WO2015160197A1 - 무선 통신 시스템에서 신호 전송을 위한 자원 결정 방법 및 이를 위한 장치 - Google Patents

무선 통신 시스템에서 신호 전송을 위한 자원 결정 방법 및 이를 위한 장치 Download PDF

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WO2015160197A1
WO2015160197A1 PCT/KR2015/003826 KR2015003826W WO2015160197A1 WO 2015160197 A1 WO2015160197 A1 WO 2015160197A1 KR 2015003826 W KR2015003826 W KR 2015003826W WO 2015160197 A1 WO2015160197 A1 WO 2015160197A1
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WO
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transmission
resource
resource pool
terminal
channel
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PCT/KR2015/003826
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French (fr)
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김명섭
김선욱
서한별
김영태
김기준
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엘지전자(주)
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    • H04W92/16—Interfaces between hierarchically similar devices
    • H04W92/18—Interfaces between hierarchically similar devices between terminal devices

Definitions

  • the present invention relates to a wireless communication system, and more particularly, to a method for determining a resource for signal transmission in a wireless communication system supporting device to device communication and a device supporting the same.
  • Mobile communication system was developed to provide voice service while guaranteeing user's activity.
  • the mobile communication system has expanded not only voice but also data service.
  • the explosive increase in traffic causes resource shortages and users demand higher speed services. This is required.
  • the purpose of this specification is to provide a method for determining a resource for use in D2D communication.
  • an object of the present specification is to provide a method for transmitting an SA in order to prevent a collision between SA transmissions in D2D communication.
  • an object of the present specification is to provide a method for performing initial transmission of SA using a random backoff method.
  • a method for performing direct device-to-device (D2D) communication in a wireless communication system and the method performed by the first terminal is a resource pool for use in the D2D communication.
  • the resource pool includes a scheduling assignment (SA) resource pool representing a resource region to which an SA is transmitted and a data resource pool representing a resource region to which D2D data is transmitted; Performing a D2D synchronization procedure with a base station or a specific terminal; Transmitting a scheduling assignment (SA) including information related to D2D data transmission to the second terminal through the SA resource pool; and transmitting the D2D data to the second terminal.
  • SA scheduling assignment
  • a first SA resource pool that determines SA resources on a non-contetion basis or a second SA resource pool that determines SA resources on a contention basis, wherein the second SA resource pool includes: And one or more contention window (CW) sections.
  • CW contention window
  • the transmitting of the SA may include transmitting a plurality of SAs within the second SA resource pool.
  • transmitting the plurality of SAs may include performing initial transmission of an SA in a first CW period of the second SA resource pool; And retransmitting an SA in a second C interval located after the first CW interval.
  • performing the initial transmission of the SA may include determining a random backoff value for a CW period in which the initial transmission of the SA is performed; And performing initial transmission of the SA in a CW period corresponding to the determined random backof f value.
  • the random backoff value is determined by the same probability in all CWs of the second SA resource pool or by a higher probability as the CW of the previous part.
  • the retransmitting of the SA may include calculating a confirmation value for retransmitting the SA in the second CW period; And retransmitting an SA in the second CW period based on the calculated probability value.
  • the probability value is determined as a value that minimizes the sum of the probability that all terminals retransmit SA in the second CW period and the probability that all terminals do not retransmit SA in the second CW period. It is characterized by.
  • the probability value in the present specification is characterized in that it is determined in consideration of the number of cw intervals and the number of remaining cw intervals for the occurrence of the collision for SA transmission.
  • the initial transmission and retransmission of the SA is performed based on interference information and / or the first SA resource pool information of SA resources observed in previous CW sections of the CW section transmitting the SA. It features.
  • the step of performing the initial transmission of the SA in the present specification is a step of comparing the received energy value in the CW interval with a predefined first threshold value or a second threshold value; And determining, according to the comparison result, whether to initially transmit the SA, wherein the first threshold value is a reference value for determining that the resource is empty, and the second threshold value may allow SA transmission.
  • the first threshold value is a reference value for determining that the resource is empty, and the second threshold value may allow SA transmission.
  • the present specification when the received energy value in the CW interval is less than the first threshold, as a result of the comparison, characterized in that for transmitting the SA through the SA resources of the CW interval.
  • the present specification is characterized in that, if the received energy value in the CW interval is greater than the second threshold value, the initial transmission of the SA in the CW interval, characterized in that.
  • the SA (scheduled assignment) transmitted to the second terminal may further include an SA confirmation flag field indicating whether there is an additional SA transmission after the SA transmission.
  • the specific terminal in the step of performing a D2D synchronization procedure with the specific terminal, is a cluster header (CH) terminal or a representative terminal in a D2D terminal group or a terminal located at a coverage boundary. It is characterized by.
  • CH cluster header
  • the present specification is a radio frequency (RF) unit for transmitting and receiving radio signals in a terminal for performing direct device-to-device (D2D) communication in a wireless communication system; And a processor operatively connected to the RF unit, the processor obtaining a resource pool for use in the D2D communication, wherein the resource pool is a resource region to which an SA is transmitted.
  • RF radio frequency
  • Scheduling assignment resource pool and D2D a data resource pool indicating a resource region to which data is transmitted; Performing a D2D synchronization procedure with a base station or a specific terminal; Transmitting a scheduling assignment (SA) including information related to D2D data transmission to another terminal through the SA resource pool; And controlling to transmit D2D data to the other terminal, wherein the SA resource pool determines a SA resource based on a first SA resource pool or contention that determines SA resources on a non-contetion basis. And at least one of two SA resource pools, wherein the second SA resource pool includes one or more contention window (C) sections.
  • SA scheduling assignment
  • C contention window
  • an initial transmission of an SA using a random backoff method may reduce a stone which may occur between transmissions of an SA.
  • the present specification transmits a plurality of SAs using a probabilistic method, that is, by performing SA retransmission, so that even if a collision occurs between SA transmissions, the receiving terminal can properly receive the SAs so that accurate D2D communication can be performed. Can be.
  • the present specification by including the SA confirmation flag (conf irmation f lag) when transmitting the SA, it is possible to accurately determine whether there is additional SA transmission in the receiving terminal can reduce the power consumption due to unnecessary monitoring operation It works.
  • 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 structure of a downlink subframe in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • FIG. 4 shows a structure of an uplink subframe in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • 5 illustrates 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.
  • 6 shows a structure of a CQ ⁇ channel in case of a general 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 shows an example of a component carrier and carrier aggregation in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • FIG. 10 illustrates 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 transport channel processing of a UL-SCH in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • FIG. 12 illustrates 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.
  • 13 is a configuration diagram of a general multiple input / output antenna (MIMO) communication system.
  • 14 is a diagram illustrating a channel from a plurality of transmit antennas to one receive antenna.
  • MIMO multiple input / output antenna
  • FIG. 15 illustrates a reference signal pattern mapped to 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 a sounding reference signal symbol in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • FIG. 17 illustrates relay node resource division 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.
  • 20 illustrates an example in which discovery resources are allocated according to an embodiment of the present invention.
  • 21 is a diagram briefly illustrating a discovery process according to an embodiment of the present invention.
  • 22 and 23 illustrate examples of a D2D resource pool configuration to which the methods proposed herein may be applied.
  • 24 is a schematic diagram illustrating an example of a wireless communication system to which the methods proposed herein may be applied.
  • FIG. 25 is a diagram illustrating an example of an SA resource pool and an SA transmission method to which the methods proposed in this specification can be applied.
  • FIG. 26 is a graph illustrating an example of SA retransmission probability values in a specific cw interval in the SA retransmission method using the probabilistic scheme proposed herein.
  • 27 is a diagram illustrating an example of a SA retransmission method proposed in the present specification. .
  • 28 to 30 are flowcharts illustrating examples of a SA transmission and SA retransmission method proposed in the present specification.
  • FIG. 31 shows an example of an internal block diagram of a wireless communication device to which the methods proposed herein can be applied.
  • a base station has a meaning as a terminal node of a network that directly communicates with a terminal. Certain operations described as being performed by the base station in this document may be performed by an upper node of the base station in some cases. That is, it is obvious that various operations performed for communication with the terminal in a network including a plurality of network nodes including a base station may be performed by the base station or other network nodes other than the base station.
  • Base Station can be replaced by terms such as fixed station, Node B, evolved-NodeB (eNB), base transceiver system (BTS), and access point (AP). have.
  • 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 ( Advanced Mobile Station), T (Wireless terminal), It can be replaced with terms such as machine-type communication (MTC) devices, machine-to-machine (M2M) devices, and device-to-device (D2D) devices.
  • MTC machine-type communication
  • M2M machine-to-machine
  • D2D device-to-device
  • downlink means communication from a base station to a terminal
  • uplink means communication from a terminal to a base station.
  • the transmitter may be part of the base station, and the receiver may be part of the terminal.
  • the transmitter may be part of the terminal and the receiver may be part of the base station.
  • CDMA code division multiple access
  • FDMA frequency division multiple access
  • TDMA time division multiple access
  • OF FDMA orthogonal frequency division multiple access
  • SC-FDMA single carrier frequency division multiple access
  • CDMA can be implemented with radio technologies such as universal terrestrial radio access (UTRA) or CDMA200®.
  • TDMA may be implemented with wireless technologies such as global system for mobile communications (GSM) / general packet radio service (GPRS) / enhanced data rates for GSM evolution (EDGE).
  • GSM global system for mobile communications
  • GPRS general packet radio service
  • EDGE enhanced data rates for GSM evolution
  • OFDMA is a wireless technology such as IEEE 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802-20, and e-UTRA (evolved UTRA).
  • UTRA is part of a universal mobile telecommunications system (UMTS).
  • 3rd generation partnership protocol (3GPP) long term evolution (LTE) is a part of evolved UMTS (E-UMTS) that uses E—UTRA, and employs OFDMA in downlink and SC-FDMA in uplink.
  • LTE-A evolution of 3GPP LTE.
  • 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. 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 this 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.
  • 3GPP LTE / LTE—A supports Type 1 radio frame structure applicable to FDD (Frequency Division Duplex) and type 2 radio frame structure applicable to TDD (Time Division Duplex).
  • a radio frame consists of 10 subframes.
  • One subframe It consists of two slots in the time domain.
  • One more time to transmit one subframe is called a transmission time interval (TTI).
  • TTI transmission time interval
  • one subframe is lms in length and one slot is 0. It may be 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.
  • OFDM orthogonal frequency division multiplexing
  • RBs resource blocks
  • the OFDM symbol is for representing one symbol period.
  • the OFDM symbol may 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.
  • FIG. 1B shows a frame structure type 2.
  • Type 2 radio frames consist of two half frames, each of which contains five subframes, a downlink pilot time slot (DwPTS), a guard period (GP), and an uplink pilot time slot (UpPTS). ), And one subframe consists of two slots.
  • DwPTS is used for initial cell search, synchronization, or channel estimation in a terminal.
  • UpPTS is used for channel estimation at the base station and synchronization of uplink transmission of the terminal.
  • the guard interval is a mechanism for eliminating interference caused in the uplink due to the multipath delay of the downlink signal between the uplink and the downlink.
  • Uplink-Downlink Configuration in Type 2 Frame Structure of TDD System downlink configuration is a rule indicating whether uplink and downlink are allocated (or reserved) for all subframes.
  • Table 1 shows an uplink-downlink configuration.
  • UpPTS Represents a special subframe consisting of three fields.
  • the uplink-downlink configuration can be divided into seven types, and the location and / or number of downlink subframes, special subframes, and uplink subframes are different for each configuration.
  • Switch-point periodicity refers to a period in which an uplink subframe and a downlink subframe are repeatedly switched in the same manner, and both 5ms or 10ms are supported. 5 ms if there is a period of downlink to uplink switching time
  • the social subframe S is present every half-frame, and only in the first half-frame when there is a period of 5 ms downlink-uplink switching time.
  • 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 an index of the configuration information.
  • the configuration information is a kind of downlink control information and can be transmitted through PDCCH (Physical Downlink Control Channel) like other scheduling information, and is common to all terminals in a cell through a broadcast channel as broadcast information. May be sent.
  • 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.
  • 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.
  • one downlink slot includes a plurality of OFDM symbols in the time domain.
  • one downlink slot includes seven OFDM symbols, and one resource block includes 12 subcarriers in the frequency domain. It is described as, but not limited to.
  • Each element on the resource grid is a resource element, and one resource block (RB) includes 12 7 resource elements.
  • the number of resource blocks included in the downlink slot N DI ⁇ depends on the downlink transmission bandwidth.
  • the structure of the uplink slot may be the same as the structure of the downlink slot.
  • FIG. 3 shows a structure of a downlink subframe in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • up to three OFDM symbols in the first slot in a subframe are control regions to which control channels are allocated, and the remaining OFDM symbols are data regions to which a Physical Downlink Shared Channel (PDSCH) is allocated. (data region).
  • Examples of the downlink control channel used in 3GPP LTE include a PCFICH (Physical Control Format Indicator Channel), PDCCH (Physical Downlink Control Channel), PHICH (Physical Hybrid-ARQ Indicator Channel).
  • the PCFICH is transmitted in the first OFDM symbol of a subframe and carries information about the number of OFDM symbols (ie, the size of the control region) used for transmission of control channels within the subframe.
  • PHICH is a response channel for the uplink
  • PHICH is for a hybrid automatic repeat request (HARQ).
  • Control information transmitted through the PDCCH is downlink control information (DCI: downlink control information).
  • DCI downlink control information
  • the downlink control information includes uplink resource allocation information, downlink resource allocation information or an uplink transmission (Tx) power control command for a certain terminal group.
  • PDCCH is a resource allocation and transmission format of DL-SCH (Downlink Shared Channel) (also called downlink grant), resource allocation information of UL-SCH (Uplink Shared Channel) (also called uplink grant), PCH Resource allocation for upper-layer control messages such as paging information in Paging Channel, system information in DL-SCH, random access response transmitted in PDSCH, It may carry a set of transmission power control commands for individual terminals in an arbitrary terminal group, activation of Voice over IP (VoIP), etc.
  • a plurality of PDCCHs may be transmitted in a control region, and a terminal may include a plurality of PDCCHs.
  • the PDCCH consists of a set of one or more contiguous CCEs (control channel elements) to provide the PDCCH with a coding rate according to the state of the radio channel.
  • the logical allocation unit used is a CCE corresponding to a plurality of resource element groups
  • the format of the PDCCH and the number of bits of the available PDCCH are related to the number of CCEs and the coding rate provided by the CCEs. Results are determined according to the '
  • the base station determines the PDCCH format according to the DCI to be transmitted to the terminal, and attaches a CRC (Cyclic Redundancy Check) to the control information.
  • the CRC contains a unique identifier (RNTI (Radio Network) depending on the owner or purpose of the PDCCH. Temporary Identifier). ) Is masked. If the PDCCH for a specific terminal, a unique identifier of the terminal, for example, C—RNTI (Cell-RNTI) may be masked to the CRC. Alternatively, if the PDCCH is for a paging message, a paging indication identifier, for example, P—RNTI (Paging-RNTI), may be masked to the CRC.
  • RNTI Radio Network
  • SIB # system information block #
  • SI-RNTI system information RNTI
  • RA-RNTI RA-RNTI
  • PDCCH Physical Downlink Control Channel
  • the control information transmitted through the PDCCH is downlink control information (DCI) -JL.
  • DCI downlink control information
  • PDCCH has a different size and use of stored information according to DCI format, and may also vary in size depending on a coding rate.
  • Table 2 shows DCI according to DCI format.
  • the DCI format includes a format 0 for PUSCH scheduling, a format 1 for scheduling one PDSCH codeword, a format 1A for compact scheduling of one PDSCH codeword, and a DL-SCH.
  • Format 1C for very simple scheduling
  • format 2 for PDSCH scheduling in closed-loop spatial multiplexing mode format 2A for PDSCH scheduling in open-loop spatial multiplexing mode, and upward.
  • formats 3 and 3A for transmission of a transmission power control (TPC) command for a link channel
  • TPC transmission power control
  • DCI format 1A may be used for PDSCH scheduling even if a transmission mode is set in the UE.
  • the DCI format may be independently applied to each UE, and PDCCHs of multiple UEs may be multiplexed simultaneously in one subframe.
  • the PDCCH consists of an aggregation of one or several consecutive CCEs (control channel elements).
  • CCE is a logical allocation unit used to provide a PDCCH with a coding rate according to a state of a radio channel.
  • CCE refers to a unit corresponding to nine sets of REGs consisting of four resource elements.
  • Base station is one ⁇ 1, 2, 4, 8 ⁇ CCEs may be used to configure a PDCCH signal, and ⁇ 1, 2, 4, 8 ⁇ at this time is called a CCE aggregation level.
  • the number of CCEs used for transmission of a specific PDCCH is determined by the base station according to the channel state.
  • the PDCCH configured according to each UE is interleaved and mapped to the control channel region of each subframe by the CCE-to-RE mapping rule.
  • the location of the PDCCH may vary depending on the number of OFDM symbols, the number of PHICH groups, the transmission antenna and the frequency shift, etc., for the control channel of each subframe.
  • channel coding is independently performed on the PDCCH of each multiplexed terminal and a cyclic redundancy check (CRC) is applied.
  • CRC cyclic redundancy check
  • UE ID unique identifier
  • the base station does not provide information on where the PDCCH corresponding to the terminal is.
  • the UE In order to receive the control channel transmitted from the base station, the UE cannot know where the PDCCH is transmitted in which CCE aggregation level or DCI format. Therefore, the UE monitors the aggregation of PDCCH candidates in a subframe. Finds its own PDCCH. This is called blind decoding (BD).
  • BD blind decoding
  • Blind decoding may be referred to as blind detection or blind search.
  • Blind decoding refers to a method in which a UE de-masks its UE ID in a CRC portion and then checks the CRC error to determine whether the corresponding PDCCH is its control channel.
  • information transmitted through DCI format 0 will be described.
  • DCI format 0 is used to schedule a PUSCH in one uplink cell.
  • Table 3 shows information transmitted in DCI format 0.
  • Carrier indicator- consists of 0 or 3 bits.
  • a flag for distinguishing DCI format 0 from format 1A It consists of 1 bit. A value of 0 indicates DCI format 0 and a value of 1 indicates DCI format 1A.
  • Frequency Hopping Flag- consists of 1 bit. If necessary, this field may be used for multi-cluster allocation of the most significant bit (MSB) of the resource allocation.
  • NUL_hop most significant H ⁇ to obtain the value of.
  • MSBs are used. Bit provides the resource allocation of the first slot in the uplink subframe. Also, in a single cluster assignment
  • a bit provides resource allocation in an uplink subframe.
  • resource allocation information is obtained from the concatenation of the frequency hopping flag field and the resource block allocation and the hopping resource allocation field.
  • Bit provides resource allocation within an uplink subframe. In this case, the P value is determined by the number of downlink resource blocks.
  • Modulation and coding scheme (MCS)-5 bits are included in Modulation and coding scheme (MCS)-5 bits.
  • New data indicator- consists of 1 bit.
  • TPC Transmit Power Control
  • UL index-It consists of 2 bits. This field is uplink-downlink Only present in TDD operation according to configuration 0.
  • Downlink Assignment Index (DAI)-It consists of 2 bits. This field is present only in TDD operation according to uplink-downlink configuration 1-6.
  • Channel State Information (CSI) Request- consists of 1 or 2 bits.
  • the 2-bit field is applied only when one or more downlink cells are mapped by a corresponding UE to a configured UE (UE specific) by corresponding DCI> C-RNTI (Cell-RNTI).
  • SRS Sounding Reference Signal
  • Resource allocation type-It consists of 1 bit.
  • DCI format 0 If the number of information bits in DCI format 0 is smaller than the payload size (including the added padding bits) of DCI format 1A, 0 is added so that the payload size of DCI format 1A is equal to DCI format 0.
  • 4 shows a structure of an uplink subframe in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • an uplink subframe may be divided into a control region and a data region in the frequency domain.
  • the control region carries uplink control information.
  • PUCCH Physical Uplink Control Channel
  • the data area is allocated a PUSCH (Physical Uplink Shared Channel) carrying user data.
  • PUSCH Physical Uplink Shared Channel
  • a PUCCH for one UE is allocated a resource block (RB) pair in a subframe. RBs belonging to the RB pair occupy different subcarriers in each of the two slots. This RB pair allocated to the PUCCH is said to be frequency hopping at the slot boundary (slot boundary).
  • Physical Uplink Control Channel (PTJCCH) is said to be frequency hopping at the slot boundary (slot boundary).
  • the uplink control information (UCI) transmitted through the PUCCH may include a scheduling request (SR), HARQ ACK / NACK information, and downlink channel measurement information.
  • SR scheduling request
  • HARQ ACK / NACK information HARQ ACK / NACK information
  • HARQ ACK / NACK information may be generated according to whether or not decoding of a downlink data packet on a PDSCH is successful.
  • 1 bit is transmitted as ACK / NACK information for downlink single codeword transmission
  • 2 bits are transmitted as ACK / NACK information for downlink 2 codeword transmission.
  • Channel measurement information refers to feedback information related to the Multiple Input Multiple Output (MIMO) technique, and includes Channel Quality Indicator (CQI), Precoding Matrix Index (RIM), and Tank Indicator (RI). : Rank Indicator) may be included.
  • MIMO Multiple Input Multiple Output
  • CQI Channel Quality Indicator
  • RIM Precoding Matrix Index
  • RI Tank Indicator
  • Rank Indicator may be included.
  • the son channel measurement information may be collectively expressed as CQI.
  • 20 bits per subframe may be used for transmission of the CQI.
  • PUCCH may be modulated using binary phase shift keying (BPSK) and quadrature phase shift keying (QPSK).
  • Control information of a plurality of terminals may be transmitted through the PUCCH, and a constant length zero autocorrelation (CAZAC) having a length of 12 when code division multiplexing (CDM) is performed to distinguish signals of the respective terminals.
  • CAZAC constant length zero autocorrelation
  • the CAZAC sequence has a characteristic of maintaining a constant amplitude in the time domain and the frequency domain, the coverage is reduced by lowering the peak-to-average power ratio (PAPR) or the cubic metric (CM) of the terminal. It has a suitable property to increase.
  • PAPR peak-to-average power ratio
  • CM cubic metric
  • ACK / NACK information for downlink data transmission transmitted through the PUCCH is covered using an orthogonal sequence or an orthogonal cover (OC).
  • control information transmitted on the PUCCH may be distinguished using a cyclically shifted sequence having different cyclic shift (CS) values.
  • Cyclic shifted sequences can be generated by cyclically shifting the base sequence by a specific cyclic shift amount.
  • the specific CS amount is indicated by the cyclic shift index (CS index).
  • CS index cyclic shift index
  • the number of cyclic shifts available may vary depending on the delay spread of the channel.
  • Various kinds of sequences can be used as base sequences. The above-described CAZAC sequence is one example.
  • the amount of control information that the UE can transmit in one subframe is the number of SC-FDMA symbols available for transmission of control information (that is, RS transmission for coherent detection of PUCCH). SC-FDMA symbols except for the SC-FDMA symbol used in the "
  • PUCCH In the 3GPP LTE system, PUCCH is defined in seven different formats according to transmitted control information, modulation scheme, amount of control information, and the like. Uplink control information (UCI) is determined according to each PUCCH format. The attributes can be summarized as shown in Table 4 below.
  • PUCCH format 1 is used for single transmission of SR.
  • an unmodulated waveform is applied, which will be described later in detail.
  • PUCCH format la or lb is used for transmission of HARQ ACK / NACK.
  • PUCCH format la or lb may be used.
  • HARQ ACK / NACK and SR may be transmitted in the same subframe using PUCCH format la or lb.
  • PUCCH format 2 is used for transmission of CQ ⁇ , and PUCCH format 2a or 2b Used for transmission of CQI and HARQ ACK / NACK.
  • PUCCH format 2 may be used for transmission of CQI and HARQ ACK / NACK.
  • 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.
  • N ⁇ represents the number of resource blocks in uplink, and 0, 1 B L —;] _ represents the number of physical resource blocks.
  • the PUCCH is mapped to both edges of the uplink frequency blot.
  • the number of PUCCH RBs (wS) usable by the PUCCH format 2 / 2a / 2b may be indicated to terminals in a cell by broadcast signaling.
  • PUCCH format 2 / 2a / 2b is a control channel for transmitting channel measurement feedback (CQI, PMI, RI).
  • the reporting period of the channel measurement feedback (hereinafter, collectively referred to as CQI information) and the frequency unit (or frequency resolution) to be measured may be controlled by the base station.
  • CQI information channel measurement feedback
  • the frequency unit (or frequency resolution) to be measured may be controlled by the base station.
  • Support for periodic and aperiodic CQI reporting in the time domain Can be.
  • PUCCH format 2 may be used only for periodic reporting, and PUSCH may be used for aperiodic reporting.
  • the base station may instruct the terminal to send a separate CQI report on a resource scheduled for uplink data transmission.
  • FIG. 6 shows a structure of a CQI channel in case of a normal CP in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • SC-FDMA symbols 0 to 6 of one slot SC-FDMA symbols 1 and 5 (second and sixth heart lights) are used for demodulation reference signal (DMRS) transmission, and CQI in the remaining SC-FDMA symbols. Information can be transmitted. Meanwhile, in the case of an extended CP, one SC-FDMA symbol (SC-FDMA symbol 3) is used for DMRS transmission.
  • SC-FDMA symbol 3 SC-FDMA symbol 3
  • PUCCH format 2 / 2a / 2b modulation by a CAZAC sequence is supported, and a QPSK-modulated symbol is multiplied by a length 12 CAZAC sequence.
  • the cyclic shift (CS) of the sequence is changed between the symbol and the slot.
  • Orthogonal covering is used for DMRS.
  • DMRS Reference signal
  • CQI information is carried on the remaining five SC-FDMA symbols.
  • CS cyclic shift
  • the number of symbols that can be transmitted in one TTI is 10, and modulation of CQI information is determined up to QPSK.
  • QPSK mapping for SC-FDMA symbols, two bits of CQI values can be carried, so that a 10-bit CQI value can be carried in one slot. Therefore, a CQI value of up to 20 bits can be loaded in one subframe.
  • a frequency domain spread code is used to spread the CQI information in the frequency domain.
  • a length-12 CAZAC sequence (eg, a ZC sequence) can be used.
  • Each control channel can be distinguished by applying a CAZAC sequence having a different cyclic shift value.
  • IFFT is performed on the frequency domain spread CQI information.
  • 12 different terminals may be orthogonally multiplexed on the same PUCCH RB by means of 12 equally spaced cyclic shifts.
  • the DMRS sequence on SC-FDMA symbols 1 and 5 (on SC-FDMA symbol 3 in the extended CP case) is similar to the CQI signal sequence on the frequency domain in the general CP case, but no modulation such as CQI information is applied.
  • the UE may be semi-statically configured by higher layer signaling so as to report different CQI, PMI, and RI types periodically on the PUCCH resource indicated by the PUCCH resource index, "PUCCH,” PUCCH).
  • PUCCH PUCCH resource index
  • the PUCCH resource index ("H) is information indicating a PUCCH region used for PUCCH format 2 / 2a / 2b transmission and a cyclic shift (CS) value to be used.
  • PUCCH Channel Structure is information indicating a PUCCH region used for PUCCH format 2 / 2a / 2b transmission and a cyclic shift (CS) value to be used.
  • the PUCCH formats la and lb will be described.
  • a symbol modulated using a BPSK or QPSK modulation scheme is multiply multiplied by a length 12 CAZAC sequence.
  • the y (0), ..., y (N-l) symbols may be referred to as a block of symbols.
  • a 4 length Hadamard sequence is used for general ACK / NACK information, and a 3 length Discrete Fourier Transform (DFT) system is used for shortened ACK / NACK information and a reference signal. do.
  • DFT Discrete Fourier Transform
  • a Hadamard sequence of length 2 is used for the reference signal in the case of an extended CP.
  • 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.
  • RS may be carried on two consecutive symbols in the middle.
  • the number and position of symbols used for RS may vary depending on the control channel, and the number and position of symbols used for the associated ACK / NACK signal may also change accordingly.
  • 1 bit and 2 bit acknowledgment information can be represented by one HARQ ACK / NACK modulation symbol using BPSK and QPSK modulation techniques, respectively.
  • the positive acknowledgment (ACK) may be encoded as '1'
  • the negative acknowledgment (NACK) may be encoded as '0'.
  • two-dimensional spreading is applied to increase the multiplexing capacity. That is, frequency domain spreading and time domain spreading are simultaneously applied to increase the number of terminals or control channels that can be multiplexed.
  • the frequency domain sequence As the default sequence.
  • the Zadof f-Chu (ZC) sequence one of the CAZAC sequences, can be used.
  • different cyclic shifts (CSs) are applied to a ZC sequence, which is a basic sequence, so that multiplexing of different terminals or different control channels may be applied.
  • the number of resources is set by the cell-specific higher-layer signaling parameter ⁇ ⁇ «).
  • the frequency domain spread ACK / NACK signal is spread in the time domain using an orthogonal spreading code.
  • Orthogonal Spreading Code by Walsh-Hadamard Hadamard) sequence or DFT sequence can be used.
  • the ACK / NACK signal may be spread using an orthogonal sequence of length 4 (wO, wl, w2, w3) for 4 symbols.
  • RS is also spread through orthogonal sequences of length 3 or length 2. This is called orthogonal covering (OC).
  • a plurality of terminals may be multiplexed by a code division multiplexing (CDM) method using the CS resource in the frequency domain and the OC resource in the time domain as described above. That is, ACK / NACK information and RS of a large number of terminals may be multiplexed on the same PUCCH RB.
  • CDM code division multiplexing
  • the number of spreading codes supported for ACK / NACK information is limited by the number of RS symbols. That is, since the number of RS transmission SC-FDMA symbols is smaller than the number of ACK / NACK information transmission SC-FDMA symbols, the multiplexing capacity of the RS is smaller than the multiplexing capacity of the ACK / NACK information.
  • ACK / NACK information may be transmitted in four symbols.
  • three orthogonal spreading codes are used instead of four, which means that the number of RS transmission symbols is three. This is because only three orthogonal spreading codes can be used for the RS.
  • HARQ acknowledgments from a total of 12 different terminals can be multiplexed in one PUCCH RB.
  • the scheduling request is transmitted in a manner that requests or does not request that the terminal be scheduled.
  • the SR channel reuses the ACK / NACK channel structure in the PUCCH format la / lb and is configured in an OOK (On-Of f Keying) scheme based on the ACK / NACK channel design. Reference signal is not transmitted in SR channel. Therefore, a sequence of length 7 is used for a normal CP, and a sequence of length 6 is used for an extended CP. Different cyclic shifts or orthogonal covers may be assigned for SR and ACK / NACK. That is, for positive SR transmission, the UE transmits HARQ ACK / NACK through resources allocated for SR. In order to transmit a negative SR, the UE transmits HARQ ACK / NACK through resources allocated for ACK / NACK.
  • the e-PUCCH may speak to PUCCH format 3 of the LTE-A system.
  • Block spreading can be applied to ACK / NACK transmission using PUCCH format 3.
  • the block spreading scheme modulates control signal transmission using the SC-FDMA scheme. Shown in FIG. As can be seen, a symbol sequence can be spread and transmitted on a time domain using an orthogonal cover code (OCC). By using the OCC, control signals of a plurality of terminals may be multiplexed on the same RB.
  • OCC orthogonal cover code
  • one symbol sequence is transmitted over a time domain and control signals of a plurality of terminals are multiplexed using a cyclic shif t (CS) of a CAZAC sequence
  • a block spreading based PUCCH format eg For example, in the PUCCH format 3
  • one symbol sequence is transmitted over a frequency domain, and control signals of a plurality of terminals are multiplexed using time-domain spreading using an OCC.
  • 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.
  • two RS symbols may be used for one slot.
  • an RS symbol may be generated from a CAZAC sequence to which a specific cyclic shift value is applied, and may be transmitted in a form in which a predetermined OCC is applied (or multiplied) over a plurality of RS symbols.
  • the maximum that can be transmitted in one slot is maximum.
  • the extended size of the PUCCH format is compared to the PUCCH format 1 series and 2 series. The information can be transmitted.
  • the communication environment considered in the embodiments of the present invention includes all of the multi-carrier support environments.
  • a multicarrier system or a carrier aggregation (CA) system used in the present invention is 1 having a bandwidth smaller than a target band when configuring a target broadband to support a wide range.
  • Component Carrier (CC) # refers to a system used by aggregation.
  • the multi-carrier means the aggregation of carriers (or carrier aggregation), wherein the aggregation of carriers means not only merging between contiguous carriers but also merging between non-contiguous carriers.
  • the number of component carriers aggregated between downlink and uplink may be set differently.
  • 'DL CC' the number of downlink component carriers
  • 'UL CC' the number of uplink component carriers
  • Such carrier aggregation may be commonly used with terms such as carrier aggregation, bandwidth aggregation, spectrum aggregation, and the like.
  • Carrier aggregation in which two or more component carriers are combined, aims to support up to 100MHZ bandwidth in LTE-A system.
  • the bandwidth of the combining carrier may be limited to the bandwidth used by the existing system in order to maintain backward compatibility with the existing IMT system.
  • the carrier aggregation system used in the present invention may support carrier aggregation by defining a new bandwidth regardless of the bandwidth used in the existing system.
  • LTE-A system uses the concept of a cell (cell) to manage all radio resources.
  • the aforementioned carrier aggregation environment may be referred to as a multiple cell environment.
  • a cell is defined as a combination of a downlink resource (DL CC) and an uplink resource (UL CC), but the uplink resource is not an essential element. Therefore, the cell may be configured with only downlink resources, or with downlink resources and uplink resources.
  • DL CC downlink resource
  • UL CC uplink resource
  • the DL CC and the UL CC may be configured on the contrary. That is, when a specific UE has a plurality of configured serving cells, a carrier aggregation environment in which a UL CC has more than the number of DL CCs may be supported. That is, carrier aggregation is each Each carrier frequency (center frequency of a cell) can be understood as a merge of two or more different cells.
  • the word 'cell' should be distinguished from the 'cell' as an area covered by a commonly used base station.
  • Cells used in the LTE-A system include a primary cell (PCell: Primary Cell) and a secondary cell (SCell: Secondary Cell).
  • PCell Primary Cell
  • SCell Secondary Cell
  • P cells and S cells can be used as a serving cell (Serving Cell).
  • serving Cell serving Cell
  • the UE that is in the RRC ⁇ CONNECTED state, but carrier aggregation is not configured or does not support carrier aggregation, there is only one serving cell configured with Psal.
  • the UE in the case of the UE is in the RRC CONNECT CONNECTED state and carrier aggregation is configured, one or more serving cells may exist, and the entire serving cell includes a P cell and one or more S cells.
  • Serving cells may be configured through RRC parameters.
  • PhysCellld is a cell and physical layer identifier with an integer value from 0 to 503.
  • SCelllndex is a short (short) identifier used to identify an SCell and has an integer value from 1 to 7.
  • ServCelllndex is a short (short) identifier used to identify a serving cell (Pcell or Scell) and has an integer value from 0 to 7.
  • a value of 0 is applied to the P cell, and SCelllndex is given in advance to apply to the S cell. That is, a cell having the smallest cell ID (or cell index) in ServCelllndex becomes a Pcell.
  • P cell means a cell operating on a primary frequency (or primary CC).
  • the terminal may be used to perform an initial connection establishment process or to perform a connection re-establishment process. It may also refer to a cell indicated in the definition.
  • the P cell refers to a cell serving as a center of control-related communication among serving cells configured in a carrier aggregation environment. That is, the terminal may receive and transmit a PUCCH only in its own pcell, and may use only the Pcell to obtain system information or change a monitoring procedure.
  • E—UTRAN Evolved Universal Terrestrial Radio Access
  • RRCConnectionReconf igutaion message containing a mobility control information (tnobilityControlInfo) to a terminal supporting a carrier aggregation environment for a renderover procedure. Only P cells can be changed.
  • the S cell may refer to a cell operating on a secondary frequency (or secondary CC). Only one PCell may be allocated to a specific UE, and one or more SCells may be allocated.
  • the SCell is configurable after the RRC connection is established and can be used to provide additional radio resources.
  • PUCCH does not exist in the remaining cells except the Pcell, that is, the Scell, among the serving cells configured in the carrier aggregation environment.
  • the E-UTRAN adds the SCell to the UE supporting the carrier aggregation environment, the E-UTRAN may provide all system information related to the operation of the related cell in the RRC_CONNECTED state through a specific signal.
  • the change of the system information can be controlled by the release and addition of the related SCell, in which case the RRC ConnectionReconf igutaion message of the upper layer can be used, and the E-UTRAN is not broadcasted in the related SCell.
  • Dedicated signaling having different parameters for each terminal may be performed.
  • E-UTRAN will In addition to the initially configured PCell, a network comprising one or more SCells may be configured.
  • the Pcell and the scell may operate as respective component carriers.
  • the primary component carrier (PCC) may be used in the same sense as the P cell
  • the secondary component carrier (SCC) may be used in the same meaning as the S cell.
  • FIG. 9 shows an example of a component carrier and carrier aggregation in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • Component carriers include a DL CC and an UL CC.
  • One component carrier may have a frequency range of 20 MHz.
  • FIG. 9B shows a carrier aggregation structure used in the LTE_A system.
  • three component carriers having a frequency magnitude of 20 MHz are combined.
  • the number of DL CCs and UL CCs is not limited.
  • the UE can simultaneously monitor three CCs, receive downlink signals / data, and transmit uplink signals / data.
  • the network may allocate M (M ⁇ N) DL CCs to the UE. In this case, the UE may monitor only M limited DL CCs and receive a DL signal. In addition, the network may assign L (L ⁇ M ⁇ N) DL CCs to a main DL CC to the UE. In this case, the UE must monitor the L DL CCs. This way The same applies to the forward link transmission.
  • the linkage between the carrier frequency (or DL CC) of the downlink resource and the carrier frequency (or UL CC) of the uplink resource may be indicated by an upper layer message or system information such as an RRC message.
  • a combination of DL resources and UL resources may be configured by a linkage defined by SIB2 (System Information Block Type2).
  • SIB2 System Information Block Type2
  • the linkage may mean a mapping relationship between a DL CC on which a PDCCH carrying an UL grant is transmitted and a UL CC using the UL grant, and a DL CC (or UL CC) and HARQ ACK on which data for HARQ is transmitted. It may mean a mapping relationship between UL CCs (or DL CCs) through which a / NACK signal is transmitted.
  • Cross carrier scheduling may be referred to as Cross Component Carrier Scheduling or Cross Cell Scheduling.
  • Cross-carrier scheduling is performed by a DL CC in which a PDCCH (DL Grant) and a PDSCH are respectively transmitted to different DL CCs, or a UL CC in which a PUSCH transmitted according to a PDCCH (UL Grant) transmitted in a DL CC is linked to a DL CC having received an UL grant.
  • DL Grant PDCCH
  • UL Grant PDCCH
  • Cross carrier scheduling can be activated or deactivated UE-specifically and can be known for each UE semi-statically through higher layer signaling (eg, RRC signaling). have.
  • higher layer signaling eg, RRC signaling
  • a carrier indicator field (CIF: Carrier Indicator Field) indicating a PDSCH / PUSCH indicated by the corresponding PDCCH is transmitted to the PDCCH.
  • the PDCCH may allocate PDSCH resource or PUSCH resource to one of a plurality of component carriers using CIF *. That is, when the PDCCH on the DL CC allocates PDSCH or PUSCH resources to one of the multi-aggregated DL / UL CC, CIF is set.
  • the DCI format of LTE-A Release-8 may be extended according to CIF.
  • the set CIF may be fixed as a 3 bit field or the position of the set CIF may be fixed regardless of the DCI format size.
  • the PDCCH structure (same coding and resource mapping based on the same CCE) of LTE-A Release-8 may be reused.
  • the PDCCH on the DL CC allocates PDSCH resources on the same DL CC or PUSCH resources on a single linked UL CC, CIF is not configured.
  • the same PDCCH structure (same coding and resource mapping based on the same CCE) and DCI format as in LTE-A Release-8 may be used.
  • the UE When cross carrier scheduling is possible, the UE needs to monitor the PDCCHs for the plurality of DCIs in the control region of the monitoring CC according to the transmission mode and / or bandwidth of each CC. Therefore, the configuration of the search space and PDCCH that can support this Monitoring is required.
  • the terminal DL CC set represents a set of DL CCs scheduled for the terminal to receive a PDSCH
  • the terminal UL CC set represents a set of UL CCs scheduled for the terminal to transmit a PUSCH.
  • the PDCCH monitoring set represents a set of at least one DL CC that performs PDCCH monitoring.
  • the PDCCH monitoring set may be the same as the UE DL CC set or may be a subset of the UE DL CC set.
  • the PDCCH monitoring set may include at least one of DL CCs in the terminal DL CC set. Alternatively, the PDCCH monitoring set may be defined separately regardless of the UE DL CC set.
  • the DL CC included in the PDCCH monitoring set may be configured to always enable self-scheduling for the linked UL CC.
  • the UE DL CC set, the UE UL CC set, and the PDCCH monitoring set may be configured to be UE-specific, UE-group-specific, or cell-specific.
  • cross-carrier scheduling When cross-carrier scheduling is deactivated, it means that the PDCCH monitoring set is always the same as the UE DL CC set. In this case, an indication such as separate signaling for the PDCCH monitoring set is not necessary.
  • the PDCCH monitoring set when cross carrier scheduling is activated, is preferably defined in the terminal DL CC set. That is, in order to schedule the PDSCH or the PUSCH for the terminal, the base station transmits the PDCCH through only the PDCCH monitoring set. 10 illustrates an example of a subframe structure according to cross carrier scheduling in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • DL CC 'A' represents a case where a PDCCH monitoring DL CC is set.
  • each DL CC may transmit a PDCCH for scheduling its PDSCH without CIF.
  • the CIF is used through higher layer signaling, only one DL CC may transmit a PDCCH for scheduling its PDSCH or PDSCH of another CC using the CIF.
  • DL CCs' B 'and C' which are not configured as PDCCH monitoring DL CCs do not transmit PDCCHs.
  • the PUCCH An ACK / NACK multiplexing method based on resource selection may be considered.
  • the contents of ACK / NACK male answers for multiple data units are identified by the combination of the PUCCH resource and the resource of QPSK modulation symbols used for the actual ACK / NACK transmission.
  • the ACK / NACK result may be identified at the eNB as shown in Table 5 below. Table 5
  • HA Q-ACK (i) indicates an ACK / ACK result for an i th data unit.
  • DTX Discontinuous Transmission
  • nPUCCH, 2 ' and n PUCCH, 3 ), and b (0), b (l) are used by using the selected PUCCH. Two bits sent.
  • the terminal transmits two bits (1, 1) using n ⁇ c u.
  • the terminal If the terminal fails to decode the first and third data units, and successfully decoded at the second and fourth data unit, the terminal transmits the bit (1, 0) by using a " ⁇ CCH. 3.
  • ACK / NACK channel selection if there is at least one ACK, the NACK and the DTX are coupled. This is because a combination of reserved PUCCH resources and QPSK symbols cannot indicate all ACK / NACK states. However, without ACK, the DTX decouples from the NACK.
  • the PUCCH resource linked to the data unit corresponding to one explicit NACK may also be reserved for transmitting signals of multiple ACK / NACKs.
  • SPS Semi-Persistent Scheduling
  • a certain amount of data is transmitted during a certain period of time, such as Voice over Internet Protocol (VoIP), it is not necessary to transmit control information in every data transmission interval for resource allocation.
  • VoIP Voice over Internet Protocol
  • SPS semi-persistent scheduling
  • a time resource region allocated to a specific terminal may be set to have periodicity.
  • the allocation of time-frequency resources is completed by allocating frequency resource regions as necessary. This allocation of frequency resource regions may be referred to as so-called activation.
  • the ring-based allocation method since the resource allocation is maintained for a certain period of time by one signaling, there is no need to repeatedly allocate resources, thereby reducing signaling overhead.
  • signaling for releasing frequency resource allocation may be transmitted from the base station to the terminal. This release of the frequency resource region may be referred to as deactivation.
  • the UE first informs the UE of which subframes to perform SPS transmission / reception through RRC (Radio Resource Control) signaling. That is, a time resource is first designated among time-frequency resources allocated for SPS through RRC signaling. In order to inform the subframe that can be used, for example, the period and offset of the subframe can be informed. However, since the terminal receives only the time resource region through RRC signaling, even if it receives the RRC signaling, it does not immediately perform transmission / reception by the SPS. If necessary, time-frequency resources are allocated by allocating the frequency resource region. Complete the assignment of. The allocation of the frequency resource region may be referred to as activation, and the release of the allocation of the frequency resource region may be referred to as deactivation.
  • RRC Radio Resource Control
  • the UE allocates a frequency resource according to RB allocation information included in the received PDCCH, and modulates and codes according to MCS (Modulation and Coding Scheme) information. Rate) is applied to start transmission and reception according to the subframe period and offset allocated through the RRC signaling.
  • MCS Modulation and Coding Scheme
  • the terminal stops transmitting and receiving the PDCCH indicating the deactivation from the base station. If a PDCCH indicating activation or reactivation is received after stopping transmission and reception, transmission and reception are resumed again with a subframe period and offset allocated by RRC signaling using an RB allocation or an MCS designated by the PDCCH. That is, although time resource allocation is performed through RRC signaling, transmission and reception of an actual signal may be performed after receiving a PDCCH indicating activation and reactivation of an SPS, and interruption of signal transmission and reception is indicated by a PDCCH indicating inactivation of an SPS. After receiving it.
  • the UE may check the PDCCH including the SPS indication when all of the following conditions are satisfied. Firstly, the CRC parity bit added for the PDCCH payload must be scrambled with the SPS C-RNT. Second, the New Data Indicator (NDI) field must be set to zero. Where, for DCI formats 2, 2A, 2B, and 2C, the new data indicator field is the active transmission. Represents one of the blocks.
  • the verification is completed.
  • the terminal recognizes that the received DCI information is a valid SPS activation or deactivation (or release).
  • the UE recognizes that the received DCI format includes a non-matching CRC.
  • Table 6 shows fields for PDCCH confirmation indicating SPS activation.
  • Modulation and coding scheme N / A set to ⁇ 11111 '
  • the TPC command value for the PUCCH field may be used as an index indicating four PUCCH resource values set by a higher layer.
  • FIG. 11 shows an example of transport channel processing of a UL-SCH in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • PAPR Peak to Average Power Ratio
  • CM Cubic Metric
  • the single carrier characteristics are maintained by DFT precoding and data is transmitted in a sequence having a single carrier characteristic in case of PUCCH transmission. I can keep it.
  • the DFT-precoding data on the frequency axis In case of discontinuous allocation or simultaneous transmission of PUSCH and PUCCH, this single carrier characteristic is broken. Accordingly, as shown in FIG. 11, when PUSCH is transmitted in the same subframe as PUCCH transmission, uplink control information (UCI) information to be transmitted to PUCCH is transmitted together with data through PUSCH to maintain single carrier characteristics. .
  • UCI uplink control information
  • the uplink control information (UCI) (CQI / PMI, HARQ-ACK, R ⁇ , etc.) is multiplexed in the PUSCH region in the subframe transmitted. Use the method.
  • control information is performed by multiplexing UL-SCH data and CQI / PMI before DFT-spreading. And data can be sent together.
  • UL-SCH data performs rate-matching in consideration of CQI / PMI resources.
  • control information such as HARQ ACK, RI, and the like is multiplexed in the PUSCH region by puncturing UL-SCH data.
  • FIG. 12 illustrates 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.
  • UL-SCH uplink shared channel
  • TTI transmission time interval
  • channel coding is performed (S122).
  • the subsequent output bits are equal to ⁇ '1' 2 ' 3 ' '" ' ⁇ -'), where i is the encoded stream index and can have a value of 0, 1 or 2.
  • Each code block may be encoded by turbo coding, respectively.
  • Rate matching Bits after coarse are equal to " 0, 1, 2 ' 3 ,' " , ⁇ (—1).
  • C represents the total number of code blocks.
  • E r represents the number of rate matched bits of the r th code block.
  • 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.
  • TDD time division duplex
  • two modes of ACK / NACK feedback mode and ACK / NACK bundling and ACK / NACK multiplexing are supported by higher layer configuration.
  • the ACK / NACK bundling the ACK / NACK information bits consist of one or two bits
  • the ACK / NACK multiplexing the ACK / NACK information bits consist of one to four bits.
  • the multiplexed data, CQI / PMI, separately channel-coded RI, and ACK / NACK are channel interleaved to generate an output signal (S129).
  • 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 multiple input / output antennas at a transmitting end or a receiving end of a wireless communication system.
  • MIMO will be referred to as "multi-input / output antenna” 'More specifically, multi-input / output antenna technology does not rely on one antenna path to receive one total message, and multiple By collecting multiple pieces of data received through the antenna to complete the data, the result is that multiple I / O antenna technology can increase the data rate within a specific system range and also increase the system range through a specific data rate. You can.
  • MIMO communication technology is the next generation mobile communication technology that can be widely used in mobile communication terminals and repeaters, and is interested 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. Are gathering.
  • MIMO multiple input / output antenna
  • FIG. 13 is a configuration of a general MIMO antenna (MIM the communication system.
  • MIM the communication system.
  • the theoretical channel transmission capacity increases in proportion to the number of antennas, thereby improving the transfer rate and significantly improving the frequency efficiency.
  • the transmission rate according to the increase may be theoretically increased as the maximum transmission rate (R) multiplied by the following rate increase rate Ri when using one antenna.
  • the transmission rate is theoretically four times higher than that of a single antenna system. Can be obtained.
  • the technique of the multiple input / output antennas improves transmission rate by using a spatial diversity scheme that improves transmission reliability by using symbols passing through various channel paths, and by simultaneously transmitting a plurality of data symbols by using multiple transmission antennas. It can be divided into spatial multiplexing method. 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, and a space-time Trelis code sequence system that simultaneously uses the diversity gain and the coding gain.
  • the bit error rate improvement performance and the code generation freedom are excellent in the trellis code method, but the operation complexity is simple in the space-time block code.
  • Such a spatial diversity gain can obtain an amount corresponding to a product (NT X NR) of the number of transmit antennas NT and the number of receive antennas NR.
  • the spatial multiplexing technique is a method of transmitting different data streams at each transmit antenna, and at the receiver, mutual interference occurs between data transmitted simultaneously from the transmitter.
  • the receiver removes this interference using an appropriate signal processing technique and receives it.
  • the noise cancellation schemes used here include: maximum likelihood detection (MLD) receivers, zero-forcing (ZF) receivers, minimum mean square error (MMSE) receivers, Diagonal-Bell Laboratories Layered Space-Time (D-BLAST) receivers, and V- Vertical-Bell Laboratories Layered Space-Time (BLAST), and the like, and in particular, when a transmitter can know channel information, a SVD (singular value decomposition) method can be used.
  • MLD maximum likelihood detection
  • ZF zero-forcing
  • MMSE minimum mean square error
  • D-BLAST Diagonal-Bell Laboratories Layered Space-Time
  • BLAST V- Vertical-Bell Laboratories Layered Space-Time
  • the maximum transmittable information is ⁇ ⁇ , and this can be represented by the following vector.
  • the transmission power can be different for each transmission information s lf s 2 Snt , where the transmission power is ⁇ ⁇ 7 ⁇ 2 , ..., ⁇
  • the adjusted transmission information may be represented by the following vector.
  • the information vector S whose transmission power has been adjusted is then multiplied by the weight matrix W to constitute N T transmission signals Xl , 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.
  • This transmission signal, X 2 ⁇ can be expressed as follows using the vector X.
  • 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.
  • a method of combining spatial multiplexing and spatial diversity is also conceivable. That is, for example, the same signal may be transmitted using spatial diversity through three transmit antennas, and the rest may be considered to be spatially multiplexed to transmit different signals.
  • the reception signals are represented by the vector y of the reception signals yi , y 2 , and ⁇ of each antenna as follows.
  • each channel may be classified according to a transmit / receive antenna index, and it is represented as a channel passing through a receive antenna i from a transmit antenna j.
  • the order of the index of the receive antenna index is first, the index of the transmission antenna is later.
  • FIG. 14 is a diagram illustrating a channel from a plurality of transmit antennas to one receive antenna
  • a channel arriving from a total of ⁇ transmit antennas to a reception antenna i may be expressed as follows.
  • Equation (7) when all the channels passing through the N R receive antennas from ⁇ ⁇ transmit antennas are represented as shown in Equation (7), they can be expressed as follows.
  • the white noise ni and n 2 nNR added to each of the N R receiving antennas is expressed as a vector as follows. same.
  • each of the multiple input / output antenna communication systems is represented by the following relationship. It can be displayed.
  • 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. As described above, in the channel matrix H, the number of rows becomes equal to the number of receive antennas, and the number of columns becomes equal to the number of transmit antennas 3 ⁇ 4. In other words, 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. Thus, the rank of the matrix cannot be greater than the number of rows or columns.
  • the rank (H) of the channel matrix H is limited as follows.
  • the tank may be defined as the number of eigen values other than eigen values.
  • the rank can be defined as the number of singular values that are non-zero when singular value decomposition (SVD) occurs.
  • SMD 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, the rank has the same meaning as the number of layers unless otherwise specified.
  • 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 accurately receive the distorted signal at the receiving end, the distortion of the received signal must be corrected using the channel information. In order to detect channel information, signal transmission methods known to both the transmitting side and the receiving side are mainly used, and methods of detecting the channel information by using a distorted degree when a signal is transmitted through a channel.
  • the above-mentioned signal is called a pilot signal or a reference signal RS.
  • each transmit antenna When transmitting and receiving data using multiple input / output antennas, a channel state between a transmitting antenna and a receiving antenna must be detected in order to receive a signal accurately. 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 a cell and a dedicated reference signal (DRS: dedicated RS) only for a specific terminal. Demodulation and channel using these reference signals Information for channel measurement can be provided.
  • CRS common reference signal
  • DRS dedicated reference signal
  • the receiving side measures the channel state from the CRS and transmits an indicator related to the channel quality such as the channel quality indicator (CQI), the precoding matrix index ( ⁇ ) and / or the rank indicator (RI). Feedback to the base station).
  • CRS is also referred to as cell-specific RS.
  • CSI-RS a reference signal related to feedback of channel state information
  • 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 the PDSCH is mapped.
  • the DRS may be referred to as a UE-specific RS or a demodulation RS (DMRS).
  • FIG. 15 illustrates a reference signal pattern mapped to a downlink resource block pair in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • a downlink resource block pair may be represented by 12 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) has a length of 14 OFDM symbols in case of normal cyclic prefix (normal CP) (FIG. 15A), and extended cyclic prefix (extended CP: extended). Cyclic Prefix) has a length of 12 OFDM symbols (FIG. 15B).
  • the resource elements (REs) described as '0', '1', '2' and '3' in the resource block grid are respectively antenna antennas.
  • the CRS positions of the index indexes ⁇ , ⁇ , 2, and 3, and the resource elements described as D represent the position of the DRS.
  • the CRS is used to estimate a channel of a physical antenna and is distributed in the entire frequency band as a reference signal that can be commonly received by all terminals located in a cell.
  • the CRS may be used for channel quality information (CSI) and data demodulation.
  • CSI channel quality information
  • the CRS is defined in various formats depending on the antenna arrangement at the transmitting side (base station).
  • the 3GPP LTE system (eg, Release-8) supports various antenna arrangements, and the downlink signal transmitting side has three types of antenna arrangements such as three single transmit antennas, two transmit antennas, and four transmit antennas.
  • the base station uses a single transmit antenna
  • the reference signal for a single antenna port is arranged.
  • reference signals for the four transmit antenna ports are arranged using the TDM and / or FDM scheme.
  • the channel information measured by the receiver (terminal) of the downlink signal is transmitted by a single transmit antenna, transmit diversity, closed-loop spatial multiplexing, and open-loop spatial multiplexing. can be used to demodulate data transmitted using a transmission scheme such as multiplexing or multi-user MIMO.
  • a reference signal can be used for a specific antenna port.
  • the reference signal is transmitted at the location of the resource elements specified according to the pattern of the reference signal and not at the location of the resource elements specified for the other antenna port, ie between different antennas. Reference signals of do not overlap with each other
  • the rules for 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. 8 represents the number of OFDM symbols in one downlink slot, and represents the number of radio resources allocated to the downlink. n s represents a slot index, and represents a cell ID. mod is modulo
  • the position of the reference signal depends on the value of ⁇ in the frequency domain. It depends. Since v s i ' i ft depends on the cell ID, the position of the reference signal has a frequency shift value (frequency shif t) 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.
  • reference signals in one cell are allocated to the 3k th subcarrier, and reference signals in the other cell are allocated to the 3k + l th subcarrier.
  • the reference signals are arranged at six resource element intervals in the frequency domain, and are separated into three resource element intervals from the reference signal allocated 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 In the case of the normal cyclic prefix, the reference signal is located at symbol indexes 0 and 4 of the slot, and in the case of the extended cyclic prefix, the reference signal is located at symbol indexes 0 and 3 of 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 indexes 0 and 4 (symbol indexes 0 and 3 for extended cyclic prefix) of slots, and antenna port 2 and The reference signal for 3 is located at symbol index 1 of the slot.
  • the positions in the frequency domain of the reference signal for antenna ports 2 and 3 are swapped with each other in the second slot.
  • DRS is used to demodulate data.
  • the precoding weight used for a specific terminal in multiple I / O antenna transmission is used without change to estimate the channel that is combined with the transmission channel transmitted in each transmission antenna when the terminal receives the reference signal. do.
  • the 3GPP LTE system (eg, Release-8) supports up to four transmit antennas, and DRS for rank 1 beamfortning is defined.
  • the DRS for Tank 1 Bumping also indicates the reference signal for antenna port index 5.
  • the rules for mapping DRS to resource blocks are defined as follows. Equation 13 represents a case of a general cyclic transposition, and Equation 14 represents a case of an extended cyclic transpose.
  • Equations 12 to 14 k and p represent subcarrier indexes and antenna ports, respectively.
  • n s denotes the number of RBs, slot indexes and numbers, and the number of sal IDs allocated to downlinks, respectively.
  • the position of RS depends on the Vshift value in terms of frequency domain.
  • Equations 13 and 14 k and 1 represent subcarrier indexes and symbol indices, respectively, and p represents an antenna port. Denotes the resource block size in the frequency domain and is expressed as the number of subcarriers. "PRB represents the number of physical resource blocks. N represents the frequency band of the resource block for pDSCH transmission. N s represents a slot index and is a cell ID. Mod represents modulo
  • SRS is mainly used for performing frequency-selective scheduling of uplink. Used for quality measurement and not related to transmission of uplink data and / or control information. However, the present invention is not limited thereto, and the SRS may be used for various other purposes for improving power control or supporting various start-up functions of terminals that are not recently scheduled. Examples of start-up functions include early modulation and coding scheme (MCS), initial power control for data transfer, timing advance and frequency semi-selective. Scheduling may be included.
  • MCS early modulation and coding scheme
  • initial power control for data transfer timing advance
  • frequency semi-selective Scheduling may be included.
  • frequency semi-selective scheduling refers to scheduling in which frequency resources are selectively allocated to the first slot of a subframe, and pseudo-randomly hops to another frequency in the second slot to allocate frequency resources.
  • the SRS may be used to measure downlink channel quality under the assumption that the radio channel is reciprocal between uplink and downlink. This hypothesis is particularly effective in time division duplex (TDD) systems where the 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.
  • the 4-bit cell-specific 'srsSubf rameConf iguration' parameter represents an array of 15 possible subframes through which the SRS can be transmitted over each radio frame.
  • 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 transmission is not allowed in certain SC-FDMA symbols for SRS transmission, and consequently, sounding overhead even when the sounding overhead is the highest, i.e. when all subframes contain SRS symbols. Does not exceed about 73 ⁇ 4.
  • Each SRS symbol is generated by a basic sequence (a set of sequences based on a random sequence or Zadof f-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 by different cyclic shif t of the basic sequence and are distinguished from each other.
  • CoMP transmissions are designed to improve system performance.
  • CoMP is also called co-MIMO, collaborative MIMO, network MIMO, etc.
  • 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 reduces performance and average cell (sector) efficiency of a terminal located at a cell boundary in a multi-cell environment having a frequency reuse index of 1.
  • a terminal located at a cell boundary has an adequate performance efficiency.
  • FFR partial frequency reuse
  • a simple passive method such as partial frequency reuse (FFR) is used. The method was applied.
  • FFR partial frequency reuse
  • a method of reusing inter-cell interference or mitigating inter-cell interference as a signal that the terminal should receive is more advantageous.
  • CoMP transmission scheme may be applied to achieve the above object.
  • CoMP schemes applicable to downlinks 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 scheme is again a j oint transmission scheme and dynamic cell selection. cell selection).
  • the associated transmission scheme refers to a scheme in which a signal is 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 may be simultaneously transmitted from a plurality of transmission points. Through such a cooperative transmission scheme, it is possible to increase the quality of a signal transmitted to a terminal regardless of whether coherently or non-coherently, and actively remove interference with another terminal. .
  • 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 data is not transmitted to the terminal at another point in the CoMP unit.
  • the point for transmitting data to the terminal may be dynamically selected.
  • the COMP unit performs the bump forming in cooperation with each other for data transmission to a single terminal. That is, although only the serving cell transmits data to the terminal, user scheduling / beamforming may be determined through cooperation between a plurality of cells in a CoMP unit.
  • CoMP reception means receiving a signal transmitted by cooperation between a plurality of geographically separated points.
  • CoMP schemes applicable to uplink may be classified into a Joint Reception (JR) scheme and a Coordinated Scheduling / Beamforming (CS / CB) scheme.
  • JR Joint Reception
  • CS / CB Coordinated Scheduling / Beamforming
  • a plurality of points which are all or part of a CoMP unit, use PDSCH. It means a method for receiving a signal transmitted through.
  • the CS / CB scheme receives a signal transmitted through the PDSCH only at a single point, but user scheduling / bumping 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 in relation to the use of 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 referred to as "in-band,” and the frequency band in which the backhaul link and the access link are different.
  • the in-band and out-band cases are both operating according to the existing LTE system (for example, release-8) (hereinafter, legacy ( legacy) should be able to access the donor cell.
  • the relay node may be classified as a transparent relay node or a non-transparent relay node.
  • a transparent means a case where a terminal does not recognize whether it communicates with a network through a relay node
  • a non-transient means a case where a terminal recognizes whether 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.
  • the relay node configured as part of the donor cell may have a relay node identifier, but does not have a cell identity of the relay node itself.
  • a relay node 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 legacy terminals.
  • smart repeaters, decode-and-forward relay nodes, and various types and types of L2 (layer 2) relay nodes are assigned to these relay nodes.
  • the relay node controls one or more cells, and each cell controlled by the relay node is provided with a unique physical layer cell identifier.
  • each of the cells controlled by the relay node may use the same RRM mechanism. From the terminal point of view, there is no difference between accessing a cell controlled by a relay node and accessing a cell controlled by a general base station.
  • the cell controlled by the relay node may support the legacy terminal. For example, self-backhauling relay nodes, L3 (tier 3) relay nodes, type-1 relay nodes and type-la relay nodes are such relay nodes.
  • the type-1 relay node is an in-band relay node that controls a plurality of cells, each of which appears to be a separate cell from the donor cell from the terminal's point of view.
  • the plurality of cells have their own physical cell IDs (which are defined in LTE Release-8), and the relay node may transmit its own synchronization channel, reference signal, and the like.
  • the terminal may receive scheduling information and HARQ feedback directly from the relay node and transmit its control channel (scheduling request SR, CQI, ACK / NACK, etc.) to the 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, it has backward compatibility. Meanwhile, for terminals operating according to the LTE-A system, the type-1 relay node may be seen as a base station different from the legacy base station, and may provide a performance improvement.
  • the type-la relay node has the same features as the type-1 relay node described above in addition to operating in an ato-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 and do not have a separate physical cell ID and thus do not form a new cell.
  • 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.
  • Type-2 relay nodes may transmit PDSCH, but at least do not transmit CRS and PDCCH.
  • the backhaul downlink and the access downlink may be multiplexed in a time division multiplexed (TDM) manner on one carrier frequency (ie, only one of the backhaul downlink or access downlink is activated at a particular time).
  • TDM time division multiplexed
  • the backhaul uplink and access uplink may be multiplexed in a TDM manner on one carrier frequency (ie, only one of the backhaul uplink or access uplink is activated at a particular time).
  • backhaul downlink transmission may be performed in a downlink frequency band
  • backhaul uplink transmission may be performed in an uplink frequency band
  • backhaul link multiplexing in TDD backhaul downlink transmission may be performed in a downlink subframe of a base station and a relay node
  • backhaul uplink transmission may be performed in an uplink subframe of a base station and a relay node.
  • an in-band relay node for example, if the backhaul downlink reception from the base station and the access downlink transmission to the terminal are simultaneously performed in the same frequency band, the relay is transmitted by a signal transmitted from the transmitting node of the relay node. Signal interference may occur at the receiving end of the node. That is, signal interference or RF jamming may occur at the RF front-end of the relay node. Similarly, backhaul uplink transmission to base station and access from terminal in the same frequency band Signal interference may also occur when uplink reception is simultaneously performed.
  • the separation between the received signal and the transmitted signal e.g., a geographically separated space such as installing the transmitting antenna and the receiving antenna on the ground / underground
  • One way to solve this problem of signal interference is to allow the relay node to operate so that it does not transmit a signal to the terminal while receiving a signal from the donor cell. That is, a gap may be created in the transmission from the relay node to the terminal, and the terminal (including the legacy terminal) may be configured not to expect any transmission from the relay node during this gap. This gap can be set by configuring a multicast broadcast single frequency network (MBSFN) subframe. 17 illustrates relay node resource division in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • MMSFN multicast broadcast single frequency network
  • a downlink (ie, access downlink) control signal and data are transmitted from a relay node to a terminal as a first subframe, and a second subframe is a subframe of a downlink subframe as an MBSFN subframe.
  • the control signal is transmitted from the relay node to the terminal in the control region, but no transmission is performed from the relay node to the terminal in the remaining regions of the downlink subframe.
  • the relay node since the PDCCH is expected to be transmitted in all downlink subframes (in other words, the relay node needs to support legacy terminals in its own area to perform the measurement function by receiving the PDCCH in every subframe).
  • the relay node may receive the transmission from the base station while no transmission is performed from the relay node to the terminal. Accordingly, through this resource partitioning scheme, access downlink transmission and backhaul downlink reception at the in-band relay node may not be performed at the same time.
  • the second subframe using the MBSFN subframe will be described in detail.
  • the control region of the second subframe may be referred to as a relay node non-hearing interval.
  • the relay node non-hearing interval means a period in which the relay node transmits the access downlink signal without receiving the backhaul downlink 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 the 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 guard time (GT) needs to be set for the relay node to transmit / receive mode switching in the first partial section of the backhaul downlink reception region.
  • a guard time for the reception / transmission mode switching of the relay node may be set.
  • the length of this guard time may be given as a value in the time domain, for example, may be given as k (k> l) time sample (Ts: time sample) values, or may be set to one or more OFDM symbol lengths. have.
  • the guard time of the last part of the subframe may not be defined or set.
  • the guard time may be defined only in a frequency domain configured for backhaul downlink subframe transmission (when a guard time is set in an access downlink period, legacy terminals cannot be supported).
  • the relay node may receive the PDCCH and the PDSCH from the base station. This may be expressed as a relay-PDCCH (R-PDCCH) and an R-PDSCH (Relay-PDSCH) in the sense of a relay node dedicated physical channel.
  • CSI Channel State Information
  • the MIMO scheme can be divided into an open-loop and a closed-loop scheme.
  • the open-loop MIMO scheme determines the channel state from the MIMO receiver. This means that the transmitter performs MIMO transmission without feedback.
  • the closed-loop MIMO scheme means that the transmitter performs MIMO transmission by receiving channel state information from the MIMO receiver.
  • each of the transmitter and the receiver may perform the bumping based on the channel state information in order to obtain a multiplexing gain of the MIMO transmission antenna.
  • the transmitting end eg, the base station
  • the fed back channel state information may include a rank indicator (RI), a precoding matrix index (PMI), and a channel quality indicator (CQI).
  • RI rank indicator
  • PMI precoding matrix index
  • CQI channel quality indicator
  • RI is information about channel rank.
  • the tank in a channel represents the maximum number of layers (or streams) that can send different information over the same time-frequency resource. Because the rank value is determined primarily by the long term fading of the channel, it can be fed back over a longer period (ie less frequently) in general compared to PMI and CQI.
  • PMI is information about a precoding matrix used for transmission from a transmitter and a value reflecting spatial characteristics of a channel.
  • Precoding means mapping a transport layer to a transmission antenna, and a layer-antenna mapping relationship may be determined by a precoding matrix.
  • PMI corresponds to a precoding matrix index of a base station preferred by a terminal based on metrics such as signal-to-interference plus noise ratio (SINR). Frico
  • SINR signal-to-interference plus noise ratio
  • Frico In order to reduce the feedback overhead of the ding information, a scheme in which the transmitter and the receiver 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.
  • CQI is information indicating channel quality or channel strength.
  • CQI may be expressed as a predetermined MCS combination. That is, the fed back CQI index indicates a corresponding modulation scheme and code rate.
  • the CQI is a value that reflects the received SINR obtained when the base station configures a spatial channel using the PMI.
  • MU-MIMO multiuser-MIMO
  • MU-MIMO multiuser-MIMO
  • a new CSI feedback scheme that improves CSI composed of existing RI, PMI and CQI may be applied.
  • the precoding information fed back by the receiver may be indicated by a combination of two PMIs.
  • One of the two PMIs (first PMI), may have a property of long term and / or wideband and may be referred to as W1. have.
  • the other one of the two PMIs (second PMI) has a short term and / or subband attribute and may be referred to as W2.
  • W1 reflects an average characteristic in frequency and / or time of the channel.
  • W1 reflects the characteristics of a long term channel in time, reflects the characteristics of a wideband channel in frequency, or reflects the characteristics of a wideband channel in frequency while being long term in time. It can be defined as information.
  • channel state information or long term-wideband PMI of the long term-wideband attribute.
  • W2 reflects a relatively instantaneous channel characteristic compared to W1.
  • W2 reflects the characteristics of a short term channel in time, reflects the characteristics of a subband channel in frequency, or defines the characteristics of a subband channel in frequency while being short term in time. It may be defined as reflecting channel state information.
  • W2 is referred to as channel state information (or short-term subband PMI) of short-term-subband attributes.
  • channel feedback with higher accuracy is possible than when using a single codebook.
  • This high accuracy channel feedback may be used to support single-cell MU-MIMO and / or multi-cell cooperative communications.
  • next-generation communication standards such as LTE-A
  • transmission schemes such as MU-MIMO and COMP have been proposed.
  • the UE needs to feed back a more complex and diverse CSI to the base station.
  • CSI feedback is being considered.
  • a precoding matrix codebook is used to When used as a precoder, it calculates a BCPMI that has less interference with UE-A and additionally feeds back to the base station.
  • the base station uses this information to MU-MIMO another UE that prefers UE-A and BCPM (preferred companion precoding matrix (BCP): precoding matrix corresponding to BCPMI).
  • BCPM companion precoding matrix
  • BCPMI feedback is classified into two types, explicit feedback and implicit feedback, depending on the presence or absence of feedback payload.
  • the UE-A determines the BCPMI in the precoding matrix codebook and then feeds back to the base station through the control channel. In one way, UE-A selects an interference signal precoding matrix in the codebook that maximizes the estimated SINR and feeds it back to the BCPMI value.
  • the advantage of explicit feedback is that you can choose to send a BCPM tool that is more effective at eliminating interference. This is because the UE assumes one interference beam for every codeword in the codebook and compares metrics such as SINR to determine the most effective value for interference cancellation as BCPMI. However, as the codebook size increases, the number of candidates for BCPMI increases, so a larger feedback payload size is needed. Second, there is an implicit feedback method with no feedback payload.
  • UE-A does not search codewords with low interference in the codebook and selects them as BCPMI. Instead, the corresponding BCPM is determined statically when the desired PMI is determined. BCPM is It may be desirable to consist of vectors orthogonal to the determined desired PMI.
  • the interference signal is effectively selected for avoiding the direction of the PM so that the channel H is singular.
  • SVD value decomposition
  • U ' V is a unitary matrix, u, v i ( ⁇ ' respectively represents 4x1 left singular vector, 4x1 right singular vector, singular value of channel ⁇ in descending order of ' > ' If you use the beamf orming matrix V at the transmitting end and the beamf orming matrix u " ⁇ " at the receiving end, all theoretically gainable channel gains can be obtained without loss.
  • UE-A may select PM most similar to ⁇ . Ideally if the desired PM exactly matches ⁇ By setting the reception beam to and the transmission beam of the interference signal in the orthohonal direction to the PM, the interference signal can be completely removed without loss of the desired signal.
  • BC ⁇ may be statically determined as an .orthogonal vector index for the PMI. It is assumed that the reception rank of the UE which has 4 transmit antennas and the PMI is fed back is 1, and 3 orthogonal 3/4 vectors are expressed as 3 BCPMIs for the desired PMI. ⁇
  • PMI 3
  • BCPMI 0, 1, 2
  • PMI and BCPMI indicate the index of a 4x1 vector codeword in the codebook.
  • Implicit PMI is that there is no additional feedback overhead since the desired PMCO and BCPMI sets are mapped to 1: 1.
  • PM PM quantization error
  • the dependent BCPM may also have an optimal interference cancellation beam direction and error. If there is no quantization error, all three BCPMs will completely eliminate interference. Although a beam (ideal interference beam) is shown, if there is an error, each BCPM is different from the ideal interference beam.
  • the difference from the ideal interference beam of each BCPM is the same on average, but may be different at a particular moment.
  • PMI 3
  • BCPMI 0,1,2 may be effective in canceling interference signals.By base stations that do not know the relative error of BCPMI 0,1,2, the BCPMI has the largest error and ideal interference beam.
  • 2 the beam of the interference signal, there is a possibility that the co-scheduled UEs communicate in the state of strong interference.
  • one CC ie scheduled CC
  • a specific CC ie scheduling CC
  • the scheduling CC is basically DL / UL for itself.
  • all SSs for PDCCHs that schedule scheduling / scheduled CCs in the cross-CC scheduling relationship It may exist in the control channel region of the scheduling CC.
  • the FDD DL carrier or the TDD DL subframe stones use the first n OFDM symbols of the subframe for the transmission of PDCCH, PHICH, PCFICH, etc., which are physical channels for transmitting various control information, and the remaining OFDM symbols are transmitted through PDSCH.
  • PDCCH Physical Downlink Control Channel
  • PHICH Physical Downlink Control Channel
  • PCFICH Physical Uplink Control Channel
  • the number of symbols used for transmission of control channels in each subframe is transmitted to the terminal in a semi-static manner dynamically through RRC signaling or through a physical channel such as PCFICH.
  • the n value may be set from 1 symbol up to 4 symbols according to subframe characteristics and system characteristics (FDD / TDD, system bandwidth, etc.).
  • the PDCCH which is a physical channel for transmitting DL / UL scheduling and various control information in the existing LTE system, has limitations such as being transmitted through limited OFDM symbols, control transmitted through an OFDM symbol separate from the PDSCH, such as a PDCCH.
  • E-PDCCH enhanced PDCCH
  • QC quadsi co-located
  • QC quadsi co-location
  • the UE may assume that large-scale properties of the signal received from the f irst antenna port can be inferred from the signal received f rom the other antenna port ".
  • The” large- scale properties consist of some or all of;
  • the definition may similarly be used by modifying the expression for the channel as follows.
  • the UE may assume that large-scale properties of the channel over which a symbol on one antenna port is conveyed can be inferred from the channel over which a symbol on the other antenna port is conveyed ".
  • the "large- scale properties” mentioned in the above def inition consist of some or all of :
  • QC 7 can be assumed to be the same between the antenna ports to which it is established (e. G., Antenna ports transmitting at the same transmission point). QC concept definitions may be modified.
  • the UE cannot assume the same large-scale channel properties among the corresponding antenna ports (APs) for "non-quasi-co-located (NQC) antenna ports".
  • a typical UE receiver performs independent processing for each set non-quasi-co-located (NQC) AP for timing acquisition and tracking, frequency of f set estimation and compensation, delay estimation, and Doppler estimation. It must be done.
  • NQC non-quasi-co-located
  • the UE uses the power-delay-profile, delay spread and Doppler spectrum, and Doppler spread estimation results for one port as well as the Wiener filter used for channel estimation for other ports. Applicable
  • the UE may perform time and f requency synchronization for one port and then apply the same synchronization ⁇ : demodulation of another port.
  • the UE can averaging RSRP measurements for over two or more antenna ports.
  • one base station transmits and receives data to and from a plurality of terminals through a wireless channel environment in one cell / sector.
  • the base station receives packet traffic from the wired Internet network and transmits the received packet traffic to each terminal using a predetermined communication method.
  • the base station determines which data area to transmit data to which terminal at which timing.
  • the packet traffic is transmitted to the wired Internet network.
  • Uplink scheduling determines which base station can use which frequency band for which timing to transmit uplink data to which terminal.
  • a terminal having a good channel state transmits and receives data using more time and more frequency resources.
  • Resources in systems operating on multiple carriers and similar types can be divided into time and frequency domains.
  • This resource may again be defined as a resource block, which consists of any N subcarriers and any M sub-frames or predetermined time units. At this time, N and M may be 1.
  • One resource block has several subcarriers on one axis
  • the units are made on different axes.
  • the base station schedules one or more resource blocks to a selected terminal according to a predetermined scheduling rule, and the base station transmits data using the resource blocks assigned to the terminal.
  • the base station schedules one or more resource blocks to the selected terminal according to a predetermined scheduling rule, and the terminal transmits data on the uplink using the allocated resources.
  • the error control 3 ⁇ 4 "method of the lost frame if lost or damaged, has the ARQ (Automatic Repeat request) with expression (hybrid ARQ) of the HARQ scheme in more developed form.
  • the ARQ method waits for an acknowledgment (ACK) after one frame is transmitted, the receiver sends an acknowledgment (ACK) only when it is properly received, and in case of an error in the frame, a NACK (negative-ACK) message is sent. Send and error received frames are deleted from the receiver buffer.
  • ACK acknowledgment
  • NACK negative-ACK
  • the transmitting side When the transmitting side receives the ACK signal, the frame is transmitted after that, but when the NACK message is received, the frame is retransmitted.
  • the receiver when the HARQ method cannot demodulate a received frame, the receiver transmits a NACK message to the transmitter, but the received frame is stored in a buffer for a predetermined time and received when the frame is retransmitted. Combine with one frame to increase the reception success rate.
  • HARQ schemes which can be divided into synchronous HARQ and asynchronous HARQ according to timing of retransmission, and channel-adaptive scheme and whether or not reflecting channel state on the amount of resources used during retransmission. Can be divided into channel -non-adative method. '
  • Synchronous HARQ is a method in which, when the initial transmission fails, subsequent retransmission is performed at a timing determined by the system. That is, assuming that the timing of the retransmission is made every fourth time unit after the initial transmission failure, it is not necessary to inform additionally about this timing because the appointment is already made between the base station and the terminal.
  • the frame is retransmitted every fourth time until the ACK message is received.
  • retransmission timing may be newly scheduled or additional signaling may be performed.
  • the timing at which retransmission is performed for a previously failed frame varies depending on various factors such as channel conditions.
  • Channel—Non-adaptive HARQ 3 ⁇ 4 is a scheme in which frames are modulated during retransmission, the number of resource blocks used, AMC, etc. are determined at initial transmission.
  • channel—adaptive HARQ schemes vary according to the state of a channel. That's the way.
  • the transmitting side transmits data using six resource blocks during initial transmission, and then retransmits using six resource blocks in the same way, and then retransmits the channel-non-adaptive method.
  • the channel-adaptive method retransmits using a resource block larger or smaller than six depending on the channel state.
  • the HARQ schemes that are commonly used include asynchronous and channel-adaptive HARQ schemes and synchronous and channel-non-adaptive HARQ schemes.
  • Asynchronous and channel-adaptive HARQ method maximizes retransmission efficiency by varying retransmission timing and amount of resources according to channel status, but it is generally considered for uplink because of the disadvantage of increasing overhead.
  • the synchronous and channel-non-adaptive HARQ scheme has almost no overhead because the timing and resource allocation for the retransmission is promised in the system, but the retransmission efficiency is high when used in a channel state with a change. It has the disadvantage of being very low.
  • asynchronous HARQ is used for downlink and synchronous HARQ is used for uplink.
  • ACK / NAK information is received from the terminal and a time delay occurs until the next data is transmitted again.
  • the data transfer can be performed without space if there are 7 independent processes.
  • up to 8 processes can be allocated when not operating in MIMO.
  • 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 communication such as a smart phone or a personal computer It can include all communication between different types of devices with functionality.
  • FIG. 18 is a diagram for conceptually explaining D2D communication in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • FIG. 18A illustrates an existing eNB-based communication scheme.
  • UE1 may transmit data to a base station on uplink, and the base station may transmit data to UE2 on a downlink.
  • Such a communication method may be referred to as an indirect communication method through a base station.
  • an Un link (a link between base stations or a link between a base station and a repeater, which may be referred to as a backhaul link) and / or a Uu link (a link between a base station and a terminal or a repeater defined in a conventional wireless communication system)
  • a link between terminals it may be called an access link
  • an access link May be related.
  • the 18B illustrates UE-to—UE communication as an example of D2D communication, and data exchange between UEs may be performed without passing through a base station.
  • This communication method may be called a direct communication method between devices.
  • the D2D direct communication method has advantages such as reduced latency and less radio resources compared to the indirect communication method through the existing base station.
  • 19 shows an example 3 ⁇ 4 of various scenarios of D2D communication to which the method proposed in this specification may be applied.
  • the In-Coverage-Single-Cell and In-Coverage—Multi-Cell may be divided according to the number of cells corresponding to the coverage of the base station.
  • 19A illustrates an example of an Out-of-Coverage Network scenario 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 illustrates an example of a partial-coverage network scenario of D2D communication.
  • the Partial-Coverage Network scenario refers to performing D2D communication between a D2D terminal located within network coverage and a D2D terminal located outside the network coverage.
  • 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. 19D illustrates an example of an In-Coverage-Multi-Cell scenario.
  • In-coverage network scenario refers to D2D UEs performing D2D communication under the control of a base station within network coverage.
  • UE1 and UE2 are located within the same network coverage (or cell) and perform D2D communication under the control of a base station.
  • UE1 and UE2 are located within network coverage, but are located in different network coverages. And UE1 and UE2 perform D2D communication under the control of the base station which manages each network coverage.
  • D2D communication may operate in the scenario shown in FIG. 19, but may generally operate in network coverage and out-of-coverage.
  • the link used for D2D communication may be referred to as D2D link, directlink or side link. Although it may be referred to as a link (sidelink), etc., it will be collectively described as a side link for convenience of description.
  • Side link transmission may operate in an uplink spectrum in case of FDD and operate in an uplink (or downlink) subframe in case of TDD.
  • Side Division. Time Division Multiplexing (TDM) may be used for multiplexing transmission and uplink transmission.
  • 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 a side link subframe partially or wholly overlaps with UpPTS. In addition, the transmission and the reception of the side link also do not occur at the same time.
  • the structure of a physical resource used for side link transmission may have the same structure of an uplink physical resource. However, the last symbol of the side link subframe consists of a guard period and is not used for side link transmission.
  • the side link subframe may be configured by extended CP or normal CP.
  • 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). Synchronized in Inter-Cell Discovery Both synchronous or asynchronous cell deployments can be considered. D2D discovery may be used for various commercial purposes such as advertising, coupon issuance, and finding friends to UEs in the proximity area.
  • UE 1 If UE 1 has a role of transmitting a discovery message, UE 1 transmits a discovery message and UE 2 receives a discovery message. The transmission and reception roles of UE 1 and UE 2 may be changed. The transmission from UE 1 may be received by one or more UE (s), such as UE 2.
  • UE UE
  • the discovery message may include a single MAC PDU, where the single MAC PDU may include a UE ID and an application ID.
  • 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 radio resource pool for discovery transmission and reception consisting of a plurality of subframes is allocated at a specific period, and the discovery transmission UE randomly selects a specific resource within this radio resource pool and then selects a discovery message. send.
  • This periodic discovery resource pool is semi-static Can be allocated for discovery signal transmission.
  • the configuration information of the discovery resource pool for discovery transmission includes a discovery period and the number of subframes that can be used for transmission of a discovery signal within the discovery period (that is, the number of subframes constituting the radio resource pool).
  • a discovery resource pool for discovery transmission may be set by the eNB and inform the UE by using RRC signaling (eg, a system information block (SIB)).
  • RRC signaling eg, a system information block (SIB)
  • a discovery resource pool allocated for discovery within 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. 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 MAC PDUs sent by one UE may be repeated (for example, four times in a contiguous or non-contiguous) in a discovery period (ie, a radio resource pool). Can be The UE may arbitrarily select the first discovery resource from a discovery resource set that may be used for repeated transmission of the MAC PDU, and other discovery resources may be determined in relation to the first discovery resource. For example, the predetermined pattern may be preset, and the next discovery resource may be determined according to the preset pattern according to the location of the discovery resource first selected by the UE. In addition, discovery may be used by the UE for repeated transmission of MAC PDUs. Each discovery resource may be arbitrarily selected within a set of resource resources.
  • Type 2 resources for discovery message transmission are allocated UE specific.
  • Type 2 is further subdivided into Type 2A (Type-2A) and Type 2B (Type-2B).
  • Type 2A is a method in which an eNB allocates resources at every instance of discovery message transmission within a discovery period
  • type 2B is a method in which resources are allocated in a semi-persistent manner.
  • the RRC CONNECTED UE requests allocation of resources for transmission of the D2D discovery message to the eNB through RRC signaling.
  • the eNB may allocate resources through the RRC signaling.
  • the UE transitions to the RRC 'IDLE state or when the eNB withdraws the resource allocation through the RRC signaling, the UE is most recently allocated. Release the transmission resource.
  • radio resources may be 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 eNB and inform the UE using RRC ⁇ 1 signaling (eg, a system information block (SIB)).
  • RRC ⁇ 1 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 is not only in-coverage, out-of-coverage, but also network-edge perimeter. Also includes. 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. Direct communication transmission from UE 1 may be received by one or more UE (s), such as UE 2.
  • UE UE
  • D2D discovery and D2D communication may be defined in a domed manner without being associated with each other. That is, D2D discovery is not required for groupcast and broadcast direct communication. As such, when D2D discovery and D2D direct communication are defined independently, UEs do not need to be aware of neighboring UEs. 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.
  • a physical side link shared channel may be defined as a channel for transmitting D2D direct communication data.
  • the control information for the D2D direct communication Physical side link control channel to the channel for transmitting (e.g., scan Kane scheduling approval for the direct communication data (SA scheduling assignment), transmission formats)
  • PSCCH Physical Sidelink Control Channel
  • PSSCH and PSCCH may reuse the PUSCH structure.
  • 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 eNB sets up a resource pool required for D2D direct communication.
  • a resource pool required for D2D communication may be divided into a control information pool and a D2D data pool.
  • the eNB schedules the control information and the D2D data transmission resource in the pool configured for the transmitting D2D UE using the PDCCH or the ePDCCH, the transmitting D2D UE transmits the control information and the D2D data using the allocated resources.
  • 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 mode 1, the transmitting UE must be in an RRC—CONNECTED state to perform D2D direct communication.
  • the transmitting UE sends a scheduling request to the eNB, and then a BSR (Buf fer Status Report) procedure is performed so that the eNB can determine the amount of resources requested by the transmitting UE.
  • BSR Bus fer Status Report
  • Receiving UEs can monitor the control information pull-all and decode the control information associated with itself to selectively decode the D2D data transmission associated with the control information.
  • 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 in order to transmit data or control information for D2D direct communication. Mode 2 is applied in out-of-coverage and / or edge-of-coverage.
  • the resource pool for transmitting control information and / or the resource pool for D2D direct communication data transmission may be pre-configured or semi-statically configured.
  • the UE is provided with a set resource pool (time and frequency) and selects a resource for D2D communication transmission from the resource pool. That is, the UE may select a resource for transmitting control information from the control information resource pool to transmit the control information. In addition, the UE may select a resource from the data resource pool for D2D direct communication data transmission.
  • control information is transmitted by the broadcasting UE.
  • the control information explicitly and / or implicitly indicates the location of the resource for data reception in relation to the physical channel carrying the D2D direct communication data (ie PSSCH).
  • the D2D synchronization signal (or side link synchronization signal) may be used for the UE to obtain time-frequency synchronization.
  • the eNB since the eNB is impossible to control when it is out of network coverage, 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. have.
  • 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 search for a D2D synchronization source. When the D2D synchronization source is found, the UE may obtain time-frequency synchronization through the D2D synchronization signal received from the found D2D synchronization source. The UE may then transmit a D2D synchronization signal.
  • One of the D2D discovery methods is a method in which all UEs perform discovery by a distributed method (hereinafter, referred to as "distributed discovery").
  • a method of performing D2D discovery in a distributed manner is centralized. (E.g., eNB, UE, or D2D scheduling device) does not determine the resource selection, and all the UEs distributedly determine themselves to select discovery resources and transmit and receive discovery messages. it means.
  • a signal (or message) periodically transmitted by UEs for D2D discovery may be referred to as a discovery message, a discovery signal, a beacon, and the like.
  • a discovery message a signal (or message) periodically transmitted by UEs for D2D discovery
  • a discovery signal a discovery signal
  • a beacon a beacon
  • a dedicated resource may be periodically allocated as a resource for the UE to transmit and receive a discovery message. This will be described with reference to FIG. 21 below. 20 shows an example of a frame structure to which discovery resources are allocated to which the methods proposed herein may be applied.
  • a discovery subframe (ie, 4 discovery resource pools') 2001 is fixedly (or exclusively) allocated for discovery among uplink frequency-time resources of all cells.
  • 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 regularly allocated at predetermined time intervals (ie, 'discovery periods'). In addition, the discovery resource pool may be repeatedly set within one discovery period.
  • the discovery resource has a discovery period of 10 sec. Pools are allocated, and each discovery resource pool represents an example in which 64 consecutive subframes are allocated. However, the size of the discovery period and the time / frequency resource of the discovery resource pool is not limited thereto.
  • the UE selects itself a resource for transmitting its discovery message (ie, discovery resource ') in a dedicated allocated discovery pool and transmits a discovery message through the selected resource. This will be described with reference to FIG. 21 below.
  • FIG. 21 is a view briefly illustrating a discovery process to which the methods proposed herein may be applied.
  • 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.
  • a discovery message is periodically transmitted and received according to a random resource hopping pattern.
  • the D2D discovery procedure is performed not only in the RRC_CONNECTED plaque where the UE is connected to the eNB but also in the RRC_IDLE state in which the UE is not connected.
  • all UEs sense all resources (i.e., discovery resource pool) transmitted by neighboring UEs and randomly discover discovery resources within a certain range (for example, in the lower x3 ⁇ 4). Select.
  • discovery resource pool i.e., discovery resource pool
  • D2D resource allocation method will be described. Let's look further.
  • FIG. 22 A configuration of a D2D resource pool and a scheduling assignment (SA) 3 ⁇ 4 " method will be described with reference to FIGS. 22 and 23.
  • SA scheduling assignment
  • FIG. 22 is a diagram illustrating an example of a configuration of a D2D resource pool to which the methods proposed herein may be applied.
  • a D2D resource po may be divided into N F resource units in a frequency resource region, and may be divided into N ⁇ resource units in a time resource region.
  • the entire D2D resource pool may be defined as N F * N T resource units.
  • N F and N ⁇ represent a natural number.
  • the resource unit 2210 may mean A subfrarae or B RB (Resource Block).
  • a and B represent natural numbers.
  • the D2D resource po may be repeated in a time resource with an N T subframe.
  • one resource unit may be configured periodically and repeatedly.
  • an index of a physical resource unit mapped to one logical resource unit 0 ] may change in a predetermined pattern according to time.
  • the D2D resource po is used by the D2D TX UE to transmit D2D signals. It can mean a set of resource units.
  • D2D resource pool can be envisioned in various kinds.
  • three types of resource po may be configured as follows.
  • Three types of resource pools may be classified according to the content of the D2D signal transmitted in each resource poc> l.
  • each resource p is a separate conf igure !. Can be.
  • SA Scheduling Assignment
  • the SA may be multiplexed and transmitted together with D2D data on the same resource unit.
  • the SA resource pool may mean a resource p transmitted by multiplexing the SA with the D2D data.
  • a resource po used by a transmitting UE to transmit user data using a resource designated through SA If the D2D data and the SA may be multiplexed and transmitted together in the same resource unit ⁇ 0 , only the D2D data channel having a form other than SA information may be transmitted in the resource po for the D2D data channel.
  • the D2D data channel is a D2D communication channel Can mean.
  • the resource element used for transmitting SA information on an individual resource unit in the SA resource pool is still used for transmitting D2D data in the D2D data channel resource pool.
  • the D2D user equipment may use a different resource pool according to the transmission / reception property of the D2D signal.
  • the timing of determining the transmission timing of the D2D signal (for example, whether the D2D signal is transmitted at the time of receiving the synchronization reference signal or a constant timing advance at the time of receiving the synchronization reference signal).
  • TA to apply D2D signal transmission
  • resource allocation scheme e.g., eNB assigns transmission resources of individual signals to individual transmitting UEs (mode 1) or individual transmitting UEs are themselves in the pool. It depends on whether the individual signal transmitters are selected (mode 2)), and the signal format (for example, the number of symbols each D2D signal occupies in one subfratne or the number of subframes used to transmit one D2D signal).
  • Resource po may be separated.
  • the UE which wishes to transmit D2D data through the D2D channel first selects an appropriate resource from the SA resource pool, and Send its SA through the selected resource.
  • an SA resource interworking with a resource that is expected to have no SA transmission of another UE and / or that there is no D2D data transmission in a subsequent subframe according to the SA of another UE is used. It may be considered first.
  • the UE may select an SA resource interworking with the D2D data transmission resource expected to have a low interference level.
  • FIG. 23 shows an example of a D2D resource pool structure to which the methods proposed herein may be applied.
  • the SA resource pool 2310 appears prior to the D2D data channel resource pool 2320.
  • the receiving UE attempts to detect the SA first, and if there is D2D data that needs to be received by the receiving UE, the receiving UE receives the D2D data from the D2D data resource linked with the detected SA.
  • the SA resource pool and the data channel resource po positioned after the SA resource pool appear periodically.
  • the period in which the SA resource poc) l appears (or located) may be defined as an SA period (period) 2330.
  • the SA period 2330 is one SA resource pool ⁇ one data Channel resource p ⁇ It can find the sum of the sum of the sum.
  • SA Stuling Assignment
  • 24 is a schematic diagram illustrating an example of a wireless communication system to which the methods proposed herein may be applied.
  • D2D communication when performing direct communication between terminals (D2D communication), that is, UE1 and UE2 perform communication using a direct radio channel (D2D link or side link: sidelink, 2410). If so, it provides methods for determining a resource to be used for communication between UE1 and UE2.
  • D2D link or side link: sidelink, 2410 a direct radio channel
  • UEs UE1 and UE2 mean user terminals.
  • network equipment such as eNB transmits / receives signals according to D2D communication method
  • network equipment such as eNB may also be regarded as a kind of UE.
  • UE1 is a transmitting terminal (TX UE) and UE2 is a receiving terminal (RX UE).
  • UE1 may operate to select a resource unit corresponding to a specific resource in a resource pool representing a set of resource sets and transmit a D2D signal using the selected resource unit.
  • UE2 is a resource pooler (in advance) to which UE1 can transmit signals. Receives conf igure and detects a D2D signal transmitted by UEl in the conf igured resource pool.
  • the resource pool may inform the base station when UEl is in the coverage range of the base station, and inform the other UE when UE1 is out of the coverage range of the base station. Or a predetermined resource.
  • the other UE may be a cluster header (CH) UE (or representative UE) or a UE located at a coverage boundary.
  • CH cluster header
  • the resource pool may be configured of a plurality of resource units, and each UE may select one or more resource units and use it for D2D signal transmission.
  • the D2D signal transmission may mean D2D control information transmission including SA and D2D data transmission.
  • D2D signal transmission may mean all signals transmitted by the D2D TX UE to the D2D RX UE.
  • SA resource determination methods described below may be applied to all systems capable of using SA as well as SA transmission in D2D communication.
  • FIG. 25 is a diagram illustrating an example of an SA resource pool and an SA transmission method to which the methods proposed in the present specification can be applied.
  • the SA resource po can be broadly classified into an area for determining SA resource on the basis of contention and an area for determining SA without contention.
  • SA resource pool # 1 ' An area for determining SA without the contention is represented by SA resource pool # 1 ', and an area for determining SA resource * based on the contention is represented by l SA resource pool # 2 2510'.
  • the TX UE may transmit SA without measurement information.
  • the TX UE transmits the SA by using measurement information or through a stochastic method.
  • methods for preventing stalagmites that may occur due to SA transmission in SA resource pool # 2 will be described in detail.
  • SA transmission may be performed after the following procedure.
  • the UE acquires a D2D resource pool for D2D communication.
  • the UE obtains or specifies the resource po from a base station. It may be obtained from the UE or may receive information about the re source po in advance.
  • the resource pool may include an SA resource pool, a data resource pool, a discovery resource pool, and the like.
  • the UE performs a D2D synchronization procedure with the base station or another UE.
  • the other UE may be a UE having the largest signal strength to transmit, and may be a predefined CH UE or a representative UE.
  • the UE transmits the SA to the other UE and based on this, transmits the D2D data to the other UE.
  • Salping procedures before SA transmission (resource pool acquisition, synchronization procedure, etc.) may be commonly applied to the methods described below, and a description thereof will be omitted below to avoid redundant description.
  • the collision between SA resources means a collision caused by TX UEs transmitting SA through the same SA resource.
  • each Tx UE selects a random backoff value and selects the selected random. This is a method of determining a resource for SA transmission by content ionizing with other Tx UEs in a contention window section corresponding to a backoff value.
  • each TX UE may transmit a plurality of SAs repeatedly in SA resource pool # 2 instead of specifying only one SA.
  • each TX UE may repeatedly transmit an SA four times in an SA resource pool.
  • transmitting a plurality of SAs in the SA resource pool # 2 may mean that the TX UE transmits the SAs several times in one contention window, or transmits the SAs multiple times using a plurality of contention windows. It might mean doing.
  • the contention window may mean one or more subframes (or TTIs).
  • the concept of transmitting a plurality of SAs may be interpreted to mean that the SA is repeatedly transmitted or may be interpreted as a concept of retransmitting the SAs.
  • resource pool acquisition procedure and D2D synchronization procedure may be performed before SA transmission.
  • a data transmission procedure may be performed after the SA transmission.
  • the frequency and time axis resource allocation information of the D2D data channel can be known when the SA and the time axis resource allocation information are known. If, in the SA resource pool # 2 of FIG. 25, the Tx UE is defined to transmit only one SA (not transmitting multiple SAs), the SA resource used once by the TX UE in a specific CW period May not be used from the next contention window and may be empty.
  • an empty SA resource may result in insufficient SA resources available to UEs, resulting in coll ision between UEs using the same SA resource in the same contention window (eg, FIG. 25). Collisions in CW # 0 (2511) and CW # 2 (2513)).
  • Tx UE is SA resource usage information and SA in SA resource pool # 1 It is possible to determine whether SA is transmitted and retransmitted in SA resources in CW using SA information observed (or used) in previous CWs of resource pool # 2.
  • the previous CW means CWSs before the CW period in which the TX UE intends to transmit the current SA.
  • the TX UE uses the observed SA information to determine whether to retransmit the SA at the same resource location as the initial SA transmission or whether to retransmit the SA through resources different from the initial SA transmission. You can decide.
  • the resource location of the SA initial transmission and the resource location of the SA retransmission are the same, but the CW interval is different, but means that the resource location on the time and frequency in each CW interval is the same.
  • the SA transmission resource may then detect interference in CW.
  • some TX UE may abandon SA retransmission at the same resource location as the resource transmitting the SA in CW section, and may try to retransmit SA by finding another suitable SA resource.
  • At least one TX UE will transmit the SA at the location of the resource for which the SA retransmission is abandoned.
  • the TX UE determines the resource to transmit the SA, it is preferable not only to observe a specific contention window, but also to determine whether to determine the SA transmission resource by accumulating all the CWs finally observed up to the point immediately before the SA transmission. 11
  • the low energy value may mean a reception energy value near or at a thermal noise level.
  • the TX UE may determine a resource for SA transmission by measuring the received energy level value in the CW period and comparing all observed received energy values in the CWs predicted to have occurred in the SA transmission.
  • the TX UE may determine whether SA transmission has occurred by comparing a threshold value defined with a received energy level value, and thus may determine a resource for SA transmission.
  • a threshold r0 (threshold r0), which may be determined as a null resource, in which SA transmission does not occur, may be defined.
  • a threshold rl representing the maximum amount of interference that can be allowed for SA transmission may be defined.
  • the relationship between the threshold value and the threshold value rl may be defined as in Equation 16 below.
  • Threshold rO Threshold rl
  • the TX UE selects one resource among the valid resources satisfying the above condition when there are valid resources satisfying (Erx ⁇ rO) when the received energy value is lower than the threshold value rO in CW. And transmits the SA through the selected resource.
  • Erx means the received energy value.
  • the TX UE If there are no valid resources that satisfy (Erx ⁇ rO) when the received energy value is smaller than the threshold value rO, the TX UE next selects one resource among the resources that satisfy Erx ⁇ rl and then selects the selected resource. Transmit SA through
  • the TX UE may abandon SA transmission in a corresponding CW period, select an arbitrary resource to transmit SA, or perform SA transmission in another CW period.
  • the TX UE may fail to transmit the SA.
  • a method of determining SA resources for SA retransmission will be described.
  • the TX UE does not necessarily check the received energy value in all SA resources.
  • the TX UE may determine resources for SA retransmission through the following two methods.
  • the first method is to retransmit SA by reusing SA resources used for initial SA transmission.
  • the SA resource is selected as it is and retransmitted.
  • the TX UE does not use the SA resource used for the initial SA transmission and selects an appropriate SA resource among other SA resources. Select to resend the SA.
  • the second method is to select the resource where the least interference is expected. That is, a resource that interferes with the least (or the smallest value + a within a range, a> 0) by comparing the received energy values of all SA resource areas as well as the SA resources used by the TX UE for SA initial transmission. Among these, the resource for SA retransmission is selected.
  • the TX UE may transmit a confirmation flag to the SA during SA transmission.
  • the TX UE transmits an SA including a confirmation flag, so that the UE can regard only SAs that have completed confirmation as valid transmission resources.
  • the Confirmation flag may have a form as follows.
  • the confirmation flag is encoded with SA information.
  • the UE can confirm the confirmation of the SA transmission word 1 only after decoding the SA.
  • ⁇ means that the direct S A transmission is not confirmed, and if the confirmation field is ⁇ 1 ', SA is transmitted to the corresponding resource location, and the SA transmission resource and It may indicate that data is determined to be transmitted to the associated data resource region, that is, when the confirmation field is 1 ', it indicates that there is no further SA transmission.
  • an SA is not confirmed and no energy is detected in the RE (s) corresponding to the confirmation field.
  • a low enough energy e.g. background noise level
  • the RE (s) corresponding to the confirmation field will be detected in a form in which energy corresponding to transmission energy and path loss are combined.
  • the UE when using a process such as padding, the UE can estimate the interference amount through only some REs without decoding the entire SA.
  • the method of (1) that is, the method using some bits of the SA information information bits as the Confirmation flag.
  • the TX UE is The confirmation flag can be sent by turning on the SA initial transmission already.
  • the Tx UE with the Confirmation flag turned on means a UE that does not retransmit SA after initial SA transmission and helps SA initial transmission and retransmission operation of another Tx UE.
  • the SA retransmission may be either disabled or incomplete, so It may be more desirable to give a confirmation indicating that the SA transmission has been completed.
  • the SA retransmission is impossible, it may represent a case in which an additional collision prevention attempt is impossible because no CW exists for retransmission of the SA in the SA resource pool.
  • Tx UEs that turn on a confirmation flag for the same reason as above (SA transmission impossible, incomplete transmission) do not perform additional retransmission of SA in a subsequent CW period after transmitting an SA in a given CW period.
  • TX UEs may continue to use a specific resource for SA transmission or select another resource to perform SA transmission. It is possible to determine whether or not to perform.
  • the SA retransmission process is required to initially transmit the SA in the C interval corresponding to the random backof f value first selected by the TX UEs, and then retransmits the SA in the CW interval.
  • UEs that select the same resource in the CW #m interval by selecting 3 ⁇ 4 ⁇ 'among random backof f values between 0 and (n-1) are CW # (m + l)-CW # (n-1 Retransmit the SA.
  • the TX UE retransmits the SA in CW # (m + l)
  • the TX UE retransmits the SA without additional collision information.
  • all TX UEs determine whether to retransmit SA with a probability of 1> 0 in CW # (m + l) interval.
  • UEs that retransmit SA in CW # (m + l) interval (the average value (expected value) is equal to the number of all TX UEs * P ⁇ )
  • the number * of all TX UEs is equal to (1-P 0 ), and likewise determines whether to retransmit SA with a probability of CW # (m + 2).
  • the TX UEs determine whether to retransmit SA in CW # (m + 2) with a probability of, it is possible to determine whether to retransmit SA by additionally referring to SA information retransmitted in CW # (m + l). .
  • the following three methods may be used to perform SA retransmission in the next CW interval using the interference information in the previous CW interval.
  • a situation in which no UE retransmits the SA in the previous CW interval or all TX UEs retransmits the SA and thus cannot use the interference information in the previous CW interval in the next CW interval will be referred to as a worst case.
  • P 0 represents a probability that TX UEs retransmit SA in CW # (m + l) period. If. When k UEs collide with each other in the SA resource, the probability of retransmission of all SAs in CW # (m + l) is P 0 k, and the probability that all UEs do not retransmit SA is (1). ⁇ P 0 ) k .
  • the value P 0 which minimizes the value of Equation 17 (y) is a value that makes the value of Equation 18 obtained by differentiating Equation 17 to be 0.
  • FIG. 26 is a graph illustrating an example of SA retransmission probability values in a specific CW interval in the SA retransmission method using the proposed method proposed in this specification.
  • the next CW, CW # (m + 2) can be set equal to 0.5 to minimize only this worst case.
  • the SA retransmission probability P (j ⁇ to be 0.5 in a specific CW interval, that is, CW # (m + j) interval in the SA resource pool # 2, it is possible to prevent the worst case in advance.
  • the method for determining SA retransmission is determined so that the k UEs can be spread evenly over the remaining q CWs. .
  • TX UEs retransmit SA in each CW period according to the probability determined through (2).
  • Method (2) two methods can be considered as a method of spreading the UEs evenly over the remaining CW intervals.
  • the first method is to spread k UEs evenly across k CWs (within the shortest CW interval).
  • SA retransmission probability for each CW interval P 0 , P 1; Idempotence is the number of UEs that crashed It can adjust suitably according to the change of (k value).
  • the second method is to spread k UEs evenly across q CWs (the remaining CW intervals).
  • q value is smaller than the k value, a layer may occur in spite of the SA retransmission, or some UEs may have to give up the SA retransmission. That is, only the case where q is not smaller than k will be described.
  • the value of P that maximizes the probability of spreading UEs without overlapping CW may be determined as shown in Table 8 below (according to each k value and q value).
  • the retransmission probabilities P 0 , P lr ... for each CW may be appropriately adjusted according to the value of the number k of collision UEs and the number q of remaining CW sections.
  • UEs determine the SA retransmission probability evenly selected for the remaining q CWs.
  • the method of determining the retransmission probability of the SAs using the number of remaining CWs is considered that it is considered that it is most advantageous to spread UEs to be retransmitted to the remaining CWs as evenly as possible.
  • UEs that transmit the SA (initial) in the CW #m section retransmit the SA with l / (n-m-l) confirmation in the CW # (m + l) section.
  • UEs that did not retransmit SA in CW # (m + l) section in UE #s that sent SA (initial) in the CW #m section transmit information about SA transmission in CW # (m + l) section.
  • the SA since it can be additionally identified, the SA has a probability of l / (nm-2) or l / (ql) in the CW # (m + 2) section by using the SA transmission related information in the CW # (m + l) section. Will be resent.
  • UEs can retransmit SA with a probability of 1 / (II- (m + i)) or l / (q- (iD) in the CW # (m + i) interval. Some of the UEs that initially transmitted the SA in the CW #m section (probably) retransmit the SA at the same resource location as the CW #m section in the CW # (m + l) section.
  • the UEs may be CW # ( m + l) to measure the received energy (which includes some of the interference that occurred in CW #m) and use it for SA retransmission.
  • the UEs determine whether to retransmit the SA with a probability of ⁇ in the CW # (m + 2) interval. That is, UEs in a proportion of the UEs retransmit SA in CW # (m + 2) intervals.
  • UEs retransmitting the SA retransmit the SA at the same resource location as the previous CW interval using interference measurement information in the previous CW interval or SA using another optimal resource, as shown in FIG. 27. You can select (or decide) whether to resend the.
  • UEs may select an optimal resource for SA retransmission using minimum received energy.
  • 27 is a diagram illustrating an example of a SA retransmission method proposed in the present specification.
  • the UE selects the Contention Window (CW). Let's look at the probabilistic method.
  • the TX UE may determine the random backof f value for determining the CW to access for SA transmission differently in the following two ways in consideration of whether SA retransmission may be added in the future.
  • the TX UE accesses all CWs with the same confirmation and transmits SA.
  • the TX UE may not be desirable for the TX UE to retransmit SA.
  • the TX UE may determine whether to connect to each CW by additionally considering the following second method for SA transmission.
  • the TX UE is not connected to each CW with the same probability l / n, but the CW at the front increases the CW connection (or selection) probability of the TX UE, and the CW at the rear increases the CW selection probability of the TX UE. How to lower
  • the probability that the TX UE accesses in the CW # 0 interval is P 0
  • the probability of access in the CW # 1 interval is ...
  • the probability of access in the CW # (n-l) interval is P (n ⁇
  • the magnitude of each probability is defined as shown in Equation 20 below.
  • the TX UE cannot subsequently resend the SA.
  • the TX UE performs the initial transmission of the SA in the CW # (n-2) interval
  • the TX UE may consider two cases of retransmitting the SA or not performing the SA retransmission in the CW # (n-1) period.
  • the TX UE performs initial transmission of SA in CW # (n-3) interval
  • the number of cases where the TX UE retransmits SA or does not perform SA retransmission in the remaining two CW intervals is total. Four cases are possible.
  • the sum of the total number of SA initial transmission and SA retransmission can be defined as in Equation 21 below.
  • Equation 22 the total number of cases that the TX UE performs the initial transmission of the SA in the CW #m interval, and then retransmits the SA in the C interval or do not retransmit the SA.
  • the probability Pm that the TX UE performs SA initial transmission in CW #m interval is not It can be defined to set as shown in equation (23).
  • the TX UE acquires a resource pool for use in D2D communication (S2810).
  • the TX UE may obtain the resource pool from a base station or from another terminal or through a prior input.
  • the TX UE may be represented by a first terminal, and the RX UE may be represented by a second terminal.
  • the resource pool may be a scheduling assignment (SA) resource pool representing a resource region in which an SA is transmitted, a data resource pool representing a resource region in which D2D data is transmitted, and a discovery resource pool indicating a resource region in which a discovery message is transmitted. And the like.
  • SA scheduling assignment
  • the SA resource pool may be configured to determine a SA resource on a non-contetion basis, or a second SA resource pool (SA resource pool # 1) that determines SA resources based on contention or contention. It may include at least one of SA resource pool # 2).
  • the second SA resource pool may include one or more contention windows.
  • (Contention Window: CW) periods may be included.
  • the CW may represent one or more than one subframes.
  • the TX UE performs a D2D synchronization procedure with a base station or a specific terminal (S2820).
  • the specific terminal may be a cluster header (CH) terminal or a representative terminal in a D2D terminal group, or may be a terminal located at a coverage boundary.
  • CH cluster header
  • the TX UE transmits a scheduling assignment (SA) including information related to D2D data transmission to the RX UE through the SA resource pool (S2830).
  • SA scheduling assignment
  • the scheduling assignment may further include an SA confirmation flag field indicating whether there is an additional SA transmission after the SA transmission.
  • the SA confirmation flag may also be used for the purpose of distinguishing whether the SA is initial transmission or SA retransmission.
  • the TX UE can transmit a plurality of SAs in the second SA resource pool.
  • step S2830 transmitting the SA to the RX UE performs initial transmission of the SA in the first CW interval in the second SA resource pool, and transmits the SA in the second CW interval located after the first CW interval. This can be done by retransmission.
  • the SA is transmitted to the receiving terminal through the initial transmission of the SA and the retransmission of the SA.
  • Process 1 1 6 will be described in more detail with reference to FIG. 29.
  • the TX UE may perform initial transmission and retransmission of the SA based on interference information of the SA resource and / or the first SA resource pool information observed in previous CW intervals of the CW interval transmitting the SA.
  • the RX UE may be represented as a second terminal.
  • the TX UE transmits D2D data to the RX UE based on the SA (S2840).
  • 29 is a flowchart illustrating still another example of a method of transmitting and retransmitting an SA proposed in the present specification.
  • FIG. 29 illustrates a specific method of transmitting an SA based on contention, that is, through SA resource pool # 2.
  • Steps S2910, S2920, and S2950 are the same as those of steps S2810, S2820, and S2840 of FIG. 28, and thus a detailed description thereof will be omitted.
  • the TX UE transmits a first SA (scheduling assignment) to the RX UE through the first CW period of the SA resource pool # 2 (S2930). That is, the TX UE performs the initial transmission of the SA.
  • the TX RS performs retransmission for the first SA transmission through the second CW interval of SA resource pool # 2 (S2940).
  • the second CW section is a CW section located after the first CW section.
  • the TX UE determines (1) a random backoff value for the CW interval to perform the initial transmission of the SA for the initial transmission of the SA to the RX UE, and (2) the determined random Initial transmission of the SA may be performed in a CW period corresponding to a backoff value.
  • the random backoff value may be determined with the same probability in all CWs, or may be determined with a higher probability as the CW of the previous part.
  • the TX UE compares the received energy value in the CW period with a predefined first threshold value or a second threshold value for initial SA transmission to the RX UE, and according to the comparison result, the SA It may be determined whether the initial transmission of.
  • the first threshold indicates a reference value that can be determined that the resource is empty, and the second threshold indicates a maximum amount of interference that can allow SA transmission.
  • the TX UE transmits an SA through SA resources of the CW period.
  • the TX UE may give up the initial transmission of the SA in the CW period.
  • a probability value for retransmitting an SA in a second CW interval is calculated, and (2) a retransmission of an SA in the second CW interval based on the calculated confirmation value.
  • the probability value may be determined as a value that minimizes the sum of the probability that all terminals retransmit SA and the probability that all terminals do not retransmit SA in the second C interval, or that the collision occurs for SA transmission.
  • the number can be determined by considering the number of remaining CW sections.
  • FIG. 30 is a flowchart illustrating still another example of a method of transmitting and retransmitting an SA proposed in the present specification.
  • FIG. 30 illustrates a method of selecting an SA resource pool according to a change in SA transmission and transmitting an SA through this.
  • Steps S3010, S3020, and S3060 are the same as the steps S2810, S2820, and S2840 of FIG. 28, respectively, and thus detailed descriptions thereof will be omitted.
  • the TX UE determines the SA resource pool for SA transmission according to the change of the SA transmission (S3030).
  • the change in SA transmission may mean a change from a non-competition based SA transmission scheme to a contention based SA transmission scheme or a change from a contention based SA transmission scheme to a non-competition based SA transmission scheme.
  • an SA resource SA is transmitted through pool # 2 (S3040).
  • the TX UE transmits to the first SA (scheduling assignment) 3 ⁇ 4 ⁇ RX UE through the first CW interval of SA resource pool # 2 (S3041). That is, the TX UE performs the initial transmission of the SA.
  • the TX UE retransmits the first SA transmission through the second CW interval of SA resource pool # 2 (S3042).
  • the second CW section is a CW section located after the first CW section.
  • the TX UE when it does not detect a change in SA transmission, it transmits an SA through SA resource pool # 1 (S3050).
  • the TX UE transmits D2D data to the RX UE through SA resource pool-i determined according to whether the SA transmission is changed (S3060).
  • FIG. 31 shows an example of an internal block diagram of a wireless communication device to which the methods proposed herein can be applied.
  • a wireless communication system includes a base station 3110 and a plurality of terminals 3120 located in an area of a base station 3110.
  • the base station 3110 includes a processor 3111, a memory 3112, and an RF unit 3113.
  • Processor (3111) front It implements the functions, processes and / or methods proposed in Figures 1 to 30. Layers of the wireless interface protocol may be implemented by the processor 3111.
  • the memory 3112 is connected to the processor 3111 and stores various information for driving the processor 3111.
  • the RF unit 3113 is connected to the processor 3111 to transmit and / or receive a radio signal.
  • the terminal 3120 includes a processor 3121, a memory 3122, and an RF unit 3123.
  • the processor 3121 implements the functions, processes, and / or methods proposed in FIGS. 1 to 30. Layers of the air interface protocol may be implemented by the processor 3121.
  • the memory 3122 is connected to the processor 3121 and stores various information for driving the processor 3121.
  • the RF unit 3123 is connected to the processor 3121 to transmit and / or receive a radio signal.
  • the memories 3112 and 3122 may be inside or outside the processors 3111 and 3121 and may be connected to the processors 3111 and 3121 by various well-known means.
  • the base station 3110 and / or the terminal 3120 may have one antenna or multiple antennas.
  • Embodiments according to the present invention may be implemented by various means, for example, hardware, firmware, software or combinations thereof.
  • an embodiment of the invention may include one or more application specific integrated circuits (ASICs), digital signal processors (DSPs), digital signal processing devices (DSPDs), programmable logic devices (PLDs), It can be implemented by FPGAs (ield programmable gate arrays), processors, controllers, microcontrollers, microprocessors, and the like.
  • ASICs application specific integrated circuits
  • DSPs digital signal processors
  • DSPDs digital signal processing devices
  • PLDs programmable logic devices
  • FPGAs yield programmable gate arrays
  • processors controllers, microcontrollers, microprocessors, and the like.
  • an embodiment of the present invention may be implemented in the form of a module, procedure, function, etc. that performs the functions or operations described above.
  • 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 resource allocation method in the wireless communication system of the present specification has been described with reference to an example applied to the 3GPP 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)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

본 명세서는 무선 통신 시스템에서 단말간 직접 (Device-to-Device:D2D) 통신을 수행하기 위한 방법에 있어서, 제 1 단말에 의해 수행되는 방법은 상기 D2D 통신에 사용하기 위한 자원 풀(resource pool)을 획득하는 단계; 기지국 또는 특정 단말과 D2D 동기(synchronization) 절차를 수행하는 단계; 상기 SA 자원 풀을 통해 D2D data 전송과 관련된 정보를 포함하는 SA(scheduling assignment)를 제 2 단말로 전송하는 단계; 및 상기 제 2 단말로 D2D data를 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

【명세서】
【발명의 명칭】
무선 통신 시스템에서 신호 전송을 위한 자원 결정 방법 및 이를 위한 장 치
【기술분야】
본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게 단말 간 통 신 (device to device communication)을 지원하는 무선 통신 시스템에서 신호 전송을 위한 자원 결정 방법 및 이를 지원하는 장치에 관한 것이다.
【배경기술】
이동 통신 시스템은 사용자의 활동성을 보장하면서 음성 서비스를 제공하 기 위해 개발되었다. 그러나 이동통신 시스템은 음성뿐 아니라 데이터 서비스까 지 영역을 확장하였으며, 현재에는 폭발적인 트래픽의 증가로 인하여 자원의 부 족 현상이 야기되고 사용자들이 보다 고속의 서비스에 대한 요구하므로 , 보다 발 전된 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 지원 할 수 있어야 한다. 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) 등 다양한 기술들이 연구되고 있다.
【발명의 내용】
【기술적 과제】 본 명세서는 D2D 통신에 사용하기 위한 자원을 결정하기 위한 방법을 제 공함에 목적이 있다. 또한, 본 명세서는 D2D 통신에서 SA 전송 간 층돌을 방지하기 위해 SA를 전송하기 위한 방법을 제공함에 목적이 있다.
또한, 본 명세서는 랜덤 백오프 ( random backof f ) 방식을 이용하여 SA 의 초기 전송을 수행하기 위한 방법을 제공함에 목적이 있다.
또한, 본 명세서는 확를적 방식을 이용하여 SA 재전송을 수행하기 위한 방법을 제공함에 목적이 있다.
또한, 본 명세서는 SA 확인 플래그 ( conf irmation f lag)를 이용하여 추가적인 SA 전송이 있는지 여부를 알려주기 위한 방법을 제공함에 목적이 있다. 본 명세서에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과 제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로 부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해 될 수 있을 것이다.
【기술적 해결방안】
본 명세서는 무선 통신 시스템에서 단말간 직접 (Device - to- Device : D2D) 통신을 수행하기 위한 방법에 있어서, 제 1 단말에 의해 수행되 는 방법은 상기 D2D 통신에 사용하기 위한 자원 풀 ( resource pool )을 획득하 는 단계 , 상기 자원 풀 ( resource pool )은 SA가 전송되는 자원 영역을 나타내 는 SA ( scheduling assignment ) 자원 풀 및 D2D data가 전송되는 자원 영 역을 나타내는 data 자원 풀을 포함하며; 기지국 또는 특정 단말과 D2D 동기 ( synchronization) 절차를 수행하는 단계; 상기 SA 자원 풀을 통해 D2D data 전송과 관련된 정보를 포함하는 SA ( scheduling assignment )를 제 2 단말로 전송하는 단계； 및 상기 제 2 단말로 D2D data를 전송하는 단계를 포함 하되, 상기 SA자원 풀은 비경쟁 (non-contetion) 기반으로 SA자원을 결정하 는 제 1 SA자원 풀 또는 경쟁 ( contention) 기반으로 SA 자원을 결정하는 제 2 SA 자원 풀 중 적어도 하나를 포함하며, 상기 제 2 SA 자원 풀은 하나 또는 하나 이상의 경쟁 원도우 ( Contention Window : CW) 구간들을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 명세서에서 상기 SA를 전송하는 단계는 상기 제 2 SA 자원 풀 내에서 다수의 SA들을 전송하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 명세서에서 상기 다수의 SA들을 전송하는 단계는 상기 제 2 SA 자원 풀의 제 1 CW 구간에서 SA의 초기 전송을 수행하는 단계 ; 및 상기 제 1 CW 구간 이후에 위치하는 제 2 C 구간에서 SA를 재전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 명세서에서 상기 SA의 초기 전송올 수행하는 단계는 상기 SA의 초기 전송을 수행할 CW 구간에 대웅하는 랜덤 백오프 ( random backof f ) 값을 결정하는 단계; 및 상기 결정된 랜덤 백오프 (random backof f ) 값에 해당하는 CW 구간에서 상기 SA의 초기 전송을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 „
4 한다.
또한, 본 명세서에서 상기 랜덤 백오프 ( random backof f ) 값은 상기 제 2 SA 자원 풀의 모든 CW에서 동일한 확률로 결정되거나 또는 앞 부분의 CW일수 록 점점 높은 확률로 결정되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 명세서에서 상기 SA를 재전송하는 단계는 상기 제 2 CW 구간에 서 SA를 재전송하기 위한 확를값을 계산하는 단계 ; 및 상기 계산된 확률값에 기 초하여 상기 제 2 CW 구간에서 SA를 재전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 명세서에서 상기 확률값은 상기 제 2 CW 구간에서 모든 단말들 이 SA를 재전송할 확를과 상기 제 2 CW 구간에서 모든 단말들이 SA를 재전송하 지 않을 확률의 합을 최소로하는 값으로 결정되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 명세서에서 상기 확률값은 SA 전송에 대해 층돌이 발생한 단말 들의 개수 및 남은 cw 구간의 개수를 고려하여 결정되는 것을 특징으로 한다. 또한, 본 명세서에서 상기 SA의 초기 전송 및 재전송은 상기 SA를 전송하 는 CW 구간의 이전 CW 구간들에서 관측된 SA 자원의 간섭 정보 및 /또는 상기 제 1 SA자원 풀 정보에 기초하여 수행되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 명세서에서 상기 SA의 초기 전송을 수행하는 단계는 CW 구간에 서의 수신 에너지 값과 기 정의된 제 1 임계값 또는 제 2 임계값과 비교하는 단 계; 및 상기 비교 결과에 따라, 상기 SA의 초기 전송 여부를 결정하는 단계를 포함하며 , 상기 제 1 임계값은 자원이 빈 것으로 판단할 수 있는 기준값이며 , 상기 제 2 임계값은 SA 전송을 허용할 수 있는 최대 간섭량을 나타내는 값인 것 을 특징으로 한다.
또한, 본 명세서는 상기 비교 결과, 상기 CW 구간에서의 수신 에너지 값 이 상기 제 1 임계값보다 작은 경우, 상기 CW 구간의 SA 자원을 통해 SA를 전 송하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 명세서는 상기 비교 결과, 상기 CW 구간에서의 수신 에너지 값 이 상기 제 2 임계값보다 큰 경우, 상기 CW구간에서 상기 SA의 초기 전송을 포 기하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 명세서에서 상기 제 2 단말로 전송하는 SA( scheduling assignment)는 상기 SA 전송 이후 추가적인 SA 전송이 있는지 여부를 나타내 는 SA 확인 플래그 (confirmation flag) 필드를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 명세서는 상기 특정 단말과 D2D 동기 (synchronization) 절차 를 수행하는 단계에서 , 상기 특정 단말은 D2D 단말 그룹 내 클러스터 헤더 (CH) 단말 또는 대표 단말이거나 또는 커버리지 (coverage) 경계에 위치하는 단말인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 명세서는 무선 통신 시스템에서 단말간 직접 (Device-to- Device:D2D) 통신을 수행하기 위한 단말에 있어서 무선 신호를 송수신하기 위 한 RF (Radio Frequency) 유닛 ; 및 상기 RF 유닛과 기능적으로 연결되어 있 는 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는 상기 D2D 통신에 사용하기 위한 자원 (resource pool)을 획득하고, 상기 자원 풀 (resource pool)은 SA가 전 송되는 자원 영역을 나타내는 SA(scheduling assignment) 자원 풀 및 D2D data가 전송되는 자원 영역을 나타내는 data 자원 풀을 포함하며; 기지국 또는 특정 단말과 D2D 동기 ( synchroni zation) 절차를 수행하고; 상기 SA자원 풀 을 통해 D2D data 전송과 관련된 정보를 포함하는 SA ( scheduling assignment )를 다른 단말로 전송하고; 및 상기 다른 단말로 D2D data를 전송 하도록 제어하되 , 상기 SA자원 풀은 비경쟁 ( non- contetion) 기반으로 SA자 원을 결정하는 제 1 SA 자원 풀 또는 경쟁 ( contention) 기반으로 SA 자원을 결정하는 제 2 SA 자원 풀 중 적어도 하나를 포함하며, 상기 제 2 SA 자원 풀 은 하나 또는 하나 이상의 경쟁 원도우 ( Contention Window : C ) 구간들올 포 함하는 것을 특징으로 한다 .
【유리한 효과】
본 명세서는 랜덤 백오프 ( random backof f ) 방식을 이용한 SA의 초기 전송을 통해 SA의 전송 간 발생할 수 있는 층돌을 줄일 수 있는 효과가 있다. 또한, 본 명세서는 확률적 방식을 이용하여 다수의 SA를 전송 즉, SA 재 전송을 수행함으로써, SA 전송 간 충돌이 발생하더라도 수신 단말에서 SA를 제 대로 수신하여 정확한 D2D 통신이 수행될 수 있게 할 수 .있다.
또한, 본 명세서는 SA 전송 시 SA 확인 플래그 ( conf irmation f lag)를 포함하여 전송함으로써, 수신 단말에서 추가적인 SA 전송이 있는지 여부를 정확 하게 파악할 수 있어 불필요한 모니터링 동작으로 인한 전력 소비를 줄일 수 있 는 효과가 있다.
본 명세서에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않 으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기 술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
【도면의 간단한 설명】
본 '발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는, 첨부 도면은 본 발명에 대한 실시예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술 적 특징을 설명한다.
도 1은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 무선 프레임의 구 조를 나타낸다.
도 2는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 하나의 하향링크 슬롯에 대한 자원 그리드 ( resource grid)를 예시한 도면이다.
도 3은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 하향링크 서브 프 레임의 구조를 나타낸다.
도 4는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 상향링크 서브 프 레임의 구조를 나타낸다.
도 5는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 PUCCH 포맷들이 상향링크 물리자원블톡의 PUCCH 영역에 매핑되는 형태의 일례를 나타낸다. 도 6은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 일반 CP의 경우 의 CQ工 채널의 구조를 나타낸다.
도 7은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 일반 CP의 경우 에 ACK/NACK 채널의 구조를 나타낸다.
도 8은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 하나의 슬롯 동안 5 개의 SC- FDMA심볼을 생성하여 전송하는 일례를 나타낸다. 도 9는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 컴포넌트 캐리어 및 캐리어 병합의 일례를 나타낸다.
도 10은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 크로스 캐리어 스케줄링에 따른 서브 프레임 구조의 일례를 나타낸다.
도 11은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 UL-SCH의 전송 채널 프로세싱의 일례를 나타낸다.
도 12는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 전송 채널 ( transport channel )인 상향링크 공유채널의 신호 처리 과정의 일례를 나타 낸다.
도 13은 일반적인 다중 입출력 안테나 (MIMO) 통신 시스템의 구성도이다. 도 14는 다수의 송신 안테나에서 하나의 수신 안테나로의 채널을 나타낸 도이다 .
도 15는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 하향링크 자원 블톡 쌍에 매핑된 참조 신호 패턴을 예시한다.
도 16은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 사운딩 참조 신 호 심볼을 포함한 상향링크 서브 프레임을 예시한다.
도 17은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 릴레이 노드 자 원 분할을 예시한다 .
도 18은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 D2D 통신을 개 념적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 19는 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용될 수 있는 D2D 통신의 다양 한 시나리오들의 일례를 나타낸다.
도 20은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스커버리 자원이 할당된 일례를 나타낸다.
도 21은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스커버리 과정을 간략히 예시한 도면이다.
도 22 및 도 23은 본 명세서에서 제안하는 방법들이 적용될 수 있는 D2D 자원 풀 ( resource pool ) 구성의 일 예들을 나타낸 도이다.
도 24는 본 명세서에서 제안하는 방법들이 적용될 수 있는 무선 통신 시 스템의 일 예를 나타낸 개략도이다.
도 25는 본 명세서에서 제안하는 방법들이 적용될 수 있는 SA 자원 풀 ( resource pool ) 및 SA 전송 방법의 일 예를 나타낸 도이다.
도 26은 본 명세서에서 제안하는 확률적 방식을 이용한 SA 재전송 방법에 서 특정 cw 구간에서 SA 재전송 확률 값의 일 예를 나타낸 그래프이다.
도 27은 본 명세서에서 제안하는 SA 재전송 방법의 일 예를 나타낸 도이 다. .
도 28 내지 도 30은 본 명세서에서 제안하는 SA 전송 및 SA 재전송 방법 의 일 예들을 나타낸 순서도이다.
도 31은 본 명세서에서 제안하는 방법들이 적용될 수 있는 무선 통신 장 치의 내부 블록도의 일 예를 나타낸다.
【발명의 실시를 위한 형태】
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세 1 하게 설명한다 . 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예 시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다. 이하의 상세한 설명은 본 발명의 완전 한 이해를 제공하기 위해서 구체적 세부사항을 포함한다. 그러나, 당업자는 본 발명이 이러한 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 형식 으로 도시될 수 있다.
본 명세서에서 기지국은 단말과 직접적으로 통신을 수행하는 네트워크의 종단 노드 (terminal node)로서의 의미를 갖는다. 본 문서에서 기지국에 의해 수행되는 것으로 설명된 특정 동작은 경우에 따라서는 기지국의 상위 노드 (upper node)에 의해 수행될 수도 있다. 즉, 기지국을 포함하는 다수의 네트 워크 노드들 (network nodes)로 이루어지는 네트워크에서 단말과의 통신을 위 해 수행되는 다양한 동작들은 기지국 또는 기지국 이외의 다른 네트워크 노드들 에 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 의 해 대체될 수 있다. 또한, '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) , T (Wireless terminal) , MTC (Machine -Type Communication) 장치, M2M (Machine- to-Machine) 장 치 , D2D (Device -to-Device) 장치 등의 용어로 대체될 수 있다.
이하에서, 하향링크 (DL: downlink)는 기지국에서 단말로의 통신을 의미 하며 , 상향링크 (UL: uplink)는 단말에서 기지국으로의 통신을 의미한다. 하향 링크에서 송신기는 기지국의 일부이고, 수신기는 단말의 일부일 수 있다. 상향 링크에서 송신기는 단말의 일부이고, 수신기는 기지국의 일부일 수 있다.
이하의 설명에서 사용되는 특정 용어들은 본 발명의 이해를 돕기 위해서 제공된 것이며, 이러한 특정 용어의 사용은 본 발명의 기술적 사상올 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경될 수 있다.
이하의 기술은 CDMA (code division multiple access) , FDMA ( frequency division multiple access) , TDMA (time division multiple access) , O FDMA (orthogonal frequency division multiple access) , SC- FDMA (single carrier frequency division multiple access) , NOMA (non- orthogonal multiple access) 등과 같은 다양한 무 선 접속 시스템에 이용될 수 있다 . CDMA는 UTRA (universal terrestrial radio access)나 CDMA200ᄋ과 같은 무선 기술 (radio technology)로 구현 될 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 기술로 구현될 수 있다. UTRA는 UMTS (universal mobile telecommunications system)의 일부이다. 3GPP ( 3rd generation partnership proj ect ) LTE ( long term evolution)은 E— UTRA를 사용하는 E-UMTS ( evolved UMTS ) 의 일부로써 , 하향링크에서 OFDMA를 채용하고 상향링크에서 SC- FDMA를 채용한 다. 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 실시예들 중 본 발명의 기술적 사상을명확히 드러내기 위해 설명하지 않은 단계 들 또는 부분들은 상기 문서들에 의해 뒷받침될 수 있다. 또한, 본 문서에서 개 시하고 있는 모든 용어들은 상기 표준 문서에 의해 설명될 수 있다.
설명을 명확하게 하기 위해 , 3GPP LTE/LTE-A를 위주로 기술하지만 본 발명의 기술적 특징이 이에 제한되는 것은 아니다. 시스템 일반
도 1은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 무선 프레임의 구 조를 나타낸다.
3GPP LTE/LTE— A에서는 FDD ( Frequency Division Duplex)에 적용 가능한 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 시간 영역 ( time domain)에서 2개의 슬롯 ( slot )으로 구성된다. 하나의 서브프 레임을 전송하는 더 1 걸리는 시간을 TTI ( transmission time interval )이라 한다. 예를 들어, 하나의 서브 프레임은 길이는 lms이고, 하나의 슬롯의 길이는 0 . 5ms일 수 있다.
하나의 슬롯은 시간 영역에서 복수의 OFDM (orthogonal frequency division multiplexing) 심볼을 포함하고, 주파수 영역에서 다수의 자원블 톡 (RB : Resource Block)을 포함한다. . 3GPP LTE는 하향링크에서 OFDMA를 사용하므로 OFDM 심볼은 하나의 심볼 구간 ( symbol period)을 표현하기 위한 것이다. OFDM 심볼은 하나의 SC- FDMA 심볼 또는 심볼 구간이라고 할 수 있다. 자원 블록 ( resource block)은 자원 할당 단위이고, 하나의 슬롯에서 복수의 연속적인 부 반송파 ( subcarrier)를 포함한다 .
도 1의 (b)는 타입 2 프레임 구조 ( frame structure type 2 )를 나타 낸다. 타입 2 무선 프레임은 2개의 하프 프레임 (half f rame )으로 구성되며 , 각 하프 프레임은 5개의 서브프레임과 DwPTS (Downlink Pilot Time Slot ) , 보호구간 (GP : Guard Period) , UpPTS (Uplink Pilot Time Slot )로 구성 되며, 이 중 1개의 서브프레임은 2개의 슬롯으로 구성된다. DwPTS는 단말에서 의 초기 셀 탐색, 동기화 또는 채널 추정에 사용된다. UpPTS는 기지국에서의 채널 추정과 단말의 상향링크 전송 동기를 맞추는 데 사용된다. 보호구간은 상향 링크와 하향링크 사이에 하향링크 신호의 다중경로 지연으로 인해 상향링크에서 생기는 간섭을 제거하기 위한 구¾이다.
TDD 시스템의 타입 2 프레임 구조에서 상향링크-하향링크 구성 (uplink- downlink configuration)은 모든 서브프레임에 대하여 상향링크와 하향링크 가 할당 (또는 예약)되는지 나타내는 규칙이다. 표 1은 상향링크-하향링크 구성 을 나타낸다.
【표 1】
Figure imgf000016_0001
표 1을 참조하면 , 무선 프레임의 각 서브프레임 별로, 'D'는 하향링크 전송을 위한 서브프레임을 나타내고, ·υ'는 상향링크 전송을 위한 서브프레임을 나타내며, 'S'는 DwPTS, GP, UpPTS 3가지의 필드로 구성되는 스페셜 서브프 레임 (special subframe)을 나타낸다. 상향링크―하향링크 구성은 7가지로 구 분될 수 있으며, 각 구성 별로 하향링크 서브프레임, 스페셜 서브프레임, 상향 링크 서브프레임의 위치 및 /또는 개수가 다르다.
하향링크에서 상향링크로 변경되는 시점 또는 상향링크에서 하향링크로 전 환되는 시점을 전환 시점 (switching point)이라 한다. 전환 시점의 주기성 (Switch-point periodicity)은 상향링크 서브프레임과 하향링크 서브프레임 이 전환되는 양상이 동일하게 반복되는 주기를 의미하며, 5ms 또는 10ms가 모 두 지원된다. 5ms 하향링크-상향링크 전환 시점의 주기를 가지는 경우에는 스페 셜 서브프레임 ( S )은 하프-프레임 마다 존재하고, 5ms 하향링크-상향링크 전환 시점의 주기를 가지는 경우에는 첫번째 하프 -프레임에만 존재한다.
모든 구성에 있어서, 0번, 5번 서브프레임 및 DwPTS는 하향링크 전송만 을 위한 구간이다. UpPTS 및 서브프레임 서브프레임에 바로 이어지는 서브프레 임은 항상 상향링크 전송을 위한 구간이다.
이러한, 상향링크-하향링크 구성은 시스템 정보로써 기지국과 단말이 모 두 알고 있을 수 있다. 기지국은 상향링크-하향링크 구성 정보가 바뀔 때마다 구성 정보의 인덱스만을 전송함으로써 무선 프레임의 상향링크-하향링크 할당상 태의 변경을 단말에 알려줄 수 있다. 또한, 구성 정보는 일종의 하향링크 제어 정보로서 다른 스케줄링 정보와 마찬가지로 PDCCH ( Physical Downlink Control Channel )를 통해 전송될 수 있으며 , 방송 정보로서 브로드캐스트 채 널 (broadcast channel )을 통해 샐 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 심볼의 수는 다양하게 변경될 수 있다.
도 2는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 하나의 하향링크 슬롯에 대한 자원 그리드 ( resource grid)를 예시한 도면이다.
도 2를 참조하면 , 하나의 하향링크 슬롯은 시간 영역에서 복수의 OFDM 심 볼을 포함한다. 여기서, 하나의 하향링크 슬롯은 7개의 OFDM 심볼을 포함하고, 하나의 자원 블록은 주파수 영역에서 12개의 부 반송파를 포함하는 것을 예시적 으로 기술하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
자원 그리드 상에서 각 요소 ( element )를 자원 요소 ( resource element ) 하고, 하나의 자원 블톡 (RB : resource block)은 12 7 개의 자원 요소를 포함한다. 하향링크 슬롯에 포함되는 자원 블톡들의 수 NDI^ 하향링크 전송 대 역폭 (bandwidth)에 종속한다 .
상향링크 슬롯의 구조는 하향링크 슬롯의 구조와 동일할 수 있다.
도 3은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 하향링크 서브 프 레임의 구조를 나타낸다.
도 3을 참조하면, 서브 프레임내의 첫번째 슬롯에서 앞의 최대 3개의 OFDM 심볼들이 제어 채널들이 할당되는 제어 영역 ( control region)이고, 나 머지 OFDM 심볼들은 PDSCH ( Physical Downlink Shared Channel )이 할당 되는 데이터 영역 (data region)이다. 3GPP LTE에서 사용되는 하향링크 제어 채널의 일례로 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 내에 제어 채널들의 전송을 위하여 사용되는 OFDM 심볼들의 수 (즉, 제어 영역의 크기 )에 관한 정보를 나른다 . PHICH는 상향 링크에 대한 응답 채널이고, HARQ (Hybrid Automatic Repeat Request )에 대한
ACK (Acknowledgement ) /NACK (Not -Acknowledgement ) 신호를 나른다. PDCCH를 통해 전송되는 제어 정보를 하향링크 제어정보 (DCI : downlink control information)라고 한다. 하향링크 제어정보는 상향링크 자원 할당 정보, 하향링크 자원 할당 정보 또는 임의의 단말 그룹에 대한 상향링크 전송 (Tx) 파워 제어 명령을 포함한다.
PDCCH는 DL- SCH (Downlink Shared Channel )의 자원 할당 및 전송 포 맷 (이를 하향링크 그랜트라고도 한다.〉 , UL-SCH (Uplink Shared Channel ) 의 자원 할당 정보 (이를 상향링크 그랜트라고도 한다. ) , PCH ( Paging Channel )에서의 페이징 (paging) 정보, DL- SCH에서의 시스템 정보, PDSCH에 서 전송되는 랜덤 액세스 웅답 ( random access response )과 같은 상위 레이 어 (upper- layer) 제어 메시지에 대한 자원 할당, 임의의 단말 그룹 내 개별 단말들에 대한 전송 파워 제어 명령들의 집합, VoIP (Voice over IP)의 활성 화 등을 나를 수 있다. 복수의 PDCCH들은 제어 영역 내에서 전송될 수 있으며, 단말은 복수의 PDCCH들을 모니터링할 수 있다. PDCCH는 하나 또는 복수의 연 속적인 CCE ( control channel elements )의 집합으로 구성된다. CCE는 무선 채널의 상태에 따른 부호화율 ( coding rate )을 PDCCH에 제공하기 위하여 사용 되는 논리적 할당 단위이다. CCE는 복수의 자원 요소 그룹 ( resource element group)들에 대응된다. PDCCH의 포맷 및 사용 가능한 PDCCH의 비트 수는 CCE들의 수와 CCE들에 의해 제공되는 부호화율 간의 연관 관계에 따라 결 정된다. '
기지국은 단말에게 전송하려는 DCI에 따라 PDCCH 포맷을 결정하고, 제어 정보에 CRC ( Cyclic Redundancy Check)를 붙인다. CRC에는 PDCCH의 소유 자 (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 마 스킹될 수 있다. 또는 페이징 메시지를 위한 PDCCH라면 페이징 지시 식별자, 예를 들어 P— RNTI( Paging -RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다. 시스템 정보, 더욱 구체적으로 시스템 정보 블톡 (SIB: system information block) # 위 한 PDCCH라면 시스템 정보 식별자, SI-RNTI (system information RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다. 단말의 랜덤 액세스 프리앰블의 전송에 대한 웅답인 랜덤 액세스 응답을 지시하기 위하여 , RA-RNTI (random access -RNTI ) f CRC에 마스킹될 수 있다.
PDCCH (Physical Downlink Control Channel) 이하에서, PDCCH에 대해 좀 더 구체적으로 살펴보기로 한다.
PDCCH를 통해 전송되는 제어정보를 하향링크 제어정보 (DCI: Downlink Control Indicator) )-JL 한다. PDCCH은 DCI 포 에 따라서 저】어 정보의 크 기 및 용도가 다르며 또한 부호화율에 따라 크기가 달라질 수 있다.
표 2는 DCI 포맷에 따른 DCI를 나타낸다.
【표 2】
DCI Objectives
format
0 Scheduling of PUSCH
1 Scheduling of one PDSCH codeword
1A Compact scheduling of one PDSCH codeword
IB Closed- loop single -rank transmission
1C Paging, RACH response and dynamic BCCH
ID MU-MIMO
2 Scheduling of rank -ada ted closed-loop spatial 1
Figure imgf000021_0001
표 2를 참조하면, DCI 포맷으로는 PUSCH 스케즐링을 위한 포맷 0 , 하나 의 PDSCH 코드워드의 스케줄링을 위한 포맷 1 , 하나의 PDSCH 코드워드의 간단 한 (compact ) 스케줄링을 위한 포맷 1A, DL- SCH의 매우 간단한 스케줄링을 위 한 포맷 1C , 폐루프 ( Closed- loop) 공간 다중화 ( spatial multiplexing) 모드에서 PDSCH 스케줄링을 위한 포맷 2 , 개루프 ( Openloop) 공간 다중화 모 드에서 PDSCH 스케줄링을 위한 포맷 2A, 상향링크 채널을 위한 TPC (Transmission Power Control ) 명령의 전송을 위한 포맷 3 및 3A, 다 중 안테나 포트 전송 모드 ( transmission mode )에서 하나의 상향링크 셀 내 PUSCH 스케줄링을 위한 포맷 4가 있다 .
DCI 포맷 1A는 단말에 어떤 전송 모드가 설정되어도 PDSCH 스케즐링을 위해 사용될 수 있다.
이러한, DCI 포맷은 단말 별로 독립적으로 적용될 수 있으며, 하나의 서 브프레임 안에 여러 단말의 PDCCH가 동시에 다중화 (multiplexing)될 수 있다. PDCCH는 하나 또는 몇몇 연속적인 CCE ( control channel elements )의 집합 (aggregation)으로 구성된다. CCE는 무선채널의 상태에 따른 부호화율을 PDCCH에게 제공하기 위해 사용되는 논리적 할당 단위이다. CCE는 4개의 자원 요소로 구성된 REG의 9개의 세트에 대응하는 단위를 말한다. 기지국은 하나의 PDCCH 신호를 구성하기 위해 {1, 2, 4, 8} 개의 CCE들을 사용할 수 있으며, 이때의 {1, 2, 4, 8}은 CCE 집합 레벨 (aggregation level)이라고 부른다. 특정 PDCCH의 전송을 위해 사용되는 CCE의 개수는 채널 상태에서 따라 기지국에 의하여 결정된다 . 각 단말에 따라 구성된 PDCCH는 CCE 대 RE 맵핑 규 칙 (CCE-to-RE mapping rule)에 의하여 각 서브프레임의 제어 채널 영역으로 인터리빙 (interleaving)되어 맵핑된다. PDCCH의 위치는 각 서브프레임의 제 어채널을 위한 OFDM 심볼 개수, PHICH 그룹 개수 그리고 송신안테나 및 주파수 천이 등에 따라 달라질 수 있다.
상술한 바와 같이, 다중화된 각 단말의 PDCCH에 독립적으로 채널 코딩이 수행되고 CRC (Cyclic Redundancy Check)가 적용된다 . 각 단말의 고유의 식 별자 (UE ID)를 CRC에 마스킹 (masking)하여 단말이 자신의 PDCCH를 수신할 수 있도톡 한다. 하지만, 서브프레임 내에서 할당된 제어 영역에서 기지국은 단 말에게 해당하는 PDCCH가 어디에 있는지에 관한 정보를 제공하지 않는다. 단말 은 기지국으로부터 전송된 제어채널을 수신하기 위해서 자신의 PDCCH가 어느 위 치에서 어떤 CCE 집합 레벨이나 DCI 포맷으로 전송되는지 알 수 없으므로, 단 말은 서브프레임 내에서 PDCCH 후보 (candidate)들의 집합을 모니터링하여 자 신의 PDCCH를 찾는다. 이를 블라인드 디코딩 (BD: Blind Decoding)이라 한다. 블라인드 디코딩은 블라인드 탐색 (Blind Detection) 또는 블라인드 서 치 (Blind Search)라고 불릴 수 있다 . 블라인드 디코딩은 단말이 CRC 부분에 자신의 단말 식별자 (UE ID)를 디 마스킹 (De-Masking) 시킨 후, CRC 오류를 검토하여 해당 PDCCH가 자신의 제어 채널인지 여부를 확인하는 방법을 말한다. 이하, DCI 포맷 0를 통해 전송되는 정보를 설명한다.
DCI 포떳 0는 하나의 상향링크 셀에서의 PUSCH를 스케줄링하기 위해 사 용된다.
표 3은 DCI 포맷 0에서 전송되는 정보를 나타낸다.
【표 3]
Figure imgf000023_0001
표 3을 참조하면, DCI 포맷 0를 통해 전송되는 정보는 다음과 같다.
1) 캐리어 지시자 (Carrier indicator) - 0 또는 3 비트로 구성된다.
2) DCI 포맷 0와 포맷 1A를 구분하기 위한 플래그 - 1 비트로 구성되며, 0 값은 DCI 포맷 0를 지시하고 , 1 값은 DCI 포맷 1A를 지시한다 .
3) 주파수 도약 (hopping) 플래그 - 1 비트로 구성된다. 이 필드는 필요 한 경우 해당 자원 할당의 최상위 비트 (MSB: Most Significant bit)를 다 중 클러스터 (multi-cluster) 할당을 위해 사용될 수 있다.
4) 자원 블톡 할당 (Resource block assignment)과 도약 (hopping) log2(A^L(N^+l)/2)
자원 할당 비트로 구성된다. 여기서 , 단일 클러스터 (single— cluster allocation) 할당에서
PUSCH 도약의 경우, 의 값을 획득하기 위해 NUL_hop 개의 최상위 H ᄐ
(MSB)들이 사용된다. ' - 」 비트는 상향링크 서브프레임 내에 첫번째 슬롯의 자원 할당올 제공한다. 또한, 단일 클러스터 할당에서
log2(^(^B L+l)/2)
PUSCH 도약이 없는 경우, 비트가 상향링크 서브프레임 내 에 자원 할당을 제공한다. 또한, 다중 클러스터 할당 (multi-cluster allocation)에서 PUSCH 도약이 없는 경우, 주파수 도약 플래그 필드 및 자원 블톡 할당과 도약 자원 할당 필드의 연결 (concatenation)로부터 자원 할당 정 보가 얻어지고
Figure imgf000024_0001
비트가 상향링크 서브프레임 내에 자원 할당 을 제공한다. 이때, P 값은 하향링크 자원 블록의 수에 의해 정해진다.
5) 변조 및 코딩 기법 (MCS: Modulation and coding scheme) - 5 비트로 구성된다.
6) 새로운 데이터 지시자 (New data indicator) - 1 비트로 구성된다.
7) PUSCH를 위한 TPC (Transmit Power Control) 커맨드 - 2 비트로 구성된다.
8) DMRS (demodulation reference signal)을 위한 순환 쉬프트 (CS: cyclic shift)와 직교 커버 코드 (OC/ᄋ CC: orthogonal cover / or t hogona 1 cover code)의 인덱스 - 3 '비트로 구성된다.
상향링크 인덱스 - 2 비트로 구성된다. 이 필드는 상향링크-하향링크 구성 0 에 따른 TDD 동작에만 존재한다.
10) 하향링크 할당 인덱스 (DAI: Downlink Assignment Index) - 2 비트로 구성된다. 이 필드는 상향링크-하향링크 구성 (uplink -downlink configuration) 1— 6 에 따른 TDD 동작에만 존재한다.
11) 채널 상태 정보 (CSI: Channel State Information) 요청 ― 1 또는 2 비트로 구성된다. 여기서, 2 비트 필드는 하나 이상의 하향링크 셀이 설 정된 단말에 단말 특정 (UE specific)하게 해당 DCI > C-RNTI (Cell-RNTI) 에 의해 매핑된 경우에만 적용된다.
12) 사운딩 참조 신호 (SRS: Sounding Reference Signal) 요청 ― 0 또는 1 비트로 구성된다. 여기서, 이 필드는 스케줄링하는 PUSCH가 단말 특정 (UE specific)하게 C-RNTI에 의해 매핑되는 된 경우에만 존재한다.
13) 자원 할당 타입 (Resource allocation type) - 1 비트로 구성된 다. 、
DCI 포맷 0 내에 정보 비트의 수가 DCI 포맷 1A의 페이로드 크기 (추가된 패딩 비트 포함)보다 작은 경우, DCI 포맷 0에 DCI 포맷 1A의 페이로드 크기 가 같아지도록 0이 추가된다. 도 4는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 상향링크 서브 프 레임의 구조를 나타낸다.
도 4를 참조하면, 상향링크 서브 프레임은 주파수 영역에서 제어 영역과 데이터 영역으로 나눌 수 있다. 제어 영역에는 상향링크 제어 정보를 나르는 PUCCH (Physical Uplink Control Channel) °] 할당된다. 데이터 영역은 > 용자 데이터를 나르는 PUSCH (Physical Uplink Shared Channel)이 할당된 다. 단일 반송파 특성을 유지하기 위해 하나의 단말은 PUCCH와 PUSCH을 동시에 전송하지 않는다.
하나의 단말에 대한 PUCCH에는 서브 프레임 내에 자원 블록 (RB: Resource Block) 쌍이 할당된다. RB 쌍에 속하는 RB들은 2개의 슬롯들의 각 각에서 서로 다른 부 반송파를 차지한다 . 이를 PUCCH에 할당된 RB 쌍은 슬롯 경계 (slot boundary)에서 주파수 도약 (frequency hopping)된다고 한다. 물리상향링크제어채널 (PTJCCH)
PUCCH를 통하여 전송되는 상향링크 제어 정보 (UCI)는, 스케줄링 요청 (SR: Scheduling Request) , HARQ ACK/NACK 정보 및 하향링크 채널 측정 정보를 포함할 수 있다.
HARQ ACK/NACK 정보는 PDSCH 상의 하향링크 데이터 패킷의 디코딩 성 공 여부에 따라 생성될 수 있다. 기존의 무선 통신 시스템에서, 하향링크 단일 코드워드 (codeword) 전송에 대해서는 ACK/NACK 정보로서 1 비트가 전송되고, 하향링크 2 코드워드 전송에 대해서는 ACK/NACK 정보로서 2 비트가 전송된다. 채널 측정 정보는 다중입출력 (MIMO: Multiple Input Multiple Output) 기법과 관련된 피드백 정보를 지칭하며, 채널품질지시자 (CQI: Channel Quality Indicator) , 프리코딩매트릭스인덱스 (ΡΜΙ : Precoding Matrix Index) 및 탱크 지시자 (RI: Rank Indicator)를 포함할 수 있다. 아들 채널 측정 정보를 통칭하여 CQI 라고 표현할 수도 있다.
CQI 의 전송을 위하여 서브프레임 당 20 비트가사용될 수 있다.
PUCCH는 BPSK (Binary Phase Shift Keying)과 QPSK (Quadrature Phase Shift Keying) 기법을 사용하여 변조될 수 있다. PUCCH를 통하여 복 수개의 단말의 제어 정보가 전송될 수 있고, 각 단말들의 신호를 구별하기 위하 여 코드분할다중화 (CDM: Code Division Multiplexing)을 수행하는 경우에 길이 12 의 CAZAC (Constant Amplitude Zero Autocorrelation) 시퀀스 를 주로 사용한다. CAZAC 시퀀스는 시간 영역 (time domain) 및 주파수 영역 (frequency domain)에서 일정한 크기 (amplitude)를 유지하는 특성을 가지 므로 단말의 PAPR( Peak -to -Average Power Ratio) 또는 CM (Cubic Metric)을 낮추어 커버리지를 증가시키기에 적합한 성질을 가진다. 또한, PUCCH를 통해 전송되는 하향링크 데이터 전송에 대한 ACK/NACK 정보는 직교 시 스 (orthgonal 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 시퀀스는 기본 시¾스 (base sequence)를 특정 CS 양 (cyclic shift amount ) 만큼 순환 시프트 시켜 생성할 수 있다 . 특정 CS 양은 순환 시프트 인텍스 (CS index)에 의해 지 시된다. 채널의 지연 확산 (delay spread)에 따라 사용 가능한 순환 시프트의 수는 달라질 수 있다. 다양한 종류의 시퀀스가 기본 시퀀스로 사용될 수 있으며 , 전술한 CAZAC 시퀀스는 그 일례이다 .
또한, 단말이 하나의 서브프레임에서 전송할 수 있는 제어 정보의 양은 제 어 정보의 전송에 이용가능한 SC-FDMA 심볼의 개수 (즉, PUCCH 의 코히어런트 ( coherent ) 검출올 위한 참조신호 (RS ) 전송에 이용되는 SC- FDMA심볼을 제외 한 SC- FDMA심볼들)에 따라 결정될 수 있다.
3GPP LTE 시스템에서 PUCCH 는, 전송되는 제어 정보, 변조 기법, 제어 정보의 양 등에 따라 총 7 가지 상이한 포맷으로 정의되며 , 각각의 PUCCH 포맷 에 따라서 전송되는 상향링크 제어 정보 (UCI : uplink control information)의 속성은 다음의 표 4와 같이 요약할 수 있다.
【표 4】
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PUCCH 포맷 1은 SR의 단독 전송에 사용된다. SR 단독 전송의 경우에는 변조되지 않은 파형이 적용되며, 이에 대해서는 후술하여 자세하게 설명한다.
PUCCH 포맷 la 또는 lb는 HARQ ACK/NACK의 전송에 사용된다. 임의의 서브프레임에서 HARQ ACK/NACK이 단독으로 전송되는 경우에는 PUCCH 포맷 la 또는 lb를 사용할 수 있다. 또는, PUCCH 포맷 la 또는 lb를 사용하여 HARQ ACK/NACK 및 SR이 동일 서브프레임에서 전송될 수도 있다.
PUCCH 포맷 2는 CQ工의 전송에 사용되고, PUCCH 포맷 2a 또는 2b는 CQI 및 HARQ ACK/NACK의 전송에 사용된다.
확장된 CP 의 경우에는 PUCCH 포맷 2가 CQI 및 HARQ ACK/NACK 의 전 송에 사용될 수도 있다.
도 5는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 PUCCH 포맷들이 상향링크 물리자원블록의 PUCCH 영역에 매핑되는 형태의 일례를 나타낸다. 도 5에서 N ^는 상향링크에서의 자원블록의 개수를 나타내고, 0, 1 BL—；]_는 물리자원블록의 번호를 의미한다. 기본적으로, PUCCH는 상향링크 주 파수 블톡의 양쪽 끝단 (edge)에 매핑된다. 도 5에서 도시하는 바와 같이 , τη=0,1로 표시되는 PUCCH 영역에 PUCCH 포맷 2/2a/2b 가 매핑되며, 이는 PUCCH 포맷 2/2a/2b가 대역 -끝단 (bandedge )에 위치한 자원블톡들에 매핑되 는 것으로 표현할 수 있다. 또한, m=2 로 표시되는 PUCCH 영역에 PUCCH 포맷 2/2a/2b 및 PUCCH 포맷 l/la/lb 가 함께 (mixed) 매핑될 수 있다. 다음으로, m=3,4,5 로 표시되는 PUCCH 영역에 PUCCH 포맷 l/la/lb 가 매핑될 수 있다.
PUCCH 포맷 2/2a/2b 에 의해 사용가능한 PUCCH RB들의 개수 ( wS)는 브로드 캐스팅 시그널링에 의해서 셀 내의 단말들에게 지시될 수 있다.
PUCCH 포맷 2/2a/2b에 대하여 설명한다 . PUCCH 포맷 2/2a/2b는 채널 측정 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 기지국 에 의하여 제어될 수 있다. 시간 영역에서 주기적 및 비주기적 CQI 보고가 지원 될 수 있다. PUCCH 포맷 2 는 주기적 보고에만 사용되고, 비주기적 보고를 위 해서는 PUSCH가사용될 수 있다 . 비주기적 보고의 경우에 기지국은 단말에게 상 향링크 데이터 전송을 위하여 스케줄링된 자원에 개별 CQI 보고를 실어서 전송 할 것을 지시할 수 있다.
도 6은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 일반 CP의 경우 의 CQI 채널의 구조를 나타낸다.
하나의 슬롯의 SC-FDMA 심볼 0 내지 6 중에서, SC-FDMA 심볼 1 및 5 (2 번째 및 6 번째 심불)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 . 시뭔스의 순환 시 프트 (CS)는 심볼 및 슬롯 간에 변경된다. DMRS에 대해서 직교 커버링이 사용된 다.
하나의 슬롯에 포함되는 7 개의 SC— FDMA 심볼 중 3개의 SC-FDMA 심볼 간격만큼 떨어진 2개의 SC-FDMA심볼에는 참조신호 (DMRS)가 실리고, 나머지 5 개의 SC-FDMA 심볼에는 CQI 정보가 실린다. 한 술롯 안에 두 개의 RS가 사용 된 것은 고속 단말을 지원하기 위해서이다. 또한, 각 단말은 순환 시프트 (CS) 시¾스를 사용하여 구분된다. CQI 정보 심볼들은 SC-FDMA 심볼 전체에 변조되 어 전달되고, SC-FDMA 심불은 하나의 시퀀스로 구성되어 있다. 즉, 단말은 각 시뭔스로 CQ工를 변조해서 전송한다 .
하나의 TTI에 전송할 수 있는 심볼 수는 10개이고, CQI 정보의 변조는 QPSK까지 정해져 있다. SC- FDMA 심볼에 대해 QPSK 매핑을 사용하는 경우 2비 트의 CQI 값이 실릴 수 있으므로, 한 슬롯에 10비트의 CQI 값을 실을 수 있다. 따라서, 한 서브프레임에 최대 20비트의 CQI 값을 실을 수 있다. CQI 정보를 주파수 영역에서 확산시키기 위해 주파수 영역 확산 부호를 사용한다.
주파수 영역 확산 부호로는 길이 - 12 의 CAZAC 시퀀스 (예를 들어 , ZC 시 퀀스)를 사용할 수 있다. 각 제어채널은 서로 다른 순환 시프트 ( cyclic shif t ) 값을 갖는 CAZAC 시퀀스를 적용하여 구분될 수 있다 . 주파수 영역 확산된 CQI 정보에 IFFT가 수행된다.
12 개의 동등한 간격을 가진 순환 시프트에 의해서 12 개의 상이한 단말 들이 등일한 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 시퀀 스는 주파수 영역 상의 CQI 신호 시뭔스와 유사하지만 CQI 정보와 같은 변조가 적용되지는 않는다.
단말은 PUCCH 자원 인덱스 , "PUCCH , "PUCCH )로 지시되는 PUCCH 자원 상에서 주기적으로 상이한 CQI , PMI 및 RI 타입을 보고하도록 상위 계층 시그 널링에 의하여 반-정적으로 ( semi- statically) 설정될 수 있다. 여기서 ,
PUCCH 자원 인덱스 ( " H ) 는 PUCCH 포맷 2 /2a/2b 전송에 사용되는 PUCCH 영역 및 사용될 순환 시프트 ( CS ) 값을 지시하는 정보이다. PUCCH 채널 구조
PUCCH 포맷 la 및 lb에 대하여 설명한다.
PUCCH 포맷 la/lb에 있어서 BPSK 또는 QPSK 변조 방식을 이용하여 변 조된 심볼은 길이 12 의 CAZAC 시뭔스로 승산 (multiply)된다. 예를 들어 , 변 조 심볼 d(0)에 길이 N 의 CAZAC 시퀀스 r(n) (n=0, 1, 2, ... , N-l) 가 승산된 결과는 y(0) , y(l) , y(2) , y(N-l) 이 된다. y(0) , ... , y(N-l) 심볼들을 심볼 블록 (block of symbol)이라고 칭할 수 있다. 변조 심 볼에 CAZAC 시퀀스를 승산한 후에 , 직교 시퀀스를 이용한 블록 -단위 (block- wise)확산이 적용된다.
일반 ACK/NACK 정보에 대해서는 길이 4의 하다마드 (Hadamard) 시뭔스 가 사용되고, 짧은 (shortened) ACK/NACK 정보 및 참조신호 (Reference Signal)에 대해서는 길이 3의 DFT (Discrete Fourier Transform) 시 스 가사용된다.
확장된 CP의 경우의 참조신호에 대해서는 길이 2의 하다마드 시퀀스가 사 용된다.
도 7은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 일반 CP의 경우 에 ACK/NACK 채널의 구조를 나타낸다.
도 7에서는 CQI 없이 HARQ ACK/NACK 전송을 위한 PUCCH 채널 구조를 예시적으로 나타낸다.
하나의 슬롯에 포함되는 7 개의 SC-FDMA 심볼 중 중간 부분의 3개의 연 속되는 SC-FDMA심볼에는 참조신호 (RS)가 실리고, 나머지 4 개의 SC-FDMA심 볼에는 ACK/NACK신호가 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 있 으며 이와 연관된 ACK/NACK 신호에 사용되는 심볼의 개수 및 위치도 그에 따라 변경될 수 있다ᅳ
1 비트 및 2 비트의 확인응답 정보 (스크램블링되지 않은 상태)는 각각 BPSK 및 QPSK 변조 기법을 사용하여 하나의 HARQ ACK/NACK 변조 심볼로 표현 될 수 있다. 긍정확인응답 (ACK)은 ' 1 ' 로 인코딩될 수 있고, 부정확인웅답 (NACK)은 ' 0 '으로 인코딩될 수 있다.
할당되는 대역 내에서 제어신호를 전송할 때, 다중화 용량을 높이기 위해 2 차원 확산이 적용된다. 즉, 다중화할 수 있는단말 수 또는 제어 채널의 수를 높이기 위해 주파수 영역 확산과 시간 영역 확산을 동시에 적용한다.
ACK/NACK 신호를 주파수 영역에서 확산시키기 위해 주파수 영역 시뭔스 를 기본 시뭔스로 사용한다 . 주파수 영역 시 ¾스로는 CAZAC 시퀀스 중 하나인 Zadof f - Chu ( ZC) 시뭔스를 사용할 수 있다. 예를 들어 , 기본 시퀀스인 ZC 시 퀀스에 서로 다른 순환 시프트 ( CS : Cyclic Shift )가 적용됨으로써 , 서로 다 른 단말 또는 서로 다른 제어 채널의 다중화가 적용될 수 있다. HARQ ACK/NACK 전송을 위한 PUCCH RB 들을 위한 SC- FDMA 심볼에서 지원되는 CS
PUCCH
자원의 개수는 셀 -특정 상위 -계층 시그널링 파라미터 < Δ« )에 의해 설정된다. 주파수 영역 확산된 ACK/NACK 신호는 직교 확산 ( spreading) 코드를 사 용하여 시간 영역에서 확산된다. 직교 확산 코드로는 월시-하다마드 (Walsh- Hadamard) 시뭔스 또는 DFT 시뭔스가 사용될 수 있다. 예를 들어 , ACK/NACK 신호는 4 심볼에 대해 길이 4의 직교 시퀀스 (wO , wl , w2 , w3 )를 이용하여 확 산될 수 있다. 또한, RS도 길이 3 또는 길이 2의 직교 시뭔스를 통해 확산시킨 다. 이를 직교 커버링 (OC : Orthogonal Covering)이라 한다.
전술한 바와 같은 주파수 영역에서의 CS 자원 및 시간 영역에서의 OC 자 원을 이용해서 다수의 단말들이 코드분할다중화 ( CDM : Code Division Multiplexing) 방식으로 다중화될 수 있다. 즉, 동일한 PUCCH RB 상에서 많 은 개수의 단말들의 ACK/NACK 정보 및 RS 가 다중화될 수 있다.
이와 같은 시간 영역 확산 CDM 에 대해서, ACK/NACK 정보에 대해서 지 원되는 확산 코드들의 개수는 RS 심볼들의 개수에 의해서 제한된다. 즉, RS 전 송 SC- FDMA 심볼들의 개수는 ACK/NACK 정보 전송 SC- FDMA 심불들의 개수보 다 적기 때문에 , 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 전송 될 수 있는데, ACK/NACK 정보를 위하여 4 개가 아닌 3개의 직교 확산 코드가 사용되며, 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 위 해서 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 확인응답이 하나의 PUCCH RB 내에서 다중화될 수 있다. 만약, 확장된 CP 의 서브프레임에서 하나의 슬롯에서 2 개의 심볼이 RS 전송을 위해서 사용되고 4 개의 심볼이 ACK/NACK 정보 전송을 위해서 사용되는 경우에 , 예를 들어 , 주파 수 영역에서 6 개의 순환시프트 ( CS ) 및 시간 영역에서 2 개의 직교커버 (OC) 자 원을 사용할 수 있다면, 총 12 개의 상이한 단말로부터의 HARQ 확인웅답이 하 나의 PUCCH RB 내에서 다중화될 수 있다.
다음으로, PUCCH 포맷 1에 대하여 설명한다. 스케줄링 요청 ( SR)은 단말 이 스케즐링되기를 요청하거나 또는 요청하지 않는 방식으로 전송된다. SR 채널 은 PUCCH 포맷 la/ lb 에서의 ACK/NACK 채널 구조를 재사용하고, ACK/NACK 채널 설계에 기초하여 OOK (On-Of f Keying) 방식으로 구성된다. SR 채널에서 는 참조신호가 전송되지 않는다. 따라서, 일반 CP 의 경우에는 길이 7 의 시퀀 스가 이용되고, 확장된 CP 의 경우에는 길이 6 의 시뭔스가 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 전송올 위해서는 단말은 ACK/NACK용으로 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 있다. 블록 확산 기법은, 기존의 PUCCH 포맷 1 계열 또는 2 계열과는 달리, 제 어 신호 전송을 SC-FDMA 방식을 이용하여 변조하는 방식이다. 도 8에서 나타내 는 바와 같이 , 심볼 시퀀스가 OCC (Orthogonal Cover Code )를 이용하여 시 간 영역 (domain) 상에서 확산되어 전송될 수 있다. OCC를 이용함으로써 동일 한 RB 상에 복수개의 단말들의 제어 신호들이 다중화될 수 있다. 전술한 PUCCH 포맷 2의 경우에는 하나의 심볼 시뭔스가 시간 영역에 걸쳐서 전송되고 CAZAC 시퀀스의 CS ( cyclic shif t )를 이용하여 복수개의 단말들의 제어 신호들이 다 중화되는 반면, 블록 확산 기반 PUCCH 포맷 (예를 들어 , PUCCH포맷 3 )의 경우 에는 하나의 심볼 시퀀스가 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 술롯 동안에 하나의 심볼 시퀀스에 길이 =5 (또는 SF=5 )의 OCC* 이용하여 5 개의 SC- FDMA 심볼 (즉, 데이터 부분)을 생성하여 전송하는 예시를 나타낸다. 이 경우, 1 슬롯 동안 2 개의 RS 심볼이 사용될 수 있다. 도 8의 예시에서 , RS 심볼은 특정 순환 시프트 값이 적용된 CAZAC 시뭔 스로부터 생성될 수 있으며, 복수개의 RS 심볼에 걸쳐 소정의 OCC가 적용된 (또는 곱해진) 형태로 전송될 수 있다. 또한, 도 8의 예시에서 각각의 OFDM 심 볼 (또는 SC- FDMA 심볼) 별로 12 개의 변조 심볼이 사용되고, 각각의 변조 심 볼은 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 48비트가 된다. 이와 같이 블록 확산 방식의 PUCCH 채널 구조를 사용하는 경우 기존의 PUCCH 포맷 1계열 및 2 계열에 비하여 확장된 크기의 제 어 정보의 전송이 가능해진다. 캐리어 병합 일반
본 발명의 실시예들에서 고려하는 통신 환경은 멀티 캐리어 (Multi- carrier) 지원 환경올 모두 포함한다. 즉, 본 발명에서 사용되는 멀티 캐리어 시스템 또는 캐리어 병합 (CA: Carrier Aggregation) 시스템이라 함은 광대 역을 지원하기 위해서, 목표로 하는 광대역을 구성할 때 목표 대역보다 작은 대 역폭 (bandwidth)을 가지는 1개 이상의 컴포넌트 캐리어 (CC: Component Carrier) # 병합 (aggregation)하여 사용하는 시스템을 말한다 .
본 발명에서 멀티 캐리어는 캐리어의 병합 (또는, 반송파 집성 )을 의미하 며 , 이때 캐리어의 병합은 인접한 (contiguous) 캐리어 간의 병합뿐 아니라 비 인접한 (non-contiguous) 캐리어 간의 병합을 모두 의미한다. 또한, 하향링크 와 상향링크 간에 집성되는 컴포넌트 캐리어들의 수는 다르게 설정될 수 있다. 하향링크 컴포넌트 캐리어 (이하, 'DL CC'라 한다. ) 수와 상향링크 컴포년트 캐리어 (이하, 'UL CC'라 한다. ) 수가 동일한 경우를 대칭적 (symmetric) 집 성이라고 하고, 그 수가 다른 경우를 비대칭적 (asymmetric) 집성이라고 한다. 이와 같은 캐리어 병합은 반송파 집성 , 대역폭 집성 (bandwidth aggregation) , 스펙트럼 집성 (spectrum aggregation) 등과 같은 용어와 흔용되어 사용될 수 있다.
두 개 이상의 컴포넌트 캐리어가 결합되어 구성되는 캐리어 병합은 LTE-A 시스템에서는 100MHZ 대역폭까지 지원하는 것을 목표로 한다. 목표 대역보다 작은 대역폭을 가지는 1개 이상의 캐리어를 결합할 때, 결합하는 캐리어의 대역 폭은 기존 IMT 시스템과의 호환성 (backward compatibility) 유지를 위해서 기존 시스템에서 사용하는 대역폭으로 제한할 수 있다. 예를 들어서 기존의 3GPP LTE 시스템에서는 { 1 . 4 , 3 , 5 , 10 , 15 , 20 }MHz 대역폭을 지원하며, 3GPP LTE- advanced 시스템 (즉, LTE-A)에서는 기존 시스템과의 호환을 위해 상기의 대역폭들만을 이용하여 20MHz보다 큰 대역폭을 지원하도록 할 수 있다. 또한, 본 발명에서 사용되는 캐리어 병합 시스템은 기존 시스템에서 사용하는 대 역폭과 상관없이 새로운 대역폭을 정의하여 캐리어 병합을 지원하도록 할 수도 있다.
LTE-A 시스템은 무선 자원올 관리하기 위해 셀 ( cell )의 개념을 사용한다. 상술한 캐리어 병합 환경은 다중 샐 (multiple cells ) 환경으로 일컬을 수 있다. 셀은 하향링크 자원 (DL CC)과 상향링크 자원 (UL CC) 한 쌍의 조합으 로 정의되나, 상향링크 자원은 필수 요소는 아니다. 따라서 , 셀은 하향링크 자 원 단독, 또는 하향링크 자원과 상향링크 자원으로 구성될 수 있다. 특정 단말 이 단 하나의 설정된 서빙 샐 ( conf igured serving cell )을 가지는 경우 1개 의 DL CC와 1개의 UL CC를 가질 수 있으나, 특정 단말이 2개 이상의 설정된 서빙 샐을 가지는 경우에는 샐의 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 다수의 설정된 서빙 샐을 가지는 경우 DL CC의 수보다 UL CC가 더 많은 캐리어 병합 환경도 지원될 수 있다. 즉, 캐리어 병합 ( carrier aggregation)은 각 각 캐리어 주파수 (셀의 중심 주파수)가 서로 다른 둘 이상의 셀들의 병합으로 이해될 수 있다. 여기서, 말하는 '샐 ( Cell ) '은 일반적으로 사용되는 기지국이 커버하는 영역으로서의 '셀，과는 구분되어야 한다.
LTE-A 시스템에서 사용되는 셀은 프라이머리 셀 ( PCell : Primary Cell ) 및 세컨더리 샐 ( SCell : Secondary Cell )을 포함한다. P샐과 S셀은 서빙 샐 (Serving Cell )로 사용될 수 있다. RRCᅳ CONNECTED 상태에 있지만 캐리어 병합이 설정되지 않았거나 캐리어 병합을 지원하지 않는 단말의 경우, P샐로만 구성된 서빙 셀미 단 하나 존재한다. 반면, RRCᅳ CONNECTED 상태에 있고 캐리 어 병합이 설정된 단말의 경우 하나 이상의 서빙 셀이 존재할 수 있으며, 전체 서빙 셀에는 P셀과 하나 이상의 S셀이 포함된다.
서빙 셀 ( P셀과 S셀)은 RRC 파라미터를 통해 설정될 수 있다. PhysCellld는 셀와 물리 계층 식별자로 0부터 503까지의 정수값을 가진다. SCelllndex는 S셀을 식별하기 위하여 사용되는 간략한 ( short ) 식별자로 1부 터 7까지의 정수값을 가진다. ServCelllndex는 서빙 셀 ( P셀 또는 S셀 )을 식 별하기 위하여 사용되는 간략한 ( short ) 식별자로 0부터 7까지의 정수값을 가진 다. 0값은 P셀에 적용되며, SCelllndex는 S셀에 적용하기 위하여 미리 부여 된다. 즉, ServCelllndex에서 가장 작은 셀 ID (또는 셀 인덱스)을 가지는 샐이 P셀이 된다.
P셀은 프라이머리 주파수 (또는, primary CC) 상에서 동작하는 셀을 의 미한다. 단말이 초기 연결 설정 ( initial connection establishment) 과정 을 수행하거나 연결 재 -설정 과정을 수행하는데 사용될 수 있으며, 핸드오버 과 정에서 지시된 셀을 지칭할 수도 있다. 또한, P셀은 캐리어 병합 환경에서 설정 된 서빙 셀 중 제어관련 통신의 중심이 되는 셀을 의미한다. 즉, 단말은 자신의 p셀에서만 PUCCH를 할당 받아 전송할 수 있으며, 시스템 정보를 획득하거나 모 니터링 절차를 변경하는데 P셀만을 이용할 수 있다. E—UTRAN ( Evolved Universal Terrestrial Radio Access )은 캐리어 병합 환경을 지원하는 단 말에게 이동성 제어 정보 (tnobilityControlInfo)를 포함하는 상위 계층의 RRC 연결 재설정 (RRCConnectionReconf igutaion) 메入 1지를 이용하여 렌드 오버 절차를 위해 P셀만을 변경할 수도 있다.
S셀은 세컨더리 주파수 (또는, Secondary CC) 상에서 동작하는 셀을 의 미할 수 있다. 특정 단말에 P셀은 하나만 할당되며, S셀은 하나 이상 할당될 수 있다. S셀은 RRC 연결이 설정이 이루어진 이후에 구성 가능하고 추가적인 무선 자원을 제공하는데 사용될 수 있다. 캐리어 병합 환경에서 설정된 서빙 셀 중에 서 P셀을 제외한 나머지 샐들, 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 변경 은 관련된 S셀의 해제 및 추가에 의하여 제어될 수 있으며, 이 때 상위 계층의 RRC 연결 재설정 (RRCConnectionReconf igutaion) 메시지를 이용할 수 있 다, E-UTRAN은 관련된 S셀 안에서 브로드캐스트하기 보다는 단말 별로 상이한 파라미터를 가지는 특정 시그널링 (dedicated signaling) 할 수 있다.
초기 보안 활성화 과정이 시작된 이후에, E-UTRAN은 연결 설정 과정에서 초기에 구성되는 P셀에 부가하여 하나 이상의 s셀을 포함하는 네트워크를―구성 할 수 있다. 캐리어 병합 환경에서 P셀 및 s셀은 각각의 컴포넌트 캐리어로서 동작할 수 있다. 이하의 실시 예에서는 프라이머리 컴포넌트 캐리어 ( PCC)는 P 셀과 동일한 의미로 사용될 수 있으며 , 세컨더리 컴포넌트 캐리어 ( SCC)는 S셀 과 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. 컴포넌 트 캐리어에는 DL CC와 UL CC가 있다. 하나의 컴포넌트 캐리어는 20MHZ의 주 파수 범위를 가질 수 있다.
도 9b는 LTE_A 시스템에서 사용되는 캐리어 병합 구조를 나타낸다. 도 9b의 경우에 20MHZ의 주파수 크기를 갖는 3 개의 컴포넌트 캐리어가 결합된 경 우를 나타낸다. DL CC와 UL CC가 각각 3 개씩 있으나, DL CC와 UL CC의 개 수에 제한이 있는 것은 아니다. 캐리어 병합의 경우 단말은 3개의 CC를 동시에 모니터링할 수 있고, 하향링크 신호 /데이터를 수신할 수 있고 상향링크 신호 /데 이터를 송신할 수 있다.
만약, 특정 샐에서 N개의 DL CC가 관리되는 경우에는, 네트워크는 단말 에 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 , 이 러한 경우 UE는 L 개의 DL CC는 반드시 모니터링해야 한다. 이러한 방식은 상 향링크 전송에도 똑같이 적용될 수 있다.
하향링크 자원의 반송파 주파수 (또는 DL CC)와 상향링크 자원의 반송파 주파수 (또는, UL CC) 사이의 링키지 ( linkage )는 RRC 메시지와 같은 상위계층 메시지나 시스템 정보에 의해 지시될 수 있다. 예를 들어 , SIB2 ( System Information Block Type2 )에 의해서 정의되는 링키지에 의해서 DL 자원과 UL 자원의 조합이 구성될 수 있다. 구체적으로, 링키지는 UL 그랜트를 나르는 PDCCH가 전송되는 DL CC와 상기 UL 그랜트를 사용하는 UL CC간의 맵핑 관계 를 의미할 수 있으며 , HARQ를 위한 데이터가 전송되는 DL CC (또는 UL CC)와 HARQ ACK/NACK신호가 전송되는 UL CC (또는 DL CC)간의 맵핑 관계를 의미할 수도 있다. 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 크로스 캐리어 스케줄링 ( Cross Carrier Scheduling) 방법의 두 가지가 있다. 크로스 캐리어 스케줄링은 크로스 컴포넌트 캐리어 스케줄링 ( Cross Component Carrier Scheduling) 또는 크로스 셀 스케줄링 ( Cross Cell Scheduling) 으로 일컬을 수 있다.
크로스 캐리어 스케줄링은 PDCCH (DL Grant )와 PDSCH가 각각 다른 DL CC로 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 전송되는 것을 의미한다.
크로스 캐리어 스케즐링 여부는 단말 특정 ( UE- specif ic )하게 활성화 또 는 비활성화될 수 있으며 , 상위계층 시그널링 (예를 들어 , RRC signal ing)을 통해서 반정적 ( semi - static )으로 각 단말 별로 알려질 수 있다.
크로스 캐리어 스케줄링이 활성화된 경우, PDCCH에 해당 PDCCH가 지시 하는 PDSCH/ PUSCH가 어느 DL/UL CC를 통해서 전송되는지를 알려주는 캐리어 지시자 필드 ( CIF : Carrier Indicator Field) 7\ 필요하다. 예를 들어 , PDCCH는 PDSCH 자원 또는 PUSCH 자원을 CIF* 이용하여 다수의 컴포넌트 캐 리어들 중 하나에 할당할 수 있다. 즉, DL CC 상에서의 PDCCH가 다중 집성된 DL/UL CC중 하나에 PDSCH 또는 PUSCH자원을 할당하는 경우 CIF가 설정된다 . 이 경우, LTE-A Release - 8의 DCI 포맷은 CIF에 따라 확장될 수 있다. 이때 설정된 CIF는 3bit 필드로 고정되거나, 설정된 CIF의 위치는 DCI 포맷 크기와 무관하게 고정될 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 할당하거나 단일 링크된 UL CC 상에서의 PUSCH 자원을 할당하는 경우에는 CIF 가 설정되지 않는다. 이 경우, LTE-A Release - 8과 동일한 PDCCH 구조 (동일 코딩 및 동일한 CCE 기반의 자원 매핑 )와 DCI 포맷이 사용될 수 있다.
크로스 캐리어 스케줄링이 가능할 때, 단말은 CC별 전송 모드 및 /또는 대 역폭에 따라 모니터링 CC의 제어영역에서 복수의 DCI에 대한 PDCCH를 모니터링 하는 것이 필요하다. 따라서, 이를 지원할 수 있는 검색 공간의 구성과 PDCCH 모니터링이 필요하다.
캐리어 병합 시스템에서, 단말 DL CC 집합은 단말이 PDSCH를 수신하도록 스케줄링된 DL CC의 집합을 나타내고, 단말 UL CC 집합은 단말이 PUSCH를 전 송하도톡 스케줄링된 UL CC의 집합을 나타낸다. 또한, PDCCH 모니터링 집합 (monitoring set )은 PDCCH 모니터링을 수행하는 적어도 하나의 DL CC의 집 합을 나타낸다. PDCCH 모니터링 집합은 단말 DL CC 집합과 같거나, 단말 DL CC 집합의 부집합 ( subset )일 수 있다. PDCCH 모니터링 집합은 단말 DL CC 집합내의 DL CC들 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 또는 PDCCH 모니터 링 집합은 단말 DL CC 집합에 상관없이 별개로 정의될 수 있다. PDCCH 모니터 링 집합에 포함되는 DL CC는 링크된 UL CC에 대한 자기-스케줄링 ( self - scheduling)은 항상 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 PDCCH모 니터링 집합에 대한 별도의 시그널링과 같은 지시가 필요하지 않다. 그러나, 크 로스 캐리어 스케줄링이 활성화된 경우에는 PDCCH 모니터링 집합이 단말 DL CC 집합 내에서 정의되는 것이 바람직하다. 즉, 단말에 대하여 PDSCH 또는 PUSCH 를 스케줄링하기 위하여 기지국은 PDCCH 모니터링 집합만을 통해 PDCCH를 전송 한다. 도 10은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 크로스 캐리어 스케줄링에 따른 서브 프레임 구조의 일례를 나타낸다.
도 10을 참조하면, LTE-A 단말을 위한 DL 서브프레임은 3개의 DL CC가 결합되어 있으며, DL CC ' A '는 PDCCH 모니터링 DL CC로 설정된 경우를 나타 낸다. CIF가 사용되지 않는 경우, 각 DL CC는 CIF 없이 자신의 PDSCH를 스케 줄링하는 PDCCH를 전송할 수 있다. 반면, CIF가상위 계층 시그널링을 통해 사 용되는 경우, 단 하나의 DL CC 만이 CIF를 이용하여 자신의 PDSCH 또는 다른 CC의 PDSCH를 스케줄링하는 PDCCH를 전송할 수 있다. 이때, PDCCH 모니 터링 DL CC로 설정되지 않은 DL CC ' B ' 와 C '는 PDCCH를 전송하지 않는다. 일반적인 ACK/NACK 멀티플렉싱 방법
단말이 eNB로부터 수신되는 다수의 데이터 유닛들에 해당하는 다수의 ACK/NACK들을 동시에 전송해야 하는 상황에서, ACK/NACK 신호의 단일-주파수 특성을 유지하고, ACK/NACK 전송 전력을 줄이기 위해, PUCCH 자원 선택에 기 초한 ACK/NACK 다중화 방법이 고려될 수 있다.
ACK/NACK 다중화와 함께, 다수의 데이터 유닛들에 대한 ACK/NACK 웅답 들의 콘텐츠들은 실제 ACK/NACK 전송에 사용되는 PUCCH 자원과 QPSK 변조 심 볼들의 자원의 결합에 의해 식별된다.
예를 들어, 만일 하나의 PUCCH 자원이 4 비트를 전송하고 4개의 데이터 유닛들이 최대 전송될 수 있는 경우, ACK/NACK 결과는 아래 표 5와 같이 eNB 에서 식별될 수 있다. 【표 5】
Figure imgf000046_0001
상기 표 5에서 HA Q-ACK(i)는 i번째 데이터 유닛 (data unit)에 대한 ACK/ ACK 결과를 나타낸다 . 상기 표 5에서 DTX (DTX (Discontinuous Transmission)는 해당되는 HARQ— ACK(i)을 위해 전송될 데이터 유닛이 없거 나 단말이 HARQ-ACK(i)에 대응하는 데이터 유닛을 검출하지 못함을 의미한다. 상기 표 (1) (1)
5에 의하면 , 최대 4개의 PUCCH 자원 ( n PUCCH.O ' "PUCCH
(1)
nPUCCH,2 ' and n PUCCH,3 ) 이 있고, b(0) , b(l)은 선택된 PUCCH을 이용하여 전 송되는 2개의 비트이다.
예를 들어, 단말이 4개의 데이터 유닛들을 모두 성공적으로 수신하면, 단 말은 n^c u을 이용하여 2 비트 (1,1)을 전송한다 .
단말이 첫번째 및 세번째 데이터 유닛에서 디코딩에 실패하고, 두번째 및 네번째 데이터 유닛에서 디코딩에 성공하면, 단말은 "^CCH.3을 이용하여 비트 (1,0)을 전송한다.
ACK/NACK 채널 선택에서, 적어도 하나의 ACK이 있으면, NACK과 DTX는 짝지워진다 (couple) . 이는 예약된 (reserved) PUCCH 자원과 QPSK 심벌의 조 합으로는 모든 ACK/NACK 상태를 나타낼 수 없기 때문이다. 하지만, ACK이 없 으면 , DTX는 NACK과 분리된다 (decouple) .
이 경우, 한 개의 명확한 NACK에 해당하는 데이터 유닛에 링크된 PUCCH 자원은 다수의 ACK/NACK들의 신호를 전송하기 위해 또한 예약될 수 있다. 반지속적 스케줄링 (Semi-Persistent Scheduling)을 위한 PDCCH 확 인 (validation)
반지속적 스케줄링 (SPS: Semi -Persistent Scheduling)은 특정 단말 에게 자원을 특정 시구간 동안 지속적으로 유지되도록 할당하는 스케줄링 방식이 다.
VoIP (Voice over Internet Protocol)와 같이 특정 入 1간 동안 일정 량의 데이터가 전송되는 경우에는 자원할당을 위해 매 데이터 전송 구간 마다 제 어정보를 전송할 필요가 없기 때문에 SPS 방식을 사용하여 제어정보의 낭비를 즐일 수 있다. 소위 반지속적 스케줄링 ( SPS : Semi - Persistent Scheduling) 방법에서는 단말에게 자원이 할당될 수 있는 시간 자원 영역을 우선 할당한다. 이때, 반지속적 할당 방법에서는 특정 단말에게 할당되는 시간 자원 영역 이 주기성을 갖도록 설정할 수 있다. 그 다음, 필요에 따라 주파수 자원 영역을 할당함으로써 시간-주파수 자원의 할당을 완성한다. 이렇게 주파수 자원 영역을 할당하는 것을 소위 활성화 (Activation)라고 지칭할 수 있다. 반지속적 할당 방법을 사용하면, 한 번의 시그널링에 의해 일정 기간 동안 자원 할당이 유지되 기 때문에 반복적으로 자원할당을 할 필요가 없어 시그널링 오버헤드를 줄일 수 있다.
그 후, 상기 단말에 대한 자원할당이 필요 없어지게 되면 주파수 자원 할 당을 해제하기 위한 시그널링을 기지국에서 단말로 전송할 수 있다. 이렇게 주파 수 자원 영역의 할당을 해제 ( release )하는 것을 비활성화 (Deactivation)라 고 지칭할 수 있다.
현재 LTE에서는 상향링크 및 /또는 하향링크에 대한 SPS를 위해 우선 RRC (Radio Resource Control ) 시그널링을 통해 어느 서브프레임들에서 SPS 송 신 /수신을 해야 하는지를 단말에게 알려준다. 즉, RRC 시그널링을 통해 SPS를 위해 할당되는 시간-주파수 자원 중 시간 자원을 우선 지정해준다. 사용될 수 있는 서브프레임을 알려주기 위해, 예컨대 서브프레임의 주기와 오프셋을 알려줄 수 있다. 그러나, 단말은 RRC 시그널링을 통해서는 시간 자원 영역만 할당 받기 때문에, RRC 시그널링을 받았다고 하더라도 바로 SPS에 의한 송수신을 수행하 지는 않으며, 필요에 따라 주파수 자원 영역을 할당함으로써 시간-주파수 자원 의 할당을 완성한다. 이렇게 주파수 자원 영역을 할당하는 것을 활성화 (Activation)라고 지칭할 수 있으며 , 주파수 자원 영역의 할당을 해제 (release)하는 것을 비활성화 (Deactivation)라고 지칭할 수 있다.
따라서, 단말은 활성화를 지시하는 PDCCH를 수신한 뒤에, 그 수신된 PDCCH에 포함된 RB 할당 정보에 따라 주파수 자원을 할당하고 MCS (Modulation and Coding Scheme) 정보에 따른 변조 (Modulation) 및 부 호율 (Code Rate)을 적용하여 , 상기 RRC 시그널링을 통해 할당 받은 서브프레 임 주기와 오프셋에 따라 송수신을 수행하기 시작한다.
그 다음, 단말은 기지국으로부터 비활성화를 알리는 PDCCH를 수신하면 송 수신을 중단한다. 만일 송수신을 중단한 이후에 활성화 또는 재활성화를 지시하 는 PDCCH를 수신하면 그 PDCCH에서 지정한 RB 할당, MCS 등을 사용하여 RRC 시그널링으로 할당 받은 서브프레임 주기와 오프셋을 가지고 다시 송수신을 재개 한다. 즉, 시간 자원의 할당은 RRC 시그널링을 통해 수행되지만, 실제 신호의 송수신은 SPS의 활성화 및 재활성화를 지시하는 PDCCH를 수신한 후에 수행될 수 있으며 , 신호 송수신의 중단은 SPS의 비활성화를 지시하는 PDCCH를 수신한 후에 이루어진다.
단말은 다음과 같은 조건이 모두 만족하는 경우에 SPS 지시를 포함하는 PDCCH를 확인할 수 있다. 첫째로 PDCCH 페이로드를 위해 추가된 CRC 패리티 비트가 SPS C-RNT工로 스크램블되어야 하고, 둘째로 새로운 데이터 지시자 (NDI: New Data Indicator) 필드가 0으로 셋팅되어야 한다. 여기서 , DCI 포맷 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 셋팅 되면 확인이 완료된다. 이러한 확인이 완료되면, 단말은 수신한 DCI 정보를 유 효한 SPS 활성화 또는 비활성화 (또는 해제 )임을 인식한다. 반면 , 확인이 완료 되지 않으면, 단말은 수신한 DCI 포맷에 비매칭 ( non— matching) CRC가 포함 된 것으로 인식한다.
표 6은 SPS 활성화를 지시하는 PDCCH 확인을 위한 필드를 나타낸다.
【표 6】
Figure imgf000050_0001
나타낸다.
【표 7】
DCI format
DCI format 1A 0
TPC command for scheduled PUSCH set to 、 00 ' N/A Cyclic shift DM RS set to N/A
、000'
Modulation and coding scheme and set to N/A
redundancy version 'lllll'
Resource block assignment and Set to all N/A hop ing resource allocation 、1, s
HARQ process number N/A FDD: set to
、ᄋ 00' TDD: set to x0000'
Modulation and coding scheme N/A set to λ 11111'
Redundancy version N/A set to 、 00'
Resource block assignment N/A Set to all 'l's
DCI 포맷이 SPS 하향링크 스케줄링 활성화를 지시히 -는 경우, PUCCH 필 드를 위한 TPC 명령 값은 상위 계층에 의해 설정된 4개의 PUCCH 자원 값을 나 타내는 인텍스로 사용될 수 있다.
PUCCH piggybacking in Rel-8 LTE 도 11은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 UL-SCH의 전송 채널 프로세싱의 일례를 나타낸다.
3GPP LTE 시스템 (=E-UTRA, Rel. 8)에서는 UL의 경우, 단말기의 파워 앰프의 효율적인 활용을 위하여, 파워 앰프의 성능에 영향을 미치는 PAPR (Peak- to- Average Power Ratio) 특성이나 CM (Cubic Metric) 특성 이 좋은 single carrier 전송을 유지하도록 되어 있다. 즉, 기존 LTE 시스템 의 PUSCH 전송의 경우, 전송하고자 하는 데이터를 DFT— precoding을 통해 single carrier 특성을 유지하고, PUCCH 전송의 경우는 single carrier 특성을 가지고 있는 sequence에 정보를 실어 전송함으로써 single carrier 특성을 유지할 수 있다. 그러나 DFT-precoding을 한 데이터를 주파수축으로 비연속적으로 할당하거나 PUSCH와 PUCCH가 동시에 전송하게 되는 경우에는 이 러한 single carrier 특성이 깨지게 된다. 따라서, 도 11과 같이 PUCCH 전 송과 동일한 subframe에 PUSCH 전송이 있을 경우, single carrier 특성을 유지하기 위해 PUCCH로 전송할 UCI (uplink control information)정보를 PUSCH를 통해 데이터와 함께 전송 ( Piggyback)하도록 되어 있다.
앞서 설명했듯이 기존의 LTE 단말은 PUCCH와 PUSCH가 동시에 전송될 수 없기 때문에 PUSCH7]" 전송되는 subframe에서는 Uplink Control Information (UCI ) ( CQI/PMI , HARQ -ACK, R工등)를 PUSCH 영역에 multiplexing하는 방법을 사용한다.
일례로, PUSCH를 전송하도록 allocation 된 subframe에서 Channel Quality Indicator ( CQI ) and/or Precoding Matrix Indicator ( PMI )를 전송해야 할 경우 UL- SCH data와 CQI/PMI를 D FT- spreading 이전에 multiplexing하여 control 정보와 data를 함께 전송할 수 있다. 이 경우 UL-SCH data는 CQI/PMI resource를 고려하여 rate -matching을 수행하게 된다. 또한 HARQ ACK, RI등의 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 나타 낸다.
이하, 상향링크 공유채널 (이하, "UL-SCH"라 한다. )의 신호 처리 과정은 하나 이상의 전송 채널 또는 제어정보 타입에 적용될 수 있다. 도 12를 참조하면 , UL-SCH은 전송 시간 구간 (TTI: transmission time interval)마다 한번씩 데이터를 전송 블록 (TB: Transport Block)의 형태로 부호화 유닛 (conding unit)에 전달된다.
상위 계층으로부터 전달 받은 전송 불록의 비트 "。，^， ，^，…，^니에 CRC 패리티 비트 (parity bit) ， 2，/^···，；^— i를 부착한다 (S120) . 이때 , A는 전송 블록의 크기이며 , L은 패리티 비트의 개수다. CRC가 부착된 입력 비트는 ^，^， ，^，…，^니과 같다. 이때, B는 CRC를 포함한 전송 블록의 비트 수를 나 타낸다.
bQ,b ,b2,b^,...,bB_x 는 TB 크기에 따라 여러 개의 코드 블록 (CB: code block)으로 분할 (segmentation)되고, 분할된 여러 개의 CB들에 CRC가 부착 된다 (S121) . 코드 블톡 분할 및 CRC 부착 후 비트는 cr0'CH'^2' 3""'cr( :r— 0과 같다. 여기서 r은 코드 블록의 번호 (r=0,...,C-l)이고, _Kr은 코드 블록 r에 따 른 비트 수이다. 또한, C는 코드 블록의 총 개수를 나타낸다.
이어 , 채널 부호화 (channel coding)가 수행된다 (S122) . 채널 부호화
άί·) d{i) d(i) d(i) d(') 、
후의 출력 비트는 。' 1 ' 2 ' 3''"'^ -')과 같다. 이때, i는 부호화된 스트림 인덱스이며, 0, 1 또는 2 값을 가질 수 있다. ^은 코드 블특 r을 위한 i번째 부호화된 스트림의 비트 수를 나타낸다. r은 코드 블록 번호 (r=0,„.,C-l)이고,
C는 코드 블록의 총 개수를 나타낸다. 각 코드 블록은 각각 터보 코딩에 의하여 부호화될 수 있다.
이어 , 레이트 매칭 (Rate Matching)이 수행된다 (S123) . 레이트 매칭을 거친 이후의 비트는 "0， 1， 2' 3，'"， ^( —1)과 같다. 이때, r은 코드 블록의 번 호이고 (r=0,...,C-l) , C는 코드 블톡의 총 개수를 나타낸다. Er은 r번째 코드 블록의 레이트 매칭된 비트의 개수를 나타낸다.
이어 , 다시 코드 블록들 간의 결합 (concatenation)이 수행된다 (S124) . 코드 블톡의 결합이 수행된 후의 비트는 /ο'/ι'/2'/3"··'Λ;-ι과 같다. 이때, G는 전송을 위한 부호화된 비트의 총 개수를 나타내며 , 제어정보가 UL-SCH 전송과 다중화될 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 각각의 제어정보는 서로 다른 코딩 레이트 (coding rate)를 가진다.
TDD(Time Division Duplex)에서 ACK/NACK 피드백 (feedback) 모드 는 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 위 해 ACK/NACK 정보 비트는 1비트에서 4비트 사이로 구성된다 .
S134 단계에서 코드 블록 간 결합 단계 이후에 , UL— SCH 데이터의 부호 화된 비트 ,
Figure imgf000054_0001
, ,"-, 와 CQI/PMI의 부호화된 비트 ,q\,q ,… ,qNL.QCQi—\ 다중화가 수행된다 (S125) . 데이터와 CQI/PMI의 다중 화된 결과는 ^0，^1，^2，^3，'"，^/ '— 1과 같다ᅳ 이때 , ： , ( / = 0,...,/Γ-1 )는 iQ^N^ 길이를 가지는 컬럼 ( column) 백터를 나타낸다. H = 몌 &、 이고, ^ = /(^ 0>)이다. ^은 UL - SCH 전송 블록이 매핑된 레이어의 개수를 나타 내고, H는 전송 블톡이 매핑된 NL 개 전송 레이어에 UL - SCH 데이터와 CQI/PMI 정보를 위해 할당된 부호화된 총 비트의 개수를 나타낸다.
이어, 다중화된 데이터와 CQI/PMI , 별도로 채널 부호화된 RI , ACK/NACK은 채널 인터리빙되어 출력 신호가 생성된다 ( S129 ) .
MIMO (Mul ti - Input Multi -Output)
MIMO 기술은 지금까지 일반적으로 한 개의 송신안테나와 한 개의 수신안 테나를 사용했던 것에서 탈피하여 , 다중 송신 (Tx) 안테나와 다중 수신 (Rx) 안 테나를 사용한다. 다시 말해서, MIMO 기술은 무선 통신 시스템의 송신단 또는 수신단에서 다중 입출력 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 개 의 안테나를 통해 수신한 복수의 데이터 조각을 수집하여 완전한 데이터를 완성 시킨다. 결과적으로, 다중 입출력 안테나 기술은 특정 시스템 범위 내에서 데이 터 전송율을 증가시킬 수 있으며, 또한 특정 데이터 전송율을 통해 시스템 범위 를 증가시킬 수 있다.
차세대 이동통신은 기존 이동통신에 비해 훨씬 높은 데이터 전송를올 요구 하므로 효율적인 다중 입출력 안테나 기술이 반드시 필요할 것으로 예상된다. 이 와 같은 상황에서 MIMO 통신 기술은 이동통신 단말과 중계기 등에 폭넓게 사용 할 수 있는 차세대 이동통신 기술이며, 데이터 통신 확대 등으로 인해 한계 상황 에 따라 다른 이동통신의 전송량 한계를 극복할 수 있는 기술로서 관심을 모으고 있다.
한편, 현재 연구되고 있는 다양한 전송효율 향상 기술 중 다중 입출력 안 테나 (MIMO) 기술은 추가적인 주파수 할당이나 전력증가 없이도 통신 용량 및 송 수신 성능을 획기적으로 향상시킬 수 있는 방법으로서 현재 가장 큰 주목을 받고 있다.
도 13은 일반적인 다중 입출력 안테나 (MIM이 통신 시스템의 구성도이다. 도 13을 참조하면, 송신 안테나의 수를 Ντ개로, 수신 안테나의 수를 NR개 로 동시에 늘리게 되면, 송신기나 수신기에서만 다수의 안테나를 사용하게 되는 경우와 달리 안테나 수에 비례하여 이론적인 채널 전송 용량이 증가하므로 , 전송 레이트 ( transfer rate )를 향상시키고, 주파수 효율을 획기적으로 향상시킬 수 있다. 이 경우, 채널 전송 용량의 증가에 따른 전송 레이트는 하나의 안테나를 이용하는 경우의 최대 전송 레이트 (R 에 다음과 같은 레이트 증가율 (Ri)이 곱 해진 만큼으로 이론적으로 증가할 수 있다.
【수 1】
Rt = mm(NT , NR )
즉, 예를 들어, 4개의 송신 안테나와 4개의 수신 안테나를 이용하는 MIMO 통신 시스템에서는 단일 안테나 시스템에 비해 이론상 4배의 전송 레이트 를 획득할 수 있다.
이와 같은 다중 입출력 안테나의 기술은 다양한 채널 경로를 통과한 심볼 들을 이용하여 전송 신뢰도를 높이는 공간 다이버시티 ( spatial diversity) 방식과, 다수의 송신 안테나를 이용하여 다수의 데이터 심볼을 동시에 송신하여 전송률을 향상시키는 공간 멀티플렉싱 ( spatial multiplexing) 방식으로 나 눌 수 있다. 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 계열과, 다 이버시티 이득과 부호화 이득을 동시에 이용하는 시공간 트렐리스 ( Trelis ) 부 호 계열 방식이 있다. 일반적으로 비트 오류율 개선 성능과 부호 생성 자유도는 트렐리스 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 열 을 송신하는 방법인데, 이때 수신기에서는 송신기로부터 동시에 전송된 데이터 사이에 상호 간섭이 발생하게 된다. 수신기에서는 이 간섭을 적절한 신호처리 기 법을 이용하여 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 있다. 공간 다이버시티 이득만을 얻을 경우 다이버시티 차수의 증가에 따른 성능개선 이득이 점차 포화되며, 공간 멀티플렉싱 이득만을 취하면 무선 채널에서 전송 신 뢰도가 떨어진다. 이를 해결하면서 두 가지 이득을모두 얻는 방식들이 연구되어 왔으며 , 이 중 시공간 블록 부호 ( Double -STTD) , 시공간 BICM(STBICM) 등 의 방식이 있다.
상술한 바와 같은 다중 입출력 안테나 시스템에 있어서의 통신 방법을 보 다 구체적인 방법으로 설명하기 위해 이를 수학적으로 모델링하는 경우 다음과 같이 나타낼 수 있다.
먼저 , 도 13에 도시된 바와 같이 Ντ개의 송신 안테나와 NR개의 수신 안테 나가 존재하는 것을 가정한다 .
먼저, 송신 신호에 대해 살펴보면, 이와 같이 Ντ개의 송신 안테나가 있는 경우 최대 전송 가능한 정보는 Ντ개 이므로, 이를 다음과 같은 백터로 나타낼 수 있다.
【수 2】
_ [ lr 한편, 각각의 전송 정보 slf s2 Snt에 있어 전송 전력을 달리 할 수 있으며, 이때 각각의 전송 전력을 Ρΐ7 Ρ2, ... , τ라 하면, 전송 전력이 조정된 전송 정보는 다음과 같은 백터로 나타낼 수 있다.
【수 3】
Figure imgf000059_0001
또한, §를 전송 전력의 대각 행렬 P로 다음과 같이 나타낼 수 있다.
【수 4】
Figure imgf000059_0002
한편, 전송 전력이 조정된 정보 백터 S는 그 후 가중치 행렬 W가 곱해져 실제 전송되는 NT개의 전송 신호 Xl, x2, 乂 를 구성한다. 여기서, 가중 치 행렬은 전송 채널 상황 등에 따라 전송 정보를 각 안테나에 적절히 분배해 주 는 역할을 수행한다. 이와 같은 전송 신호 , X2 乂 를 백터 X를 이용 하여 다음과 같이 나타낼 수 있다.
【수 5】
Figure imgf000059_0003
Figure imgf000059_0004
여기서 , Wij는 i번째 송신 안테나와 j번째 전송 정보간의 가중치를 나타 내며, 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 경 우와 공간 멀티플랙싱을 사용하는 경우로 나누어 생각해 볼 수 있다.
공간 멀티플택싱을 사용하는 경우는 서로 다른 신호를 다중화하여 보내게 되므로, 정보 백터 s의 원소들이 모두 다른 값을 가지게 되는 반면, 공간 다이 버시티를 사용하게 되면 같은 신호를 여러 채널 경로를 통하여 보내게 되므로 정 보 백터 s의 원소들이 모두 같은 값을 갖게 된다.
물론, 공간 멀티플랙싱과 공간 다이버시티를 흔합하는 방법도 고려 가능하 다. 즉, 예를 들어 3 개의 송신 안테나를 통하여 같은 신호를 공간 다이버시티 를 이용하여 전송하고, 나머지는 각각 다른 신호를 공간 멀티플랙성하여 보내는 경우도 고려할 수 있다.
다음으로, 수신신호는 NR개의 수신 안테나가 있는 경우, 각 안테나의 수 신신호 yi , y2 , 皿을 백터 y로 다음과 같이 나타내기로 한다.
【수 6】
한편, 다중 입출력 안테나 통신 시스템에 있어서의 채널을 모델링하는 경 우, 각각의 채널은 송수신 안테나 인텍스에 따라 구분할 수 있으며, 송신 안테 나 j로부터 수신 안테나 i를 거치는 채널올 로 표시하기로 한다. 여기서, 의 인텍스의 순서가 수신 안테나 인텍스가 먼저 , 송신안테나의 인덱스가 나중 임에 유의한다.
이러한 채널은 여러 개를 한데 묶어서 백터 및 행렬 형태로도 표시 가능하 다. 백터 표시의 예를 들어 설명하면 다음과 같다. 도 14는 다수의 송신 안테나에서 하나의 수신 안테나로의 채널을 나타낸 도이다，
도 14에 도시된 바와 같이 총 Ντ개의 송신 안테나로부터 수신안테나 i로 도착하는 채널은 다음과 같이 표현 가능하다.
【수 7】
Figure imgf000061_0001
또한, 상기 수학식 7과 같은 행렬 표현을 통해 Ντ개의 송신 안테나로부터 NR개의 수신 안테나를 거치는 채널을 모두 나타내는 경우 다음과 같이 나타낼 수 있다.
【수 8】
Figure imgf000061_0003
한편 , 실제 채널은 위와 같은 채널 행렬 H를 거친 후에 백색 잡음 (AWGN : Additive White Gaussian Noise )가 더해지게 되므로, NR개의 수신 안테나 각각에 더해지는 백색 잡음 ni , n2 nNR을 백터로 표현하면 다음과 같다.
【수 9】
Figure imgf000061_0002
상술한 바와 같은 전송 신호, 수신 신호, 채널, 및 백색 잡음의 모델링을 통해 다중 입출력 안테나 통신 시스템에서의 각각은 다음과 같은 관계를 통해 나 타낼 수 있다.
【수 10]
Figure imgf000062_0001
Figure imgf000062_0002
한편, 채널의 상태를 나타내는 채널 행렬 H의 행과 열의 수는 송수신 안 테나 수에 의해서 결정된다. 채널 행렬 H는 앞서 살펴본 바와 같이 행의 수는 수신 안테나의 수 과 같아지고, 열의 수는 송신 안테나의 수 ¾와 같아 지게 된다. 즉, 채널 행렬 H는 NRX NR 행렬이 된다.
일반적으로, 행렬의 랭크 ( rank)는 서로 독립인 ( independent ) 행 또는 열의 개수 중에서 최소 개수로 정의된다. 따라서, 행렬의 랭크는 행 또는 열의 개수보다 클 수 없게 된다. 수식적으로 예를 들면, 채널 행렬 H의 랭크 (rank (H) )는 다음과 같이 제한된다 .
【수 11】
ran
또한, 행렬을 고유치 분해 ( Eigen value decomposition) # 하였을 때 , 탱크는 고유치 ( eigen value )들 중에서 0이 아닌 고유치들의 개수로 정의할 수 있다. 비슷한 방법으로, 랭크를 SVD ( singular value decomposition) 했을 때 0이 아닌 특이값 ( singular value )들의 개수로 정의할 수 있다. 따라서 , 채널 행렬에서 랭크의 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 특 정 주파수 자원에서 독립적으로 신호를 전송할 수 있는 경로의 수를 나타내며, '레이어 ( layer)의 개수 '는 각 경로를 통해 전송되는 신호 스트림의 개수를 나 타낸다. 일반적으로 송신단은 신호 전송에 이용되는 탱크 수에 대웅하는 개수의 레이어를 전송하기 때문에 특별한 언급이 없는 한 랭크는 레이어 개수와 동일한 의미를 가진다. 참조신호 (RS : Reference Signal )
무선 통신 시스템에서 데이터는 무선 채널을 통해 전송되기 때문에, 신호 는 전송 중에 왜곡될 수 있다. 수신단에서 왜곡된 신호를 정확하게 수신하기 위 하여, 수신된 신호의 왜곡은 채널 정보를 이용하여 보정되어야 한다. 채널 정보 를 검출하기 위하여 송신측과 수신측 모두 알고 있는 신호 전송 방법과 신호가 채널을 통해 전송될 때 왜곡된 정도를 이용하여 채널 정보를 검출하는 방법을 주 로 이용한다. 상술한 신호를 파일럿 신호 또는 참조 신호 (RS )라고 한다.
다중 입출력 안테나를 이용하여 데이터를 송수신할 때, 신호를 정확하게 수신하기 위하여 송신 안테나와 수신 안테나 간의 채널 상태가 검출되어야 한다. 따라서 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 피 드백한다. CRS는 셀 특정 기준신호 (cell-specific RS)라고도 한다. 반면, 채널 상태 정보 (CSI: Channel State Information)의 피드백과 관련된 참 조 신호를 CSI-RS라고 정의할 수 있다.
DRS는 PDSCH 상의 데이터 복조가 필요한 경우 자원 요소들을 통해 전송 될 수 있다. 단말은 상위 계층을 통하여 DRS의 존재 여부를 수신할 수 있으며, 상웅하는 PDSCH가 매핑되었을 때만 유효하다 . DRS를 단말 특정 참조 신호 (UE- specific RS) 또는 복조 참조 신호 (DMRS: Demodulation RS)라고 할 수 있 다.
도 15는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 하향링크 자원 블록 쌍에 매핑된 참조 신호 패턴을 예시한다.
도 15를 참조하면, 참조 신호가 매핑되는 단위로 하향링크 자원 블록 쌍 은 시간 영역에서 하나의 서브 프레임 X 주파수 영역에서 12개의 부 반송파로 나타낼 수 있다. 즉, 시간 축 (X축) 상에서 하나의 자원 블록 쌍은 일반 순환 전 치 (normal CP: normal Cyclic Prefix) 인 경우 14개의 OFDM 심볼의 길이 를 가지고 (도 15a) , 확장 순환 전치 (extended CP: extended Cyclic Prefix)인 경우 12개의 OFDM 심볼의 길이를 가진다 (도 15b) . 자원 블톡 격자 에서 '0' , '1' , '2' 및 '3'으로 기재된 자원 요소들 (REs)은 각각 안테나 포 트 인덱스 ' Ο ' , Ί ' , ' 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 채 널을 추정하기 위해 사용되고, 샐 내에 위치한 모든 단말에 공통적으로 수신될 수 있는 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 포떳으로 정의 된다. 3GPP LTE 시스템 (예를 들어 , 릴리즈 - 8 )에서는 다양한 안테나 배열을 지 원하고, 하향링크 신호 송신 측은 3개의 단일의 송신 안테나, 2개의 송신 안테 나 및 4개의 송신 안테나와 같이 3 종류의 안테나 배열을 가진다. 기지국이 단 일의 송신 안테나를 사용하는 경우, 단일 안테나 포트를 위한 참조 신호가 배열 된다. 기지국이 2개의 송신 안테나를 사용하는 경우, 2개의 송신 안테나 포트를 위한 참조 신호는 入")분할 다중화 (TDM : Time Division Multiplexing) 및 / 또는 주파수 분할 다중화 ( FDM Frequency Division Multiplexing) 방식을 이용하여 배열된다. 즉, 2개의 안테나 포트를 위한 참조 신호는 각각이 구별되 기 위해 서로 다른 시간 자원 및 /또는 서로 다른 주파수 자원이 할당된다.
게다가, 기지국이 4개의 송신 안테나를 사용하는 경우, 4개의 송신 안테 나 포트를 위한 참조 신호는 TDM 및 /또는 FDM 방식을 이용하여 배열된다. 하향 링크 신호의 수신 측 (단말)에 의하여 측정된 채널 정보는 단일의 송신 안테나 전송, 송신 다이버시티, 폐쇄 루프 공간 다중화 (closed- loop spatial multiplexing) , 개방 루프 공간 다중화 (ᄋ pen- loop spatial multiplexing) 또는 다중 1 "용^ -다중 입출력 안테나 (Multi-User MIMO)와 같은 전송 방식을 이용하여 전송된 데이터를 복조하기 위하여 사용될 수 있다. 다중 입출력 안테나가 지원되는 경우 참조 신호가 특정의 안테나 포트로부 터 전송될 때, 상기 참조 신호는 참조 신호의 패턴에 따라 특정된 자원 요소들의 위치에 전송되며, 다른 안테나 포트를 위해 특정된 자원 요소들의 위치에 전송되 지 않는다. 즉, 서로 다른 안테나 사이의 참조 신호는 서로 겹치지 않는다. 자원 블록에 CRS를 맵핑하는 규칙은 다음과 같이 정의된다.
【수 12] k = 6m + (v + vshift)mod 6
/ = {0,¾-3 if e{0,l}
[1 if {2,3}
w = 0,l,...,2-N^: -1
m' = m + N^DL-N^
0 if /? = 0 and / = 0
3 if = 0 and /≠ 0
3 if p = 1 and / = 0
0 if /? = 1 and /≠ 0
3(«s mod 2) if p = 2
3 + 3(«s mod 2) if p = 3 vshift= ' mod6 수학식 12에서, k 및 1 은 각각 부반송파 인덱스 및 심볼 인덱스를 나타 내고, p 는 안테나 포트를 나타낸다. 8 은 하나의 하향링크 슬롯에서의 OFDM 심볼의 수를 나타내고, 은 하향링크에 할당된 무선 자원의 수를 나타낸다. ns 는 슬롯 인덱스를 나타내고, 은 셀 ID를 나타낸다. mod 는 모들로
(modulo) 연산을 나타낸다. 참조 신호의 위치는 주파수 영역에서 ν 값에 따 라 달라진다. vsi'ift 는 셀 ID에 종속되므로, 참조 신호의 위치는 셀에 따라 다양 한 주파수 편이 ( frequency shif t ) 값을 가진다.
보다 구체적으로, CRS를 통해 채널 추정 성능을 향상시키기 위해 CRS의 위치는 셀에 따라 주파수 영역에서 편이될 수 있다. 예를 들어, 참조 신호가 3 개의 부 반송파의 간격으로 위치하는 경우, 하나의 셀에서의 참조 신호들은 3k 번째 부반송파에 할당되고, 다른 샐에서의 참조 신호는 3k+l 번째 부반송파에 할당된다. 하나의 안테나 포트의 관점에서 참조 신호들은 주파수 영역에서 6개 의 자원 요소 간격으로 배열되고, 또 다른 안테나 포트에 할당된 참조 신호와는 3개의 자원 요소 간격으로 분리된다.
시간 영역에서 참조 신호는 각 슬롯의 심볼 인덱스 0 에서부터 시작하여 동일 간격 ( constant interval )으로 배열된다. 시간 간격은 순환 전치 길이에 따라 다르게 정의된다. 일반 순환 전치의 경우 참조 신호는 슬롯의 심볼 인덱스 0 과 4에 위치하고, 확장 순환 전치의 경우 참조 신호는 슬롯의 심볼 인덱스 0 과 3에 위치한다. 2개의 안테나 포트 중 최대값을 가지는 안테나 포트를 위한 참조 신호는 하나의 OFDM 심볼 내에 정의된다. 따라서, 4개의 송신 안테나 전 송의 경우, 참조 신호 안테나 포트 0 과 1을 위한 참조 신호는 슬롯의 심볼 인 덱스 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 1에 위치한다. 안테나 포 트 2 와 3을 위한 참조 신호의 주파수 영역에서의 위치는 2번째 슬롯에서 서로 맞바꿔진다 .
이하 DRS에 대하여 좀 더 상세하게 기술하면, DRS는 데이터를 복조하기 위하여 사용된다. 다중 입출력 안테나 전송에서 특정의 단말을 위해 사용되는 선 행 부호화 (precoding) 가중치는 단말이 참조 신호를 수신하였을 때 각 송신 안 테나에서 전송된 전송 채널과 결합되어 상웅하는 채널을 추정하기 위하여 변경 없이 사용된다.
3GPP LTE 시스템 (예를 들어 , 릴리즈 - 8 )은 최대로 4개의 전송 안테나를 지원하고, 랭크 1 빔포밍 (beamfortning)을 위한 DRS가 정의된다. 탱크 1 범포 밍을 위한 DRS는 또한 안테나 포트 인덱스 5 를 위한 참조 신호를 나타낸다. 자원 블록에 DRS를 맵핑하는 규칙은 다음과 같이 정의된다. 수학식 13은 일반 순환 전치인 경우를 나타내고, 수학식 14는 확장 순환 전치인 경우를 나타 낸다.
【수 13】
Figure imgf000068_0001
= N"" mod 3
【수 14】 k = (k')modN^ -nPRB
k< \ 3W+vshlft if/ = 4
_ 3m'+(2 + vsllift)mod3 if / = 1
~|l l' = \
^ | 0 if mod 2 = 0
~ [1,2 if n mod 2 = 1
m'=0, ..,4A^SCH—l vsh,n =N "m0d3
상기 수학식 12내지 수학식 14에서, k 및 p는 각각 부반송파 인덱스 및 안테나 포트를 나타낸다. , ns, 는 각각 하향링크에 할당된 RB의 수, 슬롯 인덱스와 수, 샐 ID의 수를 나타낸다. RS의 위치는 주파수 도메인 관점에 서 Vshift값에 따라 달라진다.
수학식 13 및 14에서, k 및 1 은 각각 부반송파 인텍스 및 심볼 인덱스 를 나타내고, p 는 안테나 포트를 나타낸다. 은 주파수 영역에서 자원 블록 크기를 나타내고, 부반송파의 수로써 표현된다. "PRB 은 물리 자원 블록의 수를 나타낸다. N 은 pDSCH 전송을 위한 자원 블록의 주파수 대역을 나타낸다. ns 는 슬롯 인덱스를 나타내고, 는 셀 ID를 나타낸다. mod 는 모들로
(modulo) 연산을 나타낸다. 참조 신호의 위치는 주파수 영역에서 vs'"ft값에 따 라 달라진다. vs'"ft는 샐 ID에 종속되므로, 참조 신호의 위치는 셀에 따라 다양 한주파수 편이 (frequency shift) 값을 가진다. 사운딩 참조 신호 (SRS: Sounding Reference Signal)
SRS는 주로 상향링크의 주파수-선택적 스케줄링을 수행하기 위하여 채널 품질 측정에 사용되며, 상향링크 데이터 및 /또는 제어 정보의 전송과 관련되지 않는다. 그러나, 이에 한정되지 않으며 SRS는 전력 제어의 향상 또는 최근에 스 케줄되어 있지 않은 단말들의 다양한 스타트-업 ( start -up) 기능을 지원하기 위 한 다양한 다른 목적들을 위해 사용될 수 있다. 스타트-업 기능의 일례로, 초기 의 변조 및 부호화 방식 (MCS : Modulation and Coding Scheme ) , 데이터 전 송을 위한 초기의 전력 제어 , 타이밍 전진 ( timing advance ) 및 주파수 반-선 택적 ( semi - selective ) 스케줄링이 포함될 수 있다. 이때, 주파수 반-선택적 스케줄링은 서브 프레임의 처음의 슬롯에 선택적으로 주파수 자원을 할당하고, 두번째 슬롯에서는 다른 주파수로 의사 랜덤 (pseudo- randomly)하게 도약하여 주파수 자원을 할당하는 스케줄링을 말한다.
또한, SRS는 상향링크와 하향링크 간에 무선 채널이 상호적 ( reciprocal ) 인 가정하에 하향링크 채널 품질을 측정하기 위하여 사용될 수 있다. 이러한 가 정은 상향링크와 하향링크가 동일한 주파수 스펙트럼을 공유하고, 시간 영역에서 는 분리된 시분할 뮤플레스 ( TDD : Time Division Duplex) 시스템에서 특히 유효하다
셀 내에서 어떠한 단말에 의하여 전송되는 SRS의 서브 프레임들은 셀-특 정 방송 신호에 의하여 나타낼 수 있다. 4비트 셀 -특정 ' srsSubf rameConf iguration ' 파라미터는 SRS가 각 무선 프레임을 통해 전 송될 수 있는 15가지의 가능한 서브 프레임의 배열을 나타낸다. 이러한 배열들 에 의하여 , 운용 시나리오 ( deployment scenario)에 따라 SRS 오버헤드 (overhead)의 조정에 대한 유동성을 제공하게 된다. 이 중 16번째 배열은 샐 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 신 호 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 위 치하게 된다.
' PUSCH 데이터 전송은 SRS 전송을 위한 특정의 SC- FDMA 심볼에서는 허용 되지 않으며 , 결과적으로 사운딩 ( sounding) 오버헤드가 가장 높은 경우 즉, 모든 서브 프레임에 SRS 심볼이 포함되는 경우라도 사운딩 오버헤드는 약 7¾를 초과하지 않는다.
각 SRS 심볼은 주어진 시간 단위와 주파수 대역에 관한 기본 시뭔스 (랜덤 시퀀스 또는 Zadof f - Ch ( ZC)에 기초한 시뭔스 세트)에 의하여 생성되고, 동일 셀 내의 모든 단말들은 동일한 기본 시뭔스를 사용한다. 이때, 동일한 주파수 대역과 동일한 시간에서 동일 셀 내의 복수의 단말로부터의 SRS 전송은 기본 시 뭔스의 서로 다른 순환 이동 ( cyclic shif t )에 의해 직교 (orthogonal )되어 서로 구별된다.
각각의 셀 마다 서로 다른 기본 시뭔스가 할당되는 것에 의하여 서로 다른 셀로부터의 SRS 시뭔스가 구별될 수 있으나, 서로 다른 기본 시뭔스 간에 직교 성은 보장되지 않는다. COMP (Coordinated Multi -Point Transmission and Reception)
LTE- advanced의 요구에 발맞춰 , 시스템의 성능 향상을 위하여 CoMP 전 송이 저 )안되었다 . CoMP는 co-MIMO , collaborative MIMO , network MIMO 등으로도 불린다. CoMP는 샐 경계에 위치한 단말의 성능을 향상시키고, 평균 셀 (섹터 )의 효율 ( throughput )을 향상시킬 것으로 예상된다.
일반적으로, 셀 간 간섭 ( Inter-Cell Interference )은 주파수 재사용 지수가 1 인 다중-셀 환경에서 셀 경계에 위치한 단말의 성능 및 평균 셀 (섹터 ) 효율을 떨어뜨린다. 셀 간 간섭을 완화시키기 위해, 간섭 제한적인 ( interference- limited) 환경에서 셀 경계에 위치한 단말이 적정한 성능 효 율을 가지도톡 LTE 시스템에서는 부분 주파수 재사용 ( FFR : Fractional Frequency Reuse )과 같은 단순한 수동적인 방법이 적용되었다. 그러나, 각 셀 당 주파수 자원의 사용을 감소시키는 대신, 단말이 수신해야 하는 신호 (desired signal )로써 샐 간 간섭을 재 사용하거나 셀 간 간섭을 완화시키는 방법이 보다 이익이 된다. 상술한 목적을 달성하기 위하여 CoMP 전송 방식이 적 용될 수 있다.
하향링크에 적용될 수 있는 CoMP 방식은 JP (Joint Processing) 방식 과 CS/CB ( Coordinated Scheduling/Beamf orming) 방식으로 분류할 수 있 다.
jp 방식에서 , 데이터는 CoMP 단위의 각 포인트 (기지국)에서 사용될 수 있다. CoMP 단위는 CoMP 방식에서 이용되는 기지국들의 집합을 의미한다. JP 방식은 다시 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 포인트로부 터 PDSCH를 통해 신호가 동시에 전송되는 방식을 의미한다. 즉, 단일의 단말에 전송되는 데이터는 복수의 전송 포인트로부터 동시에 전송될 수 있다. 이와 같은 연합 전송 방식을 통해 가간섭적 ( coherently) 내지 비간섭적 (non- coherently)이든 무관하게 단말에 전송되는 신호의 품질을 높일 수 있으며 , 또 다른 단말과의 간섭을 적극적으로 제거할 수 있다.
동적 셀 선택 방식은 CoMP 단위에서 단일의 포인트로부터 PDSCH를 통해 신호가 전송되는 방식을 의미한다. 즉, 특정 시간에 단일의 단말에 전송되는 데 이터는 단일의 포인트로부터 전송되고, CoMP 단위 내 다른 포인트에서는 상기 단말로 데이터를 전송하지 않는다. 단말로 데이터를 전송하는 포인트는 동적으로 선택될 수 있다.
CS/CB 방식에 따르면, COMP 단위는 단일의 단말로의 데이터 전송을 위하 여 협력하여 범포밍을 수행하게 된다. 즉, 서빙 셀에서만 단말로 데이터를 전송 하지만, 사용자 스케줄링 /빔포밍은 CoMP 단위 내의 복수의 샐 간의 협력을 통해 결정될 수 있다.
상향링크의 경우 , CoMP 수신은 지리적으로 분리된 복수의 포인트 간의 협 력에 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 통해 전송된 신호를 수신하는 방식을 의미한다. CS/CB 방식은 단일의 포인트에 서만 PDSCH를 통해 전송된 신호를 수신하게 되나, 사용자 스케줄링 /범포밍은 COMP 단위 내의 복수의 셀 간의 협력을 통해 결정될 수 있다. 릴레이 노드 (RN; Relay Node)
릴레이 노드는 기지국과 단말 간의 송수신되는 데이터를 두 개의 다른 링 크 (백홀 링크 및 액세스 링크)를 통해 전달한다. 기지국은 도너 ( donor) 셀을 포함할 수 있다. 릴레이 노드는 도너 셀을 통해 무선으로 무선 액세스 네트워크 에 연결된다.
한편, 릴레이 노드의 대역 (또는 스펙트럼) 사용과 관련하여, 백홀 링크가 액세스 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 시스템 (예를 들어 , 릴리즈 - 8 )에 따라 동작하는 단말 (이하, 레거시 ( legacy) 단말이라 한다. )이 도너 셀에 접속할 수 있어야 한다.
단말에서 릴레이 노드를 인식하는지 여부에 따라 릴레이 노드는 트랜스패 런트 ( transparent ) 릴레이 노드 또는 넌-트랜스패런트 (non— transparent ) 릴레이 노드로 분류될 수 있다. 트랜스패런트는 단말이 릴레이 노드를 통하여 네 트워크와 통신하는지 여부를 인지하지 못하는 경우를 의미하고, 넌 -트랜스패런 트는 단말이 릴레이 노드를 통하여 네트워크와 통신하는지 여부를 인지하는 경우 를 의미한다. 릴레이 노드의 제어와 관련하여, 도너 샐의 일부로 구성되는 릴레이 노드 또는 스스로 셀을 제어하는 릴레이 노드로 구분될 수 있다.
도너 셀의 일부로 구성되는 릴레이 노드는 릴레이 노드 식별자 ( relay ID) 를 가질 수는 있지만, 릴레이 노드 자신의 샐 식별자 ( cell identity)를 가지 지 않는다.
도너 샐이 속하는 기지국에 의하여 RRM (Radio Resource Management ) 의 적어도 일부가 제어되면, RRM의 나머지 부분들이 릴레이 노드에 위치하더라 도 도너 샐의 일부로서 구성되는 릴레이 노드라 한다. 바람직하게, 이러한 릴레 이 노드는 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 해당한다.
스스로 셀을 제어하는 릴레이 노드의 경우에 릴레이 노드는 하나 또는 복 수 개의 셀들을 제어하고, 릴레이 노드에 의해 제어되는 셀들 각각에 고유의 물 리계층 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 샐에 액세스하는 것에 차이점이 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 이러 한 릴레이 노드에 해당한다. 타입 - 1 릴레이 노드는 인 -밴드 릴레이 노드로서 복수개의 셀들을 제어하 고, 이들 복수개의 셀들의 각각은 단말 입장에서 도너 샐과 구별되는 별개의 셀 로 보인다. 또한, 복수개의 셀들은 각자의 물리 셀 ID (이는 LTE 릴리즈— 8에서 정의됨 )를 가지고, 릴레이 노드는 자신의 동기화 채널 , 참조신호 등을 전송할 수 있다. 단일-셀 동작의 경우에 , 단말은 릴레이 노드로부터 직접 스케줄링 정 보 및 HARQ 피드백을 수신하고 릴레이 노드로 자신의 제어 채널 (스케줄링 요청 ( SR) , CQI , ACK/NACK등)을 전송할 수 있다. 또한, 레거시 단말 ( LTE 릴리즈 - 8 시스템에 따라 동작하는 단말)들에게 타입 - 1 릴레이 노드는 레거시 기지국 (LTE 릴리즈 - 8 시스템에 따라 동작하는 기지국)으로 보인다. 즉, 역방향 호환 성 (backward compatibility)을 가진다. 한편 , LTE-A 시스템에 따라 동작 하는 단말들에게는, 타입 - 1 릴레이 노드는 레거시 기지국과 다른 기지국으로 보 여, 성능 향상을 제공할 수 있다.
타입 - la 릴레이 노드는 아옷-밴드로 동작하는 것 외에 전술한 타입 - 1 릴 레이 노드와 동일한 특징들을 가진다. 타입 - la 릴레이 노드의 동작은 L1 (제 1계 층) 동작에 대한 영향이 최소화 또는 없도록 구성될 수 있다.
타입 - 2 릴레이 노드는 인 -밴드 릴레이 노드로서 , 별도의 물리 샐 ID를 가 지지 않으며 , 이에 따라 새로운 셀을 형성하지 않는다. 타입 - 2 릴레이 노드는 레거시 단말에 대해 트랜스패런트하고, 레거시 단말은 타입 - 2 릴레이 노드의 존 재를 인지하지 못한다. 타입 - 2 릴레이 노드는 PDSCH를 전송할 수 있지만, 적어 도 CRS 및 PDCCH는 전송하지 않는다.
한편, 릴레이 노드가 인-밴드로 동작하도록 하기 위하여, 시간-주파수 공 간에서의 일부 자원이 백홀 링크를 위해 예비되어야 하고 이 자원은 액세스 링크 를 위해서 사용되지 않도록 설정할 수 있다. 이를 자원 분할 ( resource partitioning)이라 한다.
릴레이 노드에서의 자원 분할에 있어서의 일반적인 원리는 다음과 같이 설 명할 수 있다. 백홀 하향링크 및 액세스 하향링크가 하나의 반송파 주파수 상에 서 시간분할다중화 (TDM) 방식으로 다중화될 수 있다 (즉, 특정 시간에서 백홀 하향링크 또는 액세스 하향링크 중 하나만이 활성화된다) . 유사하게, 백홀 상향 링크 및 액세스 상향링크는 하나의 반송파 주파수 상에서 TDM 방식으로 다중화 될 수 있다 (즉, 특정 시간에서 백홀 상향링크 또는 액세스 상향링크 중 하나만 이 활성화된다) .
FDD 에서의 백홀 링크 다중화는, 백홀 하향링크 전송은 하향링크 주파수 대역에서 수행되고, 백홀 상향링크 전송은 상향링크 주파수 대역에서 수행될 수 있다. TDD 에서의 백홀 링크 다중화는, 백홀 하향링크 전송은 기지국과 릴레이 노드의 하향링크 서브프레임에서 수행되고, 백홀 상향링크 전송은 기지국과 릴레 이 노드의 상향링크 서브프레임에서 수행될 수 있다 .
인 -밴드 릴레이 노드의 경우에, 예를 들어, 동일한 주파수 대역에서 기지 국으로부터의 백홀 하향링크 수신과 단말로의 액세스 하향링크 전송이 동시에 이 루어지면, 릴레이 노드의 송신단으로부터 전송되는 신호에 의하여 릴레이 노드의 수신단에서 신호 간섭이 발생할 수 있다. 즉, 릴레이 노드의 RF 전단 ( front- end)에서 신호 간섭 또는 RF 재밍 ( j amming)이 발생할 수 있다. 유사하게, 동일한 주파수 대역에서 기지국으로의 백홀 상향링크 전송과 단말로부터의 액세 / Ό 스 상향링크 수신이 동시에 이루어지는 경우도 신호 간섭이 발생할 수 있다. 따라서, 릴레이 노드에서 동일한 주파수 대역에서의 동시에 신호를 송수신 하기 위해서 , 수신 신호와 송신 신호간에 층분한 분리 (예를 들어 , 송신 안테나 와 수신 안테나를 지상 /지하에 설치하는 것과 같이 지리적으로 층분히 이격시켜 설치함)가 제공되지 않으면 구현하기 어렵다.
이와 같은 신호 간섭의 문제를 해결하는 한 가지 방안은, 릴레이 노드가 도너 샐로부터 신호를 수신하는 동안에 단말로 신호를 전송하지 않도록 동작하게 하는 것이다. 즉, 릴레이 노드로부터 단말로의 전송에 갭 ( gap)을 생성하고, 이 갭 동안에는 단말 (레거시 단말 포함)이 릴레이 노드로부터의 어떠한 전송도 기 대하지 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 자 원 분할을 예시한다 .
도 17에서, 첫번째 서브프레임은 일반 서브프레임으로서 릴레이 노드로부 터 단말로 하향링크 (즉, 액세스 하향링크) 제어신호 및 데이터가 전송되고, 두 번째 서브프레임은 MBSFN 서브프레임으로서 하향링크 서브프레임의 제어 영역에 서는 릴레이 노드로부터 단말로 제어 신호가 전송되지만 하향링크 서브프레임의 나머지 영역에서는 릴레이 노드로부터 단말로 아무런 전송이 수행되지 않는다. 여기서 , 레거시 단말의 경우에는 모든 하향링크 서브프레임에서 PDCCH의 전송을 기대하게 되므로 (다시 말하자면 , 릴레이 노드는 자신의 영역 내의 레거시 단말 들이 매 서브프레임에서 PDCCH를 수신하여 측정 기능을 수행하도록 지원할 필요 ᄁ 가 있으므로) , 레거시 단말의 올바른 동작을 위해서는 모든 하향링크 서브프레 임에서 PDCCH를 전송할 필요가 있다. 따라서, 기지국으로부터 릴레이 노드로의 하향링크 (즉, 백홀 하향링크) 전송을 위해 설정된 서브프레임 (두번째 서브프 레임 )상에서도, 서브프레임의 처음 N (N=l , 2 또는 3 ) 개의 OFDM 심볼구간에 서 릴레이 노드는 백홀 하향링크를 수신하는 것이 아니라 액세스 하향링크 전송 을 해야 할 필요가 있다. 이에 대하여 , 두번째 서브프레임의 제어 영역에서 PDCCH가 릴레이 노드로부터 단말로 전송되므로 릴레이 노드에서 서빙하는 레거 시 단말에 대한 역방향 호환성이 제공될 수 있다. 제 2 서브프레임의 나머지 영 역에서는 릴레이 노드로부터 단말로 아무런 전송이 수행되지 않는 동안에 릴레이 노드는 기지국으로부터의 전송을 수신할 수 있다. 따라서, 이러한 자원 분할 방 식을 통해서, 인 -밴드 릴레이 노드에서 액세스 하향링크 전송과 백홀 하향링크 수신이 동시에 수행되지 않도록 할 수 있다.
MBSFN 서브프레임을 이용하는 두번째 서브프레임에 대하여 구체적으로 설 명한다. 두번째 서브프레임의 제어 영역은 릴레이 노드 비 -청취 (non-hearing) 구간이라고 할 수 있다. 릴레이 노드 비 -청취 구간은 릴레이 노드가 백홀 하향 링크 신호를 수신하지 않고 액세스 하향링크 신호를 전송하는 구간을 의미한다. 이 구간은 전술한 바와 같이 1 , 2 또는 3 OFDM 길이로 설정될 수 있다. 릴레이 노드 비 -청취 구간에서 릴레이 노드는 단말로의 액세스 하향링크 전송을 수행하 고 나머지 영역에서는 기지국으로부터 백홀 하향링크를 수신할 수 있다. 이 때, 릴레이 노드는 동일한 주파수 대역에서 동시에 송수신을 수행할 수 없으므로, 릴 레이 노드가 송신 모드에서 수신 모드로 전환하는 데에 시간이 소요된다. 따라서 백홀 하향링크 수신 영역의 처음 일부 구간에서 릴레이 노드가 송신 /수신 모드 스위칭을 하도록 가드 시간 (GT : guard time )이 설정될 필요가 있다. 유사하 게 릴레이 노드가 기지국으로부터의 백홀 하향링크를 수신하고 단말로의 액세스 하향링크를 전송하도록 동작하는 경우에도, 릴레이 노드의 수신 /송신 모드 스위 칭을 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 타이밍 정렬 ( timing alignment ) 관계에 따라 서브프레임의 마지막 부분의 가드시간은 정의되거나 설정되지 않을 수 있다. 이러한 가드 시간은 역방향 호환성을 유지하기 위하여, 백홀 하향링크 서브프레 임 전송을 위해 설정되어 있는 주파수 영역에서만 정의될 수 있다 (액세스 하향 링크 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 의 미에서 R- PDCCH (Relay- PDCCH) 및 R- PDSCH (Relay- PDSCH)로 표현할 수 도 있다. 채널상태정보 (CSI : Channel State Information) 피드백
MIMO 방식은 개 -루프 (open- loop) 방식과 폐 -루프 (closed- loop) 방식 으로 구분될 수 있다. 개—루프 MIMO 방식은 MIMO 수신단으로부터의 채널상태정 보의 피드백이 없이 송신단에서 MIMO 전송을 수행하는 것을 의미한다. 폐 -루프 MIMO 방식은 MIMO 수신단으로부터의 채널상태정보를 피드백 받아 송신단에서 MIMO 전송을 수행하는 것을 의미한다 . 폐 -루프 MIMO 방식에서는 MIMO 송신 안 테나의 다중화 이득 (multiplexing gain)을 얻기 위해서 송신단과 수신단의 각각이 채널 상태정보를 바탕으로 범포밍을 수행할 수 있다. 수신단 (예를 들어 , 단말)이 채널상태정보를 피드백할 수 있도록 송신단 (예를 들어 , 기지국)은 수신 단 (예를 들어, 단말)에게 상향링크 제어 채널 또는 상향링크 공유 채널을 할당 할 수 있다.
피드백되는 채널상태정보 ( CSI )는 랭크 지시자 (RI ) , 프리코딩 행렬 인덱 스 ( PMI ) 및 채널품질지시자 ( CQI )를 포함할 수 있다.
RI는 채널 랭크에 대한 정보이다. 채널의 탱크는 동일한 시간-주파수 자 원을 통해서 서로 다른 정보를 보낼 수 있는 레이어 (또는 스트림 )의 최대 개수 를 의미한다. 랭크 값은 채널의 장기간 ( long term) 페이딩에 의해서 주로 결 정되므로, PMI 및 CQI 에 비하여 일반적으로 더 긴 주기에 따라 (즉, 덜 빈번하 게) 피드백될 수 있다.
PMI는 송신단으로부터의 전송에 이용되는 프리코딩 행렬에 대한 정보이며 채널의 공간 특성을 반영하는 값이다. 프리코딩이란 전송 레이어를 송신 안테나 에 매핑시키는 것을 의미하며, 프리코딩 행렬에 의해 레이어-안테나 매핑 관계 가 결정될 수 있다. PMI 는 신호대잡음및간섭비 ( SINR : Signal - to - Interference plus Noise Ratio) 등의 측정값 (metric )을 기준으로 단말 이 선호하는 (preferred) 기지국의 프리코딩 행렬 인텍스에 해당한다. 프리코 딩 정보의 피드백 오버헤드를 줄이기 위해서 , 송신단과 수신단이 여러 가지 프리 코딩 행렬을 포함하는 코드북을 미리 공유하고 있고, 해당 코드북에서 특정 프리 코딩 행렬을 지시하는 인덱스만을 피드백하는 방식이 사용될 수 있다 .
CQI는 채널 품질 또는 채널 세기를 나타내는 정보이다. CQI는 미리 결정 된 MCS 조합으로서 표현될 수 있다. 즉, 피드백되는 CQI 인덱스는 해당하는 변 조기법 (modulation scheme ) 및 코드 레이트 ( code rate )를 나타낸다. 일반 적으로, CQI 는 기지국이 PMI 를 이용하여 공간 채널을 구성하는 경우에 얻을 수 있는 수신 SINR 을 반영하는 값이 된다.
확장된 안테나 구성을 지원하는 시스템 (예를 들어 , LTE-A 시스템)에서는 다중사용자 -MIMO (MU-MIMO) 방식을 이용하여 추가적인 다중사용자 다이버시티 를 획득하는 것을 고려하고 있다. MU-MIMO 방식에서는 안테나 영역 (domain) 에서 다중화되는 단말들 간의 간섭 채널이 존재하므로, 다중사용자 중 하나의 단 말이 피드백하는 채널 상태정보를 기지국에서 이용하여 하향링크 전송을 수행하 는 경우에 다른 단말에 대해서 간섭이 발생하지 않도록 하는 것이 필요하다. 따 라서, MU-MIMO 동작이 을바르게 수행되기 위해서는 단일사용자 -MIMO ( SU- MIMO) 방식에 비하여 보다 높은 정확도의 채널상태정보가 피드백되어야 한다. 이와 같이 보다 정확한 채널상태정보를 측정 및 보고할 수 있도톡 , 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 조합 에 의해서 지시될 수 있다. 2 개의 PMI 중 하나 (제 1 PMI )는, 장기간 및 /또는 광대역 ( 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 있다. 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 있 다.
여기서, W1 은 채널의 주파수 및 /또는 시간상 평균적인 특성을 반영한다. 다시 말하자면 , W1 은 시간 상에서 장기간 ( long term) 채널의 특성을 반영하 거나, 주파수 상에서 광대역 (wideband) 채널의 특성을 반영하거나, 또는 시간 상에서 장기간인 동시에 주파수 상에서 광대역 채널의 특성을 반영하는 채널 상 태 정보로서 정의될 수 있다. W1 의 이러한 특성을 간략하게 표현하기 위해서, 1 를 장기간-광대역 속성의 채널 상태 정보 (또는, 장기간-광대역 PMI )라고 한 다.
한편, W2 는 W1 에 비하여 상대적으로 순간적인 ( instantaneous ) 채널 특성을 반영한다. 다시 말하자면 , W2 는 시간 상에서 단기간 ( short term) 채 널의 특성을 반영하거나, 주파수 상에서 서브대역 ( subband) 채널의 특성을 반 영하거나, 또는 시간상에서 단기간인 동시에 주파수 상에서 서브대역 채널의 특 성을 반영하는 채널 상태 정보로서 정의될 수 있다. W2 의 이러한 특성을 간략 하게 표현하기 위해서 , 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 , 각 각의 속성의 채널 정보를 나타내는 프리코딩 행렬들로 구성되는 별도의 코드북 (즉, W1에 대한 제 1 코드북 및 W2 에 대한 제 2 코드북)을 구성할 필요가 있 다. 이와 같이 구성되는 코드북의 형태를 계층적 코드북 (hierarchical codebook)이라 할 수 있다. 또한, 계층적 코드북을 이용하여 최종 사용될 코드 북을 결정하는 것을, 계층적 코드북 변환 (hierarchical codebook transformation)이라 할 수 있다.
이러한 코드북을 이용하는 경우에 단일 코드북을 이용하는 경우에 비하여 높은 정확도의 채널 피드백이 가능해진다. 이와 같이 높은 정확도의 채널 피드백 을 이용하여 단일-샐 MU-MIMO 및 /또는 다중-셀 협력 통신 등올 지원할 수도 있 다.
Enhanced P I for U-MIMO또는 CoMP
LTE-A와 같은 차세대 통신표준에서 높은 전송률을 달성하기 위해 MU- MIMO 및 COMP 등의 송신 기법이 제안되었다. 이러한 향상된 송신 기법을 구현 하기 위해서 UE는 보다 복잡하고 다양한 CSI 를 기지국으로 피드백 해야 할 필 요가 있다.
일 예로, MU-MIMO에서는 UE-A 가 PMI를 선택할 때, 자신의 최적 PMI (desired PMI )뿐만이 아니라 자신과 함께 스케줄링 받을 UE의 PMI (이하 BCPMI (best companion PMI ) 5 지칭한다. )도 함께 올리는 CSI 피드백 방식 이 고려되고 있다.
즉, precoding matrix codebook내어 1서 co- scheduled UE가 precoder로 사용했을 때 UE-A에게 간섭을 덜 주는 BCPMI를 계산하여 추가적 으로 기지국에게 피드백 한다.
기지국은 이 정보를 이용하여, UE-A와 BCPM (BCP (best companion precoding matrix)： BCPMI에 해당하는 precoding matrix) precodin을 선호하는 또 다른 UE를 MU—MIMO 스케줄 한다.
BCPMI 피드백 방식은 피드백 payload의 유무에 따라 크게 explicit 피 드백과 implicit 피드백 두 가지로 분류된다.
첫 번째로 피드백 payload가 있는 explicit 피드백 방식이 있다.
Explicit 피드백 방식은 UE-A가 precoding matrix codebook내 어) 서 BCPMI를 결정한 뒤, control channel을 통해 기지국으로 피드백 한다. 한가지 방식으로 UE-A는 추정 SINR이 최대가 되게 하는 간섭신호 precoding matrix를 codebook내에서 선택하고 이를 BCPMI 값으로 피드백 한다.
Explicit 피드백의 장점은 간섭 제거에 보다 효과적인 BCPM工를 선택하 여 보낼 수 있다. UE는 codebook내의 모든 codeword에 대해 하나씩 간섭 beam으로 가정하고 SINR등의 metric을 비교하여 간섭 제거에 가장 효과적인 값을 BCPMI로 결정하기 때문이다 . 하지만 codebook size가 커질수톡 BCPMI 의 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 BCPMI로 선택하는 것이 아니라, desired PMI가 결 정되면 그에 상응하는 BCPM工가 static하게 결정하는 방식이다. 이때 BCPM는 결정된 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 방 향을 회피하여 선택하는 것이 간섭 완화에 효과적이기 때문이다 채널 H를 singular value decomposition ( SVD)을 통해 복수개의 independent channel로 분석해 보면 이러한 BCPMI 결정 방식은 더욱 정당화된다. 4x4 채 널 H는 아래 수학식 15와 같이 SVD를 통해 분해할 수 있다.
【수 15】
A, 0 0 0
0 A2 0 0
H = ULV =
0 0 A3 0
0 0 0 λ, 수학식 15에서 U' V는 unitary 행렬이며 , u , vi ( Λ '는 각각 채널 Η의 4x1 left singular vector , 4x1 right singular vector , singular value를 나타내며, ' > ' 로 내림차순으로 정렬되어 있다 . 송신 단에서 beamf orming matrix V와 수신 단에서 beamf orming matrix u "를 ^"용할 경우 이론적으로 얻을 수 있는 모든 채널 gain을 손실 없이 얻을 수 있다.
Rank 1인 경우는 송신 beamf orming vector Vi과 수신 beamf orming vector ul을 사용하는 것이 채널 gain ！치을 얻어 SNR 관점에서 최적의 성 을 얻을 수 있다. 예를 들어 UE-A는 rank 1인 경우 ^과 가장 유사한 PM를 선 택하는 것이 유리하다. 이상적으로 desired PM가 ^과 완전히 일치하는 경우 수신 beam을 으로 설정하고 간섭 신호의 송신 beam은 PM에 orthohonal한 방향으로 설정하여 desired 신호에 손실 없이 간섭 신호를 완벽히 제거할 수 있다. 현실적으로 양자화 오류로 인해 desired PM가 ^과 약간의 차이가 있는 경우, PM에 orthogonal한 방향으로 설정된 간섭 신호의 송신 beam은 ^에 orthogonal한 beam과 더 °} Λ^ 동일하지 않기 때문에 desired신호에 손실 없 이 간섭 신호를 완벽히 제거 할 수 없지만, 양자화 오차가 작은 경우 간섭 신호 제어에 도움을 줄 수 있다.
Implicit 피드백의 일 예로 LTE codebook을 사용하는 경우 BC皿는 PMI에 대해 .orthogonal한 vector index로 static하게 결정될 수 있다. 송신 안테나가 4개 이고 PMI를 피드백 한 UE의 수신 rank를 1로 가정하 였고 desired PMI에 대해 orthogonal ¾· 3개의 vector는 3개의 BCPMI로 표 현된다. ᅳ
예를 들어 PMI = 3인 경우, BCPMI = 0 , 1 , 2로 결정된다. PMI와 BCPMI는 codebook내에 있는 4x1 vector codeword의 인덱스를 나타낸다. 기지국은 상기 BCPMI set (BCPMI = 0 , 1 , 2 )을 간섭 제거에 유효한 precoding index로 간주하여 일부 또는 전부를 co- schedule ϋΕ의 precoder로 사용한다.
Implicit PMI의 장점은 desired PM工와 BCPMI set이 1 :.1로 mapping되어 있으므로 추가적인 피드백 overhead가 없다는 것이다. 하지만 desired PM ( PM : PMI어 1 해당하는 precoding matrix) 양자화 오차로 인해 그에 종속된 BCPM 역시 최적의 간섭제거 beam 방향과 오차가 있을 수 있다. 양 자화 오차가 없다면 3개의 BCPM는 모두 간섭을 완벽히 제거하는 간^ beam (ideal 간섭 beam)을 나타내지만, 오차가 있을 경우 각 BCPM는 ideal 간섭 beam과 차이가 발생한다.
또한, 각 BCPM 가 갖는 ideal 간섭 beam과의 차이는 평균적으로 같지만 특정 순간에는 다를 수 있다. 예를 들어 desired PMI=3일 경우 BCPMI 0,1,2 의 순서로 간섭 신호 제거에 효과적일 수 있으며 , BCPMI 0,1, 2의 상대적인 오 차를 모르는 기지국은 ideal 간섭 beam과 오차가 가장 큰 BCPMI 2를 간섭 신 호의 beam으로 정하여 co-scheduled UE간 강한 간섭이 존재하는 상태로 통신 할 가능성이 있다. cross-CC scheduling and E-PDCCH scheduling
다음으로, cross-CC scheduling and E-PDCCH scheduling에 대해 간략히 살펴본다.
기존 3GPP LTE Rel-10 시스템에서 복수 CC ( Component Carrier = (serving) cell)에 대한 aggregation 상황에서의 cross-CC 스케줄링 동작 을 정의하면, 하나의 CC (i.e. scheduled CC)는 특정 하나의 CC (i.e. scheduling CC)로부터만 DL/UL 스케줄링을 받을 수 있도록 (즉, 해당 scheduled CC에 대한 DL/UL grant PDCCH를 수신할 수 있도록) 미리 설정될 수 있고, 해당 scheduling CC는 기본적으로 자기 자신에 대한 DL/UL 스케줄 링을 수행할 수 있다ᅳ
다시 말해, 상기 cross-CC 스케줄링 관계에 있는 scheduling/ scheduled CC를 스케줄하는 PDCCH에 대한 SS는 모두 scheduling CC의 제어채널 영역에 존재하게 될 수 있다.
한편, LTE 시스템에서 FDD DL carrier 또는 TDD DL subframe돌은 subframe의 첫 n개의 OFDM 심볼을 각종 control information 전송을 위한 물리 채널인 PDCCH , PHICH , PCFICH 등의 전송에 사용하고, 나머지 OFDM 심 블들을 PDSCH 전송에 사용한다.
이 때, 각 subframe에서 control channel 전송에 人 ]·용하는 심볼 개수 는 PCFICH 등의 물리 채널을 통해 dynamic하게 또는 RRC signaling을 통해 semi - static한 방식으로 단말로 전달된다.
이 때에 특징적으로, n값은 subframe 특성 및 시스템 특성 ( FDD/TDD , system bandwidth 등)에 따라서 1 심볼에서 최대 4심볼까지 설정될 수 있다. 한편, 기존 LTE 시스템에서 DL/UL scheduling 및 각종 control 정보 를 전송하기 위한 물리채널인 PDCCH는 제한된 OFDM 심볼들을 통해서 전송되는 등의 한계가 있으므로, PDCCH와 같이 PDSCH와 분리된 OFDM 심블을 통해 전송 되는 control channel 대신에 PDSCH와 FDM/TDM 식으로 좀 더 자유롭게 multiplexing되는 enhanced PDCCH ( i . e . E- PDCCH) ¾· 도입할 수 있다.
Quasi co- location
다음으로, Quasi co- location에 대해 간략히 살펴보기로 한다.
이하에서는 "quasi co- located (QC) " (혹은 "quasi co- location (QC) " )이라는 용어에 대하여 아래와 같이 정의하여 사용한다.
" If two antenna ports are "quasi co- located (QC) " , the UE may assume that large - scale properties of the signal received from the f irst antenna port can be inferred from the signal received f rom the other antenna port" . The " large- scale properties" mentioned in the above def inition consist of some or all of ;
ᅳ Delay spread
- Doppler spread
- Frequency shif t
- Average received power
- Received Timing
또는, 상기 정의는 유사하게 다음과 같이 channel에 대한 표현으로 변형 되어 사용될 수도 있다.
" If two antenna ports are "quasi GO- located (QC) " , the UE may assume that large - scale properties of the channel over which a symbol on one antenna port is conveyed can be inferred from the channel over which a symbol on the other antenna port is conveyed" . The " large- scale properties" mentioned in the above def inition consist of some or all of：
- Delay spread
ᅳ Doppler spread
- Doppler shif t
- Average gain
- Average delay
본 명세서에서는 위 QC관련 정의들을 구분하지 않는다. 즉, QC 개념은 위 정의들 중에 하나를 따를 수 있다. 또는, 유사한 다른 형태로, QC 7]·정이 성립하는 antenna ports 간에는 口 ]·치 co— location에서 전송하는 것처럼 가정할 수 있다는 형태 (e . g . , 동일 전송 point에서 전송하는 antenna ports이다라고 UE가 가정할 수 있다는 등)으로 QC 개념 정의가 변형 될 수도 있다.
위 정의에 의하여, UE는 "non-quasi - co- located (NQC) antenna ports"에 대해서는 해당 antenna ports (APs )간에 동일한 상기 large- scale channel properties를 가정할 수 없다.
즉, 이 경우 통상적인 UE receiver는, timing acquisition and tracking , frequency of f set estimation and compensation , delay estimation, and Doppler estimation 등에 대하여 각각의 설정된 non- quasi - co- located (NQC) AP별로 독립적인 processing을 수행하여야 한다. QC를 가정할 수 있는 AP간에 대해서는, UE는 다음과 같은 동작을 수행할 수 있 다는 장점이 있다:
Delay spread & Doppler spread 에 대하여 , UE는 어떤 하나의 port에 대한 power-delay-prof ile , delay spread 및 Doppler spectrum, Doppler spread 추정 결과를, 다른 port에 대한 채널 추정 시 사용되는 Wiener f ilter 등에 동일하게 적용할 수 있다.
Frequency shif t & Received Timing 에 대하여, UE는 어떤 하나의 port에 대한 time and f requency synchronization 수행한 후, 동일한 synchronization^: 다른 port의 demodulation 적용할 수 있다. Average received power 에 대하여 , UE는 over two or more antenna ports에 대하여 RSRP measurements를 averaging할 수 있다.
HARQ procedure
이동 통신 시스템은 한 셀 /섹터에 하나의 기지국이 다수의 단말과 무선 채 널 환경을 통하여 데이터를 송수신한다. 다중 반송파 및 이와 유사한 형태로 운 영되는 시스템에서 기지국은 유선 인터넷 망으로부터 패킷 트래픽을 수신하고, 수신된 패킷 트래픽을 정해진 통신 방식을 이용하여 각 단말기로 송신한다.
이 때, 기지국이 어느 타이밍에 어떤 주파수 영역을 사용해서 어떤 단말에 게 데이터를 전송할 것인가를 결정하는 것이 하향 링크 스케줄링이다.
또한, 정해진 형태의 통신 방식을 사용하여 단말로부터 송신된 데이터를 수신 복조하여 유선 인터넷망으로 패¾ 트래픽을 전송한다. 기지국이 어느 타이 밍에 어떤 주파수 대역을 이용하여 어느 단말기에게 상향 링크 데이터를 전송할 수 있도록 할 것인가를 결정하는 것이 상향 링크 스케줄링이다.
일반적으로 채널 상태가 좋은 단말이, 보다 많은 시간, 보다 많은 주파수 자원을 이용하여 데이터를 송수신한다.
. 다중 반송파 및 이와 유사한 형태로 운영되는 시스템에서의 자원은 크게 시간과 주파수 영역으로 나눌 수 있다 . 이 자원은 다시 자원 블록으로 정의될 수 있는데, 이는 임의의 N 개의 부 반송파와 임의의 M 개의 sub- frame 또는 정해 진 시간 단위로 이루어진다. 이 때 , N 과 M은 1이 될 수 있다.
하나의 자원 블록은 여러 개의 부 반송파를 한 축으로 하고, 정해진 시간 단위를 다른 축으로 하여 이루어진다 .
하향 링크에서 기지국은 정해진 스케줄링 규칙에 따라 선택된 단말에게 1 개 이상의 자원 블록을 스케줄링 하고, 기지국은 이 단말에게 할당된 자원 블록 을 이용하여 데이터를 전송한다.
상향 링크에서는 기지국이 정해진 스케줄링 규칙에 따라 선택된 단말에게 1개 이상의 자원 블록을 스케줄링 하고, 단말은 할당된 자원을 이용하여 상향 링크로 데이터를 전송하게 된다.
스케줄링 이후 데이터를 전송한 후, 프레임을 잃어 버렸거나 손상된 경우 의 오류제어 ¾ "법으로는 ARQ (Automatic Repeat request ) 식과 좀더 발전 된 형태의 HARQ (hybrid ARQ) 방식이 있다.
기본적으로 ARQ 방식은 한 개 프레임 전송 후에 확인 메시지 (ACK)가 오 기를 기다리고, 수신 측에서는 제대로 받는 경우만 확인 메시지 (ACK)를 보내며 , 상기 프레임에 오류가 생긴 경우에는 NACK (negative-ACK) 메시지를 보내고, 오류가 생긴 수신 프레임은 수신단 버퍼에서 그 정보를 삭제한다.
송신 측에서 ACK 신호를 받았을 때에는 그 이후 프레임을 전송하지만, NACK 메시지를 받았을 때에는 프레임을 재전송하게 된다. ARQ 방식과는 달리 HARQ 방식은 수신된 프레임을 복조할 수 없는 경우에, 수신단에서는 송신단으로 NACK 메세지를 전송하지만, 이미 수신한 프레임은 일정 시간 동안 버퍼에 저장 하여, 그 프레임이 재전송되었을 때 기 수신한 프레임과 컴바이닝하여 수신 성공 률을 높인다.
최근에는 기본적인 ARQ 방식보다는 더 효율적인 HARQ 방식이 더 널리 사 용되고 있다. 이러한 HARQ 방식에도 여러 가지 종류가 있는데, 크게는 재전송하 는 타이밍에 따라 synchronous HARQ와 asynchronous HARQ로 나눌 수 있고 재전송 시 사용하는 자원의 양에 대해 채널 상태를 반영하는 지의 여부에 따라 channel -adaptive 방식과 channel -non-ada tive 방식으로 나눌 수 있다. '
Synchronous HARQ 방식은 초기 전송이 실패했을 경우, 이 후의 재전송 이 시스템에 의해 정해진 타이밍에 이루어지는 방식이다. 즉, 재전송이 이루어 지는 타이밍은 초기 전송 실패 후에 매 4번째 시간 단위에 이루어 진다고 가정하 면, 이는 기지국과 단말 사이에 이미 약속이 이루어져 있기 때문에 추가로 이 타 이밍에 대해 알려줄 필요는 없다.
다만, 데이터 송신 측에서 NACK 메시지를 받았다면, ACK 메시지를 받기 까지 매 4번째 시간 단위에 프레임을 재전송하게 된다.
반면, Asynchronous HARQ 방식은 재전송 타이밍이 새로이 스케줄링 되 거나 추가적인 시그널링을 통해 이루어질 수 있다. 이전에 실패했던 프레임에 대 한 재전송이 이루어지는 타이밍은 채널 상태 등의 여러 요인에 의해 가변된다.
Channel— non- adaptive HARQ ¾ "식은 재 전송시 프레임의 modulation 이나 이용하는 자원 블록의 수, AMC 등이 초기 전송 시 정해진 대로 이루어지는 방식이고, 이와 달리 channel— adaptive HARQ 방식은 이들이 채널의 상태에 따라 가변 되는 방식이다.
예를 들어, 송신 측에서 초기 전송 시 6개의 자원 블록을 이용하여 데이 터를 전송했고, 이후 재전송 시에도 동일하게 6개의 자원 블톡을 이용하여 재전 송하는 것이 channel -non— adaptive 방식이다 . 반면, 초기에는 6개를 이용하여 전송이 이루어 졌다 하여도 이후에 채널 상태에 따라서는 6개보다 크거나 작은 수의 자원 블록을 이용하여 재전송을 하는 방식이 channel -adaptive방식이다.
이러한 분류에 의해 각각 네 가지의 HARQ의 조합이 이루어 질 수 있으나, 주로 사용되는 HARQ 방식으로는 asynchronous and channel -adaptive HARQ 방식과 synchronous and channel -non-adaptive HARQ 방식이 있다.
Asynchronous and channel -adaptive HARQ 방식은 재전송 타이밍과 사용하는 자원의 양을 채널의 상태에 따라 적웅적으로 달리함으로써 재전송 효율 을 극대화 시킬 수 있으나, 오버헤드가 커지는 단점이 있어서 상향링크를 위해서 는 일반적으로 고려되지 않는다ᅳ
한편, synchronous and channel -non -adaptive HARQ 방식은 재전 송을 위한 타이밍과 자원할당이 시스템 내에서 약속되어 있기 때문에 이를 위한 오버헤드가 거의 없는 것이 장점이지만, 변화가 심한 채널 상태에서 사용될 경우 재전송 효율이 매우 낮아지는 단점이 있다. 현재 3GPP LTE에서 하향링크의 경 우 asynchronous HARQ 방식이, 상향링크의 경우 synchronous HARQ 방식이 사용되고 있다.
한편, 하향링크를 예로, Scheduling이 되어 데이터가 전송된 뒤 단말로 부터의 ACK/NAK의 정보가 수신되고 다시 다음 데이터가 전송될 때까지는 시간 지연이 발생한다.
이는 Channel propagation delay와 데이터 디코딩 및 데이터 인코딩 에 걸리는 시간으로 인해 발생하는 지연이다. 이러한 지연 구간 동안의 공백 없 는 데이터 전송을 위하여 독립적인 HARQ process를 사용하여 전송하는 방법이 사용되고 있다.
예를 들어, 다음 데이터 전송과 다음 데이터 전송까지의 최단 주기가 7 subfratne이라면 7개의 독립적인 프로세스를 둔다면 공백없이 데이터 전송을 할 수 있게 된다. LTE에서는 MIMO로 동작하지 않을 경우 최대 8개의 process를 할당할 수 있도록 되어있다.
D2D 통신 일반
일반적으로 D2D 통신은 사물과 사물 간의 통신이나 사물 지능 통신을 지 칭하는 용어로 제한적으로 사용되기도 하지만, 본 발명에서의 D2D 통신은 통신 기능이 장착된 단순한 장치는 물론, 스마트폰이나 개인용 컴퓨터와 같이 통신 기 능을 갖춘 다양한 형태의 장치 간의 통신을 모두 포함할 수 있다.
도 18은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 D2D 통신을 개 념적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 18a는 기존의 기지국 ( eNB) 중심의 통신 방식을 나타내는 것으로, UE1은 상향링크 상에서 기지국으로 데이터를 전송할 수 있고, 기지국은 하향링 크 상에서 UE2으로 데이터를 전송할 수 있다. 이러한 통신 방식은 기지국을 통 한 간접 통신 방식이라고 할 수 있다. 간접 통신 방식에서는 기존의 무선 통신 시스템에서 정의된 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 기지국올 거치지 않고 수행될 수 있다. 이러한 통신 방 식은 장치 간의 직접 통신 방식이라고 할 수 있다. D2D 직접 통신 방식은 기존 의 기지국을 통한 간접 통신 방식에 비하여 지연 (latency)이 줄어들고, 보다 적은 무선 자원을 사용하는 등의 장점을 가진다.
도 19는 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용될 수 있는 D2D 통신의 다양 한 시나리오들의 일례 ¾ 나타낸다.
D2D 통신의 시나리오는 UE1과 UE2가 셀 커버리지 내 (in-coverage) /샐 커버리지 밖 (out -of— coverage)에 위치하는지에 따라 크게 (1) Out— of- Coverage Network, (2) Partial - Coverage Network 및 (3) In— Coverage Network으로 나¾ 수 있다.
In- Coverage Network의 경우, 기지국의 커버리지에 해당하는 샐 (Cell) 의 개수에 따라 In-Coverage-Single-Cell 및 In-Coverage— Multi-Cell로 나뉠 수 있다.
도 19a는 D2D 통신의 Out -of -Coverage Network 시나리오의 일 예를 나타낸다.
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 것 을 볼 수 있다. nr
96 도 19b는 D2D 통신의 Partial - Coverage Network 시나리오의 일 예를 나타낸다.
Partial - Coverage Network 시나리오는 네트워크 커버리지 내에 위치 하는 D2D 단말과 네트워크 커버리지 밖에 위치하는 D2D 단말 간에 D2D 통신을 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 19d는 In- Coverage-Multi - Cell 시나리오의 일 예를 나타낸다.
In- Coverage Network 시나리오는 D2D 단말들이 네트워크 커버리지 내 에서 기지국의 제어를 통해 D2D 통신을 수행하는 것을 말한다.
도 19C에서, UE1과 UE2는 동일한 네트워크 커버리지 (또는 셀) 내에 위 치하며 , 기지국의 제어 하에 D2D 통신을 수행한다 .
도 19d에서, UE1과 UE2는 네트워크 커버리지 내에 위치하기는 하나, 서 로 다른 네트워크 커버리지 내에 위치한다. 그리고, UE1과 UE2는 각 네트워크 커버리지를 관리하는 기지국의 제어 하에 D2D 통신을 수행한다.
이하, D2D 통신에 관하여 보다 상세히 살펴본다 .
D2D 통신은 도 19에 도시된 시나리오에서 동작할 수 있으나, 일반적으로 네트워크 커버리지 내 ( in- coverage )와 네트워크 커버리지 밖 (out -of - coverage )에서 동작할 수 있다. D2D 통신 (단말들 간 직접 통신)을 위해 이용 되는 링크를 D2D 링크 (D2D link) , 다이렉트 링크 (directlink) 또는 사이드 링크 ( sidelink) 등으로 지칭할 수 있으나, 이하 설명의 편의를 위해 사이드 링 크로 통칭하여 설명한다 .
사이드 링크 전송은 FDD의 경우 상향링크 스펙트럼에서 동작하고, TDD의 경우 상향링크 (혹은 하향링크) 서브프레임에서 동작할 수 있다. 사이드 링크.전 송과 상향링크 전송의 다중화를 위하여 TDM (Time Division Multiplexing) 이 이용될 수 있다.
사이드 링크 전송과 상향링크 전송은 동시에 일어나지 않는다. 상향링크 전송을 위해 사용되는 상향링크 서브프레임 또는 UpPTS와 부분적으로 혹은 전체 적으로 겹쳐지는 사이드 링크 서브프레임에서는 사이드 링크 전송이 일어나지 않 는다. 또한, 사이드 링크의 전송 및 수산또한 동시에 일어나지 않는다.
사이드 링크 전송에 이용되는 물리 자원의 구조는 상향링크 물리 자원의 구조가 동일하게 이용될 수 있다. 다만, 사이드 링크 서브프레임의 마지막 심볼 은 보호 구간 ( guard period)으로 구성되어 사이드 링크 전송에 이용되지 않는 다.
사이드 링크 서브프레임은 확장 순환 전치 ( extended CP) 또는 일반 순 환 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 샐 ( inter- cell ) 디스커버리에서 동기화된 (synchronous) 또는 동기화되지 않은 (asynchronous) 샐 배치 모두 고려될 수 있다. D2D 디스커버리는 근접 영역 내의 UE에게 광고, 쿠폰 발행, 친구 찾 기 등의 다양한 상용 목적으로 활용될 수 있다.
UE 1이 디스커버리 메시지 전송의 역할 (role)을 가지는 경우, UE 1은 디스커버리 메시지를 전송하고, UE 2는 디스커버리 메시지를 수신한다. UE 1 과 UE 2의 전송 및 수신 역할은 바뀔 수 있다. UE 1으로부터의 전송은 UE 2와 같은 하나 이상의 UE (들)에 의해 수신될 수 있다.
디스커버리 메시지는 단일의 MAC PDU를 포함할 수 있으며, 여기서 단일 의 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) 방식으 로 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 무 선 자원 풀 (pool) 내에서 특정 자원을 임의로 선택한 다음 디스커버리 메시지를 전송한다.
이러한 주기적인 디스커버리 자원 풀 (pool)은 반정적 (semi-static)인 방식으로 디스커버리 신호 전송을 위해 할당될 수 있다. 디스커버리 전송을 위한 디스커버리 자원 풀 (pool )의 설정 정보는 디스커버리 주기 , 디스커버리 주기 내 디스커버리 신호의 전송을 위해 사용할 수 있는 서브프레임의 개수 (즉, 무선 자원 풀을 구성하는 서브프레임 개수)를 포함한다.
in- coverage UE의 경우, 디스커버리 전송을 위한 디스커버리 자원 풀 (pool )은 eNB에 의해 설정되고, RRC 시그널링 (예를 들어 , SIB ( System Information Block) )을 이용하여 UE에게 알려줄 수 이다.
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 、디스커버리 자원 ( discovery resource ) '으로 지칭할 수 있다.
디스커버리 자원은 하나의 UE에 의해 디스커버리 MAC PDU의 전송을 위해 사용될 수 있다. 하나의 UE에 의해 전송되는 MAC PDU의 전송은 디스커버리 주 기 내 (즉, 무선 자원 풀 (pool ) )에서 연속적으로 ( contiguous ) 혹은 비연속적 (non- contiguous )으로 반복 (예를 들어 , 4회 반복)될 수 있다. UE는 MAC PDU의 반복되는 전송을 위해 사용될 수 있는 디스커버리 자원 세트 ( discovery resource set )에서 첫 번째 디스커버리 자원을 임의로 선택하고, 그 이외의 디스커버리 자원은 첫 번째 디스커버리 자원과 관련하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 일정 패턴이 미리 설정되고, UE가 첫 번째로 선택한 디스커버리 자원의 위치에 따라 그 다음의 디스커버리 자원이 미리 설정된 패턴에 따라 결정될 수 있다. 또한, UE가 MAC PDU의 반복되는 전송을 위해 사용될 수 있는 디스커버 리 자원 세트 내에서 각각의 디스커버리 자원을 임의로 선랙할 수도 있다.
타입 2는 디스커버리 메시지 전송을 위한 자원이 단말 특정 (UE specific) 하게 할당된다 . 타입 2는 다시 타입 2A(Type-2A) , 타입 2B (Type— 2B)로 세분화 된다. 타입 2A는 eNB가 디스커버리 주기 내에서 UE가 디스커버리 메시지의 전 송 시점 (instance)마다 자원을 할당하는 방식이고, 타입 2B는 반정적인 (semi-persistent) 방식으로 자원을 할당하는 방식이다.
타입 2B의 경우, RRCᅳ CONNECTED UE는 RRC 시그널링을 통해 eNB에 D2D 디스커버리 메시지의 전송을 위한 자원의 할당을 요청한다 . 그리고, eNB는 RRC 시그널링을 통해 자원을 할당할 수 있다., UE는 RRCᅳ IDLE 상태로 천이할 때 또는 eNB이 RRC 시그널링을 통해 자원 할당을 철회 (withdraw)할 때 , UE는 가장 최근에 할당된 전송 자원을 해제한다. 이와 같이 타입 2B의 경우, RRC 시 그널링에 의해 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 설정 되고, RRC 入 1그널링 (예를 들어 , SIB (System Information Block) )을 이용 하여 UE에게 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 있다.
UE 1이 직접 통신 데이터 전송의 역할을 가지는 경우, UE 1은 직접 통신 데이터를 전송하고, UE 2는 직접 통신 데이터를 수신한다 . UE 1과 UE 2의 전 송 및 수신 역할은 바뀔 수 있다. UE 1으로부터의 직접 통신 전송은 UE 2와 같 은 하나 이상의 UE (들)에 의해 수신될 수 있다.
D2D 디스커버리와 D2D 통신은 서로 연계되지 않고 돔립적으로 정의될 수 있다. 즉, 그룹캐스트 ( groupcast ) 및 브로드캐스트 (broadcast ) 직접 통신에 서는 D2D 디스커버리가 요구되지 않는다. 이와 같이, D2D 디스커버리와 D2D 직접 통신이 독립적으로 정의되는 경우, UE들은 인접하는 UE를 인지할 필요가 없다. 다시 말해, 그룹캐스트 및 브로드캐스트 직접 통신의 경우, 그룹 내 모든 수신 UE가서로 근접할 것을 요구하지 않는다 .
D2D 직접 통신 데이터를 전송하는 채널로 물리 사이드 링크 공유 채널 ( PSSCH : Physical Side link Shared Channel )이 정의될 수 있다. 또한, D2D 직접 통신을 위한 제어 정보 (예를 들어 , 직접 통신 데이터 전송을 위한 스 케줄링 승인 ( SA : scheduling assignment ) , 전송 형식 등)를 전송하는 채널 로 물리 사이드 링크 제어 채널 ( PSCCH : Physical Sidelink Control Channel )이 정의될 수 있다. PSSCH 및 PSCCH는 PUSCH 구조를 재이용할 수 있다.
D2D 직접 통신을 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 전 송하기 위하여 사용하는 자원을 스케줄링 하는 방식을 말한다. in-coverage에 서는 모드 1이 적용된다.
eNB은 D2D 직접 통신에 필요한 자원 풀 (pool )을 설정한다. 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 할 당된 자원을 이용하여 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 UE 는 D2D 직접 통신을 수행하기 위하여 RRC— CONNECTED 상태에 있어야 한다. 전 송 UE는 스케줄링 요청을 eNB에 전송하고, 이어 eNB가 전송 UE에 의해 요청되 는 자원의 양을 결정할 수 있도록 BSR (Buf fer Status Report ) 절차가 진행 된다.
수신 UE들은 제어 정보 풀올 모니터링하고 , 자신과 관련된 제어 정보를 디코딩하면 해당 제어 정보와 관련된 D2D 데이터 전송을 선택적으로 디코딩할 수 있다. 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 위하여 자원 풀 (pool )에서 특정 자원을 임의로 선택하는 방식을 말한다. out - of - coverage 및 /또는 edge -of - coverage에서 모드 2가 적용된다. 모드 2에서 제어 정보 전송을 위한 자원 풀 (pool ) 및 /또는 D2D 직접 통 신 데이터 전송을 자원 풀 (pool )은 미리 설정 (pre- conf igured)되거나 반정 적으로 ( semi - statically) 설정될 수 있다. UE는 설정된 자원 풀 (시간 및 주 파수)를 제공 받고, 자원 풀에서 D2D 통신 전송을 위한 자원을 선택한다. 즉, UE는 제어 정보를 전송하기 위하여 제어 정보 자원 풀에서 제어 정보 전송을 위 한 자원을 선택할 수 있다. 또한, UE는 D2D 직접 통신 데이터 전송을 위해 데 이터 자원 풀에서 자원을 선택할 수 있다.
D2D、브로드캐스트 통신에서, 제어 정보는 브로드캐스팅 UE에 의해 전송된 다. 제어 정보는 D2D 직접 통신 데이터를 운반하는 물리 채널 (즉, PSSCH)과 관련하여 데이터 수신을 위한 자원의 위치를 명시적으로 ( explicit ) 및 /또는 묵 시적으로 ( implicit ) 지시한다.
3 ) 동기화 ( synchronization)
D2D 동기 신호 (또는 사이드 링크 동기 신호)는 UE 가 시간-주파수 동기 를 획득하기 위하여 이용될 수 있다. 특히, 네트워크 커버리지 밖의 경우 eNB의 제어가 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 신호의 구조는 PSS/SSS와 동일할 수 있다. D2D 동기 소스 가 eNB가 아닌 경우 (예를 들어 , UE 또는 GNSS (Global Navigation Satellite System) 등) 전송되는 D2D 동기 신호의 구조는 새롭게 정의될 수 있다.
D2D 동기 신호는 40ms 보다 작지 않은 주기를 가지고 주기적으로 전송된 다. 단말 별로 다중의 물리 계층 사이드 링크 동기화 식별자 (physical - layer side link synchronization identity)를 가질 수 있다. D2D 동기 신호는 프라이머리 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 탐색할 수 있다. 그리고, D2D 동기 소스가 탐색되면, UE는 탐색된 D2D 동기 소스로부터 수신된 D2D 동기 신호를 통해 시간-주파수 동기를 획득할 수 있다. 그라고, 해 당 UE는 D2D 동기 신호를 전송할 수 있다.
이하에서는 명료성을 위해 D2D 통신에 있어서 2개의 장치들 간의 직접 통 신을 예로 들어 설명하지만, 본 발명의 범위가 이에 제한되는 것은 아니고, 2 이상의 복수의 장치들 간의 D2D 통신에 대해서도 본 발명에서 설명하는 동일한 원리가 적용될 수 있다.
D2D discovery 방식 중에 하나로 모든 UE가 분산적인 방식에 의해서 discovery를 수행하도록 하는 방식 (이하, 、분산적 discovery'라고 지칭한 다.〉이 있다. 분산적으로 D2D discovery를 수행하는 방식은 centralized 방식처럼 한곳에서 (예를 들어 , eNB , UE 또는 D2D 스케줄링 장치 등) 자원 선 택을 결정하는 것이 아니며, 모든 UE들이 분산적으로 스스로 판단해서 discovery 자원을 선택하고 discovery 메시지를 송신 및 수신을 하는 방식을 의미한다.
이하, 본 명세서에서는 D2D discovery를 위해서 단말들이 주기적으로 보내는 신호 (또는 메시지 )를 discovery 메시지 , discovery 신호, 비콘 (beacon) 등으로 지칭할 수 있다. 이하, 설명의 편의를 위해 discovery 메시 지로 통칭한다.
분산적 discovery에서는 UE가 discovery 메시지를 송신 및 수신하기 위한 자원으로서 샐롤러 자원과는 별도로 전용 자원이 주기적으로 할당될 수 있 다. 이에 대하여 아래 도 21을 참조하여 설명한다. 도 20은 본 명세서에서 제안하는 방법들이 적용될 수 있는 디스커버리 자 원이 할당되는 프래임 구조의 일례를 나타낸다.
도 20을 참조하면, 분산적 discovery 방식에서는 전체 셀를러 상향링크 주파수 -시간 자원 중에서 discovery를 위한 discovery subframe (즉, 4 discovery 자원 풀' ) ( 2001 )이 고정적으로 (또는 전용적으로) 할당되고, 나머 지 영역은 기존의 LTE 상향링크 WAN (wide area network) 서브프레임 영역 ( 2003 )으로 구성된다. discovery 자원 풀은 하나 이상의 서브프레임으로 구 성될 수 있다.
discovery 자원 풀은 일정 시간 간격 (즉, ' discovery 주기' )으로 주 기적으로 할당될 수 있다. 또한, discovery 자원 풀은 하나의 discovery 주 기 내에서 반복하여 설정될 수 있다.
도 20의 경우, 10 sec 의 discovery 주기를 가지고 discovery 자원 풀이 할당되고, 각각의 discovery 자원 풀은 64 개의 연속적인 서브프레임이 할당되는 예를 나타낸다. 다만, discovery 주기 및 discovery 자원 풀의 시 간 /주파수 자원의 크기는 이에 한정되지 않는다.
UE는 전용적으로 할당된 discovery 풀 내에서 자신의 discovery 메시 지를 전송하기 위한 자원 (즉, 、 discovery 자원' )을 자체적으로 선택하고, 선 택된 자원을 통해 discovery 메시지를 전송한다. 이에 대하여 아래 도 21을 참조하여 설명한다 . 도 21은 본 명세서에서 제안하는 방법들이 적용될 수 있는 디스커버리 과 정을 간략히 예시한 도면이다.
" 도 20 및 도 21을 참조하면, discovery 식은 크게 discovery 메入] 지 전송을 위한 자원 센싱 ( sensing) ( S2101 ) , discovery 메시지 전송을 위 한 자원 선택 ( S2103 ) , discovery 메시지 송신 및 수신 ( S2105 ) , 이와 같은 3단계 절차로 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 상향링 크 대역폭이 10MHZ라고 가정하면, 모든 UE는 K=64 msec ( 64개의 서브프레임) 동안 N=44 RB (전체 상향링크 대역폭은 10MHZ 이므로 총 50개의 RB에서 PUCCH 전송을 위해 6개의 RB가 이용된다. )에서 전송되는 discovery 메시지를 전부 수신 (즉, 센싱 )한다.
그리고, discovery 메시지 전송을 위한 자원 선택 단계 (S2103 )에서 , UE는 센싱한 자원들 중에서 낮은 에너지 레벨의 자원들을 분류하고 그 중 일정 범위 내에서 (예를 들어, 하위 x% (x=임의의 정수, 5 , 7 , 10 , . . . ) 내에서) discovery자원을 랜덤하게 선택한다.
discovery 자원은 동일한 크기를 가지는 하나 이상의 자원 블록으로 구 성될 수 있으며, discovery 자원 풀 내에서 TDM 및 /또는 FDM으로 다중화될 수 있다.
그리고, 마지막 절차인 discovery 메시지 전송 및 수신 단계 ( S2105 )에 서 , UE는 discovery 한 주기 후에 (도 20의 예시에서 P=10초 후) 선택된 discovery 자원을 기반으로 discovery 메시지를 송수신하며, 이후의 discovery 주기에서는 랜덤한 자원 호핑 (hopping) 패턴에 따라서 주기적으로 discovery 메시지를 송수신한다.
이러한, D2D discovery 절차는 UE가 eNB와 연결이 있는 RRC_CONNECTED 상패에서도 진행될 뿐만 아니라 eNB와 연결이 없는 RRC_IDLE 상태에서도 계속 수행된다.
위와 같은 discovery 방식을 고려하면, 모든 UE들은 주위의 UE들이 전 송하고 있는 모든 자원들 (즉, discovery자원 풀)올 sensing 하고 그 중에서 일정 범위 (예를 들어 , 하위 x¾내)에서 랜덤하게 discovery자원을 선택한다. 이하에서 , D2D 가원 할당 (D2D resource allocation) 법에 대해 좀 더 살펴보기로 한다.
도 22 및 도 23을 참조하여 D2D 자원 풀 ( resource pool ) 구성 및 스 케줄링 할당 ( Scheduling assignment： SA) ¾ "법에 대해 살펴본다.
도 22는 본 명세서에서 제안하는 방법들이 적용될 수 있는 D2D 자원 풀 ( resource pool ) 구성의 일 예를 나타낸 도이다.
도 22를 참조하면 , D2D resource po이은 주파수 자원 영역에서 NF개의 자원 유닛 ( resource unit )으로 분할되고, 시간 자원 영역에서 Ντ개의 resource unit 분할될 수 있다.
즉, 전체 D2D resource pool은 종 NF*NT 개의 resource units으로 정의될 수 있다. 여기서, NF 및 Ντ는 자연수를 나타낸다.
상기 자원 유닛 ( resource unit , 2210 )은 A개의 subf rarae 또는 B개의 RB (Resource Block)을 의미할 수 있다. 여기서 , A 및 B는 자연수를 나타낸 다.
또한, D2D resource po이은 NT subf rame을 주기로 시간 자원에서 반 복될 수도 있다.
도 22에 도시된 바와 같이 , 하나의 resource unit은 주기적으로 반복하 여 구성될 수 있다.
또는, 시간 또는 주파수 차원에서 diversity 효과를 얻기 위해서, 하나 의 논리적인 resource unit0] mapping되는 물리적 resource unit의 index가 시간에 따라서 사전에 정해진 pattern으로 변화할 수도 있다.
여기서, D2D resource po이은 D2D TX UE가 D2D 신호 송신에 사용할 수 있는 resource unit의 집합을 의미할 수 있다.
또한, D2D resource pool은 여러 종류로 구상될 수 있다.
일 예로, 아래와 같이 3 가지 형태의 resource po이로 구성될 수 있다.
3가지 형태의 resource pool은 각 resource poc>l에서 전송되는 D2D 신호의 content에 따라서 구분될 수 있다.
이 경우, 각 resource pᄋ이은 별도로 conf igure!. 수 있다.
( 1 ) Scheduling Assignment ( SA) resource pool
각 송신 UE가 (후행하는) D2D data channel의 전송을 위해 사용하는 resourced 위치 및 그 외 D2D data channel의 복조를 위해서 필요한 modulation and coding scheme (MCS )나 MIMO 전송 방식 등의 정보를 포 함하는 신호를 의미한다 . 상기 SA는 동일 resource unit 상에서 D2D data와 함께 multiplex되어 전송되는 것도 가능하다. 이 경우, SA resource pool 이란 SA가 D2D data와 multiplex되어 전송되는 resource pᄋ이을 의口 1할 수 있다.
( 2 ) D2D data channel resource pool
SA를 통하여 지정된 resource를 사용하여 송신 UE가 user data를 전송 하는데 人용하는 resource po이을 말한다. 만일, 동일 resource unit Λ 0에 서 D2D data와 SA가 함께 multiplex되어 전송되는 것도 가능한 경우, D2D data channel을 resource po이에서는 SA 정보를 계외한 형태의 D2D data channel만이 전송되는 형태가 될 수 있다.
여기서 , 상기 D2D data channel은 D2D communication channel을 의미할 수 있다.
즉, SA resource pool 내의 개별 resource unit 상에서 SA 정보를 전송하는데 ]·용되었던 resource element를 D2D data channel resource pool에서는 여전히 D2D data를 전송하는데 사용하는 것이다.
( 3 ) Discovery (message ) resource pool
송신 UE가 자신의 ID 등의 정보를 전송하여 인접 UE로 하여금 자신을 발 견할 수 있도톡 message 전송을 위한 resource pool을 말한다. 또한, D2D 신호의 content가 동일한 경우에도 D2D 신호의 송 /수신 속성 에 따라서 D2D 단말은 상이한 resource pool을 사용할 수 있다.
예를 들어, 동일한 D2D data channel이나 discovery message라 하 더라도 D2D 신호의 송신 timing 결정 방식 (예를 들어 , 동기 기준 신호의 수신 시점에서 D2D 신호가 전송되는지 아니면 동기 기준 신호의 수신 시점에서 일정 한 timing advance (TA)를 적용하여 D2D 신호가 전송되는지 )이나 자원 할당 방식 (예를 들어 , 개별 신호의 전송 자원을 eNB가 개별 송신 UE에게 지정해주는 지 (모드 1 ) 아니면 개별 송신 UE가 pool 내에서 자체적으로 개별 신호 전송 자 원을 선택하는지 (모드 2 ) ) , signal format (예를 들어 , 각 D2D 신호가 한 subfratne에서 차지하는 symbol의 개수나, 한 D2D 신호의 전송에 사용되는 subframe의 개수)에 따라서 다시 상이한 resource po이로 구분될 수도 있다. 앞서 살핀 바와 같이 , D2D channel을 통해 D2D data를 송신하고자 하 는 ϋΕ는 먼저 SA resource pool 중에서 적절한 resource를 선택하고, 상기 선택된 resource를 통해 자신의 SA를 전송한다.
이 때, SA 전송을 위한 resource 선택의 기준으로는 다른 UE의 SA 전송 이 없는, 그리고 /또는 다른 UE의 SA에 따른 후행하는 subframe에서의 D2D data 전송이 없을 것으로 예상되는 자원과 연동되는 SA자원이 우선적으로 고려 될 수 있다.
추가적으로, UE는 간섭 수준이 낮을 것으로 예상되는 D2D data 전송 자 원과 연동되는 SA자원을 선택할 수 있다. 도 23은 본 명세서에서 제안하는 방법들이 적용될 수 있는 D2D 자원 풀 ( resource pool ) 구조의 일 예를 나타낸다.
도 23에 도시된 바와 같이 , SA resource pool ( 2310 )은 D2D data channel resource pool ( 2320 )에 선행하여 나타난다.
따라서, 수신 UE는 먼저 SA 검출을 시도하고, 이를 통해 자신이 수신할 필요가 있는 D2D data가 존재하는 경우, 검출된 SA와 연동되는 D2D data resource에서 D2D data 수신을 入 1도한다ᅳ
도 23을 참조하면, SA resource pool과 상기 SA resource pool 이 후에 위치하는 data channel resource po이이 주기적으로 나타나는 것을 볼 수 있다.
또한, 상기 SA resource poc)l이 나타나는 (또는 위치하는) 주기는 SA 주기 (period , 2330 )로 정의될 수 있다.
즉, 상기 SA 주기 ( 2330 )는 하나의 SA resource pool^ 하나의 data channel resource pᄋ이을 합친 구간을 의口 1할 수 있다. 이하에서는, 본 명세서에서 제안하는 D2D 통신에서 SA ( Scheduling Assignment) 전송 시 발생할 수 있는 간섭 ( interf erence ) 또는 충돌 ( collision)을 줄이기 위한 방법들에 대해 관련 도면을 참고하여 구체적으로 살펴보기로 한다.
도 24는 본 명세서에서 제안하는 방법들이 적용될 수 있는 무선 통신 시 스템의 일 예를 나타낸 개략도이다.
도 24에 도시된 바와 같이 , 본 명세서에서는 단말 간 직접 통신 (D2D 통 신)을 수행하는 경우 즉, UE1과 UE2가 직접 무선 채널 (D2D 링크 또는 사이드 링크: sidelink , 2410 )을 이용하여 통신을 수행하는 경우, UE1과 UE2의 통신 에 사용할 자원을 결정하기 위한 방법들을 제공한다.
여기서 , UE (UE1 , UE2 )는 사용자 단말을 의미한다 . 다만, eNB와 같은 network 장비가 D2D 통신 방식에 따라 신호를 송 /수신하는 경우에는 상기 eNB 와 같은 network 장비 역시 일종의 UE로 간주될 수 있다.
특별한 설명이 없는 한 UE1은 송신 단말 (TX UE) , UE2는 수신 단말 (RX UE)라고 가정한다 .
따라서, UE1은 일련의 자원 집합을 의미하는 resource pool 내에서 특 정 자원에 해당하는 resource unit을 선택하고, 상기 선택된 resource unit을 이용하여 D2D 신호를 송신하도록 동작할 수 있다.
또한, UE2는 UE1이 신호를 전송할 수 있는 resource pooler (사전에 ) conf igure 받고, 상기 conf igured resource pool 내에서 UEl이 전송하는 D2D신호를 검출한다.
여기서, 상기 resource pool은 UEl이 기지국의 연결 범위에 있는 경우 ( in— coverage network) 기지국이 알려줄 수 있으며, UE1이 기지국의 연결 범위 밖 (out— of - coverage network)에 있는 경우에는 다른 UE가 알려주거나 또는 사전에 정해진 자원으로 결정될 수도 있다.
여기서, 다른 UE가 resource po이을 UEl으로 알려주는 경우, 상기 다 른 UE는 cluster header ( CH) UE (또는 대표 UE)이거나 또는 coverage 경계 에 위치하는 UE ( relay UE)일 수 있다.
살핀 바와 같이, 상기 resource pool은 복수의 resource units로 구 성될 수 있으며, 각 UE는 하나 또는 하나 이상의 resource units을 선택하고 이를 D2D 신호 송신에 사용할 수 있다.
여기서, 상기 D2D 신호 송신은 SA 등을 포함한 D2D control information송신, D2D data 송신 등을 의미할 수 있다.
즉, D2D 신호 송신의 의미는 D2D TX UE가 D2D RX UE로 전송하는 모든 신호를 의미할 수 있다.
또한, 이하에서 살펴볼 SA 자원 결정 방법들은 D2D 통신에서의 SA 전송 뿐만 아니라 SA를 이용할 수 있는 모든 시스템에 적용될 수 있다.
특히, distributed한 방식으로 scheduling assignment를 수행하는 시스템에서 좀 더 유용하게 사용될 수 있다. 도 25는 본 명세서에서 제안하는 방법들이 적용될 수 있는 SA 자원 풀 (resource pool) 및 SA 전송 방법의 일 예를 나타낸 도이다.
SA resource po이은 경쟁 (contention) 기반으로 SA resource를 결 정하는 영역과 경쟁 (contention)없이 SA를 결정하는 영역으로 크게 구분할 수 있다.
상기 contention 없이 SA를 결정하는 영역을 、 SA resource pool #1' 로, 상기 contention 기반으로 SA resource* 결정하는 영역을 lSA resource pool #2 (2510) '로 표현하기로 한다.
상기 SA resource pool #1에서 , TX UE는 측정 (measurement) 정보 없이 SA를 전송할 수 있다.
반면, 상기 SA resource pool #2에서 , TX UE는 즉정 (measurement) 정보를 이용하거나 또는 확률적인 방법을 통해 SA를 전송하게 된다. 이하에서는, SA resource pool #2에서, SA 전송으로 인해 발생할 수 있는 층돌을 방지하기 위한 방법들에 대해 구체적으로 살펴보기로 한다.
먼저, SA resource pool #2어)서 SA resource들 간 중돌 (collision)을 해결하기 위해, 랜덤 백오프 (random backoff)를 이용하는 방법이 있다.
D2D 통신에서 SA 전송은 아래와 같은 절차 이후에 수행될 수 있다.
먼저 , UE는 D2D 통신을 위한 D2D resource pool을 획득한다.
상기 UE는 상기 resource po이을 기지국으로부터 획득하거나 또는 특정 UE로부터 획득하거나 또는 사전에 상기 re source po이에 대한 정보를 입력받 을 수 있다.
살핀 것처럼, 상기 resource pool은 SA resource pool , Data resource pool , discovery resource pool 등을 포함할 수 있다.
이후, 상기 UE는 기지국 또는 다른 UE와 D2D 동기 절차 ( synchronization procedure )를 수행한다 .
상기 다른 UE는 송신하는 신호 세기가 가장 큰 UE일 수 있으며, 기 정의 된 CH UE 또는 대표 UE일 수 있다.
상기와 같은 절차 이후에 , UE는 다른 UE로 SA를 전송하고, 이에 기초하 여 상기 다른 UE로 D2D data를 전송한다.
앞서 살핀 , SA 전송 전의 절차들 ( resource pool 획득, 동기 절차 등) 은 이하에서 설명하는 방법들에 공통적으로 적용될 수 있으며, 이하에서는 중복 설명을 피하기 위해 별도의 설명을 생략하기로 한다.
여기서, SA resource들 간 충돌이란, TX UE들이 동일한 SA resource 를 통해 SA를 전송함으로써 발생하는 충돌을 의미한다 .
상기 랜덤 백오프 방식은 SA resource pool #2 내 다수의 경쟁 원도우 ( contention window : CW , 2511 )들이 존재하는 경우, 각각의 Tx UE는 랜덤 백오프 ( random backof f ) 값을 선택하고, 상기 선택된 랜덤 백오프 값에 해당 하는 contention window 구간에서 다른 Tx UE들과 content ion하는 방식으 로 SA 전송을 위한 자원을 결정하는 방법을 말한다.
상기 랜덤 백오프 방법의 경우, 각 contention window 내에서는 여전 히 SA자원들 간 col lision이 발생할 수 있게 된다.
따라서, 각 CW 내에서 발생하는 충돌을 줄이기 위해, 각각의 TX UE는 한 71]의 SA만 지정해서 전송하는 것이 아니라, 다수의 SA를 SA resource pool #2 내에서 반복하여 전송할 수도 있다.
일 예로, 각 TX UE는 SA를 SA resource pool 내에서 4번 반복하여 전 송할 수 있다.
여기서, 다수의 SA를 SA resource pool #2 내에서 전송한다는 의미는 TX UE가 하나의 contention window에서 SA를 여러 번 전송하는 것을 의미할 수도 있고 또는, 다수의 contention windows를 이용하여 SA를 여러 번 전송 하는 것을 의미할 수도 있다.
상기 contention window ( CW)는 하나 또는 하나 이상의 subframes (또 는 TTI )를 의미할 수 있다. 다음으로, TX UE가 다수의 SA를 전송하는 방법에 대해 좀 더 구체적으로 살펴보기로 한다.
다수의 SA를 전송하는 개념은 SA를 반복하여 전송한다는 의미로 해석될 수도 있고 또는 SA를 재전송하는 개념으로 해석될 수도 있다.
이하에서는, SA 초기 전송 후 특정 정보를 이용하여 SA를 다시 전송하는 상황을 고려하여 편의상 다수의 SA를 전송한다는 것을 SA를 재전송한다는 의미 로 해석하기로 한다ᅳ
SA 전송 전에, resource pool 획득 절차 및 D2D 동기 절차가 수행될 수 있고, SA 전송 이후, data 전송 절차가 수행될 수 있다.
또한, D2D data 채널 (또는 D2D communicat ion channel )의 주파수 및 시간 축 자원 할당은 SA 전송에 따라 암시적으로 ( implicit하게) 결정된다 고 가정한다.
즉, SA가 전송되는 주파수 및 시간 축 자원 할당 정보를 아는 경우, D2D data 채널의 주파수 및 시간 축 자원 할당 정보를 알 수 있다고 가정한다. 만약, 도 25의 SA resource pool #2에서 Tx UE가 하나의 SA만 전송 할 수 있도록 정의된 경우 (다수의 SA를 전송하지 못함) , 특정 CW 구간에서 상 기 TX UE에 의해 한번 사용된 SA 자원은 다음 contention window부터는 사 용되지 않고 비워있는 상태일 수 있다.
이럴 경우, 비워 있는 SA 자원으로 인해, UE들이 사용할 수 있는 SA 자 원이 부족하게 되며, 결과적으로 동일 contention window 내 동일 SA 자원 을 사용하는 UE들끼리의 coll ision이 발생할 수 있다 (예 : 도 25의 CW # 0 ( 2511 )과 CW #2 ( 2513 )에서 collision 발생) .
따라서, 이러한 층돌을 줄이기 위해 CW 구간에서 사용되지 않고 비쒀 있 는 SA 자원을 적절하게 이용함으로써, 동일 CW 내 동일 SA 자원을 사용하여 발생할 수 있는 충돌을 줄일 수 있게 된다.
이하에서, CW 구간에서 사용되지 않고 비워있는 SA 자원을 TX UE들이 적 절하게 이용하여 SA를 전송 및 재전송하는 방법에 대해 좀 더 구체적으로 살펴 본다.
Tx UE는 SA resource pool #1에서의 SA 자원 이용 정보 및 SA resource pool #2의 이전 CW들에서 관측된 (또는 사용된) SA 정보 등을 이용 하여 CW 내 SA자원에서 SA의 전송 및 재전송 여부를 결정할 수 있다.
여기서 , 상기 이전 CW는 TX UE가 현재 SA를 전송하려는 CW 구간 전까지 의 CWS들을 의미한다 .
또한, SA 재전송의 경우, TX UE는 상기 관측된 SA 정보들을 이용하여 SA초기 전송과 동일한 자원 위치에서 SA를 재전송할 것인지 아니면 SA초기 전 송과 다른 위치의 자원을 통해 SA를 재전송할 것인지 여부를 결정할 수 있다. 여기서, SA 초기 전송의 자원 위치와 SA 재전송의 자원 위치가 동일하다 함은 CW 구간은 다르지만 각 CW 구간 내 시간 및 주파수 상의 자원 위치가 동일 함을 의미한다.
특정 Tx UE (들)이 SA를 전송한 자원의 경우, 해당 SA 전송 자원은 이후 CW에서 간섭이 감지될 수 있다.
이 경우, 일부 TX UE는 이후 CW구간에서 SA를 전송한 자원과 같은 자원 위치에서 SA 재전송을 포기하고 , 다른 적합한 SA 자원을 찾아 SA 재전송을 시 도할 수 있다.
하지만, 적어도 하나의 TX UE는 상기 SA 재전송이 포기된 자원의 위치에 서 SA를 전송하게 될 것이다.
따라서, TX UE가 SA를 전송할 자원을 결정할 때는 특정 contention window만 관측하는 것이 아니라, SA 전송 직전 시점까지 최종적으로 관측된 CW들까지 모두 누적해서 SA 전송 자원의 결정 여부를 판단하는 것이 바람직하다. 11
SA전송을 위한자원 선택 기준
다음으로, SA 초기 전송 및 SA 재전송을 위한 SA 자원 선택 기준에 대해 살펴보기로 한다.
SA resource pool #2 내 SA !"원에 대해, 일부 CW에서는 SA 전송이 일어났을 것으로 판단될 수 있을만큼 유효한 에너지 값이 측정되는 반면, 다른 일부 CW에서는 SA 전송이 일어났올 것으로 판단하기 힘들만큼 낮은 에너지 값이 관측될 수 있다.
여기서 , 낮은 에너지 값은 열 잡음 레벨 ( thermal noise level ) 정도 또는 열 잡음 레벨 근처의 수신 에너지 값을 의미할 수 있다.
즉, TX UE는 CW 구간에서의 수신 에너지 레벨 값을 측정하여, SA 전송 이 일어났을 것으로 예측되는 CW들에서의 관측된 수신 에너지 값들을 전부 비교 함으로써 , SA 전송을 위한 자원을 결정할 수 있다.
이 경우, SA 전송이 발생하였는지를 판단하기 위해, 수신 에너지 레벨 값 측정 측면에서 몇 가지의 임계값 ( threshold)들이 존재할 수 있다.
즉, TX UE는 정의되는 임계값과 수신 에너지 레벨 값을 비교함으로써 , SA 전송이 발생하였는지 판단할 수 있고, 이를 통해 SA 전송을 위한 자원을 결 정할 수 있게 된다.
첫 번째 임계값으로, SA 전송이 발생하지 않은 즉, 빈 (null ) 자원으로 판단할 수 있는 임계값 r0 ( threshold r0 )가 정의될 수 있다.
두 번째 임계값으로, SA 전송이 허용될 수 있는 최대 간섭량을 나타내는 임계값 rl ( threshold rl )이 정의될 수 있다. 여기서, 임계값 와 임계값 rl과의 관계는 아래 수학식 16과 같이 정의 될 수 있다.
【수 16】
임계값 rO <임계값 rl
상기 정의되는 임계값들을 통해, SA 초기 전송 및 SA 재전송을 위한 SA 자원 결정 방법에 대해 살펴보기로 한다.
먼저, SA초기 전송을 위한 SA자원 결정 방법에 대해 살펴본다.
SA 초기 전송 시, TX UE는 CW에서 수신 에너지 값이 임계값 rO보다 작 은 경우 ( Erx < rO )를 만족하는 유효 자원들이 있는 경우, 상기 조건을 만족하 는 유효 자원들 중에서 하나의 자원을 선택하고, 선택된 자원을 통해 SA를 전송 한다 . 여기서 , Erx는 수신 에너지 값을 의미한다 .
만약, 수신 에너지 값이 임계값 rO보다 작은 경우 ( Erx < rO )를 만족하 는 유효 자원들이 없는 경우, TX UE는 다음으로 Erx < rl을 만족하는 자원들 중에서 하나의 자원을 선택하여, 선택된 자원을 통해 SA를 전송한다.
만약, 모든 자원들이 Erx >= rl인 경우, TX UE는 해당 CW 구간에서 SA 전송을 포기하거나 또는 임의의 자원올 선택하여 SA를 전송하거나 또는 다른 CW 구간에서 SA 전송을 수행할 수 있다.
여기서, 상기 임의의 자원을 선택하여 SA를 전송하는 경우, 해당 자원에 서는 간섭이 발생하여, 결과적으로 TX UE는 SA 전송을 실패할 수도 있다. 다음으로, SA 재전송을 위한 SA자원 결정 방법에 대해 살펴본다. SA 재전송의 경우, SA 초기 전송에서와 같이, TX UE는 반드시 모든 SA 자원에서 수신 에너지 값을 확인할 필요는 없다.
즉, TX UE는 초기 전송했던 SA 자원에서의 간섭 정보의 일부 또는 전부 를 확인할 수 있는 경우, 아래와 같이 2가지 방법을 통해 SA 재전송을 위한 자 원을 결정할 수 있다.
( 1 ) 첫 번째는, SA초기 전송에 사용한 SA자원을 최대한 재사용하여 SA 를 재전송하는 방법이다.
즉, SA 초기 전송에 사용한 SA 자원에서 관측된 수신 에너지가 허용하는 최대 간섭량이 rl값 이하인 경우, 해당 SA 자원을 그대로 선택하여 SA를 재전 송한다.
하지만, SA 초기 전송에 사용한 SA 자원에서 관측된 수신 에너지가 허용 하는 최대 간섭량이 rl값보다 큰 경우, TX UE는 SA 초기 전송에 사용한 SA자 원을 이용하지 않고 다른 SA자원들 중에서 적당한 SA자원을 선택하여 SA를 재 전송한다.
( 2 ) 두 번째는, 가장 최소의 간섭이 예상되는 자원을 선택하는 방법이다. 즉, TX UE가 SA 초기 전송에 사용한 SA 자원뿐만 아니라 전 SA 자원 영 역의 자원들의 수신 에너지 값을 모두 비교하여 , 가장 적게 (또는 가장 최소값 + a 범위 이내에서, a > 0 ) 간섭을 주는 자원들 중에서 SA 재전송을 위한 자원을 선택하는 것이다.
SA전송 확인 (confirmation) 다음으로 , SA 초기 전송과 SA 재전송을 구분하기 위한 SA 전송 확인 (confirmation) 방법에 대해 살펴보기로 한다.
SA가 초기 전송인지 또는 재전송인지를 구분하기 위해 즉, 더 이상의 SA 전송이 없다는 것을 알리기 위해, TX UE는 SA 전송 시, 상기 SA에 확인 플래 그 (confirmation flag)를 포함하여 전송할 수 있다.
이와 같이, TX UE는 confirmation flag를 포함하는 SA를 전송함으로 써 , UE는 confirmation을 완료한 SA들만 유효한 전송 자원으로 간주할 수 있 게 된다.
상기 Confirmation flag는 아래와 같은 형태를 가질 수 있다.
(1) SA information bit 중 일부의 bit (1 bit ~ 수 bit)를 confirmation flag로 사용
이 경우, 상기 confirmation flag는 SA information들과 함께 encoding된다.
따라서 , UE는 SA를 decoding한 후에야 SA 전송어 1 대한 confirmation 여부를 확인할 수 있게 된다.
예를 들어,
Figure imgf000124_0001
confirmation field7|" 、0 '인 경우, ο|·직 SA 전송 여 부가 확정되지 않은 것을 의미하고, 상기 confirmation field가 、1'인 경우, 해당 자원 위치에 SA를 전송하고, 상기 SA 전송 자원과 연관된 data resource 영역에 data를 전송하는 것으로 확정된 것을 나타낼 수 있다. 즉, 상기 confirmation field가 、1'인 경우, 더 이상의 SA 전송이 없음을 나타 낸다. 1
(2) SA payload에 별도의 component로써 padding과 같은 동작을 수 행
즉, encoding된 SA payload에 1 ~ 수 RE (Resource Element)어 1 해 당하는 confirmation flag RE(s)를 삽입한다.
예를 들어, confirmation을 하지 않은 SA에는 상기 confirmation field에 해당하는 RE(s)에서는 에너지가 검출되지 않는다.
또는, 상기 confirmation field에 해당하는 RE(s)에서는 비어 있는 RE≤. 판단될 수 있을 만큼 낮은 에너지 (e.g. background noise level)가 검출된다.
만약, Confirmation을 수행한 SA에는 상기 confirmation field에 해당하는 RE(s)에서는 송신 에너지 및 경로감쇄 등에 해당하는 에너지들이 합쳐 진 형태로 검출될 것이다.
즉, padding과 같은 처리를 이용하는 경우, UE는 SA 전체를 디코딩하지 않고도 일부 RE들만을 통해 간섭량을 추정할 수 있게 된다.
하지만, 상기 SA payload에 별도의 component로써 padding을 하는 방법을 이용하는 경우, 몇 개의 Tx UE들이 SA 전송을 confirm했는지에 대해 정확히 알 수는 없다.
따라서 , 이 경우에는 (1)의 방법 즉, SA information 정보 비트의 일 부 비트를 Confirmation flag로 이용하는 방법과 함께 이용하는 것이 바람직 할 수 있다。
만약, SA 재전송이 불가능할 것으로 판단되는 경우, TX UE는 상기 confirmation flag를 SA초기 전송에 이미 、 On'시켜서 전송할 수 있다. 여기서, 상기 Confirmation flag를 on시킨 Tx UE는 SA 초기 전송 이 후에 SA 재전송을 하지 않고, 다른 Tx UE의 SA초기 전송 및 재전송 동작을 도 와주는 UE를 의미한다 .
예를 들어, 0 ~ (n-l) 사이의 값올 가지는 random backoff 값이 (n- 1) 또는 (n-2)를 갖는 경우에는 SA 재전송이 블가능하거나 또는 불완전할 수 있기 때문에 , SA의 초기 전송에 SA 전송이 완료되었음을 나타내는 confirmation을 해주는 것이 더욱 바람직할 수 있다.
상기 SA 재전송이 불가능한 경우는 SA resource pool 내에서 SA 재전 송을 위한 더 이상의 CW가 존재하지 않아 추가적인 충돌방지 시도가 불가능한 경우를 나타낼 수 있다.
상기 SA 재전송이 불완전한 경우는 전송된 SA 자원의 충돌 가능성이 있는 (SA) 자원에서 모든 UE들이 SA 재전송의 기회를 갖을 수 있는 것이 아니라 일부 UE들만이 SA 재전송을 통해 층돌방지를 시도할 수 있는 경우를 나타낼 수 있다.
상기 (SA 전송 불가능, 불완전 전송)와 같은 이유로 confirmation flag 를 on시킨 Tx UE들은 주어진 CW 구간에서 SA를 전송한 후 이후 CW 구간에서 SA의 추가적인 재전송을 하지 않는다.
따라서, 상기 Confirmation, flag를 on시킨 Tx UE들의 존재를 확인한 다른 Tx UE들은 이를 감안하여 SA를 전송할 수 있다. 확률적 방식을 이용한 SA재전송 방법
다음으로 , 확률적 방식을 이용하여 SA를 재전송하는 방법에 대해 살펴보 기로 한다.
동일한 CW 구간에서 다수의 TX UE들이 SA 전송을 위해 동시에 contention 하는 경우, 일부 UE들은 SA 전송에서 충돌이 발생할 가능성이 있 다.
특히, SA 자원 수 대비 UE들의 수가 많은 경우에는 해당 CW 구간이 충분 히 크지 않으면, SA 전송 간 층돌은 피하기 어렵다.
이처럼, SA 전송 간 층돌이 발생하는 경우, SA를 전송한 UE들끼리는 서 로의 SA 전송 정보를 확인할 수 없게 된다.
여기서 , TX UE들이 서로의 정보 ( SA 전송에 대한 수신 에너지 레벨)를 확 인할 수 있다면, TX UE들은 특정 자원을 SA 전송을 위해 계속 사용해도 될 것 인지 또는 다른 자원을 새로 선택하여 SA 전송을 수행할 것인지 여부를 판단할 수 있게 된다.
이를 위해, TX UE들이 최초로 선택한 random backof f 값에 해당하는 C 구간에서 SA를 초기 전송하고, 그 이후 CW구간에서 SA를 다시 전송.하는 SA 재전송 과정이 필요하다.
즉, 0 ~ ( n- 1 ) 사이의 random backof f 값 중에서 ¾ πι '이라는 값을 선 택하여 CW #m 구간에서 동일한 자원을 선택한 UE들은 CW # (m+l ) - CW # (n- 1 )에서 SA를 재전송하도록 한다. 이 때, TX UE가 CW #(m+l)에서 SA를 재전송하는 경우에는 별도의 충돌 정보 없이 SA를 재전송하게 된다.
즉, 모든 TX UE들은 CW #(m+l) 구간에서 1>0의 확률로 SA의 재전송 여 부를 결정한다.
CW #(m+l) 구간에서 SA를 재전송한 UE들 (이것의 평균치 (기대값)은 모든 TX UE들의 개수 * P。와 같다. )을 제외한 나머지 UE들 (이것의 평균치 (기대값)은 모든 TX UE의 개수 * (1- P0)와 같다. )은 마찬가지로 CW #(m+2) 구간에서 의 확률로 SA 재전송 여부를 결정한다.
여기서 , TX UE들이 의 확률로 CW #(m+2) 구간에서 SA의 재전송 여부 를 결정하는 경우, CW #(m+l)에서 재전송한 SA 정보를 추가적으로 참고하여 SA 재전송 여부를 결정할 수 있게 된다.
다만, CW #(m+l)에서 어떤 TX UE도 SA를 재전송하지 않거나 또는 관련 된 모든 UE들이 SA를 재전송하는 경우에는 다음 CW 구간에서 이전 CW 구간에서 의 간섭 정보 측정에 전혀 도움이 되지 않을 수 있다.
따라서 , 이전 CW 구간에서의 간섭 정보를 이용하여 다음 CW 구간에서 SA 재전송을 수행하기 위해 아래 3가지 방법을 활용할 수 있다.
여기서 , 이전 CW 구간에서 어떤 UE도 SA를 재전송하지 않거나 모든 TX UE가 SA를 재전송하여 다음 CW 구간에서 이전 CW 구간에서의 간섭 정보를 이용 하지 못하는 상황을 편의상 、 worst case'라고 칭하기로 한다 .
(1) 첫 SA 재전송 CW에서 앞서 살핀 간섭 정보를 활용하지 못하는 worst case를 가장 잘 피하도톡 하기 위해 , 두 가지 경우 (worst case들) 즉 어떤 UE도 SA를 재전송하지 않거나 모든 UE들이 SA를 재전송하는 경우의 확률 의 합을 최소화하는 1^를 정하는 방법이다.
여기서, P0는 CW #(m+l) 구간에서 TX UE들이 SA를 재전송하는 확률을 나타낸다. 만약,. SA 자원에 k명의 UE들끼리 collision이 발생하였을 때, CW #(m+l)에서 k명의 UE들 모두 SA를 재전송할 확률은 P0 k이며 , UE 모두 SA 재전 송을 하지 않을 확률은 (1ᅳ P0)k이 된다.
즉, 앞서 언급한 두 가지 경우의 worst case를 피하기 위해서, 하기 수 학식 17값을 최소화시킬 수 있는 P0값을 결정한다.
【수 17】 y= P0 k+ (1 - Po)k
여기서 , 상기 수학식 17 (y) 값을 최소화시키는 P0 값은 상기 수학식 17 을 미분한 하기 수학식 18 값을 0이 되게 하는 값이다.
[수 18】
y' = k X P0 kᅳ1 - k x (1 - Po)^1
여기서 , y'는 y의 미분을 나타낸다. 따라서 , k≠o일 때 상기 수학식 18 = 0을 만족하는 P0 값은 0.5가 된다. 이는 도 26을 통해서도 확인할 수 있다. 도 26은 본 명세서에서 제안하는 확를적 방식을 이용한 SA 재전송 방법에 서 특정 CW 구간에서 SA 재전송 확률 값의 일 예를 나타낸 그래프이다.
따라서, 그 다음 CW인 CW #(m+2)에서도 이러한 worst case만을 최소 화시키기 위해, 마찬가지로 = 0.5로 setting할 수 있다. 일반화 하면, SA resource pool #2 내의 특정 CW 구간 즉, CW #(m+j) 구간에서 SA 재전송 확률 P(j ^을 0.5가 되도록 설정함으로써, 앞서 살핀 worst case를 방지할 수 있게 된다.
(2) C 구간에서 층돌이 발생한 UE들의 개수 (k) 및 남은 CW의 개수 (q) 를 알 수 있는 경우, k개의 UE들을 남은 q개의 CW에 골고루 퍼뜨릴 수 있도록 SA 재전송 확를을 결정하는 방법이다.
즉, TX UE들은 (2)를 통해 결정된 확률에 따라 각 CW 구간에서 SA를 재 전송하게 된다.
방법 (2) 즉, UE들을 남은 CW 구간에 골고루 퍼뜨릴 수 있는 방법은 아 래 2가지 경우를 생각할 수 있다.
① 첫 번째는, k명의 UE들을 k개의 CW (가장 짧은 CW 구간 이내)에 골고루 퍼뜨리는 방법이다.
여기서 , 각 UE들이 매 CW마다 P의 확률로 선택된다고 할 때 , 각각의 CW 에 겹치지 않고 골고루 퍼질 확를 P는 아래 수학식 19와 같이 정의될 수 있다. 【수 19】
Figure imgf000130_0001
이 때, P=2/(k+l)인 경우 상기 수학식 19 즉, 확률값은 최대가 된다. 즉, UE들은 각 CW 구간에서 상기 수학식을 최대로 하는 P=2/(k+l)의 확 를로 SA를 재전송한다.
여기서, 각 CW 구간 별 SA 재전송 확률 P0, P1; ᅳ등은 층돌한 UE의 수 ( k값)의 변화에 따라 적절하게 조절될 수 있다.
② 두 번째는, k명의 UE들을 q개의 CW (남아 있는 전 CW 구간)에 골고루 퍼뜨리는 방법이다.
실제로, 남은 CW의 개수 q가 k 값보다 더 작거나 또는 더 큰 경우가 있을 수 있다.
q 값이 k 값보다 더 작은 경우에는 SA 재전송에도 불구하고 반드시 층돌 이 일어나거나 또는 일부 UE들은 SA 재전송을 포기해야 하는 경우가 발생할 수 있기 때문에, 이하에서는 이와 같은 상황을 제외하기로 한다. 즉, q 값이 k 값 보다 작지 않은 경우에 대해서만 살펴보기로 한다.
각각의 k 값과 q 값에 따라, UE들을 CW에 겹치지 않고 잘 퍼뜨릴 확률값 을 최대화 시켜주는 P의 값은 (각각의 k 값과 q 값에 따라) 아래 표 8과 같이 정해질 수 있다. ,
마찬가지로, 각 CW별 재전송 확률 P0 , Pl r ... 등은 충돌한 UE의 수 k 및 남아 있는 CW구간의 수 q의 값에 따라 적절하게 조절될 수 있다.
【표 8】
Figure imgf000131_0001
7 - - ᅳ - - 0.250 0.232
8 - - - - - 0.222
(3) 남은 CW의 개수 q 값만을 알 수 있는 경우, UE들이 남은 q개의 CW들에 골고루 선택되도톡 SA 재전송 확률을 결정하는 방법이다.
즉, SA를 재전송할 UE들을 남은 CW에 최대한 균등하게 확산시켜 분포하 는 것이 가장 유리하다고 생각하는 경우, 남은 CW의 개수를 이용하여 SA의 재전 송 확률을 결정하는 방법을 말한다.
CW #m 구간에서 SA를 (초기) 전송한 UE들은 CW #(m+l) 구간에서 l/ (n-m-l)의 확를로 SA를 재전송한다.
한편, CW #m 구간에서 SA를 (초기 ) 전송한 UE들 증에서 CW #(m+l) 구 간에서 SA를 재전송하지 않은 UE들은 CW #(m+l) 구간에서의 SA 전송 관련 정 보를 추가적으로 확인할 수 있기 때문에, 상기 CW # (m+l) 구간에서의 SA 전송 관련 정보를 이용하여 CW #(m+2) 구간에서 l/ (n-m-2) 혹은 l/ (q-l)의 확률 로 SA를 재전송하게 된다.
이를 일반화하면, UE들은 CW # (m+i) 구간에서 1/ ( II- (m+i ) ) 혹은 l/ (q- (i-D ) 의 확률로 SA를 재전송할 수 있다. 앞서 살핀 바와 같이, CW #m 구간에서 SA를 (초기) 전송한 UE들 중의 일부는 (확률적으로) CW # (m+l) 구간에서 CW #m 구간과 동일한 자원 위치에 서 SA를 재전송한다. 또한, 상기 CW # (m+l ) 구간에서 SA를 재전송하지 않은 나머지 UE들은 CW # (m+2 ) 구간 또는 그 이후 CW 구간에서 SA 재전송을 시도할 수 있기 때문 에, 상기 UE들은 CW # (m+l ) 구간에서의 수신 에너지 ( CW #m 구간에서 발생했 던 간섭의 일부가포함되게 되는)를 측정하고, 이를 SA 재전송에 이용한다. 여기서, 상기 UE들은 CW # (m+2 ) 구간에서 ^의 확률로 SA의 재전송 여 부를 결정한다 . 즉 , 상기 UE들중 만큼의 비율의 UE들은 CW # (m+2 ) 구간에서 SA를 재전송한다.
여기서, ！^은 P0와 같은 값이거나 또는 다른 값일 수 있다.
이 때, SA를 재전송하는 UE들은 도 27에 도시된 바와 같이, 이전 CW 구 간에서의 간섭 측정 정보를 이용하여 이전 CW 구간과 동일한 자원 위치에서 SA 를 재전송할지 또는 다른 최적의 자원을 이용하여 SA를 재전송할지를 선택 (또는 결정 )할 수 있다.
상기 다른 최적의 자원을 이용하여 SA를 재전송할 경우, minimum received energy 등을 이용하여 UE들은 SA 재전송을 위한 최적의 자훤을 선 택할 수 있다.
UE는 이와 같은 과정을 contention window가 끝날 때까지 반복한다. 도 27은 본 명세서에서 제안하는 SA 재전송 방법의 일 예를 나타낸 도이 다.
SA초기 전송을위한 CW선택 확률
다음으로 , SA 초기 전송 시 , UE가 CW ( Contention Window)를 선택하 는 확률적 방법에 대해 살펴보기로 한다 .
TX UE는 SA 전송을 위해 access할 CW를 결정하기 위한 random backof f 값을 향후 SA 재전송이 추가될 수 있올지 여부를 고려하여 아래 2가지 방식과 같이 서로 다르게 결정할 수 있다.
첫 번째는, TX UE가 모든 CW에 동일한 확를로 access하여 SA를 전송하 는 방법이다.
즉, SA resource pool #2 내 n개의 CWs가 존재하는 경우, 모든 TX UE들은 CW #0 ~ CW # (n- l )에서 각 CW에서의 접속 확를을 l/n로 동일하게 결 정하는 것이다.
다만, 이 방법의 경우, TX UE가 SA를 재전송하기 위해서는 바람직하지 않을 수도 있다.
그 이유는 SA 재전송 시, 일부 UE들은 자신이 SA 초기 전송에서 access 한 CW 이후에 나오는 CW에 다시 access하려고 하기 때문이다 .
따라서, TX UE는 SA 전송을 위해 아래와 같은 두 번째 방식을 추가적으 로 고려하여 각 CW에 접속할 확를을 결정할 수 있다.
즉, TX UE가 각 CW에 동일한 확률 l/n로 접속을 하는 것이 아니라, 앞 부분에 있는 CW일수록 TX UE의 CW 접속 (또는 선택) 확률을 높이고, 뒷부분에 있는 CW일수록 TX UE의 CW 선택 확률을 낮추는 방법이다.
예를 들어, TX UE가 CW #0 구간에서 access하는 확를을 P0 , CW #1 구 간에서 access하는 확률을 ... , CW # (n- l ) 구간에서 access하는 확률을 P (n^이라고 할 때, 각 확률의 크기가 하기 수학식 20과 같이 되도록 정의한다. 【수 20】
Ρθ > Pi > - ≥ Ρπ-1
여기서, TX UE가 CW #(n-l) 구간에서 SA의 초기 전송을 수행하는 경우
TX UE는 그 이후에 SA를 재전송할 수 없다 . 또한, TX UE가 CW #(n-2) 구간에서 SA의 초기 전송을 수행하는 경우,
TX UE는 그 이후 CW # (n-1) 구간에서 SA를 재전송하거나 또는 SA 재전송을 수행하지 않는 두 가지 경우를 생각할 수 있다.
마찬가지로, TX UE가 CW #(n-3) 구간에서 SA의 초기 전송을 수행하는 경우, TX UE는 그 이후 나머지 2개의 CW 구간에서 SA를 재전송하거나 또는 SA 재전송을 수행하지 않는 경우의 수는 총 4가지 경우가 가능하다.
이를 일반화하면, SA resource pool이 n개의 CWs로 구성된 경우, SA 초기 전송과 SA 재전송이 일어나는 총 경우의 수의 합은 아래 수학식 21과 같 이 정의될 수 있다.
【수 21】
2n_1
여기서 , TX UE가 CW #m 구간에서 SA의 초기 전송을 수행하고, 그 이후 C 구간에서 SA를 재전송하거나 또는 SA를 재전송하지 않을 총 경우의 수는 아 래 수학식 22와 같이 정의될 수 있다. 【수 22]
2(nᅳ1) ~m
따라서, TX UE가 CW #m 구간에서 SA 초기 전송을 수행할 확률 Pm은 아 래 수학식 23과 같이 설정하도록 정의할 수 있다.
【수 23]
2(n-l)-
도 28은 본 명세서에서 제안하는 SA 전송 /재전송 방법의 일 예를 나타낸 순서도이다.
먼저 , TX UE는 D2D 통신에 사용하기 위한 자원 풀 (resource pool)을 획득한다 (S2810) .
상기 TX UE는 상기 자원 풀을 기지국으로부터 또는 다른 단말로부터 또는 사전 입력을 통해 획득할 수 있다.
상기 TX UE는 제 1 단말로 표현될 수 있고, RX UE는 제 2 단말로 표현 될 수 있다.
상기 자원 풀 (resource pool)은 SA가 전송되는 자원 영역올 나타내는 SA (scheduling assignment) 자원 풀, D2D data가 전송되는 자원 영역을 나타내는 data 자원 풀, discovery message가 전송되는 자원 영역을 나타내 는 discovery resource pool 등을 포함할 수 있다.
상기 SA 자원 풀은 비경쟁 (non-contetion) 기반으로 SA 자원을 결정하 는 겨 1 1 SA 자원 풀 (SA resource pool #1) 또는 경쟁 (contention) 기반 으로 SA 자원을 결정하는 제 2 SA 자원 풀 (SA resource pool #2) 중 적어 도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제 2 SA 자원 풀은 하나 또는 하나 이상의 경쟁 원도우 (Contention Window: CW) 구간들을 포함할 수 있다 .
■ 상기 CW는 하나 또는 하나 이상의 subframes들을 나타낼 수 있다.
이후, 상기 TX UE는 기지국 또는 특정 단말과 D2D 동기 ( synchronization) 절차를 수행한다 (S2820) .
상기 특정 단말은 D2D 단말 그룹 내 클러스터 헤더 (CH) 단말 또는 대표 단말이거나 또는 커버리지 (coverage) 경계에 위치하는 단말일 수 있다.
D2D 동기 절차를 수행하는 과정에 대해서는 앞서 살핀 내용을 참조하기로 한다.
이후, 상기 TX UE는 상기 SA 자원 풀을 통해 D2D data 전송과 관련된 정보를 포함하는 SA( scheduling assignment)를 RX UE로 전송한다 (S2830) . 상기 SA (scheduling assignment)는 상기 SA 전송 이후 추가적인 SA 전송이 있는지 여부를 나타내는 SA 확인 플래그 (confirmation flag) 필드를 더 포함할 수 있다.
상기 SA 확인 플래그는 SA 초기 전송인지 또는 SA 재전송인지를 구분하기 위한 목적으로도 사용될 수 있다.
여기서 , 상기 TX UE는 상기 제 2 SA 자원 풀 내에서 다수의 SA를 전송 할 수 있다.
여기서 , 상기 SA를 RX UE로 전송하는 단계 (S2830)는 제 2 SA 자원 풀 내 제 1 CW 구간에서 SA의 초기 전송을 수행하고, 상기 제 1 CW 구간 이후에 위치하는 제 2 CW 구간에서 SA를 재전송하는 과정으로 이루어질 수 있다 .
상기 SA의 초기 전송 및 상기 SA 재전송을 통해 SA를 수신 단말로 전송하 1 6 는 과정에 대해서는 도 29에서 좀 더 구체적으로 살펴보기로 한다.
상기 TX UE는 상기 SA를 전송하는 CW 구간의 이전 CW 구간들에서 관측된 SA 자원의 간섭 정보 및 /또는 상기 제 1 SA 자원 풀 정보에 기초하여 상기 SA 의 초기 전송 및 재전송을 수행할 수 있다. 살핀 것처럼, 상기 RX UE는 제 2 단말로 표현될 수 있다.
이후, 상기 TX UE는 상기 SA에 기초하여 상기 RX UE로 D2D data를 전 송한다 ( S2840 ) . 도 29는 본 명세서에서 제안하는 SA 전송 및 재전송 방법의 또 다른 일 예를 나타낸 순서도이다.
도 29는 경쟁 ( contention) 기반으로 즉, SA resource pool #2를 통 해 SA를 전송하는 구체적인 방법을 나타낸다.
S2910 , S2920 및 S2950 단계는 도 28의 S2810 , S2820 및 S2840 단 계와 동일하므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
S2920 단계 이후, TX UE는 SA resource pool #2의 제 1 CW 구간올 통해 첫 번째 SA ( scheduling assignment )를 RX UE로 전송한다 (S2930 ) . 즉, 상기 TX UE는 SA의 초기 전송을 수행한다.
이후, 상기 TX ϋΕ는 SA resource pool #2의 제 2 CW 구간을 통해 상 기 첫 번째 SA 전송에 대한 재전송을 수행한다 ( S2940 ) .
상기 제 2 CW 구간은 상기 제 1 CW 구간 이후에 위치하는 CW구간이다. 또한, 상기 TX UE는 RX UE로 SA의 초기 전송을 위해 (1) SA의 초기 전 송을 수행할 CW 구간에 대웅하는 랜덤 백오프 (random backoff) 값을 결정하 고, (2) 상기 결정된 랜덤 백오프 (random backoff) 값에 해당하는 CW 구간 에서 상기 SA의 초기 전송을 수행할 수 있다.
상기 랜덤 백오프 (random backoff) 값은 모든 CW에서 동일한 확률로 결정되거나 또는 앞 부분의 CW일수록 점점 높은 확률로 결정될 수 있다.
상기 랜덤 백오프 값을 결정하는 구체적인 방법에 대해서는 앞서 살핀 내 용을 참조하기로 한다.
또 다른 실시 예로서, TX UE는 RX UE로 SA 초기 전송을 위해, CW 구간 에서의 수신 에너지 값과 기 정의된 제 1 임계값 또는 제 2 임계값과 비교하고, 상기 비교 결과에 따라, 상기 SA의 초기 전송 여부를 결정할 수 있다.
상기 제 1 임계값은 자원이 빈 것으로 판단할 수 있는 기준값을 나타내며 , 상기 제 2 임계값은 SA 전송을 허용할 수 있는 최대 간섭량을 나타낸다.
상기 비교 결과, 상기 CW 구간에서의 수신 에너지 값이 상기 제 1 임계값 보다 작은 경우, 상기 TX UE는 상기 CW 구간의 SA 자원을 통해 SA를 전송한다. 하지만, 상기 비교 결과, 상기 CW 구간에서의 수신 에너지 값이 상기 제 2 임계값보다 큰 경우, 상기 TX UE는 상기 CW 구간에서 상기 SA의 초기 전송을 포기할 수 있다.
또한, 상기 TX UE가 상기 SA를 재전송하기 위해 (1) 제 2 CW 구간에서 SA를 재전송하기 위한 확률값을 계산하고, (2) 상기 계산된 확를값에 기초하여 상기 제 2 CW구간에서 SA를 재전송할 수 있다 . 여기서, 상기 확률값은 상기 제 2 C 구간에서 모든 단말들이 SA를 재전 송할 확률과 모든 단말들이 SA를 재전송하지 않을 확률의 합을 최소로하는 값으 로 결정될 수 있거나 또는 SA 전송에 대해 충돌이 발생한 단말들의 개수 및 남 은 CW구간의 개수를 고려하여 결정될 수 있다.
상기 확를값을 이용하여 SA를 재전송하는 구체적인 방법에 대해서는 앞서 살핀 내용을 참조하기로 한다. 도 30은 본 명세서에서 제안하는 SA 전송 및 재전송 방법의 또 다른 일 예를 나타낸 순서도이다.
도 30은 SA 전송 변화에 따라 SA resource pool을 선택하고, 이를 통 해 SA를 전송하는 방법을 나타낸다..
S3010 , S3020 및 S3060 단계는 도 28의 S2810 , S2820 및 S2840 단 계와 각각 동일하므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
S3020 단계 이후, TX UE는 SA 전송의 변화에 따라 SA 전송을 위한 SA resource pool을 결정한다 ( S3030 ) .
상기 SA 전송의 변화는 비경쟁 기반의 SA 전송 방식에서 경쟁 기반의 SA 전송 방식으로의 변경 또는 경쟁 기반의 SA 전송 방식에서 비경쟁 기반의 SA 전 송 방식으로의 변경을 의미할 수 있다.
이하에서는, SA 전송의 변화는 비경쟁 기반의 SA 전송 방식에서 경쟁 기 반의 SA 전송 방식으로 변경되는 것을 일 예로 들어 살펴보기로 한다.
즉, 상기 TX UE는 SA 전송의 변화를 감지하는 경우, SA resource pool #2를 통해 SA를 전송한다 (S3040) .
구체적으로, 상기 TX UE는 SA resource pool #2의 제 1 CW 구간을 통해 첫 번째 SA (scheduling assignment) ¾· RX UE로 전송한다 (S3041) . 즉, 상기 TX UE는 SA의 초기 전송을 수행한다.
이후, 상기 TX UE는 SA resource pool #2의 제 2 CW 구간을 통해 상 기 첫 번째 SA 전송에 대한 재전송을 수행한다 (S3042) .
상기 제 2 CW 구간은 상기 제 1 CW 구간 이후에 위치하는 CW 구간이다. 반면, 상기 TX UE는 SA 전송의 변화를 감지하지 못하는 경우, SA resource pool #1을 통해 SA를 전송한다 (S3050) .
이후, 상기 TX UE는 상기 SA 전송의 변화 여부에 따라 결정되는 SA resource pool-i: 통해 RX UE로 D2D data를 전송한다 (S3060) .
SA초기 전송 및 SA 재전송에 대한 구체적인 설명은 앞서 살핀 내용을 참 조하기로 한다 . 본발명이 적용될 수 있는 장치 일반
도 31은 본 명세서에서 제안하는 방법들이 적용될 수 있는 무선 통신 장 치의 내부 블록도의 일 예를 나타낸다.
도 31을 참조하면, 무선 통신 시스템은 기지국 (3110)과 기지국 (3110) 영역 내에 위치한 다수의 단말 (3120)을 포함한다.
기지국 (3110)은 프로세서 (processor, 3111) , 메모리 (memory, 3112) 및 RF부 (radio frequency unit, 3113)을 포함한다. 프로세서 (3111)는 앞 서 도 1 내지 도 30에서 제안된 기능, 과정 및 /또는 방밥을 구현한다. 무선 인 터페이스 프로토콜의 계층들은 프로세서 (3111)에 의해 구현될 수 있다. 메모리 (3112)는 프로세서 (3111)와 연결되어, 프로세서 (3111)를 구동하기 위한 다양 한 정보를 저장한다. RF부 (3113)는 프로세서 (3111)와 연결되어 , 무선 신호를 송신 및 /또는 수신한다.
단말 (3120)은 프로세서 (3121) , 메모리 (3122) 및 RF부 (3123)을 포함 한다. 프로세서 (3121)는 앞서 도 1 내지 도 30에서 제안된 기능, 과정 및 /또 는 방법을 구현한다. 무선 인터페이스 프로토콜의 계층들은 프로세서 (3121)에 의해 구현될 수 있다. 메모리 (3122)는 프로세서 (3121)와 연결되어 , 프로세서 (3121)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. RF부 (3123)는 프로세서 (3121)와 연결되어 , 무선 신호를 송신 및 /또는 수신한다.
메모리 (3112, 3122)는 프로세서 (3111, 3121) 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 프로세서 (3111, 3121)와 연결될 수 있다. 또한, 기지국 (3110) 및 /또는 단말 (3120)은 한 개의 안테나 (single antenna) 또는 다중 안테나 (multiple antenna)를 가질 수 있다 .
이상에서 설명된 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들이 소정 형태 로 결합된 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선 택적인 것으로 고려되어야 한다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징 과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및 /또는 특징 들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성하는 것도 가능하다. 본 발명의 실시예들 에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대웅하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다. 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구 항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함시킬 수 있음은 자명하다 .
본 발명에 따른 실시예는 다양한 수단, 예를 들어, 하드웨어, 펌웨어 ( firmware) , 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다. 하드 웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 하나 또는 그 이상의 ASICs (application specif ic integrated circuits ) , DSPs ( digital signal processors ) , DSPDs (digital signal processing devices ) , PLDs (programmable logic devices ) , FPGAs ( f ield programmable gate arrays ) , 프로세서 , 콘트를러 , 마이크로 콘트롤러 , 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.
펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 이상에 서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차, 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 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 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 상술한 상세한 설명 은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
【산업상 이용가능성】
본 명세서의 무선 통신 시스템에서 자원 할당 방법은 3GPP LTE/LTE-A 시스템에 적용되는 예를 중심으로 설명하였으나, 3GPP LTE/LTE -A시스템 이외 에도 다양한 무선 통신 시스템에 적용하는 것이 가능하다. .

Claims

【청구의 범위】
【청구항 1】
무선 통신 시스템에서 단말간 직접 (Device-to-Device:D2D) 통신을 수행하기 위한 방법에 있어서, 제 1 단말에 의해 수행되는 방법은,
상기 D2D 통신에 사용하기 위한 자원 풀 (resource pool)을 획득하는 단계,
상기 자원 풀 (resource pool)은 SA가 전송되는 자원 영역을 나타내는 SA( scheduling assignment) 자원 풀 및 D2D data가 전송되는 자원 영역을 나타내는 data 자원 풀을 포함하며 ;
기지국 또는 특정 단말과 D2D 동기 (synchronization) 절차를 수행하는 단계;
상기 SA 자원 풀을 통해 D2D data 전송과 관련된 정보를 포함하는 SA( scheduling assignment)를 제 2 단말로 전송하는 단계 ; 및
상기 제 2 단말로 D2D data를 전송하는 단계를 포함하되 ,
상기 SA 자원 풀은 비경쟁 (non-contetion) 기반으로 SA자원을 결정하 는 제 1 SA자원 풀 또는 경쟁 (contention) 기반으로 SA 자원을 결정하는 제 2 SA자원 풀 중 적어도 하나를 포함하며 ,
상기 제 2 SA 자원 풀은 하나 또는 하나 이상의 경쟁 원도우 (Contention Window: CW) 구간들을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법 .
【청구항 2】
제 1항에 있어서, 상기 SA를 전송하는 단계는,
상기 제 2 SA 자원 풀 내에서 다수의 SA들을 전송하는 것을 특징으로 하 는 방법 .
【청구항 3】
제 2항에 있어서 ,
상기 다수의 SA들을 전송하는 단계는,
상기 제 2 SA 자원 풀의 제 1 CW 구간에서 SA의 초기 전송을 수행하는 단계; 및 '
상기 제 1 CW 구간 이후에 위치하는 제 2 CW 구간에서 SA를 재전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법 .
【청구항 4】
제 3항에 있어서,
상기 SA의 초기 전송을 수행하는 단계는,
상기 SA의 초기 전송을 수행할 CW 구간에 대응하는 랜덤 백오프 (random backoff) 값을 결정하는 단계; 및
상기 결정된 랜덤 백오프 (random backoff) 값에 해당하는 CW 구간에서 상기 SA의 초기 전송을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
【청구항 5]
제 4항에 있어서,
상기 랜덤 백오프 (random backoff) 값은 상기 제 2 SA자원 풀의 모든 CW에서 동일한 확률로 결정되거나 또는 앞 부분의 CW일수록 점점 높은 확률로 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
[청구항 6】
상기 SA를 재전송하는 단계는,
상기 제 2 CW 구간에서 SA를 재전송하기 위한 확률값을 계산하는 단계; 상기 계산된 확를값에 기초하여 상기 제 2 C 구간에서 SA를 재전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
【청구항 7】
제 6항에 있어서,
상기 확률값은 상기 제 2 CW 구간에서 모든 단말들이 SA를 재전송할 확률 과상기 제 2 CW 구간에서 모든 단말들이 SA를 재전송하지 않을 확률의 합을 최 소로하는 값으로 결정되는 것올 특징으로 하는 방법.
【청구항 8】
제 6항에 있어서,
상기 확률값은 SA 전송에 대해 층돌이 발생한 단말들의 개수 및 /또는 남 은 CW구간의 개수를 고려하여 결정되는 것을 특징으로 하는 방법 .
【청구항 9】
제 3항에 있어서,
상기 SA의 초기 전송 및 재전송은 상기 SA를 전송하는 CW 구간의 이전 CW 구간들에서 관측된 SA 자원의 간섭 정보 및 /또는 상기 제 1 SA 자원 풀 정 보에 기초하여 수행되는 것올 특징으로 하는 방법.
【청구항 10 ]
제 3항에 있어서,
상기 SA의 초기 전송을 수행하는 단계는,
CW 구간에서의 수신 에너지 값과 기 정의된 제 1 임계값 또는 제 2 임계 값과 비교하는 단계 ; 및
상기 비교 결과에 따라, 상기 SA의 초기 전송 여부를 결정하는 단계를 포 함하며,
상기 제 1 임계값은 자원이 빈 것으로 판단할 수 있는 기준값이며 , 상기 제 2 임계값은 SA 전송을 허용할 수 있는 최대 간섭량을 나타내는 값인 것을 특 징으로 하는 방법 .
【청구항 11】 '
제 10항에 있어서,
상기 비교 결과, 상기 CW 구간에서의 수신 에너지 값이 상기 제 1 임계값 보다 작은 경우, 상기 CW 구간의 SA 자원을 통해 SA를 전송하는 것을 특징으로 하는 방법ᅳ
【청구항 12】
제 10항에 있어서, \
상기 비교 결과, 상기 CW 구간에서의 수신 에너지 값이 상기 제 2 임계값 보다 큰 경우, 상기 CW 구간에서 상기 SA의 초기 전송을 포기하는 것을 특징으 로 하는 방법 .
【청구항 13】 제 1항에 있어서,
상기 게 2 단말로 전송하는 SA( scheduling assignment)는 상기 SA 전송 이후 추가적인 SA 전송이 있는지 여부를 나타내는 SA 확인 플래그 (confirmation flag) 필드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법,
【청구항 14]
제 1항에 있어서,
상기 특정 단말과 D2D 동기 (synchronization) 절차 * 수행하는 단계에 서,
상기 특정 단말은 D2D 단말 그룹 내 클러스터 헤더 (CH) 단말 또는 대표 단말이거나 또는 커버리지 (coverage) 경계에 위치하는 단말인 것을 특징으로 하는 방법 .
【청구항 15】
무선 통신 시스템에서 단말간 직접 (Device- to-Device:D2D) 통신을 수행하기 위한 단말에 있어서,
무선 신호를 송수신하기 위한 RF (Radio Frequency) 유닛 ; 및
상기 RF 유닛과 기능적으로 연결되어 있는 프로세서를 포함하고, 상기 프 로세서는,
상기 D2D 통신에 사용하기 위한 자원 풀 (resource pool)을 획득하고, 상기 자원 풀 (resource pool)은 SA가 전송되는 자원 영역을 나타내는
SA( scheduling assignment) 자원 풀 및 D2D data가 전송되는 자원 영역을 나타내는 data 자원 풀을 포함하며 ; 기지국 또는 특정 단말과 D2D 동기 ( synchronization) 절차를 수행하고; 상기 SA 자원 풀을 통해 D2D data 전송과 관련된 정보를 포함하는 SA ( scheduling assignment )를 다른 단말로 전송하고; 및
상기 다른 단말로 D2D data를 전송하도록 제어하되 ,
상기 SA 자원 풀은 비경쟁 (non— contetion) 기반으로 SA자원을 결정하 는 제 1 SA자원 풀 또는 경쟁 ( contention) 기반으로 SA 자원을 결정하는 제 2 SA자원 풀 중 적어도 하나를 포함하며 ,
상기 제 2 SA 자원 풀은 하나 또는 하나 이상의 경쟁 원도우 ( Contention Window : CW) 구간들을 포함하는 것을 특징으로 하는 단말.
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