KR101791845B1 - 무선 통신 시스템에서 데이터를 송수신하기 위한 방법 및 이를 위한 장치 - Google Patents
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Abstract
본 명세서는 단말간 직접 (Device-to-Device:D2D) 통신을 지원하는 무선 통신 시스템에서 데이터를 송수신하기 위한 방법에 있어서, 제 1 단말에 의해 수행되는 상기 방법은 D2D 통신에 사용하기 위한 자원 풀(resource pool)을 획득하는 단계, 상기 자원 풀(resource pool)은 SA가 전송되는 자원 영역을 나타내는 SA(scheduling assignment) 자원 풀 또는 D2D data가 전송되는 자원 영역을 나타내는 data 자원 풀 중 적어도 하나를 포함하며; 상기 SA 자원 풀을 통해 D2D data 전송과 관련된 정보를 포함하는 SA(scheduling assignment)를 제 2 단말로 전송하는 단계; 및 상기 제 2 단말로 D2D data를 전송하는 단계를 포함한다.
Description
본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게 단말 간 통신(device to device communication)을 지원하는 무선 통신 시스템에서 D2D 데이터를 송수신하기 위한 방법 및 이를 지원하는 장치에 관한 것이다.
이동 통신 시스템은 사용자의 활동성을 보장하면서 음성 서비스를 제공하기 위해 개발되었다. 그러나 이동통신 시스템은 음성뿐 아니라 데이터 서비스까지 영역을 확장하였으며, 현재에는 폭발적인 트래픽의 증가로 인하여 자원의 부족 현상이 야기되고 사용자들이 보다 고속의 서비스에 대한 요구하므로, 보다 발전된 이동 통신 시스템이 요구되고 있다.
차세대 이동 통신 시스템의 요구 조건은 크게 폭발적인 데이터 트래픽의 수용, 사용자 당 전송률의 획기적인 증가, 대폭 증가된 연결 디바이스 개수의 수용, 매우 낮은 단대단 지연(End-to-End Latency), 고에너지 효율을 지원할 수 있어야 한다. 이를 위하여 이중 연결성(Dual Connectivity), 대규모 다중 입출력(Massive MIMO: Massive Multiple Input Multiple Output), 전이중(In-band Full Duplex), 비직교 다중접속(NOMA: Non-Orthogonal Multiple Access), 초광대역(Super wideband) 지원, 단말 네트워킹(Device Networking) 등 다양한 기술들이 연구되고 있다.
본 명세서는 단말간 직접 통신을 수행하는데 있어 D2D data를 복조하기 위해 요구되는 D2D control information을 정의하는데 목적이 있다.
또한, 본 명세서는 D2D control information 및 D2D data를 송수신하기 위한 방법을 제공함에 목적이 있다.
또한, 본 명세서는 RRC signaling, D2D grant 등을 통해 D2D 통신 자원과 관련된 제어 정보들을 전송하기 위한 방법을 제공함에 목적이 있다.
또한, 본 명세서는 다양한 필드들을 정의하여 SA 전송 자원 및/또는 D2D data 전송 자원을 알려주기 위한 방법을 제공함에 목적이 있다.
또한, 본 명세서는 D2D 통신의 전송 전력 제어를 위한 새로운 전송 전력 제어 필드(또는 커맨드 또는 제어 정보)를 정의하는데 목적이 있다.
또한, 본 명세서는 셀룰러 통신과 D2D 통신의 전송 전력 제어 정보를 구별하기 위한 방법을 제공함에 목적이 있다.
또한, 본 명세서는 D2D 통신에서 SA와 D2D data의 전송 전력 제어 정보를 구별하기 위한 방법을 제공함에 목적이 있다.
또한, 본 명세서는 D2D grant와 DCI format 3/3A를 이용하여 SA 및 D2D data의 전송 전력 제어 정보를 구분하여 전송하기 위한 방법을 제공함에 목적이 있다.
또한, 본 명세서는 D2D 통신과 관련된 새로운 DCI 포맷(format)을 정의함에 목적이 있다.
또한, 본 명세서는 D2D 통신과 관련된 새로운 DCI 포맷을 C-RNTI와 구별되는 별도의 RNTI로 마스킹하는 방법을 제공함에 목적이 있다.
또한, 본 명세서는 D2D 통신과 관련된 새로운 DCI 포맷과 다른 DCI 포맷들의 사이즈를 맞추기 위한 방법을 제공함에 목적이 있다.
본 명세서에서 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 명세서는 단말간 직접 (Device-to-Device:D2D) 통신을 지원하는 무선 통신 시스템에서 데이터를 송수신하기 위한 방법에 있어서, 제 1 단말에 의해 수행되는 상기 방법은 D2D 통신에 사용하기 위한 자원 풀(resource pool)을 획득하는 단계, 상기 자원 풀(resource pool)은 SA가 전송되는 자원 영역을 나타내는 SA(scheduling assignment) 자원 풀 또는 D2D data가 전송되는 자원 영역을 나타내는 data 자원 풀 중 적어도 하나를 포함하며; 상기 SA 자원 풀을 통해 D2D data 전송과 관련된 정보를 포함하는 SA(scheduling assignment)를 제 2 단말로 전송하는 단계; 및 상기 제 2 단말로 D2D data를 전송하는 단계를 포함하되, 상기 자원 풀은 D2D 통신을 위해 정의된 하향링크 제어 정보(Downlink Control Information:DCI) 포맷(format)을 통해 기지국으로부터 수신되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 명세서에서 상기 DCI 포맷은 C(Cell)-RNTI와 구별되는 별도의 RNTI로 CRC(Cyclic Redundancy Check) 마스킹(masking)되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 명세서에서 상기 별도의 RNTI는 D2D-RNTI(Radio Network Temporary Identifier) 또는 사이드링크(Sidelink-RNTI)인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 명세서는 상기 DCI 포맷이 DCI 포맷 0의 사이즈와 다른 경우, 상기 DCI 포맷 0의 사이즈와 같아질 때까지 상기 DCI 포맷에 제로 비트(zero bit)가 삽입되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 명세서에서 상기 DCI 포맷에 제로 비트(zero bit)가 삽입되는 것은 상기 자원 풀에서만 수행되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 명세서에서 상기 DCI 포맷은 DCI format 5인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 명세서에서 상기 자원 풀(resource pool)을 획득하는 단계는 검색 공간(search space)에서 PDCCH를 블라인드 디코딩(blind decoding)하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 명세서에서 상기 블라인드 디코딩(blind decoding)하는 단계는 상기 PDCCH를 상기 C-RNTI 및 상기 D2D-RNTI로 각각 CRC 체크(check)를 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 명세서는 단말간 직접 (Device-to-Device:D2D) 통신을 지원하는 무선 통신 시스템에서 데이터를 송수신하기 위한 제 1 단말에 있어서, 무선 신호를 송수신하기 위한 RF(Radio Frequency) 유닛; 및 상기 RF 유닛과 기능적으로 연결되어 있는 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는 D2D 통신에 사용하기 위한 자원 풀(resource pool)을 획득하고, 상기 자원 풀(resource pool)은 SA가 전송되는 자원 영역을 나타내는 SA(scheduling assignment) 자원 풀 또는 D2D data가 전송되는 자원 영역을 나타내는 data 자원 풀 중 적어도 하나를 포함하며; 상기 SA 자원 풀을 통해 D2D data 전송과 관련된 정보를 포함하는 SA(scheduling assignment)를 제 2 단말로 전송하고; 및 상기 제 2 단말로 D2D data를 전송하도록 제어하되, 상기 자원 풀이 D2D 통신을 위해 정의된 하향링크 제어 정보(Downlink Control Information:DCI) 포맷(format)을 통해 기지국으로부터 수신되도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
상기 프로세서는 검색 공간(search space)에서 C-RNTI 및 D2D-RNTI로 PDCCH(Physical Downlink Control Channel)에 대해 CRC 체크(check)를 수행하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
본 명세서는 D2D data를 복조하기 위해 요구되는 D2D control information을 새롭게 정의함으로써, 단말간 직접 통신을 수행할 수 있도록 하는 효과가 있다.
또한, 본 명세서는 D2D control information 및 D2D data를 각각 또는 함께 송수신함으로써, 자원 사용의 효율을 증대시키고, 전송 지연을 줄일 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 명세서는 SA 전송 전력과 D2D data 전송 전력을 조절하기 위한 새로운 필드를 정의함으로써, D2D 송신 단말의 전력을 효율적으로 제어할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 명세서는 SA 및/또는 D2D data가 전송되지 않는 D2D SF에서 D2D RX 모드 또는 DTX 모드로 동작함으로써, D2D 단말의 전력 소모를 줄일 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 명세서는 D2D 관련 정보가 송수신되는 D2D SF를 알려주는 지시 정보를 활용하여 D2D 단말의 monitoring에 대한 부담을 줄일 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 명세서는 셀룰러 통신과 D2D 통신의 전송 전력 제어 정보를 구별할 수 있도록 함으로써, 단말에서 보다 쉽고 빠르게 전송 전력 제어를 수행할 수 있도록 할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 명세서는 D2D 통신에서 SA 및 D2D data의 전송 전력 제어 정보를 구별할 수 있도록 함으로써, D2D 통신을 좀 더 빠르고 정확하게 수행할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 명세서는 DCI format 3/3A를 이용하여 D2D data의 전송 전력 제어를 수행함으로써, D2D Data의 전송과 관련된 전력 제어를 동적으로 수행할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 명세서는 D2D 통신과 관련된 새로운 DCI 포맷과 다른 DCI 포맷들의 사이즈를 맞추기 위해 제로 패딩을 수행함으로써, 단말의 블라인드 디코딩 횟수를 줄일 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 명세서는 C-RNTI와 D2D-RNTI를 이용하여 PDCCH에 대한 블라인드 디코딩을 수행함으로써, 단말의 블라인드 디코딩 횟수 또는 복잡도를 줄일 수 있는 효과가 있다.
본 명세서에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는, 첨부 도면은 본 발명에 대한 실시예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 특징을 설명한다.
도 1은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 무선 프레임의 구조를 나타낸다.
도 2는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 하나의 하향링크 슬롯에 대한 자원 그리드(resource grid)를 예시한 도면이다.
도 3은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 하향링크 서브 프레임의 구조를 나타낸다.
도 4는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 상향링크 서브 프레임의 구조를 나타낸다.
도 5는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 PUCCH 포맷들이 상향링크 물리자원블록의 PUCCH 영역에 매핑되는 형태의 일례를 나타낸다.
도 6은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 일반 CP의 경우의 CQI 채널의 구조를 나타낸다.
도 7은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 사운딩 참조 신호 심볼을 포함한 상향링크 서브 프레임을 예시한다.
도 8은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 컴포넌트 캐리어 및 캐리어 병합의 일례를 나타낸다.
도 9는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 크로스 캐리어 스케줄링에 따른 서브 프레임 구조의 일례를 나타낸다.
도 10은 일반적인 다중 입출력 안테나(MIMO) 통신 시스템의 구성도이다.
도 11은 다수의 송신 안테나에서 하나의 수신 안테나로의 채널을 나타낸 도이다.
도 12는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 릴레이 노드 자원 분할을 예시한다.
도 13은 3GPP LTE 시스템에서 정의된 하향링크 자원 블록(RB) 쌍에 매핑된 참조 신호 패턴의 일례를 나타내는 도면이다.
도 14는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 D2D 통신을 개념적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 15는 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용될 수 있는 D2D 통신의 다양한 시나리오들의 일례를 나타낸다.
도 16은 디스커버리 자원이 할당된 일례를 나타낸다.
도 17은 디스커버리 과정을 간략히 예시한 도면이다.
도 18은 D2D 제어 정보 및 D2D 데이터 송수신 방법의 일 예를 나타낸 도이다.
도 19는 D2D 제어 정보 및 D2D 데이터 송수신 방법의 또 다른 일 예를 나타낸 도이다.
도 20은 D2D 제어 정보 및 D2D 데이터 송수신 방법의 또 다른 일 예를 나타낸 도이다.
도 21은 D2D 전송 모드에 따른 D2D 제어 정보 설정 방법의 일 예를 나타낸 도이다.
도 22는 D2D 단말에서의 SG 수신과 SA 전송 간의 타이밍 관계의 일 예를 나타낸 도이다.
도 23은 D2D 단말에서의 SG 수신과 SA 전송 간의 타이밍 관계의 일 예를 나타낸 순서도이다.
도 24 내지 도 25는 D2D 단말에서의 SG 수신과 SA 전송 간의 타이밍 관계의 또 다른 일 예를 나타낸 도이다.
도 26 내지 도 28은 D2D SA 전송과 D2D data 전송 간의 타이밍 관계의 일 예를 나타낸 도이다.
도 29는 D2D data 송수신 방법의 일 예를 나타낸 순서도이다.
도 30 내지 도 33은 SA 자원 및/또는 D2D data 자원의 위치를 알려주기 위한 방법의 일 예들을 나타낸 도이다.
도 34는 D2D 전송을 위한 UE scheduling 방법의 일 예를 나타낸 흐름도이다.
도 35는 RRC signaling을 이용하여 D2D 전송을 위한 UE scheduling 방법의 일 예를 나타낸 도이다.
도 36은 물리 계층 채널을 이용하여 D2D 전송을 위한 UE scheduling 방법의 일 예를 나타낸 도이다.
도 37은 SG에 대한 HARQ 절차를 수행하는 방법의 일 예를 나타낸 흐름도이다.
도 38은 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용될 수 있는 D2D 동작 절차 및 이와 관련된 시그널링 송수신 방법의 일 예를 나타낸 도이다.
도 39는 도 38의 방법과 관련된 흐름도의 일 예를 나타낸다.
도 40은 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용될 수 있는 SA 전송 방법의 일 예를 나타낸 흐름도이다.
도 41은 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용될 수 있는 SA를 전송하는 또 다른 방법의 일 예를 나타낸 흐름도이다.
도 42는 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용될 수 있는 D2D data 전송 방법의 일 예를 나타낸 흐름도이다.
도 43은 상향링크 전력 제어의 기본 개념을 설명하는 도면이다.
도 44는 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용될 수 있는 DCI format 3을 이용하여 SA 및 DATA에 대한 전력 제어를 수행하는 방법을 나타낸 도이다.
도 45는 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용될 수 있는 DCI format 3A를 이용하여 SA 및 DATA에 대한 전력 제어를 수행하는 방법을 나타낸 도이다.
도 46은 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용될 수 있는 D2D 통신의 전력 제어 방법의 일 예를 나타낸 순서도이다.
도 47은 본 명세서에서 제안하는 D2D 통신 절차의 일 예를 나타낸 순서도이다.
도 48은 본 명세서에서 제안하는 방법들이 적용될 수 있는 무선 통신 장치의 내부 블록도의 일 예를 나타낸 도이다.
도 1은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 무선 프레임의 구조를 나타낸다.
도 2는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 하나의 하향링크 슬롯에 대한 자원 그리드(resource grid)를 예시한 도면이다.
도 3은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 하향링크 서브 프레임의 구조를 나타낸다.
도 4는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 상향링크 서브 프레임의 구조를 나타낸다.
도 5는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 PUCCH 포맷들이 상향링크 물리자원블록의 PUCCH 영역에 매핑되는 형태의 일례를 나타낸다.
도 6은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 일반 CP의 경우의 CQI 채널의 구조를 나타낸다.
도 7은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 사운딩 참조 신호 심볼을 포함한 상향링크 서브 프레임을 예시한다.
도 8은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 컴포넌트 캐리어 및 캐리어 병합의 일례를 나타낸다.
도 9는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 크로스 캐리어 스케줄링에 따른 서브 프레임 구조의 일례를 나타낸다.
도 10은 일반적인 다중 입출력 안테나(MIMO) 통신 시스템의 구성도이다.
도 11은 다수의 송신 안테나에서 하나의 수신 안테나로의 채널을 나타낸 도이다.
도 12는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 릴레이 노드 자원 분할을 예시한다.
도 13은 3GPP LTE 시스템에서 정의된 하향링크 자원 블록(RB) 쌍에 매핑된 참조 신호 패턴의 일례를 나타내는 도면이다.
도 14는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 D2D 통신을 개념적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 15는 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용될 수 있는 D2D 통신의 다양한 시나리오들의 일례를 나타낸다.
도 16은 디스커버리 자원이 할당된 일례를 나타낸다.
도 17은 디스커버리 과정을 간략히 예시한 도면이다.
도 18은 D2D 제어 정보 및 D2D 데이터 송수신 방법의 일 예를 나타낸 도이다.
도 19는 D2D 제어 정보 및 D2D 데이터 송수신 방법의 또 다른 일 예를 나타낸 도이다.
도 20은 D2D 제어 정보 및 D2D 데이터 송수신 방법의 또 다른 일 예를 나타낸 도이다.
도 21은 D2D 전송 모드에 따른 D2D 제어 정보 설정 방법의 일 예를 나타낸 도이다.
도 22는 D2D 단말에서의 SG 수신과 SA 전송 간의 타이밍 관계의 일 예를 나타낸 도이다.
도 23은 D2D 단말에서의 SG 수신과 SA 전송 간의 타이밍 관계의 일 예를 나타낸 순서도이다.
도 24 내지 도 25는 D2D 단말에서의 SG 수신과 SA 전송 간의 타이밍 관계의 또 다른 일 예를 나타낸 도이다.
도 26 내지 도 28은 D2D SA 전송과 D2D data 전송 간의 타이밍 관계의 일 예를 나타낸 도이다.
도 29는 D2D data 송수신 방법의 일 예를 나타낸 순서도이다.
도 30 내지 도 33은 SA 자원 및/또는 D2D data 자원의 위치를 알려주기 위한 방법의 일 예들을 나타낸 도이다.
도 34는 D2D 전송을 위한 UE scheduling 방법의 일 예를 나타낸 흐름도이다.
도 35는 RRC signaling을 이용하여 D2D 전송을 위한 UE scheduling 방법의 일 예를 나타낸 도이다.
도 36은 물리 계층 채널을 이용하여 D2D 전송을 위한 UE scheduling 방법의 일 예를 나타낸 도이다.
도 37은 SG에 대한 HARQ 절차를 수행하는 방법의 일 예를 나타낸 흐름도이다.
도 38은 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용될 수 있는 D2D 동작 절차 및 이와 관련된 시그널링 송수신 방법의 일 예를 나타낸 도이다.
도 39는 도 38의 방법과 관련된 흐름도의 일 예를 나타낸다.
도 40은 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용될 수 있는 SA 전송 방법의 일 예를 나타낸 흐름도이다.
도 41은 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용될 수 있는 SA를 전송하는 또 다른 방법의 일 예를 나타낸 흐름도이다.
도 42는 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용될 수 있는 D2D data 전송 방법의 일 예를 나타낸 흐름도이다.
도 43은 상향링크 전력 제어의 기본 개념을 설명하는 도면이다.
도 44는 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용될 수 있는 DCI format 3을 이용하여 SA 및 DATA에 대한 전력 제어를 수행하는 방법을 나타낸 도이다.
도 45는 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용될 수 있는 DCI format 3A를 이용하여 SA 및 DATA에 대한 전력 제어를 수행하는 방법을 나타낸 도이다.
도 46은 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용될 수 있는 D2D 통신의 전력 제어 방법의 일 예를 나타낸 순서도이다.
도 47은 본 명세서에서 제안하는 D2D 통신 절차의 일 예를 나타낸 순서도이다.
도 48은 본 명세서에서 제안하는 방법들이 적용될 수 있는 무선 통신 장치의 내부 블록도의 일 예를 나타낸 도이다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다. 이하의 상세한 설명은 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해서 구체적 세부사항을 포함한다. 그러나, 당업자는 본 발명이 이러한 구체적 세부사항 없이도 실시될 수 있음을 안다.
몇몇 경우, 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시될 수 있다.
본 명세서에서 기지국은 단말과 직접적으로 통신을 수행하는 네트워크의 종단 노드(terminal node)로서의 의미를 갖는다. 본 문서에서 기지국에 의해 수행되는 것으로 설명된 특정 동작은 경우에 따라서는 기지국의 상위 노드(upper node)에 의해 수행될 수도 있다. 즉, 기지국을 포함하는 다수의 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, eNB(evolved-NodeB), BTS(base transceiver system), 액세스 포인트(AP: Access Point) 등의 용어에 의해 대체될 수 있다. 또한, '단말(Terminal)'은 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, UE(User Equipment), MS(Mobile Station), UT(user terminal), MSS(Mobile Subscriber Station), SS(Subscriber Station), AMS(Advanced Mobile Station), WT(Wireless terminal), MTC(Machine-Type Communication) 장치, M2M(Machine-to-Machine) 장치, D2D(Device-to-Device) 장치 등의 용어로 대체될 수 있다.
이하에서, 하향링크(DL: downlink)는 기지국에서 단말로의 통신을 의미하며, 상향링크(UL: uplink)는 단말에서 기지국으로의 통신을 의미한다. 하향링크에서 송신기는 기지국의 일부이고, 수신기는 단말의 일부일 수 있다. 상향링크에서 송신기는 단말의 일부이고, 수신기는 기지국의 일부일 수 있다.
이하의 설명에서 사용되는 특정 용어들은 본 발명의 이해를 돕기 위해서 제공된 것이며, 이러한 특정 용어의 사용은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경될 수 있다.
이하의 기술은 CDMA(code division multiple access), FDMA(frequency division multiple access), TDMA(time division multiple access), OFDMA(orthogonal frequency division multiple access), SC-FDMA(single carrier frequency division multiple access), NOMA(non-orthogonal multiple access) 등과 같은 다양한 무선 접속 시스템에 이용될 수 있다. CDMA는 UTRA(universal terrestrial radio access)나 CDMA2000과 같은 무선 기술(radio technology)로 구현될 수 있다. TDMA는 GSM(global system for mobile communications)/GPRS(general packet radio service)/EDGE(enhanced data rates for GSM evolution)와 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. OFDMA는 IEEE 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802-20, E-UTRA(evolved UTRA) 등과 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. UTRA는 UMTS(universal mobile telecommunications system)의 일부이다. 3GPP(3rd generation partnership project) LTE(long term evolution)은 E-UTRA를 사용하는 E-UMTS(evolved UMTS)의 일부로써, 하향링크에서 OFDMA를 채용하고 상향링크에서 SC-FDMA를 채용한다. LTE-A(advanced)는 3GPP LTE의 진화이다.
본 발명의 실시예들은 무선 접속 시스템들인 IEEE 802, 3GPP 및 3GPP2 중 적어도 하나에 개시된 표준 문서들에 의해 뒷받침될 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예들 중 본 발명의 기술적 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.
설명을 명확하게 하기 위해, 3GPP LTE/LTE-A를 위주로 기술하지만 본 발명의 기술적 특징이 이에 제한되는 것은 아니다.
시스템 일반
도 1은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 무선 프레임의 구조를 나타낸다.
3GPP LTE/LTE-A에서는 FDD(Frequency Division Duplex)에 적용 가능한 타입 1 무선 프레임(radio frame) 구조와 TDD(Time Division Duplex)에 적용 가능한 타입 2의 무선 프레임 구조를 지원한다.
도 1(a)는 타입 1 무선 프레임의 구조를 예시한다. 무선 프레임(radio frame)은 10개의 서브프레임(subframe)으로 구성된다. 하나의 서브프레임은 시간 영역(time domain)에서 2개의 슬롯(slot)으로 구성된다. 하나의 서브프레임을 전송하는 데 걸리는 시간을 TTI(transmission time interval)이라 한다. 예를 들어, 하나의 서브 프레임은 길이는 1ms이고, 하나의 슬롯의 길이는 0.5ms일 수 있다.
하나의 슬롯은 시간 영역에서 복수의 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 심볼을 포함하고, 주파수 영역에서 다수의 자원블록(RB: Resource Block)을 포함한다.. 3GPP LTE는 하향링크에서 OFDMA를 사용하므로 OFDM 심볼은 하나의 심볼 구간(symbol period)을 표현하기 위한 것이다. OFDM 심볼은 하나의 SC-FDMA 심볼 또는 심볼 구간이라고 할 수 있다. 자원 블록(resource block)은 자원 할당 단위이고, 하나의 슬롯에서 복수의 연속적인 부 반송파(subcarrier)를 포함한다.
도 1의 (b)는 타입 2 프레임 구조(frame structure type 2)를 나타낸다. 타입 2 무선 프레임은 2개의 하프 프레임(half frame)으로 구성되며, 각 하프 프레임은 5개의 서브프레임과 DwPTS(Downlink Pilot Time Slot), 보호구간(GP: Guard Period), UpPTS(Uplink Pilot Time Slot)로 구성되며, 이 중 1개의 서브프레임은 2개의 슬롯으로 구성된다. DwPTS는 단말에서의 초기 셀 탐색, 동기화 또는 채널 추정에 사용된다. UpPTS는 기지국에서의 채널 추정과 단말의 상향링크 전송 동기를 맞추는 데 사용된다. 보호구간은 상향링크와 하향링크 사이에 하향링크 신호의 다중경로 지연으로 인해 상향링크에서 생기는 간섭을 제거하기 위한 구간이다.
TDD 시스템의 타입 2 프레임 구조에서 상향링크-하향링크 구성(uplink-downlink configuration)은 모든 서브프레임에 대하여 상향링크와 하향링크가 할당(또는 예약)되는지 나타내는 규칙이다. 표 1은 상향링크-하향링크 구성을 나타낸다.
| Uplink-Downlink configuration | Downlink-to-Uplink Switch-point periodicity | Subframe number | |||||||||
| 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | ||
| 0 | 5ms | D | S | U | U | U | D | S | U | U | U |
| 1 | 5ms | D | S | U | U | D | D | S | U | U | D |
| 2 | 5ms | D | S | U | D | D | D | S | U | D | D |
| 3 | 10ms | D | S | U | U | U | D | D | D | D | D |
| 4 | 10ms | D | S | U | U | D | D | D | D | D | D |
| 5 | 10ms | D | S | U | D | D | D | D | D | D | D |
| 6 | 5ms | D | S | U | U | U | D | S | U | U | D |
표 1을 참조하면, 무선 프레임의 각 서브프레임 별로, 'D'는 하향링크 전송을 위한 서브프레임을 나타내고, 'U'는 상향링크 전송을 위한 서브프레임을 나타내며, 'S'는 DwPTS, GP, UpPTS 3가지의 필드로 구성되는 스페셜 서브프레임(special subframe)을 나타낸다. 상향링크-하향링크 구성은 7가지로 구분될 수 있으며, 각 구성 별로 하향링크 서브프레임, 스페셜 서브프레임, 상향링크 서브프레임의 위치 및/또는 개수가 다르다.
하향링크에서 상향링크로 변경되는 시점 또는 상향링크에서 하향링크로 전환되는 시점을 전환 시점(switching point)이라 한다. 전환 시점의 주기성(Switch-point periodicity)은 상향링크 서브프레임과 하향링크 서브프레임이 전환되는 양상이 동일하게 반복되는 주기를 의미하며, 5ms 또는 10ms가 모두 지원된다. 5ms 하향링크-상향링크 전환 시점의 주기를 가지는 경우에는 스페셜 서브프레임(S)은 하프-프레임 마다 존재하고, 5ms 하향링크-상향링크 전환 시점의 주기를 가지는 경우에는 첫번째 하프-프레임에만 존재한다.
모든 구성에 있어서, 0번, 5번 서브프레임 및 DwPTS는 하향링크 전송만을 위한 구간이다. UpPTS 및 서브프레임 서브프레임에 바로 이어지는 서브프레임은 항상 상향링크 전송을 위한 구간이다.
이러한, 상향링크-하향링크 구성은 시스템 정보로써 기지국과 단말이 모두 알고 있을 수 있다. 기지국은 상향링크-하향링크 구성 정보가 바뀔 때마다 구성 정보의 인덱스만을 전송함으로써 무선 프레임의 상향링크-하향링크 할당상태의 변경을 단말에 알려줄 수 있다. 또한, 구성 정보는 일종의 하향링크 제어정보로서 다른 스케줄링 정보와 마찬가지로 PDCCH(Physical Downlink Control Channel)를 통해 전송될 수 있으며, 방송 정보로서 브로드캐스트 채널(broadcast channel)을 통해 셀 내의 모든 단말에 공통으로 전송될 수도 있다.
무선 프레임의 구조는 하나의 예시에 불과하며, 무선 프레임에 포함되는 부 반송파의 수 또는 서브 프레임에 포함되는 슬롯의 수, 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 다양하게 변경될 수 있다.
도 2는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 하나의 하향링크 슬롯에 대한 자원 그리드(resource grid)를 예시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 하나의 하향링크 슬롯은 시간 영역에서 복수의 OFDM 심볼을 포함한다. 여기서, 하나의 하향링크 슬롯은 7개의 OFDM 심볼을 포함하고, 하나의 자원 블록은 주파수 영역에서 12개의 부 반송파를 포함하는 것을 예시적으로 기술하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
자원 그리드 상에서 각 요소(element)를 자원 요소(resource element)하고, 하나의 자원 블록(RB: resource block)은 12 × 7 개의 자원 요소를 포함한다. 하향링크 슬롯에 포함되는 자원 블록들의 수 NDL은 하향링크 전송 대역폭(bandwidth)에 종속한다.
상향링크 슬롯의 구조는 하향링크 슬롯의 구조와 동일할 수 있다.
도 3은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 하향링크 서브 프레임의 구조를 나타낸다.
도 3을 참조하면, 서브 프레임내의 첫번째 슬롯에서 앞의 최대 3개의 OFDM 심볼들이 제어 채널들이 할당되는 제어 영역(control region)이고, 나머지 OFDM 심볼들은 PDSCH(Physical Downlink Shared Channel)이 할당되는 데이터 영역(data region)이다. 3GPP LTE에서 사용되는 하향링크 제어 채널의 일례로 PCFICH(Physical Control Format Indicator Channel), PDCCH(Physical Downlink Control Channel), PHICH(Physical Hybrid-ARQ Indicator Channel) 등이 있다.
PCFICH는 서브 프레임의 첫번째 OFDM 심볼에서 전송되고, 서브 프레임 내에 제어 채널들의 전송을 위하여 사용되는 OFDM 심볼들의 수(즉, 제어 영역의 크기)에 관한 정보를 나른다. PHICH는 상향 링크에 대한 응답 채널이고, HARQ(Hybrid Automatic Repeat Request)에 대한 ACK(Acknowledgement)/NACK(Not-Acknowledgement) 신호를 나른다. PDCCH를 통해 전송되는 제어 정보를 하향링크 제어정보(DCI: downlink control information)라고 한다. 하향링크 제어정보는 상향링크 자원 할당 정보, 하향링크 자원 할당 정보 또는 임의의 단말 그룹에 대한 상향링크 전송(Tx) 파워 제어 명령을 포함한다.
PDCCH는 DL-SCH(Downlink Shared Channel)의 자원 할당 및 전송 포맷(이를 하향링크 그랜트라고도 한다.), UL-SCH(Uplink Shared Channel)의 자원 할당 정보(이를 상향링크 그랜트라고도 한다.), PCH(Paging Channel)에서의 페이징(paging) 정보, DL-SCH에서의 시스템 정보, PDSCH에서 전송되는 랜덤 액세스 응답(random access response)과 같은 상위 레이어(upper-layer) 제어 메시지에 대한 자원 할당, 임의의 단말 그룹 내 개별 단말들에 대한 전송 파워 제어 명령들의 집합, VoIP(Voice over IP)의 활성화 등을 나를 수 있다. 복수의 PDCCH들은 제어 영역 내에서 전송될 수 있으며, 단말은 복수의 PDCCH들을 모니터링할 수 있다. PDCCH는 하나 또는 복수의 연속적인 CCE(control channel elements)의 집합으로 구성된다. CCE는 무선 채널의 상태에 따른 부호화율(coding rate)을 PDCCH에 제공하기 위하여 사용되는 논리적 할당 단위이다. CCE는 복수의 자원 요소 그룹(resource element group)들에 대응된다. PDCCH의 포맷 및 사용 가능한 PDCCH의 비트 수는 CCE들의 수와 CCE들에 의해 제공되는 부호화율 간의 연관 관계에 따라 결정된다.
기지국은 단말에게 전송하려는 DCI에 따라 PDCCH 포맷을 결정하고, 제어 정보에 CRC(Cyclic Redundancy Check)를 붙인다. CRC에는 PDCCH의 소유자(owner)나 용도에 따라 고유한 식별자(이를 RNTI(Radio Network Temporary Identifier)라고 한다.)가 마스킹된다. 특정의 단말을 위한 PDCCH라면 단말의 고유한 식별자, 예를 들어 C-RNTI(Cell-RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다. 또는 페이징 메시지를 위한 PDCCH라면 페이징 지시 식별자, 예를 들어 P-RNTI(Paging-RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다. 시스템 정보, 더욱 구체적으로 시스템 정보 블록(SIB: system information block)를 위한 PDCCH라면 시스템 정보 식별자, SI-RNTI(system information RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다. 단말의 랜덤 액세스 프리앰블의 전송에 대한 응답인 랜덤 액세스 응답을 지시하기 위하여, RA-RNTI(random access-RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다.
도 4는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 상향링크 서브 프레임의 구조를 나타낸다.
도 4를 참조하면, 상향링크 서브 프레임은 주파수 영역에서 제어 영역과 데이터 영역으로 나눌 수 있다. 제어 영역에는 상향링크 제어 정보를 나르는 PUCCH(Physical Uplink Control Channel)이 할당된다. 데이터 영역은 사용자 데이터를 나르는 PUSCH(Physical Uplink Shared Channel)이 할당된다. 단일 반송파 특성을 유지하기 위해 하나의 단말은 PUCCH와 PUSCH을 동시에 전송하지 않는다.
하나의 단말에 대한 PUCCH에는 서브 프레임 내에 자원 블록(RB: Resource Block) 쌍이 할당된다. RB 쌍에 속하는 RB들은 2개의 슬롯들의 각각에서 서로 다른 부 반송파를 차지한다. 이를 PUCCH에 할당된 RB 쌍은 슬롯 경계(slot boundary)에서 주파수 도약(frequency hopping)된다고 한다.
물리하향링크제어채널(Physical Downlink Control Channel:PDCCH)
PDCCH를 통해 전송되는 제어정보를 하향링크 제어정보(DCI: Downlink Control Indicator)라고 한다. PDCCH은 DCI 포맷에 따라서 제어 정보의 크기 및 용도가 다르며 또한 부호화율에 따라 크기가 달라질 수 있다.
DCI 포맷
현재 LTE-A(release 10)에 의하면 DCI 포맷 0, 1, 1A, 1B, 1C, 1D, 2, 2A, 2B, 2C, 3, 3A, 4 가 정의되어 있다. 여기서 DCI 포맷 0, 1A, 3, 3A는, 후술할 블라인드 복호 횟수를 줄이기 위해 동일한 메시지 크기를 갖도록 규정되어 있다. 이러한 DCI 포맷들은 전송하려는 제어정보의 용도에 따라 i)상향링크 승인에 사용되는 DCI 포맷 0, 4, ii)하향링크 스케줄링 할당에 사용되는 DCI 포맷 1, 1A, 1B, 1C, 1D, 2, 2A, 2B, 2C, iii)전력제어명령을 위한 DCI 포맷 3, 3A로 구분할 수 있다.
상향링크 승인에 사용되는 DCI 포맷 0의 경우, 후술할 반송파 병합에 관련하여 필요한 반송파 오프셋(carrier indicator), DCI 포맷 0과 1A를 구분하는데 사용되는 오프셋(flag for format 0/format 1A differentiation), 상향링크 PUSCH 전송에서 주파수 호핑이 사용되는지 여부를 알려주는 호핑 플래그(frequency hopping flag), 단말이 PUSCH 전송에 사용해야 할 자원블록 할당에 대한 정보(resource block assignment), 변조 및 부호화 방식(modulation and coding scheme), HARQ 프로세스와 관련해 초기전송을 위해 버퍼를 비우는데 사용되는 새 데이터 지시자(new data indicator), PUSCH를 위한 전송전력 제어명령(TPC command for scheduled for PUSCH), DMRS(Demodulation reference signal)를 위한 순환이동 정보(cyclic shift for DMRS and OCC index), TDD 동작에서 필요한 상향링크 인덱스(UL index) 및 채널품질정보(Channel Quality Indicator) 요구 정보(CSI request) 등을 포함할 수 있다. 한편, DCI 포맷 0의 경우 동기식 HARQ를 사용하므로 하향링크 스케줄링 할당에 관련된 DCI 포맷들처럼 리던던시 버전(redundancy version)을 포함하지 않는다. 반송파 오프셋의 경우, 크로스 반송파 스케줄링이 사용되지 않는 경우에는 DCI 포맷에 포함되지 않는다.
DCI 포맷 4는 LTE-A 릴리즈 10에서 새로이 추가된 것으로서 LTE-A에서 상향링크 전송에 공간 다중화가 적용되는 것을 지원하기 위한 것이다. DCI 포맷 4의 경우 DCI 포맷 0과 비교하여 공간 다중화를 위한 정보들을 더 포함하므로 더 큰 메시지 크기를 가지며, DCI 포맷 0에 포함되는 제어정보에 추가적인 제어정보를 더 포함한다. 즉, DCI 포맷 4의 경우, 두 번째 전송블록을 위한 변조 및 부호화 방식, 다중 안테나 전송을 위한 프리코딩 정보, 사운딩참조신호 요청(SRS request) 정보를 더 포함한다. 한편, DCI 포맷 4는 DCI 포맷 0보다 큰 크기를 가지므로 DCI 포맷 0과 1A를 구분하는 오프셋은 포함하지 않는다.
하향링크 스케줄링 할당에 관련된 DCI 포맷 1, 1A, 1B, 1C, 1D, 2, 2A, 2B, 2C는 크게 공간 다중화를 지원하지 않는 1, 1A, 1B, 1C, 1D 와 공간 다중화를 지원하는 2, 2A, 2B, 2C 로 구분될 수 있다.
DCI 포맷 1C는 컴팩트 하향링크 할당으로서 주파수 연속적 할당만을 지원하며, 다른 포맷들과 비교해 반송파 오프셋, 리던던시 버전을 포함하지 않는다.
DCI 포맷 1A는 하향링크 스케줄링 및 랜덤 액세스 절차를 위한 포맷이다. 여기에는 반송파 오프셋, 하향링크 분산형 전송이 사용되는지 여부를 알려주는 표시자, PDSCH 자원 할당 정보, 변조 및 부호화 방식, 리던던시 버전, 소프트 컴바이닝을 위해 사용되는 프로세서를 알려주기 위한 HARQ 프로세서 번호, HARQ 프로세스와 관련해 초기전송을 위해 버퍼를 비우는데 사용되는 새 데이터 오프셋, PUCCH를 위한 전송전력 제어명령, TDD 동작에서 필요한 상향링크 인덱스 등을 포함할 수 있다.
DCI 포맷 1의 경우 대부분의 제어정보가 DCI 포맷 1A과 유사하다. 다만, DCI 포맷 1A가 연속적인 자원 할당에 관련된 것과 비교해, DCI 포맷 1은 비연속적 자원 할당을 지원한다. 따라서 DCI 포맷 1은 자원할당 헤더를 더 포함하므로 자원할당의 유연성이 증가하는 것의 트레이드 오프로서 제어 시그널링 오버헤드는 다소 증가한다.
DCI 포맷 1B, 1D의 경우에는 DCI 포맷 1과 비교해 프리코딩 정보를 더 포함하는 점에서 공통된다. DCI 포맷 1B는 PMI 확인을, DCI 포맷 1D는 하향링크 전력 오프셋 정보를 각각 포함한다. 그 외 DCI 포맷 1B, 1D에 포함된 제어정보는 DCI 포맷 1A의 경우와 대부분 일치한다.
DCI 포맷 2, 2A, 2B, 2C는 기본적으로 DCI 포맷 1A에 포함된 제어정보들을 대부분 포함하면서, 공간 다중화를 위한 정보들을 더 포함한다. 여기에는 두 번째 전송 블록에 관한 변조 및 부호화 방식, 새 데이터 오프셋 및 리던던시 버전이 해당된다.
DCI 포맷 2는 폐루프 공간 다중화를 지원하며, 2A는 개루프 공간 다중화를 지원한다. 양자 모두 프리코딩 정보를 포함한다. DCI 포맷 2B는 빔 포밍과 결합된 듀얼 레이어 공간 다중화를 지원하며 DMRS를 위한 순환이동 정보를 더 포함한다. DCI 포맷 2C는 DCI 포맷 2B의 확장으로 이해될 수 있으며 여덟개의 레이어까지 공간 다중화를 지원한다.
DCI 포맷 3, 3A는 전술한 상향링크 승인 및 하향링크 스케줄링 할당을 위한 DCI 포맷들에 포함되어 있는 전송전력 제어정보를 보완, 즉 반-지속적(semi-persistent) 스케줄링을 지원하기 위해 사용될 수 있다. DCI 포맷 3의 경우 단말당 1bit, 3A의 경우 2bit의 명령이 사용된다.
상술한 바와 같은 DCI 포맷 중 어느 하나는 하나의 PDCCH를 통해 전송되며, 복수의 PDCCH가 제어 영역 내에서 전송될 수 있다. 단말은 복수의 PDCCH를 모니터링 할 수 있다.
DCI 포맷 0
이하에서, DCI 포맷 0을 통해 전송되는 정보에 대해 좀 더 구체적으로 살펴보기로 한다.
표 2는 DCI 포맷 0에서 전송되는 정보를 나타낸다.
| Format 0 (Release 8) | Format 0 (Release 10) |
| Carrier Indicator (CIF) | |
| Flag for format 0/format 1A differentiation | Flag for format 0/format 1A differentiation |
| Hopping flag (FH) | Hopping flag (FH) |
| Resource block assignment (RIV) | Resource block assignment (RIV) |
| MCS and RV | MCS and RV |
| NDI (New Data Indicator) | NDI (New Data Indicator) |
| TPC for PUSCH | TPC for PUSCH |
| Cyclic shift for DM RS | Cyclic shift for DM RS |
| UL index (TDD only) | UL index (TDD only) |
| Downlink Assignment Index (DAI) | Downlink Assignment Index (DAI) |
| CSI request (1 bit) | CSI request (1 or 2 bits: 2 bit is for multi carrier) |
| SRS request | |
| Resource allocation type (RAT) |
표 2를 참조하면, DCI 포맷 0를 통해 전송되는 정보는 다음과 같다.
1) 캐리어 지시자(Carrier indicator) - 0 또는 3 비트로 구성된다.
2) DCI 포맷 0와 포맷 1A를 구분하기 위한 플래그 - 1 비트로 구성되며, 0 값은 DCI 포맷 0를 지시하고, 1 값은 DCI 포맷 1A를 지시한다.
3) 주파수 도약(hopping) 플래그 - 1 비트로 구성된다. 이 필드는 필요한 경우 해당 자원 할당의 최상위 비트(MSB: Most Significant bit)를 다중 클러스터(multi-cluster) 할당을 위해 사용될 수 있다.
4) 자원 블록 할당(Resource block assignment)과 도약(hopping) 자원 할당 -
비트로 구성된다.
여기서, 단일 클러스터(single-cluster allocation) 할당에서 PUSCH 도약의 경우, 
의 값을 획득하기 위해 NUL_hop 개의 최상위 비트(MSB)들이 사용된다. 
비트는 상향링크 서브프레임 내에 첫번째 슬롯의 자원 할당을 제공한다. 또한, 단일 클러스터 할당에서 PUSCH 도약이 없는 경우, 
비트가 상향링크 서브프레임 내에 자원 할당을 제공한다. 또한, 다중 클러스터 할당(multi-cluster allocation)에서 PUSCH 도약이 없는 경우, 주파수 도약 플래그 필드 및 자원 블록 할당과 도약 자원 할당 필드의 연결(concatenation)로부터 자원 할당 정보가 얻어지고, 
비트가 상향링크 서브프레임 내에 자원 할당을 제공한다. 이때, P 값은 하향링크 자원 블록의 수에 의해 정해진다.
5) 변조 및 코딩 기법(MCS: Modulation and coding scheme) - 5 비트로 구성된다.
6) 새로운 데이터 지시자(New data indicator) - 1 비트로 구성된다.
7) PUSCH를 위한 TPC(Transmit Power Control) 커맨드 - 2 비트로 구성된다.
8) DMRS(demodulation reference signal)을 위한 순환 쉬프트(CS: cyclic shift)와 직교 커버 코드(OC/OCC: orthogonal cover/orthogonal cover code)의 인덱스 - 3 비트로 구성된다.
9) 상향링크 인덱스 - 2 비트로 구성된다. 이 필드는 상향링크-하향링크 구성 0 에 따른 TDD 동작에만 존재한다.
10) 하향링크 할당 인덱스(DAI: Downlink Assignment Index) - 2 비트로 구성된다. 이 필드는 상향링크-하향링크 구성(uplink-downlink configuration) 1-6 에 따른 TDD 동작에만 존재한다.
11) 채널 상태 정보(CSI: Channel State Information) 요청 - 1 또는 2 비트로 구성된다. 여기서, 2 비트 필드는 하나 이상의 하향링크 셀이 설정된 단말에 단말 특정(UE specific)하게 해당 DCI가 C-RNTI(Cell-RNTI)에 의해 매핑된 경우에만 적용된다.
12) 사운딩 참조 신호(SRS: Sounding Reference Signal) 요청 - 0 또는 1 비트로 구성된다. 여기서, 이 필드는 스케줄링하는 PUSCH가 단말 특정(UE specific)하게 C-RNTI에 의해 매핑되는 된 경우에만 존재한다.
13) 자원 할당 타입(Resource allocation type) - 1 비트로 구성된다.
DCI 포맷 0 내에 정보 비트의 수가 DCI 포맷 1A의 페이로드 크기(추가된 패딩 비트 포함)보다 작은 경우, DCI 포맷 0에 DCI 포맷 1A의 페이로드 크기가 같아지도록 0이 추가된다.
DCI 포맷 1A
이하에서, DCI 포맷 1A에 대해 좀 더 구체적으로 살펴보기로 한다.
DCI 포맷 1A는 하나의 셀에서의 하나의 PDSCH 코드워드의 콤팩트(compact) 스케줄링을 위해서 사용되는 DCI 포맷을 지칭한다. 즉, DCI 포맷 1A 는 단일 안테나 전송, 단일 스트림 전송, 또는 전송 다이버시티 전송 등 랭크 1 전송에서 사용되는 제어 정보들을 포함할 수 있다. 표 3은 3GPP LTE/LTE-A 표준에서 정의하는 DCI 포맷 1A의 일례를 나타낸다.
| Carrier Indicator (CIF) | 0 or 3 bits |
| Flag for format 0/format 1A differentiation | 1 bit |
| Localized/Distributed VRB assignment Flag | 1 bit |
| Resource block assignment (RIV) | N bit |
| MCS | 5 bits |
| HARQ process number | 3 bits(FDD), 4 bits(TDD) |
| NDI (New Data Indicator) | 1 bit |
| Redundancy Version(RV) | 2 bits |
| TPC for PUCCH | 2 bits |
| Downlink Assignment Index (DAI) | 0 bit(FDD), 2 bits(TDD) |
| SRS(Sounding Reference Signal) request | 0 or 1 bit |
상기 표 3과 같은 제어 정보를 포함하는 DCI 포맷 1A는 PDCCH 또는 EPDCCH를 통하여 기지국으로부터 단말에게 제공될 수 있다.
DCI 포맷 1A는 가장 기본적인 하향링크 전송(랭크 1으로 하나의 PDSCH 코드워드 전송)을 스케줄링하는 정보를 포함한다. 따라서, 랭크 2 이상 및/또는 복수개의 코드워드 전송 등의 복잡한 PDSCH 전송 방식이 올바르게 수행되지 않는 경우, 가장 기본적인 PDSCH 전송 방식을 지원하기 위한 용도 (즉, 폴백(fallback)) 용도로 사용될 수 있다.
물리상향링크제어채널(PUCCH)
PUCCH를 통하여 전송되는 상향링크 제어 정보(UCI)는, 스케줄링 요청(SR: Scheduling Request), HARQ ACK/NACK 정보 및 하향링크 채널 측정 정보를 포함할 수 있다.
HARQ ACK/NACK 정보는 PDSCH 상의 하향링크 데이터 패킷의 디코딩 성공 여부에 따라 생성될 수 있다. 기존의 무선 통신 시스템에서, 하향링크 단일 코드워드(codeword) 전송에 대해서는 ACK/NACK 정보로서 1 비트가 전송되고, 하향링크 2 코드워드 전송에 대해서는 ACK/NACK 정보로서 2 비트가 전송된다.
채널 측정 정보는 다중입출력(MIMO: Multiple Input Multiple Output) 기법과 관련된 피드백 정보를 지칭하며, 채널품질지시자(CQI: Channel Quality Indicator), 프리코딩매트릭스인덱스(PMI: Precoding Matrix Index) 및 랭크 지시자(RI: Rank Indicator)를 포함할 수 있다. 이들 채널 측정 정보를 통칭하여 CQI 라고 표현할 수도 있다.
CQI 의 전송을 위하여 서브프레임 당 20 비트가 사용될 수 있다.
PUCCH는 BPSK(Binary Phase Shift Keying)과 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying) 기법을 사용하여 변조될 수 있다. PUCCH를 통하여 복수개의 단말의 제어 정보가 전송될 수 있고, 각 단말들의 신호를 구별하기 위하여 코드분할다중화(CDM: Code Division Multiplexing)을 수행하는 경우에 길이 12 의 CAZAC(Constant Amplitude Zero Autocorrelation) 시퀀스를 주로 사용한다. CAZAC 시퀀스는 시간 영역(time domain) 및 주파수 영역(frequency domain)에서 일정한 크기(amplitude)를 유지하는 특성을 가지므로 단말의 PAPR(Peak-to-Average Power Ratio) 또는 CM(Cubic Metric)을 낮추어 커버리지를 증가시키기에 적합한 성질을 가진다. 또한, PUCCH를 통해 전송되는 하향링크 데이터 전송에 대한 ACK/NACK 정보는 직교 시퀀스(orthgonal sequence) 또는 직교 커버(OC: orthogonal cover)를 이용하여 커버링된다.
또한, PUCCH 상으로 전송되는 제어정보는 서로 다른 순환 시프트(CS: cyclic shift) 값을 가지는 순환 시프트된 시퀀스(cyclically shifted sequence)를 이용하여 구별될 수 있다. 순환 시프트된 시퀀스는 기본 시퀀스(base sequence)를 특정 CS 양(cyclic shift amount) 만큼 순환 시프트시켜 생성할 수 있다. 특정 CS 양은 순환 시프트 인덱스(CS index)에 의해 지시된다. 채널의 지연 확산(delay spread)에 따라 사용 가능한 순환 시프트의 수는 달라질 수 있다. 다양한 종류의 시퀀스가 기본 시퀀스로 사용될 수 있으며, 전술한 CAZAC 시퀀스는 그 일례이다.
또한, 단말이 하나의 서브프레임에서 전송할 수 있는 제어 정보의 양은 제어 정보의 전송에 이용가능한 SC-FDMA 심볼의 개수(즉, PUCCH 의 코히어런트(coherent) 검출을 위한 참조신호(RS) 전송에 이용되는 SC-FDMA 심볼을 제외한 SC-FDMA 심볼들)에 따라 결정될 수 있다.
3GPP LTE 시스템에서 PUCCH 는, 전송되는 제어 정보, 변조 기법, 제어 정보의 양 등에 따라 총 7 가지 상이한 포맷으로 정의되며, 각각의 PUCCH 포맷에 따라서 전송되는 상향링크 제어 정보(UCI: uplink control information)의 속성은 다음의 표 4와 같이 요약할 수 있다.
| PUCCH Format | Uplink Control Information(UCI) |
| Format 1 | Scheduling Request(SR)(unmodulated waveform) |
| Format 1a | 1-bit HARQ ACK/NACK with/without SR |
| Format 1b | 2-bit HARQ ACK/NACK with/without SR |
| Format 2 | CQI (20 coded bits) |
| Format 2 | CQI and 1- or 2-bit HARQ ACK/NACK (20 bits) for extended CP only |
| Format 2a | CQI and 1-bit HARQ ACK/NACK (20+1 coded bits) |
| Format 2b | CQI and 2-bit HARQ ACK/NACK (20+2 coded bits) |
PUCCH 포맷 1은 SR의 단독 전송에 사용된다. SR 단독 전송의 경우에는 변조되지 않은 파형이 적용되며, 이에 대해서는 후술하여 자세하게 설명한다.
PUCCH 포맷 1a 또는 1b는 HARQ ACK/NACK의 전송에 사용된다. 임의의 서브프레임에서 HARQ ACK/NACK이 단독으로 전송되는 경우에는 PUCCH 포맷 1a 또는 1b를 사용할 수 있다. 또는, PUCCH 포맷 1a 또는 1b를 사용하여 HARQ ACK/NACK 및 SR이 동일 서브프레임에서 전송될 수도 있다.
PUCCH 포맷 2는 CQI의 전송에 사용되고, PUCCH 포맷 2a 또는 2b는 CQI 및 HARQ ACK/NACK의 전송에 사용된다.
확장된 CP 의 경우에는 PUCCH 포맷 2가 CQI 및 HARQ ACK/NACK 의 전송에 사용될 수도 있다.
도 5는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 PUCCH 포맷들이 상향링크 물리자원블록의 PUCCH 영역에 매핑되는 형태의 일례를 나타낸다.
도 5에서 
는 상향링크에서의 자원블록의 개수를 나타내고, 0, 1,...,
-1는 물리자원블록의 번호를 의미한다. 기본적으로, PUCCH는 상향링크 주파수 블록의 양쪽 끝단(edge)에 매핑된다. 도 5에서 도시하는 바와 같이, m=0,1로 표시되는 PUCCH 영역에 PUCCH 포맷 2/2a/2b 가 매핑되며, 이는 PUCCH 포맷 2/2a/2b가 대역-끝단(bandedge)에 위치한 자원블록들에 매핑되는 것으로 표현할 수 있다. 또한, m=2 로 표시되는 PUCCH 영역에 PUCCH 포맷 2/2a/2b 및 PUCCH 포맷 1/1a/1b 가 함께(mixed) 매핑될 수 있다. 다음으로, m=3,4,5 로 표시되는 PUCCH 영역에 PUCCH 포맷 1/1a/1b 가 매핑될 수 있다. PUCCH 포맷 2/2a/2b 에 의해 사용가능한 PUCCH RB들의 개수(
)는 브로드캐스팅 시그널링에 의해서 셀 내의 단말들에게 지시될 수 있다.
PUCCH 포맷 2/2a/2b에 대하여 설명한다. PUCCH 포맷 2/2a/2b는 채널 측정 피드백(CQI, PMI, RI)을 전송하기 위한 제어 채널이다.
채널측정피드백(이하에서는, 통칭하여 CQI 정보라고 표현함)의 보고 주기 및 측정 대상이 되는 주파수 단위(또는 주파수 해상도(resolution))는 기지국에 의하여 제어될 수 있다. 시간 영역에서 주기적 및 비주기적 CQI 보고가 지원될 수 있다. PUCCH 포맷 2 는 주기적 보고에만 사용되고, 비주기적 보고를 위해서는 PUSCH가 사용될 수 있다. 비주기적 보고의 경우에 기지국은 단말에게 상향링크 데이터 전송을 위하여 스케줄링된 자원에 개별 CQI 보고를 실어서 전송할 것을 지시할 수 있다.
도 6은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 일반 CP의 경우의 CQI 채널의 구조를 나타낸다.
하나의 슬롯의 SC-FDMA 심볼 0 내지 6 중에서, SC-FDMA 심볼 1 및 5 (2 번째 및 6 번째 심볼)는 복조참조신호(DMRS: Demodulation Reference Signal) 전송에 사용되고, 나머지 SC-FDMA 심볼에서 CQI 정보가 전송될 수 있다. 한편, 확장된 CP 의 경우에는 하나의 SC-FDMA 심볼 (SC-FDMA 심볼 3) 이 DMRS 전송에 사용된다.
PUCCH 포맷 2/2a/2b 에서는 CAZAC 시퀀스에 의한 변조를 지원하고, QPSK 변조된 심볼이 길이 12 의 CAZAC 시퀀스로 승산된다. 시퀀스의 순환 시프트(CS)는 심볼 및 슬롯 간에 변경된다. DMRS에 대해서 직교 커버링이 사용된다.
하나의 슬롯에 포함되는 7 개의 SC-FDMA 심볼 중 3개의 SC-FDMA 심볼 간격만큼 떨어진 2개의 SC-FDMA 심볼에는 참조신호(DMRS)가 실리고, 나머지 5개의 SC-FDMA 심볼에는 CQI 정보가 실린다. 한 슬롯 안에 두 개의 RS가 사용된 것은 고속 단말을 지원하기 위해서이다. 또한, 각 단말은 순환 시프트(CS) 시퀀스를 사용하여 구분된다. CQI 정보 심볼들은 SC-FDMA 심볼 전체에 변조되어 전달되고, SC-FDMA 심볼은 하나의 시퀀스로 구성되어 있다. 즉, 단말은 각 시퀀스로 CQI를 변조해서 전송한다.
하나의 TTI에 전송할 수 있는 심볼 수는 10개이고, CQI 정보의 변조는 QPSK까지 정해져 있다. SC-FDMA 심볼에 대해 QPSK 매핑을 사용하는 경우 2비트의 CQI 값이 실릴 수 있으므로, 한 슬롯에 10비트의 CQI 값을 실을 수 있다. 따라서, 한 서브프레임에 최대 20비트의 CQI 값을 실을 수 있다. CQI 정보를 주파수 영역에서 확산시키기 위해 주파수 영역 확산 부호를 사용한다.
주파수 영역 확산 부호로는 길이-12 의 CAZAC 시퀀스(예를 들어, ZC 시퀀스)를 사용할 수 있다. 각 제어채널은 서로 다른 순환 시프트(cyclic shift) 값을 갖는 CAZAC 시퀀스를 적용하여 구분될 수 있다. 주파수 영역 확산된 CQI 정보에 IFFT가 수행된다.
12 개의 동등한 간격을 가진 순환 시프트에 의해서 12 개의 상이한 단말들이 동일한 PUCCH RB 상에서 직교 다중화될 수 있다. 일반 CP 경우에 SC-FDMA 심볼 1 및 5 상의 (확장된 CP 경우에 SC-FDMA 심볼 3 상의) DMRS 시퀀스는 주파수 영역 상의 CQI 신호 시퀀스와 유사하지만 CQI 정보와 같은 변조가 적용되지는 않는다.
PUCCH 채널구조
PUCCH 포맷 1a 및 1b에 대하여 설명한다.
PUCCH 포맷 1a/1b에 있어서 BPSK 또는 QPSK 변조 방식을 이용하여 변조된 심볼은 길이 12 의 CAZAC 시퀀스로 승산(multiply)된다. 예를 들어, 변조 심볼 d(0)에 길이 N 의 CAZAC 시퀀스 r(n) (n=0, 1, 2, ..., N-1) 가 승산된 결과는 y(0), y(1), y(2), ..., y(N-1) 이 된다. y(0), ..., y(N-1) 심볼들을 심볼 블록(block of symbol)이라고 칭할 수 있다. 변조 심볼에 CAZAC 시퀀스를 승산한 후에, 직교 시퀀스를 이용한 블록-단위(block-wise)확산이 적용된다.
일반 ACK/NACK 정보에 대해서는 길이 4의 하다마드(Hadamard) 시퀀스가 사용되고, 짧은(shortened) ACK/NACK 정보 및 참조신호(Reference Signal)에 대해서는 길이 3의 DFT(Discrete Fourier Transform) 시퀀스가 사용된다.
확장된 CP의 경우의 참조신호에 대해서는 길이 2의 하다마드 시퀀스가 사용된다.
사운딩 참조 신호 (SRS: Sounding Reference Signal)
SRS는 주로 상향링크의 주파수-선택적 스케줄링을 수행하기 위하여 채널 품질 측정에 사용되며, 상향링크 데이터 및/또는 제어 정보의 전송과 관련되지 않는다. 그러나, 이에 한정되지 않으며 SRS는 전력 제어의 향상 또는 최근에 스케줄되어 있지 않은 단말들의 다양한 스타트-업(start-up) 기능을 지원하기 위한 다양한 다른 목적들을 위해 사용될 수 있다. 스타트-업 기능의 일례로, 초기의 변조 및 부호화 방식(MCS: Modulation and Coding Scheme), 데이터 전송을 위한 초기의 전력 제어, 타이밍 전진(timing advance) 및 주파수 반-선택적(semi-selective) 스케줄링이 포함될 수 있다. 이때, 주파수 반-선택적 스케줄링은 서브 프레임의 처음의 슬롯에 선택적으로 주파수 자원을 할당하고, 두번째 슬롯에서는 다른 주파수로 의사 랜덤(pseudo-randomly)하게 도약하여 주파수 자원을 할당하는 스케줄링을 말한다.
또한, SRS는 상향링크와 하향링크 간에 무선 채널이 상호적(reciprocal)인 가정하에 하향링크 채널 품질을 측정하기 위하여 사용될 수 있다. 이러한 가정은 상향링크와 하향링크가 동일한 주파수 스펙트럼을 공유하고, 시간 영역에서는 분리된 시분할 듀플레스(TDD: Time Division Duplex) 시스템에서 특히 유효하다
셀 내에서 어떠한 단말에 의하여 전송되는 SRS의 서브 프레임들은 셀-특정 방송 신호에 의하여 나타낼 수 있다. 4비트 셀-특정 'srsSubframeConfiguration' 파라미터는 SRS가 각 무선 프레임을 통해 전송될 수 있는 15가지의 가능한 서브 프레임의 배열을 나타낸다. 이러한 배열들에 의하여, 운용 시나리오(deployment scenario)에 따라 SRS 오버헤드(overhead)의 조정에 대한 유동성을 제공하게 된다.
이 중 16번째 배열은 셀 내에서 완전하게 SRS의 스위치를 오프하며, 이는 주로 고속 단말들을 서빙하는 서빙 셀에 적합하다.
도 7은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 사운딩 참조 신호 심볼을 포함한 상향링크 서브 프레임을 예시한다.
도 7을 참조하면, SRS는 배열된 서브 프레임 상에서 항상 마지막 SC-FDMA 심볼을 통해 전송된다. 따라서, SRS와 DMRS는 다른 SC-FDMA 심볼에 위치하게 된다.
PUSCH 데이터 전송은 SRS 전송을 위한 특정의 SC-FDMA 심볼에서는 허용되지 않으며, 결과적으로 사운딩(sounding) 오버헤드가 가장 높은 경우 즉, 모든 서브 프레임에 SRS 심볼이 포함되는 경우라도 사운딩 오버헤드는 약 7%를 초과하지 않는다.
각 SRS 심볼은 주어진 시간 단위와 주파수 대역에 관한 기본 시퀀스(랜덤 시퀀스 또는 Zadoff-Ch(ZC)에 기초한 시퀀스 세트)에 의하여 생성되고, 동일 셀 내의 모든 단말들은 동일한 기본 시퀀스를 사용한다. 이때, 동일한 주파수 대역과 동일한 시간에서 동일 셀 내의 복수의 단말로부터의 SRS 전송은 기본 시퀀스의 서로 다른 순환 이동(cyclic shift)에 의해 직교(orthogonal)되어 서로 구별된다.
각각의 셀 마다 서로 다른 기본 시퀀스가 할당되는 것에 의하여 서로 다른 셀로부터의 SRS 시퀀스가 구별될 수 있으나, 서로 다른 기본 시퀀스 간에 직교성은 보장되지 않는다.
캐리어 병합 일반
본 발명의 실시예들에서 고려하는 통신 환경은 멀티 캐리어(Multi-carrier) 지원 환경을 모두 포함한다. 즉, 본 발명에서 사용되는 멀티 캐리어 시스템 또는 캐리어 병합(CA: Carrier Aggregation) 시스템이라 함은 광대역을 지원하기 위해서, 목표로 하는 광대역을 구성할 때 목표 대역보다 작은 대역폭(bandwidth)을 가지는 1개 이상의 컴포넌트 캐리어(CC: Component Carrier)를 병합(aggregation)하여 사용하는 시스템을 말한다.
본 발명에서 멀티 캐리어는 캐리어의 병합(또는, 반송파 집성)을 의미하며, 이때 캐리어의 병합은 인접한(contiguous) 캐리어 간의 병합뿐 아니라 비 인접한(non-contiguous) 캐리어 간의 병합을 모두 의미한다. 또한, 하향링크와 상향링크 간에 집성되는 컴포넌트 캐리어들의 수는 다르게 설정될 수 있다. 하향링크 컴포넌트 캐리어(이하, 'DL CC'라 한다.) 수와 상향링크 컴포넌트 캐리어(이하, 'UL CC'라 한다.) 수가 동일한 경우를 대칭적(symmetric) 집성이라고 하고, 그 수가 다른 경우를 비대칭적(asymmetric) 집성이라고 한다. 이와 같은 캐리어 병합은 반송파 집성, 대역폭 집성(bandwidth aggregation), 스펙트럼 집성(spectrum aggregation) 등과 같은 용어와 혼용되어 사용될 수 있다.
두 개 이상의 컴포넌트 캐리어가 결합되어 구성되는 캐리어 병합은 LTE-A 시스템에서는 100MHz 대역폭까지 지원하는 것을 목표로 한다. 목표 대역보다 작은 대역폭을 가지는 1개 이상의 캐리어를 결합할 때, 결합하는 캐리어의 대역폭은 기존 IMT 시스템과의 호환성(backward compatibility) 유지를 위해서 기존 시스템에서 사용하는 대역폭으로 제한할 수 있다. 예를 들어서 기존의 3GPP LTE 시스템에서는 {1.4, 3, 5, 10, 15, 20}MHz 대역폭을 지원하며, 3GPP LTE-advanced 시스템(즉, LTE-A)에서는 기존 시스템과의 호환을 위해 상기의 대역폭들만을 이용하여 20MHz보다 큰 대역폭을 지원하도록 할 수 있다. 또한, 본 발명에서 사용되는 캐리어 병합 시스템은 기존 시스템에서 사용하는 대역폭과 상관없이 새로운 대역폭을 정의하여 캐리어 병합을 지원하도록 할 수도 있다.
LTE-A 시스템은 무선 자원을 관리하기 위해 셀(cell)의 개념을 사용한다.
상술한 캐리어 병합 환경은 다중 셀(multiple cells) 환경으로 일컬을 수 있다. 셀은 하향링크 자원(DL CC)과 상향링크 자원(UL CC) 한 쌍의 조합으로 정의되나, 상향링크 자원은 필수 요소는 아니다. 따라서, 셀은 하향링크 자원 단독, 또는 하향링크 자원과 상향링크 자원으로 구성될 수 있다. 특정 단말이 단 하나의 설정된 서빙 셀(configured serving cell)을 가지는 경우 1개의 DL CC와 1개의 UL CC를 가질 수 있으나, 특정 단말이 2개 이상의 설정된 서빙 셀을 가지는 경우에는 셀의 수만큼의 DL CC를 가지며 UL CC의 수는 그와 같거나 그보다 작을 수 있다.
또는, 그 반대로 DL CC와 UL CC가 구성될 수도 있다. 즉, 특정 단말이 다수의 설정된 서빙 셀을 가지는 경우 DL CC의 수보다 UL CC가 더 많은 캐리어 병합 환경도 지원될 수 있다. 즉, 캐리어 병합(carrier aggregation)은 각각 캐리어 주파수(셀의 중심 주파수)가 서로 다른 둘 이상의 셀들의 병합으로 이해될 수 있다. 여기서, 말하는 '셀(Cell)'은 일반적으로 사용되는 기지국이 커버하는 영역으로서의 '셀'과는 구분되어야 한다.
LTE-A 시스템에서 사용되는 셀은 프라이머리 셀(PCell: Primary Cell) 및 세컨더리 셀(SCell: Secondary Cell)을 포함한다. P셀과 S셀은 서빙 셀(Serving Cell)로 사용될 수 있다. RRC_CONNECTED 상태에 있지만 캐리어 병합이 설정되지 않았거나 캐리어 병합을 지원하지 않는 단말의 경우, P셀로만 구성된 서빙 셀이 단 하나 존재한다. 반면, RRC_CONNECTED 상태에 있고 캐리어 병합이 설정된 단말의 경우 하나 이상의 서빙 셀이 존재할 수 있으며, 전체 서빙 셀에는 P셀과 하나 이상의 S셀이 포함된다.
서빙 셀(P셀과 S셀)은 RRC 파라미터를 통해 설정될 수 있다. PhysCellId는 셀의 물리 계층 식별자로 0부터 503까지의 정수값을 가진다. SCellIndex는 S셀을 식별하기 위하여 사용되는 간략한(short) 식별자로 1부터 7까지의 정수값을 가진다. ServCellIndex는 서빙 셀(P셀 또는 S셀)을 식별하기 위하여 사용되는 간략한(short) 식별자로 0부터 7까지의 정수값을 가진다. 0값은 P셀에 적용되며, SCellIndex는 S셀에 적용하기 위하여 미리 부여된다. 즉, ServCellIndex에서 가장 작은 셀 ID (또는 셀 인덱스)을 가지는 셀이 P셀이 된다.
P셀은 프라이머리 주파수(또는, primary CC) 상에서 동작하는 셀을 의미한다. 단말이 초기 연결 설정(initial connection establishment) 과정을 수행하거나 연결 재-설정 과정을 수행하는데 사용될 수 있으며, 핸드오버 과정에서 지시된 셀을 지칭할 수도 있다. 또한, P셀은 캐리어 병합 환경에서 설정된 서빙 셀 중 제어관련 통신의 중심이 되는 셀을 의미한다. 즉, 단말은 자신의 P셀에서만 PUCCH를 할당 받아 전송할 수 있으며, 시스템 정보를 획득하거나 모니터링 절차를 변경하는데 P셀만을 이용할 수 있다. E-UTRAN(Evolved Universal Terrestrial Radio Access)은 캐리어 병합 환경을 지원하는 단말에게 이동성 제어 정보(mobilityControlInfo)를 포함하는 상위 계층의 RRC 연결 재설정(RRCConnectionReconfigutaion) 메시지를 이용하여 핸드오버 절차를 위해 P셀만을 변경할 수도 있다.
S셀은 세컨더리 주파수(또는, Secondary CC) 상에서 동작하는 셀을 의미할 수 있다. 특정 단말에 P셀은 하나만 할당되며, S셀은 하나 이상 할당될 수 있다. S셀은 RRC 연결이 설정이 이루어진 이후에 구성 가능하고 추가적인 무선 자원을 제공하는데 사용될 수 있다. 캐리어 병합 환경에서 설정된 서빙 셀 중에서 P셀을 제외한 나머지 셀들, 즉 S셀에는 PUCCH가 존재하지 않는다. E-UTRAN은 S셀을 캐리어 병합 환경을 지원하는 단말에게 추가할 때, RRC_CONNECTED 상태에 있는 관련된 셀의 동작과 관련된 모든 시스템 정보를 특정 시그널(dedicated signal)을 통해 제공할 수 있다. 시스템 정보의 변경은 관련된 S셀의 해제 및 추가에 의하여 제어될 수 있으며, 이 때 상위 계층의 RRC 연결 재설정 (RRCConnectionReconfigutaion) 메시지를 이용할 수 있다. E-UTRAN은 관련된 S셀 안에서 브로드캐스트하기 보다는 단말 별로 상이한 파라미터를 가지는 특정 시그널링(dedicated signaling) 할 수 있다.
초기 보안 활성화 과정이 시작된 이후에, E-UTRAN은 연결 설정 과정에서 초기에 구성되는 P셀에 부가하여 하나 이상의 S셀을 포함하는 네트워크를 구성할 수 있다. 캐리어 병합 환경에서 P셀 및 S셀은 각각의 컴포넌트 캐리어로서 동작할 수 있다. 이하의 실시 예에서는 프라이머리 컴포넌트 캐리어(PCC)는 P셀과 동일한 의미로 사용될 수 있으며, 세컨더리 컴포넌트 캐리어(SCC)는 S셀과 동일한 의미로 사용될 수 있다.
도 8은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 컴포넌트 캐리어 및 캐리어 병합의 일례를 나타낸다.
도 8a는 LTE 시스템에서 사용되는 단일 캐리어 구조를 나타낸다. 컴포넌트 캐리어에는 DL CC와 UL CC가 있다. 하나의 컴포넌트 캐리어는 20MHz의 주파수 범위를 가질 수 있다.
도 8b는 LTE_A 시스템에서 사용되는 캐리어 병합 구조를 나타낸다. 도 8b의 경우에 20MHz의 주파수 크기를 갖는 3 개의 컴포넌트 캐리어가 결합된 경우를 나타낸다. DL CC와 UL CC가 각각 3 개씩 있으나, DL CC와 UL CC의 개수에 제한이 있는 것은 아니다. 캐리어 병합의 경우 단말은 3개의 CC를 동시에 모니터링할 수 있고, 하향링크 신호/데이터를 수신할 수 있고 상향링크 신호/데이터를 송신할 수 있다.
만약, 특정 셀에서 N개의 DL CC가 관리되는 경우에는, 네트워크는 단말에 M (M≤N)개의 DL CC를 할당할 수 있다. 이때, 단말은 M 개의 제한된 DL CC 만을 모니터링하고 DL 신호를 수신할 수 있다. 또한, 네트워크는 L (L≤M≤N)개의 DL CC에 우선순위를 주어 주된 DL CC를 단말에 할당할 수 있으며, 이러한 경우 UE는 L 개의 DL CC는 반드시 모니터링해야 한다. 이러한 방식은 상향링크 전송에도 똑같이 적용될 수 있다.
하향링크 자원의 반송파 주파수(또는 DL CC)와 상향링크 자원의 반송파 주파수(또는, UL CC) 사이의 링키지(linkage)는 RRC 메시지와 같은 상위계층 메시지나 시스템 정보에 의해 지시될 수 있다. 예를 들어, SIB2(System Information Block Type2)에 의해서 정의되는 링키지에 의해서 DL 자원과 UL 자원의 조합이 구성될 수 있다. 구체적으로, 링키지는 UL 그랜트를 나르는 PDCCH가 전송되는 DL CC와 상기 UL 그랜트를 사용하는 UL CC간의 맵핑 관계를 의미할 수 있으며, HARQ를 위한 데이터가 전송되는 DL CC(또는 UL CC)와 HARQ ACK/NACK 신호가 전송되는 UL CC(또는 DL CC)간의 맵핑 관계를 의미할 수도 있다.
크로스 캐리어 스케줄링 (Cross Carrier Scheduling)
캐리어 병합 시스템에서는 캐리어(또는 반송파) 또는 서빙 셀(Serving Cell)에 대한 스케줄링 관점에서 자가 스케줄링(Self-Scheduling) 방법 및 크로스 캐리어 스케줄링(Cross Carrier Scheduling) 방법의 두 가지가 있다. 크로스 캐리어 스케줄링은 크로스 컴포넌트 캐리어 스케줄링(Cross Component Carrier Scheduling) 또는 크로스 셀 스케줄링(Cross Cell Scheduling)으로 일컬을 수 있다.
크로스 캐리어 스케줄링은 PDCCH(DL Grant)와 PDSCH가 각각 다른 DL CC로 전송되거나, DL CC에서 전송된 PDCCH(UL Grant)에 따라 전송되는 PUSCH가 UL 그랜트를 수신한 DL CC와 링크되어 있는 UL CC가 아닌 다른 UL CC를 통해 전송되는 것을 의미한다.
크로스 캐리어 스케줄링 여부는 단말 특정(UE-specific)하게 활성화 또는 비활성화될 수 있으며, 상위계층 시그널링(예를 들어, RRC signaling)을 통해서 반정적(semi-static)으로 각 단말 별로 알려질 수 있다.
크로스 캐리어 스케줄링이 활성화된 경우, PDCCH에 해당 PDCCH가 지시하는 PDSCH/PUSCH가 어느 DL/UL CC를 통해서 전송되는지를 알려주는 캐리어 지시자 필드(CIF: Carrier Indicator Field)가 필요하다. 예를 들어, PDCCH는 PDSCH 자원 또는 PUSCH 자원을 CIF를 이용하여 다수의 컴포넌트 캐리어들 중 하나에 할당할 수 있다. 즉, DL CC 상에서의 PDCCH가 다중 집성된 DL/UL CC 중 하나에 PDSCH 또는 PUSCH 자원을 할당하는 경우 CIF가 설정된다. 이 경우, LTE-A Release-8의 DCI 포맷은 CIF에 따라 확장될 수 있다. 이때 설정된 CIF는 3bit 필드로 고정되거나, 설정된 CIF의 위치는 DCI 포맷 크기와 무관하게 고정될 수 있다. 또한, LTE-A Release-8의 PDCCH 구조(동일 코딩 및 동일한 CCE 기반의 자원 매핑)를 재사용할 수도 있다.
반면, DL CC 상에서의 PDCCH가 동일한 DL CC 상에서의 PDSCH 자원을 할당하거나 단일 링크된 UL CC 상에서의 PUSCH 자원을 할당하는 경우에는 CIF가 설정되지 않는다. 이 경우, LTE-A Release-8과 동일한 PDCCH 구조(동일 코딩 및 동일한 CCE 기반의 자원 매핑)와 DCI 포맷이 사용될 수 있다.
크로스 캐리어 스케줄링이 가능할 때, 단말은 CC별 전송 모드 및/또는 대역폭에 따라 모니터링 CC의 제어영역에서 복수의 DCI에 대한 PDCCH를 모니터링하는 것이 필요하다. 따라서, 이를 지원할 수 있는 검색 공간의 구성과 PDCCH 모니터링이 필요하다.
캐리어 병합 시스템에서, 단말 DL CC 집합은 단말이 PDSCH를 수신하도록 스케줄링된 DL CC의 집합을 나타내고, 단말 UL CC 집합은 단말이 PUSCH를 전송하도록 스케줄링된 UL CC의 집합을 나타낸다. 또한, PDCCH 모니터링 집합(monitoring set)은 PDCCH 모니터링을 수행하는 적어도 하나의 DL CC의 집합을 나타낸다. PDCCH 모니터링 집합은 단말 DL CC 집합과 같거나, 단말 DL CC 집합의 부집합(subset)일 수 있다. PDCCH 모니터링 집합은 단말 DL CC 집합내의 DL CC들 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 또는 PDCCH 모니터링 집합은 단말 DL CC 집합에 상관없이 별개로 정의될 수 있다. PDCCH 모니터링 집합에 포함되는 DL CC는 링크된 UL CC에 대한 자기-스케줄링(self-scheduling)은 항상 가능하도록 설정될 수 있다. 이러한, 단말 DL CC 집합, 단말 UL CC 집합 및 PDCCH 모니터링 집합은 단말 특정(UE-specific), 단말 그룹 특정(UE group-specific) 또는 셀 특정(Cell-specific)하게 설정될 수 있다.
크로스 캐리어 스케줄링이 비활성화된 경우에는 PDCCH 모니터링 집합이 항상 단말 DL CC 집합과 동일하다는 것을 의미하며, 이러한 경우에는 PDCCH 모니터링 집합에 대한 별도의 시그널링과 같은 지시가 필요하지 않다. 그러나, 크로스 캐리어 스케줄링이 활성화된 경우에는 PDCCH 모니터링 집합이 단말 DL CC 집합 내에서 정의되는 것이 바람직하다. 즉, 단말에 대하여 PDSCH 또는 PUSCH를 스케줄링하기 위하여 기지국은 PDCCH 모니터링 집합만을 통해 PDCCH를 전송한다.
도 9는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 크로스 캐리어 스케줄링에 따른 서브 프레임 구조의 일례를 나타낸다.
도 9를 참조하면, LTE-A 단말을 위한 DL 서브프레임은 3개의 DL CC가 결합되어 있으며, DL CC 'A'는 PDCCH 모니터링 DL CC로 설정된 경우를 나타낸다. CIF가 사용되지 않는 경우, 각 DL CC는 CIF 없이 자신의 PDSCH를 스케줄링하는 PDCCH를 전송할 수 있다. 반면, CIF가 상위 계층 시그널링을 통해 사용되는 경우, 단 하나의 DL CC 'A'만이 CIF를 이용하여 자신의 PDSCH 또는 다른 CC의 PDSCH를 스케줄링하는 PDCCH를 전송할 수 있다. 이때, PDCCH 모니터링 DL CC로 설정되지 않은 DL CC 'B' 와 'C'는 PDCCH를 전송하지 않는다.
MIMO(Multi-In put Multi-Output)
MIMO 기술은 지금까지 일반적으로 한 개의 송신안테나와 한 개의 수신안테나를 사용했던 것에서 탈피하여, 다중 송신(Tx) 안테나와 다중 수신(Rx) 안테나를 사용한다. 다시 말해서, MIMO 기술은 무선 통신 시스템의 송신단 또는 수신단에서 다중 입출력 안테나를 사용하여 용량 증대 또는 성능 개성을 꾀하기 위한 기술이다. 이하에서는 "MIMO"를 "다중 입출력 안테나"라 칭하기로 한다.
더 구체적으로, 다중 입출력 안테나 기술은 하나의 완전한 메시지(total message)를 수신하기 위하여 한 개의 안테나 경로에 의존하지 않으며, 여러 개의 안테나를 통해 수신한 복수의 데이터 조각을 수집하여 완전한 데이터를 완성시킨다. 결과적으로, 다중 입출력 안테나 기술은 특정 시스템 범위 내에서 데이터 전송율을 증가시킬 수 있으며, 또한 특정 데이터 전송율을 통해 시스템 범위를 증가시킬 수 있다.
차세대 이동통신은 기존 이동통신에 비해 훨씬 높은 데이터 전송률을 요구하므로 효율적인 다중 입출력 안테나 기술이 반드시 필요할 것으로 예상된다. 이와 같은 상황에서 MIMO 통신 기술은 이동통신 단말과 중계기 등에 폭넓게 사용할 수 있는 차세대 이동통신 기술이며, 데이터 통신 확대 등으로 인해 한계 상황에 따라 다른 이동통신의 전송량 한계를 극복할 수 있는 기술로서 관심을 모으고 있다.
한편, 현재 연구되고 있는 다양한 전송효율 향상 기술 중 다중 입출력 안테나(MIMO) 기술은 추가적인 주파수 할당이나 전력증가 없이도 통신 용량 및 송수신 성능을 획기적으로 향상시킬 수 있는 방법으로서 현재 가장 큰 주목을 받고 있다.
도 10은 일반적인 다중 입출력 안테나(MIMO) 통신 시스템의 구성도이다.
도 10을 참조하면, 송신 안테나의 수를 NT개로, 수신 안테나의 수를 NR개로 동시에 늘리게 되면, 송신기나 수신기에서만 다수의 안테나를 사용하게 되는 경우와 달리 안테나 수에 비례하여 이론적인 채널 전송 용량이 증가하므로, 전송 레이트(transfer rate)를 향상시키고, 주파수 효율을 획기적으로 향상시킬 수 있다. 이 경우, 채널 전송 용량의 증가에 따른 전송 레이트는 하나의 안테나를 이용하는 경우의 최대 전송 레이트(Ro)에 다음과 같은 레이트 증가율(Ri)이 곱해진 만큼으로 이론적으로 증가할 수 있다.
즉, 예를 들어, 4개의 송신 안테나와 4개의 수신 안테나를 이용하는 MIMO 통신 시스템에서는 단일 안테나 시스템에 비해 이론상 4배의 전송 레이트를 획득할 수 있다.
이와 같은 다중 입출력 안테나의 기술은 다양한 채널 경로를 통과한 심볼들을 이용하여 전송 신뢰도를 높이는 공간 다이버시티(spatial diversity) 방식과, 다수의 송신 안테나를 이용하여 다수의 데이터 심볼을 동시에 송신하여 전송률을 향상시키는 공간 멀티플렉싱(spatial multiplexing) 방식으로 나눌 수 있다. 또한 이러한 두 가지 방식을 적절히 결합하여 각각의 장점을 적절히 얻고자 하는 방식에 대한 연구도 최근 많이 연구되고 있는 분야이다.
각각의 방식에 대해 좀더 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.
첫째로, 공간 다이버시티 방식의 경우에는 시공간 블록 부호 계열과, 다이버시티 이득과 부호화 이득을 동시에 이용하는 시공간 트렐리스(Trelis) 부호 계열 방식이 있다. 일반적으로 비트 오류율 개선 성능과 부호 생성 자유도는 트렐리스 부호 방식이 우수하지만, 연산 복잡도는 시공간 블록 부호가 간단하다. 이와 같은 공간 다이버서티 이득은 송신 안테나 수(NT)와 수신 안테나 수(NR)의 곱(NT × NR)에 해당되는 양을 얻을 수 있다.
둘째로, 공간 멀티플렉싱 기법은 각 송신 안테나에서 서로 다른 데이터 열을 송신하는 방법인데, 이때 수신기에서는 송신기로부터 동시에 전송된 데이터 사이에 상호 간섭이 발생하게 된다. 수신기에서는 이 간섭을 적절한 신호처리 기법을 이용하여 제거한 후 수신한다. 여기에 사용되는 잡음 제거 방식은 MLD(maximum likelihood detection) 수신기, ZF(zero-forcing) 수신기, MMSE(minimum mean square error) 수신기, D-BLAST (Diagonal-Bell Laboratories Layered Space-Time), V-BLAST(Vertical-Bell Laboratories Layered Space-Time) 등이 있으며, 특히 송신단에서 채널 정보를 알 수 있는 경우에는 SVD(singular value decomposition) 방식 등을 사용할 수 있다.
셋째로, 공간 다이버시티와 공간 멀티플렉싱의 결합된 기법을 들 수 있다. 공간 다이버시티 이득만을 얻을 경우 다이버시티 차수의 증가에 따른 성능개선 이득이 점차 포화되며, 공간 멀티플렉싱 이득만을 취하면 무선 채널에서 전송 신뢰도가 떨어진다. 이를 해결하면서 두 가지 이득을 모두 얻는 방식들이 연구되어 왔으며, 이 중 시공간 블록 부호 (Double-STTD), 시공간 BICM(STBICM) 등의 방식이 있다.
상술한 바와 같은 다중 입출력 안테나 시스템에 있어서의 통신 방법을 보다 구체적인 방법으로 설명하기 위해 이를 수학적으로 모델링하는 경우 다음과 같이 나타낼 수 있다.
먼저, 도 10에 도시된 바와 같이 NT개의 송신 안테나와 NR개의 수신 안테나가 존재하는 것을 가정한다.
먼저, 송신 신호에 대해 살펴보면, 이와 같이 NT개의 송신 안테나가 있는 경우 최대 전송 가능한 정보는 NT개 이므로, 이를 다음과 같은 벡터로 나타낼 수 있다.
한편, 각각의 전송 정보 s1, s2, ..., sNT에 있어 전송 전력을 달리 할 수 있으며, 이때 각각의 전송 전력을 P1, P2, ..., PNT라 하면, 전송 전력이 조정된 전송 정보는 다음과 같은 벡터로 나타낼 수 있다.
또한, 
를 전송 전력의 대각 행렬 P로 다음과 같이 나타낼 수 있다.
한편, 전송 전력이 조정된 정보 벡터 
는 그 후 가중치 행렬 W가 곱해져 실제 전송되는 NT개의 전송 신호 x1, x2, ..., xNT를 구성한다. 여기서, 가중치 행렬은 전송 채널 상황 등에 따라 전송 정보를 각 안테나에 적절히 분배해 주는 역할을 수행한다. 이와 같은 전송 신호 x1, x2, ..., xNT를 벡터 x를 이용하여 다음과 같이 나타낼 수 있다.
여기서, wij는 i번째 송신 안테나와 j번째 전송 정보간의 가중치를 나타내며, W는 이를 행렬로 나타낸 것이다. 이와 같은 행렬 W를 가중치 행렬(Weight Matrix) 또는 프리코딩 행렬(Precoding Matrix)라 부른다.
한편, 상술한 바와 같은 전송 신호(x)는 공간 다이버시티를 사용하는 경우와 공간 멀티플랙싱을 사용하는 경우로 나누어 생각해 볼 수 있다.
공간 멀티플랙싱을 사용하는 경우는 서로 다른 신호를 다중화하여 보내게 되므로, 정보 벡터 s의 원소들이 모두 다른 값을 가지게 되는 반면, 공간 다이버시티를 사용하게 되면 같은 신호를 여러 채널 경로를 통하여 보내게 되므로 정보 벡터 s의 원소들이 모두 같은 값을 갖게 된다.
물론, 공간 멀티플랙싱과 공간 다이버시티를 혼합하는 방법도 고려 가능하다. 즉, 예를 들어 3 개의 송신 안테나를 통하여 같은 신호를 공간 다이버시티를 이용하여 전송하고, 나머지는 각각 다른 신호를 공간 멀티플랙싱하여 보내는 경우도 고려할 수 있다.
다음으로, 수신신호는 NR개의 수신 안테나가 있는 경우, 각 안테나의 수신신호 y1, y2, ..., yNR을 벡터 y로 다음과 같이 나타내기로 한다.
한편, 다중 입출력 안테나 통신 시스템에 있어서의 채널을 모델링하는 경우, 각각의 채널은 송수신 안테나 인덱스에 따라 구분할 수 있으며, 송신 안테나 j로부터 수신 안테나 i를 거치는 채널을 hij로 표시하기로 한다. 여기서, hij의 인덱스의 순서가 수신 안테나 인덱스가 먼저, 송신안테나의 인덱스가 나중임에 유의한다.
이러한 채널은 여러 개를 한데 묶어서 벡터 및 행렬 형태로도 표시 가능하다. 벡터 표시의 예를 들어 설명하면 다음과 같다.
도 11은 다수의 송신 안테나에서 하나의 수신 안테나로의 채널을 나타낸 도이다.
도 11에 도시된 바와 같이 총 NT개의 송신 안테나로부터 수신안테나 i로 도착하는 채널은 다음과 같이 표현 가능하다.
또한, 상기 수학식 7과 같은 행렬 표현을 통해 NT개의 송신 안테나로부터 NR개의 수신 안테나를 거치는 채널을 모두 나타내는 경우 다음과 같이 나타낼 수 있다.
한편, 실제 채널은 위와 같은 채널 행렬 H를 거친 후에 백색 잡음(AWGN: Additive White Gaussian Noise)가 더해지게 되므로, NR개의 수신 안테나 각각에 더해지는 백색 잡음 n1, n2, ..., nNR을 백터로 표현하면 다음과 같다.
상술한 바와 같은 전송 신호, 수신 신호, 채널, 및 백색 잡음의 모델링을 통해 다중 입출력 안테나 통신 시스템에서의 각각은 다음과 같은 관계를 통해 나타낼 수 있다.
한편, 채널의 상태를 나타내는 채널 행렬 H의 행과 열의 수는 송수신 안테나 수에 의해서 결정된다. 채널 행렬 H는 앞서 살펴본 바와 같이 행의 수는 수신 안테나의 수 NR과 같아지고, 열의 수는 송신 안테나의 수 NT와 같아 지게 된다. 즉, 채널 행렬 H는 NR×NT 행렬이 된다.
일반적으로, 행렬의 랭크(rank)는 서로 독립인(independent) 행 또는 열의 개수 중에서 최소 개수로 정의된다. 따라서, 행렬의 랭크는 행 또는 열의 개수보다 클 수 없게 된다. 수식적으로 예를 들면, 채널 행렬 H의 랭크(rank(H))는 다음과 같이 제한된다.
또한, 행렬을 고유치 분해(Eigen value decomposition)를 하였을 때, 랭크는 고유치(eigen value)들 중에서 0이 아닌 고유치들의 개수로 정의할 수 있다. 비슷한 방법으로, 랭크를 SVD(singular value decomposition) 했을 때 0이 아닌 특이값(singular value)들의 개수로 정의할 수 있다. 따라서, 채널 행렬에서 랭크의 물리적인 의미는 주어진 채널에서 서로 다른 정보를 보낼 수 있는 최대 수라고 할 수 있다.
본 명세서에 있어, MIMO 전송에 대한 '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.
COMP(Coordinated Multi-Point Transmission and Reception)
LTE-advanced의 요구에 발맞춰, 시스템의 성능 향상을 위하여 CoMP 전송이 제안되었다. CoMP는 co-MIMO, collaborative MIMO, network MIMO 등으로도 불린다. CoMP는 셀 경계에 위치한 단말의 성능을 향상시키고, 평균 셀(섹터)의 효율(throughput)을 향상시킬 것으로 예상된다.
일반적으로, 셀 간 간섭(Inter-Cell Interference)은 주파수 재사용 지수가 1 인 다중-셀 환경에서 셀 경계에 위치한 단말의 성능 및 평균 셀(섹터) 효율을 떨어뜨린다. 셀 간 간섭을 완화시키기 위해, 간섭 제한적인(interference-limited) 환경에서 셀 경계에 위치한 단말이 적정한 성능 효율을 가지도록 LTE 시스템에서는 부분 주파수 재사용(FFR: Fractional Frequency Reuse)과 같은 단순한 수동적인 방법이 적용되었다. 그러나, 각 셀 당 주파수 자원의 사용을 감소시키는 대신, 단말이 수신해야 하는 신호(desired signal)로써 셀 간 간섭을 재 사용하거나 셀 간 간섭을 완화시키는 방법이 보다 이익이 된다. 상술한 목적을 달성하기 위하여 CoMP 전송 방식이 적용될 수 있다.
하향링크에 적용될 수 있는 CoMP 방식은 JP(Joint Processing) 방식과 CS/CB(Coordinated Scheduling/Beamforming) 방식으로 분류할 수 있다.
JP 방식에서, 데이터는 CoMP 단위의 각 포인트(기지국)에서 사용될 수 있다. CoMP 단위는 CoMP 방식에서 이용되는 기지국들의 집합을 의미한다. JP 방식은 다시 연합 전송(joint transmission) 방식과 동적 셀 선택(dynamic cell selection) 방식으로 분류할 수 있다.
연합 전송 방식은 CoMP 단위에서 전체 또는 일부분인 복수의 포인트로부터 PDSCH를 통해 신호가 동시에 전송되는 방식을 의미한다. 즉, 단일의 단말에 전송되는 데이터는 복수의 전송 포인트로부터 동시에 전송될 수 있다. 이와 같은 연합 전송 방식을 통해 가간섭적(coherently) 내지 비간섭적(non-coherently)이든 무관하게 단말에 전송되는 신호의 품질을 높일 수 있으며, 또 다른 단말과의 간섭을 적극적으로 제거할 수 있다.
동적 셀 선택 방식은 CoMP 단위에서 단일의 포인트로부터 PDSCH를 통해 신호가 전송되는 방식을 의미한다. 즉, 특정 시간에 단일의 단말에 전송되는 데이터는 단일의 포인트로부터 전송되고, CoMP 단위 내 다른 포인트에서는 상기 단말로 데이터를 전송하지 않는다. 단말로 데이터를 전송하는 포인트는 동적으로 선택될 수 있다.
CS/CB 방식에 따르면, CoMP 단위는 단일의 단말로의 데이터 전송을 위하여 협력하여 빔포밍을 수행하게 된다. 즉, 서빙 셀에서만 단말로 데이터를 전송하지만, 사용자 스케줄링/빔포밍은 CoMP 단위 내의 복수의 셀 간의 협력을 통해 결정될 수 있다.
상향링크의 경우, CoMP 수신은 지리적으로 분리된 복수의 포인트 간의 협력에 의하여 전송된 신호를 수신하는 것을 의미한다. 상향링크에 적용될 수 있는 CoMP 방식은 JR(Joint Reception) 방식과 CS/CB(Coordinated Scheduling/Beamforming) 방식으로 분류할 수 있다.
JR 방식은 CoMP 단위에서 전체 또는 일부분인 복수의 포인트가 PDSCH를 통해 전송된 신호를 수신하는 방식을 의미한다. CS/CB 방식은 단일의 포인트에서만 PDSCH를 통해 전송된 신호를 수신하게 되나, 사용자 스케줄링/빔포밍은 CoMP 단위 내의 복수의 셀 간의 협력을 통해 결정될 수 있다.
릴레이 노드 (RN: Relay Node)
릴레이 노드는 기지국과 단말 간의 송수신되는 데이터를 두 개의 다른 링크(백홀 링크 및 액세스 링크)를 통해 전달한다. 기지국은 도너(donor) 셀을 포함할 수 있다. 릴레이 노드는 도너 셀을 통해 무선으로 무선 액세스 네트워크에 연결된다.
한편, 릴레이 노드의 대역(또는 스펙트럼) 사용과 관련하여, 백홀 링크가 액세스 링크와 동일한 주파수 대역에서 동작하는 경우를 '인-밴드(in-band)'라고 하고, 백홀 링크와 액세스 링크가 상이한 주파수 대역에서 동작하는 경우를 '아웃-밴드(out-band)'라고 한다. 인-밴드 및 아웃-밴드 경우 모두 기존의 LTE 시스템(예를 들어, 릴리즈-8)에 따라 동작하는 단말(이하, 레거시(legacy) 단말이라 한다.)이 도너 셀에 접속할 수 있어야 한다.
단말에서 릴레이 노드를 인식하는지 여부에 따라 릴레이 노드는 트랜스패런트(transparent) 릴레이 노드 또는 넌-트랜스패런트(non-transparent) 릴레이 노드로 분류될 수 있다. 트랜스패런트는 단말이 릴레이 노드를 통하여 네트워크와 통신하는지 여부를 인지하지 못하는 경우를 의미하고, 넌-트랜스패런트는 단말이 릴레이 노드를 통하여 네트워크와 통신하는지 여부를 인지하는 경우를 의미한다.
릴레이 노드의 제어와 관련하여, 도너 셀의 일부로 구성되는 릴레이 노드 또는 스스로 셀을 제어하는 릴레이 노드로 구분될 수 있다.
도너 셀의 일부로 구성되는 릴레이 노드는 릴레이 노드 식별자(relay ID)를 가질 수는 있지만, 릴레이 노드 자신의 셀 식별자(cell identity)를 가지지 않는다.
도너 셀이 속하는 기지국에 의하여 RRM(Radio Resource Management)의 적어도 일부가 제어되면, RRM의 나머지 부분들이 릴레이 노드에 위치하더라도 도너 셀의 일부로서 구성되는 릴레이 노드라 한다. 바람직하게, 이러한 릴레이 노드는 레거시 단말을 지원할 수 있다. 예를 들어, 스마트 리피터(Smart repeaters), 디코드-앤-포워드 릴레이 노드(decode-and-forward relays), L2(제2계층) 릴레이 노드들의 다양한 종류들 및 타입-2 릴레이 노드가 이러한 릴레이 노드에 해당한다.
스스로 셀을 제어하는 릴레이 노드의 경우에 릴레이 노드는 하나 또는 복수 개의 셀들을 제어하고, 릴레이 노드에 의해 제어되는 셀들 각각에 고유의 물리계층 셀 식별자가 제공된다. 또한, 릴레이 노드에 의해 제어되는 셀들 각각은 동일한 RRM 메커니즘을 이용할 수 있다. 단말 관점에서는 릴레이 노드에 의하여 제어되는 셀에 액세스하는 것과 일반 기지국에 의해 제어되는 셀에 액세스하는 것에 차이점이 없다. 이러한 릴레이 노드에 의해 제어되는 셀은 레거시 단말을 지원할 수 있다. 예를 들어, 셀프-백홀링(Self-backhauling) 릴레이 노드, L3(제3계층) 릴레이 노드, 타입-1 릴레이 노드 및 타입-1a 릴레이 노드가 이러한 릴레이 노드에 해당한다.
타입-1 릴레이 노드는 인-밴드 릴레이 노드로서 복수개의 셀들을 제어하고, 이들 복수개의 셀들의 각각은 단말 입장에서 도너 셀과 구별되는 별개의 셀로 보인다. 또한, 복수개의 셀들은 각자의 물리 셀 ID(이는 LTE 릴리즈-8에서 정의됨)를 가지고, 릴레이 노드는 자신의 동기화 채널, 참조신호 등을 전송할 수 있다. 단일-셀 동작의 경우에, 단말은 릴레이 노드로부터 직접 스케줄링 정보 및 HARQ 피드백을 수신하고 릴레이 노드로 자신의 제어 채널(스케줄링 요청(SR), CQI, ACK/NACK 등)을 전송할 수 있다. 또한, 레거시 단말(LTE 릴리즈-8 시스템에 따라 동작하는 단말)들에게 타입-1 릴레이 노드는 레거시 기지국(LTE 릴리즈-8 시스템에 따라 동작하는 기지국)으로 보인다. 즉, 역방향 호환성(backward compatibility)을 가진다. 한편, LTE-A 시스템에 따라 동작하는 단말들에게는, 타입-1 릴레이 노드는 레거시 기지국과 다른 기지국으로 보여, 성능 향상을 제공할 수 있다.
타입-1a 릴레이 노드는 아웃-밴드로 동작하는 것 외에 전술한 타입-1 릴레이 노드와 동일한 특징들을 가진다. 타입-1a 릴레이 노드의 동작은 L1(제1계층) 동작에 대한 영향이 최소화 또는 없도록 구성될 수 있다.
타입-2 릴레이 노드는 인-밴드 릴레이 노드로서, 별도의 물리 셀 ID를 가지지 않으며, 이에 따라 새로운 셀을 형성하지 않는다. 타입-2 릴레이 노드는 레거시 단말에 대해 트랜스패런트하고, 레거시 단말은 타입-2 릴레이 노드의 존재를 인지하지 못한다. 타입-2 릴레이 노드는 PDSCH를 전송할 수 있지만, 적어도 CRS 및 PDCCH는 전송하지 않는다.
한편, 릴레이 노드가 인-밴드로 동작하도록 하기 위하여, 시간-주파수 공간에서의 일부 자원이 백홀 링크를 위해 예비되어야 하고 이 자원은 액세스 링크를 위해서 사용되지 않도록 설정할 수 있다. 이를 자원 분할(resource partitioning)이라 한다.
릴레이 노드에서의 자원 분할에 있어서의 일반적인 원리는 다음과 같이 설명할 수 있다. 백홀 하향링크 및 액세스 하향링크가 하나의 반송파 주파수 상에서 시간분할다중화(TDM) 방식으로 다중화될 수 있다 (즉, 특정 시간에서 백홀 하향링크 또는 액세스 하향링크 중 하나만이 활성화된다). 유사하게, 백홀 상향링크 및 액세스 상향링크는 하나의 반송파 주파수 상에서 TDM 방식으로 다중화될 수 있다 (즉, 특정 시간에서 백홀 상향링크 또는 액세스 상향링크 중 하나만이 활성화된다).
FDD 에서의 백홀 링크 다중화는, 백홀 하향링크 전송은 하향링크 주파수 대역에서 수행되고, 백홀 상향링크 전송은 상향링크 주파수 대역에서 수행될 수 있다. TDD 에서의 백홀 링크 다중화는, 백홀 하향링크 전송은 기지국과 릴레이 노드의 하향링크 서브프레임에서 수행되고, 백홀 상향링크 전송은 기지국과 릴레이 노드의 상향링크 서브프레임에서 수행될 수 있다.
인-밴드 릴레이 노드의 경우에, 예를 들어, 동일한 주파수 대역에서 기지국으로부터의 백홀 하향링크 수신과 단말로의 액세스 하향링크 전송이 동시에 이루어지면, 릴레이 노드의 송신단으로부터 전송되는 신호에 의하여 릴레이 노드의 수신단에서 신호 간섭이 발생할 수 있다. 즉, 릴레이 노드의 RF 전단(front-end)에서 신호 간섭 또는 RF 재밍(jamming)이 발생할 수 있다. 유사하게, 동일한 주파수 대역에서 기지국으로의 백홀 상향링크 전송과 단말로부터의 액세스 상향링크 수신이 동시에 이루어지는 경우도 신호 간섭이 발생할 수 있다.
따라서, 릴레이 노드에서 동일한 주파수 대역에서의 동시에 신호를 송수신하기 위해서, 수신 신호와 송신 신호간에 충분한 분리(예를 들어, 송신 안테나와 수신 안테나를 지상/지하에 설치하는 것과 같이 지리적으로 충분히 이격시켜 설치함)가 제공되지 않으면 구현하기 어렵다.
이와 같은 신호 간섭의 문제를 해결하는 한 가지 방안은, 릴레이 노드가 도너 셀로부터 신호를 수신하는 동안에 단말로 신호를 전송하지 않도록 동작하게 하는 것이다. 즉, 릴레이 노드로부터 단말로의 전송에 갭(gap)을 생성하고, 이 갭 동안에는 단말(레거시 단말 포함)이 릴레이 노드로부터의 어떠한 전송도 기대하지 않도록 설정할 수 있다. 이러한 갭은 MBSFN (Multicast Broadcast Single Frequency Network) 서브프레임을 구성함으로써 설정할 수 있다.
도 12는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 릴레이 노드 자원 분할을 예시한다.
도 12에서, 첫번째 서브프레임은 일반 서브프레임으로서 릴레이 노드로부터 단말로 하향링크 (즉, 액세스 하향링크) 제어신호 및 데이터가 전송되고, 두번째 서브프레임은 MBSFN 서브프레임으로서 하향링크 서브프레임의 제어 영역에서는 릴레이 노드로부터 단말로 제어 신호가 전송되지만 하향링크 서브프레임의 나머지 영역에서는 릴레이 노드로부터 단말로 아무런 전송이 수행되지 않는다. 여기서, 레거시 단말의 경우에는 모든 하향링크 서브프레임에서 PDCCH의 전송을 기대하게 되므로 (다시 말하자면, 릴레이 노드는 자신의 영역 내의 레거시 단말들이 매 서브프레임에서 PDCCH를 수신하여 측정 기능을 수행하도록 지원할 필요가 있으므로), 레거시 단말의 올바른 동작을 위해서는 모든 하향링크 서브프레임에서 PDCCH를 전송할 필요가 있다. 따라서, 기지국으로부터 릴레이 노드로의 하향링크 (즉, 백홀 하향링크) 전송을 위해 설정된 서브프레임 (두번째 서브프레임)상에서도, 서브프레임의 처음 N (N=1, 2 또는 3) 개의 OFDM 심볼구간에서 릴레이 노드는 백홀 하향링크를 수신하는 것이 아니라 액세스 하향링크 전송을 해야 할 필요가 있다. 이에 대하여, 두번째 서브프레임의 제어 영역에서 PDCCH가 릴레이 노드로부터 단말로 전송되므로 릴레이 노드에서 서빙하는 레거시 단말에 대한 역방향 호환성이 제공될 수 있다. 제 2 서브프레임의 나머지 영역에서는 릴레이 노드로부터 단말로 아무런 전송이 수행되지 않는 동안에 릴레이 노드는 기지국으로부터의 전송을 수신할 수 있다. 따라서, 이러한 자원 분할 방식을 통해서, 인-밴드 릴레이 노드에서 액세스 하향링크 전송과 백홀 하향링크 수신이 동시에 수행되지 않도록 할 수 있다.
MBSFN 서브프레임을 이용하는 두번째 서브프레임에 대하여 구체적으로 설명한다. 두번째 서브프레임의 제어 영역은 릴레이 노드 비-청취(non-hearing) 구간이라고 할 수 있다. 릴레이 노드 비-청취 구간은 릴레이 노드가 백홀 하향링크 신호를 수신하지 않고 액세스 하향링크 신호를 전송하는 구간을 의미한다. 이 구간은 전술한 바와 같이 1, 2 또는 3 OFDM 길이로 설정될 수 있다. 릴레이 노드 비-청취 구간에서 릴레이 노드는 단말로의 액세스 하향링크 전송을 수행하고 나머지 영역에서는 기지국으로부터 백홀 하향링크를 수신할 수 있다. 이 때, 릴레이 노드는 동일한 주파수 대역에서 동시에 송수신을 수행할 수 없으므로, 릴레이 노드가 송신 모드에서 수신 모드로 전환하는 데에 시간이 소요된다. 따라서, 백홀 하향링크 수신 영역의 처음 일부 구간에서 릴레이 노드가 송신/수신 모드 스위칭을 하도록 가드 시간(GT: guard time)이 설정될 필요가 있다. 유사하게 릴레이 노드가 기지국으로부터의 백홀 하향링크를 수신하고 단말로의 액세스 하향링크를 전송하도록 동작하는 경우에도, 릴레이 노드의 수신/송신 모드 스위칭을 위한 가드 시간이 설정될 수 있다. 이러한 가드 시간의 길이는 시간 영역의 값으로 주어질 수 있고, 예를 들어, k (k≥1) 개의 시간 샘플(Ts: time sample) 값으로 주어질 수 있고, 또는 하나 이상의 OFDM 심볼 길이로 설정될 수도 있다. 또는, 릴레이 노드 백홀 하향링크 서브프레임이 연속으로 설정되어 있는 경우에 또는 소정의 서브프레임 타이밍 정렬(timing alignment) 관계에 따라 서브프레임의 마지막 부분의 가드시간은 정의되거나 설정되지 않을 수 있다. 이러한 가드 시간은 역방향 호환성을 유지하기 위하여, 백홀 하향링크 서브프레임 전송을 위해 설정되어 있는 주파수 영역에서만 정의될 수 있다 (액세스 하향링크 구간에서 가드 시간이 설정되는 경우에는 레거시 단말을 지원할 수 없다). 가드 시간을 제외한 백홀 하향링크 수신 구간에서 릴레이 노드는 기지국으로부터 PDCCH 및 PDSCH를 수신할 수 있다. 이를 릴레이 노드 전용 물리 채널이라는 의미에서 R-PDCCH (Relay-PDCCH) 및 R-PDSCH (Relay-PDSCH)로 표현할 수도 있다.
참조 신호 (RS: Reference Signal)
하향링크 참조 신호
무선 통신 시스템에서 데이터/신호는 무선 채널을 통해 전송되기 때문에, 데이터/신호는 전송 중에 무선상에서 왜곡될 수 있다. 수신단에서 왜곡된 신호를 정확하게 수신하기 위하여, 왜곡되어 수신된 신호는 채널 정보를 이용하여 보정되는 것이 바람직하다. 이때, 송신단 및/또는 수신단은 채널 정보를 검출하기 위하여 양측에서 모두 알고 있는 참조신호(RS)를 이용할 수 있다. 참조신호는 파일럿 신호라고 불릴 수 있다.
송신단에서 다중 입출력 안테나를 이용하여 데이터를 송수신할 때, 수신단에서 데이터를 정확하게 수신하기 위하여 송신 안테나와 수신 안테나 간의 채널 상태가 검출되는 것이 바람직하다. 이때, 수신단에서 채널 상태를 검출하기 위해 송신단의 각 송신 안테나는 개별적인 참조 신호를 가지는 것이 바람직하다.
하향 참조 신호는 하나의 셀 내 모든 단말이 공유하는 공통 참조 신호(CRS: Common RS)와 특정 단말만을 위한 전용 참조 신호(DRS: Dedicated RS)가 있다. 송신단은 이와 같은 참조 신호들(CRS, DRS)을 이용하여 복조(demodulation)와 채널 측정(channel measurement)을 위한 정보를 수신단에 제공할 수 있다.
수신단(예를 들어, 단말)은 CRS를 이용하여 채널 상태를 측정하고, 측정된 채널 상태에 따라 CQI(Channel Quality Indicator), PMI(Precoding Matrix Index) 및/또는 RI(Rank Indicator)와 같은 채널 품질과 관련된 지시자를 송신단(예를 들어, 기지국)으로 피드백할 수 있다. 본 발명의 실시예들에서 CRS는 셀 특정 참조 신호(cell-specific RS)라고도 한다. 반면, 채널 상태 정보(CSI)의 피드백과 관련된 참조 신호를 CSI-RS라고 정의할 수 있다.
DRS는 PDSCH 상의 데이터 복조가 필요한 경우에 자원 요소들을 통해 단말들로 전송될 수 있다. 단말은 상위 계층 시그널링을 통하여 DRS의 존재 여부를 수신할 수 있다. DRS는 상응하는 PDSCH 신호가 매핑되는 경우에만 유효하다. 본 발명의 실시예들에서 DRS를 단말 특정 참조 신호(UE-specific RS) 또는 복조 참조 신호(DMRS: Demodulation RS)라고 부를 수 있다.
도 13은 3GPP LTE 시스템에서 정의된 하향링크 자원 블록(RB) 쌍에 매핑된 참조 신호 패턴의 일례를 나타내는 도면이다.
참조 신호가 매핑되는 단위로서 하향링크 자원 블록(RB: Resource Block) 쌍은 시간 영역에서 하나의 서브 프레임 × 주파수 영역에서 12개의 부 반송파로 설정될 수 있다. 즉, 시간 축(x축) 상에서 하나의 자원 블록 쌍은 일반 순환 전치(normal CP(Cyclic Prefix)) 인 경우 14개의 OFDM 심볼의 길이를 가지고(도 13 (a) 참조), 확장 순환 전치(extended CP((Cyclic Prefix))인 경우 12개의 OFDM 심볼의 길이를 가진다(도 13 (b) 참조).
도 13을 참조하면, 각 자원 블록에서 '0', '1', '2' 및 '3'으로 표시된 자원 요소들(REs)은 송신단(예를 들어, 기지국)의 안테나 포트 '0', '1', '2' 및 '3' 각각에 해당하는 CRS가 매핑된 자원요소를 의미하며, 'D'로 기재된 자원 요소들은 DRS가 매핑된 자원요소를 의미한다.
이하에서는 CRS에 대하여 보다 상세하게 설명한다.
CRS는 셀 내에 위치한 모든 단말에 공통적으로 수신할 수 있는 참조 신호로써 전체 주파수 대역에 분포되며, 물리적 안테나의 채널을 추정하기 위해 사용될 수 있다. 또한, CRS는 채널 품질 정보(CSI) 및 데이터 복조를 위해 이용될 수 있다.
CRS는 송신단(예를 들어, 기지국)에서의 안테나 배열에 따라 다양한 포맷으로 정의될 수 있다. 3GPP LTE 시스템(예를 들어, Rel-8/9)에서는 송신단은 4 개까지의 송신 안테나를 지원할 수 있다.
다중 입출력 안테나가 지원되고 참조 신호들이 하나 이상의 안테나 포트로부터 전송될 때, 참조 신호는 소정의 패턴에 따라 특정 자원 요소들을 통해 전송된다. 이때, 하나의 안테나 포트를 위한 참조신호가 전송되는 자원요소에서는 다른 안테나 포트를 위한 참조 신호가 전송되지 않는다. 즉, 서로 다른 안테나 사이의 참조 신호는 서로 겹치지 않는다.
D2D 통신 일반
일반적으로 D2D 통신은 사물과 사물 간의 통신이나 사물 지능 통신을 지칭하는 용어로 제한적으로 사용되기도 하지만, 본 발명에서의 D2D 통신은 통신 기능이 장착된 단순한 장치는 물론, 스마트폰이나 개인용 컴퓨터와 같이 통신 기능을 갖춘 다양한 형태의 장치 간의 통신을 모두 포함할 수 있다.
즉, D2D(Device-to-Device) (통신)은 단말간 직접 통신을 수행하는데 사용되는 개념으로, 사이드링크(sidelink)로 표현될 수도 있다.
상기 D2D 통신은 단말간 데이터를 송수신하는 절차와 관련된 direct D2D communication과 주변 단말들을 발견하는 절차와 관련된 direct D2D discovery를 포함할 수 있다.
도 14는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 D2D 통신을 개념적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 14a는 기존의 기지국(eNB) 중심의 통신 방식을 나타내는 것으로, UE1은 상향링크 상에서 기지국으로 데이터를 전송할 수 있고, 기지국은 하향링크 상에서 UE2으로 데이터를 전송할 수 있다. 이러한 통신 방식은 기지국을 통한 간접 통신 방식이라고 할 수 있다. 간접 통신 방식에서는 기존의 무선 통신 시스템에서 정의된 링크인 Un 링크(기지국들 간의 링크 또는 기지국과 중계기 간의 링크로서, 백홀 링크라고 칭할 수 있음) 및/또는 Uu 링크(기지국과 단말 간의 링크 또는 중계기와 단말 간의 링크로서, 액세스 링크라고 칭할 수 있음)가 관련될 수 있다.
도 14b는 D2D 통신의 일례로서 UE-to-UE 통신 방식을 나타내는 것으로, UE 간의 데이터 교환이 기지국을 거치지 않고 수행될 수 있다. 이러한 통신 방식은 장치 간의 직접 통신 방식이라고 할 수 있다. D2D 직접 통신 방식은 기존의 기지국을 통한 간접 통신 방식에 비하여 지연(latency)이 줄어들고, 보다 적은 무선 자원을 사용하는 등의 장점을 가진다.
도 15는 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용될 수 있는 D2D 통신의 다양한 시나리오들의 일례를 나타낸다.
D2D 통신의 시나리오는 UE1과 UE2가 셀 커버리지 내(in-coverage)/셀 커버리지 밖(out-of-coverage)에 위치하는지에 따라 크게 (1) Out-of-Coverage Network, (2) Partial-Coverage Network 및 (3) In-Coverage Network으로 나뉠 수 있다.
In-Coverage Network의 경우, 기지국의 커버리지에 해당하는 셀(Cell)의 개수에 따라 In-Coverage-Single-Cell 및 In-Coverage-Multi-Cell로 나뉠 수 있다.
도 15a는 D2D 통신의 Out-of-Coverage Network 시나리오의 일 예를 나타낸다.
Out-of-Coverage Network 시나리오는 기지국의 제어 없이 D2D 단말들 간 D2D 통신을 수행하는 것을 말한다.
도 15a에서, UE1과 UE2만 존재하며, UE1과 UE2는 직접 통신을 하는 것을 볼 수 있다.
도 15b는 D2D 통신의 Partial-Coverage Network 시나리오의 일 예를 나타낸다.
Partial-Coverage Network 시나리오는 네트워크 커버리지 내에 위치하는 D2D 단말과 네트워크 커버리지 밖에 위치하는 D2D 단말 간에 D2D 통신을 수행하는 것을 말한다.
도 15b에서, 네트워크 커버리지 내 위치하는 UE1과 네트워크 커버리지 밖에 위치하는 UE2가 통신하는 것을 볼 수 있다.
도 15c는 In-Coverage-Single-Cell 시나리오의 일 예를, 도 15d는 In-Coverage-Multi-Cell 시나리오의 일 예를 나타낸다.
In-Coverage Network 시나리오는 D2D 단말들이 네트워크 커버리지 내에서 기지국의 제어를 통해 D2D 통신을 수행하는 것을 말한다.
도 15c에서, UE1과 UE2는 동일한 네트워크 커버리지(또는 셀) 내에 위치하며, 기지국의 제어 하에 D2D 통신을 수행한다.
도 15d에서, UE1과 UE2는 네트워크 커버리지 내에 위치하기는 하나, 서로 다른 네트워크 커버리지 내에 위치한다. 그리고, UE1과 UE2는 각 네트워크 커버리지를 관리하는 기지국의 제어 하에 D2D 통신을 수행한다.
이하, D2D 통신에 관하여 보다 상세히 살펴본다.
D2D 통신은 도 15에 도시된 시나리오에서 동작할 수 있으나, 일반적으로 네트워크 커버리지 내(in-coverage)와 네트워크 커버리지 밖(out-of-coverage)에서 동작할 수 있다. D2D 통신(단말들 간 직접 통신)을 위해 이용되는 링크를 D2D 링크(D2D link), 다이렉트 링크(directlink) 또는 사이드 링크(sidelink) 등으로 지칭할 수 있으나, 이하 설명의 편의를 위해 사이드 링크로 통칭하여 설명한다.
사이드 링크 전송은 FDD의 경우 상향링크 스펙트럼에서 동작하고, TDD의 경우 상향링크(혹은 하향링크) 서브프레임에서 동작할 수 있다. 사이드 링크 전송과 상향링크 전송의 다중화를 위하여 TDM(Time Division Multiplexing)이 이용될 수 있다.
사이드 링크 전송과 상향링크 전송은 동시에 일어나지 않는다. 상향링크 전송을 위해 사용되는 상향링크 서브프레임 또는 UpPTS와 부분적으로 혹은 전체적으로 겹쳐지는 사이드 링크 서브프레임에서는 사이드 링크 전송이 일어나지 않는다. 또한, 사이드 링크의 전송 및 수신 또한 동시에 일어나지 않는다.
사이드 링크 전송에 이용되는 물리 자원의 구조는 상향링크 물리 자원의 구조가 동일하게 이용될 수 있다. 다만, 사이드 링크 서브프레임의 마지막 심볼은 보호 구간(guard period)으로 구성되어 사이드 링크 전송에 이용되지 않는다.
사이드 링크 서브프레임은 확장 순환 전치(extended CP) 또는 일반 순환 전치(normal CP)에 의해 구성될 수 있다.
D2D 통신은 크게 디스커버리(discovery), 직접 통신(direct communication), 동기화(Synchronization)로 구분될 수 있다.
1) 디스커버리(discovery)
D2D 디스커버리는 네트워크 커버리지 내에서 적용될 수 있다. (Inter-cell, Intra-cell 포함). 인터 셀(inter-cell) 디스커버리에서 동기화된(synchronous) 또는 동기화되지 않은(asynchronous) 셀 배치 모두 고려될 수 있다. D2D 디스커버리는 근접 영역 내의 UE에게 광고, 쿠폰 발행, 친구 찾기 등의 다양한 상용 목적으로 활용될 수 있다.
UE 1이 디스커버리 메시지 전송의 역할(role)을 가지는 경우, UE 1은 디스커버리 메시지를 전송하고, UE 2는 디스커버리 메시지를 수신한다. UE 1과 UE 2의 전송 및 수신 역할은 바뀔 수 있다. UE 1으로부터의 전송은 UE 2와 같은 하나 이상의 UE(들)에 의해 수신될 수 있다.
디스커버리 메시지는 단일의 MAC PDU를 포함할 수 있으며, 여기서 단일의 MAC PDU는 UE ID 및 application ID를 포함할 수 있다.
디스커버리 메시지를 전송하는 채널로 물리 사이드 링크 디스커버리 채널(PSDCH: Physical Sidelink discovery Channel)이 정의될 수 있다. PSDCH 채널의 구조는 PUSCH 구조를 재이용할 수 있다.
D2D 디스커버리를 위한 자원 할당 방법은 두 가지의 타입(Type 1, Type 2)이 이용될 수 있다.
타입 1의 경우, eNB는 단말 특정하지 않은(non-UE specific) 방식으로 디스커버리 메시지 전송을 위한 자원을 할당할 수 있다.
구체적으로, 특정 주기로 복수의 서브프레임으로 구성된 디스커버리 전송 및 수신을 위한 무선 자원 풀(pool)이 할당되고, 디스커버리 전송 UE는 이 무선 자원 풀(pool) 내에서 특정 자원을 임의로 선택한 다음 디스커버리 메시지를 전송한다.
이러한 주기적인 디스커버리 자원 풀(pool)은 반정적(semi-static)인 방식으로 디스커버리 신호 전송을 위해 할당될 수 있다. 디스커버리 전송을 위한 디스커버리 자원 풀(pool)의 설정 정보는 디스커버리 주기, 디스커버리 주기 내 디스커버리 신호의 전송을 위해 사용할 수 있는 서브프레임의 개수(즉, 무선 자원 풀을 구성하는 서브프레임 개수)를 포함한다.
In-coverage UE의 경우, 디스커버리 전송을 위한 디스커버리 자원 풀(pool)은 eNB에 의해 설정되고, RRC 시그널링(예를 들어, SIB(System Information Block))을 이용하여 UE에게 알려줄 수 이다.
하나의 디스커버리 주기 내에 디스커버리를 위해 할당된 디스커버리 자원 풀(pool)은 동일한 크기를 가지는 시간-주파수 자원 블록으로 TDM 및/또는 FDM으로 다중화될 수 있으며, 이러한 동일한 크기를 가지는 시간-주파수 자원 블록을 '디스커버리 자원(discovery resource)'으로 지칭할 수 있다.
디스커버리 자원은 하나의 UE에 의해 디스커버리 MAC PDU의 전송을 위해 사용될 수 있다. 하나의 UE에 의해 전송되는 MAC PDU의 전송은 디스커버리 주기 내(즉, 무선 자원 풀(pool))에서 연속적으로(contiguous) 혹은 비연속적(non-contiguous)으로 반복(예를 들어, 4회 반복)될 수 있다. UE는 MAC PDU의 반복되는 전송을 위해 사용될 수 있는 디스커버리 자원 세트(discovery resource set)에서 첫 번째 디스커버리 자원을 임의로 선택하고, 그 이외의 디스커버리 자원은 첫 번째 디스커버리 자원과 관련하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 일정 패턴이 미리 설정되고, UE가 첫 번째로 선택한 디스커버리 자원의 위치에 따라 그 다음의 디스커버리 자원이 미리 설정된 패턴에 따라 결정될 수 있다. 또한, UE가 MAC PDU의 반복되는 전송을 위해 사용될 수 있는 디스커버리 자원 세트 내에서 각각의 디스커버리 자원을 임의로 선택할 수도 있다.
타입2는 디스커버리 메시지 전송을 위한 자원이 단말 특정(UE specific)하게 할당된다. 타입 2는 다시 타입2A(Type-2A), 타입2B(Type-2B)로 세분화된다.
타입 2A는 eNB가 디스커버리 주기 내에서 UE가 디스커버리 메시지의 전송 시점(instance)마다 자원을 할당하는 방식이고, 타입 2B는 반정적인(semi-persistent) 방식으로 자원을 할당하는 방식이다.
타입 2B의 경우, RRC_CONNECTED UE는 RRC 시그널링을 통해 eNB에 D2D 디스커버리 메시지의 전송을 위한 자원의 할당을 요청한다. 그리고, eNB는 RRC 시그널링을 통해 자원을 할당할 수 있다. UE는 RRC_IDLE 상태로 천이할 때 또는 eNB이 RRC 시그널링을 통해 자원 할당을 철회(withdraw)할 때, UE는 가장 최근에 할당된 전송 자원을 해제한다. 이와 같이 타입 2B의 경우, RRC 시그널링에 의해 무선 자원이 할당되고, PDCCH에 의해 할당된 무선 자원의 활성(activation)/비활성(deactivation)이 결정될 수 있다.
디스커버리 메시지 수신을 위한 무선 자원 풀(pool)은 eNB에 의해 설정되고, RRC 시그널링(예를 들어, SIB(System Information Block))을 이용하여 UE에게 알려줄 수 있다.
디스커버리 메시지 수신 UE는 디스커버리 메시지 수신을 위하여 상술한 타입 1 및 타입 2의 디스커버리 자원 풀(pool) 모두 모니터링한다.
2) 직접 통신(direct communication)
D2D 직접 통신의 적용 영역은 네트워크 커버리지 안팎(in-coverage, out-of-coverage)은 물론 네트워크 커버리지 경계 영역(edge-of-coverage)도 포함한다. D2D 직접 통신은 PS(Public Safety) 등의 목적으로 이용될 수 있다.
UE 1이 직접 통신 데이터 전송의 역할을 가지는 경우, UE 1은 직접 통신 데이터를 전송하고, UE 2는 직접 통신 데이터를 수신한다. UE 1과 UE 2의 전송 및 수신 역할은 바뀔 수 있다. UE 1으로부터의 직접 통신 전송은 UE 2와 같은 하나 이상의 UE(들)에 의해 수신될 수 있다.
D2D 디스커버리와 D2D 통신은 서로 연계되지 않고 독립적으로 정의될 수 있다. 즉, 그룹캐스트(groupcast) 및 브로드캐스트(broadcast) 직접 통신에서는 D2D 디스커버리가 요구되지 않는다. 이와 같이, D2D 디스커버리와 D2D 직접 통신이 독립적으로 정의되는 경우, UE들은 인접하는 UE를 인지할 필요가 없다. 다시 말해, 그룹캐스트 및 브로드캐스트 직접 통신의 경우, 그룹 내 모든 수신 UE가 서로 근접할 것을 요구하지 않는다.
D2D 직접 통신 데이터를 전송하는 채널로 물리 사이드 링크 공유 채널(PSSCH: Physical Sidelink Shared Channel)이 정의될 수 있다. 또한, D2D 직접 통신을 위한 제어 정보(예를 들어, 직접 통신 데이터 전송을 위한 스케줄링 승인(SA: scheduling assignment), 전송 형식 등)를 전송하는 채널로 물리 사이드 링크 제어 채널(PSCCH: Physical Sidelink Control Channel)이 정의될 수 있다. PSSCH 및 PSCCH는 PUSCH 구조를 재이용할 수 있다.
D2D 직접 통신을 위한 자원 할당 방법은 두 가지의 모드(mode 1, mode 2)가 이용될 수 있다.
모드 1은 eNB가 UE가 D2D 직접 통신을 위한 데이터 또는 제어 정보를 전송하기 위하여 사용하는 자원을 스케줄링 하는 방식을 말한다. in-coverage에서는 모드 1이 적용된다.
eNB은 D2D 직접 통신에 필요한 자원 풀(pool)을 설정한다. 여기서, D2D 통신에 필요한 자원 풀(pool)은 제어 정보 풀과 D2D 데이터 풀로 구분될 수 있다. eNB가 PDCCH 또는 ePDCCH를 이용하여 송신 D2D UE에게 설정된 풀 내에서 제어 정보 및 D2D 데이터 전송 자원을 스케줄링하면 송신 D2D UE는 할당된 자원을 이용하여 제어 정보 및 D2D 데이터를 전송한다.
전송 UE는 eNB에 전송 자원을 요청하고, eNB는 제어 정보와 D2D 직접 통신 데이터의 전송을 위한 자원을 스케줄링한다. 즉, 모드 1의 경우, 전송 UE는 D2D 직접 통신을 수행하기 위하여 RRC_CONNECTED 상태에 있어야 한다. 전송 UE는 스케줄링 요청을 eNB에 전송하고, 이어 eNB가 전송 UE에 의해 요청되는 자원의 양을 결정할 수 있도록 BSR(Buffer Status Report) 절차가 진행된다.
수신 UE들은 제어 정보 풀을 모니터링하고, 자신과 관련된 제어 정보를 디코딩하면 해당 제어 정보와 관련된 D2D 데이터 전송을 선택적으로 디코딩할 수 있다. 수신 UE는 제어 정보 디코딩 결과에 따라 D2D 데이터 풀을 디코딩하지 않을 수도 있다.
모드 2는 UE가 D2D 직접 통신을 위한 데이터 또는 제어 정보를 전송하기 위하여 자원 풀(pool)에서 특정 자원을 임의로 선택하는 방식을 말한다. out-of-coverage 및/또는 edge-of-coverage에서 모드 2가 적용된다.
모드 2에서 제어 정보 전송을 위한 자원 풀(pool) 및/또는 D2D 직접 통신 데이터 전송을 자원 풀(pool)은 미리 설정(pre-configured)되거나 반정적으로(semi-statically) 설정될 수 있다. UE는 설정된 자원 풀(시간 및 주파수)를 제공 받고, 자원 풀에서 D2D 통신 전송을 위한 자원을 선택한다. 즉, UE는 제어 정보를 전송하기 위하여 제어 정보 자원 풀에서 제어 정보 전송을 위한 자원을 선택할 수 있다. 또한, UE는 D2D 직접 통신 데이터 전송을 위해 데이터 자원 풀에서 자원을 선택할 수 있다.
D2D 브로드캐스트 통신에서, 제어 정보는 브로드캐스팅 UE에 의해 전송된다. 제어 정보는 D2D 직접 통신 데이터를 운반하는 물리 채널(즉, PSSCH)과 관련하여 데이터 수신을 위한 자원의 위치를 명시적으로(explicit) 및/또는 묵시적으로(implicit) 지시한다.
3) 동기화(synchronization)
D2D 동기 신호(또는 사이드 링크 동기 신호)는 UE 가 시간-주파수 동기를 획득하기 위하여 이용될 수 있다. 특히, 네트워크 커버리지 밖의 경우 eNB의 제어가 불가능하므로 UE 간 동기 확립을 위한 새로운 신호 및 절차가 정의될 수 있다.
D2D 동기 신호를 주기적으로 전송하는 UE를 D2D 동기 소스(D2D Synchronization Source)로 지칭할 수 있다. D2D 동기 소스가 eNB인 경우, 전송되는 D2D 동기 신호의 구조는 PSS/SSS와 동일할 수 있다. D2D 동기 소스가 eNB가 아닌 경우(예를 들어, UE 또는 GNSS(Global Navigation Satellite System) 등) 전송되는 D2D 동기 신호의 구조는 새롭게 정의될 수 있다.
D2D 동기 신호는 40ms 보다 작지 않은 주기를 가지고 주기적으로 전송된다. 단말 별로 다중의 물리 계층 사이드 링크 동기화 식별자(physical-layer sidelink synchronization identity)를 가질 수 있다. D2D 동기 신호는 프라이머리 D2D 동기 신호(또는 프라이머리 사이드 링크 동기 신호)와 세컨더리 D2D 동기 신호(또는 세컨더리 사이드 링크 동기 신호)를 포함한다.
D2D 동기 신호를 전송하기 전에, 먼저 UE는 D2D 동기 소스를 탐색할 수 있다. 그리고, D2D 동기 소스가 탐색되면, UE는 탐색된 D2D 동기 소스로부터 수신된 D2D 동기 신호를 통해 시간-주파수 동기를 획득할 수 있다. 그리고, 해당 UE는 D2D 동기 신호를 전송할 수 있다.
이하에서는 명료성을 위해 D2D 통신에 있어서 2개의 장치들 간의 직접 통신을 예로 들어 설명하지만, 본 발명의 범위가 이에 제한되는 것은 아니고, 2 이상의 복수의 장치들 간의 D2D 통신에 대해서도 본 발명에서 설명하는 동일한 원리가 적용될 수 있다.
D2D discovery 방식 중에 하나로 모든 UE가 분산적인 방식에 의해서 discovery를 수행하도록 하는 방식(이하, '분산적 discovery'라고 지칭한다.)이 있다. 분산적으로 D2D discovery를 수행하는 방식은 centralized 방식처럼 한곳에서(예를 들어, eNB, UE 또는 D2D 스케줄링 장치 등) 자원 선택을 결정하는 것이 아니며, 모든 UE들이 분산적으로 스스로 판단해서 discovery 자원을 선택하고 discovery 메시지를 송신 및 수신을 하는 방식을 의미한다.
이하, 본 명세서에서는 D2D discovery를 위해서 단말들이 주기적으로 보내는 신호(또는 메시지)를 discovery 메시지, discovery 신호, 비콘 (beacon) 등으로 지칭할 수 있다. 이하, 설명의 편의를 위해 discovery 메시지로 통칭한다.
분산적 discovery에서는 UE가 discovery 메시지를 송신 및 수신하기 위한 자원으로서 셀룰러 자원과는 별도로 전용 자원이 주기적으로 할당될 수 있다. 이에 대하여 아래 도 17을 참조하여 설명한다.
도 16은 본 명세서에서 제안하는 방법들이 적용될 수 있는 디스커버리 자원이 할당되는 프래임 구조의 일례를 나타낸다.
도 16을 참조하면, 분산적 discovery 방식에서는 전체 셀룰러 상향링크 주파수-시간 자원 중에서 discovery를 위한 discovery subframe(즉, 'discovery 자원 풀')(1601)이 고정적으로(또는 전용적으로) 할당되고, 나머지 영역은 기존의 LTE 상향링크 WAN(wide area network) 서브프레임 영역(1603)으로 구성된다. discovery 자원 풀은 하나 이상의 서브프레임으로 구성될 수 있다.
discovery 자원 풀은 일정 시간 간격(즉, 'discovery 주기')으로 주기적으로 할당될 수 있다. 또한, discovery 자원 풀은 하나의 discovery 주기 내에서 반복하여 설정될 수 있다.
도 16의 경우, 10 sec 의 discovery 주기를 가지고 discovery 자원 풀이 할당되고, 각각의 discovery 자원 풀은 64 개의 연속적인 서브프레임이 할당되는 예를 나타낸다. 다만, discovery 주기 및 discovery 자원 풀의 시간/주파수 자원의 크기는 이에 한정되지 않는다.
UE는 전용적으로 할당된 discovery 풀 내에서 자신의 discovery 메시지를 전송하기 위한 자원(즉, 'discovery 자원')을 자체적으로 선택하고, 선택된 자원을 통해 discovery 메시지를 전송한다. 이에 대하여 아래 도 17을 참조하여 설명한다.
도 17은 본 명세서에서 제안하는 방법들이 적용될 수 있는 디스커버리 과정을 간략히 예시한 도면이다.
도 16 및 도 17을 참조하면, discovery 방식은 크게 discovery 메시지 전송을 위한 자원 센싱(sensing)(S1701), discovery 메시지 전송을 위한 자원 선택(S1703), discovery 메시지 송신 및 수신(S1705), 이와 같은 3단계 절차로 구성된다.
먼저, discovery 메시지 전송을 위한 자원 센싱 단계(S1701)에서, D2D discovery를 수행하는 모든 UE들은 분산적인 방식으로(즉, 자체적으로) D2D discovery 자원의 1 주기(period)(즉, discovery 자원 풀)동안 discovery 메시지를 전부 수신(즉, 센싱)한다. 예를 들어, 도 16에서 상향링크 대역폭이 10MHz라고 가정하면, 모든 UE는 K=64 msec (64개의 서브프레임) 동안 N=44 RB (전체 상향링크 대역폭은 10MHz 이므로 총 50개의 RB에서 PUCCH 전송을 위해 6개의 RB가 이용된다.)에서 전송되는 discovery 메시지를 전부 수신(즉, 센싱)한다.
그리고, discovery 메시지 전송을 위한 자원 선택 단계(S1703)에서, UE는 센싱한 자원들 중에서 낮은 에너지 레벨의 자원들을 분류하고 그 중 일정 범위 내에서(예를 들어, 하위 x% (x=임의의 정수, 5, 7, 10, ...) 내에서) discovery 자원을 랜덤하게 선택한다.
discovery 자원은 동일한 크기를 가지는 하나 이상의 자원 블록으로 구성될 수 있으며, discovery 자원 풀 내에서 TDM 및/또는 FDM으로 다중화될 수 있다.
그리고, 마지막 절차인 discovery 메시지 전송 및 수신 단계(S1705)에서, UE는 discovery 한 주기 후에(도 16의 예시에서 P=10초 후) 선택된 discovery 자원을 기반으로 discovery 메시지를 송수신하며, 이후의 discovery 주기에서는 랜덤한 자원 호핑(hopping) 패턴에 따라서 주기적으로 discovery 메시지를 송수신한다.
이러한, D2D discovery 절차는 UE가 eNB와 연결이 있는 RRC_CONNECTED 상태에서도 진행될 뿐만 아니라 eNB와 연결이 없는 RRC_IDLE 상태에서도 계속 수행된다.
위와 같은 discovery 방식을 고려하면, 모든 UE들은 주위의 UE들이 전송하고 있는 모든 자원들(즉, discovery 자원 풀)을 sensing 하고 그 중에서 일정 범위(예를 들어, 하위 x%내)에서 랜덤하게 discovery 자원을 선택한다.
이하에서, 본 명세서에서 제안하는 D2D 제어 정보 및/또는 D2D 데이터 전송 방법에 대해 도 18 내지 도 29를 참조하여 구체적으로 살펴보기로 한다.
앞서 살핀 것처럼, D2D는 사이드링크(sidelink)로 표현될 수 있다.
또한, D2D 제어 정보는 사이드링크 제어 정보(Sidelink Control Information:SCI)로 표현될 수 있으며, 상기 D2D 제어 정보는 PSCCH(Physical Sidelink Control Channel)을 통해 송수신될 수 있다.
또한, D2D 데이터는 PSSCH(Physical Sidelink Shared Channel)를 통해 송수신될 수 있으며, 상기 D2D 데이터 송수신은 PSSCH 송수신으로 표현될 수 있다.
단말간 직접 통신을 수행함에 있어, D2D 단말에서 D2D 데이터(data)를 복조하기 위해서는 D2D 제어 정보(control information)이 정의되어야 한다.
살핀 것처럼, 상기 D2D 제어 정보는 SCI로 표현될 수 있으며, 이하에서는 혼용하기로 한다.
여기서, 상기 D2D 제어 정보는 상기 D2D 데이터를 전달하는 D2D 통신 채널(communication channel)과는 별개의 채널(또는 별개의 신호로) 전송될 수 있다.
살핀 것처럼, 상기 D2D 통신 채널은 PSSCH로 표현될 수 있으며, 이하에서는 혼용하기로 한다.
또한, 이하에서 설명하는 방법들은 D2D discovery message를 전달하기 위해 필요한 제어 정보를 별도로 전송하게 되는 경우에도 동일하게 적용될 수 있다.
상기 D2D 제어 정보는 NDI(new data indicator), RA(resource allocation or resource configuration), MCS(modulation and coding scheme/set), RV(redundancy version), Tx UE ID 등과 같은 정보의 일부 또는 전체를 포함할 수 있다.
상기 D2D 제어 정보는 도 15의 D2D 통신이 적용되는 시나리오에 따라 상기 D2D 제어 정보에 포함되는 정보들의 조합이 다르게 구성될 수 있다.
일반적으로, 제어 정보(control information: CI)는 데이터 채널(data channel)을 복조하는데 활용되기 때문에, 상기 제어 정보는 상기 data channel에 앞서 decoding되어야 한다.
따라서, 상기 제어 정보를 수신하는 단말들은 상기 제어 정보가 전송되는 시간 및 주파수 자원의 위치와 상기 데이터 채널의 복조에 필요한 관련 파라미터를 사전에 알고 있어야 한다.
예를 들어, LTE(-A) 시스템에서 PDCCH의 경우, 매 서브프레임의 특정 심볼들 중에 특정 위치로 전송될 것임을 단말이 알 수 있도록 UE ID 기반의 hashing 함수를 전송단(예: 기지국) 및 수신단(예: 단말)이 공통으로 사용하고 있다.
또한, LTE(-A) 시스템에서 BCH의 경우, 40ms 주기로 특정 SF(Subframe)의 특정 심볼에 system information이 전달된다는 사실을 사전에 기지국과 단말이 공유하고 있다.
살핀 것처럼, 단말에서 상기 제어 정보를 제대로 획득하기 위해서는 사전에 상기 단말에게 충분한 상기 제어 정보의 복조 관련 정보(또는 파라미터)가 전달되어야 한다.
마찬가지로, D2D 통신을 지원하는 시스템에서 D2D 단말이 D2D 제어 정보를 성공적으로 복조하기 위해서는 상기 D2D 제어 정보의 전송과 관련된 파라미터가 사전에 D2D 단말과 공유되어야 한다.
상기 D2D 제어 정보의 전송과 관련된 파라미터는 일 예로, subframe/slot index, symbol index 또는 RB index 등일 수 있다.
또한, 상기 D2D 제어 정보의 전송과 관련된 파라미터는 특정 포맷의 DCI일 수 있으며, 기지국으로부터 또는 다른 D2D 단말로부터 PDCCH를 통해 획득될 수 있다.
상기 특정 포맷의 DCI는 새롭게 정의되는 DCI 포맷을 의미하는 것으로 일 예로, DCI format 5일 수 있다.
일 실시 예로서, 상기 D2D 제어 정보는 D2D subframe(D2D 전송을 위해 지정된 subframe)으로 지정된 모든 subframe에서 또는 상기 모든 subframe 중 특정 index를 갖는 일련의 subframe(a set of subframe 또는 subframe set)에서 또는 특정 주기를 갖는 subframe set에서 전송되도록 지정될 수 있다.
이러한 잠재적인 D2D 제어 정보의 전송 subframe 또는 subframe set은 사전에 단말에게 (higher layers) signaling을 통해서 또는 단말 고유의 정보(UE ID 등)에 기반해서, 단말이 스스로 계산할 수 있도록 하는 방식으로 단말에게 미리 인지될 수 있다.
또한, D2D data channel이 전달되는 자원 영역과 D2D control information이 전달되는 자원 영역은 시간 영역에서 서로 다르게 구성될 수 있다.
즉, 상기 D2D control information은 지정된 시간 단위로 즉, 주기적으로 (또는 지정된 시간-주파수 영역 패턴으로 hopping하면서) 전송되게 하고, 상기 D2D data channel은 상기 D2D control information이 지시하는 자원 영역에서만 전달되도록 정의할 수 있다.
이 방법은 D2D control information과 D2D data를 함께 전송하는 방식과 달리 상기 D2D control information을 전송하는 경우와 D2D data를 전송하는 경우를 독립적으로 운영하는 것을 의미한다.
구체적으로, 상기 D2D control information과 D2D data를 분리 전송하는 경우는 (1) D2D control information과 D2D data에 적용되는 파라미터 (scrambling, CRC, CRC masking, demodulation sequence generation parameter등)를 독립적으로 설정하거나 또는 (2) D2D data에 적용되는 parameter를 D2D control information을 통해서 indication 해주는 것이다.
(2)의 경우, D2D 단말은 상기 D2D control information이 전송되기로 한 잠재적인(potential) 자원(subframe 또는 subframe set)에서 잠재적인 parameter를 사용하여 상기 D2D control information에 대한 monitoring 및 decoding을 시도하고(e.g. explicit or blind decoding), 상기 잠재적인 자원 이외의 자원 영역에서는 상기 D2D control information에 대한 decoding 시도를 하지 않게 된다.
이를 통해, 단말의 전력 소모를 줄일 수 있게 되는 효과가 있다.
또한, 단말에서 D2D data를 복조하는 경우에도 상기 D2D control information을 통해 획득된 parameter와 D2D data 자원 영역 정보를 활용하여 단말은 지정된 시점에서 지정된 정보만을 복조하면 되기 때문에, 단말의 전력 소모를 줄일 수 있게 되는 효과가 있다.
이하에서는 앞서 살펴본 방법들을 구현하기 위한 일 실시 예로서, D2D control information을 획득하기 위해 단말들이 특정 시점에서 특정 자원 영역을 blind search(decoding)하고, 각 단말에게 matching되는 D2D control information을 decoding하는 방식을 살펴보기로 한다.
여기서, 각 단말의 D2D control information의 matching 여부는 UE specific information 기반으로 또는 UE-group specific(UE-group common) information 기반으로 구현할 수 있다.
즉, D2D control information에 UE specific scrambling 또는 CRC masking을 적용하여 해당 단말만 상기 D2D control information을 (blind) decoding하게 하거나 또는 다수의 단말들(group 또는 전체)가 모두 상기 D2D control information을 decoding하도록 UE-group common scrambling 또는 CRC masking을 적용할 수도 있다.
따라서, 단말 또는 단말 group은 decoding에 성공한 D2D control information으로부터 D2D data 복조에 관련된 정보를 얻을 수 있다.
상기 D2D control information(또는 SCI)이란 D2D control information에 포함된 explicit 정보뿐만 아니라 D2D control channel(PSCCH)에 사용된 parameter(여기는 사전에 정해진 parameter 뿐만 아니라 주어진 D2D control channel set에서 blind search를 통해서 얻어낸 parameter도 포함)를 포함한다.
상기 D2D control channel에 사용된 parameter는 scrambling, CRC masking, 사용 자원 정보, reference signal related parameters 등일 수 있다.
따라서, 이를 통해 D2D data에 대해 단말이 굳이 blind decoding을 하지 않도록 구현할 수 있게 된다.
정리하면, 단말 또는 단말 group은 D2D control information을 얻기 위해서 각자의 고유 정보를 활용하거나 또는 사전에 (higher layers) signaling된 정보에 기반해서, 상기 D2D control information을 특정 시점에 특정 파라미터를 통해 blind decoding을 수행한다.
상기 blind decoding 수행을 통해, 상기 단말 또는 단말 그룹은 data 복조에 관련된 scheduling information과 D2D control channel(또는 control information)의 생성 및 전송에 사용된 각종 parameter를 함께 획득할 수 있다.
따라서, 단말은 상기 D2D control channel 관련 paramter와 decoding된 scheduling information를 활용하여 D2D data channel의 decoding 및 demodulation에 사용하게 된다.
여기서, 상기 D2D data channel은 PSSCH(Physical Sidelink Shared Channel)로 표현될 수 있다.
상기 scheduling information은 D2 data를 복조하기 위해 필요한 자원 할당 정보, NDI, MCS, Tx UE id 등과 같은 explicit 정보를 말할 수 있다.
또한, 앞서 살핀 바와 같이 상기 scheduling information은 SCI(Sidelink Control Information)로 표현될 수 있다.
단말은 D2D control channel(또는 PSCCH)에 대해서 blind search를 통한 parameter를 그대로 사용하거나 또는 상기 parameter에 기반해서 생성된 new parameter를 D2D data channel(PSSCH)의 생성에 사용하기 때문에, 상기 단말은 D2D data channel에 대해서 D2D control channel에 대해서 수행된 것과 같은 parameter blind search를 수행할 필요가 없게 된다.
또 다른 실시 예로서, D2D control channel과 D2D data channel이 동일한 subframe에 전송되게 하되(단말 또는 단말 group 측면에서), 시간 상의 주기가 다르게 설정되도록 구현하는 것도 가능하다.
즉, 단말은 특정 subframe에서 D2D control channel을 blind decoding하고, 그 정보에 기반하여 동일한 subframe의 D2D data를 복조하는 방법이다.
여기서, 단말은 D2D data에 대해서는 blind decoding을 수행하지 않을 것을 가정한다.
대신, 상기 단말이 D2D control channel에 대해서만 blind decoding을 부여하여 해당 subframe에서 blind decoding complexity를 D2D control channel에만 의존하도록 구현할 수 있다.
즉, 상기 단말은 해당 subframe에서 D2D control information에 대해서만 blind decoding을 수행하는 것이다.
단말이 D2D data에 대한 blind decoding을 수행해야 할 경우, D2D control information과 D2D data가 동일한 subframe에서 함께 전송되는 경우, 단말의 blind decoding trial이 급증하게 되는 문제가 발생할 수 있다.
이럴 경우, 특정 subframe에서 blind decoding을 통해 D2D control information을 검출할 수 있는 단말의 수가 제한될 수 있다.
즉, D2D control information과 D2D data의 전송 주기 등이 고정되어 있을 경우, 서로의 주기에 따라서 어떤 상황에서는 D2D control information과 D2D data가 동일한 subframe에 함께 전송되는 경우가 발생할 수 있다.
이 경우, 해당 subframe에서의 blind decoding trial에 대해 제한이 있는 경우, D2D control information 및/또는 D2D data channel의 blind decoding trial을 줄여야 하는 상황에 직면할 수 있다.
따라서, 이러한 문제를 경감하기 위해서, 단말의 blind decoding을 D2D control channel에만 도입하여 blind decoding complexity의 variation으로 인한 blind decoding trial에 대한 limitation을 방지할 수 있다.
또한, blind decoding을 D2D control channel에만 도입함으로써, D2D data channel에 대한 scheduling 자유도가 더 커질 수 있는 효과가 있다.
즉, D2D control information과 D2D data가 동일한 subframe에 위치해도 D2D control channel에만 blind decoding을 적용하는 경우, blind decoding complexity에 대한 limitation이 없게 된다.
따라서, D2D control channel이 특정 subframe에서 주기적으로 전송되고 있을 경우에도 D2D data channel의 전송을 위한 subframe 결정 시, 상기 D2D control channel이 전송되는 subframe을 피해서 할당하지 않아도 된다.
D2D control channel의 경우, 한 번 검출되고 상기 D2D control channel과 associated된 D2D data의 전송이 이후 특정 subframe에 전송된다고 가정하면, D2D data가 전송될 subframe까지의 시간 구간 동안 D2D control channel 전송 기회 subframe에서(D2D control channel 전송 주기 또는 PSCCH Period)에서 다시 D2D control information을 전송을 하지 않아도 된다.
마찬가지로, 단말 입장에서 D2D control channel을 blind decoding하고, 상기 D2D control information이 지시하는 D2D data subframe까지는 추가적으로 D2D control channel blind decoding (monitoring)을 수행하지 않도록 사전에 정할 수 있다.
이를 통해, 단말은 전력 소모를 줄일 수 있게 된다. 이는 단말 별로 각각 다르게 설정될 수도 있다.
각 단말 별로 D2D control channel을 전송하는 주기(또는 PSCCH Period) 및 subframe offset이 다르게 주어지는 경우, 각 단말 별로 D2D control information의 monitoring을 하지 않아도 되는 subframe을 알 수 있게 된다.
즉, 각 단말은 특정 subframe에서 D2D control information을 blind decoding하게 되면, 자신의 D2D control information의 monitoring subframe 주기 및 offset을 고려해서 얼마 동안 DRX(Discontinuous Reception) 또는 DTX(Discontinuous Transmission)를 수행해야 하는지 알 수 있게 된다.
단말은 D2D control information (i.e. scheduling assignment)을 수신하여 복조하고 나서, 해당 subframe index, 단말 ID, D2D control information에 실려 있는 특정 비트 값, D2D control information subframe 주기 정보(PSCCH Period) 등을 적절하게 활용하여 얼마 동안 D2D control information을 monitoring 하지 않아도 되는지 즉, DTX해도 되는지 계산할 수 있다.
도 18은 본 명세서에서 제안하는 D2D 제어 정보 및 D2D 데이터 송수신 방법의 일 예를 나타낸 도이다.
도 18에서, C1은 UE 1(또는 UE-group 1)에 할당된 D2D 자원 중에서 D2D control information을 전송하기 위해 사용되는 자원을 나타낸다.
상기 C1(1801)은 (E-)PDCCH, SIB, preconfigured, relaying by UE 등을 통해 획득될 수 있다.
일 예로, 단말은 PDCCH를 통해 전송되는 DCI format 5를 통해 상기 C1(또는 SCI format 0)을 획득할 수 있다.
또한, 상기 C1의 주기는 period #1에 해당된다.
C2(1802)는 UE 2(또는 UE-group 2)에 할당된 D2D 자원 중에서 D2D control information을 전송하기 위해 사용되는 자원을 나타낸다.
상기 C2의 주기는 period #2에 해당된다.
상기 C1 및 C2의 주기는 각각 PSCCH period #1 및 PSCCH period #2로 표현될 수 있다
도 18에서, 첫 번째 C1 정보는 D2D data #1(1803)의 전송 관련 parameter를 나타내는 것으로, D2D data #1의 복조를 위해 수신 단말에서 필요한 각종 정보(e.g. DM RS sequence, MCS, RA등의 scheduling information)를 나타낸다.
또한, 첫 번째 C2 정보는 D2D data #2(1804)의 전송 관련 parameter를 나타내는 것으로, D2D data #2의 복조를 위해 수신 단말에서 필요한 각종 정보(e.g. scheduling information)를 나타낸다.
도 18에서, 두 번째 C1(1805) 및 C2 정보(1086)는 첫 번째 D2D data #1(1803) 및 D2D data #2(1804) 이후에 오는 즉, 두 번째 Data #1 및 Data #2(1807)와 연관된 parameter(scheduling information 등)를 나타낸다.
각 단말은 자신이 monitoring 해야하는 D2D control information의 subframe 위치를 사전에 알고 있기 때문에, 해당 subframe에 대해서 각 단말에 해당하는 D2D control information에 대한 blind decoding을 수행한다.
도 19는 본 명세서에서 제안하는 D2D 제어 정보 및 D2D 데이터 송수신 방법의 또 다른 일 예를 나타낸 도이다.
도 19의 경우, 단말은 C1(1901)을 blind decoding하여, 상기 C1과 관련된 D2D data(D2D data #1)가 D2D data #1 subframe(1902)에 전달됨을 알 수 있다.
또한, 상기 단말은 상기 C1 이후에 D2D control information 전송 목적으로 주기적으로 예약된(또는 할당된) 서브프레임(1903)에 C1이 없음을 미리 아는 경우, 상기 단말은 상기 예약된 서브프레임(1903)을 monitoring 또는 blind decoding하지 않고 skip할 수 있다.
즉, 도 19는 C1과 data #1 사이에 존재하는 주기적으로 예약된 subframe에서 단말이 D2D control information에 대한 추가적인 monitoring 및 blind decoding을 수행하지 않는 것을 나타낸다.
이는 단말이 D2D control information에 대한 monitoring 및 blind decoding을 특정 서브프레임에서 수행할 필요가 없음을 사전에 알 수 있기 때문에, 전력 소모를 줄이기 위해서 상기 특정 서브프레임에서 DTX 동작을 수행하는 것으로 간주될 수 있다.
도 20은 본 명세서에서 제안하는 D2D 제어 정보 및 D2D 데이터 송수신 방법의 또 다른 일 예를 나타낸 도이다.
앞서 살핀 도 19의 경우, C1과 data #1 사이에 존재하는 주기적으로 예약된 모든 subframe에 대해서 단말이 blind decoding을 skip하는 것을 보았다.
이와 달리, 도 20은 D2D 제어 정보와 상기 D2D 제어 정보가 지시하는 D2D데이터 서브프레임 사이에 D2D 제어 정보 전송용으로 예약된 D2D 제어 정보 서브프레임이 존재하는 경우, 상기 예약된 D2D 제어 정보 서브프레임 모두에 대해서 단말의 blind decoding을 skip하는 것이 아니라, 사전에 약속된 조건 맞는 경우에만 상기 예약된 D2D 제어 정보 서브프레임을 monitoring subframe에서 제외하는 방법을 나타낸다.
도 20에 도시된 바와 같이, 단말은 C11(2001)과 C13(2003)에서 blind decoding을 수행하고, C12(2002)에서는 blind decoding을 skip하는 것을 볼 수 있다.
즉, C11(2001)과 data #11(2004) 사이에 있는 모든 candidate D2D control information의 monitoring subframe(C11, C12, C13)을 skip하는 것은 아니다.
예를 들어, C11(2001)과 data #11(2004) 사이에 존재하는 candidate subframe 중에서 마지막 subframe(C13,2003)은 blind decoding을 위해서 monitoring을 수행한다.
또는, D2D control information(또는 scheduling information) subframe과 D2D data 전송 subframe 사이에 N 개의 D2D control information candidate subframe이 존재할 경우, 마지막 부분에 위치하는 K개의 candidate subframe에 대해서는 blind decoding의 skip을 수행하지 않는 것으로 정의할 수 있다.
여기서, 상기 k 값은 시스템 운영 등에 따라서 configure될 수 있다.
또는, D2D control information subframe이 D2D 전송에 사용되는 subframe과 D2D 수신에 사용되는 subframe (half-duplex 제약으로 동시에 송수신이 불가능하기 때문에 서로 구분되는 두 종류의 subframe이 존재할 경우)으로 구별되는 경우, D2D 송신에 사용되는 subframe에서만 blind decoding skip 규칙을 적용할 수도 있다.
만약, D2D 전송에 사용되는 subframe과 D2D 수신에 사용되는 subframe에 대한 구분이 없는 경우, 두 타입(D2D 전송 및 D2D 수신)의 subframe 모두를 고려해서 blind decoding skip 규칙을 적용할 수도 있다.
또는, D2D control information의 유효 기간(valid period)이 존재하는 경우, 단말은 상기 유효 기간 동안에는 추가적인 D2D control information이 도착하지 않는다고 가정함으로써, D2D control information subframe과 D2D data subframe 사이에 도착하는 D2D control information을 무시 즉, blind decoding skip을 적용할 수 있다.
또한, 상기 D2D control information subframe은 다수의 단말들이 함께 사용한다고 가정하는 경우, 각 단말은 상기 D2D control information subframe 중에서 자신이 monitoring 해야 하는 subframe을 자신의 ID, D2D subframe index 등의 다른 파라미터를 활용하여 계산할 수 있다.
여기서, 각 단말이 자신의 D2D control information subframe을 계산하는 방법은 단말이 UE ID 및 그 외 parameter를 활용해서 자신이 monitoring 해야 하는 paging subframe 즉, sleep mode에서 깨어나서 반드시 수신을 해야하는 subframe index를 계산하는 방법과 유사하게 계산할 수 있다.
도 21은 본 명세서에서 제안하는 D2D 전송 모드에 따른 D2D 제어 정보 설정 방법의 일 예를 나타낸 도이다.
도 21은 두 종류의 D2D 자원 할당 방식 즉, 두 종류의 전송 모드(transmission mode 1, tansmission mode 2)가 함께 사용되는 경우에 각 D2D 자원 할당 방식으로 할당된 자원들 중 일부 자원을 공통 자원으로 configuration을 하는 것을 나타낸다.
도 21a는 in-coverage 시나리오 즉, transmission mode 1에서의 D2D제어 정보의 자원 할당을 나타내고, 도 21b는 partial 또는 out-coverage 즉, transmission mode 2에서의 D2D 제어 정보의 자원 할당을 나타낸다.
transmission mode 1에서의 제어 정보의 자원은 C1 또는 C2로 표시되었으며, transmission mode 2에서의 제어 정보의 자원은 P 또는 S로 표시된 것을 볼 수 있다.
도 21에 도시된 바와 같이, C1과 P 자원은 서로 같은 시간 and/or 주파수 자원에서 alignment 되도록 설정된 것을 볼 수 있다.
즉, C1과 P 자원이 공통 자원으로(e.g. cell specific, UE-group-specific) 설정된 경우를 나타낸다.
도 21의 자원 구성은 단말이 자원 할당 방식을 switching할 경우, 단말이 상기 공통 자원 subframe을 D2D control channel을 monitoring 해야 하는 fallback subframe으로 사용할 수 있다.
즉, 서로 다른 자원 할당 방식에서 설정되는 공통 자원은 단말이 자원 할당 방식의 mode switching 시 의무적으로 monitoring 해야 하는 D2D control information을 전달하는 candidate subframe을 의미할 수 있다.
따라서, transmission mode 1로 자원을 할당 받은 단말들이나 transmission mode 2로 자원을 할당 받은 단말들 모두 공통 자원에 해당하는 P 자원 또는 C1 자원에 대해 blind decoding을 수행해야 한다.
여기서, 셀 내의 단말들은 서로 다른 자원 할당 방식 즉, transmission mode를 가질 수 있으며, 하나의 단말은 두 가지 transmission mode를 가지도록 자원이 configure될 수도 있다.
상기 transmission mode 1 및 transmission mode 2는 D2D communication의 자원 할당 방식만을 의미하는 것은 아니며, D2D discovery의 자원 할당 방식을 나타내는 개념일 수 있다.
즉, 하나의 단말 관점에서 D2D discovery 자원이 transmission mode 1로 설정되고, D2D communication 자원이 transmission mode 2로 설정될 수 있으며, 이와 반대로 설정될 수도 있다.
물론, 다수의 단말들 관점에서 transmission mode 1, transmission mode 2 및 D2D discovery, D2D communication 조합이 다양하게 구성되는 경우도 가능하다.
이 경우, transmission mode 1 또는 transmission mode 2에서 default resource set 또는 common resource set 개념을 정의함으로써, 사전에 지정된 단말(단말 group 또는 셀 전체 단말 또는 D2D enabled 단말 전체)는 상기 common resource set을 반드시 monitoring 하도록 정의할 수 있다.
다음으로, 본 명세서에서 제안하는 D2D 통신에서 scheduling grant(DCI, SG), scheduling assignment(SA) 및 D2D data 전송 사이의 타이밍 관계(timing relation)에 대해 구체적으로 살펴보기로 한다.
이하에서 사용되는 scheduling grant(SG)는 기지국에서 D2D 단말로 전송하는 DCI(Downlink Control Information)를 나타내는 것으로서, D2D 통신과 관련된 parameter를 의미할 수 있다.
상기 scheduling grant는 PDCCH/EPDCCH를 통해 전송될 수 있으며, DCI format 5로 표현될 수도 있다.
또한, 상기 scheduling assignment(SA)는 D2D control information을 나타낼 수 있으며, D2D data 송수신을 위한 자원 할당 정보를 포함하여 D2D 단말 간 송수신하는 제어 정보를 의미할 수 있다.
상기 scheduling assignment(SA)는 PSCCH를 통해 전송될 수 있으며, SCI format 0으로 표현될 수도 있다.
먼저, D2D data 전송을 위해 사용되는 자원 및 D2D data 전송 관련 scheduling information을 전송하는 Scheduling Assignment(SA) 전송을 위해 사용되는 자원을 단말에게 알려주는 방법과 관련된 사항에 대해 아래 표 3을 참고하여 살펴보기로 한다.
또한, 아래 표 5에서 설명되는 방법은 일 실시 예로서, 아래 표 5의 방법 이외에도 다른 방법들을 통해 D2D data 전송 및 SA 전송을 수행하는 것도 가능하다.
| Signaling methods Resource Allocation |
Resource (or Resource Pool) indication methods(to be used for the following transmission) | ||
| Being transmitted Scenarios |
For Scheduling Assignment | For Data communication | |
| Mode 1 (eNB schedules) |
In-coverage | SIB (or (E)PDCCH) (This can be triggered by D2D scheduling request (D-SR)) |
SIB (or (E)PDCCH) (This can be triggered by D2D scheduling request (D-SR)) |
| Edge-of-coverage | Via other forwarding UE(s) SIB or other sig. forwarding |
Via other forwarding UE(s) SIB or other sig. forwarding |
|
| Out-coverage | Pre-configured or other | Pre-configured or other | |
| - Semi-static resource pool restricting the available resources for data and/or control may be needed - D2D communication capable UE shall support at least Mode 1 for in-coverage |
|||
| Mode 2 (UE selects) |
In-coverage | SIB (or (E)PDCCH) | SIB (or (E)PDCCH) |
| Edge-of-coverage | Via other forwarding UE(s) SIB or other sig. forwarding |
Via other forwarding UE(s) SIB or other sig. forwarding |
|
| Out-coverage | Pre-configured or other | Pre-configured or other | |
| - The resource pools for data and control may be the same - Semi-static and/or pre-configured resource pool restricting the available resources for data and/or control may be needed - D2D communication capable UE shall support Mode 2 for at least edge-of-coverage and/or out-of-coverage |
|||
표 5에서, D2D 자원 할당 방식의 Mode 1 및 Mode 2는 아래와 같이 구분 될 수 있다.
From a transmitting UE perspective a UE can operate in two modes for resource allocation:
(전송 UE에서 각 UE는 자원 할당을 위해 2개의 모드에서 동작할 수 있다.)
Mode 1: eNodeB or rel-10 relay node schedules the exact resources used by a UE to transmit direct data and direct control information
(모드 1: eNodeB 또는 rel-10 relay node는 다이렉트 데이터 및 다이렉트 제어 정보를 전송하기 위해 UE에 의해 사용되는 정확한 자원을 스케쥴한다.)
Mode 2: a UE on its own selects resources from resource pools to transmit direct data and direct control information
(모드 2: UE는 다이렉트 데이터 및 다이렉트 제어 정보를 전송하기 위해 자원 풀로부터 자원을 자신이 직접 선택한다.)
표 5를 참조하면, Mode 1 및 Mode 2에서 SA 전송 및 D2D data 전송을 위해 사용되는 자원 할당은 in-coverage 시나리오의 경우, SIB를 통해서 구현할 수 있다. 즉, 기지국은 SA 전송 및 D2D data 전송을 위한 자원 할당을 SIB를 통해 단말로 알릴 수 있다.
또는, eNB의 dynamic control signal (PDCCH, EPDCCH, MAC CE)을 사용하여 scheduling assignment 및 data resource를 할당하는 것도 가능하다.
또는, 사전에 SIB로 resource pool을 할당해주고, 상기 할당된 자원 범위 내에서(시간-주파수 자원) 구체적인 자원 할당 정보(SA 자원 및 D2D data 자원)를 dynamic control signal를 통해 단말로 알려주는 것도 가능하다.
이 경우, scheduling assignment for direct communication는 direct data communication에 사용되는 구체적인 자원 할당 정보(e.g. 상대적인 위치정보, offset 정보 등 활용하여)를 전달할 수 있다.
즉, 단말은 SA 및 data 자원 pool을 SIB로 수신하고, 구체적인 SA 및 data 전송 자원을 SA를 통해서 할당받을 수 있다.
단말이 다수의 resource pool을 미리 할당받은 경우, 상기 할당받은 resource pool 중에 하나 또는 몇 개를 가리키는 용도로 SA 가 사용될 수도 있다.
상기 표 5에서, Out-coverage 시나리오의 경우, 단말은 pre-configured 또는 coverage UE로부터 전달 받은 resource configuration 정보에 기초하여 SA resource pool 및 data resource pool을 알 수 있다.
여기서, 만약 단말이 SA 및 D2D data 전송을 위한 구체적인 자원을 결정해야 하는 경우, 단말은 스스로 SA 자원을 선택할 수 있다.
이후, 상기 단말은 SA contents에 D2D data 전송과 관련하여 할당된 자원을 포함하여 D2D 수신 단말로 전송함으로써, 상기 D2D 수신 단말이 D2D data를 수신하는 자원 영역을 알 수 있도록 할 수 있다.
여기서, SA contents에 포함되는 정보를 줄이기 위해서, SA가 검출된 자원 영역 정보(time, frequency index 등)를 D2D data 자원 할당 정보의 일부분으로 활용될 수 있도록 할 수도 있다.
즉, SA 자원 관련 정보와 SA contents 정보를 함께 사용하여 최종 자원 영역을 계산하는 것이다.
예를 들어, SA (전송) 자원 관련 parameter는 D2D data 자원 영역의 시간 영역 정보(e.g. time domain parameter, subframe index)만을 얻는 데 사용되고, SA에서 전달되는 정보는 주파수 영역 정보(e.g. frequency domain parameter, RB index등)를 알려주는 용도로 활용할 수 있다.
또는, SA 자원 관련 parameter는 D2D data 자원의 절대 위치를 지정하는 데 사용하고(time, frequency index), SA contents에 포함되는 자원 할당 정보는 D2D data 자원의 상대적인 위치를 알리는데 사용할 수 있다.
또는, 상기 SA (전송) 자원 관련 parameter는 random back-off 또는 전송 확률 값 등을 알려주는 데 사용할 수도 있다.
또한, 기지국에서 D2D 송신 단말로 전송되는 Signaling contents는 direct scheduling assignment을 위한 Resource configuration, MCS 등을 포함할 수 있다.
상기 Signaling contents는 DCI(Downlink Control Information) 또는 scheduling grant(SG)로 표현될 수 있다.
이하에서, eNB dynamic control signal과 SA 전송 시간 사이의 타이밍 관계에 대해 좀 더 구체적으로 살펴보기로 한다.
SIB(System Information Block)를 통해 D2D resource pool이 할당되고, 단말이 상기 할당된 D2D resource pool에 기초하여 SA 자원 및 D2D data 전송을 위한 자원을 스스로 결정하는 경우, PDCCH/EPDCCH 등과 같은 eNB dynamic control signal은 필요하지 않을 수도 있다.
하지만, in-coverage 시나리오와 같이, eNB에 의해서 모든 자원이 관리되는 상황에서는 D2D SA, direct data 용 자원 할당에 eNB가 실시간으로 control하는 것이 자원 활용을 더 효율적으로 할 수 있다. 이 경우, eNB dynamic control signal은 필요하게 된다.
따라서, eNB dynamic control signal (e.g. DCI를 활용한 scheduling grant, MAC CE 등)을 사용하는 방법 및 eNB dynamic control signal(eNB scheduling grant for SA and/or data for D2D)을 수신한 D2D 전송 단말이 언제 SA를 D2D 수신 단말로 전송해야 하는지에 대한 명확한 정의가 필요하다.
앞서 살핀 바와 같이, eNB는 SG를 (1) SA 전송에 관한 scheduling 뿐만 아니라 (2) data 전송에 관한 scheduling을 위해서 D2D 단말로 전송할 수 있다.
여기서, 스케쥴링이란 D2D 전송과 관련된 스케쥴링을 의미할 수 있으며, 스케쥴링 정보는 자원 할당 정보, MCS, RV, NDI 등을 포함할 수 있다.
또는, eNB는 하나의 SG를 SA 전송에 관한 스케쥴링인지 또는 D2D data 전송에 관한 스케쥴링인지를 지시하기 위해 D2D 단말로 전송할 수 있다.
이 경우, SA와 data 간에 implicit association이 형성되어 D2D 단말에서 각각의(SA, Data) scheduled information을 추정할 수 있도록 구현될 수 있다.
예를 들어, D2D 단말은 eNB로부터 SA 전송과 관련된 SG를 수신하고, SA와 linkage가 있는 D2D data 전송 자원의 위치 또는 대략적인 위치를 파악할 수 있다(또는 scheduling information도 마찬가지).
또는, 이와 반대로 D2D 단말은 eNB로부터 data 전송과 관련된 SG를 수신하고, data와 linkage가 있는 SA 전송과 관련된 자원 위치와 관련 정보를 파악할 수도 있다.
아래 방법 1 내지 방법 4는 기지국에서 D2D 전송 단말로 전송하는 dynamic control signal과 D2D 전송 단말에서 D2D 수신 단말로 전송하는 SA 사이의 타이밍 관계를 나타낸다.
즉, 방법 1 내지 방법 4를 통해 기지국으로부터 Scheduling Grant reception(DCI)와 D2D 전송 단말에서 D2D 수신 단말로의 Scheduling Assignment transmission 및/또는 data transmission 간 타이밍 관계에 대해 도 22 내지 도 25를 참조하여 구체적으로 살펴보기로 한다.
방법 1
도 22는 본 명세서에서 제안하는 D2D 단말에서의 SG 수신과 SA 전송 간의 타이밍 관계의 일 예를 나타낸 도이다.
도 22는 D2D SA(scheduling assignment) SF(subframe)이 주기적으로 설정된 경우, D2D 전송 단말이 D2D SA SF 주기(또는 PSCCH period,2201) 사이에 기지국으로부터 scheduling grant(SG)를 수신하면(S2210), 상기 D2D 전송 단말은 상기 수신된 SG SF 이후 최초로 도래하는 D2D SA SF(2202)에서 scheduling assignment를 전송(S2220)하는 것을 나타낸다.
방법 2
도 23은 본 명세서에서 제안하는 D2D 단말에서의 SG 수신과 SA 전송 간의 타이밍 관계의 일 예를 나타낸 순서도이다.
도 23은 D2D 전송 단말이 기지국으로부터 SG 수신 이후, 단말(또는 시스템)의 프로세싱 시간을 고려하여 D2D 수신 단말로 SA를 전송하는 방법을 나타낸다.
즉, D2D 전송 단말은 eNB로부터 SG를 수신하고, 상기 수신된 SG에 기초하여 SA를 구성해서 D2D 수신 단말로 전송하는데 소요되는 시간 즉, processing delay를 고려하여 SA를 전송하는 방법이다.
여기서, processing delay를 고려할 때, D2D 전송 단말의 SA 전송은 기지국으로부터 수신하는 SG 서브프레임(subframe #n) 이후 4번째 서브프레임(subframe #n+4)에서 전송하는 것이 바람직할 수 있다.
즉, D2D 전송 단말이 SG를 subframe #n에서 수신(S2301)한 경우, D2D 전송 단말은 SA를 subframe #n+4(2301)에서 D2D 수신 단말로 전송(S2302)할 수 있다.
여기서, subframe #n+4(2301)가 D2D SA subframe이 아닌 경우에는 상기 subframe #n+4 이후 처음으로 도래하는 D2D SA subframe(2302)에서 전송하도록 정의한다.
반대로, D2D 전송 단말이 subframe #n에서 SG를 기지국으로부터 수신하고, 이후 최초 도래하는 D2D SA SF이 subframe #n+4 이내에 존재하면, 상기 D2D 전송 단말은 상기 D2D SA SF이 valid 또는 available 하지 않다고 판단한다.
따라서, 상기 D2D 전송 단말은 상기 D2D SA를 그 이후(또는 다음 주기의) available D2D SA SF에서 전송한다.
상기 n+4는 일 실시 예로서, n+k로 즉, SG 수신 이후, k번째 SA SF에서 D2D SA를 전송하도록 일반화할 수 있다.
상기 k 값은 향후 기술의 발전 및 단말의 성능 등을 고려해서 configure 할 수 있다.
또한, 상기 k 값은 단말의 capability에 따라서 단말 별로 다르게 설정될 수 있다.
도 23a는 subframe #n+k에서 SA를 전송하는 방법의 일 예를 나타내며, 도 23b는 subframe #n+k 이후 처음으로 도래하는 SA SF에서 SA를 전송하는 방법의 일 예를 나타낸다.
상기 k 값 설정과 관련하여, LTE(-A) 시스템에서와 다른 점은 자원을 명시적으로 할당하는 것이 아니라, D2D resource pool을 정하고 여기서 다시 자원을 선택해서 전송하며, 자원 간 충돌을 허용하는 경우에는 단말간 다른 값으로 설정해서 운영하는 점이다.
도 23의 방법은 D2D Data transmission에도 동일하게 적용될 수 있다.
즉, D2D 단말이 eNB로부터 D2D Data transmission과 관련된 제어 정보(또는 스케쥴링 정보)를 subframe n에서 수신하는 경우, D2D 단말의 프로세싱 시간을 고려하여 D2D 단말은 D2D 데이터를 subframe n+k'에서 전송할 수 있다.
상기 D2D Data transmission과 관련된 제어 정보는 D2D Data transmission의 자원 할당과 관련된 SG 또는 SA일 수 있다.
k' 값은 SA 전송 시점의 k값과 다르게 설정될 수 있다.
일반적으로 D2D Data transmission이 좀 더 늦게 발생할 확률이 높은 것을 고려하면 k' > (or =) k 관계가 성립할 수 있다.
방법 3
다음으로, SA SF group으로 configure된 경우 즉, 다수의 SF들이 SA용으로 할당되어 운영되는 경우에 대해 살펴본다.
도 24는 본 명세서에서 제안하는 D2D 단말에서의 SG 수신과 SA 전송 간의 타이밍 관계의 또 다른 일 예를 나타낸 도이다.
D2D 전송 단말이 SF #n에서 기지국으로부터 SG(resource allocation DCI)를 수신하는 경우, D2D 전송 단말이 n+4 이후의 첫 번째 SA SF에서 SA를 D2D 수신 단말로 전송하는 방법을 나타낸다.
여기서, n+4 이후의 첫 번째 SA SF이 M개의 연속된 SA SF 그룹인 경우, SF #n에서 SG를 수신(S2410)하는 경우, n+4 이후 처음 만나는 SA SF group에서 SA를 전송한다(S2430).
상기 SA SF group 내 M 개의 SF들 중 어떤 SF에서 SA를 전송할지에 대해서는 상기 SG를 통해 최종적으로 알 수 있게 된다(S2420).
또한, SA 또는 Data 전송 SF(subframe)이 다수의 subframes로 구성된 경우에는 SA 또는 Data 전송 subframe의 위치를 결정하는데 DCI format의 특정 bit(또는 특정 필드)를 활용할 수 있다.
일 예로서, DCI format 0/1을 구분하는 bit, hopping bit 또는 RA bit의 일부 또는 전체를 SA 또는 Data 전송 subframe의 위치를 결정하기 위해 사용할 수 있다.
또한, SG는 SA용과 data용으로 구분할 수 있으며, 필요 시 특수 용도로 더 구분할 수도 있다.
따라서, 상기 DCI format 0/1을 구분하는 bit, hopping bit, RA 비트의 일부 또는 전체를 상기 SG의 용도를 구분하기 위해 사용할 수도 있다.
방법 4
다음으로, RRC(Radio Resource Control)를 통해 SA SF의 위치를 알려주는 방법에 대해 살펴본다.
도 25는 본 명세서에서 제안하는 D2D 단말에서의 SG 수신과 SA 전송 간의 타이밍 관계의 또 다른 일 예를 나타낸 도이다.
도 25는 RRC로 SA SF의 위치를 미리 알려주고(S2510), 단순히 SG(e.g. PDCCH DCI)는 상기 SA SF를 사용할 수 있다는 activation 용도로만 사용(S2520)하는 방법이다.
이 경우, RRC signaling과 activation DCI 사이의 연관성을 파악할 수 있도록 특수한 index를 정의할 수 있다.
즉, SA SF의 activation을 나타내는 DCI는 어떤 index의 RRC를 지칭하는 것인지 알려주도록 정의할 수 있다.
DCI 즉, SG는 RRC로 전송되는 SA SF 또는 SF set의 activation을 정확하게 indication 해준다. 여기서, 상기 DCI와 매핑되는 일련의 idex로 구성되는 RRC set은 사전에 지정될 수 있다.
그리고, D2D 전송 단말은 SG에 의해 activation이 indication된 SA SF을 통해 SA를 D2D 수신 단말로 전송한다(S2530).
도 25의 RRC 시그널링을 통해 SA 자원 및/또는 D2D Data 자원의 시간 위치를 알려주는 방법에 대해 후술할 도 30 내지 도 33에서 좀 더 구체적으로 살펴보기로 한다.
다음으로, 본 명세서에서 제안하는 D2D 단말에서 SA 전송과 D2D data 전송 사이의 타이밍 관계에 대해 도 26 내지 도 28을 참고하여 구체적으로 살펴보기로 한다.
도 26은 본 명세서에서 제안하는 D2D SA 전송과 D2D data 전송 간의 타이밍 관계의 일 예를 나타낸 도이다.
D2D SA SF과 D2D data SF 간 타이밍은 사전에 정해진 규칙에 따라서 D2D data를 implicit하게 송/수신하는 것이 바람직할 수 있다.
도 26의 경우, 앞서 살핀 도 23의 SG와 SA의 타이밍 관계처럼, D2D 전송 단말은 D2D 수신 단말로 SA를 subframe #n에서 전송(S2610)하고, n+k 이후의 처음으로 도래하는 available D2D data SF(2601)에서 상기 D2D 수신 단말로 D2D data를 전송(S2620)하는 방법을 나타낸다.
마찬가지로, 상기 k 값은 configurable하며, 단말마다 다른 값을 가지도록 configure 할 수도 있다.
또한, 앞서 살핀 도 24의 SG와 SA 타이밍 관계처럼, available D2D data SF group을 알려주고 D2D data SF group 내 특정 SF(e.g. subframe #m)을 별도로 indication하는 것도 가능하다.
이 경우, 상기 특정 SF을 indication하는 parameter(k)는 SA contents에 포함될 수 있다.
상기 indication parameter k 값의 해석은 아래와 같은 조건에 따라서 서로 다르게 해석될 수도 있다.
즉, 상기 indication parameter k 값은 UE 별, 자원 영역 위치, UE 그룹, Scenario(in-coverage, out-coverage, edge-of-coverage)에 따라서 다르게 해석될 수 있다.
도 27은 본 명세서에서 제안하는 D2D SA 전송과 D2D data 전송 간의 타이밍 관계의 또 다른 일 예를 나타낸 도이다.
도 27은 도 26과 달리, D2D SA SF이 결정되면(subframe #n)(S2710), D2D data SF이 n+k 이내(2701)에 전송(S2720) 가능하도록 하는 방법을 나타낸다.
여기서, D2D SA SF의 바로 다음 SF에 D2D data가 전송되어도 이를 단말에서 사전에 알고 있는 경우에는 큰 문제가 없게 된다.
이 경우, D2D 수신 단말은 프로세싱 시간(또는 프로세싱 지연)을 고려하여 SA SF buffering과 함께 이후에 수신되는 data SF buffering도 함께 준비함으로써, D2D data의 decoding을 가능하게 할 수 있다.
여기서, 상기 k 값은 configurable하며, 단말마다 다른 값을 가지도록 configure 할 수도 있다.
도 28은 본 명세서에서 제안하는 D2D SA 전송과 D2D data 전송 간의 타이밍 관계의 또 다른 일 예를 나타낸 도이다.
즉, 도 28은 명시적으로 SA에서 D2D data SF을 직접 indication 해주는 방법을 나타낸다.
D2D 수신 단말이 SA를 subframe #n에서 수신(S2810)한다고 할 때, D2D 전송 단말은 D2D data를 수신하는 subframe #n+k(S2820)에서 상기 k 값을 SA contents의 일부로부터 또는 SA 전송 자원 parameter로부터 계산해서 D2D 수신 단말에게 명시적으로 알려줄 수 있다.
다음으로, SA contents의 유효 기간(valid period)과 관련된 D2D data 전송 방법에 대해 살펴보기로 한다.
SA contents는 SA 전송을 위한 자원 영역에 MCS 값, Frequency Hopping 여부, Frequency Hopping과 관련된 자원 할당 등이 적용 또는 설정된 SA 정보를 나타낼 수 있다.
도 29는 본 명세서에서 제안하는 D2D data 송수신 방법의 일 예를 나타낸 순서도이다.
도 29의 경우, D2D SA SF이 주기적으로 설정되는 경우, SA SF 전송 주기 사이의 D2D data는 동일한 SA 값을 이용하여 전송한다고 가정한다.
이 경우, D2D data를 수신하는 D2D 수신 단말은 D2D 전송 단말로부터 한 번 수신된 SA 값을 통해서 다수의 D2D data를 수신할 수 있게 된다.
즉, D2D 수신 단말은 multi data subframe에 대해서 동일한 하나의 SA 값이 적용된다고 판단할 수 있다.
도 29를 참조하면, D2D 수신 단말은 주기적으로 설정된 SA subframe을 통해 SA를 D2D 전송 단말로부터 수신한다(S2910).
이후, 상기 D2D 수신 단말은 일정 시간 구간 동안 상기 D2D 전송 단말로부터 전송되는 적어도 하나의 D2D data를 상기 수신된 SA를 이용하여 수신한다(S2920).
상기 일정 시간 구간은 상기 SA를 수신한 SA period, SA contents 유효 시간 구간 등일 수 있다.
상기 SA contents 유효 시간 구간은 사전에 정해질 수 있으며, 단순히 SF index로 정의될 수 있거나 또는 SA SF 주기의 배수로 정의될 수도 있다.
또한, 상기 SA contents 유효 시간 구간은 SA SF 과 normal SF의 결합으로 정의되거나 D2D data SF 주기 또는 이의 배수로 정의될 수도 있다.
여기서, SF은 normal SF index를 의미할 수도 있고 또는 D2D SF index를 의미할 수도 있다.
여기서, 상기 SA는 상기 일정 시간 구간 동안 다수의 D2D data가 있는 경우, 상기 다수의 D2D data와 관련된 자원 할당 정보를 포함한다.
즉, 상기 D2D 수신 단말은 상기 일정 시간 구간 동안에는 추가적으로 SA를 수신하지 않고도 S2910 단계에서 수신된 SA에 기초하여 다수의 D2D data를 수신할 수 있다.
또 다른 실시 예로서, D2D control information은 SA를 통해 전송되는 control information과 D2D data에 embedded되는(또는 포함되는) control information으로 분리되어 전송될 수도 있다.
즉, control information의 속성을 활용하여 (1) direct SA를 통해서는 RA, MCS 등과 같은 control information을, (2) direct data를 통해서는 NDI 등과 같은 control information을 각각 분리하여 전송할 수 있다.
도 30 내지 도 33은 본 명세서에서 제안하는 SA 자원 및/또는 D2D data 자원의 위치를 알려주기 위한 방법의 일 예들을 나타낸 도이다.
도 30 및 도 31은 SA 자원 및/또는 D2D data 자원이 송수신 될 수 있는 subframe pattern을 이용하여 SA 및/또는 D2D Data를 송수신하기 위한 방법을 나타낸다.
상기 SA 자원 및/또는 D2D data 자원이 송수신 될 수 있는 subframe pattern은 RPT(Resource Pattern for Transmission)로 표현될 수도 있다.
상기 RPT는 D2D data TBs(Transport Blocks)에 대한 다수의 전송 기회를 보장하기 위한 시간 및/또는 주파수 자원을 의미한다.
따라서, 상기 RPT는 T-RPT(Time-RPT) 또는 F-RPT(Frequency RPT)로 구분될 수 있다.
구체적으로, 도 30은 SA 자원 및/또는 D2D data 자원과 관련된 subframe pattern을 D2D 단말로 명시적으로(explicitly) 알려주는 방법을 나타내며, 도 31은 SA 자원 및/또는 D2D data 자원과 관련된 subframe pattern을 D2D 단말로 암시적으로(implicitly) 전송하는 방법을 나타낸다.
UE는 전체 UL subframe의 일부를 D2D subframe으로 사용한다.
즉, UE는 전체 UL subframe 중 D2D subframe을 제외한 나머지 UL subframe에서 eNB와 통신을 수행한다.
따라서, eNB-to-UE의 전송과 D2D Tx UE-D2D Rx UE의 전송은 동시에 발생하지 않는다.
한편, UE는 D2D subframe에서 D2D 신호를 다른 UE로 전송하는 경우, 동일 D2D subframe의 동일 band에서 상기 다른 UE로부터 D2D 신호를 수신할 수 없다. 그 이유는 자신이 송신한 D2D 신호가 다른 UE로부터 D2D 신호를 수신할 때, 강한 간섭으로 작용하기 때문이다.
따라서, 이를 해결하기 위해 D2D 신호를 송신하는 D2D 송신 subframe과 D2D 신호를 수신하는 D2D 수신 subframe 간 subframe pattern(또는 구성)을 상이하게 설정할 수 있다.
또한, 하나의 UE에서 D2D 신호 송/수신으로 인한 간섭 문제를 해결하면서, 동시에 상호 인접한 두 UE들이 중복되는 시간 자원을 사용하는 확률을 줄여서 UE 상호 간의 간섭을 줄이기 위해 서로 다른 UE들이 D2D 신호를 송신하는 subframe의 pattern을 상이하게 설정할 수 있다.
구체적으로, eNB는 각 UE들이 D2D 송신에 사용할 subframe pattern을 UE들 간 거리 등을 고려하여(상호 간섭 영향 정도를 파악하여) 설정해줌으로써 UE 상호 간 발생할 수 있는 간섭 문제를 해결할 수 있다.
이 경우, eNB는 D2D 단말로 D2D 송신 subframe pattern들(3010)을 RRC 시그널링 등과 같은 상위 계층 시그널링(high layer signaling)을 통해 명시적으로 알려주게 된다.
여기서, eNB는 D2D 송신 subframe pattern을 D2D 단말로 EPDCCH 또는 PDCCH를 통해 동적으로 설정해줄 수도 있다. 즉, EPDCCH 또는 PDCCH를 통해 D2D 송신 subframe pattern을 D2D 단말로 전송할 경우, UE의 위치 변화에 신속하게 적응하여 D2D 송신 suframe pattern을 설정할 수 있다는 장점이 있다.
또 다른 방법으로, eNB의 Signaling burden을 줄이기 위해, D2D (송신) subframe pattern을 eNB가 정해서 알려주는 대신, 단말이 스스로 선택하도록 할 수도 있다.
즉, D2D 단말이 D2D subframe pattern을 암시적으로 획득하게 하는 방법이다.
이 경우, D2D 단말은 자신의 단말 ID (또는 이와 유사한 특징을 지닌 단말 고유의 parameter)에 기반하여 유사 랜덤 방식으로 D2D subframe pattern을 선택할 수 있다.
또는, D2D 단말은 기지국으로부터 최소한의 signaling information을 수신하고, 이를 유사 랜덤 값을 결정하는 인자로 사용함으로써 유사 랜덤하게 subframe pattern을 선택하도록 할 수 있다.
이러한 암시적인 subframe pattern 선택 방법을 이용하는 경우, 적정한 subframe pattern(또는 subframe set)이 주어지고, 이 중에서 random하게 subframe pattern을 선택하는 것만으로 앞서 살펴본 UE들 간 상호 간섭을 줄일 수 있게 된다.
도 30에 도시된 바와 같이, eNB는 특정 UE에게 잠재적으로 사용할 수 있는 D2D 전송 관련 subframe pattern의 후보군(3010)을 RRC 시그널링과 같은 상위 계층 시그널링으로 전달하고, 이후 특정 시점에서 실제 D2D 전송에 사용할 하나 또는 하나 이상의 subframe pattern들(3020)을 EPDCCH나 PDCCH로 전송(또는 지정)해 줄 수 있다.
구체적으로, eNB는 사전에 정의되는 N개의 subframe pattern들 즉, N개의 subframe pattern 후보군(subframe pattern #0, subframe pattern #1, subframe pattern #2,...)을 RRC 시그널링과 같은 상위 계층 시그널링을 통해 D2D 단말로 전송한다.
이후, eNB는 상기 N개의 subframe pattern들(3010) 중 하나 또는 하나 이상의 subframe pattern을(3020) D2D 송신 subframe pattern으로 명시하여 PDCCH나 EPDCCH(Ehanced PDCCH)를 통해 D2D 단말로 전송한다.
여기서, eNB는 사전에 정의되는 N개의 subframe pattern들을 D2D 단말로 전송하는 과정에서, subframe pattern #k(k=0,1,2,...)가(각 subframe pattern들이) 실제로 가지는 pattern이 어떠한 형태인지를(SF pattern #0(10001010), SF pattern #1(00111001),...) 일정한 주기로 반복되는 subframe의 bitmap 형태로 부여할 수 있다.
또한, 도 31에 도시된 바와 같이, eNB는 특정 UE에게 잠재적으로 사용할 수 있는 D2D 전송 관련 subframe pattern의 후보군(3010)을 RRC 시그널링과 같은 상위 계층 시그널링으로 전달하고, 이를 수신한 D2D 단말은 특정 시점에서 실제의 송신에 사용할 subframe pattern(3120)을 UE identification parameter(예: UE ID,3110)를 이용하여 선택할 수 있다.
여기서, 상기 UE identification parameter(seed,3110)는 사전에 기지국으로부터 할당될 수 있다.
이후, D2D 단말은 상기 선택된 subframe pattern을 통해 D2D 송수신을 수행할 수 있다.
도 32 및 도 33은 본 명세서에서 제안하는 SA 자원 및/또는 D2D data 자원 관련 subframe pattern을 변경하는 방법의 일 예들을 나타낸 도이다.
도 32는 명시적으로 변경된 subframe pattern을 알려주는 방법이며, 도 33은 암시적으로 변경된 subframe pattern을 알려주는 방법을 나타낸다.
도 32 및 도 33에 도시된 바와 같이, 도 30 및 도 31을 통해 D2D 단말로 할당된 subframe pattern을 UE가 변경하는 동작을 나타낸다.
도 32 및 도 33의 경우, 8ms 주기(8개 subframe)으로 반복되는 subframe pattern을 나타내며, eNB는 사전에 상위 계층 시그널링을 통해 subframe pattern #0{10001010}(3210)과 subframe pattern #1{00111001}(3210)을 D2D 단말로 전송할 수 있다.
여기서, '1'의 값은 D2D 전송과 관련된 subframe으로 해당 subframe에서 D2D 전송 관련 신호를 송수신할 수 있음을 의미할 수 있다.
또한, '0'의 값은 D2D 전송과 관련되지 않은 subframe으로 해당 subframe에서 D2D 전송 관련 신호를 송수신할 수 없음을 의미할 수 있다.
상기 '0'의 값과 상기 '1'의 값의 의미는 바뀔 수도 있다.
이후, eNB는 PDCCH 등을 통해 실제로 UE가 사용할 D2D subframe pattern(SF pattern #0,S3220)이 무엇인지를 지정해주며, UE는 그에 따라서 동작하게 된다.
이후, eNB는 PDCCH를 통해(또는 다른 제어 정보 또는 다른 메시지 또는 RRC 시그널링) D2D subframe pattern이 변경된 경우, 상기 변경된 D2D subframe pattern을 알려주는 D2D subframe pattern 변경 정보(3230)를 D2D 단말로 전송한다.
상기 D2D subframe pattern 변경 정보는 PDCCH나 EPDCCH 내의 일부 field를 이용하여 변경된 subframe pattern을 지정할 수 있다.
D2D를 위한 DCI로 기존의 UL grant용 DCI를 재사용할 경우, DCI field 중 사용되지 않는 필드를 이용하여 변경된 subframe pattern을 지정하는 subframe pattern 변경 정보로 사용할 수 있다.
상기 DCI field 중 사용되지 않는 필드로는 DCI format 0/1A를 구분하는 indicator, CQI request field, NDI field 등이 존재한다.
복수의 bit를 사용하는 DM RS cyclic shift field 또는 MCS/RV field 중 일부를 사용할 수도 있다.
만일, 단일의 PDCCH나 EPDCCH로 UE에게 scheduling assignment 송신을 위한 자원과 D2D data 송신을 위한 자원을 동시에 지정해주는 경우에는 상기 설명한 DCI 내의 field로 지정되는 각 state에 scheduling assignment를 위한 subframe pattern과 D2D data를 위한 subframe pattern이 각각 부여될 수 있다.
도 33의 경우, UE는 D2D subframe pattern 후보군 중 실제로 사용할 D2D subframe pattern(SF pattern #0,3320)을 UE ID 등을 이용하여 랜덤하게 선택하며, UE는 그에 따라서 동작할 수 있다.
여기서, eNB는 PDCCH 등을 통해(또는 다른 제어 정보 또는 다른 메시지 또는 RRC 시그널링) D2D subframe pattern이 변경되었음을 지시하는 D2D subframe pattern (change) indicator를 D2D 단말로 전송할 수 있다.
이 경우, D2D 단말은 UE ID 등 Pseudo-random selection parameter(seed, D2D UE identification parameter)을 이용하여 랜덤하게 D2D subframe pattern(SF pattern #1,3330)을 다시 선택할 수 있다.
여기서, UE ID 등은 eNB가 D2D 단말로 RRC 시그널링 등을 통해 미리 알려줄 수 있다.
즉, UE가 유사 랜덤하게 subframe pattern을 선택 또는 재선택하는 경우, eNB는 유사 랜덤 값을 결정하는 parameter 또는 seed 값을 D2D 단말로 사전에 전달할 수 있다.
또한, 패턴 없이 UE가 유사 랜덤 값을 이용하여 D2D 송신 subframe의 index를 결정할 수도 있다.
이 경우도 유사 랜덤 값을 결정하는 parameter 또는 seed 값은 기지국으로부터 전달될 수 있다.
또한, 이러한 유사 랜덤 값을 결정하는 signaling 정보에만 기반하여 subframe pattern 또는 subframe index를 UE가 결정할 수도 있지만, 여기에 단말이 가지는 고유의 값도 포함시켜 subframe pattern 또는 subframe index를 결정할 수도 있다.
또 다른 일 예로서, D2D 수신 UE가 D2D 전송 UE로부터 전송되는 SA를 검출하기 위해 SA의 전송 대역폭을 획득하는 방법에 대해 살펴본다.
이 경우, D2D 수신 UE가 SA의 전송 대역폭을 알기 위해 상기 SA의 전송 대역폭이 사전에 고정될 수 있다.
이 경우, SG에 포함되는 자원 할당 필드(resource allocation field) 중 할당된 RBs의 개수(number of allocated RBs)에 해당하는 부분은 '0'과 같이 사전에 정해진 값으로 고정되거나 또는 사전에 고정된 SA의 전송 대역폭으로 정의될 수 있다.
상기 SA의 전송 대역폭과 관련된 SG에 포함되는 필드(bit)는 SA 전송 대역폭의 용도 이외 다른 용도(예를 들어, SA SF group 내 실제 SA SF의 위치를 지정하는 용도)를 위해 사용될 수도 있다.
이하에서는, D2D 전송을 위한 eNB-to-D2D Tx(and/or D2D Rx)의 UE scheduling에 대해 도 34 내지 도 37을 참조하여 살펴보기로 한다.
도 34는 본 명세서에서 제안하는 D2D 전송을 위한 UE scheduling 방법의 일 예를 나타낸 흐름도이다.
먼저, eNB는 D2D 송신(Tx) UE 또는 D2D 수신(Rx) UE와 scheduling grant(SG) 절차를 수행한다(Step#1,S3410).
즉, eNB는 D2D Tx UE 또는 D2D Rx UE로 D2D 전송과 관련된 SG를 전송한다.
상기 SG 절차(Step#1)은 아래와 같이 두 가지 방법으로 구분될 수 있다.
(1) 첫 번째 방법(Method#1)은 RRC signaling을 통해 D2D 전송 관련 자원을 할당하고, 이후 추가적으로, physical/MAC control channel (e.g. PDCCH)를 통해서 상기 할당된 자원의 activation/release와 같은 세부 동작을 동적으로(dynamic) 제어하는 방법이다.
(2) 두 번째 방법(Method#2)는 D2D 전송 관련 자원 할당 및/또는 D2D 전송과 관련된 scheduling information을 physical/MAC control channel을 통해 전송함으로써, D2D 동작을 제어하는 방법이다.
상기 (1) 및 (2)의 방법에서, D2D 단말은 D2D 통신과 관련된 scheduling information (MCS, RV, DM RS parameters,...)를 eNB로부터 수신하여 결정하거나 또는 D2D UE가 스스로 결정할 수 있다.
상기 scheduling information에 자원 할당 정보가 포함될 수도 있으며, scheduling information와 자원 할당 정보가 따로 구분되어 해석될 수도 있다.
D2D UE가 eNB로부터 D2D 전송과 관련된 scheduling information을 상기 (1)의 방법을 통해 수신하는 경우, 상기 scheduling information을 RRC signal 및/또는 PDCCH 등과 같은 control channel을 통해 수신할 수 있다.
여기서, D2D UE가 eNB로부터 RRC signaling으로 상기 scheduling information을 수신하는 경우, PDCCH의 DCI format에 D2D 전송과 관련된 MCS, RV, DM RS parameter 등과 같은 필드는 불필요하게 된다.
따라서, PDCCH의 DCI format에 D2D 전송과 관련된 필드들을 포함할 수 있도록 정의된 경우, 상기 불필요한 필드를 없애서 DCI format의 총 길이를 줄이거나 또는 zero padding등의 기술을 적용하여 동일한 길이의 DCI format으로 만들어 전송할 수 있다.
마찬가지로, UE가 MCS, RV 등 스케쥴링 정보를 직접 결정하는 경우, (1) 또는 (2)의 방법에서 전송되는 PDCCH 내 MCS, RV 등 스케쥴링 정보와 관련된contents 필드는 불필요하게 된다.
따라서, 상기 불필요한 필드를 없애거나 또는 zero padding하는 방법을 적용할 수 있다.
(1)의 방법은 후술할 도 35에서, (2)의 방법은 후술할 도 36에서 좀 더 구체적으로 살펴보기로 한다.
이후, D2D 송신 단말은 D2D 수신 단말과 D2D data 송수신을 위해 D2D data 전송 관련 스케쥴링 절차를 수행한다(Step#2,S3420). 즉, SA 전송 절차를 수행한다.
Step#2는 상기 Step#1에 사용된 방법들과 함께 사용될 수 있다.
여기서, SA에 포함될 수 있는 정보들은 아래와 같을 수 있으며, 특히 D2D data 수신을 위한 자원과 관련된 정보들이 상기 SA에 포함될 수 있다.
SA 전송과 관련된 스케쥴링 정보(자원 할당 정보 포함)는 기지국에서 D2D 전송 단말로 (SG를 통해) 전송되며, SA 전송은 D2D 전송 단말에서 D2D 수신 단말로 전송되는 것으로 해석될 수 있다.
Information related to resources for data reception: D2D data 수신을 위한 자원과 관련된 정보
RB assignment: RB 할당 정보
Number and pattern of retransmissions: 재전송 횟수 및 패턴 정보
Frequency hopping pattern: 주파수 호핑 패턴 정보
SPS (incl. periodicity) of data: data의 주기성 정보
Target ID: D2D 수신 단말의 ID 정보
MCS/RV of data
Timing advance of data
다음, D2D 송신 단말이 eNB로부터 SG를 수신하고, D2D 수신 단말로 SA를 전송하는 시점을 결정하기 위한 방법에 대해 살펴본다.
상기 수신된 SG에는 SA와 관련된 스케쥴링 정보(자원 할당 정보 포함)가 포함될 수 있다.
먼저, 기지국은 D2D Tx 단말이 SA를 전송할 수 있는 D2D 송신 subframe을 알고 있다고 가정한다.
기지국은 SA 전송 subframe(n)의 n-k1 (k1은 정수) subframe에 D2D 송신 단말로 SG를 전송함으로써, D2D 송신 단말이 D2D 수신 단말로 SA를 전송할 수 있다.
LTE(-A) 시스템에서 단말의 receiver 처리 능력을 고려하면, k1 값은 4 내외가 될 수 있다.
기술의 진화에 따라 상기 k1 값은 2 또는 3도 가능할 수 있다.
상기 SG를 수신한 D2D 송신 단말은 상기 수신된 SG를 통해 동시에 D2D data 전송 subframe의 위치도 함께 파악할 수 있다.
즉, SG의 용도는 SA scheduling 뿐만 아니라, D2D data 전송에 관여하여 D2D data 전송 시점(subframe), 주파수 자원 할당 등까지도 사용될 수 있다.
다음, D2D 송신 단말이 기지국으로부터 SG를 수신하고, 일정 시간 후에 SA전송 유효 자원에서 D2D 수신 단말로 SA를 전송하는 방법에 대해 살펴보기로 한다.
상기 수신된 SG는 SA 전송 관련 스케쥴링 정보를 포함할 수 있다.
eNB는 SA 전송 유효 subframe을 구체적으로 파악하지 않고, D2D 송신 단말로부터 D2D 전송 자원에 대한 요청 시점에 기초하여, 상기 D2D 송신 단말로 SG를 전송한다.
즉, D2D 송신 단말은 기지국으로부터 SG를 수신하면, 상기 수신된 SG를 기반으로 SA를 생성한다.
이후, D2D 송신 단말은 생성된 SA를 SA가 전송될 수 있는 SA available subframe을 파악하여 available 또는 valid D2D subframe (SA 전송 측면에서 valid한 subframe)에서 D2D 수신 단말로 상기 생성된 SA를 전송한다.
여기서, D2D 송신 단말은 기지국으로부터 SG를 수신하고, 다음 subframe이 available 하다고 해서 SA를 바로 D2D 수신 단말로 전송할 수 없을 수 있다.
그 이유는 D2D 송신 단말이 SG를 받아서 수신 처리를 하고, 수신된 SA와 관련된 정보인 SG를 이용하여 SA를 생성하고, D2D data에 대한 전송 준비를 위해서 n+k2만큼의 시간이 필요하다.
여기서, k2는 정수 값을 가진다. 기술의 발전에 따라 상기 k2 값은 2 또는 3까지도 가능할 수 있다. 즉, 단말의 수신 능력에 따라서 k2는 1, 2, 3, 4 등 다양한 값을 가질 수 있다.
만약, k2=4인 경우, D2D 송신 단말은 기지국으로부터 SG를 수신하고 4 subframe 이후에 D2D 수신 단말로 SA를 전송한다.
다만, D2D 송신 단말은 4 subframe 직후에 SA 전송을 위한 available subframe이 존재하지 않으면 그 다음 subframe에 SA를 D2D 수신 단말로 전송한다.
만약, 그 다음 available subframe이 존재하지 않은 경우, 또 그 다음 subframe에서 SA가 전송될 수 있다.
즉, n+4 이후의 subframe 중 가장 빠른 SA available subframe에서 SA가 전송되는 것으로 해석할 수 있다.
여기서, SA 전송이 불가능한 subframe은 D2D 전송으로 지정되지 않은 모든 subframe이 해당될 수 있다.
또는, subframe 0 및 5와 같이 synchronization signal이 전송되는 subframe은 상기 SA available subframe에서 제외될 수 있다.
또는, subframe 0, 4, 5, 9와 같이 paging subframe이 전송되는 subframe도 상기 SA available subframe에서 제외될 수 있다.
여기서, D2D subframe으로 지정되었다고 할지라도 D2D 필수 정보를 전달하기 위한 채널이 (상기 WAN synchronization signal, BCH channel과 유사한 채널) 특정 D2D subframe에 정해지면, 상기 특정 D2D subframe은 상기 SA available subframe에서 제외될 수 있다.
또는, SA 전송을 위한 전용 subframe을 configure 해두고, 이러한 SA 전용 subframe에서만 SA를 전송하도록 할 수도 있다.
즉, D2D 송신 단말은 기지국으로부터 SG를 수신하고(subframe n), n+k3 subframe 이후에 SA (전송) available subframe에서 SA를 D2D 수신 단말로 전송할 수 있다.
여기서, SG를 수신한 D2D 단말은 동시에 data 전송 subframe 위치도 함께 파악할 수 있다. 즉, SG는 SA scheduling을 넘어서 data 전송에 관여하여 data 전송 시점(subframe), 주파수 자원 할당 등에도 사용될 수 있다.
이후, D2D 송신 단말은 SA에 기초하여 D2D 수신 단말로 D2D data를 전송한다(Step#3,S3430).
이 때, D2D 송신 단말은 D2D data와 함께 필요한 제어 정보를 전송할 수 있다.
상기 제어 정보는 D2D data에 piggyback 형태로 전송될 수 있다.
다음, SG의 유효성에 대해 살펴본다.
D2D 단말이 SG1을 기지국으로부터 수신하고, 그 이후 SG2를 기지국으로부터 수신하는 경우, D2D 단말은 상기 수신된 SG1은 더 이상 유효하지 않다고 판단할 수 있다.
SG에 대한 유효성 판단 시점은 이후에 전송되는 SG 즉, SG2를 수신하고 나서(subframe n) n+k4 subframe 이후에 적용될 수 있다.
여기서, k4 값은 정수이며, 실질적으로 SG2가 적용될 수 있는 시점을 고려하면, 2, 3, 4 등의 값을 가질 것이다.
또한, 기지국은 SG1과 SG2를 동일 시간에 함께 D2D 단말로 전송할 수도 있다.
이 경우, 상기 SG1과 상기 SG2는 하나의 DCI format으로 병합되어 전송될 수 있다.
각 SG에 대해 별도의 channel coding을 수행할 경우, D2D 단말은 각 SG에 대한 수신 성공 확률이 높아질 수 있다.
앞서 살핀 것처럼, D2D 단말은 각 SG에 대한 수신 여부의 결과를 eNB에 feedback 할 수 있으며, SG 수신 여부의 결과를 feedback하는 채널로 PUCCH를 이용할 수 있다.
또한, D2D 단말의 전송 전력 제어는 SG를 통해서 구현 가능할 수 있다.
이 경우, 기지국은 TPC field를 활용하거나 DCI format 3/3A를 활용하여 TPC command를 D2D 단말로 전송하여, D2D 단말의 전송 전력을 제어할 수 있다.
DCI format 3/3A를 사용하는 경우에는 해당 포맷의 특정 field를 D2D power control로 reserved 해서 사용할 수도 있다.
이는 사전에 RRC signaling을 통해서 D2D 전력 제어 용도인지 아니면 LTE(-A) 전력 제어 용도인지를 partitioning할 수 있다.
또한, 상기 SG는 사용 가능한 유효 시간이 정해질 수 있다.
즉, D2D 단말이 기지국으로부터 SG를 수신하고, 일정 시간(또는 일정 수의 subframe)이 지나거나 또는 일정 수의 D2D subframe이 지나면 자동으로 상기 수신된 SG를 폐기(discard)할 수 있다.
또는, SG timer를 새로 정의함으로써, SG timer가 expired되는 경우, SG는 invalid 되었다고 간주되도록 구현할 수도 있다.
또는, D2D 단말이 다음 SG를 수신할 때까지 이전 SG가 유효하다고 정의할 수도 있다.
또는, D2D 단말은 SG 수신 후, 일정 시간 또는 일정 수의 subframe이 지나면 해당 SG를 폐기하지만, 그 전에 또 다른 SG를 기지국으로부터 수신하는 경우, 일정 시간이 지나지 않아도 이전에 전송된 SG를 폐기할 수도 있다.
도 35는 본 명세서에서 제안하는 RRC signaling을 이용하여 D2D 전송을 위한 UE scheduling 방법의 일 예를 나타낸 도이다.
즉, 도 35는 도 34에서 S3410 단계를 구체화한 방법을 나타낸다.
S3520 및 S3530 단계는 도 34의 S3420 및 S3430 단계와 동일하므로 차이가 나는 부분에 대해서만 살펴보기로 한다.
먼저, eNB는 D2D Tx UE 또는 D2D Rx UE와 scheduling grant procedure를 수행한다(Step#1,S3510).
도 34에서 살핀 것처럼, S3510 단계는 두 가지 방법을 통해 구현될 수 있다.
(1) 첫 번째 방법(Method#1)은 RRC signaling을 통해 D2D 전송 관련 자원을 할당하고, 추가적으로 physical/MAC control channel (e.g. PDCCH)를 통해서 상기 할당된 자원에 대한 activation/release와 같은 세부 dynamic한 동작을 제어하는 방법이다.
(2) 두 번째 방법(Method#2)는 D2D 전송 관련 자원 할당 및/또는 scheduling information을 physical/MAC control channel을 통해 전송하여 D2D 동작을 제어하는 방법이다.
(1)의 방법(Method#1) 즉, RRC signal and dynamic control signal (e.g. (E)PDCCH, PHICH) based scheduling (e.g. semi-static scheduling) for SA (and data)에 대해 좀 더 구체적으로 살펴보기로 한다.
(1)의 방법은 1) SA (and/or data) 전송을 위한 전체 자원 구성/할당을 위한 RRC signaling 전송(S3511)과 2) 1)을 통해 할당된 SA (and data) 자원의 활성화/해지(activation/release)를 위한 동적 제어 정보 전송(S3512) 방법으로 구분할 수 있다.
먼저, RRC signaling 전송에 대해 살펴본다.
RRC signaling : overall resource configuration/allocation for SA (and data)
eNB는 LTE SPS(Semi-Persistent Scheduling) scheduling 방법과 유사하게 RRC signaling을 통해서 D2D 전송 관련 특정 자원 (또는 특정 자원 set/group)을 D2D 단말로 할당한다.
또한, 유사한 방법으로, eNB는 D2D 수신을 위한 monitoring 자원도 D2D단말로 할당할 수 있다.
상기 특정 자원 영역은 subframe(s), a set of resource blocks 등일 수 있다.
따라서, D2D 단말은 상기 특정 자원 영역을 monitoring하여 D2D data 또는 SA를 blind demodulation(또는 blind decoding) 할 수 있다.
Monitoring 자원이란 SA 및/또는 D2D Data(Tx-to-Rx for D2D)를 D2D 단말에서 blind decoding하도록 하기 위해 monitoring 하라고 알려준 자원을 의미할 수 있다.
본 명세서에서 사용하는 'A 및/또는 B'의 의미는 A 또는 B 중 적어도 하나(A, B, A＆B)를 포함하는 개념과 동일한 의미로 해석될 수 있다.
상기 (1)의 방법은 SA scheduling 뿐만 아니라 data 자원 영역을 알려주는, 즉 D2D data scheduling용으로도 사용될 수 있다.
즉, (1)의 방법은 semi-persistent scheduling(SPS)과 유사하게 D2D 전송 관련 자원을 RRC로 할당하고, 물리계층 및 MAC 계층 제어 채널을 활용하여 dynamic하게 자원을 활성화하거나 해제하는 동작을 나타낸다.
이와 관련된 좀 더 구체적인 내용은 앞서 살핀 도 30 내지 도 33을 참조하기로 한다.
이후, S3520 및 S3530 단계를 수행한다.
도 36은 본 명세서에서 제안하는 물리 계층 채널을 이용하여 D2D 전송을 위한 UE scheduling 방법의 일 예를 나타낸 도이다.
즉, 도 36은 도 34에서 S3410 단계를 구체화한 방법을 나타낸다.
S3620 및 S3630 단계는 도 34의 S3420 및 S3430 단계와 동일하므로 차이가 나는 부분에 대해서만 살펴보기로 한다.
먼저, eNB는 D2D Tx UE 또는 D2D Rx UE와 scheduling grant procedure를 수행한다(Step#1,S3610).
마찬가지로, 상기 Step#1은 두 가지 방법을 통해 구현될 수 있다.
(1) 첫 번째 방법(Method#1)은 RRC signaling을 통해 D2D 전송 관련 자원을 할당하고, 추가적으로 physical/MAC control channel (e.g. PDCCH)를 통해서 상기 할당된 자원에 대한 activation/release와 같은 세부 dynamic한 동작을 제어하는 방법이다.
(2) 두 번째 방법(Method#2)는 D2D 전송 관련 자원 할당 및/또는 scheduling information을 physical/MAC control channel을 통해 전송하여 D2D 동작을 제어하는 방법이다.
본 명세서에서 사용하는 'A 및/또는 B'의 의미는 A 또는 B 중 적어도 하나를 포함하는 개념과 동일한 의미로 해석될 수 있다.
도 36을 참조하여, (2)의 방법 즉, 동적 스케쥴링(dynamic scheduling)에 기반한 (Enhanced)PDCCH 전송 방법에 대해 살펴보기로 한다.
(2)의 방법은 RRC에 의한 D2D 전송 관련 스케쥴링 정보(자원 할당 포함) 전송 대신 물리계층 (또는 MAC 계층 포함)에서 제어 정보 전달 채널(e.g. EPDCCH, PDCCH, PHICH, new channel)을 이용하여 D2D Tx UE (and/or D2D Rx UE)에게 resource allocation 뿐만 아니라 D2D data demodulation을 위한 MCS, RV, NDI, power control, PMI 등도 함께 알려주는 방법을 말한다(S3611).
상기 resource allocation, MCS, RV, NDI, power control, PMI 등을 D2D 전송과 관련된 스케쥴링 정보라고 할 수 있다.
또한, SG의 용도는 상기 언급된 용도 이외에도 다양하게 정의될 수 있다.
일 예로, SG는 D2D 전송 관련 scheduling information의 contents가 변화되었다는 사실을 알려주기 위한 용도로 사용될 수 있다.
상기 변화의 의미는 변경, 삭제, 추가 등의 의미를 포함한다.
이 경우, 상기 SG와 동일한 signaling format을 사용하는 경우와 다른 signaling format을 사용하는 경우로 구분할 수 있다.
상기 SG에 포함되는 Scheduling information은 RRC signaling을 지정한 D2D 전송 관련 자원 영역의 변화 또는 해당 자원 영역에서 D2D Tx (and/or Rx) UE가 사용해야 할 자원의 변화를 의미하거나 또는 SG에 의해서 실질적으로 할당된 자원 영역의 변화 또는 자원 영역 그룹의 변화를 의미하거나 또는 SA contents의 일부 또는 전체의 변화를 의미할 수 있다.
상기 SA contents에는 RA를 비롯하여 여러 가지 scheduling information이 포함되어 있으며, 이 중에 하나 또는 그 이상의 내용이 변화했음을 SG를 통해서 알려주게 된다.
eNB는 SG의 bit field를 줄여서 compact한 형태의 새로운 SG를 만들어 사용할 수도 있다.
또한, D2D 전송 관련 resource re-allocation과 같이 SG/SA update 를 구현하는 방법에는 PDCCH, EPDCCH 뿐만 아니라 PHICH를 사용하는 것도 가능하다.
즉, eNB는 PHICH 자원을 이용하여 D2D 단말로 SG/SA에 변화가 있는지 여부를 알려주는 용도로 사용할 수 있다.
D2D 단말은 SG/SA에 변화가 있음을 나타내는 정보를 포함하는 PHICH를 monitoring하여 상기 변화된 SG/SA를 수신할 수 있다.
D2D 단말은 사전에 SG/SA modification notification을 eNB로부터 지정 시간 후 또는 지정 시간 구간에 modified SG/SA를 수신하게 된다.
여기서, 상기 Modification notification은 두 가지 의미를 가질 수 있다.
첫 번째 의미는, D2D 단말로 SA가 변경되어야 함을 알리고, 상기 변경된 SA를 알기 위해서 SG의 monitoring을 통해 상기 변경된 SA를 수신할 것을 의미한다.
두 번째 의미는, D2D 단말로 특정 정해진 시점에 SG가 변경되었거나 변경될 예정이니 상기 변경되었거나 변경될 예정인 SG를 수신할 것을 알려주는 의미이다.
앞서 살핀 바와 같이, SG는 SA scheduling 뿐만 아니라 data scheduling 용도로도 사용될 수 있다.
이후, S3620 및 S3630 단계를 수행한다.
도 37은 본 명세서에서 제안하는 SG에 대한 HARQ 절차를 수행하는 방법의 일 예를 나타낸 흐름도이다.
S3710, S3730 및 S3740단계는 도 34의 S3410 내지 S3430 단계와 동일하므로 차이가 나는 부분에 대해서만 살펴보기로 한다.
S3710 단계 이후, D2D 단말과 기지국은 SG HARQ(Hybrid Automatic Retransmission reQuest) 절차를 수행한다(S3720).
즉, D2D 단말이 기지국으로부터 SG를 수신하고, 다른 D2D 단말로 SA를 전송하는 시점 사이에 D2D 단말은 기지국으로 상기 수신된 SG에 대한 응답을 회신(또는 전송)할 수 있다. 상기 응답은 Ack 또는 Nack일 수 있다.
상기 SG는 살핀 것처럼, SPS에서의 할당된 자원의 activation/de-activation과 같이 SA 및/또는 D2D Data 전송과 관련된 제어 정보이거나 resource allocation 정보일 수 있다.
상기 SA 및/또는 D2D Data 전송과 관련된 제어 정보이거나 resource allocation 정보는 D2D 전송과 관련된 scheduling information로 나타낼 수 있다.
S3720 단계의 SG HARQ 절차는 D2D 단말이 기지국으로부터 SG를 수신하지 못하게 되는 경우, 다른 D2D 단말로 SA 전송을 하지 못하거나 또는 이미 전송된 SA 내용에 대한 변경 사항을 적용하지 못하게 되어, 변경 이전의 SA를 지속적으로 전송하게 됨으로 인해 발생할 수 있는 성능 열화나 통신이 불가능한 상황이 초래되는 것을 방지하도록 할 수 있다.
따라서, 상기 SG 수신 여부에 대한 confirmation이 필요하며, 이는 UL ACK/NACK mechanism를 활용할 수 있다.
즉, 기존의 PUCCH structure 또는 embedded PUCCH to PUSCH 형태(UCI Piggyback)로 SG에 대한 응답(ACK/NACK)을 D2D 단말이 기지국으로 전송할 수 있다.
여기서, SG가 PDCCH 또는 EPDCCH format 등의 mechanism을 따르게 되면, 상기 SG에 대한 응답은 상기 PDCCH 또는 EPDCCH의 각 DCI index에 연결된 PUCCH 자원을 이용하여 쉽게 활용할 수 있다.
여기서, SG에 포함된 정보가 SA scheduling용과 D2D data scheduling용으로 분리되어 D2D 단말로 각각 수신되는 경우, D2D 단말은 각 SG의 수신 여부에 대한 응답을 각각 feedback 해줄 수 있다.
또한, 상기 SG에 대한 응답은 최대 4가지 경우가 발생 가능하므로, 그 크기는 1 bit 내지 2 bit로 표현될 수 있다.
여기서, 상기 SG에 대한 응답은 PUCCH를 통해 feedback 될 수 있다.
이하에서, SA 및/또는 D2D data를 송수신하기 위한 방법들에 대해 도 38 내지 도 42를 참조하여 구체적으로 살펴보기로 한다.
도 38은 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용될 수 있는 D2D 동작 절차 및 이와 관련된 시그널링(signaling) 송수신 방법의 일 예를 나타낸 도이다.
도 38의 경우, 기지국의 제어에 의한 D2D 동작 절차(D2D communication Mode 1)에서의 D2D 동작 절차와 이와 관련된 정보를 송수신함으로써, D2D 통신을 수행하는 방법을 나타낸다.
도 38에 도시된 바와 같이, D2D 통신과 관련된 SA(Scheduling Assginment) 자원 풀(resource pool)(3810) 및/또는 data 자원 풀(resource pool)(3820)이 사전에 구성될 수 있으며, 상기 사전에 구성된 자원 풀은 상위 계층 시그널링(high layer signaling)을 통해 기지국에서 D2D 단말들로 전송될 수 있다.
상기 상위 계층 시그널링은 RRC signaling일 수 있다.
본 명세서에서 사용하는 'A 및/또는 B'의 표현은 A 또는 B 중 적어도 하나(A, B 또는 A＆B를 나타냄)를 의미하는 개념으로 해석될 수 있다.
상기 SA 자원 풀 및/또는 data 자원 풀은 단말 간 링크(UE-to-UE:D2D) 또는 D2D 통신을 위해 예약된 자원을 의미한다.
상기 UE-to-UE 링크는 사이트링크(sidelink)로 표현될 수도 있다.
구체적으로, SA 자원 풀은 SA를 전송할 수 있는 자원 영역을 의미하며, data 자원 풀은 D2D data를 전송할 수 있는 자원 영역을 의미한다.
상기 SA는 SA 주기(3830)에 따라 전송될 수 있으며, D2D data는 data 전송 주기(3840)에 따라 전송될 수 있다.
상기 SA 주기 및/또는 상기 data 전송 주기는 D2D grant를 통해 기지국에서 D2D 단말로 전송될 수 있다.
또는, 상기 SA 주기는 D2D grant를 통해, 상기 data 전송 주기는 SA를 통해 전송될 수 있다.
또한, D2D grant는 D2D 통신에 필요한 SA(Scheduling Assignment)를 기지국에서 D2D 단말로 전송하는 제어 정보를 나타낸다.
상기 D2D grant는 DCI format 5로 표현될 수 있으며, PDCCH, EPDCCH 등과 같은 물리 계층 채널 또는 MAC layer channel을 통해 전송될 수 있다.
또한, 상기 D2D grant는 SA 전송과 관련된 정보뿐만 아니라 data 전송과 관련된 정보를 포함할 수도 있다.
상기 SA는 일 예로, RA(Resource Allocation), MCS, NDI(New Data Indicator), RV(Redundancy Version) 등을 포함할 수 있다.
앞서 살핀 것처럼, 상기 SA 전송을 위한 SA 자원 풀은 RRC signaling을 통해 전송될 수 있다.
또한, 상기 SA는 PSCCH(Physical Sidelink Control Channel)을 통해 전송될 수 있으며, 상기 D2D data는 PSSCH(Physical Sidelink Shared Channel)를 통해 전송될 수 있다.
D2D 송신 단말은 기지국으로부터 D2D grant를 통해 SA 정보, 특히 SA가 전송될 수 있는 자원 할당(resource allocation: RA) 정보(이하, 'SA RA' 정보라 한다.)를 수신할 수 있다.
이 때, 상기 D2D 송신 단말은 기지국으로부터 수신된 SA RA 정보를 그대로 D2D 수신 단말로 전송하거나 또는 상기 수신된 SA RA 정보를 참고하여 새로운 SA RA 정보를 생성한 후, 상기 새롭게 생성된 SA RA 정보를 D2D 수신 단말로 전송할 수도 있다.
여기서, D2D 송신 단말이 SA RA를 새롭게 생성하는 경우, D2D 송신 단말은 D2D grant RA가 지시하는 자원 영역(resource pool) 내에서만 SA의 자원 할당을 수행해야 한다.
즉, eNB가 사용하도록 허가 해준 자원 영역(D2D grant RA) 중에서 일부 자원 영역(SA RA)만을 선택하여 SA를 전송할 수 있음을 나타낸다.
또는 이와 반대로, D2D 송신 단말은 eNB가 할당해준 D2D grant RA를 그대로 사용할 수도 있다.
다만, 이 경우 D2D 송신 단말은 전송할 D2D data가 없더라도 dummy data를 전송하거나 또는 D2D data 전송 없이 D2D SF(subframe)만 점유하고 있어, D2D SF을 낭비하는 상황이 발생할 수도 있다.
D2D 통신과 관련된 자원 풀(Resource pool)은 아래와 같은 관계가 성립될 수 있다.
RRC configured D2D resource pool (A)
D2D grant RA indicating resource pool (B)
SA의 RA indicating resource pool (C)
상기 자원 풀의 포함관계가 A>= B>= C를 만족하는 경우, 무분별하게 D2D 전송을 위해 D2D SF가 점유되는 것을 방지할 수 있어, 결과적으로 WAN data 전송을 위한 자원을 보호할 수 있게 된다.
도 39는 도 38의 방법과 관련된 흐름도의 일 예를 나타낸다.
먼저, D2D 통신과 관련된 SA 자원 풀 및/또는 D2D data 자원 풀이 상위 계층에 의해 구성된다(S3910).
이후, 기지국은 상기 SA 자원 풀 및/또는 D2D data 자원 풀을 상위 계층 시그널링을 통해 D2D 단말로 전송한다(S3920).
이후, 기지국은 D2D grant를 통해 D2D 송신 단말로 SA와 관련된 제어 정보및 /또는 D2D data와 관련된 제어 정보를 각각 또는 함께 전송한다(S3930).
상기 제어 정보는 RA, MCS, NDI, RV 등이 포함될 수 있다.
이후, 상기 D2D 송신 단말은 S3930 단계에서 수신된 정보에 기초하여 D2D 수신 단말로 SA 및/또는 D2D data를 전송한다(S3940).
상기 SA 전송과 상기 D2D data의 전송은 함께 수행될 수도 있고, 상기 SA 전송 후에 상기 D2D data의 전송이 수행될 수도 있다.
다음으로, D2D 관련 자원이 반고정적 스케쥴링(semi-persistent scheduling:SPS) 방식으로 할당되는 경우에 대해 살펴본다.
이 경우, D2D 단말은 RRC signaling을 통해 D2D 통신 관련 자원(SA 자원 풀 및/또는 data 자원 풀)을 도 38 및 도 39와 같이 사전에 예약 할당 받을 수 있다.
이후, D2D 단말은 상기 예약 할당받은 D2D 통신 관련 자원에 대한 사용 가능 여부를 기지국으로부터 D2D grant를 통해 수신할 수 있다.
즉, 기지국은 (E)PDCCH 등을 통해 D2D 단말로 상기 예약 할당받은 자원의 사용을 활성화(activation)하거나 또는 자원 사용의 중지 또는 해지(release)를 지시할 수 있다.
여기서, 기지국은 SA RA를 모두 '0'으로 설정하여 D2D 단말로 전송함으로써, D2D 통신 관련 자원 사용의 release를 지시할 수 있다.
또 다른 방법으로, TPC 및 MCS 필드(field)에 특정 값(예를 들어, '0')을 설정하여 여러 field의 조합을 통해 특정 조건이 만족되는 경우, D2D 통신 관련 자원 사용의 release를 지시하도록 할 수 있다.
또 다른 방법으로, MCS를 '10000...0000'과 같이 MSB(Most Significant Bit)만 '1'로 설정하고, 나머지 bit들은 '0'으로 설정함으로써, D2D 통신 관련 자원 사용의 release를 지시(indication)할 수 있다.
다음으로, SA 자원 정보와 D2D data 자원 정보가 분리되어 각각 전송되는 경우, 각 자원 사용 여부에 대한 활성화/해지 방법에 대해 살펴본다.
일 예로, 특정 필드 내 SA 자원과 관련된 부분과 data 자원과 관련된 부분이 분리되어 있는 경우, 기지국은 각각의 자원 사용 여부에 대한 activation 및 release를 D2D 단말로 별도로 지시할 수도 있다.
상기 특정 필드는 TPC 필드일 수 있으며, TPC 필드를 예로 들어 설명한다.
또한, 기지국은 SA 전송 주기 및 data 전송 주기를 고려해서 서로 다른 위치에서 자원 사용의 release를 지시할 수도 있다.
상기 방법은 서로 다른 TPC에 각각 서로 다른 정보(SA 자원 정보, data 자원 정보)를 전송함으로써 구현할 수도 있고, 두 개의 TPC에 서로 다른 bit sequence를 할당하여 구현할 수도 있다.
또는, SA 자원의 release 시점으로부터 몇 번째 data 자원부터 release가 되는지를 알려주는 방법으로도 자원 사용의 release를 지시할 수도 있다.
다음으로, SA RA를 업데이트하는 방법에 대해 살펴본다.
D2D 단말이 기지국으로부터 D2D grant를 통해 SA RA 정보를 수신하는 경우, 상기 D2D 단말이 실제 SA를 전달하는 시점은 SA가 전송되는 SA 주기(periodicity)에 맞춰져 있다.
여기서, 기지국은 D2D 단말이 SA를 전송하는 시점에 D2D grant를 통해 SA RA 정보를 D2D 단말로 전송하기 때문에, SA RA 정보에 대한 업데이트 시기는 SA 전송 주기와 맞물려 있게 된다.
구체적으로, SA RA 정보에 대한 업데이트 시점의 최소 주기는 SA 주기와 같을 수 있다.
즉, SA RA 정보에 대한 업데이트가 없는 경우에도 SA를 전송하는 경우를 고려하는 경우, SA RA 정보의 업데이트 주기와 SA 주기는 일치하는 것으로 해석될 수 있다.
이와 달리, 전송 전력 제어 정보에 해당하는 TPC 정보의 업데이트는 상기 SA RA 정보와 다르게 설계될 수 있다.
기지국이 D2D grant를 통해 TPC 정보를 SA 주기마다 D2D 송신 단말로 전송하는 경우, SA 주기마다 TPC 정보는 업데이트될 수 있다.
하지만, D2D 단말이 SA 주기 사이에 다수의 SA 또는 data를 전송할 수 있는 것을 고려하는 경우, 상기 SA 또는 data 전송에 대한 전력 제어를 좀 더 최적화 또는 효율적으로 수행하기 위해서는 상기 TPC 정보의 업데이트 주기는 SA 주기보다 더 작게 설정되어야 한다.
이를 위해, TPC 정보만을 따로 전송할 수 있는 DCI format을 새롭게 정의할 수 있고, 상기 새롭게 정의되는 DCI format은 SA 주기 사이에서도 전송될 수 있도록 할 수 있다.
상기 새롭게 정의되는 DCI format은 TPC 정보를 포함한다.
예를 들어, SA (전송) 주기가 100ms인 경우, TPC 정보 주기를 10ms로 설정함으로써, TPC 정보를 채널 상황에 맞게 업데이트하도록 할 수 있다.
하지만, 상기 방법에서 TPC 정보만을 전송하는 경우, 자원을 효율적으로 사용하지 못할 수 있으므로, 기지국은 TPC 정보와 같이 채널 상황을 반영하는 제어 정보(예:HARQ 정보)도 함께 D2D 단말로 전송할 수 있다.
즉, 기지국은 채널 상황을 반영하는 TPC, HARQ, MCS, RV, PMI 등에 대해서는 SA 주기보다 더 작은 주기를 설정하여 더 자주 전송되도록 하여 채널 상황을 적절하게 반영할 수 있도록 해당 정보들을 업데이트할 수 있다.
여기서, 상기 살펴본 방법들은 다르게 해석될 수도 있다.
예를 들어, SA 주기는 10ms 인데, 실제적으로 SA RA 정보의 전송(또는 업데이트)은 100ms 주기로 발생하고, 채널 상황을 반영하는 제어 정보(TPC, HARQ 정보 등)은 10ms 주기(또는 단위)로 발생하는 것처럼 설명할 수도 있다.
즉, SA 주기가 설정되는 경우, 상기 SA 주기의 정수 배로 SA RA update 주기(periodicity), TPC update 주기, HARQ update 주기가 (각각) 설정될 수 있다.
여기서, SA RA update 주기는 TPC, HARQ update 주기보다 자주 발생한다.
따라서, 상기 SA RA 업데이트 주기, TPC 업데이트 주기, HARQ 업데이트 주기는 사전에 정해질 수 있으며, 이는 RRC signaling을 통해 D2D 단말로 전송될 수 있다.
또는, 기지국은 D2D grant를 통해 상기 SA RA 업데이트 주기, TPC 업데이트 주기, HARQ 업데이트 주기 등과 관련된 정보를 D2D 단말로 명시적으로 또는 암묵적으로(또는 암시적으로) 전송할 수 있다.
여기서, SA 주기는 RRC signaling으로 configure하고, TPC 주기 및/또는 HARQ 주기는 D2D grant로 configure할 수 있다.
또는, SA 주기, TPC 주기, HARQ 주기는 default 값으로 설정될 수도 있다. 즉, 모든 주기가 동일한 default 값을 가질 수 있다.
살핀 것처럼, TPC 정보는 D2D 송신 단말의 전송 전력을 제어하기 위한 정보를 말한다.
여기서, D2D 송신 단말은 하나의 TPC 정보를 통해 SA 및 data의 전송 전력을 함께 제어할 수 있다.
또는, D2D 단말은 SA 및 data 각각에 대한 특성을 고려해서 각 신호의 특성에 맞게 전송 전력을 제어할 수도 있다.
이 경우, 기지국은 D2D grant에 SA의 TPC 정보 및 Data의 TPC 정보를 별도로 포함하여 전송하거나 각각의 TPC에 대한 D2D grant를 별개로 D2D 단말로 전송할 수 있다.
즉, 상기 D2D grant는 SA의 TPC 정보 및 data의 TPC 정보를 별개의 영역에 할당할 수 있다.
상기 SA의 TPC 정보는 SA의 전송 전력 제어를 지시하고, 상기 data의 TPC 정보는 data의 전송 전력 제어를 지시하기 위해 사용된다.
여기서, 각각의 TPC 정보는 절대적인 전송 전력(absolute Tx power)값을 지시하거나 또는 이전 전송 전력 값에 대한 상대적인 전송 전력(delta Tx power)값을 지시할 수 있다.
또 다른 방법으로서, SA 전송 전력 및 data 전송 전력을 각각 제어하기 위해 두 개의 TPC 필드(SA TPC 필드, data TPC 필드)를 사용하는 경우, 하나의 TPC 필드 값과 오프셋 값을 통해 다른 하나의 TPC 필드 값을 지시할 수도 있다.
예를 들어, 제 1 TPC 필드는 SA의 (절대적인) 전송 전력값을 지시하고, 제 2 TPC 필드는 data의 (절대적인) 전송 전력 값을 지시하는 경우, 상기 제 2 TPC 필드값은 따로 전송되지 않고 상기 제 1 TPC 필드의 절대적인 전송 전력 값과의 상대적인 값(offset)을 통해 획득되도록 할 수도 있다.
즉, 제 1 TPC 필드는 SA 또는 data의 전송 전력의 절대값을 나타내고, 제 2 TPC 필드는 상기 제 1 TPC 필드 값의 offset으로 표현될 수 있다.
즉, 해당 방법은 SA와 data 사이의 상대적인 전력 차이를 알려주는 방식에 해당한다.
해당 방법은 SA 및 data 간의 전송 전력 값의 변화가 거의 동일한 방향으로 발생할 가능성이 크기 때문에, offset을 이용하여 전력 값을 설정하는 경우, 적은 수의 bit를 이용해서 SA 및 data에 대한 전송 전력을 제어할 수 있다.
일반적으로, SA 전력 제어 파라미터 셋(power control parameter set)과 data 전력 제어 파라미터 셋(power control parameter set)은 독립적으로 설정될 수 있다.
즉, SA 및 D2D data의 전송 전력 정보는 서로 다른 parameter로 설정되기 때문에 각각 서로 다른 전력으로 전송될 수 있다.
특히, SA의 경우 D2D data보다 더 중요한 정보이기 때문에, SA 전송 전력을 data 전송 전력보다 더 높은 전력으로 설정하거나 또는 더 많은 자원을 사용하여 전송할 수 있다.
또한, D2D data의 경우도 channel coding뿐만 아니라 HARQ 동작을 고려해서 전송해야 하기 때문에, SA와는 다른 전송 전력으로 제어하는 것이 바람직할 수 있다.
하지만, 비록 서로 다른 전송 전력 설정 값(초기값 등)으로 전력 값이 계산된다고 할지라도 D2D grant를 통해 전송되는 TPC는 하나의 값을 사용하여 SA와 data의 전송 전력을 제어할 수 있다.
이 경우는, D2D 단말이 기지국으로부터 동일한 TPC 정보를 수신하더라도, D2D 단말에서 서로 다르게 해석하는 기준을 적용함으로써, 실질적으로 SA 및 data에 대한 전송 전력 계산을 서로 다르게 적용하도록 할 수 있다.
이 경우, D2D 단말이 하나의 TPC에 대해 SA 및 data에 대한 전송 전력을 서로 다르게 해석하는 기준에 대해서는 미리 설정될 수 있다.
예를 들어, SA의 전송 전력 조절 범위가 2bit TPC table에서 X_SA(dB)부터 Y_SA(dB)인 경우, D2D data의 전송 전력 조절 범위는 X_data에서 Y_data로 해석되도록 설정할 수 있다.
여기서는 TPC bit field 값이 의미하는 전송 전력 조절 범위만 예를 들어 살펴보았으나, 다른 전력 제어 parameter도 상기 예와 같이 서로 다른 정의, 서로 다른 초기 값, 서로 다른 default 값 등을 이용하여 각각에 대한 최종 전송 전력을 계산할 수도 있다.
다음으로, D2D grant RA 정보와 SA RA 정보의 구성에 대해 좀 더 구체적으로 살펴보기로 한다.
여기서, D2D grant RA는 D2D 통신에 사용될 SA와 관련된 정보 특히, 자원 할당 정보를 의미할 수 있으며, SG(Scheduling Grant) 또는 DCI format 5로 표현될 수 있다.
또한, 상기 SA RA 정보는 실제적으로 SA의 전송과 관련된 자원 할당 정보를 의미할 수 있으며, PSCCH로 표현될 수도 있다.
구체적으로, D2D grant를 통해 전송되는 (D2D와 관련된) RA 정보를 D2D 송신 단말이 SA RA 정보 구성 시 어떤 방식으로 상기 D2D grant RA를 반영하여 SA를 전송할 것인지에 대한 방법을 나타낸다.
앞서 살핀 바와 같이, RRC로 구성되는 자원 풀(RRC configured resource pool)이 존재한다고 가정하고, 기지국은 상기 RRC로 구성되는 자원 풀 중의 일부(a restricted set selected from the original RRC configured resource pool)를 선택하여 D2D grant를 통해 RA를 D2D 단말로 전송한다.
D2D 송신 단말은 기지국으로부터 상기 선택된 D2D grant RA set을 수신하여, 이를 그대로 D2D 수신 단말로 전송하거나 또는 상기 선택된 D2D grant RA set 중에서 일부의 자원을 다시 선택하여(또는 생성하여), 상기 일부의 자원에 대한 정보를 D2D 수신 단말로 전송할 수 있다.
이하에서, D2D 송신 단말이 기지국으로부터 D2D grant를 통해 수신된 RA set 중 일부를 선택하고, 상기 선택된 자원을 통해 SA를 D2D 수신 단말로 전송하는 방법에 대해 도 40을 참조하여 구체적으로 살펴보기로 한다.
도 40은 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용될 수 있는 SA 전송 방법의 일 예를 나타낸 흐름도이다.
즉, 도 40의 경우, D2D 송신 단말이 자신이 선택한 자원에서 D2D 관련 패킷(packet)을 D2D 수신 단말로 전송하고, 마찬가지로 자신이 선택한 자원에서 D2D 수신 단말로부터 D2D 관련 packet을 수신하는 방법을 설명한다.
먼저, D2D 송신 단말은 기지국으로부터 D2D 통신 관련 예약 할당된 자원을 수신한다(S4010).
상기 D2D 통신 관련 예약 할당된 자원은 SA 자원 풀 및/또는 data 자원 풀일 수 있으며, RRC signaling을 통해 전송될 수 있다.
이후, D2D 송신 단말은 상기 수신된 D2D 통신 관련 예약 할당된 자원 중 실제 전송에 사용될 일부 자원을 선택 또는 결정한다(S4020).
D2D 단말은 일반적으로 적은 양의 D2D packet을 송수신하기 때문에, 기지국을 통해 수신되는 예약 할당된 자원(또는 D2D grant RA)보다 적은 자원만을 사용하게 된다.
이후, D2D 송신 단말은 상기 결정된 일부 자원을 통해 SA 및/또는 D2D data를 D2D 수신 단말로 전송한다(S4030).
살핀 것처럼, 상기 SA 및/또는 D2D data는 함께 전송되거나 SA 전송 후, D2D data가 전송될 수 있다.
여기서, D2D 단말은 D2D 통신에 사용되지 않은 나머지 자원 구간에서는 Rx mode(다른 신호를 들음)로 동작하거나 또는 DTX(Discontinuous Transmission) 상태로 들어가서 energy saving 또는 power saving 동작을 수행할 수 있다.
이와 같은 동작을 통해, 반이중(half-duplex)로 동작하는 D2D 송신 단말은 수신할 수 있는 자원 영역을 확대할 수 있어, 더 많은 D2D 단말로부터 자원을 수신할 수 있게 된다.
또한, D2D 수신 단말의 경우, 특정(또는 제한된) SF(subframe)에서만 D2D 관련 자원(D2D SF)을 monitoring하여 자원을 수신할 수 있다.
또한, D2D 수신 단말은 나머지 D2D SF에서는 monitoring하지 않고 DRX(Discontinuous Reception)를 수행함으로써, 마찬가지로 energy saving을 수행할 수 있다.
마찬가지로, D2D 수신 단말의 측면에서도 다른 D2D 단말에게 전송할 수 있는 자원을 더 많이 확보할 수 있어, D2D 전송 기회가 증가하여 더 많은 D2D 관련 packet을 보낼 수 있게 된다.
도 40에서와 같이, D2D 단말이 실제적으로 전송할 D2D 관련 packet에 해당하는 만큼만 자원을 사용하는 방법에서는 D2D 송신 단말과 D2D 수신 단말은 서로 신호를 송수신하는 협상 과정을 통해, 각자 필요한 송신 자원 크기 및 수신 자원 크기를 조절할 수 있다.
이를 통해, 전체적으로 mesh 형태로 구성된 D2D network에서 D2D 단말 간 packet 전송의 효율을 높일 수 있게 된다.
여기서, 송신 자원 및 수신 자원의 크기를 조절하기 위한 과정에서 D2D 단말 간 송수신하는 신호는 물리 계층 신호뿐만 아니라 상위 계층 신호를 이용하여 구현할 수 있다.
다음으로, D2D 송신 단말이 SA RA를 통해 SA를 D2D 수신 단말로 전송하는 방법에 대해서 도 41을 참조하여 구체적으로 살펴보기로 한다.
도 41은 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용될 수 있는 SA를 전송하는 또 다른 방법의 일 예를 나타낸 흐름도이다.
도 41의 경우, SA 주기 사이에 다수의 D2D data 전송 자원(또는 기회)들이 있을 경우, 상기 SA 주기 사이에 몇 개의 D2D data 전송 자원을 사용할 수 있는지에 대해서 D2D 송신 단말이 D2D 수신 단말로 알려주는 방법에 관한 것이다.
먼저, 살핀 것처럼, D2D 송신 단말은 기지국으로부터 D2D grant RA를 통해 SA 및/또는 data 전송과 관련된 자원 할당 정보를 수신한다(S4110).
이후, D2D 송신 단말은 D2D data 전송 자원과 관련된 구성 정보를 SA를 통해 D2D 수신 단말로 전송한다(S4120).
이하에서는, 상기 D2D data 전송 자원과 관련된 구성 정보에 대해 좀 더 구체적으로 살펴보기로 한다.
상기 D2D data의 전송 자원과 관련된 구성 정보는 D2D data가 전송될 수 있는 D2D SF(또는 D2D data SF)을 지시하는 지시 정보를 포함한다.
상기 지시 정보는 D2D data가 전송되는 연속된 D2D SF의 개수를 지시할 수도 있고, 정수의 배수에 해당하는 D2D SF을 지시할 수도 있다.
상기 지시 정보가 연속된 D2D SF을 알려주는 경우, D2D 송신 단말은 SA 주기 바로 다음 연속된 K개의 SF에서 D2D data를 D2D 수신 단말로 전송한다(S4130).
이후, 상기 D2D 송신 단말은 상기 연속된 K개의 SF 이후 SF에서는 D2D data의 전송을 중단한다(S4140).
D2D data를 전송하는 또 다른 방법으로, offset 정보를 이용할 수도 있다.
즉, D2D 송신 단말은 D2D data 전송과 관련된 offset 정보를 이용하여 SA 주기 바로 다음이 아닌, 상기 offset 만큼 떨어진 SF에서부터 연속적으로 K개의 D2D SF에서 D2D data를 D2D 수신 단말로 전송하고, 그 이후 SF에서는 D2D data의 전송을 중단할 수 있다.
만약, 상기 Offset 값이 너무 커서 SA 주기 내에서 연속된 D2D SF을 확보하지 못하는 경우, 확보되지 못한 SF에서의 D2D data 전송은 무시 또는 무효화될 수 있다.
또는, 상기 확보되지 못한 SF에서의 D2D data 전송은 다음 SA 주기로 넘어가서 상기 다음 SA 주기의 첫 SF부터 확보되지 못한 SF 수만큼을 D2D data를 전송하기 위한 SF으로 지정할 수도 있다.
여기서, D2D data가 전송되는 D2D SF을 지시하기 위한 지시 정보(또는 indication bit)는 SA 및 data 자원 할당 주기를 고려해서 설정되는 것이 바람직하다.
예를 들어, SA 주기가 최대 100ms이고, data 전송 주기가 10ms인 경우, 상기 SA 주기 사이에 10번의 data 전송 기회가 존재한다.
10개의 SF 중에서 몇 개의 SF를 연속적으로 지정할 수 있는지에 대한 모든 경우의 수(조합)를 고려해야 하며, 상기 지시 정보는 상기 모든 조합을 지원할 수 있을 만큼의 bit 수를 가진 field가 필요하다.
일 예로, 8 가지 경우의 수에 대해 indication을 해야 하는 경우, 상기 지시 정보의 크기는 3bits일 수 있으며, 10 가지 경우의 수에 대해 indication을 해야 하는 경우, 상기 지시 정보의 크기는 4bits일 수 있다.
D2D data SF을 지시하는 또 다른 방법으로, D2D data 전송과 관련된 SF의 시작 위치 및 길이를 알려줄 수도 있다. 이 방법은 LTE(-A)의 UL RA 방법을 이용하여 구현될 수 있다.
상기와 같이 D2D data SF의 시작 위치 및 길이를 알려주는 방법의 경우, indication 정보의 bit 수를 줄일 수 있는 측면에서 자원 사용의 효율성을 높일 수 있게 된다.
다음으로, SA 주기가 증가하는 경우, D2D data SF의 위치를 지시하는 지시 정보의 사용 방법에 대해 살펴보기로 한다.
구체적으로, SA 주기가 증가하는 경우, 상기 D2D data SF의 위치를 알려주는 지시 정보를 반복 전송함으로써 해결할 수 있다.
예를 들어, SA 주기가 400ms로 증가하는 경우, SA 주기가 100ms이고, data 전송 주기가 10ms일 때 사용하는 4bit 크기의 지시 정보를 4번 반복하여 재사용할 수 있다.
여기서, 기지국은 상기 지시 정보의 반복 횟수를 조절하면서 D2D data SF의 위치를 D2D 단말로 알려줄 수도 있다.
상기 반복 회수의 조절을 위해 사용되는 신호 또는 D2D data SF의 위치를 알려주는 지시 정보의 반복 사용 횟수는 미리 결정될 수도 있다.
이 경우, 상기 미리 결정된 값은 RRC signaling을 통해 전송될 수 있다.
D2D data SF의 위치를 알려주는 지시 정보로 비트맵 패턴(bitmap pattern)을 사용할 수도 있다.
상기 지시 정보가 bitmap pattern인 경우, D2D data SF은 매우 유연하게 지정될 수 있다.
예를 들어, SA 주기 100ms 및 Data 전송 주기 10ms를 가정하는 경우, data의 10번 전송 시기에 대한 모든 조합을 알려주기 위해서는 살핀 것처럼, 10 bit 크기의 지시 정보가 필요하다.
만약, SA 주기가 400ms이고, data 주기가 40ms인 경우, 10 bits 크기의 비트맵(bitmap) 형태의 지시 정보가 필요하며, data 주기가 10ms인 경우에는 40 bits 크기의 비트맵(bitmap) 형태의 지시 정보가 필요하다.
하지만, 상기 지시 정보의 길이를 SA 및/또는 data 주기에 따라 가변하는 것은 제어 정보를 설계함에 있어 어려움이 있다.
따라서, 지시 정보의 크기 즉, bitmap의 길이를 고정하는 것이 바람직하다.
이를 위해, 기준이 되는 SA 주기 및 data 전송 주기를 선택하고, 상기 선택된 SA 주기 및 data 전송 주기에 따라 지시 정보의 크기 즉, bitmap 길이를 결정한다.
여기서, SA 주기 및 data 전송 주기의 변화로 인해 D2D data SF의 위치를 지시하기 위한 경우의 수가 늘어나는 경우, 기준이 되는 bitmap 형태의 지시 정보(기준 bitmap)을 반복하여 사용할 수 있다.
이와 반대로, D2D data SF의 위치를 지시하기 위한 경우의 수가 줄어드는 경우에는 일부 조합을 제거하는(truncation) 방식으로 사용할 수 있다.
예를 들어, SA 주기가 400ms, data 전송 주기가 10ms인 경우, SA 주기 100ms/data 전송 주기 10ms에서 사용되는 bitmap 형태의 지시 정보를 4번 반복사용함으로써, 400ms의 SA 주기에 맞추어 D2D data SF의 위치를 indication 해줄 수 있다.
상기 SA 주기 100ms/data 전송 주기 10ms에서 사용되는 bitmap 형태의 지시 정보를 기준 지시 정보 또는 기준 bitmap이라 할 수 있다.
만약, SA 주기가 400ms이고, data 전송 주기가 20ms인 경우, 400ms에 20회의 data 전송 기회가 있으므로, 기준 bitmap의 10 bit를 2번 반복해서 사용함으로써, D2D data SF의 위치를 지시해줄 수 있다.
이와는 반대로, SA 주기가 50ms로 줄어 들고, data 전송 주기는 10ms인 경우, 10 bit 크기의 D2D data SF 지시 bitmap 중에서 상위 5 bit 만을 (유효한 정보로) 사용하고, 하위 5 bits를 무시 또는 무효처리하는 방식으로 구현할 수 있다.
아니면 반대로, 10 bit 크기의 D2D data SF 지시 bitmap 중에서 하위 5 bits만을 유효한 정보로 사용하고, 상위 5 bits는 무시 또는 무효처리하는 방식으로 구현할 수도 있다.
다음으로, D2D data SF의 위치를 나타내는 지시 정보(또는 D2D data SF 지시 bitmap)의 bit 수를 줄이기 위한 방법에 대해 도 42를 참조하여 구체적으로 살펴보기로 한다.
도 42는 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용될 수 있는 D2D data 전송 방법의 일 예를 나타낸 흐름도이다.
기지국은 D2D grant RA를 통해 사전에 정의된 (D2D) subframe pattern set을 D2D 송신 단말로 전송한다(S4210).
이후, D2D 송신 단말은 상기 수신된 subframe pattern set 중에서 하나또는 하나 이상을 선택한다(S4220).
구체적으로, 기지국이 RRC 구성된 D2D 자원 풀 중에서 8개의 resource pattern(또는 subframe pattern)을 D2D grant RA를 통해 D2D 송신 단말로 전송하는 경우, D2D 송신 단말은 상기 수신된 8개의 resource pattern 중에서 하나 또는 하나 이상을 선택하여 상기 선택된 자원을 통해 SA 및/또는 data를 전송한다.
여기서, 상기 8개의 resource pattern을 나타내기 위해서는 3bit 크기의 필드 또는 지시 정보가 정의된다.
즉, 기지국은 3 bit 크기의 지시 정보를 전송함으로써, resource pattern에 대한 정보를 D2D 송신 단말로 알려줄 수 있다.
여기서, 상기 subframe pattern을 다양하게 구성함으로써(예: 초기 연속 K개의 subframe, offset, interlaced된 SF pattern 등) SA 주기 사이에 data가 전송되는 SF의 개수를 다양하게 선택하여 사용할 수 있다.
이후, D2D 송신 단말은 상기 선택된 subframe pattern을 SA 및/또는 data를 D2D 수신 단말로 전송한다(S4230).
또 다른 실시 예로서, D2D 관련 resource pattern(또는 subframe pattern)을 계층적으로 구성하여, 이를 D2D 단말로 전송해줄 수도 있다.
예를 들어, RRC에서 구성된 자원 풀은 가장 높은 layer에 존재하고, 그 아래 layer에 tree 형태 구조로 다수의 resource pattern이 존재하고, 또 그 아래 layer에 tree 형태 구조로 더 많은 종류의 resource pattern이 존재하도록 자원 형태를 계층적으로 구성할 수 있다.
이 경우, 기지국은 RRC configured 1st layer 정보를 이용하여 그 하위 2nd layer resource pattern 중에 하나 또는 하나 이상을 선택하여 D2D grant를 통해 상기 선택된 resource pattern을 D2D 송신 단말로 전송한다.
이후, D2D 송신 단말은 상기 수신된 2nd layer resource pattern 하위에 있는 3rd layer resource pattern 중에 하나를 선택하여 상기 선택된 resource pattern을 통해 SA 및/또는 data를 D2D 수신 단말로 전송한다.
이러한 D2D 자원의 계층적(tree) 구조 및 그 해석 방법은 사전에 기지국 및 D2D 단말들에 공유되어야 한다.
다음으로, SA의 업데이트 시점에 대해 살펴보기로 한다.
앞서 살핀 것처럼, D2D 송신 단말은 기지국으로부터 D2D grant를 수신하는 경우, 상기 수신된 D2D grant를 참조하여 SA 주기에 맞추어 SA를 D2D 수신 단말로 전송한다.
D2D 송신 단말이 기지국으로부터 새로운 SA 관련 정보를 SA 주기 사이에서 수신하는 경우, 다음 SA 주기가 도래하기까지 기존 SA 정보는 유효하다.
즉, D2D 송신 단말은 다음 SA 전송 주기에 SA를 업데이트한다. 그리고, D2D 송신 단말은 업데이트된 SA를 해당 SA 전송 주기에 D2D 수신 단말로 전송한다.
이와 같이, 다음 주기 시점에 새로운 제어 정보를 업데이트하는 방법은 TPC 정보 등에도 동일하게 적용될 수 있다.
앞서 살핀 업데이트 방법은 D2D 자원의 activation과 관련 있다.
하지만, D2D 자원을 release하는 경우는 앞서 살핀 D2D 자원의 activation 경우와 달리 설정될 수 있다.
즉, D2D 자원에 대한 release의 경우, D2D 송신 단말은 기지국으로부터Release 관련 정보를 수신한 시점에 바로 적용한다.
따라서, D2D 송신 단말은 release가 지시된 자원에서 SA 및/또는 data의 전송을 중단한다.
구체적으로, D2D 송신 단말이 기지국으로부터 SA 주기 사이에 D2D 자원의 release를 지시하는 정보를 수신하는 경우, D2D 송신 단말은 다음 SA 주기까지 기다리지 않고, 바로 D2D 자원을 release한다.
또는, SA 주기가 설정되고, 상기 설정된 SA 주기보다 더 큰 주기로 SA의 update 주기가 구성(configure)되는 경우에 아래와 같이 D2D 동작을 적용할 수도 있다.
즉, SA update 주기와 SA 주기가 다르게 설정되고, SA update 주기가 더 큰 경우에 D2D 자원 activation은 SA update 주기 마다 설정되고, D2D 자원 release는 SA의 전송 시점 즉, SA 주기마다 설정될 수 있다.
상향링크 전력 제어
무선 통신 시스템에 있어서 전력 제어(power control)는 채널의 경로 손실과(path loss) 변동(fading)을 보상함으로써 시스템에서 요구하는 수신 SNR(Signal-to-Noise Ratio)을 보장하고, 적절한 랭크 적응(rank adaptation)을 통해서 높은 시스템 성능을 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 셀 간 간섭(inter-cell interference)은 상기 전력 제어에 의해 조정될 수 있다.
기존 시스템에 있어서, 상향링크 전력 제어는 폐루프 보정(closed-loop correction) 및/또는 개루프(openloop) 전력 제어에 기초한다. 개루프 전력 제어는 사용자 기기(User Equipment; UE)의 계산에 의해 처리되고, 폐루프 보정은 기지국(evolved Nod B; eNB)으로부터의 전력 제어 명령(power control command)에 의해 수행된다. 기지국으로부터의 상향링크 전송 전력 제어(Transmit Power Control; TPC) 명령은 PDCCH 의 DCI 포맷에서 정의될 수 있다.
이하에서는 단일 전송 안테나 전송의 경우를 예로 들어서 전력 제어 절차에 대해서 설명한다.
도 43은 상향링크 전력 제어의 기본 개념을 설명하는 도면이다.
도 43을 참조하면, 상향링크 전력은 주로 폐루프 방식에 의해 사용자 기기에 의해 측정되고 기지국은 폐루프 보정 계수(factor) 
에 의해 상향링크 전력을 조정할 수 있다. 상향링크공유채널(PUSCH)의 전력제어는 다음의 수학식 12에 따라 수행될 수 있다.
상기 수학식 12에서, PPUSCH(i)는 PUSCH 에 대한 i 번째 서브프레임의 전송 전력이며, 단위는 dBm이다. PCMAX는 최대 허용 전력을 나타내고, 최대 허용 전력은 상위계층에 의해서 설정되며 사용자 기기의 종류(class)에 따른다.
또한, MPUSCH(i) 는 할당되는 자원의 양이고, 할당되는 자원 블록(부반송파의 그룹, 예를 들어, 12 부반송파)의 단위로 표현될 수 있으며, 1부터 110사이의 값을 갖고, 매 서브프레임마다 갱신된다. 상기 수학식 12 에서 PO_PUSCH(j)는 다음의 수학식 13과 같이 PO_NOMINAL_PUSCH(j) 과 PO_UE_PUSCH(j) 의 2 부분으로 구성된다.
상기 수학식 13에서 PO_NOMINAL_PUSCH(j) 는 상위계층(higher layer)에 의해 셀 특정으로 주어지는 값이고, PO_UE_SPECIFIC(j) 는 상위계층에 의해 단말 특정으로 주어지는 값이다.
상기 수학식 12에서 인수(argument) j 는 0, 1 또는 2 의 값을 가질 수 있다. j=0 인 경우에 PDCCH 에서 동적(dynamic)으로 스케줄링되는 PUSCH 전송에 해당한다. j=1 인 경우에, 반-영속적(semi-persistent) PUSCH 전송에 해당한다. j=2 인 경우에 임의접속 그랜트 (random access grant)에 기초한 PUSCH 전송에 해당한다.
상기 수학식 12 에서 
(j)·PL 는 경로 손실 보상을 위한 수식이다. 여기서, PL은 사용자 기기에 의해 측정되는 하향링크 경로 손실을 나타내며, "참조신호전력 - 상위계층 필터링된 RSRP(Reference Signal ReceivedPower)" ("referenceSignalPower - higher layer filtered RSRP")로서 정의된다.
상기 수학식 12 에서 
는 다음의 수학식 14와 같이 주어질 수 있다.
상기 수학식 14 에서 나타내는 바와 같이, 
의 사용은 deltaMCS-Enabled 라는 플래그에 의해서 설정될수 있다. deltaMCS-Enabled 가 1 의 값을 가지면 
사용이 설정되고, deltaMCS-Enabled 가 0 의 값을 가지면 
가 0의 값이 되므로 사용되지 않는다. 상기 수학식 14 에서 MPR 은 다음의 수학식 15와 같이 주어질 수 있다.
상기 수학식 15에서 TBS 는 전송블록크기(Transport Block Size)이고, NRE 는 부반송파의 개수로 표현되는 자원요소(RE)의 개수에 해당한다. 데이터가 재전송되는 경우에, NRE의 값은 동일한 전송 블록에 대한 최초 PDCCH 에서 지시되는 값으로부터 획득될 수 있다.
상기 수학식 12에서 f(i) 는 폐-루프 방식으로 전송 전력을 조절하는 파라미터를 나타낸다. f(i)를 제공하기 위해서 DCI 포맷 0, 3 또는 3A 의 PDCCH 가 사용될 수 있다. 즉, f(i) 는 사용자-특정(UE-specific)으로 주어지는 파라미터이다.
f(i) 와 관련하여 이전의 전송 전력에 누적하여 전송 전력 값이 주어지는지, 또는 누적하지 않고 전송 전력 값이 주어지는지 여부는 Accumulation-Enabled 라는 플래그를 통하여 지시될 수 있다.
Accumulation-Enabled 플래그에서 누적 모드가 활성화되는 것으로 설정되는 경우, f(i)는 다음의 수학식 16과 같이 주어질 수 있다.
수학식 16에서, 
는 단말 특정 보정 값(correction value)으로서, 전송전력제어(TPC) 명령으로 칭할 수도 있다. 
는 DCI 포맷 0 의 PDCCH에 포함되거나 또는 DCI 포맷 3/3A의 PDCCH에 다른 TPC 명령들과 함께 조인트 코딩되어 단말에게 시그널링될 수 있다. PDCCH DCI 포맷 0 또는 3 의 PDCCH 상에서 시그널링되는 
dB 누적 값(accumulated value)은 아래의 표 6과 같이 2 비트 크기로 주어질 수 있다.
| TPC Command Field in DCI format 0/3 |
Accumulated
 |
| 0 | -1 |
| 1 | 0 |
| 2 | 1 |
| 3 | 3 |
단말이 PDCCH DCI 포맷 3A 를 검출하는 경우에, 
dB 누적 값(accumulated value) 은 1 비트로 표현되고, {-1, 1} 중 하나의 값을 가질 수 있다.
상기 수학식 16에서 FDD 의 경우에 KPUSCH = 4 이다.
DCI 포맷 0 및 DCI 포맷 3/3A 모두가 동일한 서브프레임에서 검출되는 경우에, 단말은 DCI 포맷 0 에 의해서 제공되는 
를 사용하게 된다. TPC 명령이 없거나 불연속 수신(DRX) 모드인 경우에는 
= 0dB 이다. 단말이 최대 전송 전력에 다다르게 되면, 양수(positive) 값을 가진 TPC 명령은 누적되지 않는다 (즉, 최대 전송 전력을 유지한다). 단말이 최소 전송 전력 (예를 들어, -40dBm)에 다다르게 되면, 음수(negative) 값을 가진 TPC 명령은 누적되지 않는다 (즉, 최소 전송 전력을 유지한다).
한편, Accumulation-Enabled 플래그에서 누적 모드가 활성화되지 않는 것으로 설정되는 경우, f(i) 는 다음의 수학식 17과 같이 주어질 수 있다. 누적 모드가 활성화되지 않는 것은, 달리 표현하면 상향링크 전력 제어 값이 절대값(absolute value) 방식으로 주어지는 것을 의미한다.
상기 수학식 17에서, 
의 값은 PDCCH DCI 포맷 0 인 경우에만 시그널링된다. 이 때, 
의 값은 다음의 표 7과 같이 주어질 수 있다.
| TPC Command Field in DCI format 0 |
Absolute
 |
| 0 | -4 |
| 1 | -1 |
| 2 | 1 |
| 3 | 4 |
상기 수학식 17에서, FDD 의 경우에 KPUSCH = 4 이다.
PDCCH 가 검출되지 않거나, DRX 모드이거나, 또는 TDD 에서 상향링크 서브프레임이 아닌 경우에 f(i) = f(i-1)이다.
한편, 상향링크제어채널(PUCCH)을 위한 전력 제어는 다음의 수학식 18과 같이 정의할 수 있다.
상기 수학식 18에서, PPUCCH(i)의 단위는 dBm으로 표현된다. 수학식 18에서, 
는 상위 계층에 의해 제공되며, 각 
값은 PUCCH 포맷(format) 1a와 관계된 PUCCH 포맷(F)에 대응한다.
이하에서, 앞서 살핀 TPC command를 활용한 D2D 전송 전력 제어(power control)와 관련된 설명을 참조하여 D2D 전송 전력 제어 방법에 대해 좀 더 구체적으로 살펴본다.
먼저, D2D 전송 전력 제어(power control)은 SG(Scheduling Grant) 를 통해서 구현할 수 있다.
상기 SG는 D2D grant로 표현될 수 있다.
여기서, 상기 D2D grant는 DCI format 5의 PDCCH를 통해 전송될 수 있다.
특히, 상기 D2D 전송 전력 제어는 TPC(Transmission Power Control) 필드를 활용하거나 또는 DCI format 3/3A를 활용하여 TPC command를 전달할 수 있다.
상기 D2D 전송 전력 제어를 위해 DCI format 3/3A를 사용하는 경우, 상기 DCI format 3/3A의 필드 중에 특정 field를 D2D power control을 위한 필드로 정의하여 사용할 수도 있다.
상기 특정 필드가 D2D power control을 위한 필드로 정의되는지는 사전에 RRC signal을 통해서 용도가 cellular용인지 또는 D2D 용인지 partitioning되어야 한다.
D2D 전송 전력 제어를 위해 기존의 TPC를 이용하는 경우, TPC bit(2 bit)의 공유를 통해 SA(Scheduling Assignment)와 Data에 대한 power control을 동시에 지원할 수 있다.
즉, TPC 필드 중 1 bit에 해당하는 state(또는 value)는 SA를 위한 전력 제어에, 다른 1 bit에 해당하는 state는 Data를 위한 전력 제어에 할당함으로써, dynamic (closed) power control을 수행할 수 있다.
또한, 상기 TPC는 1 bit 단위로 분리되거나 또는 2 bit의 state를 분리할 수 있다.
여기서, 2 bit의 state를 분리한다는 의미는 2 bit로 표현 가능한 '00', '01', '10', '11' 값 중 일부는 SA의 전력 제어용으로, 또 다른 일부는 Data의 전력 제어용으로 구분하는 것으로 해석될 수 있다.
또 다른 실시 예로서, D2D 전송 전력 제어를 위해 기존의 DCI format 3/3A를 사용하여 SA 및/또는 Data의 power control을 수행할 수도 있다.
여기서, DCI format 3은 2 bit power control을, DCI format 3A는 1 bit power control을 할 수 있다.
즉, DCI format 3의 TPC는 1 bit이고, DCI format 3A의 TPC는 2 bit이다.
먼저, D2D 전송 전력 제어를 위해 DCI format 3을 이용하는 방법에 대해 살펴본다.
DCI format 3에서, SA와 Data를 분리하여 DCI format을 구성하는 방법은 (1) 2 bit 길이의 TPC unit(TPC command)를 분리하여 1 bit는 SA를 위한 전력 제어용으로, 1 bit는 data를 위한 전력 제어용으로 구현하는 방법과, (2) 기본 TPC 단위인(TPC command) 2 bit를 각각 SA 및 data에 개별적으로 할당하는 방법이 있다.
추가적으로, 도 44를 참조하여, 2개의 TPC unit (2 bit x 2 = 4bit)을 하나의 D2D UE의 SA 및 Data의 power control을 위해 사용하는 방법에 대해서도 살펴본다.
2개의 TPC unit을 이용하여 SA 및 data에 대한 전력 제어를 위해서는 사전에 RRC signaling을 통해서 D2D 단말로 알려져야 한다.
도 44는 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용될 수 있는 DCI format 3을 이용하여 SA 및 DATA에 대한 전력 제어를 수행하는 방법을 나타낸 도이다.
도 44a는 기존 DCI format 3의 TPC command(2 bit)를 나타낸다.
도 44b는 도 44a의 TPC command 2 bit를 SA 및 Data의 전력 제어를 위해 공유하는 일 예를 나타낸다.
이 경우, TPC command 2 bit를 앞서 살핀 것처럼, 1 bit씩 분할하여 각각 SA 및 data의 전력 제어를 위해 사용하거나 또는 상기 TPC command 2 bit의 state('00', '01', '10', '11')를 분할해서 SA와 data의 전력 제어를 위해 사용할 수도 있다.
도 44c는 4 bit를 하나의 TPC command로 묶어서 SA와 Data의 전력 제어를 위해 공유하는 방법을 나타낸다.
도 44c의 경우도, 특정 bit를 분할하는 방법과 4 bit로 표현 가능한 state를 SA 및 data의 전력 제어를 위해 분할하는 방법이 가능하다.
도 44d 및 도 44e는 2 bit의 TPC command에 SA 또는 data에 대한 하나의 TPC만을 전송하는 방법을 나타낸다.
여기서, SA에 대한 TPC가 먼저 위치하는지 또는 data에 대한 TPC가 먼저 위치하는지에 대한 순서는 사전에 정해지는 것이 바람직하다.
도 44f 및 도 44g는 TPC command에 먼저 data 또는 SA를 연속적으로 할당하고, 이후에 SA 또는 data를 연속적으로 할당하는 방법을 나타낸다.
즉, TPC command에 data가 연속적으로 할당된 경우, 이후에는 TPC command에 SA가 연속적으로 할당된다.
여기서, 연속적으로 할당되는 SA 또는 data의 개수는 사전에 정해지거나 RRC signaling을 통해 정해질 수 있다.
다음으로, 도 44의 방법을 통해 data 및 SA의 TPC를 할당한 DCI format 3에 zero padding을 수행하는 방법에 대해 살펴본다.
즉, 도 44의 방법을 통해 data 및 SA의 TPC를 할당한 DCI format 3의 전체 비트가 DCI format 0의 길이와 동일하지 않은 경우, 상기 DCI format 0의 길이와 동일하게 유지하기 위해서, 상기 DCI format 3에 zero bit가 삽입될 수 있다.
도 44b와 같이, 2 bit의 TPC command를 SA 및 data의 TPC command를 위해 공유하는 방법에서는 DCI format 3은 DCI format 0과의 길이 차이가 1 bit만큼 발생할 수 있다.
따라서, 상기 DCI format 3에 1 bit의 zero padding을 수행한다.
하지만, 도 44c의 경우와 같이, TPC(2 bit) pair를 통해 4 bit가 하나의 TPC command를 이루는 경우에는 DCI format 0과 DCI format 3과의 길이 차이는 최대 3 bit까지 발생할 수 있다.
즉, 3 bit의 길이 차이가 발생하는 경우, DCI format 3에 3 bit의 zero padding을 수행한다.
결과적으로, DCI format 3에 삽입해야할 zero padding의 bit 수는 SA 와 data의 pairing bit에 따라서 결정된다.
즉, 상기 SA 와 data의 pairing bit에 따라 결정되는 삽입될 zero padding의 bit 수는 최대 (Paired bit -1) bit이다.
여기서, SA와 data의 paring 방법은 도 44에 도시된 바와 같이 SA와 Data의 TPC가 일-대-일(1-to-1)로 mapping되는 경우 이외에도, M-대-N(M-to-N) 형태로 pairing 될 수도 있다.
여기서, M은 SA의 TPC 개수를 나타내고, N은 Data의 TPC 개수를 나타낸다.
도 45는 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용될 수 있는 DCI format 3A를 이용하여 SA 및 DATA에 대한 전력 제어를 수행하는 방법을 나타낸 도이다.
도 45a는 기존 DCI format 3A의 TPC command(1 bit)를 나타낸다.
도 45b 및 도 45c는 SA 및 Data의 전력 제어를 위해 각각 1 bit의 TPC command를 할당하는 방법의 일 예들을 나타낸다.
도 45b는 SA TPC command, data TPC command 순서로 각각 1 bit의 TPC command가 할당되는 것을 나타내며, 도 45c는 data TPC command, SA TPC command 순서로 각각 1 bit의 TPC command가 할당되는 것을 나타낸다.
도 45d 및 도 45e는 1 bit의 TPC command에 먼저 data 또는 SA를 연속적으로 할당하고, 이후에 SA 또는 data를 연속적으로 할당하는 방법을 나타낸다.
즉, 1 bit의 TPC command에 data의 TPC가 연속적으로 할당된 경우, 이후에는 1 bit의 TPC command에 SA의 TPC가 연속적으로 할당된다.
연속적으로 할당되는 SA 또는 data의 개수는 사전에 정해지거나 RRC signaling을 통해 정해질 수 있다.
다음으로, 도 45의 방법을 통해 data 및 SA의 TPC를 할당한 DCI format 3A에 zero padding을 수행하는 방법에 대해 살펴본다.
살핀 것처럼, 도 45b는 SA TPC 1 bit, Data TPC 1 bit가 pairing되어 2 bit의 D2D TPC command를 형성하는 경우를 나타낸다.
이 경우, DCI format 3A와 DCI format 0과의 최대 길이 차이(size difference)는 1 bit가 되기 때문에, DCI format 3A에 1 bit zero padding을 수행한다.
마찬가지로, DCI format 3A를 변형해서 사용하는 다른 방법(도 45c 내지 도 45e)에서도 DCI format 3A에 최대 1 bit의 zero padding을 수행하면 DCI format 0과 DCI format size를 동일하게 유지할 수 있다.
도 44 내지 도 45의 방법은 기본적으로 SA 및 data의 TPC를 전송하는 DCI format(예: DCI format 3/3A)의 길이를 DCI format 0의 길이에 맞추기 위해 특정 bit의 zero padding을 수행하는 것을 전제로 한다.
앞서 살핀 본 명세서에서 제안하는 방법들에서, SA TPC와 Data TPC를 구분하는 방법으로, D2D RNTI를 가지는 D2D grant에서 TPC를 구분하는 방법이 가능하다.
여기서, D2D RNTI를 가지는 D2D grant는 DCI format 5를 의미할 수 있으며, 상기 D2D RNTI는 SL(SideLink)-RNTI로 표현될 수도 있다.
또는, DCI format 3/3A를 사용하는 경우, SA TPC와 Data TPC를 구분하는 방법으로, SA TPC와 Data TPC에 각각 서로 다른 TPC RNTI를 사용해서 구분하는 것도 가능하다.
또는, 하나의 RNTI를 사용하지만 DCI format 3/3A에서 SA TPC와 Data TPC를 구분하는 방법으로, DCI format 3/3A 내 서로 다른 필드를 사용함으로써 SA TPC와 Data TPC를 구분할 수도 있다.
SA TPC와 Data TPC를 구분하는 또 다른 방법으로, SA와 Data 전송 시점과 TPC의 전송 시점과의 관계를 이용하는 것이다.
예를 들어, Subframe #n에서 TPC가 전송된다고 가정하고(eNB-to-UE), subframe #n+4 또는 subframe #n+4 이후 첫 번째 subframe(설계 방법에 따라, available subframe or D2D용 D2D grant가 전송 가능한 subframe or D2D available subframe 등으로 해석될 수 있음)에서 SA가 전송되면(UE-to-UE) subframe #n에 전송된 TPC는 SA용 TPC로 간주하고, subframe #n+4 혹은 그 이후 처음 도래하는 subframe에서 Data가 전송되면 subframe #n에 전송된 TPC는 Data TPC로 해석하는 것이다.
이러한 전송 timing 관계를 이용하여 TPC 용도(SA 용 또는 data 용)를 구분해 내는 방법을 적용하면, subframe #n에 (EPDCCH, PDCCH 등을 사용해서) 전송되는 TPC가 D2D grant(또는 SG 또는 DCI format 5)에 포함되어 전송되는 TPC 형태가 될 수도 있으며, 또는 동일한 또는 다른 RNTI로 masking된 DCI format 3/3A 또는 이의 변형형태로 전달되더라도 TPC 용도를 쉽게 구별할 수 있다.
여기서, TDD 시스템을 고려하는 경우, 상기 subframe #n+4 또는 그 이후 도래하는 available subframe의 정의는 subframe #n+k로 변경되어야 한다.
여기서, k 는 TDD UL/DL configuration에서 정의된 "UL grant 전송 시점과 PUSCH 전송 시점의 차이(subframe)"에 해당하는 값이다.
또는, 상기 k는 "DCI format 3/3A를 전송하고 이 값이 D2D transmission에 적용되는 시점(subframe)"으로 정의할 수도 있다.
참고로, subframe은 legacy subframe이지만 D2D를 위한 D2D subframe일 수도 있다. 이 경우, subframe #n+4의 정의는 달라질 수도 있다.
상기 SA TPC 및 data TPC command를 공유 또는 구분하여 특정 DCI format을 이용하여 전송하는 방법은 D2D grant에 포함되어 전송되는 TPC와 함께 전달되거나 필요에 따라서 독립적으로 전달될 수 있다.
여기서, 상기 D2D grant에 포함되어 전송되는 TPC는 SA 또는 data 전송 시의 전력을 최대 전력으로 설정하여 전송하는지 또는 기존 DCI format 3/3A의 방식과 같은 전력 제어를 수행하는지를 지시하는(또는 나타내는) TPC 모드(mode) 정보를 나타낼 수 있다.
앞서 살핀 바와 같이, SA와 D2D data에 개별 power control 방식을 적용할 수 있다.
이러한 정보는 TPC field를 통해서 전달될 수 있다. 하지만, D2D data grant는 아래 표 8과 같이 하나의 TPC만 존재할 수도 있다.
| Field Name | Length | Use in D2D grant |
| Hopping flag | 1 | Use as is |
| Resource block assignment (including N_Ulhop) |
6 (1.4 MHz) 8 (3 MHz) 8 (5 MHz) 13 (10 MHz) 14 (15 MHz) 15 (20 MHz) |
Use as is for resource of data. Resource of SA is derived from this field. |
| MCS and RV | 5 | Use as is for data |
| TPC | 2 | Use as is (data) |
| Number of subframes used for transmissions (as a part of RPT) |
2(for example) | Indicates the number of subframes used for data transmissions |
| Subframe pattern (as a part of RPT) |
4(for example) | Indicates the set of subframes used for data transmissions |
여기서, TPC 값은 SA와 Data가 공유하지만 TPC 파라미터이외의 power control parameters는 SA와 data 각각 개별적으로 configuration 될 수 있다.
특히, 개루프 전력 제어(open loop power control:OLPC)를 수행하는 데 관련된 parameter는 별도로 설정될 수 있다.
이와 같이, TPC 파라미터 이외의 power control parameters는 RRC signaling에 의해서 사전에 configuration 될 수 있기 때문에, D2D grant 설계에 영향을 미치지 않고 별도로 indication 해줄 수 있게 된다.
이하에서, D2D 통신의 전송 전력 제어를 수행하는 방법에 대해 간략히 정리하기로 한다.
먼저, 제 1 단말은 D2D 통신에 사용하기 위한 자원 풀(resource pool)을 획득한다.
여기서, 상기 제 1 단말은 D2D 전송 단말을 의미할 수 있으며, D2D 통신은 사이드링크(sidelink)로 표현될 수 있다.
또한, 상기 제 1 단말은 상기 자원 풀을 기지국으로부터 획득하거나 또는 사용자로부터 해당 자원 풀을 입력받을 수 있다.
여기서, 상기 자원 풀(resource pool)은 SA가 전송되는 자원 영역을 나타내는 SA(scheduling assignment) 자원 풀 또는 D2D data가 전송되는 자원 영역을 나타내는 data 자원 풀 중 적어도 하나를 포함한다.
이후, 상기 제 1 단말은 상기 SA 자원 풀을 통해 D2D data 전송과 관련된 정보를 포함하는 SA(scheduling assignment)를 제 2 단말로 전송한다.
여기서, 상기 제 2 단말은 D2D 수신 단말일 수 있다.
이후, 상기 제 1 단말은 상기 제 2 단말로 상기 SA에 기초하여 D2D data를 전송한다.
앞의 과정들에서 D2D 통신의 전송 전력 제어는 상기 SA 또는 상기 D2D data 중 적어도 하나의 전송 전력 제어와 관련된 제어 정보를 통해 수행될 수 있다.
상기 제어 정보는 전송 전력 제어 커맨드(TPC command) 또는 전송 전력 제어 정보 또는 전송 전력 제어 필드 등으로 표현될 수 있다.
또한, 상기 제어 정보는 기지국으로부터 D2D grant를 통해 수신될 수 있으며, 상기 D2D grant는 DCI format 5로 표현될 수도 있다.
또한, 상기 제어 정보는 상기 SA 또는 상기 D2D data 중 적어도 하나의 전송 전력을 최대 전송 전력으로 사용할지 아닐지를 나타내는 (모드) 정보를 나타낼 수 있다.
상기 제어 정보가 상기 D2D grant(또는 DCI format 5)에 포함되는 경우, 상기 제어 정보는 상기 SA 또는 상기 D2D data의 전송 전력을 최대 전송 전력으로 사용할 것을 지시하거나 또는 기존의 절대적/상대적 전송 전력 제어 수행을 지시할 수 있다.
여기서, 상기 SA 및/또는 상기 Data의 TPC 정보를 포함하는 D2D grant의 전체 bit 수가 DCI format 0의 길이보다 작은 경우, 상기 D2D grant에는 상기 DCI format 0의 길이와 같아질 때까지 제로(zero) bit가 삽입된다.
또한, 상기 제어 정보는 제 1 제어 정보 및 제 2 제어 정보로 구분되며, 상기 제 1 제어 정보는 상기 SA의 전송 전력 제어 정보이며, 상기 제 2 제어 정보는 상기 D2D data의 전송 전력 제어 정보일 수 있다.
또한, 상기 제어 정보는 상기 SA의 전송 전력 제어 정보 또는 상기 D2D data의 전송 전력 제어 정보를 나타내며, 상기 제어 정보는 연속적으로 할당되거나 또는 일정 구간마다 할당되는 것을 특징으로 한다. 이와 관련된 구체적인 구조는 도 44 내지 도 45를 참조하기로 한다.
또한, 상기 제어 정보는 DCI format 3 또는 DCI format 3A를 통해 전송될 수 있으며, 이 경우 상기 제어 정보는 상기 D2D 통신에 사용하기 위한 자원 풀에서 전송될 수 있다.
즉, DCI format 3 또는 3A가 D2D subframe에서 전송 또는 수신되는 경우, 해당 DCI format 3/3A는 D2D 통신의 전송 전력 제어 수행을 위한 것으로 판단될 수 있다.
또한, 상기 제어 정보를 포함하는 DCI format 3 또는 상기 DCI format 3A의 전체 bit 수가 DCI format 0의 길이보다 작은 경우, 제로(zero) bit가 삽입될 수 있다.
또한, 상기 SA의 전송 전력 제어 정보와 상기 D2D data의 전송 전력 제어 정보는 서로 다른 RNTI(Radio Network Temporary Identifier)의 사용에 의해 또는 서로 다른 필드의 사용에 의해 구분될 수 있다.
또한, 상기 제어 정보는 상기 제어 정보가 전송되는 서브프래임(subframe) 이후의 subframe과 관련될 수 있다.
구체적으로, 상기 제어 정보가 subframe #n에서 전송되고, subframe #n+k에서 또는 상기 subframe #n+k 이후 첫 번째 D2D subframe에서 SA가 전송되는 경우, 상기 제어 정보는 상기 SA의 전송 전력 제어 정보이며, 상기 subframe #n+k에서 또는 상기 subframe #n+k 이후 첫 번째 D2D subframe에서 D2D data가 전송되는 경우, 상기 제어 정보는 상기 D2D data의 전송 전력 제어 정보를 나타낸다.
K 값은 4일 수 있으며, TDD UL/DL configuration에 따라 그 값은 변경될 수 있다.
이하에서, 앞서 살핀 내용을 토대로 본 명세서에서 제안하는 D2D 전송 전력 제어(power control) 구체적으로, SA 및 D2D Data의 전력 제어 방법에 대해 구체적으로 살펴본다.
즉, 본 명세서는 D2D grant에 정의되는 TPC(Transmission Power Control) 필드와 DCI format 3/3A를 이용하여 D2D link(sidelink)의 전력 제어를 수행하는 방법을 제공한다.
여기서, D2D grant는 앞서 살핀 바와 같이, 새로운 DCI format이 정의되어 전송될 수 있으며, 상기 새로운 DCI format의 일 예는 DCI format 5일 수 있다.
구체적으로, D2D link의 전력 제어를 수행하기 위해 D2D grant에 포함된 TPC 필드는 SA 즉각적인(instantaneous) 전력 제어(power control)에 사용되고, DCI format 3/3A에 포함된 TPC 필드는 D2D Data 전송(transmission)의 power control에 사용할 수 있다.
여기서, 상기 D2D grant에 포함된 TPC 필드는 SA TPC 필드로 표현될 수 있다.
여기서, 상기 SA는 D2D data 전송을 위한 스케쥴링 정보(scheduling information)를 나타내며, 상기 SA에는 자원 할당(resource allocation:RA) 정보가 포함되어 있다.
상기 SA에 포함되는 자원 할당 정보는 SA 자원 풀(resource pool) 형태로 제공된다.
여기서, 상기 SA의 자원 할당 정보는 D2D 통신의 특성을 고려할 때 자주 변하지 않을 가능성이 높다.
일 예로, VoIP과 같은 데이터 송수신을 가정하는 경우, 기지국은 단말로 임의의 자원을 사전에 지정하고, 오랜 시간 동안 상기 지정된 자원을 사용하여 데이터 송수신을 수행한다.
따라서, SA 내 RA 정보의 변화가 자주 일어나지 않기 때문에, 기지국은 단말로 SA를 자주 전송할 필요가 없게 된다.
하지만, D2D Data는 동일한 자원을 일정 기간 동안 변화 없이 사용하더라도 WAN(Wireless Area Network) UE(cellular UE)에게 주는 간섭 정도가 상대적으로 자주 변할 수 있다.
이처럼, 자주 변하는 간섭 상황에 적응적으로 대처하기 위해서, 기본적으로 D2D Data 전송에 대한 전력 제어가 상기 SA 전송 전력 제어에 비해서 자주 수행되는 것이 바람직하다.
또한, 한 번의 SA 전송에 다수의 D2D Data 전송이 수행되기 때문에 SA 전송에 대한 전력 제어는 SA 주기에 맞추어 진행하고, D2D Data 전송에 대한 전력 제어는 D2D Data 전송의 (발생) 빈도에 맞추어 전력 제어가 수행되도록 하는 것이 바람직하다.
예를 들어, 상기 SA가 P_sa 주기로 전송되고, D2D Data는 상기 P_sa 주기보다 작은 주기인 P_data 간격으로 전송된다고 가정하면, 상기 P_sa 주기마다 전송되는 D2D grant에 포함되는 TPC 필드는 SA 전송의 전력 제어를 위해 사용되며, P_data 주기로 전송되는 DCI format 3/3A의 TPC 필드는 D2D Data 전송의 전력 제어를 위해 사용하는 것으로 정의한다.
앞서 살핀 것처럼, D2D grant의 TPC 필드는 SA 전력 제어용으로, DCI format 3/3A의 TPC 필드는 D2D data의 전력 제어용으로 구분하여 사용하는 것은 SA와 D2D Data를 더 효율적이고 자율적으로 제어할 수 있게 된다.
특히, D2D Data 전송의 경우, SA 주기 사이에 특정 서브프레임에서 D2D Data의 전송이 끝날 수도 있으며, 또는 WAN data 전송에 강한 간섭을 유발하거나 또는 WAN data 전송에 의해 강한 간섭이 발생될 수 있다.
이런 상황에서 D2D grant를 통해 SA 및 D2D data 모두에 대한 전력 제어를 수행하게 되면, latency 문제로 신속한 대응이 어렵게 될 수 있다.
즉, 본 명세서에서 제안하는 방법(SA 및 D2D data의 전력 제어 분리)을 이용하는 경우, 별도의 RNTI 또는 동일한 RNTI를 사용하는 DCI format 3/3A를 사용하여 매 subframe 마다 D2D Data 전송의 전력 제어뿐만 아니라 심지어 HARQ 관련 parameter까지 변경할 수 있다.
이는 SA 및 D2D Data 전송이 비주기적이어도 마찬가지이다.
즉, 중요한 점은 DCI format 3/3A는 심지어 매 서브프레임 단위로 비주기적으로 필요한 상황에서 전송된다는 것이다.
즉, DCI format 3/3A를 이용하여 D2D data 전송의 전력 제어를 수행하는 경우, SA 또는 D2D Data 전송이 주기적/비주기적과 관계없이 D2D Data 전송의 전력 제어가 필요하면(그 외 전송 파라미터 변경이 필요하게 되면) 언제든지 임의의 시점에 바로 D2D data 전송의 전력 제어를 DCI format 3/3A가 전송될 수 있다는 flexibility가 있다.
SA와 D2D Data는 D2D 링크를 통해 단말들 간 송수신되기 때문에, SA와 D2D data 전송에서 정확한 동기를 유지하는 것보다는 SA 및 D2D Data 전송 시점에 적절한 전력 제어 parameter로 전송될 수 있도록 상기 전송 시점 이전에 eNB로부터 SA 및 D2D data 전송 관련 전력 제어 정보(TPC 필드)를 D2D grant 및/또는 DCI format 3/3A를 통해 수신하면 된다.
즉, Data 전송 시점과 엄격한 timing association 보다는 D2D Data를 전송하는 시점에서 얼마 이전까지는 D2D data 전송과 관련된 전력 제어 정보가 수신되어야 하는 형태의 요구사항(requirement)만 만족되면 된다.
도 46은 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용될 수 있는 D2D 통신의 전력 제어 방법의 일 예를 나타낸 순서도이다.
D2D 통신을 지원하는 무선 통신 시스템에서, D2D data를 송수신하는 방법은 아래와 같다.
먼저, 기지국은 SA 자원 풀 및/또는 D2D data 자원 풀을 포함하는 D2D grant를 D2D 전송 단말로 전송한다. 상기 D2D grant는 DCI format 5일 수 있다.
이후, 상기 D2D 전송 단말은 상기 수신된 SA 자원 풀 중에서 SA 자원을 결정하거나 또는 기지국으로부터 SA 전송 자원이 기 결정된 경우 해당 자원을 이용하여 SA를 D2D 수신 단말로 전송한다.
이후, 상기 D2D 전송 단말은 D2D data를 D2D data 자원 풀 내 D2D data 자원을 이용하여 D2D 수신 단말로 전송한다.
상기 D2D data 자원은 상기 SA에 의해 지시될 수 있다.
여기서, 상기 SA 및 D2D data는 D2D link(또는 sidelink)를 통해 송수신된다.
여기서, 상기 SA 전송에 대한 전력 제어는 상기 D2D grant 내 TPC 필드를 통해 수행된다.
즉, 상기 기지국은 SA 전송의 전력 제어와 관련된 정보를 포함하는 TPC 필드를 상기 D2D grant에 포함시켜 상기 D2D 전송 단말로 전송한다.
상기 D2D 전송 단말은 SA 전송 주기마다 SA 전송의 전력 제어와 관련된 TPC 필드를 수신하기 때문에 상기 SA 전송에 대한 전력 제어는 SA 주기마다 수행될 수 있다.
또한, 상기 D2D data에 대한 전력 제어는 DCI format 3/3A의 TPC 필드를 통해 수행된다.
여기서, 상기 DCI format 3/3A는 PDCCH를 통해 기지국에서 D2D 전송 단말로 전송된다.
상기 기지국은 D2D data 전송 전력을 동적으로 제어할 필요가 있는 경우, 상기 DCI format 3/3A의 PDCCH를 동적으로 D2D 전송 단말로 전송한다.
즉, 상기 D2D 전송 단말은 매 서브프래임마다 또는 정해진 서브프래임에서PDCCH(DCI format 3/3A)의 모니터링을 통해 D2D data 전송에 대한 전력 제어가 수행되는지를 확인하게 된다.
정리하면, 기지국은 SA의 전송 전력 제어와 관련된 정보는 D2D grant를 통해 전송하고(S4610,S4620), D2D data의 전송 전력 제어와 관련된 정보는 DCI format 3/3A를 통해 전송한다(S4630,S4640).
D2D 통신의 전력 제어 방법의 또 다른 실시 예로서, SA 및 D2D Data 전송에 대한 전력 제어는 D2D grant에 포함되는 TPC 필드를 이용하고, DCI format 3/3A는 D2D Data 전송에 대한 전력 제어를 추가적으로 수행하는 것으로 정의할 수 있다.
즉, 기본적으로는 D2D grant의 TPC 필드를 이용하여 D2D 통신 즉, SA 및 D2D Data 전송의 전력 제어를 수행하며, 앞서 살핀, SA와 D2D Data 전송의 특성으로 인해서 D2D Data 전송의 전력 제어 관련 파라미터의 시급한 변경이 필요한 경우, 언제라도 DCI format 3/3A를 전송함으로써, D2D data 전송의 전력 제어를 수행할 수 있도록 한다.
앞서 살핀 방법들에서 DCI format 3/3A를 사용하여 D2D 통신의 전력 제어를 수행하는 경우, 해당 UE의 TPC 정보에 대한 index는 사전에 RRC로 configure되는 것이 바람직하다.
이하에서, 본 명세서에서 제안하는 SA 및/또는 D2D data의 스케쥴링과 관련 있는 DCI format에 zero padding(zero bit를 삽입)을 수행하는 방법에 대해 살펴보기로 한다.
또한, 이하에서 설명할 DCI format 0과 DCI format 1A에 대한 좀 더 구체적인 설명은 앞서 기술한 DCI format 0과 DCI format 1A의 내용을 참조하기로 한다.
앞에서 언급한 바와 같이, DCI format 0과 DCI format 1A는 동일한 페이로드 사이즈(payload size)(주어진 검색 공간(search space)에서 매핑되는 DCI format 0 내의 정보 비트(들)의 개수)를 유지하기 위해서 DCI format 사이즈 비교를 통해 DCI format 0 또는 DCI format 1A에 제로 패딩(zero padding) 과정(zero bit 삽입 과정)을 수행한다.
즉, 상기 zero padding 과정은 payload size가 상대적으로 작은 DCI format에 큰 DCI format의 사이즈에 맞추기 위해서, 작은 사이즈를 가지는 DCI format에 '0' bit를 삽입하여 두 개의 DCI format의 사이즈가 동일하도록 한다.
이와 같은 zero padding 과정은 단말에서의 블라인드 디코딩(blind decoding) 회수를 증가시키지 않기 위함이다.
또한, DCI format size에 대한 제로 패딩(zero padding) 과정은 DCI format 1A, DCI format 0 section(또는 field)에서 제로 패딩(zero padding) 조건이 만족되는 경우 수행된다.
LTE/LTE-A 시스템에 D2D 통신(또는 sidelink)가 도입될 경우, 기지국은 단말(eNB-to-UE)로 SA를 전송하기 위해서(scheduling grant를 수행하기 위해서)는 (E-)PDCCH DCI format 0의 사이즈와 동일한 사이즈를 가지는 새로운 DCI format을 도입할 수 있다.
이 경우도 앞서 살핀 zero padding 과정을 이용하여 단말의 블라인드 디코딩 복잡도(blind decoding complexity)를 감소시킬 수 있다.
여기서, D2D 통신에서 SA 전송과 관련되어 새롭게 도입되는 DCI format은 DCI format 5로 정의될 수 있다.
이하, 설명의 편의를 위해 상기 새롭게 정의되는 DCI format을 'DCI format 5'로 호칭하기로 한다.
따라서, D2D SA 전송과 관련된 새로운 DCI format(DCI format 5)은 앞서 살핀 DCI format 0과 동일한 사이즈를 가지기 때문에, 앞서 언급한 zero padding 과정을 DCI format 5에도 적용할 수 있게 된다.
즉, DCI format 5의 사이즈와 DCI format 0의 사이즈를 비교하고, 비교 결과 작은 사이즈를 가지는 DCI format에 큰 사이즈를 가지는 DCI format과 길이가 같아질 때까지 zero bit를 삽입한다.
예를 들어, DCI format 5의 사이즈가 DCI format 0의 사이즈보다 작은 경우, 상기 DCI format 0과 사이즈가 같아질 때까지 상기 DCI format 5에 zero bit를 추가 또는 삽입한다.
여기서, 상기 새로운 DCI format(DCI format 5)이 DCI format 0과 사이즈가 동일하게 정의되는 경우, 이 둘의 DCI format을 구별할 수 있도록 상기 DCI format 5에 DCI format 0과 구별되는 별도의 D2D-RNTI(Radio Network Temporary Identifier)를 사용할 수도 있다.
즉, 상기 DCI format 5의 CRC에 별도의 D2D-RNTI를 마스킹하여 단말에서 DCI format 5와 다른 DCI format을 구별할 수 있도록 할 수 있다.
상기 DCI format 5에 사용되는 D2D-RNTI는 DCI format 5를 다른 DCI format과 구별하기 위해 사용하는 식별자로, sidelink-RNTI 또는 SL-RNTI 등으로 표현될 수도 있다.
이하에서, D2D SA 전송과 관련된 새로운 DCI format(DCI format 5)과 DCI format 0(또는 DCI format 1A)의 사이즈를 동일하게 맞추기 위한 방법에 대해 각 실시 예들을 통해 좀 더 구체적으로 살펴본다.
DCI format 5와 DCI format 0의 사이즈를 동일하게 유지하기 위해서는 각 DCI format의 페이로드 사이즈(payload size)가 동일해야 한다.
앞서 살핀 Rel-8의 DCI format 0을 기준으로 살펴보면, DCI format 5에서 Frequency hopping 필드(1bit), MCS/RV 필드(5bits), TPC 필드(2bits)의 크기는 그대로 재활용할 수 있으나, 자원 할당(resource allocation:RA) 필드 등과 같은 다른 field들은 D2D scheduling grant의 용도에 맞게 재구성되는 것이 바람직하다.
여기서 고려할 부분은, D2D grant를 전송하는 DCI format 5는 D2D link (sidelink)에 전송되는 SA와 Data를 동시에 scheduling 해야 하기 때문에 DCI format 0의 RA 크기보다 증가될 수 있는 상황이 발생할 수 있다.
즉, DCI format 5는 DCI format 0보다 (특히 많은 bit가 요구되는) RA크기가 두 배로 증가할 수 있는 상황이 발생할 수 있다.
< 제 1 실시 예 >
제 1 실시 예는 UL RA Type 1을 이용하여 DCI format 0과 DCI format 5의 사이즈를 동일하게 유지하는 방법을 제공한다.
즉, 제 1 실시 예는 DCI format 0의 RA payload 크기를 유지하면서 SA RA와 D2D Data RA를 하나의 DCI format 5에 포함시키기 위해 UL RA Type 1을 이용하는 방법이다.
즉, 제 1 실시 예는 UL RA Type 1을 SA 및 D2D data의 자원 할당에 이용함으로써, resource allocation granularity를 줄이고 DCI format 5의 RA bit가 증가되는 것을 방지할 수 있다.
이해의 편의를 위해, 이하에서 상향링크 자원 할당(UL Resource Allocation) 방법에 대해 간략히 살펴본다.
상향링크 DCI 포맷(예를 들어, DCI 포맷 0)을 전달하는 PDCCH/EPDCCH에 대하여 두 가지의 상향링크 자원 할당 방식이 지원된다.
상향링크 DCI 포맷은 연속된 자원 블록으로 구성된 하나의 자원을 상향링크 자원 할당으로 지시하는 방법(타입 0)과 연속된 자원 블록으로 구성된 두 개의 자원을 상향링크 자원 할당으로 지시하는 방법(타입 1)을 지원한다.
상향링크 DCI 포맷에 자원 할당 타입 비트가 존재하지 않는 경우, 자원 할당 타입 0만이 지원된다.
반면, 상향링크 DCI 포맷에 자원 할당 타입 비트가 존재하는 경우, 자원 할당 타입 비트가 '0' 값을 가지면 자원 할당 타입 0을 지시하고, 그렇지 않은 경우 자원 할당 타입 1이 지시된다. UE는 검출된 상향링크 DCI 포맷을 전달하는 PDCCH/EPDCCH 내 자원 할당 타입 비트에 따라 자원 할당 필드를 해석한다.
상향링크 자원 할당 타입 0에 따른 자원 할당 정보는 스케줄링된 UE에게 연속적으로 할당된 가상 자원 블록(VRB: virtual resource block) 인덱스(
)를 지시한다. 스케줄링 그랜트(scheduling grant) 내 자원 할당 필드는 시작 자원 블록(
) 및 연속적으로 할당되는 자원 블록의 길이(
)에 상응하는 자원 지시 값(RIV: resource indication value)을 포함한다.
여기서, 
는 상향링크 대역폭에서 전체 자원 블록(RB)의 개수를 나타낸다.
한편, 상향링크 자원 할당 타입 1에 대한 자원 할당 정보는 스케줄링된 UE에게 두 개의 자원 블록 세트를 지시한다. 여기서, 각 세트는 하나 또는 그 이상의 연속적인 자원 블록 그룹(RBG: resource block group)을 포함한다.
RBG의 크기는 아래 표 9와 같다.
System Bandwidth |
RBG Size (P) |
| ≤10 | 1 |
| 11 - 26 | 2 |
| 27 - 63 | 3 |
| 64 - 110 | 4 |
자원 할당을 지시하기 위하여, 자원 블록 세트 1의 시작 RBG 인덱스(
)와 마지막 RBG 인덱스(
) 및 자원 블록 세트 2의 시작 RBG 인덱스(
)와 마지막 RBG 인덱스(
)에 상응하는 조합 인덱스(combinatorial index)(r)은 아래 수학식 21과 같이 정의된다.
수학식 21에서 M=4이고, 
이다.
< 제 2 실시 예 >
또한, 제 2 실시 예는 DCI format 0의 RA payload 크기를 유지하면서 SA RA와 D2D Data RA를 하나의 DCI format 5에 포함시키기 위해 D2D data RA로부터 SA RA를 유도하거나 또는 SA RA로부터 D2D data RA를 유도하는 방법이다.
앞서 살핀 제 1 실시 예 및 제 2 실시 예를 통해 각 DCI format의 페이로드 비트 사이즈(payload bit size)를 거의 동일한 수준까지 줄일 수 있다.
< 제 3 실시 예 >
제 3 실시 예는 DCI format 0의 RA payload 크기를 유지하면서 SA RA와 D2D Data RA를 하나의 DCI format 5에 포함시키기 위해 DCI format 5의 사이즈에 맞게 DCI format 0의 사이즈를 늘리는 방법을 제공한다.
즉, 제 3 실시 예는 DCI format 5의 사이즈를 DCI format 0의 사이즈에 맞추는 방법(DCI format 5의 bit size를 기준 cellular UE를 위한 DCI format 0의 size, 즉 N_legacy bit로 줄이는 방법) 대신에 DCI format 5(D2D grant)의 size에 맞게 DCI format 0의 사이즈를 N_d2d bit로 늘리는 방법을 나타낸다.
상기 N_legacy bit는 셀룰러 단말을 위한 DCI format 0의 사이즈를 나타내며, 상기 N_d2d bit는 D2D 통신과 관련된 DCI format 5의 사이즈를 나타낸다.
구체적으로, 상기 DCI format 5(D2D grant를 전송하는 DCI format)의 size가 N_d2d bit(> N_legacy bit)로 정해지면, 해당 DCI format 5의 사이즈에 맞도록 DCI format 0에 zero padding을 수행함으로써, DCI format 5와 DCI format 0의 사이즈를 맞춘다.
마찬가지로, DCI format 1A에도 앞서 살핀 제 3 실시 예를 이용하여 DCI format 5와 사이즈를 맞출 수 있다.
즉, DCI format 5의 사이즈가 DCI format 1A의 사이즈보다 큰 경우, DCI format 5를 기준으로 DCI format 1A에 zero padding을 수행함으로써, 각 DCI format의 사이즈를 동일하게 한다.
즉, 기존의 DCI format 0과 DCI format 1A 중에서 상대적으로 더 큰 DCI format size에 맞추기 위해서 상대적으로 작은 사이즈의 DCI format에 zero padding을 수행하는 방법과 달리, 제 3 실시 예는 D2D grant가 전송되는 DCI format의 size를 먼저 결정한다.
이후, 상기 결정된 D2D grant DCI format의 size 보다 DCI format 0 또는 DCI format 1A의 사이즈가 작은 경우, 상기 D2D grant DCI format의 size와 동일하게 될 때까지 상기 DCI format 0 또는 상기 DCI format 1A에 zero bit(0)의 padding을 수행한다.
이처럼, 각 DCI format의 사이즈(또는 길이)를 동일하게 유지하는 이유는 단말이 DCI format 0/1A와 D2D grant DCI format(DCI format 5)를 한 번의 블라인드 디코딩(blind decoding)만으로 검출할 수 있도록 하는데 있다.
< 제 4 실시 예 >
또 다른 실시 예로서, 단말이 PDCCH에 대한 블라인드 디코딩(blind decoding)을 수행할 경우, 단말에서 D2D grant(DCI format 5)를 전송하는 (E-)PDCCH가 전송되는 subframe의 위치를 정확히 알 수 있다고 가정하는 경우, D2D grant(DCI format 5)와 DCI format 1A를 0/1A 필드를 이용하여 구별할 수 있다.
상기 0/1A 필드는 DCI format 1A 내 DCI format 0과 DCI format 1A를 구별하는 필드이다.
즉, 제 4 실시 예는 상기 0/1A 필드에서 기존의 DCI format 0을 지시(indication) 하던 상태(state) 또는 값(value)(e.g. '0')을 D2D grant(DCI format 5)를 지시(indication) 하는 용도로 사용함으로써, 상기 DCI format 5와 DCI format 1A를 구별할 수 있도록 하는 방법이다.
다만, D2D grant(DCI format 5)와 UL grant(DCI format 0)가 동일한 subframe(SF)에서 검출될 수 있게 설계(또는 구현)될 수 있기 때문에, 이 경우 상기 DCI format 5와 상기 DCI format 0을 구별하기 위한 추가적인 방법이 필요하다.
아래에서, 상기 DCI format 5와 상기 DCI format 0을 구별하기 위한 방법에 대해 좀 더 구체적으로 살펴본다.
즉, 상기 DCI format 5와 상기 DCI format 0을 구별하기 위해, DCI format 0과 DCI format 1A에 포함되는 0/1A 구분 필드는 기존처럼 DCI format 0과 DCI foramt 1A를 구분하는 용도로 사용하고, D2D grant(DCI format 5)에는 D2D-RNTI(또는 sidelink-RNTI) 등과 같은 별도의 CRC masking을 통해 다른 DCI format들(0/1A)과 구별할 것을 제안한다.
즉, 단말은 하나의 PDCCH 검색 공간 후보(search space candidate)에 대해서 C-RNTI와 D2D-RNTI로 각각 PDCCH를 check하고, 상기 check 결과, CRC가 정상인 경우(decoding 후), 해당 RNTI에 맞는 DCI format의 필드 구성으로 해석한다.
또한, D2D 능력(capability)이 있는 UE는 D2D 동작이 enabled되는 경우 (configured, 구성된) DCI format 0/1A의 decoding에 변화가 있을 수 있다.
즉, 단말은 기지국으로부터 D2D grant가 없을 경우(DCI format 5의 전송이 없을 경우)에는 DCI format 0과 DCI format 1A 각각의 길이를 추정하여 zero padding 삽입 여부를 알 수 있다.
하지만, 단말이 기지국으로부터 D2D grant(DCI format 5)가 전송된다는 것을 알게 되는 경우, D2D grant DCI format의 size에 맞추어서 DCI format 0 또는 DCI format 1A에 대한 zero padding이 어느 정도 이루어져야 하는지를 추정하고 검출해야 한다.
결과적으로, DCI format 0 또는 DCI format 1A에 대한 zero padding 수행과 관련된 단말의 동작은 기지국에서 단말로 D2D grant의 전송 여부와 매우 밀접한 관계가 있다.
상기와 같은 제로 패딩(zero padding) 수행과 관련된 동작은 D2D가 configure되는 순간부터 해당 동작을 수행하게 할 수도 있지만, D2D 통신이 실제적으로 수행되는 경우에만 해당 동작을 수행하도록 할 수도 있다.
상기와 같은 zero padding 수행과 관련된 동작은 앞서 살핀 D2D grant의 사이즈에 맞춰 DCI format 0/1A에 대해 zero padding을 수행하는 동작을 의미한다.
D2D 통신이 실제적으로 수행되는 경우에만 상기 zero padding 수행과 관련된 동작을 수행할 수 있도록 하는 구체적인 방법으로, 기지국은 단말로 UE-specific하게 RRC signaling을 통해서 해당 동작 또는 동작 모드를 사전에 configure하고, 특정 순간에 해당 동작 또는 해당 동작 모드를 활성화(activation) 또는 비활성화(deactivation)하는 신호(또는 정보 또는 메시지)를 단말로 전송하여 해당 동작을 선택적으로 수행하도록 할 수 있다.
< 제 5 실시 예 >
상기 zero padding 수행과 관련된 동작의 또 다른 실시 예로서, D2D 자원은 사전에 configure된다는 점을 고려하여, D2D 자원 풀(resource pool)에 해당하는 subframe에서만 상기와 같은 zero padding 동작을 수행하도록 제한할 수 있다.
즉, 단말은 D2D resource pool에 해당되지 않는 subframe에서는 종전과 같이 zero padding을 통해 DCI format 0과 DCI format 1A 간의 길이를 맞추고, D2D resource pool에 해당되는 subframe에서는 DCI format 5의 사이즈에 맞춰서 DCI format 0 또는 DCI format 1A에 대한 zero padding 절차를 수행한다.
D2D subframe을 포함하지 않는 모든 subframe에서 DCI format 5 기준의 zero padding 절차를 적용할 경우, DCI format 0과 DCI format 1A에 불필요한 zero bit를 삽입하게 되어, 코딩 레이트(coding rate)를 증가시켜 통신 성능(performance)에 부정적인 결과를 초래할 수 있게 된다.
도 47은 본 명세서에서 제안하는 D2D 통신 절차의 일 예를 나타낸 순서도이다.
먼저, D2D 전송 단말은 D2D 통신에 사용하기 위한 자원 풀(resource pool)을 획득한다(S4710).
상기 자원 풀(resource pool)은 SA가 전송되는 자원 영역을 나타내는 SA(scheduling assignment) 자원 풀 또는 D2D data가 전송되는 자원 영역을 나타내는 data 자원 풀 중 적어도 하나를 포함한다.
또한, 상기 자원 풀은 D2D 전송 단말이 기지국으로부터 수신하거나 또는 미리 설정된 형태일 수 있다.
상기 자원 풀은 D2D 통신을 위해 정의된 하향링크 제어 정보(Downlink Control Information:DCI) 포맷(format)을 통해 기지국으로부터 수신되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 DCI 포맷은 C(Cell)-RNTI와 구별되는 별도의 RNTI로 CRC(Cyclic Redundancy Check) 마스킹(masking)된다.
상기 별도의 RNTI는 D2D-RNTI(Radio Network Temporary Identifier) 또는 사이드링크(Sidelink-RNTI)일 수 있다.
또한, 상기 DCI 포맷이 DCI 포맷 0의 사이즈와 다른 경우, 상기 DCI 포맷 0의 사이즈와 같아질 때까지 상기 DCI 포맷에 제로 비트(zero bit)가 삽입될 수 있다.
여기서, 상기 DCI 포맷에 제로 비트(zero bit)가 삽입되는 것은 상기 자원 풀에서만 수행될 수 있다.
상기 DCI 포맷은 DCI format 5일 수 있다.
구체적으로, 상기 D2D 전송 단말은 상기 자원 풀(resource pool)을 획득하기 위해 검색 공간(search space)에서 PDCCH를 블라인드 디코딩(blind decoding)한다.
여기서, 상기 D2D 전송 단말의 블라인드 디코딩(blind decoding)은 상기 PDCCH를 C-RNTI 및 D2D-RNTI로 각각 CRC 체크(check)를 수행하는 것을 의미할 수 있다.
이후, 상기 D2D 전송 단말은 상기 SA 자원 풀을 통해 D2D data 전송과 관련된 정보를 포함하는 SA(scheduling assignment)를 D2D 수신 단말로 전송한다(S4720).
이후, 상기 D2D 전송 단말은 상기 D2D 수신 단말로 D2D data를 전송한다(S4730).
본 발명이 적용될 수 있는 장치 일반
도 48은 본 명세서에서 제안하는 방법들이 적용될 수 있는 무선 통신 장치의 내부 블록도의 일 예를 나타낸다.
도 48을 참조하면, 무선 통신 시스템은 기지국(4810)과 기지국(4810) 영역 내에 위치한 다수의 단말(4820)을 포함한다.
기지국(4810)은 프로세서(processor, 4811), 메모리(memory, 4812) 및 RF부(radio frequency unit, 4813)을 포함한다. 프로세서(4811)는 앞서 도 1 내지 도 47에서 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 무선 인터페이스 프로토콜의 계층들은 프로세서(4811)에 의해 구현될 수 있다. 메모리(4812)는 프로세서(4811)와 연결되어, 프로세서(4811)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. RF부(4813)는 프로세서(4811)와 연결되어, 무선 신호를 송신 및/또는 수신한다.
단말(4820)은 프로세서(4821), 메모리(4822) 및 RF부(4823)을 포함한다.
프로세서(4821)는 앞서 도 1 내지 도 47에서 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 무선 인터페이스 프로토콜의 계층들은 프로세서(4821)에 의해 구현될 수 있다. 메모리(4822)는 프로세서(4821)와 연결되어, 프로세서(4821)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. RF부(4823)는 프로세서(4821)와 연결되어, 무선 신호를 송신 및/또는 수신한다.
메모리(4812, 4822)는 프로세서(4811, 4821) 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 프로세서(4811, 4821)와 연결될 수 있다. 또한, 기지국(4810) 및/또는 단말(4820)은 한 개의 안테나(single antenna) 또는 다중 안테나(multiple antenna)를 가질 수 있다.
이상에서 설명된 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들이 소정 형태로 결합된 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려되어야 한다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성하는 것도 가능하다. 본 발명의 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다. 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함시킬 수 있음은 자명하다.
본 발명에 따른 실시예는 다양한 수단, 예를 들어, 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 하나 또는 그 이상의 ASICs(application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 프로세서, 콘트롤러, 마이크로 콘트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.
펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차, 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리는 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.
본 발명은 본 발명의 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 상술한 상세한 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 명세서의 무선 통신 시스템에서 데이터 송수신 방법은 3GPP LTE/LTE-A 시스템에 적용되는 예를 중심으로 설명하였으나, 3GPP LTE/LTE-A 시스템 이외에도 다양한 무선 통신 시스템에 적용하는 것이 가능하다.
Claims (13)
- 단말간 직접 (Device-to-Device:D2D) 통신을 지원하는 무선 통신 시스템에서 데이터를 송수신하기 위한 방법에 있어서, 제 1 단말에 의해 수행되는 상기 방법은,
D2D 통신에 사용되는 자원 풀(resource pool)을 상위 계층 시그널링(higher layer signaling)을 통해 기지국으로부터 수신하는 단계,
상기 자원 풀(resource pool)은 제 1 제어 정보가 전송되는 자원 영역을 나타내는 제 1 제어 정보 자원 풀 또는 D2D 데이터(data)가 전송되는 자원 영역을 나타내는 데이터(data) 자원 풀 중 적어도 하나를 포함하며,
상기 제 1 제어 정보는 상기 D2D 데이터의 스케쥴링을 위해 사용되며;
제 1 하향링크 제어 정보(DCI) 포맷(format)을 상기 기지국으로부터 수신하는 단계,
상기 제 1 DCI 포맷은 제 1 제어 정보의 스케쥴링을 위해 사용되며;
상기 수신된 제 1 DCI 포맷에 기초하여 상기 제 1 제어 정보를 전송하기 위한 자원을 결정하는 단계;
상기 결정된 자원에서 상기 제 1 제어 정보를 제 2 단말로 전송하는 단계; 및
상기 D2D 데이터(data)를 상기 제 2 단말로 전송하는 단계를 포함하되,
상기 제 1 DCI 포맷은 특정 RNTI(Radio Network Temporary Identifier)에 의해 스크램블된 CRC(Cyclic Redundancy Check)이며,
상기 특정 RNTI는 D2D RNTI이며,
상기 제 1 제어 정보는 상기 D2D 통신을 위해 사용되는 시간 자원을 나타내는 시간 자원 정보를 포함하며,
상기 제 1 DCI 포맷은 n번째 서브프레임(subframe #n)에서 상기 기지국으로부터 수신되며,
상기 제 1 제어 정보는 n+k번째 서브프레임(subframe #n+k) 이후의 D2D 서브프레임을 이용하여 상기 제 2 단말로 전송되며,
상기 제 1 DCI 포맷의 사이즈는 제 2 DCI 포맷의 사이즈에 기초하여 결정되며,
상기 제 1 DCI 포맷의 사이즈와 상기 제 2 DCI 포맷의 사이즈가 동일할 때까지 패딩 비트(padding bit)가 추가되는 것을 특징으로 하는 방법. - 제 1항에 있어서,
상기 제 2 DCI 포맷은 DCI 포맷 0인 것을 특징으로 하는 방법. - 삭제
- 제 1항에 있어서,
상기 k는 4인 것을 특징으로 하는 방법. - 삭제
- 제 1항에 있어서,
상기 제 1 제어 정보는 스케쥴링 할당(Scheduling Assignment:SA)인 것을 특징으로 하는 방법. - 제 1항에 있어서,
상기 시간 자원은 서브프레임 패턴(subframe pattern)을 나타내는 것을 특징으로 하는 방법. - 제 7항에 있어서,
상기 서브프레임 패턴은 비트열로 표현되며,
상기 비트열의 각 비트는 ‘0’ 또는 ‘1’로 설정되며,
상기 비트열의 비트가 ‘1’로 설정되는 경우, 상기 ‘1’로 설정된 비트는 상기 D2D 데이터를 위해 사용되는 서브프레임을 나타내며,
상기 비트열의 비트가 ‘0’으로 설정되는 경우, 상기 ‘0’으로 설정된 비트는 상기 D2D 데이터를 위해 사용되지 않는 서브프레임을 나타내는 것을 특징으로 하는 방법. - 단말간 직접 (Device-to-Device:D2D) 통신을 지원하는 무선 통신 시스템에서 데이터를 송수신하기 위한 제 1 단말에 있어서,
무선 신호를 송수신하기 위한 RF(Radio Frequency) 유닛; 및
상기 RF 유닛과 기능적으로 연결되어 있는 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는,
D2D 통신에 사용되는 자원 풀(resource pool)을 상위 계층 시그널링(higher layer signaling)을 통해 기지국으로부터 수신하고,
상기 자원 풀(resource pool)은 제 1 제어 정보가 전송되는 자원 영역을 나타내는 제 1 제어 정보 자원 풀 또는 D2D 데이터(data)가 전송되는 자원 영역을 나타내는 데이터(data) 자원 풀 중 적어도 하나를 포함하며,
상기 제 1 제어 정보는 상기 D2D 데이터의 스케쥴링을 위해 사용되며;
제 1 하향링크 제어 정보(DCI) 포맷(format)을 상기 기지국으로부터 수신하고,
상기 제 1 DCI 포맷은 제 1 제어 정보의 스케쥴링을 위해 사용되며;
상기 수신된 제 1 DCI 포맷에 기초하여 상기 제 1 제어 정보를 전송하기 위한 자원을 결정하고;
상기 결정된 자원에서 상기 제 1 제어 정보를 제 2 단말로 전송하고; 및
상기 D2D 데이터(data)를 상기 제 2 단말로 전송하도록 제어하되,
상기 제 1 DCI 포맷은 특정 RNTI(Radio Network Temporary Identifier)에 의해 스크램블된 CRC(Cyclic Redundancy Check)이며,
상기 특정 RNTI는 D2D RNTI이며,
상기 제 1 제어 정보는 상기 D2D 통신을 위해 사용되는 시간 자원을 나타내는 시간 자원 정보를 포함하며,
상기 제 1 DCI 포맷은 n번째 서브프레임(subframe #n)에서 상기 기지국으로부터 수신되며,
상기 제 1 제어 정보는 n+k번째 서브프레임(subframe #n+k) 이후의 D2D 서브프레임을 이용하여 상기 제 2 단말로 전송되며,
상기 제 1 DCI 포맷의 사이즈는 제 2 DCI 포맷의 사이즈에 기초하여 결정되며,
상기 제 1 DCI 포맷의 사이즈와 상기 제 2 DCI 포맷의 사이즈가 동일할 때까지 패딩 비트(padding bit)가 추가되는 것을 특징으로 하는 단말. - 제 9항에 있어서,
상기 제 2 DCI 포맷은 DCI 포맷 0인 것을 특징으로 하는 단말. - 제 10항에 있어서,
상기 k는 4인 것을 특징으로 하는 단말. - 제 9항에 있어서,
상기 시간 자원은 서브프레임 패턴(subframe pattern)을 나타내는 것을 특징으로 하는 단말. - 제 12항에 있어서,
상기 서브프레임 패턴은 비트열로 표현되며,
상기 비트열의 각 비트는 ‘0’ 또는 ‘1’로 설정되며,
상기 비트열의 비트가 ‘1’로 설정되는 경우, 상기 ‘1’로 설정된 비트는 상기 D2D 데이터를 위해 사용되는 서브프레임을 나타내며,
상기 비트열의 비트가 ‘0’으로 설정되는 경우, 상기 ‘0’으로 설정된 비트는 상기 D2D 데이터를 위해 사용되지 않는 서브프레임을 나타내는 것을 특징으로 하는 단말.
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