WO2015065112A1 - 무선 통신 시스템에서 디스커버리 메시지를 전송하는 방법 및 이를 위한 장치 - Google Patents

무선 통신 시스템에서 디스커버리 메시지를 전송하는 방법 및 이를 위한 장치 Download PDF

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WO2015065112A1
WO2015065112A1 PCT/KR2014/010379 KR2014010379W WO2015065112A1 WO 2015065112 A1 WO2015065112 A1 WO 2015065112A1 KR 2014010379 W KR2014010379 W KR 2014010379W WO 2015065112 A1 WO2015065112 A1 WO 2015065112A1
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discovery resource
resource
terminal
transmission
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PCT/KR2014/010379
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김학성
홍종우
최성현
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엘지전자(주)
서울대학교산학협력단
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    • H04W8/00—Network data management
    • H04W8/005—Discovery of network devices, e.g. terminals

Definitions

  • the present invention relates to a wireless communication system, and more particularly, to a method and apparatus for supporting a discovery message in a wireless communication system supporting device to device communication. .
  • Mobile communication systems have been developed to provide voice services while ensuring user activity.
  • the mobile communication system has expanded not only voice but also data service, and the explosive increase in traffic causes a shortage of resources and users demand higher speed services. It is becoming.
  • An aspect of the present invention is a method for transmitting a discovery message in a wireless communication system supporting inter-terminal communication, wherein a terminal detects an energy detection interval set in a discovery resource pool Estimating an energy level in the terminal, determining, by the terminal, a discovery resource region of the terminal based on the estimated energy level, and discovery resources for the terminal to transmit a discovery message in the determined discovery resource region And selecting, by the terminal, transmitting the discovery message on the selected discovery resource.
  • the energy detection interval may be composed of one or more subframes or one or more symbol intervals.
  • the discovery resource may be selected by sensing only a portion of the discovery resource region among the discovery resource regions set for each of the plurality of time slots.
  • the sensing when sensing is started in one discovery resource region among the discovery resource regions set for each of the plurality of time slots, the sensing is performed.
  • the discovery resource may be selected in the next discovery resource region of the started discovery resource region.
  • discovery resources may be selectively sensed and selected, thereby enjoying a delay of the discovery procedure.
  • FIG. 1 shows a structure of a radio frame in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a resource grid for one downlink slot in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • FIG. 3 shows a downlink subframe structure in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • FIG. 4 illustrates an uplink subframe structure in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • FIG. 5 shows an example of a form in which PUCCH formats are mapped to a PUCCH region of an uplink physical resource block in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • FIG. 6 shows a structure of a CQI channel in the case of a normal CP in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • FIG. 7 shows a structure of an ACK / NACK channel in case of a normal CP in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • FIG. 8 illustrates an example of generating and transmitting five SC-FDMA symbols during one slot in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • 9 is a component carrier in a wireless communication system to which the present invention can be applied; An example of carrier aggregation is shown.
  • FIG. 10 shows an example of a subframe structure according to cross-carrier scheduling in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • FIG. 11 shows an example of transmission channel processing of an UL SCH in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • FIG. 12 shows an example of a signal processing procedure of an uplink shared channel which is a transport channel in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • FIG. 13 shows a configuration diagram of a general multiple input / output antenna (MIM). 14 illustrates a channel from a plurality of transmit antennas to one receive antenna.
  • MIM multiple input / output antenna
  • FIG. 15 illustrates a reference signal pattern embedded in a downlink resource block pair in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • FIG. 16 illustrates an uplink subframe including sounding reference signal symbols in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • FIG. 17 illustrates relay node resource partitioning in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • FIG. 18 is a diagram for conceptually explaining D2D communication in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • Ada 21 is a diagram illustrating an overview of the discovery process according to an embodiment of the present 'invention.
  • 22 is a diagram illustrating a method of transmitting a D2D discovery message according to an embodiment of the present invention.
  • 24 is a diagram illustrating a method for adaptively determining a discovery resource region in a time domain according to an embodiment of the present invention.
  • 25 is a diagram illustrating a repeated set energy detection sphere i between the time domain according to an embodiment of the present invention.
  • 29 is a diagram illustrating a method of determining a discovery resource region in a time domain when an energy detection section is repeatedly set in a time domain according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 30 is a block diagram of a wireless communication device according to one embodiment of the present invention.
  • a 'terminal' may be fixed or mobile, and may include a user equipment (UE), a mobile station (MS), a user terminal (UT), a mobile subscriber station (MSS), a subscriber station (SS), and an AMS.
  • UE user equipment
  • MS mobile station
  • UT user terminal
  • MSS mobile subscriber station
  • SS subscriber station
  • AMS Access Management Entity
  • WT Wireless Terminal
  • MTC Machine-Type Communication
  • M2M Machine-to-Machine
  • D2D Device-to-Device
  • Embodiments of the present invention may be supported by standard documents disclosed in at least one of the wireless access systems IEEE 802, 3GPP and 3GPP2 . have. That is, steps or parts which are not described 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 the present document can be described by the above standard document.
  • FIG. 1 shows a structure of a radio frame in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • Figure 1 (a) illustrates the structure of a type 1 radio frame.
  • a radio frame consists of 10 subframes.
  • One subframe consists of two slots in the time domain.
  • the time taken to transmit one subframe is TTI (transmission time interval).
  • 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 orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) symbols in the time domain and a plurality of resource blocks (RBs) in the frequency domain. Since 3GPP LTE uses OFDMA in downlink, OFDM The symbol is for representing one symbol period. An OFDM symbol can be referred to as one SC— FDMA symbol or symbol period.
  • a resource block is a resource allocation unit and includes a plurality of consecutive subcarriers in one slot.
  • Figure 1 (b) shows a frame structure (frame structure type 2)-. Type 2 radio frames consist of two half frames, each of which has five subframes, downlink pilot time slot (DwPTS), guard period (GP), and uplink pilot time slot (UpPTS). One subframe consists of two slots.
  • DwPTS downlink pilot time slot
  • GP guard period
  • UpPTS uplink pilot time slot
  • an uplink-downlink configuration is a rule indicating whether uplink and downlink are allocated (or reserved) for all subframes.
  • Table 1 shows the uplink-downlink configuration.
  • 'D' is a downlink transmission 'U' represents a subframe for uplink transmission
  • 'S' represents a special subframe consisting of three fields, DwPTS, GP, and UpPTS.
  • the uplink-downlink configuration may be classified into seven types, and positions and / or numbers of downlink subframes, special subframes, and uplink subframes are different for each configuration.
  • subframes 0 and 5 and DwPTS are sections for downlink transmission only.
  • the subframe immediately following the UpPTS and the subframe subframe is always an interval for uplink transmission.
  • the uplink-downlink configuration may be known to both the base station and the terminal as system information.
  • the base station may inform the terminal of the change of the uplink-downlink allocation state of the radio frame by transmitting only the index of the configuration information.
  • the configuration information is a kind of downlink control information and, like other scheduling information, uses a physical downlink control channel (PDCCH). It may be transmitted through the broadcast information, or may be commonly transmitted to all terminals in a cell through a broadcast channel as a broadcast information.
  • PDCCH physical downlink control channel
  • the structure of the radio frame is only one example, and the number of subcarriers included in the radio frame or the number of slots included in the subframe and the number of OFDM symbols included in the slot may be variously changed.
  • Serving cells may be configured through RRC parameters.
  • PhysCellld Is the cell's physical layer identifier and has an integer value from 0 to 503.
  • SCelllndex is a short identifier used to identify an S cell and has an integer value from 1 to 7.
  • ServCelllndex is a short identifier used to identify a serving cell (P-cell or S-cell) and has an integer value from 0 to 7.
  • a value of zero is applied to the PCell and SCelllndex is pre-assigned to apply to SCell. That is, the cell having the smallest cell ID (or cell index) in ServCelllndex becomes a P cell.
  • cross-carrier scheduling may be activated or deactivated UE-specifically and may be known for each UE semi-statically through higher layer signaling (eg, RRC signaling).
  • higher layer signaling eg, RRC signaling
  • the PUCCH resource linked to the data unit corresponding to one explicit NACK may also be reserved for transmitting signals of multiple ACK / NACKs.
  • a time resource region allocated to a specific terminal may be set to have periodicity. Then, the time-frequency resource allocation is completed by allocating a frequency resource region as needed. This allocation of frequency resource regions may be referred to as so-called activation.
  • activation This allocation of frequency resource regions.
  • Using the Ring Assignment Method since resource allocation is maintained for a period of time by one signaling, it is not necessary to repeatedly allocate resources, thereby enjoying signaling overhead.
  • the s ingle carrier property is broken. If there is a PUSCH transmission in the same subframe, uplink control information (UCI) information to be transmitted to the PUCCH is transmitted 1 together with data through the PUSCH in order to maintain a single carrier characteristic.
  • UCI uplink control information
  • the UL—SCH is delivered to a coding unit in the form of a data transmission block (TB) once every transmission time interval ( ⁇ ).
  • ⁇ 2 Of the transport block received from an upper layer bit, ⁇ 2, "3,., -.
  • the CRC parity bits (parity bit) A),, 2, 3, ⁇ are attached to . ⁇ - ⁇ (S i 20 ).
  • a is the size of the transmission block
  • L is a chat one of the parity bits.
  • the input bit CRC is attached is ⁇ 0 ' 01 ' 02 ' 03 '... Is the same as' 0 ⁇ 1 .
  • B represents the number of bits of the transport block including the CRC.
  • ⁇ ⁇ ' ⁇ ' ⁇ 2 '' " ⁇ ⁇ ⁇ — 1 is segmented into code blocks (CBs) according to the size of ⁇ , and a CRC is attached to the divided CBs.
  • CBs code blocks
  • the output bit of is equal to..., 2 '", 3 ' ⁇ '" — 1).
  • i is an encoded stream index and may have a value of 0, 1, or 2.
  • Each code block may be encoded by turbo coding, respectively.
  • control information when control information is transmitted in the PUSCH, channel coding is independently performed on the control information CQI / PMI, RI, and ACK / NACK (S126, S127, and S128). Since different coded symbols are allocated for transmission of each control information, each control information has a different coding rate.
  • the ACK / NACK information bit is composed of 1 bit or 2 bits
  • the ACK / NACK multiplexing is composed of 1 to 4 bits.
  • the multiplexed result of data and CQI / PMI is equal to 0 ⁇ '' ⁇ ⁇ '/ ' - ⁇ .
  • H denotes the total number of encoded bits allocated for UL—SCH data and CQI / PMI information to the ⁇ transport layers to which the transport block is mapped.
  • MIMO technology generally uses multiple transmit (Tx) antennas and multiple receive (Rx) antennas, away from those that typically use one transmit antenna and one receive antenna.
  • the MIMO technology is a technique for increasing capacity or individualizing performance by using a multi-input antenna at a transmitting end or a receiving end of a wireless communication system.
  • MIMO will be referred to as "multi-input / output antenna”.
  • the multi-input / output antenna technology does not rely on one antenna path to receive one total message, but collects a plurality of pieces of data received through several antennas to complete the complete data. -.
  • multiple input / output antenna technology can increase the data rate within a specific system range, and can also increase the system range through a specific data rate.
  • MIMO communication technology is a next-generation mobile communication technology that can be widely used in mobile communication terminals and repeaters, etc., and attracts attention as a technology that can overcome the transmission limit of other mobile communication depending on the limit situation due to the expansion of data communication.
  • MIMO multiple input / output antenna
  • . 13 is a configuration diagram of a general multiple input / output antenna (MIMO) communication system.
  • the transmission rate according to the increase in the channel transmission capacity may theoretically increase by multiplying the maximum rate (13 ⁇ 4 0 ) by the following rate increase rate () when one antenna is used.
  • the technique of the multi-input / output antennas such as this is a spatial diversity scheme that improves transmission reliability by using symbols that pass through various channel paths. It can be divided into spatial multiplexing methods which improve the performance. In addition, researches on how to appropriately combine these two methods to obtain the advantages of each are being studied in recent years.
  • the spatial diversity scheme there is a space-time block code sequence, a space-time trellis code sequence scheme using both diversity gain and coding gain.
  • the bit error rate improvement performance and the code generation freedom are excellent in the Tetris coding method, but the operation complexity is simple in space-time block code.
  • Such a spatial diversity gain can be obtained by an amount corresponding to a product (NT X NR) of the number of transmit antennas NT and the number of receive antennas NR.
  • FIG. An ⁇ ⁇ transmit antennas and N R receive antennas exist, as shown in 13.
  • the transmission signal if there are N T transmitting antennas as described above, the maximum transmittable information is ⁇ ⁇ , so this can be represented by the following vector.
  • the transmission power can be different in each of the transmission information S 2 , S NT , wherein when each transmission power is P 1 P 2 P NT , the transmission information adjusted transmission power is represented by the following vector Can be.
  • the information vector S whose transmission power is adjusted is then multiplied by the weight matrix W to constitute ⁇ ⁇ transmission signals X 2 ⁇ which are actually transmitted.
  • the weight matrix plays a role of appropriately distributing transmission information to each antenna according to a transmission channel situation.
  • Wij represents a weight between the i th transmit antenna and the j th transmission information
  • W represents the matrix.
  • W is called a weight matrix or a precoding matrix.
  • the above-described transmission signal (X) can be considered divided into the case of using the spatial diversity and the case of using the spatial multiplexing.
  • different signals are sent by multiplexing. Therefore, elements of the information vector s have different values, whereas spatial diversity allows the same signal to be sent through multiple channel paths. The elements of the information vector s will all have the same value.
  • the received signals are received signals of each antenna, Y2,. , y NR is represented by the vector y as follows.
  • each channel may be classified according to a transmit / receive antenna index, and a channel passing through the receive antenna i from the transmit antenna j will be denoted by. Note that the order of the indexes of the receiving antennas is that the index is first, and the indexer of the transmitting antenna is later.
  • These channels can be grouped together and displayed in vector and matrix form. An example of the vector display is described below.
  • a channel from the total N T transmit antennas to the reception antenna i may be expressed as follows.
  • Equation 7 In addition, from ⁇ ⁇ transmit antennas through a matrix representation as shown in Equation (7) . When all channels passing through two receiving antennas are represented, they may be represented as follows.
  • the actual channel passes through the channel matrix H as described above, followed by white horn-tone (AWGN:
  • n NR is expressed as a vector.
  • n (n i , n 2 , ---, n Nu
  • each of the multiple input / output antenna communication systems may be represented through the following relationship.
  • the number of rows and columns of the channel matrix H indicating the state of the channel is determined by the number of transmit and receive antennas.
  • the number of rows becomes equal to the number of receiving antennas 3 ⁇ 4 and the number of columns equals the number of transmitting antennas 3 ⁇ 4. That is, the channel matrix H becomes an N R XN R matrix.
  • the rank of a matrix is defined as the minimum number of rows or columns that are independent of each other.
  • the rank of the matrix cannot be greater than the number of rows or columns.
  • the tank rank (H) of the channel matrix H is limited as follows.
  • the tank can be defined as the number of non-eigen values among the eigen values. In a similar way, it can be defined as the number of nonzero singular values when a tank is SVD (singular value decomposition).
  • SVD singular value decomposition
  • 'tank' for MIMO transmission refers to the number of paths that can independently transmit a signal at a specific time point and a specific frequency resource
  • 'number of layers' refers to each path. Indicates the number of signal streams transmitted.
  • the transmitting end since the transmitting end transmits the number of layers corresponding to the number of tanks used for signal transmission, unless otherwise stated, the rank has the same meaning as the number of layers.
  • Reference Signal (RS) Reference Signal
  • the signal Since data is transmitted over a wireless channel in a wireless communication system, the signal may be distorted during transmission. In order to correctly receive the distorted signal at the receiving end, the distortion of the received signal must be corrected using the channel information. Mainly it uses a method of detecting the channel information using the distortion degree when they are transmitted over a signal transmission method and a beacon channel i know both the transmitting side and the receiving side group in order to detect the channel information.
  • the above-mentioned signal is called a pilot signal or a reference signal RS.
  • each transmit antenna When transmitting or receiving data using a multiple-input multiple-output antenna, it to is detected based channel state between the transmitting antenna and the receiving antenna to accurately incoming signals. Therefore, each transmit antenna must have a separate reference signal.
  • the downlink reference signal includes a common reference signal (CRS: common RS) shared by all terminals in one cell and a dedicated reference signal (DRS: dedicated RS) for only a specific terminal.
  • CRS common reference signal
  • DRS dedicated reference signal
  • Such reference signals may be used to provide information for demodulation and channel measurement.
  • the receiving side i.e., a terminal
  • the receiving side is, and measures the channel state from the CRS, CQI (Channel Quality Indicator), ⁇ (Precoding Matrix Index) and / or RI (Rank Indicator) transmitting an indicator associated with the same channel quality and the side (i.e. , Base station).
  • CRS is also called cell-specific RS.
  • a reference signal related to feedback of channel state information (CSI) may be defined as a CSI-RS.
  • the DRS may be transmitted through resource elements when data demodulation on the PDSCH is needed.
  • the UE may receive the presence or absence of a DRS through a higher layer and is valid only when a corresponding PDSCH is mapped.
  • the DRS may be referred to as a UE-specific RS or demodulation RS (DMRS).
  • FIG. 15 is mapped to a downlink resource block pair in a wireless communication system to which the present invention can be applied. The reference signal pattern is illustrated.
  • a downlink resource block pair may be represented by 1? Subcarriers in one subframe X frequency domain in a time domain in a unit in which a reference signal is mapped. That is, one resource block pair on the time axis (X axis) is a general cyclic prefix
  • '1', '2' and '3' means the location of the CRS, and resource elements described as 'D' means the location of the DRS. .
  • the CRS is used to estimate a channel of a physical antenna and is distributed in all frequency bands as a reference signal that can be commonly received by all terminals located in a cell.
  • CRS channel quality information is used to estimate a channel of a physical antenna and is distributed in all frequency bands as a reference signal that can be commonly received by all terminals located in a cell.
  • the CRS supports various antenna arrays in the D- ⁇ 3GPP LTE system (e.g., Release-8), which is defined in various formats depending on the antenna arrangement at the transmitting side (base station). It has three types of antenna arrangements: three single transmit antennas, two transmit antennas, and four transmit antennas. If the base station uses a single transmit antenna, a reference signal for a single antenna port is arranged. If a base station uses two transmit antennas, the reference signals for the two transmit antenna ports are time division multiplexing (TDM) and / or judging-number division de-middle-
  • TDM time division multiplexing
  • the reference signals for the two antenna ports are each assigned different time resources and / or different frequency resources to distinguish them.
  • reference signals for the four transmit antenna ports are arranged using the TDM and / or FDM scheme.
  • the channel information measured by the receiving end (terminal) of the downlink signal is transmitted by a single transmit antenna. Transmitted using transmission schemes such as new diversity, closed-loop spatial multiplexing, open-loop spatial multiplexing, or multi-user MIMO. Can be used to demodulate data.
  • the reference signal when multiple input / output antennas are supported, when a reference signal is transmitted from a specific antenna port, the reference signal is transmitted at a location of a resource element specified according to a pattern of the reference signal, and the resource element specified for another antenna port is It is not sent to the location. That is, reference signals between different antennas do not overlap each other.
  • mapping CRSs to resource blocks are defined as follows.
  • Equation 12 k and 1 represent a subcarrier index and a symbol index, respectively, and p represents an antenna port.
  • ⁇ is the OFDM seam in one downlink slot N
  • ⁇ represents the number of radio resources allocated to the downlink.
  • n s represents a slot index and 'represents a cell ID.
  • mod represents the modulo operation.
  • the position of the reference signal depends on the value of ⁇ ⁇ ' ⁇ in the frequency domain. Since ⁇ , "is dependent on the cell ID, the position of the reference signal has various frequency shift values depending on the cell.
  • the position of the CRS may be shifted in the frequency domain according to the cell in order to improve channel estimation performance through the CRS.
  • the reference signal When located at intervals of three subcarriers, reference signals in one cell are assigned to the 3k th subcarrier and reference signals in the other cell are assigned to the 3k + l th subcarrier. In terms of one antenna port, the reference signals are arranged at six resource element intervals in the frequency domain, and are separated at three resource element intervals from the reference signal assigned to another antenna port.
  • reference signals are arranged at constant intervals starting from symbol index 0 of each slot.
  • the time interval is defined differently depending on the cyclic prefix length.
  • the reference signal is equal to the symbol index 0 and
  • the reference signal is located at symbol index 0 block-3 in the slot.
  • the reference signal for the antenna port having the maximum value of two antenna ports is defined in one OFDM symbol.
  • the reference signals for reference signal antenna ports 0 and 1 are located at symbol indices 0 and 4 (symbol indices 0 and 3 for extended cyclic prefix) of slots, for The reference signal is located at the symbol index process of the slot.
  • the positions in the frequency domain of the reference signal for antenna ports 2 and 3 are interchanged in the second slot.
  • DRS is used to demodulate data. Precoding weights used for a specific terminal in multi-input / output antenna transmission are used without change to estimate the channel that is combined with the transmission channel transmitted from each transmission antenna when the terminal receives the reference signal. .
  • the 3GPP LTE system (e.g., Release-8) supports up to four transmit antennas, and a DRS for tank 1 beamforming is defined.
  • the DRS for rank 1 beamforming also indicates a reference signal for antenna port index 5.
  • Equation 13 shows a case of general cyclic transposition
  • Equation 14 shows a case of extended cyclic transposition
  • Equations 12 to 14 k and p represent subcarrier indexes and antenna ports, respectively. , n s; Denotes the number of RBs, the number of slot indices, and the number of cell IDs, respectively. The position of RS depends on the value in terms of frequency domain. In equation 13 and 14, k and 1 each denotes a subcarrier index and the symbol index, p represents an antenna port. Represents the resource block size in the frequency domain and is expressed as the number of subcarriers. Represents the number of physical resource blocks
  • ⁇ represents a frequency band of a resource block for PDSCH transmission.
  • ⁇ ⁇ represents a slot index and is a cell.
  • Indicates ED. mod stands for modulo operation.
  • the position of the reference signal depends on the value of v s "" ' t in the frequency domain. Since is dependent on the cell ID, the position of the reference signal has various frequency shift values according to the cell.
  • SRS Sounding Reference Signal
  • MCS Modulation and Coding Scheme
  • start-up functions include initial Modulation and Coding Scheme (MCS), initial power control for data transmission, timing advance and frequency semi-selective scheduling. May be included.
  • MCS Modulation and Coding Scheme
  • frequency semi-selective scheduling selectively allocates a frequency resource to the first slot of a subframe, and hops to allocate a frequency resource pseudo-randomly to another frequency in the second slot.
  • the SRS may be used to measure downlink channel quality under the assumption that the radio channels between the uplink and the downlink are mutual. This assumption is particularly valid in time division duplex (TDD) systems where uplink and downlink share the same frequency spectrum and are separated in the time domain.
  • TDD time division duplex
  • Subframes of the SRS transmitted by any terminal in the cell may be represented by a cell-specific broadcast signal. 4-bit cell-specific
  • 1 srsSubf rameConf iguration 'parameter indicates an array of 15 possible subframes through which the SRS can be transmitted through each radio frame.
  • the 16th arrangement of these switches completely switches off the SRS in the cell, which is mainly suitable for a serving cell serving high-speed terminals.
  • FIG. 16 illustrates an uplink subframe including a sounding reference signal symbol in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • the SRS is always transmitted on the last SC-FDMA symbol on the arranged subframe.
  • the SRS and DMRS are located in different SC-FDMA symbols.
  • PUSCH data transmissions are not allowed in certain SC-FDMA symbols for SRS transmissions, resulting in sounding overhead even when the sounding overhead is the highest, that is, even when all subframes contain SRS symbols. Does not exceed about 7%.
  • Each SRS symbol is generated by a basic sequence (a random sequence or a set of sequences based on Zadoff-Ch (ZC)) for a given time unit and frequency band, and all terminals in the same cell use the same basic sequence.
  • SRS transmissions from a plurality of terminals in the same cell at the same frequency band and at the same time are orthogonal to each other by different cyclic shifts of the basic sequence, and are distinguished from each other. .
  • Different cells by assigning different base sequences to each cell SRS sequences from can be distinguished, but orthogonality between different base sequences is not guaranteed.
  • CoMP transmission has been proposed to improve system performance.
  • CoMP is also called co-MIMO, collaborative MIMO, and network MIMO.
  • CoMP is expected to improve the performance of the terminal located at the cell boundary, and improve the efficiency (throughput) of the average cell (sector).
  • inter-cell interference decreases the performance and average cell (sector) efficiency of a terminal located at a cell boundary in a multi-cell environment having a frequency index of 1 time-paper.
  • a simple passive method such as fractional frequency reuse (FFR) is used in LTE systems where terminals located at cell boundaries in an interference-limited environment have adequate performance efficiency. This was applied.
  • FFR fractional frequency reuse
  • a method of reusing inter-cell interference or mitigating inter-cell interference as a desired signal should be more advantageous.
  • a coMP transmission scheme may be applied.
  • CoMP method that can be applied to the downlink can be classified into JP (Joint Processing) and CS / CB (Coordinated Scheduling / Beamf orming).
  • CoMP unit means a set of base stations used in the CoMP scheme.
  • the JP method can be classified into a j oint transmission method and a dynamic cell selection method.
  • the associated transmission scheme refers to a scheme in which signals are simultaneously transmitted through a PDSCH from a plurality of points, which are all or part of a CoMP unit. That is, data transmitted to a single terminal can be transmitted simultaneously from a plurality of transmission points.
  • the quality of a signal transmitted to a terminal can be improved regardless of whether coherently or non-coherently, and actively remove interference with another terminal. There is-.
  • the dynamic cell selection method refers to a method in which a signal is transmitted through a PDSCH from a single point in a CoMP unit. That is, data transmitted to a single terminal at a specific time is transmitted from a single point, and does not transmit data to a single terminal at other points in the CoMP unit.
  • the point for transmitting data to the terminal may be dynamically selected.
  • the CoMP unit performs beamforming in cooperation for data transmission to a single terminal. That is, the user scheduling / beamforming, which transmits data from the serving cell to the terminal, may be determined through cooperation between a plurality of cells in the CoMP unit.
  • CoMP reception means receiving a signal transmitted by cooperation between a plurality of geographically separated points.
  • the CoMP method may be classified into a Joint Reception (JR) method and a Coordinated Scheduling / Beamforming (CS / CB) method.
  • JR Joint Reception
  • CS / CB Coordinated Scheduling / Beamforming
  • the JR method refers to a method in which a plurality of points, which are all or part of CoMP units, receive a signal transmitted through a PDSCH.
  • the CS / CB scheme receives a signal transmitted through the PDSCH only at a single point, but user scheduling / beamforming may be determined through cooperation between a plurality of cells in a CoMP unit.
  • Relay Node (RN) Relay Node
  • the relay node transmits data transmitted and received between the base station and the terminal through two different links (backhaul link and access link).
  • the base station may comprise a donor cell.
  • the relay node is wirelessly connected to the radio access network through the donor cell.
  • the band (or spectrum) of the relay node the case in which the backhaul link operates in the same frequency band as the access link is called 'in-band', and the backhaul link and the access link are different.
  • the case of operating in the frequency band is called 'out-band'.
  • terminals operating according to existing LTE systems eg, Release-8) (hereinafter referred to as legacy terminals) must be able to access the donor cell.
  • the relay node may be a transparent relay node or a non-transparent relay node. Can be classified as a node.
  • a transparent means a case where a terminal does not recognize whether or not it communicates with a network through a relay node
  • a non-transient means a case where a terminal recognizes whether or not a terminal communicates with a network through a relay node.
  • the relay node may be divided into a relay node configured as part of a donor cell or a relay node controlling a cell by itself.
  • a relay node configured as part of the donor cell may have a relay node identifier (relay ID), but does not have its own cell identity.
  • relay ID relay node identifier
  • the relay node When at least a part of RRM (Radio Resource Management) is controlled by the base station to which the donor cell belongs, the relay node is configured as part of the donor cell even though the remaining parts of the RRM are located in the relay node.
  • a relay node can support the legacy terminal.
  • smart repeaters, decode-and-forward relay nodes, various types of L2 (layer 2) relay nodes, and type-2 relay nodes fall into this relay node. .
  • the Type-1 relay node is seen as a legacy base station (base station operating in accordance with the LTE Release-8 system). That is, backward compatibility.
  • the type-1 relay node may be seen as a base station different from the legacy base station, thereby providing a performance improvement.
  • the type-la relay node has the same characteristics as the type-1 relay node described above in addition to operating out band.
  • the operation of the type-la relay node may be configured to have minimal or no impact on L1 (first layer) operation.
  • Type-2 relay nodes are in-band relay nodes that are based on a separate physical cell ID. No new cell is formed. The type-2 relay node is transparent to the legacy terminal, and the legacy terminal is not aware of the existence of the type-2 relay node. A type-2 relay node may transmit a PDSCH, but not at least CRS and PDCCH.
  • Backhaul link multiplexing in FDD backhaul downlink transmission is performed in the downlink frequency band, and backhaul uplink transmission is performed in the uplink frequency band. And a downlink subframe of the relay node, and backhaul uplink transmission may be performed in an uplink subframe of the base station-relay node.
  • signal interference may occur at the receiving end of the relay node by a signal transmitted from the transmitting end of the relay node. That is, signal interference or RF jamming may occur at the RF front end of the relay node. Similarly, signal interference may also occur when backhaul uplink transmission to a base station and access uplink reception from a terminal are simultaneously performed in the same frequency band.
  • Relay node non-listening interval means the relay node backhaul downlink It means a period for transmitting the access downlink signal without receiving a signal. This interval may be set to 1, 2 or 3 OFDM lengths as described above.
  • the relay node may perform access downlink transmission to the terminal and receive a backhaul downlink from the base station in the remaining areas. At this time, since the relay node cannot simultaneously transmit and receive in the same frequency band, it takes time for the relay node to switch from the transmission mode to the reception mode.
  • a scheme in which the transmitting end and the receiving end share a codebook including various precoding matrices in advance, and a method of feeding back only an index indicating a specific precoding matrix in the corresponding codebook may be used.
  • the base station uses this information to MU-MIMO another UE that prefers ⁇ - ⁇ and BCPM (best companion precoding matrix (BCPM): precoding matrix corresponding to BCPMI) precodin.
  • BCPM best companion precoding matrix
  • BCPMI feedback is classified into two types, explicit feedback and implicit feedback, depending on the presence of feedback payload.
  • PMI 3
  • BCPMI 0, 1, 2
  • PMI and BCPMI represent the index of the 4x1 vector codeword in the codebook.
  • Implicit PMC is that there is no additional feedback overhead since the desired PMC and BCPMI set are mapped to 1: 1.
  • PM precoding matrix (PM: PMI) quantization error
  • the BCPM dependent thereon may also have an optimal interference cancellation beam direction and error.
  • all three BCPMs represent an interference beam (ideal interference beam) that completely eliminates interference, but if there is an error, each BCPM generates a difference between the ideal interference beam and the ideal of each BCPM. The difference from the interference beam is the same on average, but may be different at certain moments.
  • BCPMI 0, 1, 2 may be effective in canceling the interference signal, and the base station that does not know the relative error of BCPMI 0, 1, 2 is the ideal interference beam and the largest error BCPMI 2 It is possible to communicate in a state where strong interference exists between co-scheduled UEs by designating a beam as an interference signal beam.
  • D2D communication is a term used to refer to communication between things or things intelligent communication, but D2D communication in the present invention is a simple device equipped with a communication function, as well as a smart phone or a personal computer It may include all communication between various types of devices having a communication function.
  • 19A illustrates an example of Out-of-Coverage Network ⁇ 1 ni-rio of D2D communication.
  • the out-of-coverage network scenario refers to performing D2D communication between D2D terminals without control of a base station.
  • FIG. 19B it can be seen that UE1 located within network coverage and UE2 located outside network coverage communicate.
  • FIG. 19C illustrates an example of an In-Coverage-Single-Cell scenario
  • FIG. 9D illustrates an example of an In—Cove rage-Multi-Cell scenario.
  • UE1 and UE2 are located within the same network coverage (or cell). D2D communication is performed under the control of the base station.
  • D2D communication may operate in the scenario shown in FIG. 19, but may generally operate within network coverage and out-of-network coverage.
  • a link used for D2D communication (direct communication between terminals) may be referred to as a D2D link, a direct link, or a sidelink, but is referred to as a side link for convenience of description. Commonly explained.
  • Sidelink transmission can operate in the uplink spectrum in case of FDD and in an uplink (or downlink) subframe in case of TDD.
  • TDM Time Divis ion Multiplexing
  • Side link transmission and uplink transmission do not occur simultaneously.
  • Side link transmission does not occur in an uplink subframe used for uplink transmission or in a side link subframe that partially or entirely overlaps with UpPTS.
  • the transmission and reception of the side link also do not occur simultaneously.
  • the structure of a physical resource used for sidelink transmission is that of an uplink physical resource. May be used equally. However, the last symbol of the side link subframe consists of a guard period and is not used for side link transmission.
  • D2D communication can be broadly classified into discovery, direct communication, and synchronization.
  • D2D discovery may be applied within network coverage. (Including Inter-cell, Intra-cell). Both synchronous or asynchronous cell placement in inter-cell discovery can be considered. D2D discovery may be used for various commercial purposes such as advertising, coupon issuance, and friend search for the UE in the proximity area.
  • a physical sidelink discovery channel may be defined as a channel for transmitting a discovery message.
  • the structure of the PSDCH channel may reuse the PUSCH structure.
  • Type 1 and Type 2 Two types of types (Type 1 and Type 2) may be used as a resource allocation method for D2D discovery.
  • the eNB may allocate resources for discovery message transmission in a non-UE specific manner.
  • a discovery source-one pool for discovery transmission may be set by the eNB and inform the UE by using RRC signaling (eg, System Information Block (SIB)).
  • RRC signaling eg, System Information Block (SIB)
  • a discovery resource pool allocated for discovery in one discovery period may be multiplexed with TDM and / or FDM as a time-frequency resource block having the same size, and may include a time-frequency resource block having the same size. It may be referred to as a 'discovery resource'.
  • the discovery resource may be used for transmission of discovery MAC PDU by one UE . Transmission of a MAC PDU transmitted by one UE may be repeated (eg, four times) in a discovery period (ie, radio resource pool) continuously or noncontiguous in a continuous manner. have. The UE randomly selects a first discovery resource from a discovery resource set that can be used for repeated transmission of the MAC PDU, and other discovery resources may be determined in relation to the first discovery resource.
  • Type 2 resources for discovery message transmission are allocated to be UE specific.
  • Type 2 is further subdivided into Type 2A and Type 2B.
  • Type 2A is a method in which an eNB allocates resources to each instance of a discovery message within a discovery period.
  • 2B is a method of allocating resources in a semi-persistent manner.
  • the RRC_CONNECTED RS requests the allocation of resources for transmission of the D2D discovery message to the eNB through RRC signaling.
  • the eNB may allocate resources through RRC signaling.
  • the UE transitions to the RRC_IDLE state or when the eNB withdraws resource allocation via RRC signaling, the UE is most recently Releases the transmission resource allocated to.
  • radio resources are allocated by RRC signaling, and activation / deactivation of radio resources allocated by PDCCH may be determined.
  • the radio resource pool for receiving the discovery message may be set by the eN B and inform the RS using RRC signaling (eg, a system information block (SIB)).
  • RRC signaling eg, a system information block (SIB)
  • the UE monitors both the discovery resource pools of Type 1 and Type 2 described above for receiving discovery messages.
  • the coverage area of D2D direct communication includes network edge-of-coverage as well as in-coverage, out-of-coverage.
  • D2D direct communication can be used for purposes such as PS (Public Safety).
  • UE 1 When UE 1 has a role of direct communication data transmission, UE 1 transmits direct communication data, and UE 2 receives direct communication data. The transmission and reception roles of UE 1 and UE 2 may be changed. The direct communication transmission from UE 1 may be received by one or more UE (s), such as of UE 2.
  • UE UE
  • D2D discovery and D2D communication may be independently defined without being associated with each other. That is, D2D discovery is not required for groupcast and broadcast direct communication. As such, when D2D direct communication is defined independently, UEs do not need to be aware of neighboring UEs. again In other words, for groupcast and broadcast direct communication, it does not require all receiving UEs in the group to be in close proximity to each other.
  • PSSCH Physical Sidelink Shared Channel
  • SA scheduling approval for the direct communication data
  • SA scheduling assignment
  • PSCCH Physical Sidelink Control Channel
  • PSSCH and PSCCH may reuse the PUSCH structure.
  • Mode 1 and mode 2 may be used for a resource allocation method for direct D2D communication.
  • Mode 1 refers to a scheme in which an eNB schedules a resource used by a UE to transmit data or control information for D2D direct communication. Mode 1 is applied in in-coverage.
  • the transmitting UE requests transmission resources from the eNB, and the eNB schedules resources for transmission of control information and D2D direct communication data. That is, in the case of mode 1, the transmitting UE To perform direct communication, it must be in RRC—CONNECTED state.
  • the transmission protocol sends a scheduling request to the eNB, and then a BSR (Buffer Status Report) procedure is performed so that the eNB can determine the amount of resources requested by the transmission protocol.
  • BSR Buffer Status Report
  • Receiving UEs can monitor the control information pool and decode the D2D data transmission associated with the control information by decoding the control information associated with it.
  • the receiving UE may not decode the D2D data pool according to the control information decoding result.
  • Mode 2 refers to a method in which a UE arbitrarily selects a specific resource from a resource pool to transmit data or control information for D2D direct communication.
  • Mode 27 applies in out-of-one coverage and / or edge-of-coverage.
  • control information is transmitted by the broadcasting UE.
  • the control information explicitly specifies the location of the resource for data reception in relation to the physical channel (ie, PSSCH) that carries the D2D direct communication data. And / or implicitly (implicit) indicates.
  • the D2D synchronization signal (or side link synchronization signal) may be used for the UE to obtain time-frequency synchronization.
  • new signals and procedures for establishing synchronization between UEs may be defined.
  • a UE that periodically transmits a D2D synchronization signal may be referred to as a D2D synchronization source.
  • the D2D synchronization source is an eNB
  • the structure of the transmitted D2D synchronization signal may be the same as that of the PSS / SSS. If the D2D synchronization source is not an eNB (eg, UE or Global Navigation Satellite System (GNSS), etc.), the structure of the D2D synchronization signal transmitted may be newly defined.
  • GNSS Global Navigation Satellite System
  • the D2D synchronization signal is transmitted periodically with a period not less than 40ms.
  • Each terminal may have multiple physical layer side link synchronization identifiers.
  • the D2D synchronization signal includes a primary D2D synchronization signal (or primary side link synchronization signal) and a secondary D2D synchronization signal (or secondary side link synchronization signal).
  • the UE Before transmitting the D2D synchronization signal, the UE may first team-color the D2D synchronization source. When the D2D synchronization source is found, the UE may acquire time-frequency synchronization through the D2D synchronization signal received from the found D2D synchronization source. The UE may transmit a D2D synchronization signal.
  • a discovery subframe (ie, discovery resource pool ') 2001 is fixedly (or exclusively) allocated for discovery among all uplink frequency-time resources.
  • the remaining area consists of the existing LTE uplink wide area network (WAN) subframe area (2003).
  • the discovery resource pool may consist of one or more subframes.
  • the discovery resource pool may be periodically allocated at a predetermined time interval (ie, a 'discovery period'). In addition, the discovery resource pool may be repeatedly set within one di discovery period.
  • a discovery resource pool is allocated with a discovery period of 10 sec, and each discovery resource pool is an example in which 64 consecutive subframes are allocated.
  • the size of the discovery period and the number of resources of the discovery ⁇ " circle — is not limited thereto.
  • the UE selects itself a resource for transmitting its discovery message (ie, 'discovery resource') in the discovery pool allocated to ⁇ and transmits the discovery message through the selected resource. This will be described with reference to FIG. 21 below.
  • . 21 is a diagram briefly illustrating a discovery process according to an embodiment of the present invention. to be.
  • the discovery scheme is largely classified into a resource sensing (S2101) for transmitting a discovery message, a resource selection for transmitting a discovery message (S2103), a transmission and reception of a discovery message (S2105), and the like 3 It consists of a step procedure.
  • the discovery resource may be composed of one or more resource blocks having the same size, and may be multiplexed with TDM and / or FDM in the discovery resource pool.
  • the reason why the UE selects a low energy level resource as a discovery resource is low. This is because the resource may be interpreted to mean that UEs do not use much of the same D2D discovery resources in the case of an energy level resource. That is, this proves that there are not many UEs that perform the D2D discovery procedure causing interference in the surroundings. Therefore, when selecting a resource having such a low energy level, there is a high probability that interference is small when transmitting a discovery message.
  • the reason for randomly selecting a discovery resource in a predetermined range (that is, in the lower X) without selecting a resource having the lowest energy level is that when a resource having the lowest energy level is selected, a plurality of terminals simultaneously share the same resource. This is because there is a possibility of selecting a resource corresponding to a low energy level. That is, by selecting a resource corresponding to the same lowest energy level, much interference may be caused. Therefore, it is desirable to select randomly within a defined range (ie, constitute a candidate pool of selectable resources).
  • the range of the energy level can be set variably according to the design of the D2D system.
  • the discovery message is periodically transmitted and received according to a random resource hopping pattern.
  • This D2D discovery procedure can be performed not only in the RRC—CONNECTED state where the UE is connected to the eNB, but also in the RRC ⁇ IDLE state without the eNB. Is done.
  • all UEs sensing all resources i.e. discovery resource pool
  • a certain range for example, within the lower x%).
  • the above method has a disadvantage in that all resources currently used by all UEs for the D2D discovery as well as the UEs near the user are collectively received regardless of the distribution or resource usage of nearby terminals. That is, since all UEs randomly select a discovery resource, since each UE does not know where to send a discovery message, all UEs detect and detect the presence or absence of signals on the resource over the entire band and for a given time. There is a drawback-you have to try to detect.
  • the received energy level according to resource usage is relative, not absolute. For example, the concept of selecting the lower 5% is unique to every UE, and each other is a relative concept. If there are very many nearby UEs, interference may occur even if selected within less than 1%, but there are few nearby UEs. In some cases, interference may not occur even if the energy level is selected above 20%.
  • the energy level for decentralized resource selection of UEs is a broad concept and is used for discovery resource selection. It is not important to select within the lower%, but actually, how many UEs exist near the current UE and use the discovery resource. It is important to know.
  • resource selection for discovery is to properly select resources not currently used near the UE through resource selection with low energy level. As a result, as many UEs as possible receive the discovery message broadcast during the discovery process and discover many UEs.
  • UEs may start discovery sensing at a time when there are many UEs around me over time, or vice versa.
  • the energy level of D2D discovery may vary according to the time of discovery and the distribution of neighboring UEs.
  • all UEs collectively receive the entire D2D discovery resource pool and sensing the entire discovery resource pool is inefficient.
  • the present invention proposes an adaptive energy level based sensing technique to solve the problem of sensing the entire discovery resource. That is, a method of adaptively determining a specific resource region to be sensed in the D2D discovery resource pool based on the energy level detected in a predetermined energy detection interval and selecting a discovery resource in the specific region is proposed.
  • Suggest. 22 is a diagram illustrating a method of transmitting a D2D discovery message according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 22, the UE calculates (ie, estimates) an energy level in an energy detection interval (S2201).
  • the energy detection section may be set to one or more sub frame sections and may be set to one or more symbol sections.
  • a predetermined subframe (or symbol) section may be set as an energy detection section in the corresponding discovery po.
  • the energy detection interval may be set once in one discovery period or may be set more than and repeated in one discovery period.
  • a predetermined subframe (or symbol) section may be set as an energy detection section only in the first discovery resource pool among the plurality of discovery resource pools.
  • a predetermined subframe (or symbol) section of every discovery resource po may be set as an energy detection section.
  • a plurality of energy detection intervals in one discovery resource pool May be set.
  • the discovery resource po may be divided into a predetermined time interval, and a predetermined subframing (or symbol) interval may be set as an energy detection interval for each predetermined time.
  • a predetermined subframing (or symbol) interval may be set as an energy detection interval for each predetermined time.
  • every subframe node in the discovery resource pool—the first symbol interval (or a predetermined number of symbol intervals) may be set as an energy detection interval.
  • the UE determines a discovery resource region (ie, discovery resource sensing region) based on the energy level calculated (ie estimated) of one energy detection interval word (S2203).
  • the UE variably determines the discovery resource region according to the discovery resource usage of nearby nodes in the energy detection interval.
  • the discovery resource region senses a discovery message of neighboring UEs in order for the UE to select a discovery resource for use by the UE, and means a candidate region for UE to select a discovery resource.
  • the discovery resource region refers to a resource region used by UEs grouped for discovery procedure for each group based on the energy level detected in the energy detection interval.
  • the discovery resource region may be determined by a combination of one or more regions of a frequency domain, a time domain, or a spatial domain. For example, when the uplink bandwidth is 10 MHz, the UE determines 10 MHz (or 44 RB) as a discovery resource region (ie, range) when the energy level is greater than or equal to a preset threshold according to the energy detection result. If 5 MHZ (or 22 RB) may be determined as a discovery resource region (ie, a range) if it is less than a preset threshold.
  • the UE determines the 64 subf rame as a discovery resource.region (ie, an interval) when the energy level is greater than or equal to a preset threshold according to the energy detection result. If it is less than the threshold value, 32 subframes may be determined as discovery resource regions (ie, intervals).
  • the UE adaptively determines the size of the discovery resource region according to the energy level, but may optionally determine the location of the discovery resource region.
  • the location of the discovery resource region may be arbitrarily determined by using an identifier of the UE.
  • the start position of the discovery resource region may be fixed in the time, frequency, or spatial domain. That is, the size of the discovery resource region may be variably determined according to the detected energy level, and may be started at a predetermined point of the frequency, time, or spatial domain. For example, when the discovery resource region is adaptively determined in the frequency domain, the location of the discovery resource region may be determined starting from a PRB index set in advance in the discovery resource po.
  • a method of selecting a discovery resource by receiving all OMHz according to a frequency and Optionally.
  • the selectable discovery resources are sufficiently large regardless of the range of the frequency to be sensed, and thus they vary according to the frequency sensing only the number of samples of the selectable discovery resources. In other words, the sensing of l OMHz only requires more discovery resources than the sensing of 5 MHz.
  • a high energy level means that there are many nearby UEs, and a low energy level means that there are few nearby UEs.
  • the discovery resource selection is not important, depending on the relative energy level, but how many UEs are actually transmitting discovery messages around the UE at the time of sensing.
  • the UE transmits a discovery message in the selected discovery resource (S2207).
  • a discovery message is periodically transmitted and received according to a random resource hopping pattern.
  • the UE may determine the discovery resource region based on the configuration information on the discovery resource region received from the base station and the energy level calculated by the UE.
  • the UE may further include receiving configuration information on the discovery resource region from the eNB.
  • the configuration information on the discovery resource region means information indicating a relationship (ie, mapping information) between the energy level calculated by the UE and the discovery resource region in the energy detection period.
  • it may be expressed by an equation or a rule for determining a discovery resource region based on the energy level calculated by ⁇ .
  • the discovery resource region may be determined by being divided (or divided) into a combination of one or more of the frequency domain, the time domain, or the spatial domain.
  • the configuration information on the discovery ⁇ " original region may indicate only the size of the discovery resource region mapped to the energy level calculated by the UE in the energy detection interval (that is, the frequency band, the number of RBs, the number of subframes, etc.). For example, when the uplink bandwidth is l OMHz, if the energy level calculated by the UE is greater than or equal to the threshold, the size of the discovery region is mapped to 10 MHz (or 44 RB), and when the energy level is less than the threshold, the size of the discovery region is 5 MHz ( Or, it may represent information mapped to 22 RB) In this case, the UE determines the size of the discovery resource region mapped to the energy level based on the configuration information on the discovery resource region, The location of the discovery resource region may be determined as a preset fixed location as described above, or the UE may arbitrarily determine the location.
  • the configuration information on the discovery resource region may indicate the size (ie, frequency band, number of RBs, number of subframes, etc.) and location of the discovery resource region mapped to the energy level calculated by the UE in the energy detection interval. . That is, assuming that a total of 44 RBs are used as the discovery resource pools and the discovery resource region is divided in the frequency domain, each discovery resource region is divided into the first RB to the 22nd RB and the first RB to the 44th RB in the frequency domain. The size and position of may be preset. In this case, the UE may determine the size and location of the discovery resource region mapped to the energy level based on the configuration information on the discovery resource region.
  • Such a discovery resource region may be dynamically set for each discovery resource pool and may be set semi-statically for one or more discovery periods.
  • the discovery resource region may be set to be cell-specific and may be commonly applied to a UE belonging to the corresponding cell, or may be configured to be UE-specific for each terminal.
  • the configuration information on the discovery resource region configured as described above may be periodically broadcast to the UE as system information such as a system information block (SIB) and a master information block (MIB).
  • SIB system information block
  • MIB master information block
  • RRC signaling black physical It may be transmitted to a network via a layer channel (eg, PDCCH or PDSCH).
  • FIG. 23 is a diagram illustrating a method of determining a discovery resource region in a frequency domain according to an embodiment of the present invention.
  • small rectangles indicate discovery resources currently being used by other UEs, and patterns of different rectangles each indicate that discovery resources are being used by different UEs.
  • FIG. 23 assumes that the discovery resource pool 2301 is set to 44 RB pairs (ie, 10 MHz) in the frequency domain and 64 subframes in the time domain. And, it is assumed that one or more subframes (or symbols) of the discovery resource pool 2301 are set to the energy detection period 2303.
  • each standing in the frequency domain discovery Resource regions (ie, sensing ranges) 2305 and 2307 may be determined.
  • the energy level results calculated by UE1 and UE2 may be different according to the positions where UE1 and UE2 are located.
  • the energy level calculated by (eg, estimated) by UE1 is less than a preset threshold, and UE2 calculates ( That is, the estimated energy level is preset Assume that the threshold is higher.
  • the UE1 may set the entire discovery resource region ' (ie, sensing range) 2305 smaller than 10 MHz when there are very few UEs nearby, and select the discovery resource from the configured discovery resource region.
  • UE2 may select discovery resources by setting a discovery resource region (ie, sensing range) 2307 wider than UE1 (for example, all bands) in a case where many UEs are nearby.
  • the UE1 and UE2 determine the size of the discovery resource region according to the energy level estimated in the energy detection period 2303, respectively.
  • the location of the discovery resource region may be randomly determined.
  • the location of the discovery. Resource region may be randomly determined using an identifier (eg, C-RNTI) of the UE.
  • C-RNTI e.g, C-RNTI
  • the point where the discovery resource region is started in advance in the entire discovery resource pool for example, the first 1 PRB index, the 11th PRB index, the 22nd PRB index, and the 33th PRB index
  • the start position of the discovery resource region may be fixed.
  • the location of the discovery resource region may be determined starting from a preset position (eg, the first PRB index of the discovery resource po) in the discovery resource po.
  • a discovery resource region of UE1 that is, UE1 sensing range
  • the discovery resource region (ie, the UE2 sensing range) 2307 of the UE2 are illustrated to not overlap, but the discovery resource region (ie, the UE1 sensing range) 2305 of the UE1 and the discovery resource of the UE2 are illustrated.
  • the areas (ie UE2 sensing range) 2307 may be set to overlap each other.
  • 24 is a diagram illustrating a method for adaptively determining a discovery resource region in a time domain according to an embodiment of the present invention.
  • small rectangles indicate discovery resources currently being used by other UEs, and patterns of different rectangles each indicate that discovery resources are being used by different UEs.
  • £ 24 ⁇ discovery € 2401 is set to 44 RB-(pair) (i.e. 10MHZ) at ° 1 ⁇ ⁇ r ⁇ and is set to 64 subframes in the time domain.
  • one or more subframes (or symbols) of the discovery resource pool 2401 are set to the energy detection period 2403.
  • the UE1 and the UE2 calculate (ie, estimate) an energy level in the energy detection period 2403, and each of the different discovery resource regions (ie, sensing range) 2405 in the time domain according to the calculated energy level. , 2407).
  • the energy level calculated by (or estimated) by UE1 is less than a predetermined threshold, and UE2 calculates ( That is, the estimated energy level is preset Assume that the threshold is higher.
  • the UE1 may set the entire discovery resource region (that is, the sensing interval) 2405 smaller than 64 subframes in a case where there are very few UEs nearby, and select the discovery resource in the configured discovery resource region.
  • UE2 may select a discovery resource by setting a discovery resource region (that is, a sensing range) 2407 wider than UE1 (for example, a discovery resource pool time period) unlike UE1 when there are many nearby terminals. .
  • the location of the discovery support region may be randomly determined. (Eg, C-RNTI) to randomly determine the location of the discovery resource region. For example, a point where the discovery resource region is started in advance in the entire discovery resource pool (eg, the discovery resource pool).
  • the first subframe index, the 16th subframe index, the 32nd subframe index, and the 48th subframe index may be set, and a point where the discovery resource region starts may be determined by performing a modular 4 operation on the UE ' identifier.
  • the start position of the discovery resource region may be fixed, for example, a preset position in the discovery resource po (for example, the first subframe index after the energy detection interval 2403 in the discovery support pool). Starting from the location of the discovery resource region may be determined.
  • FIG. 24 illustrates that the discovery resource region (ie, UE1 sensing range) 2405 of UE1 and the discovery resource region (ie, UE2 sensing range) 2407 of UE2 do not overlap, the discovery region of UE1 does not overlap.
  • the discovery resource region (ie, UE2 sensing range) 2407 of UE2 may be set to overlap each other.
  • 25 is a diagram illustrating an energy detection interval repeatedly set in a time domain according to an embodiment of the present invention.
  • small squares represent discovery resources currently used by different UEs, and patterns of different squares each indicate that discovery resources are used by different UEs.
  • FIG. 25 assumes that the discovery resource pool 2501 is set to 44 RB pairs (ie, lOMHz) in the frequency domain and 64 subframes in the time domain.
  • a plurality of energy detection intervals 2503 may be set in the discovery resource pool 2501. That is, the entire discovery resource pool 2501 may be divided into a plurality of time slots (three in FIG. 25), and one or more subframes (or symbols) may be configured as energy detection intervals 2503 in the g-time slot. have.
  • the UEs may sense resources for transmitting a discovery message step by step in each energy detection interval 2503 and may adaptively determine the discovery resource region in each time slot according to the sensing energy level. That is, the discovery resource region may be independently determined for each time slot.
  • the discovery resource may be selected in the determined discovery resource region.
  • a specific hopping pattern may cause a sudden increase in energy level due to a large number of discovery message transmissions in the third slot.
  • the sensing interval that is, the discovery resource region
  • the discovery message sensing interval ie, discovery resource region
  • the UE may select a discovery resource of a low energy level within a widely set sensing interval (ie, discovery resource region). 26 and 27 below See this in more detail.
  • FIG. 26 is a diagram illustrating a method for adaptively determining a discovery resource region in a frequency domain when an energy detection interval is repeatedly set in a time domain according to an embodiment of the present invention.
  • UE1 calculates (ie, estimates) an energy level in energy detection intervals 2603, 2605, and 2607 set in each time slot, and each of the frequency domains within a time slot according to the calculated energy level.
  • Each of the different discovery resource regions (ie, sensing range) 2609, 2611, and 2613 are determined.
  • UE1 calculates the energy level in the first energy detection section 2603 and the second energy detection section 2605 ( That is, it is assumed that the estimated energy level is less than the preset threshold, and that the energy level calculated (ie, estimated) in the third energy detection interval 2607 is greater than or equal to the preset threshold.
  • UE1 determines that there are very few UEs in the first and second time slots, and sets the discovery resource region (ie, sensing range) 2609 and 2611 smaller than the maximum lOMHz, and discovers in the configured discovery resource region. You can select resources.
  • the discovery resource region (ie, sensing range) 2613 is determined in the first / second order.
  • a discovery resource may be set wider than the discovery resource regions 2609 and 2611 (eg, all bands), and a discovery resource may be selected from the configured discovery resource region.
  • the entire discovery resource po may be classified for each time slot, and the discovery resource region (ie, sensing range) of the UE may be differently set in the frequency domain according to the energy detection result for each time slot.
  • UE1 determines the sizes of the discovery resource regions 2609, 2611, and 2613, respectively, according to the energy levels estimated in the respective energy detection intervals 2603, 2605, and 2607.
  • the discovery resources are determined.
  • the location of the area can be determined randomly.
  • the location of the discovery resource region may be determined using the UE identifier.
  • the start position of the discovery support source region may be fixed.
  • the discovery resource region may start from the predetermined PRB index.
  • FIG. 27 is a diagram illustrating a method for adaptively determining a discovery support region in a time domain when an energy detection interval is repeatedly set in a time domain according to an embodiment of the present invention.
  • UE1 calculates (ie, estimates) an energy level in energy detection intervals 2703, 2705, and 2707 set in each time slot, and each of the time domains in the time slot according to the calculated energy level. As a result, different discovery resource regions (ie, sensing ranges) 2709, 2711, and 2713 may be determined.
  • UE1 calculates the energy levels in the first energy detection section 2703 and the second energy detection section 2705 (ie, It is assumed that the estimated energy level is less than the preset threshold, and the calculated energy level (ie, estimated) in the third energy detection interval 2707 is greater than or equal to the preset threshold.
  • UE1 determines that there are very few nearby terminals in the first and second time slots, and sets the discovery resource region (ie, sensing range) 2709 and 2711 to be smaller than the maximum time slot interval, and sets the discovery resource region. You can select a discovery resource from.
  • the discovery resource region (ie, sensing range) 2713 is set wider than the first and second discovery resource regions 2709 and 2711 (for example, maximum time slot interval) and a discovery resource may be selected in the configured discovery resource region.
  • the entire discovery resource po may be divided by each time slot, and the discovery resource region (a sensing range) of the UE may be differently set in the time domain according to the energy detection result for each time slot.
  • UE1 determines the sizes of the discovery resource regions 2709, 2711, and 2713 according to the energy levels estimated in the respective energy detection intervals 2703, 2705, and 2707, but as described with reference to FIG. 24, the discovery resource region
  • the location of Can be determined randomly.
  • the location of the discovery resource region may be determined using the UE identif ier.
  • the start position of the discovery resource region may be fixed.
  • the discovery resource region may start from the predetermined subframe index.
  • the UE may perform sensing only in some time slots of each time slot and select a discovery resource, thereby not performing sensing in the remaining time slots. This will be described in more detail with reference to FIG. 28 below.
  • FIG. 28 is a diagram illustrating a method for adaptively determining a discovery resource region in a time domain when an energy detection interval is repeatedly set in the time domain according to an embodiment of the present invention.
  • the discovery message energy levels of neighboring UEs are very low (eg, below a preset threshold). You can judge almost no. In this case, the UE may select the discovery resource in the first time s lot and may not sense the resource for transmitting the discovery message in the remaining second and third time s lots.
  • the interval (that is, the number of time slots) in which the UE senses a resource for transmitting a discovery message may be determined according to the energy level measured in the energy detection interval 2803 set in the first time slot. For example, if the energy level measured in the energy detection interval (2803) set in the first time slot is less than the preset first threshold, ⁇ may sense resources for transmitting discovery messages only in the first time slot. Can be. If the energy level measured by one energy detection interval (2803) set in the first time slot is less than or equal to a preset first threshold value and less than a second threshold value, the UE transmits a discovery message in the first and second time slots. You can sens the resource. If the energy level measured in the energy detection interval 2803 set in the first time s lot is greater than or equal to the preset second threshold, the UE senses resources for transmitting discovery messages in the first, second and third time slots. can do .
  • the resource sensing scheme for adaptively transmitting a discovery message based on the time slot proposed in the present invention can reduce delay occurring in the D2D discovery procedure.
  • the time point at which the UE starts power-on and starts D2D discovery is periodically
  • the D2D discovery resource pool is a period in which cellular communication is performed instead of 64 msec, which is a set interval
  • the UE starts D2D discovery in a next discovery period is set.
  • the time when the UE starts power-on and starts D2D discovery is a period in which the D2D discovery resource po is set.
  • the UEs may immediately start resource sensing in the section in which the D2D discovery resource po is set.
  • the UE cannot discover discovery messages of other UEs in the entire discovery support pool, so that the UE may discover ⁇ f-cl. You will not be able to select.
  • the UE is the total resource discovery po sensing this standing order to receive the discovery message of the UE for different 64 msec after waiting for the next discovery cycle of 10 seconds at full discovery gawon pool, selects a resource discovery.
  • UEs that start sensing in the middle of 64 msec have a very long delay of 10 seconds in the D2D discovery procedure.
  • the discovery resource may be selected even if the discovery messages of neighboring UEs are not received from the entire discovery ⁇ " original pool. This will be described with reference to FIG. 29 below.
  • 29 is repeatedly energy in the time domain according to an embodiment of the present invention
  • the detection interval is set, it is a diagram illustrating a method of determining the discovery support region in the time domain.
  • a discovery resource region ie, a resource sensing region for transmitting a discovery message
  • a discovery resource region can be set in a time or frequency domain based on the energy measured in the energy detection interval.
  • the sensing power of UEs can be reduced by variably reducing the frequency / time interval for sensing according to resource usage according to the distribution of other UEs near the UE.
  • the frequency / time interval for sensing is reduced, which effectively reduces the overhead incurred in processing.
  • time slot-based adaptive sensing scheme proposed in the present invention If you do this, you can not detect every section by operating based on time slots, so you can reduce the energy consumed for D2D discovery and at the same time selectively detect and select discovery resources even if UEs start sensing in the middle of the discovery support pool. As a result, it is possible to select a discovery resource and transmit a discovery message faster than the conventional method.
  • the energy level is small by performing energy detection on a predetermined resource region (for example, one or more subframes or one or more symbols), there are few UEs transmitting discovery messages in the vicinity. Meaning that. In this case, even if a resource is randomly selected and a discovery message is transmitted, the collision with another UE may be small. However, as described above, it is desirable to classify the low energy level resources among the sensed resources and to randomly select one of the resource regions having energy within a certain range and to transmit a discovery message. Do.
  • the method of setting the discovery resource region into the time domain or the frequency domain is described mainly, but this is for convenience of description and the present invention is not limited thereto. That is, it is also possible to apply the present invention in the same manner to set the discovery resource region by combining the frequency domain and the time domain.
  • the discovery resource region may also be set in the spatial domain by applying the same method of setting the discovery resource region in the time domain or the frequency domain.
  • the discovery resource region may be set by combining the spatial domain in the time and frequency domain in the same manner as the method of setting the discovery resource region by combining the time and frequency domain.
  • other operations eg, terminal ID, cell ID, etc.
  • General apparatus to which the present invention can be applied 30 is a block diagram of a wireless communication device according to one embodiment of the present invention.
  • a wireless communication system includes a base station 3010 and a plurality of terminals 3020 located in an area of a base station 3010.
  • the base station 3010 may include a processor (3011), a memory (3012) 3 ⁇ 4 radio frequency unit (RF-f) 3013 (3011), and the functions, processes, and / or methods proposed in FIGS. Implement Layers of the wireless interface protocol may be implemented by the processor 3011.
  • the memory 3012 is connected to the processor 3011 and stores various information for driving the processor 3011.
  • the RF unit 3013 is connected to the processor 3011 and transmits and / or receives a radio signal.
  • the terminal 3020 includes a processor 3021, a memory 3022, and an RF unit 3023.
  • the processor 3021 implements the functions, processes, and / or methods proposed in FIGS. 1 to 29. Layers of the air interface protocol may be implemented by the processor 3021.
  • the memory 3022 is connected to the processor 3021 and stores various information for driving the processor 3021.
  • the RF unit 3023 is connected to the processor 3021 and transmits and / or receives a radio signal.
  • the memories 3012 and 3022 may be inside or outside the processors 3011 and 3021 and may be connected to the processors 3011 and 3021 by various well-known means.
  • the base station 3010 and / or the terminal 3020 is a single antenna (single antenna) or The antenna may have a ltiple antenna.
  • Embodiments in accordance with the present invention may be implemented in various means, for example, hardware, firmware
  • an embodiment of the present invention may include one or more application specific integrated circuits (ASICs), digital signal processors (DSPs), digital signal processing devices (DSPDs), programmable logic devices (PLDs), Field programmable gate arrays (FPGAs), processors, controllers, microcontrollers, microprocessors, and the like can be implemented.
  • ASICs application specific integrated circuits
  • DSPs digital signal processors
  • DSPDs digital signal processing devices
  • PLDs programmable logic devices
  • FPGAs Field programmable gate arrays
  • processors controllers, microcontrollers, microprocessors, and the like can be implemented.
  • 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. All.
  • the software code may be stored in memory and driven by the processor.
  • the memory may be located inside or outside the processor, and may exchange data with the processor by various known means.
  • the discovery message transmission scheme in the wireless communication system of the present invention has been described with reference to an example applied to the 3 GPP LTE / LTE-A system, but it is possible to apply to various wireless communication systems in addition to the 3GPP LTE / LTE-A system.

Landscapes

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

Abstract

본 발명에서는 무선 통신 시스템에서 디스커버리 메시지를 전송하는 방법 및 이를 위한 장치가 개시된다. 구체적으로, 단말 간 통신을 지원하는 무선 통신 시스템에서 디스커버리(discovery) 메시지를 전송하는 방법에 있어서, 단말이 디스커버리 자원 풀(discovery resource pool) 내 설정된 에너지 검출 (energy detection) 구간에서 에너지 레벨을 추정하는 단계, 상기 단말이 상기 추정된 에너지 레벨을 기반으로 상기 단말의 디스커버리 자원 영역을 결정하는 단계, 상기 단말이 상기 결정된 디스커버리 자원 영역 내에서 디스커버리 메시지를 전송하기 위한 디스커버리 자원을 선택하는 단계 및 상기 단말이 상기 선택된 디스커버리 자원에서 상기 디스커버리 메시지를 전송하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

【명세서 ]
【발명의 명칭】
무선 통신 시스템에서 디스커버리 메시지를 전송하는 방법 및 이를 위한 장치 『기술분야】
본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것으로서 , 보다 상세하게 단말 간 통신 ( device to device communication)을 지원하는 무선 통신 시스템에서 디스커 버리 ( discovery) 메시지를 전송하기 위한 방법 및 이를 지원하는 장치에 관한 것 이다.
【배경기술】
이동 통신 시스템은 사용자의 활동성올 보장하면서 음성 서비스를 제공하기 위해 개발되었다. 그러나 이동통신 시스템은 음성뿐 아니라 데이터 서비스까지 영 역을 확장하였으며, 현재에는 폭발적인 트래픽의 증가로 인하여 자원의 부족 현상 이 야기되고 사용자들이 보다 고속의 서비스에 대한 요구하므로, 보다 발전된 이동 통신 시스템이 요구되고 있다.
차세대 이동 통신 시스템의 요구 조건은 크게 폭발적인 데이터 트래픽의 수용, 사용자 당 전송률의 획기적인 증가, 대폭 증가된 연결 디바이스 개수의 수용, 매우 낮은 단대단 지연 ( End- to- End Latency) , 고에너지 효율을 지원할 수 있어야 한 다. 이를 위하여 이중 연결성 (Dual Connectivity) , 대규모 다중 입출력 (Massive MIMO： Massive Multiple Input Multiple Output ) , 전이중 ( In- band Full Duplex) , 비직교 다중접속 (NOMA : Non-Orthogonal Multiple Access ) , 초광대역 ( Super wideband) 지원, 단말 네트워킹 (Device Networking) 동 다양한 기술들이 연구되고 있디- .
【발명의 내용】
【기술적 과제】
단말 간 통신에서 분산적 디스커버리 방식은 디스커버리 자원을 선택하기 위 하여 모든 단말들이 일괄적으로 D2D 디스커버리 자원 풀 전체를 센싱한다 . 이는 단 말 프로세싱 로드를 증가시키며 , 서로 근접한 단말을 탐색하기에 적합하지 않다. 본 발명의 목적은 이러한 문제점을 해결하기 위하여, 단말 간 통신을 지원하 는 무선 통신 시스템에서 미리 설정된 에너지 검출 구간에서 추정된 에너지 레벨에 기초하여 단말이 디스커버리 자원 영역을 적응적으로 결정하고, 결정된 디스커버리 자원 영역 내에서 선택된 디스커버리 자원에서 디스커버리 메시지를 전송하는 방법 및 이를 위한 장치를 제안한다.
또한, 본 발명에서는 하나의 디스커버리 자원 풀을 복수의 시간 슬롯 구간으 로 구분하고, 각 시간 슬롯 구간 별로 설정된 에너지 검출 구간에서 추정된 에너지 레벨에 기초하여 각 시간 슬롯 별로 단말이 디스커버리 자원 영역을 적응적으로 결 정하고, 결정된 디스커버리 자원 영역 내에서 선택된 디스커버리 지-원에서 디스커 버리 메시지를 전송하는 방법 및 이를 위한 장치를 제안한다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들 로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있 을 것이다.
【기술적 해결방안】
본 발명의 일 양상은, 단말 간 통신을 지원하는 무선 통신 시스템에서 디스 커버리 ( discovery) 메시지를 전송하는 방법에 있어서, 단말이 디스커버리 자원 풀 (discovery resource pool ) 내 설정된 에너지 검줄 ( energy detection) 구간에서 에너지 레벨을 추장하는 단계, 상기 단말이 상기 추정된 에너지 레벨을 기반으로 상기 단말의 디스커버리 자원 영역을 결정하는 단계 , 상기 단말이 상기 결정된 디스커버리 자원 영역 내에서 디스커버리 메시지를 전송하기 위한 디스커버 리 자원을 선택하는 단계 및 상기 단말이 상기 선택된 디스커버리 자원에서 상기 디스커버리 메시지를 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 양상은, 단말 간 통신을 지원하는 무선 통신 시스템에서 디스 커버리 ( discovery) 메시지를 전송하는 단말에 있어서, 무선 신호를 송수신하기 위한 RF ( Radio Frequency) 유닛 및 프로세서를 포함하고ᅵ, 상기 프로세서는 디 스커버리 자원 풀 (discovery resource pool ) 내 설정된 에너지 검출 ( energy detection) 구간에서 에너지 레벨을 추정하고, 상기 추정된 에너지 레벨을 기반 으로 상기 단말의 디스커버리 자원 영역을 결정하고, 싱-기 결정된 디스커버리 자원 영역 내에서 디스커버리 메시지를 전송하기 위한 디스커버리 자원을 선택하고, 상 기 선택된 디스커버리 자원에서 상기 디스커버리 메시지를 전송하도록 구성될 수 있다.
바람직하게, 상기 디스커버리 메시지 자원 영역은 상기 디스커버리 자원 풀 (pool ) 내에서 주파수 영역 ( frequency domain) , 시간 영역 ( time domain) , 공간 영역 (partial domain) 중 어느 하나의 영역에서 또는 둘 이상의 영역의 조 합된 영역에서 적웅적으로 설정될 수 있다.
바람직하게, 상기 단말은 상기 결정된 디스커버리 자원 영역을 센싱하여 애 너지 레벨이 미리 설정된 범위에 해당하는 자원 중에서 임의로 상기 디스커버리 자 원을 선택할 수 있다.
바람직하게, 상기 에너지 검출 구간은 하나 이상의 서브프레임 또는 하나 이 상의 심볼 구간으로 구성될 수 있다.
바람직하게, 상기 디스커버리 자원 영역의 크기는 상기 추정된 애너지 레벨 을 기반으로 결정되고, 상기 디스커버리 자원 영역의 위치는 상기 단말 식별자를 이용하여 랜덤하게 결정될 수 있다.
바람직하게, 상기 디스커버리 자원 풀은 복수의 시간 슬롯 ( time slot )으로 구분되고, 상기 복수의 시간 슬롯 별로 상기 에너지 검출 구간이 설정될 수 있디- . 바람직하게, 상기 복수의 시간 슬롯 별로 상기 디스커버리 자원 영역은 독립 적으로 결정될 수 있다.
바람직하게, 상기 디스커버리 자원은 상기 복수의 시간 슬롯 별로 설정된 상 기 디스커버리 자원 영역 중에서 일부의 디스커버리 자원 영역만을 센싱하여 선벡 될 수 있다.
바람직하게, 상기 복수의 시간 슬롯 별로 설정된 상기 디스커버리 자원 영역 중에서 어느 하나의 디스커버리 자원 영역에서 센싱을 시작한 경우, 상기 센싱을 시작한 디스커버리 자원 영역의 다음 디스커버리 자원 영역에서 상기 디스커버리 자원이 선택될 수 있다.
【유리한 효과】
본 발명의 실시예에 따르면, 미리 설정된 에너지 검출 구간에서 추정된 에너 지 레벨에 기초하여 단말이 디스커버리 자원 영역을 적웅적으로 결정함으로써, UE 들의 sensing 파워를 감소시킬 수 있다.
또한, 미리 설정된 에너지 검출 구간에서 추정된 에너지 레벨에 기초하여 단 말이 디스커버리 자원 영역을 적웅적으로 결정함으로써 , sensing 프로세싱에서 발 생하는 overhead를 효율적으로 줄일 수 있다.
또한, 각 시간 슬롯 구간 별로 설정된 에너지 검출 구간에서 추정된 에너지 레벨에 기초하여 각 시간 슬롯 별로 단말이 디스커버리 자원 영역을 적응적으로 결 정함으로써 , 모든 시간 구간을 sensing 하지 않으므로 D2D discovery에 소비되 는 에너지를 줄일 수 있다.
또한, 디스커버리 자원 풀 중간에서 UE들이 sensing을 시작하더라도 선택적 으로 discovery 자원을 sensing하고 선택할 수 있으므로, discovery 절차의 delay를 즐일 수 있다/
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에 서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
ᅳ【도면의 간단한 설명】 본 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는, 첨부 도 면은 본 발명에 대한 실시예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 특 징을 설명한다.
도 1은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 무선 프레임의 구조 를 나타낸다.
도 2는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 하나의 하향링크 슬 롯에 대한 자원 그리드 ( resource grid)를 예시한 도면이디- .
도 3은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 하향링크 서브 프레 임의 구조를 나타낸다.
도 4는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 상향링크 서브 프레 임의 구조를 나타낸디ᅳ .
도 5는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 PUCCH 포맷들이 상 향링크 물리자원블록의 PUCCH 영역에 매핑되는 형태의 일례를 나타낸다.
도 6은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 일반 CP의 경우의 CQI 채널의 구조를 나타낸다.
도 7은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 일반 CP의 경우에 ACK/NACK 채널의 구조를 나타낸다.
도 8은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 하나의 슬롯 동안 5 개의 SC- FDMA .심볼을 생성하여 전송하는 일례를 나타낸디- .
도 9는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 컴포년트 캐리어 및 캐리어 병합의 일례를 나타낸다.
도 10은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 크로스 캐리어 스 케줄링에 따른 서브 프레임 구조의 일례를 나타낸다.
도 11은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 UL SCH의 전송 채 널 프로세싱의 일례를 나타낸다.
도 12는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 전송 채널 ( transport channel )인 상향링크 공유채널의 신호 처리 과정의 일례를 나타낸다 도 13은 일반적인 다중 입출력 안테나 ( MIM이 통신 시스템의 구성도이디- . 도 14는 다수의 송신 안테나에서 하나의 수신 안테나로의 채널을 나타낸 도 이다.
도 15는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 하향링크 자원 블 록 쌍에 매큉된 참조 신호 패턴을 예시한다 .
도 16은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 사운딩 참조 신호 심볼을 포함한 상향링크 서브 프레임을 예시한다.
도 17은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 릴레이 노드 자원 분할을 예시한다 .
도 18은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통산시스템에서 D2D 통신을 개념적 으로 설명하기 위한 도면이다.
도 19는 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용될 수 있는 D2D 통신의 다양한 시나리오들의 일례를 나타낸다. 도 20은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스커버리 자원이 할당된 일례를 나타 낸다.
도 21은 본 '발명의 일 실시예에 따른 디스커버리 과정을 간략히 예시한 도면 아다.
도 22는 본 발명의 일 실시예에 따른 D2D discovery 메시지 전송 방법을 예시하는 도면이다.
도 23은 본 발명의 일 실시예에 따른 주파수 영역에서 적응적으로 discovery 자원 영역을 결정하는 방법을 예시하는 도면이디- .
도 24는 본 발명의 일 실시예에 따른 시간 영역에서 적응적으로 discovery 자원 영역을 결정하는 방법을 예시하는 도면이다.
도 25는 본 발명의 일 실시예에 따른 시간 영역에서 반복적으로 설정된 energy detection 구ᅵ간을 예시하는 도면이다 .
도 26은 본 발명의 일 실시예에 따른 시간 영역에서 반복적으로 energy detection 구간이 설정된 경우, 주파수 영역에서 적웅적으로 discovery 자원 영 역을 결정하는 방법을 예시하는 도면이다.
도 27은 본 발명의 일 실시예에 따른 시간 영역에서 반복적으로 energy detection 구간이 설정된 경우, 시간 영역에서 적응적으로 discovery 자원 영역 을 결정하는 방법을 예시하는 도면이다.
도 28은 본 발명의 일 실시예에 따른 시간 영역에서 반복적으로 energy detection 구간이 설정된 경우, 시간 영역에서 적웅적으로 discovery 자원 영역 을 결정하는 방법올 예시하는 도면이다.
도 29는 본 발명의 일 실시예에 따른 시간 영역에서 반복적으로 energy detection 구간이 설정된 경우, 시간 영역에서 적웅적으로 discovery 자원 영역 을 결정하는 방법올 예시하는 도면이다.
도 30은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 장치의 블록 구성도를 예시 한다.
【발명의 실시를 위한 형태】
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하 게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적 인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일힌- 실시형 태를 나타내고자 하는 것이 아니다. 이하의 상세한 설명은 본 발명의 완전한 이해 를 제공하기 위해서 구체적 세부사항을 포함한다. 그러니- , 당업자는 본 발명이 이 러한 구체적 세부사항 없이도 실시될 수 있음을 안다.
몇몇 경우, 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으 로 도시될 수 있다.
본 명세서에서 기지국은 단말과 직접적으로 통신을 수행하는 네트워크의 종단 노드 ( terminal node )로서의 의미를 갖는다. 본 문서에서 기지국에 의해 수행되 는 것으로 설명된 특정 동작은 경우에 따라서는 기지국의 상위 노드 ( upper node ) 에 의해 수행될 수도 있다. 즉, 기지국을 포함하는 다수의 네트워크 노드들 (network nodes)로 이루어지는 네트워크에서 단말과의 통신을 위해 수행되는 다 양한 동작들은 기지국 또는 기지국 이외의 다른 네트워크 노드들에 의해 수행될 수 있음은 자명하다. '기지국 (BS: Base Station) '은 고정국 (fixed station) , Node B , eNB (evolved-NodeB) , BTS (base transceiver system) , 액세스 포인트 (AP: Access Point) 등의 용어에 의해 대체될 수 있다. 또힌-, '단말 (Terminal) '은 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며 , UE (User Equipment) , MS (Mobile Station) , UT (user terminal) , MSS (Mobile Subscriber Station) , SS (Subscriber Station) , AMS (Advanced Mobile Station) , WT (Wireless terminal) , MTC (Machine -Type Communication) 장치, M2M (Machine— to— Machine) 장치 , D2D (Device- to— Device ) 장치 등의 용어로 대체될 수 있다.
이하에서, 하향링크 (DL: downlink)는 기지국에서 단말로의 통신을 의미하 며 , 상향링크 (UL: uplink)는 단말에서 기지국으로의 통신을 의미한다 . 하향링크 에서 송신기는 기지국의 일부이고, 수신기는 단말의 일부일 수 있디-. 상향링크에서 송신기는 단말의 일부이고, 수신기는 기지국의 일부일 수 있다.
이하의 설명에서 사용되는 특정 용어들은 본 발명의 이해를 돕기 위해서 제공 된 것이며, 이러한 특정 용어의 사용은 본 발명의 기술적 사상을 벗어니-지 않는 범 위에서 다른 형태로 변경될 수 있다.
이하의 기술은 CDMA (code division multiple access) , FDMA ( frequency division multiple access) , TDMA (time division multiple access) , OFD A ( orthogonal frequency division multiple access) , SC-FDMA (single carrier frequency division multiple access) , NOMA (non- orthogonal multiple access) 등과 길은 디-잉：힌- 무선 접속'시스템에 이용될 수 있다. CDMA는 UTRA (universal terrestrial radio access )나 CDMA2000과 같은 무선 기술 (radio technology)로 구현될 수 있다-. TDMA는 GSM (global system for mobile communications) /GPRS (general packet radio service) /EDGE (enhanced data rates for GSM evolution) 와 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. OFDMA는 IEEE 802.11 (Wi-Fi) , IEEE 802.16 (WiMAX) , IEEE 802-20, E-UTRA ( evolved UTRA) 등과 같은 무선 기 술로 구현될 수 있다. tlTRA는. UMTS (universal mobile telecommunications system)의 일부이다. 3GPP (3rd generation partnership project) LTE (long term evolution)은 E-UTRA를 사용하는 E— UMTS (evolved UMTS)의 일부≤서 , 하향링크에서 OFDMA를 채용하고 상향링크에서 SC— FDMA를 채용한디 - . LTE— A (advanced)는 3GPP LTE의 진화이다.
본 발명의 실시예들은 무선 접속 시스템들인 IEEE 802, 3GPP 및 3GPP2 중 적어도 하나에 개시된 표준 문서들에 의해 뒷받침될 수.있다. 즉, 본 발명의 실시 예들 중 본 발명의 기술적 사상을 명확히 드러내기 위해 설명하지 않은 단계들 또 는 부분들은 상기 문서들에 의해 뒷받침될 수 있다. 또한, 본 문서에서 개시하고 있는 모든 용어들은 상기 표준 문서에 의해 설명될 수 있다.
설명을 명확하게 하기 위해 , 3GPP LTE/LTE-A를 위주로 기술하지만 본 발 명의 기술적 특징이 이에 제한되는 것은 아니다. 시스템 일반
도 1은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 무선 프레임의 구조 를 나타낸다.
3GPP LTE/LTE— A에서는 FDD (Frequency Division Duplex)에 적용 가능 한 타입 1 무선 프레임 (radio frame) 구조와 TDD (Time Division Duplex)에 적용 가능한 타입 2의 무선 프레임 구조를 지원한다.
도 1(a)는 타입 1 무선 프레임의 구조를 예시한다. 무선 프레임 (radio frame)은 10개의 서브프레임 (subf rame)으로 구성된다. 하나의 서브프레임은 시 간 영역 (time domain)에서 2개의 슬롯 (slot)으로 구성된다. 하나의 서브프레임 을 전송하는 데 걸리는 시간을 TTI (transmission time interval)이리- 한디 -. 예를 들어, 하나의 서브 프레임은 길이는 1ms이고, 하나의 슬롯의 길이는 0.5ms 일 수 있다.
하나의 슬롯은 시간 영역에서 복수의 OFDM (orthogonal frequency division multiplexing) 심볼을 포함하고, 주파수 영역에서 다수의 자원블톡 (RB: Resource Block)을 포함한다.. 3GPP LTE는 하향링크에서 OFDMA를 사용 하므로 OFDM 심볼은 하나의 심볼 구간 (symbol period)을 표현하기 위한 것이다. OFDM 심볼은 하나의 SC— FDMA 심볼 또는 심볼 구간이라고 할 수 있디-. 지―원 블록 (resource block)은 자원 할당 단위이고, 하나의 슬롯에서 복수의 연속쩍인 부 반송파 (subcarrier)를 포함한다 . 도 1의 (b)는 타입 2 프레임 구조 (frame structure type 2)를 나타낸디 -. 타입 2 무선 프레임은 2개의 하프 프레임 (half frame)으로 구성되며, 각 하프 프레임은 5개의 서브프레임과 DwPTS (Downlink Pilot Time Slot) , 보호구간 (GP: Guard Period) , UpPTS (Uplink Pilot Time Slot)로 구성되며 , 이 중 1개의 서브프레임은 2개의 슬롯으로 구성된다-. DwPTS는 단말에서의 초기 셀 팀 -색, 동기화 또는 채널 추정에 사용된다. UpPTS는 기지국에서의 채널 추정과 단말의 상 향링크 전송 동기를 맞추는 데 사용된다 . 보호구간은 상향링크와 하향링크 사이에 하향링크 신호의 다중경로 지연으로 인해 상향링크에서 생기는 간섭을 제거히-기 위 한 구간이다.
TDD 시스템의 타입 2 프레임 구조에서 상향링크-하향링크 구성 (uplink- downlink configuration)은 모든 서브프레임에 대하여 상향링크와 하향링크가 할당 (또는 예약)되는지 나타내는 규칙이다. 표 1은 상향링크-하향링크 구성을 나 타낸다.
【표 1】
Figure imgf000015_0001
표 1을 참조하면 , 무선 프레임의 각 서브프레임 별로, 'D'는 하향링크 전송 을 위한 서브프레임을 나타내고, ' U '는 상향링크 전송을 위한 서브프레임을 나타 내며, ' S '는 DwPTS , GP , UpPTS 3가지의 필드로 구성되는 스페셜 서브프레임 ( special subframe )을 나타낸다. 상향링크-하향링크 구성은 7가지로 구분될 수 있으며 , 각 구성 별로 하향링크 서브프레임, 스페셜 서브프레임, 상향링크 서브프 레임의 위치 및 /또는 개수가 다르다.
하향링크에서 상향링크로 변경되는 시점 또는 상향링크에서 하향링크로 전환 되는 시점을 전환 시점 ( switching point )이라 한다. 전환 시점의 주기성 ( Switch-point periodicity)은 상향링크 서브프레임과 하향링크 서브프레임이 전환되는 양상이 동일하게 반복되는 주기를 의미하며, 5ms 또는 10ms가 모두 지원 된디- . 5ms 하향링크-상향링크 전환 시점의 주기를 가지는 경우에는 스페셜 서브프 레임 ( S )은 하프-프레임 마다 존재하고, 5ms 하향링크-상향링크 전환 시점의 주기 를 가지는 경우에는 첫번째 하프 -프레임에만 존재한다.
모든 구성에 있어서, 0번, 5번 서브프레임 및 DwPTS는 하향링크 전송만을 위한 구간이다. UpPTS 및 서브프레임 서브프레임에 바로 이어지는 서브프레임은 항상 상향링크 전송을 위한 구간이다.
이러한, 상향링크-하향링크 구성은 시스템 정보로써 기지국과 단말이 모두 알고 있을 수 있다. 기지국은 상향링크-하향링크 구성 정보가 바뀔 때마다 구성 정 보의 인덱스만을 전송함으로써 무선 프레임의 상향링크-하향링크 할당상태의 변경 을 단말에 알려줄 수 있다. 또한, 구성 정보는 일종의 하향링크 제어정보로서 다른 스케줄링 정보와 마찬가지로 PDCCH ( Physical Downlink Control Channel )를 통해 전송될 수 있으며 , 방송 정보로서 브로드캐스트 채널 ( broadcast channel ) 을 통해 셀 내의 모든 단말에 공통으로 전송될 수도 있다.
무선 프레임의 구조는 하나의 예시에 불과하며, 무선 프레임에 포함되는 부 반송파의 수 또는 서브 프레임에 포함되는 슬롯의 수, 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼 의 수는 다양하게 변경될 수 있다.
도 2는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 하나의 하향링크 슬 롯에 대한 자원 그리드 ( resource grid)를 예시한 도면이디- .
도 2를 참조하면 , 하나의 하향링크 슬롯은 시간 영역에서 복수의 OFDM 심볼 을 포함한다. 여기서 , 하나의 하향링크 슬롯은 7개의 OFDM 심볼을 포함하고, 하나 의 자원 블록은 주파수 영역에서 12개의 부 반송파를 포함하는 것을 예시적으로 기 술하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
자원 그리드 상에서 각 요소 ( element )를 자원 요소 ( resource element ) 하고, 하나의 자원 블록 ( RB : resource block)은 12 X 7 개의 자원 요소를 포 함한다. 하향링크 슬롯에 포함되는 자원 블록들의 수 ^ 은 하향링크 전송 대역폭 (bandwidth)에 종속한다.
상향링크 슬롯의 구조는 하향링크 슬롯의 구조와 동일할 수 있다. ■
도 3은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 하향링크 서브 프레 임의 구조를 나타낸다.
도 3을 참조하면, 서브 프레임내의 첫번째 슬롯에서 앞의 최대 3개의 OFDM 심볼들이 제어 채널들이 할당되는 제어 영역 ( control region)이고, 나머지 OFDM 심볼들은 PDSCH (Physical Downlink Shared Channel)이 할당되는 데이 터 영역 (data region)이다. 3GPP LTE에서 사용되는 하향링크 제어 채널의 일례 로 PCFICH (Physical Control Format Indicator Channel) , PDCCH (Physical Downlink Control Channel) , PHICH ( Physical Hybrid— ARQ Indicator Channel) 등이 있다.
PCFICH는 서브 프레임의 첫번째 OFDM 심볼에서 전송되고, 서브 프레임 내 에 제어 채널들의 전송을 위하여 사용되는 OFDM 심볼들의 수 (즉, 제어 영역의 크 기)에 관한 정보를 나른다. PHICH는 상향 링크에 ' 대한 응답 채널이고, HARQ (Hybrid Automatic Repeat Request)에 대한
ACK (Acknowledgement ) /NACK (Not - Acknowledgement ) 신호를 나른다 . PDCCH 를 통해 전송되는 제어 정보를 하향링크 제어정보 (DCI: downlink control information)라고 한다. 하향링크 제어정보는 상향링크 자원 할당 정보, 하향링 크 자원 할당 정보 또는 임의의 단말 그룹에 대한 상향링크 전송 (Tx) 파워 제어 명 령을 포함한다.
PDCCH는 DL-SCH (Downlink Shared Channel)의 자원 할당 및 전송 포맷 (이를 하향링크 그랜트라고도 한다. ) , UL-SCH (Uplink Shared Channel)의 자 원 할당 정보 (이를 상향링크 그랜트라고도 한다. ) , PCH( Paging Channel)에서의 페이징 (paging) 정보, DL-SCH에서의 시스템 정보, PDSCH에서 전송되는 랜덤 액 세스 웅답 (random access response)과 같은 상위 레이어 (upper- layer ) 제어 메시지에 대한 자원 할당, 임의의 단말 그룹 내 개별 단말들에 대힌ᅵ 전송 파워 제 어 명령들의 집합, VoIP (Voice over IP)의 활성화 등을 나를 수 있다 . 복수의 PDCCH들은 제어 영역 내에서 전송될 수 있으며, 단말은 복수의 PDCCH들을 모니터 링할 수 있다. PDCCH는 하나 또는 복수의 연속적인 CCE (control channel elements)의 집합으로 구성된다. CCE는 무선 채널의 상태에 따른 부호화을 (coding rate)을 PDCCH에 제공하기 위하여 사용되는 논리적 할당 단위이디- . CCE는 복수의 자원 요소 그룹 (resource element group)들에 대응된다. PDCCH 의 포맷 및 사용 가능한 PDCCH의 비트 수는 CCE들의 수와 CCE들에 의해 제공되는 부호화율 간의 연관 관계에 따라 결정된디—.
기지국은 단말에게 전송하려는 DCI에 따라 PDCCH 포맷을 결정하고, 제어 정 보에 CRC(Cyclic Redundancy Check)를 붙인다. CRC에는 PDCCH의 소유자 (owner)나 용도에 따라 고유한 식별자 (이를 RNTI (Radio Network Temporary Identifier)라고 한다.)가 마스킹된다. 특정의 단말을 위한 PDCCH라면 단말의 고유한 식별자, 예를 들어 C— RNTI (Cell— RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있디-. 또는 페이징 메시지를 위한 PDCCH라면 페이징 지시 식별자, 예를 들어 P— RNTI (Paging -RNTI )7]- CRC에 마스킹될 수 있다. 시스템 정보, 더욱 구체적으로 시스템 정보 블록 (SIB: system information block)를 위한 PDCCH라면 시스 템 정보 식별자, SI-RNTI (system information RNTI)가 CRC에 i마스킹될 수 있다. 단말의 랜덤 액세스 프리앰블의 전송에 대한 응답인 랜덤 액세스 웅답을 지 시하기 위하여 , RA-RNTI (random access-RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다. 도 4는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 상향링크 서브 프레 임의 구조를 나타낸다.
도 4를 참조하면 , 상향링크 서브 프레임은 주파수 영역에서 제어 영역괴- 데 이터 영역으로 나눌 수 있다. 제어 영역에는 상향링크 제어 정보를 나르는 PUCCH (Physical Uplink Control Channel)이 할당된다. 데이터 영역은 사용 자 데이터를 나르는 PUSCH (Physical Uplink Shared Channel)이 할당된다 . 단일 반송파 특성을 유지하기 위해 하나의 단말은 PUCCH와 PUSCH을 동시에 전송 하지 않는다.
하나의 단말에 대한 PUCCH에는 서브 프레임 내에 자원 블록 (RB: Resource Block)/ 쌍이 할당된다. RB 쌍에 속하는 RB들은 2개의 슬롯들의 각각에서 서로 다 른 부 반송파를 차지한다 . 이를 PUCCH에 할당된 RB 쌍은 슬롯 경계 (slot boundary)에서 주파수 도약 (frequency hopping)된다고 한디-. 물리상향링크제어채널 ( PUCC H )
PUCCH를 통하여 전송되는 상향링크 제어 정보 (UCI)는, 스케즐링 요청 (SR: Scheduling Request) , HARQ ACK/NACK 정보 및 하향링크 채널 측정 정보를 포 함할 수 있다.
- HARQ ACK/NACK 정보는 PDSCH 상의 하향링크 데이터 패킷의 디코딩 성공 여부에 따라 생성될 수 있다. 기존의 무선 통신 시스템에서, 하향링크 단일 코드워 드 (codeword) 전송에 대해서는 ACK/NACK 정보로서 1 비트기- 전송되고, 하향링 크 2 코드워드 전송에 대해서는 ACK/NACK 정보로서 2 비트기- 전송된디- . 채널 측정 정보는 다중입출력 (MIMO: Multiple Input Multiple Output) 기법과 관련된 피드백 정보를 지칭하며, 채널품질지시자 (CQI: Channel Quality Indicator) , 프리코딩매트릭스인덱스 (PMI： Precoding Matrix Index) 및 랭 크 지시자 (RI: Rank Indicator)를 포함할 수 있다 . 이들 채널 측정 정보를 통 칭하여 CQI 라고 표현할 수도 있다.
CQI 의 전송을 위하여 서브프레임 당 20 비트가 사용될 수 있디-.
PUCCH는 BPSK (Binary Phase Shift Keying)과 QPSK (Quadrature Phase Shift Keying) 기법을 사용하여 변조될 수 있다. PUCCH를 통하여 복수 개의 단말의 제어 정보가 전송될 수 있고, 각 단말들의 신호를 구별히-기 위하여 코 드분할다중화 (CDM: Code Division Multiplexing)을 수행하는 경우에 길이 12 의 CAZAC (Constant Amplitude Zero Autocorrelation) 入 1퀀스를 주로 사용한다. CAZAC 시퀀스는 시간 영역 (time domain) 및 주파수 영역 (frequency domain)에서 일정한 크기 (amplitude)를 유지하는 특성을 가지므로 단말의 PAPR( Peak- to-Average Power Ratio) 또는 CM (Cubic Metric)을 낮 추어 커버리지를 증가시키기에 적합한 성질을 가진다. 또한, PUCCH를 통해 전송되 는 하향링크 데이터 전송에 대한 ACK/NACK 정보는 직교 시 스(0 1901 1 sequence) 또는. 직교 커버 (OC: orthogonal cover)를 이용하여 커버링된다. 또한, PUCCH 상으로 전송되는 제어정보는 서로 다른 순환 시프트 (CS: cyclic shift) 값을 가지는 순환 시프트된 시퀀스 (cyclically shifted sequence)를 이용하여 구별될 수 있다. 순환 시프트된 시뭔스는 기본 시퀀스 (base sequence)를 특정 CS 양 (cyclic shift amount ) 만큼 순환 시프트入 1켜 생성할 수 있다. 특정 CS 양은 순환 시프트 인덱스 (CS index)에 의해 지시된디-. 채널의 지연 확산 (delay spread)에 따라 사용 가능한 순환 시프트의 수는 달라질 수 있다. 다양한 종류의 시뭔스가 기본 시퀀스로 사용될 수 있으며 , 전술한 CAZAC 시퀀스는 그 일례이다.
또한, 단말이 하나의 서브프레임에서 전송할 수 있는 제어 정보의 양은 제어 정보의 전송에 이용가능한 SC-FDMA 심볼의 개수 (즉, PUCCH 의 코히어런트 (coherent) 검출을 위한 참조신호 (RS) 전송에 이용되는 SC— FDMA 심볼을 제외한 SC-FDMA심볼들)에 따라 결정될 수 있다.
3GPP LTE 시스템에서 PUCCH 는, 전송되는 제어 정보, 변조 기법, 제어 정 보의 양 등에 따라 총 7 가지 상이한 포맷으로 정의되며 , 각각의 PUCCH 포맷에 따 라서 전송되는 상향링크 게어 정보 (UCI: uplink control information)의 속 성은 다음의 표 2와 같이 요약할 수 있다.
【표 2】
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PUCCH 포맷 1은 SR의 단독 전송에 사용된다 . SR 단독 전송의 경우에는 변 조되지 않은 파형이 적용되며, 이에 대해서는 후술하여 자세하게 설명한다 . PUCCH 포맷 la 또는 lb는 HARQ ACK/NACK의 전송에 사용된다. 임의의 서 브프레임에서 HARQ ACK/NACK이 단독으로 전송되는 경우에는 PUCCH 포맷 la 또 는 lb를 사용할 수 있다. 또는, PUCCH 포맷 la 또는 lb를 사용하여 HARQ ACK/NACK 및 SR이 동일 서브프레임에서 전송될 수도 있다 .
PUCCH 포맷 2는 CQI의 전송에 入용되고 , PUCCH 포1 ¾ 2a 또는 2b는 CQI 및 HARQ ACK/NACK의 전송에 사용된다.
확장된 CP 의 경우에는 PUCCH 포맷 2가 CQI 및 HARQ ACK/NACK 의 전송에 사용될 수도 있다.
도 5는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 PUCCH 포맷들이 상 향링크 물리자원블록의 PUCCH 영역에 매핑되는 형태의 일례를 나타낸다. 도 5에서 N ^는 상향링크에서의 자원블록의 개수를 나타내고, 0, 1
WRUBL — 1는 물리자원블록의 번호를 의미한다. 기본적으로, PUCCH는 상향링크 주파수 블록의 양쪽 끝단 (edge)에 매핑된다. 도 5에서 도시하는 바와 같이, m=0, l로 표 시되는 PUCCH 영역에 PUCCH 포맷 2/2a/2b 가 매핑되며, 이는 PUCCH 포맷 2/2a/2b가 대역 -끝단 (bandedge)에 위치한 자원블특들에 매핑되는 것으로 표현할 수 있다. 또한, m=2 로 표시되는 PUCCH 영역에 PUCCH 포맷 2 /2a/ 2b 및 PUCCH 포맷 1/la/lb 가 함께 (mixed) 매핑될 수 있다. 다음으로, m=3 , 4 , 5 로 표시되는 PUCCH 영역에 PUCCH 포맷 1/la/lb 가 매핑될 수 있다. PUCCH 포맷 2/2a/2b 에 의해 사용가능한 PUCCH RB들의 개수 ( )는 브로드캐스팅 시그널링에 의해서 셀 내의 단말들에게 지시될 수 있다. PUCCH 포1 ¾ 2/2a/2b에 대하여 설명한다 . PUCCH 포1 ¾ 2/2a/2b는 채널 측 정 피드백 (CQI, PMI, RI)을 전송하기 위한 제어 채널이다.
채널측정피드백 (이하에서는, 통칭하여 CQI 정보라고 표현함)의 보고 주기 및 측정 대상이 되는 주파수 단위 (또는 주파수 해상도 (resolution) )는 기지국에 의하여 제어될 수 있다. 시간 영역에서 주기적 및 비주기적 CQI 보고가 지원될 수 있다. PUCCH 포맷 2 는 주기적 보고에만 사용되고, 비주기적 보고를 위해서는 PUSCH가 사용될 수 있다 . 비주기적 보고의 경우에 기지국은 단말에게 상향링크 데 이터 전송을 위하여 스케즐링된 자원에 개별 CQI 보고를 실어서 전송할 것을 지시 할 수 있다. .
도 6은 본 발명이 '적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 일반 CP의 경우의 CQI 채널의 구조를 나타낸다.
하나의 슬롯의 SC-FDMA 심볼 0 내지 6 중에서, SOFDMA 심볼 1 및 5 (2 번째 및 6 번째 심볼)는 복조참조신호 (DMRS: Demodulation Reference Signal) 전송에 사용되고, 나머지 SC-FDMA 심볼에서 CQI 정보가 전송될 수 있다. 한편, 확장된 CP 의 경우에는 하나의 SC-FDMA 심볼 (SC-FDMA 심볼 3) 이 DMRS 전송에 사용된다.
PUCCH 포맷 2/2a/2b 에서는 CAZAC 시퀀스에 의한 변조를 지원하고 , QPSK 변조된 심볼이 길이 12 의 CAZAC 시퀀스로 승산된다. 시퀀스의 순환 시프트 (CS) 는 심볼 및 슬롯 간에 변경된다. DMRS에 대해서 직교 커버링이 사용된디-.
하나의 슬롯에 포함되는 7 개의 SC-FDMA 심볼 중 3개의 SC-FDMA 심볼 간 - 격만큼 떨어진 2개의 SC-FDMA 심볼에는 참조신호 (DMRS)가 실리고, 나머지 5개의 SC-FDMA 심볼에는 CQI 정보가 실린다 . 한 슬롯 안에 두 개의 RS가 사용된 것은 고속 단말을 지원하기 위해서이다. 또한, 각 단말은 순환 시프트 (CS) 시퀀스를 사 용하여 구분된다 . CQI 정보 심볼들은 SC-FDMA 심볼 전체에 변조되어 전달되고, SC-FDMA 심볼은 하나의 시퀀스로 구성되어 있다 . 즉 , 단말은 각 시퀀스로 CQ工를 변조해서 전송한다.
하나의 TT工에 전송할 수 있는 심볼 수는 10개이고, CQI 정보의 변조는 QPSK까지 정해져 있다. SC-FDMA 심볼에 대해 QPSK 매핑을 사용하는 경우 2비트 의 CQI 값이 실릴 수 있으므로, 한 슬롯에 10비트의 CQI 값을 실을 수 있디-. 따 라서, 한 서브프레임에 최대 20비트의 CQI 값을 실을 수 있다. CQI 정보를 주파 수 영역에서 확산시키기 위해 주파수 영역 확산 부호를 사용한디— .
주파수 영역 확산 부호로는 길이 -12 의 CAZAC 시퀀스 (예를 들어 , ZC 시퀀 스)를 사용할 수 있다. 각 제어채널은 서로 다른 순환 시프트 (cyclic shift) 값 을 갖는 CAZAC 시퀀스를 적용하여 구분될 수 있다 . 주파수 영역 확산된 CQI 정보 에 IFFT가 수행된다.
12 개의 동등한 간격을 가진 순환 시프트에 의해서 12 개의 상이한 단말들이 동일한 PUCCH RB 상에서 직교 다중화될 수 있다. 일반 CP 경우에 SC-FDMA 심볼 1 및 5 상의 (확장된 CP 경우에 SC-FDMA 심볼 3 상의 ) DMRS 시퀀스는 주파수 영 역 상의 CQI 신호 시퀀스와 유사하지만 CQI 정보와 같은 변조가 적용되지는 않는 다. 단말은 PUCCH 자원 인덱스 ( "PWCH , "pdccH , "PUCCH ᅵ로 지시되는 puCCH 자원 상에서 주기적으로 상이한 CQI, PMI 및 RI 타입을 보고하도록 상위 계층 시그널 링에 의하여 반-정적으로 (semi-statically) 설정될 수 있디-. 여기서 , PUCCH 자원 인덱스 (" H ) 는 PUCCH 포맷 2/2a/2b 전송에 사용되는 PUCCH 영역 및 사 용될 순환 시프트 (CS) 값을 지시하는 정보이다.
PUCCH'채널 구조
PUCCH 포맷 la 및 lb에 대하여 설명한다 .
PUCCH 포맷 la/lb에 있어서 BPSK또는 QPSK 변조 방식을 이용하여 변조된 심볼은 길이 12 의 CAZAC 시퀀스로 승산 (multiply)된다 . 예를 들어 , 변조 심볼 d(0)에 길이 N 의 CAZAC 시퀀스 r(n) (n=0, 1, 2, ... , N-l) 가 숭산된 결 과는 y(0) , y(l) , y(2) , y(N-l) 이 된다. y(0) , ... , y(N-l) 심볼들 을 심볼 블록 (block of symbol)이라고 칭할 수 있다. 변조 심볼에 CAZAC 시퀀 스를 승산한 후에 , 직교 시퀀스를 이용한 블록 -단위 (block-wise)확산이 적용된다. 일반 ACK/NACK 정보에 대해서는 길이 4의 하다마드 (Hadamard) 시퀀스가 사용되고, 짧은 (shortened) ACK/NACK 정보 및 참조신호 (Reference Signal) 에 대해서는 길이 3의 DFT (Discrete Fourier Transform) 시퀀스가 사용된다. 확장된 CP의 경우의 참조신호에 대해서는 길이 2의 하다마드 시퀀스가 사용 된다. ᅳ
도 7은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 일반 CP의 경우에 ACK/NACK 채널의 구조를 나타낸다.
도 7에서는 CQI 없이 HARQ ACK/NACK 전송을 위한 PUCCH 채널 구조를 예 시적으로 나타낸다 .
하나의 슬롯에 포함되는 7 개의 SC- FDMA 심볼 중 중간 부분의 3개와 연속되 는 SC— FDMA 심볼에는 참조신호 ( RS )가 실리고, 나머지 4 개의 SC- FDMA 심볼애는 ACK/NACK 신호가 실린다.
한편, 확장된 CP 의 경우에는 중간의 2 개의 연속되는 심볼에 RS 가 실릴 수 있다. RS에 사용되는 심볼의 개수 및 위치는 제어채널에 따라 달라질 수 있으며 이와 연관된 ACK/NACK 신호에 사용되는 심볼의 개수 및 위치도 그에 따라 변경될 수 있다.
1 비트 및 2 비트의 확인응답 정보 (스크램블링되지 않은 상태 )는 각각 BPSK 및 QPSK 변조 기법을 사용하여 하나의 HARQ ACK/NACK 변조 심볼로 표현될 수 있 다. 긍정확인웅답 (ACK)은 ' 1 ' 로 인코딩될 수 있고, 부정확인응답 (NACK)은 ' 0 ' 으로 인코딩될 수 있다.
할당되는 대역 내에서 제어신호를 전송할 때, 다중화 용량을 높이기 위해 2 차원 확산이 적용된다. 즉, 다중화할 수 있는 단말 수 또는 제어 채널의 수를 높이 기 위해 주파수 영역 확산과 시간 영역 확산을 동시에 적용한다.
ACK/NACK 신호를 주파수 영역에서 확산시키기 위해 주파수 영역 시뭔스를 기본 시퀀스로 사용한다 . 주파수 영역 시퀀스로는 CAZAC 시퀀스 중 하나인 Zadof f - Chu ( ZC) 시퀀스를 사용할 수 있다. 예를 들어 , 기본 시뭔스인 ZC 시뭔 스에 서로 다른 순환 시프트 (CS: Cyclic Shift)가 적용됨으로써 , 서로 다른 단 말 또는 서로 다른 제어 채널의 다중화가 적용될 수 있다. HARQ ACK/NACK 전송 을 위한 PUCCH RB 들을 위한 SC-FDMA 심볼에서 지원되는 CS 자원의 개수는 셀-
PUCCH
특정 상위 -계층 시그널링 파라미터 ( "« )에 의해 설정된다 . 주파수 영역 확산된 ACK/NACK 신호는 직교 확산 (spreading) 코드를 사용 하여 시간 영역에서 확산된다 . 직교 확산 코드로는 월시-하다마드 (Walsh一 Hadamard) 시퀀스 또는 DFT 시퀀스가 사용될 수 있다. 예를 들어, ACK/NACK 신 호는 4 심볼에 대해 .길이 4의 직교 시퀀스 (wO, wl, w2, w3)를 이용하여 확산될 수 있다. 또한, RS도 길이 3 또는 길이 2의 직교 시퀀스를 통해 확산시킨디 ·. 이를 직교 커버링 (OC: Orthogonal Covering)이라 한다.
. 전술한 바와 같은 주파수 영역에서의 CS 자원 및 시간 영역에서의 OC 자원을 이용해서 다수의 단말들이 코드분할다중화 (CDM: Code Division Multiplexing) 방식으로 다중화될 수 있다. 즉, 동일한 PUCCH RB 상에서 많은 개수의 단말들의 ACK/NACK 정보 및 RS 가 다중화될 수 있디-. 이와 같은 시간 영역 확산 CDM 에 대해서 , ACK/NACK 정보에 대해서 지원되 는 확산 코드들의 개수는 RS 심볼들의 개수에 의해서 제한된다. 즉, RS 전송 SC- FDMA 심볼들의 개수는 ACK/NACK 정보 전송 SC-FDMA 심볼들의 개수보다 적기 때 문에 , RS 의 다중화 용량 (capacity)이 ACK/NACK 정보의 다중화 용량에 비하여 적게 된다. 예를 들어 , 일반 CP 의 경우에 4 개의 심볼에서 ACK/NACK 정보가 전송될 수 있는데, ACK/NACK 정보를 위하여 4 개가 아닌 3개의 직교 확산 코드가 사용되 며 , 이는 RS 전송 심볼의 개수가 3 개로 제한되어 RS 를 위하여 3 개의 직교 확산 코드만이 사용될 수 있기 때문이다.
일반 CP 의 서브프레임에서 하나의 슬롯에서 3 개의 심볼이 RS 전송을 위해 서 사용되고 4 개의 심볼이 ACK/NACK 정보 전송을 위해서 사용되는 경우에, 예를 들어, 주파수 영역에서 6 개의 순환시프트 ( CS ) 및 시간 영역에서 3개의 직교커버 ( OC) 자원을 사용할 수 있다면, 총 18 개의 상이한 단말로부터의 HARQ 확인응답 이 하나의 PUCCH RB 내에서 다중화될 수 있다. 만약, 확장된 CP 의 서브프레임에 서 하나의 슬롯에서 2 개의 심볼이 RS 전송을 위해서 사용되고 4 개의 심볼이 ACK/NACK 정보 전송을 위해서 사용되는 경우에 , 예를 들어 , 주파수 영역에서 6 개의 순환시프트 ( CS ) 및 시간 영역에서 2 개의 직교커버 ( OC) 자원을 사용할 수 있 다면, 총 12 깨의 상이한 단말로부터의 HARQ 확인응답이 하나의 PUCCH RB 내에 서 다중화될 수 있다.
다음으로, PUCCH 포맷 1에 대하여 설명한다. 스케즐링 요청 ( SR)은 단말이 스케줄링되기를 요청하거나' 또는 요청하지 않는 방식으로 전송된다 . SR 채널은 PUCCH 포1 ¾ la/ lb 에서의 ACK/NACK 채널 구조를 재 }·용하고, ACK/NACK 채널 설계에 기초하여 OOK ( On-Of f Keying) 방식으로 구성된디_ . SR 채널에서는 참조 신호가 전송되지 않는다 . 따라서 , 일반 CP 의 경우에는 길이 7 의 시퀀스기- 이용 되고, 확장된 CP 의 경우에는 길이 6 의 시퀀스가 이용된다. SR 및 ACK/NACK 에 대하여 상이한 순환 시프트 또는 직교 커버가 할당될 수 있다. 즉, 긍정 (positive) SR 전송을 위해 단말은 SR용으로 할당된 자원을 통해 HARQ ACK/NACK을 전송한다 . 부정 (negative) SR 전송을 위해서는 단말은 ACK/NACK 용으로 할당된 자원을 통해 HARQ ACK/NACK을 전송한다.
다음으로 개선된 -PUCCH(e— PUCCH) 포맷에 대하여 설명한다. e-PUCCH는 LTE-A 시스템의 PUCCH 포맷 3에 대웅할 수 있다. PUCCH 포맷 3을 이용한 ACK/NACK 전송에는 블록 확산 (block spreading) 기법이 적용될 수 있디-.
블록 확산 기법은, 기존의 PUCCH 포맷 1 계열 또는 2 계열과는 달리 , 제어 신호 전송을 SC-FDMA 방식을 이용하여 변조하는 방식이다. 도 8에서 나타내는 바 와 같이, 심볼 시퀀스가 OCC (Orthogonal Cover Code)를 이용하여 시간 영역 (domain) 상에서 확산되어 전송될 수 있다. OCC를 이용함으로써 동일한 RB 싱-에 복수개의 단말들의 제어 신호들이 다중화될 수 있다. 전술한 PUCCH 포맷 2의 경우 에는 하나의 심볼 시퀀스가 시간 영역에 걸쳐서 전송되고 CAZAC 시퀀스의 CS (cyclic shift)를 이용하여 복수개의 단말들의 제어 신호들이 다중화되는 반 면, 블록 확산 기반 PUCCH 포맷 (예를 들어, PUCCH 포맷 3)의 경우에는 하나의 심볼 시뭔스가 주파수 영역에 걸쳐서 전송되고, OCC를 이용한 시간 영역 확산을 이용하여 복수개의 단말들의 제어 신호들이 다중화된다.
도 8은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 하나의 슬롯 동안 5 개의 SC-FDMA심볼을 생성하여 전송하는 일례를 나타낸다.
도 8에서는 1 슬롯 동안에 하나의 심볼 시퀀스에 길이 =5 (또는 SF=5)의 OCC를 이용하여 5 개의 SC-FDMA 심볼 (즉, 데이터 부분)을 생성하여 전송하는 예 시를 나타낸다. 이 경우, 1 슬롯 동안 2 개의 RS 심볼이 사용될 수 있디- .
도 8의 예시에서, RS 심볼은 특정 순환 시프트 값이 적용된 CAZAC 시퀀스로 부터 생성될 수 있으며, 복수개의 RS 심볼에 걸쳐 소정의 OCC가 적용된 (또는 곱 해진) 형태로 전송될 수 있다. 또한, 도 8의 예시에서 각각의 OFDM 심볼 (또는 SC- FDMA 심볼) 별로 12 개의 변조 심볼이 사용되고, 각각의 변조 심볼은 QPSK에 의해 생성되는 것으로 가정하면, 하나의 슬롯에서 전송할 수 있는 최대 비트 수는 12x2 = 24 비트가 된다. 따라서, 2개의 슬롯으로 전송할 수 있는 비트수는 총 48비 트가 된다. 이와 같이 블록 확산 방식의 PUCCH 채널 구조를 사용하는 경우 기존의 PUCCH 포맷 1계열 및 2 계열에 비하여 확장돤크기의 제어 정보의 전송이 가능해 진다. 캐리어 병합 일반
본 발명의 실시예들에서 고려하는 통신 환경은 멀티 캐리어 (Multi - carrier) 지원 환경을 모두 포함한다. 즉, 본 발명에서 사용되는 멀티 캐리어 시스템 또는 캐리어 병합 ( CA : Carrier Aggregation) 시스템이라 함은 광대역을 지원하기 위해서 , 목표로 하는 광대역을 구성할 때 목표 대역보다 작은 대역폭 (bandwidth) 을 가지는 1개 이상의 컴포넌트 캐리어 ( CC : Component Carrier )를 병합 ( aggregation)하여 사용하는 시스템을 말한다.
본 발명에서 멀티 캐리어는 캐리어의 병합 (또는, 반송파 집성 )을 의미하며 , 이때 캐리어의 병합은 인접한 ( contiguous ) 캐리어 간의 병합뿐 아니리- 비 인접한 (non- contiguous) 캐리어 간의 병합을 모두 의미한다. 또한, 하향링크와 상향링 크 간에 집성되는 컴포넌트 캐리어들의 수는 다르게 설정될 수 있디-. 하향링크 컴 포년트 캐리어 (이하, 'DL CC'라 한다.) 수와 상향링크 컴포넌트 캐리어 (이히-, 'UL CC'라 한다. ) 수가 동일한 경우를 대칭적 (symmetric) 집성이라고 하고 , 그 수가 다른 경우를 비대칭적 (asymmetric) 집성이라고 한다. 이와 같은 캐리어 병 합은 반송파 집성 , 대역폭 집성 (bandwidth aggregation) , 스펙트럼 집성 (spectrum aggregation) 등과 같은 용어와 혼용되어 사용될 수 있디-.
두 개 이상의 컴포넌트 캐리어가 결합되어 구성되는 캐리어 병합은 LTE-A 시 스템에서는 100MHZ 대역폭까지 지원하는 것을 목표로 한다. 목표 대역보다 작은 대역폭을 가지는 1개 이상의 캐리어를 결합할 때, 결합하는 캐리어의 대역폭은 기 존 IMT 시스템과의 호환성 (backward compatibility) 유지를 위해서 기존 시스 템에서 사용하는 대역폭으로 제한할 수 있다. 예를 들어서 기존의 3GPP LTE 시스 템에서는 {1.4, 3, 5, 10, 15, 20}MHz 대역폭을 지원하며, 3GPP LTE- advanced 시스템 (즉, LTE-A)에서는 기존 시스템과의 호환을 위해 상기의 대역폭 들만을 이용하여 20MHz보다 큰 대역폭을 지원하도록 할 수 있다. 또한, 본 발명에 서 사용되는 캐리어 병힙ᅳ 시스템은 기존 시스템에서 사용하는 대역폭과 상관없이 새로운 대역폭을 정의하여 캐리어 병합을 지원하도록 할 수도 있다.
LTE— A 시스템은 무선 자원을 관리하기 위해 셀 (cell)의 개념을 사용한디-. 상술한 캐리어 병합 환경은 다중 셀 (multiple cells) 환경으로 일컬을 수 있다 . 셀은 하향링크 자원 (DL CC)과 상향링크 자원 (UL CC) 한 쌍의 조합으로 정 의되나, 상향링크 자원은 필수 요소는 아니다. 따라서, 셀은 하향링크 자원 단독, 또는 하향링크 자원과 상향링크 자원으로 구성될 수 있다. 특정 단말이 단 하나의 설정된 서빙 셀 (configured serving cell)을 는 경우 1기1의 DL CC와 1 )1 의 UL CC를 가질 수 있으나, 특정 단말이 2개 이상의 설정된 서¾ 셀을 가지는 경 우에는 셀의 수만큼의 DL CC를 가지며 UL CC의 수는 그와 같거나 그보다 작을 수 있다.
또는, 그 반대로 DL CC와 UL CC가 구성될 수도 있다. 즉, 특정 단말이 다 수의 설정된 서빙 샐을 가지는 경우 DL CC의 수보다 UL CC가 더 많은 캐리어 병 합 환경도 지.원될 수 있다. 즉, 캐리어 병합 (carrier aggregation)은 각긱- 캐 리어 주파수 (셀의 중심 주파수)가 서로 다른 둘 이상의 셀들의 병합으로 이해될 수 있다. 여기서, 말하는 '셀 (Cell) '은 일반적으로 사용되는 기지국이 커버하는 영 역으로서의 '셀'과는 구분되어야 한다.
LTE-A 시스템에서 사용되는 셀은 프라이머리 셀 (PCell: Primary Cell) 및 세컨더리 셀 (SCell: Secondary Cell)을 포함한다. P셀과 S셀은 서빙 셀 (Serving Cell)로 사용될 수 있다. RRCᅳ CONNECTED 상태에 있지만 캐리어 병합 이 설정되지 않았거나 캐리어 병합을 지원하지 않는 단말의 경우, P셀로만 구성된 서빙 셀이 단 하나 존재한다. 반면, RRC— CONNECTED 상태에 있고 캐리어 병합이 설정된 단말의 경우 하나 이상의 서빙 셀이 존재할 수 있으며 , 전체 서빙 셀에는 P 샐과 하나 이상의 S셀이 포함된다.
서빙 셀 (P셀과 S셀)은 RRC 파라미터를 통해 설정될 수 있다 . PhysCellld 는 셀의 물리 계층 식별자로 0부터 503까지의 정수값을 가진다. SCelllndex는 S 셀을 식별하기 위하여 사용되는 간략한 (short) 식별자로 1부터 7까지의 정수값을 가진다. ServCelllndex는 서빙 셀 (P셀 또는 S셀)을 식별하기 위하여 사용되는 간략한 (short) 식별자로 0부터 7까지의 정수값을 가진디-. 0값은 P셀에 적용되며 , SCelllndex는 S샐에 적용하기 위하여 미리 부여된다 . 즉 , ServCelllndex애서 가장 작은 셀 ID (또는 셀 인덱스)을 가지는 셀이 P셀이 된다.
P셀은 프라이머리 주파수 (또는, primary CC) 상에서 동작하는 셀을 의미한 다. 단말이 초기 연결 설정 (initial connection establishment) 과정을 수 행하거나 연결 지ᅵ -설정 과정을 수행하는데 사용될 수 있으며, 핸드오버 과정에서 지시된 셀을 지칭할 수도 있다. 또한, P셀은 캐리어 병합 환경에서 설정된 서빙 셀 중 제어관련 통신의 중심이 되는 셀을 의미한다 . 즉 , 단말은 자신의 P셀에서만 PUCCH를 할당 받아 전송할 수 있으며 , 시스템 정보를 획득하거나 모니터링 절차를 변경하는데 P셀만을 이용할 수 있다 . E-UTRAN (Evolved Universal Terrestrial Radio Access)은 캐리어 병합 환경을 지원하는 단말에게 이동성 제어 정보 (mobilityControlInfo)를 포함하는 상위 계층의 RRC 연결 재설정 (RRCConnectionReconf igutaion) 더 1시지를 이용하여 렌드오버 절차를 위해 P 셀만을 변경할 수도 있다.
S셀은 세컨더리 주파수 (또는, Secondary CC) 상에서 동작하는 셀을 의미 할 수 있다. 특정 단말에 P셀은 하나만 할당되며, s셀은 하나 이상 할당될 수 있 다. S셀은 RRC 연결이 설정이 이루어진 이후에 구성 가능하고 추가적인 무선 지-원 을 제공하는데 사용될 수 있다. 캐리어 병합 환경에서 설정된 서빙 샐 중에서 P샐 을 제외한 나머지 셀들, 즉 S셀에는 PUCCH가 존재하지 않는다. E-UTRAN은 S셀을 캐리어 병합 환경을 지원하는 단말에게 추가할 때, RRC_CONNECTED 상태에 있는 관련된 셀의 동작과 관련된 모든 시스템 정보를 특정 시그널 ( dedicated signal ) 을 통해 제공할 수 있다. 시스템 정보의 변경은 관련된 S셀의 해제 및 추가에 의하 여 제어될 수 있으며, 이 때 상위 계층의 RRC 연결 재설정 (RRCConnectionReconf igutaion) 메시지를 이용할 수 있다. E UTRAN은 관련 된 S셀 안에서 브로드캐스트하기 보다는 단말 별로 상이한 파라미터를 가지는 특정 시그널링 ( dedicated signaling) 할 수 있다.
초기 보안 활성화 과정이 시작된 이후에 , E -UTRA 은 연결 설정 과정에서 초 기에 구성되는 P셀에 부가하여 하나 이상의 S셀을 포함하는 네트워크를 구성할 수 있다. 캐리어 병합 환경에서 P셀 및 S셀은 각각의 컴포넌트 캐리어로서 동작할 수 있다. 이하의 실시 예에서는 프라이머리 컴포넌트 캐리어 ( PCC)는 P셀과 동일한 의 미로 사용될 수 있으며 , 세컨더리 컴포넌트 캐리어 ( SCC)는 S셀과 동일한 의미로 사용될 수 있다.
도 9는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 컴포넌트 캐리어 및 캐리어 병합의 일례를 나타낸다.
도 9a는 LTE 시스템에서 사용되는 단일 캐리어 구조를 나타낸다. 컴포넌트 캐리어에는 DL CC와 UL CC가 있다. 하나의 컴포년트 캐리어는 20MHz의 주파수 범위를 가질 수 있다. 도 9b는 LTE— A 시스템에서 사용되는 캐리어 병합 구조를 나타낸다. 도 9ᅵ3의 경우에 20MHz의 주파수 크기를 갖는 3 개의 컴포넌트 캐리어가 결합된 경우를 나 타낸다. DL CC와 UL CC가 각각 3 개씩 있으나, DL CC와 UL CC의 개수에 제한 이 있는 것은 아니다. 캐리어 병합의 경우 단말은 3개의 CC를 동시에 모니터링할 수 있고, 하향링크 신호 /데이터를 수신할 수 있고 상향링크 신호 /데이터를 송신할 수 있다.
만약, 특정 셀에서 N개의 DL CC가 관리되는 경우에는, 네트워크는 단말에 M (M≤N)개의 DL CC를 할당할 수 있다. 이때, 단말은 M 개의 제한된 DL CC 만을 모니터링하고 DL 신호를 수신할 수 있다. 또한, 네트워크는 L ( L≤M≤N )개의 DL CC에 우선순위를 주어 주된 DL CC를 단말에 할당할 수 있으며, 이러한 경우 ϋΕ는 L 개의 DL CC는 반드시 모니터링해야 한다. 이러한 방식은 상향링크 전송에도 똑 같이 적용될 수 있다.
하향링크 자원의 반송파 주파수 (또는 DL CC )와 상향링크 자원의 반송파 주 파수 (또는, UL CC) 사이의 링키지 ( l inkage )는 RRC 메시지외- 같은 상위계층 메 시지나 시스템 정보에 의해 지시될 수 있다. 예를 들어 , S IB2 ( Sys tem Informat ion Block Type2 )에 의해서 정의되는 링키지에 의해서 DL 자원과 UL 자원의 조합이 구성될 수 있다. 구체적으로, 링키지는 UL 그랜트를 나르는 PDCCH 가 전송되는 DL CC와 상기 UL 그랜트를 사용하는 UL CC간의 맵핑 관계를 의미할 수 있으며 , HARQ를 위한 데이터가 전송되는 DL CC (또는 UL CC )의- HARQ ACK/NACK 신호가 전송되는 UL CC (또는 DL CC )간의 맵핑 관계를 의미할 수도 있 다. 크로스 캐리어 스케줄링 (Cross Carrier Scheduling)
캐리어 병합 시스템에서는 캐리어 (또는 반송파) 또는 서빙 셀 (Serving Cell)에 대한 스케줄링 관점에서 자가 스케줄링 (Self— Scheduling) 방법 및 크 로스 캐리어 스케줄링 (Cross Carrier Scheduling) 방법의 두 가지가 있다. 크 로스 캐리어 스케줄링은 크로스 컴포넌트 캐리어 스케줄링 (Cross Component Carrier Scheduling) 또는 크로스 셀 스케줄링 (Cross Cell Scheduling)으 로 일컬을 수 있다.
크로스 캐리어 스케줄링은 PDCCH(DL Grant)와 PDSCH가 각각 디-른 DL CC 로 전송되거나, DL CC에서 전송된 PDCCH(UL Grant)에 따라 전송되는 PUSCH가 UL 그랜트를 수신한 DL CC와 링크되어 있는 UL CC가 아닌 다른 UL CC를 통해 전 송되는 것을 의미한다.
크로스 캐리어 스케줄링 여부는 단말 특정 (UE-specific)하게 활성화 또는 비활성화될 수 있으며 , 상위계층 시그널링 (예를 들어 , RRC signaling)을 통해서 반정적 (semi-static)으로 각 단말 별로 알려질 수 있다.
크로스 캐리어 스케줄링이 활성화된 경우, PDCCH에 해딩- PDCCH가 지시하는 PDSCH/PUSCH가 어느 DL/UL CC를 통해서 전송되는지를 알려주는 캐리어 지시자 필드 (CIF: Carrier Indicator Field)가 필요하다. 예를 들어 , PDCCH는 PDSCH 자원 또는 PUSCH 자원을 CIF를 이용하여 다수의 컴포넌트 캐리어들 중 하 나에 할당할 수 있다. 즉, DL CC 상에서의 PDCCH가 다중 집성된 DL/UL CC 중 하나에 PDSCH 또는 PUSCH 자원을 할당하는 경우 CIF가 설정된디- . 이 경우, LTE-A Release - 8의 DCI 포맷은 CIF에 따라 확장될 수 있다. 이때 설정된 CIF 는 3bit 필드로 고정되거나, 설정된 CIF의 위치는 DCI 포맷 크기와 무관하게 고 정될 수 있다. 또한, LTE -A Release - 8의 PDCCH 구조 (동일 코딩 및 동일한 CCE 기반의 자원 매핑 )를 재사용할 수도 있다.
반면, DL CC 상에서의 PDCCH가 동일한 DL CC 상에서의 PDSCH 자원을 할 당하거나 단일 링크된 UL CC 상에서의 PUSCH 자원을 할당하는 경우에는 CIF가 설 정되지 않는디- . 이 경우, LTE— A Release - 8과 동일한 PDCCH 구조 (동일 코딩 및 동일한 CCE 기반의 자원 매핑 )와 DCI 포맷이 사용될 수 있디- .
크로스 캐리어 스케줄링이 가능할 때, 단말은 CC별 전송 모드 및 /또는 대역 폭에 따라 모니터링 CC의 제어영역에서 복수의 DC工에 대한 PDCCH를 모니터링하는 것이 필요하다. 따라서 , 이를 지원할 수 있는 검색 공간의 구성과 PDCCH 모니터링 이 필요하다.
캐리어 병합 시스템에서, 단말 DL CC 집합은 단말이 PDSCH를 수신하도록 스케줄링된 DL CC의 집합을 나타내고, 단말 UL CC 집합은 단말이 PUSCH를 전송 하도록 스케줄링된 UL CC의 집합을 나타낸다. 또한, PDCCH 모니터링 집합 (monitoring set )은 PDCCH 모니터링을 수행하는 적어도 하나의 DL CC의 집합 을 나타낸다 . PDCCH 모니터링 집합은 단말 DL CC 집합과 같거니- , 단말 DL CC 집 합의 부집합 ( subset )일 수 있다. PDCCH 모니터링 집합은 단말 DL CC 집합내의 DL CC들 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 또는 PDCCH 모니터링 집합은 단 말 DL CC 집합에 상관없이 별개로 정의될 수 있다. PDCCH 모니터링 집합에 포함 되는 DL CC는 링크된 UL CC에 대한 가기―스케줄링 ( self— schedul ing)은 힝-상 가능하도록 설정될 수 있다 . 이러한, 단말 DL CC 집합, 단말 UL CC 집합 및 PDCCH 모니터링 집합은 단말 특정 (UE— specif ic ) , 단말 그룹 특정 (UE group - specif ic ) 또는 셀 특정 ( Cell - specif ic )하게 설정될 수 있다.
크로스 캐리어 스케줄링이 비활성화된 경우에는 PDCCH 모니터링 집합이 항상 단말 DL CC 집합과 동일하다는 것을 의미하며, 이러한 경우에는 PDCCH 모니터링 집합에 대한 별도의 시그널링과 같은 지시가 필요하지 않다 . ：！러니- , 크로스 캐리 어 스케줄링이 활성화된 경우에는 PDCCH 모니터링 집합이 단말 DL CC 집합 내에 서 정의되는 것이 바람직하디ᅳ . 즉, 단말에 대하여 PDSCH 또는 PUSCH를 스케줄링 하기 위하여 기지국은 PDCCH 모니터링 집합만을 통해 PDCCH를 전송한다 .
도 10은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 크로스 캐리어 스 케줄링에 따른 서브 프레임 구조의 일례를 나타낸다.
도 10을 참조하면, . LTE— A 단말을 위한 DL 서브프레임은 3개의 DL CC가 결 합되어 있으며 , DL CC ' A '는 PDCCH 모니터링 DL CC로 설정된 경우를 나타낸다. CIF가 사용되지 않는 경우, 각 DL CC는 CIF 없이 자신의 PDSCH를 스케즐링하는 PDCCH를 전송할 수 있다. 반면, CIF가 상위 계층 시그널링을 통해 사용되는 경우, 단 하나의 DL CC 만이 CIF를 이용하여 자신의 PDSCH 또는 다른 CC의 PDSCH 를 스케줄링하는 PDCCH를 전송할 수 있다. 이때, PDCCH 모니터링 DL CC로 설정 되지 않은 DL CC ' B ' 와 ' C '는 PDCCH를 전송하지 않는다. 일반적인 ACK/NACK 멀티플렉성 방법
단말이 eNB로부터 수신되는 다수의 데이터 유닛들애 해당하는 다수의 ACK/NACK들을 동시에 전송해야 하는 상황에서, ACK/NACK 신호의 단일-주파수 특 성을 유지하고, ACK/NACK 전송 전력을 즐이기 위해, PUCCH 자원 선택에 기초한 ACK/NACK 다증화 방법이 고려될 수 있다.
ACK/NACK 다중화와 함께, 다수의 데이터 유닛들에 대한 ACK/NACK 웅답들 의 콘텐츠들은 실제 ACK/NACK 전송에 사용되는 PUCCH 자원괴- QPSK 변조 심볼들 의 자원의 결합에 의해 식별된다.
예를 들어, 만일 하나의 PUCCH 자원이 4 비트를 전송하고 4개의 데이터 유 닛들이 최대 전송될 수 있는 경우, ACK/NACK 결과는 아래 표 3과 같이 eNB 에서 식별될 수 있다.
【표 3】
Figure imgf000040_0001
ACK, NACK/DTX, ACK, NACK/DTX "PUCCH,2 0, 1
ACK, NACK/DTX, NACK/DTX, ACK ' UCCH.O 0, 1
ACK, NACK/DTX, NACK/DTX, NACK/DTX "PUCCH.O 1, 1
NACK/DTX, ACK, ACK, ACK PUCCH,3 0, 1
NACK/DTX, NACK, DTX, DTX ''PUCCHJ 0, 0
NACK/DTX, ACK, ACK, NACK/DTX "PUCCH.2 1, 0
NACK/DTX, ACK, NACK/DTX, ACK "PUCCH,3 1, 0
NACK/DTX, ACK, NACK/DTX, NACK/DTX "PUCCH.I 0 , 1
NACK/DTX, NACK/DTX, ACK, ACK "PUCCH.3 0, 1
NACK/DTX, NACK/DTX, ACK, NACK/DTX ' UCCH.2 0, 0
NACK/DTX, NACK/DTX, NACK/DTX, ACK "PUCCH,3 0, 0
DTX, DTX, DTX, DTX N/A N/A 상기 표 3에서 HARQ-ACK(i)는 i번째 데이터 유닛 (data unit)에 대한 ACK/ ACK 결과를' '나타낸다. 상기 표 3에서 DTX (DTX (Discontinuous Transmission)는 해당되는 HARQ-ACK(i)을 위해 전송될 데이터 유닛이 없거나 단말이 HARQ— ACK(i)에. 대웅하는 데이터 유닛을 검출하지 못함을 의미한디-. 상기 표 3에 의하면 , 최대 4개의 PUCCH 자원 (nSccH.o , nSCCH1 , η[,ΐ! :Η,2 , and η (ΐ)
PUCCH.3 ' 이 있고, b(0) , b(l)은 선택된 PUCCH을 이용하여 전송되는 2개의 비트이다 . 예를 들어, 단말이 4개의 데이터 유닛들을 모두 성공적으로 수신하면, 단말 은 n^c u을 이용하여 2 비트 (1, 1)을 전송한다- 단말이 첫번째 및 세번째 데이터 유닛에서 디코딩에 실패하고, 두번째 및 네 번째 데이터 유닛에서 디코딩에 성공하면, 단말은 "PUCC U을 이용하여 비트 (1,0) 을 전송한다. ACK/NACK 채널 선택에서, 적어도 하나의 ACK이 있으면, NACK과 DTX는 짝 지워진다 (couple) . 이는 예약된 (reserved) PUCCH 가원과 QPSK 심벌의 조합으 로는 모든 ACK/NACK 상태를 나타낼 수 없기 때문이다. 하지만, ACK이 없으면, DTX는 NACK과 분리된다 (decouple) .
이 경우, 한 개의 명확한 NACK에 해당하는 데이터 유닛에 링크된 PUCCH 자 원은 다수의 ACK/NACK들의 신호를 전송하기 위해 또한 예약될 수 있다. 반지속적 스케줄링 (Semi— Persistent Scheduling)을 위한 PDCCH 확인 (validation)
반지속적 스케줄링 (SPS: Semi-Persistent Scheduling)은 특정 딘 -¾t에 게 자원을 특정 시구간 '동안 지속적으로 유지되도록 할당하는 스케즐링 방식이디- .
VoIP (Voice over Internet Protocol)와 같이 특정 시간 동안 일정량 의 데이터가 전송되는 경우에는 자원할당을 위해 매 데이터 전송 구간 미-다 제어정 보를 전송할 필요가 없기 때문에 SPS 방식을 사용하여 제어정보의 낭비를 줄일 수 있다. 소위 반지속적 스케줄링 (SPS: Semi-Persistent Scheduling) 방법에서 는 단말에게 자원이 할당될 수 있는 시간 자원 영역을 우선 할당한다.
이때, 반지속적 할당 방법에서는 특정 단말에게 할당되는 시간 자원 영역이 주기성을 갖도록 설정할 수 있다. 그 다음, 필요에 따라 주파수 자원 영역을 할당 함으로써 시간—주파수 자원의 할당을 완성한다. 이렇게 주파수 자원 영역을 할당하 는 것을 소위 활성화 (Activation)라고 지칭할 수 있다. 반지속적 할당 방법을 사 용하면, 한 번의 시그널링에 의해 일정 기간 동안 자원 할당이 유지되기 때문에 반 복적으로 자원할당을 할 필요가 없어 시그널링 오버헤드를 즐일 수 있디-.
그 후, 상기 단말에 대한 자원할당이 필요 없어지게 되면 주파수 자원 할당 을 해제하기 위한 시그널링을 기지국에서 단말로 전송할 수 있디-. 이렇게 주파수 자원 영역의 할당을 해제 (release)하는 것을 비활성화 (Deactivation)라고 지 칭할 수 있다.
현재 LTE에서는 상향링크 및 /또는 하향링크에 대한 SPS를 위해 우선. RRC (Radio Resource Control) 시그널링을 통해 어느 서브프레임들에서 SPS 송신 / 수신을 해야 하는지를 단말에게 알려준다. 즉, RRC 시그널링을 통해 SPS를 위해 할당되는 시간-주파수 자원 증 시간 자원을 우선 지정해준다. 사용될 수 있는 서브 프레임을 알려주기 위해, 예컨대 서브프레임의 주기와 오프셋을 알려줄 수 있디-. 그러나, 단말은 RRC 시그널링을 통해서는 시간 자원 영역만 할당 받기 때문에, RRC 시그널링을 받았다고 하더라도 바로 SPS에 의한 송수신을 수행하지는 않으며 , 필요에 따라 주파수 자원 영역을 할당함으로써 시간-주파수 자원의 활당을 완성한 다., 이렇게 주파수 자원 영역을 할당하는 것을 활성화 (Activation)라고 지칭할 수 있으며, 주파수 자원 영역의 할당을 해제 (release)하는 것을 비훨-성회- ( Deactivation) E Jl 지칭할 수 있다.
따라서, 단말은 활성화를 지시하는 PDCCH를 수신한 뒤에, 그 수신된 PDCCH 에 포함된 RB 할당 정보에 따라 주파수 자원을 할당하고 MCS (Modulation and Coding Scheme) 정보에 따른 변조 (Modulation) 및 부호율 (Code Rate)을 적 용하여, 상기 RRC 시그널링을 통해 할당 받은 서브프레임 주기와 오프셋에 따라 송 수신을 수행하기 시작한다.
그 다음 , 단말은 기지국으로부터 비활성화를 알리는 PDCCH를 수신하면 송수 신을 중단한다. 만일 송수신을 중단한 이후에 활성화 또는 재활성화를 지시하는 PDCCH를 수신하면 그 PDCCH에서 지정한 RB 할당, MCS 등을 사용하여 RRC 시그 널링으로 할당 받은 서브프레임 주기와 오프셋을 가지고 다시 송수신을 재개한디- . 즉, 시간 자원의 할당은 RRC 시그널링을 통해 수행되지만, 실제 신호의 송수신은 S PS의 활성화 및 재활성화를 지시하는 PDCCH를 수신한 후에 수행될 수 있으며 , 신 호 송수신의 중단은 SPS의 비활성화를 지시하는 PDCCH를 수신한 후에 이루어진디- . 단말은 다음과 같은 조건이 모두 만족하는 경우에 SPS 지시를 포함하는 PDCCH를 확인할 수 있다. 첫째로 PDCCH 페이로드를 위해 추가된 CRC 패리티 비트 가 SPS C— RNTI로 스크램블되어야 하고, 둘째로 새로운 데이터 지시자 (NDI : New Data Indicator) 필드가 0으로 셋팅되어야 한다. 여기서 , DCI 포1 ¾ 2 , 2A, 2B 및 2C의 경우 , 새로운 데이터 지시자 필드는 활성화된 전송 블록의 하나를 나타낸다.
그리고, DCI 포맷에 사용되는 각 필드가 아래 표 4 및 표 5에 따라 셋팅되 면 확인이 완료된다. 이러한 확인이 완료되면, 단말은 수신한 DCI 정보를 유효한 SPS 활성화 또는 비활성화 (또는 해제 )임을 인식한다. 반면 , 확인이 완료되지 않으 면, 단말은 수신한 DCI 포맷에 비매칭 ( non-matching ) CRC가 포함된 것으로 인 식한다. 4는 SPS 활성화를 지시하는 PDCCH 확인을 위한 필드를 나타낸다 .
【표 4 ]
Figure imgf000045_0001
표 5는 SPS 비활성화 (또는 해제 )를 지시하는 PDCCH 확인을 위한 필드를 니 타낸다.
【표 5 ]
Figure imgf000045_0002
DCI 포맷이 SPS 하향링크 스케줄링 활성화를 지시하는 경우, PUCCH 필드를 위한 TPC 명령 값은 상위 계층에 의해 설정된 4개의 PUCCH 자원 값을 나타내는 인 덱스로 사용될 수 있다.
PUCCH piggybacking in Rel-8 LTE
도 11은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 UL— SCH의 전송 채 널 프로세싱의 일례를 나타낸다.
3GPP LTE 시스템 ( =E -UTRA, Rel . 8 )에서는 UL의 경우, 단말기의 파워앰 프의 효율적인 활용을 위하여, 파워 앰프의 성능에 영향을 미치는 PAPR ( Peak- to - Average Power Ratio ) 특성이나 CM ( Cubic Metric ) 특성이 좋은 s ingle carrier 전송을 유지하도록 되어 있다. 즉, 기존 LTE 시스템의 PUSCH 전송의 경 우 , 전송하고자 하는 데이테" DFT-precoding을 통해 single carrier 특성을 유지하고 , PUCCH 전송의 경우는 single carrier 특성을 가지고 있는 sequence 에 정보를 실어 전송함으로써 single carrier 특성을 유지할 수 있디- . 그러나 DFT preceding을 한 데이터를 주파수축으로 비연속적으로 할당하거나 PUSCH와 PUCCH가 동시에 전송하게 되는 경우에는 이러한 s ingle carrier 특성이 깨지게 된다. 따라서, 도 11과 같이 PUCCH 전송과 동일한 subf rame에 PUSCH 전송이 있 을 경우, single carrier 특성을 유지하기 위해 PUCCH로 전송할 UCI ( uplink control information)정보를 PUSCH를 통해 데이터와 함꺼 1 전송 ( Piggyback ) 하도록 되어 있다.
앞서 설명했듯이 기존의 LTE 단말은 PUCCH와 PUSCH가 동시에 전송될 수 없 기 때문에 PUTSCH:7)" 전송되는 subframe에서는 Uplink Control Information (UCI) (CQI/PMI, HARQ-ACK, RI등)를 PUSCH 영역에 mult iplexing하는 방법 을 사용한다.
일례로, PUSCH를 ' 전송하도록 allocation 된 subframe에人 j Channel Quality Indicator (CQI) and/or Precoding Matrix Indicator ( PMI )를 전송해야 할 경우 UL-SCH data와 CQI/PMI를 DFT- spreading 이전에 multiplexing하여 control 정보와 data를 함께 전송할 수 있다. 이 경우 UL- SCH data는 CQI/PMI res iree를 고려하여 rate-matching을 수행하게 된다. 또한 HARQ ACK, R工등의 control 정보는 UL-SCH data를 puncturing '하여 PUSCH 영역에 multiplexing되는 방식이 사용되고 있다.
도 12는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 전송 채널 (transport channel)인 상향링크 공유채널의 신호 처리 과정의 일례를 나타낸다 이하, 상향링크 공유채널 (이하, "UL-SCH"라 한다. )의 신호 처리 과정은 하 나 이상의 전송 채널 또는 제어정보 타입에 적용될 수 있디-.
도 12를 참조하면 , UL— SCH은 전송 入 1간 구간 (ΊΤΙ: transmission time interval)마다 한번씩 데이테" 전송 블록 (TB: Transport Block)의 형태로 부호화 유닛 (conding unit)에 전달된다.
상위 계층으로부터 전달 받은 전송 블록의 비트 ， ^2，"3，…' —!에 CRC 패 리티 비트 (parity bit) A)， ， 2, 3,.·.Ά-ΐ를 부착한다 (Si20 ) . 이때 , A는 전 송 블록의 크기이며 , L은 패리티 비트의 개수다. CRC가 부착된 입력 비트는 ^0'01'02'03'…'0^1과 같다. 이때, B는 CRC를 포함한 전송 블록의 비트 수를 나타낸 다. έο'^'έ2' '"·^β— 1는 ΤΒ 크기에 따라 여러 개의 코드 블록 (CB: Code block) 으로 분할 (segmentation)되고, 분할된 여러 개의 CB들에 CRC가 부착된다
(S121) . 코드 블록 분할 및 CRC 부착 후 비트는 。，^1 ᅳ2 ''3，"'，에1)과 같디ᅵ. 여기서 r은 코드 블록의 번호 (r=0,.„,C-l)이고, 은 코드 블록 r에 따른 비트 수이다. 또한, C는 코드 블록의 총 개수를 나타낸다.
이어, 채널 부호회 -(channel coding)가 수행된다 (S122) . 채널 부호화 후 di') dd d(o d ) d( 、
의 출력 비트는 。' ， 2 '",3 '···'" — 1)과 같다ᅳ 이때, i는 부호화된 스트림 인덱스 이며, 0, 1 또는 2 값을 가질 수 있다. 은 코드 블록 r을 위한 i번째 부호화된 스트림의 비트 수를 나타낸다. r은 코드 블록 번호 (r=0,..., C— 1)이고, C는 코드 블록의 총 개수를 나타낸다. 각 코드 블록은 각각 터보 코딩에 의하여 부호화될 수 있다.
이어 , 레이트 매칭 ( Rate Matching )이 수행된다 ( S 123 ) . 레이트 매칭을 거 친 이후의 바트는 0' 1' 2' 3，"ᅳ' ( -1)과 같다. 이때, 은 코드 블록의 번호이고 (r=0,...,C-l) , C는 코드 블록의 총 개수를 나타낸다. Er은 r번째 코드 블록의 레 이트 매칭된 비트의 개수를 나타낸다.
이어 , 다시 코드 블록들 간의 결합 (concatenation)이 수행된다 (S124) . 코드 블록의 결합이 수행된 후의 비트는 f '니 fc시 같디-. 이때, G는 전 송을 위한 부호화된 비트의 총 개수를 나타내며 , 제어정보가 UL-SCH 전송괴- 다중 화될 때, 제어정보 전송을 위해 사용되는 비트 수는 포함되지 않는다.
한편, PUSCH에서 제어정보가 전송될 때, 제어정보인 CQI/PMI, RI , ACK/NACK은 각각 독립적으로 채널 부호화가 수행된다 (S126, S127, S128) . 각 제어정보의 전송을 위해 각각 서로 다른 부호화된 심볼들이 할당되기 때문에 각각 의 제어정보는 서로 다른 코딩 레이트 (coding rate)를 가진디- .
TDD (Time Division Duplex)에서 ACK/NACK 피드백 ( feedback) 모드는 상위 계층 설정에 의해 ACK/NACK 번들링 (bundling) 및 ACK/NACK 다중화 (multiplexing) 두 가지 모드가 지원된다. ACK/NACK 번들링을 위해 ACK/NACK 정보 비트는 1비트 또는 2비트로 구성되고, ACK/NACK 다중화를 위해 ACK/NACK 정보 비트는 1비트에서 4비트 사이로 구성된다 .
S134 단계에서 코드 블록 간 결합 단계 이후에, UL-SCH 데이터의 부호화된 비트 /ο, /ΐ, /2, /3''··' /(7— I와 CQI/PMI의 부호화된 비트
Figure imgf000049_0001
의 다중 화가 수행된다 (S125) · 데이터와 CQI/PMI의 다중화된 결과는 0 Ί ' '·■■' /'-ι 과 같다. 이때, ( = 0，ᅳᅳ" H'ᅳ 1 )는 ( '·Λ 길이를 가지는 컬럼 (column) 백터를 나타낸다. ^G + ^' e/)이고, H' = H/(N£ . 이다. 은 UL— SCH 전송 블록 이 매핑된 레이어의 개수를 나타내고, H는 전송 블록이 매핑된 Λ 개 전송 레이어 에 UL— SCH 데이터와 CQI/PMI 정보를 위해 할당된 부호화된 총 비트의 개수를 나 타낸다. 이어, 다중화된 데이터와 CQI/PMI , 별도로 채널 부호화된 RI , ACK/NACK 은 채널 인터리빙되어 출력 신호가 생성된다 ( S129 ) .
MIMO (Multi-Input Multi-Output)
MIMO 기술은 지금까지 일반적으로 한 개의 송신안테나와 한 개의 수신안테나 를 사용했던 것에서 탈피하여 , 다중 송신 ( Tx) 안테나와 다중 수신 ( Rx) 안테나를 사용한다 . 다시 말해서 , MIMO 기술은 무선 통신 시스템의 송신단 또는 수신단에서 다중 입 력 안테나를 사용하여 용량 증대 또는 성능 개성을 꾀하기 위한 기술이다. 이하에서는 "MIMO "를 "다중 입출력 안테나 "라 칭하기로 한다 .
더 구체적으로, 다중 입출력 안테나 기술은 하나의 완전한 메시지 ( total message )를 수신하기 위하여 한 개의 안테나 경로에 의존하지 않으며 , 여러 개의 안테나를 통해 수신한 복수의 데이터 조각을 수집하여 완전한 데이터를 완성시킨디- . 결과적으로, 다중 입출력 안테나 기술은 특정 시스템 범위 내에서 데이터 전송율을 증가시킬 수 있으며, 또한 특정 데이터 전송율을 통해 시스템 범위를 증가시킬 수 있다.
차세대 이동통신은 기존 이동통신에 비해 훨씬 높은 데이터 전송률을 요구하 므로 효율적인 다중 입출력 안테나 기술이 반드시 필요할 것으로 예상된디- . 이와 같은 상황에서 . MIMO 통신 기술은 이동통신 단말과 중계기 등에 폭넓게 사용할 수 있는 차세대 이동통신 기술이며, 데이터 통신 확대 등으로 인해 한계 상황에 따라 다른 이동통신의 전송량 한계를 극복할 수 있는 기술로서 관심을 모으고 있다. 한편, 현재 연구되고 있는 다양한 전송효율 향상 기술 중 다중 입출력 안테 나 (MIMO) 기술은 추가적인 주파수 할당이나 전력증가 없이도 통신 용량 및 송수신 성능을 획기적으로 향상시킬 수 있는 방법으로서 현재 가장 큰 주목을 받고 있디- . 도 13은 일반적인 다중 입출력 안테나 (MIMO) 통신 시스템의 구성도이디- . 도 13을 참조하면, 송신 안테나의 수를 Ντ개로, 수신 안테나의 수를 NR개로 동시에 늘리게 되면, 송신기나 수신기에서만 다수의 안테나를 사용하게 되는 경우 와 달리 안테나 수에 비례하여 이론적인 채널 전송 용량이 증가하므로 , 전송 레이 트 ( transfer rate )를 향상시키고, 주파수 효율을 획기적으로 향상시킬 수 있디- . 이 경우, 채널 전송 용량의 증가에 따른 전송 레이트는 하나의 안테나를 이용하는 경우의 최대 전송 레이트 (1¾0)에 다음과 같은 레이트 증가율 ( )이 곱해진 만큼으로 이론적으로 증가할 수 있다.
[수 1】
Rt = min(N7. , NR )
즉, 예를 들어 , 4개의 송신 안테나와 4개의 수신 안테나를 이용하는 MIMO 통신 시스템에서는 단일 안테나 시스템에 비해 이론상 4배의 전송 레이트를 획득할 수 있다.
이와 같은 다중 입출력 안테나의 기술은 다양한 채널 경로를 통과한 심볼들을 이용하여 전송 신뢰도를 높이는 공간 다이버시티 ( spatial divers ity) 방식괴- , 다수의 송신 안테나를 이용하여 다수의 데이터 심볼을 동시에 송신하여 전송률을 향상시키는 공간 멀티플렉싱 ( spatial multiplexing ) 방식으로 나눌 수 있디- . 또한 이러한 두 가지 방식을 적절히 결합하여 각각의 장점을 적절히 얻고자 하는 방식에 대한 연구도 최근 많이 연구되고 있는 분야이다.
각각의 방식에 대해 좀더 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.
첫째로, 공간 다이버시티 방식의 경우에는 시공간 블록 부호 계열괴- , 다이버 시티 이득과 부호화 이득을 동시에 이용하는 시공간 트렐리스 ( Trel is ) 부호 계열 방식이 있디- . 일반적으로 비트 오류율 개선 성능과 부호 생성 자유도는 트텔리스 부호 방식이 우수하지만, 연산 복잡도는 시공간 블록 부호가 간단하다. 이와 같은 공간 다이버서티 이득은 송신 안테나 수 (NT)와 수신 안테나 수 (NR)의 곱 (NT X NR)에 해당되는 양을 얻을 수 있다.
둘째로, 공간 멀티플렉싱 기법은 각 송신 안테나에서 서로 다른 데이터 열을 송신하는 방법인데, 이때 수신기에서는 송신기로부터 동시에 전송된 데이터 사이에 상호 간섭이 발생하게 된다. 수신기에서는 이 간섭을 적절한 신호처리 기법을 이용 하여 제거한 후 수신한다. 여기에 사용되는 잡음 제거 방식은 MLD (maximum likelihood detection) 수신기 , ZF ( zero- forcing ) 수신기 , MMSE (minimum mean square error ) 수신 기, D- BLAST (Diagonal -Bell Laboratories Layered Space -Time ) , V- BLAST (Vertical— Bell Laboratories Layered Space -Time ) 등이 있으며 , 특히 송신단에서 채널 정보를 알 수 있는 경우에는 SVD ( singular value decomposition) 방식 등을 사용할 수 있다.
셋째로, 공간 다이버시티와 공간 멀티플렉싱의 결합된 기법을 들 수 있디- . 공간 다이버시티 이득만을 얻을 경우 다이버시티 차수의 증가에 따른 성능개선 이 득이 점치- 포화되며, 공간 멀티플렉싱 이득만을 취하면 무선 채널에서 전송 신뢰도 가 떨어진다 . 이를 해결하면서 두 가지 이득을 모두 얻는 방식들이 연구되어 왔으 며 , 이 중 시공간 블록 부호 ( Double -STTD) , 시공간 BICM(STBICM) 등의 방시 이 있다.
상술한 바와 같은 다중 입출력 안테나 시스템에 있어서의 통신 방법을 보다 구체적인 방법으로 설명하기 위해 이를 수학적으로 모델링하는 경우 다음과 같이 나타낼 수 있다.
먼저, 도, 13에 도시된 바와 같이 Ντ개의 송신 안테나와 NR개의 수신 안테나 가 존재하는 것을 가정한다 .
먼저 , 송신 신호에 대해 살펴보면 , 이와 같이 NT개의 송신 안테니끼ᅵ 있는 경 우 최대 전송 가능한 정보는 Ντ개 이므로, 이를 다음과 같은 백터로 나타낼 수 있 다
【수 2]
S =
한편, 각각의 전송 정보 S2, SNT에 있어 전송 전력을 달리 할 수 있으며, 이때 각각의 전송 전력을 P1 P2 PNT라 하면, 전송 전력이 조정된 전송 정보는 다음과 같은 백터로 나타낼 수 있다.
【수 3]
S - 2J2' ,H. 또한, 를 전송 전력의 대각 행렬 P로 다음과 같이 나타낼 수 있다 【수 4】
Figure imgf000054_0001
한편, 전송 전력이 조정된 정보 백터 S는 그 후 가중치 행렬 W가 곱해져 실 제 전송되는 Ντ개의 전송 신호 X2 ^를 구성한다 . 여기서 , 가중치 행 렬은 전송 채널 상황 등에 따라 전송 정보를 각 안테나에 적절히 분배해 주는 역할 을 수행한다. 이와 같은 전송 신호 , X2 , XNT - 백터 X를 이용하여 다음 과 같이 나타낼 수 있다.
【수 5】
X = Ws = WPs
Figure imgf000054_0002
여기서, Wij는 i번째 송신 안테나와 j번째 전송 정보간의 가중치를 나타내며 W는 이를 행렬로 나타낸 것이다. 이와 같은 행렬 W를 가중치 행렬 (Weight Matrix) 또는 프리코딩 행렬 (Precoding Matrix)라 부른다.
한편, 상술한 바와 같은 전송 신호 (X)는 공간 다이버시티를 사용하는 경우와 공간 멀티플랙싱을 사용하는 경우로 나누어 생각해 볼 수 있다. 공간 멀티플랙싱을 사용하는 경우는 서로 다른 신호를 다중화하여 보내게 되 므로, 정보 백터 s의 원소들이 모두 다른 값을 가지게 되는 반면, 공간 다이버시티 를 사용하게 되면 같은 신호를 여러 채널 경로를 통하여 보내게 되므로 정보 백터 s의 원소들이 모두 같은 값을 갖게 된다ᅳ
물론, 공간 멀티플택싱과 공간 다이버시티를 흔합하는 방법도 고려 가능하다, 즉, 예를 들어 3 개의 송산 안테나를 통하여 같은 신호를 공간 다이버시티를 이용 하여 전송하고, 나머지는 각각 다른 신호를 공간 멀티플랙싱하여 보내는 경우도 고 려할 수 있다.
다음으로, 수신신호는 NR개의 수신 안테나가 있는 경우, 각 안테나의 수신신 호 , Y2 , · · . , yNR을 백터 y로 다음과 같이 나타내기로 한다.
【수 6】 .
한편, 다중 입출력 안테나 통신 시스템에 있어서의 채널을 모델링하는 경우, 각각의 채널은 송수신 안테나 인덱스에 따라 구분할 수 있으며, 송신 안테나 j로부 터 수신 안테나 i를 거치는 채널을 로 표시하기로 한다. 여기서, 의 인덱스 의 순서가 수신 안테니- 인텍스가 먼저, 송신안테나의 인덱스기- 나중임에 유의한디- . 이러한 채널은 여러 개를 한데 묶어서 백터 및 행렬 형태로도 표시 가능하다. 백터 표시의 예를 들어 설명하면 다음과 같다.
도 14는 다수의 송신 안테나에서 하나의 수신 안테나로의 채널을 나타낸 도 이다. 도 14에 도시된 바와 같이 총 Ντ개의 송신 안테나로부터 수신안테나 i로 도 착하는 채널은 다음과 같이 표현 가능하다.
【수 7】 또한, 상기 수학식 7과 같은 행렬 표현을 통해 Ντ개의 송신 안테나로부터 . 개의 수신 안테나를 거치는 채널을 모두 나타내는 경우 다음과 같이 나타낼 수 있 다.
【수 8】
Figure imgf000056_0001
한편 , 실제 채널은 위와 같은 채널 행렬 H를 거친 후에 백색 집-음 (AWGN:
Additive White Gaussian Noise)가 더해지게 되므로, NR개의 수신 안테나 긱- 각에 더해지는 백색 잡음 η1 η2 / . . . , nNR을 백터로 표현하면 다음과 길—다.
【수 9】
n = [ni,n2,---,nNu
상술한 바와 같은 전송 신호, 수신 신호, 채널, 및 백색 잡음의 모델링을 통 해 다중 입출력 안테나 통신 시스템에서의 각각은 다음과 같은 관계를 통해 나타낼 수 있다. 【수 10]
Figure imgf000057_0001
한편, 채널의 상태를 나타내는 채널 행렬 H의 행과 열의 수는 송수신 안테나 수에 의해서 결정된다 . 채널 행렬 H는 앞서 살펴본 바와 같이 행의 수는 수신 안테 나의 수 ¾과 같아지고, 열의 수는 송신 안테나의 수 ¾와 같아 지게 된디-. 즉, 채 널 행렬 H는 NRXNR 행렬이 된다.
일반적으로, 행렬의 램크 (rank)는 서로 독립인 ( independent ) 행 또는 열 의 개수 중에서 최소 개수로 정의된다. 따라서, 행렬의 랭크는 행 또는 열의 개수 보다 클 수 없게 된디-. 수식적으로 예를 들면 , 채널 행렬 H의 탱크 (rank(H) )는 다음과 같이 제한된다.
【수 11】
rank(n)≤ min(Nr , NR )
또한, 행렬을 고유치 분해 (Eigen value decomposition) 1- 하였을 띠 1 , 탱크는 고유치 (eigen value)들 중에서 0이 아닌 고유치들의 개수로 정의할 수 있 다. 비슷한 방법으로, 탱크를 SVD (singular value decomposition) 했을 때 0이 아닌 특이값 (singular value)들의 개수로 정의할 수 있디-. 따라서 , 채널 행 렬에서 탱크의 물리적인 의미는 주어진 채널에서 서로 다른 정보를 보낼 수 있는 최대 수라고 할 수 있다.
본 명세서에 있어, MIMO 전송에 대한 '탱크 (Rank) '는 특정 시점 및 특정 주파수 자원에서 독립적으로 신호를 전송할 수 있는 경로의 수를 나타내며, '레이 어 ( layer)의 개수 '는 각 경로를 통해 전송되는 신호 스트림의 개수를 나타낸디- . 일반적으로 송신단은 신호 전송에 이용되는 탱크 수에 대응하는 개수의 레이어를 전송하기 때문에 특별한 언급이 없는 한 랭크는 레이어 개수와 동알한 의미를 기-진 다. 참조 신호 (RS : Reference Signal )
무선 통신 시스템에서 데이터는 무선 채널을 통해 전송되기 때문에 , 신호는 전송 중에 왜곡될 수 있다. 수신단에서 왜곡된 신호를 정확하게 수신하기 위하여, 수신된 신호의 왜곡은 채널 정보를 이용하여 보정되어야 한다. 채널 정보를 검출하 기 위하여 송신측과 수신측 모두 알고 있는 신호 전송 방법과 신호기ᅵ 채널을 통해 전송될 때 왜곡된 정도를 이용하여 채널 정보를 검출하는 방법을 주로 이용한다 . 상술한 신호를 파일럿 신호 또는 참조 신호 (RS )라고 한다 .
다중 입출력 안테나를 이용하여 데이터를 송수신할 때, 신호를 정확하게 수 신하기 위하여 송신 안테나와 수신 안테나 간의 채널 상태기ᅵ 검출되어야 한다. 따 라서 각 송신 안테나는 개별적인 참조 신호를 가져야 한다 .
하향 참조 신호는 하나의 셀 내 모든 단말이 공유하는 공통 참조 신호 ( CRS : common RS )와 특정 단말만을 위한 전용 참조 신호 (DRS : dedicated RS )가 있다. 이와 같은 참조 신호들을 이용하여 복조 (demodulation)와 채널 측정 (channel measurement)을 위한 정보를 제공할 수 있다.
수신 측 (즉, 단말)은 ,CRS로부터 채널 상태를 측정하고, CQI (Channel Quality Indicator) , ΡΜΙ (Precoding Matrix Index) 및 /또는 RI (Rank Indicator)와 같은 채널 품질과 관련된 지시자를 송신 측 (즉 , 기지국)으로 피드 백한다. CRS는 셀 특정 기준신호 (cell-specific RS)라고도 한디-. 반면, 채널 상태 정보 (CSI: Channel State Information)의 피드백과 관련된 참조 신호를 CSI-RS라고 정의할 수 있다.
DRS는 PDSCH 상의 데이터 복조가 필요한 경우 자원 요소들을 통해 전송될 수 있다. 단말은 상위 계층을 통하여 DRS의 존재 여부를 수신할 수 있으며, 상응 하는 PDSCH가 매핑되었을 때만 유효하다 . DRS를 단말 특정 침-조 신호 (UE— specific RS) 또는 복조 참조 신호 (DMRS: Demodulation RS)라고 할 수 있다 도 15는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 하향링크 자원 블 록 쌍에 매핑된 참조 신호 패턴을 예시한다.
도 15를 참조하면, 참조 신호가 매핑되는 단위로 하향링크 자원 블록 쌍은 시간 영역에서 하나의 서브 프레임 X 주파수 영역에서 1?개의 부 반송파로 나타낼 수 있다. 즉, 시간 축 (X축) 상에서 하나의 자원 블록 쌍은 일반 순환 전치
(normal CP: normal Cyclic Prefix) 인 경우 14개의 OFDM 심볼의 길이를 가 지고 (도 15a) , 확장 순환 전치 (extended CP: extended Cyclic Prefix)인 경.우 12개의 OFDM 심볼의 길이를 가진다 (도 15b) . 자원 블록 격자에서 '0' , '1' , '2' 및 '3.'으로 기재된 자원 요소들 (RES)은 각각 안테나 포트 인텍스 ' 0 ' ,
'1' , '2 ' 및 '3 '의 CRS의 위치를 의미하며, 'D'로 기재된 자원 요소들은 DRS의 위치를 의미한다. .
이하 CRS에 대하여 좀 더 상세하게 기술하면, CRS는 물리적 안테나의 채널 을 추정하기 위해 사용되고, 셀 내에 위치한 모든 단말에 공통적으로 수신될 수 있 는 참조 신호로써 전체 주파수 대역에 분포된다. 또한, CRS는 채널 품질 정보
(CSI) 및 데이터 복조를 위해 이용될 수 있다.
CRS는 전송 측 (기지국)에서의 안테나 배열에 따라 다양한 포맷으로 정의된디-ᅳ 3GPP LTE 시스템 (예를 들어, 릴리즈 -8)에서는 다양한 안테니- 배열을 지원히-고 , 하향링크 신호 송신 측은 3개의 단일의 송신 안테나, 2개의 송신 안테나 및 4개의 송신 안테나와 같이 3 종류의 안테나 배열을 가진다ᅳ . 기지국이 단일의 송신 인-테나 를 사용하는 경우, 단일 안테나 포트를 위한 참조 신호가 배열된디-. 기지국이 2개 의 송신 안테나를 사용하는 경우, 2개의 송신 안테나 포트를 위한 참조 신호는 시 분할 다중화 (TDM: Time Division Multiplexing) 및 /또는 주피-수 분할 디-중회-
(FDM Frequency Division Multiplexing) 방식을 이용하여 배열된디 -. 즉, 2 개의 안테나 포트를 위한 참조 신호는 각각이 구별되기 위해 서로 다른 시간 자원 및 /또는 서로 다른 주파수 자원이 할당된디-.
게다가, 기지국이 4개의 송신 안테나를 사용하는 경우, 4개의 송신 안테나 포트를 위한 참조 신호는 TDM 및 /또는 FDM 방식을 이용하여 배열된다. 하향링크 신호의 수신 측 (단말)에 의하여 측정된 채널 정보는 단일의 송신 안테니- 전송 , 송 신 다이버시티 , 폐쇄 루프 공간 다중화 (closed-loop spatial multiplexing) , 개방 루프 공간 다중화 (open— loop spatial multiplexing) 또는 다중 사용자- 다중 입출력 안테나 (Multi-User MIMO)와 같은 전송 방식을 이용하여 전송된 데 이터를 복조하기 위하여 사용될 수 있다.
다중 입출력 안테나가 지원되는 경우 참조 신호가 특정의 안테나 포트로부터 전송될 때, 상기 참조 신호는 참조 신호의 패턴에 따라 특정된 자원 요소돌의 위치 에 전송되며, 다른 안테나 포트를 위해 특정된 자원 요소들의 위치에 전송되지 않 는다. 즉, 서로 다른 안테나 사이의 참조 신호는 서로 겹치지 않는디-.
자원 블록에 CRS를 맵핑하는 규칙은 다음과 같이 정의된다，
【수 12]
Figure imgf000061_0001
if p = 0and/ = 0
if = 0 and /≠ 0
if 1 and/ = 0
3(«s mod 2)
Figure imgf000061_0002
3 + 3(«s mod 2) if p = 2
vsl„ft= 'mod6
수학식 12에서, k 및 1 은 각각 부반송파 인텍스 및 심볼 인텍스를 나타내 고 , p 는 안테나 포트를 나타낸다. ^^^은 하나의 하향링크 슬롯에서의 OFDM 심 볼의 수를 나하내고, N^은 하향링크에 할당된 무선 자원의 수를 나타낸디- . ns 는 슬롯 인덱스를 나타내고, '은 셀 ID를 나타낸다 . mod 는 모들로 (modulo ) 연 산을 나타낸다. 참조 신호의 위치는 주파수 영역에서 ν^'ι값에 따라 달라진디- . ^," 는 셀 ID에 종속되므로, 참조 신호의 위치는 셀에 따라 다양한 주파수 편이 ( frequency shif t ) 값을 가진다.
보다 구체적으로, CRS를 통해 채널 추정 성능을 향상시키기 위해 CRS의 위 치는 셀에 따라 주파수 영역에서 편이될 수 있다. 예를 들어 , 참조 신호기. 3개의 부 반송파의 간격으로 위치하는 경우, 하나의 셀에서의 참조 신호들은 3k 번째 부 반송파에 할당되고, 다른 샐에서의 참조 신호는 3k+l 번째 부반송파에 할당된디- . 하나의 안테나 포트의 관점에서 참조 신호들은 주파수 영역에서 6개의 자원 요소 간격으로 배열되고, 또 다른 안테나 포트에 할당된 참조 신호와는 3개의 자원 요소 간격으로 분리된디- .
시간 영역에서 참조 신호는 각 슬롯의 심볼 인덱스 0 에서부터 시작하여 동 일 간격 ( constant interval )으로 배열된다. 시간 간격은 순환 전치 길이에 따 라 다르게 정의된다. 일반 순환 전치의 경우 참조 신호는 슬롯의 심볼 인덱스 0 과
4에 위치하고, 확장 순환 전치의 경우 참조 신호는 슬롯의 심볼 인텍스 0 괴― 3에 위치한다 . 2개의 안테나 포트 중 최대값올 가지는 안테나 포트를 위한 참조 신호는 하나의 OFDM 심볼 내에 정의된다 . 따라서 , 4개의 송신 안테나 전송의 경우, 참조 신호 안테나 포트 0 과 1을 위한 참조 신호는 슬롯의 심볼 인덱스 0 과 4 (확장 순환 전치의 경우 심볼 인덱스 0 과 3 )에 위치하고, 안테나 포트 2 와 3을 위한 참조 신호는 슬롯의 심볼 인덱스 工에 위치한다. 안테나 포트 2 와 3을 위한 참조 신호의 주파수 영역에서의 위치는 2번째 슬롯에서 서로 맞바꿔진디- .
이하 DRS에 대하여 좀 더 상세하게 기술하면, DRS는 데이터를 복조하기 위 하여 사용된다. 다중 입출력 안테나 전송에서 특정의 단말을 위해 사용되는 선행 부호화 (precoding) 가중치는 단말이 참조 신호를 수신하였을 때 각 송신 안테나 에서 전송된 전송 채널과 결합되어 상웅하는 채널을 추정하기 위하여 변경 없이 사 용된다.
3GPP LTE 시스템 (예를 들어 , 릴리즈 - 8 )은 최대로 4개의 전송 안테나를 지 원하고, 탱크 1 빔포밍 (beamforming)을 위한 DRS가 정의된디- . 랭크 1 빔포밍을 위한 DRS는 또한 안테나 포트 인덱스 5 를 위한 참조 신호를 나타낸다.
자원 블록에 DRS를 맵핑하는 규칙은 다음과 같이 정의된다. 수학식 13은 일 반 순환 전치인 경우를 나타내고, 수학식 14는 확장 순환 전치인 경우를 나타낸디- . 【수 13】 ,
Figure imgf000063_0001
= N mod 3
【수 14 ] k = (k')modN^ + N^B -nPRB
k, \ 3^'+vshift if/ = 4
[3m'+(2 + vshift)mod3 if / = 1
Figure imgf000064_0001
= N"" mod 3 상기 수학식 12내지 수학식 14에서, k 및 p는 각각 부반송파 인덱스 및 안 테나 포트를 나타낸다. , ns; 는 각각 하향링크에 할당된 RB의 수, 슬롯 인덱스의 수, 셀 ID의 수를 나타낸다. RS의 위치는 주파수 도메인 관점에서 값 에 따라 달라진다. 수학식 13 및 14에서, k 및 1 은 각각 부반송파 인텍스 및 심볼 인덱스를 나타내고, p는, 안테나 포트를 나타낸다. 은 주파수 영역에서 자원 블록 크기 를 나타내고, 부반송파의 수로써 표현된다. 은 물리 자원 블록의 수를 나타낸
PDSCH
다. Β 은 PDSCH 전송을 위한 자원 블록의 주파수 대역을 나타낸다. ηΞ 는 슬 롯 인덱스를 나타내고, 는 셀. ： ED를 나타낸다 . mod 는 모들로 (modulo) 연산 을 나타낸다. 참조 신호의 위치는 주파수 영역에서 vs""'t값에 따라 달라진디-. 는 셀 ID에 종속되므로, 참조 신호의 위치는 셀에 따라 다양한 주파수 편이 (frequency shift) 값을 가진다.
사운딩 참조 신호 (SRS: Sounding Reference Signal) SRS는 주로 상향링크의 주파수-선택적 스케줄링을 수행하기 위하여 채널 품 질 측정에 사용되며, 상향링크 데이터 및 /또는 제어 정보의 전송과 관련되지 않는 다. 그러나, 이에 한정되지 않으며 SRS는 전력 제어의 향상 또는 최근에 스케즐되 어 있지 않은 단말들의 다양한 스타트-업 ( start -up ) 기능을 지원하기 위한 다양 한 다른 목적들을 위해 사용될 수 있다. 스타트-업 기능의 일례로, 초기의 변조 및 부호화 (MCS： Modulation and Coding Scheme ) , 데이터 전송을 위한 초 기의 전력 제어 , 타이밍 전진 ( timing advance ) 및 주파수 반-선택적 ( semi— selective ) 스케줄링이 포함될 수 있다. 이때, 주파수 반-선택적 스케줆링은 서 브 프레임의 처음의 슬롯에 선택적으로 주파수 자원을 할당하고, 두번째 슬롯에서 는 다른 주파수로 의사 랜덤 (pseudo- randomly)하게 도약하여 주파수 자원을 할 당하는스케즐링을 말한다.
또한, SRS는 상향링크와 하향링크 간에 무선 채널이 상호적 ( rec iprocal ) 인 가정하에 하향링크 채널 품질을 측정하기 위하여 사용될 수 있다. 이러한 가정 은 상향링크와 하향링크가 동일한 주파수 스펙트럼을 공유하고, 시간 영역에서는 분리된 시분할 듀플레스 ( TDD : Time Division Duplex) 시스템에서 특히 유효하 다
셀 내에서 어떠한 단말에 의하여 전송되는 SRS의 서브 프레임들은 셀 -특정 방송 신호에 의하여 나타낼 수 있다. 4비트 셀 -특정
1 srsSubf rameConf iguration ' 파라미터는 SRS가 각 무선 프레임을 통해 전송될 수 있는 15가지의 가능한 서브 프레임의 배열을 나타낸다. 이러한 배열들에 의하여 운용 시나리오 (deployment scenario)에 따라 SRS 오버헤드 ( overhead)의 조정 에 대한 유동성을 제공하게 된다.
이 중 16번째 배열은 셀 내에서 완전하게 SRS의 스위치를 오프하며, 이는 주로 고속 단말들을 서빙하는 서빙 셀에 적합하다 .
도 16은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 사운딩 참조 신호 심볼을 포함한 상향링크 서브 프레임을 예시한다 .
도 16을 참조하면, SRS는 배열된 서브 프레임 상에서 항상 마지막 SC-FDMA 심볼을 통해 전송된다. 따라서, SRS와 DMRS는 다른 SC-FDMA 심볼에 위치하게 된 다.
PUSCH 데이터 전송은 SRS 전송을 위한 특정의 SC-FDMA 심볼에서는 허용되 지 않으며 , 결과적으로 사운딩 (sounding) 오버헤드가 가장 높은 경우 즉, 모든 서브 프레임에 SRS 심볼이 포함되는 경우라도 사운딩 오버헤드는 약 7%를 초과하 지 않는다.
각 SRS 심볼은 주어진 시간 단위와 주파수 대역에 관한 기본 시퀀스 (랜덤 시 퀀스 또는 Zadoff-Ch(ZC)에 기초한 시뭔스 세트)에 의하여 생성되고, 동일 셀 내의 모든 단말들은 동일한 기본 시퀀스를 사용한다. 이때, 동일한 주파수 대역과 동일한 시간에서 동일 셀 내의 복수의 단말로부터의 SRS 전송은 기본 시퀀스의 서 로 다른 순환 이동 (cyclic shift)에 의해 직교 (orthogonal)되어 서로 구별된 다. .
각각의 셀 마다 서로 다른 기본 시퀀스가 할당되는 것에 의하여 서로 다른 셀 로부터의 SRS 시퀀스가 구별될 수 있으나, 서로 .다른 기본 시퀀스 간에 직교성은 보장되지 않는다.
COMP (Coordinated Multi-Point Transmission and Reception)
LTE- advanced^ 요구에 발맞춰, 시스템의 성능 향상을 위하여 CoMP 전송 이 제안되었다. CoMP는 co-MIMO, collaborative MIMO, network MIMO 등으 로도 불린다. CoMP는 셀 경계에 위치한 단말의 성능을 향상시키고, 평균 셀 (섹터 ) 의 효율 (throughput)을 향상시킬 것으로 예상된다.
일반적으로, 셀 간 간섭 (Inter— Cell Interference)은 주파수 지 1시-용 지 수가 1 인 다중-셀 환경에서 셀 경계에 위치한 단말의 성능 및 평균 셀 (섹터 ) 효율 을 떨어뜨린다. 셀 간 간섭을 완화시키기 위해, 간섭 제한적인 (interference- limited) 환경에서 셀 경계에 위치한 단말이 적정한 성능 효율을 가지도톡 LTE 시스템에서는 부분 주파수 재사용 (FFR: Fractional Frequency Reuse)과 같은 단순한 수동적인 방법이 적용되었다. 그러나, 각 셀 당 주파수 자원의 사용을 감소 시키는 대신, 단말이 수신해야 하는 신호 (desired signal)로써 셀 간 간섭을 재 사용하거나 셀 간 간섭을 완화시키는 방법이 보다 이익이 된디-. 상술한 목적을 달 성하기 위하여 coMP 전송 방식이 적용될 수 있다.
하향링크에 적용될 수 있는 CoMP 방식은 JP(Joint Processing) 방식과 CS/CB (Coordinated Scheduling/Beamf orming) 방식으로 분류할 수 있다.
JP 방식에서, 데이터는 CoMP 단위의 각 포인트 (기지국)에서 사용될 수 있다 CoMP 단위는 CoMP 방식에서 이용되는 기지국들의 집합을 의미한다 . JP 방식은 다 시 연합 전송 ( j oint transmission) 방식과 동적 셀 선택 ( dynamic cell selection) 방식으로 분류할 수 있다.
연합 전송 방식은 CoMP 단위에서 전체 또는 일부분인 복수의 포인트로부터 PDSCH를 통해 신호가 동시에 전송되는 방식을 의미한다 . 즉 , 단일의 단말에 전송 되는 데이터는 복수의 전송 포인트로부터 동시에 전송될 수 있디- . 이외- 같은 연합 전송 방식을 통해 가간섭적 ( coherently) 내지 비간섭적 (non— coherently)이든 무관하게 단말에 전송되는 신호의 품질을 높일 수 있으며, 또 다른 단말과의 간섭 을 적극적으로 제거할 수 있디- .
동적 셀 선택 방식은 CoMP 단위에서 단일의 포인트로부터 PDSCH를 통해 신 호가 전송되는 방식을 의미한다. 즉, 특정 시간에 단일의 단말에 전송되는 데이터 는 단일의 포인트로부터 전송되고, CoMP 단위 내 다른 포인트에서는 싱 · 7] 단말로 데이터를 전송하지 않는다 . 단말로 데이터를 전송하는 포인트는 동적으로 선택될 수 있다.
CS/CB 방식에 따르면, CoMP 단위는 단일의 단말로의 데이터 전송을 위하여 협력하여 빔포밍을 수행하게 된다. 즉, 서빙 셀에서민- 단말로 데이터를 전송하지민- , 사용자 스케줄링 /빔포밍은 ' CoMP 단위 내의 복수의 셀 간의 협력을 통해 결정될 수 있다.
상향링크의 경우, CoMP 수신은 지리적으로 분리된 복수의 포인트 간의 협력 에 의하여 전송된 신호를 수신하는 것을 의미한다. 상향링크에 적용될 수 있는 CoMP 방식은 JR ( Joint Reception) 방식과 CS/CB ( Coordinated Scheduling/Beamforming) 방식으로 분류할 수 있다.
JR 방식은 CoMP 단위에서 전체 또는 일부분인 복수의 포인트가 PDSCH를 통 해 전송된 신호를 수신하는 방식을 의미한다 . CS/CB 방식은 단일의 포인트에서만 PDSCH를 통해 전송된 신호를 수신하게 되나, 사용자 스케줄링 /빔포밍은 CoMP 단 위 내의 복수의 셀 간의 협력을 통해 결정될 수 있다. 릴레이 노드 (RN : Relay Node)
릴레이 노드는 기지국과 단말 간의 송수신되는 데이터를 두 개의 다른 링크 (백홀 링크 및 액세스 링크)를 통해 전달한다. 기지국은 도너 ( donor) 셀을 포함 할 수 있다. 릴레이 노드는 도너 셀을 통해 무선으로 무선 액세스 네트워크에 연결 된다.
한편, 릴레이 노드의 대역 (또는 스펙트럼) 사용과 관련하여 , 백홀 링크가 액 세스 링크와 동일한 주파수 대역에서 동작하는 경우를 '인 -밴드 ( in-band) '라고 하고 , 백홀 링크와 액세스 링크가 상이한 주파수 대역에서 동작하는 경우를 '아웃- 밴드 ( out -band) '라고 한다. 인 -밴드 및 아웃 -밴드 경우 모두 기존의 LTE 시스 ¾ (예를 들어, 릴리즈 - 8 )에 따라 동작하는 단말 (이하, 레거시 ( legacy) 단말이라 한다 )이 도너 셀에 접속할 수 있어야 한다ᅳ
단말에서 릴레이 노드를 인식하는지 여부에 따라 릴레이 노드는 트랜스패런트 ( transparent ) 릴레이 노드 또는 넌-트랜스패런트 ( non— transparent ) 릴레이 노드로 분류될 수 있다. 트랜스패런트는 단말이 릴레이 노드를 통하여 네트워크와 통신하는지 여부를 인지하지 못하는 경우를 의미하고, 넌 -트랜스패런트는 단말이 릴레이 노드를 통하여 네트워크와 통신하는지 여부를 인지하는 경우를 의미한디-. 릴레이 노드의 제어와 관련하여, 도너 샐의 일부로 구성되는 릴레이 노드 또 는 스스로 셀을 제어하는 릴레이 노드로 구분될 수 있다.
도너 샐의 일부로 구성되는 릴레이 노드는 릴레이 노드 식별자 (relay ID)를 가질 수는 있지만, 릴레이 노드 자신의 셀 식별자 (cell identity)를 가지지 않 는다.
도너 샐이 속하는 기지국에 의하여 RRM (Radio Resource Management)의 적어도 일부가 제어되면 , RRM의 나머지 부분들이 릴레이 노드에 위치하더라도 도 너 셀의 일부로서 구성되는 릴레이 노드라 한디-. 바람직하게, 이러한 릴레이 노드 는 레거시 단말을 지원할 수 있다. 예를 들어 , 스마트 리피터 (Smart repeaters) , 디코드 앤 포워드 릴레이 노드 (decode— and— forward relays) , L2 (제 2계층) 릴레이 노드들의 다양한 종류들 및 타입 -2 릴레이 노드가 이러한 릴레이 노드에 해 당한다.
스스로 셀을 제어하는 릴레이 노드의 경우에 릴레이 노드는 하나 또는 복수 개의 셀들을 제어하고, 릴레이 노드에 의해 제어되는 셀들 각각에 고유의 물리계층 셀 식별자가 제공된다. 또한, 릴레이 노드에 의해 제어되는 셀들 각각은 동일한 RRM 메커니즘을 이용할 수 있다. 단말 관점에서는 릴레이 노드에 의하여 제어되는 셀에 액세스하는 것과 일반 기지국에 의해 제어되는 셀에 액세스하는 ·것에 차이점 이 없다. 이러한 릴레이 노드에 의해 제어되는 셀은 레거시 단말을 지원할 수 있다 예를 들어, 샐프-백홀링 ( Self -backhauling) 릴레이 노드, L3 (제 3계층) 릴레이 노드, 타입— 1 릴레이 노드 및 타입—la 릴레이 노드가 이러한 릴레이 노드에 해당 한다.
타입— 1 릴레이 노드는 인 -밴드 릴레이 노드로서 복수개의 셀들을 제어하고, 이들 복수개의 셀들의 각각은 단말 입장에서 도너 셀과 구별되는 별개의 샐로 보인 다. 또한, 복수개의 셀들은 각자의 물리 셀 ID (이는 LTE 릴리즈 - 8에서 정의됨 )를 가지고, 릴레이 노드는 자신의 동기화 채널, 참조신호 등을 전송할 수 있디- . 단일- 셀 동작의 경우에, 단말은 릴레이 노드로부터 직접 스케줄링 정보 및 HARQ 피드백 을 수신하고 릴레이 노드로 자신의 제어 채널 (스케즐링 요청 ( SR) , CQI , ACK/NACK 등)을 전송할 수 있다. 또한, 레거시 단말 (LTE 릴리즈 - 8 시스템에 따 라 동작하는 단말 )들에게 타입 - 1 릴레이 노드는 레거시 기지국 ( LTE 릴리즈 - 8 시스 템에 따라 동작하는 기지국)으로 보인다. 즉, 역방향 호환성 (backward compatibility)을 가진다. 한편 , LTE -A 시스템에 따라 동작하는 단말돌에게는, 타입 - 1 릴레이 노드는 레거시 기지국과 다른 기지국으로 보여, 성능 향상을 제공할 수 있다.
타입 - la 릴레이 노드는 아웃 밴드로 동작하는 것 외에 전술한 타입 - 1 릴레 이 노드와 동일한 특징들을 가진다. 타입 - la 릴레이 노드의 동작은 L1 (제 1계층) 동작에 대한 영향이 최소화 또는 없도록 구성될 수 있다.
타입 - 2 릴레이 노드는 인 -밴드 릴레이 노드로서, 별도의 물리 셀 ID를 기-지 지 않으며, 이에 따라 새로운 셀을 형성하지 않는다. 타입 - 2 릴레이 노드는 레거시 단말에 대해 트랜스패런트하고, 레거시 단말은 타입 - 2 릴레이 노드의 존재를 인지 하지 못한다. 타입 - 2 릴레이 노드는 PDSCH를 전송할 수 있지만, 적어도 CRS 및 PDCCH는 전송하지 않는다.
한편, 릴레이 노드가 인-밴드로 동작하도록 하기 위하여, 시간—주파수 공간 에서의 일부 자원이 백홀 링크를 위해 예비되어야 하고 이 자원은 액세스 링크를 위해서 사용되지 않도록 설정할 수 있다. 이를 자원 분할 ( resource partitioning)이라 한다.
릴레이 노드에서의 자원 분할에 있어서의 일반적인 원리는 다음과 같이 설명 할 수 있다.. 백홀 하향링크 및 액세스 하향링크가 하나의 반송파 주파수 상에서 시 간분할다중화 ( TDM) 방식으로 다중화될 수 있다 (즉, 특정 시간에서 백홀 하향링크 또는 액세스 하향링크 중 하나만이 활성화된다) . 유사하게, 백홀 상향링크 및 액세 스 상향링크는 하나의 반송파 주파수 상에서 TDM 방식으로 다중화될 수 있디 (즉, 특정 시간에서 백홀 상향링크 또는 액세스 상향링크 중 하나만이 활성화된디-) .
FDD 에서의 백홀 링크 다중화는, 백홀 하향링크 전송은 하향링크 주파수 대 역에서 수행되고, 백홀 상향링크 전송은 상향링크 주파수 대역에서 수행될 수 있다 TDD 에서의 백홀 링크 다중화는, 백홀 하향링크 전송은 기지국과 릴레이 노드의 하 향링크 서브프레임에서 수행되고, 백홀 상향링크 전송은 기지국괴― 릴레이 노드의 상향링크 서브프레임에서 수행될 수 있다.
인 -밴드 릴레이 노드의 경우에, 예를 들어, 동일한 주파수 대역에서 기지국 으로부터의 백홀 하향링크 수신과 단말로의 액세스 하향링크 전송이 동시에 이루어 지면, 릴레이 노드의 송신단으로부터 전송되는 신호에 의하여 릴레이 노드의 수신 단에서 신호 간섭이 발생할 수 있다. 즉, 릴레이 노드의 RF 전단 ( f ront - end)에 서 신호 간섭 또는 RF 재밍 ( j amming)이 발생할 수 있다. 유사하게, 동일한 주파 수 대역에서 기지국으로의 백홀 상향링크 전송과 단말로부터의 액세스 상향링크 수 신이 동시에 이루어지는 경우도 신호 간섭이 발생할 수 있다.
따라서, 릴레이 노드에서 동일한 주파수 대역에서의 동시에 신호를 송수신하 기 위해서 , 수신 신호와 송신 신호간에 충분한 분리 (예를 들어 , 송신 안테나와 수 신 안테나를 지상 /지하에 설치하는 것과 같이 지리적으로 충분히 이격시켜 설치힘-) 가 제공되지 않으면 구현하기 어렵다.
이와 같은 신호 간섭의 문제를 해결하는 한 가지 방안은, 릴레이 노드가 도 너 셀로부터 신호를 수신하는 동안에 단말로 신호를 전송하지 않도록 동작하게 하 는 것이다 . 즉, 릴레이 노드로부터 단말로의 전송에 갭 ( gap )을 생성하고, 이 갭 동안에는 단말 (레거시 단말 포함)이 릴레이 노드로부터의 어떠한 전송도 기대하지 않도록 설정할 수 있다, 이러한 갭은 MBSFN (Multicast Broadcast Single Frequency Network ) 서브프레임을 구성함으로써 설정할 수 있다.
도 17은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 릴레이 노드 지-원 분할을 예시한다 .
도 17에서, 첫번째 서브프레임은 일반 서브프레임으로서 릴레이 노드로부터 단말로 하향링크 (즉, 액세스 하향링크) 제어신호 및 데이터가 전송되고, 두번째 서브프레임은 MBSFN 서브프레임으로서 하향링크 서브프레임의 제어 영역에서는 릴 레이 노드로부터 단말로 제어 신호가 전송되지만 하향링크 서브프레임의 나머지 영 역에서는 릴레이 노드로부터 단말로 아무런 전송이 수행되지 않는다. 여기서, 레거 시 단말의 경우에는 모든 하향링크 서브프레임에서 PDCCH의 전송을 기대하게 되므 로 (다시 말하자면, 릴레이 노드는 자신의 영역 내의 레거시 단말들이 매 서브프레 임에서 PDCCH를 수신하여 측정 기능을 수행하도록 지원할 필요가 있으므로) , 레거 시 단말의 올바른 동작을 위해서는 모든 하향링크 서브프레임에서 PDCCH를 전송할 필요가 있다. 따라서, 기지국으로부터 릴레이 노드로의 하향링크 (즉, 백홀 하향링 크) 전송을 위해 설정된 서브프레임 (두번째 서브프레임 )상에서도, 서브프레임의 처음 N (N=l , 2 또는 3 ) 개의 OFDM 심볼구간에서 릴레이 노드는 백홀 하향링크 를 수신하는 것이 아니라 액세스 하향링크 전송을 해야 할 필요가 있디- . 이에 다 1하 여 , 두번째 서브프레임의 제어 영역에서 PDCCH가 릴레이 노드로부터 단말로 전송 되므로 릴레이 노드에서 서빙하는 레거시 단말에 대한 역방향 호환성이 제공될 수 있다. 제 2 서브프레임의 나머지 영역에서는 릴레이 노드로부터 단말로 아무런 전 송이 수행되지 않는 동안에 릴레이 노드는 기지국으로부터의 전송을 수신할 수 있 다. 따라서, 이러한 자원 분할 방식올 통해서, 인 -밴드 릴레이 노드에서 액세스 하 향링크 전송과 백홀 하향링크 수신이 동시에 수행되지 않도록 할 수 있다.
MBSFN 서브프레임을 이용하는 두번째 서브프레임에 대하여 구체적으로 설명 한다. 두번째 서브프레임의 제어 영역은 릴레이 노드 비 -청취 ( non— hearing) 구 간이라고 할 수 있다. 릴레이 노드 비 -청취 구간은 릴레이 노드가 백홀 하향링크 신호를 수신하지 않고 액세스 하향링크 신호를 전송하는 구간을 의미한다. 이 구간 은 전술한 바와 같이 1 , 2 또는 3 OFDM 길이로 설정될 수 있다- . 릴레이 노드 비一 청취 구간에서 릴레이 노드는 단말로의 액세스 하향링크 전송을 수행하고 나머지 영역에서는 기지국으로부터 백홀 하향링크를 수신할 수 있다. 이 때, 릴레이 노드 는 동일한 주파수 대역에서 동시에 송수신을 수행할 수 없으므로, 릴레이 노드가 송신 모드에서 수신 모드로 전환하는 데에 시간이 소요된다. 따라서, 백홀 하향링 크 수신 영역의 처음 일부 구간에서 릴레이 노드가 송신 /수신 모드 스위칭을 하도 록 가드 시간 (GT : guard time )이 설정될 필요가 있다. 유사하게 릴레이 노드가 기지국으로부터의 백홀 하향링크를 수신하고 단말로의 액세스 하향링크를 전송하도 록 동작하는 경우에도, 릴레이 노드의 수신 /송신 모드 스위칭을 위한 가드 시간이 설정될 수 있다. 이러한 가드 시간의 길이는 시간 영역의 값으로 주어질 수 있고, 예를 들어 , k ( k> l ) 개의 시간 샘플 ( Ts : time sample ) 값으로 주어질 수 있고, 또는 하나 이상의 OFDM 심볼 길이로 설정될 수도 있다. 또는, 릴레이 노드 백홀 하향링크 서브프레임이 연속으로 설정되어 있는 경우에 또는 소정의 서브프레임 타 이밍 정렬 ( timing alignment ) 관계에 따라 서브프레임의 마지막 부분의 가드시 간은 정의되거나 설정되지 않을 수 았다. 이러한 가드 시간은 역방향 호환성을 유 지하기 위하여, 백홀 하향링크 서브프레임 전송을 위해 설정되어 있는 주파수 영역 에서만 정의될 수 있다 (액세스 하향링크 구간에서 가드 시간이 설정되는 경우에는 레거시 단말을 지원할 수 없다) . 가드 시간을 제외한 백홀 하향링크 수신 구간에서 릴레이 노드는 기지국으로부터 PDCCH 및 PDSCH를 수신할 수 있다. 이를 릴레이 노드 전용 물리 채널이라는 의미에서 R-PDCCH (Relay-PDCCH) 및 R-PDSCH (Relay-PDSCH)로 표현할 수도 있다. 채널상태정보 (CSI: Channel State Information) 피드백
MIMO 방식은 개 -루프 (open- loop) 방식과 폐—루프 (closed— loop) 방식으 로 구분될 수 있다. 개ᅳ루프 MIMO 방식은 MIMO 수신단으로부터의 채널상테정보의 피드백이 없이 송신단에서 .MIMO 전송을 수행하는 것을 의미한디-. 폐 -루프 MIMO 방식은 MIMO 수신단으로부터의 채널상태정보를 피드백 받아 송신단에서 MIMO 전송 을 수행하는 것을 의미한다. 폐 -루프 MIMO 방식에서는 MIMO 송신 안테나의 다중 화 이득 (multiplexing gain)을 얻기 위해서 송신단과 수신단의 각각이 채널 상 태정보를 바탕으로 빔포밍을 수행할 수 있다. 수신단 (예를 들어 , 단말)이 채널싱-태 정보를 피드백할 수 있도록 송신단 (예를 들어 , 기지국)은 수신단 (예를 들어 , 단말 에게 상향링크 제어 채널 또는 상향링크 공유 채널을 할당할 수 있디-.
피드백되는 채널상태정보 (CSI)는 탱크 지시자 (RI) , 프리코딩 행렬 인텍스 (PMI) 및 채널품질지시자 (CQI)를 포함할 수 있다.
RI는 채널 랭크에 대한 정보이다. 채널의 랭크는 동일한 시간—주파수 자원을 통해서 서로 다른 정보를 보낼 수 있는 레이어 (또는 스트림 )의 최대 개수를 의미한 다. 탱크 값은 채널의 장기간 (long term) 페이딩에 의해서 주로 결정되므로, PMI 및 CQI 에 비하여 일반적으로 더 긴 주기에 따라 (즉, 덜 빈번하게〉 피드백될 수 있다. PMI는 송신단으로부터의 전송에 이용되는 프리코딩 행렬에 대한 정보이며, 채널의 공간 특성을 반영하는 값이다. 프리코딩이란 전송 레이어를 송신 안테나에 매핑시키는 것을 의미하며, 프리코딩 행렬에 의해 레이어-안테나 매핑 관계가 결정 될 수 있다. PMI 는 신호대잡음및간섭비 ( SINR : Signal - to- Interference plus Noise Ratio ) 등의 측정값 (metric )을 기준으로 단말이 선호하는 (preferred) 기지국의 프리코딩 행렬 인덱스에 해당한다. 프리코딩 정보의 피드 백 오버헤드를 줄이기 위해서 , 송신단과 수신단이 여러 가지 프리코딩 행렬을 포함 하는 코드북을 미리 공유하고 있고, 해당 코드북에서 특정 프리코딩 행렬을 지시하 는 인텍스만을 피드백하는 방식이 사용될 수 있다.
CQI는 채널 품질 또는 채널 세기를 나타내는 정보이다. CQI는 미리 결정된 MCS 조합으로서 표현될 수 있다. 즉, 피드백되는 CQI 인텍스는 해당하는 변조기법 (modulation scheme ) 및 코드 레이트 ( code rate )를 나타낸다. 일반적으로, CQI 는 기지국이 PMI 를 이용하여 공간 채널을 구성하는 경우에 얻을 수 있는 수 신 SINR을 반영하는 값이 된다.
확장된 안테나 구성을 지원하는 사스템 (예를 들어 , LTE-A 시스템)에서는 다 중사용자 -MIMO (MU-MIMO) 방식을 이용하여 추가적인 다중사용자 다이버시티를 획득하는 것을 고려하고 있다 . MU-MIMO 방식에서는 안테나 영역 ( domain)에서 다 중화되는 단말들 간의 간섭 채널이 존재하므로, 다중사용자 중 하나의 단말이 피드 백하는 채널 상태정보를 기지국에서 이용하여 하향링크 전송을 수행하는 경우애 다 른 단말에 대해서 간섭이 발생하지 않도록 하는 것이 필요하다. 따라서, MU-MIMO 동작이 올바르게 수행되기 위해서는 단일사용자 -MIMO (SU-MIMO) 방식에 비히-여 보다 높은 정확도의 채널상태정보가 피드백되어야 한다 .
이와 같이 보다 정확한 채널상태정보를 측정 및 보고할 수 있도록, 기존의 RI, PMI 및 CQI 로 구성되는 CSI 를 개선한 새로운 CSI 피드백 방안이 적용될 수 있다. 예를 들어, 수신단이 피드백하는 프리코딩 정보가 2 개의 PMI 의 조합에 의해서 지시될 수 있다. 2 개의 PMI 중 하나 (제. 1 PMI)는, 장기간 및 /또는 광대 역 (long term and/or wideband)의 속성을 가지고, W1으로 지칭될 수 있다. 2 개의 PMI 중 다른 하나 (제 2 PMI)는, 단기간 및 /또는 서브대역 (short term and/or subband)의 속성을 가지고, W2으로 지칭될 수 있디-. W1 및 W2의 조합 (또는 함수)에 의해서 최종적인 PMI가 결정될 수 있다. 예를 들어 , 최종 PMI 를 W 라,하면, W=W1*W2 또는 W=W2*W1 과 같이 정의될 수 있다.
여기서, W1 은 채널의 주파수 및 /또는 시간상 평균적인 특성을 반영한디-. 다시 말하자면 , W1 은 시간 상에서 장기간 (long term) 채널의 특성을 반영하거 나, 주파수 상에서 광대역 (wideband) 채널의 특성을 반영하거니-, 또는 시간싱-에 서 장기간인 동시에 주파수 상에서 광대역 채널의 특성을 반영하는 채널 상태 정보 로서 정의될 수 있다. W1 의 이러한 특성을 간략하게 표현하기 위해서, W1 를 장 기간-광대역 속성의 채널 상태 정보 (또는, 장기간ᅳ광대역 PMI)라고 한디-.
한편 , W2 는 W1 에 비하여 상대적으로 순간적인 (instantaneous) 채널 특 성을 반영한다. 다시 말하자면 , W2 는 시간 상에서 단기간 (short term) 채널의 특성을 반영하거나, 주파수 상에서 서브대역 ( snbband ) 채널의 특성을 반영하거나 , 또는 시간상에서 단기간인 동시에 주파수 상에서 서브대역 채널의 특성을 반영하는 채널 상태 정보로서 정의될 수 있다. W2 의 이러한 특성을 간략하게 표현하기 위해 서 , W2 를 단기간—서브대역 속성의 채널 상태 정보 (또는, 단기간-서브대역 PMI ) 라고 한다.
채널 상태를 나타내는 2 개의 서로 다른 속성의 정보 (예를 들어 , W1 및 W2 ) 로부터 하나의 최종 프리코딩 행렬 (W)을 결정할 수 있도록 하기 위해서 , 각각의 속 성의 채널 정보를 나타내는 프리코딩 행렬들로 구성되는 별도의 코드북 (즉, W1에 대한 제 1 코드북 및 W2 에 대한 제 2 코드북)을 구성할 필요기- 있디- . 이외 · 같이 구성도 1는 코드북의 형태를 계층적 코드북 ( hierarchical codebook )이리- ¾： 수 있다. 또한, 계층적 코드북을 이용하여 최종 사용될 코드북을 결정하는 것을, 계층 적 코드북 변환 ( hierarchical codebook trans formation)이라 할 수 있다. 이러한 코드북을 이용하는 경우에 단일 코드북을 이용하는 경우에 비하여 높 은 정확도의 채널 피드백이 가능해진다 . 이와 같이 높은 정확도의 채널 피드백을 이용하여 단일-셀 MU— MIMO 및 /또는 다중-셀 협력 통신 등을 지원할 수도 있다.
Enhanced PMI for MU-MIMO 또는 CoMP
LTE-A와 같은 차세대 통신표준에서 높은 전송률을 달성히-기 위해 Μϋ-ΜΙΜΟ 및 COMP 등의 송신 기법이 제안되었다. 이러한 향상된 송신 기법을 구현하기 위해 서 UE는 보다 복잡하고 다양한 CSI 를 기지국으로 피드백 해야 할 필요기- 있다. 일 예로, MU-MIMO에서는 UE-A 가 PM工를 선택할 때, 자신의 최적 PMI ( desired PMI )뿐만이 아니라 자신과 함께 스케줄링 받을 UE의 PMI (이하 BCPMI (best companion PMI )라 지칭한다. )도 함께 올리는 CSI 피드백 방식이 고려되고 있다.
즉, precoding matrix codebook내에서 co- scheduled UE가 precoder 로 사용했을 때 UE-A에게 간섭을 덜 주는 BCPM工를 계산하여 추가적으로 기지국에 게 피드백 한다.
기지국은 이 정보를 이용하여 , ϋΕ-Α와 BCPM ( BCPM (best companion precoding matrix)： BCPMI에 해당하는 precoding matrix) precodin을 선 호하는 또 다른 UE를 MU-MIMO 스케줄 한다.
BCPMI 피드백 방식은 피드백 payload의 유무에 따라 크게 explicit 피드 백과 implicit 피드백 두 가지로 분류된다.
첫 번째로 피드백 payload가 있는 explicit 피드백 방식이 있디- .
Explicit 피드백 방식은 UE-A가 precoding matrix codebook내 에서 BCPMI를 결정한 뒤, control channel을 통해 기지국으로 피드백 한다. 한가지 방식으로 UE— A는 추정 SINR이 최대가 되거 1 하는 간섭신호 precoding matrix를 codebook내에서 선택하고 이를 BCPMI 값으로 피드백 한다.
Explicit 피드백의 장점은 간섭 제거에 보다 효과적인 BCPMI를 선택하여 보낼 수 있다. UE는 codebook내의 모든 codeword에 대해 하나씩 간섭 beam으로 가정하고 SINR등의 metric을 비교하여 간섭 제거에 기-장 효과적인 값을 BCPMI로 결정하기 때문이다. 하지만 codebook si ze가 커질수록 BCPMI의 candidate이 늘어나기 때문에 더 큰 피드백 payload size가 필요하다.
두 번째로 피드백 payload가 없는 implicit 피드백 방식이 있다.
Implicit 피드백 방식은 UE— A가 codebook 내에서 간섭을 적게 받는 codeword를 search하여 BCP1V [工로 선택하는 것이 아니라, desired PMI가 결정 되면 그에 상응하는 BCPMI가 static하게 결정하는 방식이다. 이때 BCPM는 결정 된 desired PMI에 orthogonal한 vector들로 구성되는 것이 바람직할 수 있다 . 왜냐하면 desired PM는 수신 SINR을 최대화 하기 위해서 채널 H의 채널 gain을 최대화 할 수 있는 방향으로 설정되었기 때문에 간섭신호는 이 PM의 방향 을 회피하여 선택하는 것이 간섭 완화에 효과적이기 때문이디- . 채널 H를 singular value decomposition ( SVD )올 통해 복수개의 independent channel로 분석해 보면 이러한 BCPMI 결정 방식은 더욱 정당화된디- . 4x4 채널 H 는 아래 수학식 15와 같이 SVD를 통해 분해할 수 있다.
【수 15 ]
Figure imgf000081_0001
수학식 15에서 는 unitary 행렬이며, ui ν± , ^는 각각 채널 Η의
4x1 lef t singular vector , 4x1 right singular vector , singular value를 나타내며, ^ > ' 로 내림차순으로 정렬되어 있디- . 송신 단에서 beamf orming matrix 'V와 수신 단에서 beamf orming matrix U 를 사용할 경 우 이론적으로 얻을 수 있는 모든 채널 gain을 손실 없이 얻을 수 있다.
Rank 1인 경우는 송신 beamf orming vector 과 수신 beamf orming vector ul을 사용하는 것이 채널 gain Γ을 얻어 SNR 관점에서 최적의 성능을 얻을 수 있다. 예를 들어 UE -A는 rank 1인 경우 ^과 가장 유사한 PM를 선택하는 것이 유리하다. 이상적으로 desired PM가 ^과 완전히 일치하는 경우 수신 beam 을 Ul으로 설정하고 간섭 신호의 송신 beam은 PM에 orthohonal한 방향으로 설정 하여 desired 신호에 손실 없이 간섭 신호를 완벽히 제거할 수 있다. 현실적으로 양자화 오류로 인해 desired PM가 ^과 약간의 차이가 있는 경우, PM이 1 orthogonal한 방향으로 설정된 간섭 신호의 송신 beam은 ^에 orthogonal한 beam과 더 이상 동일하지 않기 때문에 desired 신호에 손실 없이 간섭 신호를 완 벽히 제거 할 수 없지만, 양자화 오차가 작은 경우 간섭 신호 제어에 도움을 줄 수 있다.
Impl icit 피드백의 일 예로 LTE codebook을 사용하는 경우 BCPM工는 PMI 에 대해 orthogonal한 vector index로 static하게 결정될 수 있디- .
송신 안테나가 4개 이고 PMI를 피드백 한 ϋΕ의 수신 rank를 1로 가정하였 고 desired PMI에 대해 orthogonal한 3개의 vector는 3개의 BCPMI≤- 표―현된 다..
예를 들어 PMI = 3인 경우, BCPMI = 0 , 1 , 2로 결정된다. PMI와 BCPMI는 codebook내에 있는 4x1 vector codeword의 인텍스를 나타낸다 . 기지국 -은 상기 BCPMI set (BCPMI = 0 , 1 , 2 )을 간섭 게거에 유효한 precoding index로 간주히-여 일부 또는 전부를 co- schedule UE의 precoder로 사용한다.
Implicit PM工의 장점은 desired PM工와 BCPMI set이 1： 1로 mapping되 어 있으므로 추가적인 피드백 overhead가 없다는 것이다. 하지만 desired PM ( PM : PMI에 해당하는 precoding matrix) 양자화 오차로 인해 그에 종속된 BCPM 역시 최적의 간섭제거 beam 방향과 오차가 있을 수 있다. 양자화 오치-가 없 다면 3개의 BCPM는 모두 간섭을 완벽히 제거하는 간섭 beam ( ideal 간섭 beam) 을 나타내지만, 오차가 있을 경우 각 BCPM는 ideal 간섭 beam과 치 -이가 발생한다 또한, 각 BCPM 가 갖는 ideal 간섭 beam과의 차이는 평균적으로 같지만, 특정 순간에는 다를 수 있다. 예를 들어 desired PMI = 3일 경우 BCPMI 0 , 1 , 2의 순서로 간섭 신호 제거에 효과적일 수 있으며, BCPMI 0 , 1 , 2의 상대적인 오차를 모르는 기지국은 ideal 간섭 beam과 오차가 가장 큰 BCPMI 2를 간섭 신호의 beam으로 정하여 co- scheduled UE간 강한 간섭이 존재하는 상태로 통신 할 가능 성이 있다.
D2D 통신 일반
일반적으로 D2D 통신은 사물과 사물 간의 통신이나 사물 지능 통신을 지칭하 는 용어로 제한적으로 사용되기도 하지만, 본 발명에서의 D2D 통신은 통신 기능이 장착된 단순한 장치는 물론 , 스마트폰이나 개인용 컴퓨터와 같이 통신 기능을 갖춘 다양한 형태의 장치 간의 통신을 모두 포함할 수 있다.
도 18은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 D2D 통신을 개념적 으로 설명하기 위한 도면이다.
도 18a는 기존의 기지국 (eNB) 중심의 통신 방식을 나타내는 것으로, UE1은 상향링크 상에서 기지국으로 데이터를 전송할 수 있고, 기지국은 하향링크 상에서 UE2으로 데이터를 전송할 수 있다. 이러한 통신 방식은 기지국을 통한 간접 통신 방식이라고 할 수 있다. 간접 통신 방식에서는 기존의 무선 통신 시스템에서 정의 된 링크인 Un 링크 (기지국들 간의 링크 또는 기지국과 중계기 간의 링크로서 , 백홀 링크라고 칭할 수 있음) 및 /또는 Uu 링크 (기지국과 단말 간의 링크 또는 중계기와 단말 간의 링크로서 , 액세스 링크라고 칭할 수 있음)가 관련될 수 있다.
도 18b는 D2D 통신의 일례로서 UE-to-UE 통신 방식을 나타내는 것으로 , UE 간의 데이터 교환이 기지국을 거치지 않고 수행될 수 있다. 이러한 통신 방식은 장치 간의 직접 통신 방식이라고 할 수 있다 . D2D 직접 통신 방식은 기존의 기지 국을 통한 간접 통신 방식에 비하여 지연 (latency)이 줄어들고, 보다 적은 무선 자원을 사용하는 등의 장점을 가진디-.
도 19는 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용될 수 있는 D2D 통신의 다양한 시나리오들의 일례를 나타낸다.
D2D 통신의 시나리오는 UE1과 UE2가 셀 커버리지 내 ( in-coverage ) /샐 커 버리지 밖 (out-ofᅳ coverage)어 1 위치하는지어 1 따라 크게 (1) Out— of - Coverage Network, (2) Partial- Cove rage Network 및 (3) In- Coverage Network으로 나뉠 수 있다.
In- Coverage Network의 경우, 기지국의 커버리지에 해당하는 셀 (Cell) 의 개수에 따라 In- Coverage -Single -Cell 및 In— Coverage-Multi-Cell로 나뉠 수 있다.
도 19a는 D2D 통신의 Out -of -Coverage Network 入 1니-리오의 일 예를 니- 타낸다.
Out -of -Coverage Network 시나리오는 기지국의 제어 없이 D2D 단말들 간 D2D 통신을 수행하는 것을 말한다 .
도 19a에서, UE1과 UE2만 존재하며, UE1과 UE2는 직접 통신을 하는 것을 볼 수 있다.
도 19b는 D2D 통신의 Partial-Coverage Network 시나리오의 일 예를 나 타낸다.
Partial-Coverage Network 시나리오는 네트워크 커버리지 내에 위치하는 D2D 단말과 네트워크 커버리지 밖에 위치하는 D2D 단말 간에 D2D톰신을 수행하는 것을 말한다.
도 19b에서, 네트워크 커버리지 내 위치하는 UE1과 네트워크 커버리지 밖에 위치하는 UE2가 통신하는 것을 볼 수 있다.
도 19c는 In- Coverage-Single -Cell 시나리오의 일 예를, 도 l9d는 In— Cove rage - Multi-Cell 시나리오의 일 예를 나타낸다.
In- Coverage Network 시나리오는 D2D 단말들이 네트워크 커버리지 내에 서 기지국의 제어를 통해 D2D 통신을 수행하는 것을 말한다.
도 19c에서, UE1과 UE2는 동일한 네트워크 커버리지 (또는 셀) 내에 위치하 며 , 기지국의 제어 하에 D2D 통신을 수행한다 .
. 도 19d에서, UE1과 UE2는 네트워크 커버리지 내에 위치하기는 하나, 서로 다른 네트워크 커버리지 내에 위치한다. 그리고, UE1과 UE2는 각 네트워크 커버리 지를 관리하는 기지국의 제어 하에 D2D 통신을 수행한다 .
이하, D2D 통신에 관하여 보다 상세히 살펴본다 .
D2D 통신은 도 19에 도시된 시나리오에서 동작할 수 있으나, 일반적으로 네 트워크 커버리지 내 ( in- coverage )와 네트워크 커버리지 밖 ( out— of— coverage ) 에서 동작할 수 있디- . D2D 통신 (단말들 간 직접 통신)을 위해 이용되는 링크를 D2D 링크 (D2D l ink) , 다이렉트 링크 ( directlink ) 또는 사이드 링크 ( sidelink ) 등으로 지칭할 수 있으나, 이하 설명의 편의를 위해 사이드 링크로 통칭하여 설명한다 .
사이드 링크 전송은 FDD의 경우 상향링크 스펙트럼에서 동작하고, TDD의 경 우 상향링크 (혹은 하향링크) 서브프레임에서 동작할 수 있디- . 사이드 링크 전송과 상향링크 전송의 다중화를 위하여 TDM (Time Divis ion Multiplexing) °1 이용 될 수 있다.
사이드 링크 전송과 상향링크 전송은 동시에 일어나지 않는다. 상향링크 전 송을 위해 사용되는 상향링크 서브프레임 또는 UpPTS와 부분적으로 혹은 전체적으 로 겹쳐지는 사이드 링크 서브프레임에서는 사이드 링크 전송이 일어나지 않는디- . 또한, 사이드 링크의 전송 및 수신 또한 동시에 일어나지 않는다.
사이드 링크 전송에 이용되는 물리 자원의 구조는 상향링크 물리 자원의 구조 가 동일하게 이용될 수 있다. 다만, 사이드 링크 서브프레임의 마지막 심볼은 보호 구간 (guard period)으로 구성되어 사이드 링크 전송에 이용되지 않는디-.
사이드 링크 서브프레임은 확장 순환 전치 (extended CP) 또는 일빈- 순환 전치 (normal CP)에 의해 구성될 수 있다.
D2D 통신은 크게 디스커버리 (discovery) , 직접 통신 (direct communication) , 동기화 (Synchronization)로 구분될 수 있다 .
1) 디스커버리 (discovery)
D2D 디스커버리는 네트워크 커버리지 내에서 적용될 수 있다. (Inter- cell, Intra— cell 포함) . 인터 셀 (inter-cell) 디스커버리에서 동기화된 (synchronous) 또는 동기화되지 않은 (asynchronous ) 셀 배치 모두 고려될 수 있다. D2D 디스커버리는 근접 영역 내의 UE에게 광고, 쿠폰 발행 , 친구 찾기 등의 다양한 상용 목적으로 활용될 수 있다.
UE 1이 디스커버리 메시지 전송의 역할 (role)을 가지는 경우, UE 1은 디 스커버리 메시지를 전송하고, UE 2는 디스커버리 메시지를 수신한다. UE 1과 UE 2의 전송 및 수신 역할은 바뀔 수 있다. ϋΕ 1으로부터의 전송은 UE 2와 같은 하 나 이상의 UE (들)에 의해 수신될 수 있다.
디스커버리 메시지는 단일의 MAC PDU를 포함할 수 있으며, 여기서 단일의 MAC PDU는 UE ID 및 application ID를 포함할 수 있다.
디스커버리 메시지를 전송하는 채널로 물리 사이드 링크 디스커버리 채널 (PSDCH: Physical Sidelink discovery Channel)이 정의될 수 있다. PSDCH 채널의 구조는 PUSCH 구조를 재이용할 수 있다 .
D2D 디스커버리를 위한 자원 할당 방법은 두 가지의 타입 (Type 1, Type 2) 이 이용될 수 있다.
타입 1의 경우, eNB는 단말 특정하지 않은 (non-UE specific) 방식으로 디스커버리 메시지 전송을 위한 자원을 할당할 수 있다.
구체적으로, 특정 주기로 복수의 서브프레임으로 구성된 디스커버리 전송 및 수신을 위한 무선 자원 풀 (pool)이 할당되고, 디스커버리 전송 UE는 이 무선 자원 풀 (pool) 내에서 특정 자원을 임의로 선택한 다음 디스커버리 메시지를 전송한다. 이러한 주기적인 디스커버리 자원 풀 (pool)은 반정적 (semi-static)인 방 식으로 디스커버리 신호 전송을 위해 할당될 수 있다. 디스커버리 전송을 위한 디 스커버리 자원 풀 (pool)의 설정 정보는 디스,커버리 주기 , 디스커버리 주기 내 디 스커버리 신호의 전송을 위해 사용할 수 있는 서브프레임의 개수 (즉, 무선 자원 풀 을 구성하는 서브프레임 개수)를 포함한다ᅳ 、
In- coverage UE의 경우, 디스커버리 전송을 위한 디스커버리 지-원 풀 (pool)은 eNB에 의해 설정되고, RRC 시그널링 (예를 들어 , SIB (System Information Block) )을 이용하여 UE에게 알려줄 수 이디-.
하나의 디스커버리 주기 내에 디스커버리를 위해 할당된 디스커버리 자원 풀 (pool)은 동일한 크기를 가지는 시간-주파수 자원 블록으로 TDM 및 /또는 FDM으로 다중화될 수 있으며, 이러한 동일한 크기를 가지는 시간-주파수 자원 블록을 、디스 커버리 자원 (discovery resource) '으로 지칭할 수 있다. 디스커버리 자원은 하나의 UE에 의해 디스커버리 MAC PDU의 전송을 위해 사 용될 수 있다. 하나의 UE에 의해 전송되는 MAC PDU의 전송은 디스커버리 주기 내 (즉, 무선 자원 풀 (pool) )에서 연속적으로 (contiguous) 혹은 비연속적 (noncontiguous)으로 반복 (예를 들어 , 4회 반복)될 수 있다. UE는 MAC PDU의 반복 되는 전송을 위해 사용될 수 있는 디스커버리 자원 세트 (discovery resource set)에서 첫 번째 디스커버리 자원을 임의로 선택하고, 그 이외의 디스커버리 자 원은 첫 번째 디스커버리 자원과 관련하여 결정될 수 있디-. 예를 들어, 일정 패턴 이 미리 설정되고, UE가 첫 번째로 선택한 디스커버리 자원의 위치에 따라 그 다음 의 디스커버리 자원이 미리 설정된 패턴에 따라 결정될 수 있다. 또힌-, UE l- MAC PDU의 반복되는 전송을 위해 사용될 수 있는 디스커버리 자원 세트 내에서 각각의 디스커버리 자원을 임의로 선택할 수도 있다.
타입 2는 디스커버리 메시지 전송을 위한 자원이 단말 특정 (UE specific)하 게 할당된다. 타입 2는 다시 타입 2A(Type— 2A) , 타입 2B (Type— 2B)로 세분화된다 타입 2A는 eNB가 디스커버리 주기 내에서 UE가 디스커버리 메시지의 전송 시점 (instance)마다 자원을 할당하는 방식이고, 타입 2B는 반정적인 (semi- persistent) 방식으로 자원을 할당하는 방식이다.
타.입 2B의 경우, RRC_CONNECTED ϋΕ는 RRC 시그널링을 통해 eNB에 D2D 디스커버리 메시지의 전송을 위한 자원의 할당을 요청한다 . 그리고, eNB는 RRC 시 그널링을 통해 자원을 할당할 수 있다. ϋΕ는 RRC_IDLE 상태로 천이힐- 때 또는 eNB이 RRC 시그널링을 통해 자원 할당을 철회 (withdraw)할 때 , UE는 가장 최근 에 할당된 전송 자원을 해제한다. 이와 같이 타입 2B의 경우, RRC 시그널링에 의 해 무선 자원이 할당되고, PDCCH에 의해 할당된 무선 자원의 활성 (activation) /비활성 (deactivation)이 결정될 수 있다.
디스커버리 메시지 수신을 위한 무선 자원 풀 (pool)은 eNB에 의해 설정되고 RRC 시그널링 (예를 들어 , SIB (System Information Block) )을 이용하여 ϋΕ에 게 알려줄 수 있다.
디스커버리 메시지 수신 UE는 디스커버리 메시지 수신을 위하여 상술한 타입 1 및 타입 2의 디스커버리 자원 풀 (pool) 모두 모니터링한다 .
2) 직접 통신 (direct communication)
D2D 직접 통신의 적용 영역은 네트워크 커버리지 안팎 (in-coverage, out— of— coverage)은 물론 네트워크 커버리지 경계 영역 (edge-of -coverage)도 포함한다. D2D 직접 통신은 PS (Public Safety) 등의 목적으로 이용될 수 있디-.
UE 1이 직접 통신 데이터 전송의 역할을 가지는 경우, UE 1은 직접 통신 데 이터를 전송하고 , UE 2는 직접 통신 데이터를 수신한다 . UE 1과 ϋΕ 2의 전송 및 수신 역할은 바뀔 수 있다. UE 1으로부터의 직접 통신 전송은 UE 2의- 같은 하나 이상의 UE (들)에 의해 수신될 수 있다.
D2D 디스커버리와 D2D 통신은 서로 연계되지 않고 독립적으로 정의될 수 있 다. 즉, 그룹캐스트 (groupcast) 및 브로드캐스트 (broadcast ) 직접 통신에서는 D2D 디스커버리가 요구되지 않는다 . 이와 같이 , D2D 디스커버리의- D2D 직접 통신 이 독립적으로 정의되는 경우, UE들은 인접하는 UE를 인지할 필요가 없디-. 다시 말해, 그룹캐스트 및 브로드캐스트 직접 통신의 경우, 그룹 내 모든 수신 UE가 서 로 근접할 것을 요구하지 않는다.
D2D 직접 통신 데이터를 전송하는 채널로 물리 사이드 링크 공유 채널
(PSSCH: Physical Sidelink Shared Channel)이 정의될 수 있디-. ΐ£힌-, D2D 직접 통신을 위한 제어 정보 (예를 들어 , 직접 통신 데이터 전송을 위한 스케 줄링 승인 (SA: scheduling assignment) , 전송 형식 등)를 전송하는 채널로 물 리 사이드 링크 게어 채널 (PSCCH: Physical Sidelink Control Channel)이 정의될 수 있디-. PSSCH 및 PSCCH는 PUSCH 구조를 재이용할 수 있디-.
― D2D 직접 통산을 위한 자원 할당 방법은 두 가지의 모드 (mode 1, mode 2) 가 이용될 수 있다.
모드 1은 eNB가 UE가 D2D 직접 통신을 위한 데이터 또는 제어 정보를 전송 하기 위하여 사용하는 자원을 스케줄링 하는 방식을 말한다. in- coverage에서는 모드 1이 적용된다.
eNB은 D2D 직접 통신에 필요한 자원 풀 (pool)을 설정한디-. 여기서 , D2D 통신에 필요한 자원 풀 (pool)은 제어 정보 풀과 D2D 데이터 풀로 구분될 수 있다. eNB가 PDCCH 또는 ePDCCH를 이용하여 송신 D2D UE에게 설정된 풀 내에서 제어 정보 및 D2D 데이터 전송 자원을 스케줄링하면 송신 D2D UE는 할당된 자원을 이용 하여 제어 정보 및 D2D 데이터를 전송한다 .
전송 UE는 eNB에 전송 자원을 요청하고 , eNB는 제어 정보와 D2D 직접 통신 데이터의 전송을 위한 자원을 스케줄링한다. 즉, 모드 1의 경우, 전송 UE는 직접 통신을 수행하기 위하여 RRC— CONNECTED 상태에 있어야 한다. 전송 ϋΕ는 스 케줄링 요청을 eNB에 전송하고, 이어 eNB가 전송 ϋΕ에 의해 요청되는 자원의 양을 결정할 수 있도록 BSR (Buffer Status Report) 절차가 진행된다.
수신 UE들은 제어 정보 풀을 모니터링하고 , 자신과 관련된 제어 정보를 디코 딩하면 해당 제어 정보와 관련된 D2D 데이터 전송을 선택적으로 디코딩할 수 있디-. 수신 UE는 제어 정보 디코딩 결과에 따라 D2D 데이터 풀을 디코딩하지 않을 수도 있다.
모드 2는 UE가 D2D 직접 통신을 위한 데이터 또는 제어 정보를 전송하기 위 하여 자원 풀 (pool)에서 특정 자원을 임의로 선택하는 방식을 말한다. out-of一 coverage 및 /또는 edge -of— coverage에서 모드 27} 적용된다 .
모드 2에서 제어 정보 전송을 위한 자원 풀 (pool) 및 /또는 D2D 직접 통신 데이터 전송을 자원 풀 (pool)은 미리 설정 (pre-configured)되거나 반정적으로 (semi— statically) 설정될 수 있다. ϋΕ는 설정된 자원 풀 (시간 및 주파수)를 제공 받고, 자원 풀에서 D2D 통신 전송을 위한 자원을 선택한다. 즉, UE는 제어 정보를 전송하기 위하여 제어 정보 자원 풀에서 제어ᅳ정보 전송을 위한 자원을 선 택할 수 있다. 또한, UE는 D2D 직접 통신 데이터 전송을 위해 데이터 자원 풀에서 자원을 선택할 수 있다.
D2D 브로드캐스트 통신에서, 제어 정보는 브로드캐스팅 UE에 의해 전송된다 제어 정보는 D2D 직접 통신 데이터를 운반하는 물리 채널 (즉, PSSCH)과 관련하여 데이터 수신을 위한 자원의 위치를 명시적으로 (explicit) 및 /또는 묵시적으로 ( implicit ) 지시한다.
3 ) 동기화 ( synchronization)
D2D 동기 신호 (또는 사이드 링크 동기 신호)는 UE 가 시간-주파수 동기를 획득하기 위하여 이용될 수 있다. 특히, 네트워크 커버리지 밖의 경우 eNB의 제어 가 불가능하므로 UE 간 동기 확립을 위한 새로운 신호 및 절차가 정의될 수 있다.
D2D 동기 신호를 주기적으로 전송하는 UE를 D2D 동기 소스 (D2D Synchronization Source )로 지칭할 수 있다. D2D 동기 소스가 eNB인 경우, 전송되는 D2D 동기 신호꾀 구조는 PSS/SSS와 동일할 수 있디 . D2D 동기 소스가 eNB가 아닌 경우 (예를 들어 , UE 또는 GNSS (Global Navigation Satellite System) 등) 전송되는 D2D 동기 신호의 구조는 새롭게 정의될 수 있디- .
D2D 동기 신호는 40ms 보다 작지 않은 주기를 가지고 주기적으로 전송된디- . 단말 별로 다중의 물리 계층 사이드 링크 동기화 식별자 (phys ical— layer s idelink synchronization identity)를 가질 수 있다. D2D 동기 신호는 프 라이머리 D2D 동기 신호 (또는 프라이머리 사이드 링크 동기 신호)와 세컨더리 D2D 동기 신호 (또는 세컨더리 사이드 링크 동기 신호)를 포함한다 .
D2D 동기 신호를 전송하기 전에, 먼저 UE는 D2D 동기 소스를 팀-색힐- 수 있 다. 그리고, D2D 동기 소스가 탐색되면, UE는 탐색된 D2D 동기 소스로부터 수신 된 D2D 동기 신호를 통해 시간—주파수 동기를 획득할 수 있다. 그리고, 해당 UE는 D2D 동기 신호를 전송할수 있다.
이하에서는 명료성을 위해 D2D 통신에 있어서 2개의 장치들 간의 직접 통신 을 예로 들어 설명하자만, 본 발명의 범위가 이에 제한되는 것은 아니고, 2 이상의 복수의 장치들 간의 D2D 통신에 대해서도 본 발명에서 설명하는 동일한 원리기- 적 용될 수 있다.
RS (UE signal ) aided discovery resource determination
이하, 본 명세서에서 제안하는 RS를 이용한 디스커버리 ( discovery) 자원 결정 방법을 제안한다.
앞서 설명한 바와 같이 , D2D discovery 방식 중에 하나로 모든 UE가 분산 적인 방식에 의해서 discovery를 수행하도록 하는 방식 (이하, 、분산적 discovery '라고 지칭한디 - . )이 있다. 분산적으로 D2D discovery를 수행하는 방 식은 centralized 방식처럼 한곳에서 (예를 들어 , eNB , UE 또는 D2D 스케즐링 장치 등) 자원 선택을 결정하는 것이 아니며, 모든 UE들이 분산적으로 스스로 판단 해서 discovery 자원을 선택하고 discovery 메시지를 송신 및 수신을 하는 방식 을 의미한다.
이하, 본 특허에서는 D2D discovery를 위해서 단말들이 주기적으로 보내는 신호 (또는 메시지 )를 discovery 메시지, discovery 신호, 비콘 ( beacon) 등 으로 지칭할 수 있다. 이하, 설명의 편의를 위해 discovery 메시지로 통칭한다. 분산적 discovery에서는 UE가 discovery 메시지를 송신 및 수신하기 위한 자원으로서 셀를러 자원과는 별도로 전용 자원이 주기적으로 할당될 수 있디 이에 대하여 아래 도 21을 참조하여 설명한다. 도 20은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스커버리 자원이 할당된 일례를 나타 낸다.
도 20을 참조하면, 분산적 discovery 방식에서는 전체 샐를러 상향링크 주 파수 -시간 자원 중에서 discovery를 위한 discovery subframe (즉, discovery 자원 풀' ) ( 2001 )이 고정적으로 (또는 전용적으로) 할당되고, 나머지 영역은 기존의 LTE 상향링크 WAN (wide area network) 서브프레임 영역 ( 2003 ) 으로 구성된디- . discovery 자원 풀은 하나 이상의 서브프레임으로 구성될 수 있 다.
discovery 자원 풀은 일정 시간 간격 (즉, ' discovery 주기' )으로 주기적 으로 할당될 수 있다. 또한, discovery 자원 풀은 하나의 di scovery 주기 내에 서 반복하여 설정될 수 있다.
도 20의 경우, 10 sec 의 discovery 주기를 가지고 discovery 자원 풀 이 할당되고, 각각의 discovery 자원 풀은 64 개의 연속적인 서브프레임이 할당 되는 예를 나타낸다. 다만, discovery 주기 및 discovery ^"원 —의 시긴 7주피- 수 자원의 크기는 이에 한정되지 않는다.
UE는 전용적 ^로 할당된 discovery 풀 내에서 자신의 discovery 메시지를 전송하기 위한 자원 (즉, ' discovery 자원' )을 자체적으로 선택하고 , 선택된 자 원을 통해 discovery 메시지를 전송한다. 이에 대하여 아래 도 21을 참조하여 설 명한다 .
. 도 21은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스커버리 과정을 간략히 예시한 도면 이다.
도 20 및 도 21을 참조하면, discovery 방식은 크게 discovery 메시지 전송을 위한 자원 센성 (sensing) (S2101) , discovery 메시지 전송을 위한 자원 선택 (S2103) , discovery 메시지 송신 및 수신 (S2105) , 이와 같은 3단계 절차 로 구성된다.
먼저 , discovery 메시지 전송을 위한 자원 센싱 단계 (S2101)에서 , D2D discovery를 수행하는 모든 UE들은 분산적인 방식으로 (즉, 자체적으로) D2D discovery 자원의 1 주기 (period) (즉, discovery 자원 풀)동안 discovery 메시지를 전부 수신 (즉, 센싱 )한다. 예를 들어 , 도 20에서 상향링크 대역폭이 10MHz라고 가정하면 , 모든 ϋΕ는 K=64 msec (64개의 서브프레임) 동안 N=44 RB (전체 상향링크 대역폭은 10MHZ 이므로 총 50개의 RB에서 PUCCH 전송을 위해 6 개의 RB가 이용된다. )에서 전송되는 discovery 메시지를 전부 수신 (즉, 센싱 )한 다.
그리고, discovery 메시지 전송을 위한 자원 선택 단계 (S2103 )이ᅵ서, UE 는 센싱한 자원들 중에서 낮은 에너지 레벨의 자원들을 분류하고 그 중 일정 범위 내에서 (예를 들어, 하위 χ% (χ=임의의 정수, 5, 7, 10, . . . ) 내애서) discovery 자원을 랜덤하게 선택한다.
discovery 자원은 동일한 크기를 가지는 하나 이상의 자원 블록으로 구성될 수 있으며, discovery 자원 풀 내에서 TDM 및 /또는 FDM으로 다중화될 수 있다.
UE가 discovery 자원으로 낮은 에너지 레벨의 자원을 선택하는 이유는 낮 은 에너지 레벨의 자원일 경우 주위에서 UE들이 동일한 D2D discovery 자원을 많이 사용하지 않는다는 의미로 해석될 수 있기 때문이다. 즉, 이는 주위에서 간섭 을 유발하는 D2D discovery 절차를 진행하는 단말들이 많지 않다는 것을 반증한 다. 따라서, 이러한 에너지 레벨이 낮은 자원을 선택할 경우에 discovery 메시지 를 송신 시에 간섭이 작을 확률이 높다.
또한, 에너지 레벨이 가장 낮은 자원을 선택하지 않고 미리 정해진 일정 범 위 (즉, 하위 X 내)에서 discovery 자원을 랜덤하게 선택하는 이유는 가장 낮은 에너지 레벨의 자원을 선택하면 여러 개의 단말들이 동시에 동일한 가장 낮은 에너 지 레벨에 해당하는 자원을 선택할 가능성이 있기 때문이다. 즉, 동일한 가장 낮은 에너지 레벨에 해당하는 자원을 선택함으로써 간섭이 많이 유발될 수 있디- . 따라서 미라 정해진 범위 내에서 (즉, 선택 가능한 자원의 후보 풀 (pool )을 구성 ) 랜덤하 게 선택하는 것이 바람직하다. 여기서, 예를 들어 에너지 레벨의 범위는 D2D 시스 템의 디자인에 따라서 가변적으로 설정될 수 있디- .
그리고, 마지막 절차인 discovery 메시지 전송 및 수신 단계 ( S2105 )에서 , UE는 discovery 한 주기 후에 (도 20의 예시에서 P=10초 후) 선팩된 discovery 자원을 기반으로 discovery 메시지를 송수신하며, 이후의 discovery 주기에서는 랜덤한 자원 호핑 ( hopping) 패턴에 따라서 주기적으로 discovery 메시지를 송수 신한다.
이러한, D2D discovery 절차는 ϋΕ가 eNB와 연결이 있는 RRC— CONNECTED 상태에서도 진행될 뿐만 아니라 eNB와 연결이 없는 RRCᅳ IDLE 상태에서도 계속 수 행된다.
위와 같은 discovery 방식을 고려하면 , 모든 UE들은 주위의 ϋΕ들이 전송하 고 있는 모든 자원들 (즉, discovery 자원 풀)을 sens ing 하고 그 중에서 일정 범위 (예를 들어 , 하위 x%내)에서 랜덤하게 discovery 자원을 선택한디- .
다만, 위와 같은 방식은 근처 단말들의 분포나 자원사용과는 상관없이 일괄 적으로 자신 근처의 UE 뿐만 아니라 D2D discovery를 위해서 모든 ϋΕ들이 현재 사용하고 있는 모든 자원들을 수신해야 하는 단점이 있다. 즉, 모든 UE가 임의로 discovery 자원을 선택하므로, 각 UE들이 어느 위치에 discovery 메시지를 전 송할 지를 알 수 없기 때문에 모든 UE는 전대역에 걸쳐서 그리고 전체 주어진 시간 동안 해당 자원에 신호의 유무를 모니터링해서 검출여부를 결정하거니- 검출을 시도 하여야 하는 단점이 있다.
discovery .자원 사용에 따른 수신 에너지 레벨은 절대적인 값이 아닌 상대 적인 값이다. 예를 들어, 하위 5 %를 선택한다는 개념은 모든 UE마다 긱ᅵ각 다른 상 대적인 개념으로 근처 UE들이 매우 많은 경우에는 1% 미만 내에서 선택하더라도 간 섭이 발생할 수 있으나, 근처의 UE들이 거의 없는 경우에서는 에너지 레벨 하위 20 % 이상에서 선택하더라도 간섭이 발생하지 않을 수 있다.
UE들의 분산적인 자원 선택을 위한 에너지 레벨은 확를적인 개념으로 discovery 자원 선택을 위해서 활용되며 하위 % 내에서 선택하는 것이 중요한 것 이 아니라 실제로는 현재 UE 근처에 얼마나 많은 UE들이 존재하여 discovery 자 원을 사용하는지 파악하는 것이 중요하다. 낮은 에너지 레벨의 자원을 선택 할 때 중요한 것은 discovery를 위한 자원 선택의 목적은 에너지 레벨이 낮은 자원 선택 을 통해서 현재 UE 근처에서 사용하지 않는 자원을 적절히 선택하는데 그 목적이 있다. 이를 통해서 UE들이 discovery 과정에서 브로드캐스팅 되는 discovery 메시지를 가능한 많은 UE들이 수신하여 많은 UE들을 discovery를 하는 것이 최종 목표이다.
또한, 괜덤하게 이동하는 UE의 이동성을 고려하면 UE들은 시간에 따라서 내 주위에 UE들이 많은 시점에서 discovery sens ing을 시작 할 수도 있고 반대로 근처 UE들이 거의 없는 시점에서 discovery를 시작할 수도 있디- . 결국 D2D discovery의 에너지 레벨은 discovery를 하는 시간과 주변 UE의 분포에 따라서 다양하게 변할 수 있다.
요약하면 앞서 설명한 방식과 같이 모든 UE들이 일괄적으로 D2D discovery 자원 풀 전체를 수신하며 이러한 discovery 자원 풀 전체를 sensing하는 것은 비효율적인 문제가 있다.
이에 따라, 이하 본 발명에서는 discovery 자원 전체를 sensing 문제점을 해결하기 위해 adaptive한 에너지 레벨 기반 sensing 기법을 제안한디- . 즉, 미 리 설정된 에너지 검출 ( energy detection) 구간에서 검출된 에너지 레벨을 기반 으로 적응적으로 D2D discovery 자원 pool 내에서 sensing할 특정 자원 영역을 결정하고, 그 특정 영역 내에서 discovery자원을 선택하는 방안을 제안한다. 도 22는 본 발명의 일 실시예에 따른 D2D discovery 메시지 전송 방법을 예시하는 도면이다. 도 22를 참조하면, UE는 energy detection 구간에서 에너지 레벨을 산출 (즉, 추정 )한다 (S2201) .
UE^ discovery ^f¾- r ¾]히" 쫘 discovery pool^ sensing할 때 discovery 자원 pool 전체를 sensing하지■ 않고, energy detection 구간으로 미리 설정된 일정 구간에서 주위 UE들이 전송하는 discovery 메시지를 수신하여 energy detection 구간의 에너지 레벨을 우선적 으로 산출 (즉, 추정 )한다 .
여기서 , energy detection 구간은 하나 또는 그 이상의 sub frame 구간 으로 설정될 수 있으며 , 하나 또는 그 이상의 symbol 구간으로 설정될 수도 있디-. 예를 들어, 해당 discovery po이에서 소정의 subframe (또는 symbol) 구간이 energy detection 구간으로 설정될 수 있다.
또한, energy detection 구간은 하나의 discovery 주기 내에서 한 번 설정될 수 있으며, 또는 그 이상 설정되어 하나의 discovery 주기 내에서 반복될 수도 있다.
예를 들어, 또한, 하나의 discovery 주기 내에 복수의 discovery 자원 pool°l 할당되는 경우, 복수의 discovery 자원 pool 중 첫 번째 discovery 자 원 pool에서만 일정 subframe (또는 symbol) 구간이 energy detection 구간 으로 설정될 수 있다. 또한, 매 discovery 자원 po이의 일정 subframe (또는 symbol) 구간이 energy detection 구간으로 설정될 수도 있다.
또한, 하나의 discovery 자원 pool 내에 복수의 energy detection 구간 이 설정될 수도 있다.
예를 들어, discovery 자원 po이을 일정 시간 구간으로 구분하고, 해당 일정 시간 별로 일정 sub f rame (또는 symbol ) 구간이 energy detection 구간 으로 설정될 수 있다. 또한, discovery 자원 pool 내 매 subf rame 마디- 첫 번 째 symbol 구간 (혹은 소정의 개수의 symbol 구간)이 energy detection 구간 으로 설정될 수 있다.
UE는 energy detection 구간어 1서 산출 (즉, 추정 )된 에너지 레벨을 기반 으로 discovery 자원 영역 (즉, discovery 자원 sensing 영역 )을 결정한다 ( S2203 )
즉, UE는 energy detection 구간에서 근처 ϋΕ들의 discovery 자원 사 용량에 따라 다양하게 discovery 자원 영역을 가변적으로 결정한디- .
여기서, discovery 자원 영역은 UE가 자신이 사용하기 위한 discovery 자원을 선택하기 위하여 주위의 UE의 discovery 메시지를 센싱하며 , ϋΕ가 discovery 자원을 선택하기 위한 후보 영역을 의미한다. 디-시 말해 , discovery 자원 영역은 energy detection 구간에서 검출된 에너지 레벨을 기반으로 그룹핑 된 UE들이 각 그룹 별로 discovery 절차를 위해 이용하는 자원 영역을 의미한디- .
discovery 자원 영역은 주파수 영역, 시간 영역 또는 공간 (partial ) 영역 중 하나 이상의 영역의 조합으로 결정될 수 있다. 예를 들어, 상향링크 대역폭이 10MHz인 경우, UE는 energy detection 결과에 따라 energy 레벨이 미리 설정 된 임계치 이상이면 10MHz (또는, 44 RB )를 discovery 자원 영역 (즉, 범위 )으 로 결정하고, 미리 설정된 임계치 미만이면 5MHZ (또는, 22 RB )를 discovery 자원 영역 (즉, 범위 )으로 결정할 수 있다. 또한., 64 subf rame이 discovery 자 원 풀로 이용되는 경우, UE는 energy detection 결과에 따라 energy 레벨이 미리 설정된 임계치 이상이면 64 subf rame을 discovery 자원.영역 (즉, 구간)으 로 결정하고, 미리 설정된 임계치 미만이면 32 subf rame을 discovery 자원 영 역 (즉, 구간)으로 결정할 수도 있다.
여기서, UE는 energy 레벨에 따라 적응적으로 discovery 자원 영역의 크 기를 결정하되, 임의로 discovery 자원 영역의 위치를 결정할 수도 있디- . 예를 들어, UE의 식별자 ( Identif ier)를 이용하여 임의로 discovery 자원 영역의 위 치를 결정할 수도 있다.
또한, 시간, 주파수 또는 공간 영역에서 discovery 자원 영역의 시작 위치 는 고정되어 있을 수 있다. 즉, 검출된 energy 레벨에 따라 discovery 자원 영 역의 크기를 가변적으로 결정하되, 주파수, 시간 또는 공간 영역의 미리 설정된 지 점에서 시작될 수 있다. 예를 들어, 주파수 영역에서 discovery 자원 영역이 적 응적으로 결정되는 경우, discovery 자원 po이에서 미리 설정된 PRB ( Physical Resource Block ) 인덱스부터 시작하여 discovery 자원 영역의 위 치가 결정될 수 있다.
앞서 설명한 discovery 자원을 선택하는 방식과 같이 낮은 에너지 레벨의 자원들 중에서 하위 %내에서 discovery 자원을 랜덤하게 선택하는 경우를 고려하 면, 주파수에 따라서 l OMHz를 전부 수신해서 discovery.자원을 선택하는 방법과 선택적으로. SMHz를 수신해서 discovery 자원을 선택하는 방법을 고려해 볼 수 있 다. 이러한 경우 D2D discovery 자원을 사용하는 UE들이 주위에 많지 않다면, 선택 가능한 discovery 자원들은 sensing하는 주파수의 범위와는 상관없이 충분 히 많으므로 선택 가능한 discovery 자원들의 샘플들의 수만 sensing 하는 주파 수에 따라서 다른 형태이다ᅳ 즉, l OMHz를 sensing하는 경우가 5MHz를 sensing 하는 경우보다 사용 가능한 discovery 자원 수가 많을 뿐이다. 에너지 레벨이 높 다는 의미는 근처 UE들이 많다는 의미이고 에너지 레벨이 낮다면 근처 UE들이 적다 는 의미이다. 결국 discovery 자원 선택은 상대적인 에너지 레벨에 따른 하위 가 중요한 것이 아니라 실제로 sensing 시점에 UE 주위에 얼마나 많은 UE 들이 discovery 메시지를 송신하고 있는지가 중요하다.
UE가 energy detection 구간에서 검출된 에너지 레벨을 기반으로 적응적 으로 discovery 자원 영역을 결정하는 방안에 대한 보다 상세힌- 설명은 이하 후술 한다.
ϋΕ는 결정된 discovery 자원 영역 내에서 discovery 자원을 센싱 ( sensing)하고, discovery 메시지 전송을 위한 자원 선택한다 ( S2205 ) . 즉, UE는 S2203 단계에서 결정된 discovery 자원 영역에서 전송되는 discovery 메 시지를 전부 수신 (즉, 센싱 )하고, 낮은 에너지 레벨의 자원들을 분류하여 그 중 일 정 범위 내에서 (예를 들어, 하위 x% (x=임의의 정수, 5 , 7 , 10 , . . . ) 내에서) discovery자원을 랜덤하게 선택한다.
UE는 선택된 discovery 자원에서 discovery 메시지를 송신한다 ( S2207 ) . 그리고, 이후의 discovery 주기에서는 랜덤한 자원 호핑 ( hopping ) 패턴에 따라 서 주기적으로 discovery 메시지를 송수신한다.
한편, S2203 단계에서, UE는 기지국으로부터 수신한 discovery 자원 영역 에 대한 설정 정보와 UE가 산출한 energy 레벨을 기반으로 discovery 자원 영역 을 결정할 수도 있다. 이 경우, 앞서 S2201 단계 이전에 UE가 eNB로부터 discovery자원 영역에 대한 설정 정보를 수신하는 단계가 더 포함될 수 있디- . discovery 자원 영역에 대한 설정 정보는 energy detection 구간에서 UE가 산출한 energy 레벨과 discovery 자원 영역과의 관계 (즉, 매핑 정보)를 나타내는 정보를 의미한다. 또한, ϋΕ가 계산한 energy 레벨을 기반으로 discovery 자원 영역을 결정하기 위한 수식 혹은 규칙 등으로 표현될 수도 있다. discovery 자원 영역은 주파수 영역, 시간 영역 또는 공간 (partial ) 영역 중 하나 이상의 영역의 조합으로 구분 (혹은 분할)되어 결정될 수 있디- .
discovery ^"원 영역에 대한 설정 정보는 energy detection 구간에서 UE가 산출한 energy 레벨과 매핑된 discovery 자원 영역의 크기 (즉, 주파수 대 역 , RB 개수 또는 subframe 개수 등)만을 지시할 수 있다. 예를 들어 , 상향링크 대역폭이 l OMHz인 경우, UE가 산출한 energy 레벨이 임계치 이상이면 discovery 영역의 크기가 10MHz (또는, 44 RB )로 매핑되고, energy 레벨이 임계치 미만이면 discovery 영역의 크기가 5MHz (또는, 22 RB )로 매핑되는 정 보를 나타낼 수 있다. 이 경우, UE는 discovery 자원 영역에 대한 설정 정보를 기반으로 energy 레벨에 매핑되는 discovery 자원 영역의 크기를 결정하고, discovery 자원 영역의 위치는 상술한 바와 같이 미리 설정된 고정된 위치로 결정 되거나 또는 UE가 임의로 위치를 결정할 수도 있다.
또한, discovery 자원 영역에 대한 설정 정보는 energy detection 구간 에서 UE가 산출한 energy 레벨과 매핑된 discovery 자원 영역의 크기 (즉, 주파 수 대역, RB 개수 또는 subframe 개수 등) 및 위치를 지시할 수 있디-. 즉, discovery 자원 풀로 총 44개의 RB가 이용되고 주파수 영역에서 discovery 자 원 영역이 분할된다고 가정하면, 주파수 영역에서 첫 번째 RB부터 22번째 RB, 첫 번째 RB 부터 44번째 RB까지로 각각의 discovery 자원 영역의 크기 및 위치가 미리 설정될 수 있다. 이 경우, UE는 discovery 자원 영역에 대한 설정 정보를 기반으로 energy 레벨에 매핑되는 discovery 자원 영역의 크기 및 위치를 결정 할 수 있다.
이러한, discovery 자원 영역은 각 discovery 자원 풀 별로 동적으로 (dynamic) 설정될 수 있으며, 또한, 하나 이상의 discovery 주기 별로 반정적 으로 (semi-static)으로 설정될 수 있다.
또한, discovery 자원 영역은 셀 특정 (cell-specif ic)하게 설정되어 해 당 샐에 속한 UE에게 공통적으로 적용될 수 있으며 , 단말 별로 단말 특정 (UE- specific)하게 설정될 수도 있다.
위와 .같이 설정된 discovery 자원 영역에 대한 설정 정보는 SIB (system information block) , MIB (master information block)와 같은 시스템 정보 로서 주기적으로 UE에게 브로드캐스팅될 수 있다. 또한, RRC 시그널링 흑은 물리 계층 채널 (예를 들어 , PDCCH 또는 PDSCH 등)을 통해 ϋΕ에게 전송될 수도 있디-. 도 23은 본 발명의 일 실시예에 따른 주파수 영역에서 적웅적으로 discovery자원 영역을 결정하는 방법을 예시하는 도면이다.
도 23에서 작은 사각형들은 현재 다른 UE에 의해 사용되고 있는 discovery 자원을 나타내며, 각각 서로 다른 사각형의 무늬는 각각 다른 UE에 의해 discovery 자원이 사용되고 있는 것을 나타낸다.
도 23은 discovery 자원 풀 (2301)이 주파수 영역에서 44 RB 쌍 (pair) (즉, 10MHz)으로 설정되고, 시간 영역에서 64 서브프레임으로 설정된다고 가정한다. 그리고, discovery 자원 풀 (2301)의 하나 이상의 서브프레임 (또는 symbol)이 energy detection 구간 (2303)으로 설정된다고 가정한다 .
S- 23 뤼 , UEl^]- UE2^ energy detection (2303) °]}λ -] °\] Μ 레벨을 산출 (즉, 추정 )하고, 산출된 에너지 레벨에 따라 주파수 영역에서 각각 서 로 다른 discovery 자원 영역 (즉, sensing range) (2305, 2307)을 결정할 수 있다.
UE1과 UE2가 동일한 energy detection 구간 (2303)에서 에너지 레벨을 산출하더라도, UE1과 UE2가 위치하는 지점에 따라 UE1과 UE2가 산출하는 에너지 레벨 결과는 상이할 수 있다.
여기서 , UE1과 UE2가 energy detection 구간 (2303)에서 에너지 레벨을 산출 (즉, 추정 )한 결과, UE1이 산출 (즉, 추정 )한 에너지 레벨은 미리 설정된 임 계치 미만으로 가정하고, UE2이 산출 (즉, 추정 )한 에너지 레벨은 미리 설정된 임 계치 이상이라고 가정한다 .
이 경우, UE1은 근처 단말이 매우 적은 경우로 전체 discovery 자원 영역 '(즉, sensing range) (2305 )을 10MHz 보다 작게 설정하고, 설정된 discovery 자원 영역에서 discovery 자원을 선택할 수 있다. 반면 , UE2는 근처 단말들이 많은 경우로 UE1과는 다르게 discovery 자원 영역 (즉, sensing range) (2307) 을 UE1보다 넓게 설정 (예를 들어 , 전 대역 )해서 discovery 자원을 선택할 수 있 다.
UE1과 UE2는 energy detection 구간 (2303)에서 추정한 energy 레벨에 따라 각각 discovery 자원 영역의 크기를 결정하니-, discovery 자원 영역의 위 치는 랜덤하게 결정할 수도 있다. 이때, UE의 식별자 (Identifier) (예를 들어, C-RNTI) 이용하여 discovery.자원 영역의 위치를 랜덤하게 결정할 수 있디-. 예 를 들어 , 전체 discovery 자원 풀에서 미리 discovery 자원 영역이 시작되는 지 점 (예를 들어 , discovery 자원 풀의 첫 번찌 1 PRB 인덱스, 11번째 PRB 인덱스, 22번째 PRB 인덱스, 33번째 PRB 인덱스)이 설정되고, UE identifier에 modular 4 연산을 하여 discovery 자원 영역이 시작되는 지점이 결정될 수 있디-. 또한, discovery 자원 영역의 시작 위치는 고정되어 있을 수 있디-. 예를 들어 , discovery 자원 po이에서 미리 설정된 위치 (예를 들어 , discovery 자원 po이의 첫 번째 PRB 인덱스)부터 시작하여 discovery 자원 영역의 위치기- 결정 될 수 있다.
한편, 도 23에서는 UE1의 discovery 자원 영역 (즉, UE1 sensing range) (2305)과 UE2의 discovery 자원 영역 (즉, UE2 sensing range) (2307)이 겹치지 (overlap) 않게 도시되었으나, UE1의 discovery 자원 영역 (즉, UE1 sensing range) (2305)과 UE2의 discovery 자원 영역 (즉, UE2 sensing range) (2307)은 서로 겹치도록 설정될 수도 있디-.
도 24는 본 발명의 일 실시예에 따른 시간 영역에서 적응적으로 discovery 자원 영역을 결정하는 방법을 예시하는 도면이다.
도 24에서 작은 사각형들은 현재 다른 UE에 의해 사용되고 있는 discovery 자원을 나타내며, 각각 서로 다른 사각형의 무늬는 각각 다른 UE에 의해 discovery자원이 사용되고 있는 것을 나타낸다.
£ 24^ discovery € (2401) °1 ^ ^r ^ 에 44 RB - (pair) (즉, 10MHZ)으로 설정되고, 시간 영역에서 64 서브프레임으로 설정된다고 가정한다. 그리고, discovery 자원 풀 (2401)의 하나 이상의 서브프레임 (또는 symbol)이 energy detection 구간 (2403)으로 설정된다고 가정한다.
도 24와 같이 , UE1과 UE2는 energy detection 구간 (2403)에서 에너지 레벨을 산출 (즉, 추정 )하고, 산출된 에너지 레벨에 따라 시간 영역에서 각긱 서로 다른 discovery 자원 영역 (즉, sensing range) (2405, 2407)을 결정할 수 있 다.
여기서 , UE1과 UE2가 energy detection 구간 (2403)에서 에너지 레벨을 산출 (즉, 추정 )한 결과, UE1이 산출 (즉, 추정 )한 에너지 레벨은 미리 설정된 임 계치 미만으로 가정하고, UE2이 산출 (즉, 추정)한 에너지 레벨은 미리 설정된 임 계치 이상이라고 가정한다 .
이 경우, UE1은 근처 단말이 매우 적은 경우로 전체 discovery 자원 영역 (즉, sensing 구간) (2405)을 최대 64 subframe 보다 작게 설정하고, 설정된 discovery 자원 영역에서 discovery 자원을 선택할 수 있다 . 반면 , UE2는 근처 단말들이 많은 경우로 UE1과는 다르게 discovery 자원 영역 (즉, sensing range) (2407)을 UE1보다 넓게 설정 (예를 들어 , discovery 자원 pool 시간 구 간)해서 discovery 자원을 선택할 수 있다.
UE1과 UE2는 energy detection 구간 (2403〉에서 추정한 energy 레벨에 '따라 각각 discovery 자원 영역의 크기를 결정하니-, discovery 지-원 영역의 위 치는 랜덤하게 결정할 수도 있다. 이때, UE의 식별자 (Identifier) (예롤 들어, C-RNTI) 이용하여 discovery 자원 영역의 위치를 랜덤하게 결정할 수 있디-. 예 를 들어, 전체 discovery 자원 풀에서 미리 discovery 자원 영역이 시작되는 지 점 (예를 들어 , discovery 자원 풀의 첫 번째 subframe 인덱스, 16번째 subframe 인덱스, 32번째 subframe 인텍스, 48번째 subframe 인덱스)이 설정 되고, UE ' identifier에 modular 4 연산을 하여 discovery 자원 영역이 시작 되는 지점이 결정될 수 있다.
또한, discovery 자원 영역의 시작 위치는 고정되어 있을 수 있디、 예를 들어 , discovery 자원 po이에서 미리 설정된 위치 (예를 들어 , discovery 지-원 pool에서 energy detection 구간 (2403) 이후 첫 번째 subframe 인덱스)부터 시작하여 discovery 자원 영역의 위치가 결정될 수 있다. 한편, 도 24에서는 UE1의 discovery 자원 영역 (즉, UE1 sensing range ) ( 2405 )과 UE2의 discovery 자원 영역 (즉, UE2 sensing range ) ( 2407 )이 겹치지 ( overlap) 않게 도시되었으나, UE1의 discovery 지-원 영역 (즉, UE1 sensing range ) ( 2405 ) UE2의 discovery 자원 영역 (즉, UE2 sensing range ) ( 2407 )은 서로 겹치도록 설정될 수도 있다 .
이와 같은 방식을 통해서, 즉 근처 단말의 분포에 따라서 discovery 메시지 수신 범위 (또는, 구간)을 줄임으로써 UE들의 discovery 메시지 전송을 위한 자원 sensing 전력을 절약을 할 수 있는 효과가 있다. 더욱이 discovery 메시지 수신 범위 (또는, 구간)을 작게 설정한다면 sens ing된 자원을 에너지 레벨로 분류해서 일정 범위 (예를 들어 , 하위 % 내)에 따라서 랜덤하게 선택하는 프로세싱 오버헤드 도 줄이고 빠른 discovery 자원 sensing 및 선택이 가능하다. 상기 언급된 숫자 는 설명을 위한 예시에 지나지 않으며 다양한 방법으로 설정할 수 있다
도 25는 본 발명의 일 실시예에 따른 시간 영역에서 반복적으로 설정된 energy detection 구간을 예시하는 도면이다 .
도 25에서 작은 사각형들은 현재 다른 ϋΕ에 의해 사용되고 있는 discovery 자원을 나타내며, 각각 서로 다른 사각형의 무늬는 각각 다른 UE에 의해 discovery자원이 사용되고 있는 것을 나타낸다.
도 25는 discovery 자원 풀 ( 2501 )이 주파수 영역에서 44 RB 쌍 (pair) (즉, lOMHz )으로 설정되고, 시간 영역에서 64 서브프레임으로 설정된다고 가정한다 . , 도 25와 같이 , discovery 자원 pool ( 2501 )에서 복수의 energy detection 구간 ( 2503 )이 설정될 수 있다 . 즉, 전체 discovery 자원 pool ( 2501 )을 복수의 time slot (도 25의 경우, 3개)으로 나누고, 긱- time slot에서 하나 이상의 서브프레임 (또는 symbol )이 energy detection 구간 ( 2503 )으로 설정될 수 있다. 이러한 방식을 통해서 단말들은 각 energy detection 구간 ( 2503 )에서 단계적으로 discovery 메시지 전송을 위한 자원들을 sensing하고, sens ing되는 에너지 레벨에 따라 각 time slot에서 적응적으로 discovery 자원 영역을 결정할 수 있다. 즉, 각 time slot 별로 discovery 자 원 영역이 독립적으로 결정될 수 있다. 그리고, 결정된 discovery 자원 영역에서 discovery자원을 선택할 수 있다.
이러한 경우에 랜덤한 discovery 메시지 송신 패턴을 고려한다면 특정 hopping 패턴에서는 3번째 slot에서 discovery메시지 송신이 많아서 에너지 레벨이 갑자기 높아지는 경우가 발생 할 수 있다.
이 경우, 도 25와 같이 3번째 time slot에 discovery 메시지들이 갑자기 많이 사용되어 에너지 레벨이 증가하는 경우라도 1번째와 2번째 time s lot에서는 sensing 구간 (즉, discovery 자원 영역)을 작게 설정하고, 3번찌 1 time slot 에서 주위에서 보내는 discovery 메시지 에너지 레벨에 맞게 discovery 메시지 sensing 구간 (즉, discovery 자원 영역)을 넓게 설정할 수 있디- . 따라서, UE 는 넓게 설정된 sensing 구간 (즉, discovery 자원 영역) 내에서 낮은 에너지 레벨의 discovery 자원을 선택할 수 있다. 이에 대하여 아래 도 26 및 도 27을 참조하여 보다 상세히 살펴본다 .
도 26은 본 발명의 일 실시예에 따른 시간 영역에서 반복적으로 energy detection 구간이 설정된 경우, 주파수 영역에서 적응적으로 discovery 자원 영 역을 결정하는 방법을 예시하는 도면이다.
도 26을 참조하면, UE1은 각각의 time slot에 설정된 energy detection 구간 (2603, 2605, 2607)에서 에너지 레벨을 산출 (즉, 추정 )하고, 산출된 에너지 레벨에 따라 각각이 time slot 내에서 주파수 영역으로 각각 서로 다른 discovery 자원 영역 (즉, sensing range) (2609 , 2611, 2613)을 결정 한다.
여기서, UE1이 각각의 energy detection 구간 (2603 , 2605, 2607)에서 에너지 레벨을 산출 (즉, 추정 )한 결과, 첫 번찌 1 energy detection 구간 (2603) 과 두 번째 energy detection 구간 (2605)에서 산출 (즉, 추정 )한 에너지 레벨 은 미리 설정된 임계치 미만으로 가정하고, 세 번째 energy detection 구간 (2607)에서 산출 (즉, 추정 )한 에너지 레벨은 미리 설정된 임계치 이상이라고 가정 한다.
이 경우, UE1은 첫 번째 및 두 번째 time slot에서는 근처 단말이 매우 적 다고 판단하여 discovery 자원 영역 (즉, sensing range) (2609, 2611)을 최 대 lOMHz 보다 작게 설정하고, 설정된 discovery 자원 영역에서 discovery 자 원을 선택할 수 있다. 반면, 세 번째 time slot에서는 근처 단말들이 많다고 판 단하여 discovery 자원 영역 (즉, sensing range) (2613)을 첫 번째 /두 번째의 discovery 자원 영역 (2609, 2611)보다 넓게 설정 (예를 들어 , 전 대역 )히-고 , 설정된 discovery 자원 영역에서 discovery자원을 선택할 수 있다 .
즉, 전체 discovery 자원 po이을 각 time slot 별로 구분하고, 각 time slot 별로 energy detection 결과에 따라 UE의 discovery 자원 영역 (즉, sensing range)를 주파수 영역에서 상이하게 설정할 수 있다.
여기서 , UE1은 각각의 energy detection 구간 (2603, 2605, 2607)에서 추정한 energy 레벨에 따라 각각 discovery 자원 영역 (2609, 2611, 2613)의 크기를 결정하나, 앞서 도 23에서 설명한 바와 같이, discovery 자원 영역의 위 치는 랜덤하게 결정할 수 있다. 예를 들어, UE identifier를 이용하여 discovery 자원 영역의 위치를 결정할 수 있다. 또한, discovery 지-원 영역의 시작 위치는 고정되어 있을 수도 있다. 예를 들어, 미리 결정된 PRB 인텍스부터 discovery 자원 영역이 시작할 수 있다.
도 27은 본 발명의 일 실시예에 따른 시간 영역에서 반복적으로 energy detection 구간이 설정된 경우, 시간 영역에서 적응적으로 discovery 지-원 영역 을 결정하는 방법을 예시하는 도면이다.
도 27을 참조하면, UE1은 각각의 time slot에 설정된 energy detection 구간 (2703, 2705, 2707)에서 에너지 레벨을 산출 (즉, 추정)하고, 산출된 에너지 레벨에 따라 각각이 time slot 내에서 시간 영역으로 긱-각 서로 다 른 discovery 자원 영역 (즉, sensing range) (2709, 2711, 2713)을 결정할 수 있다. 여기서, UE1이 각각의 energy detection 구간 (2703, 2705, 2707)에서 에너지 레벨을 산출 (즉, 추정 )한 결과, 첫 번째 energy detection 구간 (2703) 과 두 번째 energy detection 구간 (2705)에서 산출 (즉, 추정 )한 에너지 레벨 은 미리 설정된 임계치 미만으로 가정하고, 세 번째 energy detection 구간 (2707)에서 산출 (즉, 추정 )한 에너지 레벨은 미리 설정된 임계치 이상이라고 가정 한다.
이 경우, UE1은 첫 번째 및 두 번째 time slot에서는 근처 단말이 매우 적 다고 판단하여 discovery 자원 영역 (즉, sensing range) (2709, 2711)을 최 대 time slot 구간 보다 작게 설정하고, 설정된 discovery 자원 영역에서 discovery 자원을 선택할 수 있다. 반면, 세 번째 time slot에서는 근처 단말 들이 많다고 판단하여 discovery 자원 영역 (즉, sensing range) (2713)을 첫 번째 /두 번째의 discovery 자원 영역 (2709, 2711)보다 넓게 설정 (예를 들어 , 최대 time slot 구간)하고, 설정된 discovery 자원 영역에서 discovery 자원 을 선택할 수 있다.
즉, 전체 discovery 자원 po이을 각 time slot 별로 구분하고, 각 time slot 별로 energy detection 결과에 따라 UE의 discovery 자원 영역 (죽, sensing range)를 시간 영역에서 상이하게 설정할 수 있다.
여기서 , UE1은 각각의 energy detection 구간 (2703, 2705 , 2707)에서 추정한 energy 레벨에 따라 각각 discovery 자원 영역 (2709, 2711, 2713)의 크기를 결정하나, 도 24에서 설명한 바와 같이, discovery 자원 영역의 위치는 랜덤하게 결정할 수 있다. 예를 들어, UE identif ier를 이용하여 discovery 자원 영역의 위치를 결정할 수 있다. 또한, discovery 자원 영역의 시작 위치는 고정되어 있을 수도 있다. 예를 들어, 미리 결정된 subf rame 인덱스부터 discovery 자원 영역이 시작할 수 있다.
한편, 다시 도 25를 참조하면, UE가 각 time slot 중에서 일부 time slot에서만 sens ing을 수행하고 discovery 자원을 선택함으로써, 나머지 time slot에서는 sensing을 수행하지 않을 수 있다. 이에 대하여 아래 도 28을 참조하 여 보다 상세히 살펴본다.
도 28은 본 발명의 일 실시예에 따른 시간 영역에서 반복적으로 energy detection 구간이 설정된 경우, 시간 영역에서 적응적으로 discovery 자원 영역 을 결정하는 방법을 예시하는 도면이다.
도 28을 참조하면, UE가 첫 번째 time slot에 설정된 energy detection 구간 ( 2803 )에서 energy detection한 결고 , 주위 UE들의 discovery 메시지 에너지 레벨이 매우 낮아 (예를 들어 , 미리 설정된 임계치 미만) 주위에 UE들이 거의 없다고 판단할 수 있다. 이 경우, UE는 첫 번째 time s lot 에서 discovery 자원을 선택하고, 나머지 두 번째 및 세 번째 time s lot에서는 discovery 메시지 전송을 위한 자원을 sensing하지 않을 수 있디- .
이와 같이, 1번째 t ime slot에서 바로 discovery 자원을 선택하고 나머 지 time slot 동안에 자원을 sens ing을 하지 않으므로 energy를 절감 할 수 있 다. ' 또한, 도 28의 예시와 달리 첫 번째 time slot에 설정된 energy detection 구간 ( 2803 )에서 energy detection한 결과, 주위 UE들의 discovery 메시지 에너지 레벨이 높아 (예를 들어 , 미리 설정된 임계치 이상) 주 위에 UE들이 많다고 판단할 수 있다. 이 경우, ϋΕ는 두 번째 time s lot에 설정 된 energy detection 구간 ( 2803 )에서 energy detection을 다시 수행할 수 있다. 그리고, 두 번째 time slot에 설정된 energy detection 구간 ( 2803 )에 서 energy detection한 결과, 주위 UE들의 discovery 메시지 에너지 레벨이 매우 낮아 (예를 들어, 미리 설정된 임계치 미만) 주위에 UE들이 적다고 판단 수 있다. 이 경우, UE는 두 번째 time slot에서 discovery 자원을 선택하고, 나머 지 세 번째 time slot에서는 discovery 메시지 전송을 위힌- 자원을 sens ing 하지 않을 수 있다.
또한, 첫 번째 time slot에 설정된 energy detection 구간 ( 2803 )에서 측정한 energy 레벨에 따라 UE가 discovery 메시지 전송을 위한 자원을 sensing하는 구간 (즉, time slot의 개수)이 결정될 수 있다 . 예를 들어 , 첫 번 째 time slot에 설정된 energy detection 구간 ( 2803 )에서 측정한 energy 레 벨이 미리 설정된 제 1 임계치 미만인 경우, ϋΕ는 첫 번째 time s lot에서만 discovery 메시지 전송을 위한 자원을 sens ing할 수 있다. 그리고, 첫 번째 time slot에 설정된 energy detection 구간 ( 2803 )어 1서 측정한 energy 레벨 이 미리 설정된 제 1 임계치 이상 제 2 임계치 미만인 경우, UE는 첫 번째 및 두 번 째 time slot에서 discovery 메시지 전송을 위한 자원을 sens ing할 수 있디- . 그리고 , 첫 번째 time s lot에 설정된 energy detection 구간 ( 2803 )에서 측정 한 energy 레벨이 미리 설정된 제 2 임계치 이상인 경우, UE는 첫 번째, 두 번째 및 세 번째 time slot에서 discovery 메시지 전송을 위한 자원을 sensing할 수 있다 .
위와 같이, 1번째 time slot에서 ϋΕ가 discovery 자원을 선택할 경우에 는 전체 discovery 자원 pool이 분할된 ( 1/ slot ) 만큼 discovery 자원 람색 시 발생하는 에너지를 절감하는 효과가 있다. 이때, time slot은 많이 분할 할수 록 많은 에너지를 절감 할 수도 있지만, sens ing을 통해 적당한 discovery 자원 을 선택하기 위한 최소한의 sensing 자원 수를 고려하여 전체 discovery 자원 pool 내에서 적절하게 분할 되는 것이 바람직하다. 앞서 도 28의 경우, 3개의 time slot을 사용하는 방식을 고려할 경우 특정 단말이 첫 번째 time s lot에서 discovery 데시지 전송을 위한 가원 sensing이 완료되면, D2D discovery sensing 단계에서 소비되는 에너지를 1/ 3으로 절감 할 수 있디—. 상기 언급된 숫 자는 설명을 위한 예시에 지나지 않으며 다양한 방법으로 설정할 수 있다.
또한, 본 발명에서 제안하는 time slot 기반 적응적으로 discovery 메시 지 전송을 위한 자원 sensing하는 방안은 D2D discovery 절차에서 발생하는 delay를 줄일 수 있다.
먼저, 전체 discovery 주기인 10초의 주기 증이 1 64 msec 만큼 D2D discovery 자원 po이로 할당한다고 가정한다. 이때, 기존의 D2D discovery 방 식을 따르면, UE가 power를 on해서 D2D discovery를 시작하는 시점이 주기적인 D2D discovery 자원 pool이 설정된 구간인 64 msec가 아닌 셀롤라 통신을 하는 구간인 경우에는, UE는 다음 discovery주기에 D2D discovery를 시작한다. 그러나 , UE가 power를 ' on 해서 D2D discovery를 시작하는 시점이 D2D discovery 자원 po이이 설정된 구간일 경우도 있다. 이는 위의 예에서 전체 discovery 주기인 10 초 중에서 D2D discovery 자원 pool이 설정된 구간인 64msec 내 (즉, 64msec/l0초)로 0.64%의 확를을 가진다. 이 경우, UE들은 D2D discovery자원 po이이 설정된 구간에서 바로 자원 sensing을 시작할 수 있다. 다만, 이러한 경우에도 기존의 discovery 방식에 따르면, discovery 자 원 po이의 중간에서 sensing을 시작하는 경우에는, discovery 지-원 pool 전체 에서 다른 UE들의 discovery 메시지를 수신하지 못하므로 UE는 discovery ^f-cl 을 선택하지 못하게 된다. 따라서, UE가 전체 discovery 자원 po이에서 다른 UE들의 discovery 메시지를 수신하기 위해서는 다음 discovery 주기인 10초를 기다린 후에 64 msec 동안 discovery 가원 pool 전체에서 sensing해서, discovery 자원을 선택한다. 결국, 64 msec 중간에서 sensing을 시작하는 UE 들은 D2D discovery 절차에서 10초라는 매우 긴 delay가 발생하게 된디-.
반면, 앞서 도 25의 예시와 같이 본 발명에서 제안하는 time slot 기반 discovery 메시지 전송을 위한 자원 sensing 방식에 따르면, 전체 discovery ^"원 pool에서 주위 UE들의 discovery 데시지를 수신하지 않더라도 discovery 자원을 선택할 수 있다. 이에 대하여 아래 도 29를 참조하여 설명한디-.
도 29는 본 발명의 일 실시예에 따른 시간 영역에서 반복적으로 energy detection 구간이 설정된 경우, 시간 영역에서 적웅적으로 discovery 지-원 영역 을 결정하는 방법을 예시하는 도면이다.
도 29에서는 UE가 power를 on 해서 두 번째 time s lot에서 D2D discovery를 위한 sens ing을 시작한다고 가정한다 .
이와 같이 , UE가 두 번째 time slot (즉, discovery 자원 po이의 중간) 에서 D2D discovery를 위한 sensing을 시작한 경우라도, discovery 자원 pool 전체를 수신하지 않고도 주위 UE들이 많지 않은 경우에는 세 번째 time slot에서 sens ing하고 바로 discovery 자원을 선택 할 수 있다. 즉, discovery 자원 pool 중 일부분만 sensing 하고도 discovery 자원을 선택하므 로 다음 discovery 주기를 위해서 기다리는 delay를 즐일 수 있디- . 상기 언급된 숫자는 설명을 위한 예시에 지나지 않으며 다양한 방법으로 설정할 수 있디- . 이와 같이 , 본 발명에서는 energy detection 구간에서 측정된 energy 기 반으로 discovery 자원 영역 (즉, discovery 메시지 전송을 위한 자원 센싱 영 역)을 시간 혹은 주파수 영역에서 적웅적으로 설정할 수 있디- .
본 발명에서 제안하는 adaptive sensing 방식을 기반으로 UE 근처의 싱-대 적인 다른 UE의 분포에 따른 자원 사용량에 따라서 sensing하는 주파수 /시간 구 간을 가변적으로 줄여서 UE들의 sensing 파워를 줄일 수 있다. 또한 sensing하 는 주파수 /시간 구간이 줄어 들어서 프로세싱하는 단계에서 발생하는 overhead를 효율적으로 줄일 수 있다.
또한, 본 발명에서 제안한 time slot 기반의 적응적 sensing 방식을 이용 한다면 time slot 기반으로 동작하여 모든 구간을 sensing 하지 않을 수 있으므 로 D2D discovery에 소비되는 에너지를 줄일 수 있으며 동시에 discovery 지-원 pool 중간에서 단말들이 sensing을 시작하더라도 선택적으로 discovery 자원을 sensing하고 선택해서 delay를 줄일 수 있으므로 기존 방식 보다 빠르게 discovery 자원 선택 및 discovery 메시지 송신이 가능하다.
좀 더 부연 설명을 하면, 사전에 지정된 특정 자원 영역 (예를 들어, 하나 이 상의 서브프레임 또는 하나 이상의 심볼)에 대해서 에너지 검출을 해서 에너지 레 벨이 작다면 주변에 discovery 메시지를 전송하는 UE가 적다는 것을 의미한디- . 이 경우는 어떠한 자원을 random하게 골라서 discovery 메시지를 전송하여도 다 른 UE와 층돌 확를은 작을 수 있다. 하지만 좀 더 효율적으로 상술한 바의- 같이 , 센싱한 자원들 중에서 낮은 에너지 레벨의 자원들을 분류하고 그 중 일정 범위 내 에서 에너지를 갖는 자원 영역 중에서 하나를 random하게 골라서 discovery 메 시지를 전송하는 것이 바람직하다.
다만 여기서 일정 범위 내 (예를 들어 , 하위 x% 이하〉 에너지를 갖는 자원을 찾기 위해서 전 대역 또는 전 시간 영역 ( discovery 1 주기 )를 모두 sens ing해 서 에너지를 추정하는 것은 전력소모 측면에서 바람직하지 않다 . 이를 개선히-기 위 해서 본 발명과 같이 특정 영역 에너지 검출이 작게 되면 x%이하 에너지를 갖는 자 원 영역을 구하기 위해서 전 대역에 대해서 에너지 추정을 할 필요 없이 일부 대역 또는 일부 구간에서만 에너지 추정을 해서 그 중에서 (적은 샘플이라도 무방) X 이하 에너지 레벨을 갖는 자원들을 선택하고, 그 선택된 자원들 중에서 하나를 골 라서 discovery 메시지를 전송을 하여도 동등한 효과를 얻을 수 있다. 더구나 에 너지 sensing 대역이 크게 줄어 전력 소모 측면에서 더 이롭다. 반대로 특정 영역 에너지 검출이 크게 되면 전 대역 /전 시간 영역에 대해서 에너지 sensing을 수행 하여 할 수 있다. 다만, 이 경우에도 특정 영역에서 검출된 에너지의 값에 따라서 단계적으로 에너지 sensing 영역을 가변적으로 운용함으로써 전력소모개선을 꾀할 수 있다.
앞서 본 발명의 설명에 있어서, 시간영역 또는 주파수 영역으로 discovery 자원 영역을 적웅적으로 설정하는 방안을 중심으로 설명하였으나, 이는 설명의 편 의를 위한 것이며 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. 즉, 본 발명을 동일하게 적용하여 주파수 영역 및 시간 영역을 조합하여 적응적으로 discovery 자원 영역 을 설정하는 것도 가능하다.
또한, 시간 영역 혹은 주파수 영역에서 discovery 자원 영역을 설정하는 방 식을 동일하게 적용하여 공간 영역 ( spatial domain)에서도 동일하게 discovery 자원 영역올 설정할 수도 있다. 또한, 앞서 시간 및 주파수 영역을 결 합하여 discovery 자원 영역을 설정하는 방식과 동일하게 시간, 주파수 영역에 공간 영역 ( spatial domain)을 결합하여 discovery 자원 영역을 설정할 수도 있다. 또한, 시간, 주파수, 공간 영역 외에 다른 영역 (예를 들어 , 단말 ID , 셀 ID 등)을 결합하여 본 발명에 따른 동작을 수행할 수도 있다. 본 발명이 적용될 수 있는 장치 일반 도 30은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 장치의 블록 구성도를 예시 한다.
도 30을 참조하면 , 무선 통신 시스템은 기지국 (3010)과 기지국 (3010) 영역 내에 위치한 다수의 단말 (3020)을 포함한다.
기지국 (3010)은 프로세서 (processor, 3011) , 데모리 (memory, 3012) ¾ RF-f (radio frequency unit, 3013) (3011) 人] 도 1 내지 도 29에서 제안된 기능, 과정 및 /또는 방법을 구현한다. 무선 인터페이 스 프로토콜의 계층들은 프로세서 (3011)에 의해 구현될 수 있다. 메모리 (3012)는 프로세서 (3011)와 연결되어 , 프로세서 (3011)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저 장한다. RF부 (3013)는 프로세서 (3011)와 연결되어, 무선 신호를 송신 및 /또는 수신한다.
단말 (3020)은 프로세서 (3021) , 메모리 (3022) 및 RF부 (3023)을 포함한다. 프로세서 (3021)는 앞서 도 1 내지 도 29에서 제안된 기능, 과정 및 /또는 방법을 구현한다. 무선 인터페이스 프로토콜의 계층들은 프로세서 (3021)에 의해 구현될 수 있다. 메모리 (3022)는 프로세서 (3021)와 연결되어 , 프로세서 (3021)를 구동 하기 위한 다양한 정보를 저장한다. RF부 (3023)는 프로세서 (3021)와 연결되어 , 무선 신호를 송신 및 /또는 수신한다.
메모리 (3012, 3022)는 프로세서 (3011, 3021) 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 프로세서 (3011, 3021)와 연결될 수 있다. 또한, 기지국 (3010) 및 /또는 단말 (3020)은 한 개의 안테나 (single antenna) 또는 다 중 안테나 ltiple antenna)를 가질 수 있다 .
이상에서 설명된 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들이 소정 형태로 결합된 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적 인 것으로 고려되어야 한다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결 합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및 /또는 특징들을 결 합하여 본 발명의 실시예를 구성하는 것도 가능하다. 본 발명의 실시예들에서 설명 되는 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 있음 은 자명하다.
본 발명에 따른 실시예는 다양한 수단, 예를 들어, 하드웨어, 펌웨어
(firmware) , 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있디-. 하드웨 어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 하나 또는 그 이상의 ASICs (application specific integrated circuits) , DSPs (digital signal processors) , DSPDs (digital signal processing devices) , PLDs (programmable logic devices) , FPGAs (field programmable gate arrays) , 프로세서 , 콘트를러 , 마이크로 콘트롤러 , 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.
펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모들, 절차, 함수 등의 형태로 구현될 수 있 다. 소프트웨어 코드는 메모리에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리는 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.
본 발명은 본 발명의 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형 태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 상술한 상세한 설명은 모 든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 예시적인 것으로 고려되어이: 한디- . 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명 의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
【산업상 이용가능성】
본 발명의 무선 통신 시스템에서 디스커버리 메시지 전송 방안은 3 GPP LTE/LTE -A 사스템에 적용되는 예를 중심으로 설명하였으나, 3GPP LTE/ LTE -A 시스템 이외에도 다양한 무선 통신 시스템에 적용하는 것이 가능하다.

Claims

【청구의 범위】
【청구항 1】
단말 간 통신을 지원하는 무선 통신 시스템에서 디스커버리 ( discovery) 메 시지를 전송하는 방법에 있어서,
단말이 디스커버리 자원 풀 ( discovery resource pool ) 내 설정된 에너지 검출 ( energy detection) 구간에서 에너지 레벨을 추정하는 단계 ;
상기 단말이 상기 추정된 에너지 레벨을 기반으로 상기 단말의 디스커버리 자 원 영역을 결정하는 단계;
상기 단말이 상기 결정된 디스커버리 자원 영역 내에서 디스커버리 메시지를 전송하기 위한 디스커버리 자원을 선택하는 단계 ; 및
상기 단말이 상기 선택된 디스커버리 자원에서 상기 디스커버리 메시지를 전 송하는 단계를 포함하는 디스커버리 메시지 전송 방법.
【청구항 2
거 l l항에 있어서,
상기 디스커버리 메시지 자원 영역은 상기 디스커버리 자원 풀 (pool ) 내에 서 주파수 영역 ( f requency domain) 시간 영역 ( time domain) , 공긴- 영역 (partial domain) 증 어느 하나의 영역에서 또는 둘 이상의 영역의 조합된 영역 에서 적응적으로 설정되는 디스커버리 메시지 전송 방법 .
【청구항 3】
제 1항에 있어서, 상기 단말은 상기 결정된 디스커버리 자원 영역을 센싱하여 에너지 레벨이 미 리 설정된 범위에 해당하는 자원 중에서 임의로 상기 디스커버리 자원을 선택하는 디스커버리 메시지 전송 방법 .
【청구항 41
거 l i항에 있어서,
상기 에너지 검출 구간은 하나 이상의 서브프레임 또는 하나 이상의 심볼 구 간으로 구성되는 디스커버리 메시지 전송 방법 .
【청구항 5】
게 1항에 있어서,
상기 디스커버리 자원 영역의 크기는 상기 추정된 에너지 레벨을 기반으로 결 정되고, 상기 디스커버리 자원 영역의 위치는 상기 단말 식별자를 이용하여 랜덤하 게 결정되는 디스커버리 메시지 전송 방법.
【청구항 6】
제 1항에 있어서,
상기 디스커버리 자원 풀은 복수의 시간 슬롯 ( time slot )으로 구분되고, 상기 복수의 시간 슬롯 별로 상기 에너지 검출 구간이 설정되는 디스커버리 메시지 전송 방법 .
【청구항 7]
제 6항에 있어서,
상기 복수의 시간 슬롯 별로 상기 디스커버리 자원 영역은 독립적으로 결정되 는 디스커버리 메시지 전송 방법 .
【청구항 8】
거 17항에 있어서，
상기 디스커버리 자원은 상기 복수의 시간 슬롯 별로 설정된 상기 디스커버리 자원 영역 중에서 일부의 디스커버리 자원 영역만을 센싱하여 선택되는 디스커버리 메시지 전송 방법 .
【청구항 9】
제 7항에 있어서，
상기 복수의 시간 슬롯 별로 설정된 상기 디스커버리 자원 영역 중에서 어느 하나의 디스커버리 자원 영역에서 센싱을 시작한 경우, 상기 센싱을 시작한 디스커 버리 자원 영역의 다음 디스커버리 자원 영역에서 상기 디스커버리 자원이 선택되 는 디스커버리 메시지 전송 방법 .
【청구항 10】
단말 간 통신을 지원하는 무선 통신 시스템에서 디스커버리 ( discovery) 메 시지를 전송하는 단말에 있어서,
무선 신호를 송수신하기 위한 RF (Radio Frequency) 유닛 ; 및
프로세서를 포함하고,
상기 프로세서는 디스커버리 자원 풀 ( discovery resource pool ) 내 설정 된 에너지 검출 ( energy detection) 구간께서 에너지 레벨을 추정하고,
상기 추정된 에너지 레벨을 기반으로 상기 단말의 디스커버리 자원 영역을 결 정하고 ,
상기 결정된 디스커버리 자원 영역 내에서 디스커버리 메시지를 전송하기 위 한 디스커버리 자원을 선택하고,
상기 선택된 디스커버리 자원에서 상기 디스커버리 메시지를 전송하도톡 구성 되는 단말.
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