서 언급한 msg3의 충돌 여부를 판단하기 위해 이용될 수 있다. 다만 네트워크 밖에서의 D2D 통신의 경우， msg3의 성공적인 복호까지 확인하는 기능까지 msg4에 필요한지 여부는 경우에 따라 다를 수 있다. 예를 들어， 앞서 설명한 가상 ID 또는 이와 동등한 ID를 이용하여， 그것이 올바로 검출되었는지 여부만 알려주는 신호를 msg4로 전송할 수 있다. msg3에 제어 정보 (예， 변조 및 코딩 .방식 (modul at i on and coding scheme , MCS) 또는 새 데이터 지시자 (new data indi cator , NDI ) 등을 포함하는 정보)이 별도로 부호화 (encoding)된다면， 여기에 Tx UE ID를 넣어 부호화하는 것도 가능하다.
[227] 참고로 네트워크 밖에서는 msg3의 수신기가 여럿이므로 msg3 층돌의 의미가 기존과 달라질 것이다. 예를 들어 UE1->UE2->UE3->UE4->UE5의 순서로 서 있는데 UE1과 UE5가 동시에 동일 자원에서 msg3을 전송한다면 UE2 및 UE4는 각각 가까운 UE의 msg3 수신에 성공하는 반면 UE3는 둘 다 수신 실패하는 상황이 발생할 수 있다.
[228] 도 13은 다수의 msg3 메시지들을 수신하기 위한 msg4 활용 예를 설명하기 위해 도시된 것이다.
[229] 도 13을 참조하면， 다수의 Tx UE가 브로드캐스트를 수행하고， 다수의 Rx UE가 브로드캐스된 신호 (들)을 수신하는 경우， msg3가 두 Tx UE에 의해 동시에 전송되므로 UE3는 msg3들을 중첩 수신하게 되어 결국 제대로 msg3를 수신을 못한 상황이 발생할 수 있다. 이 경우, UE3가 클러스터 헤드 A 와 클러스터 헤드 B가 존재하는 상황을 인지하고 있다는 가정하면， UE3는 msg4를 전송하여 각각에 대해서 NACK을 보고할 수 있다. 제시한 예시에서는 UE3가 양쪽 클러스터 헤드들로부터의 msg3 수신 타이밍을 각각 정확히 알고 있는 상태에서 공교롭게도 msg3 수신 타이밍이 겹치게 되는 시점에 동시에 msg3가 전송되어 층돌이 발생한 상황이라는 것을 파악할 수 있다는 가정이다. 이 경우 msg4는 클러스터 헤드 UE ID 혹은 가상 ID로 NACK을 스크램블링해서 전송하는 방식으로 피드백을 수행하는 것이 가능하다.
[230] ■ 부분 네트워크 커버리지 (part i al network coverage)
[231] 이하에서는 부분 네트워크 커버리지 상황에서 브로드캐스트 Tx UE가 커버리지 내에 존재하는 경우와 커버리지 밖에 존재하는 경우 각각에 대해서 D2D 통식 방식을 기술한다.
[232] 도 14 내지 도 16은 부분 네트워크 커버리지 하에서의 D2D 통신을 예시한 것이다. 구체적으로, 도 14는 D2D 브로드캐스트 UE가 커버리지 내부에 위치하는 경우이고, 도 15 및 도 16은 커버리지 밖에 위치하는 경우를 도시한 것이다.
[233] 도 14를 참조하면, 커버리지 내의 D2D 브로드캐스트 Tx UE , 간단히 Tx UE는 eNB와 연결 (connect i on)을 이루고 있기 때문에 자신이 비상 상황이라는 사실을 알리고 브로드캐스트를 전송할 수 있는 자원을 확보할 수 있다. 예를 들어 mSgl을 전송할 당시 예약된 자원 또는 프리앰블 인덱스를 사용하여 전송함으로써 비상 상황을 알릴 수 있고， msg2를 통해서 자원을 할당 받고， msg3를 송신함으로써 층돌이나 지연에 문제 없이 비상 메시지를 보낼 수 있다.
[234] 도 15를 참조하면， 커버리지 밖의 D2D Tx UE의 경우， 기본적으로 네트워크 내 UE의 중계 서비스를 받고 있다고 가정하면 동기 (synchroni zat ion)가 네트워크 기반으로 동작하고 있으며 필요 시에는 중계 노드를 거쳐 요구 사항을 전달할 수 있기 때문에, 사실상 eNB에 의해서 조정 (coordinat ion)이 된다고 가정될 수 있다. 따라서, 부분 네트워크 커버리지 하에서 D2D Tx UE가 커버리지 밖에 있는 경우， 상기 D2D Tx UE가 커버리지 내부에 위치할 때의 동작과 유사하게 msgl->msg2->msg3 순으로 브로드캐스트 메시지를 전달할 수 있다. 다만 Tx UE에서 중계 UE를 거쳐 eNB에게 msgl이 전달된다는 점이 D2D에 참여하는 UE들이 모두 네트워크 커버리지 내에 위치하는 경우와 다를 수 있다.
[235] 도 16을 참조하면， 커버리지 밖의 Tx UE가 개시 ( ini t i ate)한 msg3는 커버리지 내의 중계 UE에게 도달하고 상기 중계 UE는 브로드캐스트된 상기 msg3를 중계하는 역할을 할 수 있다. 심지어 eNB에까지 msg3가 전달되어 eNB까지 msg3 중계에 참여하는 동작으로 확대될 수 있다.
[236] 도 17은 본 발명을 수행하는 전송 장치 ( 10) 및 수신 장치 (20)의 구성요소를 나타내는 블록도이다.
[237] 전송 장치 (10) 및 수신 장치 (20)는 정보 및 /또는 데이터, 신호， 메시지 등을 나르는 무선 신호를 전송 또는 수신할 수 있는 무선 주파수 (radio frequency , RF) 유닛 (13， 23)과, 무선통신 시스템 내 통신과 관련된 각종 정보를 저장하는 메모리 (12， 22)， 상기 RF 유닛 ( 13 , 23) 및 메모리 (12， 22)등의 구성요소와 동작적으로 연결되어， 상기 구성요소를 제어하여 해당 장치가 전술한 본 발명의 실시예들 중 적어도 하나를 수행하도록 메모리 ( 12， 22) 및 /또는 RF 유닛 (13 ,23)을 제어하도록 구성된 (conf igured) 프로세서 ( 11， 21)를 각각 포함한다.
[238] 메모리 (12 , 22)는 프로세서 (11， 21)의 처리 및 제어를 위한 프로그램올 저장할 수 있고， 입 /출력되는 정보를 임시 저장할 수 있다. 메모리 (12， 22)가 버퍼로서 활용될 수 있다.
[239] 프로세서 (11， 21)는 통상적으로 전송 장치 또는 수신 장치 내 각종 모들의 전반적인 동작을 제어한다. 특힉， 프로세서 (11， 21)는 본 발명을 수행하기 위한 각종 제어 기능을 수행할 수 있다. 프로세서 (11 , 21)는 컨트롤러 (control ler ) , 마이크로 컨트를러 (microcontrol ler) , 마이크로 프로세서 (microprocessor) ,■ 마이크로 컴퓨터 (microcomputer) 등으로도 불릴 수 있다. 프로세서 (11， 21)는 하드웨어 (hardware) 또는 펌웨어 ( f i r賺 are) , 소프트웨어, 또는 이들의 결합에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어를 이용하여 본 발명을 구현하는 경우에는, 본 발명을 수행하도톡 구성된 ASICs (appl icat ion speci f ic integrated ci rcui ts) 또는 DSPs(digital signal processors) , DSPDs(digi tal signal processing devices) , PLDs( programmable logic devices) , FPGAsC f ield programmable gate arrays) 등이 프로세서 (400a, 400b)에 구비될 수 있다. 한편， 펌웨어나 소프트웨어를 이용하여 본 발명을 구현하는 경우에는 본 발명의 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈， 과정 또는 함수 등을 포함하도록 펌웨어나 소프트웨어가 구성될 수 있으며, 본 발명을 수행할 수 있도록 구성된 펌웨어 또는 소프트웨어는 프로세서 (11， 21) 내에 구비되거나 메모리 (12 , 22)에 저장되어 프로세서 (11， 21)에 의해 구동될 수 있다.
[240] 전송 장치 (10)의 프로세서 (11)는 상기 프로세서 (11) 또는 상기 프로세서 (11)와 연결된 스케즐러로부터 스케줄링되어 외부로 전송될 신호 및 /또는 데이터에 대하여 소정의 코딩 (coding) 및 변조 (modulat ion)를 수행한 후 RF 유닛 (13)에 전송한다. 예를 들어, 프로세서 (11)는 전송하고자 하는 데이터 열을 역다중화 및 채널 코딩, 스크램블링, 변조과정 등을 거쳐 vVlayer개의 레이어로 변환한다. 코딩된 데이터 열은 코드워드로 지칭되기도 하며， MAC 계층이 제공하는 데이터 블록인 전송 블록과 등가이다. 일 전송블록 (transport block, TB)은 일 코드워드로 코딩되며， 각 코드워드는 하나 이상의 레이어의 형태로 수신 장치에 전송되게 된다. 주파수 상향 변환을 위해 RF 유닛 ( 13)은 오실레이터 (osci l lator )를 포함할 수 있다. RF 유닛 ( 13)은 Λί개 (Λί는 1보다 이상의 양의 정수)의 전송 안테나를 포함할 수 있다.
[241] 수신 장치 (20)의 신호 처리 과정은 전송 장치 (10)의 신호 처리 과정의 역으로 구성된다. 프로세서 (21)의 제어 하에， 수신 장치 (20)의 RF 유닛 (23)은 전송 장치 (10)에 의해 전송된 무선 신호를 수신한다. 상기 RF 유닛 (23)은 Vr개의 수신 안테나를 포함할 수 있으며， 상기 RF 유닛 (23)은 수신 안테나를 통해 수신된 신호 각각을 주파수 하향 변환하여 (frequency down-convert ) 기저대역 신호로 복원한다. RF 유닛 (23)은 주파수 하향 변환을 위해 오실레이터를 포함할 수 있다. 상기 프로세서 (21)는 수신 안테나를 통하여 수신된 무선 신호에 대한 복호 (decoding) 및 복조 ( demodulat ion)를 수행하여， 전송 장치 (10)가 본래 전송하고자 했던 데이터를 복원할 수 있다.
[242] RF 유닛 (13， 23)은 하나 이상의 안테나를구비한다. 안테나는， 프로세서 (11， 21)의 제어 하에 본 발명의 일 실시예에 따라， RF 유닛 (13， 23)에 의해 처리된 신호를 외부로 전송하거나， 외부로부터 무선 신호를 수신하여 RF 유닛 ( 13, 23)으로 전달하는 기능을 수행한다. 안테나는 안테나 포트로 불리기도 한다. 각 안테나는 하나의 물리 안테나에 해당하거나 하나보다 많은 물리 안테나 요소 (element )의 조합에 의해 구성될 (conf igured) 수 있다. 각 안테나로부터 전송된 신호는 수신 장치 (20)에 의해 더 이상 분해될 수 없다. 해당 안테나에 대응하여 전송된 참조신호 (reference signal , RS)는 수신 장치 (20)의 관점에서 본 안테나를 정의하며， 채널이 일 물리 안테나로부터의 단일 (single) 무선 채널인지 혹은 상기 안테나를 포함하는 복수의 물리 안테나 요소 (element )들로부터의 합성 (composi te) 채널인지에 관계없이, 상기 수신 장치 (20)로 하여금 상기 안테나에 대한 채널 추정을 가능하게 한다. 즉， 안테나는 상기 안테나 상의 심볼을 전달하는 채널이 상기 동일 안테나 상의 다른 심볼이 전달되는 상기 채널로부터 도출될 수 있도록 정의된다. 복수의 안테나를 이용하여 데이터를 송수신하는 다중 입출력 (Mul t i- Input Mul t i -Out ut , MIM0) 기능을 지원하는 RF 유닛의 경우에는 2개 이상의 안테나와 연결될 수 있다.
[243] 본 발명의 실시예들에 있어서， UE는 상향링크에서는 전송 장치 (10)로 동작하고， 하향링크에서는 수신 장치 (20)로 동작한다. 본 발명의 실시예들에 있어서， eNB는 상향링크에서는 수신 장치 (20)로 동작하고， 하향링크에서는 전송 장치 ( 10)로 동작한다. 이하， UE에 구비된 프로세서， RF 유닛 및 메모리를 UE 프로세서， UE RF 유닛 및 UE 메모리라 각각 칭하고， eNB에 구비된 프로세서， RF 유닛 및 메모리를 eNB 프로세서， eNB RF 유닛 및 eNB 메모리라 각각 칭한다.
[244] 전송할 D2D 신호가 있는 D2D Tx UE의 UE 프로세서는 클러스터 헤드로 설정된 UE에 상기 D2D 신호의 전송을 위한 자원 할당을 요청을 생성하고， 상기 자원 할당 요청을 포함하는 msgl을 전송하도록 D2D Tx UE RF 유닛을 제어할 수 있다. D2D Tx UE 프로세서는 상기 D2D Tx UE RF 유닛으로 하여금 D2D 신호 전송에 필요한 제어 정보를 포함하는 msg2를 수신하도록 D2D Tx RF 유닛을 제어할 수 있다. 상기 D2D Tx UE 프로세서는 msg2 혹은 상기 제어 정보를 기반으로 상기 D2D 신호를 포함하는 msg3를 브로드캐스트 혹은 그룹캐스트하도록 상기 D2D Tx RF 유닛을 제어할 수 있다. 경우에 따라， 상기 D2D Tx UE 프로세서는 msg3에 대한 HARQ 응답을 수신하도록 D2D Tx UE RF 유닛올 제어할 수 있다.
[245] 전송할 D2D 신호가 있는 D2D Tx UE 프로세서는 클러스터 헤드가 되어 직접 msg3 전송을 위한 자원을 스케줄링할 수도 있다. 상기 D2D Tx UE 프로세서는 클러스터 헤드가 되겠다는 의사에 해당하는 정보를 포함하는 클러스터 헤드 결정 혹은 협상 신호를 브로드캐스트하도록 D2D Tx UE RF 유닛을 제어할 수 있다. 상기 클러스터 헤드 결정 /협상 신호는 상기 D2D 신호가 우선 순위가 가장 높음, 비상 호출에 대웅하는 우선 순위 레벨 및 /또는 비상 호출 지시자를 포함할 수 있다. 상기 D2D Tx UE 프로세서는 상기 D2D 신호의 전송을 위한 스케줄링을 수행할 수 있다. 예를 들어， 클러스터 헤드가 된 상기 D2D Tx UE 프로세서는 상기 D2D 신호의 전송을 위한 시간， 주파수 및 /또는 전력 등 무선 자원을 결정할 수 있다. 클러스터 헤드가 된 상기 D2D Tx UE 프로세서는 상기 무선 자원을 나타내는 정보를 포함하는 신호 흑은 메시지 (예, msg2)를 전송하도록 상기 D2D Tx UE RF 유닛을 제어할 수 있다. 상기 D2D Tx UE 프로세서는 상기 D2D 신호를 브로드캐스트할 UE 클러스터의 범위를 설정할 수 있고， 상기 UE 클러스터의 범위에 대한 정보를 전송하도록 상기 D2D Tx UE RF 유닛을 제어할 수 있다. 상기 D2D Tx UE 프로세서는 상기 UE 클러스터의 온 지속기간 혹은 오프 지속기간을 정할 수 있고， 상기 온 /오프 지속기간을 나타내는 정보를 전송하도록 상기 D2D Tx UE RF 유닛을 제어할 수 있다. 상기 D2D Tx UE 프로세서는 상기 D2D Tx UE RF 유닛으로 하여금 상기 무선 자원을 이용하여 상기 D2D신호를 포함하는 msg3를 전송하도록 할 수 있다. [246] D2D Rx UE의 UE 프로세스는 D2D Rx UE의 RF 유닛을 제어하여 msg2를 모니터링 혹은 검출할 수 있다. D2D Rx UE 프로세서는 msg2 혹은 msg2에 포함된 제어 정보를 기반으로 D2D 신호를 포함하는 msg3를 수신하도록 상기 D2D Rx UE RF 유닛을 제어할 수 있다. 상기 D2D Rx UE 프로세서는 msg3의 수신을 위한 제어 파트 (PDCCH/EPDCCH)에 대한 CRC 확인을 수행할 수 있다. 상기 D2D Rx UE 프로세서는 CRC 확인에 성공하면 ACK을 실패하면 NACK을 전송하도록 상기 D2D Rx UE RF 유닛을 제어할 수 있다.
[247] 상술한 바와 같이 개시된 본 발명의 바람직한 실시예들에 대한 상세한 설명은 당업자가 본 발명을 구현하고 실시할 수 있도록 제공되었다. 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만， 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서， 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라， 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다.
【산업상 이용가능성】
[248] 본 발명의 실시예들은 무선 통신 시스템에서， 기지국 또는 사용자기기， 기타 다른 장비에 사용될 수 있다.

Claims

【청구의 범위】
【청구항 11
네트워크 밖의 사용자기기가 장치-대 -장치 (devi ce-to-devi ce , D2D) 신호를 전송함에 있어서,
미리 설정된 자원을 이용하여 제 1 메시지를 복수의 사용자기기를 포함하는 클러스터의 클러스터 헤드에 전송;
상기 클러스터 헤드로부터 상기 D2D 신호의 전송을 위한 제어 정보를 포함하는 제 2 메시지를 수신； 및
상기 제어 정보를 바탕으로 상기 D2D 신호를 전송하는 것을 포함하는， D2D 신호 전송 방법 .
【청구항 2】
거 U 항에 있어서,
상기 제 1 메시지는 상기 D2D 신호를 위해 예약된 프리앰블 시퀀스를 이용하여 전송되는，
D2D 신호 전송 방법 .
【청구항 3】
제 1 항에 있어서，
상기 제 1 메시지는 상기 D2D 신호를 위해 예약된 프리앰블 시뭔스를 이용하여 전송되는，
D2D 신호 전송 방법 .
【청구항 4】
제 1 항에 있어서，
상기 D2D신호는 브로드캐스트되는，
D2D 신호 전송 방법 .
【청구항 5】
네트워크 밖의 사용자기기가 장치-대 -장치 (devi ce-to-devi ce , D2D) 신호를 전송함에 있어서，
무선 주파수 (radio frequency, RF) 유닛과 상기 RF 유닛을 제어하도록 구성된 프로세서를 포함하되 , 상기 프로세서는:
미리 설정된 자원을 이용하여 제 1 메시지를 복수의 사용자기기를 포함하는 클러스터의 클러스터 헤드에 전송하도록 상기 RF 유닛을 제어; 상기 클러스터 해드로부터 상가 D2D 신호의 전송을 위한 제어 정보를 포함하는 제 2 메시지를 수신하도록 상기 RF 유'닛을 제어; 및 상기 제어 정보를 바탕으로 상기 D2D 신호를 브로드캐스트하게 상기 RF 유닛을 제어하도록 구성된,
사용자기기.
【청구항 6】
네트워크 밖의 사용자기기가 장치-대ᅳ장치 (devi ce-to-devi ce , D2D) 신호를 전송함에 있어서,
상기 사용자기기가 복수의 사용자기기를 포함하는 클러스터의 클러스터 헤드가 되고자 함을 나타내는 지시자를 포함하는 클러스터 헤드 결정 신호를 전송; 상기 D2D 신호의 전송을 위한 제어 정보를 전송; 및
상기 제어 정보를 바탕으로 상기 D2D신호를 전송하는 것을 포함하는，
D2D신호 전송 방법 .
【청구항 7】
제 6 항에 있어서,
상기 클러스터 헤드 결정 신호는 상기 D2D 신호에 대응하는 우선 순위 레벨을 포함하는，
D2D 신호 전송 방법 .
【청구항 8】
제 6 항에 있어서，
상기 클러스터의 생성을 알리는 정보를 전송하는 것을 더 포함하는，
D2D신호 전송 방법 .
【청구항 9]
제 6 항에 있어서，
상기 클러스터의 온 흑은 오프 지속기간 정보를 전송하는 것을 더 포함하는, D2D 신호 전송 방법ᅳ
【청구항 10】
제 6 항에 있어서，
상기 D2D신호는 브로드캐스트되는，
D2D신호 전송 방법 .
【청구항 11】
네트워크 밖의 사용자기기가 장치-대ᅳ장치 (devi ce-to-devi ce , D2D) 신호를 전송함에 있어서，
무선 주파수 ( radi o frequency , RF) 유닛과 상기 RF 유닛을 제어하도록 구성된 프로세서를 포함하되， 상기 프로세서는:
상기 사용자기기가 복수의 사용자기기를 포함하는 클러스터의 클러스터 해드가 되고자 함을 나타내는 지시자를 포함하는 클러스터 해드 결정 신호를 전송하도록 상기 RF 유닛을 제어; 상기 D2D 신호의 전송을 위한 제어 정보를 전송하도록 상기 RF 유닛을 제어; 및 상기 제어 정보를 바탕으로 상기 D2D 신호를 전송하게 상기 RF 유닛을 제어하도록 구성된，
사용자기기.
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US61/843,889 2013-07-08
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