WO2019027287A1 - 단말 간 통신을 지원하는 무선통신시스템에서 단말이 레인징 정보를 획득하는 방법 및 이를 위한 장치 - Google Patents

단말 간 통신을 지원하는 무선통신시스템에서 단말이 레인징 정보를 획득하는 방법 및 이를 위한 장치 Download PDF

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    • H04L5/0014—Three-dimensional division
    • H04L5/0023—Time-frequency-space

Definitions

  • D2D device-to-device communication
  • 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 a code division multiple access (CDMA) system, a frequency division multiple access (FDMA) system, a time division multiple access (TDMA) system, an orthogonal frequency division multiple access (OFDMA) system, a single carrier frequency division multiple access (MC-FDMA) system, and a multi-carrier frequency division multiple access (MC-FDMA) system.
  • CDMA code division multiple access
  • FDMA frequency division multiple access
  • TDMA time division multiple access
  • OFDMA orthogonal frequency division multiple access
  • MC-FDMA single carrier frequency division multiple access
  • MC-FDMA multi-carrier frequency division multiple access
  • D2D communication is a communication that establishes a direct link between UEs and directly communicates voice, data, etc. between UEs without going through an evolved NodeB (eNB) .
  • D2D communication may include a method such as UE-to-UE communication, peer-to-peer communication, and the like. Also, the D2D communication method can be applied to M2M (Machine-to-Machine) communication, MTC (Machine Type Communication), and the like.
  • M2M Machine-to-Machine
  • MTC Machine Type Communication
  • D2D communication is considered as a solution to overcome the burden of the base station due to the rapidly increasing data traffic.
  • D2D communication unlike a conventional wireless communication system, since data is exchanged between devices without going through a base station, overload of the network can be reduced.
  • D2D communication it is expected to reduce the procedure of the base station, reduce the power consumption of devices participating in D2D, increase the data transmission speed, increase the capacity of the network, load distribution, and increase the cell coverage.
  • V2X Vehicle to Everything
  • a terminal receiving a ranging signal periodically transmitted from a roadside apparatus transmits a feedback signal in a resource region determined based on the geographical information of the terminal, and based on the feedback signal, And more precisely measuring the position of the terminal.
  • the terminal acquires not only its own ranging information but also ranging information for neighboring terminals from the response signal, thereby more accurately grasping the surrounding situation.
  • a method for a terminal to acquire ranging information in a wireless communication system supporting D2D (Device to Device communication) includes receiving a ranging information from a road side unit (RSU) Receiving a ranging signal including the ranging signal, transmitting a feedback signal to the RSU in a resource area determined based on geographical information on the terminal, receiving a response signal from the RSU in response to the feedback signal, And acquiring ranging information based on the received response signal, wherein the response signal further includes ranging information of another terminal that receives the ranging signal and transmits the feedback signal.
  • RSU road side unit
  • the response signal may further include attribute information for the feedback signal corresponding to the ranging information.
  • the attribute information is information on at least one of a resource and a sequence to which the feedback signal is transmitted.
  • the terminal may distinguish the ranging information of the other terminal from the ranging information of the terminal based on the attribute information.
  • the terminal may transmit the geographical information of the terminal based on at least one of the resource information for the plurality of resource areas classified based on the geographical information and the parameter information of the mapping function for determining the resource area according to the geographical information And determines a corresponding resource area.
  • the response signal includes position information of the terminal, and the position information is obtained based on the direction information and the ranging information on the RSU receiving the feedback signal.
  • the feedback signal is transmitted in the determined resource region when the ranging signal is received with an intensity of a predetermined threshold value or more.
  • the feedback signal is transmitted by selecting at least one resource element in the determined resource area based on the ID of the terminal, and using the selected resource element.
  • the resource information or the parameter information is set differently for each RSU.
  • the resource information and the parameter information are pre-signaled by the network to the terminal as a physical layer or an upper layer signal.
  • the response signal when a specific terminal among the other terminals is within a predetermined distance from the terminal, the response signal further includes a notification signal indicating that the terminal is adjacent to the specific terminal.
  • the response signal is transmitted only to a terminal for any one of the plurality of vehicles.
  • the geographical information on the terminal is determined based on the coordinate information of the terminal measured using a Global Positioning System (GPS) included in the terminal.
  • GPS Global Positioning System
  • the feedback signal is characterized in that the transmission power is determined based on the strength of the received ranging signal.
  • the feedback signal is characterized in that the sequence index or ID is determined based on the strength of the received ranging signal.
  • the feedback signal includes at least one of information on a time when the RSU receives the ranging signal and information on a phase difference according to a propagation delay between tones of the ranging signal received by the RSU .
  • the UE when the UE does not receive the response signal, the UE changes the determined resource region or changes the transmission power to retransmit the feedback signal.
  • a terminal receiving a ranging signal transmits a feedback signal in a resource region determined based on geographical information of the terminal, and in response thereto, So that the position of the terminal can be more accurately measured.
  • the terminal can acquire ranging information for neighboring terminals as well as its ranging information from the response signal, thereby more accurately grasping the surrounding situation.
  • 1 is a diagram showing a structure of a radio frame.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a resource grid in a downlink slot.
  • 3 is a diagram showing a structure of a downlink sub-frame.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating the structure of an uplink subframe.
  • FIG. 5 is a configuration diagram of a wireless communication system having multiple antennas.
  • FIG. 6 shows a subframe in which the D2D synchronization signal is transmitted.
  • FIG. 8 shows an example of a D2D resource pool for D2D communication.
  • FIG. 9 is a diagram for explaining a transmission mode and a scheduling method used in V2X.
  • FIG. 10 shows a method of performing resource selection in V2X.
  • 11 is a diagram for explaining data transmission in SA in D2D.
  • Fig. 12 is a diagram for explaining data transmission with SA in V2X. Fig.
  • 13 to 14 illustrate the frame structure of the NRAT.
  • 15 is a diagram for explaining a method of determining a resource region according to geographical information of a terminal according to an embodiment.
  • 16 is a view for explaining a method of an RSU calculating a location of a terminal according to an embodiment.
  • 17 is a flowchart illustrating a method of acquiring ranging information according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 18 is a diagram showing a configuration of a transceiver.
  • each component or characteristic may be considered optional unless otherwise expressly stated.
  • Each component or feature may be implemented in a form that is not combined with other components or features.
  • some of the elements and / or features may be combined to form an embodiment of the present invention.
  • the order of the operations described in the embodiments of the present invention may be changed. Some configurations or features of certain embodiments may be included in other embodiments, or may be replaced with corresponding configurations or features of other embodiments.
  • the BS has a meaning as a terminal node of a network that directly communicates with the MS.
  • the particular operation described herein as performed by the base station may be performed by an upper node of the base station, as the case may be.
  • a 'base station (BS)' may be replaced by a term such as a fixed station, a Node B, an eNode B (eNB), an access point (AP) Repeaters can be replaced by terms such as Relay Node (RN), Relay Station (RS), and so on.
  • the term 'terminal' may be replaced with terms such as User Equipment (UE), Mobile Station (MS), Mobile Subscriber Station (MSS), and Subscriber Station (SS).
  • a base station may also be used to mean a scheduling execution node, a cluster header, or the like. If a BS or a relay transmits a signal transmitted by the MS, it can be regarded as a kind of MS.
  • a cell described below is applied to a transmission / reception point of a base station (eNB), a sector, a remote radio head (RRH), a relay, May be used as a generic term for identifying component carriers.
  • eNB base station
  • RRH remote radio head
  • Embodiments of the present invention may be supported by standard documents disclosed in at least one of the IEEE 802 systems, 3GPP systems, 3GPP LTE and LTE-Advanced (LTE-Advanced) systems, and 3GPP2 systems, which are wireless access systems. That is, the steps or portions of the embodiments of the present invention that are not described in order to clearly illustrate the technical idea of the present invention can be supported by the documents. In addition, all terms disclosed in this document may be described by the standard document.
  • CDMA Code Division Multiple Access
  • FDMA Frequency Division Multiple Access
  • TDMA Time Division Multiple Access
  • OFDMA Orthogonal Frequency Division Multiple Access
  • CDMA may be implemented in radio technology such as Universal Terrestrial Radio Access (UTRA) or CDMA2000.
  • the TDMA may be implemented in a wireless technology 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 wireless technologies such as IEEE 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802-20, and Evolved UTRA (E-UTRA).
  • UTRA is part of the Universal Mobile Telecommunications System (UMTS).
  • 3GPP (3rd Generation Partnership Project) LTE (Long Term Evolution) is a part of E-UMTS (Evolved UMTS) using E-UTRA, adopting 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).
  • 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).
  • WiMAX can be described by the IEEE 802.16e standard (Wireless
  • uplink / downlink data packet transmission is performed on a subframe basis, 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 TDD (Time Division Duplex).
  • a downlink radio frame is composed of 10 subframes, and one subframe is composed of two slots in a time domain.
  • the time taken for one subframe to be transmitted is referred to as a transmission time interval (TTI).
  • TTI transmission time interval
  • the length of one subframe may be 1 ms and the length of one slot may be 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
  • OFDMA is used in the downlink, so an OFDM symbol represents one symbol period.
  • the OFDM symbol may also be referred to as an SC-FDMA symbol or a symbol interval.
  • a resource block (RB) is a resource allocation unit and may include a plurality of consecutive subcarriers in one block.
  • the number of OFDM symbols included in one slot may vary according to the configuration of a CP (Cyclic Prefix).
  • the CP has an extended CP and a 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 a normal CP.
  • the extended CP for example, the number of OFDM symbols included in one slot may be six. If the channel condition is unstable, such as when the UE moves at a high speed, an extended CP may be used to further reduce inter-symbol interference.
  • one slot When a normal CP is used, one slot includes 7 OFDM symbols, and therefore one subframe includes 14 OFDM symbols. At this time, 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
  • the Type 2 radio frame is composed of two half frames. Each half frame includes five subframes, a downlink pilot time slot (DwPTS), a guard period (GP), an uplink pilot time slot (UpPTS) One of the subframes is composed of two slots.
  • the DwPTS is used for initial cell search, synchronization, or channel estimation in the UE. UpPTS is used to match the channel estimation at the base station and the uplink transmission synchronization of the terminal.
  • the guard interval is a period for eliminating the interference occurring in the uplink due to the multi-path delay of the downlink signal between the uplink and the downlink.
  • one subframe consists of two slots regardless of the type of the radio frame.
  • the structure of the radio frame is merely an example, and the number of subframes included in a radio frame, the number of slots included in a subframe, and the number of symbols included in a slot can be variously changed.
  • One downlink slot includes seven OFDM symbols in the time domain, and one resource block (RB) includes 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 normal CP (Cyclic Prefix), but one slot may include 6 OFDM symbols in an extended CP (CP).
  • CP extended CP
  • Each element on the resource grid is called a resource element.
  • One resource block includes 12 x 7 resource elements.
  • the number N DL 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.
  • the downlink control channels used in the 3GPP LTE / LTE-A system include, for example, a Physical Control Format Indicator Channel (PCFICH), a Physical Downlink Control Channel (PDCCH) And a Physical Hybrid Automatic Repeat Request Indicator Channel (PHICH).
  • PCFICH includes information on the number of OFDM symbols transmitted in the first OFDM symbol of the subframe and used for control channel transmission in the subframe.
  • the PHICH includes an HARQ ACK / NACK signal as a response to the uplink transmission.
  • the control information transmitted through the PDCCH is referred to as downlink control information (DCI).
  • the DCI includes uplink or downlink scheduling information or includes an uplink transmission power control command for an arbitrary terminal group.
  • the PDCCH includes a resource allocation and transmission format of a downlink 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- A set of transmission power control commands for individual terminals in an arbitrary terminal group, transmission power control information, activation of VoIP (Voice over IP), resource allocation of upper layer control messages such as random access response And the like.
  • a plurality of PDCCHs may be transmitted within the control domain.
  • the UE can monitor a plurality of PDCCHs.
  • the PDCCH is transmitted in an aggregation of one or more contiguous Control Channel Elements (CCEs).
  • the CCE is a logical allocation unit used to provide the PDCCH with a coding rate based on the state of the wireless channel.
  • the CCE corresponds to a plurality of resource element groups.
  • the number of CCEs required for the PDCCH may vary depending on the size of the DCI, the coding rate, and the like.
  • any one of the CCE numbers 1, 2, 4, and 8 (corresponding to the PDCCH formats 0, 1, 2, and 3 respectively) can be used, and when the size of the DCI is large and / A relatively large number of CCEs can be used for one PDCCH transmission if a low coding rate is required.
  • the BS determines the PDCCH format in consideration of the size of the DCI transmitted to the UE, the cell bandwidth, the number of downlink antenna ports, the amount of PHICH resources, 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 use of the PDCCH.
  • RNTI Radio Network Temporary Identifier
  • the cell-RNTI (C-RNTI) identifier of the UE may be masked in the CRC.
  • C-RNTI cell-RNTI
  • a Paging Indicator Identifier (P-RNTI) may be masked in the CRC.
  • the PDCCH is for system information (more specifically, the System Information Block (SIB))
  • SIB System Information Block
  • SI-RNTI system information RNTI
  • a 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 UE's random access preamble.
  • the UL 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
  • a PUCCH for one terminal is allocated to a resource block pair (RB pair) in a subframe. Resource blocks belonging to a resource block pair occupy different subcarriers for two slots. It is assumed that the resource block pair allocated to the PUCCH is frequency-hopped at the slot boundary.
  • a reference signal (RS) A reference signal (RS)
  • a packet When a packet is transmitted in a wireless communication system, since the transmitted packet is transmitted through a wireless channel, signal distortion may occur in the transmission process. In order to properly receive the distorted signal at the receiving side, the distortion should be corrected in the received signal using the channel information.
  • the channel information In order to determine the channel information, a method is used in which a signal known to both the transmitting side and the receiving side is transmitted, and channel information is detected with a degree of distortion when the signal is received through the channel. The signal is referred to as a pilot signal or a reference signal.
  • the reference signal may be divided into an uplink reference signal and a downlink reference signal.
  • an uplink reference signal as an uplink reference signal,
  • DM-RS demodulation reference signal
  • the base station has a Sounding Reference Signal (SRS) for the network to measure the uplink channel quality at different frequencies.
  • SRS Sounding Reference Signal
  • CRS cell-specific reference signal
  • DM-RS DeModulation-Reference Signal
  • CSI-RS Channel State Information-Reference Signal
  • MBSFN Reference Signal MBSFN Reference Signal transmitted for coherent demodulation on a signal transmitted in MBSFN (Multimedia Broadcast Single Frequency Network) mode
  • the reference signal can be roughly classified into two types according to its purpose. There are a target reference signal for channel information acquisition and a reference signal used for data demodulation. The former must be transmitted in a wide band because the UE obtains channel information for the downlink, and even a terminal that does not receive downlink data in a specific subframe must receive the reference signal. It is also used in situations such as handover.
  • the latter is a reference signal transmitted together with the resource when the base station transmits the downlink, and the terminal can demodulate the data by measuring the channel by receiving the reference signal. This reference signal should be transmitted in the area where data is transmitted.
  • FIG. 5 is a configuration diagram of a wireless communication system having multiple antennas.
  • the transmission rate can be improved and the frequency efficiency can be remarkably improved.
  • the transmission rate can theoretically increase by the rate of rate increase Ri multiplied by the maximum transmission rate Ro in single antenna use.
  • the research trends related to multi-antenna up to now include information theory study related to calculation of multi-antenna communication capacity in various channel environment and multiple access environment, study of wireless channel measurement and modeling of multi-antenna system, improvement of transmission reliability and improvement of transmission rate And research on space-time signal processing technology.
  • a communication method in a multi-antenna system will be described in more detail using mathematical modeling. It is assumed that there are Nt transmit antennas and Nt receive antennas in the system.
  • the maximum transmittable information is NT.
  • the transmission information can be expressed as follows.
  • Each transmission information The transmission power may be different.
  • Each transmission power The transmission information whose transmission power is adjusted can be expressed as follows.
  • Is a diagonal matrix of transmit power Can be expressed as follows.
  • Weighting matrix Which distributes the transmission information to each antenna according to the transmission channel condition and the like. Vector Can be expressed as follows.
  • Nr reception antennas Can be expressed as a vector as follows.
  • the channel When a channel is modeled in a multi-antenna wireless communication system, the channel may be classified according to the transmission / reception antenna index.
  • the channel passing through the receiving antenna i from the transmitting antenna j . It is noted that the order of the index is the reception antenna index, and the index of the transmission antenna is the order of the index.
  • FIG. 5 (b) shows a channel from the NR transmission antenna to the reception antenna i .
  • the channels can be grouped and displayed in vector and matrix form.
  • a channel arriving from a total of NT transmit antennas to receive antennas i may be expressed as follows.
  • the actual channel includes a channel matrix And additive white Gaussian noise (AWGN) is added.
  • AWGN channel matrix And additive white Gaussian noise
  • the received signal can be expressed as follows.
  • a channel matrix The number of rows and columns of the antenna is determined by the number of transmitting and receiving antennas.
  • Channel matrix The number of rows is equal to the number of receiving antennas NR and the number of columns is equal to the number of transmitting antennas Nt. That is, The matrix is NR x Nt.
  • the rank of a matrix is defined as the minimum number of independent rows or columns. Thus, the rank of the matrix can not be greater than the number of rows or columns.
  • Channel matrix Rank of ) Is limited as follows.
  • rank is defined as the number of eigenvalues that are not zero when the matrix is eigenvalue decomposition.
  • another definition of a rank is defined as the number of non-zero singular values when singular value decomposition is performed.
  • rank in the channel matrix The physical meaning of a channel is the maximum number that can transmit different information on a given channel.
  • 'Rank' for MIMO transmission indicates the number of paths that can independently transmit signals at a specific time and specific frequency resources, and 'number of layers' ≪ / RTI > In general, since the transmitting end transmits a number of layers corresponding to the number of ranks used for signal transmission, the rank has the same meaning as the number of layers unless otherwise specified.
  • the inter-terminal synchronization acquisition in the D2D communication will be described based on the above description and the existing LTE / LTE-A system.
  • the time / frequency synchronization does not match, multiplexing between different terminals in an OFDM signal may be impossible due to inter-cell interference.
  • some nodes in order to transmit / receive a D2D signal, some nodes (in this case, a node may be called an eNB, a UE, or a synchronization reference node or SRN) may transmit a D2D synchronization signal (D2DSS, D2D Synchronization Signal) , And the other terminals transmit and receive signals in synchronization with each other.
  • D2DSS D2D Synchronization Signal
  • the D2D synchronization signal may include a primary synchronization signal PD2DSS (Primary D2DSS or Primary Synchronization Synchronization Signal (PSSS)) and a secondary synchronization signal (SD2DSS (Secondary D2DSS or Secondary Sidelink synchronization signal SSSS)
  • PD2DSS Primary D2DSS or Primary Synchronization Synchronization Signal
  • SD2DSS Secondary D2DSS or Secondary Sidelink synchronization signal SSSS
  • Zadoff-Chu sequence similar to Zadoff-chu sequence
  • SSSS Secondary Sidelink synchronization signal
  • the SRN becomes the eNB and the D2DSS becomes the PSS / SSS.
  • the PD2DSS / SD2DSS conforms to the UL subcarrier mapping scheme.
  • a sub-frame in which a D2D synchronization signal is transmitted is shown in Figure 6.
  • the PD2DSCH Physical D2D synchronization channel
  • the PD2DSCH may be transmitted on the same subframe as the D2DSS or on a following subframe.
  • the SRN may be a node transmitting D2DSS, PD2DSCH (Physical D2D synchronization channel).
  • the D2DSS may be in a specific sequence form and the PD2DSCH may be in the form of a codeword followed by a sequence or predetermined channel coding that represents specific information.
  • the SRN may be an eNB or a specific D2D terminal. In the case of partial network coverage or out of network coverage, the terminal may be an SRN.
  • the D2DSS can be relayed for D2D communication with an out of coverage terminal. Also, the D2DSS can be relayed through multiple hops.
  • the relaying of the synchronization signal includes not only relaying the synchronization signal of the direct base station to the AF relay but also transmitting the D2D synchronization signal of a different format in accordance with the synchronization signal reception timing. In this manner, the D2D synchronization signal is relayed so that the terminal not covered and the terminals outside the coverage can directly communicate with each other.
  • FIG. 8 shows UE1, UE2, and D2D resource pools used by them for performing D2D communication.
  • a UE denotes a network equipment such as a base station that transmits / receives signals according to a terminal or a D2D communication scheme.
  • a terminal can select a resource unit corresponding to a specific resource in a resource pool representing a set of resources and transmit the D2D signal using the resource unit.
  • the receiving terminal UE2 may be configured with a resource pool in which UE1 can transmit signals and detect the signal of UE1 in the pool.
  • the resource pool can inform the UE when the UE 1 is in the connection range of the base station, and may be informed by other UEs or determined as predetermined resources if the UE is outside the connection range of the base station.
  • a resource pool is composed of a plurality of resource units, and each terminal can select one or a plurality of resource units and use the resource units for its own D2D signal transmission.
  • the resource unit may be the same as that illustrated in Fig. 8 (b). Referring to FIG. 8 (b), it can be seen that the total frequency resources are divided into NF pieces and the total time resources are divided into NT pieces to define a total of NF * NT resource units.
  • the resource pool is repeated at intervals of NT subframes.
  • one resource unit may appear periodically and repeatedly as shown.
  • the magnitude of the physical resource unit to which one logical resource unit is mapped may change in a predetermined pattern according to time.
  • a resource pool may mean a set of resource units that a terminal to transmit a D2D signal can use for transmission.
  • Resource pools can be subdivided into different types. It can be distinguished according to the contents of the D2D signal transmitted from each resource pool. For example, the contents of the D2D signal can be distinguished, and a separate resource pool can be configured for each. As the contents of the D2D signal, there may be an SA (scheduling assignment or physical channel control channel (PSCCH)), a D2D data channel, and a discovery channel.
  • SA scheduling assignment or physical channel control channel (PSCCH)
  • D2D data channel D2D data channel
  • discovery channel discovery channel
  • the SA includes information such as a modulation and coding scheme (MCS), a MIMO transmission scheme, a timing advance (TA), and the like required for demodulating the data channel and the resource used for transmission of the D2D data channel, Lt; / RTI > It is also possible that this signal is multiplexed with the D2D data on the same resource unit and transmitted.
  • the SA resource pool can be a pool of resources transmitted by being multiplexed with the D2D data by the SA. Alternatively, it may be referred to as a D2D control channel, or a physical sidelink control channel (PSCCH).
  • the D2D data channel may be a pool of resources used by the transmitting terminal to transmit user data. If the SA is multiplexed with the D2D data on the same resource unit, only the D2D data channel in the form of excluding the SA information can be transmitted in the resource pool for the D2D data channel. In other words, the REs that were used to transfer SA information on the individual resource units in the SA resource pool can still be used to transfer D2D data in the D2D data channel resource pool.
  • the discovery channel may be a resource pool for a message that allows a transmitting terminal to transmit information such as its own ID to allow a neighboring terminal to discover itself.
  • the transmission timing determination method of the D2D signal (for example, whether it is transmitted at the reception timing of the synchronous reference signal or a certain TA applied thereto) (E.g., whether the eNB assigns a transmission resource of an individual signal to an individual transmitting UE, or whether an individual transmitting UE selects its own individual signaling resource in the pool), a signal format (e.g., each D2D signal occupies one subframe The number of symbols and the number of subframes used for transmission of one D2D signal), the signal strength from the eNB, the transmission power intensity of the D2D UE, and the like.
  • the eNB directly instructs the transmission resource of the D2D transmitting UE in Mode 2 (mode 3 in V2X) in the D2D communication
  • the transmission resource region is set in advance
  • the eNB designates the transmission resource region, (Mode 4 in the case of V2X).
  • Type 2 is referred to as Type 2 when the eNB directly indicates the resource
  • Type 1 when the UE directly selects the transmission resource in the preset resource region or the resource region indicated by the eNB.
  • FIG. 9 shows a scheduling scheme according to these two transmission modes.
  • the base station allocates resources (S902a) And carries out transmission to the vehicle (S903a).
  • resources of other carriers can also be scheduled.
  • the vehicle senses resources and resource pools previously set (S901b) from the base station, selects a resource to be used for transmission (S902b) And transmission to another vehicle is performed through the selected resource (S903b).
  • a method of reserving transmission resources of the next packet is used for selection of transmission resources.
  • V2X two transmissions are performed per MAC PDU.
  • selecting a resource for initial transmission resources for retransmission are reserved with a certain time gap. A detailed description thereof is given in 3GPP TS 36.213 V14.6.0 document 14, and is incorporated into the specification as a prior art of the present invention.
  • the UE can transmit an SA (or a D2D control signal, SCI (Sidelink Control Information)) through a resource configured from a base station.
  • the side link transmission mode 2 terminal is configured with a resource to be used for D2D transmission from the base station. Then, the SA can be selected by selecting the time frequency resource from the configured resource.
  • the SA period may be defined as shown in FIG.
  • the first SA period may start in a subframe separated by a predetermined offset (SAOffsetIndicator) indicated by upper layer signaling from a specific system frame.
  • SAOffsetIndicator a predetermined offset
  • Each SA period may include an SA resource pool and a subframe pool for D2D data transmission.
  • the SA resource pool may include the last subframe among the subframes indicated as being transmitted from the first subframe of the SA period to the SA in the subframe bitmap (saSubframeBitmap).
  • the resource pool for D2D data transmission can be determined to be a subframe used for actual data transmission by applying time-resource pattern for transmission (T-RPT) or time-resource pattern (TRP).
  • T-RPT time-resource pattern for transmission
  • TRP time-resource pattern
  • the T-RPT can be repeatedly applied, and the last applied T- Can be applied as truncated.
  • the transmitting terminal performs transmission at the T-RPT bitmap at the indicated T-RPT and transmits one MAC PDU four times.
  • V2X i.e., the side link transmission mode 3 or 4
  • SA PSCCH
  • data PSSCH
  • SA and data are transmitted in the FDM scheme.
  • FDM frequency resources on the same time resource. 12 shows an example of such a transmission scheme.
  • One of the schemes in which the SA and the data are not directly adjacent to each other or the scheme in which the SA and the data are directly adjacent to each other may be used as shown in Fig. 12 (a) .
  • the basic unit of such transmission is a subchannel, which is a resource unit having one or more RB sizes on a frequency axis on a predetermined time resource (e.g., a subframe).
  • the number of RBs included in the subchannel that is, the size of the subchannel and the start position on the frequency axis of the subchannel, is indicated by upper layer signaling.
  • a CAM Cooperative Awareness Message
  • DENM Decentralized Environmental Notification Message
  • the CAM may include basic vehicle information such as vehicle dynamic status information such as direction and speed, vehicle static data such as dimensions, external lighting conditions, and route history.
  • the size of the CAM message may be 50-300 bytes.
  • the CAM message shall be broadcast and the latency shall be less than 100 ms.
  • the DENM can be a message generated in an unexpected situation such as a vehicle malfunction or an accident.
  • the size of the DENM may be less than 3000 bytes, and any vehicle within the transmission range may receive the message.
  • the DENM can have a higher priority than the CAM, and having a high priority at this time means that when a case of simultaneous transmission occurs in a UE viewpoint, it means that priority is given to a higher priority, May prefer to transmit a message with a higher priority in terms of time. From a multiple UE perspective, a message with a higher priority may be less likely to receive interference than a message with lower priority, thus lowering the probability of receiving errors.
  • CAMs can also have a larger message size if they include security overhead.
  • Massive MTC Machine Type Communications
  • URLLC Ultra-Reliable and Low Latency Communication
  • FIG. 13 to 14 illustrate a frame structure that can be used for NR.
  • a DL control channel a DL or an UL data
  • a UL control channel can be included in one frame unit.
  • DL data scheduling information and UL data scheduling information can be transmitted in the DL control channel.
  • ACK / NACK information In the UL control channel, ACK / NACK information, CSI information (modulation and coding scheme information, MIMO transmission related information, ), a scheduling request, and so on.
  • DL control / DL data / UL data / UL control may not be configured in one frame. Or the order of the channels constituting one frame may be changed. (For example, DL control / DL data / UL control / UL data or UL control / UL data / DL control / DL data)
  • carrier aggregation can be used to improve data transmission rate and reliability even in direct communication between terminals.
  • a receiving terminal may receive a signal from an aggregated carrier, perform combining or joint decoding, or transmit a decoded signal to an upper layer to perform soft combining on signals transmitted on different carriers.
  • it is necessary for the receiving terminal to indicate the radio resources of the aggregated carriers because it is necessary to know which carriers are aggregated, that is, which carrier signals should be combined.
  • the transmitting terminal directly instructed the time frequency position at which the data (PSSCH) is transmitted using the control signal (PSCCH).
  • carrier aggregation is indicated via the PSCCH, an additional bit field is required for this indication.
  • the reserved bits remaining in the PSCCH are about 5 to 7 bits, and the number of bits is small. Therefore, there is a need for a method for indicating the radio resources of an effectively aggregated carrier, and the following specific methods are described.
  • the present invention proposes a method for determining transmission / reception resources and transmission signals for ranging and / or ranging / positioning in direct communication between terminals.
  • a device is defined as a road side unit (RSU) in which a location is fixed and a location is transmitted to a terminal in advance or a physical layer or an upper layer signal is transmitted to a peripheral terminal.
  • the RSU may be a UE type (wirelessly connected to the network) or an eNB type (connected to the network by a wired network).
  • a terminal determined to be relatively accurate in its location information among the terminals can perform an operation similar to that of the RSU or similar to the operation of the RSU proposed in the following description.
  • the V2X since it is moving at a high speed, it may not be appropriate to measure the position of the UE through TDoA from a plurality of base stations. Specifically, in order to estimate a position of a terminal based on TDoA, a plurality of base stations receive a feedback signal from a terminal, transmit the feedback signal to a location server, analyze a location of the terminal, Is required.
  • the position of the V2X varies greatly even during the time required to receive the feedback according to the series of processes, so that the feedback position information has a large error with respect to the position of the current terminal.
  • the PRS period may be too long and the resulting position measurement may not be appropriate.
  • the signal for ranging and / or ranging / positioning can have a short transmission length in the time domain.
  • a time unit in which ranging and / or positioning is transmitted is a subframe or slot unit, but a transmission time interval (TTI) Can also be applied to the present invention.
  • a ranging signal can be exchanged between terminals or directly between the terminal and the RSU. For example, when a signal is transmitted in a subframe n, the terminal receiving the signal can transmit a return signal in a subframe n + k. At this time, when at least one terminal or RSU performs transmission and reception at the same time, it may be necessary to maximize TDM (Time Division Multiplexing) transmission / reception resources between them.
  • TDM Time Division Multiplexing
  • the RSU can transmit its own location information and / or a ranging signal to neighboring terminals. After receiving the ranging signal, the terminal transmits a return signal after a predetermined time based on the receiving time point of the ranging signal, and the RSU can measure the distance between the specific terminal and the RSU.
  • the ranging signal is a signal of a specific pattern known to the transceiver, which means a signal that can be used for distance estimation and terminal position estimation.
  • the signal transmitted by the RSU may be transmitted periodically. All or a part of information such as a period of a signal for each individual RSU, a position of a transmission resource, a subframe offset, and the like may be predetermined or signaled to the terminal by a physical layer or an upper layer signal.
  • the transmission resources between the RSUs may be differently set in advance by the network so that a transmission resource collision does not occur between the RSUs, or the transmission resources may be determined by the ID of the RSU, or information of the transmission resources may be transmitted between the RSUs through the backhaul Or the RSU may initially perform a sensing operation to determine its own transmission resources.
  • the terminal can be basically set to transmit the return signal only to the RSU having the largest received signal from the RSU or to the RSU having the received signal strength from the RSU equal to or more than a certain threshold. This is to prevent the terminal from transmitting an incorrect and unnecessary return signal to an RSU that is too far away.
  • the terminal can determine the properties of the transmission resource and the signal when transmitting the return signal.
  • the UE may transmit all or a part of a time, a frequency resource, a sequence, a comb repetition factor, and a comb index (hereinafter referred to as " For example, it may be determined by itself (by a method of sensing whether a particular resource is being used by another terminal in the vicinity and selecting the resource by avoiding it), using the one indicated by the RSU, May be determined according to the location of the terminal, or may be selected randomly by the terminal. In this case, the resource area of the signal to be returned by the terminal can be separated in advance from the resource area used by the RSU.
  • an area in which the RSU transmits a signal for ranging / positioning is predetermined or may be indicated to the terminal through a physical layer or an upper layer signal.
  • the resource area for ranging / positioning used by the UE may be predetermined or may be indicated by the network as a physical layer or an upper layer signal.
  • the time / frequency resource and the sequence in which the returning signal (or the feedback signal) is used can be determined differently according to the receiving strength of the RSU signal. For example, if the reception strength from the RSU A is equal to or greater than a certain threshold, the terminal can use the resource area A. If the reception strength from the RSU B exceeds a predetermined threshold, the terminal can transmit the return signal using the resource area B have. More specifically, the reception strength from a specific RSU is divided into a plurality of stages (for this, a network or an RSU can set a range of a plurality of thresholds to the terminal).
  • the resource region may be preset and the UE can determine the return signal transmission resource region based on the reception strength of the signal observed from the RSU.
  • a specific RSU receives a signal using a different resource among terminals receiving signals for each RSU, it can be received at similar power and mitigate the near far effect.
  • a terminal transmitting a signal to a specific RSU can measure pathloss between the corresponding RSU and the terminal, and perform open loop power control for adjusting the transmission power according to the path loss.
  • the P0 and alpha values to be used may be predetermined or indicated by the network or may be indicated to the terminal by the RSU.
  • the resource or resource area to be used may be set differently according to the location (or geographical information) of the terminal.
  • the return signaling resource / resource region used by a terminal in region A may be different from the return signaling transmission resource / resource region used by a terminal in region B. This is to reduce the near far effect between terminals.
  • at least one of the parameters of the mapping function of the resource area according to the resource or resource area, the number of the resource area, and the location to be used according to the location of the terminal is transmitted by the network to the physical layer Layer signal to the terminal.
  • signals or resources to be transmitted also have to be different among the terminals. This is to distinguish the signal transmitted from the terminal from the RSU.
  • terminals receiving a signal from RSU A can transmit a return signal using different time or frequency resources.
  • PDA phase difference of arrival
  • RE frequency resources
  • the resources used by each terminal may be determined by the ID of the terminal, directly instructed by the RSU, randomly selected, or determined by sensing the terminal.
  • the sequence or resources used by the UE may be different.
  • the sequence or the location of the resource may be selected at random, or may be selected differently according to the ID of the terminal, the terminal may be determined by sensing, or may be selected differently depending on the position of the terminal.
  • the UE can include the phase rotation information according to the propagation delay in the frequency (at least two tones) used.
  • the other terminal or the RSU can estimate the distance based on the return signal including the phase rotation information and the like.
  • an individual terminal returns a signal determined after a predetermined predetermined time based on a point of time when a signal is received from the RSU, and the RSU measures a time delay for each signal used by each terminal, Or the distance between the terminal and the RSU.
  • the RSU receiving the return signal measures the distance between the individual terminal and itself (measures the distance of peripheral terminals at once), broadcasts the distance information of the individual terminal to the surrounding terminals (broadcasting). For example, it is possible to signal to a peripheral terminal by a physical layer or a higher layer signal which terminal has a certain distance.
  • the RSU may not be able to recognize whether all IDs of the terminal are unknown or which IDs are used.
  • the RSU can know the attribute (time, main pager resource, sequence index, comb repetition factor, comb index) of the signal when the terminal sends a return signal (or a feedback signal) Information can be returned.
  • the RSU can signal to the terminal that has transmitted the return signal using the time frequency resource 1, the information of the resource corresponding to the time frequency resource 1 or the frequency resource 1 and the distance information of the corresponding resource to the neighboring terminals.
  • the RSU when the RSU measures and returns ranging information of a peripheral terminal, the RSU can broadcast the ranging information to surrounding terminals or signal the individual terminals.
  • each terminal When broadcasted to neighboring terminals, each terminal can acquire ranging information of other terminals as well as ranging information of its own. In this case, each terminal can correctly estimate the position of another terminal by utilizing the ranging information of itself or another terminal.
  • the RSU can estimate the specific location of each terminal by measuring distance information as well as angle of arrival (AoA) information.
  • the RSU can calculate the location information of the terminal when acquiring distance information and AoA information with the terminal.
  • location information may be signaled to the neighboring mobile station as a physical layer or an upper layer signal.
  • the RSU can signal the ID of the terminal and the location of the terminal, and the terminal that receives the signal can know the location of other terminals from the RSU.
  • the terminal may broadcast the location information of the terminal to neighboring terminals or may signal the location information of the terminal to unicast.
  • the advantage of the former is that when a particular terminal receives a broadcast message containing location information, it can also know the location information of other terminals in the vicinity so that relative positioning with other vehicles becomes possible.
  • the broadcast message may include the ID of the UE and the location information of the UE in sequence.
  • the MAC header of the message may include information such as which field has several bits and how many fields exist. have.
  • the terminal can quickly change its position, travel direction, speed, etc., if the two specific vehicles in the vehicle communication are determined to be in a geographically very close position, thereby avoiding the risk of vehicle collision.
  • each terminal since each terminal receives signaling only from its own location information from the RSU, location information of other vehicles can not be known.
  • the RSU determines that collision with a specific vehicle is expected, the RSU can signal the collision warning information to the physical layer or higher layer signal to the vehicle in which the collision is expected.
  • the contents of the present invention are not limited to direct communication between terminals but can be used in uplink or downlink.
  • a base station, a relay node or the like can use the above-described method.
  • examples of the proposed method described above can also be included as one of the implementing methods of the present invention, and thus can be considered as a kind of proposed methods.
  • the proposed schemes described above may be implemented independently or in combination (or merging) of some of the proposed schemes.
  • the information on whether or not the proposed methods are applied is transmitted to the UE either by the base station or by the transmitting terminal to a predefined signal (for example, a physical layer signal or a higher layer signal)
  • a predefined signal for example, a physical layer signal or a higher layer signal
  • 15 is a diagram for explaining a method of determining a resource region according to geographical information of a terminal according to an embodiment.
  • the resource region in which the feedback signal is transmitted may be determined based on geographical information.
  • the resource areas can be set in advance so as to correspond to the respective regions. That is, each of the A region, the B region, the C region, the D region, and the E region may be mapped to the first resource region, the second resource region, the third resource region, the fourth resource region, and the fifth resource region, .
  • the first resource region to the fifth resource region may be set as different resource regions, and some overlapping resource regions may also be set.
  • the terminal 200 can determine the corresponding resource area based on the geographical information acquired by itself.
  • the geographical information may be coordinate information of a terminal measured using a Global Positioning System (GPS) included in the terminal.
  • GPS Global Positioning System
  • the second resource region may be determined as a resource region for transmitting the feedback signal.
  • the terminal can determine specific resource elements based on its ID information in the second resource area. For example, in the case of Time Difference of Arrival (TDoA), the UE can specify a sequence or a location of a resource used in the determined second resource area based on its ID information. Alternatively, in the case of phase difference of arrival (PDoA), the UE can specify different frequency resources (RE, tone) used in the determined second resource area based on its ID information. In addition, the terminal may arbitrarily determine specific resource elements in the second resource area. In this way, the terminal selects a resource that does not overlap with other terminals in the vicinity, and transmits the feedback signal, thereby minimizing the collision between the feedback signals of the terminals.
  • TDoA Time Difference of Arrival
  • PoA phase difference of arrival
  • the terminal may arbitrarily determine specific resource elements in the second resource area. In this way, the terminal selects a resource that does not overlap with other terminals in the vicinity, and transmits the feedback signal, thereby minimizing the collision between the feedback signals of the terminals
  • the terminal determines the corresponding resource area based on the geographical information it has acquired, where the geographical information can be determined based on the reception strength of the signal of the RSU 101 . That is, the surrounding area can be classified according to the reception intensity of the RSU signal. Specifically, an area A in which the reception intensity of the RSU signal is equal to or greater than the first threshold value, a B area in which the intensity of the RSU signal is less than the first threshold value but is equal to or greater than the second threshold value, And a C region that is smaller than the third threshold value and is larger than the third threshold value. In this case, the terminal can acquire geographical information (or area information) corresponding to the received signal strength of the ranging signal received from the RSU.
  • the UE transmits a resource region corresponding to the B region to a resource region .
  • the size of the resource included in the resource region determined in each region may be set to be larger so that the reception intensity of the signal may become smaller.
  • the resource region corresponding to the A region includes 10 resource blocks
  • the resource region corresponding to the B region includes 20 resource blocks
  • the resource region corresponding to the C region includes 40 resource blocks As shown in FIG.
  • the resource region for ranging may be previously classified into a plurality of resource regions based on GPS information, or may be previously classified into a plurality of resource regions according to the reception strength of a specific signal based on the RSU 101 .
  • the terminal obtains its own geographical information based on the intensity of the signal received from its own GPS information or RSU, and transmits the corresponding resource area to the resource area for transmitting the feedback signal based on the acquired geographical information . That is, the terminal may determine the resource area by any one of the two methods according to the identified geographical information, or may be instructed by the network in advance.
  • 16 is a view for explaining a method of an RSU calculating a location of a terminal according to an embodiment.
  • the RSU 101 can acquire ranging information, which is distance information from the terminal, by measuring the time delay or phase rotation degree from the feedback signal of the terminal 200, The receiving direction of the feedback signal of the terminal may be measured as shown in FIG.
  • the RSU 101 can receive the feedback signal of the terminal with a multi-antenna.
  • the RSU can obtain the ranging angle and the ranging information corresponding to the feedback signal of the terminal.
  • the RSU can accurately determine the position of the terminal based on the reception angle in a circle having the distance according to the ranging information as the radius. That is, when the reception angle of the feedback signal is measured by the multi-antenna, the RSU can acquire the accurate position of the terminal based on the calculated ranging information and the reception angle.
  • the RSU may transmit a response signal to the terminal in response to the feedback signal, and the response signal may include the ranging information and the location information.
  • the response signal includes the ranging information and the reception angle information
  • the terminal generates a ranging signal based on the reception angle and the ranging information obtained from the response signal, and the location information of the RSU included in the ranging signal, Can be directly calculated.
  • the terminal can correct the GPS coordinate information acquired from its GPS device based on the obtained own position information.
  • the terminal can calculate or acquire a more accurate position by correcting the position information according to the GPS device with the position information acquired by exchanging signals through the RSU.
  • the vehicle can perform autonomous travel based on accurate position information of the GPS, thereby effectively improving the safety of autonomous travel.
  • 17 is a flowchart illustrating a method of acquiring ranging information according to an embodiment of the present invention.
  • a terminal can receive a ranging signal from an RSU.
  • the ranging signal may be a signal periodically transmitted from the RSU.
  • the terminal may receive signaling information of a period and a resource from which the RSU transmits a ranging signal from the network in advance.
  • the UE can receive signaling information such as a period of a ranging signal for each individual RSU, a location of a transmission resource, a subframe offset, and the like in a physical layer or an upper layer signal.
  • the resource to which the ranging signal is transmitted may be previously set to be classified according to the RSU, and the terminal acquires information on the resource to which the ranging signal is transmitted for each RSU in advance, To identify the RSU.
  • the RSU may transmit information on its own location by including it in the ranging signal, and may broadcast the ranging signal to neighboring terminals.
  • the terminal may receive the ranging signal and transmit a feedback signal to the RSU in response to the ranging signal.
  • the terminal may determine a transmission region in which the feedback signal is to be transmitted based on the geographical information of the terminal when transmitting the feedback signal.
  • the geographical information may be its own coordinate information determined by the terminal directly by GPS or the like, or may be region information determined based on the strength of the signal received from the RSU.
  • the terminal can determine a corresponding resource area based on the determined geographical information.
  • the resource region may be determined as at least one of a plurality of resource regions classified according to geographical information as shown in Figs. 15 (a) and 15 (b) (S303).
  • a terminal can receive signaling resource information from the RSU or the network in advance to determine a corresponding resource area based on the geographical information.
  • the transmission resource information may include resource information including a resource region corresponding to each of the plurality of regions, or parameter information of a mapping function for determining a resource region according to the geographical information. That is, the terminal may determine a resource region corresponding to its own geographical information in the resource information, or may determine a resource region corresponding to its own geographical information using the parameter information.
  • the terminal may transmit the feedback signal to the RSU when the reception strength of the ranging signal is equal to or greater than a preset threshold value.
  • a preset threshold value For example, when the reception strength of the ranging signal is weak, the terminal has a high probability that it is not the LOS with the RSU that transmitted the ranging signal, so that the RSU can calculate incorrect ranging information from the feedback signal.
  • the terminal when the reception strength of the ranging signal is less than a preset threshold value, the terminal can be prevented from transmitting the feedback signal, thereby minimizing unnecessary resource waste and collision between signals.
  • the terminal can minimize a collision of feedback signals with other terminals by arbitrarily determining a specific resource element based on the ID of the terminal in the determined resource region. That is, the terminal can select a specific resource element based on the terminal ID or arbitrarily in the determined resource region corresponding to its own geographical information.
  • the UE may transmit the feedback signal to the RSU using the selected specific resource element.
  • the terminal may transmit the feedback signal including the information required for the RSU to calculate the ranging information based on the received ranging signal.
  • the terminal may transmit the feedback signal after a preset time based on the time when the ranging signal is received, or may include phase rotation information according to the propagation delay of the ranging signal in the feedback signal have.
  • the terminal can determine the transmission power of the feedback signal based on the strength of the ranging signal.
  • the UE can measure the path loss between the RSU and the UE based on the strength of the ranging signal, and determines the transmission power of the feedback signal according to the open loop power control scheme based on the path loss .
  • the received power difference between the feedback signals is not large .
  • the near far effect due to the difference in the received power of the plurality of feedback signals can be effectively mitigated.
  • the terminal may determine the sequence index or ID of the feedback signal based on the strength of the ranging signal. For example, the terminal can determine an appropriate sequence to compensate for such a problem by taking into consideration the fact that the reception intensity of the ranging signal is weaker than the LOS state.
  • the terminal may change the CP and the frequency band for the feedback signal according to the strength of the ranging signal. For example, the terminal may increase the CP or increase the frequency band in which the feedback signal is transmitted as the reception strength of the ranging signal becomes weaker.
  • the terminal can receive its ranging information by receiving a response signal which is a response of the RSU to the feedback signal.
  • the response signal may include ranging information calculated based on the feedback signal received by the RSU. Further, the response signal may further include ranging information for other terminals located in the vicinity of the RSU (S305).
  • the response signal may further include attribute information for the feedback signal.
  • the RSU may acquire attribute information on the feedback signal to indicate which feedback signal corresponds to the ranging information, and may include the attribute information in the response signal. That is, the response signal may include ranging information and matching attribute information corresponding thereto.
  • the terminal may detect the ranging information matched with the attribute information corresponding to its own feedback signal in the response signal and acquire its ranging information.
  • the attribute information of the feedback signal may be information on the resource information or the sequence to which the feedback signal is transmitted.
  • the RSU calculates a plurality of ranging information based on each of the received feedback signals, and outputs a response signal including the calculated plurality of ranging information Lt; / RTI >
  • the terminal can acquire ranging information, which is matched with the attribute information corresponding to the feedback signal of the plurality of ranging information included in the response signal, as its ranging information.
  • the terminal may be located within a predetermined distance from a specific terminal, and may know that there is a risk of collision.
  • the RSU may receive a feedback signal from a plurality of terminals and calculate location and ranging information for each of the plurality of terminals. The RSU can determine whether the terminal and the specific terminal are positioned within a predetermined threshold distance based on the calculated location information. If it is determined that the terminal and the specific terminal are located within a preset transaction, the RSU may transmit a response signal including notification information indicating that the terminal is located close to the specific terminal, to the terminal.
  • the response signal may be transmitted only to a vehicle designated as a representative among the plurality of vehicles or traveling at the top. That is, in the case of vehicles traveling in a cluster, a vehicle other than the representative vehicle or the best-first vehicle carries out the subordinate driving to the representative vehicle or the best-first vehicle, so that information about the surrounding vehicles is transmitted only to the representative vehicle. Thus, unnecessary resource waste can be prevented.
  • Each of the MSs may transmit the feedback signal corresponding to the ranging signal, and the response signal may include ranging information of the MSs traveling in the cluster.
  • a response signal is transmitted to only one of the terminals for the vehicles traveling in the cluster, but the other peripheral terminals acquire all the ranging information of the terminals for the vehicles traveling in the cluster from the response signal .
  • FIG. 18 is a view briefly showing a terminal performing D2D communication according to the present invention.
  • FIG. 18 is a diagram showing a configuration of a transmission point device and a terminal device according to an embodiment of the present invention.
  • the transmission point apparatus 10 may include a receiving apparatus 11, a transmitting apparatus 12, a processor 13, a memory 14 and a plurality of antennas 15 .
  • the plurality of antennas 15 means a transmission point device supporting MIMO transmission / reception.
  • the receiving apparatus 11 can receive various signals, data and information on the uplink from the terminal.
  • the transmitting apparatus 12 can transmit various signals, data and information on the downlink to the terminal.
  • the processor 13 may control the operation of the transmission point apparatus 10 as a whole.
  • the processor 13 of the transmission point apparatus 10 can process the necessary items in each of the above-described embodiments.
  • the processor 13 of the transmission point apparatus 10 also performs a function of calculating information received by the transmission point apparatus 10 and information to be transmitted to the outside and the memory 14 stores information Stored for a predetermined time, and replaced by a component such as a buffer (not shown).
  • the terminal apparatus 20 may include a receiving apparatus 21, a transmitting apparatus 22, a processor 23, a memory 24, and a plurality of antennas 25.
  • the plurality of antennas 25 means a terminal device supporting MIMO transmission / reception.
  • the receiving apparatus 21 can receive various signals, data and information on the downlink from the base station.
  • the transmitting apparatus 22 can transmit various signals, data and information on the uplink to the base station.
  • the processor 23 can control the operation of the entire terminal device 20. [
  • the processor 23 of the terminal device 20 can process the necessary items in each of the above-described embodiments. Specifically, the processor receives a ranging signal including the location information of the RSU from a road side unit (RSU) and transmits a feedback signal to the RSU in a resource area determined based on geographical information on the terminal And receives the ranging signal including the ranging information calculated based on the feedback signal to obtain its ranging information. Also, the response signal receives the ranging signal from the RSU And may further include ranging information of another terminal that has transmitted the feedback signal.
  • RSU road side unit
  • the processor 23 of the terminal device 20 also functions to process information received by the terminal device 20 and information to be transmitted to the outside and the memory 24 stores the processed information and the like at a predetermined time And may be replaced by a component such as a buffer (not shown).
  • the specific configuration of the transmission point device and the terminal device may be implemented such that the items described in the various embodiments of the present invention described above are applied independently or two or more embodiments are applied at the same time, .
  • the description of the transmission point apparatus 10 may be similarly applied to a repeater apparatus as a downlink transmission entity or an uplink reception entity.
  • the description of the terminal apparatus 20 will be omitted for the description of the downlink
  • the present invention can be similarly applied to a repeater device as a receiving entity or an uplink transmission entity.
  • embodiments of the present invention can be implemented by various means.
  • embodiments of the present invention may be implemented by hardware, firmware, software, or a combination thereof.
  • the method according to embodiments of the present invention may be implemented in one or more Application Specific Integrated Circuits (ASICs), Digital Signal Processors (DSPs), Digital Signal Processing Devices (DSPDs), Programmable Logic Devices (PLDs) , FPGAs (Field Programmable Gate Arrays), processors, controllers, microcontrollers, microprocessors, and the like.
  • ASICs Application Specific Integrated Circuits
  • DSPs Digital Signal Processors
  • DSPDs Digital Signal Processing Devices
  • PLDs Programmable Logic Devices
  • FPGAs Field Programmable Gate Arrays
  • processors controllers, microcontrollers, microprocessors, and the like.
  • the method according to embodiments of the present invention may be implemented in the form of an apparatus, a procedure, or a function for performing the functions or operations described above.
  • the software code can be stored in a memory unit and driven by the processor.
  • the memory unit may be located inside or outside the processor, and may exchange data with the processor by various well-known means.

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Abstract

다양한 실시예에 따른 단말 간 통신 (D2D; Device to Device communication)을 지원하는 무선통신시스템에서 단말이 레인징 정보를 획득하는 방법 및 이를 위한 장치가 개시된다. 구체적으로, 노변 장치(Road side unit, RSU)로부터 상기 RSU의 위치 정보가 포함된 레인징 신호를 수신 받는 단계, 상기 단말에 대한 지리적 정보에 기초하여 결정된 자원 영역에서 피드백 신호를 상기 RSU에게 전송하는 단계, 및 상기 피드백 신호에 대한 응답으로 RSU로부터 응답 신호를 수신 받고, 수신된 상기 응답 신호에 기초하여 레인징 정보를 획득하는 단계를 포함하고, 상기 응답 신호는 상기 레인징 신호를 수신 받아 피드백 신호를 전송한 다른 단말의 레인징 정보를 더 포함한 단말이 레인징 정보를 획득하는 방법 및 이를 위한 장치가 개시된다.

Description

단말 간 통신을 지원하는 무선통신시스템에서 단말이 레인징 정보를 획득하는 방법 및 이를 위한 장치
단말 간 통신 (D2D; Device to Device communication)을 지원하는 무선통신시스템에서 단말이 노변 장치로부터 레인징 정보를 획득하는 방법 및 이를 위한 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.
현재, D2D 통신에 연계된 형태로써, V2X(Vehicle to Everything) 통신에 대한 논의가 진행되고 있다. V2X는 차량 단말들간의 V2V, 차량과 다른 종류의 단말간의 V2P, 차량과 RSU(roadside unit) 간의 V2I 통신을 포함하는 개념이다.
본 발명에서는 노변 장치로부터 주기적으로 전송되는 레인징 신호를 수신한 단말이 상기 단말의 지리적 정보에 기초하여 결정된 자원 영역에서 피드백 신호를 전송하고, 상기 피드백 신호에 기초하여 노변 장치가 측정한 레인징 정보를 포함하는 응답 신호를 수신하여 상기 단말의 위치를 보다 정확하게 측정하는 것을 기술적 과제로 한다.
또한, 본 발명에서는 상기 단말이 상기 응답 신호로부터 자신의 레인징 정보뿐만 아니라, 주변의 다른 단말에 대한 레인징 정보를 획득하여 주변 상황을 보다 정확하게 파악하는 것을 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 측면에 따른 단말 간 통신 (D2D; Device to Device communication)을 지원하는 무선통신시스템에서 단말이 레인징 정보를 획득하는 방법은 노변 장치(Road side unit, RSU)로부터 상기 RSU의 위치 정보가 포함된 레인징 신호를 수신 받는 단계, 상기 단말에 대한 지리적 정보에 기초하여 결정된 자원 영역에서 피드백 신호를 상기 RSU에게 전송하는 단계, 및 상기 피드백 신호에 대한 응답으로 RSU로부터 응답 신호를 수신 받고, 수신된 상기 응답 신호에 기초하여 레인징 정보를 획득하는 단계를 포함하고, 상기 응답 신호는 상기 레인징 신호를 수신 받아 피드백 신호를 전송한 다른 단말의 레인징 정보를 더 포함한다.
일 예에 따르면, 상기 응답 신호는 상기 레인징 정보와 대응하는 상기 피드백 신호에 대한 속성 정보를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또는, 상기 속성 정보는 상기 피드백 신호가 전송된 자원 및 시퀀스 중 적어도 하나에 대한 정보인 것을 특징으로 한다.
또는, 상기 단말은 상기 속성 정보에 기초하여 상기 다른 단말의 레인징 정보와 상기 단말의 레인징 정보를 구별하는 것을 특징으로 한다.
또는, 상기 단말은 상기 지리적 정보에 기초하여 구분되는 복수의 자원 영역에 대한 자원 정보 및 상기 지리적 정보에 따른 자원 영역을 결정하기 위한 매핑 함수의 파라미터 정보 중 적어도 하나에 기초하여 상기 단말의 지리적 정보에 대응하는 자원 영역을 결정하는 것을 특징으로 한다.
또는, 상기 응답 신호는 상기 단말의 위치 정보를 포함하고, 상기 위치 정보는 상기 RSU가 상기 피드백 신호를 수신한 방향 정보 및 상기 레인징 정보에 기초하여 획득된 것을 특징으로 한다.
또는, 상기 피드백 신호는 미리 설정된 임계값 이상의 세기로 상기 레인징 신호가 수신된 경우에 상기 결정된 자원 영역에서 전송되는 것을 특징으로 한다.
또는, 상기 피드백 신호는 상기 단말의 ID에 기초하여 상기 결정된 자원 영역 내에서 적어도 하나의 자원 요소를 선택하고, 선택된 자원 요소를 사용하여 전송되는 것을 특징으로 한다.
또는, 상기 자원 정보 또는 상기 파라미터 정보는 상기 RSU 별로 상이하게 설정된 것을 특징으로 한다.
또는, 상기 자원 정보 및 상기 파라미터 정보는 네트워크에 의해 물리 계층 또는 상위 계층 신호로 상기 단말에게 미리 시그널링되는 것을 특징으로 한다.
또는, 상기 다른 단말들 중 특정 단말이 상기 단말과 미리 설정된 임계 거리 내에 위치하는 경우, 상기 응답 신호는 상기 특정 단말과 인접함을 알리는 알림 신호가 더 포함된 것을 특징으로 한다.
또는, 상기 단말이 군집 주행을 하는 복수의 차량들 중 어느 하나의 차량에 대한 단말인 경우, 상기 응답 신호는 상기 복수의 차량들 중에서 어느 하나의 차량에 대한 단말에게만 전송되는 것을 특징으로 한다.
또는, 상기 단말에 대한 지리적 정보는 상기 단말에 포함된 지구위치결정시스템(GPS; Global Positioning System)을 이용하여 측정된 단말의 좌표 정보에 기초하여 결정되는 것을 특징으로 한다.
또는, 상기 피드백 신호는 상기 수신된 레인징 신호의 세기에 기초하여 전송 전력이 결정되는 것을 특징으로 한다.
또는, 상기 피드백 신호는 상기 수신된 레인징 신호의 세기에 기초하여 시퀀스 인덱스 또는 ID가 결정되는 것을 특징으로 한다.
또는, 상기 피드백 신호는 상기 RSU가 레인징 신호를 수신한 시점에 대한 정보 및 상기 RSU가 수신한 레인징 신호의 톤 (tone) 간의 전파 지연에 따른 위상차에 대한 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또는, 상기 단말은 상기 응답 신호를 수신 받지 못한 경우에 상기 결정된 자원 영역을 변경하거나 전송 전력을 변경하여 상기 피드백 신호를 재전송하는 것을 특징으로 한다.
다양한 실시예에 따른 본 발명은 레인징 신호를 수신한 단말이 상기 단말의 지리적 정보에 기초하여 결정된 자원 영역에서 피드백 신호를 전송하고, 이에 응답하여 노변 장치가 전송한 응답 신호로부터 상기 노변 장치로부터 측정된 레인징 정보를 획득하여 상기 단말의 위치를 보다 정확하게 측정할 수 있다.
또한, 상기 단말은 상기 응답 신호로부터 자신의 레인징 정보뿐만 아니라, 주변의 다른 단말에 대한 레인징 정보를 획득하여 주변 상황을 보다 정확하게 파악할 수 있다.
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 다중안테나를 갖는 무선 통신 시스템의 구성도이다.
도 6에는 D2D동기 신호가 전송되는 서브프레임이 도시되어 있다.
도 7은 D2D 신호의 릴레이를 설명하기 위한 도면이다.
도 8에는 D2D 통신을 위한 D2D 리소스 풀의 예가 도시되어 있다.
도 9는 V2X에 사용되는 전송 모드와 스케줄링 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 V2X에서 자원 선택을 수행하는 방식이 도시되어 있다.
도 11은 D2D 에서 SA와 데이터 전송을 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 V2X에서 SA와 데이터 전송을 설명하기 위한 도면이다.
도 13 내지 도 14에는 NRAT의 프레임 구조가 예시되어 있다.
도 15은 일 실시예에 따른 단말의 지리적 정보에 따라 자원 영역을 결정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 16는 일 실시예에 따라 RSU가 단말의 위치를 산출하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 레인징 정보를 획득하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 18은 송수신 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. 또한, 이하의 설명에서 기지국이라 함은 스케줄링 수행 노드, 클러스터 헤더(cluster header) 등을 장치를 지칭하는 의미로써도 사용될 수 있다. 만약 기지국이나 릴레이도 단말이 전송하는 신호를 전송한다면, 일종의 단말로 간주할 수 있다.
이하에서 기술되는 셀의 명칭은 기지국(base station, eNB), 섹터(sector), 리모트라디오헤드(remote radio head, RRH), 릴레이(relay)등의 송수신 포인트에 적용되며, 또한 특정 송수신 포인트에서 구성 반송파(component carrier)를 구분하기 위한 포괄적인 용어로 사용되는 것일 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.
LTE/LTE-A 자원 구조/채널
도 1을 참조하여 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.
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(transmission 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/LTE-A 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 블록에서 복수개의 연속적인 부반송파(subcarrier)를 포함할 수 있다.
하나의 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 CP(Cyclic Prefix)의 구성(configuration)에 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 해프 프레임 (half frame)으로 구성되며, 각 해프 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 개수(N DL)는 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 Channel; PDSCH)이 할당되는 데이터 영역에 해당한다. 3GPP LTE/LTE-A 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 스케듈링 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. PDCCH를 위해 필요한 CCE의 개수는 DCI의 크기와 코딩 레이트 등에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, PDCCH 전송에는 CCE 개수 1, 2, 4, 8(각각 PDCCH 포맷 0, 1, 2, 3에 대응)개 중 어느 하나가 사용될 수 있으며, DCI의 크기가 큰 경우 및/또는 채널 상태가 좋지 않아 낮은 코딩 레이트가 필요한 경우 상대적으로 많은 개수의 CCE가 하나의 PDCCH 전송을 위해 사용될 수 있다. 기지국은 단말에게 전송되는 DCI의 크기, 셀 대역폭, 하향링크 안테나 포트의 개수, PHICH 자원 양 등을 고려하여 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.
참조 신호 (Reference Signal; RS)
무선 통신 시스템에서 패킷을 전송할 때, 전송되는 패킷은 무선 채널을 통해서 전송되기 때문에 전송과정에서 신호의 왜곡이 발생할 수 있다. 왜곡된 신호를 수신측에서 올바로 수신하기 위해서는 채널 정보를 이용하여 수신 신호에서 왜곡을 보정하여야 한다. 채널 정보를 알아내기 위해서, 송신측과 수신측에서 모두 알고 있는 신호를 전송하여, 상기 신호가 채널을 통해 수신될 때의 왜곡 정도를 가지고 채널 정보를 알아내는 방법을 주로 사용한다. 상기 신호를 파일럿 신호(Pilot Signal) 또는 참조신호(Reference Signal)라고 한다.
다중안테나를 사용하여 데이터를 송수신하는 경우에는 각 송신 안테나와 수신 안테나 사이의 채널 상황을 알아야 올바른 신호를 수신할 수 있다. 따라서, 각 송신 안테나 별로, 좀더 자세하게는 안테나 포트(port)별로 별도의 참조신호가 존재하여야 한다.
참조신호는 상향링크 참조신호와 하향링크 참조신호로 구분될 수 있다. 현재 LTE 시스템에는 상향링크 참조신호로써,
i) PUSCH 및 PUCCH를 통해 전송된 정보의 코히런트(coherent)한 복조를 위한 채널 추정을 위한 복조 참조신호(DeModulation-Reference Signal, DM-RS)
ii) 기지국이, 네트워크가 다른 주파수에서의 상향링크 채널 품질을 측정하기 위한 사운딩 참조신호(Sounding Reference Signal, SRS)가 있다.
한편, 하향링크 참조신호에는,
i) 셀 내의 모든 단말이 공유하는 셀-특정 참조신호(Cell-specific Reference Signal, CRS)
ii) 특정 단말만을 위한 단말-특정 참조신호(UE-specific Reference Signal)
iii) PDSCH가 전송되는 경우 코히런트한 복조를 위해 전송되는 (DeModulation-Reference Signal, DM-RS)
iv) 하향링크 DMRS가 전송되는 경우 채널 상태 정보(Channel State Information; CSI)를 전달하기 위한 채널상태정보 참조신호(Channel State Information- Reference Signal, CSI-RS)
v) MBSFN(Multimedia Broadcast Single Frequency Network) 모드로 전송되는 신호에 대한 코히런트한 복조를 위해 전송되는 MBSFN 참조신호(MBSFN Reference Signal)
vi) 단말의 지리적 위치 정보를 추정하는데 사용되는 위치 참조신호(Positioning Reference Signal)가 있다.
참조신호는 그 목적에 따라 크게 두 가지로 구분될 수 있다. 채널 정보 획득을 위한 목적의 참조신호와 데이터 복조를 위해 사용되는 참조신호가 있다. 전자는 UE가 하향 링크로의 채널 정보를 획득하는데 그 목적이 있으므로 광대역으로 전송되어야 하고, 특정 서브 프레임에서 하향 링크 데이터를 수신하지 않는 단말이라도 그 참조신호를 수신하여야 한다. 또한 이는 핸드오버 등의 상황에서도 사용된다. 후자는 기지국이 하향링크를 보낼 때 해당 리소스에 함께 보내는 참조신호로서, 단말은 해당 참조신호를 수신함으로써 채널 측정을 하여 데이터를 복조할 수 있게 된다. 이 참조신호는 데이터가 전송되는 영역에 전송되어야 한다.
다중안테나(MIMO) 시스템의 모델링
도 5는 다중안테나를 갖는 무선 통신 시스템의 구성도이다.
도 5(a)에 도시된 바와 같이 송신 안테나의 수를 Nt 개로, 수신 안테나의 수를 NR 개로 늘리면, 송신기나 수신기에서만 다수의 안테나를 사용하게 되는 경우와 달리 안테나 수에 비례하여 이론적인 채널 전송 용량이 증가한다. 따라서, 전송 레이트를 향상시키고 주파수 효율을 획기적으로 향상시킬 수 있다. 채널 전송 용량이 증가함에 따라, 전송 레이트는 이론적으로 단일 안테나 이용시의 최대 전송 레이트(Ro)에 레이트 증가율(Ri)이 곱해진 만큼 증가할 수 있다.
Figure PCTKR2018008847-appb-img-000001
예를 들어, 4개의 송신 안테나와 4개의 수신 안테나를 이용하는 MIMO 통신 시스템에서는 단일 안테나 시스템에 비해 이론상 4배의 전송 레이트를 획득할 수 있다. 다중안테나 시스템의 이론적 용량 증가가 90 년대 중반에 증명된 이후 이를 실질적인 데이터 전송률 향상으로 이끌어 내기 위한 다양한 기술들이 현재까지 활발히 연구되고 있다. 또한, 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, 전송 신뢰도 향상 및 전송률 향상을 위한 시공간 신호 처리 기술 연구 등 다양한 관점에서 활발히 연구가 진행되고 있다.
다중안테나 시스템에서의 통신 방법을 수학적 모델링을 이용하여 보다 구체적으로 설명한다. 상기 시스템에는 Nt개의 송신 안테나와 Nt개의 수신 안테나가 존재한다고 가정한다.
송신 신호를 살펴보면, Nt개의 송신 안테나가 있는 경우 전송 가능한 최대 정보는 NT개이다. 전송 정보는 다음과 같이 표현될 수 있다.
Figure PCTKR2018008847-appb-img-000002
각각의 전송 정보
Figure PCTKR2018008847-appb-img-000003
는 전송 전력이 다를 수 있다. 각각의 전송 전력을
Figure PCTKR2018008847-appb-img-000004
라고 하면, 전송 전력이 조정된 전송 정보는 다음과 같이 표현될 수 있다.
Figure PCTKR2018008847-appb-img-000005
또한,
Figure PCTKR2018008847-appb-img-000006
는 전송 전력의 대각행렬
Figure PCTKR2018008847-appb-img-000007
를 이용해 다음과 같이 표현될 수 있다.
Figure PCTKR2018008847-appb-img-000008
전송전력이 조정된 정보 벡터
Figure PCTKR2018008847-appb-img-000009
에 가중치 행렬
Figure PCTKR2018008847-appb-img-000010
가 적용되어 실제 전송되는 Nt개의 송신신호
Figure PCTKR2018008847-appb-img-000011
가 구성되는 경우를 고려해 보자. 가중치 행렬
Figure PCTKR2018008847-appb-img-000012
는 전송 정보를 전송 채널 상황 등에 따라 각 안테나에 적절히 분배해 주는 역할을 한다.
Figure PCTKR2018008847-appb-img-000013
는 벡터
Figure PCTKR2018008847-appb-img-000014
를 이용하여 다음과 같이 표현될 수 있다.
Figure PCTKR2018008847-appb-img-000015
여기에서,
Figure PCTKR2018008847-appb-img-000016
는 i번째 송신 안테나와 j번째 정보간의 가중치를 의미한다.
Figure PCTKR2018008847-appb-img-000017
는 프리코딩 행렬이라고도 불린다.
수신신호는 Nr개의 수신 안테나가 있는 경우 각 안테나의 수신신호
Figure PCTKR2018008847-appb-img-000018
은 벡터로 다음과 같이 표현될 수 있다.
Figure PCTKR2018008847-appb-img-000019
다중안테나 무선 통신 시스템에서 채널을 모델링하는 경우, 채널은 송수신 안테나 인덱스에 따라 구분될 수 있다. 송신 안테나 j로부터 수신 안테나 i를 거치는 채널을
Figure PCTKR2018008847-appb-img-000020
로 표시하기로 한다.
Figure PCTKR2018008847-appb-img-000021
에서, 인덱스의 순서가 수신 안테나 인덱스가 먼저, 송신 안테나의 인덱스가 나중임에 유의한다.
한편, 도 5(b)은 NR개의 송신 안테나에서 수신 안테나 i로의 채널을 도시한 도면이다. 상기 채널을 묶어서 벡터 및 행렬 형태로 표시할 수 있다. 도 5(b)에서, 총 NT개의 송신 안테나로부터 수신 안테나 i로 도착하는 채널은 다음과 같이 나타낼 수 있다.
Figure PCTKR2018008847-appb-img-000022
따라서, Nt개의 송신 안테나로부터 Nr개의 수신 안테나로 도착하는 모든 채널은 다음과 같이 표현될 수 있다.
Figure PCTKR2018008847-appb-img-000023
실제 채널에는 채널 행렬
Figure PCTKR2018008847-appb-img-000024
를 거친 후에 백색잡음(AWGN; Additive White Gaussian Noise)이 더해진다. NR개의 수신 안테나 각각에 더해지는 백색잡음
Figure PCTKR2018008847-appb-img-000025
은 다음과 같이 표현될 수 있다.
Figure PCTKR2018008847-appb-img-000026
상술한 수식 모델링을 통해 수신신호는 다음과 같이 표현될 수 있다.
Figure PCTKR2018008847-appb-img-000027
한편, 채널 상태를 나타내는 채널 행렬
Figure PCTKR2018008847-appb-img-000028
의 행과 열의 수는 송수신 안테나의 수에 의해 결정된다. 채널 행렬
Figure PCTKR2018008847-appb-img-000029
에서 행의 수는 수신 안테나의 수 NR과 같고, 열의 수는 송신 안테나의 수 Nt와 같다. 즉, 채널 행렬
Figure PCTKR2018008847-appb-img-000030
는 행렬이 NR×Nt된다.
행렬의 랭크(rank)는 서로 독립인(independent) 행 또는 열의 개수 중에서 최소 개수로 정의된다. 따라서, 행렬의 랭크는 행 또는 열의 개수 보다 클 수 없다. 채널 행렬
Figure PCTKR2018008847-appb-img-000031
의 랭크(
Figure PCTKR2018008847-appb-img-000032
)는 다음과 같이 제한된다.
Figure PCTKR2018008847-appb-img-000033
랭크의 다른 정의는 행렬을 고유치 분해(Eigen value decomposition) 하였을 때, 0이 아닌 고유치들의 개수로 정의할 수 있다. 유사하게, 랭크의 또 다른 정의는 특이치 분해(singular value decomposition) 하였을 때, 0이 아닌 특이치들의 개수로 정의할 수 있다. 따라서, 채널 행렬에서 랭크. 의 물리적인 의미는 주어진 채널에서 서로 다른 정보를 보낼 수 있는 최대 수라고 할 수 있다.
본 문서의 설명에 있어서, MIMO 전송에 대한 '랭크(Rank)' 는 특정 시점 및 특정 주파수 자원에서 독립적으로 신호를 전송할 수 있는 경로의 수를 나타내며, '레이어(layer)의 개수' 는 각 경로를 통해 전송되는 신호 스트림의 개수를 나타낸다. 일반적으로 송신단은 신호 전송에 이용되는 랭크 수에 대응하는 개수의 레이어를 전송하기 때문에 특별한 언급이 없는 한 랭크는 레이어 개수와 동일한 의미를 가진다.
D2D 단말의 동기 획득
이하에서는 상술한 설명 및 기존 LTE/LTE-A 시스템에 기초하여, D2D 통신에서 단말간 동기 획득에 대해 설명한다. OFDM 시스템에서는 시간/주파수 동기가 맞지 않을 경우 셀 간 간섭(Inter-Cell Interference)로 인해 OFDM 신호에서 서로 다른 단말 간에 멀티플렉싱이 불가능질 수 있다. 동기를 맞추기 위해 D2D 단말들이 직접 동기 신호를 송수신하여 모든 단말이 개별적으로 동기를 맞추는 것은 비효율적이다. 따라서, D2D와 같은 분산 노드 시스템에서는 특정 노드가 대표 동기 신호를 전송해주고 나머지 UE들이 이에 동기를 맞출 수 있다. 다시 말해, D2D 신호 송수신을 위해 일부 노드들이 (이때 노드는 eNB, UE, SRN(synchronization reference node 또는 synchronization source로 불릴 수도 있다) 일 수도 있다.) D2D 동기 신호(D2DSS, D2D Synchronization Signal)를 전송하고, 나머지 단말들이 이에 동기를 맞추어 신호를 송수신하는 방식이 사용될 수 있다.
D2D 동기신호에는 프라이머리 동기 신호(PD2DSS(Primary D2DSS 또는 PSSS(Primary Sidelink synchronization signal)), 세컨더리 동기 신호(SD2DSS(Secondary D2DSS 또는 SSSS(Secondary Sidelink synchronization signal))가 있을 수 있다. PD2DSS는 소정 길이의 자도프 추 시퀀스(Zadoff-chu 시퀀스) 또는 PSS와 유사/변형/반복된 구조 등일 수 있다. 또한 DL PSS와 달리 다른 자도프 추 루트 인덱스(예를 들어, 26, 37)를 사용할 수 있다. SD2DSS는 M-시퀀스 또는 SSS와 유사/변형/반복된 구조 등일 수 있다. 만약 단말들이 eNB로부터 동기를 맞출 경우, SRN은 eNB가 되며, D2DSS는 PSS/SSS가 된다. DL의 PSS/SSS와 달리 PD2DSS/SD2DSS는 UL 서브캐리어 매핑 방식을 따른다. 도 6에는 D2D동기 신호가 전송되는 서브프레임이 도시되어 있다. PD2DSCH(Physical D2D synchronization channel)는 D2D 신호 송수신 전에 단말이 가장 먼저 알아야 하는 기본이 되는 (시스템) 정보(예를 들어, D2DSS에 관련된 정보, 듀플렉스 모드(Duplex Mode, DM), TDD UL/DL 구성, 리소스 풀 관련 정보, D2DSS에 관련된 애플리케이션의 종류, subframe offset, 브로드캐스트 정보 등)가 전송되는 (방송) 채널일 수 있다. PD2DSCH는 D2DSS와 동일한 서브프레임 상에서 또는 후행하는 서브프레임 상에서 전송될 수 있다. DMRS는 PD2DSCH의 복조를 위해 사용될 수 있다.
SRN은 D2DSS, PD2DSCH(Physical D2D synchronization channel)를 전송하는 노드일 수 있다. D2DSS는 특정 시퀀스 형태일 수 있고, PD2DSCH는 특정 정보를 나타내는 시퀀스거나 사전에 정해진 채널 코딩을 거친 후의 코드 워드 형태일 수 있다. 여기서, SRN은 eNB 또는 특정 D2D 단말이 될 수 있다. 부분 네트워크 커버리지(partial network coverage) 또는 커버리지 바깥(out of network coverage)의 경우에는 단말이 SRN이 될 수 있다.
도 7과 같은 상황에서 커버리지 밖(out of coverage) 단말과의 D2D 통신을 위해 D2DSS는 릴레이 될 수 있다. 또한, D2DSS는 다중 홉을 통해 릴레이될 수 있다. 이하의 설명에서 동기 신호를 릴레이 한다는 것은 직접 기지국의 동기신호를 AF 릴레이하는 것뿐만 아니라, 동기 신호 수신 시점에 맞추어 별도의 포맷의 D2D 동기신호를 전송하는 것도 포함하는 개념이다. 이와 같이, D2D 동기 신호가 릴레이 됨으로써 커버리지 안 단말과 커버리지 밖 단말이 직접 통신을 수행할 수 있다.
D2D 리소스 풀
도 8에는 D2D 통신을 수행하는 UE1, UE2 및 이들이 사용하는 D2D 리소스 풀의 예가 도시되어 있다. 도 8(a)에서 UE는 단말 또는 D2D 통신 방식에 따라 신호를 송수신하는 기지국 등의 네트워크 장비를 의미한다. 단말은 일련의 자원의 집합을 의미하는 리소스 풀 내에서 특정한 자원에 해당하는 리소스 유닛을 선택하고 해당 리소스 유닛을 사용하여 D2D 신호를 송신할 수 있다. 수신 단말(UE2)는 UE1이 신호를 전송할 수 있는 리소스 풀을 구성(configured) 받고 해당 pool내에서 UE1의 신호를 검출할 수 있다. 여기서 리소스 풀은 UE1이 기지국의 연결 범위에 있는 경우 기지국이 알려줄 수 있으며, 기지국의 연결 범위 밖에 있는 경우에는 다른 단말이 알려주거나 또는 사전에 정해진 자원으로 결정될 수도 있다. 일반적으로 리소스 풀은 복수의 리소스 유닛으로 구성되며 각 단말은 하나 또는 복수의 리소스 유닛을 선정하여 자신의 D2D 신호 송신에 사용할 수 있다. 리소스 유닛은 도 8(b)에 예시된 것과 같을 수 있다. 도 8(b)를 참조하면, 전체 주파수 자원이 NF개로 분할되고 전체 시간 자원이 NT개로 분할되어 총 NF*NT개의 리소스 유닛이 정의되는 것을 알 수 있다. 여기서는 해당 리소스 풀이 NT 서브프레임을 주기로 반복된다고 할 수 있다. 특히, 하나의 리소스 유닛이 도시된 바와 같이 주기적으로 반복하여 나타날 수 있다. 또는, 시간이나 주파수 차원에서의 다이버시티 효과를 얻기 위해, 하나의 논리적인 리소스 유닛이 매핑되는 물리적 리소스 유닛의 인댁스가 시간에 따라서 사전에 정해진 패턴으로 변화할 수도 있다. 이러한 리소스 유닛 구조에 있어서 리소스 풀이란 D2D 신호를 송신하고자 하는 단말이 송신에 사용할 수 있는 리소스 유닛의 집합을 의미할 수 있다.
리소스 풀은 여러 종류로 세분화될 수 있다. 먼저 각 리소스 풀에서 전송되는 D2D 신호의 컨텐츠(contents)에 따라서 구분될 수 있다. 예를 들어, D2D 신호의 컨텐츠는 구분될 수 있으며, 각각에 대하여 별도의 리소스 풀이 구성될 수 있다. D2D 신호의 컨텐츠로서, SA(Scheduling assignment 또는 Physical sidelink control channle(PSCCH)), D2D 데이터 채널, 디스커버리 채널(Discovery channel)이 있을 수 있다. SA는 송신 단말이 후행하는 D2D 데이터 채널의 전송으로 사용하는 리소스의 위치 및 그 외 데이터 채널의 복조를 위해서 필요한 MCS(modulation and coding scheme)나 MIMO 전송 방식, TA(timing advance)등의 정보를 포함하는 신호일 수 있다. 이 신호는 동일 리소스 유닛 상에서 D2D 데이터와 함께 멀티플렉싱되어 전송되는 것도 가능하며, 이 경우 SA 리소스 풀이란 SA가 D2D 데이터와 멀티플렉싱되어 전송되는 리소스의 풀을 의미할 수 있다. 다른 이름으로 D2D 제어 채널(control channel), PSCCH(physical sidelink control channel)로 불릴 수도 있다. D2D 데이터 채널(또는, PSSCH(Physical sidelink shared channel))은, 송신 단말이 사용자 데이터를 전송하는데 사용하는 리소스의 pool일 수 있다. 만일 동일 리소스 유닛 상에서 D2D 데이터와 함께 SA가 멀티플렉싱되어 전송되는 경우 D2D 데이터 채널을 위한 리소스 풀에서는 SA 정보를 제외한 형태의 D2D 데이터 채널만이 전송 될 수 있다. 다시 말하면 SA 리소스 풀 내의 개별 리소스 유닛 상에서 SA 정보를 전송하는데 사용되었던 REs를 D2D 데이터 채널 리소스 풀에서는 여전히 D2D 데이터를 전송하는데 사용할 수 있다. 디스커버리 채널은 송신 단말이 자신의 ID 등의 정보를 전송하여 인접 단말로 하여금 자신을 발견할 수 있도록 하는 메시지를 위한 리소스 풀일 수 있다.
D2D 신호의 컨텐츠가 동일한 경우에도 D2D 신호의 송수신 속성에 따라서 상이한 리소스 풀을 사용할 수 있다. 예를 들어, 동일한 D2D 데이터 채널이나 디스커버리 메시지라 하더라도 D2D 신호의 송신 타이밍 결정 방식(예를 들어 동기 기준 신호의 수신 시점에서 송신되는지 아니면 거기에서 일정한 TA를 적용하여 전송되는지)이나 자원 할당 방식(예를 들어 개별 신호의 전송 자원을 eNB가 개별 송신 UE에게 지정해주는지 아니면 개별 송신 UE가 pool 내에서 자체적으로 개별 신호 전송 자원을 선택하는지), 신호 포맷(예를 들어 각 D2D 신호가 한 서브프레임에서 차지하는 심볼의 개수나, 한 D2D 신호의 전송에 사용되는 서브프레임의 개수), eNB로부터의 신호 세기, D2D UE의 송신 전력 세기 등에 따라서 다시 상이한 리소스 풀로 구분될 수 있다. 설명의 편의상 D2D 커뮤니케이션에서 eNB가 D2D 송신 UE의 송신 자원을 직접 지시하는 방법을 Mode 1 (V2X의 경우 mode 3), 전송 자원 영역이 사전에 설정되어 있거나, eNB가 전송 자원 영역을 지정하고, UE가 직접 송신 자원을 선택하는 방법을 Mode 2(V2X의 경우 mode 4)라 부르기로 한다. D2D discovery의 경우에는 eNB가 직접 자원을 지시하는 경우에는 Type 2, 사전에 설정된 자원영역 또는 eNB가 지시한 자원 영역에서 UE가 직접 전송 자원을 선택하는 경우는 Type 1이라 부르기로 한다.
V2X에서는 집중형 스케줄링(Centralized scheduling)에 기반하는 사이드링크 전송 모드 3와 분산형 스케줄링 방식의 사이드링크 전송 모드 4가 사용된다. 도 9에는 이러한 두 가지 전송모드에 따른 스케줄링 방식이 도시되어 있다. 도 9를 참조하면, 도 9(a)의 집중형 스케줄링 방식의 전송 모드 3에서는 차량이 기지국에 사이드링크 자원을 요청하면(S901a), 기지국이 자원을 할당(S902a)해 주고 그 자원을 통해 다른 차량에게 전송을 수행(S903a)한다. 집중형 전송 방식에서는 다른 캐리어의 자원도 스케줄링될 수 있다. 이에 비해, 전송 모드 4에 해당하는 도 9(b)의 분산형 스케줄링 방식은, 차량은 기지국으로부터 미리 설정받은(S901b) 자원, 리소스 풀을 센싱하다가 전송에 사용할 자원을 선택(S902b)한 후, 선택한 자원을 통해 다른 차량에게 전송을 수행(S903b)할 수 있다. 이 때 전송 자원의 선택은 도 10에 도시된 바와 같이, 다음 패킷의 전송 자원도 예약되는 방식이 사용된다. V2X에서는 MAC PDU 별 2회의 전송이 이루어지는데, 최초 전송을 위한 자원 선택시 재전송을 위한 자원이 일정한 시간 간격(time gap)을 두고 예약되는 것이다. 이에 대한 상세한 설명은 3GPP TS 36.213 V14.6.0 문서 14절을 참조하며, 본 발명의 종래기술로써 명세서에 산입된다.
SA의 송수신
사이드링크 전송 모드 1 단말은 기지국으로부터 구성 받은 자원을 통해 SA(또는, D2D 제어 신호, SCI(Sidelink Control Information))을 전송할 수 있다. 사이드링크 전송 모드 2 단말은 기지국으로부터 D2D 송신에 사용할 리소스를 구성 받는(configured)다. 그리고, 구성 받은 그 리소스에서 시간 주파수 자원을 선택하여 SA를 전송할 수 있다.
사이드링크 전송 모드 1 또는 2에서 SA 주기는 도 9에 도시된 바와 같이 정의된 것일 수 있다. 도 9을 참조하면, 첫 번째 SA 주기는 특정 시스템 프레임으로부터 상위계층시그널링에 의해 지시된 소정 오프셋(SAOffsetIndicator)만큼 떨어진 서브프레임에서 시작될 수 있다. 각 SA 주기는 SA 리소스 풀과 D2D 데이터 전송을 위한 서브프레임 풀을 포함할 수 있다. SA 리소스 풀은 SA 주기의 첫 번째 서브프레임부터 서브프레임 비트맵(saSubframeBitmap)에서 SA가 전송되는 것으로 지시된 서브프레임 중 마지막 서브프레임을 포함할 수 있다. D2D 데이터 전송을 위한 리소스 풀은, 모드 1의 경우, T-RPT(Time-resource pattern for transmission 또는 TRP(Time-resource pattern))가 적용됨으로써 실제 데이터 전송에 사용되는 서브프레임이 결정될 수 있다. 도시된 바와 같이, SA 리소스 풀을 제외한 SA 주기에 포함된 서브프레임의 개수가 T-RPT 비트 개수보다 많은 경우 T-RPT는 반복하여 적용될 수 있으며, 마지막으로 적용되는 T-RPT는 남은 서브프레임 개수만큼 truncated되어 적용될 수 있다. 송신 단말은 지시한 T-RPT에서 T-RPT 비트맵이 1인 위치에서 송신을 수행하며 하나의 MAC PDU는 4번씩 송신을 하게 된다.
V2X, 즉 사이드링크 전송 모드 3 또는 4의 경우, D2D와 달리 SA(PSCCH)와 데이터(PSSCH)가 FDM 방식으로써 전송된다. V2X에서는 차량 통신이라는 특성 상 지연을 줄이는 것이 중요한 요소이므로, 이를 위해 SA와 데이터를 동일한 시간 자원 상의 서로 다른 주파수 자원 상에서 FDM 전송되는 것이다. 도 12에는 이러한 전송 방식의 예가 도시되어 있는데, 도 12(a)와 같이 SA와 데이터가 직접 인접하지 않는 방식 또는 도 12(b)와 같이 SA와 데이터가 직접 인접하는 방식 중 하나가 사용될 수 있다. 이러한 전송의 기본 단위는 서브채널인데, 서브채널은 소정 시간 자원(예를 들어 서브프레임) 상에서 주파수 축 상으로 하나 이상의 RB 크기를 갖는 자원 단위이다. 서브채널에 포함된 RB의 개수, 즉 서브채널의 크기와 서브채널의 주파수 축 상의 시작 위치는 상위계층 시그널링으로 지시된다.
한편, 차량간 통신에서는 periodic message 타입의 CAM (Cooperative Awareness Message) 메시지, event triggered message 타입의 DENM (Decentralized Environmental Notification Message) 메시지 등이 전송될 수 있다. CAM에는 방향 및 속도와 같은 차량의 동적 상태 정보, 치수와 같은 차량 정적 데이터, 외부 조명 상태, 경로 내역 등 기본 차량 정보가 포함될 수 있다. CAM 메시지의 크기는 50-300 Byte일 수 있다. CAM 메시지는 브로드캐스트되며, 지연(latency)은 100ms 보다 작아야 한다. DENM은 차량의 고장, 사고 등의 돌발적인 상황시 생성되는 메시지일 수 있다. DENM의 크기는 3000 바이트보다 작을 수 있으며, 전송 범위 내에 있는 모든 차량이 메시지를 수신할 수 있다. 이때 DENM은 CAM보다 높은 priority를 가질 수 있으며, 이때 높은 priority를 갖는다는 것은 한 UE 관점에서는 동시에 전송하는 경우가 발생할 때 priority가 높은 것을 우선하여 전송하는 것을 의미할 수 있고, 또는 여러 개의 메시지 중에서 priority가 높은 메시지를 시간적으로 우선하여 전송하려는 것일 수도 있다. 여러 UE 관점에서는 priority가 높은 메시지는 priority가 낮은 메시지에 비해 간섭을 덜 받게 만들어서 수신 오류 확률을 낮추는 것일 수 있다. CAM에서도 security overhead가 포함된 경우에는 그렇지 않은 경우보다 더 큰 message size를 가질 수 있다.
NR (New RAT(Radio access technology))
더욱 많은 통신 기기들이 더욱 큰 통신 용량을 요구하게 됨에 따라 기존의 radio access technology 에 비해 향상된 mobile broadband 통신에 대한 필요성이 대두되고 있다. 또한 다수의 기기 및 사물들을 연결하여 언제 어디서나 다양한 서비스를 제공하는 massive MTC (Machine Type Communications) 역시 차세대 통신에서 고려될 주요 이슈 중 하나이다. 뿐만 아니라 신뢰도(reliability) 및 지연(latency) 에 민감한 서비스/UE 를 고려한 통신 시스템 디자인이 논의되고 있다. 이와 같이 enhanced mobile broadband communication, massive MTC, URLLC (Ultra-Reliable and Low Latency Communication) 등을 고려한 차세대 radio access technology 의 도입이 논의되고 있으며, 본 발명에서는 편의상 해당 technology 를 NR 이라고 부른다.
도 13 내지 도 14에는 NR에 사용될 수 있는 프레임 구조가 예시되어 있다. 도 13을 참조하면, 하나의 프레임 단위 내에 DL control channel, DL 또는 UL data, UL control channel 등이 모두 포함될 수 있는 self-contained 구조를 특징으로 한다. 이 때, DL control channel 에서는 DL data scheduling 정보, UL data scheduling 정보 등이 전송될 수 있고, UL control channel 에서는 DL data 에 대한 ACK/NACK 정보, CSI 정보 (modulation and coding scheme 정보, MIMO 전송 관련 정보 등), scheduling request 등이 전송될 수 있다. control 영역과 data 영역 사이에는 DL-to-UL 또는 UL-to-DL switching 을 위한 time gap 이 존재할 수 있다. 또한 하나의 프레임 내에 DL control / DL data / UL data / UL control 중 일부는 구성되지 않을 수 있다. 또는 하나의 프레임을 구성하는 channel 별 순서가 달라질 수 있다. (예를 들어, DL control / DL data / UL control / UL data or UL control / UL data / DL control / DL data 등)
한편, 단말간 직접 통신에서도 데이터 전송율이나 신뢰도를 향상시키기 위해, carrier aggregation이 사용될 수 있다. 예를 들어, 수신 단말은 집성되는 carrier에서 신호를 수신하고, combining 또는 joint decoding을 수행하거나 디코딩된 신호를 상위 레이어로 전달하여 서로 다른 반송파에서 전송된 신호가 (soft) combining을 수행할 수 있다. 그런데, 이와 같은 동작을 위해서는 수신 단말이 어떤 carrier들이 집성되는지, 즉 어떤 carrier의 신호들을 결합해야 하는지를 알 필요가 있기 때문에 집성되는 carrier의 무선 자원 등을 지시할 필요가 있다. 기존 3GPP Rel. 14 V2X에서는 송신 단말이 제어신호(PSCCH)를 이용하여 데이터(PSSCH)가 전송되는 시간 주파수 위치를 직접 지시였는데, 만약 carrier 집성이 PSCCH를 통해 지시된다면 이러한 지시를 위해 추가적인 bit field가 필요하다. 그런데, 현재 PSCCH에 남아있는 reserved bit는 대략 5~7비트 내외로서 그 bit수가 적다. 따라서 효과적으로 집성되는 carrier의 무선 자원을 지시할 수 있는 방법이 필요하며, 이하 이에 관련된 구체적인 방법들을 설명한다.
RSU aided ranging and positioning
본원 발명은 단말간 직접 통신에서 레인징 및/또는 포지셔닝(ranging/positioning)을 위한 송수신 자원 및 전송 신호를 결정하는 방법을 제안한다. 이하에서는 위치가 고정이면서 사전에 위치가 단말에게 사전에 전달 되거나 물리계층 혹은 상위계층 신호로 주변 단말에게 전달되는 장치를 RSU(road side unit)로 정의한다. 이러한 RSU는 UE type(무선으로 네트웍에 접속)일 수도 있고, eNB type (유선망으로 네트웍에 연결됨)일 수도 있다. 한편, 단말 중에서도 자신의 위치 정보가 상대적으로 정확하다고 판단되는 단말도 RSU와 동등하거나 아래 설명에서 제안하는 RSU의 동작과 유사한 동작을 수행할 수 있다.
한편, V2X의 경우 빠른 속도로 움직이고 있는 점에서 복수의 기지국으로부터의 TDoA를 통한 단말의 위치 측정이 적절하지 않을 수 있다. 구체적으로, TDoA에 기초하여 단말의 위치를 추정하기 위해서는 복수의 기지국들은 단말로부터 피드백 신호를 수신하고 이를 다시 로케이션 서버로 전송하고, 로케이션 서버가 단말의 위치를 분석 후 다시 기지국으로 피드백하는 일련의 과정이 필요하다. 그러나, 빠르게 위치가 변하는 V2X에서는 상기 일련의 과정에 따른 피드백을 받는데 소요되는 시간 동안에도 위치가 크게 변하므로 상기 피드백된 위치 정보가 현 단말의 위치와 의 오차가 커지게 된다. 또한, 짧은 시간마다 위치를 측정할 필요한 V2X의 경우 PRS 주기가 너무 길어 이에 따른 위치 측정이 적절하지 않을 수 있다. 이런 점에서, 새로운 방법을 통한 상기 단말의 위치 측정이 필요하며, 이하에서는 이에 대한 구체적인 방법을 서술한다.
또한, 기본적으로 레인징 및/또는 포지셔닝(ranging/positioning)을 위한 신호는 시간 영역에서 짧은 전송 길이를 가질 수 있다. 이하에서는 별도의 언급이 없는 한 이러한 레인징 및/또는 포지셔닝(ranging/positioning)이 전송되는 시간 단위를 서브프레임(subframe) 또는 슬롯(slot) 단위로 가정하나 그 이하의 TTI(transmission time interval) 길이에 대해서도 본원 발명에 적용될 수 있다.
단말 간 또는 단말과 RSU간에 직접 신호를 주고 받아서 레인징(ranging)을 수행할 수 있다. 예를 들면, n이라는 서브프레임(subframe n)에서 신호를 송신할 경우, 이 신호를 수신한 단말은 n+k라는 서브프레임(subframe n+k)에서 되돌림 신호를 전송할 수 있다. 이 때, 적어도 하나의 단말이나 RSU가 동시에 송수신을 수행할 경우, 이들 간의 송수신 자원을 최대한 TDM (Time Division Multiplexing) 시켜주는 것이 필요할 수 있다.
RSU가 자신의 위치정보 그리고/또는 레인징 신호(ranging signal)를 주변 단말에게 전송할 수 있다. 단말은 이러한 레인징 신호(ranging signal)를 수신한 후에 레인징 신호(ranging signal) 수신 시점을 기준으로 일정 시간 뒤에 되돌림 신호를 전송하여 RSU가 특정 단말과 RSU 사이의 거리를 측정할 수 있다. 본 발명에서 레인징 신호랑 송수신기가 알고 있는 특정 패턴의 신호이며, 이 신호는 거리추정, 단말 위치 추정에 사용될 수 있는 신호를 의미한다.
RSU가 전송하는 신호는 주기적으로 전송되는 것일 수 있다. 개별 RSU별 신호의 주기, 전송 자원의 위치, 서브 프레임의 오프셋(subframe offset) 등의 정보 중에서 전체 또는 일부는 사전에 정해지거나, 물리계층 혹은 상위계층 신호로 단말에게 시그널링 될 수 있다. RSU들간에 전송 자원의 충돌이 발생하지 않도록 RSU들간의 전송 자원이 사전에 네트워크에 의해 상이하게 설정되거나, RSU의 ID에 의해 전송 자원이 결정되거나, RSU들 사이에 백홀을 통하여 전송 자원의 정보가 공유되거나, RSU가 초기에 센싱 동작을 수행하여 자신의 전송 자원을 결정할 수 있다.
단말은 기본적으로 RSU로부터의 수신 신호가 가장 큰 RSU에 대해서 또는 RSU로부터의 수신 신호의 세기가 일정 임계 이상인 RSU에게만 되돌림 신호를 전송하도록 규칙이 정해질 수 있다. 이는 단말이 너무 먼 거리의 RSU에게 부정확하고 불필요한 되돌림 신호를 전송하는 것을 방지 하기 위함이다.
단말은 되돌림 신호를 전송할 때 전송 자원 및 신호의 속성 결정할 수 있다. 단말의 되돌림 신호는 단말 별로 상이할 수 있으며, 구체적으로, 단말은 사용하는 시간, 주파수 자원, 시퀀스 (sequence), 콤브 반복 요소(comb repetition factor), 콤브 인덱스(comb index) 중에서 전체 또는 일부를 (예를 들면 센싱(주변에 다른 단말에 의해 특정 자원이 사용되고 있는지를 파악하여 이를 피하여 자원을 선택하는 방법)에 의해)스스로 결정하거나, RSU에 의해 지시된 것을 사용하거나, 단말의 ID로부터 유도되거나, 단말의 위치에 따라 결정되거나, 단말이 랜덤하게 선택한 것일 수 있다. 이 경우, 단말이 되돌림 하는 신호의 자원 영역은 RSU가 사용하는 자원 영역과 사전에 분리될 수 있다. 즉, 단말이 RSU가 전송하는 자원 영역을 사용하여 되돌림 신호를 전송하지 못하도록 설정하여 RSU의 전송 신호와 충돌되는 것을 방지할 수 있다. 이를 위해, 사전에 RSU가 레인징/포지셔닝 (ranging/positioning)을 위하여 신호를 전송하는 영역은 사전에 정해져 있거나, 물리계층 혹은 상위계층 신호를 통해 단말에게 지시될 수 있다. 마찬가지로 단말이 사용하는 레인징/포지셔닝 (ranging/positioning)위한 자원 영역은 사전에 정해져 있거나 물리계층 혹은 상위계층 신호로 네트웍에 의해 지시될 수 있다.
되돌림 하는 신호(또는, 피드백 신호)가 사용되는 시간/주파수 자원 및 시퀀스는 RSU 신호의 수신세기에 따라서 상이하게 결정될 수 있다. 예를 들면, RSU A로부터 수신 세기가 일정 임계 이상인 경우에 단말은 자원 영역 A를 사용할 수 있고, RSU B로부터부터 수신 세기가 일정 임계 이상인 경우에 단말은 자원 영역 B를 사용하여 되돌림 신호를 전송할 수 있다. 더 상세하게는 특정 RSU 로 부터의 수신 세기가 복수개의 단계 (이를 위하여 네트웍이나 RSU는 복수개의 임계값의 범위를 단말에게 설정할 수 있다.)로 구분되어 있고, 각 수신 세기 단계에 따라 사용가능한 무선 자원 영역이 사전에 설정되어 있을 수 있고 단말은 RSU로부터 관찰한 신호의 수신 세기를 기준으로 되돌림 신호 전송 자원 영역을 결정할 수 있다. 이 경우, RSU 별로 신호를 수신한 단말들 간에 서로 상이한 자원을 사용하여 특정 RSU가 신호를 수신할 때 비슷한 전력으로 수신되어서 near far effect를 완화할 수 있다. 이때, 특정 RSU로 신호를 송신하는 단말은 해당 RSU와 단말 사이의 경로 손실(pathloss)을 측정하여 경로 손실에 따라 전송 전력을 조정하는 개루프 전원 제어(open loop power control)를 수행할 수 있다. 이 경우, 사용하는 P0와, alpha값은 사전에 정해지거나 네트웍에 의해 지시되거나 RSU에 의해 단말에게 지시될 수 있다. 또는, RSU별 신호 수신 세기에 대한 임계값, 특정 자원 영역이 어떤 RSU와 연동되어 있는지에 대한 정보 및 특정 자원 영역을 사용하기 위한 RSU의 신호 세기의 조건에 대한 정보 중 적어도 하나의 정보가 네트워크에 의해 (또는 RSU에 의해) 물리계층 혹은 상위계층 신호로 단말에게 시그널링 될 수 있다.
또는, 단말의 위치(또는, 지리적 정보)에 따라 사용하는 자원 또는 자원 영역이 상이하게 설정될 수 있다. 예를 들면, 지역 A에 있는 단말이 사용하는 되돌림 신호 전송 자원/자원 영역은 지역 B에 있는 단말이 사용하는 되돌림 신호 전송 자원/자원 영역과 상이할 수 있다. 이는 단말 사이의 near far effect를 줄이기 위함이다. 이 경우, 단말의 위치에 따라 사용하는 자원 또는 자원 영역, 자원 영역의 개수 및 위치에 따른 자원 영역의 매핑(mapping) 함수의 파라미터 중에서 전체 또는 일부 중 적어도 하나의 정보가 네트웍에 의해 물리계층 혹은 상위계층 신호로 단말에게 시그널링 될 수 있다.
한편, 단말이 상기 방법 중 하나에 따라 되돌림 신호(또는, 피드백 신호)의 자원 혹은 자원 영역을 결정하였을 때, 단말 개별 간에도 송신하는 신호 또는 자원이 상이해야 한다. 이는 RSU가 어떤 단말로부터 전송된 신호인지를 구분하기 위함이다. 예를 들면, RSU A로부터 신호를 수신한 단말들은 각자 다른 시간 또는 주파수 자원을 사용하여 되돌림 신호를 전송할 수 있다. PDoA (phase difference of arrival)의 경우에는 또는 일부 주파수만 사용하여 되돌림 신호를 전송하는 경우 (거리가 가깝거나 LOS링크일 확률이 높을 때)에는 단말간에 서로 다른 주파수 자원 (RE, tone)을 사용할 수 있다. 이 경우, 각 단말이 사용하는 자원은 단말의 ID에 의해서 결정되는 것일 수도 있고, RSU가 직접 지시하는 것일 수도 있고, 랜덤하게 선택한 것일 수도 있고, 단말이 센싱에 의해 결정한 것일 수도 있다. TDoA (Time Difference of Arrival)의 경우에는 단말이 사용하는 시퀀스(sequence) 또는 자원의 위치가 상이할 수 있다. 이 때 시퀀스(sequence) 또는 자원의 위치는 랜덤하게 선택되거나, 단말의 ID에 따라 다르게 선택되거나, 단말이 센싱에 의해 결정하거나, 단말의 위치에 따라 상이하게 선택된 것일 수 있다.
나아가, PDoA의 경우, 단말은 사용된 주파수 (최소 two tone)에 전파 지연(propagation delay)에 따른 위상 회전 (phase rotation) 정보를 포함하여 되돌림할 수 있다. 이 경우, 다른 단말이나 RSU는 상기 위상 회전 정보 등이 포함된 되돌림 신호에 기초하여 거리를 추정할 수 있게 한다. 또는, TDoA의 경우, 개별 단말은 RSU로부터 신호를 수신한 시점을 기준으로 소정의 약속된 시간 뒤에 정해진 신호를 되돌림하고, RSU는 각 단말이 사용한 신호 별로 시간 지연 (time delay)을 측정하여 단말 사이 또는 단말과 RSU사이의 거리를 측정할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 되돌림 신호(또는, 피드백 신호)를 수신한 RSU는 개별 단말과 자신과의 거리를 측정하여 (주변 단말들의 거리를 한꺼번에 측정하여) 개별 단말의 거리 정보를 주변 단말에게 브로드캐스팅 (broadcasting)할 수 있다. 예컨대, 어떤 단말이 어떠한 거리를 가지고 있는지를 물리계층 혹은 상위계층 신호로 주변 단말에게 시그널링 할 수 있다. 한편, RSU는 단말의 모든 ID를 알지 못하거나 어떤 ID를 사용했는지 인식할 수 없을 수 있다. 이 경우, RSU는 단말이 되돌림 신호(또는, 피드백 신호)를 보냈을 때 신호의 속성 (시간, 주파주 자원, sequence index, comb repetition factor, comb index)을 알 수 있는바, 상기 속성과 연관된 거리 정보를 되돌림 할 수 있다. 예를 들면, RSU는 시간 주파수 자원 1을 사용하여 되돌림 신호를 전송한 단말에게 시간 주파수 자원 1에 대응하는 자원 또는 주파수 자원 1의 정보와 함께 해당 자원의 거리 정보를 주변 단말에게 시그널링 할 수 있다.
이와 같이, RSU가 주변 단말의 레인징(ranging) 정보를 측정하여 되돌림 할 경우에 RSU는 상기 레인징 정보를 주변 단말들에게 브로드캐스팅 (broadcasting) 하거나 개별 단말에게 시그널링할 수 있다. 주변 단말들에게 브로드캐스팅(broadcasting)될 경우, 각 단말은 자신의 레인징(ranging) 정보뿐만 아니라 다른 단말의 레인징(ranging)정보도 획득할 수 있다. 이 경우, 각 단말은 상기 자신 또는 다른 단말의 레인징 정보를 활용하여 다른 단말의 위치를 정확하게 추정할 수 있다.
RSU는 거리 정보뿐만 아니라 AoA (angle of arrival)정보를 측정하여 단말 별 구체적인 위치를 추정할 수 있다. RSU는 단말과의 거리 정보와 AoA정보를 획득하게 되면 단말의 위치 정보를 계산할 수 있다. 이러한 위치 정보는 주변 단말에게 물리계층 또는 상위계층 신호로 시그널링 될 수 있다. RSU는 단말의 ID와 단말의 위치를 시그널링 할 수 있으며, 이를 수신한 단말은 주변 다른 단말의 위치까지 RSU로부터 알 수 있다.
이러한 단말의 위치 정보를 주변단말에게 broadcast할 수도 있고 개별 단말의 위치 정보를 unicast로 시그널링 할 수도 있다. 전자의 장점은 특정 단말이 위치 정보가 포함된 broadcast 메시지를 수신하면, 주변 다른 단말의 위치정보도 함께 알 수 있어서 다른 차량과의 상대 측위도 가능해진다. 이때에는 broadcast 메시지 내에 단말의 ID 및 단말의 위치 정보가 순차적으로 포함되어 있을 수 있으며, 이러한 메시지의 MAC header에는 어떤 필드가 몇 비트의 구성을 갖는지, 몇 개의 필드가 존재하는지 정보가 포함되어 있을 수 있다. 위치정보가 RSU에 의해 broadcast될 경우, 차량 통신에서 특정 두 차량이 지리적으로 매우 가까운 위치라고 판정될 경우 단말은 빠르게 자신의 위치, 진행 방향, 속도 등을 변경하여 차량 충돌위험에서 벗어날 수 있다. 후자의 경우에는 각 단말은 자신의 위치정보만 RSU로부터 시그널링 받기 때문에 다른 차량의 위치 정보를 알 수 없다. 이때 특정 차량과의 collision이 예상된다고 RSU가 판단한 경우 collision warning 정보를 collision이 예상되는 차량에게 물리계층 혹은 상위계층 신호로 RSU가 시그널링 할 수 있다.
한편 본 발명의 내용이 단말간 직접 통신에만 제한되는 것은 아니며, 상향링크, 또는 하향링크에서도 사용될 수 있다. 이때, 기지국이나 릴레이 노드(relay node) 등이 상기 제안한 방법을 사용할 수 있다. 상기 설명한 제안 방식에 대한 일례들 또한 본 발명의 구현 방법들 중 하나로 포함될 수 있으므로, 일종의 제안 방식들로 간주될 수 있음은 명백한 사실이다. 또한, 상기 설명한 제안 방식들은 독립적으로 구현될 수 도 있지만, 일부 제안 방식들의 조합 (또는, 병합) 형태로 구현될 수 도 있다. 상기 제안 방법들의 적용 여부 정보 (또는, 상기 제안 방법들의 규칙들에 대한 정보)는 기지국이 단말에게 혹은 송신 단말이 수신 단말에게 사전에 정의된 시그널 (예를 들면, 물리 계층 시그널 혹은 상위 계층 시그널)을 통해서 알려주도록 규칙이 정의될 수 가 있다.
도 15은 일 실시예에 따른 단말의 지리적 정보에 따라 자원 영역을 결정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 15 (a)를 참조하면, 상기 피드백 신호가 송신되는 자원 영역은 지리적 정보에 기초하여 결정될 수 있다. 구체적으로, 자원 영역은 지역별로 대응되도록 미리 설정될 수 있다. 즉, A 영역, B 영역, C 영역, D 영역 및 E 영역 각각은 제1 자원 영역, 제2 자원 영역, 제3 자원 영역, 제4 자원 영역 및 제5 자원 영역 각각과 일대일로 매핑될 수 있다. 여기서, 제1 자원 영역 내지 제5 자원 영역은 서로 다른 자원 영역으로 설정될 수 있고, 일부 오버랩된 자원 영역으로도 설정될 수 있다.
이 경우, 단말(200)은 자신이 획득한 지리적 정보에 기초하여 대응하는 자원 영역을 결정할 수 있다. 여기서, 지리적 정보는 상기 단말에 포함된 지구위치결정시스템(GPS; Global Positioning System)을 이용하여 측정된 단말의 좌표 정보일 수 있다. 예를 들면, 상기 B 영역에 대응하는 자원 영역으로 제2 자원 영역이 미리 설정되고, GPS를 통하여 획득한 지리적 정보에 기초하여 B 영역에 위치하는 것으로 판단된 경우, 단말은 B 영역에 대응하여 미리 설정된 제2 자원 영역을 상기 피드백 신호를 전송하기 위한 자원 영역으로 결정할 수 있다.
다음으로, 단말은 상기 제2 자원 영역에서 자신의 ID 정보에 기초하여 특정 자원 요소들을 결정할 수 있다. 예를 들면, TDoA (Time Difference of Arrival)의 경우, 단말은 상기 결정된 제2 자원 영역에서 사용하는 시퀀스(sequence) 또는 자원의 위치를 자신의 ID 정보에 기초하여 특정할 수 있다. 또는, PDoA (phase difference of arrival)의 경우, 단말은 상기 결정된 제2 자원 영역에서 사용하는 서로 다른 주파수 자원 (RE, tone)을 자신의 ID 정보에 기초하여 특정할 수 있다. 또한, 단말은 임의적으로 상기 제2 자원 영역 내에서 특정 자원 요소들을 결정할 수 있다. 이와 같은 방법으로, 단말은 주변의 다른 단말과 오버랩되지 않은 자원을 선택하여 피드백 신호를 전송하며, 이에 따라 단말들의 피드백 신호들 간의 충돌을 최소화할 수 있다.
또한, 도 15 (b)를 참조하면, 단말은 자신이 획득한 지리적 정보에 기초하여 대응하는 자원 영역을 결정하되, 여기서, 지리적 정보는 RSU(101)의 신호의 수신 세기에 기초하여 결정될 수 있다. 즉, RSU의 신호의 수신 세기에 따라 주변의 영역이 구분될 수 있다. 구체적으로, RSU의 신호의 수신 세기가 제1 임계값 이상인 영역인 A 영역, RSU 신호의 세기가 제1 임계값 보다 작으나 제2 임계값 이상인 영역인 B 영역, RSU 신호의 세기가 제2 임계값보다 작으나 제3 임계값 이상인 영역인 C 영역으로 구분될 수 있다. 이 경우, 단말은 RSU로부터 수신된 레인징 신호의 수신 세기에 따라 자신에 대응하는 지리적 정보(또는, 영역 정보)를 획득할 수 있다. 예를 들면, 단말은 상기 제2 임계값보다 작고 상기 제3 임계값 이상인 신호의 수신 세기의 레인징 신호를 수신받은 경우, 상기 B 영역에 대응하는 자원 영역을 상기 피드백 신호를 전송하기 위한 자원 영역으로 결정할 수 있다. 나아가, 각 영역에서 결정되는 자원 영역에 포함된 자원의 크기는 상기 신호의 수신 세기가 작아질 수로고 커지도록 설정될 수 있다. 예를 들면, A 영역에 대응하는 자원 영역은 10개의 자원 블록이 포함되고, B 영역에 대응하는 자원 영역은 20개의 자원 블록이 포함되고, C 영역에 대응하는 자원 영역은 40개의 자원 블록이 포함되도록 미리 설정될 수 있다.
이와 같이, 레인징을 위한 자원 영역은 GPS 정보 기반하여 복수의 자원 영역으로 미리 구분될 수 있고, 또는 RSU(101)를 기준으로 특정 신호의 수신 세기에 따라 복수의 자원 영역으로 미리 구분될 수 있다. 이 경우, 단말은 자신의 GPS 정보 또는 RSU로부터 수신된 신호의 세기에 기초하여 자신의 지리적 정보를 획득하고, 상기 획득한 지리적 정보에 기초하여 대응하는 자원 영역을 상기 피드백 신호를 전송하기 위한 자원 영역으로 결정할 수 있다. 즉, 단말은 자신이 파악된 지리적 정보가 어떤 것인지에 따라 상술한 두 방법 중 어느 하나의 방법으로 자원 영역을 결정하거나, 미리 네트웍에 의해 지시될 수 있다.
도 16는 일 실시예에 따라 RSU가 단말의 위치를 산출하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 16를 참조하면, RSU(101)는 단말(200)의 피드백 신호로부터 시간 지연 또는 위상 회전 정도를 측정하여 상기 단말과의 거리 정보인 레인징 정보를 획득할 수 있으며, 나아가 도 16에 도시된 바와 같이 단말의 피드백 신호의 수신 방향을 측정할 수도 있다.
구체적으로, RSU(101)는 멀티 안테나로 단말의 피드백 신호를 수신할 수 있다. RSU는 상기 단말의 피드백 신호에 대응하는 수신 각도 및 상기 레인징 정보를 획득할 수 있다. 이 경우, RSU는 레인징 정보에 따른 거리를 반지름으로 하는 원에서 상기 수신 각도에 기초하여 단말의 위치를 정확하게 판단할 수 있다. 즉, 멀티 안테나로 피드백 신호의 수신 각도를 측정하는 경우, RSU는 상기 산출된 레인징 정보 및 수신 각도에 기초하여 정확한 단말의 위치를 획득할 수 있다.
다음으로, RSU는 상기 피드백 신호에 응답하여 상기 단말에게 응답 신호를 전송할 수 있으며, 이 때, 상기 응답 신호는 상기 레인징 정보 및 상기 위치 정보가 포함될 수 있다. 또는, 상기 응답 신호는 상기 레인징 정보 및 상기 수신 각도 정보가 포함되고, 단말은 상기 응답 신호로부터 획득한 상기 수신 각도 및 레인징 정보, 그리고 레인징 신호에 포함된 RSU의 위치 정보에 기초하여 자신의 위치를 직접 산출할 수 있다. 이 경우, 단말은 상기 획득된 자신의 위치 정보에 기초하여 자신의 GPS 장치로부터 획득한 GPS 좌표 정보를 보정할 수 있다. 이와 같이, 단말은 RSU를 통한 신호 교환으로 획득한 위치 정보로 GPS 장치에 따른 위치 정보를 보정하여 보다 정확한 위치를 산출 또는 획득할 수 있다. 특히, 상기 단말이 자율 주행의 차량에 포함된 단말인 경우, 상기 차량은 GPS보다 정확한 위치 정보에 기초하여 자율 주행을 수행할 수 있어 자율 주행의 안전성을 효과적으로 향상시킬 수 있다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 레인징 정보를 획득하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 17을 참조하면, 단말은 RSU로부터 레인징 신호를 수신 받을 수 있다. 상기 레인징 신호는 RSU로부터 주기적으로 전송되는 신호일 수 있다. 상기 단말은 상기 RSU가 레인징 신호를 전송하는 주기 및 자원에 대한 정보를 네트워크로부터 미리 시그널링 받을 수 있다. 또한, 상기 단말은 개별 RSU별 레인징 신호의 주기, 전송 자원의 위치, 서브 프레임의 오프셋(subframe offset) 등의 정보를 물리계층 또는 상위계층 신호로 시그널링 받을 수 있다(S301).
또한, 상기 레인징 신호가 전송되는 자원은 상기 RSU 별로 구분되도록 미리 설정될 수 있고, 단말은 RSU 별로 상기 레인징 신호가 전송되는 자원에 대한 정보를 미리 획득하여 상기 레인징 신호가 전송되는 자원을 통하여 상기 RSU를 식별할 수도 있다. 또한, 상기 RSU는 자신의 위치에 대한 정보를 상기 레인징 신호에 포함시켜 전송할 수 있고, 상기 레인징 신호를 주변 단말들에게 브로드캐스팅할 수 있다.
상기 단말은 상기 레인징 신호를 수신 받고 이에 응답하는 피드백 신호를 RSU에 전송할 수 있다. 상기 단말은 상기 피드백 신호를 전송할 때에 상기 피드백 신호가 전송될 전송 영역을 상기 단말의 지리적 정보에 기초하여 결정할 수 있다. 여기서, 지리적 정보는 상기 단말이 직접 GPS 등으로 판단한 자신의 좌표 정보이거나 RSU로부터 수신된 신호의 세기에 기초하여 결정되는 영역 정보일 수도 있다. 구체적으로, 상기 단말은 판단된 지리적 정보에 기초하여 이에 대응하는 자원 영역을 결정할 수 있다. 자원 영역은 도 15 (a) 및 15 (b)에서와 같이 지리적 정보에 따라 구분된 복수의 자원 영역들 중 적어도 하나로 결정될 수 있다(S303).
일 실시예에 따르면, 단말은 상기 지리적 정보에 기초하여 대응하는 자원 영역을 결정하기 위한 전송 자원 정보를 상기 RSU 또는 네트워크로부터 미리 시그널링 받을 수 있다. 여기서, 전송 자원 정보는 여러 지역들 각각에 대응하는 자원 영역을 포함하는 자원 정보 또는 상기 지리적 정보에 따른 자원 영역을 결정하기 위한 매핑 함수의 파라미터 정보를 포함할 수 있다. 즉, 단말은 상기 자원 정보에서 자신의 지리적 정보에 대응하는 자원 영역을 결정하거나, 상기 파라미터 정보를 이용하여 자신의 지리적 정보에 대응하는 자원 영역을 결정할 수 있다.
또는, 단말은 상기 레인징 신호의 수신 세기가 미리 설정된 임계값 이상이 되는 경우에 상기 피드백 신호를 상기 RSU에 전송할 수 있다. 예를 들면, 상기 레인징 신호의 수신 세기가 약한 경우, 단말은 상기 레인징 신호를 전송한 RSU와의 LOS가 아닐 확률이 높아 상기 RSU가 피드백 신호로부터 부정확한 레인징 정보를 산출할 수 있다. 따라서, 이와 같이 상기 레인징 신호의 수신 세기가 미리 설정된 임계값 미만인 경우에 단말이 피드백 신호의 전송하지 않도록 제한하여 불필요한 자원 낭비 및 신호간의 충돌을 최소화할 수 있다.
다음으로, 상기 단말은 결정된 자원 영역에서 특정 자원 요소를 단말의 ID에 기초하여 또는 임의적으로 결정하여 다른 단말들과의 피드백 신호의 충돌을 최소화할 수 있다. 즉, 상기 단말은 자신의 지리적 정보에 대응하는 결정된 자원 영역 내에서 특정 자원 요소를 단말 ID에 기초하여 또는 임의적으로 선택할 수 있다. 상기 단말은 상기 선택된 특정 자원 요소를 사용하여 상기 피드백 신호를 RSU에게 전송할 수 있다. 이때, 단말은 수신된 레인징 신호에 기초하여 상기 RSU가 레인징 정보를 산출하는데 필요한 정보를 포함시켜 피드백 신호를 전송할 수 있다. 예를 들면, 상기 단말은 상기 레인징 신호를 수신 받은 시점을 기준으로 미리 설정된 시간 뒤에 상기 피드백 신호를 전송하거나, 상기 레인징 신호의 전파 지연에 따른 위상 회전 정보를 상기 피드백 신호에 포함시켜 전송할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 단말은 상기 피드백 신호의 전송 전력을 상기 레인징 신호의 세기에 기초하여 결정할 수 있다. 예를 들면, 단말은 상기 레인징 신호의 세기에 기초하여 상기 RSU와 상기 단말간의 경로 손실을 측정할 수 있고, 이러한 경로 손실에 기초하여 개루프 전력 제어 방식에 따라 상기 피드백 신호의 전송 전력을 결정할 수 있다. 이 경우, 복수의 단말들 각각이 상기 레인진 신호를 수신하여 비슷한 시점에 상기 피드백 신호들을 전송하는 경우, RSU가 상기 피드백 신호들을 비슷한 시점에 수신하더라도, 상기 피드백 신호들 간의 수신 전력 차이가 크지 않다. 이를 통해, 복수의 피드백 신호들의 수신 전력의 차이로 인한 near far effect가 효과적으로 완화될 수 있다.
또는, 단말은 상기 레인징 신호의 세기에 기초하여 상기 피드백 신호의 시퀀스 인덱스 또는 ID를 결정할 수 있다. 예를 들면, 단말은 상기 레인진 신호의 수신 세기가 약해질수록 LOS 상태가 아닐 확률이 높은 점을 고려하고, 이와 같은 문제를 보완할 수 있는 적절한 시퀀스를 결정할 수 있다.
또는, 단말은 상기 레인징 신호의 세기에 따라 상기 피드백 신호에 대한 CP 및 주파수 대역을 변경할 수 있다. 예를 들면, 단말은 상기 레인징 신호의 수신 세기가 약해질수록 CP를 길게 하거나, 상기 피드백 신호가 전송되는 주파수 대역을 증가시킬 수 있다.
다음으로, 상기 단말은 상기 피드백 신호에 대한 상기 RSU의 응답인 응답 신호를 수신 받아 자신의 레인징 정보를 획득할 수 있다. 상기 응답 신호는 상기 RSU가 수신 받은 피드백 신호에 기초하여 산출된 레인징 정보가 포함될 수 있다. 나아가, 상기 응답 신호는 상기 RSU의 주변에 위치하는 다른 단말에 대한 레인징 정보가 더 포함될 수 있다(S305).
일 실시예에 따르면, 상기 응답 신호는 상기 피드백 신호에 대한 속성 정보가 더 포함될 수 있다. 상기 RSU는 상기 레인징 정보에 대응하는 피드백 신호가 어떤 것인지 지시하기 위해서 상기 피드백 신호에 대한 속성 정보를 획득하여 상기 응답 신호에 포함시킬 수 있다. 즉, 상기 응답 신호는 레인징 정보와 이에 대응하는 매칭되는 속성 정보가 포함될 수 있다. 이 경우, 상기 단말은 상기 응답 신호에서 자신의 피드백 신호와 대응하는 속성 정보에 매칭된 레인징 정보를 탐지하여 자신의 레인징 정보를 획득할 수 있다. 여기서, 상기 피드백 신호의 속성 정보는 상기 피드백 신호가 전송된 자원 정보 또는 시퀀스 등에 대한 정보일 수 있다.
구체적으로, RSU가 복수의 단말들로부터 피드백 신호들을 수신 받은 경우, RSU는 수신 받은 피드백 신호들 각각에 기초하여 복수의 레인징 정보를 산출하고, 상기 산출된 복수의 레인징 정보를 포함하는 응답 신호를 브로드캐스팅할 수 있다. 이 경우, 단말은 상기 응답 신호에 포함된 복수의 레인징 정보들 중에서 자신의 피드백 신호에 대응하는 속성 정보와 매칭되는 레인징 정보를 자신의 레인징 정보로 획득할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 단말은 상기 응답 신호로부터 특정 다른 단말과 미리 설정된 임계 거리 이내에 위치하여 서로 충돌 등의 위험이 있음을 알 수 있다. 구체적으로, 상기 RSU는 복수의 단말들로부터 피드백 신호를 수신하여 상기 복수의 단말들 각각에 대한 위치 및 레인징 정보를 산출할 수 있다. 상기 RSU는 상기 산출된 위치 정보에 기초하여 상기 단말과 특정 단말이 미리 설정된 임계 거리 내에 근접하게 위치하는지 판단할 수 있다. 상기 RSU는 상기 단말과 특정 단말이 미리 설정된 거래 내에 근접 위치하는 것으로 판단된 경우, 상기 RSU는 상기 특정 단말과 근접하여 위치함을 알리는 알림 정보를 포함한 응답 신호를 상기 단말에게 전송할 수 있다.
또는, 상기 단말이 군집 주행을 하는 복수의 차량들 중 어느 하나의 차량에 대한 단말인 경우, 상기 응답 신호는 상기 복수의 차량 중 대표로 지정되었거나 최선두에서 주행하는 차량에게만 전송될 수 있다. 즉, 군집 주행하는 차량들의 경우 대표 차량이나 최선두 차량을 제외한 차량은 상기 대표 차량이나 최선두 차량에 대하여 종속 주행을 수행하므로 주위 차량들에 대한 정보를 대표 차량에게만 전송해주는 것이다. 이를 통해, 불필요한 자원 낭비를 방지할 수 있다.
한편, 상기 군집 주행하는 단말들 각각은 상기 레인징 신호에 대응하여 상기 피드백 신호를 전송할 수 있고, 상기 응답 신호는 상기 군집 주행하는 차량들에 대한 단말들의 레인징 정보가 포함될 수 있다. 이 경우, 군집 주행하는 차량들에 대한 단말들 중 어느 하나의 단말에 대해서만 응답 신호가 전송되나, 다른 주변 단말들은 상기 응답 신호로부터 상기 군집 주행하는 차량들에 대한 단말들의 모든 레인징 정보를 획득할 수 있다.
도 18는 본 발명에 따른 D2D 통신을 수행하는 단말을 간략하게 도시한 도면이다.
도 18은 본 발명의 실시 형태에 따른 전송포인트 장치 및 단말 장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 18을 참조하여 본 발명에 따른 전송포인트 장치(10)는, 수신장치(11), 송신장치(12), 프로세서(13), 메모리(14) 및 복수개의 안테나(15)를 포함할 수 있다. 복수개의 안테나(15)는 MIMO 송수신을 지원하는 전송포인트 장치를 의미한다. 수신장치(11)은 단말로부터의 상향링크 상의 각종 신호, 데이터 및 정보를 수신할 수 있다. 송신장치(12)은 단말로의 하향링크 상의 각종 신호, 데이터 및 정보를 전송할 수 있다. 프로세서(13)는 전송포인트 장치(10) 전반의 동작을 제어할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전송포인트 장치(10)의 프로세서(13)는, 앞서 설명된 각 실시예들에서 필요한 사항들을 처리할 수 있다.
전송포인트 장치(10)의 프로세서(13)는 그 외에도 전송포인트 장치(10)가 수신한 정보, 외부로 전송할 정보 등을 연산 처리하는 기능을 수행하며, 메모리(14)는 연산 처리된 정보 등을 소정시간 동안 저장할 수 있으며, 버퍼(미도시) 등의 구성요소로 대체될 수 있다.
계속해서 도 18을 참조하면 본 발명에 따른 단말 장치(20)는, 수신장치(21), 송신장치(22), 프로세서(23), 메모리(24) 및 복수개의 안테나(25)를 포함할 수 있다. 복수개의 안테나(25)는 MIMO 송수신을 지원하는 단말 장치를 의미한다. 수신장치(21)은 기지국으로부터의 하향링크 상의 각종 신호, 데이터 및 정보를 수신할 수 있다. 송신장치(22)은 기지국으로의 상향링크 상의 각종 신호, 데이터 및 정보를 전송할 수 있다. 프로세서(23)는 단말 장치(20) 전반의 동작을 제어할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 단말 장치(20)의 프로세서(23)는 앞서 설명된 각 실시예들에서 필요한 사항들을 처리할 수 있다. 구체적으로, 상기 프로세서는, 노변 장치(Road side unit, RSU)로부터 상기 RSU의 위치 정보가 포함된 레인징 신호를 수신 받고 상기 단말에 대한 지리적 정보에 기초하여 결정된 자원 영역에서 피드백 신호를 상기 RSU에게 전송하며, 상기 피드백 신호에 기초하여 산출된 레인징 정보가 포함된 응답 신호를 다시 수신 받아 자신의 레인징 정보를 획득할 수 있다, 또한, 상기 응답 신호는 상기 RSU로부터 상기 레인징 신호를 수신 받아 피드백 신호를 전송한 다른 단말의 레인징 정보를 더 포함될 수 있다.
단말 장치(20)의 프로세서(23)는 그 외에도 단말 장치(20)가 수신한 정보, 외부로 전송할 정보 등을 연산 처리하는 기능을 수행하며, 메모리(24)는 연산 처리된 정보 등을 소정시간 동안 저장할 수 있으며, 버퍼(미도시) 등의 구성요소로 대체될 수 있다.
위와 같은 전송포인트 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 18에 대한 설명에 있어서 전송포인트 장치(10)에 대한 설명은 하향링크 전송 주체 또는 상향링크 수신 주체로서의 중계기 장치에 대해서도 동일하게 적용될 수 있고, 단말 장치(20)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 장치, 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 (18)

  1. 단말 간 통신 (D2D; Device to Device communication)을 지원하는 무선통신시스템에서 단말이 레인징 정보를 획득하는 방법에 있어서,
    노변 장치(Road side unit, RSU)로부터 상기 RSU의 위치 정보가 포함된 레인징 신호를 수신 받는 단계;
    상기 단말에 대한 지리적 정보에 기초하여 결정된 자원 영역에서 피드백 신호를 상기 RSU에게 전송하는 단계; 및
    상기 피드백 신호에 대한 응답으로 상기 RSU로부터 응답 신호를 수신 받고, 수신된 상기 응답 신호에 기초하여 레인징 정보를 획득하는 단계;를 포함하고,
    상기 응답 신호는 상기 레인징 신호를 수신 받아 피드백 신호를 전송한 다른 단말의 레인징 정보를 더 포함하는, 단말이 레인징 정보를 획득하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 응답 신호는 상기 레인징 정보와 대응하는 상기 피드백 신호에 대한 속성 정보를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 단말이 레인징 정보를 획득하는 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 속성 정보는 상기 피드백 신호가 전송된 자원 및 시퀀스 중 적어도 하나에 대한 정보인 것을 특징으로 하는, 단말이 레인징 정보를 획득하는 방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 단말은 상기 속성 정보에 기초하여 상기 다른 단말의 레인징 정보와 상기 단말의 레인징 정보를 구별하는 것을 특징으로 하는, 단말이 레인징 정보를 획득하는 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 단말은 상기 지리적 정보에 기초하여 구분되는 복수의 자원 영역에 대한 자원 정보 및 상기 지리적 정보에 따른 자원 영역을 결정하기 위한 매핑 함수의 파라미터 정보 중 적어도 하나에 기초하여 상기 단말의 지리적 정보에 대응하는 자원 영역을 결정하는 것을 특징으로 하는, 단말이 레인징 정보를 획득하는 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 자원 정보 또는 상기 파라미터 정보는 상기 RSU 별로 상이하게 설정된 것을 특징으로 하는, 단말이 레인징 정보를 획득하는 방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 자원 정보 및 상기 파라미터 정보는 네트워크에 의해 물리 계층 또는 상위 계층 신호로 상기 단말에게 미리 시그널링되는 것을 특징으로 하는, 단말이 레인징 정보를 획득하는 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 응답 신호는 상기 단말의 위치 정보를 포함하고,
    상기 위치 정보는 상기 RSU가 상기 피드백 신호를 수신한 방향 정보 및 상기 레인징 정보에 기초하여 획득된 것을 특징으로 하는, 단말이 레인징 정보를 획득하는 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 피드백 신호는 미리 설정된 임계값 이상의 세기로 상기 레인징 신호가 수신된 경우에 상기 결정된 자원 영역에서 전송되는 것을 특징으로 하는, 단말이 레인징 정보를 획득하는 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 피드백 신호는 상기 단말의 ID에 기초하여 상기 결정된 자원 영역 내에서 적어도 하나의 자원 요소를 선택하고, 선택된 자원 요소를 사용하여 전송되는 것을 특징으로 하는, 단말이 레인징 정보를 획득하는 방법.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 다른 단말들 중 특정 단말이 상기 단말과 미리 설정된 임계 거리 내에 위치하는 경우, 상기 응답 신호는 상기 특정 단말과 인접함을 알리는 알림 신호가 더 포함된 것을 특징으로 하는, 단말이 레인징 정보를 획득하는 방법.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 단말이 군집 주행을 하는 복수의 차량들 중 어느 하나의 차량에 대한 단말인 경우,
    상기 응답 신호는 상기 복수의 차량들 중에서 어느 하나의 차량에 대한 단말에게만 전송되는 것을 특징으로 하는, 단말이 레인징 정보를 획득하는 방법.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 단말에 대한 지리적 정보는 상기 단말에 포함된 지구위치결정시스템(GPS; Global Positioning System)을 이용하여 측정된 단말의 좌표 정보에 기초하여 결정되는 것을 특징으로 하는, 단말이 레인징 정보를 획득하는 방법.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 피드백 신호는 상기 수신된 레인징 신호의 세기에 기초하여 전송 전력이 결정되는 것을 특징으로 하는, 단말이 레인징 정보를 획득하는 방법.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 피드백 신호는 상기 수신된 레인징 신호의 세기에 기초하여 시퀀스 인덱스 또는 시퀀스 ID가 결정되는 것을 특징으로 하는, 단말이 레인징 정보를 획득하는 방법.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 피드백 신호는 상기 RSU가 레인징 신호를 수신한 시점에 대한 정보 및 상기 RSU가 수신한 레인징 신호의 톤 (tone) 간의 전파 지연에 따른 위상차에 대한 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는, 단말이 레인징 정보를 획득하는 방법.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 단말은 상기 응답 신호를 수신 받지 못한 경우에 상기 결정된 자원 영역을 변경하거나 전송 전력을 변경하여 상기 피드백 신호를 재전송하는 것을 특징으로 하는, 단말이 레인징 정보를 획득하는 방법.
  18. 단말 간 통신 (D2D; Device to Device communication)을 지원하는 무선통신시스템에서 레인징 정보를 획득하는 단말에 있어서
    송수신기; 및
    상기 송수신기를 제어하여 노변 장치(Road side unit, RSU)로부터 상기 RSU의 위치 정보가 포함된 레인징 신호를 수신 받고, 상기 단말에 대한 지리적 정보에 기초하여 결정된 자원 영역에서 피드백 신호를 상기 RSU에게 전송하며, 상기 피드백 신호에 대한 응답으로 RSU로부터 응답 신호를 수신 받고, 수신된 상기 응답 신호에 기초하여 레인징 정보를 획득하는 프로세서;를 포함하고,
    상기 응답 신호는 상기 레인징 신호를 수신 받아 상기 피드백 신호를 전송한 다른 단말의 레인징 정보를 더 포함하는, 단말.
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