WO2015020428A1 - 무선 통신 시스템에서 신호를 송수신하는 방법 및 이를 위한 장치 - Google Patents

무선 통신 시스템에서 신호를 송수신하는 방법 및 이를 위한 장치 Download PDF

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WO2015020428A1
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Definitions

  • the present invention relates to a wireless communication system, and more particularly, to a method and apparatus for transmitting and receiving signals in a wireless communication system.
  • LTE 3rd Generat ion Partnership Project Long Term Evolut ion
  • the Evolved Universal Mobility Telecommunicationes System (UMTS) system is an evolution of the existing UMTSCUniversal Mobile Telecom® Unicationes System (UMTSCU) system and is currently undergoing basic standardization in 3GPP.
  • UMTS Universal Mobility Telecommunicationes System
  • E-UMTS may be referred to as LTE Long Term Evolut ion (LTE) system.
  • LTE Long Term Evolut ion
  • 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.
  • the cell is set to one of the bandwidths of 1.44, 3, 5 ⁇ 10, 15, 20Mhz, etc. to provide downlink or uplink transmission services to multiple terminals. Different cells may be configured to provide different bandwidths.
  • the base station controls data transmission and reception for a plurality of terminals. Downward
  • the base station For downlink (DL) data, the base station provides downlink scheduling information.
  • DL downlink
  • the UE By transmitting the data, the UE transmits time / frequency domain, encoding, data size, and HARQ (Hybr id Auto repeat Repeat and reQuest) related information.
  • the base station transmits uplink scheduling information to the user equipment for uplink (UL) data and informs the user equipment of time / frequency domain, encoding, data size, HARQ related information, and the like.
  • An interface for transmitting user traffic or control traffic may be used between base stations.
  • the core network 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 Tracking Area composed of a plurality of cells.
  • Wireless communication technology has been developed up to LTE based on WCDMA, but the demands and expectations of users and operators are continuously increasing.
  • new technological evolution is required to be competitive in the future. Reduced cost per bit, increased service availability, the use of flexible frequency bands, simple structure and open interface, and adequate power consumption of the terminal are required.
  • unlicensed bands commonly used in the United States include 900 MHz, 2.4 GHz,
  • ISM Industrial, Scientific and Medical
  • TWS Television White Spaces
  • previously unused radio spectrum is becoming an unlicensed band due to various technical reasons or technological changes.
  • the unlicensed band has a higher frequency than most licensed bands, and a small cell capable of effectively serving a small area because the base station has a relatively low transmit power. May be suitable for implementation.
  • the unlicensed band has a merit that the service provider does not have a monopoly on the use of the frequency spectrum, so that a considerable amount of capacity can be shared at a low cost that cannot be compared with the network construction in the licensed band.
  • a method for transmitting a signal from a transmitting end to a receiving end includes: transmitting a preamble; And transmitting the signal.
  • the length of the preamble is determined based on the bandwidth of the wireless communication system, and the preamble is characterized in that it is used for automatic gain control of the signal.
  • the preamble is transmitted in the first symbol or the last symbol among symbols included in at least one subframe in which the signal is transmitted.
  • the predetermined sample of the first symbol or the last symbol is nulled by the receiving end, and the predetermined sample is included in a guard interval.
  • a method of transmitting a signal to a receiving end by a transmitting end may further include transmitting a reference signal to the receiving end.
  • the reference signal is characterized by being transmitted in one or more symbols of the remaining symbols except the first symbol or the last symbol.
  • a method for receiving a signal from a transmitting end includes: receiving a preamble; And receiving the signal.
  • the method may include nulling the signal.
  • the length of the preamble is determined based on a bandwidth of the wireless communication system, and the preamble is used for automatic gain control of the signal.
  • the preamble is transmitted in the first symbol or the last symbol of the symbols included in at least one subframe in which the signal is transmitted.
  • Receiving a signal from the transmitter may include nulling a predetermined sample of the first symbol or the last symbol.
  • the predetermined sample may be included in a guard interval.
  • the method of receiving a signal from a transmitting end further includes receiving a reference signal from the transmitting end.
  • the reference signal is characterized in that the transmission in one or more symbols of the remaining symbols except the first symbol or the last symbol.
  • the available symbol corresponds to a symbol excluding two subframes in the specific subframe, and the timing advance applied to the receiver is If less than the timing margin, the available symbol is in the particular subframe.
  • the timing margin is one symbol time and a protection interval for switching the operation from the preceding subframe to the specific subframe and the protection for switching the operation from the specific subframe to the following subframe. Corresponds to the difference value of the sum of the interval values.
  • the signal transmission method may further include transmitting a preamble.
  • the timing margin includes one symbol time and a guard interval for switching operation from the preceding subframe to the specific subframe, the guard interval value for switching the operation from the specific subframe to the following subframe, and the Corresponds to the difference of the sum of the preamble values.
  • FIG. 1 schematically illustrates a structure of a wireless communication system.
  • FIG. 2 illustrates a structure of a 3GPP LTE radio frame.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a resource grid (resource gr i d) in a downlink slot.
  • 4 shows a structure of a downlink subframe.
  • 5 is a diagram illustrating a structure of an uplink subframe.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration of a wireless communication system having multiple antennas (MIM0).
  • FIG. 8 is a diagram illustrating a general CRS pattern when there are four transmit antenna ports in an LTE system.
  • 9 is a conceptual diagram of direct communication between terminals.
  • FIG. 10 is a diagram for describing a method of identifying a boundary of an uplink subframe by a terminal.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating a subframe in which a D2D operation is performed according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 illustrates a start time point of a D2D operation according to an embodiment of the present invention when a preamble is applied.
  • 15 and 16 illustrate a start time point of a D2D operation according to an embodiment of the present invention when using a TA.
  • FIG. 17 is a diagram illustrating a start time point of a D2D operation of a terminal inside or outside a network.
  • FIG. 18 is a diagram illustrating a CRS pattern according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 19 illustrates a CRS pattern according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 20 illustrates a block diagram of a communication device according to an embodiment of the present invention.
  • each component or feature may be considered to be optional unless otherwise stated.
  • Each component or feature may be embodied in a form that is not combined with other components or features.
  • some components and / or features may be combined to form an embodiment of the present 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 substituted for components or features of another embodiment.
  • Embodiments of the present invention will be described with reference to the relationship between data transmission and reception between a base station and a terminal.
  • the base station has a meaning as a terminal node of the network that directly communicates with the terminal.
  • Certain operations described as being performed by the base station in this document may be performed by an upper node of the base station in some cases. That is, various operations performed for communication with a terminal in a network including a plurality of network work nodes including a base station may be performed by the base station or network nodes other than the base station.
  • Self-explanatory A 'base station (BS)' may be replaced by terms such as a fixed station, a Node B, an eNode B (eNB), and an access point (AP).
  • the repeater may be replaced by terms such as relay node (RN) and relay station (RS).
  • RN relay node
  • RS relay station
  • 'terminal' may be replaced with terms such as UE user equipment (MS), mobile station (MS), mobile subscriber station (MSS), and subscriber station (SS).
  • Embodiments of the present invention may be supported by standard documents disclosed in at least one of the wireless access systems IEEE 802 system, 3GPP system, 3GPP LTE and LTE-A (LTE-Advanced) system and 3GPP2 system. That is, steps or parts which are not described in order to clearly reveal the technical spirit of the present invention among the embodiments of the present invention may be supported by the above documents. In addition, all terms disclosed in this document may be described by the above standard document.
  • FDMA Code Division Multiple Access
  • FDMA Frequency Division Multiple Access
  • TDMA Time Division Multiple Access
  • CDMA Carrier Frequency Division Multiple Access
  • CDMA may be implemented by a radio technology such as UTRAOJniversal Terrestrial Radio Access) or CDMA2000.
  • TDMA Time Division Multiple Access
  • 0FDMA may be implemented in a wireless technology such as Global System for Mobile communication (GSM) / General Packet Radio Service (GPRS) / Enhanced Data Rates for GSM Evolution (EDGE).
  • 0FDMA may be implemented in a wireless technology such as IEEE 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802-20, Evolved UTRA (E-UTRA).
  • UTRA is part of UMTSCUniversal Mobile Telecommunications System.
  • 3rd Generation Partnership Project (3GPP) long term evolution (LTE) is part of an Evolved UMTS (E-UMTS) using E-UTRA, and employs 0FDMA in downlink and SC-FDMA in uplink.
  • LTE—A Advanced
  • WiMAX is an IEEE 802.16e specification (WirelessMAN-OFDMA Reference System) It can be described by the IEEE 802.16m standard (WirelessMAN-OFDMA Advanced system).
  • a structure of a radio frame of the 3GPP LTE system will be described with reference to FIG. 2.
  • uplink / downlink data packet transmission is performed in units of subframes, and one subframe is defined as a predetermined time interval including a plurality of OFDM symbols.
  • one subframe is defined as a predetermined time interval including a plurality of OFDM symbols.
  • FDD Frequency Division Duplex
  • FDE Time Division Duplex
  • FIG. 2 (a) is a diagram illustrating the structure of a type 1 radio frame.
  • One radio frame consists of 10 subframes, and one subframe consists of two slots in the time domain.
  • TTI transmission time interval
  • one subframe may have a length of 1 ms and one slot may have a length of 0.5 ms.
  • One slot includes a plurality of 0FDM symbols in the time domain and includes a plurality of resource blocks (RBs) in the frequency domain.
  • RB resource blocks
  • the 0FDM 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) is a resource allocation unit and may include a plurality of consecutive subcarriers in one slot.
  • the number of 0FDM symbols included in one slot is determined by CPCCyclic Prefix).
  • CP has an extended CP (normal CP) and a normal CP (normal CP).
  • normal CP normal CP
  • the number of 0FDM symbols included in one slot may be seven.
  • the 0FDM symbol is configured by the 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 normal CP.
  • the number of 0FDM symbols included in one slot may be six. If the channel state is unstable, such as when the terminal moves at a high speed, an extended CP may be used to further reduce intersymbol interference.
  • Type 2 (b) is a diagram illustrating a structure of a type 2 radio frame.
  • Type 2 radio frames consist of two half frames, each half frame
  • DwPTS Downlink Pilot Time Slot
  • GP Guard Period
  • UpPTS Uplink Pilot Time Slot
  • DwPTS Downlink Pilot Time Slot
  • GP Guard Period
  • UpPTS Uplink Pilot Time Slot
  • the DwPTS is used for initial cell search, synchronization or channel estimation at the terminal.
  • UpPTS is used for channel estimation at the base station and synchronization of uplink transmission of the terminal.
  • the guard period is a period for removing interference generated in the uplink due to the multipath delay of the downlink signal between the uplink and the downlink.
  • one subframe consists of two slots regardless of the radio frame type.
  • uplink / downlink subframe configuration (UL / DL conf igurat ion) in the LTE TDD system is shown in Table 1 below.
  • D denotes a downlink subframe
  • U denotes an uplink subframe
  • S denotes the special subframe.
  • downlink-to-upl ink switch-point per iodici ty in uplink / downlink subframe configuration in each system is also shown.
  • Supported uplink / downlink subframes are listed in Table 1. For each subframe of the radio frame, "D" is reserved for downlink transmission.
  • U indicates a subframe reserved for uplink transmission
  • S indicates ' DwPTS (Downl Pi Pi Lot Time Slot), Guard Period;
  • UpPTS Upl Ink Pi Lot Time Slot
  • UpPTS is indicated and the remaining area is set as a protection interval.
  • the structure of the radio frame is merely 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. 3 is a diagram illustrating a resource grid in a downlink slot.
  • One downlink slot includes seven 0FDM symbols in the time domain, and one resource block (RB) is shown to include 12 subcarriers in the frequency domain, but the present invention is not limited thereto.
  • RB resource block
  • one slot includes 70 FDM symbols, but in the case of an extended CP, one slot may include 60 FDM symbols.
  • Each element on the resource grid is called a resource element.
  • One resource block includes 12 ⁇ 7 resource elements. Included in the downlink slot
  • the number of N DLs of resource blocks depends on downlink transmission bandwidth.
  • the structure of the uplink slot may be the same as the structure of the downlink slot.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a structure of a downlink subframe.
  • a maximum of three 0FDM symbols in the front part of the first slot in one subframe corresponds to a control region to which a control channel is allocated.
  • PDSCH Physical Downlink Shared Chancel
  • Channels include, for example, a physical control format indicator channel (Physical Control Format).
  • PCFICH Physical Downlink Control Channel
  • PDCCH Physical Downlink Control Channel
  • PHICH Physical HARQ Indicator Channel
  • the PCFICH is transmitted in the first 0FDM symbol of a subframe and includes information on the number of 0FDM symbols used for control channel transmission in the subframe.
  • the PHICH includes a HARQ ACK / NACK signal as a response of uplink transmission. Control information transmitted through the PDCCH
  • DCI Downlink Control Information
  • DCI includes uplink or downlink scheduling information or an uplink for an arbitrary UE group A transmit power control command.
  • PDCCH is a resource allocation and transmission format of the downlink shared channel (DL-SCH), resource allocation information of the UL shared channel (UL-SCH),
  • Paging information of the paging channel PCH
  • system information on the DL-SCH resource allocation of higher layer control messages such as random access response transmitted on the PDSCH, and transmission power for individual terminals in a certain terminal group.
  • a plurality of PDCCHs may be transmitted in the control region.
  • the terminal may monitor the plurality of PDCCHs.
  • the PDCCH is transmitted in an aggregate of one or more consecutive Control Channel Elements (CCEs).
  • CCE is a logical allocation unit used to provide a PDCCH at a coding rate based on the state of a radio channel.
  • the CCE corresponds to a plurality of resource element groups. Format of the PDCCH
  • the number of available bits is determined according to the correlation between the number of CCEs and the coding rate provided by the CCEs.
  • the base station determines the PDCCH format according to the DCI transmitted to the terminal and adds a Cyclic Redundancy Check (CRC) to the control information.
  • CRC Cyclic Redundancy Check
  • the CRC is a temporary radio network depending on the owner or purpose of the PDCCH.
  • RNTI Radio Network Temporary Ident i ier
  • the system information identifier and system information RNTKSI-RNTI may be masked to the CRC.
  • random access -RNTI (RA—RNTI) may be masked to the CRC.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a structure of an uplink subframe.
  • the uplink subframe may be divided into a control region and a data region in the frequency domain.
  • the control area is allocated a Physical Uplink Control Channel (PUCCH) including uplink control information.
  • a physical uplink ink shared channel (PUSCH) including user data is allocated to the data area.
  • PUCCH Physical Uplink Control Channel
  • PUSCH physical uplink ink shared channel
  • PUCCH for one UE is allocated to an RB pai r in a subframe. Resource blocks belonging to a resource block pair occupy different subcarriers for two slots. This is called that the resource block pair allocated to the PUCCH is frequency-hopped at the slot boundary.
  • Mult0 (Mult iple-Input Mult i-Output) is a method using a plurality of transmission antennas and a plurality of reception antennas, and this method can improve data transmission and reception efficiency.
  • Wireless communication The transmitting end of the system can increase capacity and improve performance by using multiple antennas at the receiving end.
  • MIM0 is referred to as 'multiple'.
  • Antenna may be referred to as.
  • the MIM0 technology can greatly improve communication capacity and transmission / reception performance without allocating additional frequencies or additionally increasing power. Because of these technical advantages, most companies and developers are focusing on MIM0 technology.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration of a wireless communication system having multiple antennas (MIM0).
  • NT transmitting antennas are provided at the transmitting end, and NR receiving antennas are provided at the receiving end. So the sender and
  • the theoretical channel transmission capacity is increased compared to the case of using the plurality of antennas in either the transmitting end or the receiving end.
  • the increase in channel transmission capacity is proportional to the number of antennas. Therefore, the transmission rate is improved and the frequency efficiency is improved. If the maximum transmission rate when using one antenna is R 0 , the transmission rate when using multiple antennas can theoretically be increased by multiplying the maximum transmission rate R 0 by the rate of increase rate Ri as shown in Equation 1 below. have. Where Ri is the smaller of N T and N R.
  • the mathematical modeling may be expressed as follows. As shown in FIG. 6, it is assumed that there are N transmit antennas and N R receive antennas. First, referring to the transmission signal, when there are N ⁇ transmit antennas, the maximum transmittable information is ⁇ ⁇ , and thus the transmission information may be represented by a vector shown in Equation 2 below.
  • the transmission power can be different for each of the transmission information 1 2 5 '". If each transmission power is ⁇ ' qui " ' ⁇ , the transmission power adjusted transmission information is represented by a vector. Equation 3 is as follows.
  • Equation 5 Equation 5 below using a vector.
  • W is called a weight matrix or a precoding matrix.
  • this method can be described as follows according to the type of multiple antenna technology.
  • a spatial diversity scheme When one stream is transmitted through several antennas, it can be seen as a spatial diversity scheme. In this case, the elements of the information I I vector have the same value.
  • multiple streams when transmitted through multiple antennas, it can be seen as a spatial multiplexing method. In this case, elements of the information vector have different values.
  • a hybrid form of spatial diversity and spatial multiplexing is also possible. That is, the same signal is transmitted through three transmit antennas according to the spatial diversity scheme, and the remaining signals are spatially multiplexed and transmitted.
  • the reception signal is received signal of each antenna when there are NR reception antennas.
  • ⁇ • " r ⁇ is a vector and can be expressed as:
  • channels may be classified according to transmit / receive antenna indexes.
  • a channel passing from the transmitting antenna j to the receiving antenna i will be denoted by ' . Note that at 3 ⁇ 4, the order of the indexes is the receive antenna index first, followed by the index of the transmit antenna.
  • 6 (b) also is a diagram illustrating a channel to receive antenna i in ⁇ ⁇ transmit antennas.
  • the channels may be bundled and displayed in the form of a vector and a matrix.
  • a channel arriving from the total N T transmit antennas to the receive antenna i may be represented as follows.
  • the real channel is added with white noise (GN) after passing through the channel matrix H.
  • the white noise added to each of the N R receiving antennas !, " 2 , '" , " ⁇ may be expressed as follows.
  • the received signal may be expressed as follows.
  • the number of rows and columns of the channel matrix H indicating the channel state is determined by the number of transmit / receive antennas.
  • the number of rows in the channel matrix H is equal to the number of receive antennas N R
  • the number of columns is equal to the number of transmit antennas ⁇ ⁇ . That is, the channel matrix ⁇ is represented by N R X N T.
  • the rank of a matrix is defined as the minimum number of rows or columns that are independent of each other. Thus, the tank of the matrix cannot be larger than the number of rows or columns.
  • the rank of the channel matrix H ( ⁇ : ( ⁇ )) is limited as follows.
  • rank may be defined as the number of nonzero eigenvalues when the matrix is eigenvalue decomposition.
  • another definition of rank may be defined as the number of nonzero singular values when singular value decomposition is performed.
  • the physical meaning of rank in the channel matrix is the maximum number of different information that can be sent on a given channel.
  • the UE needs to perform downlink measurement.
  • the terminal needs to perform downlink measurement and report it to the base station.
  • Downlink measurement includes measurement for Radio Link Moni toring (LM),
  • CSI channel state information
  • RRM Radio Resource Management
  • the RLM measurement may include, for example, a downlink measurement used in a process of detecting a radio link failure (RLF) and finding a new radio link.
  • the measurement for the CSI report may include, for example, a measurement for the UE to measure the quality of the downlink channel and to select / calculate an appropriate rank indicator, precoding matrix indicator, and channel quality indicator.
  • the RRM measurement may include, for example, a measurement for determining whether the terminal is handed over.
  • Measurement of RRM includes measurement of Reference Signal Received Power (RSRP), Reference Signal Received Quality (RSRQ), and Received Signal Strength Indicator (RSSI). May be included.
  • RSRP Reference Signal Received Power
  • RSSI Received Signal Strength Indicator
  • RSRP is defined as the linear average of the power of a resource element carrying a cell-specific reference signal (Cel l— speci ic RS; CRS) within the measured frequency bandwidth.
  • the UE may determine the RSRP by detecting a cell-specific reference signal (CRS) that is mapped and transmitted on a specific resource element.
  • CRS cell-specific reference signal
  • a cell-specific reference signal (R0) for antenna port 0 may be basically used, and if R1 can reliably detect a sal-specific reference signal (R1) for antenna port 1, R1 is added to R0.
  • R1 sal-specific reference signal
  • the description and standard document for example, 3GPP TS36.211
  • NX RSRP I E-UTRA carrier RSSI
  • the numerator (N x RSRP) and denominator (E-UTRA carrier RSSI) are measured for the same set of resource blocks.
  • TRA-UTRA carrier RSSI is an antenna in measurement bandwidth over N resource blocks for received signals from all sources including co-channel serving and non-serving cells, adjacent channel interference, thermal noise, etc. It includes a linear average of the total received power measured by the terminal in only 0FDM symbols including a reference symbol for port 0 (ie, CRS for antenna port 0).
  • the UTRA FDD carrier RSSI is defined as the received wideband power, including noise and thermal noise generated at the receiver, within the bandwidth defined by the receiver pulse shaping filter.
  • 'UTRA TDD carrier RSSI' is defined as the received wideband power, including noise and thermal noise generated at the receiver, within the bandwidth defined by the receiver pulse shaping filter within a particular time slot.
  • the description of the downlink channel measurement may refer to a standard document (for example, 3GPP TS36.214), and details thereof are omitted for clarity.
  • a standard document for example, 3GPP TS36.214
  • the contents disclosed in the above standard document regarding downlink channel measurement reveal that it can be applied to downlink channel measurement used in various embodiments of the present invention described below.
  • the correct signal can be received by finding out the channel information and correcting the distortion of the transmission signal by the channel information in the received signal.
  • it is mainly used to find the information of the channel with the degree of distortion of the signal when the signal is transmitted through the channel.
  • a signal known to both the transmitting side and the receiving side is called a pilot signal or a reference signal.
  • reference signals may be classified into two types according to their purpose. There is a reference signal for the purpose of channel information acquisition and a reference signal used for data demodulation. In the former, since the UE has a purpose for acquiring downlink channel information, it should be transmitted over a wideband, and a UE that does not receive downlink data in a specific subframe should be able to receive the reference signal and perform channel measurement. do. It is also used for measurement for mobility management such as handover.
  • the latter is a reference signal transmitted together when the base station transmits downlink data, and the UE can estimate the channel by receiving the reference signal, and thus can demodulate the data.
  • This reference signal should be transmitted in the area where data is transmitted. 7
  • the CRS may be a cell specific reference signal (Cel l-speci f RS), and the dedicated reference signal may be referred to as a UE specific reference signal (UE-speci f RS).
  • DRS is used only for data demodulation
  • CRS is used for two purposes of channel information acquisition and data demodulation.
  • the receiving side estimates the state of the channel from the CRS and feeds back indicators related to channel quality such as CQKChannel Quality Indicator (PMQ), PMKPrecoding Matrix Index) and / or Rank Indicator (RI) to the transmitting side (base station).
  • PMQ CQKChannel Quality Indicator
  • PMKPrecoding Matrix Index PMKPrecoding Matrix Index
  • RI Rank Indicator
  • CSI Channel State Informat ion
  • RS related to feedback may be separately defined as CSI-RS.
  • the CRS Sal - may be referred to as the specific (cel l-speci f ic) as a specific reference signal RS Sal
  • the CRS is transmitted every subframe over the broadband.
  • the CRS is transmitted based on up to four antenna ports according to the number of transmit antennas of the base station.
  • the DRS may be transmitted through the corresponding RE.
  • the UE may be instructed as to whether DRS is present from a higher layer and may be instructed that the DRS is valid only when the corresponding PDSCH is mapped.
  • the DRS may also be referred to as a UE-specific reference signal or a demodulation reference signal (DMRS).
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a pattern in which CRSs and DRSs defined in an existing 3GPP LTE system (eg, Release-8) are mapped onto a downlink resource block pair (RB pair).
  • a downlink resource block pair as a unit to which a reference signal is mapped may be represented in units of 12 subcarriers on one subframe X frequency in time. That is, one resource block pair has a length of 14 0FDM symbols in case of a general CP (FIG. 7A) and 12 0FDM symbols in case of an extended CP (FIG. 7B).
  • FIG. 7 shows positions on a resource-specific pair of reference signals in a system in which a base station supports four transmit antennas.
  • resource elements RE denoted by '0', '1', '2', and '3' indicate positions of CRSs for antenna port indexes 0, 1, 2, and 3, respectively.
  • the resource element denoted as 'D' in FIG. 7 indicates the position of the DRS.
  • the CRS is used for estimating a channel of a physical antenna terminal and is a reference signal that can be commonly received by all UEs in a cell. Distributed. CRS may be used for channel state information (CSI) acquisition and data demodulation purposes.
  • CSI channel state information
  • the CRS is defined in various forms according to the antenna configuration of the transmitting side (base station).
  • 3GPP LTE eg, Release-8
  • 3GPP LTE eg, Release-8
  • the downlink signal transmitting side has three types of antenna configurations: a single antenna, two transmit antennas, and four transmit antennas.
  • a reference signal for a single antenna port is arranged.
  • reference signals for two antenna ports are divided by time division multiplexing and / or
  • the reference signals for the two antenna ports may be arranged in different time resources and / or different frequency resources to be distinguished from each other.
  • reference signals for four antenna ports are arranged in a TDM / FDM scheme.
  • Channel information estimated by the downlink signal receiving side (terminal) through the CRS is a single antenna transmission (Transmission Diversity)
  • MU-MIMO MIMO
  • the reference signal when transmitting a reference signal from one antenna port, the reference signal is transmitted to a resource element (RE) location designated according to a reference signal pattern, and a resource element (RE) location designated for another antenna port. Does not transmit any signal.
  • RE resource element
  • Equation 12 The rule for mapping the CRS onto the resource block follows Equation 12 below.
  • Equation 12 k is a subcarrier index, 1 is a symbol index, and p is
  • N is the OFDM symbol of one downlink slot
  • n a The number of resource blocks allocated to the downlink, n a is a slot
  • mod stands for modal operation.
  • the position of the reference signal in the frequency domain depends on the V shi it value. Since the V shi ft value also depends on the cell ID, the position of the reference signal has a different frequency shift value for each cell.
  • the position on the frequency domain of the CRS may be shifted (shi ft) for each cell.
  • shi ft the position on the frequency domain of the CRS
  • one cell may be arranged on a 3k subcarrier and another cell may be disposed on a 3k + l subcarrier.
  • the reference signals are arranged at 6 RE intervals (i.e., 6 subcarrier intervals) in the frequency domain, and maintain 3 RE intervals in the frequency domain from REs where reference signals for other antenna ports are placed.
  • power boosting may be applied to the CRS.
  • Power boosting means to take power from a RE other than the RE allocated for the reference signal among the resource elements (REs) of one 0FDM symbol and transmit the reference signal at a higher power.
  • reference signal positions are arranged at regular intervals starting from the symbol index (1) 0 of each slot.
  • the time interval is defined differently depending on the CP length.
  • the general CP case is located at symbol indexes 0 and 4 of the slot
  • the extended CP case is located at symbol indexes 0 and 3 of the slot.
  • Only one reference signal is defined for up to two antenna ports in one 0FDM symbol. Therefore, when transmitting 4 transmit antennas, the reference signals for antenna ports 0 and 1 are located at symbol indexes 0 and 4 of slots (symbol indexes 0 and 3 for extended CP), and the reference signals for antenna ports 2 and 3 It is located at symbol index 1 of the slot.
  • a system having an extended antenna configuration eg, LTE-A system
  • the extended antenna configuration can be, for example, eight transmit antenna configurations.
  • it is necessary to support terminals operating in the existing antenna configuration that is, backward compat ibi 1 i ty. Therefore, it is necessary to support a reference signal pattern according to an existing antenna configuration and design a new reference signal pattern for an additional antenna configuration. In this case, when a CRS for a new antenna port is added to a system having an existing antenna configuration, a reference signal is added.
  • CSI-RS channel state information
  • the DRS (or UE-specific reference signal) is a reference signal used for data demodulation.
  • the UE receives the reference signal by using the precoding weight used for the specific UE as it is.
  • Equation 13 is for the case of a general CP
  • Equation 14 is for the case of an extended CP.
  • Equations 13 and 14 k is a subcarrier index, and 1 is a symbol index.
  • P is the antenna port index.
  • Seed denotes the resource block size in the frequency domain and is expressed as the number of subcarriers.
  • n ⁇ represents a physical resource block number.
  • ⁇ Represents the bandwidth of the resource block of the corresponding PDSCH transmission.
  • the position of the reference signal in the frequency domain depends on the v shiit value. Since the V shi ft value also depends on the Sal ID, the position of the reference signal has a different frequency shift value for each cell.
  • DRS-based data demodulation is considered to support efficient reference signal operation and advanced transmission scheme. That is, apart from DRS (antenna port index 5) for rank 1 bump forming defined in the existing 3GPP LTE (for example, Release-8), two or more layers may be used to support data transmission through an added antenna. DRS can be defined.
  • the CRS is transmitted based on up to four antenna ports according to the number of transmit antennas of the base station. For example, if the number of transmitting antennas of the base station is two, CRSs for antenna ports 0 and 1 are transmitted, and if four, CRSs for antenna ports 0 to 3 are transmitted.
  • FIG. 8 illustrates a general CRS pattern when four transmit antenna ports are used in an LTE system.
  • a main signal a reference signal for one antenna port in contraction is mapped and transmitted to one RE per 6 REs. Since one RB consists of 12 REs in frequency, two REs per RB are used for one antenna port.
  • the base station transmits up to eight transmissions in downlink.
  • reference signals for up to four antenna ports are defined in the downlink reference signal in the LTE system, when the base station has four or more up to eight downlink transmission antennas in the LTE-A system, these antennas
  • the reference signal for the port must be further defined.
  • reference signals for up to eight transmit antenna ports need to be defined in terms of both the channel measurement and the data demodulation described above.
  • the newly designed reference signal in LTE-A system is divided into two categories.
  • Reference signal for channel measurement purpose CSI-RS; Channel State Informat ion-RS) for selection of MCS, PMI, etc.
  • CSI-RS which is a reference signal for channel measurement purposes, is used for channel estimation, unlike the conventional CRS used for data demodulation while performing measurement for channel estimation, handover, and the like. There are features that are designed for measurement-oriented purposes.
  • the CSI-RS is transmitted only for obtaining channel state information. Unlike the CRS, the CSI-RS does not need to be transmitted every subframe.
  • CSI-RS may be allocated up to antenna ports 15 to 22, and CSI-RS configuration information is defined as being received by higher layer signaling.
  • the DM-RS is transmitted as a dedicated reference signal to the LIE scheduled in the corresponding time-frequency domain. That is, the DM-RS transmitted to a specific UE is transmitted only in a region where the UE is scheduled, that is, a time-frequency region for receiving data.
  • a base station should transmit CSI-RS for all antenna ports. Transmitting CSI-RS for every subframe for up to 8 transmit antenna ports has a disadvantage in that the overhead is too large. Therefore, CSI-RS is not transmitted every subframe but is transmitted intermittently on the time axis. Can be reduced. Accordingly, the CSI-RS periodically has an integer multiple of one subframe
  • the period or pattern in which the CSI-RS is transmitted may be configured by the base station (conf igurat ion).
  • the UE In order to measure the CSI-RS, the UE must know the CSI-RS configuration (conf igurat ion) for each CSI-RS antenna port of the cell to which it belongs.
  • the CSI-RS configuration includes a downlink subframe index in which the CSI-RS is transmitted, a time—frequency position of a CSI-RS resource element (RE) within a transmission subframe, and a CSI-RS sequence (used for CSI-RS purposes).
  • a sequence pseudo-random is generated according to a predetermined rule based on a slot number, a cell ID, a CP length, and the like. That is, a plurality of CSI-RS at any base station
  • a configuration (conf igurat ion) can be used, and the base station can inform the CSI-RS configuration to be used for the terminal (s) in the cell among the plurality of CSI-RS configurations.
  • the CSI-RSs for each antenna port need to be distinguished, resources to which CSI-RSs are transmitted for each antenna port are mutually different. It must be orthogonal. As described with reference to FIG. 8, the CSI-RSs for each antenna port may be multiplexed in an FDM, TDM, and / or CDM scheme using orthogonal frequency resources, orthogonal time resources, and / or orthogonal code resources. have.
  • the base station informs UEs in a cell of information about CSI-RS (CSI-RS configuration)
  • information about a time-frequency to which CSI-RS is mapped to each antenna port is mapped. You have to tell.
  • the time information includes subframe numbers through which the CSI-RSs are transmitted, periods by which the CSI-RSs are transmitted, and CSI-RSs.
  • the subframe offset transmitted, the OFDM symbol number through which the CSI-RS resource element (RE) of a specific antenna is transmitted, and the like may be included.
  • the information on the frequency may include a frequency spacing through which the CSI-RS resource element (RE) of a specific antenna is transmitted, an offset or shift value of the RE on the frequency axis, and the like.
  • 9 is a conceptual diagram of direct communication between terminals.
  • UE1 and UE2 perform direct communication between terminals.
  • the UE means a terminal of a user.
  • a network equipment such as a base station may be regarded as a kind of UE when transmitting and receiving a signal by a communication method between terminals.
  • the eNB may control the location, transmission power, etc. of time / frequency resources for direct communication between the UE through the appropriate control signal.
  • direct communication between the UEs may be set to be performed without the control signal of the eNB.
  • direct communication between terminals is referred to as device-to-device (D2D) communication.
  • D2D device-to-device
  • a link connected for direct communication between terminals is referred to as a device-to-device (D2D) link
  • a link through which the UE communicates with an eNB is referred to as an eNB-UE link.
  • the UE While the UE communicates with the UE inside the coverage through the D2D link, the UE must also communicate with the UE (ie, the UE outside the coverage) that is located at a location that cannot be connected with the D2D link. In this case, communication with the UE outside the coverage is performed through the eNB-UE link. That is, a wireless communication system must be operated so that a D2D link and an eNB-UE link can coexist from a specific UE perspective.
  • a wireless communication system has two usage resources. Specifically, it has a downlink resource used by the eNB for transmission to the UE and an uplink resource used by the UE to transmit to the eNB.
  • downlink resources correspond to downlink bands and uplink resources correspond to uplink bands.
  • uplink resources correspond to uplink subframes.
  • the downlink resource is e NB is the interference level is very high hagieneun the UE of a relatively low power to operate the D2D link, so the resource for transmitting a signal with high transmission power. Therefore, it is desirable to utilize uplink resources for the D2D link.
  • the uplink resource is composed of a plurality of uplink subframes.
  • the UE connected to and synchronized with the eNB may determine a boundary of an uplink subframe by receiving a timing advance (TA) indication designated by the eNB from the eNB.
  • TA timing advance
  • FIG. 10 is a diagram for describing a method of identifying a boundary of an uplink subframe by a terminal.
  • the plurality of UEs may be located at different distances from the eNB.
  • the eNB may transmit a TA indication to each UE so that the signals transmitted by the plurality of terminals reach the base station at the same time. That is, the eNB delimits the boundary of the uplink subframe by a predetermined time from when the UE detects the boundary of the downlink subframe.
  • the eNB sets the TA to an appropriate value
  • the eNB may set the TA to twice the propagation delay between the UE and the eNB. In this case, since the propagation delay between the eNB and each UE can be compensated, the eNB can simultaneously receive a signal from each UE. For example, when the propagation delay value of UE 1 is 1 in FIG. 8, the eNB may set TA to 2. If the propagation delay value of UE 2 is 2, the eNB may set the TA for UE 2 to 4. In this case, the eNB may receive signals from UE 1 and UE 2 simultaneously. As described above, using the TA indication, each UE may acquire a boundary of an uplink subframe of the eNB-UE link.
  • a UE not connected to an eNB may also need to perform a D2D operation.
  • the UE not connected to the eNB cannot receive the TA indication from the eNB.
  • a method of configuring a subframe boundary for a D2D link by a UE not connected to an eNB will be described.
  • Subframe boundaries can be set. However, this method may involve additional time delays and battery consumption. Accordingly, a UE not connected to an eNB may operate to set a subframe boundary without TA indication.
  • operating without a TA indication may mean that the TA does not have a TA value specific to a specific UE. This may mean that an unspecified number of UEs operate with the same TA value. Specifically, the downlink received by the UE by setting the TA value to 0
  • D2D communication can be largely divided into two processes. One is a discovery process of detecting the presence of a UE located in an adjacent location, and the other is a co-unicat ion process of transmitting and receiving data with a specific UE. When performing D2D communication without TA instruction, both processes may perform D2D communication without TA instruction, or only one of the two processes may perform D2D communication without TA instruction. .
  • a UE not connected to an eNB performs a discovery process without TA indication.
  • the UE not connected to the eNB may attempt to connect to the eNB and obtain a TA indication to perform a communication operation.
  • a UE connected to an eNB and previously obtained a TA may operate under the assumption that there is no TA. That is, a UE that has already acquired a TA connected to an eNB for synchronization with a UE not connected to the eNB. May perform a specific process or a whole process of the D2D process assuming that there is no TA indication obtained.
  • a UE connected to an eNB performs D2D communication according to a TA indication
  • synchronization of an uplink subframe is kept the same in D2C ) communication and an eNB-UE link. Therefore, the influence of D2D communication on the eNB-UE link can be minimized. That is, if a specific subframe is used for D2D communication, an adjacent subframe maintaining a boundary of the same subframe as the boundary of the specific subframe may be used as an eNB-UE link.
  • the UE needs to perform a signal transmission operation and a signal reception operation on an uplink resource.
  • the terminal performs a transmission operation and then switches to a reception operation, there is a time domain in which any communication is impossible because a certain time is required for stabilization of the circuit.
  • the reception operation there is a time domain in which no communication is possible.
  • the length of the guard period generally corresponds to approximately several to several tens us.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating a subframe in which D2D operation is performed according to an embodiment of the present invention.
  • subframe n is allocated for D2D communication, and a D2D operation (communication?) Is performed with the same subframe boundary and symbol timing as the downlink subframe.
  • the guard interval exists in symbol # 0 and symbol # 13
  • a transmitting UE transmitting a D2D signal has a wide area network to the eNB even in subframes before and after the D2D subframe.
  • transmitting UEs may be transmitting a specific signal even during the guard period. This means that the receiving UE cannot receive some signals included in the guard interval from the perspective of the receiving UE among the signals transmitted by the transmitting UE.
  • the present invention proposes the following method.
  • a specific symbol may be used for D2D may mean that the D2D transmitting UE may use the corresponding symbol for D2D signal transmission, or may mean that the D2D receiving UE may use the symbol for receiving the D2D signal. have.
  • the UE may adjust the boundary of the D2D subframe by a predetermined interval from the boundary of the downlink subframe.
  • the start point of the D2D subframe is moved to the end point of the protection interval 1 to use symbol # 0.
  • the time at which the start time of the D2D subframe moves is smaller than one symbol time.
  • the symbol timing of the D2D subframe is the symbol timing or uplink of the existing downlink subframe.
  • the UE may use the remaining 13 symbols except for one symbol. However, if the TA applied to the UE increases, the start time of the subframe n + 1 is moved forward and the number of available symbols is enjoyed. Only when TA below timing margin shown in FIGS. 12 and 13 is applied
  • the timing margin is a value corresponding to ⁇ (single symbol interval) ⁇ (sum of lengths of two guard intervals) ⁇ .
  • the 31us TA has a round tr ip delay in the distance between the eNB and the UE, about 4.6km. 8
  • the UE may operate under the assumption that the remaining symbols except for one symbol can always be used.
  • the UE performs a D2D operation by using symbols other than one symbol.
  • the D2D operation may be performed using the remaining symbols except two symbols.
  • the number of available symbols per CP length may be fixed.
  • the number of symbols available for D2D communication in one D2D subframe may vary depending on the length of the CP. For example, assuming that the maximum TA value exists between 31 us and 43 us, D2D is performed to use 12 symbols assuming that two symbols cannot be used when using a normal CP. On the other hand, in case of using an extended CP, D2D may be performed to use 11 symbols assuming that only one symbol cannot be used at all times.
  • a preamble may be transmitted before transmitting a D2D signal.
  • the preamble means a signal that is transmitted for a separate purpose before the D2D transmitting UE transmits a full-scale D2D signal for transmitting control information or data information.
  • the D2D transmitting UE may be a signal transmitted for the reception preparation operation of the receiving UE.
  • the full-scale D2D signal refers to a D2D signal that the D2D transmitting UE delivers control information or data information.
  • the reception preparation operation includes time / frequency synchronization.
  • the preamble is a signal known between a transmitting and receiving UE in advance.
  • the preamble is transmitted for preliminary preparation (or reception preparation) of the receiving UE before receiving the full signal. Therefore, as long as the transmission time is divided into the preliminary preparation process, it is not necessary to occupy a time corresponding to at least one OFDM symbol.
  • the preliminary preparation process includes time / frequency synchronization acquisition or gain control of a receive amplifier.
  • the UE may adjust the number of available symbols according to the timing margin and the TA value of the UE, and the number of available symbols may be determined according to the CP length.
  • FIG. 14 is a value located in the middle of the timing margin at two different CP lengths, and corresponds to a case in which a TA is given. As a result, the last two symbols are unavailable in the general CP while only the last one is unavailable in the extended CP. Do.
  • 15 and 16 illustrate a start time point of a D2D operation according to an embodiment of the present invention when using a TA.
  • the use of the TA may correspond to a D2D communication process during the D2D operation.
  • the transmitting UE may transmit a D2D signal from a time point when protection interval 1 elapses based on its uplink subframe boundary.
  • the signal arrives at the receiving UE at a time point elapsed by the propagation delay between the transmitting UE and the receiving UE.
  • the timing margin value corresponds to ⁇ (one symbol time)-(sum of two guard intervals and the length of the preamble) ⁇ . According to FIG. 15, the longer the CP length is, the longer the timing margin is. In the case of the extended CP, the timing margin value is longer than that of the general CP. Therefore, as in the case described above, the UE may operate to distinguish between available symbols and unavailable symbols in the D2D subframe in consideration of a given timing margin.
  • the length of the preamble may vary depending on the purpose of the transmission signal.
  • the operation of decoding a large number of bits at one time is relatively complicated, so the receiving UE may operate to detect only one D2D communication signal in one subframe.
  • the preamble can be used to attempt more precise time / frequency synchronization for individual transmitters.
  • more time can be allocated to the preamble transmission to facilitate the synchronization.
  • the D2D discovery process since only basic information about the corresponding UE needs to be provided, only a limited number of bits are generally transmitted. As a result, the discovery signal of one UE is relatively low frequency
  • the receiving UE should receive discovery signals of multiple UEs together in one subframe. In this case, the receiving UE
  • the receiving UE may perform synchronization only for the entire signal in which signals of multiple UEs are multiplexed (for example, performing synchronization for an average of time / frequency of individual UEs). Can be considered), and the residual error with the individual UE signal is no longer tracked, thereby simplifying the implementation of the UE.
  • the length of the preamble may be set shorter than that of the D2D communication process in order to omit the transmission of the preamble or to use only the purpose of identifying the received power of the signal.
  • the number of available symbols may vary depending on whether the D2D signal transmission and reception occurs inside or outside the network (or coverage). As shown in FIG. 16, if the transmission of symbol # 0, which is the first D2D signal symbol in subframe n, starts before one symbol time elapses from the end of subframe n-1, more timing margin can be obtained. Therefore, symbol # 12, which is the second to last symbol, can also be used. However, such a signal transmission scheme deviates from the symbol timing used by a typical UE-eNB signal in a corresponding subframe n, resulting in inter-carrier interference.
  • the start time and the number of available symbols may be adjusted according to whether the D2D transmission / reception terminal is inside or outside the network.
  • the number of available symbols can be increased by using an operation that starts before the symbol time elapses.
  • Performing such an operation is not limited to the case of direct communication between terminals, and may be applied to the case of transmission and reception between a base station and a terminal.
  • it can be applied to the case of transmission and reception between the base station and the terminal in the unlicensed LTE system.
  • the base station may transmit a preamble to the terminal.
  • the UE periodically measures the reference signal to recognize synchronization.
  • the base station does not perform continuous transmission in the corresponding band. Therefore, the preamble may be transmitted in advance before the signal is transmitted to perform synchronization or the like.
  • the use of some resources may be limited when switching to unlicensed band use or switching to direct communication between terminals.
  • another method for mitigating this limitation is proposed.
  • one important operation performed by the preamble is to determine the received power magnitude of the signal that the receiving UE follows, and to receive the received power magnitude of the signal according to the received power magnitude.
  • the received signal is applied to the received signal processing circuit in an appropriate size.
  • a sufficient number of sample signals are required for the operation of the AGC. This is to observe the received power of the sample signal constituting the preamble and average the figure to determine the received power of the following signal.
  • the length of one OFDM (or SC-FDM) signal sample depends on the system bandwidth assumed for the corresponding signal transmission / reception. As the system bandwidth increases, the length of one signal sample decreases in inverse proportion. In other words, the number of samples becomes larger. Therefore, assuming that a fixed number of samples should be used as a preamble for stable AGC operation, the time taken by the preamble may be short in a situation where the system bandwidth is large. In this case, it may take a shorter time for AGC. On the other hand, when the system bandwidth is small, the preamble must take a long time so that the number of samples (or a fixed number of samples) appears in the preamble. In this case, more time may be required for AGC.
  • the bandwidth assumed for signal transmission / reception is a system bandwidth that is used by a base station and a UE to perform 0FDM (or SC—FDM) modulation / demodul at ion on a specific signal.
  • 0FDM or SC—FDM
  • a corresponding signal may be transmitted using only some of the subcarriers belonging to the system bandwidth.
  • the length of the preamble for operating the AGC may vary according to the size of the bandwidth used by the entire system.
  • the operating time of the AGC can also be adjusted. That is, the length of the preamble can be adaptively adjusted according to the system bandwidth. As a result, when the system bandwidth is large, a short preamble can be transmitted and data can be quickly transmitted within a subframe.
  • a received signal may be processed by nulling a sample included in a guard interval (ie, assuming that a signal corresponding to 0 has been received). That is, it can be assumed that a signal corresponding to 0 has been received in the sample, and can process the received signal. As a result, the distortion of the signal generated on the guard interval may be removed during the signal processing.
  • the transmitting UE (or base station) regards the corresponding symbol (first symbol or last symbol) as an intact symbol and transmits a signal in every sample while the UE receiving the signal nulls certain samples. May appear. On the contrary, while the UE regards the corresponding symbol (the first symbol or the last symbol) as an intact symbol and transmits a signal in every sample, the base station receiving the signal may appear in the form of nulling certain samples.
  • a series of time for the AGC operation is required after the transmission / reception operation through the guard interval.
  • the time required for AGC operation is a signal as described above.
  • the number of samples nulled in the first symbol or the last symbol of the subframe is constant, but the system bandwidth is large, the number of samples transmitted per unit time increases so that the time required for AGC operation from the receiving UE or base station is shortened. Can be. That is, the time required for AGC operation may also vary depending on the system bandwidth assumed for signal transmission / reception. As an example, the smaller the system bandwidth, the more samples within a longer time period are nulled, and as a result only a smaller number of samples can be utilized for signal demodulation.
  • the purpose of the preamble is only for the operation of the AGC, and if the normal signal (for example, there is no guard interval) without transmitting a specific sequence (sequence) Signal to be transmitted in the corresponding symbol) may be transmitted.
  • the guard interval since the guard interval includes not only the time for switching between transmission and reception operations, but also the time for AGC, the length of the guard interval may appear in the form of varying according to the system bandwidth assumed for signal transmission / reception.
  • the corresponding symbol may have a poor reception performance. Therefore, it is desirable for some signals to be mapped to avoid some nulled symbols.
  • An example of the important signal is a reference signal used for channel estimation.
  • FIG. 18 is a diagram illustrating a CRS pattern according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 19 is a diagram illustrating a CRS pattern according to another embodiment of the present invention.
  • the existing CRS mapped to the first symbol as shown in FIG. 18 is moved by one symbol as a whole as shown in FIG. This can prevent some samples of the reference signal from nulling. like this
  • mapping the reference symbol by avoiding the first symbol or the last symbol of the subframe may also be applied when mapping any reference symbol.
  • FIG. 20 illustrates a block diagram of a communication device according to an embodiment of the present invention.
  • the communication device 200 includes a processor 210, a memory 220, an RF module 230, a display module 240, and a user interface module 250.
  • the communication device 200 is shown for convenience of description and some models may be omitted. In addition, the communication device 200 may further include necessary modules. In addition, some of the hairs in the communication device 200 may be divided into more granular hairs.
  • the processor 210 is configured to perform an operation according to the embodiment of the present invention illustrated with reference to the drawings. Specifically, the detailed operation of the processor 210 may refer to the contents described with reference to FIGS. 1 to 32.
  • the memory 220 is connected to the processor 210, operating system,
  • Display modules 240 are connected to processor 210 and display various information. Display modules 240 are not limited to this
  • the module 250 is connected to the processor 210 and may be configured with a combination of well-known user interfaces such as a keypad, a touch screen, and the like.
  • An embodiment according to the present invention may be implemented by various means, for example, hardware,
  • one embodiment of the present invention may include one or more ASICs (application ICs), digital signal processors (DSPs), digital signal processing devices (DSPs), and programmable logic devices (PLDs). It can be implemented by FPGAs (ield programmable gate arrays), processors, controllers, microcontrollers, microprocessors, and the like.
  • ASICs application ICs
  • DSPs digital signal processors
  • DSPs digital signal processing devices
  • PLDs programmable logic devices
  • FPGAs yield 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.

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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 송신단이 수신단으로 신호를 송신하는 방법은, 프리앰블(preamble)을 송신하는 단계; 및 상기 신호를 송신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 여기서상기 프리앰블의 길이는 상기 무선 통신 시스템의 대역폭에 기반하여 결정되고, 상기 프리앰블은 상기 신호의 자동 이득 제어 (Automatic Gain Control)를 위해 사용될 수 있다.

Description

【명세서】
【발명의 명칭】
무선 통신 시스템에서 신호를 송수신하는 방법 및 이를 위한장치
【기술분야】 '
[1] 본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 무선 통신 시스템에서 신호를 송수신하는 방법 및 이를 위한 장치에 관한 것이다.
【배경기술】
[2] 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템의 일례로서 3GPP LTE (3rd Generat ion Partnership Project Long Term Evolut ion; 이하 "LTE"라 함) 통신 시스템에 대해 개략적으로 설명한다.
[3] 도 1은 무선 통신 시스템의 일례로서 E-UMTS 망구조를 개략적으로 도시한 도면이다. E— UMTS (Evolved Universal Mobi le Telecommunicat ions System) 시스템은 기존 UMTSCUniversal Mobi le Teleco匪 unicat ions System)에서 진화한 시스템으로서， 현재 3GPP에서 기초적인 표준화 작업을 진행하고 있다.
일반적으로 E-UMTS는 LTE Long Term Evolut ion) 시스템이라고 할 수도 있다. UMTS 및 E— UMTS의 기술 규격 (technical speci f i cat ion)의 상세한 내용은 각각 "3rd Generat ion Partnership Project； Technical Speci f icat ion 그룹 Radio Access Network"의 Release 7과 Release 8을 참조할 수 있다.
[4] 도 1을 참조하면, E-UMTS는 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 다중 데이터 스트림을 동시에 전송할 수 있다.
[5] 한 기지국에는 하나 이상의 셀이 존재한다. 셀은 1.44, 3, 5ᅳ 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. 하향
링크 (Downl ink; DL) 데이터에 대해 기지국은 하향 링크 스케줄링 정보를
전송하여 해당 단말에게 데이터가 전송될 시간 /주파수 영역， 부호화， 데이터 크기, HARQ(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 단말에게 전송하여 해당 단말이 사용할 수 있는 시간 /주파수 영역， 부호화， 데이터 크기， HARQ 관련 정보 등을 알려준다. 기지국간에는사용자 트래픽 또는 제어 트래픽 전송을 위한 인터페이스가사용될 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. [6] 무선 통신 기술은 WCDMA를 기반으로 LTE까지 개발되어 왔지만， 사용자와 사업자의 요구와 기대는 지속적으로 증가하고 있다. 또한, 다른 무선 접속 기술이 계속 개발되고 있으므로 향후 경쟁력을 가지기 위해서는 새로운 기술 진화가 요구된다. 비트당 비용 감소， 서비스 가용성 증대， 융통성 있는 주파수 밴드의 사용, 단순구조와 개방형 인터페이스， 단말의 적절한 파워 소모 등이 요구된다.
[7] 이와 같이 무선 통신 기술의 발전에 따라 최근 LTE 서비스를 통해
소비되는 데이터 트래픽의 증가가 하나의 문제점으로 지적되고 있다. 따라서， 고객의 데이터 사용에 대한 수요를 만족시키면서 대규모 시설 투자 없이도 네트워크가 제공할 수 있는 데이터 용량을 확장하는 방안이 요구된다. 이와 같은 맥락에서 ISM (Industrial, Scientific and Medical) 대역과 같은 비허가 대역에서 사용할 수 있는 무선랜 통신 방식을 활용하여 3G 혹은 LTE 네트워크로 집중되는 무선 데이터 트래픽을 분산 (off-loading) 하는 움직임이 발생하고 있다. 이하 비허가 대역 (unlicensed band)의 개념을 설명한다.
[8] 비허가 대역 (unl i censed bands 또는 license— free spectrums)은
허가 (license) 없이 누구나사용할 수 있는 무선 스펙트럼을 의미한다. 예를 들어， 미국에서 통상적으로 사용되는 비허가 대역은 900MHz, 2.4 GHz,
5.2/5.3/5.8GHz, 24GHz 및 60 GHz 이상의 대역을 의미한다. 다른 국가들은 비허가 대역에 대한 규칙에 따라 주파수 대역이 다를 수 있다. 비허가 대역의 일례는 ISM (Industrial, Scientific and Medical) 대역 및 TWS (Television White Spaces) 대역이 있다. 추가로 기존에는 사용되지 않던 무선 스펙트럼이 다양한 기술적 이유 또는 기술적 변화로 인해 비허가 대역이 되고 있다. 이러한 비허가 대역은 대부분의 면허 대역 (licensed-band) 에 비해 사용하는 주파수가 높을 뿐 아니라， 기지국의 송신 전력이 상대적으로 낮으므로 면적이 적은 지역을 효과적으로 서비스할 수 있는 스몰셀 (small-cell)의 구현에 적합할 수 있다. 또한， 비면허 대역은 통신 사업자가 독점적인 주파수 사용권을 확보하는 것이 아니므로 면허 대역에서의 네트워크 구축과는 비교할 수 없는 저렴한 비용으로 상당한 수준의 용량을 분담할 수 있는 장점을 가지고 있다.
[9] 반면， 비면허 대역은 면허 대역을 통한 통신 서비스가 제공할 수 있는 수준의 통신 품질을 확보하기가 어렵다. 또한， 3GPP 표준 기술인 HSPA나 LTE 서비스와 IEEE 표준 기술인 WiFi와의 연동을 위한 표준화가 진행되고 있으나 핸드오버 , QoS보장 등의 측면에서 완벽하게 통합하여 서비스를 제공하기는 쉽지 않다는 단점이 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 최근 비면허 대역에서의 LTE 기술 (LTE-U: LTE on Unlicensed Spectrum또는 U-LTE)에 대한 논의가 진행되고 있다.
【발명의 상세한 설명】
【기술적 과제】 [10] 상술한 바와 같은 논의를 바탕으로 이하에서는 무선 통신 시스템에서 신호를 송수신하는 방법 및 이를 위한 장치를 제안하고자 한다.
【기술적 해결방법】
[11] 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 송신단이 수신단으로 신호를 송신하는 방법은， 프리앰블 (preamble)올 송신하는 단계; 및 상기 신호를 송신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 여기서, 상기 프리앰블의 길이는 상기 무선 통신 시스템의 대역폭에 기반하여 결정되고， 상기 프리앰블은 상기 신호의 자동 이득 제어 (Automat ic Gain Control )를 위해 사용되는 것올 특징으로 한다.
[12] 바람직하게는， 상기 프리앰블은 상기 신호가 송신되는 적어도 하나의 서브프레임에 포함된 심볼 중 첫 번째 심볼 또는 마지막 심볼에서 전송되는 것을 특징으로 한다. 상기 첫 번째 심볼 또는 마지막 심볼의 소정 샘플은 상기 수신단에 의하여 널링 (Nul l ing)되고， 상기 소정 샘플은 보호 구간 (Guard interval )에 포함되는 것을 특징으로 한다.
[13] 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 송신단이 수신단으로 신호를 송신하는 방법은 상기 수신단으로 참조 신호를 송신하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이 경우， 상기 참조 신호는 상기 첫 번째 심볼 또는 마지막 심볼을 제외한 나머지 심볼 중 하나 이상의 심볼에서 송신되는 것을 특징으로 한다.
[14] 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 수신단이
송신단으로부터 신호를 수신하는 방법은 프리앰블 (preamble)을 수신하는 단계; 및 상기 신호를 수신하는 단계 널링 ( il l ing)하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 프리앰블의 길이는 상기 무선 통신 시스템의 대역폭에 기반하여 결정되고， 상기 프리앰블은 상기 신호의 자동 이득 제어 (Automat ic Gain Control )를 위해 사용되는 것을 특징으로 한다.
[15] 바람직하게는 상기 프리앰블은, 상기 신호가 송신되는 적어도 하나의 서브프레임에 포함된 심볼 중 첫 번째 심볼 또는 마지막 심볼에서 전송되는 것을 특징으로 한다.
[16] 상기 송신단으로부터 신호를 수신하는 단계는， 상기 첫 번째 심볼 또는 마지막 심볼의 소정 샘플을 널링 (Nul l ing)하는 단계를 포함할 수 있다. 또한， 상기 소정 샘플은 보호 구간 (Guard interval )에 포함되는 것을 특징으로 한다.
[17] 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 수신단이
송신단으로부터 신호를 수신하는 방법은 상기 송신단으로부터 참조 신호를 수신하는 단계를 더 포함한다. 여기서, 상기 참조 신호는 상기 첫 번째 심볼 또는 마지막 심볼을 제외한 나머지 심볼 중 하나 이상의 심볼에서 송신되는 것을 특징으로 한다. [18] 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 신호를 송신하는 방법은， 특정 서브프레임을 상기 신호의 송신을 위해 할당하는 단계; 상기 신호의 송신을 위한 타이밍 마진 (Timing Margin) 을 결정하는 단계 ; 상기 타이밍 마진 값에 기반하여 상기 특정 서브프레임의 가용 심볼 및 송신 시점올 결정하는 단계; 및 상기 송신 시점에 상기 가용 심볼을 통해 신호를 송신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
[19] 여기서, 수신단에 인가된 타이밍 어드밴스 (Timing Advance)가 상기 타이밍 마진보다 큰 경우， 상기 가용 심볼은 상기 특정 서브프레임에서 2개의 서브프레임을 제외한 심볼에 해당하고 상기 수신단에 인가된 타이밍 어드밴스가 상기 타이밍 마진보다 작은 경우， 상기 가용 심볼은 상기 특정 서브프레임에서
1개의 심볼을 제외한 심볼에 해당하는 것을 특징으로 한다.
[20] 바람직하게는， 상기 타이밍 마진은 하나의 심볼 시간과 선행하는 서브프레임으로부터 상기 특정 서브프레임으로의 동작 전환올 위한 보호 구간 및 상기 특정 서브프레임으로부터 후행하는 서브프레임으로의 동작 전환을 위한 보호 구간 값의 합의 차이 값에 해당한다.
[21] 상기 신호 송신 방법은 프리앰블 (preamble)을 송신하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 타이밍 마진은 하나의 심볼 시간과 선행하는 서브프레임으로부터 상기 특정 서브프레임으로의 동작 전환을 위한 보호 구간， 상기 특정 서브프레임으로부터 후행하는 서브프레임으로의 동작 전환을 위한 보호 구간 값 및 상기 프리 ¾블 값의 합의 차이 값에 해당한다.
[22] 본 발명에 대하여 전술한 일반적인 설명과 후술하는 상세한 설명은 예시적인 것이며， 청구항 기재 발명에 대한 추가적인 설명을 위한 것이다.
【유리한 효과】
[23] 본 발명의 실시예에 따르면 무선 통신 시스템에서 신호의 송수신을 보다 효율적으로 수행할 수 있다.
[24] 본 발명에서 얻올 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】
[25] 본 명세서에 첨부되는 도면은 본 발명에 대한 이해를 제공하기 위한 것으로서 본 발명의 다양한 실시형태들을 나타내고 명세서의 기재와 함께 본 발명의 원리를 설명하기 위한 것이다.
[26] 도 1 은 무선 통신 시스템 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
[27] 도 2 는 3GPP LTE 무선 프레임의 구조를 도시한 도면이다.
[28] 도 3 은 하향링크 슬롯에서의 자원 그리드 (resource gr i d)를 나타내는 도면이다.
[29] 도 4는 하향링크 서브프레임의 구조를 나타내는 도면이다. [30] 도 5는 상향링크 서브프레임의 구조를 나타내는 도면이다.
[31] 도 6은 다중안테나 (MIM0)를 가지는 무선 통신 시스템의 구성도를 도시한 도면이다
[32] 도 7은 하향링크 참조 신호를 설명하기 위한 도면이다.
[33] 도 8은 LTE 시스템에서 송신 안테나 포트가 4개인 경우 일반적인 CRS 패턴을 예시하는 도면이다.
[34] 도 9는 단말 간 직접 통신의 개념도이다.
[35] 도 10은 단말이 상향링크 서브프레임의 경계를 파악하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
[36] 도 11은 본 발명의 실시예에 따른 D2D동작이 수행되는 서브프레임을 예시하는 도면이다.
[37] 도 12 및 도 13은 본 발명의 실시예에 따른 D2D 동작의 시작 시점을 설명하기 위한 도면이다.
[38] 도 14는 프리앰블이 적용된 경우， 본 발명의 실시예에 따른 D2D 동작의 시작 시점을 설명하기 위한 도면이다.
[39] 도 15 및 도 16은 TA를 사용하는 경우, 본 발명의 실시예에 따른 D2D 동작의 시작 시점을 설명하기 위한 도면이다.
[40] 도 17은 네트워크의 내부 또는 외부에 있는 단말의 D2D 동작의 시작 시점을 설명하기 위한 도면이다.
[41] 도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 CRS 패턴을 예시하는 도면이다.
[42] 도 19는 본 발명의 다른 실시예에 따른 CRS 패턴을 예시하는 도면이다.
[43] 도 20은 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 장치의 블록 구성도를 예시한다.
【발명의 실시를 위한 형태】
[44] 이하의 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들을 소정 형태로 결합한 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려될 수 있다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한， 일부 구성요소들 및 /또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성할 수도 있다. 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.
[45] 본 명세서에서 본 발명의 실시예들을 기지국과 단말 간의 데이터 송신 및 수신의 관계를 중심으로 설명한다. 여기서， 기지국은 단말과 직접적으로 통신을 수행하는 네트워크의 종단 노드 (terminal node)로서의 의미를 갖는다. 본 문서에서 기지국에 의해 수행되는 것으로 설명된 특정 동작은 경우에 따라서는 기지국의 상위 노드 (upper node)에 의해 수행될 수도 있다. [46] 즉， 기지국을 포함하는 다수의 네트워크 노드들 (net work nodes)로 이루어지는 네트워크에서 단말과의 통신을 위해 수행되는 다양한 동작들은 기지국 또는 기지국 이외의 다른 네트워크 노드들에 의해 수행될 수 있음은 자명하다. '기지국 (BS: Base Station)'은 고정국 (fixed station), Node B, eNode B(eNB), 액세스 포인트 (AP: Access Point) 등의 용어에 의해 대체될 수 있다. 중계기는 Relay Node(RN) , Relay Station(RS) 등의 용어에 의해 대체될 수 있다. 또한， '단말 (Terminal)'은 UE User Equipment), MS(Mobile Station), MSS (Mobile Subscriber Station), SS(Subscriber Station) 등의 용어로 대체될 수 있다.
[47] 이하의 설명에서 사용되는 특정 용어들은 본 발명의 이해를 돕기 위해서 제공된 것이며， 이러한 특정 용어의 사용은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경될 수 있다.
[48] 몇몇 경우， 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나， 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블톡도 형식으로 도시될 수 있다. 또한， 본 명세서 전체에서 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하여 설명한다.
[49] 본 발명의 실시예들은 무선 접속 시스템들인 IEEE 802 시스템， 3GPP 시스템， 3GPP LTE 및 LTE-A(LTE— Advanced)시스템 및 3GPP2 시스템 중 적어도 하나에 개시된 표준 문서들에 의해 뒷받침될 수 있다. 즉， 본 발명의 실시예들 중 본 발명의 기술적 사상올 명확히 드러내기 위해 설명하지 않은 단계들 또는 부분들은 상기 문서들에 의해 뒷받침될 수 있다. 또한， 본 문서에서 개시하고 있는 모든 용어들은 상기 표준 문서에 의해 설명될 수 있다.
[50] 이하의 기술은 CDMACCode Division Multiple Access), FDMA( Frequency Division Multiple Access) , TDMA(Time Division Multiple Access),
0FDMA( Orthogonal Frequency Division Multiple Access) , SC-FDMA(S ingle
Carrier Frequency Division Multiple Access) 등과 같은 다양한 무선 접속 시스템에 사용될 수 있다. CDMA는 UTRAOJniversal Terrestrial Radio Access)나 CDMA2000과 같은 무선 기술 (radio technology)로 구현될 수 있다. TDMA는
GSM(Global System for Mobile communicat ions)/GPRS(General Packet Radio Service) /EDGE (Enhanced Data Rates for GSM Evolution)와 같은 무선 기술로 구현될 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. UTRA는 UMTSCUniversal Mobile Telecommunications System)의 일부이다. 3GPP(3rd Generation Partnership Project) LTE (long term evolution)는 E—UTRA를 사용하는 E-UMTS(Evolved UMTS)의 일부로써， 하향링크에서 0FDMA를 채용하고 상향링크에서 SC-FDMA를 채용한다. LTE— A (Advanced)는 3GPP LTE의 진화이다. WiMAX는 IEEE 802.16e 규격 (WirelessMAN-OFDMA Reference System) 및 발전된 IEEE 802.16m 규격 (WirelessMAN-OFDMA Advanced system)에 의하여 설명될 수 있다.
[51] 명확성을 위하여 이하에서는 3GPP LTE 및 3GPP LTE-A 시스템을 위주로 설명하지만 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.
[52] 도 2를 참조하여 3GPP LTE 시스템의 무선 프레임의 구조에 대하여 설명한다.
[53] 샐를라 OFDM 무선 패킷 통신 시스템에서 , 상 /하향링크 데이터 패킷 전송은 서브프레임 (subframe) 단위로 이루어지며， 한 서브프레임은 다수의 OFDM 심볼을 포함하는 일정 시간 구간으로 정의된다. 3GPP LTE 표준에서는
FDD(Frequency Division Duplex)에 적용 가능한 타입 1 무선 프레임 (radio frame) 구조와 TDE Time Division Duplex)에 적용 가능한 타입 2의 무선 프레임 구조를 지원한다.
[54] 도 2(a)는 타입 1 무선 프레임의 구조를 나타내는 도면이다. 하나의 무선 프레임 (radio frame)은 10개의 서브프레임 (subframe)으로 구성되고， 하나의 서브프레임은 시간 영역 (time domain)에서 2개의 슬롯 (slot)으로 구성된다.
하나의 서브프레임이 전송되는 데 걸리는 시간을 TTI(transmission time interval)이라 하고, 예를 들어 하나의 서브프레임의 길이는 1ms이고, 하나의 슬롯의 길이는 0.5ms 일 수 있다. 하나의 슬롯은 시간 영역에서 복수의 0FDM 심볼을 포함하고, 주파수 영역에서 다수의 자원블록 (Resource Block; RB)을 포함한다. 3GPP LTE 시스템에서는 하향링크에서 0FDMA 를 사용하므로， 0FDM 심볼이 하나의 심볼 구간을 나타낸다. 0FDM 심볼은 또한 SC-FDMA 심볼 또는 심볼 구간으로 칭하여질 수도 있다. 자원 블록 (Resource Block; RB)은 자원 할당 단위이고, 하나의 슬롯에서 복수개의 연속적인 부반송파 (subcarrier)를 포함할 수 있다.
[55] 하나의 슬롯에 포함되는 0FDM 심볼의 수는 CPCCyclic Prefix)의
구성 (configuration)에 따라 달라질 수 있다. CP에는 확장된 CP(ext ended CP)와 일반 CP(normal CP)가 있다. 예를 들어 , 0FDM 심볼이 일반 CP에 의해 구성된 경우, 하나의 슬롯에 포함되는 0FDM 심볼의 수는 7개일 수 있다. 0FDM 심볼이 확장된 CP에 의해 구성된 경우， 한 0FDM 심볼의 길이가 늘어나므로 한 슬롯에 포함되는 0FDM 심볼의 수는 일반 CP인 경우보다 적다. 확장된 CP의 경우에 , 예를 들어， 하나의 슬롯에 포함되는 0FDM 심볼의 수는 6개일 수 있다. 단말이 빠른 속도로 이동하는 등의 경우와 같이 채널상태가 불안정한 경우, 심볼간 간섭을 더욱 줄이기 위해 확장된 CP가사용될 수 있다.
[56] 도 2(b)는 타입 2 무선 프레임의 구조를 나타내는 도면이다. 타입 2 무선 프레임은 2개의 해프 프레임 (half frame)으로 구성되며 , 각 해프 프레임은
5 개의 서브프레임과 DwPTS (Downlink Pilot Time Slot), 보호구간 (Guard Period; GP), UpPTS (Uplink Pilot Time Slot)로 구성되며, 이 중 1개의 서브프레임은 2개의 슬롯으로 구성된다. DwPTS는 단말에서의 초기 셀 탐색， 동기화 또는 채널 추정에 사용된다. UpPTS는 기지국에서의 채널 추정과 단말의 상향 전송 동기를 맞추는 데 사용된다. 보호구간은 상향링크와 하향링크 사이에 하향링크 신호의 다중경로 지연으로 인해 상향링크에서 생기는 간섭을 제거하기 위한 구간이다. 한편, 무선 프레임의 타입에 관계 없이 1개의 서브프레임은 2개의 슬롯으로 구성된다.
[57] 한편 , LTE TDD 시스템에서 상향링크 /하향링크 서브프레임 설정 (UL/DL conf igurat ion)은 아래의 표 1과 같다.
[58] 【표 1】
Figure imgf000009_0001
[59] 상기 표 1에서 D는 하향링크 서브프레임， U는 상향링크 서브프레임올 지시하며 , S는 상기 특별 서브프레임을 의미한다. 또한， 상기 표 1에서는 각각의 시스템에서 상향링크 /하향링크 서브프레임 설정에서 하향링크-상향링크 스위칭 주기 (Downl ink-to-Upl ink Switch-point per iodici ty) 역시 나타나있다.
[60] 지원되는 상 /하향링크 서브프레임은 표 1에 나열된 바와 같다. 무선 프레임의 각 서브프레임에 대하여 "D" 는 하향링크 전송을 위해 예약된
서브프레임을 나타내고， "U" 는 상향링크 전송을 위해 예약된 서브프레임을 나타내며 , "S" 는' DwPTS (Downl ink Pi lot Time Slot ) , 보호구간 (Guard Period;
GP) , UpPTS (Upl ink Pi lot Time Slot )으로 구성되는 특별 서브프레임을 나타낸다.
[61] 상기 특별 서브프레임에 관하여 현재 3GPP 표준 문서에서는 아래 표 2와 같이 설정을 정의하고 있다. 표 2에서 Ts=l/( 15000*2048)인 경우， DwPTS와
UpPTS를 나타내며， 나머지 영역이 보호구간으로 설정된다.
[62] 【표 2】 Special subframe Normal cyclic prefix in downlink Extended cyclic prefix in downlink configuration DwPTS UpPTS DwPTS UpPTS
Normal Extended Normal cyclic Extended cyclic cyclic prefix cyclic prefix prefix in uplink prefix in uplink in uplink in uplink
0 6592-7; 7680 7;
1 19760 Js 20480-7;
2192-7； 2560-7 -7; 2192 rs 2560-7； ；
2 21952 23040-7;
3 24144 rs 25600-7；
4 26336 -rs 7680· 7;
5 6592-7； 20480-7；
4384-7； 5120.7;
6 19760 -J; 23040. rg
7 21952-7; 4384-7； 5120-7; 12800-7；
8 24144 -rs - - -
9 13168-rs - - -
[63] 무선 프레임의 구조는 예시에 불과하고， 무선 프레임에 포함되는 서브프레임의 수 또는 서브프레임에 포함되는 슬롯의 수， 술롯에 포함되는 심볼의 수는 다양하게 변경될 수 있다.
[64] 도 3은 하향링크 슬롯에서의 자원 그리드 (resource grid)를 나타내는 도면이다. 하나의 하향링크 슬롯은 시간 영역에서 7 개의 0FDM 심볼을 포함하고， 하나의 자원블록 (RB)은 주파수 영역에서 12 개의 부반송파를 포함하는 것으로 도시되어 있지만， 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 일반
CPCCyclic Prefix)의 경우에는 하나의 슬롯이 70FDM 심볼을 포함하지만, 확장된 CP(extended-CP)의 경우에는 하나의 슬롯이 60FDM 심볼올 포함할 수 있다. 자원 그리드 상의 각각의 요소는 자원 요소 (resource element)라 한다. 하나의 자원블록은 12X7 자원 요소를 포함한다. 하향링크 슬롯에 포함되는
자원블록들의 NDL의 개수는 하향링크 전송 대역폭에 따른다. 상향링크 슬롯의 구조는 하향링크 슬롯의 구조와 동일할 수 있다.
[65] 도 4는 하향링크 서브프레임의 구조를 나타내는 도면이다. 하나의 서브프레임 내에서 첫 번째 슬롯의 앞 부분의 최대 3 개의 0FDM 심볼은 제어 채널이 할당되는 제어 영역에 해당한다. 나머지 0FDM 심볼들은
물리하향링크공유채널 (Physical Downlink Shared Chancel; PDSCH)이 할당되는 데이터 영역에 해당한다. 3GPP LTE 시스템에서 사용되는 하향링크 제어
채널들에는， 예를 들어, 물리제어포맷지시자채널 (Physical Control Format
Indicator Channel; PCFICH) , 물리하향링크제어채널 (Physical Downlink Control Channel; PDCCH) , 물리 HARQ지시자채널 (Physical Hybrid automatic repeat request Indicator Channel; PHICH) 등이 있다. PCFICH는 서브프레임의 첫 번째 0FDM 심볼에서 전송되고 서브프레임 내의 제어 채널 전송에 사용되는 0FDM 심볼의 개수에 대한 정보를 포함한다. PHICH는 상향링크 전송의 응답으로서 HARQ ACK/NACK 신호를 포함한다. PDCCH를 통하여 전송되는 제어 정보를
하향링크제어정보 (Downlink Control Information; DCI)라 한다. DCI는 상향링크 또는 하향링크 스케줄링 정보를 포함하거나 임의의 단말 그룹에 대한 상향링크 전송 전력 제어 명령을 포함한다. PDCCH는 하향링크공유채널 (DL-SCH)의 자원 할당 및 전송 포맷， 상향링크공유채널 (UL-SCH)의 자원 할당 정보，
페이징채널 (PCH)의 페이징 정보， DL-SCH 상의 시스템 정보， PDSCH 상으로 전송되는 임의접속응답 (Random Access Response)과 같은 상위계층 제어 메시지의 자원 할당， 임의의 단말 그룹 내의 개별 단말에 대한 전송 전력 제어 명령의 세트， 전송 전력 제어 정보， VoIP(Voice over IP)의 활성화 등을 포함할 수 있다. 복수의 PDCCH가 제어 영역 내에서 전송될 수 있다. 단말은 복수의 PDCCH를 모니터링할 수 있다. PDCCH는 하나 이상의 연속하는 제어채널요소 (Control Channel Element ; CCE)의 조합 (aggregat ion)으로 전송된다. CCE는 무선 채널의 상태에 기초한 코딩 레이트로 PDCCH를 제공하기 위해 사용되는 논리 할당 단위이다. CCE는 복수개의 자원 요소 그룹에 대응한다. PDCCH의 포떳과
이용가능한 비트 수는 CCE의 개수와 CCE에 의해 제공되는 코딩 레이트 간의 상관관계에 따라서 결정된다. 기지국은 단말에게 전송되는 DCI에 따라서 PDCCH 포맷을 결정하고， 제어 정보에 순환잉여검사 (Cycl ic Redundancy Check; CRC)를 부가한다. CRC는 PDCCH의 소유자 또는 용도에 따라 무선 네트워크 임시
식별자 (Radio Network Temporary Ident i f ier ; RNTI )라 하는 식별자로 마스킹된다. PDCCH가 특정 단말에 대한 것이면, 단말의 cel l -RNTI (C-RNTI ) 식별자가 CRC에 마스킹될 수 있다. 또는, PDCCH가 페이징 메시지에 대한 것이면， 페이징 지시자 식별자 (Paging Indicator Ident i f ier ; P-R TI)가 CRC에 마스킹될 수 있다.
PDCCH가 시스템 정보 (보다 구체적으로, 시스템 정보 블톡 (SIB) )에 대한 것이면， 시스템 정보 식별자 및 시스템 정보 RNTKSI-RNTI )가 CRC에 마스킹될 수 있다. 단말의 임의 접속 프리앰블의 전송에 대한 응답인 임의접속웅답을 나타내기 위해， 임의접속 -RNTI (RA— RNTI )가 CRC에 마스킹될 수 있다.
[66] 도 5는 상향링크 서브프레임의 구조를 나타내는 도면이다. 상향링크 서브프레임은 주파수 영역에서 제어 영역과 데이터 영역으로 분할될 수 있다. 제어 영역에는 상향링크 제어 정보를 포함하는 물리상향링크제어채널 (Physical Upl ink Control Channel ; PUCCH)이 할당된다. 데이터 영역에는 사용자 데이터를 포함하는 물리상향링크공유채널 (Physical upl ink shared channel ; PUSCH)이 할당된다. 단일 반송파 특성을 유지하기 위해서， 하나의 단말은 PUCCH와
PUSCH를 동시에 전송하지 않는다. 하나의 단말에 대한 PUCCH는 서브프레임에서 자원블톡 쌍 (RB pai r)에 할당된다. 자원블록 쌍에 속하는 자원블록들은 2 슬롯에 대하여 상이한 부반송파를 차지한다. 이를 PUCCH에 할당되는 자원블록 쌍이 슬롯 경계에서 주파수 -호핑 (frequency-hopped)된다고 한다.
[67] 다중안테나 (MIM0) 시스템의 모델링
[68] 이하 MIM0 시스템에 대하여 설명한다. MIM0(Mult iple-Input Mult iple- Output )는 복수개의 송신안테나와 복수개의 수신안테나를 사용하는 방법으로서 , 이 방법에 의해 데이터의 송수신 효율을 향상시킬 수 있다. 즉， 무선 통신 시스템의 송신단 흑은 수신단에서 복수개의 안테나를 사용함으로써 용량을 증대시키고 성능을 향상 시킬 수 있다. 이하 본 문헌에서 MIM0를 '다중
안테나 '라 지칭할 수 있다.
[69] 다중 안테나 기술에서는, 하나의 전체 메시지를 수신하기 위해 단일 안테나 경로에 의존하지 않는다. 그 대신 다중 안테나 기술에서는 여러
안테나에서 수신된 데이터 조각 ( fragment )을 한데 모아 병합함으로써 데이터를 완성한다. 다증 안테나 기술을 사용하면， 특정된 크기의 셀 영역 내에서 데이터 전송 속도를 향상시키거나， 또는 특정 데이터 전송 속도를 보장하면서 시스템 커버리지 (coverage)를 증가시킬 수 있다. 또한, 이 기술은 이동통신 단말과 중계기 등에 폭넓게 사용할 수 있다. 한편， 종래에는 일반적으로 단일 송신 안테나 및 단일 수신 안테나를 사용해 왔다. 다중 안테나 기술에 의하면， 단일 안테나를 사용하던 종래 기술에 의한 이동 통신에서의 전송량 한계를 극복할 수 있다.
[70] 동시에 데이터의 전송 효율을 향상시킬 수 았는 다양한 기술 중에서 상기 MIM0 기술은, 추가적인 주파수를 할당하거나 추가적으로 전력을 증가시키지 않고 통신 용량 및 송 /수신 성능을 매우 향상시킬 수 있다. 이러한 기술적인 이점 때문에 대부분의 회사나 개발자들은 MIM0 기술에 집중하고 있다.
[71] 도 6은 다중안테나 (MIM0)를 가지는 무선 통신 시스템의 구성도를 도시한 도면이다.
[72] 도 6에 도시된 바와 같이, 송신단에는 송신 안테나가 NT개 설치되어 있고, 수신단에서는 수신 안테나가 NR개가 설치되어 있다. 이렇게 송신단 및
수신단에서 모두 복수개의 안테나를 사용하는 경우에는， 송신단 또는 수신단 중 어느 하나에만 복수개의 안테나를 사용하는 경우보다 이론적인 채널 전송 용량이 증가한다. 채널 전송 용량의 증가는안테나의 수에 비례한다. 따라서， 전송 레이트가 향상되고, 주파수 효율이 향상된다. 하나의 안테나를 이용하는 경우의 최대 전송 레이트를 R0라고 한다면, 다중 안테나를 사용할 때의 전송 레이트는， 이론적으로, 아래 수학식 1과 같이 최대 전송 레이트 R0에 레이트 증가율 Ri를 곱한 만큼 증가할 수 있다. 여기서 Ri는 NT와 NR 중 작은 값이다.
[73] 【수학식 1】
^ = πύη(Ντ,ΝΆ)
[74] 예를 들어 , 4개의 송신 안테나와 4개의 수신 안테나를 이용하는 MIM0 통신 시스템에서는， 단일 안테나 시스템에 비해 이론상 4배의 전송 레이트를 획득할 수 있다. 이와 같은 다중 안테나 시스템의 이론적 용량 증가가 90 년대 중반에 증명된 이후， 실질적으로 데이터 전송률을 향상시키기 위한 다양한 기술들이 현재까지 활발히 연구되고 있으며, 이들 중 몇몇 기술들은 이미 3 세대 이동 통신과 차세대 무선랜 등의 다양한 무선 통신의 표준에 반영되고 있다. [75] 현재까지의 다중안테나 관련 연구 동향을 살펴보면 다양한 채널 환경 및 다중접속 환경에서의 다중안테나 통신 용량 계산 등과 관련된 정보 이론 측면 연구， 다중안테나 시스템의 무선 채널 측정 및 모형 도출 연구, 그리고 전송 신뢰도 향상 및 전송률 향상을 위한 시공간 신호 처리 기술 연구 등 다양한 관점에서 활발한 연구가 진행되고 있다.
[76] 다중 안테나 시스템에 있어서의 통신 방법을 보다 구체적인 방법으로 설명하기 위해 이를 수학적으로 모델링 하는 경우 다음과 같이 나타낼 수 있다. 도 6 에 도시된 바와 같이 Ν 송신 안테나와 NR개의 수신 안테나가존재하는 것을 가정한다. 먼저， 송신 신호에 대해 살펴보면, Ντ개의 송신 안테나가 있는 경우 최대 전송 가능한 정보는 Ντ개이므로， 전송 정보를 하기의 수학식 2와 같은 백터로 나타낼 수 있다.
[77]
Figure imgf000013_0001
[78] 한편， 각각와전송 정보 1 2 5 ' " 에 있어 전송 전력을 다르게 할 수 있으며， 이때 각각의 전송 전력을 ^'퀴"' ^라 하면， 전송 전력이 조정된 전송 정보를 백터로 나타내면 하기의 수학식 3과 같다.
[79] 【수학식 3】
[80] 또한, S 를 전송 전력의 대각행렬 이용하여 나타내면 하기의 수학식 4와 같다.
[81] 【수학식 4】
Figure imgf000013_0002
[82] 한편， 전송전력이 조정된 정보 백터 8에 가중치 행렬 가 적용되어 실제 전송되는 Ντ 개의 송신신호 (transmi tted signal ) 、세가 구성되는 경우를 고려해 보자. 여기서， 가중치 행렬은 전송 정보 전송 채널 상황 등에 따라 각 안테나에 적절히 분배해 주는 역할을 수행한다. 이와 같은 전송신호
•^l， X2：
Figure imgf000013_0003
Ντ는 백터 이용하여 하기의 수학식 5와 같이 나타낼 수 있다.
[83] 【수학식 5】
Figure imgf000014_0001
[84] 여기서 는 ζ·번째.송신안테나와 번째 정보 간의 가중치를 의미한다.
W는 가중치 행렬 (Weight Matrix) 또는 프리코딩 행렬 (Precoding Matrix)이라고 불린다.
[85] 등시에, 이 방법을 다중 안테나 기술의 종류에 따라 다음과 같이 설명할 수 있다. 한 개의 스트림이 여러 안테나를 거쳐 전송되는 경우는 공간 다이버시티 방식으로 볼 수 있다. 이 경우 정보I I백터 의 요소들은 같은 값을 가진다. 또한， 여러 스트림이 여러 안테나를 거쳐 전송되는 경우는 공간 멀티플렉싱 방식으로 볼 수 있다. 이 경우 정보 백터 의 요소들은 다른 값들을 가진다. 물론 그 중간인 공간 다이버시티와 공간 멀티폴렉싱의 흔합 (Hybr id)된 형태도 가능하다. 즉， 동일한 신호는 공간 다이버시티 방식에 따라， 세개의 전송 안테나를 통해 전송되고, 나머지 신호는 공간 멀티플렉싱되어 전송된다.
[86] 수신신호는 NR개의 수신 안테나가 있는 경우 각 안테나의 수신신호 ^ . ^•" r ^은 백터로 다음과 같이 표현될 수 있다.
[87] 【
Figure imgf000014_0002
[88] 다중안테나 무선 통신 시스템에서 채널을 모델링하는 경우, 채널은 송수신 안테나 인덱스에 따라 구분될 수 있다. 송신 안테나 j로부터 수신 안테나 i를 거치는 채널을 '로 표시하기로 한다. ¾에서, 인텍스의 순서가 수신 안테나 인텍스가 먼저, 송신 안테나의 인덱스가 나중임에 유의한다.
[89] 한편, 도 6(b)는 Ντ개의 송신 안테나에서 수신 안테나 i로의 채널을 도시한 도면이다. 상기 채널을 묶어서 백터 및 행렬 형태로 표시할 수 있다. 도 6(b)에서， 총 Ντ개의 송신 안테나로부터 수신 안테나 i로 도착하는 채널은 다음과 같이 나타낼 수 있다.
[90] 【수학식 7】
[91] 따라서, Ντ개의 송신 안테나로부터 NR개의 수신 안테나로 도착하는 모든 채널은 다음과 같이 표현될 수 있다. 、 [92] 【수학식 8】
Figure imgf000015_0001
[93] 실제 채널에는 채널 행렬 H를 거친 후에 백색잡음 ( GN; Additive White Gaussian Noise)이 더해진다. NR 개의 수신 안테나 각각에 더해지는 백색잡음 !， "2，'"，"^ 은 다음과 같이 표현될 수 있다.
[94] 【수학식 9】
η = [η1,«2,···,¾Λ]Γ
[95] 상술한 수식 모델링을 통해 수신신호는 다음과 같이 표현될 수 있다.
[96]
Figure imgf000015_0002
[97] 한편， 채널 상태를 나타내는 채널 행렬 H의 행과 열의 수는 송수신 안테나의 수에 의해 결정된다. 채널 행렬 H에서 행의 수는 수신 안테나의 수 NR과 같고, 열의 수는 송신 안테나의 수 Ντ와 같다. 즉, 채널 행렬 Η는 행렬이 NRXNT로 나타난다.
[98] 행렬의 랭크 (rank)는 서로 독립인 (independent) 행 또는 열의 개수 중에서 최소 개수로 정의된다. 따라서, 행렬의 탱크는 행 또는 열의 개수 보다 클 수 없다. 채널 행렬 H의 랭크 ( ί:(Η))는 다음과 같이 제한된다.
[99] 【수학식 11】
rank( .)≤ πήη(Ντ， NR )
[100] 랭크의 다른 정의는 행렬을 고유치 분해 (Eigen value decomposition) 하였을 때, 0이 아닌 고유치들의 개수로 정의할 수 있다. 유사하게, 랭크의 또 다른 정의는 특이치 분해 (singular value decomposition) 하였을 때, 0이 아닌 특이치들의 개수로 정의할 수 있다. 따라서， 채널 행렬에서 랭크의 물리적인 의미는 주어진 채널에서 서로 다른 정보를 보낼 수 있는 최대 수라고 할 수 있다.
[101] UE의 측정 (measurement) [102] 경우에 따라서는， 단말이 하향링크 측정을 수행할 필요가 있다. 예를 들어， 기지국이 단말의 핸드오버 동작 또는 셀간 간섭 조정 등을 지원하기 위해서는, 단말이 하향링크 측정올 수행하고 이를 기지국으로 보고할 필요가 있다. 하향링크 측정에는 LM(Radio Link Moni toring)을 위한 측정，
채널상태정보 (Channel State Informat ion; CSI ) 보고를 위한 측정， RRM(Radio Resource Management ) 측정 등의 다양한 측정 방식 및 측정 값들이 존재한다.
[103] RLM 측정은， 예를 들어, 무선링크실패 (Radio Link Fai lure ; RLF)를 검출하고 새로운 무선 링크를 찾는 과정에서 이용되는 하향링크 측정을 포함할 수 있다. CSI 보고를 위한 측정은 예를 들어, 단말이 하향링크 채널의 품질을 측정하여 , 적절한 랭크 지시자， 프리코딩행렬 지시자， 채널품질지시자를 선택 /계산하여 보고하기 위한 측정을 포함할 수 있다. RRM측정은, 예를 들어， 단말의 핸드오버 여부를 결정하기 위한 측정을 포함할 수 있다.
[104] RRM측정에는 참조 신호수신전력 (Reference Signal Received Power； RSRP) , 참조 신호수신품질 (Reference Signal Received Qual i ty; RSRQ) , 수신신호강도지시자 (Received Signal Strength Indicator ; RSSI) 등의 측정이 포함될 수 있다.
[105] RSRP는 측정되는 주파수 대역폭 내의 샐 -특정 참조 신호 (Cel l— speci f ic RS; CRS)를 나르는 (carry) 자원 요소의 전력의 선형 평균으로 정의된다. 단말은 특정 자원 요소 상에 매핑되어 전송되는 셀 -특정 참조 신호 (CRS)를 검출하여 RSRP를 결정할 수 있다. RSRP 계산에는 기본적으로 안테나 포트 0 에 대한 셀- 특정 참조 신호 (R0)가 사용될 수 있으며, 단말이 안테나 포트 1 에 대한 샐 -특정 참조 신호 (R1)를 신뢰성 있게 검출할 수 있다면 R0 에 추가적으로 R1을 사용하여 RSRP를 결정할 수 있다. 셀 -특정 참조 신호에 대한 구체적인 내용은 후술할 도 7 과 관련된 설명 및 표준문서 (예를 들어 , 3GPP TS36.211)를 참조할 수 있다.
[106] RSRQ는 RSRP에 측정되는 주파수 대멱폭 내의 자원블록의 개수 (N)를 승산한 값을 Έ-UTRA 반송파 RSSI (E-UTRA carr ier RSSI) '로 나눈 값으로 정의된다 (즉， RSRQ = N X RSRP I (E-UTRA carrier RSSI ) ) . 분자 (N x RSRP) 와 분모 (E-UTRA carrier RSSI ) 는 동일한 자원 블록 세트에 대해서 측정된다.
[107] Έ-UTRA 반송파 RSSI '는 공동 -채널 서빙 및 비 -서빙 셀， 인접 채널 간섭， 열 잡음 등을 포함하는 모든 소스로부터의 수신 신호에 대해 , N 개의 자원 블록에 걸쳐， 측정 대역폭에서 안테나 포트 0 에 대한 참조 심볼 (즉， 안테나 포트 0 에 대한 CRS)을 포함하는 0FDM심볼들만에서 단말에 의해 측정된 총 수신 전력의 선형 평균을 포함한다.
[108] 'UTRA FDD 반송파 RSSI '는 수신기 펄스 형성 필터에 의해서 정의되는 대역폭 내에서, 수신기에서 생성되는 잡음 및 열잡음을 포함하는， 수신된 광대역 전력으로 정의된다. [109] 'UTRA TDD 반송파 RSSI '는 특정 시간 슬롯 내에서 수신기 펄스 형성 필터에 의해서 정의되는 대역폭 내에서， 수신기에서 생성되는 잡음 및 열잡음을 포함하는， 수신된 광대역 전력으로 정의된다.
[110] 전술한사항 이외에 하향링크 채널 측정에 대한 설명은 표준문서 (예를 들어， 3GPP TS36.214)를 참조할 수 있으며， 그 구체적인 내용은 설명의 명확성을 위하여 생략한다. 그러나, 하향링크 채널 측정에 대하여 상기 표준문서에 개시된 내용은 이하에서 설명하는 본 발명의 다양한 실시형태에서 이용되는 하향링크 채널 측정에 적용될 수 있음을 밝힌다.
[111] 참조 신호 (Reference Signal ; RS)
[112] 이하， 참조 신호에 대하여 설명한다.
[113] 무선 통신 시스템에서 패킷을 전송할 때, 전송되는 패킷은 무선 채널을 통해서 전송되기 때문에 전송 과정에서 신호의 왜곡이 발생할 수 있다. 이렇게 왜곡된 신호를 수신 측에서 올바로 수신하기 위해서는， 채널의 정보를 알아내어 수신 신호에서 그 채널 정보만큼 전송 신호의 왜곡을 보정함으로써 올바른 신호를 수신할 수 있다. 이렇게 채널의 정보를 알아내기 위해서는 송신 측과 수신 측에서 모두 알고 있는신호를 전송하여 그 신호가 채널을 통해 수신될 때 그 신호의 왜곡 정도를 가지고 채널의 정보를 알아내는 방법을 주로 사용하는더 1， 이때 전송되는 송신 측과 수신 측이 모두 알고 있는 신호를 파일럿 신호 (Pi lot Signal ) 흑은 참조 신호 (Reference Signal ) 라고 한다.
[114] 또한 최근 대부분의 이동통신 시스템에서 패킷을 전송할 때， 지금까지 한 개의 송신 안테나와 한 개의 수신 안테나를 사용했던 것에서 탈피하여， 다중 송신 안테나와 다중 수신 안테나를 채택해 송수신 효율을 향상시키고자 한다. 송신 측 혹은 수신 측에서 다중 안테나를 사용하여 용량 증대 혹은 성능 개선을 꾀하는 경우, 각 송신 안테나와 수신 안테나사이의 채널 상황을 알아야 올바른 신호를 수신할 수 있으므로， 각 송신 안테나 별로 별도의 참조 신호가
존재하여야 한다.
[115] 무선 통신 시스템에서 참조 신호는 그 목적에 따라 크게 두 가지로 구분될 수 있다. 채널 정보 획득을 위한 목적의 참조 신호와 데이터 복조를 위해 사용되는 참조 신호가 있다. 전자는 UE가 하향링크로의 채널 정보를 획득하는데 그 목적이 있으므로， 광대역으로 전송되어야 하고， 특정 서브 프레임에서 하향링크 데이터를 수신하지 않는 UE라도 그 참조 신호를 수신하고 채널 측정을 수행할 수 있어야 한다. 또한 이는 핸드 오버 등의 이동성 관리를 위한 측정을 위해서도 사용된다.
[116] 후자는 기지국이 하향링크 데이터를 송신하는 경우 함께 송신하는 참조 신호로서， UE는 해당 참조 신호를 수신함으로써 채널 추정을 할 수 있고， 따라서 데이터를 복조할 수 있게 된다. 이 참조 신호는 데이터가 전송되는 영역에 전송되어야 한다. 7
[117] LTE 시스템에서는 유니캐스트 (unicast ) 서비스를 위해서 두 가지 종류의 하향링크 참조 신호가 정의되어 있다. 구체적으로， 채널 상태에 대한 정보 획득 및 핸드오버 등과 연관된 측정을 위한 공통 참조 신호 (Common RS; CRS)와 데이터 복조를 위해 사용되는 전용 참조 신호 (Dedicated RS; DRS)로 구분될 수 있다. 여기서 CRS는 샐 특정 참조 신호 (Cel l-speci f ic RS)이고, 전용 참조 신호는 단말 특정 참조 신호 (UE-speci f ic RS)로 지칭될 수 있다.
[118] LTE 시스템에서 DRS는 데이터 복조용으로만사용되며， CRS는 채널 정보 획득 및 데이터 복조의 두 가지 목적으로사용된다.
[119] 수신측 (단말)은 CRS로부터 채널의 상태를 추정하여 CQKChannel Qual ity Indicator) , PMKPrecoding Matrix Index) 및 /또는 RI (Rank Indicator)와 같은 채널 품질과 관련된 지시자를 송신측 (기지국)으로 피드백할 수 있다. 또는
CQI/PMI/RI 와 같은 채널 상태 정보 (Channel State Informat ion; CSI )의
피드백과 관련된 RS를 별도로 CSI-RS로 정의할 수도 있다. CRS는 샐- " 특정 (cel l-speci f ic) 참조 신호라 불릴 수도 있다. 샐 특정 참조 신호로서
CRS는 광대역에 걸쳐 매 서브프레임마다 전송된다. 또한， CRS는 기지국의 전송 안테나 개수에 따라서 최대 4개의 안테나 포트에 기반하여 전송된다.
[120] 한편， DRS는 PDSCH 상의 데이터의 복조가 필요한 경우에 해당 RE를 통하여 전송될 수 있다. 단말은 상위계층으로부터 DRS의 존재 여부에 대하여 지시받을 수 있고， 해당 PDSCH가 매핑된 경우에만 DRS가 유효하다는 것에 대하여 지시받을 수 있다. DRS는 단말—특정 (UE-speci f ic) 참조 신호 또는 복조용 참조 신호 (Demodulat ion Reference Signal ; DMRS)라 불릴 수도 있다.
도 7은 기존의 3GPP LTE 시스템 (예를 들어, 릴리즈—8)에서 정의하는 CRS 및 DRS가 하향링크 자원블록 쌍 (RB pair) 상에 매핑되는 패턴을 나타내는 도면이다. 참조 신호가 매핑되는 단위로서의 하향링크 자원블록 쌍은 시간 상으로 하나의 서브프레임 X주파수 상으로 12 부반송파의 단위로 표현될 수 있다. 즉， 하나의 자원블톡 쌍은 시간 상으로 일반 CP의 경우 (도 7(a) )에는 14 개의 0FDM 심볼 길이， 확장된 CP의 경우 (도 7(b) )에는 12 개의 0FDM 심볼 길이를 가진다.
[121] 도 7은 기지국이 4 개의 전송 안테나를 지원하는 시스템에서 참조 신호의 자원블특 쌍 상에서의 위치를 나타낸다. 도 7에서 ' 0 '， ' 1 ' , ' 2 ' 및 '3'으로 표시된 자원 요소 (RE)는， 각각 안테나 포트 인덱스 0， 1， 2 및 3에 대한 CRS의 위치를 나타낸다. 한편， 도 7에서 'D'로 표시된 자원 요소는 DRS의 위치를 나타낸다.
[ 122] 이하에서는 CRS에 대하여 구체적으로 설명한다 .
[123] CRS는 물리 안테나단의 채널을 추정하기 위해 사용되며 , 셀 내에 있는 모든 단말 (UE)들이 공통적으로 수신할 수 있는 참조 신호로서, 전대역에 걸쳐 분포한다. CRS는 채널 상태 정보 (CSI) 획득 및 데이터 복조의 목적으로 사용될 수 있다.
[124] CRS는 송신측 (기지국)의 안테나 구성에 따라 다양한 형태로 정의된다. 3GPP LTE (예를 들어 , 릴리즈 -8) 시스템은 다양한 안테나 구성 (Antema
configuration)을 지원하며, 하향링크 신호 송신측 (기지국)은 단일 안테나， 2 전송 안테나, 4 전송 안테나 등 3 종류의 안테나 구성을 가진다. 기지국이 단일 안테나 전송을 하는 경우에는 단일 안테나 포트를 위한 참조 신호가 배치된다. 기지국이 2 안테나 전송을 하는 경우에는 2개의 안테나 포트를 위한 참조 신호가 시간분할다중화 (Time Division Multiplexing) 및 /또는
주파수분할다중화 (Frequency Division Multiplexing) 방식으로 배치된다. 즉， 2 개의 안테나 포트를 위한 참조 신호가 상이한 시간 자원 및 /또는 상이한 주파수 자원에 배치되어 서로 구별될 수 있다. 또한， 기지국이 4 안테나 전송을 하는 경우에는 4개의 안테나 포트를 위한 참조 신호가 TDM/FDM 방식으로 배치된다. CRS를 통해 하향링크 신호 수신측 (단말)에 의하여 추정된 채널 정보는 단일 안테나 전송 (Single Antenna Transmission), 전송 다이버시티 (Transmit
diversity), 폐 -루프 공간 다중화 (Closed-loop Spatial multiplexing), 개 -루프 공간 다중화 (Open-loop Spatial multiplexing), 다중-사용자 (Multi -User)
MIMO(MU-MIMO) 등의 전송 기법으로 송신된 데이터의 복조를 위해 사용될 수 있다.
[125] 다중 안테나를 지원하는 경우， 어떤 안테나 포트에서 참조 신호를 전송할 때에 참조 신호 패턴에 따라 지정된 자원요소 (RE) 위치에 참조 신호를 전송하고， 다른 안테나 포트를 위해 지정된 자원요소 (RE) 위치에는 어떠한 신호도 전송하지 않는다.
[126] CRS가 자원 블록 상에 매핑되는 규칙은 아래의 수식 12에 따른다.
[127]
Figure imgf000019_0001
Figure imgf000020_0001
3 + 3 «s mod 2) ii p = 3
v, shift
Figure imgf000020_0002
mod'6
[128] 수식 12에서 , k 부반송파 인덱스이고， 1은 심볼 인텍스이며, p는
DL
안테나 포트 인덱스이다. N 는 하나의 하향링크 슬롯의 OFDM 심볼의
]SfDL
개수이고， ^ 하향링크에 할당된 자원블록의 개수이고， n a 는 슬롯
]SfceU
인덱스이고, 는 셀 ID를 의미한다. mod 는 모들러 연산을 의미한다.
주파수 영역에서 참조 신호의 위치는 Vshi it 값에 의존한다. Vshi ft 값은 또한 셀 ID에 의존하므로， 참조 신호의 위치는 샐 별로 상이한 주파수 시프트 값을 가지게 된다.
[129] 구체적으로는 , CRS를 통한 채널 추정 성능을 높이기 위해 샐 별로 CRS의 주파수 영역 상의 위치를 시프트 (shi ft )시켜 다르게 할 수 있다. 예를 들어, 참조 신호가 3 부반송파 마다 위치하는 경우에， 어떤 샐은 3k 의 부반송파 상에， 다른 샐은 3k+l의 부반송파 상에 배치 되도록 할 수 있다. 하나의 안테나 포트의 관점에서 참조 신호는 주파수 영역에서 6 RE 간격 (즉 6 부반송파 간격)으로 배치되고, 다른 안테나 포트를 위한 참조 신호가 배치되는 RE 와는 주파수 영역에서 3 RE 간격을 유지한다.
[130] 또한, CRS에 대해서 전력 부스팅 (power boost ing)이 적용될 수 있다. 전력 부스팅이란, 하나의 0FDM 심볼의 자원요소 (RE)들 중 참조 신호를 위해 할당된 RE가 아닌 다른 RE로부터 전력을 가져와서 참조 신호를 보다 높은 전력으로 전송하는 것을 의미한다.
[131] 시간 영역에서 참조 신호 위치는 각 슬롯의 심볼 인덱스 ( 1 ) 0을 시작점으로 하여 일정한 간격으로 배치된다. 시간 간격은 CP 길이에 따라 다르게 정의된다. 일반 CP 경우는 슬롯의 심볼 인덱스 0 및 4에 위치하며， 확장된 CP 경우는 슬롯의 심볼 인덱스 0 및 3에 위치한다. 하나의 0FDM 심볼에는 최대 2개의 안테나 포트를 참조 신호만이 정의된다. 따라서 4 전송 안테나 전송 시 , 안테나 포트 0 및 1을 위한 참조 신호는 슬롯의 심볼 인텍스 0 및 4 (확장된 CP 경우는 심볼 인덱스 0 및 3)에 위치하며, 안테나 포트 2 및 3을 위한 참조 신호는 슬롯의 심볼 인덱스 1에 위치한다. 단， 안테나 포트 2 및 3을 위한 참조 신호의 주파수 위치는 2 번째 슬롯에서는 서로 스위칭된다. [132] 한편 기존의 3GPP LTE (예를 들어， 릴리즈 -8) 시스템보다 높은 스펙트럼 효율성 (Spectral Ef f iciency)를 지원하기 위하여, 확장된 안테나 구성을 갖는 시스템 (예를 들어， LTE-A 시스템)을 설계할 수 있다. 확장된 안테나 구성은, 예를 들어 , 8개의 전송 안테나 구성일 수 있다. 이러한 확장된 안테나 구성을 갖는 시스템에서 기존의 안테나 구성에서 동작하는 단말들을 지원， 즉， 역방향 호환성 (backward compat ibi 1 i ty)을 지원할 필요가 있다. 따라서, 기존의 안테나 구성에 따른 참조 신호 패턴을 지원하고， 추가적인 안테나 구성에 대한 새로운 참조 신호 패턴을 설계할 필요가 있다. 여기서, 기존의 안테나 구성을 가진 시스템에 새로운 안테나 포트를 위한 CRS를 추가하게 되면 참조 신호
오버헤드가 급격하게 증가하여 데이터 전송률을 떨어뜨리는 단점이 있다. 위와 같은 사항을 고려하여 3GPP LTE의 진화인 LTE-A(Advanced) 시스템에서는 새로운 안테나 포트를 위한 채널 상태 정보 (CSI ) 측정을 위한 별도의 참조 신호 (CSI- RS)가 도입될 수 있다. 상기 별도의 참조 신호인 CSI-RS에 관하여는 후술하기로 한다.
[133] 이하에서는 DRS에 대하여 구체적으로 설명한다.
[134] DRS (또는 단말 -특정 참조 신호)는 데이터 복조를 위해 사용되는 참조 신호로， 다중안테나 전송을 할 때 특정 단말에 사용되는 프리코딩 가중치를 참조 신호에도 그대로 사용함으로써 단말이 참조 신호를 수신했을 때에 각
송신안테나에서 전송되는 프리코딩 가중치와 전송 채널이 결합된 균등
채널 (Equivalent channel )을 추정할 수 있도록 한다.
[135] 기존의 3GPP LTE 시스템 (예를 들어， 릴리즈 -8)은 최대 4 송신 안테나 전송을 지원하고, 랭크 1 빔포밍을 위한 DRS가 정의되어 있다. 탱크 1 범포밍을 위한 DRS는 안테나 포트 인덱스 5 에 대한 참조 신호로 표시되기도 한다. DRS가 자원블록 상에 매핑되는 규칙은 아래의 수식 13 및 14에 따른다. 수식 13은 일반 CP의 경우에 대한 것이고, 수식 14는 확장된 CP의 경우에 대한 것이다.
[136] 【수학식 13】
Figure imgf000022_0001
m
vshift = mod 3
[137] 【수
Figure imgf000022_0002
v. shift = C mod 3
[138] 수식 13 및 14에서 , k 는 부반송파 인텍스이고， 1은 심볼 인텍스이며
RB
P는 안테나 포트 인덱스이다. 씨 는 주파수 영역에서 자원 블록 크기를 나타내며 부반송파의 개수로 표현된다. n ^ 는 물리자원블록 넘버를 나타낸다.
N PDS
^ 는 대응하는 PDSCH 전송의 자원 블록의 대역폭을 나타낸다. n 7 7ea"
인덱스이고， / 는 셀 ID를 의미한다. mod 는 모듈러 연산을 의미한다.
주파수 영역에서 참조 신호의 위치는 vshiit 값에 의존한다. Vshi ft 값은 또한 샐 ID에 의존하므로, 참조 신호의 위치는 샐 별로 상이한 주파수 시프트 값을 가지게 된다.
[139] 한편， 3GPP LTE의 진화인 LTE-A( Advanced) 시스템에서는 높은
차수 (order)의 MIM0, 다중-셀 전송, 발전된 MU-MIM0 등이 고려되고 있는데， 효율적인 참조 신호의 운용과 발전된 전송 방식올 지원하기 위하여 DRS 기반의 데이터 복조를 고려하고 있다. 즉， 기존의 3GPP LTE (예를 들어， 릴리즈 -8) 에서 정의하는 랭크 1 범포밍을 위한 DRS (안테나 포트 인덱스 5)와는 별도로， 추가된 안테나를 통한 데이터 전송을 지원하기 위하여 2 이상의 레이어에 대한 DRS를 정의할 수 있다.
[140] 한편 , 앞서 살펴본 바와 같이 LTE 시스템에서 CRS는 기지국의 전송 안테나 개수에 따라서 최대 4개의 안테나 포트에 기반하여 전송된다. 예를 들어 기지국의 송신 안테나의 개수가 두 개일 경우, 0번과 1번 안테나 포트에 대한 CRS가 전송되고, 네 개인 경우 0~3 번 안테나 포트에 대한 CRS가 각각 전송된다.
[141] 도 8 은 LTE 시스템에서 송신 안테나 포트가 4개인 경우 일반적인 CRS 패턴을 예시하는 도면이다.
[142] 도 8을 참조하면， LTE 시스템에서 CRS가 시간-주파수 자원에 맵핑되는 경우， 주피：수 축에서 한 안테나 포트에 대한 참조 신호는 6 RE 당 1개의 RE에 맵핑되어 전송된다. 한 RB가 주파수 상에서 12개의 RE로 구성되어 있으므로 한 안테나 포트에 대한 RE는 한 RB당 2개의 RE가사용된다.
[143] 한편， 앞서 도 7에 관한 설명에서 살펴본 바와 같이, LTE 시스템의 진화 발전된 형태의 LTE-A 시스템에서 기지국은 하향링크로 최대 8개의 송신
안테나를 지원할 수 있도록 디자인되어야 한다. 따라서 최대 8개 송신 안테나에 대한 참조 신호 전송 역시 지원되어야 한다.
[144] 구체적으로， LTE 시스템에서 하향링크 참조 신호는 최대 4개의 안테나 포트에 대한 참조 신호만 정의되어 있으므로, LTE-A 시스템에서 기지국이 4개 이상 최대 8개의 하향링크 송신 안테나를 가질 경우 이들 안테나 포트에 대한 참조 신호가 추가적으로 정의되어야 한다. 또한， 최대 8개의 송신 안테나 포트에 대한 참조 신호는 위에서 설명한 채널 측정을 위한 용도 및 데이터 복조를 위한 용도 모두에 관하여 정의될 필요가 있다.
[145] LTE-A 시스템을 디자인 함에 있어서 중요한 고려 사항 중 하나는 하향 호환성 (backward compat ibi l i ty) , 즉 LTE 단말이 LTE-A 시스템에서도 아무 무리 없이 잘 동작해야 하고， 시스템 또한 이를 지원해야 한다는 것이다. 참조 신호 전송 관점에서 보았을 때， LTE 시스템에서 정의되어 있는 CRS가 전송되는 시간- 주파수 영역에서， 최대 8개의 송신 안테나 포트에 대한 RS가 추가적으로 정의되어야 한다. 그러나， LTE-A 시스템에서 기존 LTE 시스템의 CRS와 같은 방식으로 최대 8개의 송신 안테나에 대한 참조 신호 패턴올 매 서브 프레임마다 전 대역에 추가하게 되면 오버해드가 지나치게 커지게 된다.
[146] 따라서 LTE-A 시스템에서 새로이 디자인되는 참조 신호는 크게 두 가지 분류로 나누게 되는데， MCS , PMI 등의 선택을 위한 채널 측정 목적의 참조 신호 (CSI-RS; Channel State Informat ion-RS)와 8개의 전송 안테나로 전송되는 데이터 복조를 위한 참조 신호 (DM-RS; Demodulat ion-RS)이다.
[147] 채널 측정 목적의 참조 신호인 CSI— RS는， 기존의 CRS가 채널 추정을 위한 측정, 핸드 오버 등의 측정 등의 목적을 수행함과 동시에 데이터 복조를 위해 사용되는 것과 달리， 채널 추정을 위한 측정 위주의 목적을 위해서 디자인되는 특징이 있다. CSI-RS는 채널 상태에 대한 정보를 얻는 목적으로만 전송되 로， CRS와 달리 매 서브 프레임마다 전송되지 않아도 된다. 현재 LTE-A 표준에서 CSI-RS는 안테나 포트 15 내지 22까지 할당될 수 있으며 , CSI-RS 설정 정보는 상위 계층 시그널링에 의하여 수신되는 것으로 정의되어 있다.
[148] 또한, 데이터 복조를 위해서는 해당 시간-주파수 영역에서 스케줄링 된 LIE에게 전용 참조 신호로서， DM-RS가 전송된다. 즉， 특정 UE에게 송신되는 DM- RS는 해당 UE가 스케줄링 된 영역， 즉 데이터를 수신 받는 시간-주파수 영역에만 전송되는 것이다.
[149] 한편， 하향링크에서 최대 8 개의 전송 안테나를 지원하는 LTE-A 시스템에서 기지국은 모든 안테나 포트에 대한 CSI-RS를 전송해야 한다. 최대 8개의 송신 안테나 포트에 대한 CSI-RS를 매 서브프레임마다 전송하는 것은 오버해드가 너무 큰 단점이 있으므로, CSI-RS는 매 서브프레임마다 전송되지 않고 시간 축에서 간헐적으로 전송되어야 그 오버헤드를 줄일 수 있다. 이에 따라, CSI-RS는 한 서브프레임의 정수 배의 주기를 가지고 주기적으로
전송되거나， 특정 전송 패턴으로 전송될 수 있다.
[150] 이 때 CSI-RS가 전송되는 주기나 패턴은 기지국이 설정 (conf igurat ion) 할 수 있다. CSI-RS를 측정하기 위해서 단말은 반드시 자신이 속한 샐의 각각의 CSI-RS 안테나 포트에 대한 CSI-RS 설정 (conf igurat ion)을 알고 있어야 한다. CSI-RS 설정에는, CSI-RS가 전송되는 하향링크 서브프레임 인덱스， 전송 서브프레임 내에서 CSI-RS 자원요소 (RE)의 시간—주파수 위치， 그리고 CSI-RS 시퀀스 (CSI-RS 용도로 사용되는 시뭔스로서， 술롯 번호， 셀 ID, CP 길이 등에 기초하여 소정의 규칙에 따라 유사 -랜덤 (pseudo-random)하게 생성됨) 등이 포함될 수 있다. 즉, 임의의 (given) 기지국에서 복수개의 CSI-RS
설정 (conf igurat ion)이 사용될 수 있고, 기지국은 복수개의 CSI-RS 설정 중에서 셀 내의 단말 (들)에 대해 사용될 CSI— RS 설정을 알려줄 수 있다.
[151] 또한， 각각의 안테나 포트에 대한 CSI-RS 는 구별될 필요가 있으므로， 각각의 안테나 포트에 대한 CSI-RS 가 전송되는 자원은 서로 직교 (orthogonal )해야 한다. 도 8 과 관련하여 설명한 바와 같이， 각각의 안테나 포트에 대한 CSI-RS 들은 직교하는 주파수 자원， 직교하는 시간 자원 및 /또는 직교하는 코드 자원을 이용하여 FDM, TDM 및 /또는 CDM 방식으로 다중화될 수 있다.
[152] CSI-RS에 관한 정보 (CSI-RS 설정 (conf igurat ion) )를 기지국이 셀 내의 단말들에게 알려줄 때， 먼저 각 안테나 포트에 대한 CSI-RS가 매핑되는 시간- 주파수에 대한 정보를 알려줘야 한다. 구체적으로， 시간에 대한 정보에는， CSI- RS가 전송되는 서브프레임 번호들， CSI-RS 가 전송되는 주기， CSI-RS가
전송되는 서브프레임 오프셋， 특정 안테나의 CSI-RS 자원요소 (RE)가 전송되는 OFDM 심볼 번호 등이 포함될 수 있다. 주파수에 대한 정보에는 특정 안테나의 CSI-RS 자원요소 (RE)가 전송되는 주파수 간격 (spacing) , 주파수 축에서의 RE의 오프셋 또는 쉬프트 값 등이 포함될 수 있다.
[153] 한편， 비허가 대역 (unl icensed band) 사용으로의 전환 또는 단말 간 직접 통신으로의 전환하는 경우에 일부 자원의 사용이 제한될 수 있다. 본 발명에서는 이와 같은 제한을 완화하기 위한 신호 송수신 방법에 대하여
설명한다. 이하， 설명의 편의를 위해 단말 간 직접 통신을 가정하여 설명한다.
[154] 도 9는 단말 간 직접 통신의 개념도이다.
[155] 도 9를 참조하면， UE1과 UE2가 상호 간의 단말 간 직접 통신을 수행하고 있다. 여기서 UE라 함은 사용자의 단말을 의미한다. 다만， 기지국과 같은 네트워크 장비라도 단말 간 통신 방식에 의해 신호를 송수신하는 경우에는 일종의 UE로 간주될 수 있다. 한편， eNB는 적절한 제어 신호를 통하여 UE들 사이의 직접 통신을 위한 시간 /주파수 자원의 위치, 전송 전력 등에 대한 제어를 수행할 수 있다. 그러나， eNB의 커버리지 (coverage) 외부에 UE들이 위치하는 경우， UE간의 직접 통신은 eNB의 제어 신호 없이도 수행되도록 설정될 수 있다. 이하에서는 단말 간 직접 통신을 D2D (device-to-device) 통신이라 지칭한다. 또한， 단말 간 직접 통신을 위해 연결된 링크를 D2D (device-to-device) 링크라 지칭하고， UE가 eNB와 통신하는 링크를 eNB-UE 링크라 지칭한다.
[156] 한편， UE는 D2D 링크를 통해 커버리지 내부의 UE와 통신을 수행하면서 UE는 D2D 링크로 연결될 수 없는 위치에 있는 UE (즉, 커버리지 외부의 UE)와도 통신을 수행해야 한다. 이 경우 커버리지 외부의 UE와의 통신은 eNB-UE 링크를 통해서 수행된다. 즉， 특정 UE 관점에서는 D2D 링크와 eNB-UE 링크가 공존할 수 있도록 무선 통신 시스템이 운영되어야 한다.
[157] 일반적으로 무선 통신 시스템은 두 가지 사용 자원을 가진다. 구체적으로, eNB가 UE로의 송신에 사용하는 하향링크 자원과 UE가 eNB로의 송신에 사용하는 상향링크 자원을 가진다. FDD 시스템에서 하향링크 자원은 하향링크 밴드에 해당하고 상향링크 자원은 상향링크 밴드에 해당한다. TDD 시스템에서 하향링크 자원은 하향링크 서브프레임에 해당하고 상향링크 자원은 상향링크 서브프레임에 해당한다. 일반적으로 하향링크 자원은 eNB가 높은 전송 전력으로 신호를 송신하는 자원이므로 상대적으로 낮은 전력의 UE가 D2D 링크를 운영하기에는 간섭 수준이 매우 높다. 따라서 상향링크 자원을 D2D 링크에 활용하는 것이 바람직하다.
[158] 한편， 상항링크 자원은 복수의 상향링크 서브프레임으로 구성된다. eNB에 연결되어 동기화된 UE는， eNB가 지정한 타이밍 어드밴스 (Timing Advance , TA) 지시를 eNB으로부터 수신하여 상향링크 서브프레임의 경계를 파악할 수 있다.
[159] 도 10은 단말이 상향링크 서브프레임의 경계를 파악하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
[160] 복수의 UE는 eNB로부터 서로 다른 거리에 위치할 수 있다. eNB는 상기 복수의 단말이 송신한 신호가 동일한 시점에 기지국에 도달하도톡 각 UE에게 TA 지시를 전송할 수 있다. 즉， eNB는 각 UE가 하향링크 서브프레임의 경계를 검출한 시점으로부터 소정 시간만큼 앞서 상향링크 서브프레임의 경계를
설정하도톡 지시할 수 있다. eNB는 TA를 적절한 값으로 설정하여 , 복수의
UE로부터 동시에 신호를 수신할 수 있다. 예를 들에 eNB는 TA를 해당 UE과 eNB 간의 전파 지연 (Propagat ion delay)의 두 배로 설정할 수 있다. 이 경우， eNB와 각 UE 간의 전파 지연이 보상될 수 있으므로， eNB는 각 UE로부터 동시에 신호를 수신할 수 있다. 예를 들어， 도 8에서 UE 1의 전파 지연 값이 1인 경우， eNB는 TA를 2로 설정할 수 있다. UE 2의 전파 지연 값이 2인 경우, eNB는 UE 2에 대한 TA를 4로 설정할 수 있다. 이 경우， eNB는 UE 1 및 UE 2로부터 동시에 신호를 수신할 수 있다. 상기 설명한 바와 같이 TA 지시를 이용하여 각각의 UE는 eNB-UE 링크의 상향링크 서브프레임의 경계를 획득할 수 있다.
[161] 한편， eNB에 연결되지 않은 UE 역시 D2D동작을 수행해야 하는 경우가 있다. eNB에 연결되지 않은 UE는 eNB로부터 TA 지시를 수신할 수 없다. 이하， eNB에 연결되지 않은 UE가 D2D 링크를 위한서브프레임 경계를 설정하는 방법을 설명한다.
[162] eNB에 연결되지 않은 UE는 D2D 동작을 수행하기 이전에 랜덤
억세스 (random access)와 같은 과정을 통해 획득한 TA 지시를 기반으로
서브프레임 경계를 설정할 수 있다. 그러나， 이러한 방법은 추가적인 시간 지연 및 배터리 소모를 수반할 수 있다. 따라서， eNB에 연결되지 않은 UE는 TA 지시 없이 서브프레임 경계를 설정하도록 동작할 수 있다. 여기서， TA 지시 없이 동작한다는 것은 특정 UE에 특화된 TA 값을 가지지 않는다는 것을 의미할 수 있다. 이는， 불특정 다수의 UE가 동일한 TA 값을 가지고 동작하는 것을 의미할 수도 있다. 구체적으로， TA 값이 0으로 설정되어 UE가 수신한 하향링크
서브프레임의 경계가 상향링크 서브프레임 (또는 D2D서브프레임)의 경계가 된다는 것을 의미할 수 있다. 또는 시스템 정보 등을 통하여 미리 정해진 특정한 TA 값으로 설정된다는 것을 의미할 수도 있다. [163] 한편, D2D통신은 크게 두 가지 과정으로 구분될 수 있다. 하나는, 인접한 위치에 있는 UE의 존재를 파악하는 디스커버리 (di scovery) 과정이고， 나머지 하나는 특정 UE와 데이터를 송수신하는 통신 (co睡 uni cat ion) 과정이다. TA 지시 없이 D2D 통신을 수행하는 경우， 두 과정 모두가 TA지시 없이 D2D 통신을 수행할 수도 있고， 둘 중 한가지 과정만 TA 지시 없이 D2D통신을 수행할 수도 있다. .
[164] 일예로 eNB에 연결되지 않은 UE는 TA 지시 없이 디스커버리 과정을 수행한다. 그러나， 디스커버리 과정을 통해 상대 UE가 발견된 경우， eNB에 연결되지 않은 UE는 eNB에 연결을 시도하고， TA 지시를 획득하여 통신 동작을 수행할 수 있다. 이 경우， eNB에 연결되어 미리 TA를 획득한 UE는 TA가 없다고 가정하고 동작할 수 있다. 즉， eNB.에 연결되지 않은 UE와의 동기화를 위해서 eNB에 연결된 TA를 이미 획득한 UE는 획득한 TA 지시가 없다고 가정하고 D2D 과정의 특정 과정 또는 전체 .과정을 수행할 수 있다.
[165] 특히， eNB에 연결된 UE가 TA 지시에 따라서 D2D통신을 수행하는 경우， 상향링크 서브프레임의 동기는 D2C)통신과 eNB-UE 링크에서 동일하게 유지된다. 따라서， eNB-UE 링크에 대한 D2D 통신의 영향이 최소화될 수 있다. 즉, 특정 서브프레임을 D2D통신에 사용한다면, 상기 특정 서브프레임의 경계와 동일한 서브프레임의 경계를 유지하는 인접 서브프레임을 eNB-UE 링크로 활용할 수 있다.
[166] 한편， D2D통신을 위해 UE는 상향링크 자원에서 신호 송신 동작과 신호 수신 동작을 수행해야 한다. 일반적으로 단말이 송신 동작을 수행하다가 수신 동작으로 전환하는 경우， 회로의 안정화를 위해 일정한 시간이 소요되므로 일체의 통신이 불가능한 시간 영역이 존재한다. 반대로， 수신 동작에서 송신 동작으로 전환하는 경우에도 일체의 통신이 불가능한 시간 영역이 존재한다.
이하, 동작의 전환으로 인하여 통신이 불가능한 영역을 보호 구간 (Guard
Interval )이라고 지칭한다. 상기 보호 구간의 길이는 일반적으로 대략 수 내지 수십 us에 해당한다.
[167] 도 11은 본 발명의 실시예에 따른 D2D 동작이 수행되는 서브프레임을 예시하는 도면이다.
[168] 도 11에서는 LTE의 일반 CP인 경우를 가정하여 서브프레임 당 14개의 심볼이 존재하고 하나의 심볼의 길이는 1000/14 us로 약 71 us에 해당한다.
[169] 특히 도 11의 경우 TA를 사용하지 않는 것으로 가정하여 해당 UE에 0의 TA 값이 인가된 것으로 본다. 앞서 설명한 바에 의하면， 디스커버리 과정이 이에 해당된다. 도 11을 참조하면， 서브프레임 n이 D2D통신올 위해 할당되고 D2D동작 (통신?)은 하향링크 서브프레임과 동일한 서브프레임 경계 및 심볼 타이밍 (t iming)을 가지고 수행된다. 또한， 이 경우 symbol #0와 symbol #13에 보호 구간이 존재하므로， 해당 심볼 전체를 사용하는 것이 불가능하다. 따라서， UE가 서브프레임 n에서 온전하게 사용할 수 있는 심볼은 12개로 제한된다. [170] 한편， 도 11의 보호 구간의 일부 또는 전부는 D2D 신호를 송신하는
UE에게는 나타나지 않을 수 있다. 이는 D2D 신호를 송신하는 송신 UE는 D2D 서브프레임 전후의 서브프레임에서도 eNB로의 광대역 통신망 (Wide Area
Networks , WAN) 상향링크 신호를 송신하고 있어 별도의 송수신 동작 전환이 불필요하기 때문이다. 따라서 송신 UE들은 보호 구간 동안에도 특정한 신호를 송신하고 있을 수 있다. 이는 곧， 수신 UE는 송신 UE가 송신한 신호 중 수신 UE 관점에서 보호 구간에 포함되는 일부 신호를 수신할 수 없음을 의미한다.
[171] 앞서 설명한 바와 같은 제한을 완화하기 위하여， 본 발명에서는 아래의 방법을 제안한다.
[172] 방법 1 ： 서브프레임의 시작시점의 조정
[173] 이하， D2D서브프레임의 시작 시점을 조정하여 가용 심볼의 개수를 늘리는 방법을 설명한다. 여기서 특정 심볼이 D2D에 사용될 수 있다고 함은， D2D 송신 UE가 해당 심블을 D2D신호 송신에 사용할 수 있음을 의미할 수도 있고 또는 D2D 수신 UE가 해당 심볼을 D2D신호 수신에 사용할 수 있음을 의미할 수도 있다.
[174] 도 12 및 도 13은 본 발명의 실시예에 따른 D2D동작의 시작 시점올 설명하기 위한 도면이다.
[175] 도 12 또는 도 13에 나타난 바와 같이， UE는 D2D서브프레임의 경계를 하향링크 서브프레임의 경계로부터 일정 간격만큼 조정할 수 있다. 도 12 에서는, D2D서브프레임의 시작 시점을 보호 구간 1이 종료되는 시점으로 이동시켜 심볼 #0을 사용할 수 있도록 하였다. 여기서， 상기 D2D서브프레임의 시작 시점이 이동하는 시간은 하나의 심볼 시간보다 작다. 그 결과ᅳ D2D서브프레임의 심볼 타이밍은 기존의 하향링크 서브프레임의 심볼 타이밍 또는 상향링크
서브프레임의 심볼 타이밍과 상이하다. 동일한 원리를 적용하여， 도 13에서는 D2D서브프레임의 심볼 #1이 시작하는 시점을 보호 구간 1이 종료되는 시점으로 이동시켜 심볼 #13을 사용할 수 있도록 구현할 수도 있다.
[176] 도 12 또는 도 13과 같은 동작을 수행하는 경우， 해당 UE에 인가된 TA가 작은 경우에는 UE는 하나의 심볼을 제외한 나머지 13개의 심볼을 사용할 수 있다. 그러나 해당 UE에 인가된 TA가 커지,는 경우에는 서브프레임 n+1의 시작 시점이 앞으로 이동하게 되어 가용한 심볼 개수가 즐어들게 된다. 도 12 및 도 13에 나타난 타이밍 마진 (Timing margin) 이하의 TA가 인가되는 경우에만
13개의 심볼을 사용할 수 있으며 인가된 TA가 타이밍 마진을 초과하는 경우에는 12개의 심볼을 사용할 수 있다. 여기서 타이밍 마진은 { (하나의 심볼 사간) 一 (두 보호 구간의 길이의 합) } 에 해당하는 값이다.
[177] 만약， 일반 CP를 사용하는 LTE시스템에서 각 보호 구간의 길이를 20 us로 가정하면 타이밍 마진은 약 71-20-20=31 us에 해당한다. 31us의 TA는 약 4.6km의 eNB와 UE 간의 거리에서 소요되는 왕복 지연 (round tr ip delay) 8
시간에 해당한다. 따라서， 일반 CP의 경우， 샐의 반경이 31 us 이하인 샐에서 UE는 항상 하나의 심볼을 제외한 나머지 심볼을사용할 수 있다고 가정하고 동작할 수 있다. 반면， 하나의 서브프레임에 12개의 심볼이 존재하는 확장 CP의 경우， 타이밍 마진은 약 83-20-20=43 us가 되고 이는 6.45 km의 왕복 지연 시간에 해당한다. 따라서 , 확장 CP의 경우, 샐의 반경이 43 us 이하인 셀에서 UE는 항상 하나의 심볼을 제외한 나머지 심볼을 사용할 수 있다고 가정하고 동작할 수 있다.
[178] 타이밍 마진 이하의 TA가 인가된 경우에는 UE는 하나의 심볼을 제외한 나머지 심볼을 사용하여 D2D 동작을 수행한다. 반면 타이밍 마진을 초과한 TA가 인가된 경우에는 두 개의 심볼을 제외한 나머지 심볼을 사용하여 D2D 동작을 수행할 수 있다. 또는 동작의 편의를 위해서 하나의 CP 길이 당 가용한 심볼의 개수를 고정할 수도 있다.
[179] 한편， CP의 길이에 따라서 하나의 D2D서브프레임에서 D2D통신을 위해 사용 가능한 심볼의 개수가 달라질 수 있다. 예를 들어， 최대의 TA 값이 31 us에서 43 us 사이에 존재한다고 가정한다면 일반 CP를 사용하는 경우에는 항상 두 개의 심볼은 사용할 수 없는 것으로 가정하고 12개의 심볼을 사용하도록 D2D를 수행한다. 반면， 확장 CP를 사용하는 경우에는 항상 하나의 심볼만을 사용할 수 없는 것으로 가정하고 11개의 심볼을사용하도록 D2D를 수행할 수 있다.
[180] 상기 설명한， 본 발명의 실시예를 적용함에 있어서， D2D 신호를 전송하기 이전에 프리앰블 (Preamble)이 전송될 수 있다. 상기 프리앰블은， D2D 송신 UE가 제어 정보 또는 데이터 정보를 전달하는 본격적인 D2D 신호를 전송하기 이전에， 별도의 목적으로 전송되는 신호를 의미한다. 구체적으로， D2D 송신 UE가 제어 정보 또는 데이터 정보를 전달하는 상기 본격적인 D2D 신호를 전송하기 이전에， 수신 UE의 수신 준비 동작을 위해 전송하는 신호일 수 있다. 여기서 , 본격적인 D2D 신호는 D2D 송신 UE가 제어 정보 또는 데이터 정보를 전달하는 D2D신호를 의미한다. 또한, 상기 수신 준비 동작은 시간 /주파수 동기를 포함한다.
[181] 일반적으로 상기 프리앰블은사전에 송수신 UE사이에 알려진 신호이다. 상기 프리앰블은, 상기 본격적인 신호 수신 이전에 수신 UE의 사전 준비 과정 (또는 수신 준비 과정)을 위해서 전송된다. 따라서， 전송 시간이 상기 사전 준비 과정에 층분하기만 하면， 적어도 하나의 OFDM 심볼에 해당하는 시간을 차지할 필요가 없다. 상기 사전 준비 과정은 시간 /주파수 동기 획득 또는 수신 증폭기의 이득 조절 등올 포함한다.
[182] 이하 프리앰블이 적용되는 경우, D2D 동작의 시작 시점을 조정하여 가용 심볼의 개수를 조절하는 방법을 설명한다.
[183] 도 14는 프리앰블이 적용된 경우， 본 발명의 실시예에 따른 D2D동작의 시작 시점을 설명하기 위한 도면이다. [184] 이 경우， 타이밍 마진 값은 { (하나의 심볼 시간) - (두 보호 구간의 길이 및 프리앰블의 길이의 합) } 에 해당하는 값이다. 따라서， 도 12에 비해서 타이밍 마진이 줄어들게 된다. 예를 들어， 프리앰블의 길이를 20us라 가정하면 일반 CP와 확장 CP의 경우에는 타이밍 마진이 각각 31us-20us=llus와 43us- 20us=23us가 된다. 이 경우에도 마찬가지로 타이밍 마진과 UE의 TA 값에 따라서 UE가 자신이 사용 가능한 심볼의 개수를 조절할 수도 있고 CP 길이에 따라서 사용 가능한 심볼의 개수가 정해질 수도 있다.
[185] 특징적으로 프리앰블의 길이가 일정 수준이 되면 일반 CP에서는 타이밍 마진이 거의 없어지게 되어서 항상 두 개의 심볼을 제외한 12개의 심볼을 사용하도톡 동작할 수 있다. 반면， 확장 CP의 경우에는 하나의 심볼만을 제외하고 12개의 심볼을 사용하도톡 동작할 수 있다. 도 14는 상이한 두 CP 길이에서의 타이밍 마진의 중간에 위치하는 값으로 TA가 주어진 경우에 해당하며， 그 결과 일반 CP에서는 마지막의 두 심볼이 사용 불가능한 반면 확장 CP에서는 마지막의 한 심볼만이 사용 불가능하다.
[186] 이하， TA를 사용하여 가용 심볼의 개수를 조절하는 방법을 설명한다.
[187] 도 15 및 도 16은 TA를 사용하는 경우， 본 발명의 실시예에 따른 D2D 동작의 시작 시점을 설명하기 위한 도면이다.
[188] 상기 TA에 관한 설명에 따르면， TA를 사용하는 경우는 D2D 동작 중 D2D 통신 과정에 해당될 수 있다. 이 상황에서는 도 15에서와 같이 송신 UE는 자신의 상향링크 서브프레임 경계를 기준으로 보호 구간 1이 경과한 시점부터 D2D 신호를 송신할 수 있다. 상기 신호는 송신 UE와 수신 UE 간 전파 지연만큼 경과한 시점에 수신 UE에게 도달하게 된다.
[189] 전파 지연되어 수신 UE에게 도달한 마지막 D2D신호가 보호 구간 2가 시작하기 이전에 존재할 수 있는지 여부는 도 16에서 나타난 바와 같이 타이밍 마진 값에 의해 결정된다. 여기서 타이밍 마진 값은 { (하나의 심볼 시간) - (두 보호 구간의 길이 및 프리앰블의 길이의 합) } 에 해당한다. 도 15에 따르면, CP 길이가 길수록 타이밍 마진이 길어지는 효과가 있다. 확장 CP의 경우 일반 CP인 경우에 비하여 타이밍 마진 값이 길다. 따라서 상기 설명한 경우에서와 마찬가지로 UE는 주어진 타이밍 마진을 고려하여 D2D서브프레임에서 가용한 심볼과 가용하지 않은 심볼을 구분하도록 동작할 수 있다.
[190] 한편 프리앰블의 길이는 전송 신호의 목적에 따라서 달라질 수 있다. 많은 수의 비트를 전송하는 D2D 통신 과정의 경우에는 많은 비트를 한번에 디코딩하는 동작이 상대적으로 복잡하므로 수신 UE는 하나의 서브프레임에서 오직 하나의 D2D 통신 신호만 검출하도록 동작할 수 있다. 이 경우 프리앰블을 사용하여 개별 송신기에 대한 보다 정교한 시간 /주파수 동기화를 시도할 수 있으며， 이를 위해서 D2D통신 과정에서는 보다 많은 시간을 프리앰블 전송에 할당하여 이러한 동기화 작업이 원활하도록 할 수 있다. [191] 반면 D2D 디스커버리 과정의 경우에는 해당 UE에 대한 기본적인 정보만을 제공하면 되므로 제한된 수의 비트의 전송만이 수행되는 것이 일반적이다. 그 결과 하나의 UE의 디스커버리 신호는 상대적으로 적은 양의 주파수
자원만으로도 층분하다. 따라서 자원 활용도를 높이기 위해서 하나의
서브프레임에서는 다수의 UE가 함께 디스커버리 신호를 전송하는 것이
바람직하다. 이는 곧 수신 UE가 하나의 서브프레임에서 다수의 UE의 디스커버리 신호를 함께 수신해야 함을 의미한다. 이 경우， 수신 UE가 개별 UE의
디스커버리 신호에 대하여 각각 시간 /주파수 동기화를 수행하기 위하여는 과도한 복잡도가 요구될 수 있다. ,
[192] 이에 대한 대안으로， 수신 UE는 여러 UE의 신호가 다중화 (mul t iplex)된 전체 신호에 대해서만 동기화를 수행 (예를 들어 , 개별 UE의 시간 /주파수의 평균치에 대해서 동기화를 수행하는 것으로 간주할 수 있음)하고, 개별 UE 신호와의 잔여 오차는 더 이상 추적하지 않도록 동작함으로써 UE의 구현을 단순화 할 수 있다. 이와 같이 D2D 디스커버리 신호의 수신 동작을 수행하면 프리앰블의 전송은 큰 필요가 없게 된다. 따라서， 프리앰블의 전송을 생략하거나 신호의 수신 전력을 파악하는 목적으로만 활용하기 위해서 프리 ¾블의 길이를 D2D 통신 과정의 경우에 비해 짧게 설정할 수 있다.
[193] 한편 가용한 심볼의 개수는 D2D신호 송수신이 네트워크 (또는 커버리지) 내부에서 일어나는지 외부에서 일어나는지 여부에 따라서 달라질 수도 있다. 도 16에서와 같이 서브프레임 n에서의 첫 번째 D2D 신호 심볼인 심볼 #0의 송신을 서브프레임 n-1의 종료 시점으로부터 하나의 심볼 시간이 경과하기 이전에 시작한다면 더 많은 타이밍 마진을 획득할 수 있어서 마지막에서 두 번째 심볼인 심볼 #12도 사용이 가능하게 되는 효과가 있다. 그러나 이러한 신호 전송 방식은 해당 서브프레임 n에서의 통상적인 UE— eNB 신호가사용하는 심볼 타이밍과 어긋나게 되어 부반송파간 간섭 ( inter-carr ier interference) 이 발생한다.
[194] 따라서 도 17과 같이 D2D 송수신 단말이 네트워크 내부에 있는지 또는 외부에 있는지 여부에 따라서 D2D 동작의 시작 시점 및 가용 심볼의 개수를 조절할 수 있다.
[195] UE-eNB신호와의 간섭 문제가 발생하지 않는 네트워크 외부의 D2D신호 송수신에서는 도 16에서와 같이 첫 번째 D2D 신호 심볼인 심볼 #0의 송신을 서브프레임 n-1의 종료 시점으로부터 하나의 심볼 시간이 경과하기 이전에 시작하는 동작을 사용함으로써 가용 심볼 개수를 늘일 수 있다.
[196] 반면 네트워크 내부에서는 UE-eNB 신호와 동일한 타이밍을 유지하기 위해서 첫 번째 D2D 신호 심볼인 심볼 #0의 송신을 서브프레임 n-1의 종료 시점부터 하나의 심볼 시간이 경과한 시점에 시작하도록 규정할 수 있다. 이는 곧 도 17과 같이 서브프레임 n에서의 심볼 타이밍을 UE-eNB 링크의 심볼 타이밍과 동일하게 설정한 상황에서 심볼 #1부터 본격적인 D2D 신호 (일예로, 프리앰블을 제외한 신호)를 송신하는 것으로 해석될 수도 있다.
[197] 이와 같은 동작의 수행은 단말 간 직접 통신의 경우로 제한되지 않으며， 기지국과 단말간의 송수신의 경우에도 적용될 수 있다. 예를 들어, 비허가 대역의 LTE 시스템에서 기지국과 단말 간송수신의 경우에 적용될 수 있다. 특히 상기 설명한 비허가 대역의 LTE 시스템에서 기지국은 단말로 프리앰블을 송신할 수 있다. 기존의 LTE 시스템에서는 단말은 참조신호를 주기적으로 측정하여 동기를 인식한다. 그러나, 비허가 대역의 LTE 시스템에서는 기지국은 해당 대역에서 지속적인 전송을 수행하지 않는다. 따라서, 신호를 송신하기 전에 프리 ¾블을 미리 전송하여 동기화 등을 수행할 수 있다.
[198] 한편, 앞서 설명한 바와 같이 비허가 대역 사용으로의 전환 또는 단말 간 직접 통신으로의 전환하는 경우에 일부 자원의 사용이 제한될 수 있다. 이하， 이와 같은 제한을 완화하기 위한 또 다른 방법올 제안한다. 단, 설명의 편의를 위해 기지국과 단말 간 통신을 가정하여 설명한다.
[199] 방법 2 ： 프리앰블의 길이의 조절
[200] 기지국이 단말로 프리앰블을 전송하는 경우에， 프리앰블을 통하여 수행하는 한 가지 중요한 동작은 수신 UE가 후행하는 신호의 수신 전력 크기를 파악하고， 파악한 수신 전력 크기에 맞추어 자신의 수신 회로， 특히 자동 이득 제어 (automat ic gain control , AGC)를 적절하게 조절함으로써 수신 신호가 적당한 크기로 수신 신호 처리 회로에 인가되도록 하는 동작이다. 일반적으로 상기 AGC의 동작을 위해서는 충분한 개수의 샘플 신호가 필요하다. 이는 프리 ¾블을 구성하는 샘플 신호의 수신 전력을 관찰하고 평균을 취하여 후행하는 신호의 수신 전력을 파악하기 위함이다.
[201] 그런데 하나의 OFDM (또는 SC-FDM) 신호 샘플의 길이는 해당 신호 송신 /수신에서 상정하는 시스템 대역폭에 의해서 달라지며， 시스템 대역폭이 클수록 하나의 신호 샘플의 길이는 반비례하여 줄어들게 된다. 즉, 샘플의 개수는 더 많아지게 된다. 따라서 안정적인 AGC 동작을 위해서 고정된 개수의 샘플이 프리앰블로 사용되어야 한다고 가정한다면， 시스템 대역폭이 큰 상황에서는 프리앰블이 차지하는 시간이 짧아도 무방하다. 이 경우， AGC를 위해 더 짧은 시간이 소요될 수 있다. 반면， 시스템 대역폭이 작은 경우에는 프리앰블이 긴 시간을 차지해야 층분한 숫자의 샘플 (또는 고정된 개수의 샘플)이 프리앰블에서 나타나게 된다. 이 경우, AGC를 위해 더 많은 시간이 소요될 수 있다.
[202] 여기서 신호 송신 /수신에서 상정한 대역폭은， 기지국과 UE가 특정 신호에 대하여 0FDM (혹은 SC— FDM) 변조 (modulat ion)/복조 (demodul at ion)를 수행할 때 사용하는 시스템 대역폭을 의미하며， 상기 시스템 대역폭에 속하는 부반송파 중 일부만을 사용하여 해당 신호가 전송될 수도 있다. 다른 의미로， 비록 신호가 차지하는 주파수 자원의 크기가 동일하다고 하더라도 (즉 동일한 개수의 부반송파를 사용하여 신호가 송신된다고 하더라도) 시스템 전체가사용하는 대역폭의 크기에 따라서 AGC를 동작하는 프리앰블의 길이가 달라질 수 있다.
[203] 따라서， 신호 송신 /수신에서 상정하는 시스템 대역폭에 따라서
프리앰블의 길이를 조절하여 AGC를 동작하는 시간 역시 조절할 수 있다. 즉， 시스템 대역폭에 따라서 프리앰블의 길이를 적응적으로 조절할 수 있다. 그 결과 시스템 대역폭이 클 경우에는 짧은 길이의 프리앰블을 전송하여， 서브프레밈 내에서 데이터를 빨리 전송할 수 있다.
[204] 방법 3 ： 샘플 단위의 널링
[205] 한편 도 11과 같은 경우에는 수신 UE (또는 기지국)가 통상적인 수신 신호 처리를 수행한다면 보호 구간을 포함하는 첫 번째 심볼 또는 마지막 심볼을 온전하게 사용하는 것은 불가능하지만， 적절한 처리를 통해서 해당 심볼의 부분만을, 활용할 수 있다.
[206] ί 예로 보호 구간에 포함되는 샘플 (sample)을 널링 (nul 1 ing)하여 (즉 0에 해당하는 신호가 수신되었다고 가정하고) 수신 신호를 처리할 수 있다. 즉, 상기 샘플에서 0에 해당하는 신호가 수신되었음올 가정하고 수신 신호를 처리할 수 있다. 이를 통해 보호 구간 상에서 발생하는 신호의 왜곡이 신호 처리 과정에서 제거되는 효과를 얻을 수 있다.
[207] 특징적으로， 송신 UE (또는 기지국)는 해당 심블 (첫 번째 심볼 또는 마지막 심볼)을 온전한 심볼로 간주하고 모든 샘플에서 신호를 송신하는 반면 신호를 수신하는 UE는 일정 샘플을 널링하는 형태로 나타날 수 있다. 반대로 UE가 해당 심볼 (첫 번째 심볼 또는 마지막 심볼)을 온전한 심볼로 간주하고 모든 샘플에서 신호를 송신하는 반면 신호를 수신하는 기지국은 일정 샘플을 널링하는 형태로 나타날 수 있다.
[208] 이 경우에도 신호를 수신하는 UE 또는 기지국 입장에서 보면ᅤ 보호 구간을 통한 송수신 동작 변환 이후에 AGC 동작을 위한 일련의 시간이 필요하게 된다. 또한, AGC 동작에 필요한 시간은 상기 설명한 바와 같이 신호
송신 /수신에서 상정한 시스템 대역폭에 따라 변화할 수 있다. 그 결과
서브프레임의 첫 번째 심볼 또는 마지막 심볼에서 널링되는 샘플의 개수는 일정하지만 시스템 대역폭이 넓은 경우에는 단위 시간 당 송신되는 샘플의 개수가 증가하기 때문에 수신 UE 또는 기지국의 입장에서 AGC 동작에 필요한 시간은 단축될 수 있다. 즉, AGC동작에 필요한 시간 역시 신호 송신 /수신에서 상정한 시스템 대역폭에 따라서 달라질 수 있다. 일 예로 시스템 대역폭이 작을수록 더 긴 시간 구간 내의 샘플이 널링되고, 그 결과로 더 적은 수의 샘플만이 신호 복조에 활용될 수 있다.
[209] 만약 프리앰블의 목적이 AGC의 동작만을 위한 것이라면 특정한 시퀀스 (sequence)를 전송하지 않고 통상적인 신호 (예를 들어 보호 구간이 없는 경우에 해당 심볼에서 전송될 신호)를 전송할 수도 있다. 이 경우 보호 구간이 송수신 동작사이의 전환을 위한 시간뿐만 아니라 AGC를 위한 시간 까지 포함하게 되므로 보호 구간의 길이가 신호 송신 /수신에서 상정한 시스템 대역폭에 따라 변화하는 형태로 나타날 수 있다.
[210] 한편 상기 설명한 동작에 따라서 첫 번째 심볼 및 /또는 마지막 심블의 일부 샘플이 널링된다면 해당 심볼은 수신 성능이 저하될 수 있다. 따라서 중요한 신호는 일부 샘플이 널링된 심볼을 피해서 맵핑 (mapping)되는 것이 바람직하다. 상기 중요한 신호의 일 예로 채널 추정에 사용되는 참조 신호 (Reference Signal )가 있다.
[211] 도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 CRS 패턴을 예시하는 도면이고 도 19는 본 발명의 다른 실시예에 따른 CRS 패턴을 예시하는 도면이다.
[212] 일 예로 신호 송수신에서 기존 3GPP LTE의 PDSCH에서 사용한 CRS를 기반으로 하는 송수신 동작을 적용한다면， 도 18과 같이 첫 번째 심볼에 맵핑되었던 기존의 CRS를 도 19와 같이 전체적으로 하나의 심볼만큼 이동하여 참조 신호의 일부 샘플이 널링되는 것을 방지할 수 있다. 이와 같이
서브프레임의 첫 번째 심볼 또는 마지막 심볼을 회피하여 참조 심볼을 맵핑하는 동작은 임의의 참조 심볼을 맵핑하는 경우에도 적용될 수 있다.
[213] 도 20은 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 장치의 블록 구성도를 예시한다.
[214] 도 20을 참조하면， 통신 장치 (200)는 프로세서 (210) , 메모리 (220)， RF 모들 (230)， 디스플레이 모듈 (240) 및 사용자 인터페이스 모들 (250)을 포함한다.
[215] 통신 장치 (200)는 설명의 편의를 위해 도시된 것으로서 일부 모들은 생략될 수 있다. 또한， 통신 장치 (200)는 필요한 모들을 더 포함할 수 있다. 또한， 통신 장치 (200)에서 일부 모들은 보다 세분화된 모들로 구분될 수 있다. 프로세서 (210)는 도면을 참조하여 예시한 본 발명의 실시예에 따른 동작을 수행하도록 구성된다. 구체적으로， 프로세서 (210)의 자세한 동작은 도 1 내지 도 32에 기재된 내용을 참조할 수 있다.
[216] 메모리 (220)는 프로세서 (210)에 연결되며 오퍼레이팅 시스템，
어플리케이션， 프로그램 코드, 데이터 등을 저장한다. RF 모들 (230)은
프로세서 (210)에 연결되며 기저대역 신호를 무선 신호를 변환하거나 무선신호를 기저대역 신호로 변환하는 기능을 수행한다. 이를 위해， RF 모들 (230)은 아날로그 변환， 증폭， 필터링 및 주파수 상향 변환 또는 이들의 역과정을 수행한다. 디스플레이 모들 (240)은 프로세서 (210)에 연결되며 다양한 정보를 디스플레이한다. 디스플레이 모들 (240)은 이로 제한되는 것은 아니지만
LCD(Liquid Crystal Display) , LED(Light Emitt ing Diode) , 0LED(0rganic Light Emi tt ing Diode)와 같은 잘 알려진 요소를 사용할 수 있다. 사용자 인터페이스 모들 (250)은 프로세서 (210)와 연결되며 키패드， 터치 스크린 등과 같은 잘 알려진 사용자 인터페이스의 조합으로 구성될 수 있다.
[217] 이상에서 설명된 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들이 소정 형태로 결합된 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려되어야 한다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한， 일부 구성요소들 및 /또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성하는 것도 가능하다. 본 발명의 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고， 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다. 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함시킬 수 있음은 자명하다.
[218] 본 발명에 따른 실시예는 다양한 수단 예를 들어， 하드웨어,
펌웨어 (f ir丽 are) , 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 circuits) , DSPsCdigital signal processors) , DSPDs(digi tal signal processing devices) , PLDs( programmable logic devices) , FPGAs(f ield programmable gate arrays) , 프로세서 , 콘트를러， 마이크로 콘트를러， 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.
[219] 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.
[220] 본 발명은 본 발명의 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서， 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고， 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
【산업상 이용가능성】
[221] 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 송신단이 수신단으로 신호를 송신하는 방법에 있어서,
프리앰블 (preambl e)을 송신하는 단계; 및
상기 신호를 송신하는 단계를 포함하고，
상기 프리앰블의 길이는 상기 무선 통신 시스템의 대역폭에 기반하여 결정되고,
상기 프리앰블은 상기 신호의 자동 이득 제어 (Automat i c Gain Cont rol )를 위해 사용되는 것을 특징으로 하는,
신호 송신 방법 .
【청구항 2】
제 1 항에 있어서,
상기 프리앰블은,
상기 신호가 송신되는 적어도 하나의 서브프레임에 포함된 심볼 중 첫 번째 심볼 또는 마지막 심볼에서 전송되는 것을 특징으로 하는,
신호 송신 방법 .
【청구항 3】
제 2 항에 있어서,
상기 첫 번째 심볼 또는 마지막 심볼의 소정 샘플은 상기 수신단에 의하여 널링 (Nu l l ing)되고,
상기 소정 샘플은 보호 구간 (Guard interval )에 포함되는 것을 특징으로 하는,
신호 송신 방법 .
【청구항 4】
제 1 항에 있어서,
상기 수신단으로 참조 신호를 송신하는 단계를 더 포함하고，
상기 참조 신호는 상기 첫 번째 심볼 또는 마지막 심볼을 제외한 나머지 심볼 중 하나 이상의 심볼에서 송신되는 것을 특징으로 하는,
신호 송신 방법 .
【청구항 5】
제 4 항에 있어서
상기 참조 신호는, /
셀 -특정 참조 신호 (CRS)를 포함하는 것을 특징으로 하는,
신호 송신 방법 .
【청구항 6] 무선 통신 시스템에서 수신단이 송신단으로부터 신호를 수신하는 방법에 있어서,
프리앰블 (preamble)을 수신하는 단계; 및
상기 신호를 수신하는 단계를 포함하고,
상기 프리앰블의 길이는 상기 무선 통신 시스템의 대역폭에 기반하여 결정되고,
상기 프리앰블은 상기 신호의 자등 이득 제어 (Automat ic Gain Control )를 위해 사용되는 것을 특징으로 하는，
신호 수신 방법 .
【청구항 7】
제 6 항에 있어서，
상기 프리앰블은,
상기 신호가 송신되는 적어도 하나의 서브프레임에 포함된 심볼 중 첫 번째 심볼 또는 마지막 심볼에서 전송되는 것을 특징으로 하는，
신호 수신 방법 .
【청구항 8】
제 7 항에 있어서
상기 송신단으로부터 신호를 수신하는 단계는，
상기 첫 번째 심볼 또는 마지막 심볼의 소정 샘플을 널링 (Nul l ing)하는 단계를 포함하고,
상기 소정 샘플은 보호 구간 (Guard interval )에 포함되는 것을 특징으로 하는，
신호 수산 방법 .
【청구항 9]
제 6 항에 있어서，
상기 송신단으로부터 참조 신호를 수신하는 단계를 더 포함하고， 상기 참조 신호는 상기 첫 번째 심볼 또는 마지막 심볼을 제외한 나머지 심볼 중 하나 이상의 심볼에서 송신되는 것을 특징으로 하는，
신호 수신 방법 .
【청구항 10】
무선 통신 시스템에서 송신단이 수신단으로 신호를 송신하는 방법에 있어서，
특정 서브프레임을 상기 신호의 송신을 위해 할당하는 단계;
상기 신호의 송신을 위한 타이밍 마진 (Timing Margin) 을 결정하는 단계 ; 상기 타이밍 마진 값에 기반하여 상기 특정 서브프레임의 가용 심볼 및 송신 시점을 결정하는 단계; 및 상기 송신 시점에 상기 가용 심볼을 통해 상기 신호를 송신하는 단계를 포함하는
신호 송신 방법ᅳ
【청구항 11】
제 10 항에 있어서，
상기 수신단에 인가된 타이밍 어드밴스 (Timing Advance)가 상기 타이밍 마진보다 큰 경우ᅳ 상기 가용 심볼은 상기 특정 서브프레임에서 2개의 심볼을 제외한 심볼들에 해당하고
상기 수신단에 인가된 타이밍 어드밴스가 상기 타이밍 마진보다 작은 경우 상기 가용 심볼은 상기 특정 서브프레임에서 1개의 심볼을 제외한 심볼에 해당하는,
신호 송신 방법 .
【청구항 12】
제 10 항에 있어서，
상기 타이밍 마진은
하나의 심볼 시간과 선행하는 서브프레임으로부터 상기 특정
서브프레임으로의 동작 전환을 위한 보호 구간 및 상기 특정 서브프레임으로부터 후행하는 서브프레임으로의 동작 전환을 위한 보호 구간 값의 합의 차이 값인， 신호 송신 방법ᅳ
【청구항 13】
제 10 항에 있어세
프리앰블 (preamble)을 송신하는 단계를 더 포함하고
상기 타이밍 마진은
하나의 심볼 시간과 선행하는 서브프레임으로부터 상기 특정
서브프레임으로의 동작 전환을 위한 보호 구간, 상기 특정 서브프레임으로부터 후행하는 서브프레임으로의 동작 전환을 위한 보호 구간 값 및 상기 프리앰블 값의 합의 차이 값인,
신호 송신 방법 .
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