WO2016018094A1 - Mimo 기술이 적용된 d2d 통신을 지원하기 위한 방법 및 이를 위한 장치 - Google Patents

Mimo 기술이 적용된 d2d 통신을 지원하기 위한 방법 및 이를 위한 장치 Download PDF

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WO2016018094A1
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김영태
서인권
황진엽
이승민
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엘지전자 주식회사
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    • H04L5/0014—Three-dimensional division
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Definitions

  • D2D communication is expected to not only contribute to improving the performance of mobile communication systems but also to create new communication services. It can also support services such as social network services or network games based on proximity.
  • the D2D link can be used as a relay to solve the connectivity problem of the shadow area terminal. As such, D2D technology is expected to provide new services in various fields.
  • a method of transmitting and receiving a D2D signal by a device-to-device (D2D) terminal on a wireless communication system supporting multiple antennas includes a D2D resource pool in an uplink resource.
  • D2D device-to-device
  • a device-to-device (D2D) terminal for achieving the above technical problem includes a radio frequency unit; And a processor, wherein the processor is configured to transmit, to a receiving end, a resource setting associated with transmission and reception of a first reference signal and a D2D data of a D2D resource pool in an uplink resource and according to the resource setting.
  • Receiving the first reference signal associated with at least one first antenna port of the D2D terminal from the receiving end through an uplink resource obtaining channel information based on the received first reference signal, and obtaining the obtained channel
  • the D2D data and the second reference signal may be transmitted to the receiver through the at least one first antenna port based on the information, and the second reference signal may have a precoding determined based on the channel information. .
  • 1 is a block diagram showing the configuration of a base station and a terminal in a wireless communication system.
  • 3 is a diagram illustrating a resource grid in a downlink slot.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a structure of a downlink subframe.
  • 5 is a diagram illustrating a structure of an uplink subframe.
  • MIMO 6 is a configuration diagram of a general multiple antenna (MIMO) communication system.
  • FIG. 7 illustrates a structure of a downlink reference signal for a normal CP in an LTE system supporting downlink transmission using four antennas.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating a structure of a downlink reference signal for an extended CP in an LTE system supporting downlink transmission using four antennas.
  • 10 is an example of an aperiodic CSI-RS transmission scheme.
  • 11 shows a simplified D2D communication network.
  • FIG. 13 illustrates a periodic SA resource pool according to an example.
  • FIG. 14 illustrates a configuration of a D2D resource pool according to an example.
  • a base station has a meaning as a network terminal node that directly communicates with a terminal. Certain operations described herein as being performed by a base station may in some cases be performed by an upper node of the base station. That is, it is obvious that various operations performed for communication with a terminal in a network composed of 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.
  • the term 'base station (BS)' may be replaced by terms such as a fixed station, a Node B, an eNode B (eNB), and an access point (AP).
  • the repeater may be replaced by terms such as relay node (RN) and relay station (RS).
  • RN relay node
  • RS relay station
  • terminal may be replaced with terms such as a user equipment (UE), a mobile station (MS), a mobile subscriber station (MSS), and a subscriber station (SS).
  • Embodiments of the present invention may be supported by standard documents disclosed in at least one of the wireless access systems IEEE 802 system, 3GPP system, 3GPP LTE and LTE-Advanced (LTE-A) system and 3GPP2 system. That is, steps or parts which are not described to clearly reveal the technical spirit of the present invention among the embodiments of the present invention may be supported by the above documents. In addition, all terms disclosed in the present document can be described by the above standard document.
  • FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a base station 105 and a terminal 110 in a wireless communication system 100.
  • the wireless communication system 100 may include one or more base stations and / or one or more base stations. It may include a terminal.
  • the base station 105 includes a transmit (Tx) data processor 115, a symbol modulator 120, a transmitter 125, a transmit / receive antenna 130, a processor 180, a memory 185, and a receiver ( 190, a symbol demodulator 195, and a receive data processor 197.
  • the terminal 110 transmits (Tx) the data processor 165, the symbol modulator 170, the transmitter 175, the transmit / receive antenna 135, the processor 155, the memory 160, the receiver 140, and the symbol. It may include a demodulator 155 and a receive data processor 150.
  • the transmit data processor 115 receives the traffic data, formats the received traffic data, codes it, interleaves and modulates (or symbol maps) the coded traffic data, and modulates the symbols ("data"). Symbols ").
  • the symbol modulator 120 receives and processes these data symbols and pilot symbols to provide a stream of symbols.
  • the symbol modulator 120 multiplexes the data and pilot symbols and sends them to the transmitter 125.
  • each transmission symbol may be a data symbol, a pilot symbol, or a signal value of zero.
  • pilot symbols may be sent continuously.
  • the pilot symbols may be frequency division multiplexed (FDM), orthogonal frequency division multiplexed (OFDM), time division multiplexed (TDM), or code division multiplexed (CDM) symbols.
  • the symbol demodulator 145 also receives a frequency response estimate for the downlink from the processor 155 and performs data demodulation on the received data symbols to obtain a data symbol estimate (which is an estimate of the transmitted data symbols). Obtain and provide data symbol estimates to a receive (Rx) data processor 150. Receive data processor 150 demodulates (ie, symbol de-maps), deinterleaves, and decodes the data symbol estimates to recover the transmitted traffic data.
  • the processing by symbol demodulator 145 and receiving data processor 150 is complementary to the processing by symbol modulator 120 and transmitting data processor 115 at base station 105, respectively.
  • the terminal 110 is on the uplink, and the transmit data processor 165 processes the traffic data to provide data symbols.
  • the symbol modulator 170 may receive and multiplex data symbols, perform modulation, and provide a stream of symbols to the transmitter 175.
  • the transmitter 175 receives and processes a stream of symbols to generate an uplink signal.
  • the transmit antenna 135 transmits the generated uplink signal to the base station 105.
  • an uplink signal is received from the terminal 110 through the reception antenna 130, and the receiver 190 processes the received uplink signal to obtain samples.
  • the symbol demodulator 195 then processes these samples to provide received pilot symbols and data symbol estimates for the uplink.
  • the received data processor 197 processes the data symbol estimates to recover the traffic data transmitted from the terminal 110.
  • Processors 155 and 180 of the terminal 110 and the base station 105 respectively instruct (eg, control, coordinate, manage, etc.) operations at the terminal 110 and the base station 105, respectively.
  • Respective processors 155 and 180 may be connected to memory units 160 and 185 that store program codes and data.
  • the memory 160, 185 is coupled to the processor 180 to store the operating system, applications, and general files.
  • the processors 155 and 180 may also be referred to as controllers, microcontrollers, microprocessors, microcomputers, or the like.
  • the processors 155 and 180 may be implemented by hardware or firmware, software, or a combination thereof.
  • ASICs application specific integrated circuits
  • DSPs digital signal processors
  • DSPDs digital signal processing devices
  • PLDs programmable logic devices
  • FPGAs Field programmable gate arrays
  • the firmware or software may be configured to include a module, a procedure, or a function for performing the functions or operations of the present invention, and to perform the present invention.
  • the firmware or software configured to be may be provided in the processors 155 and 180 or stored in the memory 160 and 185 to be driven by the processors 155 and 180.
  • the layers of the air interface protocol between the terminal and the base station between the wireless communication system (network) are based on the lower three layers of the open system interconnection (OSI) model, which is well known in the communication system. ), And the third layer L3.
  • the physical layer belongs to the first layer and provides an information transmission service through a physical channel.
  • a Radio Resource Control (RRC) layer belongs to the third layer and provides control radio resources between the UE and the network.
  • the terminal and the base station may exchange RRC messages through the wireless communication network and the RRC layer.
  • uplink / downlink data packet transmission is performed in subframe units, and one subframe is defined as a predetermined time interval including a plurality of OFDM symbols.
  • the 3GPP LTE standard supports a type 1 radio frame structure applicable to frequency division duplex (FDD) and a type 2 radio frame structure applicable to time division duplex (TDD).
  • FDD frequency division duplex
  • TDD time division duplex
  • Figure 2 (a) shows a frame structure for the frequency division duplex (FDD) used in the 3GPP LTE / LTE-A system
  • Figure 2 (b) is a TDD used in the 3GPP LTE / LTE-A system It shows a frame structure for (Time Division Duplex).
  • a radio frame has a length of 10 ms (327200 x T s ) and consists of 10 equally sized subframes. Each subframe has a length of 1 ms and consists of two slots. Each slot has a length of 0.5 ms (15360 x T s ).
  • the slot includes a plurality of OFDM symbols in the time domain and a plurality of resource blocks (RBs) in the frequency domain.
  • one resource block includes 12 subcarriers x 7 (6) OFDM symbols.
  • 20 slots in one radio frame may be sequentially numbered from 0 to 19. Each slot is 0.5ms long.
  • the time for transmitting one subframe is defined as a transmission time interval (TTI).
  • the time resource may be classified by a radio frame number (also called a radio frame index), a subframe number (also called a subframe number), a slot number (or slot index), and the like.
  • Type 2B is a diagram illustrating a structure of a type 2 radio frame.
  • Type 2 radio frames consist of two half frames, each of which has five subframes, a downlink pilot time slot (DwPTS), a guard period (GP), and an uplink pilot time slot (UpPTS).
  • DwPTS downlink pilot time slot
  • GP guard period
  • UpPTS uplink pilot time slot
  • One subframe consists of two slots.
  • DwPTS is used for initial cell search, synchronization or channel estimation at the terminal.
  • UpPTS is used for channel estimation at the base station and synchronization of uplink transmission of the terminal.
  • the guard period is a period for removing interference generated in the uplink due to the multipath delay of the downlink signal between the uplink and the downlink.
  • one subframe consists of two slots regardless of the radio frame type.
  • the radio frame may be configured differently according to the duplex mode. For example, in the frequency division duplex (FDD) mode, since downlink transmission and uplink transmission are divided by frequency, a radio frame includes only one of a downlink subframe or an uplink subframe for a specific frequency band. In the TDD mode, since downlink transmission and uplink transmission are separated by time, a radio frame includes both a downlink subframe and an uplink subframe for a specific frequency band.
  • FDD frequency division duplex
  • D represents a downlink subframe
  • U represents an uplink subframe
  • S represents a special subframe.
  • the singular subframe includes three fields of Downlink Pilot TimeSlot (DwPTS), Guard Period (GP), and Uplink Pilot TimeSlot (UpPTS).
  • DwPTS is a time interval reserved for downlink transmission
  • UpPTS is a time interval reserved for uplink transmission.
  • Table 2 illustrates the configuration of a singular frame.
  • the structure of the radio frame described above is merely an example, and the number of subframes included in the radio frame, the number of slots included in the subframe, and the number of symbols included in the slot may be variously changed.
  • One downlink slot includes seven OFDM symbols in the time domain, and one resource block (RB) is shown to include twelve subcarriers in the frequency domain, but the present invention is not limited thereto.
  • one slot includes seven OFDM symbols in the case of a general cyclic prefix (CP), but one slot may include six OFDM symbols in the case of an extended-CP (CP).
  • CP general cyclic prefix
  • Each element on the resource grid is called a resource element.
  • One resource block includes 12x7 resource elements.
  • the number of NDLs of resource blocks included in a downlink slot depends on a downlink transmission bandwidth.
  • the structure of the uplink slot may be the same as the structure of the downlink slot.
  • the downlink control channels used in the 3GPP LTE system include, for example, a physical control format indicator channel (PCFICH), a physical downlink control channel (PDCCH), and a physical HARQ indicator channel.
  • PCFICH Physical Control format indicator channel
  • PDCH physical downlink control channel
  • HARQ indicator channel Physical HARQ indicator channel
  • the PDCCH includes a resource allocation and transmission format of a DL shared channel (DL-SCH), resource allocation information of an uplink shared channel (UL-SCH), paging information of a paging channel (PCH), system information on a DL-SCH, and PD- Resource allocation of upper layer control messages, such as random access responses transmitted on the SCH, sets of transmit power control commands for individual terminals in any terminal group, transmit power control information, Voice over IP (VoIP) Activation may be included.
  • a plurality of PDCCHs may be transmitted in the control region.
  • the terminal may monitor the plurality of PDCCHs.
  • the PDCCH is transmitted in an aggregation of one or more consecutive control channel elements (CCEs).
  • CCEs control channel elements
  • the CCE is a logical allocation unit used to provide a PDCCH with a coding rate based on the state of a radio channel.
  • the CCE corresponds to a plurality of resource element groups.
  • the PDCCH format and the number of available bits are determined according to the correlation between the number of CCEs and the coding rate provided by the CCEs.
  • the base station determines the PDCCH format according to the DCI transmitted to the terminal, and adds a cyclic redundancy check (CRC) to the control information.
  • the CRC is masked with an identifier called Radio Network Temporary Identifier (RNTI) according to the owner or purpose of the PDCCH.
  • RNTI Radio Network Temporary Identifier
  • the cell-RNTI (C-RNTI) identifier of the terminal may be masked to the CRC.
  • a paging indicator identifier eg, Paging-RNTI (P-RNTI)
  • P-RNTI Paging-RNTI
  • the PDCCH is for system information (more specifically, System Information Block (SIB))
  • SIB System Information Block
  • SI-RNTI system information RNTI
  • RA-RNTI Random Access-RNTI
  • RA-RNTI may be masked to the CRC to indicate a random access response that is a response to transmission of a random access preamble of the terminal.
  • the uplink subframe may be divided into a control region and a data region in the frequency domain.
  • a physical uplink control channel (PUCCH) including uplink control information is allocated to the control region.
  • a physical uplink shared channel (PUSCH) including user data is allocated to the data area.
  • PUCCH physical uplink control channel
  • PUSCH physical uplink shared channel
  • one UE does not simultaneously transmit a PUCCH and a PUSCH.
  • PUCCH for one UE is allocated to an RB pair in a subframe. Resource blocks belonging to a resource block pair occupy different subcarriers for two slots. This is called a resource block pair allocated to the PUCCH is frequency-hopped at the slot boundary.
  • Multi-Input and Multiple-Output (MIMO) technology is an application of a technique of gathering and completing fragmented pieces of data received from multiple antennas without relying on a single antenna path to receive a message.
  • Multi-antenna technology is a next-generation mobile communication technology that can be widely used in mobile communication terminals and repeaters because it can improve the data transmission speed in a specific range or increase the system range for a specific data transmission speed. It is attracting attention as the next generation technology that can overcome the traffic limit of mobile communication which reached the limit situation.
  • FIG. 6A is a configuration diagram of a general multiple antenna (MIMO) communication system.
  • MIMO general multiple antenna
  • the number of antennas is proportional to the number of antennas, unlike when only a plurality of antennas are used in a transmitter or a receiver.
  • the channel transmission capacity is increased. Therefore, it is possible to improve transmission rate and significantly improve frequency efficiency.
  • the transmission rate according to the increase in the channel transmission capacity may theoretically increase as the maximum rate R0 in the case of using one antenna is multiplied by the increase rate R i of Equation 1 below.
  • the research trends related to multi-antennas to date include information theory aspects related to calculation of multi-antenna communication capacity in various channel environments and multi-access environments, research on wireless channel measurement and model derivation of multi-antenna systems, and improvement of transmission reliability and transmission rate.
  • Active research is being conducted from various viewpoints, such as the study of space-time signal processing technology.
  • the communication method in the multi-antenna system in a more specific manner, it can be represented as follows mathematically. As shown in FIG. 3A, it is assumed that there are N T transmit antennas and N R receive antennas. First, referring to the transmission signal, when there are N T transmit antennas, since the maximum transmittable information is N T , the transmission information may be represented by a vector shown in Equation 2 below.
  • each transmission information Can have different transmit powers.
  • the transmission information of which transmission power is adjusted is represented by a vector as shown in Equation 3 below.
  • Receive signal of each antenna when there are N R receiving antennas When expressed as a vector is as shown in Equation 6 below.
  • channels may be classified according to transmit / receive antenna indexes, and a channel passing through the receive antenna i from the transmit antenna j will be denoted as h ij .
  • h ij a channel passing through the receive antenna i from the transmit antenna j.
  • the order of the index of h ij is that the reception antenna index is first, and the index of the transmission antenna is later.
  • FIG. 6B is a diagram illustrating a channel from the N T transmit antennas to the receive antenna i.
  • a channel arriving from the N T transmit antennas to the reception antenna i may be expressed as follows.
  • Equation 7 Equation 8
  • the real channel is added with Additive White Gaussian Noise (AWGN) after passing through the channel matrix H as described above, so that the white noise added to each of the N R receiving antennas is added.
  • AWGN Additive White Gaussian Noise
  • Equation 10 The received signal obtained using the above equations is shown in Equation 10 below.
  • a reference signal may be mapped according to Equation 12 below.
  • FIG. 10 is an illustration of an aperiodic CSI-RS transmission scheme.
  • the base station transmits CSI-RSs at subframe indexes 3 and 4.
  • the transmission pattern is composed of 10 subframes, and whether or not to transmit CSI-RS in each subframe may be designated by a bit indicator.
  • the D2D data channel may mean a pool of resources used by a transmitting terminal to transmit user data by using resources designated through scheduling allocation. If the scheduling allocation can be multiplexed and transmitted together with the D2D resource data on the same resource unit, only a D2D data channel having a form other than the scheduling allocation information may be transmitted in the resource pool for the D2D data channel. That is, on an individual resource unit in the SA resource pool, a resource element for transmitting scheduling allocation information may be used for transmitting D2D data on the resource pool of the D2D data channel.
  • a method may be proposed in which the terminal directly transmits the reference signal and the base station directly measures the channel from the terminal to the base station.
  • the base station may obtain a channel from the base station to the terminal by using channel reciprocity.
  • a base station having a plurality of antennas can more easily measure a channel from the base station to the terminal even with relatively few reference signals. For example, if the terminal has two antennas and the base station has eight antennas, the base station should transmit eight reference signals corresponding to each of the eight antennas to the terminal in order to measure the entire channel from the base station to the terminal. .
  • the terminal transmits a reference signal to the base station, since the base station can receive channels using eight antennas, the entire channel can be measured even using only two reference signals.
  • the terminal when the terminal transmits a reference signal to the base station, the terminal may use the following reference signal.
  • the terminal may transmit a reference signal to the base station using the uplink SRS, and the terminal may receive data from the base station through D2D communication.
  • the terminal may receive the D2D data after transmitting the SRS using the last symbol of the subframe.
  • the terminal since the Tx / Rx switching time of the terminal is short, the terminal may not receive a part of the D2D data.
  • the base station may schedule SRS transmission of the terminal so that the transmission / reception switching time of the terminal is guaranteed for a predetermined time or more.
  • the terminal may transmit a reference signal for channel measurement to the base station using an uplink DMRS (Demodulation Reference Signal).
  • the base station may inform the terminal of the frequency interval (resource) for DMRS transmission using DCI, RRC and / or SA.
  • the base station may transmit information on the frequency interval for transmitting the reference signal to the terminal using DCI, RRC and / or SA.
  • the UE may be configured to transmit the DMRS only in a frequency section corresponding to a predetermined portion of the D2D resource pool or the D2D resource pool.
  • FIG. 14 illustrates a configuration of a D2D resource pool according to an example.
  • the terminal may transmit a reference signal to the base station in the R subframe.
  • a UE can transmit a reference signal for a frequency domain corresponding to a D2D resource pool to a base station (eg, an eNB).
  • the base station may obtain channel information using the reference signal received from the terminal.
  • the base station may select which frequency region to use to transmit data in the subsequent D subframe based on the obtained channel information.
  • the last symbol of the D subframe may be an empty symbol.
  • a guard period GP
  • the last symbol of a subframe in the D2D resource pool may be left as an empty symbol as a guard period.
  • the terminal may transmit data to another terminal. Therefore, in order to ensure reception / transmission switching time of the UE, the last symbol of the D subframe may be designated as an empty symbol.
  • the interference experienced by the terminal may be modeled according to Equation 14 as follows.
  • Is the reception vector of the terminal (where the reception vector is Has the size of, Denotes the number of antennas of the terminal) Is the channel matrix from the base station to the terminal, where Has the size of, Is the number of antennas of the base station), The precoding matrix applied to the data transmitted from the base station to the terminal (where the precoding matrix is Has the size of, Is the number of layers transmitted by the base station to the terminal)), Is the data vector transmitted from the base station to the terminal, Has a magnitude of Is the interference Has the size of), Is the thermal noise vector of the terminal (where thermal noise vector is Has a size of).
  • an area R1 and an empty area R2 hatched by crossed diagonal lines indicate a D2D resource pool used by a base station A in uplink resources.
  • the region R3 and the empty region R2 hatched by parallel diagonal lines represent a D2D resource pool used by a base station B in uplink resources.
  • the D2D resource pools of the base station A and the base station B overlap each other in the R2 region.
  • the terminal may measure the interference on the uplink signal of the base station B.
  • the terminal may measure the interference due to the D2D communication of the base station B.
  • the average value of the covariance matrix of the interference may also be fed back after Eigenvalue Decomposition is applied, as shown in Equation 16 below.
  • the transmitting terminal directly measures the channel from the receiving terminal to itself and channel information from the transmitting terminal to the receiving terminal using the channel reciprocity. Can be obtained.
  • the transmitting terminal acquires channel information by using channel interactivity, separate feedback from the receiving terminal to the transmitting terminal may not be required for obtaining the channel information. Since the transmitting terminal directly measures the channel, the rank, precoding and / or MCS levels can be calculated without separate feedback from the receiving terminal.
  • the transmitting terminal may request the receiving terminal to transmit the reference signal.
  • a base station may determine a resource for transmitting a reference signal.
  • D2D in-coverage D2D
  • the base station can know the D2D communication state of both the transmitting terminal and the receiving terminal, the base station can determine an appropriate resource for transmitting the reference signal.
  • the receiving terminal may transmit the reference signal using the uplink resource.
  • the transmitting terminal may measure channel information from the receiving terminal to the transmitting terminal using the reference signal transmitted from the receiving terminal.
  • a channel matrix for channel information from a transmitting terminal to a receiving terminal may be generated using channel reciprocity.
  • the transmitting terminal may select a rank, precoding and / or MCS level using the channel matrix, and transmit data to the receiving terminal by applying the selected rank, precoding and / or MCS level.
  • the transmitting terminal may transmit a reference signal to which precoding is applied together with the data, and the receiving terminal may decode the data without precoding information using the reference signal to which the precoding is applied.
  • the transmitting terminal since the transmitting terminal transmits the precoded reference signal together with the data, the receiving terminal can know the precoding applied to the data from the reference signal. However, it may be difficult for the transmitting terminal to assign a rank and an MCS level to the receiving terminal before transmitting data after transmitting the SA (Scheduling Assignment) to the receiving terminal.
  • SA Service (Scheduling Assignment)
  • the transmitting terminal transmits data without applying precoding, but at the next SA transmission, the transmitting terminal may transmit the previously calculated rank and MCS level to the receiving terminal.
  • the transmitting terminal may transmit data by applying the MIMO technique in the data area designated by the corresponding SA.
  • the receiving terminal when the receiving terminal transmits a reference signal to the transmitting terminal, the receiving terminal may use the following reference signals.
  • the receiving terminal may transmit the reference signal to the transmitting terminal using an uplink sounding reference signal (SRS).
  • SRS uplink sounding reference signal
  • the base station may inform the transmitting terminal and the receiving terminal of the frequency interval (resource) for SRS transmission using DCI and / or RRC.
  • the base station may transmit information about the SRS transmission frequency to the transmitting terminal by using the DCI or RRC, and the transmitting terminal may transmit information about the SRS transmission frequency to the receiving terminal through the SA.
  • the receiving terminal may be preset to transmit the SRS only in the frequency section corresponding to the D2D resource pool.
  • the receiving terminal may be configured to transmit the SRS only in a frequency section corresponding to a predetermined portion of the D2D resource pool or the D2D resource pool.
  • the transmitting terminal may transmit data using only some frequency intervals in the D2D resource pool. Therefore, the channel information actually required by the transmitting terminal may correspond to part of the entire uplink band. Therefore, the transmitting terminal can inform the receiving terminal of the frequency interval for transmitting the SRS through the DCI, RRC and / or SA.
  • the transmitting terminal may transmit the information on the frequency interval for SRS transmission to the receiving terminal directly or through the base station.
  • the receiving terminal may be set in advance to transmit the SRS using only a frequency section corresponding to the D2D resource pool.
  • the receiving terminal may transmit an uplink SRS, and the receiving terminal may receive the D2D data in a subsequent subframe.
  • the receiving terminal may receive the D2D data after transmitting the SRS using the last symbol of the subframe.
  • the base station may schedule the SRS transmission of the receiving terminal so that the transmission / reception switching time of the receiving terminal is guaranteed for a predetermined time or more.
  • the receiving terminal may transmit a reference signal for channel measurement to the transmitting terminal by using an uplink DMRS (Demodulation Reference Signal).
  • the base station may inform the transmitting terminal and the receiving terminal of the frequency interval (resource) for DMRS transmission using DCI or RRC.
  • the base station may transmit a frequency interval for SRS transmission to the transmitting terminal to the transmitting terminal by using the DCI or RRC, the transmitting terminal may transmit a frequency interval for SRS transmission to the receiving terminal through the SA.
  • the receiving terminal may be preset to transmit the DMRS only in a frequency section corresponding to the D2D resource pool.
  • the base station or the transmitting terminal transmits a DMRS orthogonal to the receiving terminal, such that a base sequence, a cyclic sequence (CS), and / or an orthogonal cover code of a reference signal to be transmitted by the receiving terminal are transmitted.
  • Code, OCC may be transmitted to the receiving terminal using DCI, RRC and / or SA. Since the receiving terminal can transmit the reference signal for channel measurement using the resource block used for D2D data transmission, the receiving terminal can transmit the reference signal to the transmitting terminal without using additional frequency resources.
  • the receiving terminal may transmit the DMRS to the transmitting terminal in the resource block.
  • the transmitting terminal may transmit data using only some frequency intervals of the D2D resource pool. Therefore, the channel information actually required by the transmitting terminal may correspond to part of the entire uplink band.
  • the transmitting terminal may inform the receiving terminal of the frequency interval for transmitting the DMRS using DCI, RRC and / or SA.
  • the transmitting terminal may transmit a frequency interval for transmitting the DMRS to the receiving terminal via the base station.
  • the receiving terminal may be set in advance to transmit the DMRS using only a frequency section corresponding to the D2D resource pool.
  • each component or feature is to be considered optional unless stated otherwise.
  • Each component or feature may be embodied in a form that is not combined with other components or features. It is also possible to combine some of the components and / or features to form an embodiment of the invention.
  • the order of the operations described in the embodiments of the present invention may be changed. Some components or features of one embodiment may be included in another embodiment or may be replaced with corresponding components or features of another embodiment. It is obvious that the claims may be combined to form an embodiment by combining claims that do not have an explicit citation relationship in the claims or as new claims by post-application correction.

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Abstract

무선 통신 시스템 상에서 MIMO(Multiple-input and Multiple-output) 기술이 적용된 D2D(Device-to-Device) 통신을 지원하기 위한 방법이 개시된다. D2D 통신을 지원하기 위한 방법은, 상향링크(uplink) 자원 내의 D2D 자원 풀(D2D resource pool)의 제1 참조신호 및 D2D 데이터의 송수신에 연관된 자원 설정을 송신단으로부터 수신하는 단계; 상기 자원 설정에 따라서 상기 D2D 단말의 적어도 하나의 제1 안테나 포트와 연관된 상기 제1 참조신호를 상향링크 자원을 통하여 상기 송신단으로 송신하는 단계; 상기 제1 참조신호에 기초하여 결정된 상기 송신단의 다수의 제2 안테나 포트들 중 적어도 하나의 제2 안테나 포트로부터 D2D 데이터 및 제2 참조신호를 상향링크 자원을 통하여 수신하는 단계; 및 상기 제2 참조신호에 적용된 프리코딩(precoding)에 기초하여 상기 수신된 D2D 데이터를 복호하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

MIMO 기술이 적용된 D2D 통신을 지원하기 위한 방법 및 이를 위한 장치
본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것으로서, 특히 MIMO(Multiple-Input and Multiple-Output) 기술이 적용된 기기간(Device to Device, D2D) 통신을 지원하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
최근 스마트폰과 태블릿 PC가 보급되고 고용량 멀티미디어 통신이 활성화되면서 모바일 트래픽이 급격하게 증가하고 있다. 앞으로의 모바일 트래픽의 증가 추세가 해마다 약 2배 정도의 트래픽 증가가 예상된다. 이러한 모바일 트래픽의 대부분은 기지국을 통해 전송되고 있기 때문에 통신 서비스 사업자들은 당장 심각한 망 부하 문제에 직면해 있다. 이에 통신 사업자들은 증가하는 트래픽을 처리하기 위해 망 설비를 증가하고, 모바일 WiMAX, LTE(Long Term Evolution)와 같이 많은 양의 트래픽을 효율적으로 처리할 수 있는 차세대 이동통신 표준을 서둘러 상용화해왔다. 하지만 앞으로 더욱 급증하게 될 트래픽의 양을 감당하기 위해서는 또 다른 해결책이 필요한 시점이다.
상술한 문제점을 해결하기 위하여 D2D(Device to Device) 통신이 연구되고 있다. D2D 통신은 기지국과 같은 기반 시설을 이용하지 않고 인접한 노드 사이에 트래픽을 직접 전달하는 분산형 통신 기술이다. D2D 통신 환경에서 휴대 단말 등 각 노드는 스스로 물리적으로 인접한 다른 단말을 찾고, 통신 세션을 설정한 뒤 트래픽을 전송한다. 이처럼 D2D 통신은 기지국으로 집중되는 트래픽을 분산시켜 트래픽 과부화 문제를 해결할 수 있기 때문에 4G 이후의 차세대 이동통신 기술의 요소 기술로써 각광을 받고 있다. 이러한 이유로 3GPP(3rd generation partnership project)나 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 등의 표준 단체는 LTE-A(LTE-Advanced)나 Wi-Fi에 기반하여 D2D 통신 표준 제정을 추진하고 있다.
D2D 통신은 이동통신 시스템의 성능을 높이는데 기여할 뿐만 아니라 새로운 통신 서비스를 창출할 것으로도 기대된다. 또한 인접성 기반의 소셜 네트워크 서비스나 네트워크 게임 등의 서비스를 지원할 수 있다. D2D 링크를 릴레이로 활용하여 음영지역 단말의 연결성 문제를 해결할 수도 있다. 이처럼 D2D 기술은 다양한 분야에서 새로운 서비스를 제공해 줄 것으로 예상된다.
한편, 적외선 통신, ZigBee, RFID(radio frequency identification)와 이에 기반한 NFC(near field communications) 등의 기기 간 통신 기술은 이미 널리 사용되고 있다. 하지만 이 기술들은 굉장히 제한적인 거리(1m 내외) 내에서 특수한 목적의 통신만을 지원하기 때문에 엄밀하게는 기지국의 트래픽을 분산시키는 D2D 통신 기술로 분류하기 어렵다.
한편, 단말은 일반적으로 제한된 배터리(battery) 용량을 갖기 때문에, 송신 단말은 낮은 전력으로 신호를 전송할 수도 있다. 이러한 낮은 전력의 신호 송신은 링크 안정성(link reliability)을 저하시킬 수도 있다. 대안으로서, D2D 통신에 MIMO(Multiple-Input and Multiple-Output) 기술이 적용될 수 있다. 그러나, MIMO 기술이 적용된 D2D 통신의 수행 방법에 대하여는 구체적으로 제안된 바가 없다.
본 발명의 기술적 과제는 MIMO 기술이 적용된 D2D (Device to Device) 통신을 지원하는 무선 통신 시스템에서 상향링크 자원을 이용하여 참조신호를 송신하는 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 기술적 과제는 D2D 통신에 MIMO 기술을 적용하기 위하여 오버헤드(overhead)를 감소시킬 수 있는 참조신호의 송신방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 기술적 과제는 MIMO 기술이 적용된 D2D 통신에 있어서, 보다 정확한 채널 측정 방법을 제공하는 데에 있다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 상기 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 일 실시형태로서, 다중 안테나를 지원하는 무선 통신 시스템 상의 D2D(Device-to-Device) 단말이 D2D 신호를 송수신하는 방법은, 상향링크(uplink) 자원 내의 D2D 자원 풀(D2D resource pool)의 제1 참조신호 및 D2D 데이터의 송수신에 연관된 자원 설정을 송신단으로부터 수신하는 단계; 상기 자원 설정에 따라서 상기 D2D 단말의 적어도 하나의 제1 안테나 포트와 연관된 상기 제1 참조신호를 상향링크 자원을 통하여 상기 송신단으로 송신하는 단계; 상기 제1 참조신호에 기초하여 결정된 상기 송신단의 다수의 제2 안테나 포트들 중 적어도 하나의 제2 안테나 포트로부터 D2D 데이터 및 제2 참조신호를 상향링크 자원을 통하여 수신하는 단계; 및 상기 제2 참조신호에 적용된 프리코딩(precoding)에 기초하여 상기 수신된 D2D 데이터를 복호하는 단계를 포함할 수 있다.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 일 실시형태로서, 다중 안테나를 지원하는 무선 통신 시스템 상의 D2D(Device-to-Device) 단말이 D2D 신호를 송수신하는 방법은, 상향링크(uplink) 자원 내의 D2D 자원 풀(D2D resource pool)의 제1 참조신호 및 D2D 데이터의 송수신에 연관된 자원 설정을 수신단으로 송신하는 단계; 상기 자원 설정에 따라서 상기 D2D 단말의 적어도 하나의 제1 안테나 포트와 연관된 상기 제1 참조신호를 상향링크 자원을 통하여 상기 수신단으로부터 수신하는 단계; 상기 수신된 제1 참조신호에 기초하여 채널 정보를 획득하는 단계; 및 상기 획득된 채널 정보에 기초하여 상기 적어도 하나의 제1 안테나 포트를 통하여 상기 수신단으로 D2D 데이터 및 제2 참조신호를 송신하는 단계를 포함하고, 상기 제2 참조신호는 상기 채널 정보에 기초하여 결정된 프리코딩(precoding)이 적용될 수 있다.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 단말은, 무선 주파수 유닛; 및 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는, 상향링크(uplink) 자원 내의 D2D 자원 풀(D2D resource pool)의 제1 참조신호 및 D2D 데이터의 송수신에 연관된 자원 설정을 송신단으로부터 수신하고, 상기 자원 설정에 따라서 상기 D2D 단말의 적어도 하나의 제1 안테나 포트와 연관된 상기 제1 참조신호를 상향링크 자원을 통하여 상기 송신단으로 송신하고, 상기 제1 참조신호에 기초하여 결정된 상기 송신단의 다수의 제2 안테나 포트들 중 적어도 하나의 제2 안테나 포트로부터 D2D 데이터 및 제2 참조신호를 상향링크 자원을 통하여 수신하며, 상기 제2 참조신호에 적용된 프리코딩(precoding)에 기초하여 상기 수신된 D2D 데이터를 복호할 수 있다.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 D2D(Device-to-Device) 단말은, 무선 주파수 유닛; 및 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는, 상향링크(uplink) 자원 내의 D2D 자원 풀(D2D resource pool)의 제1 참조신호 및 D2D 데이터의 송수신에 연관된 자원 설정을 수신단으로 송신하고, 상기 자원 설정에 따라서 상기 D2D 단말의 적어도 하나의 제1 안테나 포트와 연관된 상기 제1 참조신호를 상향링크 자원을 통하여 상기 수신단으로부터 수신하고, 상기 수신된 제1 참조신호에 기초하여 채널 정보를 획득하고, 상기 획득된 채널 정보에 기초하여 상기 적어도 하나의 제1 안테나 포트를 통하여 상기 수신단으로 D2D 데이터 및 제2 참조신호를 송신하며, 상기 제2 참조신호는 상기 채널 정보에 기초하여 결정된 프리코딩(precoding)이 적용될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, MIMO 기술이 적용된 D2D 통신에 있어서 참조신호로 인한 오버헤드(overhead)를 감소시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 따르면, 상향링크 참조신호를 이용한 채널 측정을 통하여 단말의 부담을 감소시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 따르면, 보다 정확한 채널 측정을 통하여 통신 품질을 개선할 수 있다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는, 첨부도면은 본 발명에 대한 실시예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 설명한다.
도 1은 무선 통신 시스템에서의 기지국 및 단말의 구성을 도시한 블록도이다.
도 2는 하향링크 무선 프레임의 구조를 나타내는 도면이다.
도 3은 하향링크 슬롯에서의 자원 그리드(resource grid)를 나타내는 도면이다.
도 4는 하향링크 서브프레임의 구조를 나타내는 도면이다.
도 5는 상향링크 서브프레임의 구조를 나타내는 도면이다.
도 6은 일반적인 다중 안테나(MIMO) 통신 시스템의 구성도이다.
도 7은 4개의 안테나를 이용한 하향링크 전송을 지원하는 LTE 시스템에서의 정상 CP에 대한 하향링크 참조 신호의 구조를 도시하는 도면이다.
도 8은 4개의 안테나를 이용한 하향링크 전송을 지원하는 LTE 시스템에서의 확장 CP에 대한 하향링크 참조 신호의 구조를 도시하는 도면이다.
도 9는 주기적 CSI-RS 송신 방식의 일 예시이다.
도 10은 비주기적 CSI-RS 송신 방식의 일 예시이다.
도 11은 간략화된 D2D 통신 네트워크를 도시한다.
도 12는 일 예시에 따른 자원 유닛의 구성을 도시한다.
도 13은 일 예시에 따른 주기적인 SA 자원 풀을 도시한다.
도 14는 일 예시에 따른 D2D 자원 풀의 구성을 도시한다.
도 15는 이웃 셀 간의 D2D 자원 영역의 중첩을 도시한다.
이하의 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들을 소정 형태로 결합한 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려될 수 있다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수도 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성할 수도 있다. 본 발명의 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수도 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수도 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수도 있다.
본 명세서에서 기지국은 단말과 직접적으로 통신을 수행하는 네트워크 종단 노드(terminal node)로서의 의미를 갖는다. 본 명세서에서 기지국에 의해 수행되는 것으로 설명된 특정 동작은 경우에 따라서는 기지국의 상위 노드(upper node)에 의해 수행될 수도 있다. 즉, 기지국을 포함하는 다수의 네트워크 노드들(network nodes)로 이루어지는 네트워크에서 단말과의 통신을 위해 수행되는 다양한 동작들은 기지국 또는 기지국 이외의 다른 네트워크 노드들에 의해 수행될 수 있음은 자명하다.
본 명세서에서 ‘기지국(BS: Base Station)’은 고정국(fixed station), Node B, eNode B(eNB), 액세스 포인트(AP: Access Point) 등의 용어에 의해 대체될 수 있다. 중계기는 Relay Node(RN), Relay Station(RS) 등의 용어에 의해 대체될 수 있다. 또한, ‘단말(Terminal)’은 UE(User Equipment), MS(Mobile Station), MSS(Mobile Subscriber Station), SS(Subscriber Station) 등의 용어로 대체될 수 있다.
이하의 설명에서 사용되는 특정 용어들은 본 발명의 이해를 돕기 위해서 제공된 것이며, 이러한 특정 용어의 사용은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경될 수 있다.
몇몇 경우, 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시될 수 있다.
본 발명의 실시예들은 무선 접속 시스템들인 IEEE 802 시스템, 3GPP 시스템, 3GPP LTE 및 LTE-A(LTE-Advanced) 시스템 및 3GPP2 시스템 중 적어도 하나에 개시된 표준 문서들에 의해 뒷받침될 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예들 중 본 발명의 기술적 사상을 명확히 드러내기 위해 설명하지 않은 단계들 또는 부분들은 상기 문서들에 의해 뒷받침될 수 있다. 또한, 본 문서에서 개시하고 있는 모든 용어들은 상기 표준 문서에 의해 설명될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들은 CDMA(Code Division Multiple Access), FDMA(Frequency Division Multiple Access), TDMA(Time Division Multiple Access), OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access), SC-FDMA(Single Carrier Frequency Division Multiple Access) 등과 같은 다양한 무선 접속 시스템에 사용될 수 있다. CDMA는 UTRA(Universal Terrestrial Radio Access)나 CDMA2000과 같은 무선 기술(radio technology)로 구현될 수 있다. TDMA는 GSM(Global System for Mobile communications)/GPRS(General Packet Radio Service)/EDGE(Enhanced Data Rates for GSM Evolution)와 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. OFDMA는 IEEE 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802.20, E-Utra(Evolved UTRA) 등과 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. UTRA는 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)의 일부이다. 3GPP(3rd Generation Partnership Project) LTE(Long Term Evolution)는 E-UTRA를 사용하는 E-UMTS(Evolved UMTS)의 일부로써, 하향 링크에서 OFDMA를 채용하고 상향링크에서 SC-FDMA를 채용한다. LTE-A(Advanced)는 3GPP LTE의 진화이다. WiMAX는 IEEE 802.16e 규격(WirelessMAN-OFDMA Reference System) 및 발전된 IEEE 802.16m 규격(WirelessMAN-OFDMA Advanced system)에 의하여 설명될 수 있다. 명확성을 위하여 이하에서는 3GPP LTE 및 3GPP LTE-A 시스템을 위주로 설명하지만 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.
또한, 이하의 설명에서 사용되는 특정(特定) 용어들은 본 발명의 이해를 돕기 위해 제공된 것이며, 이러한 특정 용어의 사용은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경될 수 있다.
도 1은 무선 통신 시스템(100)에서의 기지국(105) 및 단말(110)의 구성을 도시한 블록도이다.
무선 통신 시스템(100)을 간략화하여 나타내기 위해 하나의 기지국(105)과 하나의 단말(110)(D2D 단말을 포함)을 도시하였지만, 무선 통신 시스템(100)은 하나 이상의 기지국 및/또는 하나 이상의 단말을 포함할 수 있다.
도 1을 참조하면, 기지국(105)은 송신(Tx) 데이터 프로세서(115), 심볼 변조기(120), 송신기(125), 송수신 안테나(130), 프로세서(180), 메모리(185), 수신기(190), 심볼 복조기(195), 수신 데이터 프로세서(197)를 포함할 수 있다. 그리고, 단말(110)은 송신(Tx) 데이터 프로세서(165), 심볼 변조기(170), 송신기(175), 송수신 안테나(135), 프로세서(155), 메모리(160), 수신기(140), 심볼 복조기(155), 수신 데이터 프로세서(150)를 포함할 수 있다. 송수신 안테나(130, 135)가 각각 기지국(105) 및 단말(110)에서 하나로 도시되어 있지만, 기지국(105) 및 단말(110)은 복수 개의 송수신 안테나를 구비하고 있다. 따라서, 본 발명에 따른 기지국(105) 및 단말(110)은 MIMO(Multiple Input Multiple Output) 시스템을 지원한다. 또한, 본 발명에 따른 기지국(105)은 SUMIMO(Single User-MIMO) MU-MIMO(Multi User-MIMO) 방식 모두를 지원할 수 있다.
하향링크 상에서, 송신 데이터 프로세서(115)는 트래픽 데이터를 수신하고, 수신한 트래픽 데이터를 포맷하여, 코딩하고, 코딩된 트래픽 데이터를 인터리빙하고 변조하여(또는 심볼 매핑하여), 변조 심볼들("데이터 심볼들")을 제공한다. 심볼 변조기(120)는 이 데이터 심볼들과 파일럿 심볼들을 수신 및 처리하여, 심볼들의 스트림을 제공한다.
심볼 변조기(120)는, 데이터 및 파일럿 심볼들을 다중화하여 이를 송신기(125)로 전송한다. 이때, 각각의 송신 심볼은 데이터 심볼, 파일럿 심볼, 또는 제로의 신호 값일 수도 있다. 각각의 심볼 주기에서, 파일럿 심볼들이 연속적으로 송신될 수도 있다. 파일럿 심볼들은 주파수 분할 다중화(FDM), 직교 주파수 분할 다중화(OFDM), 시분할 다중화(TDM), 또는 코드 분할 다중화(CDM) 심볼일 수 있다.
송신기(125)는 심볼들의 스트림을 수신하여 이를 하나 이상의 아날로그 신호들로 변환하고, 또한, 이 아날로그 신호들을 추가적으로 조절하여(예를 들어, 증폭, 필터링, 및 주파수 업 컨버팅(upconverting) 하여, 무선 채널을 통한 송신에 적합한 하향링크 신호를 발생시킨다. 그러면, 송신 안테나(130)는 발생된 하향링크 신호를 단말로 전송한다.
단말(110)의 구성에서, 수신 안테나(135)는 기지국으로부터의 하향링크 신호를 수신하여 수신된 신호를 수신기(140)로 제공한다. 수신기(140)는 수신된 신호를 조정하고(예를 들어, 필터링, 증폭, 및 주파수 다운컨버팅(downconverting)), 조정된 신호를 디지털화하여 샘플들을 획득한다. 심볼 복조기(145)는 수신된 파일럿 심볼들을 복조하여 채널 추정을 위해 이를 프로세서(155)로 제공한다.
또한, 심볼 복조기(145)는 프로세서(155)로부터 하향링크에 대한 주파수 응답 추정치를 수신하고, 수신된 데이터 심볼들에 대해 데이터 복조를 수행하여, (송신된 데이터 심볼들의 추정치들인) 데이터 심볼 추정치를 획득하고, 데이터 심볼 추정치들을 수신(Rx) 데이터 프로세서(150)로 제공한다. 수신 데이터 프로세서(150)는 데이터 심볼 추정치들을 복조(즉, 심볼 디-매핑(demapping))하고, 디인터리빙(deinterleaving)하고, 디코딩하여, 전송된 트래픽 데이터를 복구한다.
심볼 복조기(145) 및 수신 데이터 프로세서(150)에 의한 처리는 각각 기지국(105)에서의 심볼 변조기(120) 및 송신 데이터 프로세서(115)에 의한 처리에 대해 상보적이다.
단말(110)은 상향링크 상에서, 송신 데이터 프로세서(165)는 트래픽 데이터를 처리하여, 데이터 심볼들을 제공한다. 심볼 변조기(170)는 데이터 심볼들을 수신하여 다중화하고, 변조를 수행하여, 심볼들의 스트림을 송신기(175)로 제공할 수 있다. 송신기(175)는 심볼들의 스트림을 수신 및 처리하여, 상향링크 신호를 발생시킨다. 그리고 송신 안테나(135)는 발생된 상향링크 신호를 기지국(105)으로 전송한다.
기지국(105)에서, 단말(110)로부터 상향링크 신호가 수신 안테나(130)를 통해 수신되고, 수신기(190)는 수신한 상향링크 신호를 처리되어 샘플들을 획득한다. 이어서, 심볼 복조기(195)는 이 샘플들을 처리하여, 상향링크에 대해 수신된 파일럿 심볼들 및 데이터 심볼 추정치를 제공한다. 수신 데이터 프로세서(197)는 데이터 심볼 추정치를 처리하여, 단말(110)로부터 전송된 트래픽 데이터를 복구한다.
단말(110) 및 기지국(105) 각각의 프로세서(155, 180)는 각각 단말(110) 및 기지국(105)에서의 동작을 지시(예를 들어, 제어, 조정, 관리 등)한다. 각각의 프로세서들(155, 180)은 프로그램 코드들 및 데이터를 저장하는 메모리 유닛(160, 185)들과 연결될 수 있다. 메모리(160, 185)는 프로세서(180)에 연결되어 오퍼레이팅 시스템, 어플리케이션, 및 일반 파일(general files)들을 저장한다.
프로세서(155, 180)는 컨트롤러(controller), 마이크로 컨트롤러(microcontroller), 마이크로 프로세서(microprocessor), 마이크로 컴퓨터(microcomputer) 등으로도 호칭될 수 있다. 한편, 프로세서(155, 180)는 하드웨어(hardware) 또는 펌웨어(firmware), 소프트웨어, 또는 이들의 결합에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어를 이용하여 본 발명의 실시예를 구현하는 경우에는, 본 발명을 수행하도록 구성된 ASICs(application specific integrated circuits) 또는 DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays) 등이 프로세서(155, 180)에 구비될 수 있다.
한편, 펌웨어나 소프트웨어를 이용하여 본 발명의 실시예들을 구현하는 경우에는 본 발명의 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차 또는 함수 등을 포함하도록 펌웨어나 소프트웨어가 구성될 수 있으며, 본 발명을 수행할 수 있도록 구성된 펌웨어 또는 소프트웨어는 프로세서(155, 180) 내에 구비되거나 메모리(160, 185)에 저장되어 프로세서(155, 180)에 의해 구동될 수 있다.
단말과 기지국이 무선 통신 시스템(네트워크) 사이의 무선 인터페이스 프로토콜의 레이어들은 통신 시스템에서 잘 알려진 OSI(open system interconnection) 모델의 하위 3개 레이어를 기초로 제 1 레이어(L1), 제 2 레이어(L2), 및 제 3 레이어(L3)로 분류될 수 있다. 물리 레이어는 상기 제 1 레이어에 속하며, 물리 채널을 통해 정보 전송 서비스를 제공한다. RRC(Radio Resource Control) 레이어는 상기 제 3 레이어에 속하며 UE와 네트워크 사이의 제어 무선 자원들을 제공한다. 단말, 기지국은 무선 통신 네트워크와 RRC 레이어를 통해 RRC 메시지들을 교환할 수 있다.
본 명세서에서 단말의 프로세서(155)와 기지국의 프로세서(180)는 각각 단말(110) 및 기지국(105)이 신호를 수신하거나 송신하는 기능 및 저장 기능을 제외하고, 신호 및 데이터를 처리하는 동작을 수행하지만, 설명의 편의를 위하여 이하에서 특별히 프로세서(155, 180)를 언급하지 않는다. 특별히 프로세서(155, 180)의 언급이 없더라도 신호를 수신하거나 송신하는 기능 및 저장 기능이 아닌 데이터 처리 등의 일련의 동작들을 수행한다고 할 수 있다.
LTE/LTE-A 자원 구조/채널
도 2를 참조하여 하향링크 무선 프레임의 구조에 대하여 설명한다.
셀룰라 OFDM 무선 패킷 통신 시스템에서, 상/하향링크 데이터 패킷 전송은 서브프레임(subframe) 단위로 이루어지며, 한 서브프레임은 다수의 OFDM 심볼을 포함하는 일정 시간 구간으로 정의된다. 3GPP LTE 표준에서는 FDD(Frequency Division Duplex)에 적용 가능한 타입 1 무선 프레임(radio frame) 구조와 TDD(Time Division Duplex)에 적용 가능한 타입 2의 무선 프레임 구조를 지원한다. 특히, 도 2의 (a)는 3GPP LTE/LTE-A 시스템에서 사용되는 FDD(Frequecy Division Duplex)용 프레임 구조를 나타낸 것이고, 도 2의 (b)는 3GPP LTE/LTE-A 시스템에서 사용되는 TDD(Time Division Duplex)용 프레임 구조를 나타낸 것이다.
도 2의 (a)는 타입 1 무선 프레임의 구조를 나타내는 도면이다. 무선 프레임(radio frame)은 10ms(327200×Ts)의 길이를 가지며 10개의 균등한 크기의 서브프레임(subframe)으로 구성되어 있다. 각각의 서브프레임은 1ms의 길이를 가지며 2개의 슬롯(slot)으로 구성되어 있다. 각각의 슬롯은 0.5ms(15360×Ts)의 길이를 가진다. 여기에서, Ts 는 샘플링 시간을 나타내고, Ts=1/(15kHz×2048)=3.2552×10-8(약 33ns)로 표시된다. 슬롯은 시간 영역에서 복수의 OFDM 심볼을 포함하고, 주파수 영역에서 복수의 자원블록(Resource Block; RB)을 포함한다. LTE 시스템에서 하나의 자원블록은 12개의 부반송파×7(6)개의 OFDM 심볼을 포함한다. 일 무선프레임 내에서 20개의 슬롯들은 0부터 19까지 순차적으로 넘버링될 수 있다. 각각의 슬롯은 0.5ms의 길이를 가진다. 일 서브프레임을 전송하기 위한 시간은 전송시간간격(TTI: transmission time interval)로 정의된다. 시간 자원은 무선프레임 번호(혹은 무선 프레임 인덱스라고도 함)와 서브프레임 번호(혹은 서브프레임 번호라고도 함), 슬롯 번호(혹은 슬롯 인덱스) 등에 의해 구분될 수 있다.
도 2의 (b)는 타입 2 무선 프레임의 구조를 나타내는 도면이다. 타입 2 무선 프레임은 2개의 하프 프레임(half frame)으로 구성되며, 각 하프 프레임은 5개의 서브프레임과 DwPTS(Downlink Pilot Time Slot), 보호구간(GP: Guard Period), UpPTS(Uplink Pilot Time Slot)로 구성되며, 이 중 1개의 서브프레임은 2개의 슬롯으로 구성된다. DwPTS는 단말에서의 초기 셀 탐색, 동기화 또는 채널 추정에 사용된다. UpPTS는 기지국에서의 채널 추정과 단말의 상향 전송 동기를 맞추는 데 사용된다. 보호구간은 상향링크와 하향링크 사이에 하향링크 신호의 다중경로 지연으로 인해 상향링크에서 생기는 간섭을 제거하기 위한 구간이다. 한편, 무선 프레임의 타입에 관계없이 1개의 서브프레임은 2개의 슬롯으로 구성된다.
무선 프레임은 듀플레스(duplex) 모드에 따라 다르게 설정(configure)될 수 있다. 예를 들어, FDD(Frequency Division Duplex) 모드에서, 하향링크 전송 및 상향링크 전송은 주파수에 의해 구분되므로, 무선 프레임은 특정 주파수 대역에 대해 하향링크 서브프레임 또는 상향링크 서브프레임 중 하나만을 포함한다. TDD 모드에서 하향링크 전송 및 상향링크 전송은 시간에 의해 구분되므로, 특정 주파수 대역에 대해 무선 프레임은 하향링크 서브프레임과 상향링크 서브프레임을 모두 포함한다.
표 1은 TDD 모드에서, 무선 프레임 내 서브프레임들의 DL-UL 설정(configuration)을 예시한 것이다.
표 1
DL-UL configuration Downlink-to-Uplink Switch-point periodicity Subframe number
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
0 5ms D S U U U D S U U U
1 5ms D S U U D D S U U D
2 5ms D S U D D D S U D D
3 10ms D S U U U D D D D D
4 10ms D S U U D D D D D D
5 10ms D S U D D D D D D D
6 5ms D S U U U D S U U D
표 1에서, D는 하향링크 서브프레임을, U는 상향링크 서브프레임을, S는 특이(special) 서브프레임을 나타낸다. 특이 서브프레임은 DwPTS(Downlink Pilot TimeSlot), GP(Guard Period), UpPTS(Uplink Pilot TimeSlot)의 3개 필드를 포함한다. DwPTS는 하향링크 전송용으로 유보되는 시간 구간이며, UpPTS는 상향링크 전송용으로 유보되는 시간 구간이다. 표 2는 특이 프레임의 설정(configuration)을 예시한 것이다.
표 2
Special subframe configuration Normal cyclic prefix in downlink Extended cyclic prefix in downlink
DwPTS UpPTS DwPTS UpPTS
Normal cyclic prefix in uplink Extended cyclic prefix in uplink Normal cyclic prefix in uplink Extended cyclic prefix in uplink
0 6592·Ts 2192·Ts 2560·Ts 7680·Ts 2192·Ts 2560·Ts
1 19760·Ts 20480·Ts
2 21952·Ts 23040·Ts
3 24144·Ts 25600·Ts
4 26336·Ts 7680·Ts 4384·Ts 5120·Ts
5 6592·Ts 4384·Ts 5120·Ts 20480·Ts
6 19760·Ts 23040·Ts
7 21952·Ts - - -
8 24144·Ts - - -
상술한 무선 프레임의 구조는 예시에 불과하고, 무선 프레임에 포함되는 서브프레임의 수 또는 서브프레임에 포함되는 슬롯의 수, 슬롯에 포함되는 심볼의 수는 다양하게 변경될 수 있다.
도 3은 하향링크 슬롯에서의 자원 그리드(resource grid)를 나타내는 도면이다. 하나의 하향링크 슬롯은 시간 도메인에서 7개의 OFDM 심볼들을 포함하고, 하나의 자원블록(RB)은 주파수 영역에서 12개의 부반송파들을 포함하는 것으로 도시되어 있으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 일반 CP(Cyclic Prefix)의 경우에는 하나의 슬롯이 7개의 OFDM 심볼들을 포함하지만, 확장된 CP(extended-CP)의 경우에는 하나의 슬롯이 6개의 OFDM 심볼들을 포함할 수 있다. 자원 그리드 상의 각각의 요소는 자원 요소(resource element)라 한다. 하나의 자원 블록은 12×7 자원 요소들을 포함한다. 하향링크 슬롯에 포함되는 자원블록들의 NDL의 개수는 하향링크 전송 대역폭에 따른다. 상향링크 슬롯의 구조는 하향링크 슬롯의 구조와 동일할 수 있다.
도 4는 하향링크 서브프레임의 구조를 나타내는 도면이다. 하나의 서브프레임 내에서 첫 번째 슬롯의 앞부분의 최대 3개의 OFDM 심볼은 제어 채널이 할당되는 제어 영역에 해당한다. 나머지 OFDM 심볼들은 물리하향링크공유채널(PDSCH: Physical Downlink Shared CHannel)이 할당되는 데이터 영역에 해당한다. 3GPP LTE 시스템에서 사용되는 하향링크제어채널들에는, 예를 들어, 물리제어포맷지시자채널(PCFICH: Physical Control Format Indicator CHannel), 물리하향링크제어채널(PDCCH: Physical Downlink Control CHannel), 물리HARQ지시자채널(PHICH: Physical Hybrid automatic repeat request Indicator CHannel) 등이 있다. PCFICH는 서브프레임의 첫 번째 OFDM 심볼에서 전송되고 서브프레임 내의 제어 채널 전송에 사용되는 OFDM 심볼의 개수에 대한 정보를 포함한다. PHICH는 상향링크 전송의 응답으로서 HARQ ACK(Acknowledgement)/NACK(Negative ACK) 신호를 포함한다. PDCCH를 통하여 전송되는 제어 정보를 하향링크제어정보(DCI: Downlink Control Information)라 한다. DCI는 상향링크 또는 하향링크 스케줄링 정보를 포함하거나 임의의 단말 그룹에 대한 상향링크 전송 전력 제어 명령을 포함한다. PDCCH는 하향링크공유채널(DL-SCH)의 자원 할당 및 전송 포맷, 상향링크공유채널(UL-SCH)의 자원 할당 정보, 페이징채널(PCH)의 페이징 정보, DL-SCH 상의 시스템 정보, PD-SCH 상으로 전송되는 임의접속응답(Random Access Response)과 같은 상위계층 제어 메시지의 자원 할당, 임의의 단말 그룹 내의 개별 단말에 대한 전송 전력 제어 명령의 세트, 전송 전력 제어 정보, VoIP(Voice over IP)의 활성화 등을 포함할 수 있다. 복수의 PDCCH가 제어 영역 내에서 전송될 수 있다. 단말은 복수의 PDCCH를 모니터링할 수 있다. PDCCH는 하나 이상의 연속하는 제어채널요소(CCE: Control Channel Element)의 조합(aggregation)으로 전송된다. CCE는 무선 채널의 상태에 기초한 코딩레이트로 PDCCH를 제공하기 위해 사용되는 논리 할당 단위이다. CCE는 복수개의 자원 요소 그룹에 대응한다. PDCCH 포맷과 이용가능한 비트 수는 CCE의 개수와 CCE에 의해 제공되는 코딩 레이트 간의 상관관계에 따라서 결정된다. 기지국은 단말에게 전송되는 DCI에 따라서 PDCCH 포맷을 결정하고, 제어 정보에 순환잉여검사(CRC: Cyclic Redundancy Check)를 부가한다. CRC는 PDCCH의 소유자 또는 용도에 따라 무선 네트워크 임시 식별자(RNTI: Radio Network Temporary Identifier)라 하는 식별자로 마스킹된다. PDCCH가 특정 단말에 대한 것이면, 단말의 cell-RNTI(C-RNTI) 식별자가 CRC에 마스킹될 수 있다. 또는, PDCCH가 페이징 메시지에 대한 것이면, 페이징 지시자 식별자, 예를 들어 P-RNTI(Paging-RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다. PDCCH가 시스템 정보(보다 구체적으로, 시스템 정보 블록(SIB: System Information Block))에 대한 것이면, 시스템 정보 식별자 및 시스템 정보 RNTI(SI-RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다. 단말의 임의 접속 프리앰블(random access preamble)의 전송에 대한 응답인 임의접속응답(random access response)을 나타내기 위해, 임의접속-RNTI(RA-RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다.
도 5는 상향링크 서브프레임의 구조를 나타내는 도면이다. 상향링크 서브프레임은 주파수 영역에서 제어 영역과 데이터 영역으로 분할될 수 있다. 제어 영역에는 상향링크 제어 정보를 포함하는 물리상향링크제어채널(PUCCH: Physical Uplink Control CHannel)이 할당된다. 데이터 영역에는 사용자 데이터를 포함하는 물리상향링크공유채널(PUSCH: Physical Uplink Shared CHannel)이 할당된다. 단일 반송파 특성을 유지하기 위해서, 하나의 단말은 PUCCH와 PUSCH를 동시에 전송하지 않는다. 하나의 단말에 대한 PUCCH는 서브프레임에서 자원블록 쌍(RB pair)에 할당된다. 자원블록 쌍에 속하는 자원블록들은 2 슬롯에 대하여 상이한 부반송파를 차지한다. 이를 PUCCH에 할당되는 자원블록 쌍이 슬롯 경계에서 주파수-호핑(frequency-hopped)된다고 한다.
다중 안테나 시스템
다중 안테나(Multiple-Input and Multiple-Output, MIMO) 기술은, 메시지를 수신하기 위해 단일 안테나 경로에 의존하지 않고 여러 안테나에서 수신된 단편적인 데이터 조각을 한데 모아 완성하는 기술을 응용한 것이다. 다중안테나 기술은 특정 범위에서 데이터 전송 속도를 향상시키거나 특정 데이터 전송 속도에 대해 시스템 범위를 증가시킬 수 있기 때문에 이동 통신 단말과 중계기 등에 폭넓게 사용할 수 있는 차세대 이동통신기술이며, 데이터 통신 확대 등으로 인해 한계 상황에 이른 이동통신의 전송량 한계를 극복할 수 있는 차세대 기술로 관심을 모으고 있다.
도 6의 (a)는 일반적인 다중 안테나(MIMO) 통신 시스템의 구성도이다. 도 6의 (a)에 도시된 바와 같이 전송 안테나의 수를 NT개로, 수신 안테나의 수를 NR개로 동시에 늘리게 되면, 송신기나 수신기에서만 다수의 안테나를 사용하게 되는 경우와 달리 안테나 수에 비례하여 이론적으로 채널 전송 용량이 증가한다. 따라서 전송률(transmission rate)를 향상시키고, 주파수 효율을 획기적으로 향상시키는 것이 가능하다. 채널 전송 용량의 증가에 따른 전송률은 이론적으로 하나의 안테나를 이용하는 경우의 최대 전송률(R0)에 하기의 수학식 1의 증가율(Ri)이 곱해진 만큼 증가할 수 있다.
[수학식 1]
Figure PCTKR2015007984-appb-I000001
예를 들어, 4개의 전송 안테나와 4개의 수신 안테나를 이용하는 MIMO 통신 시스템에서는 단일 안테나 시스템에 대하여 이론상 4배의 전송률을 획득할 수 있다. 이와 같은 다중안테나 시스템의 이론적 용량 증가가 90년대 중반에 증명된 이후 실질적인 데이터 전송률 향상으로 이끌어 내기 위하여 다양한 기술들이 현재까지 활발히 연구되고 있으며, 이들 중 몇몇 기술들은 이미 3 세대 이동 통신과 차세대 무선랜 등의 다양한 무선 통신의 표준에 반영되고 있다.
현재까지의 다중안테나 관련 연구 동향을 살펴보면 다양한 채널 환경 및 다중접속 환경에서의 다중안테나 통신 용량 계산 등과 관련된 정보 이론 측면 연구, 다중안테나 시스템의 무선 채널 측정 및 모형 도출 연구, 그리고 전송 신뢰도 향상 및 전송률 향상을 위한 시공간 신호 처리 기술 연구 등 다양한 관점에서 활발한 연구가 진행되고 있다.
다중 안테나 시스템에 있어서의 통신 방법을 보다 구체적인 방법으로 설명하기 위해 이를 수학적으로 모델링 하는 경우 다음과 같이 나타낼 수 있다. 도 3(a)에 도시된 바와 같이 NT개의 전송 안테나와 NR개의 수신 안테나가 존재하는 것을 가정한다. 먼저, 전송 신호에 대해 살펴보면, NT개의 전송 안테나가 있는 경우 최대 전송 가능한 정보는 NT개이므로, 전송 정보를 하기의 수학식 2와 같은 벡터로 나타낼 수 있다.
[수학식 2]
Figure PCTKR2015007984-appb-I000002
한편, 각각의 전송 정보
Figure PCTKR2015007984-appb-I000003
에 있어 전송 전력을 다르게 할 수 있으며, 이때 각각의 전송 전력을
Figure PCTKR2015007984-appb-I000004
라 하면, 전송 전력이 조정된 전송 정보를 벡터로 나타내면 하기의 수학식 3과 같다.
[수학식 3]
Figure PCTKR2015007984-appb-I000005
또한,
Figure PCTKR2015007984-appb-I000006
를 전송 전력의 대각행렬 P 를 이용하여 나타내면 하기의 수학식 4와 같다.
[수학식 4]
Figure PCTKR2015007984-appb-I000007
한편, 전송전력이 조정된 정보 벡터
Figure PCTKR2015007984-appb-I000008
에 가중치 행렬 W 가 적용되어 실제 전송되는 NT 개의 전송신호(transmitted signal)
Figure PCTKR2015007984-appb-I000009
가 구성되는 경우를 고려해 보자. 여기서, 가중치 행렬은 전송 정보를 전송 채널 상황 등에 따라 각 안테나에 적절히 분배해 주는 역할을 수행한다. 이와 같은 전송신호
Figure PCTKR2015007984-appb-I000010
는 벡터 x 를 이용하여 하기의 수학식 5와 같이 나타낼 수 있다. 여기서
Figure PCTKR2015007984-appb-I000011
는 i 번째 전송안테나와 j 번째 정보 간의 가중치를 의미한다. W 는 가중치 행렬(Weight Matrix) 또는 프리코딩 행렬(Precoding Matrix)이라고 불린다.
[수학식 5]
Figure PCTKR2015007984-appb-I000012
NR개의 수신안테나가 있는 경우 각 안테나의 수신신호
Figure PCTKR2015007984-appb-I000013
을 벡터로 나타내면 하기의 수학식 6과 같다.
[수학식 6]
Figure PCTKR2015007984-appb-I000014
한편, 다중 안테나 통신 시스템에 있어서의 채널을 모델링 하는 경우, 채널은 송수신 안테나 인덱스에 따라 구분할 수 있으며, 전송 안테나 j 로부터 수신 안테나 i 를 거치는 채널을 hij 로 표시하기로 한다. 여기서, hij 의 인덱스의 순서는 수신 안테나 인덱스가 먼저, 전송안테나의 인덱스가 나중임에 유의한다.
이러한 채널은 여러 개를 한데 묶어서 벡터 및 행렬 형태로도 표시 가능하다. 벡터 표시의 예를 들어 설명하면 다음과 같다. 도 6의 (b)는 NT개의 전송 안테나에서 수신 안테나 i 로의 채널을 도시한 도면이다.
도 6의 (b)에 도시된 바와 같이 총 NT개의 전송 안테나로부터 수신안테나 i 로 도착하는 채널은 다음과 같이 표현 가능하다.
[수학식 7]
Figure PCTKR2015007984-appb-I000015
또한, 상기 수학식 7과 같은 행렬 표현을 통해 NT개의 전송 안테나로부터 NR 개의 수신 안테나를 거치는 채널을 모두 나타내는 경우 하기의 수학식 8과 같이 나타낼 수 있다.
[수학식 8]
Figure PCTKR2015007984-appb-I000016
실제 채널은 위와 같은 채널 행렬 H 를 거친 후에 백색잡음(AWGN; Additive White Gaussian Noise)이 더해지게 되므로, NR개의 수신안테나 각각에 더해지는 백색잡음
Figure PCTKR2015007984-appb-I000017
을 벡터로 표현하면 하기의 수학식 9와 같다.
[수학식 9]
Figure PCTKR2015007984-appb-I000018
상기 수학식들을 이용하여 구한 수신신호는 하기의 수학식 10과 같다.
[수학식 10]
Figure PCTKR2015007984-appb-I000019
한편, 채널 상황을 나타내는 채널 행렬 H 의 행과 열의 수는 전송안테나와 수신 안테나의 개수에 의해 결정된다. 채널 행렬 H 에서 행의 수는 수신 안테나의 개수(NR)과 동일하고, 열의 수는 전송 안테나의 개수(NT)와 동일하다. 즉, 채널 행렬 H는 NR × NT 행렬로 표시될 수 있다. 일반적으로, 행렬의 랭크는 서로 독립적인 행의 수와 열의 수 중에서 더 작은 수에 의해 정의된다. 그러므로, 행렬의 랭크는 행렬의 행의 수나 열의 수보다 더 큰 값을 가질 수 없다. 채널 행렬 H 의 랭크는 다음의 수학식 11에 의해 표현될 수 있다.
[수학식 11]
Figure PCTKR2015007984-appb-I000020
다중 안테나 시스템의 운영(operation)을 위해 사용되는 다중 안테나 송수신 기법(scheme)은 FSTD(frequency switched transmit diversity), SFBC(Space Frequency Block Code), STBC(Space Time Block Code), CDD(Cyclic Delay Diversity), TSTD(time switched transmit diversity) 등이 사용될 수 있다. 랭크 2 이상에서는 공간 다중화(Spatial Multiplexing; SM), GCDD(Generalized Cyclic Delay Diversity), S-VAP(Selective Virtual Antenna Permutation) 등이 사용될 수 있다.
FSTD는 각 다중 안테나로 전송되는 신호마다 서로 다른 주파수의 부반송파를 할당함으로써 다이버시티 이득을 얻는 방식이다. SFBC는 공간 영역과 주파수 영역에서의 선택성을 효율적으로 적용하여 해당 차원에서의 다이버시티 이득과 다중 사용자 스케줄링 이득까지 모두 확보할 수 있는 기법이다. STBC는 공간 영역과 시간 영역에서 선택성을 적용하는 기법이다. CDD는 각 송신안테나간의 경로 지연을 이용하여 다이버시티 이득을 얻는 기법이다. TSTD는 다중 안테나로 전송되는 신호를 시간으로 구분하는 기법이다. 공간 다중화는 안테나별로 서로 다른 데이터를 전송하여 전송률을 높이는 기법이다. GCDD는 시간 영역과 주파수 영역에서의 선택성을 적용하는 기법이다. S-VAP는 단일 프리코딩 행렬을 사용하는 기법으로, 공간 다이버시티 또는 공간 다중화에서 다중 코드워드를 안테나 간에 섞어주는 MCW(Multi Codeword) S-VAP와 단일 코드워드를 사용하는 SCW(Single Codeword) S-VAP가 있다.
참조신호수신전력(RSRP: Reference Signal Received Power)
RSRP는 측정되는 주파수 대역폭 내의 셀-특정 참조신호(CRS: Cell-specific RS)를 나르는(carry) 자원 요소의 전력의 선형 평균으로 정의된다. 단말은 특정 자원 요소 상에 매핑되어 전송되는 셀-특정 참조신호(CRS)를 검출하여 RSRP를 결정할 수 있다. RSRP 계산에는 기본적으로 안테나 포트 0 에 대한 셀-특정 참조신호(R0)가 사용될 수 있으며, 단말이 안테나 포트 1 에 대한 셀-특정 참조신호(R1)를 신뢰성 있게 검출할 수 있다면 R0 에 추가적으로 R1을 사용하여 RSRP를 결정할 수 있다. 셀-특정 참조신호에 대한 구체적인 내용은 표준문서(예를 들어, 3GPP TS36.211)를 참조할 수 있다.
LTE 반송파 수신신호강도지시자(RSSI: Received Signal Strength Indicator)
RSSI는, 단말에 의하여 관측된 측정 대역 내의 공동-채널 서빙(serving) 및 비-서빙 셀, 인접 채널 간섭 및 열 잡음을 등을 포함하는 모든 소스로부터의 총 수신 광대역 전력으로서 정의될 수 있다. RSSI는 후술하는 참조신호수신품질(RSRQ: Reference Signal Received Quality)에 대한 입력으로서 이용될 수 있다.
참조신호수신품질(RSRQ: Reference Signal Received Quality)
RSRQ는 셀-특정 신호 품질 특성을 제공하기 위한 것으로서, RSRP와 유사하나, RSRQ는 각 셀들의 신호 품질에 따라서 서로 상이한 LTE 후보 셀들의 순위를 매기는 것에 주로 이용될 수 있다. 예를 들어, RSRP 측정이 안정적인 이동성 결정을 수행하기에 충분하지 않은 정보를 제공하는 경우에, RSRQ 측정치가 핸드오버(handover) 및 셀 재선택 결정을 위한 입력으로서 이용될 수 있다 RSRQ는 RSRP에 측정되는 주파수 대역폭 내의 자원블록의 개수(N)를 승산한 값을 'LTE 반송파 RSSI (LTE carrier RSSI)'로 나눈 값으로 정의된다 (즉, RSRQ = N × RSRP / (E-UTRA carrier RSSI)). 분자 (N × RSRP) 와 분모(E-UTRA carrier RSSI) 는 동일한 자원 블록 세트에 대해서 측정된다. RSRP가 원하는 신호 강도의 표시자인 반면, RSRQ는 RSSI에 포함된 간섭 레벨을 고려함으로써 신호 강도와 간섭의 조합된 효과를 효과적인 방법으로 보고할 수 있도록 할 수 있다.
참조 신호 (RS: Reference Signal)
이동 통신 시스템에서 패킷은 무선 채널을 통해서 전송되기 때문에 신호의 왜곡이 발생할 수 있다. 또한, 수신측에서 왜곡된 신호를 보정하기 위하여는 수신측이 채널 정보를 알아야 한다. 따라서, 채널 정보를 알아내기 위하여, 송신측은 송신측과 수신측에서 모두 알고 있는 신호를 송신하고, 수신측은 수신된 신호의 왜곡 정도에 따라서 채널의 정보를 알아내는 방법이 주로 사용된다. 이 경우, 송신측과 수신측이 모두 알고 있는 신호를 파일럿 신호(pilot signal) 또는 참조신호(Reference Signal, RS)라고 한다. 또한, 다중안테나(MIMO) 기술이 적용된 무선 통신에 있어서, 각 송신 안테나 별로 별도의 참조신호가 존재한다.
이동통신 시스템에 있어서, 참조신호는 채널 정보 획득을 위한 목적의 참조신호와 데이터 복조를 위한 참조신호로 분류 될 수 있다. 채널 정보 획득을 위한 참조신호는 단말이 하향링크로의 채널 정보를 획득하는데에 목적이 있으므로, 광대역으로 전송되고, 특정 서브프레임에서 하향링크 데이터를 수신하는 않는 단말도 해당 참조신호를 수신하고 측정할 수 있어야 한다. 또한, 채널 정보 획득을 위한 참조신호는 핸드오버(handover)를 위한 채널 상태 측정을 위하여도 이용될 수 있다. 데이터 복조를 위한 참조신호는 기지국이 하향링크 데이터를 보낼 때에 하향링크 리소스에 함께 보내는 참조신호로서, 단말은 참조신호를 수신함으로써 채널 추정을 수행하고 데이터를 복조할 수 있다. 복조를 위한 참조신호는 데이터가 송신되는 영역에서 송신된다.
LTE 시스템에서는 유니캐스트(unicast) 서비스를 위하여 두 가지 종류의 하향링크 참조신호가 정의된다. 채널 상태에 대한 정보 획득 및 핸드오버 등의 측정을 위한 공동 참조신호(Common RS, CRS)와 데이터 복조를 위하여 사용되는 단말-특정 참조신호. LTE 시스템에서, 단말-특정 참조신호는 데이터 복조용으로만 이용되며 CRS는 채널 정보 회득 및 데이터 복조 모두를 위하여 이용될 수 있다. CRS는 셀-특정 신호로서, 광대역의 경우 매 서브프레임마다 송신될 수 있다.
LTE-A(LTE-Advanced)에 있어서, 최대 8개의 송신 안테나를 지원할 수 있는 참조신호가 요구된다. LTE 시스템과의 역방향 호환성(backward-compatibility)을 유지하면서 8개의 송신 안테나를 지원하기 위하여, LTE에서 정의된 CRS가 전 대역으로 매 서브프레임마다 전송되는 시간-주파수 영역에서 추가적으로 8개의 송신 안테나에 대한 참조신호가 정의될 필요가 있다. 그러나, LTE-A 시스템에서 종래의 LTE의 CRS와 같은 방식으로 최대 8개의 안테나에 대한 참조신호를 추가하면, 참조신호로 인한 오버헤드(overhead)가 지나치게 증가한다. 따라서, LTE-A에서는 MCS(Modulation and Coding Scheme), PMI(Precoding Matrix Indicator) 등의 선택을 위한 채널 측정 목적의 참조신호로서, 채널상태정보-참조신호(Channel State Information-RS, CSI-RS)와 데이터 복조를 위한 복호-참조신호(DM-RS)가 도입되었다. 기존의 CRS가 채널 측정, 핸드 오버 등의 측정과 동시에 데이터 복조에 이용되는 것과는 달리, CSI-RS는 채널 상태에 대한 정보를 얻는 목적으로만 송신된다. 따라서, CSI-RS는 매 서브프레임마다 전송되지 않을 수도 있다. CSI-RS로 인한 오버헤드를 감소시키기 위하여, CSI-RS는 시간 영역 상에서 간헐적으로 송신되며, 데이터 복조를 위하여는 해당 단말에 대한 DM-RS가 송신된다. 따라서, 특정 단말의 DM-RS는 해당 단말이 스케쥴링된 영역, 즉 특정 단말이 데이터를 수신하는 시간-주파수 영역에서만 송신된다.
도 7 및 도 8은 4개의 안테나를 이용한 하향링크 전송을 지원하는 LTE 시스템에서의 참조 신호의 구조를 도시하는 도면이다. 특히 도 7은 일반(normal) 순환 전치(Cyclic Prefix)인 경우를 도시하며, 도 8은 확장(extended) 순환 전치인 경우를 도시한다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 격자에 기재된 0 내지 3은 안테나 포트 0 내지 3 각각에 대응하여 채널 측정과 데이터 복조를 위하여 송신되는 셀 특정 참조 신호인 CRS(Common Reference Signal)를 의미하며, 상기 셀 특정 참조 신호인 CRS는 데이터 정보 영역뿐만 아니라 제어 정보 영역 전반에 걸쳐 단말로 전송될 수 있다.
또한, 격자에 기재된 'D'는 단말 특정 RS인 하향링크 DM-RS(Demodulation-RS)를 의미하고, DM-RS는 데이터 영역 즉, PDSCH를 통하여 단일 안테나 포트 전송을 지원한다. 단말은 상위 계층을 통하여 상기 단말 특정 RS인 DM-RS의 존재 여부를 시그널링 받는다. 도 7 및 도 8은 안테나 포트 5에 대응하는 DM-RS를 예시하며, 3GPP 표준문서 36.211에서는 안테나 포트 7 내지 14, 즉 총 8개의 안테나 포트에 대한 DM-RS 역시 정의하고 있다.
예를 들어, 자원 블록으로의 참조신호 맵핑규칙은 하기의 수학식들에 따를 수 있다.
CRS의 경우, 하기의 수학식 12에 따라 참조신호가 맵핑될 수 있다.
[수학식 12]
Figure PCTKR2015007984-appb-I000021
또한, DRS(Dedicated RS)는 하기의 수학식 13에 따라 참조신호가 맵핑될 수 있다.
[수학식 13]
Figure PCTKR2015007984-appb-I000022
수학식 12 및 13에서 k는 부반송파 인덱스를 p는 안테나 포트를 나타낸다. 또한, NDL RB은 하향링크에 할당된 자원 볼록의 개수를, ns는 슬롯 인덱스를 NID cell은 셀 ID를 나타낸다.
LTE-A 시스템에서, 기지국은 모든 안테나 포트에 대한 CSI-RS를 송신한다. 상술한 바와 같이, CSI-RS는 시간 영역 상에서 간헐적으로 송신될 수 있다. 예를 들어, CSI-RS 는 한 서브프레임의 정수 배의 주기를 가지고 주기적으로 송신 되거나, 특정 송신 패턴으로 송신될 수 있다. 이 경우, CSI-RS가 송신되는 주기/패턴은 기지국이 설정할 수 있다. CSI-RS를 이용하여 채널을 측정하기 위하여 단말은 자신이 속한 셀의 CSI-RS 안테나 포트에 대한 CSI-RS 송신 서브프레임 인덱스, 송신 서프레임 내의 CSI-RS 자원요소 시간-주파수 위치, 및 CSI-RS 시퀀스 등의 정보를 알아야 한다.
LTE-A 시스템에 있어서, 서로 다른 안테나 포트의 CSI-RS 송신을 위하여 사용되는 자원은 서로 직교(orthogonal)한다. 한 기지국이 서로 다른 안테나 포트에 대한 CSI-RS를 송신할 때, 각각의 안테나 포트에 대한 CSI-RS를 서로 다른 자원요소에 맵핌함으로써, 주파수분할다중화(FDM)/시분할다중화(TDM) 방식으로 이들 자원들이 서로 직교성을 갖도록 할당할 수 있다. 또한, 기지국은 서로 다른 안테나 포트에 대한 CSI-RS를 서로 직교하는 코드를 이용하여 맵핑하여 코드분할 다중화 방식으로 CSI-RS를 송신할 수 있다.
도 9는 주기적 CSI-RS 송신 방식의 일 예시이다. 도 9에서, CSI-RS는 10ms 의 주기로 송신되며, 오프셋은 3이다. 여러 셀들의 CSI-RS가 서로 고르게 분포할 수 있도록, 오프셋 값은 기지국마다 각각 다른 값을 가질 수도 있다. 10ms의 주기로 CSI-RS 송신되는 경우, 기지국이 가질 수 잇는 오프셋은 0 내지 9의 10개의 값이다. 오프셋은 특정 주기를 갖는 기지국이 CSI-RS 송신을 시작하는 서브프레임의 인덱스 값을 나타낸다. 기지국이 CSI-RS의 주기와 오프셋을 값을 알려주면, 단말은 해당 값을 이용하여 해당 위치에서 기지국의 CSI-RS를 측정하여 CQI/PMI/RI 등의 정보를 기지국에 보고한다. CSI-RS에 연관된 정보들은 모두 셀-특정 정보이다.
도 10은 비주기적 CSI-RS 송신 방식의 예시이다. 도 10에서, 기지국은 서브프레임 인덱스 3, 4에서 CSI-RS를 송신한다. 송신 패턴은 10개의 서브프레임으로 구성되며, 각각의 서브프레임에서의 CSI-RS 송신 여부가 비트 인디케이터(bit indicator)에 의하여 지정될 수 있다.
일반적으로, 기지국이 단말에게 CSI-RS 설정을 알려주는 방법으로 두가지 방법이 고려된다.
먼저, 기지국은 CSI-RS 설정 정보를 기지국이 단말들에게 브로드캐스팅(broadcasting)하는 DBCH 시그널링(Dynamic Broadcast CHannel)을 이용하여 CSI-RS 설정을 송신할 수 있다. LTE 시스템에서 시스템 정보에 대한 내용을 단말에 알려주기 위하여 BCH(Broadcasting CHannel)이 이용된다. 그러나, 정보의 양이 많아서 BCH에 의하여 모두 송신할 수 없는 경우, 정보는 일반 데이터와 같은 방식으로 송신되고 데이터의 PDCCH를 특정 단말 ID가 아닌 SI-RNTI(System Information RNTI)가 CRC 마스킹되어 송신된다. 이 경우, 실제 시스템 정보는 일반 유니캐스트 데이터와 같이 PDSCH 영역에서 송신된다. 셀 내의 모든 단말은 SI-RNTI를 이용하여 PDCCH를 디코딩 한 후 해당 PDCCH가 인디케이팅하는 PDSCH를 디코딩하여 시스템 정보를 획득할 수 있다. 이와 같은 방식의 브로드캐스팅 방식은 일반적인 브로드캐스팅 방식인 PBCH(Physical BCH)와 구분되어 DBCH로 호칭되기도 한다. LTE 시스템에서 브로드캐스팅되는 시스템 정보는, PBCH에 송신되는 MIB(Master Information Block)와 PDSCH에서 일반 유니캐스트 데이터와 다중화되어 송신되는 SIB(System Information Block)이다. LTE-A에서 새로이 도입된 SIB9. SIB10 등을 이용하여 CSI-RS 설정이 송신될 수 있다.
또한, RRC(Radio Resource Control) 시그널링을 이용하여 기지국이 단말로 CSI-RS 관련 정보를 송신할 수 있다. 단말이 초기 액세스나 핸등오버를 통하여 기지국과 연결을 확립하는 과정에서 기지국은 단말에게 RRC 시그널링을 이용하여 CSI-RS 설정을 송신할 수 있다. 또한, 기지국은 CSI-RS 측정에 기반한 피드백을 요구하는 RRC 시그널링 메시지를 통하여 단말에게 CSI-RS 설정 정보를 송신할 수도 있다.
이하에서 단말이 단말 간 직접 통신(device to device communication(이하, D2D 통신 또는 D2D 직접 통신 등으로 호칭될 수 있다)을 수행하는 다양한 실시 양상에 대해 살펴보기로 한다. D2D 통신을 설명함에 있어서, 상세한 설명을 위해 3GPP LTE/LTE-A를 예를 들어 설명하지만, D2D 통신은 다른 통신 시스템(IEEE 802.16, WiMAX 등)에서도 적용되어 사용될 수도 있다.
D2D 통신 타입
D2D 통신은 네트워크의 제어를 통해 D2D 통신을 수행하는지 여부에 따라, 네트워크 협력 D2D 통신 타입(Network coordinated D2D communication) 및 자율 D2D 통신 타입(Autonomous D2D communication)으로 구분될 수 있다. 네트워크 협력 D2D 통신 타입은 다시 네트워크의 개입 정도에 따라 D2D가 데이터만 전송하는 타입(데이터 only in D2D)과 네트워크가 접속 제어만을 수행하는 타입(Connection control only in network)으로 구분될 수 있다. 설명의 편의를 위해, 이하에서는 D2D가 데이터만 전송하는 타입을 '네트워크 집중형 D2D 통신 타입'으로, 네트워크가 접속 제어만을 수행하는 타입을 '분산형 D2D 통신 타입' 이라 호칭하기로 한다.
네트워크 집중형 D2D 통신 타입에서는 D2D 단말 간에 데이터만 서로 교환하고, D2D 단말들 사이의 접속 제어(connection control) 및 무선 자원 할당(grant message)은 네트워크에 의해 수행된다. D2D 단말들은 네트워크에 의해 할당된 무선 자원을 이용하여 데이터 송수신 또는 특정 제어 정보를 송수신할 수 있다. 예를 들어, D2D 단말 간의 데이터 수신에 대한 HARQ ACK/NACK 피드백이나, 채널상태정보(Channel State Information, CSI)는 D2D 단말 간에 직접 교환되는 것이 아니라 네트워크를 통해서 다른 D2D 단말로 전송될 수 있다. 구체적으로, 네트워크가 D2D 단말 사이의 D2D 링크를 설정하고, 설정된 D2D 링크에 무선 자원을 할당하면, 전송 D2D 단말 및 수신 D2D 단말은 할당된 무선 자원을 이용하여 D2D 통신을 수행할 수 있다. 즉, 네트워크 집중형 D2D 통신 타입에서, D2D 단말들 사이의 D2D 통신은 네트워크에 의해 제어되며, D2D 단말들은 네트워크에 의해 할당된 무선 자원을 이용하여 D2D 통신을 수행할 수 있다.
분산형 D2D 통신 타입에서의 네트워크는 네트워크 집중형 D2D 통신 타입에서의 네트워크보다 한정적인 역할을 수행하게 된다. 분산형 D2D 통신 타입에서 네트워크는 D2D 단말들 사이의 접속 제어를 수행하나, D2D 단말들 사이의 무선 자원 할당(grant message)은 네트워크의 도움 없이 D2D 단말들이 스스로 경쟁을 통해 점유할 수 있다. 예를 들어, D2D 단말 간의 데이터 수신에 대한 D2D 단말 간의 데이터 수신에 대한 HARQ ACK/NACK 피드백이나, 채널 상태 정보는 네트워크를 경유하지 않고 D2D 단말간 직접 교환될 수 있다.
상술한 예에서와 같이, D2D 통신은 네트워크의 D2D 통신 개입 정도에 따라 네트워크 집중형 D2D 통신 타입 및 분산형 D2D 통신 타입으로 분류될 수 있다. 이때, 네트워크 집중형 D2D 통신 타입 및 분산형 D2D 통신 타입의 공통된 특징은 네트워크에 의해 D2D 접속 제어가 수행될 수 있다는 점이다.
구체적으로, 네트워크 협력 D2D 통신 타입에서의 네트워크는, D2D 통신을 수행하고자 하는 D2D 단말 사이에 D2D 링크를 설정함으로써, D2D 단말 간 연결(connection)을 구축할 수 있다. D2D 단말 사이에 D2D 링크를 설정함에 있어서, 네트워크는 설정된 D2D 링크에 피지컬(physical) D2D 링크 아이디(Link Identifier, LID)를 부여할 수 있다. 피지컬 D2D 링크 아이디는 복수의 D2D 단말 사이에 복수의 D2D 링크가 존재하는 경우, 각각을 식별하기 위한 식별자(Identifier)로 사용될 수 있다.
자율 D2D 통신 타입에서는 네트워크 집중형 및 분산형 D2D 통신 타입에서와는 달리 네트워크의 도움 없이 D2D 단말들이 자유롭게 D2D 통신을 수행할 수 있다. 즉, 자율 D2D 통신 타입에서는 네트워크 집중형 및 분산형 D2D 통신에서와 달리, 접속 제어 및 무선 자원의 점유 등을 D2D 단말이 스스로 수행하게 된다. 필요한 경우, 네트워크는 D2D 단말로 해당 셀에서 사용할 수 있는 D2D 채널 정보를 제공할 수도 있다.
D2D 통신 링크의 설정
본 명세서에 설명의 편의를 위해, 단말 간 직접 통신인 D2D 통신을 수행하거나 수행할 수있는 할 수 있는 단말을 D2D 단말이라 호칭하기로 한다. 또한, 이하의 설명에서, “단말(UE)”은 D2D 단말을 지칭하는 것일 수 있다. 송신단과 수신단을 구분할 필요가 있을 경우, D2D 통신시 D2D 링크에 부여된 무선 자원을 이용하여 다른 D2D 단말로 데이터를 송신하는 혹은 송신하고자 하는 D2D 단말을 송신 D2D 단말이라 호칭하고, 송신 D2D 단말로부터 데이터를 수신하는 혹은 수신하고자 하는 단말을 수신 D2D 단말이라 호칭하기로 한다. 전송 D2D 단말로부터 데이터를 수신하는 혹은 수신하고자 하는 수신 D2D 단말이 복수개인 경우, 복수개의 수신 D2D 단말은 '제 1 내지 N' 의 첨두어를 통해 구분될 수도 있다. 나아가, 설명의 편의를 위해, 이하에서는 D2D 단말 사이의 접속 제어나 D2D 링크로의 무선 자원을 할당하기 위한 기지국, D2D 서버 및 접속/세션 관리 서버 등 네트워크 단의 임의의 노드를 '네트워크' 라 호칭하기로 한다.
D2D 통신을 수행하는 D2D 단말은 D2D 통신을 통하여 다른 D2D 단말에게 데이터를 송신하기 위해서 데이터를 송수신할 수 있는 주변에 위치한 D2D 단말들의 존재를 미리 확인할 필요가 있으며, 이를 위해 D2D 피어 탐색(D2D peer discovery)을 수행한다. D2D 단말은 탐색 구간(discovery interval) 내에서 D2D 탐색을 수행하며 모든 D2D 단말은 탐색 구간을 공유할 수도 있다. D2D 단말은 탐색 구간 내에서 탐색 영역의 논리 채널(logical channel)들을 모니터링하여 다른 D2D 단말들이 송신하는 D2D 탐색 신호를 수신할 수 있다. 다른 D2D 단말의 송신 신호를 수신한 D2D 단말들은 수신 신호를 이용하여 인접한 D2D 단말의 리스트를 작성한다. 또한, 탐색 구간 내에서 자신의 정보(즉, 식별자)를 방송하고, 다른 D2D 단말들은 이 방송된 D2D 탐색 신호를 수신함으로써 해당 D2D 단말이 D2D 통신을 수행할 수 있는 범위 내에 존재한다는 것을 알 수 있다.
D2D 탐색을 위한 정보 방송은 주기적으로 수행될 수도 있다. 또한, 이러한 방송 타이밍은 프로토콜에 의해 미리 결정되어 D2D 단말들에 알려질 수도 있다. 또한, D2D 단말은 탐색 구간의 일부 동안에 신호를 송신/방송할 수 있으며, 각각의 D2D 단말은 다른 D2D 단말에 의해 잠재적으로 송신되는 신호들을 D2D 탐색 구간의 나머지에서 모니터링 할 수도 있다.
예를 들어, D2D 탐색 신호는 비콘 신호(beacon signal)일 수도 있다. 또한, D2D 탐색 구간들은 다수의 심볼들(예를 들어, OFDM 심볼들)을 포함할 수 있다. D2D 단말은 D2D 탐색 구간 내의 적어도 하나의 심볼을 선택하여 D2D 탐색 신호를 송신/방송할 수도 있다. 또한, D2D 단말은 D2D 단말에 의하여 선택된 심볼에 있는 하나의 톤(tone)에 대응하는 신호를 전송할 수도 있다.
D2D 단말들이 D2D 탐색 과정을 통해 서로를 발견한 이후에, D2D 단말들은 접속(connection) 수립 과정을 수행할 수 있다. 예를 들어, 도 1에서 제1기기(102) 및 제2기기(106)는 접속 과정을 통해 서로 링크될 수 있다. 이후에, 제1기기(102)는 D2D 링크(108)를 이용하여 제2기기(106)로 트래픽을 전송할 수 있다. 제2기기(106)는 또한 D2D 링크(108)를 이용하여 제1기기(102)로 트래픽을 전송할 수 있다.
도 11은 간략화된 D2D 통신 네트워크를 도시한다.
도 11에서 D2D 통신을 지원하는 단말들(UE1 및 UE2) 사이의 D2D 통신이 수행된다. 일반적으로, 단말(User Equipment, UE)은 사용자의 단말을 의미하지만 eNB(evolved Node B)와 같은 네트워크 장비가 단말들 사이(UE 1 및 UE2)의 통신 방식에 따라서 신호를 송수신하는 경우에는, eNB 또한 일종의 단말로 간주될 수도 있다.
UE1은 일련의 자원의 집합을 의미하는 자원 풀(resource pool) 내에서 특정한 자원에 해당하는 자원 유닛(resource unit)을 선택하고 해당 자원 유닛을 사용하여 D2D 신호를 송신하도록 동작할 수 있다. 이에 대한 수신 단말인 UE2는 UE1이 신호를 전송할 수 있는 자원 풀을 설정(configure)받고 해당 풀내에서 UE1의 신호를 검출할 수 있다. 예를 들어, UE1이 기지국의 연결 범위에 있는 경우, 자원 풀은 해당 기지국이 알려줄 수 있다. 또한, 예를 들어, UE1이 기지국의 연결 범위 밖에 있는 경우에는, 다른 단말이 자원 풀을 UE1에게 알려주거나 UE1은 미리 결정된 자원에 기초하여 자원 풀을 결정할 수도 있다. 일반적으로 자원 풀은 복수의 자원 유닛들로 구성되며 각 단말은 하나 혹은 복수의 자원 유닛들을 선정하여 자신의 D2D 신호 송신에 사용할 수 있다.
도 12는 일 예시에 따른 자원 유닛의 구성을 도시한다.
도 12에서, 세로축은 주파수 자원을 가로축은 시간 자원을 의미한다. 또한, 무선 자원은 시간 축 상에서 NT개로 분할되어 NT개의 서브프레임들을 구성한다. 또한, 하나의 서브프레임 상에서 주파수 자원은 NF개로 분할되는바, 하나의 서브프레임은 NT개의 심볼들을 포함할 수 있다. 따라서, 총 NF*NT개의 자원 유닛들이 자원 풀로서 구성될 수도 있다.
유닛 번호 0에 할당된 D2D 송신 자원(Unit #0)이 NT개의 서브프레임 마다 반복되는바, 도 12의 실시예에서, 자원 폴은 NT개의 서브프레임을 주기로 반복될 수 있다. 도 12에 도시된 바와 같이, 특정 자원 유닛은 주기적으로 반복하여 나타날 수도 있다. 또한, 시간 차원이나 주파수 차원에 있어서의 다양성(diversity) 효과를 얻기 위하여, 하나의 논리적 자원 유닛이 맵핑되는 물리적 자원 유닛의 인덱스(index)가 기설정된 패턴에 따라서 변화될 수도 있다. 예를 들어, 논리적 자원 유닛은 실제 물리적 자원 유닛 상에서 기설정된 패턴에 따라서 시간 및/또는 주파수 축 상에서 호핑(hopping)될 수도 있다. 도 12에서, 자원 풀이란, D2D 신호를 송신하고자 하는 단말이 신호의 송신에 사용할 수 있는 자원 유닛의 집합을 의미할 수 있다.
상술한 자원 풀은 여려 타입으로 세분화될 수도 있다. 예를 들어, 자원 풀은 각 자원 풀에서 전송되는 D2D 신호의 컨텐츠(content)에 따라서 구분될 수도 있다. 예를 들어, D2D 신호의 컨텐츠는 아래의 설명과 같이 분류될 수 있으며, 각각에 대하여 별도의 자원 풀이 설정될 수도 있다.
-스케쥴링 할당(Scheduling Assignment, SA): SA(또는 SA 정보)는 각 송신 단말이 후속하는 D2D 데이터 채널의 전송을 위하여 이용하는 자원의 위치, 그 외의 데이터 채널의 복조를 위하여 필요한 변조 및 부호화 방법(Modulation and Coding Scheme, MCS) 및/또는 MIMO(Multiple Input Multiple Output) 전송 방식을 포함할 수 있다. 또한, SA 정보는 각 송신 단말이 데이터를 송신하고자 하는 목적(target) 단말의 식별자(User Equipment Identifier)를 포함할 수도 있다. SA 정보를 포함하는 신호는 동일 자원 유닛 상에서 D2D 데이터와 함께 다중화(multiplex)되어 전송될 수도 있으며, 이 경우, SA 자원 풀은 스케쥴링 할당이 D2D 데이터와 함께 다중화되어 전송되는 자원 풀을 의미할 수도 있다.
-D2D 데이터 채널: D2D 데이터 채널은 스케쥴링 할당을 통하여 지정된 자원을 이용하여 송신 단말이 사용자 데이터를 송신하는데 이용하는 자원의 풀을 의미할 수 있다. 만약, 동일 자원 유닛 상에서 D2D 자원 데이터와 함께 스케쥴링 할당이 다중화되어 전송될 수 있는 경우, D2D 데이터 채널을 위한 자원 풀에서는 스케쥴링 할당 정보를 제외한 형태의 D2D 데이터 채널만이 전송될 수도 있다. 즉, SA 자원 풀 내의 개별 자원 유닛 상에서, 스케쥴링 할당 정보를 전송하기 위한 자원 요소(element)가 D2D 데이터 채널의 자원 풀 상에서 D2D 데이터의 전송을 위하여 이용될 수도 있다.
-탐색 메시지(Discovery Message): 탐색 메시지 자원 풀은 송신 단말이 자신의 ID(Identifier) 등의 정보를 전송하여 인접한 단말들로 하여금 자신을 발견할 수 있도록 하는 탐색 메시지를 전송하기 위한 자원 풀을 의미할 수 있다.
상술한 바와 같이, D2D 자원 풀은 D2D 신호의 컨텐츠에 따라서 분류될 수도 있다. 그러나, D2D 신호의 컨텐츠가 동일하다고 하더라도, D2D 신호의 송수신 속성에 따라서 서로 상이한 지원 풀이 이용될 수도 있다. 예를 들어, 동일한 D2D 데이터 채널이나 탐색 메시지라 하더라도 D2D 신호의 송신 타이밍 결정 방식(예를 들어, 동기 기준 신호의 수신 시점에서 송신되는지, 또는 수신 시점에서 일정한 선행 타이밍(timing advance)을 적용하여 송신되는지)이나 자원 할당 방식(예를 들어, 개별 신호의 전송 자원을 eNB가 개별 송신 단말에게 지정해주는지 또는 개별 송신 단말이 자원 풀 내에서 자체적으로 개별 신호의 전송 자원을 선택하는지), 또는 신호 포맷(예를 들어, 각 D2D 신호가 한 서브프레임에서 차지하는 심볼의 개수 또는 한 D2D 신호의 전송에 사용되는 서브프레임의 개수)에 따라서 서로 상이한 자원 풀로 구분될 수도 있다.
상술한 바와 같이, D2D 통신을 이용하여 데이터를 송신하고자 하는 단말은 먼저, SA 자원 풀 중에서 적절한 자원을 선택하여 자신의 스케쥴링 할당(SA) 정보를 전송할 수 있다. 또한, 예를 들어, SA 자원 풀의 선택 기준으로는 다른 단말의 SA 정보의 전송을 위하여 이용되지 않는 자원 및/또는 다른 단말의 SA 정보의 전송에 후행하는 서브프레임에서 데이터 전송이 없을 것으로 예상되는 자원과 연동된 SA 자원이 SA 자원 풀로서 선택될 수도 있다. 또한, 단말은 간섭 수준이 낮을 것으로 예상되는 데이터 자원과 연동된 SA 자원을 선택할 수도 있다. 또한, SA 정보는 브로드캐스팅(Broadcasting)될 수도 있다. 따라서, D2D 통신 시스템 내의 단말들이 브로드캐스팅된 SA 정보를 수신할 수도 있다. 이하의 설명에서, “전송” 또는 “송신”은 “브로드캐스팅”으로 대체될 수도 있다.
도 13은 일 예시에 따른 주기적인 SA 자원 풀을 도시한다.
예를 들어, SA 자원 풀은 일련의 D2D 데이터 채널 자원 풀에 선행하여 나타날 수도 있다. 단말은 먼저 SA 정보의 검출을 시도하고, 해당 단말이 수신할 필요가 있는 데이터의 존재가 발견되면 자신과 연동된 데이터 자원에서 데이터의 수신을 시도할 수 있다. 예를 들어, 자원 풀은, 도 13에 도시된 바와 같이, 선행하는 SA 자원 풀과 후행하는 데이터 채널 자원 풀로 구성될 수 있다. 도 13에 도시된 바와 같이, SA 자원 풀이 주기적으로 나타날 수도 있다. 이하의 설명에서, SA 자원 풀이 나타나는 주기는 SA 주기(period)로서 호칭될 수 있다.
D2D 통신 환경에서, 송신 단말은, 제한된 배터리(battery) 용량으로 인하여, 신호를 낮은 전력으로 송신할 수도 있다. 또한, 낮은 전력의 신호 송신은 링크 신뢰도(link reliability)를 감소시킬 수 있다. 링크 신뢰도 감소를 방지하기 위하여, D2D 통신에 MIMO 기술을 적용하는 것이 하나의 대안으로서 제시될 수 있다.
MIMO 기술과 관련된 통신 표준 상에서, 기지국은 하향링크(Downlink, DL) 자원을 이용하여 참조신호(Reference Signal, RS)를 송신하고, 단말이 참조신호를 수신한다. 단말은 수신된 참조신호에 기초하여 랭크 인디케이터(Rank Indicator, RI), 프리코딩 행렬 표시자(Precoding Matrix Indicator, PMI) 및/또는 채널품질표시자(Channel Quality Indicator, CQI)를 계산할 수 있으며, 계산된 RI, PMI 및/또는 CQI를 기지국에 피드백(feedback)할 수 있다.
그러나, 상술한 바와 같이, D2D 통신은 상향링크(Uplink, UL) 자원을 이용하여 수행되기 때문에, 채널 측정/예측 및 프리코딩을 결정하기 위한 참조신호는 상향링크 자원을 이용하여 단말에게 송신되는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들어, 단말이 하향링크 참조신호에 기초하여 피드백을 수행하는 경우, 참조신호는 하향링크 자원을 이용하여 단말에서 수신되나, 데이터는 상향링크 자원을 이용하여 단말에서 수신될 수 있다. 따라서, 주파수분할다중화(Frequency Division Duplexing, FDD)를 이용하는 통신 시스템의 경우, 하향링크 채널과 상향링크 채널의 대역이 서로 상이하여 정확한 채널상태정보(Channel State Information, CSI)를 획득하기 어려울 수 있다. 따라서, 상향링크 자원을 이용한 참조신호의 수신 및 피드백 방법이 요구된다.
이하에서는, 기지국이 MIMO 기술을 이용하여 D2D 자원 풀(D2D resource pool) 내에서 단말에게 송신하는 방법이 설명된다.
기지국이 먼저 참조신호를 전송하고 단말이 피드백을 수행하는 대신, 단말이 참조신호를 직접 송신하고, 기지국이 단말로부터 기지국으로의 채널을 직접 측정하는 방법이 제안될 수 있다. 또한, 기지국은 채널 상호성(reciprocity)을 이용하여 기지국으로부터 단말로의 채널을 획득할 수 있다. 기지국이 직접 채널 측정을 수행함으로써 다수의 안테나를 갖는 기지국은 상대적으로 적은 참조신호만을 가지고도 기지국으로부터 단말로의 채널을 더 용이하게 측정할 수 있다. 예를 들어, 단말이 2개의 안테나를 갖고 기지국이 8개의 안테나를 가지는 경우, 기지국은 기지국으로부터 단말로의 전체 채널을 측정하기 위하여 8개의 안테나 각각에 대응하는 8개의 참조신호를 단말로 송신하여야 한다. 그러나, 단말이 기지국으로 참조신호를 송신하는 경우, 기지국은 8개의 안테나를 이용하여 채널을 각각 수신할 수 있기 때문에 2개의 참조신호 만을 이용하여도 전체 채널을 측정할 수 있다.
또한, 단말이 기지국으로 참조신호를 전송하고 기지국이 참조신호를 이용하여 채널을 측정하는 경우, 기지국은 채널 상호성을 이용하여 기지국으로부터 단말로의 채널을 추정/측정할 수도 있다. 따라서, 단말이 기지국으로 별도의 피드백을 송신하지 않을 수도 있다. 기지국이 직접 채널을 측정하기 때문에, 데이터 송신을 위한 랭크, 프리코딩 및 MCS(Modulation and Coding Scheme) 레벨이 기지국에 의하여 직접 계산될 수 있다. 따라서, 단말로부터 별도의 피드백이 요구되지 않을 수 있다. 또한, 단말로부터의 피드백이 요구되지 않기 때문에, 채널상태정보 계산을 위한 단말의 복잡성(complexity)이 감소될 수 있다.
<실시예 1>
실시예 1에 있어서, 기지국은 D2D 데이터를 수신하기 위한 단말에게 하향링크 제어 정보(Downlink Control Information, DCI) 또는 무선자원제어(Radio Resource Control, RRC) 신호를 통해 참조신호를 기지국으로 송신할 것을 요청할 수 있다. 예를 들어, 기지국은 단말에게 참조신호를 주기적으로 또는 비주기적으로 송신할 것을 요청할 수 있다. 단말은 기지국의 요청에 응답하여 상향링크 자원을 이용하여 참조신호를 전송할 수 있다. 단말로부터 참조신호를 수신한 기지국은 참조신호를 이용하여 단말로부터 기지국으로의 채널 정보를 측정할 수 있다. 또한, 기지국은 측정된 채널 정보 및 채널 상호성을 이용하여 기지국으로부터 단말로의 채널 정보에 대한 채널 행렬(matrix)을 생성할 수 있다. 기지국은 생성된 채널 행렬에 기초하여 랭크, 프리코딩 및/또는 MCS 레벨을 선택할 수 있다. 또한, 기지국은 선택된 랭크, 프리코딩 및/또는 MCS 레벨을 데이터에 적용하여 단말로 송신할 수 있다. 기지국은 단말로 데이터를 송신할 때, 프리코딩이 적용된 참조신호를 함께 송신할 수 있다. 프리코딩이 적용된 참조신호를 이용하여 단말은 프리코딩 정보를 직접적으로 기지국으로부터 수신하지 않고 데이터를 복호할 수 있다. 또한, 기지국은 선택된 랭크와 MCS 레벨을 하향링크 채널의 DCI를 이용하여 단말에 송신할 수도 있다.
상술한 바와 같이, 단말이 기지국으로 참조신호를 송신하는 경우, 단말은 다음과 같은 참조신호를 이용할 수도 있다.
<실시예 1-1>
단말은 상향링크 사운딩 참조신호(Sounding Reference Signal, SRS)를 이용하여 기지국으로 참조신호를 송신할 수 있다. 이 경우, 기지국은 SRS 송신을 위한 주파수 구간(자원)을 DCI, RRC 및/또는 SA를 이용하여 단말에 알려줄 수 있다. 예를 들어, 기지국은 참조신호 송신을 위한 주파수 구간에 대한 정보를 DCI, RRC 및/또는 SA를 이용하여 단말로 송신할 수 있다. 또한, 단말은 D2D 자원 풀 또는 D2D 자원 풀의 기설정된 일부에 대응하는 주파수 구간에서만 SRS를 송신하도록 설정될 수도 있다.
예를 들어, 기지국은 D2D 자원 풀 내에서 하향링크 데이터를 송신한다. 따라서, 기지국이 실제로 필요로 하는 채널 정보는 상향링크 전체 대역 중 일부에 해당할 수도 있다. 예를 들어, 상향링크 자원의 일부 주파수 구간만이 D2D 자원 풀로 이용되는 경우, 기지국은 D2D 자원 풀에 대응하는 주파수 구간에 대응하는 채널의 채널 정보만을 필요로 할 수도 있다. 따라서, SRS를 전송하기 위한 주파수 구간을 기지국이 DCI, RRC 및/또는 SA를 이용하여 단말에 알려줄 수 있다. 또한, 상술한 바와 같이, 단말은 D2D 자원 풀에 대응하는 주파수 구간만을 이용하여 SRS를 송신하도록 설정될 수도 있다.
한편, 예를 들어, 단말이 상향링크 SRS를 이용하여 기지국으로 참조신호를 송신하고, 단말이 D2D 통신을 통하여 기지국으로부터 데이터를 수신할 수도 있다. 이 경우, 단말은 서브프레임의 마지막 심볼을 사용하는 SRS를 전송한 뒤, D2D 데이터를 수신할 수도 있다. 이 경우, 단말의 송신/수신 전환 시간(Tx/Rx switching time)이 짧아서 단말은 D2D 데이터의 일부를 수신하지 못할 가능성이 있다. D2D 데이터의 일부 손실로 인한 효율성 감소를 방지하기 위하여, 기지국은 단말의 송신/수신 전환 시간이 기설정된 시간 이상 보장되도록 단말의 SRS 송신을 스케쥴링할 수도 있다.
<실시예 1-2>
단말은 상향링크 DMRS(Demodulation Reference Signal)를 이용하여 기지국으로 채널측정을 위한 참조신호를 송신할 수도 있다. 이 경우, 기지국은 DMRS 송신을 위한 주파수 구간(자원)을 DCI, RRC 및/또는 SA를 이용하여 단말에 알려줄 수 있다. 예를 들어, 기지국은 참조신호 송신을 위한 주파수 구간에 대한 정보를 DCI, RRC 및/또는 SA를 이용하여 단말로 송신할 수 있다. 또한, 단말은 D2D 자원 풀 또는 D2D 자원 풀의 기설정된 일부에 대응하는 주파수 구간에서만 DMRS를 송신하도록 설정될 수도 있다.
단말은 D2D 데이터 송수신에 이용되는 자원 블록에서도 기지국으로 DMRS를 송신할 수도 있다. 예를 들어, 제1 자원 블록에서 D2D 데이터가 송수신될 수 있다. 단말이 D2D 데이터를 제1 자원 블록을 이용하여 기지국으로 송신하는 경우, 제1 자원 블록 상에서는 D2D 데이터 복호를 위한 DMRS도 함께 송신된다. 또한, 단말은 D2D 데이터 복호를 위한 DMRS와 직교하는 DMRS를 중첩(overlay)하여 기지국으로 송신할 수 있다. 이 경우, 기지국은, 단말이 직교하는 DMRS를 송신하도록, 단말이 송신할 참조신호의 기본 시퀀스(base sequence), 순환 시퀀스(Cyclic Sequence, CS) 및/또는 직교커버코드(Orthogonal Cover Code, OCC)에 대한 정보를 DCI, RRC 및/또는 SA를 이용하여 단말에 송신할 수 있다. 단말은 D2D 데이터 송신에 이용되는 자원 블록을 이용하여 채널 측정을 위한 참조신호를 송신할 수 있기 때문에 추가적인 주파수 자원을 이용하지 않고 기지국으로 참조신호를 송신할 수 있다. 한편, 단말이 D2D 데이터를 기지국으로부터 수신하는 경우에는, 해당 자원 블록에서 단말은 기지국으로 D2D 데이터를 송신하지 않고, DMRS를 기지국으로 송신할 수 있다.
또한, 기지국이 실제로 필요로 하는 채널 정보는 상향링크 전체 대역 중 일부에 해당할 수도 있다. 예를 들어, 상향링크 자원의 일부 주파수 구간만이 D2D 자원 풀로 이용되는 경우, 기지국은 D2D 자원 풀에 대응하는 주파수 구간에 대응하는 채널의 채널 정보만을 필요로 할 수도 있다. 따라서, DMRS를 전송하기 위한 주파수 구간을 기지국이 DCI, RRC 및/또는 SA를 이용하여 단말에 알려줄 수 있다. 또한, 상술한 바와 같이, 단말은 D2D 자원 풀에 대응하는 주파수 구간만을 이용하여 DMRS를 송신하도록 설정될 수도 있다.
도 14는 일 예시에 따른 D2D 자원 풀의 구성을 도시한다.
도 14에서, D2D 자원 풀은 상향링크 자원의 주파수 도메인의 중앙 부에 위치된다. 또한, D2D 자원 풀의 각 서브프레임에는 'R', 'N' 또는 'D'가 표기되어 있다. 여기서, R로 표기된 R 서브프레임은 단말이 기지국으로 참조신호를 전송하기 위한 서브프레임을 나타낸다. 또한, N으로 표기된 N 서브프레임은 단말이 D2D 통신에 이용되는 보통의(normal) 서브프레임을 나타낸다. 또한, D로 표시된 D 서브프레임은 기지국이 단말로 데이터를 송신하는 서브프레임을 나타낸다. 기지국은 수신 단말에게 데이터를 송신하고자 하는 송신 단말로서 인식될 수도 있다.
도 14에서, 단말은 R 서브프레임에서 기지국으로 참조신호를 송신할 수 있다. 도 14에 도시된 바와 같이, 단말(UE)는 기지국(예를 들어, eNB)으로 D2D 자원 풀(D2D resource pool)에 해당하는 주파수 영역에 대한 참조신호를 송신할 수 있다. 기지국은 단말로부터 수신된 참조신호를 이용하여 채널 정보를 획득할 수 있다. 또한, 기지국은 획득된 채널 정보에 기초하여 후속하는 D 서브프레임에서 어떤 주파수 영역을 이용하여 데이터를 송신할 것인지를 선택할 수 있다.
<실시예 1-3>
도 14를 참조하여, 기지국은 단말로 D 서브프레임에 대한 정보를 송신할 수 있다. 예를 들어, 기지국은 R 서브프레임 이후 D 서브프레임이 나타나는 시간 (또는 서브프레임 개수)에 대한 정보, D 서브프레임의 식별 번호, D 서브프레임의 패턴에 대한 정보 및/또는 D 서브프레임 상에서 데이터가 존재하는 주파수 영역에 대한 정보를 DCI, RRC 및/또는 SA를 통하여 송신할 수 있다. 상술한 D 서브프레임에 대한 정보는 단말 및/또는 기지국에 미리 설정될 수도 있다.
<실시예 1-4>
도 14를 참조하여, D 서브프레임의 마지막 심볼은 빈(empty) 심볼일 수도 있다. 이와 관련하여, 단말의 데이터 송신과 수신 사이의 전환이 있는 경우, 단말의 송신/수신 전환 시간(Rx/Tx switching Time)을 보장하기 위하여, 송신/수신 전환시에 가드 구간(Guard Period, GP)이 송신 서브프레임과 수신 서브프레임의 사이에 삽입될 수도 있다. 예를 들어, D2D 자원 풀 내의 서브프레임의 마지막 심볼은 가드 구간으로서 빈 심볼로 남겨질 수도 있다. 예를 들어, 단말이 D 서브프레임에서 기지국으로부터 데이터를 수신한 이후에, 단말이 다른 단말로 데이터를 송신할 수도 있다. 따라서, 단말의 수신/송신 전환 시간을 보장하기 위하여 D 서브프레임의 마지막 심볼은 빈 심볼로 지정될 수도 있다.
이하에서는, 기지국이 D2D 자원 풀에서 단말로 하향링크 데이터를 송신할 때 단말이 겪는 간섭(interference)에 대하여 설명된다.
기지국이 단말로 데이터를 송신하는 경우, 단말이 겪는 간섭은 다음과 같은 수학식 14에 따라서 모델링(modeling)될 수 있다.
[수학식 14]
Figure PCTKR2015007984-appb-I000023
수학식 14에서,
Figure PCTKR2015007984-appb-I000024
는 단말의 수신 벡터(여기서, 수신 벡터는
Figure PCTKR2015007984-appb-I000025
의 크기를 가지며,
Figure PCTKR2015007984-appb-I000026
은 단말의 안테나의 수)를 나타내고,
Figure PCTKR2015007984-appb-I000027
는 기지국으로부터 단말로의 채널 행렬(여기서, 채널 행렬은
Figure PCTKR2015007984-appb-I000028
의 크기를 가지며,
Figure PCTKR2015007984-appb-I000029
는 기지국의 안테나의 수)을 나타내고,
Figure PCTKR2015007984-appb-I000030
는 기지국이 단말에게 송신한 데이터에 적용된 프리코딩 행렬(여기서, 프리코딩 행렬은
Figure PCTKR2015007984-appb-I000031
의 크기를 가지며,
Figure PCTKR2015007984-appb-I000032
은 기지국이 단말로 송신하는 레이어(layer)의 수))나타내고,
Figure PCTKR2015007984-appb-I000033
는 기지국이 단말로 송신한 데이터 벡터(여기서, 데이터 벡터는
Figure PCTKR2015007984-appb-I000034
의 크기를 가짐)를 나타내고,
Figure PCTKR2015007984-appb-I000035
는 간섭(간섭은
Figure PCTKR2015007984-appb-I000036
의 크기를 가짐)을 나타내며,
Figure PCTKR2015007984-appb-I000037
은 단말의 열 잡음 벡터(thermal noise vector)(여기서, 열잡음 벡터는
Figure PCTKR2015007984-appb-I000038
의 크기를 가짐)를 나타낸다.
기지국이 단말로부터 참조신호를 수신한 경우, 기지국은 위 수학식 14에 따라서 채널 행렬
Figure PCTKR2015007984-appb-I000039
를 추정할 수 있다. 그러나, 기지국은 간섭
Figure PCTKR2015007984-appb-I000040
의 정보를 알지 못하기 때문에, 채널 행렬에만 기초하여 계산된 프리코딩 행렬은 채널 행렬 및 간섭에 기초하여 계산된 프리코딩 행렬에 비하여 열화된 성능을 가질 수 있다.
따라서, 단말이 기지국으로 간섭에 대한 정보를 피드백하는 방법이 고려될 수 있다.
<실시예 2>
기지국은 단말에게 D2D 자원 풀 내에서 간섭을 측정하기 위한 후보 서브프레임들과 주파수 대역에 대한 정보를 DCI 및/또는 RRC를 이용하여 송신할 수 있다. 기지국은 이웃 셀의 D2D 자원 풀과 상향링크 영역을 알 수 있기 때문에, 간섭을 측정하기에 적절한 서브프레임들과 주파수 대역을 알 수 있다. 예를 들어, 간섭 특성은 이웃 셀이 상향링크 신호를 송신하는지 또는 D2D 통신을 수행하는지에 따라서 달라질 수 있다. 따라서, 이렇게 달라지는 간섭 특성을 고려하지 않고 단말이 간섭을 측정하는 경우, 단말이 측정한 간섭은 부정확할 수 있다. 예를 들어, 기지국은 단말이 측정한 간섭의 원인이 이웃 셀의 상향링크 신호 영역인지, D2D 자원 영역인지 또는 혼합된 영역인지를 알기 어렵다. 단말로부터 간섭 정보가 피드백된다고 하더라도, 기지국은 간섭 정보를 활용하기 어려울 수도 있다. 따라서, 기지국이 간섭을 측정하기 위한 후보 서브프레임들과 주파수 대역에 대한 정보를 단말로 송신할 수 있다. 아울러, 기지국은 간섭을 측정하기 위한 후보 서브프레임들과 주파수 대역에 대한 정보를 단말에 알려주기 위하여 다른 기지국들과 D2D 자원 풀에 대한 정보, D2D 통신이 수행되는 자원에 대한 정보 영역 및/또는 상향링크 신호가 수신되는 자원 영역에 대한 정보를 서로 주고 받을 수도 있다.
도 15는 이웃 셀 간의 D2D 자원 영역의 중첩을 도시한다.
도 15에서, 교차된 사선으로 해칭(hatching)된 영역 R1과 빈 영역 R2는 상향링크 자원 내에서 기지국 A(cell A)가 이용하는 D2D 자원 풀을 나타낸다. 또한, 평행 사선으로 해칭된 영역 R3과 빈 영역 R2는 상향링크 자원 내에서 기지국 B(cell B)가 이용하는 D2D 자원 풀을 나타낸다. 도 15에서, 기지국 A와 기지국 B의 D2D 자원 풀이 R2 영역에서 서로 중첩된다. 예를 들어, 기지국 A가 단말에게 R1 영역 내의 일부 무선 자원을 이용하여 간섭을 측정하도록 하는 경우, 단말은 기지국 B의 상향링크 신호에 대한 간섭을 측정할 수도 있다. 또한, 기지국 A가 단말에게 R2 영역 내의 일부 무선 자원을 이용하여 간섭을 측정하도록 하는 경우, 단말은 기지국 B의 D2D 통신으로 인한 간섭을 측정할 수도 있다.
따라서, 기지국이 이웃 기지국의 D2D 자원 풀과 D2D 통신을 고려하여 간섭을 측정하기에 적절한 서브프레임과 주파수 대역을 결정하고, 결정된 서브프레임과 주파수 대역에 대한 정보를 단말에 송신할 수 있다. 수신된 정보에 기초하여 단말이 간섭을 측정하는 경우, 측정된 간섭은 수학식 14에서 데이터 벡터가 제거된 형태로서, 다음의 수학식 15와 같은 형태를 가질 수 있다.
[수학식 15]
Figure PCTKR2015007984-appb-I000041
위 수학식 15에서 인덱스 i는 한 개의 자원 요소(resource element)를 나타낸다. 단말은 간섭을 측정한 뒤 간섭 정보를 기지국으로 피드백할 수 있다. 예를 들어, 간섭의 공분산 행렬의 평균 값이 피드백 될 수도 있다. 간섭의 공분산의 평균 값은 수식
Figure PCTKR2015007984-appb-I000042
을 통하여 계산될 수 있다.
간섭의 공분산 행렬의 평균 값은, 또한, 아래의 수학식 16과 같이 고유값 분해(Eigenvalue Decomposition)가 적용된 후에 피드백될 수도 있다.
[수학식 16]
Figure PCTKR2015007984-appb-I000043
위 수학식 16에서
Figure PCTKR2015007984-appb-I000044
행렬은
Figure PCTKR2015007984-appb-I000045
의 크기를 갖는 유니테리(unitary) 행렬이고,
Figure PCTKR2015007984-appb-I000046
행렬은
Figure PCTKR2015007984-appb-I000047
의 크기를 갖고, 고유값(eigenvalue)을 대각항(diagonal term)으로 갖는 대각 행렬이다. 단말은 코드북(codebook)을 이용하여 수학식 당의 행렬
Figure PCTKR2015007984-appb-I000048
와 가장 가까운 거리의 코드워드 행렬을 선택하고, 행렬
Figure PCTKR2015007984-appb-I000049
의 대각 값들을 양자화하여 함께 기지국에 피드백할 수 있다.
예를 들어, 단말의 수신 안테나가 2개인 경우, 단말은 현재 LTE 표준 상의 2Tx 코드북을 이용하여
Figure PCTKR2015007984-appb-I000050
행렬과 가장 가까운 코드워드를 선택할 수도 있다. 또한,
Figure PCTKR2015007984-appb-I000051
의 대각 값 2개를 현재 LTE의 CQI 양자화와 유사한 방식으로 양자화할 수도 있다. 또한, 단말은 2Tx 코드북에서 선택된 행렬을 PMI로 가정하고
Figure PCTKR2015007984-appb-I000052
의 대각 값 2개를 CQI로 가정하여, 현재 통상의 단말이 이용하는 상향링크 피드백 체인(chain)과 유사한 방식으로 기지국에 피드백할 수도 있다.
또한, 기지국은 단말로부터 피드백된 간섭 정보를 간섭의 특성(예를 들어, 상향링크 신호에 의한 간섭 또는 D2D 신호에 의한 갑섭)에 기초하여 프리코딩을 계산하는 데에 이용할 수 있다.
이하에서는, 단말이 MIMO 기술을 이용하여 D2D 자원 풀에서 단말에게 송신하는 경우에 대하여 설명한다. 송신 단말이 참조신호를 송신하고 수신 단말이 피드백을 수행하는 대신에, 송신 단말이 수신 단말로부터 자신으로의 채널을 직접 측정하고 채널의 상호성(reciprocity)를 이용하여 송신 단말로부터 수신 단말로의 채널 정보를 획득할 수 있다. 송신 단말이 채널 상호성을 이용하여 채널 정보를 획득하는 경우, 채널 정보 획득을 위하여 수신 단말로부터 송신 단말로의 별도의 피드백이 요구되지 않을 수도 있다. 송신 단말이 직접 채널을 측정하기 때문에, 랭크, 프리코딩 및/또는 MCS 레벨은 수신 단말로부터의 별도의 피드백이 없어도 계산될 수 있다.
<실시예 3>
송신 단말은 참조신호를 송신할 것을 수신 단말에게 요청할 수 있다. 예를 들어, 범위 내의 단말(in-coverage UE)들의 경우, 참조신호 송신을 위한 자원을 기지국이 결정할 수도 있다. 범위 내 D2D(in-coverage D2D)의 경우, 기지국이 송신 단말과 수신 단말 모두의 D2D 통신 상태를 알 수 있기 때문에, 기지국은 참조신호 송신을 위한 적절한 자원을 결정할 수 있다.
예를 들어, 송신 단말은 수신 단말로의 상향링크 참조신호 송신 요청에 대한 정보를 기지국으로 송신할 수 있다. 참조신호 송신 요청에 대한 정보에 응답하여, 기지국은 수신 단말이 전송할 상향링크 참조신호에 대한 정보를 송신 단말로 송신할 수 있다. 예를 들어, 기지국은 DCI 및/또는 RRC를 이용하여 송신 단말로 상향링크 참조신호에 대한 정보를 송신할 수 있다. 수신된 상향링크 참조신호에 대한 정보에 기초하여, 송신 단말은 SA(Scheduling Assignment)를 통하여 수신 단말에게 상향링크 참조신호를 전송할 것을 요청할 수 있다. 또한, 송신 단말은 상향링크 참조신호에 연관된 정보(예를 들어, 참조신호 전송을 위한 무선 자원에 대한 정보)를 SA를 이용하여 수신 단말로 송신할 수 있다.
또한, 예를 들어, 송신 단말로부터의 참조신호 송신 요청에 대한 정보에 응답하여, 기지국은 DCI 및/또는 RRC를 이용하여 송신 단말과 수신 단말 모두에게 수신 단말이 송신할 상향링크 참조신호에 대한 정보를 송신할 수도 있다. 이 경우, 송신 단말이 수신 단말로 직접 상향링크 참조신호 송신을 요청하지 않더라도 수신 단말이 송신 단말로 상향링크 참조신호를 송신할 수 있다. 송신 단말은 수신 단말이 상향링크 참조신호를 주기적으로 또는 비주기적으로 송신하도록 요청할 수 있다.
수신 단말은 상향링크 자원을 이용하여 참조신호를 송신할 수 있다. 송신 단말은 수신 단말로부터 송신된 참조신호를 이용하여 수신 단말로부터 송신 단말로의 채널 정보를 측정할 수 있다. 또한, 채널 상호성(reciprocity)를 이용하여 송신 단말로부터 수신 단말로의 채널 정보에 대한 채널 행렬을 생성할 수 있다. 또한, 송신 단말은 채널 행렬을 이용하여 랭크, 프리코딩 및/또는 MCS 레벨을 선택하고, 선택된 랭크, 프리코딩 및/또는 MCS 레벨을 적용하여 데이터를 수신 단말로 송신할 수 있다. 송신 단말은 데이터와 함께 프리코딩이 적용된 참조신호를 송신할 수 있으며 수신 단말은 프리코딩이 적용된 참조신호를 이용하여 프리코딩 정보 없이도 데이터를 복호할 수 있다.
상술한 바와 같이, 송신 단말이 프리코딩이 적용된 참조신호를 데이터와 함께 송신하기 때문에, 수신 단말은 참조신호로부터 데이터에 적용된 프리코딩을 알 수 있다. 그러나, 송신 단말이 수신 단말로 SA(Scheduling Assignment)를 송신한 후 데이터를 송신하기 전에, 송신 단말이 수신 단말에게 랭크와 MCS 레벨을 지정해 주는 것은 어려울 수도 있다.
따라서, 송신 단말은 데이터를 프리코딩을 적용하지 않고 송신하되, 다음 SA 송신 시에, 송신 단말은 이전에 계산한 랭크와 MCS 레벨을 수신 단말에 송신할 수도 있다. 또한, 송신 단말은 랭크와 MCS 레벨을 SA를 통하여 송신한 후에, 해당 SA가 지정한 데이터 영역에서 MIMO 기술을 적용하여 데이터를 송신할 수 있다.
한편, SA 송신 간격이 상대적으로 긴 경우에 이전에 수신된 참조신호에 기초하여 계산된 값들의 적용이 바람직하지 않을 수도 있다. 이 경우, 송신 단말은 랭크 1로 가정된 프리코딩만 적용하여 데이터를 송신하면서, MCS 레벨을 이전 계산된 값을 이용하고 송신 전력을 제어하여 데이터를 송신할 수도 있다. 예를 들어, 랭크 1의 프리코딩을 적용하여 데이터를 송신하는 경우, 가장 최근에 수신된 참조신호에 기초하여 계산된 MCS 레벨이 현재의 MCS 레벨에 비하여 상승할 수도 있다. 이 경우, 송신 단말은 상승된 MCS 레벨을 사용하지 않고 현재의 MCS 레벨을 적용하되, 송신 전력만을 낮추어 데이터를 송신할 수도 있다.
상술한 바와 같이, 수신 단말이 송신 단말로 참조신호를 송신하는 경우, 수신 단말은 다음과 같은 참조신호를 이용할 수도 있다.
<실시예 3-1>
수신 단말은 상향링크 사운딩 참조신호(Sounding Reference Signal, SRS)를 이용하여 송신 단말로 참조신호를 송신할 수 있다. 이 경우, 기지국은 SRS 송신을 위한 주파수 구간(자원)을 DCI 및/또는 RRC를 이용하여 송신 단말 및 수신 단말에 알려줄 수 있다. 또한, 기지국이 송신 단말에게 DCI 또는 RRC를 이용하여 SRS 전송 주파수에 관한 정보를 송신하고, 송신 단말이 SA를 통하여 수신 단말에게 SRS 전송주파수에 관한 정보를 송신할 수도 있다. 또한, 수신 단말은 D2D 자원 풀에 해당하는 주파수 구간에서만 SRS를 송신하도록 미리 설정될 수도 있다.
또한, 수신 단말은 D2D 자원 풀 또는 D2D 자원 풀의 기설정된 일부에 대응하는 주파수 구간에서만 SRS를 송신하도록 설정될 수도 있다. 예를 들어, 송신 단말은 D2D 자원 풀 내에서 일부 주파수 구간만을 이용하여 데이터를 송신할 수도 있다. 따라서, 송신 단말이 실제로 필요로 하는 채널 정보는 상향링크 전체 대역 중 일부에 해당할 수도 있다. 따라서, 송신 단말은 SRS를 전송하기 위한 주파수 구간을 DCI, RRC 및/또는 SA를 통해 수신 단말에게 알려줄 수 있다. 또한, 상술한 바와 같이, 송신 단말은 SRS 전송하기 위한 주파수 구간에 대한 정보를 직접적으로 또는 기지국을 통하여 수신 단말에 송신할 수 있다. 또한, 상술한 바와 같이, 수신 단말은 D2D 자원 풀에 대응하는 주파수 구간만을 이용하여 SRS를 송신하도록 미리 설정될 수도 있다.
한편, 예를 들어, 수신 단말이 상향링크 SRS를 송신하고, 후속 서브프레임에서 수신 단말이 D2D 데이터를 수신할 수도 있다. 수신 단말은 서브프레임의 마지막 심볼을 사용하는 SRS를 전송한 뒤, D2D 데이터를 수신할 수도 있다. 이 경우, 수신 단말의 송신/수신 전환 시간(Tx/Rx switching time)이 짧아서 수신 단말은 D2D 데이터의 일부를 수신하지 못할 가능성이 있다. D2D 데이터의 일부 손실로 인한 효율성 감소를 방지하기 위하여, 기지국이 수신 단말의 송신/수신 전환 시간이 기설정된 시간 이상 보장되도록 수신 단말의 SRS 송신을 스케쥴링할 수도 있다.
<실시예 3-2>
수신 단말은 상향링크 DMRS(Demodulation Reference Signal)를 이용하여 송신 단말로 채널측정을 위한 참조신호를 송신할 수도 있다. 이 경우, 기지국은 DMRS 송신을 위한 주파수 구간(자원)을 DCI 또는 RRC를 이용하여 송신 단말 및 수신 단말에게 알려줄 수 있다. 또한, 기지국이 송신 단말에게 DCI 또는 RRC를 이용하여 SRS 송신을 위한 주파수 구간을 송신 단말에게 송신하고, 송신 단말이 SA를 통하여 수신 단말에게 SRS 송신을 위한 주파수 구간을 송신할 수도 있다. 또한, 수신 단말은 D2D 자원 풀에 해당하는 주파수 구간에서만 DMRS를 송신하도록 미리 설정될 수도 있다.
수신 단말은 D2D 데이터 송수신에 이용되는 자원 블록에서도 송신 단말로 DMRS를 송신할 수도 있다. 예를 들어, 제1 자원 블록에서 D2D 데이터가 송수신될 수 있다. 송신 단말이 D2D 데이터를 제1 자원 블록을 이용하여 기지국으로 송신하는 경우, 제1 자원 블록 상에서는 D2D 데이터 복호를 위한 DMRS도 함께 송신된다. 또한, 송신 단말은 D2D 데이터 복호를 위한 DMRS와 직교하는 DMRS를 중첩(overlay)하여 수신 단말로 송신할 수 있다. 또한, 수신 단말은 제1 자원 블록 상에서 송신 단말에게 DMRS를 송신할 수도 있다. 이 경우, 기지국 또는 송신 단말은 수신 단말이 직교하는 DMRS를 송신하도록, 수신 단말이 송신할 참조신호의 기본 시퀀스(base sequence), 순환 시퀀스(Cyclic Sequence, CS) 및/또는 직교커버코드(Orthogonal Cover Code, OCC)에 대한 정보를 DCI, RRC 및/또는 SA를 이용하여 수신 단말에 송신할 수 있다. 수신 단말은 D2D 데이터 송신에 이용되는 자원 블록을 이용하여 채널 측정을 위한 참조신호를 송신할 수 있기 때문에 추가적인 주파수 자원을 이용하지 않고 송신 단말로 참조신호를 송신할 수 있다.
한편, 수신 단말이 D2D 데이터를 수신하는 경우에는, 해당 자원 블록에서 수신 단말은 DMRS를 송신 단말로 송신할 수 있다.
또한, 송신 단말은 D2D 자원 풀의 일부 주파수 구간만을 이용하여 데이터를 송신할 수도 있다. 따라서, 송신 단말이 실제로 필요로 하는 채널 정보는 상향링크 전체 대역 중 일부에 해당할 수도 있다. 또한, DMRS를 송신하기 위한 주파수 구간을 송신 단말이 DCI, RRC 및/또는 SA를 이용하여 수신 단말에 알려줄 수 있다. 또한, 송신 단말은 DMRS를 송신하기 위한 주파수 구간을 기지국을 거쳐 수신 단말에 송신할 수도 있다. 또한, 상술한 바와 같이, 수신 단말은 D2D 자원 풀에 대응하는 주파수 구간만을 이용하여 DMRS를 송신하도록 미리 설정될 수도 있다.
이상에서 설명된 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들이 소정 형태로 결합된 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려되어야 한다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성하는 것도 가능하다. 본 발명의 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다. 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함시킬 수 있음은 자명하다.
본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 통상의 기술자에게 자명하다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
상술한 바와 같은 무선 통신 시스템에서 D2D(Device-to-Device) 통신을 위한 참조신호 송신 방법 및 이를 위한 장치는 3GPP LTE 시스템에 적용되는 예를 중심으로 설명하였으나, 3GPP LTE 시스템 이외에도 다양한 무선 통신 시스템에 적용하는 것이 가능하다.

Claims (15)

  1. 다중 안테나를 지원하는 무선 통신 시스템 상의 D2D(Device-to-Device) 단말이 D2D 신호를 송수신하는 방법으로서,
    상향링크(uplink) 자원 내의 D2D 자원 풀(D2D resource pool)의 제1 참조신호 및 D2D 데이터의 송수신에 연관된 자원 설정을 송신단으로부터 수신하는 단계;
    상기 자원 설정에 따라서 상기 D2D 단말의 적어도 하나의 제1 안테나 포트와 연관된 상기 제1 참조신호를 상향링크 자원을 통하여 상기 송신단으로 송신하는 단계;
    상기 제1 참조신호에 기초하여 결정된 상기 송신단의 다수의 제2 안테나 포트들 중 적어도 하나의 제2 안테나 포트로부터 D2D 데이터 및 제2 참조신호를 상향링크 자원을 통하여 수신하는 단계; 및
    상기 제2 참조신호에 적용된 프리코딩(precoding)에 기초하여 상기 수신된 D2D 데이터를 복호하는 단계를 포함하는, D2D 신호를 송수신하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 수신된 D2D 데이터의 랭크(rank) 및 MCS 레벨(Modulation and Coding Scheme level)의 정보를 포함하는 하향링크 제어 정보(Downlink Control Information, DCI)를 하향링크 자원을 통하여 상기 송신단으로부터 수신하는 단계를 더 포함하는, D2D 신호를 송수신하는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 자원 설정은, 하향링크제어정보(Downlink Control Information, DCI), 무선자원제어(Radio Resource Control) 또는 스케쥴링할당(Scheduling Assignment, SA)을 통하여 상기 D2D 단말로 송신되는, D2D 신호를 송수신하는 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 자원 설정은, 상기 D2D 자원 풀 내의 상기 제1 참조신호 송신을 위한 제1 서브프레임(subframe) 설정 및 상기 D2D 자원 풀 내의 상기 데이터 수신을 위한 제2 서브프레임 설정을 포함하는, D2D 신호를 송수신하는 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제2 서브프레임은 말미에 송/수신 전환(Tx/Rx switching)을 위한 가드 구간(Guard Period, GP)을 포함하는, D2D 신호를 송수신하는 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 참조신호는 상향링크 사운딩 참조신호(Sounding Reference Signal, SRS)인, D2D 신호를 송수신하는 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 참조신호는 상향링크 복호참조신호(Demodulation Reference Signal, DMRS)인, D2D 신호를 송수신하는 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    하향링크제어정보(Downlink Control Information, DCI), 무선자원제어(Radio Resource Control) 또는 스케쥴링할당(Scheduling Assignment, SA)을 통하여 상기 제1 참조신호에 적용될 기본 시퀀스(base sequence), 순환 시퀀스(Cyclic Sequence, CS) 및 직교커버코드(Orthogonal Cover Code, OCC) 중 적어도 하나를 상기 송신단으로부터 수신하는 단계를 더 포함하는, D2D 신호를 송수신하는 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 송신단으로부터 간섭을 측정하기 위한 간섭 측정 자원 정보를 수신하는 단계;
    상기 간섭 측정 자원 정보에 기초하여 상기 간섭을 측정하는 단계; 및
    상기 측정된 간섭에 대한 간섭 정보를 상기 송신단으로 송신하는 단계를 더 포함하고,
    상기 적어도 하나의 제2 안테나 포트 및 상기 프리코딩은 상기 제1 참조신호 및 상기 간섭 정보에 기초하여 결정된, D2D 신호를 송수신하는 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 간섭 측정 자원 정보는 상기 송신단의 D2D 자원 풀 내에서 상기 송신단에 인접한 기지국의 D2D 자원 풀과 중첩되지 않도록 결정된, D2D 신호를 송수신하는 방법.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 간섭 정보는 상기 측정된 간섭의 공분산 행렬의 평균값을 포함하는, D2D 신호를 송수신하는 방법.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 송신단은 기지국 또는 데이터를 송신하는 D2D 단말인, D2D 신호를 송수신하는 방법.
  13. 다중 안테나를 지원하는 무선 통신 시스템 상의 D2D(Device-to-Device) 단말이 D2D 신호를 송수신하는 방법으로서,
    상향링크(uplink) 자원 내의 D2D 자원 풀(D2D resource pool)의 제1 참조신호 및 D2D 데이터의 송수신에 연관된 자원 설정을 수신단으로 송신하는 단계;
    상기 자원 설정에 따라서 상기 D2D 단말의 적어도 하나의 제1 안테나 포트와 연관된 상기 제1 참조신호를 상향링크 자원을 통하여 상기 수신단으로부터 수신하는 단계;
    상기 수신된 제1 참조신호에 기초하여 채널 정보를 획득하는 단계; 및
    상기 획득된 채널 정보에 기초하여 상기 적어도 하나의 제1 안테나 포트를 통하여 상기 수신단으로 D2D 데이터 및 제2 참조신호를 송신하는 단계를 포함하고,
    상기 제2 참조신호는 상기 채널 정보에 기초하여 결정된 프리코딩(precoding)이 적용된, D2D 신호를 송수신하는 방법.
  14. 다중 안테나를 지원하는 무선 통신 시스템 상의 D2D(Device-to-Device) 단말로서,
    무선 주파수 유닛; 및
    프로세서를 포함하고,
    상기 프로세서는,
    상향링크(uplink) 자원 내의 D2D 자원 풀(D2D resource pool)의 제1 참조신호 및 D2D 데이터의 송수신에 연관된 자원 설정을 송신단으로부터 수신하고,
    상기 자원 설정에 따라서 상기 D2D 단말의 적어도 하나의 제1 안테나 포트와 연관된 상기 제1 참조신호를 상향링크 자원을 통하여 상기 송신단으로 송신하고,
    상기 제1 참조신호에 기초하여 결정된 상기 송신단의 다수의 제2 안테나 포트들 중 적어도 하나의 제2 안테나 포트로부터 D2D 데이터 및 제2 참조신호를 상향링크 자원을 통하여 수신하며,
    상기 제2 참조신호에 적용된 프리코딩(precoding)에 기초하여 상기 수신된 D2D 데이터를 복호하는, D2D 단말.
  15. 다중 안테나를 지원하는 무선 통신 시스템 상의 D2D(Device-to-Device) 단말로서,
    무선 주파수 유닛; 및
    프로세서를 포함하고,
    상기 프로세서는,
    상향링크(uplink) 자원 내의 D2D 자원 풀(D2D resource pool)의 제1 참조신호 및 D2D 데이터의 송수신에 연관된 자원 설정을 수신단으로 송신하고,
    상기 자원 설정에 따라서 상기 D2D 단말의 적어도 하나의 제1 안테나 포트와 연관된 상기 제1 참조신호를 상향링크 자원을 통하여 상기 수신단으로부터 수신하고,
    상기 수신된 제1 참조신호에 기초하여 채널 정보를 획득하고,
    상기 획득된 채널 정보에 기초하여 상기 적어도 하나의 제1 안테나 포트를 통하여 상기 수신단으로 D2D 데이터 및 제2 참조신호를 송신하며,
    상기 제2 참조신호는 상기 채널 정보에 기초하여 결정된 프리코딩(precoding)이 적용된, D2D 단말.
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