WO2015002437A1 - 유사 랜덤 액세스 프로시저를 이용한 단말 간 직접 통신 방법 및 이를 위한 장치 - Google Patents

유사 랜덤 액세스 프로시저를 이용한 단말 간 직접 통신 방법 및 이를 위한 장치 Download PDF

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WO2015002437A1
WO2015002437A1 PCT/KR2014/005858 KR2014005858W WO2015002437A1 WO 2015002437 A1 WO2015002437 A1 WO 2015002437A1 KR 2014005858 W KR2014005858 W KR 2014005858W WO 2015002437 A1 WO2015002437 A1 WO 2015002437A1
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message
receiving
msg3
broadcast
base station
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PCT/KR2014/005858
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김학성
서한별
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엘지전자 주식회사
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    • H04W76/10—Connection setup
    • H04W76/14—Direct-mode setup

Definitions

  • the present invention relates to a wireless communication system, and more particularly, to a method and apparatus for transmitting and receiving signals using direct communication between terminals in a wireless communication system.
  • FIG. 1 is a diagram schematically illustrating an E-UMTS network structure as an example of a wireless communication system.
  • E— UMTS (Evolved Universal Mobile Telecommunications System) is an evolution from the existing UMTSdJniversal Mobile Telecommunications System (UMTSd), 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 located at an end of a user equipment (UE) and a base station (eNode B), an access gateway connected to an external network by access to an external network.
  • UE user equipment
  • eNode B base station
  • a base station can transmit multiple data streams simultaneously for broadcast service, multicast service and / or unicast service.
  • the cell is set to one of bandwidths such as 1.25, 2.5, 5, 10, 15, and 20 MHz to provide downlink or uplink transmission service to multiple terminals. to provide. Different cells may be configured to provide different bandwidths.
  • the base station controls data transmission and reception for a plurality of terminals.
  • the base station transmits downlink scheduling information on downlink (DL) data and informs the user equipment of time / frequency domain, encoding, data size, HARQCHybr id Automat ic Repeat and reQuest) information, etc. .
  • the base station transmits uplink scheduling information to uplink (UL) data for uplink (UL) data and informs the user equipment of time / frequency domain, encoding, data size, HARQ related information, etc. available to the user equipment.
  • An interface for transmitting user traffic or control traffic may be used between base stations.
  • the core network (CN) may be composed of an AG and a network node for user registration of the terminal.
  • the AG manages the mobility of the UE in units of a tracking area (TA) composed of a plurality of cells.
  • 2 is a conceptual diagram of direct communication between terminals.
  • UE1 and UE2 perform direct communication between terminals, and UE3 and UE4 also perform direct communication between terminals.
  • 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 terminals is referred to as device-to-devi ce (D2D) communication.
  • D2D device-to-devi ce
  • a method for a UE to perform D2D (devi ce-to-devi ce) communication in a wireless communication system wherein one of a predetermined number of D2D communication signatures (s ignature) is transmitted to a base station. the randomly selected by predetermined time - sending a first message via a resource randomly selected from a frequency resource, and to receive a second message that • a control information for transmission D2D broadcast or group multicast signal from the base station, and wherein The third message including the D2D broadcast or group cast signal is transmitted to at least one receiving terminal by using the control information received through the 2 message, and the third message retransmission request signal is received from at least one of the at least one receiving terminal certificate. Receiving, wherein retransmission of the third message is to a device other than the transmitting terminal. Propose a D2D communication is performed.
  • a base station assists device-to-device (D2D) communication of a transmission terminal (UE), and includes a predetermined number of D2D communication signatures from the transmission terminal. And receiving a signature of any one of a) through a predetermined time-frequency resource, transmitting a second message to the transmitting terminal, the second message including control information for transmitting a D2D broadcast or groupcast signal, and receiving at least one received signal.
  • the third message including the D2D broadcast or group cast signal is transmitted to the terminal, and the third message retransmission request signal is received from at least one of the one or more receiving terminals, the third message is retransmitted on behalf of the transmitting terminal.
  • D2D device-to-devi ce
  • FIG. 1 is a diagram schematically illustrating an E-UMTS network structure as an example of a wireless communication system.
  • 2 is a conceptual diagram of direct communication between terminals.
  • 3 is a diagram for explaining physical channels used in a 3GPP system and a general signal transmission method using the same.
  • 4 and 5 are diagrams for describing in detail the random access procedure to be used in the present invention.
  • 6 and 7 illustrate a procedure of performing D2D communication through a pseudo random access procedure according to an example of the present invention.
  • 8 to 10 illustrate a procedure for performing D2D communication through a pseudo random access procedure according to another example of the present invention.
  • 11 is a view for explaining another example of using msg4 according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a diagram for explaining a situation in which two or more terminals attempt to broadcast at the same time, causing a layer turnover.
  • FIG. 13 illustrates a method of lowering a coding rate of ms g 3 according to an aspect of the present invention.
  • 17 to 19 are diagrams for explaining a receiving end combining process of msg3.
  • 20 is a diagram for describing a reception equalization procedure of an Rx UE when the eNB plays a role of relaying msg3. .
  • FIG. 21 illustrates a method in which a transmitting terminal informs an eNB of a successful reception of msg3 reception from a receiving terminal through msg4.
  • FIG. 22 illustrates that the base station receives feedback of whether msg 3 has been successfully received through msg 4 directly from the receiving terminal.
  • FIG. 23 is a diagram for explaining a concept of linking msg4 transmission resources to various transmissions according to an example of the present invention.
  • 24 is an illustration of a block diagram of a communication device according to an embodiment of the present invention.
  • D2D communication requires a method for quickly transmitting a signal without delay in an emergency situation, and the present specification is intended to provide a method for meeting such a demand.
  • the operation of the LTE system to which the present invention can be applied is considered, and a method for efficiently performing D2D communication using the RACH procedure in the LTE system is presented.
  • FIG. 3 is a diagram for describing physical channels used in a 3GPP system and a general signal transmission method using the same.
  • the terminal synchronizes with the base station when the power is turned on or enters a new cell.
  • An initial cell search operation is performed (S301).
  • the UE may receive a Primary Synchronization Channel (P-SCH) and a Secondary Synchronization Channel (S-SCH) from the base station to synchronize with the base station and obtain information such as a cell ID. have.
  • the terminal may receive a physical broadcast channel from the base station to obtain broadcast information in a cell.
  • the terminal may receive a downlink reference signal (DL RS) in the initial cell search step to confirm the downlink channel state.
  • DL RS downlink reference signal
  • the UE which has completed the initial cell search receives a physical downlink control channel (PDCCH) and a physical downlink control channel (PDSCH) according to the information carried on the PDCCH for a more specific system.
  • Information can be obtained (S302).
  • the terminal may perform a random access procedure (Random Access Procedure) for the base station (steps S303 to S306).
  • the UE may transmit a specific sequence to the preamble through a physical random access channel (PRACH) (S303 and S305), and may receive a response message for the preamble through the PDCCH and the Daesung PDSCH ( S304 and S306).
  • PRACH physical random access channel
  • a content ion resolution procedure may be additionally performed.
  • the UE After performing the above-described procedure, the UE performs a PDCCH / PDSCH reception (S307) and a physical uplink shared channel (PUSCH) / physical uplink control channel as a general uplink / downlink signal transmission procedure.
  • Physical Uplink Control Channel (PUCCH) transmission (S308) may be performed.
  • the terminal receives downlink control information (DCI) through the PDCCH.
  • DCI downlink control information
  • the DCI includes control information such as resource allocation information for the terminal, and the format is different according to the purpose of use.
  • the control information transmitted by the terminal to the base station through the uplink or received by the terminal from the base station includes a downlink / uplink ACK / NACK signal, Channel Quality Indi cator (CQ I), PMK Precoding Mat index (RQ), RKRank Indi cator), and the like.
  • the terminal may transmit the above-described control information such as CQI / PMI / RI through the PUSCH and / or PUCCH.
  • 4 and 5 are diagrams for describing in detail the random access procedure to be used in the present invention.
  • a case where the UE performs a random access process may be as follows.
  • the contention-free random access process may be used only when requested by the above-described handover process or a command of the base station.
  • the process of the UE performing random access with a specific base station is largely performed by (1) the UE transmitting a random access preamble to the base station (hereinafter, if there is no shaking, transmitting the “first message (message 1)”). ), (2) receiving a random access response from the base station based on the transmitted random access preamble (hereinafter, if there is no shaking, receiving a “second message”), and (3) in the random access response message. Transmitting an uplink message using the received information (hereinafter, if there is no shaking) Message (message 3) " transmission step " and (4) receiving a message for the uplink message from a base station (hereinafter, if there is no shaking, " receiving a " fourth message 4 " .
  • the non-contention based random access procedure may be performed in (1) the case of the handover procedure and (2) the case requested by the command of the base station.
  • the contention-based random access procedure may be performed.
  • Methods of receiving the random access preamble include a method through a handover command and a method through a PDCCH command. Through this, the UE is allocated a random access preamble (S401).
  • the terminal transmits the preamble to the base station after receiving the random access preamble assigned only to the base station, as described above (S402).
  • the terminal After transmitting the random access preamble as in step S402, the terminal attempts to receive its random access response within the random access response response window indicated by the system information or the handover command (S403).
  • the random access response information may be transmitted in the form of MAC PDUCMAC Packet Data Units, and the MAC PDU may be transmitted through PDSCH (Phys i cal Downl Ink Shared CHaneel).
  • PDSCH Physical Downl Ink Shared CHaneel
  • the terminal monitors a PDCCH (Physical Down Ink Control Channel).
  • the PDCCH preferably includes information of a terminal that should receive the PDSCH, frequency and time information of radio resources of the PDSCH, and a transmission format of the PDSCH.
  • the random access transmitted to the PDSCH according to the information of the PDCCH
  • the response can be properly received.
  • the random access response includes a random access preamble identifier (ID; for example, random access preamble identifier if RA), an uplink grant (UL Grant) indicating an uplink radio resource, a temporary cell identifier ( Temporary C-RNTI) and Timing Advance Command (TAC) may be included.
  • ID random access preamble identifier
  • UL Grant uplink grant
  • Temporary C-RNTI Temporary C-RNTI
  • TAC Timing Advance Command
  • the reason why the random access preamble identifier is required in the random access answer is that the UL grant may include random access answer information for one or more terminals. This is because it is necessary to inform which UE the temporary C-RNTI and the TAC are 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 process of a terminal and a base station in a contention-based random access process.
  • the UE may randomly select one random access preamble from a set of random access preambles indicated by system information or a handover command, and transmit a random access preamble.
  • a physical RACH resource may be selected and transmitted (S501).
  • the method of receiving random access voice answer 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 base station attempts to receive its random access response within the random access response response window indicated by the system information or the handover command.
  • the PDSCH is received through the -RNTI information (S402). This allows uplink grant (UL Grant), temporary cell identifier (Temporary C-RNTI), and time synchronization correction value. (Timing Advance Command: TAC) and the like.
  • the terminal When the terminal receives a random access answer valid for itself, the terminal processes the information included in the random access response. That is, the terminal applies the TAC, and stores the temporary C—RNTI.
  • the UL grant transmits data (ie, a third message) to the base station (S403).
  • the third message should include the identifier of the terminal.
  • the base station In the contention-based random access process, the base station cannot determine which terminals perform the random access process, since the terminal needs to be identified in order to resolve the floor later.
  • Two methods have been discussed as a method of including the identifier of the terminal.
  • the first method if the UE already has a valid SAL identifier allocated in the corresponding cell before the random access procedure, the UE transmits its SAL identifier through an uplink transmission signal for the UL grant.
  • the UE transmits its own unique identifier (eg, S-TMSI or random IE Random Id). In general, the unique identifier is longer than the cell identifier. If the terminal transmits data corresponding to the UL approval, it starts a timer (content ion resolut ion t imer) for conflict resolution.
  • the terminal After the terminal transmits data including its identifier through the UL grant included in the random access answer, the terminal waits for an instruction of the base station to resolve 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 cell 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 terminal determines that the random access process is normally performed, and ends the random access process.
  • the conflict resolution timer expires
  • the terminal determines that the random access procedure is normally performed, and ends the random access procedure.
  • Resources for D2D communication may be allocated from a base station.
  • the transmitting terminal may transmit a signal to one or more receiving terminal (s).
  • a transmitting terminal randomly accesses a base station and proposes a method of initiating D2D communication.
  • a method for realizing direct communication between terminals of a broadcast, groupcast, or group communication service method by changing first to fourth messages of an existing random access procedure as follows. Suggest.
  • the first to fourth messages may be represented by msgl, msg2, msg3, and msg4.
  • msgl, msg2, msg3, and msg4 refer to information or signals transmitted in the following steps.
  • the steps below are a general procedure for several proposed methods, and the procedures may not be exactly the same for certain proposed methods. 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 predetermined rule.
  • the signal mentioned here can be called msgl for convenience.
  • This signal may be delivered from a D2D UE to a particular eNB, and depending on the method, other D2D UEs may receive msgl (overhearing).
  • Msgg (Step 2):
  • Step 2 is a response of the base station to step 1, the information required for the D2D UE requesting step 1 to transmit a broadcast / groupcast signal corresponding to Msg3 (for example, resource allocation, power control, timing advanced ( t iming advance, CP length, etc.).
  • the signal mentioned here can be called msg2.
  • Step 3 is a process of transmitting a broadcast / groupcast signal to a D2D Rx UE by a D2D broadcast / groupcast transmission terminal (Tx UE) requesting step 1.
  • Tx UE D2D broadcast / groupcast transmission terminal
  • it may be limited to a limited D2D receiving terminal (Rx UE) (UE group) (limited to a receiving target).
  • the base station may receive and perform an appropriate corresponding operation (eNB incremental or repeated transmission instead).
  • the signal mentioned here can be called msg3.
  • Step 4 is an operation to assist in the normal execution of step 3, and in step 3, if the signal is well received or if it is incorrectly received, the related operation is performed according to what channel is received incorrectly.
  • the base station may broadcast / groupcast the message msg3 transmitted in step 3 to the D2D Rx UEs or the Rx UE group at the time of step 4 transmission.
  • the signal mentioned here may be referred to as msg4.
  • 6 and 7 illustrate a procedure of performing D2D communication through a pseudo random access procedure according to an example of the present invention.
  • the Tx UE sets a preset resource for initiating D2D communication.
  • Msgl similar to the random access preamble may be transmitted to the eNB.
  • 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 Msg2 including information such as resource allocation for Msg3 transmission of the Tx UE to the Tx UE as a response to Msgl.
  • 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 inform whether Msg3 has been successfully received.
  • the serving eNB transmits Msg3 to a predetermined Rx UE group in place of the Tx UE.
  • the Rx UEs receiving this may transmit, to the eNB, whether Msg3 is successfully received or not, through Msg4.
  • 8 to 10 illustrate a procedure 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. However, FIG. 8 further illustrates a process in which the serving eNB also receives Msg3 transmitted by the Tx UE and transmits Msg4 as necessary. As described above, as the eNB receives Msg3, not only the Tx UE but also the eNB may be a subject of retransmission for the HARQ retransmission request as described below.
  • FIG. 9 illustrates a scheme in which a Tx UE and an eNB transmit / selectively broadcast / groupcast signals (Ms g 3). That is, the eNB can relay the Msg3 of the Tx UE, and through this, the Rx UEs can combine signals of two paths. This may be transmitted together as shown in the figure after delivering the broadcast / groupcast signal information to the eNB or after the eNB is overhear so that the Rx UEs may combine the corresponding signal.
  • Ms g 3 groupcast signals
  • FIG. 9 illustrates that an eNB relays a signal of a Tx UE, but this may be another device as well as an eNB.
  • the time point when the Tx UE transmits (broadcasts) msg3 and the time point when the eNB transmits msg4 may be set differently.
  • the eNB relays the Msg4 including the Msg3 to the Rx UEs. In this case, the Tx UE may repeatedly transmit msg3 at the corresponding time point.
  • the eNB since the same frequency is used, when the Tx UE is transmitted and the eNB is also transmitted at the time of the msg3 transmission, the eNB should receive the msg3 from the Tx UE and simultaneously transmit the msg3. Difficulties can be considered undesirable. However, since TDD can be implemented not to transmit at the same time, it is also possible to receive and store signals transmitted at different points in time, and to increase coding gain by using chase combining or incremental redundancy. . In this regard, the purpose of delivering the broadcast message to the Rx UE in one msg3 transmission and the purpose of delivering the msg3 message / content to the eNB (for relaxing a broadcast) may be simultaneously realized.
  • FDD uses the D2D UL spectrum and eNB uses the DL spectrum, it is more free in time design. It is even possible to receive the msg3 from the D2D Tx UE and simultaneously perform a service that relays the msg3. Therefore, when designing a view point, there may be a part in which FDD can reduce l atency compared to TDD.
  • the Tx UE simultaneously transmits msg3 at the msg4 transmission time point of the eNB.
  • signals transmitted from different transmitters on the same frequency are combined and received, thereby obtaining a signal combining gain.
  • There is a simple method of transmitting in the same format it is also possible to superposit ion coding, or a combination thereof.
  • the msg 4 illustrated in this example may be different from that of msg 4 in another example. If you think msg4 is msg3's answer in the Tx UE position, the timing of msg4 reception of Tx UE (when D2D msg4 is determined in advance like RCH message 4 transmission / reception) and msg4 transmission time including eNB's msg3 should be different. will be.
  • msg 4 illustrated for delivery to the Rx UE including Msg3 of the Tx UE may be distinguished by being referred to as msg 5 when msg 4 in another example is used.
  • the Tx UE may increase the gain by transmitting msg3 together at the same time. If another format of ms5 is transmitted, the Tx UE is also expected to obtain the same combining gain if the msg5 is generated and transmitted in the same format. In this case, the transmission may be repeatedly transmitted several times in consideration of the paging and DRX periods of the Rx UE, thereby enabling the Rx UE to wake up from the sleep mode and receive such a broadcast signal at least once.
  • FIG. 10 shows an example in which a broadcast / groupcast signal generation is performed by a transmitting UE, but transmitting signals to actual Rx UEs by an eNB. That is, the eNB may receive information to be broadcast from the D2D Tx UE through Msg3 and operate in a manner in which the eNB directly broadcasts / groupcasts to the Rx UEs. This is advantageous in reducing the power consumption of the Tx UE.
  • a scheme of sending a broadcast message to msgl may also be considered.
  • Msg3 may be the most important communication content in practicing the embodiments of the present invention, and therefore, it is desirable to deliver it most reliably.
  • MIB Master Informat Ion Block
  • the broadcast Rx UE may receive and combine it, thereby improving performance.
  • a UE receiving a broadcast signal should receive msg 3 even if it does not transmit msgl.
  • information necessary for receiving msg3 (information received by the broadcast Tx UE) is preferably transmitted to the broadcast Rx UE through an appropriate method (for example, msg2, higher layer signal, etc.).
  • an appropriate method for example, msg2, higher layer signal, etc.
  • Msg4 it is desirable to know this information in advance because it is masked by C-RNTI. It is preferable that the broadcast Rx UE knows the O-RNTI information in advance, assuming that the TC-RNTI is confirmed through Msg2 in the Msg2 and becomes the C-R TI, and msg 4 is transmitted using this value. This information can be informed in advance through higher layer signals. Alternatively, if a separate UE ID for the D2D broadcast signal is defined (ie reserved C-RNTI), msg4 demodulation may be possible by informing the broadcast Rx UE of this value in advance.
  • RNTI is informed via msg2, there must be an assumption that the TC-RNTI used in msg2 will be used as the ORNTI, or if the TC-RNTI has been resolved and verified (resolve & conf i rm), a separate reserved RNTI must be used. It is desirable to inform via ms g 2 or higher layer signal that msg 4 will be sent. In the case of Msg3, the same content may be repeated to implement the HARQ operation.
  • a failure occurs because the UE that sent msg3 in the association operation did not properly receive msg4 (there is a failure of msg4 PDCCH reception and a msg4 PDSCH reception failure, in this case msg4 PDSCH reception failure), retransmission of msg3 A process may be required.
  • the msg4 PDCCH is not received, it is preferable to return to msgl transmission again.
  • a ms g 3 retransmission request may be delivered to the broadcast Tx UE.
  • a groupcast UE requires HARQ ACK / NACK for a transmission msg. Therefore, in case of groupcast, it is preferable that information for requesting retransmission is delivered to the Tx UE.
  • the Tx UE may be delivered to the target to receive the retransmission packet without being delivered to the Tx UE.
  • an eNB may take over this role. Or other relay UEs in close proximity may do this retransmission.
  • the process delivered to the Tx UE may also be directly delivered to the Tx UE or indirectly.
  • the eNB or another D2D UE may indirectly inform the Tx UE of an error, retransmission, and the like.
  • the procedure may be restarted from msgl retransmission instead of tnsg3.
  • the method of conveying this information may use all the methods described above.
  • a method of not feeding back an error of a received msg may be more preferable. It may not be necessary to know that some of the subjects did not receive as much as it is delivered to an unspecified majority. If broadcast If a signal is to be transmitted between salaries, a different form of resource allocation and delivery may be required.
  • the Msg3 transmission can be made to require no response, but can be implemented to require a response.
  • HARQ response may be received for the transmitted packet. In this case, it should be determined how and to whom to send HARQ answer. If point to point HARQ is considered, ACK / NACK may be fed back to the transmitter. Similarly, even in the case of a broadcast signal, the Tx UE may be informed whether the reception is successful.
  • the cluster head may combine ACK / NACK from multiple Rx UEs and deliver a final decision value to the Tx UEs.
  • the Tx UE delivers the same packet to a plurality of group UEs, the Tx UE may be implemented by the above-described method. However, in the case of delivering different paddles to different UEs, it is desirable to manage HARQ operation for each link individually.
  • the UE (DRX mode) in the idle mode may not hear the broadcast message. Therefore, when the cluster head receives msgl, it will have to wake the idle mode UE to indicate when msg3 will be sent. You can also wake up using existing paging. In this case, there will be a delay, and the timing of msg3 transmission should be determined in consideration of this.
  • ms g 3 is transmitted at n + k (for example, k> 4 or 5 or 6..). But in one embodiment of the present invention, msg 3 is a state where an idle mode UE can hear. Time to be taken into account do. To reduce this delay, D2D-enabled UEs will be able to operate more efficiently by introducing new paging with less delay.
  • Msg3 reception failure may be classified into a control part (PDCCH / EPDCCH) error scenario o and a data part (PDSCH / PUSCH) error situation when msg3 is configured and transmitted as a control part (PDCCH) and a data part (PDSCH).
  • the data part is a part to which the HARQ operation can be applied.
  • control part performs a CRC check (for example, assumes a masked control part (PDCCH or EPDCCH) based on a virtual ID)
  • a feedback is provided for ACK and a NACK is fed back if it fails.
  • Feedback of this signal can be named msg4. That is, it is used to determine whether to receive not only the msg3 control part but also the data part using msg4 (as an alternative information for confirming whether or not msg3 is received).
  • the control part-based error check method can be further divided.
  • an error may occur because the data part (for example, msg3 PDSCH or PUSCH) cannot be decoded. In this case, it may also be used for notifying the final decoding success through mS g4. However, it may not be necessary to confirm the final information acquisition due to the nature of the broadcast group cast. That is, even if only control information such as control part (PDCCH / EPDCCH) is transmitted, and even if it is returned based on this, it may be divided into broadcast or groupcast management.
  • control information such as control part (PDCCH / EPDCCH)
  • control part (PDCCH / EPDCCH) error
  • another format of control information transfer method may be used instead of PDCCH / EPDCCH.
  • the control part can even be configured in the form of preamble and control message formats, similar to PDCCH / EPDCCH but with different basic units (eg, REG, CCE, eCCE). Division "(aggregat ion) method, the mapping method may be different.
  • Msg4 may be required even in an Out-NW situation. This can be used to determine whether at least the above mentioned msg3 is a stone. However, whether or not it is necessary for mes4 to check the successful decoding of msg3 in an out-network situation may vary.
  • a signal indicating only whether it is correctly detected may be transmitted to msg4.
  • control information is separately encoded in Msg3, it may also be possible to encode a Tx UE ID.
  • Tx UE ID there are several receivers of msg3, so the meaning of msg3 collision will be different.
  • UE1-UE2-UE3-UE4 If UE1 and UE5 transmit msg3 on the same resource at the same time in order of UE5, UE2 and UE4 each succeed in receiving msg3 from the nearest UE while UE3 fails to receive both. The situation may arise.
  • FIG. 11 is a diagram for explaining another example of using msg4 according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a diagram for explaining another example of using msg4 according to an embodiment of the present invention.
  • UE3 may have a situation where msg3 is simultaneously transmitted from two Tx UEs and overlapped and thus cannot be properly received. .
  • UE3 may send msg4 and report NACK for each (assuming UE3 is aware of a situation in which cluster heads A and B exist).
  • msg4 can be fed back by scrambled with cluster head UE ID and virtual ID while transmitting NACK.
  • FIG. 12 is a view for explaining a situation in which collision occurs due to two or more terminals attempting to broadcast simultaneously in an example of the present invention.
  • the first D2D Tx UE 1110 and the second D2D Tx UE 1120 may simultaneously transmit Msgl to Msg4 along with a pseudo random access process to start D2D broadcasting to the eNB.
  • Msgl transmitted by the first D2D Tx UE 1110 and Msgl transmitted by the second D2D Tx UE 1120 do not distinguish Tx UEs like random access preambles in LTE, and may be identified only by Msgl transmission timing and frequency. In this case, the eNB may not distinguish between the two and may transmit the Msg2.
  • This layer stone can be solved similarly to LTE through Msg3 and Msg4 exchanges with the eNB.
  • collision resolution may be performed by Msg4 transmission of an x UE as well as a dolmen resolution procedure with an eNB. That is, the Rx UE 1130 that recognizes that the broadcast signals of two or more Tx UEs collide with each other also proposes that the layer can be resolved by transmitting Msg4.
  • the Msgl is similar to the random access preamble of LTE.
  • the transmission terminal arbitrarily selects any signature among predetermined signatures received through system information, and determines a predetermined time-frequency resource. It is proposed to transmit through a randomly selected resource.
  • the system information on 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.
  • D2D-PRACH-ConfigSIB SEQUENCE ⁇
  • the number A of the root index, the number B of the physical configuration B, the number C of the configuration of the zeroCorrelation Zone, and the number D of the frequency offset may be any number as necessary.
  • this is exemplary and some of the above-described system information may be omitted.
  • Msg 2- (the role of msg2 as a scheduling command)
  • two cases are distinguished and described under the assumption that normal scheduling and (urgent) broadcasting scheduling commands may be different.
  • the way in which each bit field is interpreted may be implemented according to the purpose. You can decode first and put an indicator field (for example, 1 bit) that distinguishes between (urgent) broadcast and general scheduling.
  • the 1-bi t CSI request is not likely to be actually used for D2D broadcasting, it may be set to a specific bit and used as a bit for virtual coding to obtain a coding gain.
  • Or (Critical) broadcast / group could be used as an indicator for the purpose cast distinguishing 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 deliver and a reception response thereto.
  • a procedure and techniques to be introduced in order to efficiently deliver a broadcast message will be further described.
  • the LTE broadcast message is typically PBCH, and delivers system information.
  • MIB messages are very low using iterative coding given their importance. Maintain co-rate rate.
  • msg3 which is a D2D broadcast message.
  • n l, 2, .., N_repetiton, higher layer or physical layer signal
  • FIG. 13 illustrates a method of lowering a coding rate of msg3 according to an aspect of the present invention.
  • one method for lowering a coding rate in a receiving terminal is to use HARQ mechani sm so that the Tx UE can repeatedly repeatedly transmit or to transmit a device such as an eNB or a repeater receiving msg 3 as described above. There is a way to relay them. That is, the ⁇ UE may perform retransmission or repetitive transmission, retransmission or repetitive transmission through the eNB, or both together.
  • FIG. 13 shows an example in which an Rx UE combines and receives msg3 transmitted from both an eNB and a Tx UE.
  • Tx UE msg3 transmission of Tx UE uses UL band in case of FDD, and tnsg3 relayed by eNB uses DL band. And eNB repeat msg3 transmission time need not necessarily be the same. By combining msg3 delivered in different bands, a meaningful coupling gain can be obtained.
  • the Tx UE and the eNB do not need to mandate synchronized transmission or repetition, but if possible, sending at the same time may be more efficient in terms of resource consumption.
  • FIGS. 14 to 16 illustrate the effects of repetitive transmission according to the present embodiment. Specifically, FIGS. 14 to 16 illustrate a case in which msg3 is transmitted twice, but no successful answer is sent to msg3 for the third time.
  • a D2D Tx UE directly performs repeated transmission because there is no relay service such as an eNB.
  • This repetitive transmission is repeated so that a plurality of UEs can receive the paging signal at the same time because of the characteristics of the paging signal in another embodiment of the present invention, so that each time a waking is performed in units of paging groups.
  • HARQ recovery process is related to the same RV or other RVs to be combined at the receiving end.
  • FIG. 14 illustrates a case in which an eNB does not participate in relay transmission
  • FIG. 15 illustrates a case in which eNB and Tx UE both participate in retransmission.
  • the first msg3 transmitted from the Tx UE and the second msg3 transmitted from the eNB are signals transmitted in different time points and different spaces, but if properly combined with each other, decoding performance may be improved. For example, by using chase combining or incremental redundancy at the receiving end, coding gain can be increased.
  • msg3 is either at different time points, at the same time point, transmitted at the same transmission point, transmitted at different transmission points, or both at an appropriate process (e.g. CC, 'IR) at the receiving end. And buffering management can greatly increase the probability of successful demodulation.
  • the Tx UE transmits msg3 to the eNB first by using a separate resource and channel directly, and when the D2D Tx UE broadcasts msg3, the eNB overhears the information and thus decodes it. It is also possible to participate in retransmissions. In this case, it is desirable to transmit a response signal to the Tx UE, by giving special information to the Tx UE and saying, "I have received msg3 well and will participate in retransmission later when an error occurs.” Such a signal may be realized through a higher layer signal as well as a physical layer.
  • 17 to 19 are diagrams for explaining a receiving end combining process of msg3.
  • the receiving end may buffer msg3 and take a CC or IR operation with the next arriving msg3 to obtain an appropriate result value. Considering the case of success after being transmitted many times, the following two operations will be possible.
  • a (CC or IR is performed on the value 0 and msg3.a (i-l) previously received. The result is used as the input value of CC or IR in the next step.
  • CC or IR may be performed in various forms. In this case, the following CC or IR may be performed.
  • msg3. a0, msg3. bl, msg3. b2 may perform CC or IR, respectively.
  • Ml or M2 scheme may be taken.
  • the terminal that initially transmitted msgl was designed to perform monitoring of msg2 and msg3 transmission thereof. Since the method according to the present embodiment uses msg3 for the purpose of broadcasting for the Rx UE, the Rx UEs do not receive msgl. Not only that, but will not attempt to monitor msg2. Moreover, we don't know that msg 3 would have been sent by a 3 ⁇ 4 UE, so we won't monitor and receive it. In particular, ms g 3 is usually transmitted by the UE, which is largely different.
  • the receiving UEs also receive msg2 serving as a scheduling grant role for nisg3.
  • Information that can perform msg3 decoding and demodulation to msg2 (resource allocation, MCS, HARQ, transmission time, timing advanced, cp length, emergency indicator, hopping indicator, priority indicator, msg3 transmission count, retransmission timing, HARQ answer) Method, etc.) to the Rx UEs.
  • the Rx UE prior to decoding and demodulating the msg 2 information, the Rx UE should receive msg 2 and thus, when the msg 2 is transmitted or may be transmitted, RTI-related information Gnsg2 PDCCH is masked with RNTI.
  • Information such as RA-RNTI to decay, range of reserved RNTI values or specific allocation values for D2D Tx UEs, Tx UE ID (if required), msgl transmission information (time-frequency resource index, Subframe, radio frame, UE ID, IMSI), it is preferable to inform in advance the information used for scrambling, masking, in particular msg2.
  • the subframe information (fixed or determined value) to which msg2 is transmitted should be broadcasted to the Rx UE in advance, and the msg3 should be decoded and demodulated by continuously monitoring the configured subframe or radio frame. .
  • the Rx UE continuously monitors at the time of msg4 transmission and transmits! ⁇ 4 (format including msg3 information or msg3 is transmitted as it is.) And demodulation) to finally obtain the broadcast message.
  • Msg3 may be delivered from the Tx UE to the eNB and the Rx UE.
  • the eNB may indicate msg4 to the Tx UE to indicate whether reception is successful.
  • the Rx UE receiving msg3 transmits msg4 (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). You can reply whether or not. However, in case of broadcast, the Rx UE may omit the msg 4 transmission process. Alternatively, 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.
  • the eNB can receive signals of all Rx UEs relatively well, and in this case, the eNB may be a device for making a final decision on whether to receive msg3. Even if msg3 is not delivered properly, the eNB may schedule msg2 again to retry sending msg3.
  • the PDCCH for Msg4 is monitored but the msg4 PDCCH is not detected. This is the case when msg3 is not received, because the msg3 stratification (one or more Tx UE terminals transmits msgl to receive msg2 response at the same time, and transmits msg3 respectively) and the msg3 transmission wireless channel is not good. This can be classified as a failure. As a simple solution, because the D2D broadcast transmission procedure has failed, start the procedure again from msgl. Of course, in the process, previously received various parameters and setting values thereof may be reused.
  • the parameter may be used with a certain level of enhancement. For example, the msgl transmission power is restarted at a higher transmission power than before. Alternatively, you can try scheduling with msgl succeeding and setting the TPC command to a higher value in the msg2 scheduling grant. [205] Or, if no msg4 answer is answered, msgl skips and monitors msg2 in the subframe (s) promised to be sent, where msg 2 is sent (received in this situation) to receive the msg 3 scheduling acknowledgment again There is also.
  • Msg4 is designed to be used for the purpose of HARQ operation and completion or confirmation of the RRC connection for msg3, but in case of performing a broadcast in D2D, the answer may not be necessary, and thus mS g4 may not be needed.
  • external network coverage out si de network coverage
  • the successful detection of the Msg4 PDCCH is due to the normal reception of ms g 3 in the previous procedure. 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 general, the normal HARQ operation will attempt to transmit a NACK. However, in the case of D2D broadcasting, it may not be necessary to retransmit ms g 3 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 transmit msg3
  • one of them may be detected by the eNB and successfully demodulated.
  • the msg 4 answer will be delivered to the successful Tx UE.
  • 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.
  • you receive an ms g 4 answer but not msg4 you are advised to go back to the msgl transfer procedure and start over.
  • FIG. 20 is a diagram for describing a reception operation procedure of an Rx UE when an eNB plays a role of relaying msg3.
  • the relayed msg3 may be regarded as step 4 (msg4) if compared to the RACH procedure. However, since the content is mS g3, it is indicated as relayed msg3 in FIG. 20.
  • the D2D Rx UE may maintain the connection with the eNB as well as receive the D2D broadcast, and thus may receive the PDSCH from the eNB through the PDCCH / EPDCCH. If this is the case, it should be determined whether to receive D2D broadcast msg3 (enhanced or not) from the Rx UE's point of view or to receive a general PDSCH from the eNB.
  • carrier 1 is eNB-UE communication
  • carrier 2 maintains the D2D communication connection, if the D2D broadcast msg3 relayed to carrier 2 is transmitted, the carrier 1 at the same time It is also desirable to receive the PDSCH scheduled at the same time.
  • the UE In the LTE RACH operation, when the UE is assigned RA—RNTI and CR TI or SPC-R TI to the same subframe, and the UE is not configured with a plurality of timing advanced groups, the UE is C-RNTI or SPS. There is no need to decode the PDSCH indicated by the PDCCH with the CRC scrambled with -RNTI.
  • DCI format 1C Common If the number of PBCH antenna ports is one, Single- antenna port, port 0 is used (see subclause 7.1.1), otherwise Transmit diversity (see subclause 7.1, 2)
  • DCI format 1A Common If the number of PBCH antenna ports is one, Single- antenna port, port 0 is used (see subclause 7.1.1), otherwise Transmit diversity (see subclause 7.1.2)
  • RA-RNTI is used for D2D broadcasting differently from the prior art, even if C-RNTI SPS C-RNTI is detected together with RA-RNTI in a specific subframe, only RA-RNTI is decoded and C-RNTI is detected. In this case, the SPS C—RNTI does not need to be detected. That is, an operation that does not expect C-RNTI and SPS C-RNTI to be added should be added.
  • a D2D broadcast introduces a new RNTI such as a D2D RNTI rather than a RA-RNTI to perform broadcast and groupcast, it is assumed that there is no PDSCH scheduled with C-RNTI and SPS C-RNTI other than the D2D RNTI.
  • a new RNTI such as a D2D RNTI rather than a RA-RNTI
  • the relayed msg3 may be received, stored, and decoded when it becomes available.
  • the C-RNTI and the SPS C-RNTI, together with the RNTI for D2D may be simultaneously received, and the implementation may be sequentially performed according to the degree of urgency or priority.
  • the D2D link should be given priority in terms of a D2D Tx UE receiving msg2 (broadcasting msg3 scheduling grant) in D2D operation, and thus, like D2D RA-RNTI or new D2D RNTI.
  • 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.
  • An embodiment of the present invention further proposes to perform HARQ ACK / NACK design for groupcast.
  • group members may be managed through HARQ ACK / NACK for transmission msg3.
  • ⁇ Msg4 is delivered to the UE Tx.
  • it may be delivered to the target to receive the retransmission packet without being delivered to the Tx UE.
  • an eNB may take over this role.
  • other relay UEs in close proximity may do this retransmission.
  • it is desirable to be delivered to the Tx UE.
  • the process delivered to the Tx UE may also be directly delivered to the Tx UE or indirectly.
  • the eNB or another D2D UE may indirectly inform the Tx UE of an error, retransmission, and the like.
  • the eNB does not need to transmit the relayed tnsg3. If some Rx UEs fail, it may be helpful to send the msg 3 relayed by the eNB. the eNB to retransmit to require such prior knowledge of that information would be also be obtained from the Tx UE, or can 'decide whether to retransmit receive direct feedback from the eNB Rx UE would be. For example, if a Tx UE transmits msg3, some UEs are successful in receiving, while others are likely to fail to receive.
  • the failed UE will send msg4 directly to the Tx UE and return whether the reception of msg3 was successful or not. Or if it knows that the eNB exists and the eNB will relay and participate in retransmissions it will reply msg4 towards the eNB.
  • the msg 4 returned from the Rx UE can actually speak HARQ ACK / NACK information, which is a criterion for indicating the reception state of the msg 3 information in the group.
  • retransmission can be attempted for each individual UE, and the group UE can be answered at once.
  • the ACK / NACK statistics of the group UE is more than P_AN%, it is assumed that all of them are received, and then the next transmission is attempted without retransmission, and if the ACK is received below P_AN%, retransmission is attempted again.
  • Specific thresholds may be introduced to make this possible.
  • only a UE that fails to receive may transmit a NACK to be combined with the SFN. In this case, based on the strength or energy of the NACK signal, it can be estimated how much UE has not properly received msg3, and based on this, it will be possible to determine a retransmission and retransmission method.
  • FIG. 21 illustrates a method in which a transmitting terminal informs an e NB of receiving a feedback of whether msg3 has been successfully received through msg4 from a receiving terminal.
  • the eNB may determine whether to retransmit based on the information received from the transmitting terminal as described above, and thus may retransmit Msg3.
  • FIG. 22 illustrates that the base station receives feedback on whether msg 3 is successfully received through msg 4 directly from the receiving terminal.
  • the base station may retransmit msg3 to the receiving terminal by determining whether to retransmit based on the msg4 received from the receiving terminal.
  • the ACK / NACK resource will basically use a PUCCH.
  • a simultaneous transmission occurs in consideration of the PUSCH transmission of the Uu link, a method of pi ggybacking is used for the PUSCH. It may be.
  • the PUCCH resource may be considered to be allocated and operated in a separate PUCCH resource region, and individual PUCCH resource allocation may be dynamically selected and used in association with msg3 transmission resource (l inkage).
  • Each subframe may be newly determined (for example, in the same manner as the PDCCH CCE-to-PUCCH index concatenation).
  • it may be determined by linking to the msg2 group RNTI and / or RAR index.
  • FIG. 23 is a diagram illustrating a concept of linking and determining msg4 transmission resources to various transmissions according to an example of the present invention.
  • a resource for transmitting ACK / NACK through msg4 PUCCH may be determined by mapping to a UE ID, msg2 RNTI, msg2 RAR index, msg2 PDSCH RB location, and / or msg4 RB location, in this case, for msg4 transmission. Individual resource allocation may be omitted.
  • Figure 24 illustrates a block diagram of a communication device according to an embodiment of the present invention.
  • a communication device may include a processor 11, a memory 12, and an RF module 13, and other communication including such a configuration 21, 22, and 23. D2D communication with the device can be performed.
  • One communication device of FIG. 24 is a Tx UE, and the other communication device is a base station or
  • the communication device of FIG. 24 is shown for convenience of description and some models may be omitted.
  • the communication device may further comprise the necessary modules.
  • the processors 11 and 21 may perform most of the control for performing the method according to the embodiments of the present invention as described above.
  • the memory 12, 22 may be connected to the processor 11, 21 to perform storage of necessary information, and the RF unit 13,
  • an embodiment according to the present invention may be implemented by various means, for example, hardware, firmware, software, or a combination thereof.
  • one or more embodiments of the present invention may include one or more ASICs (application integrated speci f ic integrated ci rcui ts), DSPs (digi tal signal processors), DSPDs (digi tal signal processing devices), and PUDs (programmable logic). devices), FPGAs programmable gate arrays, processors, controllers, microcontrollers, microprocessors, and the like.
  • an embodiment of the present invention may be implemented in the form of modules, procedures, functions, etc. that perform the functions or operations described above.
  • the software code may be stored in a memory unit and driven by a processor.
  • the memory unit may be located inside or outside the processor, and may exchange data with the processor by various known means.

Landscapes

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Abstract

본 문서에서는 무선 통신 시스템에서 유사 랜덤 액세스 프로시저를 이용하여 단말 간 직접 통신(D2D 통신)을 이용하여 신호를 송수신하는 방법 및 이를 위한 장치를 제시한다. 이를 수행하는 전송 단말은 기지국으로 소정 개수의 D2D 통신용 시그너쳐(signature) 중 하나를 임의로 선택하여 미리 결정된 시간-주파수 자원 중 임의로 선택된 자원을 통해 제 1 메시지를 전송하고, 상기 기지국으로부터 D2D 방송 또는 그룹 캐스트 신호 전송을 위한 제어 정보를 포함하는 제 2 메시지를 수신하며, 상기 제 2 메시지를 통해 수신된 제어 정보를 이용하여 하나 이상의 수신 단말에게 상기 D2D 방송 또는 그룹 캐스트 신호를 포함한 제 3 메시지를 전송하고, 상기 하나 이상의 수신 단말 중 어느 하나 이상으로부터 상기 제 3 메시지 재전송 요청 신호를 수신하는 것을 포함하되, 상기 제 3 메시지의 재전송은 상기 전송 단말 이외의 다른 기기에 의해 수행되는 것을 특징으로 한다.

Description

【명세서】
【발명의 명칭】
유사 랜덤 액세스 프로시저를 이용한 단말 간 직접 통신 방법 및 이를 위한 장치
【기술분야】
[1] 본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것으로서， 보다 상세하게는， 무선 통신 시스템에서 단말 간 직접 통신을 이용하여 신호를 송수신하는 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 Evolution; 이하 "LTE"라 함) 통신 시스템에 대해 개략적으로 설명한다.
[3] 도 1은 무선 통신 시스템의 일례로서 E-UMTS 망구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
[4] E— UMTS (Evolved Universal Mobile Telecommunications System) 시스템은 기존 UMTSdJniversal 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 EHMTS의 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 단말 (User Equi ment; UE)과 기지국 (eNode B; eNB, 네트워크 (E-UTRAN)의 종단에 위치하여 외부 네트워크와 연결되는 접속 게이트웨이 (Access Gateway; AG)를 포함한다. 기지국은 브로드캐스트 서비스， 멀티캐스트 서비스 및 /또는 유니캐스트 서비스를 위해 다중 데이터 스트림을 동시에 전송할 수 있다.
[6] 한 기지국에는 하나 이상의 셀이 존재한다. 셀은 1.25， 2.5， 5， 10, 15, 20Mhz 등의 대역폭 중 하나로 설정돼 여러 단말에게 하향 또는 상향 전송 서비스를 제공한다. 서로 다른 셀은 서로 다른 대역폭을 제공하도록 설정될 수 있다. 기지국은 다수의 단말에 대한 데이터 송수신을 제어한다. 하향링크 (Downl ink ; DL) 데이터에 대해 기지국은 하향링크 스케줄링 정보를 전송하여 해당 단말에게 데이터가 전송될 시간 /주파수 영역， 부호화, 데이터 크기， HARQCHybr id Automat ic Repeat and reQuest ) 관련 정보 등을 알려준다. 또한, 상향링크 (Upl ink ; UL) 데이터에 대해 기지국은 상향링크 스케줄링 정보를 해당 단말에게 전송하여 해당 단말이 사용할 수 있는 시간 /주파수 영역, 부호화， 데이터 크기， HARQ 관련 정보 등을 알려준다. 기지국간에는 사용자 트래픽 또는 제어 트래픽 전송을 위한 인터페이스가 사용될 수 있다. 핵심망 (Core Network; CN)은 AG와 단말의 사용자 등록 등을 위한 네트워크 노드 등으로 구성될 수 있다. AG는 복수의 샐들로 구성되는 TA(Tracking Area) 단위로 단말의 이동성을 관리한다.
[7] 상술한 바와 같은 종래 LTE 통신 방식의 무선 통신은 기지국 (eNode B)과 단말 (UE) 사이의 통신 방식을 집중적으로 고려한다. 다만， 최근 단말간 직접 통신 방식에 대한 기술의 개발에 대한 요구가 증가하고 있다.
[8] 도 2는 단말 간 직접 통신의 개념도이다.
[9] 도 2를 참조하면， UE1과 UE2가 상호 간의 단말 간 직접 통신을 수행하고 있으며 UE3과 UE4 역시 상호간의 단말 간 직접 통신을 수행하고 있다. eNB는 적절한 제어 신호를 통하여 UE들 사이의 직접 통신을 위한 시간 /주파수 자원의 위치, 전송 전력 등에 대한 제어를 수행할 수 있다. 이하에서는 단말 간 직접 통신을 D2D (device-to-devi ce) 통신이라 지칭한다.
[ 10] 상술한 D2D통신은 여러 가지 측면에서 기존 LTE 통신 방식과 다른 요구사항을 가지고 있다. '
【발명의 상세한 설명】
【기술적 과제】
[ 11] 상술한 바와 같은 논의를 바탕으로 이하에서는 무선 통신 시스템에서 단말 간 직접 통신을 이용하여 신호를 송수신하는 방법 및 이를 위한 장치를 제안하고자 한다. 【기술적 해결방법】
[ 12] 본 발명의 일 측면에서는 무선 통신 시스템에서 전송 단말 (UE)이 D2D (devi ce-to-devi ce) 통신을 수행하는 방법으로서， 기지국으로 소정 개수의 D2D 통신용 시그너쳐 (s ignature) 중 하나를 임의로 선택하여 미리 결정된 시간-주파수 자원 중 임의로 선택된 자원을 통해 제 1 메시지를 전송하고， 상기 기지국으로부터 • D2D 방송 또는 그룹 캐스트 신호 전송을 위한 제어 정보를 포함하는 제 2 메시지를 수신하며， 상기 제 2 메시지를 통해 수신된 제어 정보를 이용하여 하나 이상의 수신 단말에게 상기 D2D 방송 또는 그룹 캐스트 신호를 포함한 제 3 메시지를 전송하고, 상기 하나 이상의 수신 단말 증 어느 하나 이상으로부터 상기 제 3 메시지 재전송 요청 신호를 수신하는 것을 포함하되， 상기 제 3 메시지의 재전송은 상기 전송 단말 이외의 다른 기기에 의해 수행되는 D2D 통신 방법을 제안한다.
[ 13] 본 발명의 다른 일 측면에서는 무선 통신 시스템에서 기지국이 전송 단말 (UE)의 D2D (device-to-device) 통신을 보조하는 방법에 있어서， 상기 전송 단말로부터 소정 개수의 D2D 통신용 시그너쳐 (signature) 중 임의의 시그너쳐를 미리 결정된 시간-주파수 자원 중 임의의 자원을 통해 수신하는 경우， D2D 방송 또는 그룹 캐스트 신호 전송을 위한 제어 정보를 포함하는 제 2 메시지를 상기 전송 단말에 전송하고， 하나 이상의 수신 단말에게 상기 D2D 방송 또는 그룹 캐스트 신호를 포함한 제 3 메시지를 전송하되, 상기 하나 이상의 수신 단말 중 하나 이상으로부터 상기 제 3 메시지 재전송 요청 신호를 수신하는 경우， 상기 전송 단말을 대신하여 상기 제 3 메시지 재전송을 수행하는 것을 포함하는 D2D 통신 보조 방법을 제안한다.
[ 14] 본 발명의 또 다른 일 측면에서는 무선 통신 시스템에서 수신 단말이 전송 단말로부터 D2D (device-to-devi ce) 통신 신호를 수신하는 방법에 있어서， 기지국 또는 상기 전송 단말로부터 D2D 방송 또는 그룹 캐스트 신호 수신을 위한 제어 정보를 포함하는 제 2 메시지를 수신하고， 상기 전송 단말 또는 상기 기지국 중 하나 이상으로부터 상기 D2D 방송 또는 그룹 캐스트 신호를 포함하는 제 3 메시지 수신을 위해 모니터링하며, 상기 제 3 메시지 수신에 실패하는 경우， 상기 저 1 3 메시지 재전송 요청 신호를 상기 기지국에 전송하고ᅳ 상기 기지국으로부터 상기 제 3 메시지를 재수신하는 것을 포함하는 D2D 신호 수신 방법을 제안한다. 【유리한 효과】
[ 15] 본 발명의 실시예에 따르면 무선 통신 시스템에서 효율적으로 단말 간 직접 통신을 수행할 수 있다.
[ 16] 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】
[ 17] 도 1은 무선 통신 시스템의 일례로서 E-UMTS 망구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
[ 18] 도 2는 단말 간 직접 통신의 개념도이다.
[ 19] 도 3은 3GPP 시스템에 이용되는 물리 채널들 및 이들을 이용한 일반적인 신호 전송 방법을 설명하기 위한 도면이다.
[20] 도 4 및 도 5는 본 발명에서 이용할 랜덤 액세스 프로시져를 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
[21] 도 6 및 도 7은 본 발명의 일례에 따라 유사 랜덤 액세스 프로시져를 통해 D2D 통신을 수행하는 절차를 도시한 도면이다.
[22] 도 8 내지 도 10은 본 발명의 다른 일례에 따라 유사 랜덤 액세스 프로시져를 통해 D2D 통신을 수행하는 절차를 도시한 도면이다.
[23] 도 11은 본 발명의 일 실시형태에 따른 msg4의 또 다른 활용예를 설명하기 위한 도면이다.
[24] 도 12는 본 발명의 일예에서 2이상의 단말이 동시에 방송을 시도하여 층돌아 발생하는 상황을 설명하기 위한 도면이다.
[25] 도 13은 본 발명의 일 측면에 따라 msg3의 코딩율을 낮추는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
[26] 도 14 내지 16은 본 실시예에 따라 반복 전송의 효과에 대해 설명하기 위한 도면이다. [27] 도 17 내지 도 19는 msg3의 수신단 결합 과정을 설명하기 위한 도면이다.
[28] 도 20은 eNB가 msg3를 중계해주는 역할을 수행하는 경우， Rx UE의 수신 등작절차를 설명하기 위한 도면이다. .
[29] 도 21은 전송 단말이 수신 단말로부터 msg4를 통해 msg3 수신 성공 여부를 피드백 받아 eNB에 알려주는 방식을 도시하고 있다.
[30] 도 22는 기지국이 수신 단말로부터 직접 msg4를 통해 msg3의 수신 성공 여부를 피드백 받는 것을 도시하고 있다.
[31] 도 23은 본 발명의 일례에 따라 msg4 전송 자원을 다양한 전송에 링크하여 결정하는 개념을 설명하는 도면이다.
[32] 도 24는 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 장치의 블록 구성도의 예시이다.
【발명의 실시를 위한 형태】
[33] 이하에서 첨부된 도면을 참조하여 설명된 본 발명의 실시예들에 의해 본 발명의 구성， 작용 및 다른 특징들이 용이하게 이해될 수 있을 것이다. 이하에서 설명되는 실시예들은 본 발명의 기술적 특징들을 3GPP 시스템에 적용된 예들이다.
[34] 본 명세서는 LTE 시스템 및 LTE-A 시스템을 사용하여 본 발명의 실시예를 설명하지만， 이는 예시로서 본 발명의 실시예는 상기 정의에 해당되는 어떤 통신 시스템에도 적용될 수 있다. .
[35] 상술한 바와 같은 D2D 통신 방식을 효율적으로 수행하기 위해서는 단말간 통신을 수행하기 위한 무선 자원을 효율적으로 할당받을 수 있어야 한다. 특히 D2D 통신은 긴급 상황에서 신호를 지연 없이 신속하게 전송하기 위한 방법이 요구되며， 본 명세서에서는 이러한 요구를 충족하기 위한 방법을 제공하고자 한다.
[36] 이를 위해 먼저 본 발명이 적용될 수 있는 LTE 시스템에서의 동작을 고찰하여 보고 LTE 시스템에서 RACH 절차를 활용하여 효율적으로 D2D 통신을 수행하는 방법을 제시한다.
[37] 도 3은 3GPP 시스템에 이용되는 물리 채널들 및 이들을 이용한 일반적인 신호 전송 방법을 설명하기 위한 도면이다.
[38] 단말은 전원이 켜지거나 새로이 셀에 진입한 경우 기지국과 동기를 맞추는 등의 초기 셀 탐색 (Initial cell search) 작업을 수행한다 (S301). 이를 위해, 단말은 기지국으로부터 주 동기 채널 (Primary Synchronization Channel; P-SCH) 및 부 동기 채널 (Secondary Synchronization Channel; S-SCH)을 수신하여 기지국과 동기를 맞추고， 셀 ID 등의 정보를 획득할 수 있다. 그 후， 단말은 기지국으로부터 물리 방송 채널 (Physical Broadcast Channel)를 수신하여 셀 내 방송 정보를 획득할 수 있다. 한편, 단말은 초기 셀 탐색 단계에서 하향링크 참조 신호 (Downlink Reference Signal； DL RS)를 수신하여 하향링크 채널 상태를 확인할 수 있다.
[39] 초기 셀 탐색을 마친 단말은 물리 하향링크 제어 채널 (Physical Downlink Control Channel; PDCCH) 및 상기 PDCCH에 실린 정보에 따라 물리 하향링크 공유 채널 (Physical Downlink Control Channel; PDSCH)을 수신함으로써 좀더 구체적인 시스템 정보를 획득할 수 있다 (S302).
[40] 한편, 기지국에 최초로 접속하거나 신호 전송을 위한 무선 자원이 없는 경우 단말은 기지국에 대해 랜덤 액세스 프로시저 (Random Access Procedure)을 수행할 수 있다 (단계 S303 내지 단계 S306). 이를 위해， 단말은 물리 랜덤 액세스 채널 (Physical Random Access Channel; PRACH)을 통해 특정 시퀀스를 프리앰블로 전송하고 (S303 및 S305), PDCCH 및 대웅하는 PDSCH를 통해 프리앰블에 대한 응답 메시지를 수신할 수 있다 (S304 및 S306). 경쟁 기반 RACH의 경우， 추가적으로 층돌 해결 절차 (Content ion Resolution Procedure)를 수행할 수 있다.
[41] 상술한 바와 같은 절차를 수행한 단말은 이후 일반적인 상 /하향링크 신호 전송 절차로서 PDCCH/PDSCH 수신 (S307) 및 물리 상향링크 공유 채널 (Physical Uplink Shared Channel; PUSCH)/물리 상향링크 제어 채널 (Physical Uplink Control Channel; PUCCH) 전송 (S308)을 수행할 수 있다. 특히 단말은 PDCCH를 통하여 하향링크 제어 정보 (Downlink Control Information; DCI)를 수신한다. 여기서 DCI는 단말에 대한 자원 할당 정보와 같은 제어 정보를 포함하며， 그 사용 목적에 따라 포맷이 서로 다르다.
[42] 한편, 단말이 상향링크를 통해 기지국에 전송하는 또는 단말이 기지국으로부터 수신하는 제어 정보는 하향링크 /상향링크 ACK/NACK 신호, CQ I (Channel Qual i ty Indi cator) , PMKPrecoding Mat r ix 인덱스) , RKRank Indi cator) 등을 포함한다. 3GPP LTE 시스템의 경우， 단말은 상술한 CQI/PMI/RI 등의 제어 정보를 PUSCH 및 /또는 PUCCH를 통해 전송할 수 있다.
[43] 도 4 및 도 5는 본 발명에서 이용할 랜덤 액세스 프로시져를 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
[44] 먼저, 단말이 임의 접속 과정을 수행하는 경우로는 다음과 같은 경우가 있다.
[45] - 단말이 기지국과의 RRC 연결 (RRC Connect ion)이 없어, 초기 접속 ( ini t i al access)을 하는 경우
[46] - 단말이 핸드오버 과정에서， 타겟 (target ) 셀로 처음 접속하는 경우
[47] - 기지국의 명령에 의해 임의 접속 과정이 요청되는 경우
[48] - 상향링크의 시간 동기가 맞지 않거나， 무선자원을 요청하기 위해 사용되는 지정된 무선자원이 할당되지 않은 상황에서， 상향링크로 전송할 데이터가 발생하는 경우
[49] - 무선 연결 실패 (radio l ink fai lure) 또는 핸드오버 실패 (handover fai lure) 시 복구 과정을 수행하는 경우
[50] LTE 시스템에서는 랜덤 엑세스 프리앰블을 선택하는 과정에서, 특정한 집합 안에서 단말이 임의로 하나의 프리엠블을 선택하여 사용하는 경쟁 기반 랜덤 액세스 과정 (content ion based random access procedure)과 기지국이 특정 단말에게만 할당해준 임의접속 프리앰블을 사용하는 비 경쟁 기반 랜덤 액세스 2} ¾ (non-content ion based random access procedure)을 모두 제공한다. 다만， 비 경쟁 기반 랜덤 액세스 과정은， 상술한 핸드오버 과정이나 기지국의 명령에 의해 요청되는 경우에 한하여 사용될 수 있다.
[51] 한편， 단말이 특정 기지국과 랜덤 액세스를 수행하는 과정은 크게 ( 1) 단말이 기지국에 랜덤 액세스 프리엠블을 전송하는 단계 (이하 흔동이 없는 경우 "제 1 메시지 (message 1) " 전송 단계) , (2) 전송된 임의접속 프리엠블에 대웅하여 기지국으로부터 임의접속 웅답을 수신하는 단계 (이하 흔동이 없는 경우 "제 2 메시지 (message 2) " 수신 단계)， (3) 임의접속 응답 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 기지국으로부터 수신하는 단계 (이하 흔동이 없는 경우 "제 4 메시지 (message 4) " 수신 단계)을 포함할 수 있다.
[52] 도 4는 비 경쟁 기반 임의접속 과정에서의 단말과 기지국의 동작 과정을 구체적으로 나타낸다.
[53] ( 1) 임의접속 프리엠블 할당
[54] 상술한 바와 같이， 비 경쟁 기반 임의접속 과정은 (1) 핸드오버 과정의 경우， 및 (2) 기지국의 명령에 의해 요청되는 경우에서 수행될 수 있다. 물른， 상기 두 경우에도 경쟁 기반 임의접속 과정이 수행될 수 도 있다.
[55] 먼저， 비 경쟁 기반 임의접속 과정을 위해서는 층돌의 가능성이 없는 지정된 임의접속 프리앰블을 기지국으로부터 수신 받는 것이 중요하다. 상기 임의접속 프리앰블을 지시 받는 방법으로는 핸드오버 명령을 통한 방법 및 PDCCH 명령을 통한 방법이 있다. 이를 통해 단말은 임의접속 프리엠블을 할당받는다 (S401) .
[56] (2) 제 1 메시지 전송
[57] 단말은 상술한 바와 같이 자신에게만 지정된 랜덤 액세스 프리앰블을 기지국으로 할당 받은 후에， 상기 프리앰블을 기지국으로 전송한다 (S402) .
[58] (3) 제 2 메시지 수신
[59] 단말은 상기 단계 S402에서와 같이 랜덤 액세스 프리앰블을 전송 후에, 기지국이 시스템 정보 또는 핸드오버 명령을 통해 지시된 랜덤 액세스 웅답 수신 원도우 내에서 자신의 랜덤 액세스 웅답의 수신을 시도한다 (S403) . 좀더 자세하게， 랜덤 액세스 응답 정보는 MAC PDUCMAC Packet Data Uni t )의 형식으로 전송될 수 있으며ᅳ 상기 MAC PDU는 PDSCH(Phys i cal Downl ink Shared CHaneel )을 통해 전달될 수 있다. 또한 상기 PDSCH로 전달되는 정보를 단말이 적절하게 수신하기 위해 단말은 PDCCH(Physi cal Downl ink Control CHaneel )를 모니터링하는 것이 바람직하다. 즉， PDCCH에는 상기 PDSCH를 수신해야 하는 단말의 정보와， 상기 PDSCH의 무선자원의 주파수 그리고 시간 정보， 그리고 상기 PDSCH의 전송 형식 등이 포함되어 있는 것이 바람직하다. 일단 단말이 자신에게 전송되는 PDCCH의 수신에 성공하면， 상기 PDCCH의 정보들에 따라 PDSCH로 전송되는 랜덤 액세스 응답을 적절히 수신할 수 있다. 그리고 상기 랜덤 액세스 웅답에는 랜덤 액세스 프리앰블 구별자 ( ID; 예를 들어, RA-RNTI (Random Access Preamble ident i f i er) ) , 상향링크 무선자원을 알려주는 상향링크 승인 (UL Grant ) , 임시 셀 식별자 (Temporary C-RNTI ) 그리고 시간 동기 보정 값 (Timing Advance Command: TAC)들이 포함될 수 있다.
[60] 상술한 바와 같이 랜덤 액세스 웅답에서 랜덤 액세스 프리앰블 구분자가 필요한 이유는， 하나의 랜덤 액세스 응답에는 하나 이상의 단말들을 위한 랜덤 액세스 옹답 정보가 포함될 수 있기 때문에, 상기 상향링크 승인 (UL Grant ) , 임시 C-RNTI 그리고 TAC가 어느 단말에게 유효한지를 알려주기 위는 것이 필요하기 때문이다. 본 단계에서 단말은 단계 S402에서 자신이 선택한 랜덤 액세스 프리앰블과 일치하는 랜덤 액세스 프리앰블 식별자를 선택하는 것을 가정한다.
[61] 비 경쟁 기반 랜덤 액세스 과정에서는 랜덤 액세스 웅답 정보를 수신함으로써 랜덤 액세스 과정이 정상적으로 수행되었다고 판단하고 랜덤 액세스 과정을 종료할 수 있다.
[62] 도 5는 경쟁 기반 랜덤 액세스 과정에서 단말과 기지국의 동작 과정을 설명하기 위한 도면이다.
[63] ( 1) 제 1 메시지 전송
[64] 먼저, 단말은 시스템 정보 또는 핸드오버 명령 (Handover Command)을 통해 지시된 랜덤 액세스 프리앰블의 집합에서 임의로 (randomly) 하나의 랜덤 액세스 프리엄블을 선택하고， 상기 랜덤 액세스 프리앰블을 전송할 수 있는 PRACH(Physical RACH) 자원을 선택하여 전송할 수 있다 (S501) .
[65] (2) 제 2 메시지 수신
[66] 랜덤 액세스 웅답 정보를 수신하는 방법은 상술한 비 경쟁 기반 랜덤 액세스 과정에서와 유사하다. 즉， 단말은 상기 단계 S401에서와 같이 랜덤 액세스 프리앰블을 전송 후에, 기지국이 시스템 정보 또는 핸드오버 명령을 통해 지시된 랜덤 액세스 웅답 수신 원도우 내에서 자신의 랜덤 액세스 웅답의 수신을 시도하며, 대웅되는 RA-RNTI 정보를 통해 PDSCH를 수신하게 된다 (S402) . 이를 통해 상향링크 승인 (UL Grant ) , 임시 셀 식별자 (Temporary C-RNTI ) 및 시간 동기 보정 값 (Timing Advance Command: TAC) 등을 수신할 수 있다.
[67] (3) 제 3 메시지 전송
[68] 단말이 자신에게 유효한 랜덤 액세스 웅답을 수신한 경우에는, 상기 랜덤 액세스 응답에 포함된 정보들을 각각 처리한다. 즉, 단말은 TAC을 적용시키고， 임시 C— RNTI를 저장한다. 또한， UL 승인을 이용하여， 데이터 (즉, 제 3 메시지)를 기지국으로 전송한다 (S403) . 제 3 메시지는 단말의 식별자가 포함되어야 한다. 경쟁 기반 랜덤 액세스 과정에서는 기지국에서 어떠한 단말들이 상기 랜덤 액세스 과정을 수행하는지 판단할 수 없는데, 차후에 층돌해결을 하기 위해서는 단말을 식별해야 하기 때문이다.
[69] 단말의 식별자를 포함시키는 방법으로는 두 가지 방법이 논의되었다. 첫 번째 방법은 단말이 상기 랜덤 액세스 과정 이전에 이미 해당 셀에서 할당 받은 유효한 샐 식별자를 가지고 있었다면， 단말은 상기 UL 승인에 대웅하는 상향링크 전송 신호를 통해 자신의 샐 식별자를 전송한다. 반면에, 만약 임의접속 과정 이전에 유효한 셀 식별자를 할당 받지 못하였다면， 단말은 자신의 고유 식별자 (예를 들면, S-TMSI 또는 임의 IE Random Id) )를 포함하여 전송한다. 일반적으로 상기의 고유 식별자는 셀 식별자보다 길다. 단말은 상기 UL 승인에 대응하는 데이터를 전송하였다면， 충돌 해결을 위한 타이머 (content ion resolut ion t imer)를 개시 한다.
[70] (4) 제 4 메시지 수신
[71] 단말이 랜덤 액세스 웅답에 포함된 UL 승인를 통해 자신의 식별자를 포함한 데이터를 전송 한 이후， 층돌 해결을 위해 기지국의 지시를 기다린다. 즉， 특정 메시지를 수신하기 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 셀 식별자를 이용하여 PDCCH의 수신을 시도하고， 상기 식별자가 고유 식별자인 경우에는, 랜덤 액세스 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, 단말은 정상적으로 랜덤 액세스 과정이 수행되었다고 판단하고, 랜덤 액세스 과정을 종료한다. 후자의 경우에는 상기 충돌 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, 단말은 정상적으로 랜덤 액세스 과정이 수행되었다고 판단하고， 랜덤 액세스 과정을 종료한다.
[72] D2D 통신을 위한 자원은 기지국으로부터 할당받을 수 있다. 이를 위해 D2D 통신의 전송 단말이 기지국에 무선 자원을 요청하고， 기지국이 이에 웅답하여 자원을 할당 받으면， 이를 통해 전송 단말은 하나 또는 그 이상의 수신 단말 (들)에게 신호를 전송할 수 있을 것이다. 다만， 이하의 설명에서는 이와 같은 일반적인 D2D 통신 방식과 달리， 또는 부가적으로 상술한 랜덤 액세스 과정과 유사하게 전송 단말이 기지국에 임의로 접속하여 D2D 통신을 개시하는 방법을 제안한다.
[73] 본 발명의 일 실시예에서는 기존 랜덤 액세스 절차의 제 1 내지 제 4 메시지를 아래와 같이 변경하여 방송 (broadcast ) , 그룹캐스트 (groupcast ) 또는 그룹통신 서비스 방식의 단말간 직접통신을 실현하는 방법을 제안한다. 설명의 편의를 위해 제 1 내지 제 4 메시지는 msgl , msg2 , msg3 및 msg4로 나타낼 수 있다.
[74] 이하의 설명에서 사용되는 msgl , msg2 , msg3 , msg4는 아래 각 단계에서 전달되는 정보 또는 신호를 의미한다. 아래 단계들을 여러 제안 방법에 대해서 일반적으로 적용되는 절차이며, 특정 제안 방법에 대해서는 그 절차가 정확하게 일치하지 않을 수 있다. 다만 설명의 편의상 아래와 같은 분류를 둔다.
[75] Msgl (단계 1) :
[76] 단계 1은 (단계 3에서 전송될 예정인) 방송 /그룹캐스트 신호 전송을 이후에 정해진 규칙에 의해서 시도 하겠음을 알리는 신호로 정의할 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 수신할 수도 있다 (overhear ing) . [77] Msgg (단계 2) :
[78] 단계 2는 단계 1에 대한 기지국의 응답으로서 단계 1을 요청한 D2D UE가 Msg3에 해당하는 방송 /그룹캐스트 신호를 전송하는 데 필요한 정보 (예를 들어, 자원할당， 전력제어， 타이밍 어드밴스드 ( t iming advance) , CP 길이 등)를 전달한다. 여기서 언급하는 신호를 msg2라고 할 수 있다.
[79] Msg3 (단계 3) :
[80] 단계 3은 단계 1을 요청한 D2D 방송 /그룹캐스트 전송 단말 (Tx UE)이 방송 /그룹캐스트 신호를 D2D Rx UE에게 전달하는 과정이다. 경우에 따라서는 제한된 D2D 수신 단말 (Rx UE) (UE 그룹)에게 국한하여 전달되도록 할 수 있다 (수신 대상을 한정함) . 또한， 경우에 따라서는 기지국이 수신하여 적절한 대응 동작을 (eNB가 대신 증계 또는 반복 전송) 수행하도록 할 수도 있다. 여기서 언급하는 신호를 msg3라 할 수 있다. ,
[81] Msg4 (단계 4)：
[82] 단계 4는 단계 3의 정상적인 수행을 보조하는 동작으로서， 단계 3에서 신호 수신이 잘 이루어 졌는지 아니면 잘 못 수신됐을 경우 무슨 채널이 어떻게 잘 못 수신됐는지 등에 따라서 관련 동작을 수행하도록 하는 단계이다. 경우에 따라 기지국은 단계 3에 전송한 메시지 (msg3)를 단계 4 전송 시점에 D2D Rx UE들 또는 Rx UE 그룹에게 방송 /그룹캐스트 할 수도 있다. 여기서 언급된 신호를 msg4라고 할 수 있다.
[83] 상술한 과정은 아래와 같이 PRACH 절차와 유사성이 존재하나 설명의 편의상 PRACH 용어 및 절차를 도입하여 설명한 것뿐이며 전체적인 동작 및 기능은 상이할 수 있다. 다만 이하의 설명에서 별도의 언급이 없는 경우 PRACH 절차， 기능을 재사용함을 의미한다.
[84] 상술한 절차 (메시지)를 이용한 D2D 통신 방식의 적용예를 이하 도면을 참조하여 설명한다 .
[85] 도 6 및 도 7은 본 발명의 일례에 따라 유사 랜덤 액세스 프로시져를 통해 D2D통신을 수행하는 절차를 도시한 도면이다.
[86] 도 6 및 도 7에서 Tx UE는 D2D 통신을 개시하기 위해 미리 설정된 자원 구간에서 랜덤 액세스 프리엠블과 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 방송 /그룹캐스트를 지원할 수 있다.
[87] 도 6 및 도 7에서 eNB는 Msgl에 대한 응답으로서, Tx UE의 Msg3 전송을 위한 자원 할당 등의 정보를 포함한 Msg2를 Tx UE에게 전송할 수 있다.
[88] 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 할당받은 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 알려 줄 수 있다.
[89] 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 필요에 따라 Msg3의 수신 성공 여부 등을 Msg4를 통해 eNB에게 전달할 수 있다.
[90] 도 8 내지 도 10은 본 발명의 다른 일례에 따라 유사 랜덤 액세스 프로시져를 통해 D2D통신을 수행하는 절차를 도시한 도면이다.
[91] 도 8은 도 6과 유사하게 방송 /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.
[92] 도 9는 방송 /그룹캐스트 신호 (Msg3)를 Tx UE와 eNB가 모두 /선택적으로 전송하는 방식을 도시하고 있다. 즉, eNB는 Tx UE의 Msg3를 중계 전송할 수 있으며, 이를 통해 Rx UE들은 2가지 경로의 신호를 결합할 수 있도톡 하는 방법이다. 이는 사전에 방송 /그룹캐스트 신호 정보를 eNB에게 전달해준 이후에 또는 eNB가 overhear 한 이후에 도면과 같이 함께 전송해서 Rx UE들이 해당 신호를 결합할 수 있도록 할 수 있다.
[93] 도 9는 eNB가 Tx UE의 신호를 중계하는 것을 도시하고 있으나, 이는 eNB뿐만 아니라 다른 장치일 수도 있다. [94] 도 9의 예를 시간에 따른 절차로 보면， Tx UE가 msg3를 전송 (방송)하는 시점과 eNB가 msg4를 전송하는 시점은 서로 다르게 설정되는 것이 바람직하다. 도 9에서는 이와 같이 Tx UE가 Msg3를 전송한 이후 eNB가 이 Msg3를 포함하는 Msg4를 Rx UE들에게 중계하는 것을 도시하고 있다. 이때 Tx UE는 해당 시점에서 msg3의 전송을 반복하여 줄 수도 있다.
[95] TDD 시스템의 경우 동일한 주파수를 사용하기 때문에 msg3 전송 시점에 Tx UE도 전송하고 eNB도 전송하는 경우 eNB는 msg3를 Tx UE로부터 수신하면서 동시에 msg3를 송신하는 과정을 하여야 하기 때문에 이와 같은 구현의 어려움으로 바람직하지 않은 설계라고 볼 수 있다. 하지만 TDD의 경우에도 동시에 전송하지 않도록 구현하는 것도 가능하기 때문에 각각 서로 다른 시점에 전송된 신호를 수신하여 저'장해두고 이를 chase combining 또는 incremental redundancy를 이용하여 코딩 이득을 높이는 방법도 층분히 적용 가능하다. 이런 관점에서 한 번의 msg3 전송으로 Rx UE에게 방송 메시지를 전달하는 목적과, eNB에게 (rel aying broadcast를 위해서) msg3 메시지 /콘텐츠를 전달하는 목적을 동시에 실현할 수도 있다.
[96] 하지만 FDD의 경우 D2D UL 스펙트럼을 사용하고， eNB는 DL 스펙트럼을 사용하기 때문에 시간 설계에 좀 더 자유롭다. 심지어 msg3를 D2D Tx UE로부터 수신하면서 동시에 msg3를 중계해주는 서비스를 수행할 수 있다. 따라서 시점 설계 시 FDD는 TDD에 비해서 지연 ( l atency)을 줄일 수 있는 부분이 있을 수 있다.
[97] 한편 eNB의 msg4 전송 시점에 Tx UE가 msg3를 동시에 전송하는 것도 고려할 수 있다. 이렇게 함으로써 Rx UE관점에서는 동일한 주파수 상에서 서로 다른 송신단에서 전송된 신호가 결합하여 수신되므로 신호 결합 이득을 얻을 수 있을 것이다. 여기에는 간단하게는 동일한 포맷으로 전송하는 방법이 있으며， superpos i t ion coding, 또는 이들을 결합한 형태로도 가능하다.
[98] 본 예에서 도시하고 있는 msg4는 다른 예에서의 msg4와 그 역할이 다를 수 있다. Tx UE입장에서 msg4를 msg3의 웅답이라고 생각한다면 Tx UE의 msg4 수신 시점 (R CH 메시지 4 송신 /수신 시점처럼 D2D msg4도 사전에 시점이 정해진 경우)과 eNB의 msg3를 포함한 msg4 전송 시점은 달라져야 할 것이다. eNB가 msg3를 Tx UE로부터 안전하게 받았음을 확인 한 후에 (D2D msg4의 원래 목적; 다른 예에서의 msg4) , 사전 규칙에 의해서 정해진 특정 msg4 (msg3와 동일한 포맷 또는 msg3의 내용을 포함하도록 설계된 새로운 mSg4 신호)전송 시점에 전송해야 할 것이다. 따라서， Tx UE의 Msg3를 포함하여 Rx UE에게 전달하기 위해 도시한 msg4는 다른 예에서의 msg4가사용되는 경우 msg5로 지칭하여 구분할 수도 있다.
[99] 여기서 msg3와 동일한 포맷의 msg5를 중계 및 반복 한다고 하면， 도 9에 도시된 바와 같이 Tx UE가 동일한 시점에 msg3를 함께 전송해서 이득을 증가 시킬 수 있을 것이다. 만약 다른 포맷의 ms5를 전송하게 된다면 Tx UE도 그 포맷과 동일하게 msg5를 생성하여 전송하면 역시 동일한 combining gain을 얻을 수 있을 것으로 기대된다. 여기서 전송은 Rx UE의 페이징 및 DRX 주기를 고려하여 여러 차례 반복 전송될 수 있으며 이렇게 함으로서 Rx UE가 슬립 모드 (s l eep mode)에서 깨어나서 이러한 방송 신호를 적어도 한번은 수신할 수 있도록 해 줄 수 있다.
[ 100] 한편， 도 10은 방송 /그룹캐스트 신호 생성은 전송 UE가 하지만 실제 Rx UE들에게 신호를 전달하는 것은 eNB가 수행하는 예를 도시하고 있다. 즉 eNB가 D2D Tx UE로부터 방송할 정보를 Msg3를 통해 전달받아서 , eNB가 직접 Rx UE들에게 방송 /그룹캐스트를 수행하는 방식으로 동작할 수 있다. 이를 통해 Tx UE의 전력 소비 감소 등에 있어서 이득이 있다.
[ 101] 또한， 도 10과 같이 msg3 전송을 eNB에 위임하는 것을 더 효율적으로 하기 위해 msgl에 방송 메시지를 함께 보내는 방식도 고려할 수 있다.
[ 102] 이하에서는 상술한 설명을 바탕으로， msg3의 전송이 실패하는 경우에 대한 동작에 대해서 기술한다. Msg3는 본 발명의 실시형태들을 실시하는데 있어서 가장 중요한 전달 내용일 수 있으며， 이에 따라 가장 확실하게 전달하는 것이 바람직하다. 특히 PBCH 전송의 경우에도 그 신호가 담고 있는 내용의 중요성으로 인해서 MIB(Master Informat ion Block)의 경우 4회에 걸쳐서 매우 강력한 부호화를 하여 전송하였기에， 이와 유사한 정도의 부호화를 수행하는 것이 바람직하다.
[ 103] 먼저， 가장 간단한 구현으로서 동일한 내용의 msg3를 N 차례 전송하는 방법을 고려할 수 있다 (N=l , 2 , . . ) . 상술한 바와 같이 msg3를 eNB가 성공적으로 수신하였다면, eNB가 msg3를 다시 셀 내 방송 Rx UE가 들을 수 있도록 중계해주는 동작이 가능하다. 일반적은 RACH 과정에서는 msg4는 대개의 경우 msg3에 대한 웅답이지만 D2D 방송 신호 전송에서는 방송 Tx UE가 전송한 msg3를 수신하고 (overhear의 경우 포함) , 이를 다시 전송 ( forwarding)할 수 있다는 점이 종래 기술과 차이점이 될 수 있다.
[104] 만약 msg3를 여러 차례 전송한다고 가정하면， msg3 전송시점에 맞추어 msg4를 전송하게 되면 방송 Rx UE는 이를 수신하여 결합 (combing)할 수 있으며, 이를 통해 성능 개선이 기대된다.
[105] 앞서 언급했듯이, 방송 신호를 수신하는 UE는 자신이 msgl을 전송하지 않았다 하더라도 msg3를 수신하여야 한다. Msg3를 수신하기 위해서 msg3 수신에 필요한 정보 (방송 Tx UE가 받았던 정보)는 적절한 방법을 통해서 방송 Rx UE에게 전달되는 것이 바람직하다 (예를 들에 msg2 , 상위계층 신호 등) . 이와 유사하게 msgl , msg3를 비록 전송하지 않았더라도 msg4를 의미적으로 수신하도록 하게 하거나 (필요한 Rx UE에 한해서)선택적으로 수신하도록 하려면 msg4를 디코딩하기 위한 복조 정보를 알아야 한다.
[106] Msg4의 경우 C-RNTI로 마스킹 (masking) 되어서 전달되기 때문에 이 정보를 사전에 알도록 하는 것이 바람직하다. Msg2에서 TC-RNTI가 msg3과정을 거쳐 확인되어 C-R TI가 되어 이 값을 이용해서 msg4가 전송된다는 것을 가정하면 O RNTI정보를 방송 Rx UE가 사전에 알고 있는 것이 바람직하다. 이 정보는 상위계층 신호를 통해서 사전에 알려줄 수 있다. 또는 D2D 방송 신호를 위한 별도의 UE ID가 정의된다면 (즉 유보된 C-RNTI ) , 이 값을 방송 Rx UE에게 사전에 알려줌으로써 msg4 복조가 가능할 것이다.
[ 107] 또한, HARQ가 동작할 경우 이 정보도 알려주는 것이 바람직하다. 만약 msg2를 통해서 RNTI를 알려준다면， msg2에 사용된 TC-RNTI가 ORNTI로 그대로 사용될 것이라는 가정이 있어야 하거나， 또는 TC-RNTI가 해결 및 확인 (resolve & conf i rm)되었을 경우, 별도의 유보 RNTI를 이용해서 msg4를 전송할 것이라는 사실을 msg2 또는 상위계층 신호를 통해서 알려주는 것이 바람직하다. [ 108] Msg3의 경우 동일한 내용을 반복해서 HARQ 동작을 구현할 수도 있다. 이렇게 단순 반복 코딩을 수행함으로써 이전에 수신하지 못한 또는 제대로 디코딩 하지 못한 UE들도 소프트 결합 (soft combing; 특히 chase combining)을 수행할 수 있게 할 수 있다.
[ 109] 앞서 연관동작으로 msg3를 전송한 UE가 msg4를 적절하게 수신하지 못해서 실패가 발생하게 되면 (msg4 PDCCH 수신 실패와 msg4 PDSCH 수신 실패의 경우가 있으며 여기서는 msg4 PDSCH 수신 실패의 경우) , msg3 재전송과정이 요구될 수 있다. 반면에 msg4 PDCCH를 수신하지 못하는 경우에는 msgl 전송으로 다시 돌아가는 것이 바람직하다. HARQ가 동작될 경우 msg3 재전송 요청이 방송 Tx UE에게 전달될 수 도 있다. 특히 그룹캐스트 UE의 경우 방송 UE와 달리 전송 msg에 대한 HARQ ACK/NACK을 요구하는 것이 다르다. 따라서 그룹캐스트의 경우 재전송을 요청하기 위한 정보가 Tx UE에게 전달되는 것이 바람직하다.
[ 110] 하지만 Tx UE의 재전송을 대신해 줄 수 있는 대상이 있다면 그 대상에게 전달하여 굳이 Tx UE에게 전달되지 않고도 재전송 패킷을 수신할 수 있을 것이다. 예를 들어， eNB가 이런 역할을 대신할 수 도 있을 것이다. 또는 근접한 다른 중계 UE들이 이러한 재전송을 대신 해줄 수 있을 것이다. 물론 그러한 중간 대상이 없다면 Tx UE에게 전달되는 것이 바람직하다. Tx UE에게 전달되는 과정도 직접 Tx UE에게 전달하는 방법과 간접적으로 우회적으로 전달하는 방법 모두 가능 할 것이다. eNB나 다른 D2D UE를 통해서 우회적으로 Tx UE에게 에러여부， 재전송 여부 등을 알려줄 수도 있을 것이다.
[ 111] 경우에 따라서는 msg4를 수신 실패할 경우 (msg4 PDCCH 수신 자체를 실패 한경우) tnsg3대신 msgl 재전송으로부터 절차를 다시 시작할 수도 있다. 물론 이 경우에도 이런 정보를 전달하는 방법은 상기 기술한 모든 방법을 사용할 수 있을 것이다.
[ 112] 한편 방송의 경우에는 수신 msg의 에러 유무를 피드백하지 않는 방법이 더 바람직할 수 있다. 불특정 다수에게 전달되는 만큼 그 중 일부 대상이 제대로 수신하지 못하였다는 사실을 반드시 알아야 할 필요는 없올 것이다. 만약 .방송 신호를 샐간에 걸쳐 전달하고자 하는 경우에는 지금 언급된 방식과는 다른 형태의 자원할당 및 전달 방식이 요구될 수 있다.
[ 113]
[ 114] 이하에서는 상술한 설명에 기반하여， msg3 에러 상황을 대비한 ACK/NACK 구현 방법에 대해 설명한다.
[ 115] Msg3 전송은 그에 대한 웅답을 필요로 하지 않도록 할 수 도 있지만, 응답을 필요로 하도록 구현할 수 있다. 예를 들어 그룹 통신을 구현하고자 하는 목적으로 그룹캐스트를 수행하는 경우 전달된 패킷에 대해서 HARQ 응답을 받도록 할 수 있다. 이러한 경우 HARQ 웅답을 누구한테 어떻게 전달하는 것인가 결정되어야 한다. 점대점 (Point to point ) HARQ를 고려하면 송신기에게 ACK/NACK을 피드백하면 될 것이다. 이와 유사하게 방송 신호인 경우에도 Tx UE에게 수신 성공 여부를 알려줘도 된다.
[ 116] Ν명 중에 Μ명 (Μ<Ν 또는 Μ=Ν)이 웅답하는 경우， 그 웅답을 어떻게 결합해서 최종 결정을 내릴 지는 다양한 방법이 있을 것이다. 간단히 다수결에 의해서 정할 수 도 있고, NACK이 몇 ¾>이하일 경우는 성공으로 간주하고 그 이상일 경우는 재전송을 시도하는 등의 동작을 할 수 있을 것이다. 또한 클러스터 헤드 (c luster head)가 다수의 Rx UE로부터 ACK/NACK을 결합해서 최종 결정 값을 Tx UE에게 전달할 수 도 있다. 여기서 Tx UE가 동일한 패킷을 다수의 그룹 UE에게 전달하는 경우는 상술한 방법으로 구현 가능하다. 하지만 서로 다른 패깃을 서로 다른 UE에게 전달하는 경우에는 각 링크 별로 개별적으로 HARQ 동작을 관리하는 것이 바람직하다.
[ 117] 상술한 방식에서 유휴 모드 ( Idl e mode)에 있는 UE (DRX 모드)는 방송 메시지를 듣지 못할 수 있다. 따라서 msgl을 클러스터 헤드가 수신할 경우 msg3가 언제 전송될 지를 알려주기 위해서 유휴모드 UE를 깨워야 할 것이다. 기존의 패이징을 이용해서 깨울 수도 있다. 이 경우 지연 ( latency)이 존재하게 되는 데 이를 감안해서 msg3 전송 시점을 결정해야 할 것이다. 기존의 RACH의 경우 n+k (예를 들어， k>4 또는 5 또는 6 . . )에 msg3를 전송하게 되어있지만 본 발명의 일 실시형태에서 msg3는 유휴모드 UE가 들을 수 있는 상태까지의 시간이 고려되어야 한다. 이 지연을 줄이기 위해서 D2D 활성화된 UE의 경우 지연이 더 적은 새로운 패이징을 도입하여 좀 더 효율적으로 운영할 수 있을 것이다.
[ 118] 한편， msg3 층돌 상황 처리를 위한 msg4의 필요성에 대해 설명한다.
[ 119] 커버리지 밖에서 msg3 수신 실패 시 이에 대한 웅답을 해줄 필요가 있다. Msg3 수신 실패는 msg3를 제어 파트 (PDCCH)와 데이터 파트 (PDSCH)로 구성하여 전송하는 경우 제어 파트 (PDCCH/EPDCCH) 에러 상화 o과 데이터 파트 (PDSCH/PUSCH) 에러 상황으로 분류할 수 있다. 여기서 데이터 파트는 HARQ 동작이 적용될 수 있는 부분이다. 시스템 구현을 간단하게 하기 위해서 제어 파트 (PDCCH) 에러 상황만을 고려해서 에러 상황 처리를 할 수 있다. 만약 제어 파트 (PDCCH) CRC 체크만을 수행하여 (예를 들어， 가상 ID를 기반으로 마스킹된 제어 파트 (PDCCH 또는 EPDCCH)를 가정) 성공하면 ACK을 피드백하고 실패하면 NACK을 피드백하는 방법이 가능하다. 이런 신호를 피드백하는 것을 msg4라고 명명할 수 있다. 즉 msg4를 이용해서 msg3 제어 파트뿐만 아니라 데이터 파트 수신 여부까지를 결정하는 데 사용하자는 것이다 (msg3 수신 유무를 확인하는 대안 정보로서 사용) . 물론 제어 파트가 제대로 수신되었다 할지라도 데이터 파트가 제대로 수신됐다고 보장할 수는 없지만， 대부분 유사한 확를을 가질 것으로 예상하기 때문에 제어 파트 기반의 에러 체크 방식으로도 층분할 수 있다.
[ 120] 다음으로는 데이터 파트 (예를 들어， msg3 PDSCH 또는 PUSCH)를 디코딩하지 못해서 에러가 발생할 수 도 있는데， 이 경우에 mSg4를 통해서 최종 디코딩 성공 여부를 알리는 목적으로도 사용할 수도 있다. 다만 방송 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 방송 또는 그룹캐스트 관리에 층분할 수 도 있기 때문이다.
[ 121] 상술한 제어 파트 (PDCCH/EPDCCH) 에러를 언급하는 과정에서 PDCCH/EPDCCH 대신 다른 포맷의 제어정보전달 방법을 사용할 수도 있다. 심지어 제어 파트는 프리엠블 및 제어 메시지 형태의 포맷으로 구성될 수 도 있으며， PDCCH/EPDCCH와 유사하지만 기본 구성단위 (예를 들어, REG , CCE , eCCE)도 다르고 조 "(aggregat ion) 방법， 맵핑 방법이 상이할 수 있다.
[ 122] msg4는 Out-NW 상황에서도 필요할 수 있다. 이는 적어도 위에서 언급한 msg3의 층돌 여부를 판단하기 위해 이용될 수 있다. 다만, out-network 상황에서 msg3의 성공적인 디코딩까지 확인하는 기능까지 mes4에 필요한지 여부는 경우에 따라 다를 수 있다.
[ 123] 예를 들어서 위에서 설명한 가상 ID 또는 이와 동등한 ID를 이용하여， 그 것이 올바로 검출되었는지 여부만 알려주는 신호를 msg4로 전송할 수도 있다. Msg3에 제어 정보가 별도로 인코딩된다면 여기에 Tx UE ID를 넣어 인코딩하는 것 역시 가능할 수 있다. 참고로 out-爾에서는 msg3의 수신기가 여럿이므로 msg3 충돌의 의미가 기존과 달라질 것이다. 예를 들어 UE1-UE2-UE3-UE4— UE5의 순서로 서 있는데 UE1과 UE5가 동시에 동일 자원에서 msg3을 전송한다면， UE2 , UE4는 각각 가까운 UE의 msg3 수신에 성공하는 반면 UE3는 둘 다 수신 실패하는 상황이 발생할 수 있다.
[ 124] 도 11은 본 발명의 일 실시형태에 따른 msg4의 또 다른 활용예를 설명하기 위한 도면이다.
[ 125] 도 11에 보인 것처럼， 다수의 Tx UE가 방송하고， 다수의 Rx UE가 수신하는 상황에서 UE3는 msg3 가 두 Tx UE에서 동시에 전송되어 중첩 수신되어 결국 제대로 수신을 못하는 상황이 발생할 수 있다. 이 경우 UE3는 msg4를 전송하여 (UE3는 클러스터 헤드 A , B가 존재하는 상황을 인지하고 있다는 가정하에서) 각각에 대해서 NACK을 보고할 수 있다.
[ 126] 제시한 예시에서는 UE3는 양쪽 클러스터 헤드로부터 msg3 수신 타이밍을 각각 정확히 알고 있는 상태에서 공교롭게도 msg3 수신 타이밍이 겹치게 되는 시점에 동시에 msg3가 송신되어 층돌이 발생한 상황이라는 것을 파악할 수 있다는 가정이다. 이 경우 msg4는 NACK을 전송하면서 클러스터 헤드 UE ID , 가상 ID로 스크램블링해서 전송하는 방식으로 피드백이 가능하다.
[127] 이하에서는 상술한 바와 같은 설명을 바탕으로 더 구체적인 예들을 설명하되， 먼저 msg4가 필요한 경우와 필요하지 않은 경우에 대해 구체적으로 살펴본다. [128] 도 12는 본 발명의 일예에서 2이상의 단말이 동시에 방송을 시도하여 충돌아 발생하는 상황을 설명하기 위한 도면이다.
[129] 구체적으로， 제 1 D2D Tx UE (1110)과 제 2 D2D Tx UE ( 1120)은 동시에 eNB에게 D2D 방송을 시작하기 위해 유사 랜덤 액세스 과정에 따론 Msgl 내지 Msg4를 전송할 수 있다. 제 1 D2D Tx UE (1110)가 전송하는 Msgl과 제 2 D2D Tx UE (1120)가 전송하는 Msgl은 LTE에서의 랜덤 액세스 프리엠블처럼 Tx UE를 구분하지 않고, Msgl 전송 시점 및 주파수에 의해서만 식별될 수 있도록 설계될 수 있으며, 이 경우 eNB는 양자를 구분하지 못하고 Msg2를 전송하여 출동이 발생할 수 있다. 이와 같은 층돌은 eNB와 Msg3 및 Msg4 교환올 통해 LTE에서와 유사하게 해결될 수 있다. 또한, 본 실시예에서는 eNB와의 층돌 해결 절차뿐만 아니라 x UE의 Msg4 전송에 의해서도 충돌 해결이 이루어질 수 있는 것올 가정한다. 즉, 2이상의 Tx UE의 방송 신호가 충돌함을 인지한 Rx UE( 1130) 역시 Msg4를 전송하여 해당 층돌을 해결할 수 있는 것올 제안한다.
[130] 이하에서는 상술한 유사 랜덤 액세스 프로시져를 이용한 D2D 통신 방식에서 msgl 내지 msg4의 구체적인 구성에 대해 조금 더 구체적으로 살펴본다.
[131] Msg 1
[132] 본 발명의 실시예들에 따론 Msgl은 LTE의 랜덤 액세스 프리엠블과 유사하게 시스템 정보를 통해 수신된 소정의 시그너쳐들 중 임의의 시그너쳐를 전송 단말이 임의로 선택하고, 미리 결정된 시간-주파수 자원 중 임의로 선택된 자원을 통해 전송하는 것을 제안한다.
[133] D2D통신용 Msgl에 대한 시스템 정보는 LTE의 PRACH와 유사하게 아래와 같을 수 있다. 설명의 편의를 위해 이를 D2D-PRACH 구성 정보로 지칭하나， 이는 임의의 명칭으로 지칭될 수 있다.
[ 134] [표 1]
D2D-PRACH-Config information elements
Figure imgf000023_0001
D2D-PRACH-ConfigSIB SEQUENCE {
root Sequence Index INTEGER (0..A) ,
D2d-prach-Conf iglnf o d2dᅳ PRACHᅳ Conf iglnf o } d2dᅳ PRACHᅳ Config := SEQUENCE {
root Sequence Index INTEGER (0..A) ,
d2dᅳ prachᅳ Conf iglnf o d2d-PRACH-Conf iglnf o
OPTIONAL -- Need
D2dᅳ PRACHᅳ Conf igSCellᅳ rlO SEQUENCE { D2d-prach-Conf iglndex-rlO INTEGER (0..B) }
:D2dᅳ PRACHᅳ Conf iglnfo :.= SEQUENCE {
D2d-prach-Conf iglndex INTEGER (0..B) , 'highSpeedFlag BOOLEA ,
zeroCorrelationZoneConf ig INTEGER (0...C)
D2d-prach-FreqOf f set INTEGER (0.. D)
}
-- ASN1STOP
[135] 상술한 시스템 정보에서, root index의 수 A, 물리 구성의 개수 B zeroCorrelation Zone의 구성 개수 C, 및 주파수 오프셋의 수 D는 필요에 따라 임의의 개수가 될 수 있다. 또한， 이는 예시적인 것이며, 상술한 시스템 정보 중 일부를 생략될 수 있다.
[136] Msg 2- (스케줄링 명령으로서의 msg2의 역할) [137] 아래 설명은 정상적인 스케줄링과 (긴급) 방송용 스케줄링 명령이 다를 수 있다는 가정하에서 2가지 경우를 구분하여 설명하고 있다. 동일한 스케줄링 포맷일 지라도 그 안의 각 필드 (bit field)가 의미하는 또는 해석되는 방식이 목적에 따라서 달라질 수 있도록 구현할 수 도 있다. 먼저 디코딩을 해보고 해당 필드에 (긴급) 방송과 일반 스케줄링을 구분하는 지시자 필드를 (예를 들어， 1 bit)를 둘 수도 있다.
[138] A. 방송 /그룹캐스트를 위한 msg2 스케줄링 명령 컨텐츠
[139] - (매우 단순화된) 자원 할당 정보
[140] ᅳ (매우 단순화되거나 절단된) MCS
[141] ― 호핑 플래그 (Hopping flag)
[142] - 우선순위 지시자 (긴급 상황의 경우)
[143] - 전력 제어 명령 (또는 후술할 바와 같은 고정 /최대 전력 값 (조절 가능한 값)
[144] - 타이밍 어드밴스드 또는 부분 시간 동기 정보
[145] - 필요한 경우 인밴드 이미션 정보 (In-band emission information)
[146] - IE ID 기반 프로세싱
[147] - 그룹캐스트 HARQ 정보
[148] - 우선순위 카운팅 정보 (형평성 정보)
[149] - 기타 필드 (들)
[150] B. 일반 스케줄링을 위한 msg2 스케줄링 명령 컨텐츠
[151] - (매우 단순화된) 자원 할당 정보
[152] - (매우 단순화되거나 절단된) MCS
[153] - 호핑 플래그 (Hopping flag)
[154] - 우선순위 지시자 (긴급 상황이 아닌 경우)
[155] - 전력 제어 명령 (또는 후술할 바와 같은 고정 /최대 전력 값 (조절 가능한 값)
[156] - 타이밍 어드밴스드 또는 부분 시간 동기 정보
[157] - 필요한 경우 인밴 H 이미션 정보 (In-band emission information) [158] - UE ID 기반 프로세싱
[159] - 그룹캐스트 HARQ 정보
[160] ― 우선순위 카운팅 정보 (형평성 정보)
[ 161] - 기타 필드 (들)
[162] 한편 기존 RACH 절차의 랜덤 액세스 웅답 (RAR) 기반의 RACH 스케줄링 명령을 그대로 사용한다면 아래 각 필드의 용도를 다르게 설정할 수 도 있을 것이다.
[163] 20-비트 UL 승인 (랜덤 액세스 응답 승인)
[164] - 호핑 플래그 ― 1 bi t
[165] - 고정 크기의 자원 블록 할당 - 10 bi ts
[166] ― 절단형 MCS ― 4 bi ts
[167] - PUSCH 전송을 위한 TPC 명령 - 3 bi ts
[168] - UL 지연 - 1 bi t
[169] - CSI 요청 1 bi t
[170] 상기 1-bi t CSI 요청은 D2D 방송용으로 사실상 사용될 가능성이 없기 때문에 이를 특정 비트로 설정하고 가상 코딩용 비트로 이용하여 코딩 이득을 얻을 수도 있다. 또는 상기 언급한 '바와 같이 (긴급) 방송 /그룹캐스트 구별을 하는 지시자 용도로 사용될 수도 있을 것이다. 일 예로 아래와 같이 설정 될 수 있다.
- Bi t state "A" ： (긴급) 방송 /그룹캐스트 스케줄링 승인
- Bi t state "B" ： 일반 스케줄링 승인
[171] -msg3_& msg4
[ 172] 상술한 절차에서 설명한 바와 같이 msg3 및 msg4는 Tx UE가 실질적으로 방송해서 전달하고자 하는 실질적인 메시지 및 그에 대한 수신 응답에 해당할 수 있다. 이하에서는 방송 메시지를 효율적으로 전달하기 위해서 도입되어야 할 절차 및 기술들에 대해서 추가적으로 설명한다.
[ 173] LTE 방송 메시지로는 대표적으로 PBCH가 있으며， 시스템 정보를 전달하게 된다. 이 중 MIB 메시지는 그 중요성을 감안하여 반복 코딩을 사용하여 매우 낮은 코등율을 유지하고 있다.
[ 174] D2D 방송 메시지인 msg3도 이런 차원에서 낮은 코딩율을 유지하는 것이 바람직하다. 이를 구현하는 방법은 msg3를 n번 (n=l , 2 , . .， N_repet i t ion , 상위 계층 또는 물리 계층 신호에 의해 구성 가능) 전송하여 코딩율을 층분히 확보할 수 있도록 하는 것을 제안한다.
[175] 도 13은 본 발명의 일 측면에 따라 msg3의 코딩율을 낮추는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
[ 176] 상술한 바와 같이 수신 단말에서 코딩율을 낮추기 위한 방법의 하나로는 Tx UE가 직접 반복 전송할 수 있도록 HARQ mechani sm올 이용하거나 또는 상술한 바와 같이 msg3를 수신한 eNB 또는 중계기와 같은 장비가 전송을 중계해주는 방법이 있다. 즉, ·Τχ UE가 재전송 또는 반복적 전송을 하거나 eNB를 통해서 재전송 또는 반복 전송을 하거나ᅳ 또는 둘이 함께 할 수 도 있을 것이다. 도 13은 Rx UE가 eNB 및 Tx UE 모두로부터 전송된 msg3를 결합하여 수신하는 예를 도시하고 있다.
[ 177] Msg3가 여러 소스로부터 수신 되어 이를 결합해야 하는 상황에서， FDD의 경우 Tx UE의 msg3 전송은 UL 대역을 이용하고 eNB에 의해 중계된 tnsg3는 DL 대역을 이용하므로， 반드시 Tx UE msg3 전송 시점과 eNB 반복 msg3 전송 시점이 굳이 같을 필요가 없다. 서로 다른 대역으로 전달된 msg3를 결합함으로써 의미 있는 결합 이득을 얻을 수 있다.
[ 178] TDD에서도 마찬가지로 Tx UE와 eNB가 동기를 맞춘 전송 또는 반복을 의무화 할 필요는 없으나, 가능하다면 같은 시점에 보내는 것이 자원 소모 측면에서 더 효율적일 수 있다.
[ 179] 도 14 내지 16은 본 실시예에 따라 반복 전송의 효과에 대해 설명하기 위한 도면이다. 구체적으로ᅳ 도면 14 내지 16은 msg3를 두 번 전송했으나 웅답이 없어서 msg3를 세 번째 보내서 결국 성공하는 경우를 예시한 것이다.
[ 180] 도면 14는 eNB와 같은 중계 서비스가 없어서 D2D Tx UE가 직접 반복 전송을 수행하는 예시이다. 이러한 반복적 전송은 본 발명자의 다른 발명에서 패이징 (paging) 신호의 특성으로 인하여 다수의 UE가 동시에 패이징 신호를 수신할 수 없기 때문에, 매번 깨어날 때 패이징 그룹 단위로 들을 수 있도록 반복 전송해주는 방법과 다른 의미의 반복전송이다. 즉， Rx UE입장에서 한 번 이상 또는 하나 이상의 노드 (Tx UE 또는 eNB 또는 중계기)로부터 신호가 중복 수신되도록 하는 데 그 의미가 있다. 또는 HARQ 절차 상으로 데이터를 전송하고 에러가 발생할 경우 이를 복구하는 차원에서 동일한 RV 또는 다른 RV를 전송하여 수신 단에서 결합하게 하는 HARQ 복원 과정과 관계가 있다.
[181] 도 14는 eNB가 중계 전송에 참여하지 않을 경우， 도 15는 참여하는 경우， 도 16은 eNB와 Tx UE가 모두 재전송에 참여하는 경우를 도시한 것이다.
[182] 도 15에서 Tx UE로부터 전송 되는 첫 번재 msg3와 eNB로부터 전송되는 두 번째 msg3는 서로 다른 시점과 서로 다른 공간에서 전송된 신호 이지만 서로 적절하게 결합한다면 디코딩 성능을 향상시킬 수 있다. 예를 들어 수신 단에서 chase combining 또는 incremental redundancy를 이용하면 코딩 이득을 높일 수 있다. 이런 관점에서 도면 14 내지 156 예시된 방법에서 msg3는 서로 다른 시점이거나 동일한 시점이거나, 같은 송신 지점에서 전송되었거나 아니면 다른 송신 지점에서 전송되었거나 모두 수신 단에서 적절한 프로세스 (예를 들어, CC, ' IR) 및 버퍼링 관리를 통해서 성공적으로 복조 할 확률을 크게 높일 수 있다.
[183] 이 과정에서 Tx UE가 eNB에게 msg3를 전달하는 방법은 우선 직접 별도의 자원 및 채널을 이용하여 전달하는 방법과 D2D Tx UE가 msg3를 방송할 때 eNB가 그 정보를 overhear해서 그렇게 디코딩된 값을 재전송에 참여 시키는 것도 가능하다. 이 경우 Tx UE에게 특별한 정보를 주어 "msg3를 잘 수신하였고 추후에 에러 발생시 본인이 직접 재전송에 참여하겠다" 라는 의사가 전달될 수 있는 응답 신호를 Tx UE에게 전달하는 것이 바람직하다. 이러한 신호는 물리계층뿐만 아니라 상위계층 신호를 통해서 구현 가능하다.
[184] 도 17 내지 도 19는 msg3의 수신단 결합 과정을 설명하기 위한 도면이다.
[185] Tx UE에서 초기 또는 재전송된 msg3를 msg3.ai라고 (i=0,l,2,"-,Nl_repetition)( eNB에서 전송된 msg3를 msg3.bi 0=1,2,3，···, N2— repetition)라고 도시하였다.
[186] 도 17은 Tx UE만 msg3를 전송하게 되므로 수신단에서는 msg3를 버퍼링하여, 다음 도착하는 msg3와 CC 또는 IR 동작을 취하여 적절한 결과 값을 얻을 수 있다. 다수 번 전송된 후 성공하게 되는 경우를 고려하면 다음과 같은 두 가지 동작이 가능할 것이다.
[187] (Ml) Tx UE로부터 현재 수신된 msg3. a( 0 값과 이전에 수신된 msg3. a( i-l)에 대해서 CC 또는 IR을 수행한다. 이렇게 얻은 결과를 다음 단계에서 CC 또는 IR의 입력 값으로 사용한다.
[188] (M2) 수신되고 저장된 모든 msg3. ai에 대해서 매번 새로운 값이 수신될 때마다 CC또는 IR을 수행한다.
[189] 도 18은 Tx UE와 eNB로부터 동시에 msg3가 반복 수신 되는 경우를 보였다. 이 경우에도 다양한 형태로 CC 또는 IR을 수행할 수 있을 것이다. 이 경우는 다음과 같은 CC 또는 IR을 수행할 수 있다.
[ 190] 1) Tx UE에서 수신된 msg3. a 계열만 상기 기술된 Ml 또는 M2 방식에 의해서
CC 또는 IR을 취하고, 다시 eNB로부터 수신된 msg3. b 계열만 상기 기술된 Ml 또는
M2 방식에 의해서 (X 또는 IR을 취한 뒤 두 결과 값 (a 계열， b 계열)에 대해서 다시 CC또는 IR을 취한다.
[191] 2) 전송 지점에 상관없이 수시된 신호의 순서에 맞게 상기 기술된 Ml 또는
M2 방식에 대해서 (X 또는 IR을 취한다.
[ 192] 도 19는 Tx UE로부터 초기 전송 이후， 재전송은 모두 eNB로부터 수신되는 경우를 보였다.
[193] 이 경우 msg3. a0, msg3. bl , msg3. b2를 각각 CC 또는 IR을 수행할 수 있다. 이 경우도 마찬가지로 상술한 Ml 또는 M2 방식을 취할 수 있을 것이다.
[194] 상술한 방식들은 msg3 " 도면에 제시한 바와 같이 모두 수신한 경우를 가정한 것이다. 특정 UE의 경우 일부만 수신하도록 설계되어 있을 수도 있으며 이런 경우에는 누락된 msg3에 대해서는 상기 제안 방식에서 생략하고 다음 단계를 진행하면서 CC또는 IR을 수행하면 된다.
[195] LTE RACH의 경우 msgl을 초기 전송한 단말은 msg2의 모니터링 및 그에 대한 msg3 전송을 수행하도록 설계되었다. 본 실시예에 따른 방법은 msg3를 Rx UE를 목적하여 방송하는 목적으로 사용하기 때문에， Rx UE들은 msgl을 수신하지도 않았을 뿐만 아니라， msg2 모니터링을 시도하지 않을 것이다. 더구나 msg3를 ¾ UE가 보냈을 거라는 사실도 모르거니와 이를 모니터링해서 수신하려 하지 않을 것이다. 특히 msg3는 대개 UE가 송신하는 것인데 이를 수신하여야 한다는 점이 크게 다르다.
[196] 따라서 msg3를 수신하도록 하기 위해서는 사전에 특별한 조치가 필요하다. 특히 msg3 신호를 디코딩하고 디모들레이션하는 정보가 필요하다. 이런 점에서 nisg3에 대한 스케줄링 승인 역할을 수행하는 msg2를 수신 UE들 역시 수신하는 것이 바람직하다. 즉 msg2에 msg3 디코딩， 디모듈레이션을 수행할 수 있는 정보 (자원 할당, MCS , HARQ , 전송 시점, 타이밍 어드밴스드， cp 길이， 긴급 지시자， 호핑 지시자, 우선순위 지시자， msg3 전송 횟수， 재전송 타이밍， HARQ 웅답 방법 등)를 포함시켜서 Rx UE들에게 전달해 주는 것이 바람직하다. 또한 msg2 정보 디코딩 및 디모들레이션 정보에 앞서， Rx UE는 msg2를 수신해야 하며 따라서 msg2가 전송되는 또는 전송될 가능성이 있는 시점 관련 정보, R TI 관련 정보 Gnsg2 PDCCH가 RNTI로 마스킹 되어 있는 경우 이를 디카스 ¾ 하기 위한 RA-RNTI와 같은 정보, D2D Tx UE를 위해서 유보된 RNTI 값의 범위 또는 특정 할당 값)， Tx UE ID (필요한 경우) , Tx UE의 msgl 전송 정보 (시간-주파수 자원 인덱스, 서브프레임, 무선 프레임, UE ID , IMSI ) , 특히 msg2 스크램블링， 마스킹에 사용되는 정보를 미리 알려주는 것이 바람직하다.
[ 197] 또는 msg2 가 전송되는 서브프레임 정보 (고정 또는 결정 값)을 방송해서 Rx UE에게 미리 알려주고 그렇게 설정된 서브프레임 또는 무선 프레임에 대해서 지속적으로 모니터링을 수행하여 msg3를 디코딩 및 디모들레이션하여야 할 것이다.
[ 198] 한편 중계를 통해서 전달되는 경우 msg3 형태가 아닌 msg4 형태로 전달될 가능성이 있기 때문에 msg4 전달 시점에 Rx UE가 지속적으로 모니터링을 해서 !^ 4 (msg3 정보를 포함하는 포맷이거나 msg3를 그대로 전송하는 경우도 포함)를 디코딩 및 디모들레이션해서 최종적으로 방송 메시지를 얻을 수 있도록 하여야 한다.
[199] 또는 msg3와 동일한 포맷으로 전송하게 되면 사실상 msg4는 없고 다만 msg3의 재전송 또는 반복 전송으로도 간주할 수 도 있을 것이다. [200] 다음으로 msg2를 수신함으로써 msg3를 정상적으로 전송하였다고 가정한다. Msg3는 Tx UE로부터 eNB 및 Rx UE에게 전달될 수 있다. eNB이 경우 msg3를 수신하면 msg4를 Tx UE에게 전달하여 수신 성공여부를 지시할 수 있다. 그룹캐스트의 경우도 마찬가지로 msg3를 수신한 Rx UE는 msg4 (Rx UE가 Tx UE에게 전달하는 메시지로서 eNB가 Tx UE에게 전달하는 메시지와 동일할 수 도 있지만 다르게 설계될 수 있다)를 전송하여 수신 성공여부를 회신할 수 있다. 다만 방송인 경우에 Rx UE는 msg4 전송과정을 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 수신여부에 대한 최종 결정을 내리는 장치가 될 수 도 있을 것이다. 심지어 msg3가 제대로 전달되지 않은 경우 eNB는 다시 msg2를 스케줄링하여 msg3 전송을 다시 시도하도록 할 수도 있을 것이다.
[201] 이와 다른 이슈로 msg3를 전송했는데 그에 대한 응답이 없는 경우가 있을 수 있는 데 이에 대해서 분석한다. 응답이 없는 경우， 즉 Tx UE가 msg4를 수신하지 못한 이유는 크게 eNB가 보내는 msg4이 PDCCH를 디코딩 할 수 없는 경우와 PDSCH를 디코딩 및 디모들레이션하지 못한 경우로 볼 수 있다.
[202] ( 1) PDCCH 에러의 경우 (PDCCH 검출 실패)
[203] Msg4를 위한 PDCCH를 모니터딩했으나 msg4 PDCCH가 검출되지 않은 경우이다. 이는 msg3를 수신하지 못한 경우인데 msg3 층돌 (하나 이상의 Tx UE단말이 msgl을 전송하여 msg2 응답을 동시에 받고， 각자 msg3를 전송함)인해서 수신을 제대로 하지 못하는 경우와 msg3 전송 무선 채널이 좋지 않아 제대로 수신하지 못한 경우로 분류할 수 있다. 간단한 해결 방법으로는 D2D 방송 전송 절차가 실패하였으므로 msgl부터 절차를 다시 시작하도록 하는 것이다. 물론 이 과정에서 이전에 수신한 각종 파라미터 및 그에 대한 설정 값들은 재사용 될 수 있을 것이다.
[204] 또는 파라미터를 일정 수준 강화하여 사용할 수 있을 것이다. 예를 들어 msgl 전송 전력을 기존 보다 더 높은 전송전력으로 다시 시작하도록 하는 것이다. 또는 msgl이 성공하고 msg2 스케줄링 승인에 TPC 명령 등을 좀 더 높은 값으로 설정하여 스케줄링을 시도할 수 도 있을 것이다. [205] 또는 msg4 웅답이 없으면 msgl은 건너 뛰고 msg2가 전송되는 전송되도록 약속된 (이러한 상황에서 알 수 있도록 약속된) 서브프레임 (들)에서 msg2를 모니터링해서 msg3 스케줄링 승인을 다시 수신하는 방법도 있다.
[206] 한편 msg4 자체를 없애고 msg3를 단순히 방송하고 끝내는 방법도 가능하다. Msg4는 msg3에 대한 HARQ 동작 및 RRC 연결 완료 또는 확인 등의 용도로 사용하기 위해서 설계된 것이지만， D2D에서 특히 방송을 수행하는 경우에는 웅답이 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.
[207] (2) PDSCH 에러 상황 (PDSCH 복조 실패)
[208] Msg4 PDCCH 검출을 성공하였다는 것은 바로 이전 절차에서 msg3를 정상적으로 수신하였기 때문이다. 따라서 msg4 PDCCH를 전송하였을 것이다. 하지만 PDSCH에 에러가 발생하여 복조가 불가능 할 수 있다. 이 경우 흔히 말하는 HARQ 동작에서 에러 상황과 동일하며 일반적인 경우 정상적은 HARQ 동작이라면 NACK을 전송하려고 할 것이다. 하지만 D2D 방송의 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.
[209] 둘 이상의 Tx UE가 msg3를 전송하더라도 경우에 따라서는 그 중에 하나 msg3 가 eNB에게 검출되고 성공적으로 복조 될 수 있다. 이 경우 msg4 웅답이 성공한 Tx UE에게 전달 될 것이다. 이렇게 되면 msg3를 성공적으로 수신한 eNB는 그 성공한 Tx UE에게 방송 메시지 수신 성공여부를 알리는 msg4를 이용해 응답할 것이다. 그러면 Tx UE는 방송 전송과정을 종료한다. 하지만 msg4 웅답을 받았지만 자신에게 온 msg4 가 아닌 경우에는 msgl 전송 절차로 돌아가서 다시 시작하는 것이 바람직하다. 이유는 eNB 조차도 어떤 Tx UE가 broadcast를 전송했는지 알 수 없기 때문에 msg3를 위한 msg2 스케줄링 승인올 생성할 수 없기 때문이다. 이러한 층돌 해결 과정은 현재 RACH msg4를 사용해 이루어 지고 있으며 이 경우에 msg4 수신 후 자신의 UE ID가 없다고 판단되면 다시 msgl을 수행하는 것이디- . [210] 도 20은 eNB가 msg3를 중계해주는 역할을 수행하는 경우， Rx UE의 수신 동작절차를 설명하기 위한 도면이다.
[211] 중계된 msg3는 RACH 프로시져에 비유한다면 단계 4 (msg4)에 해당한다고 볼 수 도 있다. 다만 그 내용이 mSg3 이기 때문에 도 20에서는 중계된 msg3라고 표시하였다.
[212] D2D Rx UE는 D2D 방송 수신뿐만 아니라 eNB와의 연결을 계속 유지하고 있을 가능성이 있으며 따라서 eNB로부터 PDCCH/EPDCCH를 통해서 PDSCH를 스케줄링 받을 수 있다. 만약 이러한 경우라면 Rx UE 입장에서 D2D 방송 msg3 (증계된 또는 그렇지 않은)를 수신하여야 하는지， eNB로 부터의 일반적인 PDSCH를 수신하여야 하는 지 결정되어야할 부분이다.
[213] 물론 수신능력이 된다면 둘을 모두 수신하여 처리할 수도 있다. 하지만 만약 둘 중의 하나를 수신하는 것이 바람직하다고 판단되면 (특히 동일 캐리어 또는 대역 또는 스펙트럼 상에서 수신되는 경우) 중계된 D2D 방송 msg3를 수신하는 것이 바람직하다. 방송 메시지의 특성상 긴급한 신호임을 고려하면 이와 같이 D2D 링크에 수신 우선순위를 두는 것이 바람직하다.
[214] 하지만 다수의 캐리어가 존재하고, 캐리어 1은 eNB-UE 통신, 캐리어 2는 D2D 통신 연결을 유지하고 있는 상황에서， 캐리어 2에 중계된 D2D 방송 msg3가 전송된다면, 이를 수신함과 동시에 캐리어 1에 동일 시간에 스케줄링된 PDSCH도 함께 수신하는 것이 바람직하다.
[215] 기존의 RACH 동작을 참고하면 다음과 같다.
[216] LTE RACH 동작에서， UE가 RA— RNTI와 C-R TI 또는 SPC-R TI가 동일한 서브프레임에 할당되고, UE가 복수의 타이밍 어드밴스드 그룹으로 구성되지 않은 경우， 해당 UE는 C-RNTI 또는 SPS-RNTI로 스크램블된 CRC를 가진 PDCCH에 의해 지시되는 PDSCH를 디코딩할 필요가 없다.
[217] [표 2] DCI format Search Space Transmission scheme of PDSCH corresponding to
PDCCH
DCI format 1C Common If the number of PBCH antenna ports is one, Single- antenna port, port 0 is used (see subclause 7.1.1), otherwise Transmit diversity (see subclause 7.1 ,2)
DCI format 1A Common If the number of PBCH antenna ports is one, Single- antenna port, port 0 is used (see subclause 7.1.1), otherwise Transmit diversity (see subclause 7.1.2)
[218] 여 서 RA-RNTI가 기존과는 다르게 D2D 방송 용으로 사용되고 있다고 가정하면 특정 서브프레임에서 RA-RNTI와 함께 C-RNTI SPS C-RNTI가 검출된다고 하더라도 RA-RNTI만 디코딩하고 C-RNTI , SPS C— RNTI를 검출하지 않아도 되는 것이다. 즉 C-RNTI , SPS C-RNTI가 온다는 것을 기대하지 않는 동작이 추가되어야 할 것이다.
[219] 만약 D2D 방송에 RA-RNTI가 아닌 D2D RNTI와 같은 새로운 RNTI를 도입하여 방송, 그룹캐스트를 수행한다고 하는 경우에 D2D RNTI이외에 C-RNTI , SPS C-RNTI로 스케줄링되는 PDSCH는 없다고 가정하도록 의무화 할 수 있다.
[220] 중계된 msg3는 디코딩 시간 제약이 없는 점을 고려하면， 수신하여 저장해두고 여력이 될 때 디코딩하는 동작도 가능할 것이다. 예를 들어 C-RNTI , SPS C-RNTI와 함께 D2D용 RNTI도 동시에 수신하여 긴급 정도 또는 우선순위에 따라서 순차적으로 디코딩을 수행하는 구현도 가능할 것이다.
[221] 상기 내용은 msg4에 대한 언급이었으나 D2D 동작에서의 msg2 (방송 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 Cᅳ RNTI로 스케줄링된 PDSCH가 존재하는 것을 기대하지 않도록 할 수 있다.
[222] 본 내용은 D2D 방송을 주로 언급했으나， 제안 기술의 적용은 그룹캐스트 뿐만 아니라 유니캐스트에도 적용될 수 있다. [223] 그룹캐스트의 경우
[224] 본 발명의 일 실시예에서는 추가적으로 그룹캐스트를 위한 HARQ ACK/NACK 설계를 수행하는 것을 제안한다. 특히 그룹캐스트 UE의 경우 방송 UE와 달리 전송 msg3에 대한 HARQ ACK/NACK을 통해서 그룹 맴버를 관리할 수 있을 것이다.
[225] 따라서 그룹캐스트의 경우 Msg4가 Tx UE에게 전달되는 것이■ 바람직하다. 하지만 Tx UE의 재전송을 대신해 줄 수 있는 대상이 있다면 그 대상에게 전달하여 굳이 Tx UE에게 전달되지 않고도 재전송 패킷을 수신할 수도 있을 것이다. 예를 들어 eNB가 이런 역할을 대신할 수 도 있을 것이다. 또는 근접한 다른 중계 UE들이 이러한 재전송을 대신 해줄 수 있을 것이다. 물론 그러한 중간 대상이 없다면 Tx UE에게 전달되는 것이 바람직하다.
[226] Tx UE에게 전달되는 과정도 직접 Tx UE에게 전달하는 방법과 간접적으로 우회적으로 전달하는 방법 모두 가능 할 것이다. eNB나 다른 D2D UE를 통해서 우회적으로 Tx UE에게 에러여부, 재전송 여부 등을 알려줄 수도 있을 것이다.
[227] 한편， 방송의 경우에는 수신 메시지의 에러 유무를 피르백하지 않는 방법이 더 바람직할 수 있다. 불특정 다수에게 전달되는 만큼 그 중 일부 대상이 제대로 수신하지 못하였다는 사실을 반드시 알아야 할 필요는 없을 것이다.
[228] 좀 더 구체적으로 Rx UE들이 msg3 수신을 성공하였다면 eNB가 중계한 tnsg3를 전송할 필요가 없을 것이다. 만약 일부 Rx UE가 실패하였다면 eNB가 중계한 msg3를 전송하는 것이 도움이 될 것이다. eNB가 재전송을 하려면 이러한 사전 지식이 필요한 데 그 정보는 Tx UE로부터 얻을 수 도 있을 것이고， 아니면 eNB가 직접 Rx UE로부터 피드백을 받아서 재전송 여부를 '결정할 수 도 있을 것이다. 예를 들어 Tx UE가 msg3를 전송하면 일부 UE는 수신 성공이지만， 나머지 UE는 수신 실패할 가능성이 있다. 실패한 UE는 Tx UE에게 직접 msg4를 전송하여 msg3의 수신 성공 및 실패 여부를 회신할 것이다. 또는 eNB 존재를 알고 eNB가 중계해서 재전송에 참여할 것이라는 것을 알게 되면 eNB를 향하여 msg4를 회신할 것이다. Rx UE로부터 회신된 msg4는 사실상 HARQ ACK/NACK 정보에 대웅할 수 있으며， 이는 그룹 내 msg3 정보를 수신상태를 알려주는 기준이 된다.
[229] 만약 Tx UE만 msg4 ACK/NACK을 들었다면 이를 eNB에 알려주는 시그널링 과정이 요구되며， 이는 eNB와 Tx UE사이 연결이 있는 경우라면 상위 신호를 통해서 알려줘도 되고, 또한 MAC 또는 물리 시그널링을 통해서 알려줄 수 있다.
[230] 하지만 어느 정도의 지연을 감수하여야 한다. 이러한 지연은 경우에 따라서 시스템의 효율성에 영향을 크게 미칠 수 도 있기 때문에 지연을 줄이는 차원에서 Rx UE로 부터의 msg4 ACK/NACK을 eNB가 직접 수신할 수 있도록 하는 것도 가능하다. 이렇게 하면 eNB가 자연스럽게 수신된 ACK/NACK의 통계에 기준하여 또는 개별 ACK/NACK 피드백 정보에 근거하여 재전송 여부 및 재전송 방식을 결정하는 데 사용할 수 있다.
[231] 개별 UE를 제어하는 경우에는 개별 UE별로 재전송을 시도 할 수 있으며， 그룹 UE에 대해서 한번에 웅답올 취할 수 도 있다. 후자의 경우 그룹 UE의 ACK/NACK의 통계가 P_AN % 이상이 ACK인 경우에는 모두 수신했다고 가정하고 재전송을 하지 않고 다음 전송을 시도하고, 반대로 P_AN % 이하로 ACK이 수신된 경우에는 재전송올 다시 시도하도록 특정 임계 값을 도입할 수 도 있다. 또는 수신에 실패한 UE만 NACK을 전송하여 이를 SFN 결합되어 수신되도록 할 수 도 있다. 이렇게 되면 NACK의 신호의 강도 또는 에너지를 기준으로 어느 정도의 UE가 msg3를 제대로 수신하지 못했는지 추정될 수 있으며 이를 기반으로 재전송 및 재전송 방식을 결정할 수 있을 것이다.
[232] 도 21은 전송 단말이 수신 단말로부터 msg4를 통해 msg3 수신 성공 여부를 피드백 받아 eNB에 알려주는 방식을 도시하고 있다.
[233] eNB는 이와 같이 전송 단말로부터 수신한 정보에 기초하여 재전송 여부를 결정할 수 있으며， 이에 따라 Msg3의 재전송을 수행할 수 있다.
[234] 도 22는 기지국이 수신 단말로부터 직접 msg4를 통해 msg3의 수신 성공 여부를 피드백 받는 것을 도시하고 있다.
[235] 이 경우， 기지국은 스스로 수신 단말로부터 수신한 msg4에 기반하여 재전송 여부를 결정하여 msg3를 수신 단말에 재전송할 수 있다.
[236] 여기서 eNB를 향해 피드백 정보가 전송되는 경우, ACK/NACK 자원은 PUCCH를 이용하는 것이 기본이 될 것이다. 다만 Uu 링크의 PUSCH 전송을 고려해서 동시 전송 상황이 발생할 경우 PUSCH에 대해서 피기백 (pi ggybacking)하는 방식을 사용할 수도 있다. 여기서 PUCCH 자원은 별도의 PUCCH 자원영역에 할당하여 운영하는 경우를 고려할 수 있으며, 개별 PUCCH 자원할당은 msg3 전송자원과 연관 ( l inkage)시켜 동적으로 선택하여 사용하도록 할 수 있다. 자원영역의 시작은 N_pucch_of fset을 주어서 그 시작위치를 사전에 지정해주고, 그 영역 내에서 msg3 전송 자원 위치 등 (RB 인덱스， RB 및 서브프레임 인덱스, UE ID 및 RB 및 SF 인덱스 등)과 링크를 시켜 매 서브프레임 마다 새롭게 결정될 수 있도톡 할 수 있다 (예를 들어， PDCCH CCE-to-PUCCH 인덱스 연결과 같은 방식) .
[237] 또는， msg2 그룹 RNTI 및 /또는 RAR 인덱스에 링크해서 결정할 수 도 있을 것아다.
[238] 도 23은 본 발명의 일례에 따라 msg4 전송 자원을 다양한 전송에 링크하여 결정하는 개념을 설명하는 도면이다.
[239] 즉ᅳ msg4 PUCCH를 통해 ACK/NACK을 전송할 자원은， UE ID , msg2 RNTI , msg2 RAR 인덱스， msg2 PDSCH RB 위치 및 /또는 msg4 RB 위치에 맵핑시켜 결정될 수 있으며， 이 경우 msg4 전송을 위한 개별적인 자원할당이 생략될 수도 있다.
[240] 도 24는 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 장치의 블록 구성도를 예시한다.
[241] 도 24를 참조하면， 통신 장치는 프로세서 ( 11)， 메모리 (12)， RF 모듈 ( 13)을 포함하여 구성될 수 있으며， 이와 같은 구성 (21， 22 , 23)을 포함하는 다른 통신 장치와 D2D 통신을 수행할 수 있다.
[242] 도 24의 하나의 통신 장치는 Tx UE , 다른 하나의 통신 장치는 기지국 또는
Rx UE일 수 있다. 도 24의 통신 장치는 설명의 편의를 위해 도시된 것으로서 일부 모들은 생략될 수 있다. 또한, 통신 장치는 필요한 모들을 더 포함할 수 있다.
[243] 통신 장치에서 프로세서 ( 11， 21)는 상술한 바와 같은 본 발명의 실시예들에 따른 방법을 수행하기 위한 대부분의 제어를 수행할 수 있다. 메모리 ( 12 , 22)는 프로세서 ( 11 , 21)와 연결되어 필요한 정보의 저장을 수행할 수 있으며 , RF 유닛 ( 13 ,
23)은 무선 신호를 송수신하여 프로세서 ( 11， 21)에 전달할 수 있다.
[244] 이상에서 설명된 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들이 소정 형태로 ' 결합된 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려되어야 한다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한， 일부 구성요소들 및 /또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성하는 것도 가능하다. 본 발명의 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고， 또는 다른 실시예의 대웅하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다.
[245] 본 발명에 따른 실시예는 다양한 수단, 예를 들어, 하드웨어， 펌웨어 (f irmware) , 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어에 의한 구현의 경우 본 발명의 일 실시예는 하나 또는 그 이상의 ASICs(appl icat ion speci f ic integrated ci rcui ts) , DSPs(digi tal signal processors) , DSPDsCdigi tal signal processing devices) , PUDs( programmable logic devices) , FPGAsCf ield programmable gate arrays) , 프로세서， 콘트를러， 마이크로 콘트를러， 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.
[246] 펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모들, 절차， 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리 유닛에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리 유닛은 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여， 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.
[247] 본 발명은 본 발명의 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 안되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고， 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
【산업상 이용가능성】
[248] 상술한 바와 같은 무선 통신 시스템에서 단말 간 직접 통신을 이용하여 신호를 송수신하는 방법 및 이를 위한 장치는 3GPP LTE 시스템에 적용되는 예를 중심으로 설명하였으나， 3GPP LTE 시스템 이외에도 다양한 무선 통신 시스템에 적용하는 것이 가능하다.

Claims

【청구의 범위】
【청구항 1】
무선 통신 시스템에서 전송 단말 (UE)이 D2D (devi ce-to-devi ce) 통신을 수행하는 방법에 있어서，
기지국으로 소정 개수의 D2D 통신용 시그너쳐 (signature) 중 하나를 임의로 선택하여 미리 결정된 시간-주파수 자원 중 임의로 선택된 자원을 통해 제 1 메시지를 전송하고,
상기 기지국으로부터 D2D 방송 또는 그룹 캐스트 신호 전송을 위한 제어 정보를 포함하는 제 2 메시지를 수신하며,
상기 제 2 메시지를 통해 수신된 제어 정보를 이용하여 하나 이상의 수신 단말에게 상기 D2D 방송 또는 그룹 캐스트 신호를 포함한 제 3 메시지를 전송하고， 상기 하나 이상의 수신 단말 중 어느 하나 이상으로부터 상기 제 3 메시지 재전송 요청 신호를 수신하는 것을 포함하되,
상기 제 3 메시자의 재전송은 상기 전송 단말 이외의 다른 기기에 의해 수행되는， D2D통신 방법 .
【청구항 2】
제 1 항에 있어서,
상기 제 3 메시지는 상기 기지국에도 추가적으로 전송하며，
상기 제 3 메시지의 재전송은 상기 기지국에 의해 수행되는， D2D 통신 방법.
【청구항 3】
제 1 항에 있어서,
상기 제 3 메시지의 재전송은 상기 제 3 메시지를 성공적으로 수신한 중계 단말에 의해 수행되는， D2D 통신 방법 .
【청구항 4】
제 1 항에 있어서,
상기 재전송 요청 신호 수신 및 상기 제 3 메시지의 재전송은 상기 제 3 메시지가상기 그룹 캐스트 신호인 경우에 한하여 수행되는， D2D통신 방법 .
【청구항 5】 제 1 항에 있어서，
상기 재전송 요청 신호는 제 4 메시지를 통해 수신되는， D2D 통신 방법 .
【청구항 6】
제 1 항에 있어서,
상기 제 3 메시지 재전송 요청 신호가 전송된 상기 하나 이상의 수신 단말 중 어느 하나 이상의 수신 단말은，
상기 제 3 메시지 수신을 위한 제어 정보 수신에는 성공하였으나, 상기 제 3 메시지를 포함한 데이터 채널 수신에 실패한 하나 이상의 수신 단말인， D2D 통신 방법 .
【청구항 7】
제 1 항에 있어서，
상기 제 3 메시지 수신을 위한 제어 정보 수신에 실패한 수신 단말에게 상기 제 1 메시지를 재전송하는， D2D 통신 방법 .
【청구항 8]
무선 통신 시스템에서 기지국이 전송 단말 (UE)의 D2D (devi ce-to-devi ce) 통신을 보조하는 방법에 있어서，
상기 전송 단말로부터 소정 개수의 D2D 통신용 시그너쳐 (signature) 중 임의의 시그너쳐를 미리 결정된 시간-주파수 자원 중 임의의 자원을 통해 수신하는 경우,
D2D 방송 또는 그룹 캐스트 신호 전송을 위한 제어 정보를 포함하는 제 2 메시지를 상기 전송 단말에 전송하고，
하나 이상의 수신 단말에게 상기 D2D 방송 또는 그룹 캐스트 신호를 포함한 제 3 메시지를 전송하되，
상기 하나 이상의 수신 단말 중 하나 이상으로부터 상기 제 3 메시지 재전송 요청 신호를 수신하는 경우 상기 전송 단말을 대신하여 상기 제 3 메시지 재전송을 수행하는 것을 포함하는， D2D 통신 보조 방법.
【청구항 9】
무선 통신 시스템에서 수신 단말이 전송 단말로부터 D2D (devi ce-to-devi ce) 통신 신호를 수신하는 방법에 있어서,
기지국 또는 상기 전송 단말로부터 D2D 방송 또는 그룹 캐스트 신호 수신을 위한 제어 정보를 포함하는 제 2 메시지를 수신하고,
상기 전송 단말 또는 상기 기지국 중 하나 이상으로부터 상기 D2D 방송 또는 그룹 캐스트 신호를 포함하는 제 3 메시지 수신을 위해 모니터링하며，
상기 제 3 메시지 수신에 실패하는 경우， 상기 제 3 메시지 재전송 요청 신호를 상기 기지국에 전송하고， '
상기 기지국으로부터 상기 제 3 메시지를 재수신하는 것을 포함하는， D2D 신호 수신 방법 .
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