WO2017123053A1 - 무선 통신 시스템에서 d2d 단말이 동기화를 수행하기 위한 방법 및 장치 - Google Patents

무선 통신 시스템에서 d2d 단말이 동기화를 수행하기 위한 방법 및 장치 Download PDF

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WO2017123053A1
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synchronization source
reference signal
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채혁진
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엘지전자 주식회사
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    • H04J3/02—Details
    • H04J3/06—Synchronising arrangements
    • H04J3/0635—Clock or time synchronisation in a network
    • H04J3/0638—Clock or time synchronisation among nodes; Internode synchronisation
    • H04J3/0641—Change of the master or reference, e.g. take-over or failure of the master
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Definitions

  • the following description relates to a wireless communication system, and more particularly, to a method and an apparatus for performing synchronization in a wireless communication system supporting device to device communication (D2D).
  • D2D device to device communication
  • Wireless communication systems are widely deployed to provide various kinds of communication services such as voice and data.
  • a wireless communication system is a multiple access system capable of supporting communication with multiple users by sharing available system resources (bandwidth, transmission power, etc.).
  • multiple access systems include code division multiple access (CDMA) systems, frequency division multiple access (FDMA) systems, time division multiple access (TDMA) systems, orthogonal frequency division multiple access (OFDMA) systems, and single carrier frequency (SC-FDMA).
  • 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
  • MCD division multiple access
  • MCDMA multi-carrier frequency division multiple access
  • MC-FDMA multi-carrier frequency division multiple access
  • D2D communication establishes a direct link between user equipments (UEs), and directly communicates voice and data between terminals without passing through an evolved NodeB (eNB).
  • UEs user equipments
  • eNB evolved NodeB
  • the D2D communication may include a scheme such as UE-to-UE communication, Peer-to-Peer communication, and the like.
  • the D2D communication scheme may be applied to machine-to-machine (M2M) communication, machine type communication (MTC), and the like.
  • M2M machine-to-machine
  • MTC machine type communication
  • D2D communication has been considered as a way to solve the burden on the base station due to the rapidly increasing data traffic.
  • the D2D communication unlike the conventional wireless communication system, since the data is exchanged between devices without passing through a base station, the network can be overloaded.
  • the D2D communication it is possible to expect the effect of reducing the procedure of the base station, the power consumption of the devices participating in the D2D, increase the data transmission speed, increase the capacity of the network, load balancing, cell coverage expansion.
  • a method for synchronizing a D2D terminal in a wireless communication system supporting device to device communication is a technical problem.
  • a method of performing synchronization by a D2D terminal in a wireless communication system supporting device to device communication may be performed by receiving a synchronization reference signal from a first synchronization source to perform synchronization. step; And when the quality of the synchronization reference signal does not satisfy the predetermined criterion, changing the synchronization source to the second synchronization source.
  • a D2D terminal performing synchronization in a wireless communication system supporting device to device communication includes a receiving module; And a processor, wherein the processor controls the receiving module to receive the synchronization reference signal from the first synchronization source, performs synchronization based on the synchronization reference signal, and wherein the quality of the synchronization reference signal does not satisfy the predetermined criterion. It may be configured to change the synchronization source to the second synchronization source.
  • the quality of the synchronization reference signal may be the received power of the synchronization reference signal received from the first synchronization source
  • the predetermined reference is a predetermined hysteresis value to the received power of the synchronization reference signal received from the second synchronization source. This may be a value applied.
  • scaling may be performed on each of the received powers in order to compare the received power sizes of the first and second sync sources.
  • an offset may be applied to the received power of the first sync source or the second sync source in order to compare the received power magnitudes of the first sync source and the second sync source.
  • the hysteresis value may be determined depending on whether the second synchronization source can receive the synchronization reference signal of the first synchronization source. For example, the hysteresis value may be determined to be larger when the second synchronization source can receive the synchronization reference signal of the first synchronization source than when it cannot receive the synchronization reference signal of the first synchronization source.
  • changing the synchronization source may include operating a timer; And if the quality of the synchronization reference signal does not satisfy a predetermined criterion before the timer expires, changing the synchronization source.
  • a D2D terminal may perform synchronization in a wireless communication system supporting device to device communication (D2D).
  • D2D device to device communication
  • 1 is a diagram illustrating a structure of a radio frame.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a resource grid in a downlink slot.
  • 3 is a diagram illustrating a structure of a downlink subframe.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a structure of an uplink subframe.
  • 5 is a diagram for explaining communication between terminals.
  • FIG. 6 is a diagram for describing a configuration of a resource unit for communication between terminals.
  • FIG. 7 is a view for explaining a synchronization source change method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a view for explaining a synchronization source change method according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a diagram showing the configuration of an apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • each component or feature may be considered to be optional unless otherwise stated.
  • Each component or feature may be embodied in a form that is not combined with other components or features.
  • some components and / or features may be combined to form an embodiment of the present invention.
  • the order of the operations described in the embodiments of the present invention may be changed. Some components or features of one embodiment may be included in another embodiment or may be replaced with corresponding components or features of another embodiment.
  • the base station has a meaning as a terminal node of the network that directly communicates with the terminal.
  • the specific operation described as performed by the base station in this document may be performed by an upper node of the base station in some cases.
  • a 'base station (BS)' may be replaced by terms such as a fixed station, a Node B, an eNode B (eNB), an access point (AP), and the like.
  • the repeater may be replaced by terms such as relay node (RN) and relay station (RS).
  • the term “terminal” may be replaced with terms such as a user equipment (UE), a mobile station (MS), a mobile subscriber station (MSS), a subscriber station (SS), and the like.
  • 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.
  • 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
  • CDMA may be implemented with a radio technology such as Universal Terrestrial Radio Access (UTRA) or CDMA2000.
  • 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 may be implemented in a wireless technology such as IEEE 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802-20, Evolved UTRA (E-UTRA).
  • UTRA is part of the Universal Mobile Telecommunications System (UMTS).
  • 3rd Generation Partnership Project (3GPP) long term evolution (LTE) is part of an Evolved UMTS (E-UMTS) using E-UTRA, and employs OFDMA in downlink and SC-FDMA in uplink.
  • LTE-A Advanced
  • WiMAX can be described by the IEEE 802.16e standard (WirelessMAN-OFDMA Reference System) and the advanced IEEE 802.16m standard (WirelessMAN-OFDMA Advanced system). For clarity, the following description focuses on 3GPP LTE and 3GPP LTE-A systems, but the technical spirit of the present invention is not limited thereto.
  • LTE Of LTE -A system general
  • a structure of a radio frame will be described with reference to FIG. 1.
  • 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).
  • the downlink radio frame consists of 10 subframes, and one subframe consists of two slots in the time domain.
  • a time taken for one subframe to be transmitted is called a TTI (transmission time interval).
  • one subframe may have a length of 1 ms and one slot may have a length of 0.5 ms.
  • One slot includes a plurality of OFDM symbols in the time domain and a plurality of resource blocks (RBs) in the frequency domain.
  • RBs resource blocks
  • a resource block (RB) is a resource allocation unit and may include a plurality of consecutive subcarriers in one slot.
  • the number of OFDM symbols included in one slot may vary depending on the setting of a cyclic prefix (CP).
  • CP has an extended CP (normal CP) and a normal CP (normal CP).
  • normal CP normal CP
  • the number of OFDM symbols included in one slot may be seven.
  • the OFDM symbol is configured by an extended CP, since the length of one OFDM symbol is increased, the number of OFDM symbols included in one slot is smaller than that of the normal CP.
  • the number of OFDM symbols included in one slot may be six. If the channel state is unstable, such as when the terminal moves at a high speed, an extended CP may be used to further reduce intersymbol interference.
  • one subframe includes 14 OFDM symbols.
  • the first two or three OFDM symbols of each subframe may be allocated to a physical downlink control channel (PDCCH), and the remaining OFDM symbols may be allocated to a physical downlink shared channel (PDSCH).
  • PDCCH physical downlink control channel
  • PDSCH physical downlink shared channel
  • Type 2 radio frames consist of two half frames, each of which has five subframes, downlink pilot time slot (DwPTS), guard period (GP), and uplink pilot time slot (UpPTS).
  • 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 structure of the radio frame is only an example, and the number of subframes included in the radio frame or the number of slots included in the subframe and the number of symbols included in the slot may be variously changed.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a resource grid in a downlink slot.
  • One downlink slot includes seven OFDM symbols in the time domain and one resource block (RB) is shown to include 12 subcarriers in the frequency domain, but the present invention is not limited thereto.
  • one slot includes 7 OFDM symbols in the case of a general cyclic prefix (CP), but one slot may include 6 OFDM symbols in the case of an extended-CP (CP).
  • Each element on the resource grid is called a resource element.
  • One resource block includes 12 * 7 resource elements.
  • the number of N DLs of resource blocks included in the downlink slot 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 is a diagram illustrating a structure of a downlink subframe.
  • Up to three OFDM symbols at the front of the first slot in one subframe correspond to a control region to which a control channel is allocated.
  • the remaining OFDM symbols correspond to data regions to which a physical downlink shared channel (PDSCH) is allocated.
  • 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 Hybrid automatic repeat request Indicator Channel
  • the PCFICH is transmitted in the first OFDM symbol of a subframe and includes information on the number of OFDM symbols used for control channel transmission in the subframe.
  • the PHICH includes a HARQ ACK / NACK signal as a response of uplink transmission.
  • Control information transmitted through the PDCCH is referred to as downlink control information (DCI).
  • DCI includes uplink or downlink scheduling information or an uplink transmit power control command for a certain terminal group.
  • the PDCCH is a resource allocation and transmission format of the downlink shared channel (DL-SCH), resource allocation information of the uplink shared channel (UL-SCH), paging information of the paging channel (PCH), system information on the DL-SCH, on the PDSCH Resource allocation of upper layer control messages such as random access responses transmitted to the network, a set of transmit power control commands for individual terminals in an arbitrary terminal group, transmission power control information, and activation of voice over IP (VoIP) And the like.
  • 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 at a coding rate based on the state of a radio channel.
  • the CCE corresponds to a plurality of resource element groups.
  • the format of the PDCCH 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 a 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 P-RNTI
  • the PDCCH is for system information (more specifically, system information block (SIB))
  • 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 the transmission of the 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.
  • 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.
  • D2D Device to Device communication
  • FIG. 5 is a diagram for describing communication between user equipments (UEs).
  • UEs user equipments
  • the UE1 may operate to select a resource unit corresponding to a specific resource in a resource pool, which means a set of resources, and transmit a D2D signal using the corresponding resource unit.
  • UE2 which is a reception terminal, receives a resource pool from which UE1 can transmit a signal, and detects a signal of UE1 within the resource pool.
  • the resource pool may be notified by the base station when UE1 is in the connection range of the base station, and may be determined by another terminal or determined as a predetermined resource when it is outside the connection range of the base station.
  • a resource pool is composed of a plurality of resource units, and each terminal may select one or a plurality of resource units and use them for transmitting their own D2D signals.
  • 6 is a diagram for describing a configuration of a resource unit for communication between terminals.
  • a resource pool is composed of a plurality of resource units, each terminal can be used for D2D communication by selecting one or a plurality of resource units.
  • FIG. 14 illustrates one of methods for configuring a resource unit, and illustrates a case where a total frequency resource pool is divided into N F and a total time resource is divided into N T so that a total of N F * N T resource units are defined.
  • the resource pool is repeated every N T subframes.
  • one resource unit may be allocated periodically and repeatedly in one resource pool.
  • resource units # 0, # 1, ..., and # (N F -1) indicate that the resources are repeatedly allocated in a predetermined time period within the resource pool. That is, the terminal assigned to resource unit # 0 may use all of the resource units indexed to resource unit # 0 in one resource pool.
  • the resource unit in the resource pool or the resource pool itself may be pre-determined in time according to the index of the physical resource unit to which one logical resource unit is mapped in order to obtain a diversity effect in the time and / or frequency dimension. It can be configured to change in a pattern.
  • a resource pool may mean a set of resource units that can be used to transmit and receive a D2D signal by a terminal that wants to transmit and receive a D2D signal.
  • a resource pool for D2D communication may be divided into various types. First, they may be classified according to the content / type of the D2D signal transmitted through each resource pool. For example, the D2D signal may be classified into a scheduling assignment (SA) signal, a D2D data channel signal, a discovery channel signal, and the like.
  • SA scheduling assignment
  • SA signals include resource positions to which D2D data channels are allocated for D2D communication, modulation and coding schemes (MCS: Modulation and Coding Scheme) required for modulation / demodulation of D2D data channels, and MIMO transmission schemes and / or TAs.
  • MCS Modulation and Coding Scheme
  • the SA signal may be transmitted independently on a predetermined resource unit or multiplexed with D2D data on the same resource unit.
  • an SA resource pool may mean a set of resource units in which an SA is multiplexed with D2D data and transmitted.
  • a resource unit through which an SA signal is transmitted may be called an SA channel or a D2D control channel.
  • the D2D data channel may be defined as a set of resource units for transmitting and receiving D2D data by using terminals designated resources through the SA.
  • the D2D data channel may be multiplexed with the SA channel.
  • only the D2D data signal may be multiplexed without the SA signal.
  • the resource pool for the D2D data channel may be configured such that only the D2D data channel having the form except for the SA signal is transmitted. have.
  • resource units that were used to transmit SA information on individual resource units within the SA resource pool can still be used to transmit D2D data in the resource pool for the D2D data channel.
  • the discovery channel refers to a set of resource units for transmitting a signal or a message that allows a terminal for performing D2D communication to transmit information such as its identifier so that a neighboring terminal can find itself.
  • an SA channel for transmitting an SA signal may be configured in one resource pool.
  • the SA channel, the D2D data channel, or the discovery channel may be configured as separate resource pools.
  • different resource pools may be allocated according to transmission / reception attributes of the D2D signal.
  • D2D signal transmission timing determination method e.g., is transmitted at the time of reception of a synchronization reference signal or a constant TA is applied at the time of reception
  • a resource allocation scheme e.g., whether the base station assigns a transmission resource of an individual signal to an individual transmission terminal or the individual transmission terminal selects an individual signal transmission resource on its own within a resource pool
  • the signal format e.g., the number of symbols each D2D signal occupies in one subframe, the number of subframes used to transmit one D2D signal, etc.
  • a method of directly scheduling a resource region of a D2D transmitting terminal by a base station in D2D communication is defined as a first mode (Mode 1).
  • a method of selecting a resource unit for D2D communication from the corresponding transmission resource region is defined as a second mode (Mode 2).
  • D2D discovery when a terminal directly selects a resource unit for D2D discovery from a preset resource region or a resource region indicated by a base station, it is defined as a first type (Type 1). In addition, when the base station directly schedules the resource region for the discovery channel, it is defined as a second type (Type 2).
  • channels for D2D communication may be called sidelink.
  • the SA channel is a physical sidelink control channel (PSCCH)
  • the D2D synchronization signal is a sidelink synchronization signal (SLSS), a control channel that broadcasts the most basic system information for D2D communication. May be referred to as a physical sidelink broadcast channel (PSBCH).
  • the SLSS may be called PD2DSCH (Physical D2D Synchronization Channel) under another name.
  • a channel for transmitting the D2D discovery signal may be defined as a physical sidelink discovery channel (PSCH).
  • PSCH physical sidelink discovery channel
  • the D2D communication terminal is set to transmit with the PSBCH and SLSS or transmit the SLSS.
  • the LTE-A system newly defines a sidelink-RSRP (S-RSRP) for synchronizing with other terminals in the D2D communication. That is, when UEs want to perform D2D communication, they may measure S-RSRP to synchronize only with respect to UEs having a specific value or more, and perform D2D communication. At this time, the S-RSRP can be measured from the DM-RS on the PSBCH. However, for the D2D relay operation, the S-RSRP may be measured from the DM-RS on the PSDCH.
  • the out-coverage UE is synchronized to perform the D2D relay operation by measuring the S-RSRP, etc. based on the DM-RS of the DM-RS signal strength of the SLSS and / or PSBCH / PSCCH / PSSCH. It may be determined whether to be a synchronization source.
  • FIG. 7 is a view for explaining a synchronization source change method according to an embodiment of the present invention.
  • a D2D terminal may perform synchronization by receiving a synchronization reference signal from a first synchronization source in order to perform synchronization ( S710).
  • the first synchronization source may be a Global Navigation Satellite System (GNSS).
  • GNSS Global Navigation Satellite System
  • the D2D user equipment may set a global navigation satellite system (GNSS) signal as a synchronization reference signal.
  • GNSS global navigation satellite system
  • the D2D user equipment may set the GNSS signal as a synchronization reference signal only when the quality of the GNSS signal is greater than the minimum requirement by the hysteresis value.
  • a carrier-to-noise ratio (C / N 0 ) of the GNSS measurement information of the standard document TS36.355 of 3GPP LTE may be used as a measurement metric.
  • This method is to define a measurement metric using the signal strength similar to the RSRP from the existing base station. That is, when several satellite signals are received, if the carrier-to-noise ratio (C / N 0 ) is greater than or equal to a certain threshold, it is determined that the satellite signal is well received and can be used as a time and / or frequency reference.
  • the terminal may transmit and receive communication signals between the terminals with reference to an incorrect frequency reference. In this case, the terminal may cause interference by generating a large time / frequency error to other terminals, and the terminal may also be interfered with due to a significantly different time / frequency from other terminals.
  • C / N 0 carrier-to-noise ratio
  • GNSS measurement GNSS measurement
  • Doppler can use the carrier phase difference to measure the Doppler frequency or Doppler frequency shift of the satellite signal, and if Doppler is above a certain threshold, the carrier-to-noise ratio (C / N 0 ) No matter how large, can be used as a timing or frequency reference.
  • the carrier-to-noise ratio (C / N 0 ) No matter how large, can be used as a timing or frequency reference.
  • the Accumulated Delta-Range (ADR) of the 3GPP LTE standard document TS36.355 may be a measure indicating that the received satellite signal is distorted.
  • the present invention proposes a method of using only a satellite signal having an ADR within a predetermined threshold as a GNSS measurement (GNSS measurement) for communication between terminals.
  • GNSS measurement GNSS measurement
  • mpathDet of 3GPP LTE standard document TS36.355 may be an indicator indicating that the satellite signal is distorted. For example, when defining a GNSS measurement for communication between terminals, the measurement of satellites whose mpathDet value is greater than or equal to a predetermined threshold value may be excluded.
  • each measurement is for each satellite, when the signal of one or more satellites is received, the average, maximum, minimum, or higher of the measured values of each satellite Representative measurement for using GNSS as a time and / or frequency reference (or for end-to-end communication) using one of N averages, lower N averages, upper Nth values, lower Nth values, and median.
  • N the number of satellites that are currently being used.
  • C / N 0 the carrier-to-noise ratio
  • the maximum value of the measurements of several satellite signals can be used as a representative measurement. Or, if only one satellite signal is seen, the average of the top N values may be defined as a representative measurement because it may not be able to guarantee the timing accuracy of the satellite signal. However, as in the above-described example, when the Doppler is greater than or equal to a predetermined threshold value, it may be excluded from the representative measurement operation. This ensures a more stable time / frequency reference, excluding satellite signals with large Doppler transitions.
  • the methods described above can be combined.
  • the average value may be used as a GNSS measurement (GNSS measurement) for communication between terminals.
  • the absolute value of Doppler and / or the threshold for ADR and / or mpathDet may be predetermined or signaled by a network as a physical layer or higher layer signal.
  • a weighted sum of time / frequency of the satellite signals used to determine the representative measurement may be used as a reference for transmission and / or reception between terminals.
  • the carrier-to-noise ratio (C / N 0 ) of each satellite signal is divided by the sum of the carrier-to-noise ratio (C / N 0 ) values of the satellites used to determine the representative measurement.
  • C / N 0 the carrier-to-noise ratio
  • the terminal when the terminal is equipped with a high-precision atomic clock, it is possible to perform the transmission and reception of communication signals between the terminals using the time of the terminal without using the signal of the GNSS.
  • the other terminals since the other terminals may not have a high precision atomic clock, it may be necessary to transmit and receive a signal based on the timing used by the other terminals in order to receive the other terminal.
  • the terminal has a high precision atomic clock, the terminal can always set the GNSS measurement (GNSS measurement) to the maximum value. This is to ensure that the measurement quality of the GNSS is always good by not always defining or performing a separate measurement for a terminal having a high precision atomic clock but always setting the maximum measurement.
  • D2D terminal-to-device communication
  • SL - Preconfiguration field descriptions carrier Freq Indicates the carrier frequency for sidelink operation. In case of FDD it is uplink carrier frequency and the corresponding downlink frequency can be determined from the default TX-RX frequency separation defined in TS 36.101 [42, table 5.7.3-1].
  • preconfigComm Indicates a list of resource pools. The first resource pool in the list is used for both reception and transmission of sidelink communication. The other resource pools, if present, are only used for reception of sidelink communication.
  • syncRef MinHyst Hysteresis when evaluating a SyncRef UE using absolute comparison. Value dB0 corresponds to 0 dB, dB3 to 3 dB and so on.
  • the method of performing synchronization by the D2D UE is as follows.
  • synchronization is performed as one of the following.
  • the UE selects a SyncRef UE: (i) The S-RSRP of the strongest candidate SyncRef UE exceeds the minimum requirement as defined in 3GPP LTE standard document TS 36.133 by syncRefMinHyst and the strongest candidate SyncRef UE is the current SyncRef UE and the strongest If the UE belongs to the same priority group as the candidate S-RSRP, the SyncRef terminal may exceed the S-RSRP of the current SyncRef terminal by syncRefDiffHyst, or (ii) the S-RSRP of the candidate SyncRef UE may be 3GPP LTE standard document TS by syncRefMinHyst.
  • the candidate SyncRef terminal exceeds the minimum requirement defined in 36.133 and the UE belongs to a higher priority group than the current SyncRef UE, or (iii) the S-RSRP of the current SyncRef terminal exceeds the minimum requirements defined in 3GPP LTE standard document TS 36.133. If small, it is assumed that the SyncRef terminal is not selected.
  • SyncRef terminal If the terminal does not select a SyncRef terminal: (i) S-RSRP the terminal has exceeded the minimum requirements defined in 3GPP LTE standard document TS 36.133 by syncRefMinHyst and received the corresponding MasterInformationBlock-SL message (candidate SyncRef UE) If one or more SLSSID is found, the SyncRef terminal is selected according to the next priority.
  • a terminal whose inCoverage contained in the MasterInformationBlock-SL message received from this UE is set to TRUE from the terminal having the highest S-RSRP result (Priority Group 1).
  • the GNSS may signal to the UE which of the timing of the GNSS and the base station has a high priority.
  • the base station signal may be set as a timing reference.
  • the base station has set the base station signal to a high priority, if the base station signal is not received for a predetermined time, the terminal may set the GNSS as a timing reference.
  • the terminal may determine whether the quality of the synchronization reference signal does not satisfy a predetermined criterion (S720).
  • the quality of the synchronization reference signal may be the received power of the synchronization reference signal received from the first synchronization source.
  • the predetermined reference may be a value obtained by applying a predetermined hysteresis value to the received power of the synchronization reference signal received from the second synchronization source.
  • the predetermined reference may be a time error or a frequency error of the synchronization reference signal. If the quality of the synchronization reference signal does not satisfy the predetermined criterion, the D2D terminal may change the synchronization source to the second synchronization source (S730).
  • the synchronization source when the terminal uses the GNSS as the first synchronization source, the synchronization source may be changed when the reception power of another synchronization source is greater than the hysteresis value added to the reception power of the GNSS.
  • the synchronization source when using an Evolved Universal Mobile Telecommunication System (E-UMTS) base station as a second synchronization source, the synchronization source may be generated from the first synchronization source according to the received power and hysteresis value of the GNSS. Can be changed to 2 sync sources.
  • E-UMTS Evolved Universal Mobile Telecommunication System
  • the network may signal a minimum hysteresis value and / or a difference hysteresis value to the terminal as an upper layer signal, and may set the hysteresis values in the terminal in advance. For example, when the above hysteresis value is applied, although a specific terminal has received a GNSS signal with a quality higher than a predetermined threshold in the past, the GNSS may not switch to another synchronization source even if the received power of the GNSS is momentarily degraded. That is, when the GNSS signal quality becomes worse than the hysteresis value, the synchronization source may not be changed to frequently change the timing reference.
  • the E-UMTS base station is used as the first synchronization source and the GNSS is used as the second synchronization source.
  • hysteresis for the received power of the base station can be applied. This represents the hysteresis of how much to maintain base station timing, independent of hysteresis for handover or reporting. That is, once the timing of the base station is used, the timing of the base station can be maintained until it is less than a hysteresis value that is previously set or signaled by the network.
  • scaling each received power and / or receiving power of the first synchronization source or the second synchronization source to compare the received power magnitudes of the first synchronization source and the second synchronization source You can apply an offset to it.
  • the first synchronization source is a global navigation satellite system (GNSS)
  • the second synchronization source is an evolved universal mobile telecommunication system (E-UMTS) base station.
  • GNSS global navigation satellite system
  • E-UMTS evolved universal mobile telecommunication system
  • the RSRP of a base station is in watts.
  • SNR is usually expressed in decibels (dB), which represents the ratio of signal power to noise power in a given bandwidth as shown below.
  • S denotes the signal power, and is generally carrier power expressed in decibels / milliwatts (dBm) or decibels / watts (dBW).
  • N is also the noise power at a given bandwidth in dBm or dBW.
  • C / N 0 is usually expressed in decibel-hertz (dB-Hz) and represents the ratio of carrier power and noise power per unit bandwidth.
  • the received signal power may be considered as the power of the original unmodulated carrier power spread by the spreading or ranging code when transmitted from the satellite.
  • C / N 0 can be represented as follows.
  • C is the carrier power in dBm or dBW
  • N is the noise power in dBm or dBW
  • N 0 is the noise power density in dBm-Hz or dBW-Hz
  • BW is generally the RF front end of the receiver.
  • -end represents the bandwidth of observation, which is the noise equivalent bandwidth of the last filter stage.
  • Typical values for an L1 C / A code receiver are:
  • the measurement of the base station may be used by scaling the RSRQ, or may be used by scaling the RSRP by dividing the RSRP by power or power spectral density (PSD) of noise. More precisely, like the carrier-to-noise ratio (C / N 0 ), the signal of the base station can also measure the SNR per unit BW and then add the BW of the GNSS for comparison with the GNSS. Alternatively, the signal of the base station may use a value obtained by dividing the received power by the PSD of noise similarly to C / N 0 .
  • PSD power spectral density
  • a detailed method for comparing the signal-to-noise ratio (SNR) and the carrier-to-noise ratio (C / N 0 ) is as follows.
  • SNR signal-to-noise ratio
  • N oc are defined as follows. N oc, instead there is a oc1 N, N oc2, oc3 N, N oc 'may be used.
  • the average power is calculated within the RE set used for transmission of the physical channel (including user specific RS if present), divided by the number of REs in the set, and normalized to subcarrier intervals.
  • N oc1 Power spectral density (normalized to subcarrier spacing) of a white noise source simulating interference of non-CRS symbols of ABS subframes of cells not defined in the test procedure measured at the terminal antenna connector Average power per RE).
  • each power spectral density of each interfering cell for N oc ' is defined by an associated DIP value or each power spectral density of each interfering cell for N oc is defined by an associated Es / Noc value.
  • This unit is SNR per Hz.
  • C / N 0 the carrier-to-noise ratio
  • a simple bandwidth and scaling or offset may be introduced here because the timing / frequency error performance may be different when the GNSS signal is received and when the base station signal is received. to be.
  • scaling / offset reflecting the characteristics of each receiver may be applied.
  • Scaling or offset value (for comparison with GNSS measurement C / N 0 ) for SNR of a base station signal may be set to a different value for each terminal in the terminal implementation, and the network may provide the terminal with the terminal in advance. You can also set common values. If the terminal cannot receive a signal from the network, it may be set to a specific value in advance.
  • Scaling or offset may be applied to eNB measurement (RSRP / RSRQ) defined in 3GPP LTE standard document TS36.214 and used as measurement.
  • RSRP eNB measurement
  • RSRQ Radio Service Set
  • the received power in watts should be normalized in Hz. Then, by normalizing to the PSD of noise, an SNR per Hz can be obtained. In order to compare this with the carrier-to-noise ratio (C / N 0 ), an offset corresponding to BW may be applied. Due to this normalization operation and the reasons described in Method 1 described above, a scaling value or an offset may be introduced into the RSRP divided by the PSD of the noise. Similarly, such a scaling value or offset may be a value determined individually for each terminal, or may be predetermined or signaled by a network.
  • the RSRQ value may be used, which is a noise term already included in the RSRQ.
  • an offset and / or scaling value may be required for comparison with the carrier-to-noise ratio (C / N 0 ) because the RSRQ includes not only noise but also an interference term in the denominator.
  • the formula for converting RSRQ to SINR is as follows. The RSRQ can be converted to SINR and compared with GNSS measurement.
  • x represents the number of REs used per resource block of the cell.
  • SINR or RSRQ value may perform the SNR or C / N Unlike 0 because that range (range) can be different, resizing (scaling) and / or compared with the C / N zero by introducing the offset .
  • scaling and / or offset values may be introduced when RSRQ or SINR is used for comparison with measurement values of GNSS, where the scaling and / or offset values are predetermined or It may be a value signaled by the network and may be implemented with different values for each terminal.
  • conventional S-RSRP also needs scaling and / or offset and / or noise power or normalization to PSD, similar to RSRP, for comparison with measurements of GNSS.
  • scaling and / or offset values applied to the S-RSRP can be predetermined or signaled by the network.
  • a method of applying scaling and / or offset to a measurement (C / N 0 ) of a GNSS, rather than changing a measurement of an existing base station or a terminal is proposed.
  • the C / N 0 of the GNSS is the signal power divided by the noise PSD, which is then multiplied by the noise PSD to convert to the average received power.
  • scaling and / or offset values applied when comparing the measurement of the GNSS with the RSRP and when comparing with the S-RSRP may be different. This is because the positions of RSs used in RSRP and S-RSRP and the number of REs (bandwidth) are different.
  • the hysteresis value may be determined according to whether the second synchronization source can receive the synchronization reference signal of the first synchronization source.
  • the hysteresis value may be determined to be larger than when the second synchronization source cannot receive the synchronization reference signal of the first synchronization source, when it cannot receive the synchronization reference signal of the first synchronization source.
  • the first synchronization source is a Global Navigation Satellite System (GNSS)
  • the second synchronization source is an Evolved Universal Mobile Telecommunication System (E-UMTS) base station.
  • E-UMTS Evolved Universal Mobile Telecommunication System
  • the hysteresis value of the GNSS / base station may be set differently according to the deployment of the network.
  • terminals having GNSS set as a timing reference may set a large hysteresis value of GNSS to maintain GNSS for a longer time.
  • the UE receives the GNSS even once, the GNSS timing is maintained for a long time even if the GNSS signal quality is degraded.
  • the hysteresis value of the base station may be set large to reduce the influence on the cellular.
  • the hysteresis value of the GNSS / base station may be set differently according to the GNSS reception capability of the base station. For example, when the base station has the capability of receiving the GNSS signal, the hysteresis value of the base station may be set to be large so as to maintain the timing of the base station for a long time. As another example, when the base station does not have the ability to receive the GNSS signal, the hysteresis value of the base station may be set to be small so as to follow the timing of the GNSS if possible.
  • the UE can derive a timing / frequency within a certain error from the GNSS based on the RAN4 requirement without specifically defining a measurement for the GNSS as described above. Can be set to use as the synchronization source. At this time, when the base station has the GNSS as a priority, the UE is reported to be impossible to GNSS only when it is expected that the timing / frequency reference that can be derived from the GNSS exceeds a certain error to operate the base station to use the timing of the base station. Can be.
  • a D2D terminal may perform synchronization by receiving a synchronization reference signal from a first synchronization source to perform synchronization (see FIG. 8). S810).
  • the first synchronization source may be a Global Navigation Satellite System (GNSS).
  • GNSS Global Navigation Satellite System
  • the D2D user equipment may set a global navigation satellite system (GNSS) signal as a synchronization reference signal.
  • the D2D user equipment may set the GNSS signal as a synchronization reference signal only when the quality of the GNSS signal is greater than the minimum requirement by the hysteresis value.
  • the definition of the measurement is the same as that of FIG.
  • the terminal may determine whether the quality of the synchronization reference signal does not satisfy a predetermined criterion in order to convert the synchronization source (S820).
  • the quality of the synchronization reference signal may be the received power of the synchronization reference signal received from the first synchronization source.
  • the predetermined reference may be a value obtained by applying a predetermined hysteresis value to the received power of the synchronization reference signal received from the second synchronization source.
  • the terminal may drive the timer (S830). For example, if the signal quality of the corresponding signal does not meet a predetermined criterion while receiving a signal of a specific synchronization source above a certain threshold, the timer may be operated, and the quality of the corresponding signal may be continuously maintained while the timer is operating. It can be measured as (S850). Thereafter, if the signal quality does not exceed the threshold until the timer expires, the synchronization source may be reselected or another synchronization source may be selected (S860). For example, when the GNSS signal is not received above a certain threshold, the timer is operated.
  • the operation of reselecting the synchronization source may be performed. This is because the UE may maintain a clock within a specific error range for a certain time even if the signal reception quality of the GNSS is poor (extremely not receiving the GNSS signal at all).
  • the determining of the synchronization signal quality (S820) and the changing of the synchronization source (S860) may be the same as the determining of the synchronization signal quality (S720) and changing the synchronization source (S730) of FIG. 7. have. Therefore, detailed description thereof will be omitted.
  • hysteresis and timer can be applied simultaneously. At this time, hysteresis is applied to maintain a specific synchronization source to prevent too frequent timing change operation, and a timer is used when the measurement worsens for a long time (e.g., smaller than the threshold and larger than the threshold-hysteresis, but for a long time). Can be applied to change the sync source to a better sync source.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating the configuration of a base station apparatus and a terminal apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the base station apparatus 910 may include a receiving module 911, a transmitting module 912, a processor 913, a memory 914, and a plurality of antennas 915.
  • the plurality of antennas 915 means a base station apparatus that supports MIMO transmission and reception.
  • the receiving module 911 may receive various signals, data, and information on the uplink from the terminal.
  • the transmission module 912 may transmit various signals, data, and information on downlink to the terminal.
  • the processor 913 may control the overall operation of the base station apparatus 910.
  • the processor 913 of the base station apparatus 910 may process matters necessary in the above-described embodiments.
  • the processor 913 of the base station apparatus 910 performs a function of processing the information received by the base station apparatus 910, information to be transmitted to the outside, and the memory 914 for a predetermined time. And may be replaced by a component such as a buffer (not shown).
  • the terminal device 920 may include a receiving module 921, a transmitting module 922, a processor 923, a memory 924, and a plurality of antennas 925.
  • the plurality of antennas 925 refers to a terminal device that supports MIMO transmission and reception.
  • the receiving module 921 may receive various signals, data, and information on downlink from the base station.
  • the transmission module 922 may transmit various signals, data, and information on the uplink to the base station.
  • the processor 923 may control operations of the entire terminal device 920.
  • the processor 923 of the terminal device 920 may process necessary items in the above-described embodiments.
  • the processor 923 of the terminal device 920 performs a function of processing the information received by the terminal device 920, information to be transmitted to the outside, and the memory 924 displays the processed information and the like for a predetermined time. And may be replaced by a component such as a buffer (not shown).
  • the description of the base station apparatus 910 may be equally applicable to a relay apparatus as a downlink transmitting entity or an uplink receiving entity, and the description of the terminal device 920 may be for downlink reception. The same may be applied to the relay apparatus as a subject or an uplink transmission subject.
  • Embodiments of the present invention described above may be implemented through various means.
  • embodiments of the present invention may be implemented by hardware, firmware, software, or a combination thereof.
  • a method according to embodiments of the present invention may include one or more Application Specific Integrated Circuits (ASICs), Digital Signal Processors (DSPs), Digital Signal Processing Devices (DSPDs), and Programmable Logic Devices (PLDs). It may be implemented by field programmable gate arrays (FPGAs), 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 field programmable gate arrays
  • processors controllers, microcontrollers, microprocessors, and the like.
  • the method according to the embodiments of the present invention may be implemented in the form of a module, a procedure, or a function that performs the functions or operations described above.
  • the software code may be stored in a memory unit and driven by a processor.
  • the memory unit may be located inside or outside the processor, and may exchange data with the processor by various known means.
  • Embodiments of the present invention as described above may be applied to various mobile communication systems.

Abstract

본 발명에서는 단말 간 통신 (D2D; Device to Device communication)을 지원하는 무선통신시스템에서 D2D 단말이 동기화를 수행하는 방법이 개시된다. 구체적으로, D2D 단말이 동기화를 수행하는 방법은 제 1 동기 소스로부터 동기 기준 신호를 수신하여 동기화를 수행하는 단계; 및 상기 동기 기준 신호의 품질이 소정의 기준을 만족시키기 못하는 경우, 동기 소스를 제 2 동기 소스로 변경하는 단계를 포함한다.

Description

무선 통신 시스템에서 D2D 단말이 동기화를 수행하기 위한 방법 및 장치
이하의 설명은 무선 통신 시스템에 대한 것으로, 보다 상세하게는 단말 간 통신 (D2D; Device to Device communication)을 지원하는 무선통신시스템에서 동기화를 수행하는 방법 및 장치에 대한 것이다.
무선 통신 시스템이 음성이나 데이터 등과 같은 다양한 종류의 통신 서비스를 제공하기 위해 광범위하게 전개되고 있다. 일반적으로 무선 통신 시스템은 가용한 시스템 자원(대역폭, 전송 파워 등)을 공유하여 다중 사용자와의 통신을 지원할 수 있는 다중 접속(multiple access) 시스템이다. 다중 접속 시스템의 예들로는 CDMA(code division multiple access) 시스템, FDMA(frequency division multiple access) 시스템, TDMA(time division multiple access) 시스템, OFDMA(orthogonal frequency division multiple access) 시스템, SC-FDMA(single carrier frequency division multiple access) 시스템, MC-FDMA(multi carrier frequency division multiple access) 시스템 등이 있다.
장치 대 장치(Device-to-Device; D2D) 통신이란 단말(User Equipment; UE)들 간에 직접적인 링크를 설정하여, 기지국(evolved NodeB; eNB)을 거치지 않고 단말 간에 음성, 데이터 등을 직접 주고 받는 통신 방식을 말한다. D2D 통신은 단말-대-단말(UE-to-UE) 통신, 피어-대-피어(Peer-to-Peer) 통신 등의 방식을 포함할 수 있다. 또한, D2D 통신 방식은 M2M(Machine-to-Machine) 통신, MTC(Machine Type Communication) 등에 응용될 수 있다.
D2D 통신은 급속도로 증가하는 데이터 트래픽에 따른 기지국의 부담을 해결할 수 있는 하나의 방안으로서 고려되고 있다. 예를 들어, D2D 통신에 의하면 기존의 무선 통신 시스템과 달리 기지국을 거치지 않고 장치 간에 데이터를 주고 받기 때문에 네트워크의 과부하를 줄일 수 있게 된다. 또한, D2D 통신을 도입함으로써, 기지국의 절차 감소, D2D에 참여하는 장치들의 소비 전력 감소, 데이터 전송 속도 증가, 네트워크의 수용 능력 증가, 부하 분산, 셀 커버리지 확대 등의 효과를 기대할 수 있다.
본 발명에서는 단말 간 통신 (D2D; Device to Device communication)을 지원하는 무선통신시스템에서 D2D 단말이 동기화를 수행하는 방법을 기술적 과제로 한다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 양상에 따르면, 단말 간 통신 (D2D; Device to Device communication)을 지원하는 무선통신시스템에서 D2D 단말이 동기화를 수행하는 방법은 제 1 동기 소스로부터 동기 기준 신호를 수신하여 동기화를 수행하는 단계; 및 동기 기준 신호의 품질이 소정의 기준을 만족시키기 못하는 경우, 동기 소스를 제 2 동기 소스로 변경하는 단계를 포함할 수 있다.
다른 양상에 따르면, 단말 간 통신 (D2D; Device to Device communication)을 지원하는 무선통신시스템에서 동기화를 수행하는 D2D 단말은 수신 모듈; 및 프로세서를 포함하며, 프로세서는 수신 모듈이 제 1 동기 소스로부터 동기 기준 신호를 수신하도록 제어하고, 동기 기준 신호를 기초로 동기화를 수행하고, 동기 기준 신호의 품질이 소정의 기준을 만족시키기 못하는 경우, 동기 소스를 제 2 동기 소스로 변경하도록 구성될 수 있다.
여기서, 동기 기준 신호의 품질은 제 1 동기 소스로부터 수신한 동기 기준 신호의 수신 전력일 수 있으며, 소정의 기준은 제 2 동기 소스로부터 수신한 동기 기준 신호의 수신 전력에 소정의 히스테리시스(hysteresis) 값을 적용한 값일 수 있다.
구체적으로, 제 1 동기 소스와 제 2 동기 소스의 수신 전력 크기를 비교하기 위하여 각각의 수신 전력에 크기 조정(scaling)을 수행할 수 있다.
또한, 제 1 동기 소스와 제 2 동기 소스의 수신 전력 크기를 비교하기 위하여 제 1 동기 소스 또는 제 2 동기 소스의 수신 전력에 오프셋(offset)을 적용할 수 있다.
여기서, 히스테리시스 값은 제 2 동기 소스가 제 1 동기 소스의 동기 기준 신호를 수신할 수 있는지 여부에 따라 결정될 수 있다. 예를 들어, 히스테리시스 값은 제 2 동기 소스가 제 1 동기 소스의 동기 기준 신호를 수신할 수 있는 경우, 제 1 동기 소스의 동기 기준 신호를 수신할 수 없는 경우보다 크게 결정될 수 있다.
추가적으로, 동기 소스를 변경하는 단계는 타이머를 동작시키는 단계; 및 타이머가 만료되기 전까지 동기 기준 신호의 품질이 소정의 기준을 만족시키기 못하는 경우, 동기 소스를 변경하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면 단말 간 통신 (D2D; Device to Device communication)을 지원하는 무선통신시스템에서 D2D 단말이 동기화를 수행할 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 명세서에 첨부되는 도면은 본 발명에 대한 이해를 제공하기 위한 것으로서 본 발명의 다양한 실시형태들을 나타내고 명세서의 기재와 함께 본 발명의 원리를 설명하기 위한 것이다.
도 1은 무선 프레임의 구조를 나타내는 도면이다.
도 2는 하향링크 슬롯에서의 자원 그리드(resource grid)를 나타내는 도면이다.
도 3은 하향링크 서브프레임의 구조를 나타내는 도면이다.
도 4는 상향링크 서브프레임의 구조를 나타내는 도면이다.
도 5는 단말 간 통신을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 단말 간 통신을 위한 자원 유닛의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 동기 소스 변경 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 동기 소스 변경 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 장치의 구성을 도시한 도면이다.
이하의 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들을 소정 형태로 결합한 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려될 수 있다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성할 수도 있다. 본 발명의 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다.
본 명세서에서 본 발명의 실시예들을 기지국과 단말 간의 데이터 송신 및 수신의 관계를 중심으로 설명한다. 여기서, 기지국은 단말과 직접적으로 통신을 수행하는 네트워크의 종단 노드(terminal node)로서의 의미를 갖는다. 본 문서에서 기지국에 의해 수행되는 것으로 설명된 특정 동작은 경우에 따라서는 기지국의 상위 노드(upper node)에 의해 수행될 수도 있다.
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. '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. 또한, 본 명세서 전체에서 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하여 설명한다.
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.
이하의 기술은 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, 하향링크에서 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.
본 발명이 적용될 수 있는 LTE / LTE -A 시스템 일반
도 1를 참조하여 무선 프레임의 구조에 대하여 설명한다.
셀룰러 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.
도 1(a)는 타입 1 무선 프레임의 구조를 나타내는 도면이다. 하향링크 무선 프레임(radio frame)은 10개의 서브프레임(subframe)으로 구성되고, 하나의 서브프레임은 시간 영역(time domain)에서 2개의 슬롯(slot)으로 구성된다. 하나의 서브프레임이 전송되는 데 걸리는 시간을 TTI(전송 time interval)이라 하고, 예를 들어 하나의 서브프레임의 길이는 1ms이고, 하나의 슬롯의 길이는 0.5ms 일 수 있다. 하나의 슬롯은 시간 영역에서 복수의 OFDM 심볼을 포함하고, 주파수 영역에서 다수의 자원블록(Resource Block; RB)을 포함한다. 3GPP LTE 시스템에서는 하향링크에서 OFDMA 를 사용하므로, OFDM 심볼이 하나의 심볼 구간을 나타낸다. OFDM 심볼은 또한 SC-FDMA 심볼 또는 심볼 구간으로 칭하여질 수도 있다. 자원 블록(Resource Block; RB)은 자원 할당 단위이고, 하나의 슬롯에서 복수개의 연속적인 부반송파(subcarrier)를 포함할 수 있다.
하나의 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 CP(Cyclic Prefix)의 설정에 따라 달라질 수 있다. CP에는 확장된 CP(extended CP)와 일반 CP(normal CP)가 있다. 예를 들어, OFDM 심볼이 일반 CP에 의해 구성된 경우, 하나의 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 7개일 수 있다. OFDM 심볼이 확장된 CP에 의해 구성된 경우, 한 OFDM 심볼의 길이가 늘어나므로, 한 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 일반 CP인 경우보다 적다. 확장된 CP의 경우에, 예를 들어, 하나의 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 6개일 수 있다. 단말이 빠른 속도로 이동하는 등의 경우와 같이 채널상태가 불안정한 경우, 심볼간 간섭을 더욱 줄이기 위해 확장된 CP가 사용될 수 있다.
일반 CP가 사용되는 경우 하나의 슬롯은 7개의 OFDM 심볼을 포함하므로, 하나의 서브프레임은 14개의 OFDM 심볼을 포함한다. 이때, 각 서브프레임의 처음 2개 또는 3개의 OFDM 심볼은 PDCCH(physical downlink control channel)에 할당되고, 나머지 OFDM 심볼은 PDSCH(physical downlink shared channel)에 할당될 수 있다.
도 1(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(Guard Period; GP), UpPTS (Uplink Pilot Time Slot)로 구성되며, 이 중 1개의 서브프레임은 2개의 슬롯으로 구성된다. DwPTS는 단말에서의 초기 셀 탐색, 동기화 또는 채널 추정에 사용된다. UpPTS는 기지국에서의 채널 추정과 단말의 상향 전송 동기를 맞추는 데 사용된다. 보호구간은 상향링크와 하향링크 사이에 하향링크 신호의 다중경로 지연으로 인해 상향링크에서 생기는 간섭을 제거하기 위한 구간이다. 한편, 무선 프레임의 타입에 관계 없이 1개의 서브프레임은 2개의 슬롯으로 구성된다.
무선 프레임의 구조는 예시에 불과하고, 무선 프레임에 포함되는 서브프레임의 수 또는 서브프레임에 포함되는 슬롯의 수, 슬롯에 포함되는 심볼의 수는 다양하게 변경될 수 있다.
도 2는 하향링크 슬롯에서의 자원 그리드(resource grid)를 나타내는 도면이다. 하나의 하향링크 슬롯은 시간 영역에서 7 개의 OFDM 심볼을 포함하고, 하나의 자원블록(RB)은 주파수 영역에서 12 개의 부반송파를 포함하는 것으로 도시되어 있지만, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 일반 CP(Cyclic Prefix)의 경우에는 하나의 슬롯이 7 OFDM 심볼을 포함하지만, 확장된 CP(extended-CP)의 경우에는 하나의 슬롯이 6 OFDM 심볼을 포함할 수 있다. 자원 그리드 상의 각각의 요소는 자원 요소(resource element)라 한다. 하나의 자원블록은 12*7 자원 요소를 포함한다. 하향링크 슬롯에 포함되는 자원블록들의 NDL의 개수는 하향링크 전송 대역폭에 따른다. 상향링크 슬롯의 구조는 하향링크 슬롯의 구조와 동일할 수 있다.
도 3은 하향링크 서브프레임의 구조를 나타내는 도면이다. 하나의 서브프레임 내에서 첫 번째 슬롯의 앞 부분의 최대 3 개의 OFDM 심볼은 제어 채널이 할당되는 제어 영역에 해당한다. 나머지 OFDM 심볼들은 물리하향링크공유채널(Physical Downlink Shared Chancel; PDSCH)이 할당되는 데이터 영역에 해당한다. 3GPP LTE 시스템에서 사용되는 하향링크 제어 채널들에는, 예를 들어, 물리제어포맷지시자채널(Physical Control Format Indicator Channel; PCFICH), 물리하향링크제어채널(Physical Downlink Control Channel; PDCCH), 물리HARQ지시자채널(Physical Hybrid automatic repeat request Indicator Channel; PHICH) 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/NACK 신호를 포함한다. PDCCH를 통하여 전송되는 제어 정보를 하향링크제어정보(Downlink Control Information; DCI)라 한다. DCI는 상향링크 또는 하향링크 스케줄링 정보를 포함하거나 임의의 단말 그룹에 대한 상향링크 전송 전력 제어 명령을 포함한다. PDCCH는 하향링크공유채널(DL-SCH)의 자원 할당 및 전송 포맷, 상향링크공유채널(UL-SCH)의 자원 할당 정보, 페이징채널(PCH)의 페이징 정보, DL-SCH 상의 시스템 정보, PDSCH 상으로 전송되는 임의접속응답(Random Access Response)과 같은 상위계층 제어 메시지의 자원 할당, 임의의 단말 그룹 내의 개별 단말에 대한 전송 전력 제어 명령의 세트, 전송 전력 제어 정보, VoIP(Voice over IP)의 활성화 등을 포함할 수 있다. 복수의 PDCCH가 제어 영역 내에서 전송될 수 있다. 단말은 복수의 PDCCH를 모니터링할 수 있다. PDCCH는 하나 이상의 연속하는 제어채널요소(Control Channel Element; CCE)의 조합(aggregation)으로 전송된다. CCE는 무선 채널의 상태에 기초한 코딩 레이트로 PDCCH를 제공하기 위해 사용되는 논리 할당 단위이다. CCE는 복수개의 자원 요소 그룹에 대응한다. PDCCH의 포맷과 이용 가능한 비트 수는 CCE의 개수와 CCE에 의해 제공되는 코딩 레이트 간의 상관관계에 따라서 결정된다. 기지국은 단말에게 전송되는 DCI에 따라서 PDCCH 포맷을 결정하고, 제어 정보에 순환잉여검사(Cyclic Redundancy Check; CRC)를 부가한다. CRC는 PDCCH의 소유자 또는 용도에 따라 무선 네트워크 임시 식별자(Radio Network Temporary Identifier; RNTI)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(Paging Indicator Identifier; P-RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다. PDCCH가 시스템 정보(보다 구체적으로, 시스템 정보 블록(SIB))에 대한 것이면, 시스템 정보 식별자 및 시스템 정보 RNTI(SI-RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다. 단말의 임의 접속 프리앰블의 전송에 대한 응답인 임의접속응답을 나타내기 위해, 임의접속-RNTI(RA-RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다.
도 4는 상향링크 서브프레임의 구조를 나타내는 도면이다. 상향링크 서브프레임은 주파수 영역에서 제어 영역과 데이터 영역으로 분할될 수 있다. 제어 영역에는 상향링크 제어 정보를 포함하는 물리상향링크제어채널(Physical Uplink Control Channel; PUCCH)이 할당된다. 데이터 영역에는 사용자 데이터를 포함하는 물리상향링크공유채널(Physical uplink shared channel; PUSCH)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.
단말 간 통신 (D2D; Device to Device communication)
도 5는 단말 (UE; User Equipment) 간 통신을 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, 일 예로, 단말 사용자의 단말을 의미할 수 있다. 또한, 다른 예로 기지국과 같은 네트워크 장비가 단말 사이의 통신 방식에 따라서 신호를 송수신하는 경우에는 역시 일종의 단말로 간주될 수 있다. 이하에서는 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 받고 해당 자원 풀 내에서 UE1의 신호를 검출한다. 여기서 자원 풀은 UE1이 기지국의 연결 범위에 있는 경우 기지국이 알려줄 수 있으며, 기지국의 연결 범위 밖에 있는 경우에는 다른 단말이 알려주거나 혹은 사전에 정해진 자원으로 결정될 수도 있다. 일반적으로 자원 풀은 복수의 자원 유닛으로 구성되며 각 단말은 하나 혹은 복수의 자원 유닛을 선정하여 자신의 D2D 신호 송신에 사용할 수 있다.
이하에서는 D2D 통신에서 사용되는 자원 구성에 대해서 설명한다. 도 6은 단말 간 통신을 위한 자원 유닛의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
일반적으로 자원 풀은 복수의 자원 유닛으로 구성되며 각 단말은 하나 또는 복수의 자원 유닛을 선택하여 D2D 통신을 위해 사용할 수 있다. 도 14는 자원 유닛을 구성하는 방법 중 하나를 나타내는 것으로, 전체 주파수 자원 풀이 NF개로 분할되고 전체 시간 자원이 NT개로 분할되어 총 NF*NT 개의 자원 유닛이 정의되는 경우를 나타낸다.
이때, 자원 풀이 NT 서브프레임을 주기로 반복된다고 할 수 있다. 또한, 하나의 자원 유닛은 하나의 자원 풀 내에서 주기적으로 반복하여 할당될 수 있다. 예를 들어, 자원 유닛 #0, #1, ... , 및 #( NF -1)은 해당 자원 풀 내에서 소정 시간의 주기로 반복하여 할당되는 모습을 나타낸다. 즉, 자원 유닛 #0을 할당 받은 단말은 하나의 자원 풀 내에서 자원 유닛 #0으로 인덱싱 된 자원 유닛을 모두 사용할 수 있다.
또한, 자원 풀 내의 자원 유닛 또는 자원 풀 자체는 시간 및/또는 주파수 차원에서의 다이버시티(diversity) 효과를 얻기 위해서 하나의 논리적인 자원 유닛이 매핑되는 물리적 자원 유닛의 인덱스가 시간에 따라서 사전에 정해진 패턴으로 변화되도록 구성될 수 있다. 이러한 자원 유닛 구조에 있어서 자원 풀이란 D2D 신호를 송수신하고자 하는 단말이 D2D 신호의 송수신에 사용할 수 있는 자원 유닛의 집합을 의미할 수 있다.
본 발명의 실시예들에서 D2D 통신을 위한 자원 풀은 여러 종류로 구분될 수 있다. 먼저 각 자원 풀을 통해 전송되는 D2D 신호의 내용/종류에 따라서 구분될 수 있다. 예를 들어, D2D 신호는 스케줄링 할당(SA: Scheduling Assignment) 신호, D2D 데이터 채널 신호 및 디스커버리 채널(Discovery Channel) 신호 등으로 구분될 수 있다.
스케줄링 할당(SA) 신호는 D2D 통신을 위한 D2D 데이터 채널이 할당된 자원 위치, D2D 데이터 채널의 변/복조를 위해서 필요한 변조 및 코딩 방식(MCS: Modulation and Coding Scheme), MIMO 전송 방식 및/또는 TA(Timing Advance) 등의 정보를 포함하는 신호를 의미한다. SA 신호는 소정의 자원 유닛 상에서 독립적으로 전송되거나, 동일 자원 유닛 상에서 D2D 데이터와 함께 다중화(multiplex)되어 전송될 수 있다. SA 신호가 데이터와 다중화 되는 경우, SA 자원 풀이란 SA가 D2D 데이터와 다중화되어 전송되는 자원 유닛의 집합을 의미할 수 있다. 본 발명의 실시예들에서, SA 신호가 전송되는 자원 유닛을 SA 채널 또는 D2D 제어 채널이라 부를 수 있다.
D2D 데이터 채널은 단말들이 SA를 통하여 지정된 자원을 사용하여 D2D 데이터를 송수신하기 위한 자원 유닛의 집합으로 정의될 수 있다. D2D 데이터 채널은 SA 채널과 다중화될 수 있다. 또한 D2D 데이터 채널은 SA 신호 없이 D2D 데이터 신호 만이 다중화될 수 있다.
이 때, 동일 자원 유닛 상에서 SA 신호와 D2D 데이터 채널이 함께 다중화되어 전송될 수 있는 경우에, D2D 데이터 채널을 위한 자원 풀에는 SA 신호를 제외한 형태의 D2D 데이터 채널 만이 전송되는 형태로도 구성될 수 있다. 다시 말하면 SA 자원 풀 내에의 개별 자원 유닛 상에서 SA 정보를 전송하는데 사용되었던 자원 유닛은 D2D 데이터 채널을 위한 자원 풀에서는 여전히 D2D 데이터를 전송하기 위해 사용될 수 있다.
디스커버리 채널은 D2D 통신을 수행하기 위한 단말이 자신의 식별자 등의 정보를 전송하여 인근 단말로 하여금 자신을 발견할 수 있도록 하는 신호 또는 메시지를 전송하기 위한 자원 유닛의 집합을 의미한다.
이때, 하나의 자원 풀 내에서 SA 신호를 전송하기 위한 SA 채널, D2D 데이터를 송수신하기 위한 데이터 채널 및 디스커버리 신호를 송수신하기 위한 디스커버리 채널이 구성될 수 있다. 또는, SA 채널, D2D 데이터 채널 또는 디스커버리 채널이 각각 별도의 자원 풀로 구성될 수 있다.
또는, D2D 신호의 내용이 동일한 경우에도 D2D 신호의 송수신 속성에 따라서 상이한 자원 풀이 할당될 수 있다.
예를 들어, 동일한 종류의 D2D 데이터 채널이나 디스커버리 채널이라 하더라도 (1) D2D 신호의 송신 타이밍 결정 방식(예를 들어, 동기 기준 신호의 수신 시점에서 송신되는지 아니면, 해당 수신 시점에서 일정한 TA를 적용하여 전송되는지)이나, (2) 자원 할당 방식(예를 들어, 개별 신호의 전송 자원을 기지국이 개별 송신 단말에게 지정해주는지 아니면 개별 송신 단말이 자원 풀 내에서 자체적으로 개별 신호 전송 자원을 선택하는지), (3) 신호 포맷(예를 들어, 각 D2D 신호가 하나의 서브프레임에서 차지하는 심볼의 개수나, 하나의 D2D 신호 전송에 사용되는 서브프레임의 개수 등), (4) 기지국으로부터의 신호 세기 및/또는 (5) D2D 단말의 송신 전력 세기 등에 따라서 상이한 자원 풀로 구성될 수 있다.
본 발명의 실시예들에서는, 설명의 편의상 D2D 통신에서 기지국이 D2D 송신 단말의 자원 영역을 직접 스케줄링하는 방법을 제1모드(Mode 1)로 정의한다. 또한, D2D 전송 자원 영역이 사전에 설정되어 있거나 기지국이 전송 자원 영역을 할당하되, 단말이 해당 전송 자원 영역 중에서 D2D 통신을 위한 자원 유닛을 선택하는 방법을 제2모드(Mode 2)라 정의한다.
D2D 디스커버리의 경우에는 사전에 설정된 자원 영역 또는 기지국이 지시한 자원 영역 중에서 단말이 D2D 디스커버리를 위한 자원 유닛을 직접 선택하는 경우는 제1타입(Type 1)이라 정의한다. 또한, 기지국이 디스커버리 채널에 대한 자원 영역을 직접 스케줄링하는 경우에는 제2타입(Type 2)이라 정의한다.
본 발명의 실시예들에서 D2D 통신을 위한 채널들은 사이드링크(sidelink)라고 불릴 수도 있다. 이러한 경우에, SA 채널은 물리 사이드링크 제어 채널(Physical Sidelink Control Channel: PSCCH), D2D 동기 신호는 사이드링크 동기 신호(SideLink Synchronization Signal: SLSS), D2D 통신을 위한 가장 기본적인 시스템 정보를 방송하는 제어 채널을 물리 사이드링크 방송채널(Physical Sidelink Broadcast Channel: PSBCH)로 불릴 수 있다. SLSS는 다른 이름으로 PD2DSCH(Physical D2D Synchronization Channel)이라고 부를 수 있다. 또한, D2D 디스커버리 신호가 전송되기 위한 채널은 물리 사이드링크 디스커버리 채널(Physical Sidelink Discovery Channel: PSDCH)로 정의될 수 있다.
LTE-A 시스템(Rel-12, 13 이상)에서는 D2D 통신 단말이 PSBCH와 SLSS와 함께 전송하거나 SLSS를 전송하도록 설정되어 있다. 또한, LTE-A 시스템은 D2D 통신에서 다른 단말과의 동기를 맞추기 위한 S-RSRP(sidelink-RSRP)를 새로이 정의하고 있다. 즉, 단말들이 D2D 통신을 하고자 할 때, S-RSRP를 측정하여 특정 값 이상이 되는 단말에 대해서만 서로 동기를 맞추고 D2D 통신을 수행할 수 있다. 이때, S-RSRP는 PSBCH 상의 DM-RS 로부터 측정될 수 있다. 다만, D2D 릴레이 동작을 위해, S-RSRP는 PSDCH 상의 DM-RS로부터 측정할 수도 있다.
또한, 커버리지 밖(out-coverage)의 단말은 SLSS 및/또는 PSBCH/PSCCH/PSSCH의 DM-RS 신호 세기의 DM-RS를 기반으로 S-RSRP 등을 측정함으로써 자신이 D2D 릴레이 동작을 수행할 동기 소스(synchronization source)가 될지 여부를 결정할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 동기 소스 변경 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 7을 참조하면, 단말 간 통신 (D2D; Device to Device communication)을 지원하는 무선통신시스템에서 D2D 단말은 동기화를 수행하기 위하여 제 1 동기 소스로부터 동기 기준 신호를 수신하여 동기화를 수행할 수 있다(S710). 일 실시예로, 제 1 동기 소스는 전지구 위성항법 시스템 (GNSS; Global Navigation Satellite System)일 수 있다. LTE-A 시스템(Rel-12, 13 이상)에서 D2D 단말은 전지구 위성항법 시스템 (GNSS; Global Navigation Satellite System) 신호를 동기 기준 신호로 설정할 수 있다. 일 예로, D2D 단말은 GNSS 신호의 품질이 최소 요구 사항보다 히스테리시스 값만큼 더 큰 경우에 한해 GNSS 신호를 동기 기준 신호로 설정할 수 있다.
GNSS신호의 품질을 평가하기 위해서는 측정(measurement)에 대한 정의가 필요하다. 이하에서는 단말 간 통신을 위한 GNSS 품질을 정의하는 방법에 대해서 설명한다.
일 예로, 3GPP LTE의 표준 문서 TS36.355의 GNSS 측정 정보 중 반송파 대 잡음 비 (carrier-to-noise ratio; C/N0)를 측정 메트릭(measurement metric)으로 사용할 수 있다. 이 방법은 기존 기지국으로부터의 RSRP와 유사하게 신호의 세기를 이용하여 측정 메트릭(measurement metric)을 정의하는 것이다. 즉, 여러 위성신호를 수신하였을 때, 반송파 대 잡음 비(C/N0)가 일정 임계 이상이면, 해당 위성 신호를 잘 수신한 것으로 판단하고 시간 및/또는 주파수 기준으로 사용할 수 있게 되는 것이다.
한편 위성이 매우 빠른 속도로 이동 중인 경우, 도플러가 큰 (다만, C/N0는 큼) 위성의 신호를 사용할 경우 단말이 부정확한 주파수 기준을 참조하여 단말 간 통신 신호를 송수신하게 될 수 있다. 이 경우에는 해당 단말이 다른 단말들에게 큰 시간/주파수 오차를 발생시켜서 간섭을 일으킬 수도 있고, 해당 단말 또한 다른 단말들과 현저히 다른 시간/주파수로 인하여 간섭을 받을 수 있다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 도플러 측정(Doppler measurement)의 절대값이 일정 임계값 미만인 위성 신호에 대하여 반송파 대 잡음 비(C/N0)를 단말간 통신을 위한 GNSS 측정(GNSS measurement)으로 사용하는 것을 제안한다. 구현 관점에서, 도플러는 반송파 위상 차이를 이용하여 위성신호의 도플러 주파수 또는 도플러 주파수 천이 (Doppler frequency shift)를 측정할 수 있고, 도플러가 일정 임계값 이상이라면, 반송파 대 잡음 비(C/N0)가 아무리 크더라도 타이밍이나 주파수 기준으로 사용하지 않도록 할 수 있다. 다시 말해, 3GPP LTE 표준 문서 TS36.355의 measurement를 활용하면, 도플러 측정값의 절대값이 일정 임계값 미만인 위성 신호에 대한 반송파 대 잡음 비(C/N0)만을 측정 메트릭(measurement metric)으로 사용하는 것이다.
다른 예로, 3GPP LTE 표준 문서 TS36.355의 누적 된 델타 범위 (ADR; Accumulated Delta-Range)가 수신된 위성 신호가 왜곡되어 있음을 나타내는 척도일 수도 있다. 예를 들어, ADR이 일정 임계값 이내인 위성 신호만 단말 간 통신을 위한 GNSS 측정(GNSS measurement)으로 사용하는 방법을 제안한다.
또 다른 예로, 3GPP LTE 표준 문서 TS36.355의 mpathDet가 위성 신호가 왜곡 됨을 나타내는 지표일 수 있다. 예를 들어, 단말 간 통신을 위한 GNSS 측정(GNSS measurement)을 정의할 때, mpathDet값이 일정 임계값 이상인 위성의 측정(measurement)을 제외할 수 있다.
한편, 위에서 기술한 GNSS 측정 정보(GNSS measurement information)에서 각 measurement는 각각의 위성에 대한 것으로써, 하나 이상의 위성의 신호가 수신되는 경우에는 각 위성들의 측정값들의 평균, 최대값, 최소값, 혹은 상위 N개의 평균, 하위 N개의 평균, 상위 N번째 값, 하위 N번째 값, 중간값(median) 중에서 한가지 값을 GNSS를 시간 및/또는 주파수 기준으로 사용하기 위한 (혹은 단말 간 통신을 위한) 대표 measurement로 정의할 수 있다. 예를 들어, 단말 간 통신을 위한 GNSS 측정(GNSS measurement)은 위치를 찾기 위한 것이 아니기 때문에 여러 위성 신호 중 하나의 신호만 충분한 반송파 대 잡음 비(C/N0)로 수신되더라도 단말 간 통신 시간 기준으로 사용하는데 문제가 없을 수 있다. 따라서, 여러 위성신호들의 measurement 중 가장 최대값을 대표 measurement로 사용할 수 있다. 또는, 단지 하나의 위성 신호만 보였을 경우 해당 위성신호에 대한 타이밍 정확도를 담보하지 못할 수 있기에 상위 N개 값의 평균을 대표 measurement로 정의할 수 있다. 다만, 앞에서 설명한 일 예와 같이, 도플러가 일정 임계값 이상인 경우에는 대표 measurement 연산에서 제외 될 수 있다. 이것은 도플러 천이가 큰 위성 신호를 제외하여 보다 안정적인 시간/주파수 기준을 확보하는 것이다.
또 다른 예로, 위에서 설명한 방법들을 조합할 수 있다. 일 예로, 단말 간 통신을 위한 GNSS 측정(GNSS measurement)을 정의할 때, 도플러의 절대값 및/또는 ADR 및/또는 mpathDet가 일정 임계 미만인 위성 신호들 중에서 반송파 대 잡음 비(C/N0)의 평균 값이 단말 간 통신을 위한 GNSS 측정(GNSS measurement)으로 사용될 수 있다. 여기서 도플러의 절대값 및/또는 ADR 및/또는 mpathDet에 대한 임계값은 사전에 정해지거나, 네트워크에 의해 물리계층 혹은 상위계층 신호로 시그널링 될 수 있다.
또 다른 예로, 하나 이상의 위성의 신호가 수신되는 경우, 대표 measurement를 결정하는데 사용된 위성 신호의 시간/주파수의 가중 합을 단말 간 통신 신호의 송신 및/또는 수신의 기준으로 사용할 수 있다. 이 때, 각 위성 신호의 반송파 대 잡음 비(C/N0)를 대표 measurement를 결정하는데 사용된 위성의 반송파 대 잡음 비(C/N0)값들의 합으로 나눈 값을 가중 계수(weight factor)로 사용할 수 있다. 즉, 신호의 세기가 큰 위성 신호의 시간/주파수에 보다 가중치를 둘 수 있다.
다른 실시예로, 단말이 고정밀의 원자시계를 장착하고 있을 경우에는 GNSS의 신호를 이용할 필요 없이 해당 단말의 시간을 활용하여 단말 간 통신 신호의 송수신을 수행할 수 있다. 다만, 이 경우 다른 단말들이 고정밀의 원자시계를 가지지 않을 수도 있기 때문에 다른 단말의 수신을 위하여 다른 단말들이 사용하는 타이밍을 기준으로 신호를 송수신할 필요가 있을 수 있다. 하지만, 이 경우에는 매번 GNSS수신기를 켤 필요는 없고, 가끔 깨어나서 GNSS신호를 수신하여 타이밍을 보정할 수 있다. 이러한 단말이 고정밀의 원자시계를 가지고 있는 경우에는 해당 단말은 GNSS 측정(GNSS measurement)을 항상 최대 값으로 설정할 수 있다. 이는 고정밀의 원자시계를 가진 단말을 위해 별도의 measurement를 정의하거나 수행하는 것이 아니라 항상 최대 measurement로 설정하도록 하여 항상 GNSS의 측정 품질(measurement quality)이 좋은 것으로 판단하게 하기 위함이다.
LTE-A 시스템(Rel-12, 13 이상)에서는 단말 간 통신(D2D) 동기 히스테리시스(synchronization hysteresis)를 다음과 같이 나타내고 있다.
SL - Preconfiguration field descriptions
carrierFreq Indicates the carrier frequency for sidelink operation. In case of FDD it is uplink carrier frequency and the corresponding downlink frequency can be determined from the default TX-RX frequency separation defined in TS 36.101 [42, table 5.7.3-1].
preconfigComm Indicates a list of resource pools. The first resource pool in the list is used for both reception and transmission of sidelink communication. The other resource pools, if present, are only used for reception of sidelink communication.
syncRefDiffHyst Hysteresis when evaluating a SyncRef UE using relative comparison. Value dB0 corresponds to 0 dB, dB3 to 3 dB and so on, value dBinf corresponds to infinite dB.
syncRefMinHyst Hysteresis when evaluating a SyncRef UE using absolute comparison. Value dB0 corresponds to 0 dB, dB3 to 3 dB and so on.
D2D 단말이 동기화(synchronization)를 수행하는 방법은 아래와 같다.
커버리지를 벗어나는 경우(out of coverage)
3GPP LTE 표준 문서 TS 36.304 [4, 11.4]에 정의 된 바와 같이 단말 간 통신에 사용되는 주파수 범위(coverage)를 벗어나는 경우 다음 중 하나와 같이 동기화를 수행한다.
- 3GPP LTE 표준 문서 TS 36.133에 따라 후보 SLSS를 탐지하기 위해 전체 검색을 수행 (즉, 모든 서브 프레임 및 모든 가능한 SLSSID를 포함)
- 하나 이상의 감지 된 SLSSID를 평가할 때 S-RSRP 측정 결과를 사용하기 전에 3GPP LTE 표준 문서 TS 36.304 [9.3]에 정의 된 사전 구성된 필터 계수를 사용하여 3GPP LTE 표준 문서 TS 36.304 [5.5.3.2]에 지정된 계층 3 필터링을 적용
- 단말이 SyncRef 단말 선택한 경우: (i) 가장 강한 후보 SyncRef 단말의 S-RSRP가 syncRefMinHyst에 의해 3GPP LTE 표준 문서 TS 36.133에 정의된 최소 요구를 초과하고 가장 강한 후보 SyncRef UE가 현재 SyncRef 단말 및 가장 강한 후보의 S-RSRP와 동일한 우선 순위 그룹에 속하면 SyncRef 단말은 syncRefDiffHyst에 의해 현재의 SyncRef 단말의 S-RSRP를 초과하거나, (ii) 후보 SyncRef UE의 S-RSRP가 syncRefMinHyst에 의해 3GPP LTE 표준 문서 TS 36.133에 정의된 최소 요구를 초과하고 후보 SyncRef 단말이 현재 SyncRef UE보다 높은 우선 순위 그룹에 속하거나, 또는 (iii) 현재 SyncRef 단말의 S-RSRP가 3GPP LTE 표준 문서 TS 36.133에 정의된 최소 필요 조건 보다 작은 경우, SyncRef 단말이 선택되지 않는 것으로 간주한다.
- 단말이 SyncRef 단말을 선택하지 않은 경우: (i) 단말이 syncRefMinHyst에 의해 3GPP LTE 표준 문서 TS 36.133에 정의 된 최소 요구 사항을 초과하고 해당 MasterInformationBlock-SL 메시지 (후보 SyncRef UE)를 수신 한 S-RSRP가 하나 이상의 SLSSID를 발견하면 다음 우선 순위에 따라 SyncRef 단말을 선택한다.
(1) 이 UE로부터 수신 된 MasterInformationBlock-SL 메시지에 포함 된 inCoverage가 가장 높은 S-RSRP 결과 (우선 순위 그룹 1)를 갖는 단말부터 TRUE로 설정되는 단말.
(2) 가장 높은 S-RSRP 결과를 갖는 UE (우선 순위 그룹 2)에서 시작하여, SLSSID가 커버리지에서 정의 된 세트의 일부인 단말.
(3) 가장 높은 S-RSRP 결과 (우선 순위 그룹 3)를 갖는 단말로 시작하는 다른 단말들
커버리지 내인 경우(in coverage)
한편, GNSS가 V2X 동기 소스에 포함되었고, 커버리지 내(in coverage)에 있는 경우에는 네트워크가 GNSS와 기지국의 타이밍 중 어떤 것을 높은 우선 순위(priority)로 가질 것인지를 단말에게 시그널링 할 수 있다. 이때 만약 기지국이 GNSS를 높은 우선 순위로 설정하였는데, GNSS신호가 일정 임계값 이상으로 수신되지 않는 경우에는 기지국 신호를 타이밍 기준으로 설정할 수 있다. 혹은 반대로 기지국은 기지국 신호를 높은 우선 순위로 설정하였는데, 기지국 신호가 일정 시간 동안 수신되지 않을 경우 단말은 GNSS를 타이밍 기준으로 설정할 수 있다. 하지만, 이러한 타이밍 기준을 너무 빈번하게 설정할 경우에는 단말 간 직접 통신이 원활히 이루어지지 않을 뿐만 아니라 셀룰러 네트워크에 심각한 간섭을 일으킬 수 있고, 네트워크를 서로 다른 두 타이밍을 기반으로 자원 영역을 분리해서 할당해야 하기 때문에 자원 효율성이 저하될 수 있다. 이하에서는 GNSS와 기지국 사이에 동기 소스를 변경하는 방법을 설명한다.
단말은 동기 소스를 변환하기 위하여 동기 기준 신호의 품질이 소정의 기준을 만족시키기 못하는지 여부를 판단할 수 있다(S720). 일 실시예에 따르면, 동기 기준 신호의 품질은 제 1 동기 소스로부터 수신한 동기 기준 신호의 수신 전력일 수 있다. 이 때, 일 예로, 소정의 기준은 상기 제 2 동기 소스로부터 수신한 동기 기준 신호의 수신 전력에 소정의 히스테리시스(hysteresis) 값을 적용한 값일 수 있다. 다른 예로, 소정의 기준은 동기 기준 신호의 시간 오차 또는 주파수 오차일 수 있다. 만약 동기 기준 신호의 품질이 소정의 기준을 만족시키기 못하는 경우, D2D 단말은 동기 소스를 제 2 동기 소스로 변경 할 수 있다(S730).
일 예로, 단말이 GNSS를 제 1 동기 소스로 사용하고 있는 경우, 다른 동기 소스의 수신 전력이 GNSS의 수신 전력에 히스테리시스 값을 더한 값보다 클 경우 동기 소스를 변경할 수 있다. 예를 들어, 진화 된 범용 이동 통신 시스템 (E-UMTS; Evolved Universal Mobile Telecommunication System) 기지국을 제 2 동기 소스로 사용하는 경우, GNSS의 수신 전력과 히스테리시스 값에 따라 동기 소스를 제 1 동기 소스에서 제 2 동기 소스로 변경할 수 있다.
이 때, 네트워크는 상위계층 신호로 단말에게 최소 히스테리시스(minimum hysteresis) 값 및/또는 차이 히스테리시스(difference hysteresis) 값을 시그널링할 수 있으며, 사전에 단말에 히스테리시스 값들을 설정할 있을 수 있다. 예를 들어, 위의 히스테리시스 값을 적용하는 경우, 특정 단말이 GNSS신호를 과거에 일정 임계값 이상의 품질로 수신하였는데, GNSS의 수신 전력이 순간적으로 나빠졌다고 하더라도 다른 동기 소스로 스위칭하지 않을 수 있다. 즉, 히스테리시스 값 이상으로 GNSS 신호 품질이 나빠질 경우에서야 동기 소스를 변경하여 자주 타이밍 기준을 변경하는 동작을 수행하지 않도록 할 수 있다.
다른 예로, E-UMTS 기지국을 제 1 동기 소스로 사용하며, GNSS를 제 2 동기 소스로 사용하는 것으로 가정할 수 있다. 이러한 경우에도 마찬가지로, 기지국의 수신 전력에 대한 히스테리시스가 적용될 수 있다. 이는 핸드오버나 리포팅을 위한 히스테리시스와 별개로 기지국 타이밍을 어느 정도까지 유지할 것인지에 대한 히스테리시스를 나타낸다. 즉, 한번 기지국의 타이밍을 사용하게 되면, 사전에 설정되거나 네트워크에 의해 시그널링 된 히스테리시스 값 미만이 될 때까지는 기지국의 타이밍을 유지할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제 1 동기 소스와 상기 제 2 동기 소스의 수신 전력 크기를 비교하기 위하여 각각의 수신 전력에 크기 조정(scaling) 및/또는 제 1 동기 소스 또는 상기 제 2 동기 소스의 수신 전력에 오프셋(offset)을 적용할 수 있다. 이 때, 일 예로, 제 1 동기 소스는 전지구 위성항법 시스템 (GNSS; Global Navigation Satellite System) 이며, 상기 제 2 동기 소스는 진화 된 범용 이동 통신 시스템 (E-UMTS; Evolved Universal Mobile Telecommunication System) 기지국일 수 있다. 구체적으로, GNSS로부터 수신한 신호의 수신 전력과 기지국으로부터 수신한 신호의 수신 전력을 비교하기 위해서는 같은 스케일로 변환될 필요가 있다. 현재 기지국의 RSRP는 watt단위인데, 이를 반송파 대 잡음 비(C/N0)와 비교하기 위해서는 잡음 항(noise term)이 고려되어야 한다. 반송파 대 잡음 비(C/N0)의 정의와 신호 대 잡음 비(SNR; signal-to-noise ratio)간의 관계는 아래와 같이 정리할 수 있다.
SNR 은 일반적으로 데시벨 (dB; decibels)로 표현되며, 이는 아래와 같이 주어진 대역폭에서 신호 전력과 잡음 전력의 비율을 나타낸다.
[수학식 1]
SNR(dB) = S　- N
여기서, S는 신호 전력을 나타내며, 일반적으로 데시벨/밀리 와트 (dBm) 또는 데시벨/와트 (dBW) 단위로 표시되는 반송파 전력이다. 또한, N은 dBm 또는 dBW 단위로 주어진 대역폭에서의 잡음 전력이다.
반면, C/N0은 일반적으로 데시벨-Hertz (dB-Hz)로 표시되며 단위 대역폭 당 반송파 전력과 잡음 전력의 비율을 나타낸다.
GPS L1 C/A 신호의 경우, 위성으로부터 송신 될 때 확산(spreading) 또는 레인징(ranging) 코드에 의해 확산 된 원래의 무 변조 캐리어 전력의 전력으로서 수신 된 신호 전력을 고려할 수 있다. C/N0는 아래와 같이 나타낼 수 있다.
[수학식 2]
C/N0　(dB-Hz) = C - (N - BW) = C - N0　= SNR + BW 　　　　
여기서, C는 dBm 또는 dBW 단위의 반송파 전력, N은 dBm 또는 dBW 단위의 잡음 전력, N0는 dBm-Hz 또는 dBW-Hz의 잡음 전력 밀도, 그리고, BW는 일반적으로 수신기의 RF 프론트 엔드(front-end)에서 마지막 필터 스테이지의 노이즈 등가 대역폭(noise equivalent bandwidth) 인 관찰 대역폭(bandwidth of observation)을 나타낸다.
L1 C / A 코드 수신기의 전형적인 값은 다음과 같다.
- C/N0: ~ 37 to 45dB-Hz
- 수신기의 프론트-엔드 대역: ~ 4MHz => BW = 10*log (4,000,000) = 66dB
- SNR = C/N0　- BW => SNR ~ (37 - 66) to (45 - 66) => SNR ~ -29dB to -21dB
C / N0를 결정하기 위해서, 수신기로의 입력으로서의 반송파 전력 및 잡음 밀도를 결정할 필요가 있다.
이때, 기지국의 measurement는 RSRQ를 크기 조정(scaling)하여 사용할 수도 있고, RSRP를 잡음의 전력이나 전력 스펙트럼 밀도(PSD; power spectral density)로 나눈 뒤 이를 크기 조정(scaling)하여 사용할 수도 있다. 보다 정확하게는 반송파 대 잡음 비(C/N0)와 마찬가지로 기지국의 신호도 단위 BW당 SNR을 측정한 다음 GNSS와의 비교를 위하여 GNSS의 BW를 더해줄 수 있다. 또는, 기지국의 신호도 C/N0와 유사하게 수신 전력을 잡음의 PSD로 나눈 값을 사용할 수 있다.
신호 대 잡음 비(SNR)와 반송파 대 잡음 비(C/N0)를 비교하기 위한 구체적인 방법은 아래와 같다.
방법 1
3GPP LTE 표준 문서 TS36.101에 있는 심볼을 사용하여 신호 대 잡음 비(SNR)를 표현해보면
Figure PCTKR2017000485-appb-I000001
혹은
Figure PCTKR2017000485-appb-I000002
에 일정 크기 조정(scaling)이나 오프셋(offset)을 적용한 값을 기지국의 measurement로 사용할 수 있다.
여기서
Figure PCTKR2017000485-appb-I000003
와 Noc의 정의는 아래와 같다. Noc대신 Noc1, Noc2, Noc3, Noc'이 사용될 수도 있다.
-
Figure PCTKR2017000485-appb-I000004
: 심볼의 유용한 부분 동안, 즉 순환 프리픽스를 제외하고, 단말 안테나 커넥터에서 원하는 신호의 RE 당 평균 수신 에너지; 평균 전력은 물리적 채널 (존재하는 경우 사용자 특정 RS 포함)의 전송에 사용되는 RE 세트 내에서 계산되고, 세트 내의 RE의 수로 나눠지고, 부반송파 간격으로 정규화된다.
- Noc: 단말 안테나 커넥터에서 측정 된 테스트 절차에서 정의되지 않은 셀의 간섭을 시뮬레이션하는 백색 잡음 소스의 전력 스펙트럼 밀도 (부 반송파 간격에 대해 정규화 된 RE 당 평균 전력)
- Noc1: 단말 안테나 커넥터에서 측정 된 테스트 절차에서 정의되지 않은 셀의 ABS 서브프레임의 CRS가 아닌 심볼(non-CRS symbols)의 간섭을 시뮬레이션하는 백색 잡음 소스의 전력 스펙트럼 밀도 (서브 캐리어 간격에 정규화 된 RE 당 평균 전력).
- Noc2: 단말 안테나 커넥터에서 측정 된 테스트 절차에서 정의되지 않은 모든 셀의 ABS 서브프레임의 CRS 심볼에서의 간섭을 시뮬레이션하는 백색 잡음 소스의 전력 스펙트럼 밀도 (서브 캐리어 간격에 정규화 된 RE 당 평균 전력).
- Noc3: 단말 안테나 커넥터에서 측정 된 테스트 절차에서 정의되지 않은 셀의 비 ABS 서브 프레임에서의 간섭을 시뮬레이션하는 백색 잡음 소스의 전력 스펙트럼 밀도 (부 반송파 간격에 대해 정규화 된 RE 당 평균 전력)
- Noc': 단말 안테나 커넥터에서 측정된 바와 같이, 테스트 절차에서 명시적으로 정의 된 가장 강한 간섭 셀의 수신 된 전력 스펙트럼 밀도와 Noc의 합계의 전력 스펙트럼 밀도 (부반송파 간격에 대해 정규화 된 RE 당 평균 전력). Noc'에 대한 각 간섭 셀의 각각의 전력 스펙트럼 밀도는 관련 DIP 값에 의해 정의되거나 Noc에 대한 각 간섭 셀의 각 전력 스펙트럼 밀도는 관련 Es / Noc 값에 의해 정의된다.
위의 정의에 따르면,
Figure PCTKR2017000485-appb-I000005
이 단위 Hz당 SNR이 된다. 이를 반송파 대 잡음 비(C/N0)와 비교하기 위해서는 GNSS의 대역폭을 더하여 계산할 수 있다. 또한, 여기에 단순 대역폭과 별개의 크기 조정(scaling)이나 오프셋(offset)이 도입될 수 있으며, 이는 GNSS 신호를 수신하였을 때와 기지국 신호를 수신하였을 때 타이밍/주파수 에러 성능이 상이할 수 있기 때문이다. 또한, 기지국 신호를 수신하는 수신기와 GNSS신호를 수신하는 수신기가 상이할 수 있기 때문에 각 수신기의 특성을 반영한 scaling/offset이 적용될 수 있다. 기지국 신호의 SNR에 대한 크기 조정(scaling)이나 오프셋(offset)값 (GNSS 측정 C/N0와의 비교를 위한)은 단말 구현 시 단말 마다 다른 값으로 설정될 수도 있고, 네트워크가 사전에 단말들에게 공통의 값을 설정해줄 수도 있다. 단말이 네트워크의 신호를 받을 수 없는 경우에는 사전에 특정 값으로 설정할 수 있다.
방법 2
3GPP LTE 표준 문서 TS36.214에 정의된 eNB measurement(RSRP/RSRQ)에 크기 조정(scaling)이나 오프셋(offset)을 적용하여 measurement로 사용할 수 있다. 예를 들어, RSRP 또는 RSRQ가 사용될 수 있다.
일 예로, RSRP를 사용하기 위해서는 먼저 watt단위의 수신 전력을 Hz단위로 표준화(normalization)를 수행하여야 한다. 이후, 잡음의 PSD로 표준화(normalize)하게 되면, Hz당 SNR을 얻을 수 있다. 이를 다시 반송파 대 잡음 비(C/N0)와 비교하기 위해서 BW에 해당하는 오프셋을 적용할 수 있다. 이러한 표준화 동작 및 위에서 설명한 방법 1에서 설명한 이유들로 인하여 RSRP을 잡음의 PSD로 나눈 값에 크기 조정(scaling) 값이나 오프셋이 도입될 수 있다. 마찬가지로 이러한 크기 조정(scaling) 값이나 오프셋은 단말마다 개별적으로 결정하는 값일 수도 있고, 사전에 정해지거나, 네트워크에 의해 시그널링 되는 값일 수 있다.
다른 예로, RSRQ값을 활용할 수도 있는데 RSRQ에는 이미 잡음 항(noise term)이 들어가 있어서 이를 활용할 수 있다. 다만, 반송파 대 잡음 비(C/N0)와의 비교를 위해서는 오프셋 및/또는 크기 조정(scaling) 값이 필요할 수 있는데, 이는 RSRQ에는 잡음뿐만 아니라 간섭 항(interference term) 또한 분모에 포함되기 때문이다. RSRQ를 SINR로 변환하는 식은 아래와 같으며, RSRQ를 SINR로 변환하여 이를 GNSS measurement와 비교할 수 있다.
Figure PCTKR2017000485-appb-M000001
여기서 x는 해당 셀의 자원 블록 당 사용된 RE의 개수를 나타낸다.
이때, SINR이나 RSRQ값은 SNR이나 C/N0와 달리 그 레인지(range)가 상이할 수 있기 때문에, 크기 조정(scaling) 및/또는 오프셋을 도입하여 C/N0와의 비교를 수행할 수 있다. 마찬가지로, RSRQ나 SINR이 GNSS의 measurement 값과의 비교를 위해 사용될 때에는 크기 조정(scaling) 및/또는 오프셋 값이 도입될 수 있는데, 여기서 크기 조정(scaling) 및/또는 오프셋 값은 사전에 정해져 있거나, 네트워크에 의해 시그널링 되는 값일 수 있으며, 단말마다 상이한 값으로 구현된 것일 수 있다.
다른 예로, GNSS의 measurement와 비교를 위해서 기존 S-RSRP또한 RSRP와 유사하게 크기 조정(scaling) 및/또는 오프셋 및/또는 잡음의 전력 또는 PSD로 표준화(normalization)가 필요하다. 마찬가지로 S-RSRP에 적용되는 크기 조정(scaling) 및/또는 오프셋 값은 사전에 정해져 있거나, 네트워크에 의해 시그널링 될 수 있다.
또 다른 예로, 기존 기지국이나 단말의 measurement를 변경하는 것이 아닌, GNSS의 measurement (C/N0)에 크기조정(scaling) 및/또는 offset을 적용하는 방법을 제안한다. GNSS의 C/N0는 신호 전력을 잡음의 PSD로 나눈 값인데 이를 다시 잡음 PSD를 곱하여 평균 수신 전력으로 변환하는 것이다. 이때 GNSS의 measurement를 RSRP와 비교할 때와, S-RSRP와 비교할 때 적용되는 크기 조정(scaling) 및/또는 오프셋 값은 상이할 수 있다. 왜냐하면 RSRP와 S-RSRP에 사용된 RS의 위치, RE수 (bandwidth)가 상이하기 때문이다.
일 실시예에 따르면, 히스테리시스(hysteresis) 값은 상기 제 2 동기 소스가 상기 제 1 동기 소스의 동기 기준 신호를 수신할 수 있는지 여부에 따라 결정될 수 있다. 일 예로, 히스테리시스 값은 상기 제 2 동기 소스가 상기 제 1 동기 소스의 동기 기준 신호를 수신할 수 있는 경우, 상기 제 1 동기 소스의 동기 기준 신호를 수신할 수 없는 경우보다 크게 결정될 수 있다. 이 때, 일 예로서, 제 1 동기 소스는 전지구 위성항법 시스템 (GNSS; Global Navigation Satellite System) 이며, 상기 제 2 동기 소스는 진화 된 범용 이동 통신 시스템 (E-UMTS; Evolved Universal Mobile Telecommunication System) 기지국일 수 있다. 구체적으로, 이러한 GNSS/ 기지국의 히스테리시스(hysteresis) 값은 네트워크의 전개(deployment)에 따라 다르게 설정될 수 있다. 일 예로, 기지국마다 타이밍이 상이한 비동기식(asynchronous) 네트워크의 경우에는 GNSS를 타이밍 기준(timing reference)로 설정한 단말들이 보다 오랫동안 GNSS를 유지하기 위하여 GNSS의 히스테리시스(hysteresis) 값을 크게 설정할 수 있다. 이를 통하여 단말들이 GNSS를 한번이라도 수신하게 되면 GNSS신호 품질이 저하되더라도 오랫동안 GNSS 타이밍을 유지하는 것이다. 다른 일례로 동기식 네트워크(synchronous network)의 경우에는 기지국간의 타이밍이 정렬(align)되어 있기 때문에 셀룰러로의 영향을 줄이기 위하여 기지국의 히스테리시스(hysteresis) 값을 크게 설정할 수 있다.
GNSS/기지국의 히스테리시스(hysteresis) 값은 기지국의 GNSS수신 능력에 따라 다르게 설정될 수 있다. 일 예로, 기지국이 GNSS 신호 수신 능력이 있는 경우에는 기지국의 히스테리시스(hysteresis) 값을 크게 설정하여 기지국의 타이밍을 오랫동안 유지할 수 있게 설정할 수 있다. 다른 예로, 기지국이 GNSS 신호 수신 능력이 없는 경우에는 기지국의 히스테리시스(hysteresis) 값을 작게 설정하여 가능하면 GNSS의 타이밍을 따르도록 설정할 수 있다.
또 다른 실시예로, 위에서 설명된 동작과 같이 GNSS에 대한 measurement를 구체적으로 정의하지 않고, RAN4 요구 사항(requirement)를 기반으로 하여 단말이 GNSS로부터 일정 에러 이내의 타이밍/주파수를 유도할 수 있다면 GNSS를 동기 소스로 사용하는 것으로 설정할 수 있다. 이 때, 기지국이 GNSS를 우선 순위로 한 경우, 단말은 GNSS로부터 유도할 수 있는 타이밍/주파수 기준이 일정 오차를 넘어설 것으로 예상되는 경우에만 GNSS가 불가한 것으로 보고 기지국의 타이밍을 사용하도록 동작할 수 있다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 동기 소스 변경 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 8을 참조하면, 단말 간 통신 (D2D; Device to Device communication)을 지원하는 무선통신시스템에서 D2D 단말은 동기화를 수행하기 위하여 제 1 동기 소스로부터 동기 기준 신호를 수신하여 동기화를 수행할 수 있다(S810). 일 실시예로, 제 1 동기 소스는 전지구 위성항법 시스템 (GNSS; Global Navigation Satellite System)일 수 있다. LTE-A 시스템(Rel-12, 13 이상)에서 D2D 단말은 전지구 위성항법 시스템 (GNSS; Global Navigation Satellite System) 신호를 동기 기준 신호로 설정할 수 있다. 일 예로, D2D 단말은 GNSS 신호의 품질이 최소 요구 사항보다 히스테리시스 값만큼 더 큰 경우에 한해 GNSS 신호를 동기 기준 신호로 설정할 수 있다. GNSS신호의 품질을 평가하기 위해서는 측정(measurement)에 대한 정의는 도 7의 설명과 동일하므로 생략한다.
이후, 단말은 동기 소스를 변환하기 위하여 동기 기준 신호의 품질이 소정의 기준을 만족시키기 못하는지 여부를 판단할 수 있다(S820). 일 실시예에 따르면, 동기 기준 신호의 품질은 제 1 동기 소스로부터 수신한 동기 기준 신호의 수신 전력일 수 있다. 또한, 소정의 기준은 상기 제 2 동기 소스로부터 수신한 동기 기준 신호의 수신 전력에 소정의 히스테리시스(hysteresis) 값을 적용한 값일 수 있다.
만약 동기 기준 신호의 품질이 소정의 기준을 만족시키기 못하는 경우, 단말은 타이머를 구동시킬 수 있다(S830). 일 예로, 특정 동기 소스의 신호를 일정 임계값 이상으로 수신하는 중 해당 신호의 신호 품질이 소정의 기준을 만족시키지 못하는 경우에는 타이머를 동작시킬 수 있으며, 타이머가 동작 되는 동안 해당 신호의 품질을 지속적으로 측정할 수 있다(S850). 이후, 타이머가 만료되는 시점까지 신호의 품질이 임계값을 넘지 못하는 경우에는 동기 소스를 재선택하거나, 다른 차선의 동기 소스를 선택할 수 있다(S860). 예를 들어, GNSS신호를 일정 임계값 이상으로 수신하지 못한 경우 타이머를 동작시키며, 이 타이머가 동작되는 동안 GNSS신호를 수신하지 못한다면 동기 소스를 재선택하는 동작을 수행할 수 있다. 이는 GNSS의 신호 수신 품질이 나빠도 (극단적으로 GNSS신호를 아예 수신하지 못하더라도) 일정 시간 동안은 단말이 특정 에러 범위(error range) 이내로 클럭(clock)을 유지할 수 있기 때문이다.
여기서, 동기 신호 품질을 판단하는 단계(S820) 및 동기 소스를 변경하는 단계(S860)는 도 7의 동기 신호 품질을 판단하는 단계(S720) 및 동기 소스를 변경하는 단계(S730)과 동일할 수 있다. 따라서, 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.
다른 실시예로, 히스테리시스와 타이머가 동시에 적용될 수 있다. 이 때, 히스테리시스는 특정 동기 소스를 유지하여 너무 잦은 타이밍 변경 동작을 방지하기 위하여 적용되며, 타이머는 장시간 measurement가 나빠지는 경우 (예를 들어, 임계값 보다는 작고 임계값 - 히스테리시스 보다는 크지만 장시간 이 영역에 빠져 있는 경우) 동기 소스를 보다 나은 동기 소스로 변경하기 위하여 적용될 수 있다.
도 9는 본 발명의 실시 형태에 따른 기지국 장치 및 단말 장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 9를 참조하여 본 발명에 따른 기지국 장치(910)는, 수신모듈(911), 전송모듈(912), 프로세서(913), 메모리(914) 및 복수개의 안테나(915)를 포함할 수 있다. 복수개의 안테나(915)는 MIMO 송수신을 지원하는 기지국 장치를 의미한다. 수신모듈(911)은 단말로부터의 상향링크 상의 각종 신호, 데이터 및 정보를 수신할 수 있다. 전송모듈(912)은 단말로의 하향링크 상의 각종 신호, 데이터 및 정보를 전송할 수 있다. 프로세서(913)는 기지국 장치(910) 전반의 동작을 제어할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 기지국 장치(910)의 프로세서(913)는, 앞서 설명된 각 실시예들에서 필요한 사항들을 처리할 수 있다.
기지국 장치(910)의 프로세서(913)는 그 외에도 기지국 장치(910)가 수신한 정보, 외부로 전송할 정보 등을 연산 처리하는 기능을 수행하며, 메모리(914)는 연산 처리된 정보 등을 소정시간 동안 저장할 수 있으며, 버퍼(미도시) 등의 구성요소로 대체될 수 있다.
계속해서 도 9를 참조하면 본 발명에 따른 단말 장치(920)는, 수신모듈(921), 전송모듈(922), 프로세서(923), 메모리(924) 및 복수개의 안테나(925)를 포함할 수 있다. 복수개의 안테나(925)는 MIMO 송수신을 지원하는 단말 장치를 의미한다. 수신모듈(921)은 기지국으로부터의 하향링크 상의 각종 신호, 데이터 및 정보를 수신할 수 있다. 전송모듈(922)은 기지국으로의 상향링크 상의 각종 신호, 데이터 및 정보를 전송할 수 있다. 프로세서(923)는 단말 장치(920) 전반의 동작을 제어할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 단말 장치(920)의 프로세서(923)는 앞서 설명된 각 실시예들에서 필요한 사항들을 처리할 수 있다.
단말 장치(920)의 프로세서(923)는 그 외에도 단말 장치(920)가 수신한 정보, 외부로 전송할 정보 등을 연산 처리하는 기능을 수행하며, 메모리(924)는 연산 처리된 정보 등을 소정시간 동안 저장할 수 있으며, 버퍼(미도시) 등의 구성요소로 대체될 수 있다.
위와 같은 기지국 장치 및 단말 장치의 구체적인 구성은, 전술한 본 발명의 다양한 실시예에서 설명한 사항들이 독립적으로 적용되거나 또는 2 이상의 실시예가 동시에 적용되도록 구현될 수 있으며, 중복되는 내용은 명확성을 위하여 설명을 생략한다.
또한, 도 9에 대한 설명에 있어서 기지국 장치(910)에 대한 설명은 하향링크 전송 주체 또는 상향링크 수신 주체로서의 중계기 장치에 대해서도 동일하게 적용될 수 있고, 단말 장치(920)에 대한 설명은 하향링크 수신 주체 또는 상향링크 전송 주체로서의 중계기 장치에 대해서도 동일하게 적용될 수 있다.
상술한 본 발명의 실시예들은 다양한 수단을 통해 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 실시예들은 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다.
하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 실시예들에 따른 방법은 하나 또는 그 이상의 ASICs(Application Specific Integrated Circuits), DSPs(Digital Signal Processors), DSPDs(Digital Signal Processing Devices), PLDs(Programmable Logic Devices), FPGAs(Field Programmable Gate Arrays), 프로세서, 컨트롤러, 마이크로 컨트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.
펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 실시예들에 따른 방법은 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차 또는 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리 유닛에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리 유닛은 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.
상술한 바와 같이 개시된 본 발명의 바람직한 실시예들에 대한 상세한 설명은 당업자가 본 발명을 구현하고 실시할 수 있도록 제공되었다. 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 본 발명의 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 당업자는 상술한 실시예들에 기재된 각 구성을 서로 조합하는 방식으로 이용할 수 있다. 따라서, 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다.
본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 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. 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다. 또한, 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함할 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 실시형태들은 다양한 이동통신 시스템에 적용될 수 있다.

Claims (16)

  1. 단말 간 통신 (D2D; Device to Device communication)을 지원하는 무선통신시스템에서 D2D 단말이 동기화를 수행하는 방법에 있어서,
    제 1 동기 소스로부터 동기 기준 신호를 수신하여 동기화를 수행하는 단계; 및
    상기 동기 기준 신호의 품질이 소정의 기준 이하인 경우, 동기 소스를 제 2 동기 소스로 변경하는 단계를 포함하는 D2D 단말이 동기화를 수행하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 동기 기준 신호의 품질은 제 1 동기 소스로부터 수신한 동기 기준 신호의 수신 전력이며,
    상기 소정의 기준은 상기 제 2 동기 소스로부터 수신한 동기 기준 신호의 수신 전력에 소정의 히스테리시스(hysteresis) 값을 적용한 값인 D2D 단말이 동기화를 수행하는 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제 1 동기 소스와 상기 제 2 동기 소스의 수신 전력 크기를 비교하기 위하여 각각의 수신 전력에 크기 조정(scaling)을 수행하는 D2D 단말이 동기화를 수행하는 방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제 1 동기 소스와 상기 제 2 동기 소스의 수신 전력 크기를 비교하기 위하여 제 1 동기 소스 또는 상기 제 2 동기 소스의 수신 전력에 오프셋(offset)을 적용하는 D2D 단말이 동기화를 수행하는 방법.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 히스테리시스 값은 상기 제 2 동기 소스가 상기 제 1 동기 소스의 동기 기준 신호를 수신할 수 있는지 여부에 따라 결정되는 D2D 단말이 동기화를 수행하는 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 히스테리시스 값은 상기 제 2 동기 소스가 상기 제 1 동기 소스의 동기 기준 신호를 수신할 수 있는 경우, 상기 제 1 동기 소스의 동기 기준 신호를 수신할 수 없는 경우보다 크게 결정되는 D2D 단말이 동기화를 수행하는 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 동기 소스를 변경하는 단계는
    타이머를 동작시키는 단계; 및
    상기 타이머가 만료되기 전까지 상기 동기 기준 신호의 품질이 상기 소정의 기준을 만족시키기 못하는 경우, 동기 소스를 변경하는 단계를 포함하는 D2D 단말이 동기화를 수행하는 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제 1 동기 소스는 전지구 위성항법 시스템 (GNSS; Global Navigation Satellite System) 이며, 상기 제 2 동기 소스는 진화 된 범용 이동 통신 시스템 (E-UMTS; Evolved Universal Mobile Telecommunication System) 기지국인 D2D 단말이 동기화를 수행하는 방법.
  9. 단말 간 통신 (D2D; Device to Device communication)을 지원하는 무선통신시스템에서 동기화를 수행하는 D2D 단말에 있어서,
    수신 모듈; 및
    프로세서를 포함하며,
    상기 프로세서는 상기 수신 모듈이 제 1 동기 소스로부터 동기 기준 신호를 수신하도록 제어하고,
    상기 동기 기준 신호를 기초로 동기화를 수행하고,
    상기 동기 기준 신호의 품질이 소정의 기준을 만족시키기 못하는 경우, 동기 소스를 제 2 동기 소스로 변경하도록 구성된 동기화를 수행하는 D2D 단말.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 동기 기준 신호의 품질은 제 1 동기 소스로부터 수신한 동기 기준 신호의 수신 전력이며,
    상기 소정의 기준은 상기 제 2 동기 소스로부터 수신한 동기 기준 신호의 수신 전력에 소정의 히스테리시스(hysteresis) 값을 적용한 값인 동기화를 수행하는 D2D 단말.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제 1 동기 소스와 상기 제 2 동기 소스의 수신 전력 크기를 비교하기 위하여 각각의 수신 전력에 크기 조정(scaling)을 수행하는 동기화를 수행하는 D2D 단말.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 제 1 동기 소스와 상기 제 2 동기 소스의 수신 전력 크기를 비교하기 위하여 제 1 동기 소스 또는 상기 제 2 동기 소스의 수신 전력에 오프셋(offset)을 적용하는 동기화를 수행하는 D2D 단말.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 히스테리시스 값은 상기 제 2 동기 소스가 상기 제 1 동기 소스의 동기 기준 신호를 수신할 수 있는지 여부에 따라 결정되는 동기화를 수행하는 D2D 단말.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 히스테리시스 값은 상기 제 2 동기 소스가 상기 제 1 동기 소스의 동기 기준 신호를 수신할 수 있는 경우, 상기 제 1 동기 소스의 동기 기준 신호를 수신할 수 없는 경우보다 크게 결정되는 동기화를 수행하는 D2D 단말.
  15. 제9항에 있어서,
    상기 동기 소스를 변경하는 프로세서는
    타이머를 동작시키고,
    상기 타이머가 만료되기 전까지 상기 동기 기준 신호의 품질이 상기 소정의 기준을 만족시키기 못하는 경우, 동기 소스를 변경하는 동기화를 수행하는 D2D 단말.
  16. 제9항에 있어서,
    상기 제 1 동기 소스는 전지구 위성항법 시스템 (GNSS; Global Navigation Satellite System) 이며, 상기 제 2 동기 소스는 진화 된 범용 이동 통신 시스템 (E-UMTS; Evolved Universal Mobile Telecommunication System) 기지국인 동기화를 수행하는 D2D 단말.
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