WO2015005601A1 - 무선 통신 시스템에서 d2d(device-to-device) 통신을 위한 전력 제어 방법 및 이를 위한 장치 - Google Patents

무선 통신 시스템에서 d2d(device-to-device) 통신을 위한 전력 제어 방법 및 이를 위한 장치 Download PDF

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WO2015005601A1
WO2015005601A1 PCT/KR2014/005689 KR2014005689W WO2015005601A1 WO 2015005601 A1 WO2015005601 A1 WO 2015005601A1 KR 2014005689 W KR2014005689 W KR 2014005689W WO 2015005601 A1 WO2015005601 A1 WO 2015005601A1
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signal
transmission
power control
transmission power
broadcast
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PCT/KR2014/005689
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서대원
김학성
서한별
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엘지전자 주식회사
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    • H04W52/30—TPC using constraints in the total amount of available transmission power
    • H04W52/32—TPC of broadcast or control channels
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    • H04W52/38—TPC being performed in particular situations
    • H04W52/383—TPC being performed in particular situations power control in peer-to-peer links

Definitions

  • the present invention relates to a wireless communication system, and more particularly, to a power control method and apparatus therefor for D2D (DEVICE-T (H) EVICE) communication in a wireless communication system.
  • D2D DEVICE-T (H) EVICE
  • a 3GPP LTE (3rd Generation Partnership Project Long Term Evolution (LTE)) communication system will be described in brief.
  • E-UMTS Evolved Universal Mobile Te 1 eCommunication Systems
  • UMTS UMTSCUniversal Mobile Telecommunications System
  • LTE Long Term Evolution
  • an E-UMTS is located at an end of a user equipment (UE), a base station (eNode B; eNB), and a network (E-UTRAN) and is connected to an external network (Access Gateway). AG).
  • the base station may transmit multiple data streams simultaneously for broadcast service, multicast service and / or unicast service.
  • SAL is set to one of the bandwidth of 1.44, 3, 5, 10, 15, 20Mhz, etc. to provide a downlink or uplink transmission service to multiple terminals. Different cells may be set to provide different bandwidths.
  • the base station controls data transmission and reception for a plurality of terminals.
  • For downlink (DL) data the base station transmits downlink scheduling information to the corresponding terminal. It informs the time / frequency domain, data size, data size, HARC hybr id Automat ic Repeat and reQuest) information.
  • the base station transmits uplink scheduling information to the corresponding terminal for uplink (UL) data, and informs the user of the time / frequency domain, encoding, data size, HARQ related information, etc. available for the corresponding terminal.
  • 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 TA Yacking Area consisting of a plurality of cells.
  • Wireless communication technology has been developed to LTE based on WCDMA, but the demands and expectations of users and operators are continuously increasing.
  • new technological advances are required to be competitive in the future. Reduced cost per bit, increased service availability, flexible use of frequency men, simple structure and open interface, and adequate power consumption of the terminal are required.
  • An object of the present invention is to provide a wireless communication system.
  • the present invention provides a power control method for D2D (DEVICE-T0-DEVICE) communication and an apparatus therefor.
  • a method of controlling a transmission power by a first terminal performing D2D (Devi ce-t Device) communication in a wireless communication system includes: Receiving a first signal comprising power control information defined for D2D communication; And transmitting a second signal according to the transmission power determined based on the received first signal, wherein the power control information indicates one of broadcast and groupcast evidence.
  • the second signal is characterized by being masked and transmitted according to the transmission method of the second signal.
  • the power control information may include at least one of a value defined to be proportional to a bandwidth for the broadcast communication for initial access, or a value that conforms to a Mod at at on Coding Scheme (MCS) level. It can be characterized.
  • MCS Mod at at on Coding Scheme
  • the transmission power may be characterized in that the signal transmission power value for the initial access procedure of the base station with the first terminal is not applied.
  • the first signal includes a Transmi ss ion Power Control (TPC) field, and the transmit power is determined by applying a value of the TPC field. can do.
  • TPC Transmi ss ion Power Control
  • the transmission power may be characterized in that when the broadcast / group cast transmission for the D2D communication is determined even if the path loss compensation is not applied.
  • the transmission power is characterized in that the broadcast / group cast transmission for the D2D communication, and is set to be reduced when the path loss for the base station is less than the first threshold.
  • the first threshold may be defined to decrease as the first terminal approaches the base station.
  • the transmission power may be set to be reduced when performing broadcast / groupcast transmission for the D2D communication and when the first terminal is located at a cell boundary.
  • the base station may be a base station having the smallest path loss among a plurality of base stations communicating with the first terminal.
  • a radio frequency unit (Radio frequency unit) in a first terminal for controlling transmission power for performing D2D (Devi ce-to_Device) communication in a wireless communication system which is another aspect of the present invention for solving the above problems.
  • Frequency Unit a radio frequency unit
  • the processor is configured to receive a first signal including power control information defined for D2D communication from a base station, and according to the transmission power determined based on the received first signal. And transmit the signal, wherein the power control information indicates one of broadcast and groupcast.
  • the second signal may be differently masked and transmitted according to the transmission method of the second signal.
  • power control for DEVICE-TO-DEVICE (D2D) communication can be efficiently performed in a wireless communication system.
  • FIG. 1 illustrates an E-UMTS network structure as an example of a wireless communication system.
  • Control 2 is a control plane of a radio interface protocol between a UE and E—UTRAN based on the 3GPP radio access network standard (Control)
  • 3 shows physical channels used in a 3GPP LTE system and a general signal transmission method using the same.
  • FIG. 4 shows the structure of a radio frame used in an LTE system.
  • 5 shows a general transmission and reception method using a call message.
  • FIG. 6 shows a transmission scheme of MBMS Control CHannel (MCCH) information. I appear
  • FIG. 8 illustrates a structure of a downlink subframe.
  • FIG. 9 shows a structure of an uplink subframe used in LTE.
  • 12 and 13 are reference diagrams for explaining RACH-based broadcast / groupcast communication and transmission power according to an embodiment of the present invention.
  • 14 is a reference diagram illustrating an embodiment of the present invention for maintaining a constant coverage.
  • 15 and 16 are reference diagrams for explaining D2D power control of the present invention in consideration of a distance from an eNB and a cell boundary.
  • FIG 17 shows an embodiment of a case where a plurality of e NBs are present according to the present invention.
  • Figure 18 illustrates a base station and user equipment that can be applied to an embodiment of the present invention.
  • CDMA code division multiple access FDMA
  • frequency division multiple access FDMA
  • time division multiple access TDMA
  • orthogonal frequency division multiple access FDMA
  • SC-FDMA single carrier frequency division multiple access
  • CDMA may be implemented by a radio technology such as UTRAOJniversal Terrestrial Radio Access) or CDMA2000.
  • TDMA can be implemented with wireless technologies such as Global System for Mobile Communications (GSM) / General Packet Radio Service (GPRS) / Enhanced Data Rates for GSM Evolution (EDGE).
  • GSM Global System for Mobile Communications
  • GPRS General Packet Radio Service
  • EDGE Enhanced Data Rates for GSM Evolution
  • 0FDMA may be implemented by a wireless technology such as IEEE 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802-20, Evolved UTRA (E-UTRA).
  • UT A is part of the UMTSCUni versa 1 Mobile Telecom unicat ions System.
  • 3rd Generation Partnershi Project (3GPP) long term evolution (LTE) employs 0FDMA in downlink and SC-FDMA in uplink as part of Evolved UMTS (E-UMTS) using E-UTRA.
  • LTE-A Advanced is an evolution of 3GPP LTE.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a control plane and a user plane structure of a radio interface protocol between a terminal and an E-UTRAN based on the 3GPP radio access network standard.
  • the control plane is a control mesh used by a user equipment (UE) and a network to manage a call. It means a passage through which the jis are transmitted.
  • the user plane refers to a path through which data generated at an application layer, for example, voice data or Internet packet data, is transmitted.
  • a physical layer which is a first layer, provides an information transfer service (Informat ion Transfer Service) to a higher layer using a physical channel.
  • the physical layer is connected to the upper Media Access Control layer through a transport channel. Data is transferred between the media access control layer and the physical layer through the transport channel.
  • the physical layer between the transmitter and the receiver moves data through the physical channel.
  • the physical channel utilizes time and frequency as radio resources.
  • the physical channel is modulated in the downlink by the OFDMA COrthogonal Frequency Division Multitude Access (MS-FDMA) method and in the uplink (SC-FDMA) in the uplink.
  • MS-FDMA OFDMA COrthogonal Frequency Division Multitude Access
  • SC-FDMA uplink
  • a medium access control (MAC) layer of a second layer provides a service to a radio link control (RLC) layer, which is a higher layer, through a logical channel.
  • the RLC layer of the second layer supports reliable data transmission.
  • the function of the RLC layer may be implemented as a functional block inside the MAC.
  • the Packet Data Convergence Protocol (PDCP) negotiation of the second layer performs a header compression function to reduce unnecessary control information for efficiently transmitting IP packets such as IPv4 or IPv6 in a narrow bandwidth wireless interface.
  • PDCP Packet Data Convergence Protocol
  • the radio resource control (RRC) layer located at the bottom of the third layer is defined only in the control plane.
  • the RRC layer is responsible for the control of logical channels, transport channels and physical channels in connection with the configuration of radio bearers (RBs) (Conf igurat ion;), reconfiguration (Re-conf igurat m) and release (Release).
  • B means a service provided by the second layer for data transmission between the terminal and the network.
  • the RC layer of the UE and the network exchange RRC messages with each other. If there is an RRC connected (RRC Connected) between the terminal and the RRC layer of the network, the terminal is in the RRC connected mode (Connected Mode), otherwise it is in the RRC idle mode (Idle Mode).
  • NAS Non_Access Stratum
  • the layer performs functions such as session management and mobility management.
  • One cell constituting the base station (e NB) is set to one of bandwidths such as 1.4, 3, 5, 10, 15, and 20 MHz to provide downlink or uplink transmission services to multiple terminals. Different cells may be set to provide different bandwidths.
  • a downlink transmission channel for transmitting data from a network to a terminal includes a BCH (Broadcast Channel) for transmitting system information, a PCH (paging channel) for transmitting a paging message, and a downlink SOKShared Channel (transmitting user traffic or a control message).
  • BCH Broadcast Channel
  • PCH paging channel
  • SOKShared Channel transmitting user traffic or a control message.
  • Traffic or control messages of a downlink multicast or broadcast service may be transmitted through a downlink SCH or may be transmitted through a separate downlink multicast channel (MCH).
  • the uplink transmission channel for transmitting data from the terminal to the network includes a random access channel (RAC) for transmitting an initial control message, and an uplink shared channel (SCH) for transmitting a user traffic or control message.
  • RAC random access channel
  • SCH uplink shared channel
  • BCCH Broadcast Control Channel
  • PCCH Paging Control Channel
  • CCCH Common Control Channel
  • MCCH Multicast Control Channel
  • MTCH Multicast Traffic Channel
  • 3 is a diagram for explaining physical channels used in a 3GPP LTE system and a general signal transmission method using the same.
  • a user device that is powered on again or enters a new cell performs an initial cell search operation such as synchronizing with a base station.
  • the user equipment receives a Primary Synchronization Channel (P-SCH) and a Secondary Synchronization Channel (S—SCH) from the base station, synchronizes with the base station, and obtains information such as a cell ID. Thereafter, the user equipment may receive a physical broadcast channel from the base station and acquire broadcast information in the cell.
  • the user equipment may receive a downlink reference signal (DL RS) in the initial cell discovery step to check the downlink channel state.
  • DL RS downlink reference signal
  • the user equipment determines the physical downlink control channel (PDCCH) and the physical downlink control channel in step S302.
  • PDSCH physical downlink control channel
  • the user equipment may perform a random access procedure such as steps S303 to S306 to complete the access to the base station.
  • the user equipment transmits a preamble through a physical random access channel (PRACH) (S303), and a physical downlink control channel and a physical downlink shared channel to the preamble for the preamble.
  • PRACH physical random access channel
  • a response message may be received (S304).
  • an additional physical random access ' content ion resolution procedure such as transmission of a channel (S305) and a physical downlink control channel and a corresponding physical downlink shared channel reception (S306) are performed. can do.
  • UCI uplink control information
  • UCI includes HARQ ACK / NACK (Hybrid Automatic Repeat and reQuest Acknowledgment / Negative-ACK), SRCScheduling Request (CSI), and Channel State Information (CSI).
  • HARQ ACK / NACK is simply referred to as HARQ-ACK or ACK / NACK (A / N).
  • HARQ—ACK includes at least one of positive ACK (simple, ACK), negative ACK (NACK), DTX, and NACK / DTX.
  • CSI includes CQKChannel Quality Indicator), PMKPrecoding Matrix Indicator), RKRank Indication), and the like.
  • UCI is generally transmitted through PUCCH, but can be transmitted through PUSCH when control information and traffic data should be transmitted at the same time. In addition, the UCI can be aperiodically transmitted through the PUSCH by the network request / instruction.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a structure of a radio frame used in an LTE system.
  • uplink / downlink data packet transmission is performed in units of subframes.
  • a frame is defined as a certain time interval including a plurality of OFDM symbols.
  • the 3GPP LTE standard supports a type 1 radio frame structure applicable to frequency division duplex (FDD) and a type 2 radio frame structure applicable to TDDCTime division duplex (FD).
  • FIG. 4 (a) illustrates the structure of a type 1 radio frame.
  • the downlink radio frame consists of 10 subframes, and one subframe consists of two slots in the time domain.
  • the time taken for one subframe to be transmitted is called TTKtransmi ss i on time interval).
  • one subframe may have a length of 1 ms, and one slot may have a length of 0.5 ms.
  • One slot contains a plurality of 0FOM symbols in the time domain and a plurality of resource blocks (RBs) in the frequency domain.
  • 0F resource blocks
  • M symbol represents one symbol period.
  • the 0FDM symbol may also be referred to as an SC-FDMA symbol or symbol period.
  • a resource block (RB) as a resource allocation unit may include a plurality of consecutive subcarriers in one slot.
  • the number of 0FDM symbols included in one slot may vary depending on the configuration (conf igurat ion) of the CP (Cycl ic Pref ix).
  • An extended CP and an extended CPC normal CP are included in the CP. have.
  • the number of 0FDM symbols included in one slot may be seven.
  • the 0FDM symbol is formed by an extended CP, since the length of one 0FDM symbol is increased, the number of 0FDM symbols included in one slot is smaller than that of the standard CP.
  • the number of 0FDM symbols included in one slot may be six.
  • an extended CP may be used to further reduce interference between symbols.
  • FIG. 4 (b) illustrates the structure of a type 2 radio frame.
  • the Type 2 radio frame consists of two half frames, each of which has four general subframes including two slots, a Down Ink Pi lot Time Slot (DwPTS), and a Guard Period. , GP) and UpPTSOJpl ink Pi lot Time Slots).
  • DwPTS Down Ink Pi lot Time Slot
  • GP Guard Period
  • UpPTSOJpl ink Pi lot Time Slots UpPTSOJpl ink Pi lot Time Slots
  • DwPTS is used for initial cell search, synchronization, or channel estimation in a user equipment.
  • UpPTS is used for channel estimation at base station and synchronization of uplink transmission of user equipment. That is, DwPTS is used for downlink transmission and UpPTS is used for uplink transmission.
  • UpPTS is used for PRACH preamble or SRS transmission.
  • the guard interval is a section for removing interference caused by the uplink due to the multipath delay of the downlink signal between the uplink and the downlink.
  • the current 3GPP standard document defines a configuration as shown in Table 1 below.
  • UL / DL link subframe configuration (UL / DL conf igurat ion) in a TDD system is shown in Table 2 below.
  • D denotes a downlink subframe
  • U denotes an uplink subframe
  • S denotes the special subframe.
  • Table 2 also shows a downlink-uplink switching period in the uplink / downlink subframe configuration in each system.
  • the structure of the above-described wireless frame is only an example, and the number of subframes included in the radio frame, the number of slots included in the subframe, and the number of symbols included in the slot may be variously changed.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a general transmission and reception method using a call message.
  • the paging message includes a paging record composed of a paging cause, a UE identifier, and the like.
  • the terminal may perform a discontinuous reception period (DRX) for the purpose of reducing power consumption.
  • DRX discontinuous reception period
  • the network configures several paging occasions (P0) for each time period called a paging DRX cycle, and a specific terminal receives only a specific paging opportunity time to receive a paging message. To be acquired.
  • the terminal does not receive a call channel during times other than the specific call opportunity time and may be in a sleep state to reduce power consumption.
  • One call opportunity time corresponds to one TTI.
  • the base station may notify the terminal of call information transmission by defining a specific identifier (eg, Paging-Radio Network Temporary Identity (PR TI)) for the purpose of the PI.
  • PR TI Paging-Radio Network Temporary Identity
  • the UE wakes up every DRX cycle and receives one subframe to know whether a call message appears. Terminal received If there is a P-RNTI in the L1 / L2 control channel (PDCCH) of the subframe, it can be seen that there is a call message in the PDSCH of the subframe.
  • the call message has its own terminal identifier (eg, IMSI)
  • the terminal receives the service by responding to the base station (eg, receiving RC connection or system information).
  • the system information includes essential information that the terminal needs to know in order to access the base station. Therefore, the terminal should receive all the system information before accessing the base station and should always have the latest system information. In addition, since the system information is information that should be known to all terminals in one cell, the base station periodically transmits the system information.
  • the system information may be classified into a master information block (MIB), a scheduling block (SB), and a system information block (SIB).
  • MIB allows the terminal to know the physical configuration of the cell, for example, bandwidth.
  • SB informs transmission information of SIBs, for example, a transmission period.
  • SIB is a collection of related system information. For example, a specific SIB includes only information of neighboring cells, and another SIB includes only information of an uplink radio channel used by a terminal.
  • MBMSC Multimedia Broadcast Multicast Service is a type of broadcast / multicast service that transmits multimedia data packets to multiple terminals at the same time.
  • the terms 'broadcast / multicast service' and 'MBMS' used in this document may be replaced by other terms such as 'point-to-multi-service' and 'multicast and broadcast service'.
  • MBMS is based on IP multicast, and terminals receive the same multimedia data by sharing resources necessary for data packet transmission. Therefore, when a terminal of a certain level using MBMS exists in the same cell, resource efficiency can be increased.
  • MBMS service can be so regardless of the RRC connection, providing a terminal in idle state is also the stand 'services.
  • the logical channel MCMS (MBMS Control CHannel) or MTMS (MBMS Traffic Channel) for MBMS may be mapped to the transport channel MCH (MBMS CHannel).
  • MCCH transmits an RRC message including MBMS related common control information
  • MTCH transmits traffic of a specific MBMS service.
  • MMSCH Single Frequency Network
  • the PDCCH transmits an MBMS-Radio Network Temporary Identity (M-RNTI) and an MCCH indicator indicating a specific MCCH.
  • M-RNTI MBMS-Radio Network Temporary Identity
  • the UE supporting the MBMS may receive the M-NTI and the MCCH indicator through the PDCCH, determine that the MBMS related RRC message is changed in the specific MCCH, and receive the specific MCCH.
  • the RRC message of 1 CH may be changed at every change cycle, and is repeatedly broadcasted at every repetition cycle. 6 shows a transmission method of MCCH information.
  • MCCH transmits an MBSFNAreaConf igurat ion message indicating an ongoing MBMS session and RB configuration.
  • the MCCH may transmit an MBMSCountingRequest (MBMSCountingRequest) message for aggregating the number of UEs in RKC connected state to receive or want to receive one or more MBMS services.
  • MBMSCountingRequest MBMSCountingRequest
  • specific MBMS control information may be provided through BCCH.
  • specific MBMS control information may be included in SystemInformat ionBlockTypel3 broadcasted through BCCH.
  • FIG. 7 illustrates a resource grid for a downlink slot.
  • a downlink slot includes a N o OFDM symbol in a time domain and a resource block in a frequency domain. Since each resource block includes NB subcarriers, the downlink slot includes N ⁇ N subcarriers in the frequency domain.
  • FIG. 7 illustrates that a downlink slot includes 70 FDM symbols and a resource block includes 12 subcarriers, but is not necessarily limited thereto. For example, the number of 0FDM symbols included in the downlink slot may be modified according to the length of Cyclic Pref ix (CP).
  • CP Cyclic Pref ix
  • Each element on the resource grid is called a resource element (RE), and one resource element is indicated by one 0FDM symbol index and one subcarrier index.
  • One B is composed of N x N resource elements.
  • the number of resource blocks included () is the downlink transmission bandwidth set in the cell.
  • FIG. 8 illustrates a structure of a downlink subframe.
  • up to three (4) OFDM symbols located at the front of the first slot of the subframe correspond to a control region to which a control channel is allocated.
  • the remaining OFDM symbol corresponds to a data region to which a PDSCH (Physical Downl Ink Shared Channel) is allocated.
  • Examples of a downlink control channel used in LTE include a physical control format indi cator channel (PCFICH), a physical down 1 ink control channel (PDCCH), a physical cal hybrid ARQ indi cator channel (PHICH), and the like.
  • the PCFICH is transmitted in the first 0FDM symbol of a subframe and carries information about the number of 0FDM symbols used for transmission of control channels in the subframe.
  • PHICH announces HARQ ACK / NACKC Hybr id Automat i Repeat request acknowledgment / negat ive—acknowledgment) signal in response to uplink transmission.
  • the DCI includes resource allocation information and other control information for the user device or the user device group.
  • DCI includes uplink / downlink scheduling information, uplink transmission (Tx) power control command, and the like.
  • the PDCCH includes transmission format and resource allocation information of a downlink shared channel (DL-SCH), transmission format and resource allocation information of an uplink shared channel (UL-SCH), paging.
  • Px information on paging channel (PCH) Px information on paging channel (PCH), system information on DL-SCH, resource allocation information of higher-layer control message such as random access response transmitted on PDSCH, Tx for individual user devices in user device group It carries a power control command set, a Tx power control command, and activation instruction information of voice over IP (VoIP).
  • a plurality of PDCCHs may be transmitted in the control region.
  • the user equipment can monitor the plurality of PDCCHs.
  • the PDCCH is transmitted on an aggregate of one or a plurality of consecutive control channel elements (CCEs).
  • CCEs control channel elements
  • the CCE is a logical allocation unit used to provide a coding rate based on radio channel conditions to a PDCCH.
  • the CCE corresponds to a plurality of resource element groups (REGs).
  • the format of the PDCCH and the number of PDCCH bits are determined according to the number of CCEs.
  • the base station is sent to the user equipment
  • the PDCCH format is determined according to DCI, and CRCXcyclic redundancy check is added to the control information.
  • the CRC is masked with an identifier (eg, RNTKradio network temporary identifier) according to the owner or purpose of use of the PDCCH.
  • an identifier eg, RNTKradio network temporary identifier
  • an identifier eg, cell-RNTI (C-RNTI)
  • C-RNTI cell-RNTI
  • P-RNTI paging-RNTI
  • SI -RNTI system information RNTI
  • RA-RNTI random access-RNTI
  • FIG 9 illustrates a structure of an uplink subframe that is emerging in LTE.
  • an uplink subframe includes a plurality of slots (for example, two).
  • the slot may include different numbers of SC-FDMA symbols according to the CP length.
  • the uplink subframe is divided into a data region and a control region in the frequency domain.
  • the data area includes a PUSCH and is used to transmit a data signal such as voice.
  • the control region includes a PUCCH and is used to transmit uplink control information (UCI).
  • the PUCCH includes RB pairs located at both ends of the data region on the frequency axis and hops to a slot boundary.
  • the PUCCH may be used to transmit the following control information.
  • -HARQ ACK / NAC This is a voice response signal for a downlink data packet on a PDSCH. Indicates whether the downlink data packet was successfully received. ACK / NACK 1 bit is transmitted in response to a single downlink codeword, and ACK / NACK 2 bits are transmitted in response to two downlink codewords.
  • CSI Feedback information on a downlink channel.
  • CSI includes a CQKChannel Quality Indicator (CQK), and feedback information related to MIM0 (mult iple input multiple output) includes a RKRank Indicator, a PMKPrecoding Matrix Indicator, and a PTKPrecoding Type Indicator. 20 bits are used per subframe.
  • the amount of control information (UCI) that a user equipment can transmit in a subframe depends on the number of SOFDMA available for control information transmission.
  • SC-FOMA available for transmission of control information refers to the remaining SC-FDMA symbol except for the SC-FDMA symbol for transmitting the reference signal in the subframe, and in the case of a subframe in which a Sounding Reference Signal (SRS) is set, The last SC-FDMA symbol is also excluded.
  • the reference signal is used for coherent detection of the PUCCH.
  • D2D communication is introduced into the wireless communication system (for example, 3GPP LTE system or 3GPP LTE-A system) as described above, a specific method for performing D2D communication will be described below.
  • the wireless communication system for example, 3GPP LTE system or 3GPP LTE-A system
  • FIG. 10 and 11 are diagrams for conceptually explaining D2D communication.
  • FIG. 10 (a) shows a conventional base station-centric communication method, in which a first terminal UE1 transmits data to a base station on uplink, and the base station transmits data from the first terminal UE1 on downlink. It can transmit to 2 UE (UE2).
  • UE2 2 UE
  • FIG. 10 (b) shows a UE-to-UE communication scheme as an example of D2D communication, and data exchange between terminals may be performed without passing through a base station.
  • a link directly established between devices may be referred to as a D2D link.
  • D2D communication has advantages such as less latency and less radio resources than conventional base station-oriented communication.
  • D2D communication is a method of supporting communication between devices (or terminals) without passing through a base station, but D2D communication reuses resources of an existing wireless communication system (eg, 3GPP LTE / LTE-A). It should not cause interference or disturbance to existing wireless communication system because it is performed by In the same context, it is also important to minimize the interference received by D2D communication by terminals, base stations, etc. operating in existing wireless communication systems.
  • an existing wireless communication system eg, 3GPP LTE / LTE-A.
  • UEs may perform direct communication by forming a link with other UEs directly without going through an eNB (that is, D2D (devi ce to devi ce)). Communication).
  • D2D communication In the form of D2D communication, only one- to-one ( one to one) is shown on FIG. 11, but one- to-one (mult i to one) and many-to-many (mult i to multi) forms It may be.
  • a description will be given based on a situation in which three kinds of entities, such as a base station (eNB), a relay, and a UE, exist as shown in FIG. 11, but the present invention is small. It can also be extended to other wireless communication systems (ie communication links) such as small cells, femto-cells and femto-femtos, and base station-terminals (eNBs).
  • D2D communication does not receive a control signal from the base station, or receives only a part of the control signal (compared to the eNB-UE communication), and has a shorter transmission distance than that of a wide area network (WAN).
  • WAN wide area network
  • One of the main purposes of D2D communication is to broadcast / groupcast disaster information in an emergency situation. In this case, all possible terminals should be able to send / receive disaster information as quickly as possible.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating an embodiment of a structure of broadcast / groupcast described in the present invention.
  • an embodiment of the present invention is performed by a transmission scheme composed of four steps.
  • the emergency signal when the emergency signal is transmitted, the emergency signal may be transmitted not only to the RRC connected terminal but also to an idle terminal.
  • step l is a step for preamble transmission
  • step 2 is a step in which a random access response (RAR) for the preamble transmission is transmitted.
  • step 3 msg3
  • L2 / L3 (Layer 2 / Layer 3) message may be broadcasted / groupcasted by the terminal, and then in step 4 (msg 4 ), a contention resolution message may be transmitted by the base station.
  • the process shown in FIG. 12 is similar to the PRACH procedure, but for the convenience of description, only the PRACH term and procedure are introduced and described. Different. However, in the present invention, unless otherwise stated, it may be interpreted as reusing / applying a PRACH procedure and a function.
  • Equation 1 is a formula that can be used to determine the power of the msg3 in the RACH process used in the initial access (initial access) when the terminal communicates with the eNB, and a brief description thereof. See section 5.1 “Uplink Power Control” in 3GPP TS 36.213, an LTE-related standard).
  • Atf ' c ( Z ) is the value according to the coefficient given in the MCS level and higher layer signal, and ⁇ (is the second
  • r ampup denotes a power value ramped up by a plurality of transmission attempts in a PRACH (msgl), and ig2 denotes a TPC value indicated by an eNB in msg2.
  • WAN initial access is for the UE to request the RRC connection to the eNB, it is the main process to determine the transmission power in accordance with the radio channel situation of the eNB-terminal.
  • D2D broadcast / groupcast (broadcast / groupcast) to which the present invention is applied, even if the UE is basically reuse the existing RACH process for fast D2D transmission and reception operation of the idle (idle) terminal, Since the purpose is to transmit emergency information to another terminal, it is more important to transmit with as wide coverage as possible to an unspecified number (or some of the plurality of terminals) around.
  • the process increase msgl ⁇ msg2 of msgl ⁇ 4 shown in FIG. 12 described above is a process between eNB-terminals, so msg3 is a process in which the D2D terminal directly transmits information to other D2D terminals. It is necessary to use the power control process of msg3 by applying the embodiment of the present invention.
  • classification of broadcast / groupcast may be distinguished by different masking of msg3.
  • C-RNTI Cel l -Radio Network Temporary Ident if ier
  • C-RNTI Cel l -Radi o Network Temporary Ident if if defined for group casting.
  • ier C-RNTI
  • GC-RNTI GC-RNTI, differently masked as BC-RNTI of broadcast msg3 and GC-RNTI of groupcast msg3, so that the received D2D UEs are received msg3 7 ⁇ , whether broadcasted or groupcasted. Can be distinguished.
  • the transmission power may be determined by summing terms such as 101og 10 (M) proportional to the bandwidth (the number of bandwidth broadcast RBs, M).
  • M the number of bandwidth broadcast RBs
  • the transmission power per RB can be kept constant, and the coverage of broadcast / groupcast can be kept constant. For example, if you use 20RB for broadcast / groupcast purposes, you need to transmit twice as much (3dB) higher power than 10RB broadcast signal, so you can transmit with the same power per RB and maintain the same coverage. have.
  • the second is to use the stud, ⁇ as it is. If term 101og 10 (M) was to compensate for the coverage variation with the number of RBs, ⁇ TF ' C (can guarantee a constant power according to the code bit even if the MCS changes.
  • K s predefined constant.
  • K s must be set to a value of 1, but values higher than 1 (e.g. 1.2 or 1.5) may be desirable in view of certain coverage, taking into account channel estimation and encoding / decoding. There is also.
  • ( Z ) determines the transmission power based on 3 ⁇ 4 transmission power at ramp-up until the eNB successfully receives the PRACH.
  • the terminal-to-terminal channel which is not related to the eNB channel should be considered, so that the power of the PRACH Based on this can cause broadcast coverage variation, which is unnecessary power control.
  • the PRACH ramping component of ( Z ) may be reset and only the TPC field value of msg 2 may be reflected. This case will be particularly useful when the eNB needs to control the msg3 transmit power for each D2D UE.
  • FIG. 14 is a reference diagram for explaining a method for setting a path loss between a UE and an eNB in order to guarantee network coverage constantly according to the present invention.
  • the existing RACH msg3 uses a power value that is proportional to the path loss. It can be assumed to be used as is in 2D broadcast / groupcast. At this time, in order to compensate for the loss due to pathloss, terminals near to the eNB transmit broadcast / groupcast signals at low power, and terminals far from the eNB transmit at high power. Done. Accordingly, broadcast / groupcast coverage of each terminal is formed differently as shown in FIG. 14 (a).
  • the UE may directly interfere with an uplink (UL) resource or may have an adjacent uplink (UL) resource. May cause interference on the emi ss i on. This may directly cause a large performance degradation through the WAN uplink (UNR SINR degradation) and indirectly through the eNB receiver AGC saturation (Automat ic Ga n Contro l Saturat ion).
  • URR SINR degradation the WAN uplink
  • AGC saturation Automat ic Ga n Contro l Saturat ion
  • the transmission power of msg3 may be reduced. For example, if the path loss is lower than a certain value (ie, if the UE is close to the eNB), a certain negative offset (of fset) may be reflected in the transmission power.
  • the graph of the transmission power according to the path loss at this time is shown in the form of a staircase.
  • the terminal is located at a boundary where power is reduced in a staircase (ie, when the transmission power is drastically reduced)
  • the broadcast coverage may be abruptly reduced according to the movement of the terminal.
  • the D2D Rx terminals near the cast boundary may abruptly stop receiving. Therefore, in order to compensate for this, if the path loss is lower than a predetermined value, the power may be increased so as to be linearly continuous by appropriately setting the ⁇ value and the negative offset (of fset).
  • RACH power control follows path loss with the eNB up to the maximum transmit value While increasing linearly, according to the present invention, the threshold of e NB path loss may increase to a constant value (black increases linearly) and then have a constant value (fixed) thereafter.
  • P broadcast . oax is a predefined D2D broadcast maximum power value. If this is represented by Equation 2,
  • the power increases with the slope ⁇ , and if it is above the threshold value, the maximum power value is transmitted.
  • ⁇ is also allowed to be set to a value greater than 1 in order to quickly reduce the power near the eNB. If PL 0 is set to ⁇ dB here, as in the embodiment described with reference to FIG. 14, in order to ensure coverage of the D2D broadcast, the transmission power is kept constant regardless of the path loss. Indicates.
  • the terminal may calculate the path loss of the eNB and reduce the transmission power of msg3 again if the threshold value is higher.
  • FIG. 16 shows an embodiment of D2D broadcast transmit power control at a cell edge.
  • a negative offset (of fset) that is constant above a threshold may be applied, or a combination of an ⁇ value and a negative offset (of fset) may be linearly reduced as in the proximity to the eNB.
  • the adjacent (not serving) path loss of the serving eNB is adjacent.
  • the D2D broadcast transmission power control operation may be performed based on the e NB having the minimum path loss among the path losses of the eNB.
  • 17 is a reference diagram for explaining a D2D broadcast cast power control when a plurality of eNBs exists according to the present invention.
  • a maximum RSRP (maximum RSRP) may be obtained.
  • the base station (macro BS) based on a reference and the base station (pi cocel l RRH) based on a minimum path loss (minimum PL) based on a path loss may be different.
  • the pico cell (pi co cel l) the path loss criteria for the D2D broadcaster transmission power control is pi. It is desirable to be a path loss of cocel RRH.
  • a path loss coefficient (ie, ⁇ ) according to the path loss may be replaced with an RSRP-based ⁇ setting method.
  • RSRP Tx RS power-pathloss [dB]
  • a case where a large RSRP value is close to an eNB and a case where a small RSRP is located at a cell boundary is used. Will be.
  • the present invention has been described based on the total transmission power of the terminal, but the above-described contents of the present invention may be applied in terms of power spectral densities (PSDs) rather than the total transmission power.
  • the transmission power ie, P
  • P may represent the transmission power allocated to the unit RB (or RE), not the sum of the powers of all frequency resources.
  • the power per unit RB (or per RE) is determined, and the broadcast / groupcast RB (or RE) times the total transmission. Will be power. Furthermore, controlling power with PSD may be desirable from a broadcast / groupcast coverage point of view.
  • the compensation term 101og 10 (M) according to the number of RBs is not considered, and the maximum power of the broadcast / groupcast (or PSD raa x, RE) is various. It can be derived from the method.
  • RB maximum transmit power PSD nax , RB can be defined as M equal to the total transmit power Pc.MAX), It may be a value previously determined by the eNB. If the power control value is expressed using PSD MAX , RB #, it can be expressed as Equation 3.
  • p (?) RARCRandom Access Response) is O_PUSCH 'C for transmission PUSCH (re) is the Daewoong + ⁇ ££ —M 3 , where each parameter of p is given by a higher layer signal.
  • 0 — PRE is a cell-specific (eel 1— speci fic) upper layer value called preamblel ialReceivedTargetPower, which is linked to the transmit power of the PRACH signal (msgl). Therefore, in the D2D broadcast operation, this value can be used for interference control in and out of the cell.
  • the eNB calculates the RSRP value of msgl (PRACH) of the msgl (PRACH) from the UE so that the UE is too close to the eNB (eg, FIG. 15) Black plate near the cell boundary (eg, FIG. 16)
  • Agar (0 - 1> 1 £) is given as is a separate higher-layer signal and the PRACH configuration parameters the upper layer signal must have a UE- specific characteristics.
  • Figure 18 illustrates a base station and user equipment that can be applied to an embodiment of the present invention. If the wireless communication system includes a relay, communication is performed between the base station and the relay on the 100-day link, and communication on the access link is performed by the relay and the user equipment. This is done in between. Thus, the base station or user equipment illustrated in the figure may be replaced with a relay according to the situation. ⁇
  • a wireless communication system includes a base station (BS) 110 and a user equipment (UE) 120.
  • Base station 110 includes a processor 112, a memory 114, and a radio frequency (RF) unit 116.
  • the processor 112 may be configured to implement the procedures and / or methods proposed in the present invention.
  • the memory 114 is connected to the processor 112 and stores various information related to the operation of the processor 112.
  • the RF unit 116 is connected with the processor 112 and transmits and / or receives a radio signal.
  • the user device 120 includes a processor 122, a memory 124, and an RF unit 126.
  • the processor 122 may be configured to implement the procedures and / or methods proposed by the present invention.
  • the memory 124 is connected with the processor 122 and stores various information related to the operation of the processor 122.
  • the RF unit 126 is connected with the processor 122 and transmits and / or receives a radio signal.
  • Base station 110 and / or user equipment 120 may have a single antenna or a multiplex antenna.
  • each component or feature is to be considered optional unless stated otherwise.
  • Each component or feature may be embodied in a form that is not combined with other components or features. It is also possible to combine some components and / or features to constitute an embodiment of the invention.
  • the order of the operations described in the embodiments of the present invention may be changed. Some configurations or features of one embodiment may be included in another embodiment or may be replaced with corresponding configurations or features of another embodiment. It is obvious that the claims may be combined to form an embodiment by combining claims that do not have an explicit citation relationship in the claims or as new claims by post-application correction.
  • An embodiment according to the present invention may be implemented by various means, for example, hardware and firmware.
  • ASICs Amplification specific integrated circuits
  • DSPs digital signal processors
  • DSPDs digital signal processing devices
  • PLDs programmable logic devices
  • FPGAs Field programmable gate arrays
  • processors controllers, microcontrollers, microprocessors, and the like.
  • an embodiment of the present invention may be implemented in the form of modules, procedures, functions, etc. that perform the functions or operations described above.
  • 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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  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
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  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

본 발명은 무선 통신 시스템에서 D2D(Device-to-Device) 통신을 수행하는 제 1 단말이 전송 전력을 제어하는 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 기지국으로부터, D2D 통신를 위하여 정의된 전력 제어 정보를 포함하는 제 1 신호를 수신하는 단계 및 수신된 제 1 신호에 기반하여 결정된 전송 전력에 따라, 제 2 신호를 전송하는 단계를 포함하며, 전력 제어 정보는, 브로드캐스트(broadcast) 및 그룹캐스트(groupcast) 중 하나를 지시하며, 제 2 신호는, 제 2 신호의 전송 방식에 따라 달리 마스킹되어 전송되는 것을 특징으로 한다.

Description

【명세서】
【발명의 명칭】
무선 통신 시스템에서 D2D(DEVICE-TO-DEVICE) 통신을 위한 전력 제어 방법 및 이를 위한 장치
【기술분야】
[1] 본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로 무선 통신 시스템에서 D2D(DEVICE-T(H)EVICE) 통신을 위한 전력 제어 방법 및 이를 위한 장치에 관한 것이다.
【배경기술】
[2] 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템의 일례로서 3GPP LTE (3rd Generation Partnership Project Long Term Evolution; 이하 "LTE"라 함) 통신 시스템에 대해 개략적으로 설명한다.
[3] 도 1 은 무선 통신 시스템의 일례로서 E-UMTS 망구조를 개략적으로 도시 한 도면이다. E— UMTS (Evolved Universal Mobile Te 1 ecommun i cat i ons System) 시 스템은 기존 UMTSCUniversal Mobile Telecommunications System)에서 진화한 시 스템으로서， 현재 3GPP 에서 기초적인 표준화 작업을 진행하고 있다. 일반적으 로 E-UMTS 는 LTE(Long Term Evolution) 시스템이라고 할 수도 있다. UMTS 및 E-UMTS 의 기술 규격 (technical specif icat ion)의 상세한 내용은 각각 "3rd Generation Partnership Project； Technical Specification 그룹 Radio Access Network"의 Release 7과 Release 8을 참조할 수 있다.
[4] 도 1 을 참조하면， E-UMTS 는 단말 (User Equipment; 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 다증 데이터 스트림을 동 시에 전송할 수 있다.
[5] 한 기지국에는 하나 이상의 셀이 존재한다. 샐은 1.44， 3， 5, 10, 15， 20Mhz 등의 대역폭 중 하나로 설정돼 여러 단말에게 하향 또는 상향 전송 서비 스를 제공한다. 서로 다른 샐은 서로 다른 대역폭을 제공하도록 설정될 수 있다. 기지국은 다수의 단말에 대한 데이터 송수신을 제어한다. 하향 링크 (Down link; DL) 데이터에 대해 기지국은 하향 링크 스케줄링 정보를 전송하여 해당 단말에 게 데이터가 전송될 시간 /주파수 영역， 부호화， 데이터 크기, HARC Hybr id Automat ic Repeat and reQuest ) 관련 정보 등을 알려준다. 또한， 상향 링크 (Upl ink ; UL) 데이터에 대해 기지국은 상향 링크 스케줄링 정보를 해당 단말에 게 전송하여 해당 단말이 사용할 수 있는 시간 /주파수 영역, 부호화， 데이터 크 기， HARQ 관련 정보 등을 알려준다. 기지국간에는 사용자 트래픽 또는 제어 트 래픽 전송을 위한 인터페이스가 사용될 수 있다. 핵심망 (Core Network; CN)은 AG와 단말의 사용자등록등을 위한 네트워크 노드 등으로 구성될 수 있다. AG 는 복수의 셀들로 구성되는 TA Yacking Area) 단위로 단말의 이동성을 관리한 다.
[6] 무선 통신 기술은 WCDMA ί· 기반으로 LTE 까지 개발되어 왔지만， 사용자 와 사업자의 요구와 기대는 지속적으로 증가하고 있다. 또한, 다른 무선 접속 기술이 계속 개발되고 있으므로 향후 경쟁력을 가지기 위해서는 새로운 기술 진 화가요구된다. 비트당 비용 감소， 서비스 가용성 증대, 융통성 있는 주파수 맨 드의 사용， 단순구조와 개방형 인터페이스， 단말의 적절한 파워 소모등이 요구 된다.
【발명의 상세한 설명】
【기술적 과제】
[7] 본 발명의 목적은 무선 통신 시스템에서. D2D(DEVICE-T0-DEVICE) 통신을 위한 전력 제어 방법 및 이를 위한 장치를 제공하는 데 있다.
[8] 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 상기 기술적 과제로 제한되 지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명 이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
【기슬적 해결방법】
[9] 상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 일 양상인, 무선 통신 시스템 에서 D2D(Devi ce-t으 Device) 통신을 수행하는 제 1 단말이 전송 전력을 제어하 는 방법은, 기지국으로부터, D2D 통신를 위하여 정의된 전력 제어 정보를 포함 하는 제 1 신호를 수신하는 단계; 및 상기 수신된 제 1신호에 기반하여 결정된 전송 전력에 따라， 제 2 신호를 전송하는 단계를 포함하며， 상기 전력 제어 정 보는, 브로드캐스트 (broadcast ) 및 그룹캐스트 (groupcast ) 증 하나를 지시하며， 상기 제 2신호는, 상기 제 2 신호의 전송 방식에 따라 달리 마스킹되어 전송되 는 것을 특징으로 한다.
[10] 나아가, 상기 전력 제어 정보는, 초기 접속을 위한 상기 브로드캐스트 통신을 위한 대역폭에 비례하도록 정의된 값, 혹은 MCS(Modul at i on and Coding Scheme)레벨을 따르는 값중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
[11] 나아가, 상기 전송 전력은, 상기 기지국의 상기 제 1 단말과의 초기 접 속 절차를 위한 신호 전송 전력 값이 적용되지 않는 것을 특징으로 할 수 있다. 더 나아가， 상기 제 1 신호는 TPC(Transmi ss ion Power Control ) 필드를 포함하 며, 상기 전송 전력은， 상기 TPC 필드의 값이 적용되어 결정되는 것을 특징으로. 할수 있다.
[12] 나아가, 상기 전송 전력은， 상기 D2D 통신을 위한 브로드캐스트 /그룹캐 스트 전송을 수행하는 경우， 경로 손실 보상이 적용되지 않도특 결정된 것을 특 징으로 할수 있다.
[13] 나아가, 상기 전송 전력은, 상기 D2D 통신을 위한 브로드캐스트 /그룹캐 스트 전송을 수행하며， 상기 기지국에 대한 경로 손실이 제 1 임계치보다 작은 경우, 감소되도록 설정된 것을 특징으로 한다. 더 나아가， 상기 제 1 임계치는， 상기 제 1 단말이 상기 기지국에 근접할수록 감소되도톡 정의된 것을 특징으로 할수 있다.
[14] 나아가， 상기 전송 전력은， 상기 D2D 통신을 위한 브로드캐스트 /그룹캐 스트 전송을 수행하며， 상기 제 1 단말이 셀 경계에 위치하는 경우, 감소되도록 설정된 것을 특징으로 할 수 있다.
[15] 나아가， 상기 기지국은， 상기 제 1 단말과 통신하는 다수의 기지국 중 가장 작은 경로 손실을 가진 기지국인 것을 특징으로 할 수 있다.
[16] 상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 다른 양상인, 무선 통신 시스 템에서 D2D(Devi ce-to_Device) 통신을 수행하는 전송 전력을 제어하는 제 1 단 말에 있어서， 무선 주파수 유닛 (Radio Frequency Uni t ) ; 및 프로세서 (Processor) 를 포함하며， 상기 프로세서는， 기지국으로부터 D2D통신를 위하여 정의된 전력 제어 정보를 포함하는 제 1 신호를 수신하고, 상기 수신된 제 1 신호에 기반하 여 결정된 전송 전력에 따라 제 2 신호를 전송하도록 구성되며， 상기 전력 제어 정보는, 브로드캐스트 (broadcast ) 및 그룹캐스트 (groupcast ) 중 하나를 지시하 며， 상기 제 2 신호는， 상기 제 2신호의 전송 방식에 따라 달리 마스킹되어 전 송되는 것을 특징으로 한다.
【유리한 효과】
[17] 본 발명에 의하면， 무선 통신 시스템에서 D2D(DEVICE-TO-DEVICE) 통신을 위한 전력 제어를 효율적으로 수행할 수 있다.
[18] 본 발명에서 얻은 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며， 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
[19] 【도면의 간단한 설명】
[20] 본 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는， 첨부 도면은 본 발명에 대한 실시예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술 적 사상을 설명한다 .
[21] 도 1은 무선 통신 시스템의 일례로서 E-UMTS 망구조를 나타낸다.
[22] 도 2 는 3GPP 무선 접속망 규격을 기반으로 한 단말과 E— UTRAN 사이의 무선 인터페이스 프로토콜 (Radio Interface Protocol )의 제어평면 (Control
Plane) 및 사용자평면 (User Plane) 구조를 나타낸다.
[23] 도 3 은 3GPP LTE 시스템에 이용되는 물리 채널들 및 이들을 이용한 일 반적인 신호 전송 방법을 나타낸다.
[24] 도 4는 LTE 시스템에서 사용되는 무선 프레임의 구조를 나타낸다.
[25] 도 5는 호출 메시지를 이용한 일반적인 송수신 방법을 나타낸다.
[26] 도 6 은 MCCH(MBMS Control CHannel ) 정보의 전송 방식올 나타낸다. 나 타낸다
[27] 도 7은 하향링크 슬롯에 대한 자원 그리드 (resource gr id)를 나타낸다.
[28] 도 8은 하향링크 서브프레임의 구조를 예시한다.
[29] 도 9은 LTE에서 사용되는 상향링크 서브프레임의 구조를 나타낸다.
[30] 도 10 및 도 11은 D2D통신을 나타낸다.
[31] 도 12 및 도 13 은 본 발명의 일 실시예에 따른 RACH 기반의 브로드캐스 트 /그룹캐스트 통신 및 전송 전력을 설명하기 위한 참고도이다.
[32] 도 14는 커버리지를 일정하게 유지하기 위한 본 발명의 일 실시예를 설 명하는 참고도이다. [33] 도 15 및 도 16은 eNB와의 거리 및 셀 경계를 고려한 본 발명의 D2D 전 력 제어를 설명하기 위한 참고도이다.
[34] 도 17은 본 발명에 따라， 다수의 eNB가존재하는 경우에 대한 실시예를 나타낸다.
[35] 도 18 은 본 발명의 실시예에 적용될 수 있는 기지국 및 사용자 기기를 예시한다.
【발명의 실시를 위한 형태】
[36] 이하의 기술은 CDMA code division multiple access), FDMA( frequency division multiple access) , TDMA(time division multiple access) , 0FDMA( orthogonal frequency division multiple access) , SC-FDMA( single carrier frequency division multiple access) 등과 같은 다양한 무선 접속 시 스템에 사용될 수 있다. CDMA 는 UTRAOJniversal Terrestrial Radio Access)나 CDMA2000 과 같은 무선 기술 (radio technology)로 구현될 수 있다. TDMA 는 GSM(Global System for Mobile communicat ions)/GPRS(General Packet Radio Service) /EDGE (Enhanced Data Rates for GSM Evolution)와 같은 무선 기술로 구 현될 수 있다. 0FDMA는 IEEE 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802- 20， E-UTRA( Evolved UTRA) 등과 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. UT A 는 UMTSCUni versa 1 Mobile Teleco隱 unicat ions System)의 일부이다. 3GPP(3rd Generation Partnershi Project) LTE(long term evolution)는 E-UTRA 를 사용 하는 E-UMTS( Evolved UMTS)의 일부로서 하향링크에서 0FDMA를 채용하고 상향링 크에서 SC-FDMA를 채용한다. LTE-A(Advanced)는 3GPP LTE의 진화된 버전이다.
[37] 설명을 명확하게 하기 위해, 3GPP LTE/LTE-A 를 위주로 기술하지만 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다. 또한， 이하의 설명에서 사용 되는 특정 (特定) 용어들은 본 발명의 이해를 돕기 위해서 제공된 것이며, 이러 한 특정 용어의 사용은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경될 수 있다.
[38] 도 2 는 3GPP 무선 접속망 규격을 기반으로 한 단말과 E-UTRAN 사이의 무선 인터페이스 프로토콜 (Radio Interface Protocol)의 제어평면 (Control Plane) 및 사용자평면 (User Plane) 구조를 나타내는 도면이다. 제어평면은 단말 (User Equipment; UE)과 네트워크가 호를 관리하기 위해서 이용하는 제어 메시 지들이 전송되는 통로를 의미한다. 사용자평면은 애플리케이션 계층에서 생성된 데이터， 예를 들어， 음성 데이터 또는 인터넷 패킷 데이터 등이 전송되는 통로 를 의미한다.
[39] 제 1 계층인 물리계충은 물리채널 (Phys i cal Channel )을 이용하여 상위 계층에게 정보 전송 서비스 ( Informat ion Transfer Servi ce)를 제공한다. 물리계 층은 상위에 있는 매체접속제어 (Medium Access Control ) 계층과는 전송채널 (Transport Channel )을 통해 연결되어 있다. 상기 전송채널을 통해 매체접속제 어 계층과물리계층사이에 데이터가 이동한다. 송신측과 수신측의 물리계층사 이는 물리채널을 통해 데이터가 이동한다. 상기 물리채널은 시간과 주파수를 무 선 자원으로 활용한다. 구체적으로， 물리채널은 하향 링크에서 OFDMACOrthogonal Frequency Divis ion Mul t iple Access) 방식으로 변조되고, 상 향 렁크에서 SC-FDMA( Single Carr ier Frequency Divi sion Mul t iple Access) 방 식으로 변조된다.
[40] 제 2 계층의 매체접속제어 (Medium Access Control ; MAC) 계층은 논리채 널 (Logical Channel )을 통해 상위계층인 무선링크제어 (Radio Link Control ; RLC) 계층에 서비스를 제공한다. 제 2 계층의 RLC 계층은 신뢰성 있는 데이터 전송을 지원한다. RLC 계층의 기능은 MAC 내부의 기능 블록으로 구현될 수도 있다. 제 2 계층의 PDCP(Packet Data Convergence Protocol ) 계충은 대역폭이 좁은 무선 인터페이스에서 IPv4나 IPv6와 같은 IP 패킷을 효율적으로 전송하기 위해 불필 요한 제어 정보를 줄여주는 헤더 압축 (Header Compression) 기능을 수행한다.
[41] 제 3 계층의 최하부에 위치한 무선 자원제어 (Radio Resource Control ; RRC) 계층은 제어평면에서만 정의된다. RRC 계층은 무선베어러 (Radio Bearer； RB)들의 설정 (Conf igurat ion；)， 재설정 (Re-conf igurat m) 및 해제 (Release)와 관련되어 논리채널, 전송채널 및 물리채널들의 제어를 담당한다. B 는 단말과 네트워크 간의 데이터 전달을 위해 제 2 계층에 의해 제공되는 서비스를 의미한 다. 이를 위해, 단말과 네트워크의 RC 계층은 서로 RRC 메시지를 교환한다. 단 말과 네트워크의 RRC 계층 사이에 RRC 연결 (RRC Connected)이 있을 경우, 단말 은 RRC 연결 상태 (Connected Mode)에 있게 되고, 그렇지 못할 경우 RRC휴지 상 태 ( Idle Mode)에 있게 된다. RRC 계층의 상위에 있는 NAS(Non_Access Stratum) 계층은 세션 관리 (Session Management)와 이동성 관리 (Mobility Management) 등 의 기능을 수행한다.
[42] 기지국 (eNB)을 구성하는 하나의 셀은 1.4, 3, 5, 10, 15, 20Mhz 등의 대 역폭 중 하나로 설정되어 여러 단말에게 하향 또는 상향 전송 서비스를 제공한 다. 서로 다른 샐은 서로 다른 대역폭을 제공하도록 설정될 수 있다.
[43] 네트워크에서 단말로 데이터를 전송하는 하향 전송채널은 시스템 정보를 전송하는 BCH(Broadcast Channel), 페이징 메시지를 전송하는 PCH(Paging Channel), 사용자 트래픽이나 제어 메시지를 전송하는 하향 SOKShared Channel) 등이 있다. 하향 멀티캐스트 또는 방송 서비스의 트래픽 또는 제어 메시지의 경 우 하향 SCH 를 통해 전송될 수도 있고， 또는 별도의 하향 MCH(Multicast Channel)을 통해 전송될 수도 있다. 한편， 단말에서 네트워크로 데이터를 전송 하는 상향 전송채널로는 초기 제어 메시지를 전송하는 RACH(Random Access Channel), 사용자트래픽이나 제어 메시지를 전송하는 상향 SCH( Shared Channel) 가 있다. 전송채널의 상위에 있으며， 전송채널에 매핑되는 논리채널 (Logical Channel)로는 BCCH(Broadcast Control Channel) , PCCH( Paging Control Channel), CCCH( Common Control Channel) , MCCH(Multicast Control Channel ) , MTCH(Multicast Traffic Channel) 등이 있다.
[44] 도 3 은 3GPP LTE 시스템에 이용되는 물리 채널들 및 이들을 이용한 일 반적인 신호 전송 방법을 설명하기 위한도면이다.
[45] 전원이 꺼진 상태에서 다시 전원이 켜지거나, 새로이 셀에 진입한 사용 자 기기는 단계 S301 에서 기지국과 동기를 맞추는 등의 초기 샐 탐색 (Initial cell search) 작업을 수행한다. 이를 위해 사용자 기기는 기지국으로부터 주동 기 채널 (Primary Synchronization Channel, P-SCH) 및 부동기 채널 (Secondary Synchronization Channel, S— SCH)을 수신하여 기지국과 동기를 맞추고, 셀 ID 등의 정보를 획득한다. 그 후， 사용자 기기는 기지국으로부터 물리방송채널 (Physical Broadcast Channel)를 수신하여 샐 내 방송 정보를 획득할 수 있다. 한편， 사용자 기기는 초기 샐 탐색 단계에서 하향링크 참조 신호 (Downlink Reference Signal, DL RS)를 수신하여 하향링크 채널 상태를 확인할 수 있다.
[46] 초기 샐 탐색을 마친 사용자 기기는 단계 S302 에서 물리 하향링크제어 채널 (Physical Downlink Control Channel, PDCCH) 및 물리하향링크제어채널 정 보에 따른 물리하향링크공유 채널 (Physical Downlink Control Channel, PDSCH) 을 수신하여 좀더 구체적인 시스템 정보를 획득할 수 있다.
[47] 이후, 사용자 기기는 기지국에 접속을 완료하기 위해 이후 단계 S303 내 지 단계 S306 과 같은 임의 접속 과정 (Random Access Procedure)을 수행할 수 있다. 이를 위해 사용자 기기는 물리임의접속채널 (Physical Random Access Channel, PRACH)을 통해 프리앰블 (preamble)을 전송하고 (S303), 물리하향링크제 어채널 및 이에 대웅하는 물리하향링크공유 채널을 통해 프리앰블에 대한 응답 메시지를 수신할 수 있다 (S304). 경쟁 기반 임의 접속의 경우 추가적인 물리임 의접속'채널의 전송 (S305) 및 물리하향링크제어채널 및 이에 대응하는 물리하향 링크공유 채널 수신 (S306)과 같은 층돌해결절차 (Content ion Resolution Procedure)를 수행할수 있다.
[48] 상술한 바와 같은 절차를 수행한 사용자 기기는 이후 일반적인 상 /하향 링크 신호 전송 절차로서 물리하향링크제어채널 /물리하향링크공유채널 수신 (S307) 및 물리상향링크공유채널 (Physical Uplink Shared Channel, PUSCH)/물리 상향링크제어채널 (Physical Uplink Control Channel, PUCCH) 전송 (S308)을 수행 할 수 있다. 사용자 기기가 기지국으로 전송하는 제어 정보를 통칭하여 상향링 크 제어 정보 (Uplink Control Information, UCI)라고 지칭한다. UCI 는 HARQ ACK/NACK(Hybrid Automatic Repeat and reQuest Acknowledgement/Negat ive-ACK) , SRCScheduling Request), CSI (Channel State Information) 둥을 포함한다. 본 명세서에서， HARQ ACK/NACK은 간단히 HARQ-ACK혹은 ACK/NACK(A/N)으로 지칭된 다. HARQ— ACK 은 포지티브 ACK (간단히 , ACK), 네거티브 ACK(NACK), DTX 및 NACK/DTX중 적어도 하나를 포함한다. CSI 는 CQKChannel Quality Indicator), PMKPrecoding Matrix Indicator), RKRank Indication) 등을 포함한다. UCI 는 일반적으로 PUCCH를 통해 전송되지만, 제어 정보와트래픽 데이터가 동시에 전 송되어야 할 경우 PUSCH 를 통해 전송될 수 있다. 또한, 네트워크의 요청 /지시 에 의해 PUSCH를 통해 UCI를 비주기적으로 전송할 수 있다.
[49] 도 4 는 LTE 시스템에서 사용되는 무선 프레임의 구조를 예시하는 도면 이다.
[50] 도 4 를 참조하면, 셀를라 0FDM 무선 패킷 통신 시스템에서, 상향링크 / 하향링크 데이터 패킷 전송은 서브프레임 (subframe) 단위로 이루어지며 한 서 브프레임은 다수의 OFDM 심볼을 포함하는 일정 시간 구간으로 정의된다. 3GPP LTE표준에서는 FDD(Frequency Division Duplex)에 적용 가능한 타입 1 무선 프 레임 (radio frame) 구조와 TDDCTime Divi sion Duplex)에 적용 가능한 타입 2 의 무선 프레임 구조를 지원한다.
[51] 도 4 의 (a)는 타입 1 무선 프레임의 구조를 예시한다. 하향링크 무선 프레임 (radio frame)은 10 개의 서브프레임 (subf rame)으로 구성되고, 하나의 서 브프레임은 시간 영역 (t ime domain)에서 2 개의 슬롯 (slot )으로 구성된다. 하나 의 서브프레임이 전송되는 데 걸리는 시간을 TTKtransmi ss i on t ime interval ) 라 한다. 예를 들어 하나의 서브프레임의 길이는 1ms 이고, 하나의 슬姜의 길이 는 0.5ms 일 수 있다. 하나의 슬롯은 시간 영역에서 복수의 0FOM심볼을 포함하 고, 주파수 영역에서 다수의 자원불록 (Resource Block ; RB)을 포함한 [다. 3GPP LTE시스템에서는 하향링크에서 0FDMA를사용하므로， 0F )M심블이 하나의 심볼 구간을 나타낸다. 0FDM심볼은 또한 SC-FDMA심볼 또는 심볼 구간으로 칭하여질 수도 있다. 자원 할당 단위로서의 자원 블록 (RB)은 하나의 슬롯에서 복수개의 연속적인 부반송파 (subcarr ier)를 포함할 수 있다.
[52] 하나의 슬롯에 포함되는 0FDM 심볼의 수는 CP(Cycl i c Pref ix)의 구성 (conf igurat ion)에 따라 달라질 수 있다, CP 에는 확장된 CP(extended CP)와 표 준 CPCnormal CP)가 있다. 예를 들어, 0FDM 심블이 표준 CP 에 의해 구성된 경 우， 하나의 슬롯에 포함되는 0FDM심불의 수는 7 개일 수 있다. 0FDM 심볼이 확 장된 CP 에 의해 구성된 경우, 한 0FDM 심볼의 길이가 늘어나므로, 한 슬롯에 포함되는 0FDM심볼의 수는 표준 CP인 경우보다 적다. 확장된 CP의 경우에 , 예 를 들어， 하나의 슬롯에 포함되는 0FDM심블의 수는 6 개일 수 있다. 사용자 기 기가 빠른 속도로 이동하는 등의 경우와 같이 채널상태가 불안정한 경우， 심볼 간 간섭을 더욱 줄이기 위해 확장된 CP가사용될 수 있다.
[53] 표준 CP가사용되는 경우 하나의 슬롯은 7개의 0FDM 심볼을 포함하므로， 하나의 서브프레임은 14 개의 0FDM심볼을 포함한다. 이때, 각서브프레임의 처 음 최대 3 개의 0FDM심볼은 PDCCH(phys ical downl ink control channel )에 할당 되고, 나머지 0FDM 심볼은 PDSCH(physical downl ink shared channel )에 할당될 수 있다. [54] 도 4 의 (b)는 타입 2 무선 프레임의 구조를 예시한다. 타입 2 무선 프 레임은 2개의 하프 프레임 (hal f frame)으로 구성되며， 각 하프 프레임은 2개의 슬롯을 포함하는 4 개의 일반 서브프레임과 DwPTS(Downl ink Pi lot Time Slot ) , 보호구간 (Guard Period, GP) 및 UpPTSOJpl ink Pi lot Time Slot)을 포함하는 특 별 서브프레임 (special subframe)으로 구성된다.
[55] 상기 특별 서브프레임에서, DwPTS 는 사용자 기기에서의 초기 셀 탐색, 동기화또는 채널 추정에 사용된다. UpPTS 는 기지국에서의 채널 추정과사용자 기기의 상향링크 전송 동기를 맞추는 데 사용된다. 즉, DwPTS는 하향링크 전송 으로, UpPTS는 상향링크 전송으로사용되며， 특히 UpPTS는 PRACH프리앰블이나 SRS 전송의 용도로 활용된다. 또한， 보호구간은 상향링크와 하향링크사이에 하 향링크 신호의 다중경로 지연으로 인해 상향링크에서 생기는 간섭을 제거하기 위한구간이다.
[56] 상기 특별 서브프레임에 관하여 현재 3GPP 표준 문서에서는 아래 표 1 과 같이 설정을 정의하고 있다. 표 1 에서 rs = 1/(1 5000 x 2048)인 경우 DwPTS와 UpPTS를 나타내며， 나머지 영역이 보호구간으로 설정된다.
[57] 【표 1】
[58]
Figure imgf000011_0001
[59] 한편， 타입 2 무선 프레임의 구조， 즉 TDD 시스템에서 상향링크 /하향링 크 서브프레임 설정 (UL/DL conf igurat ion)은 아래의 표 2와 같다.
[60] 【표 2】 Uplink-downlink Downlink-to-Uplink Subframe number configuration Switch-point periodicity 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
0 5 ms D S u u U D S U U U
1 5 ms D S u u D D S U u D
2 5 ms D S u D D D s u D D
3 10 ms D s u U U D D D D D
4 10 ms D s u U D D D D D D
5 10 ms D s u D D D D D D D
[61] 6 5 ms D s u U U D S U U D
[62] 상기 표 2 에서 D 는 하향링크 서브프레임， U 는 상향링크 서브프레임을 지시하며， S 는 상기 특별 서브프레임을 의미한다. 또한， 상기 표 2 는 각각의 시스템에서 상향링크 /하향링크 서브프레임 설정에서 하향링크-상향링크 스위칭 주기 역시 나타나있다.
[63] 상술한무선 프레임의 구조는 예시에 불과하고, 무선 프레임에 포함되는 서브프레임의 수 또는 서브프레임에 포함되는 슬롯의 수， 슬롯에 포함되는 심볼 의 수는 다양하게 변경될 수 있다.
[64] 도 5 는 호출 메시지를 이용한 일반적인 송수신 방법을 설명하기 위한 도면이다.
[65] 도 5 를 참조하여 설명하면， 호출 메시지는 호출 이유 (Paging Cause)와 단말 식별자 (UE Ident i ty) 등으로 구성된 호출 기록 (Paging record)을 포함한다.
상기 호출 메시지를 수신할 때， 단말은 전력소비 감소를 목적으로 불연속 수신 주기 (Di scont inuous Recept ion ; DRX)를 수행할수 있다.
[66] 구체적으로， 망은 호출 주기 (Paging DRX Cyc l e)라 불리는 시간 주기마다 여러 개의 호출 기회 시간 (Paging Occas ion ; P0)을 구성하고, 특정 단말은 특정 호출 기회 시간만을수신하여 호출 메시지를 획득할 수 있도록 한다. 상기 단말 은 상기 특정 호출 기회 시간 이외의 시간에는 호출 채널을 수신하지 않으며 전 력 소비를 줄이기 위해 수면 상태에 있을 수 있다. 하나의 호출 기회 시간은 하 나의 TTI에 해당된다.
[67] 기지국과 단말은 호출 메시지의 전송을 알리는 특정 값으로 호출 지시자
(Paging Indicator ; PI )를 사용한다. 기지국은 PI 의 용도로 특정 식별자 (예， Paging - Radio Network Temporary Ident i ty ; P-R TI )를 정의하여 단말에게 호 출 정보 전송을 알릴 수 있다. 일 예로， 단말은 DRX주기마다깨어나서 호출 메 시지의 출현 여부를 알기 위해 하나의 서브 프레임을 수신한다. 단말은 수신한 서브 프레임의 L1/L2 제어채널 (PDCCH)에 P-RNTI 가 있다면, 해당 서브 프레임의 PDSCH 에 호출 메시지가 있다는 것을 알 수 있다. 또한， 호출 메시지에 자신의 단말식별자 (예， IMSI)가 있다면 단말은 기지국에 응답 (예를 들어， R C 연결 또 는 시스템 정보 수신)하여 서비스를 받게 된다.
[68] 다음은， 시스템 정보 (System Information)에 관한 설명이다. 시스템 정 보는 단말이 기지국에 접속하기 위해서 알아야 하는 필수 정보를 포함한다. 따 라서 단말은 기지국에 접속하기 전에 시스템 정보를 모두 수신하고 있어야 하고 또한항상 최신의 시스템 정보를 가지고 있어야 한다. 그리고 시스템 정보는 한 셀 내의 모든 단말이 알고 있어야 하는 정보이므로, 기지국은 주기적으로 시스 템 정보를 전송한다.
[69] 시스템 정보는 MIB(Master Information Block), SB(Schedul ing Block) 및 SIB(System Information Block)로 구분될 수 있다. MIB는 단말이 해당 샐의 물리적 구성， 예를 들어 Bandwidth 같은 것을 알 수 있도록 한다. SB 는 SIB들 의 전송정보, 예를 들어， 전송 주기 등을 알려준다. SIB 는 서로 관련 있는 시 스템 정보의 집합체이다. 예를 들어， 특정 SIB는 주변의 셀의 정보만올 포함하 고， 다른 SIB는 단말이 사용하는상향 무선 채널의 정보만을 포함한다.
[70] 이하， MBMSCMultimedia Broadcast Multicast Service)에 관하여 설명한 다. MBMSCMultimedia Broadcast Multicast Service)는 방송 /멀티캐스트 서비스 의 일종으로서 멀티미디어 데이터 패킷을 다수의 단말에게 동시에 전송하는 서 비스이다. 본 문서에서 사용된 '방송 /멀티캐스트서비스', 'MBMS'는 '점대다 서 비스'， 'MBS(Multicast and Broadcast Service)' 등의 다른 용어들로 대체될 수 있다. MBMS 는 IP 멀티캐스트 기반으로서 단말들은 데이터 패킷 전송에 필요한 자원을 공유하여 동일한 멀티미디어 데이터를 수신한다. 따라서， MBMS 를 이용 하는 일정 수준의 단말이 동일 셀에 존재하는 경우, 자원 효율을 높일 수 있다. MBMS 서비스는 RRC 연결 상태와 무관하므로, 휴지 상태에 있는 단말도 상기 서' 비스를 제공받을 수 있다.
[71] MBMS 를 위한 논리채널 MCCH(MBMS Control CHannel) 또는 MTCH(MBMS Traffic Channel)는 전송채널 MCH(MBMS CHannel)에 매핑될 수 있다. MCCH 는 MBMS 관련 공통 제어 정보를 포함하는 RRC 메시지를 전송하고, MTCH 는 특정 MBMS 서비스의 트래픽을 전송한다. 동일한 MBMS 정보 또는 트래픽을 전송하는 하나의 MBSFN(MBMS Single Frequency Network) 지역마다 하나의 MCCH 이 있으며, 복수의 MBSFN 지역들이 하나의 셀에서 제공될 경우， 단말은 복수의 MCCH 을 수 신할수도 있다. 도 7은 MCCH 정보의 전송 방식을 나타낸다.
[72] 도 6을 참조하면, 특정 MCCH에서 MBMS 관련 R C 메시지가 변경될 경우, PDCCH는 M-RNTI (MBMS-Radio Network Temporary Ident i ty)와 특정 MCCH을 지시 하는 MCCH 지시자를 전송한다. MBMS를 지원하는 단말은 상기 PDCCH 을 통해 M- NTI 와 MCCH지시자를 수신하여 , 특정 MCCH 에서 MBMS 관련 RRC 메시지가 변경 되었음을 파악하고, 상기 특정 MCCH 을 수신할 수 있다. 1 CH 의 RRC 메시지는 변경주기마다 변경될 수 있으며, 반복주기마다 반복적으로 방송된다. 도 6 은 MCCH정보의 전송 방식을 나타낸다.
[73] 한편， MCCH 는 현재 진행 중인 MBMS 세션과 이에 대웅하는 RB 설정을 지 시하는 MBSFNAreaConf igurat ion 메시지를 전송한다. 또한, MCCH 는 하나 이상의 MBMS 서비스를 수신하거나 수신하고자 하는 RKC 연결 상태의 단말의 개수를 집 계 하기 위한 MBMS 집계 요청 (MBMSCount ingRequest ) 메시지를 전송할 수도 있다.
[74] 또한， 특정 MBMS 제어 정보는 BCCH 를 통하여 제공될 수도 있다. 특히 특정 MBMS 제어 정보는 BCCH 를 통하여 방송되는 SystemInformat ionBlockTypel3 에 포함될 수 있다.
[75] 도 7은 하향링크 슬롯에 대한 자원 그리드 (resource gr id)를 예시한다.
[76] 도 7 을 참조하면, 하향링크 슬롯은 시간 영역에서 N o OFDM심볼을 포 함하고 주파수 영역에서 자원블록을 포함한다. 각각의 자원블록이 N B 부 반송파를 포함하므로 하향링크 슬롯은 주파수 영역에서 N x N 부반송파를 포함한다. 도 7 은 하향링크 슬롯이 7 0FDM 심볼을 포함하고 자원블톡이 12 부 반송파를 포함하는 것으로 예시하고 있지만 반드시 이로 제한되는 것은 아니다. 예를 돌어, 하향링크 슬롯에 포함되는 0FDM 심볼의 개수는 순환전치 (Cycl ic Pref ix; CP)의 길이에 따라 변형될 수 있다.
[77] 자원 그리드 상의 각 요소를 자원요소 (Resource Element ; RE)라 하고， 하나의 자원 요소는 하나의 0FDM 심볼 인덱스 및 하나의 부반송파 인덱스로 지 시된다. 하나의 B 는 N x N 자원요소로 구성되어 있다. 하향링크 슬롯에 포함되는 자원블록의 수 ( )는 셀에서 설정되는 하향링크 전송 대역폭
(bandwidth)에 종속한다.
[78] 도 8은 하향링크 서브프레임의 구조를 예시한다.
[79] 도 8 을 참조하면, 서브프레임의 첫 번째 슬롯에서 앞부분에 위치한 최 대 3(4)개의 OFDM 심볼은 제어 채널이 할당되는 제어 영역에 대응한다. 남은 OFDM심볼은 PDSCH(Physi cal Downl ink Shared Channel )가 할당되는 데이터 영역 에 해당한다. LTE 에서 사용되는 하향링크 제어 채널의 예는 PCFICH(Physical Control Format Indi cator Channel ) , PDCCH(Phys i cal Down 1 ink Control Channel ) , PHICH(Physi cal hybr id ARQ indi cator Channel ) 등을 포함한다. PCFICH는 서브프레임의 첫 번째 0FDM심볼에서 전송되고 서브프레임 내에서 제 어 채널의 전송에 사용되는 0FDM 심볼의 개수에 관한 정보를 나른다. PHICH 는 상향링크 전송에 대한 웅답으로 HARQ ACK/NACKC Hybr id Automat i c Repeat request acknowledgment/negat ive—acknowledgment) 신호를 나론다.
[80] PDCCH를 통해 전송되는 제어 정보를 DCKDownl ink Control Informat ion) 라고 지칭한다. DCI 는 사용자 기기 또는 사용자 기기 그룹을 위한 자원 할당 정보 및 다른 제어 정보를 포함한다. 예를 들어, DCI 는 상향 /하향링크 스케줄 링 정보， 상향링크 전송 (Tx) 파워 제어 명령 등을 포함한다.
[81] PDCCH 는 하향링크 공유 채널 (downl ink shared channel , DL-SCH)의 전송 포맷 및 자원 할당 정보, 상향링크 공유 채널 (upl ink shared channel , UL-SCH) 의 전송 포맷 및 자원 할당 정보， 페이징 채널 (paging channel , PCH) 상의 페이 징 정보， DL-SCH 상의 시스템 정보， PDSCH 상에서 전송되는 랜덤 접속 웅답과 같은상위 -계층 제어 메시지의 자원 할당 정보， 사용자 기기 그룹 내의 개별 사 용자 기기들에 대한 Tx 파워 제어 명령 세트， Tx 파워 제어 명령， VoIP(Voi ce over IP)의 활성화 지시 정보 등을 나른다. 복수의 PDCCH 가 제어 영역 내에서 전송될 수 있다. 사용자 기기는 복수의 PDCCH를 모니터링 할수 있다. PDCCH는 하나 또는 복수의 연속된 제어 채널 요소 (control channel element , CCE)들의 집합 (aggregat ion) 상에서 전송된다. CCE는 PDCCH 에 무선 채널 상태에 기초한 코딩 레이트를 제공하는데 사용되는 논리적 할당유닛이다. CCE는 복수의 자원 요소 그룹 (resource element group , REG)에 대응한다. PDCCH 의 포맷 및 PDCCH 비트의 개수는 CCE 의 개수에 따라 결정된다. 기지국은사용자 기기에게 전송될 DCI 에 따라 PDCCH포맷을 결정하고， 제어 정보에 CRCXcyclic redundancy check) 를 부가한다. CRC 는 PDCCH 의 소유자 또는 사용 목적에 따라 식별자 (예， RNTKradio network temporary identifier))로 마스킹 된다. 예를 들어, PDCCH 가 특정 사용자 기기를 위한 것일 경우， 해당 사용자 기기의 식별자 (예, cell- RNTI (C-RNTI))가 CRC에 마스킹 될 수 있다. PDCCH가 페이징 메시지를 위한 것 일 경우, 페이징 식별자 (예， paging-RNTI (P-RNTI))가 CRC 에 마스킹 될 수 있 다. PDCCH 가 시스템 정보 (보다 구체적으로， 시스템 정보 블록 (system Information block, SIC))를 위한 것일 경우ᅳ SI -RNTI (system Information RNTI) 가 CRC 에 마스킹 될 수 있다. PDCCH 가 랜덤 접속 웅답을 위한 것일 경우， RA- RNTI (random access-RNTI)가 CRC에 마스킹 될 수 있다.
[82] 도 9는 LTE에서 사흥되는 상향링크서브프레임의 구조를 예시한다 .
[83] 도 9를 참조하면 , 상향링크서브프레임은 복수 (예， 2개 )의 슬롯을 포함 한다. 슬롯은 CP 길이에 따라 서로 다른 수의 SC-FDMA 심볼을 포함할 수 있다. 상향링크 서브프레임은 주파수 영역에서 데이터 영역과 제어 영역으로 구분된다. 데이터 영역은 PUSCH 를 포함하고 음성 등의 데이터 신호를 전송하는데 사용된 다. 제어 영역은 PUCCH 를 포함하고 상향링크 제어 정보 (Uplink Control Information, UCI)를 전송하는데 사용된다. PUCCH 는 주파수 축에서 데이터 영 역의 양끝 부분에 위치한 RB쌍 (RB pair)을 포함하며 슬롯을 경계로 호핑한다.
[84] PUCCH는 다음의 제어 정보를 전송하는데 사용될 수 있다.
[85] - SR( Scheduling Request): 상향링크 UL-SCH 자원을 요청하는데 사용되 는 정보아다. 00K(0n-0ff Keying) 방식을 이용하여 전송된다.
[86] - HARQ ACK/NAC : PDSCH상의 하향링크 데이터 패킷에 대한 웅답 신호이 다. 하향링크 테이터 패킷이 성공적으로 수신되었는지 여부를 나타낸다. 단일 하향링크 코드워드에 대한웅답으로 ACK/NACK 1 비트가 전송되고, 두 개의 하향 링크 코드워드에 대한응답으로 ACK/NACK 2비트가 전송된다.
[87] - CSI (Channel State Information): 하향링크 채널에 대한 피드백 정보 이다. CSI 는 CQKChannel Quality Indicator)를 포함하고， MIM0(Mult iple Input Multiple Output) 관련 피드백 정보는 RKRank Indicator), PMKPrecoding Matrix Indicator), PTKPrecoding타입 Indicator) 등을 포함한 다. 서브프레임 당 20비트가사용된다. [88] 사용자 기기가 서브프레임에서 전송할 수 있는 제어 정보 (UCI )의 양은 제어 정보 전송에 가용한 SOFDMA 의 개수에 의존한다. 제어 정보 전송에 가용 한 SC-FOMA는 서브프레임에서 참조 신호 전송을 위한 SC-FDMA 심볼을 제외하고 남은 SC-FDMA 심볼을 의미하고, SRS( Sounding Reference Signal )가설정된 서브 프레임의 경우 서브프레임의 마지막 SC-FDMA 심볼도 제외된다. 참조 신호는 PUCCH의 코히어런트 검출에 사용된다.
[89] 전술한 바와 같은 무선 통신 시스템 (예를 들어, 3GPP LTE 시스템 또는 3GPP LTE-A 시스템)에 D2D통신이 도입되는 경우， D2D통신을 수행하기 위한 구 체적인 방안에 대하여 이하에서 설명한다.
[90] 도 10 및 도 11 은 D2D 통신을 개념적으로 설명하기 위한 도면이다. 도 10(a)는 기존의 기지국 중심 통신 방식을 나타내는 것으로, 제 1 단말 (UE1)이 상향링크 상에서 기지국으로 데이터를 전송하고， 제 1 단말 (UE1)로부터의 데이 터를 기지국이 하향링크 상에서 제 2 단말 (UE2)에게 전송할 수 있다.
[91] 도 10(b)는 D2D 통신의 일례로서 단말 대 단말 (UE-to-UE) 통신 방식을 나타내는 것으로， 단말간의 데이터 교환이 기지국을 거치지 않고 수행될 수 있 다. 이와 같이 장치들 간에 직접 설정되는 링크를 D2D 링크라고 명칭 할 수 있 다. D2D 통신은 기존의 기지국 중심의 통신 방식에 비하여 지연 ( l atency)이 줄 어들고， 보다 적은 무선 자원을 필요로 하는 등의 장점을 가진다.
[92] D2D통신은 기지국을 거치지 않고 장치간 (또는 단말간)의 통신을 지원하 는 방식이지만, D2D통신은 기존의 무선통신시스템 (예를 들어, 3GPP LTE/LTE-A) 의 자원을 재사용하여 수행되기 때문에 기존의 무선통신시스템에 간섭 또는 교 란을 일으키지 않아야 한다. 같은 맥락에서, 기존의 무선통신시스템에서 동작하 는 단말， 기지국 등에 의해 D2D통신이 받는 간섭을 최소화하는 것 역시 중요하 다.
[93] 이하에서는 전술한 내용을 바탕으로， 본 발명에서 제안하는 D2D 통신 (Devi ce to Devi ce communi cat i on)을 하는 단말들을 위해, MBMSOnul t imedi a broadcast/mul t i cast servi ce)를 수행하는 동작 혹은, MBMS를 이용하거나 이와 유사한서비스를 도입하는 동작에 관하여 설명한다.
[94] 도 11 을 참조하면, 단말 (UE)들은 eNB를 통하지 않고 직접 다른 단말들 과의 링크를 형성하여 직접 통신을 수행할 수 있다 (즉， D2D(devi ce to devi ce) 통신). D2D 통신의 형태는, 비톡 도 11 상에서는 일대일 (one to one)만을 나타 내었으나, 일대다 (one to multi), 다대일 (mult i to one), 다대다 (mult i to multi)의 형태가 될 수도 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여, 도 11 과 같 이 기지국 (eNB), 릴레이 (relay) 및 단말 (UE)의 세 종류의 엔티티 (entity)가 존 재하는 상황을 중심으로 설명하나， 본 발명은 스몰 셀 (small cell), 펨토 -셀과 펨토 셀 (femto-femto), 기지국—단말 (eNB— IE) 등 다른 무선 통신 시스템 (즉, 통 신 링크)에서도 확장 적용될 수 있다.
[95] 이하에서는 전술한 내용을 바탕으로， 본 발명에서 제안하는 D2D 통신 (Device to Device communication)을 수행하는 단말들 간에 브로드캐스트 /그룹 캐스트 (broadcast/groupcast) 동작을 수행할 때， 전송 전력을 제어하는 방법을 설명한다.
[96] D2D 통신은 기지국으로부터 제어 신호를 받지 않거나， (eNB-UE 통신에 비하여) 일부분의 제어신호만 받으며， 전송거리가 기지국 통신 (WAN, Wide Area Network)에 비해 짧은 특징이 있다. D2D통신의 주요목적 중 하나가 긴급 상황 에서 재난정보를 브로드캐스트 /그룹캐스트 (broadcast/groupcast)하는 것인데， 이때는 가능한 모든 단말이 최대한 신속하게 재난정보를 송 /수신할 수 있어야 한다.
[97] 도 12 는 본 발명에서 설명하는 브로드캐스트 /그룹캐스트 (broadcast/groupcast)의 구조의 일 실시예를 나타낸 참고도이다. 도 12 에서는 본 발명의 실시예가 4단계로 구성된 전송 방식으로 수행되는 경우를 가정한다. 도 12 와 같은 방식으로, 긴급 신호를 전송할 때는 RRC 연결 (RRC connected) 단 말뿐만 아니라， 유휴 (idle) 상태의 단말에게도 긴급신호를 전송할 수 있는 장점 이 있다.
[98] 도 12 에서, 단계 l(msgl)은 프리앰블 전송을 위한 단계 (Preamble transmission)이며, 단계 2(msg2)는 프리앰블 전송에 대한 RAR(Random access response)이 전송되는 단계이다. 단계 3(msg3)에서, 단말에 의하여 L2/L3(Layer 2/Layer 3) 메시지가브로드캐스트 /그룹캐스트될 수 있으며, 이후 단계 4(msg4) 에서， 기지국에 의하여 Contention resolution message가 전송될 수 있다- [99] 도 12 에서 나타난 과정은 PRACH 절차와 유사성이 존재하나 설명의 편의 상 PRACH 용어 및 절차를 도입하여 설명한 것뿐이며 전체적인 동작 및 기능은 상이하다. 다만， 본 발명에서 별도의 언급이 없는 경우 PRACH 절차, 기능을 재 사용 /적용하는 것으로 해석될 수 있다.
[100] 이하에서는, 본 발명에서 목적으로 하는 msg3 의 전력 전송 제어에 대하 여 구체적으로 설명한다.
[101] 이하 수학식 1 은, 단말이 eNB 와 통신을 할 때， 초기 접속 (initial access)에서 사용되는 RACH 과정 상의 msg3 의 전력 결정에 사용가능한 수식과 이에 대한 간략한 설명이다 (이에 대한 보다 자세한 내용은 LTE 관련 표준인 3GPP TS 36.213의 5.1절 "Uplink Power Control" 참조).
[102] 【수학식 1】
„ 、 ]
PUSC 'c
Figure imgf000019_0001
+ «c ) - PLC + ATF;C( + /C( J
[dBm] 여기서， PC AX'C(0는 단말 전송전력의 최대값이며, 101Ogl0(MPUSCH'C(0)은 ^
P ( A
의 개수 (M)에 따라 결정되는 값이다. 또한， 0— SCH'cW는 상위계층 신호에 의해 지시되느 값 O로 尸오 NOMINAL_PUSCH,c )와 )_UE_PUSCH,c )의 합으로 구 성된다. 또한, 에 。 는 경로 손실 (pathloss)에 대한 보상 값으로서， PUSCH 의 경우 a 는 가변적인 값이나 초기 접속 (initial access)의 경우에는 α=1로 고정하여 하향링크 경로 손실 (DL pathloss)을 보상한다. 또한， Atf'c(Z) 는 MCS 레벨과 상위계층 신호에서 주어지는 계수에 따르는 값이며， ^( 는 초
( ) = AP +δ Ί
기 접속 (initial access)의 경우 ， 讓 pup msg 로― 표현되며,
AP
rampup는 PRACH(msgl)에서 복수의 전송시도를 통해 전력이 램프-업 (ramp-up) 된 전력값을 의미하며 , ig2는 msg2에서 eNB가 지시하는 TPC 값을 의미한다 .
[103] 상술한 WAN초기 접속 (WAN initial access)은 단말이 eNB에 RRC 연결을 요청하는 것이 목적이므로， eNB-단말의 무선 채널 상황에 맞게 전송 전력을 결 정하는 것이 주요 과정이다. [104] 이에 반해, 본 발명이 적용되는 D2D 브로드캐스트 /그룹캐스트 (broadcast/groupcast )는， 비록 유휴 ( idle) 단말의 신속한 D2D 송수신 동작을 위해서 기존의 RACH과정을 기본적으로 재사용한다고 하더라도, 단말이 다른 단 말에게 긴급 정보를 전송하는 것이 목적이므로, 주위에 있는 불특정 다수 (혹은 일부의 복수의 단말들)에게 최대한 넓은 커버리지 (coverage)를 가지고 전송하는 것이 보다 중요하다.
[105] 따라서， 본 발명에서는 기존의 RACH 과정에서 사용하는 전력 결정 절차 를 D2D 브로드캐스트 /그룹캐스트에 대웅하도록 변형하여 사용하는 것이 바람직 하다. 따라서 , 상술한도 12에서 나타난 msgl~4의 과정 증 msglᅳ msg2는 eNB- 단말사이의 과정이므로 기존의 전력제어를 그대로 따르더라도, msg3 은 D2D단 말이 다른 D2D단말들에게 직접 정보를 송신하는 과정이므로 msg3 의 전력 제어 과정을 본 발명의 실시예를 적용하여 사용할 필요가 있다.
[106] 먼저， 본 발명의 실시예에 따르면, 브로드캐스트 /그룹캐스트의 구분은 msg3 의 마스킹 (masking)을 달리하여 구분할 수 있다. 예를 들어， 브로드캐스팅 을 위하여 정의된 C-RNTI (Cel l -Radio Network Temporary Ident i f ier )를 BC— RNTI 라 하고, 그룹캐스팅을 위하여 정의된 C-RNTI (Cel l -Radi o Network Temporary Ident i f ier)를 GC-RNTI 라하는 경우, 브로드캐스트 msg3 의 BC-RNTI 와 그룹캐 스트 msg3의 GC-RNTI로서로 다르게 마스킹을 하여 , 수신 D2D 단말들은 수신한 msg3 7} , 브로드캐스트되었는지 그룹캐스트되었는지 여부를 구분할 수 있다.
[107] 또 다른 예로는, msgl 의 웅답으로 단말에 전송되는 RAR msg2 에 브로드 캐스트 /그룹캐스트를 구분하는 필드 또는 그룹의 ID를 구분해주는 필드가 존재 할 수도 있다. 따라서, 단말들이 RAR 을 수신하여, 해당 필드를 확인함으로써 이후에 전송될 msg3 의 브로드캐스트 /그룹캐스트 (broadcast/groupcast ) 여부를 판단할수 있다.
[108] 본 발명에 따라, 일정 수준의 브로드캐스트 커버리지 (broadcast coverage)를 보장해주는 방안에 대하여 설명한다. 브로드캐스트 /그룹캐스트 (broadcast/groupcast ) msg3 의 가장 큰 목적은 긴급 정보를 전송하는 것이고， 따라서 전력 제어의 주요 목적 중 하나는 어떤 상황에서도 일정 수준의 브로드 캐스트 커버리지를 보장하는 것이다. 따라서 전송 시마다 커버리지에 변동을 줄 수 있는 요소들에 대해 보상하는 부분이 필요하다. [109] 따라서， 본 발명에 따르면， 첫 번째로 대역폭 (bandwidth broadcast RB 의 개수， M)에 비례하는 101og10 (M)과 같은 항을 합산하여 전송 전력을 결정할 수 있다. 이로 인하여， 브로드캐스트자원 블록 (broadcast RB)의 개수가 변하더 라도 RB당 전송 전력은 일정하게 유지될 수 있으며， 나아가 브로드캐스트 /그룹 캐스트 (broadcast/groupcast )의 커버리지가 일정하게 유지될 수 있다. 예를 들 어， 20RB를 브로드캐스트 /그룹캐스트용도로사용한다면 10RB브로드캐스트 신호 에 비해 2 배 (3dB) 더 높은 전력을 소모하여 전송해야， RB당 동일한 전력으로 전송할수 있고, 동일한 커버리지를 유지할수 있다.
[110] 두 번째는 스 ，^^를 그대로 사용하는 것이다. 101og10(M) 항이 RB의 개수에 따른 커버리지 변동을 보완하기 위함이었다면， ᅀ TF'C ( 는 MCS가 변하 더라도 코드 비트 (code bi t )에 따른 일정한 전력을 보장할수 있다.
[111] 즉, 하나의 코드 비트당 전송 전력 값을 일정하게 유지하자는 의미이다. 예를 들어， 같은 코드워드라도 QPSK 변조와 16QAM 변조는 RE 하나당 (bi ts per RE , BPRE) 2비트와 3비트로 1.5배의 차이가 난다. 따라서 , 이때 16QAM을사용 할 때 1.5 배만큼 전력을 더 부여하면 코드 비트당 전력은 같게 되므로 동일한 커버리지를 형성할 수 있다.
[112] 나아가 초기 접속 ( ini t ial access)에 사용한
ATFc(0 = 101oglO(2 /^ ^ - l)의 조건을 그대로 유지한다 여기서 ^^는
RE당 코드 비트의 수이고 Ks=사전에 정의된 상수이다. 정확히 비트당 같은 전력 을 할당하기 위해서 Ks는 1 의 값으로 설정되어야 하나， 채널 추정 및 인코딩 / 디코딩을 고려하여 1 보다높은 값 (예를 들어 1.2 흑은 1.5)들이 일정 커버리지 의 관점에서 바람직할수 도 있다.
[113] 또한， 본 발명에 따르면， RRC 연결을 요청할 때와는 달리， D2D 브로드캐 스트 /그룹캐스트를 위하여 (z') = 0으로 설정하여 사용할 수 도 있다. 일반적 으로， (Z)는 eNB 가 PRACH 를 성공적으로 수신할 때까지 램프-업 (ramp-up)시 ¾ 전송전력을 기준으로 전송 전력을 결정한다. 그러나, 본 발명의 msg3 상황에 서는 eNB 채널과는 무관한 단말간 채널만을 고려하여야 하므로, PRACH 의 전력 을 기준으로 삼는 것은 브로드캐스트 커버리지 변동을 야기할 수 있으며， 불필 요한 전력 제어에 해당한다.
[114] 따라서, 브로드캐스트 /그룹캐스트 (broadcast/groupcast ) msg3 에서는 죠 ^의 PRACH 램핑 (ramping) 성분을 사용하지 않는 것이 바람직하며, 예를 들 어 ^(z) = 0 으로 설정하여 커버리지를 동일하게 가져갈 수 있다. 이때, RAR(msg2)의 TPC 필드는 필요하지 않으므로, i )TPC 필드를 삭제하거나， i i )다른 용도로 쓰거나， i i i ) "0" 의 값으로 패딩 (padding)을 할 수 있다.
[115] 또는, (Z)의 PRACH 램핑 (ramping) 성분을 재설정 (reset )하고 msg2 의 TPC필드 값만 반영할수도 있다. 이 경우는 eNB가 D2D 단말별로 msg3 전송전력 을 제어할 필요가 있을 경우에 특히 유용할 것이다.
[116] 도 13 을 참조하여 상술한 예를 설명하면, Msgl 을 전송할 때는 해당 UE 가 한 번에 msgl을 전송하지 못하고 수 차례 반복 전송하는 경우를 가정하였으 며, 매 전송마다 msgl 의 보다 높은 수신 확률을 위해서 전송 전력을 증가하기 위하여 )를 증가하는 것을 가정한다. msg3 의 실선 (즉， (B) )은 / ) = 0인 경우를 나타내며， 점선 (즉， (A))은 램핑 (ramping)값만 재설정하고 TPC 필드 값 을 인식하는 경우를 나타낸다.
[117] 도 14 는 본 발명에 따라, 네트워크 커버리지를 일정하게 보장해 주기 위하여 단말과 eNB간의 경로 손실의 설정 방안을 설명하기 위한 참고도이다.
[118] 예를 들어， 기존의 RACH msg3 은， 경로 손실 (path loss)에 비례하는 전력 값을사용하는데， 이를 ! )2D브로드캐스트 /그룹캐스트 (broadcast/groupcast )에서 그대로사용한다고 가정할수 있다. 이 때, 경로 손실 (pathloss)에 따른 손실을 보상하기 위해， eNB 와 가까이 있는 단말들은 브로드캐스트 /그룹캐스트 (broadcast/groupcast )신호를 낮은 전력으로 전송하고， eNB 로부터 멀리 있는 단말들은 높은 전력으로 전송하게 된다. 따라서， 도 14(a)와 같이 각 단말들의 브로드캐스트 /그룹캐스트 (broadcast/groupcast ) 커버리지가각기 다르게 형성된 다.
[119] 이러한 특성은， 긴급 상황에 주로 사용되는 브로드캐스트 /그룹캐스트 (broadcast/groupcast )을 위하여 바람직하지 않으므로， 가급적 일정하게 넓은 커버리지를 보장할 수 있도록 경로 손실 (path loss) 보상을 적용하지 않는 것이 바람직하다. 예를 들어, msgl 에서는 eNB 와 통신하는 과정이므로 경로 손실 (pathloss) 계수 α 가 (0을 포함한) nonzero 값을 가질 수 있더라도, msg3 전 송시에는 α =0 으로 설정하여 경로 손실 (pathloss ) 의존 성분을 제거함으로써， 도 14(b)와같이 셀 내부의 위치에 관계없이 커버리지를 일정하게 보장해줄 수 있다.
[120] 추가적으로， 도 14 와 달리， 단말이 eNB 에 너무 가까이 있는 경우에도 α =0 으로 설정해 단말에게 일정 커버리지를 강요할 경우, 전체 셀의 성능을 저 하시키는 문제점이 발생할 수 도 있다.
[121] 따라서， D2D상황에서 eNB에 근접한 단말들이 높은 전력으로 msg3을 브 로드캐스팅을 하는 경우에, 상향링크 (UL) 자원에 직접적으로 큰 간섭을 미칠 수 있고， 혹은 인접한 상향링크 (UL) 자원에 큰 송출 (emi ss i on) 간섭을 미칠 수 도 있다. 이는 직접적으로는 WAN상향링크 (UU의 SINR 저하를 통해 큰 성능 저하를 야기하고， 간접적으로는 eNB 수신부의 AGC 포화 (Automat i c Gai n Contro l Saturat ion)를 통해 성능 저하를 유발시킬 수 있다. 이러한 문제점을 극복하기 위해 eNB에 근접한 단말들은 브로드캐스트 전력을 감소시킬 필요가 있다.
[122] 따라서 , 본 발명에서는 단말이 eNB의 경로 손실을 계산하여 eNB에 근접 한 단말이라면 msg3 의 전송 전력을 감소시킬 수 있다. 예를 들어, 경로 손실이 일정 값보다 낮다면 (즉， 단말이 eNB 에 근접하다면) , 일정 음수의 오프셋 (of fset )을 msg3의 전송 전력 .산출시 반영시킬 수 있다.
[123] 나아가, 이때의 경로 손실에 따른 전송 전력의 그래프는 계단 형태로 나 타나게 된다. 하지만 이 경우， 단말이 계단 형태로 전력이 감소되는 경계 지점 에 위치해 있다면 (즉， 전송 전력이 급격하게 감소하게 되는 경우)， 브로드캐스 트 커버리지 역시 단말의 움직임에 따라 갑작스럽게 축소될 수 있으며, 브로캐 스트 경계 부근의 D2D Rx 단말들은 이에 따라 수신을 갑작스레 중단할 수밖에 없을수 있다. 따라서 , 이를 보완하기 위하여 경로 손실이 일정 값보다 낮다면， α 값과음수의 오프셋 (of fset )을 적절히 설정하여 선형으로 연속되도록 전력이 증가하도록 설정할수 있다.
[124] 도 15 를 참조하여 , α값과 음수의 오프셋 (of fset )에 따른 전력 제어 방 법을 셜명한다. RACH 전력 제어는 최대 전송 값까지 eNB와의 경로 손실을 따라 선형으로 증가하는 반면, 본 발명에 따르면 eNB 경로 손실의 임계치 까지는 일 정한 값으로 증가 (흑은 선형으로 증가)하지다가 그 이후부터는 (고정된) 상수 값을 가질 수 있다. 여기서, Pbroadcast.oax는 사전에 정의된 D2D 브로드캐스트 최 대 전력 값이다. 이를 수학식 2로 나타내면，
[125] 【수학식 2】
^broadcast
{ Pbroadcast'max
α PL + Pbroadcast,maxᅳ α PL0 ) +ᅀ OSbasic
[126] 수학식 2 에서, PL은 경로 손실 (pathloss) , ᅀ 0Sbasic은 경로 손실 외의 항들을 모두 더한 값 (예， 오프셋)이며， α 및 P 는 각각 eNB가 설정해 주는 계 수와 임계값이다. 즉， 경로 손실에 대한 영향 만을 나타내기 위해， A0Sbasic = 0으로 가정하여 단순화한 그래프를 도 15에 나타내었다.
[127] 죽， 경로 손실 임계값 이하에서는 경로 손실에 따라 기울기 α 로 전력 이 증가하며， 임계값 이상에서는 최대 전력치로 전송을 한다. 이때， eNB근처에 서 빠르게 전력을 줄이기 위해 α는 1 보다 큰 값으로 설정되는 것도 허용한다. 만일 여기서 PL0가 -∞ dB로 설정된다면, 도 14 를 참조하여 설명한 실시 예에 서와 같이 D2D 브로드캐 트의 커버리지를 보장하기 위해서 그 전송 전력을 경 로 손실에 무관하게 일정하게 유지하는 경우를 나타낸다.
[128] 나아가, 단말이 셀 경계 부근에 위치하면, 인접 셀에게 큰 간섭을 미치 게 되므로 셀 내부에서 전송하는 값 Pbroadcast은 인접 셀의 상향링크 (UL) 자원에 큰 간섭을 미치게 된다. 따라서 단말은 eNB의 경로 손실을 계산하여 임계값 이 상이라면 다시 msg3의 전송 전력을 감소시킬 수 있다.
[129] 도 16 은, 셀 경계 (Cel l Edge)에서의 D2D 브로드캐스트 전송 전력 제어 에 관한실시예를 나타낸다. 도 16을 참조하여 설명하면， eNB와근접했을 때와 마찬가지로 임계치 이상에서 일정한 음수의 오프셋 (of fset )을 적용하거나, α 값과음수의 오프셋 (of fset )을 조합하여 선형으로 감소시킬 수 있다.
[130] 또한, 본 발명에서 , 단말주위에 (pi co, femto의 RRH를 포함한) eNB가 여러 개 존재하는 경우에는， 서빙 (serving) eNB 의 경로 손실이 아니라 인접한 eNB의 경로 손실 중 최소 (minimum) 경로 손실을 가지는 eNB를 기준으로 D2D브 로드캐스트 전송 전력 제어 동작을 수행할수 있다.
[131] 도 17은 본 발명에 따라 다수의 eNB가존재하는 경우의 D2D브로드캐스 트 전송 전력 제어를 설명하기 위한 참고도이다.
[132] 도 17 에서 나타난 피코 샐 (pi co cel l ) 시나리오와 같이， eNB 간 전송전 력 (예， macro BS : 42dBm , RRH: 30dBm)이 서로 다를 수 있기 때문에， 최대 RSRP(maximum RSRP)를 기준으로 할 때의 기지국 (macro BS)과 경로 손실을 기준 으로 할 때의 최소 경로 손실 (minimum PL)을 기준으로 할 때의 기지국 (pi co cel l RRH)은 서로 다를 수 있다. 이러한상황에서는， 단말은 더 큰 간섭을 미치 는 기지국， 즉 경로 손실이 작아서 피코 셀 (pi co cel l )에 더 큰 간섭을 미치므 로， D2D 브로드캐스터 전송 전력 제어를 위한 경로 손실의 기준은 pi co cel l RRH의 경로 손실이 되는 것이 바람직하다.
[133] 나아가， 상술한 경로 손실에 따른 경로 손실 계수 (즉， α ) 설정 방법은 RSRP 기반한 α 설정 방법으로 대체될 수 있다. 단， RSRP=Tx RS power - pathloss [dB]의 관계에 있어서, 경로 손실과 RSRP 는 서로 역수관계에 있으므 로 RSRP값이 큰 경우가 eNB에 근접한 경우, RSRP가 작은 경우가 셀 경계에 위 치한 경우가 될 것이다.
[134] 이상에서는, 단말의 전체 전송 전력을 기준으로 본 발명을 설명하였으나， 전체 전송전력이 아닌 PSD(power spectral dens i ty)의 관점에서 상술한본 발명 의 내용이 적용될 수 도 있다. 여기서 , 전송 전력 (즉， P)는 전체 주파수 자원의 전력을 모두 합한 값이 아니라， 단위 RB (혹은 RE) 에 할당하는 전송 전력을 나 타낼 수 있다.
[135] 따라서, PSD 의 관점에서 서술할 경우, 상술한 본 발명에 따라 단위 RB 당 (혹은 RE 당) 전력을 결정하게 되고， 이에 브로드캐스트 /그룹캐스트 RB (혹은 RE)를 곱한 값이 총 전송 전력이 될 것이다. 나아가, PSD 로 전력을 제어하는 것이 브로드캐스트 /그룹캐스트의 커버리지 관점에서는 바람직할 수 도 있다.
[136] 즉， PSD에 기반하여 본 발명을 적용하는 경우에는 RB개수에 따른 보상항 101og10(M)은 고려하지 않으며， 브로드캐스트 /그룹캐스트의 최대 전력 (혹은 PSDraax,RE )는 다양한 방법으로 유도할 수 있다. 예를 들어， RB최대 전송 전력 PSDnax,RB는 총 전송전력 Pc.MAX )를 M등분한 값으로 정의할 수 있고， eNB에서 사전에 정해준 값일 수 있다. 전력 제어 값을 PSDMAX,RB# 사용하여 나 타내면 수학식 3과 같이 나타낼 수 있다.
[137] 【수학식 3】
PSDbroadcast'RB
{ PSDbroadcast,max,RB
a PL + PSDbroadcast max RB― a PL0 ) + AOSbasic
[138] 즉， 초기 접속 ( ini t ial access)의 전력 전송 수식에서， p (?) RARCRandom Access Response)에 대웅되는 PUSCH (재)전송을 위한 O_PUSCH'C 는
Figure imgf000026_0001
+ᅀ ££— M 3로 이루어져 있으며 , 여기서 p 각각의 파라미터는 상위계층 신호를 통하여 주어진다. 이때 0— PRE 는 preamblelni t ialReceivedTargetPower 로 불리는 셀—특정 (eel 1— speci f ic)한 상위 계층 값으로， PRACH 신호 (msgl)의 전송 전력과 연동된 값이다. 따라서， D2D 브 로드캐스트 동작에서는 이 값을 셀 내 /외의 간섭 제어 용도로 사용할 수 있다.
[139] 즉, 전체 전송 전력 기반의 α 의 제어 방법과 같이, eNB 가 단말로부터 msgl(PRACH)의 경로 손실 흑은 msgl 의 RSRP 값을 계산하여, 단말이 eNB로부터 너무 가깝거나 (예를 들어, 도 15) 흑은 셀 경계 부근 (예를 들어, 도 16)으로 판 p
단되면 0_PRE 값을 작은 값으로 설정한다. 반면, 단말이 eNB 를 향하는 /인접 셀을 향하는 상향링크 (UL) 간섭의 측면에서 적절한 셀 내부에 위치한다면, 브로 p
드캐스트 (broadcast )의 커버리지를 늘리기 위해 0-PRE 값을 가급적 큰 값으 로 설정하는 것이 긴급상황에 사용되는브로드캐스트의 특성상 바람직하다. 나 p
아가, 이것 ( 0-1>1 £ )은 PRACH 설정 파라미터와는 다른 별도의 상위 계층 신호 로 주어지며 이 상위계층 신호는 UE-특정한 특성을 가져야 한다.
[140] 도 18 은 본 발명의 실시예에 적용될 수 있는 기지국 및 사용자 기기를 예시한다. 무선 통신 시스템에 릴레이가 포함되는 경우, 백흘 링크에서 통신은 기지국과 릴레이 사이에 이뤄지고 억세스 링크에서 통신은 릴레이와 사용자 기 기 사이에 이뤄진다. 따라서， 도면에 예시된 기지국 또는사용자 기기는 상황에 맞춰 릴레이로 대체될 수 있다. ·
[141] 도 18 을 참조하면, 무선 통신 시스템은 기지국 (BS, 110) 및 사용자 기 기 (UE, 120)을 포함한다. 기지국 (110)은 프로세서 (112), 메모리 (114) 및 무선 주파수 (Radio Frequency, RF) 유닛 (116)을 포함한다. 프로세서 (112)는 본 발명 에서 제안한 절차 및 /또는 방법들을 구현하도록 구성될 수 있다. 메모리 (114)는 프로세서 (112)와 연결되고 프로세서 (112)의 동작과 관련한 다양한 정보를 저장 한다. RF 유닛 (116)은 프로세서 (112)와 연결되고 무선 신호를 송신 및 /또는 수 신한다. 사용자 기기 (120)은 프로세서 (122)， 메모리 (124) 및 RF 유닛 (126)을 포 함한다. 프로세서 (122)는 본 발명에서 제안한 절차 및 /또는 방법들을 구현하도 톡 구성될 수 있다. 메모리 (124)는 프로세서 (122)와 연결되고 프로세서 (122)의 동작과 관련한 다양한 정보를 저장한다. RF 유닛 (126)은 프로세서 (122)와 연결 되고 무선 신호를 송신 및 /또는 수신한다. 기지국 (110) 및 /또는 사용자 기기 (120)은 단일 안테나 또는 다증 안테나를 가질 수 있다.
[142] 이상에서 설명된 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들이 소정 형 태로 결합된 것돌이다. 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 실 시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구 성이나특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고， 또는 다른 실시예의 대응하는 구 성 또는 특징과 교체될 수 있다. 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함시킬 수 있음은 자명하다.
[143] 본 발명에 따른 실시예는 다양한 수단, 예를 들어, 하드웨어, 펌웨어
(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합둥에 의해 구현될 수 있다. 하드웨 어에 의한 구현의 경우， 본 발명의 일 실시예는 하나 또는 그 이상의
ASICs(ap l ication specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors) , DSPDs(digital signal processing devices), PLDs (programmable logic devices) , FPGAs(f ield programmable gate arrays) , 프로세서， 콘트를러， 마이크로 콘트를러， 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.
[144] 펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우， 본 발명의 일 실시예는 이상 에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모들, 절차， 함수 등의 형태로 구현 될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리 유닛에 저장되어 프로세서에 의해 구동 될 수 있다. 상기 메모리 유닛은 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여， 이 미 공지된 다양한수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.
[145] 본 발명은 본 발명의 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태 로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서 , 상기의 상세한 설명은 모 든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고， 본 발 명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
[146] 【산업상 이용가능성】
[147] 상술한 바와 같은 무선 통신 시스템에서 D2D(Devi ce-to-Devi ce) 통신을 위한 멀티미디어 방송 /멀티캐스트 서비스 방법 및 이를 위한 장치는 3GPP LTE 시스템에 적용되는 예를 중심으로 설명하였으나， 3GPP LTE 시스템 이외에도 다 양한무선 통신 시스템에 적용하는 것이 가능하다.

Claims

【청구의 범위】
【청구항 1】
무선 통신 시스템에서 D2D(Devi ce-to-Devi ce) 통신을 수행하는 제 1 단 말이 전송 전력을 제어하는 방법에 있어서，
기지국으로부터, D2D 통신를 위하여 정의된 전력 제어 정보를 포함하는 제 1신호를 수신하는 단계; 및
상기 수신된 제 1 신호에 기반하여 결정된 전송 전력에 따라， 제 2 신 호를 전송하는 단계를 포함하며 ,
상기 전력 제어 정보는，
브로드캐스트 (broadcast ) 및 그룹캐스트 (groupcast ) 중 하나를 지시하 며, , 상기 제 2 신호는'
상기 제 2 신호의 전송 방식에 따라 달리 마스킹되어 전송되는 것을 특 징으로 하는,
전송 전력 제어 방법.
【청구항 2】
제 1항에 있어서，
상가 전력 제어 정보는，
초기 접속을 위한 상기 브로드캐스트 통신을 위한 대역폭에 비례하도록 정의된 값, 혹은 MCS(ModuIat ion and Coding Scheme)레벨을 따르는 값 중 적어 도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는，
전송 전력 제어 방법.
【청구항 3]
제 1항에 있어서，
상기 전송 전력은，
상기 기지국의 상기 제 1 단말과의 초기 접속 절차를 위한 신호 전송 전력 값이 적용되지 않는 것을 특징으로 하는，
전송 전력 제어 방법.
【청구항 4]
제 3항에 있어서 , 상기 제 1 신호는 TPC(Transmi ss ion Power Control ) 필드를 포함하며， 상기 전송 전력은,
상기 TPC 필드의 값이 적용되어 결정되는 것을 특징으로 하는, 전송 전력 제어 방법.
【청구항 5】
제 1 항에 있어서,
상기 전송 전력은,
상기 D2D 통신을 위한 브로드캐스트 /그룹캐스트 전송을 수행하는 경우, 경로 손실 보상이 적용되지 않도록 결정된 것을 특징으로 하는，
전송 전력 제어 방법.
【청구항 6】
제 1 항에 있어서, ' 상기 전송 전력은，
상기 D2D 통신을 위한 브로드캐스트 / 룹캐스트 전송을 수행하며, 상기 기지국에 대한 경로 손실이 제 1 임계치보다 작은 경우， 감소되도록 설정된 것 을 특징으로 하는，
전송 전력 제어 방법.
【청구항 7】
제 6 항에 있어서,
상기 제 1 임계치는,
상기 제 1 단말이 상기 기지국에 근접할수록 감소되도톡 정의된 것을 특징으로 하는,
전송 전력 제어 방법.
【청구항 8】
제 1 항에 있어서,
상기 전송 전력은,
상기 D2D 통신을 위한 브로드캐스트 /그룹캐스트 전송을 수행하며， 상기 제 1 단말이 셀 경계에 위치하는 경우, 감소되도록 설정된 것을 특징으로 하는, 전송 전력 제어 방법.
【청구항 9】 " 저 1 1항에 있어서，
상기 기지국은,
상기 제 1 단말과 통신하는 다수의 기지국 중 가장 작은 경로 손실을 가진 기지국인 것을 특징으로 하는,
전송 전력 제어 방법.
【청구항 10】
무선 통신 시스템에서 D2D(Devi ce-to-Device) 통신을 수행하는 전송 전 력을 제어하는 제 1 단말에 있어서,
무선 주파수 유닛 (Radio Frequency Uni t ) ; 및
프로세서 (Processor)를 포함하며,
상기 프로세서는， 기지국으로부터 D2D 통신를 위하여 정의된 전력 제어 정보를 포함하는 제 1 신호를 수신하고, 상기 수신된 제 1 신호에 기반하여 결 정된 전송 전력에 따라 제 2신호를 전송하도록 구성되며 ᅳ
상기 전력 제어 정보는，
브로드캐스트 (broadcast ) 및 그룹캐스트 (groupcast ) 중 하나를 지시하 며,
상기 제 2 신호는,
상기 제 2 신호의 전송 방식에 따라 달리 마스킹되어 전송되는 것을 특 징으로 하는，
제 1 단말.
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