WO2015080484A1 - 무선 통신 시스템에서 디스커버리 메시지 송수신 방법 및 이를 위한 장치 - Google Patents

무선 통신 시스템에서 디스커버리 메시지 송수신 방법 및 이를 위한 장치 Download PDF

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WO2015080484A1
WO2015080484A1 PCT/KR2014/011471 KR2014011471W WO2015080484A1 WO 2015080484 A1 WO2015080484 A1 WO 2015080484A1 KR 2014011471 W KR2014011471 W KR 2014011471W WO 2015080484 A1 WO2015080484 A1 WO 2015080484A1
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WO
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terminal
resource
discovery message
discovery
transmitting
Prior art date
Application number
PCT/KR2014/011471
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English (en)
French (fr)
Inventor
김학성
홍종우
최성현
Original Assignee
엘지전자(주)
서울대학교산학협력단
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W8/00—Network data management
    • H04W8/005—Discovery of network devices, e.g. terminals
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W64/00—Locating users or terminals or network equipment for network management purposes, e.g. mobility management
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W72/00—Local resource management
    • H04W72/04—Wireless resource allocation
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W76/00—Connection management
    • H04W76/10—Connection setup
    • H04W76/14—Direct-mode setup

Definitions

  • the present invention relates to a wireless communication system, and more particularly, to a method for transmitting and receiving a discovery message in a wireless communication system supporting device-to-device communication and an apparatus supporting the same.
  • Mobile communication systems have been developed to provide voice services while ensuring user activity.
  • the mobile communication system has expanded not only voice but also data service.As a result of the explosive increase in traffic, a shortage of resources and users are demanding higher speed services, a more advanced mobile communication system is required. have.
  • the distributed discovery method senses the entire D2D discovery resource pool in a batch to select discovery resources. This increases the terminal processing load and is not suitable for searching for terminals close to each other.
  • An object of the present invention is to propose a method for allocating resources for transmitting and receiving discovery messages to a terminal in a centralized manner in a network in order to minimize latency of the terminal in a wireless communication system. do.
  • One aspect of the present invention relates to a method for transmitting and receiving a discovery message in a wireless communication system supporting device to device communication, RRC_IDLE (Radio Resource)
  • the resource for sending the message is
  • the terminal may be allocated based on a tracking area in which the terminal is located.
  • the resource for transmitting the data may be allocated based on a tracking area (TA) in which the terminal is located, and the terminal may be in a Radio Resource Control_IDLE (RRC_IDLE) state.
  • the resource for transmitting the discovery message may be set to match with a TAI (Tracking Area Identity) or a TAI list including one or more TAIs.
  • the tracking area may be set variably for each terminal.
  • the information about the resource for transmitting the discovery message may be transmitted from an Attachment Accept message or a TA Tracking Area Update Accept message from a Mobility Management Entity (MME). .
  • MME Mobility Management Entity
  • the terminal further receives information about a resource for receiving the discovery message allocated from the network, the discovery that the terminal is transmitted from another terminal in the resource for receiving the discovery message
  • a resource for receiving a message and receiving the discovery message may be allocated based on a tracking area in which the terminal is located.
  • the resource for receiving the discovery message may be set to match a TAI list or a TAI list including one or more TAIs.
  • the information on the resource for receiving the discovery message may be transmitted through an attach accept message or a TA updating area update accept message from a mobility management entity (MME).
  • MME mobility management entity
  • the present invention unlike the distributed method, by allocating discovery resources from the network, since the UEs do not directly select discovery message transmission resources, the overhead of the UE can be reduced.
  • terminals since terminals do not perform a sensing procedure to directly select a discovery resource, processing overhead and energy consumed by the terminals can be reduced.
  • FIG. 1 is the present invention can be applied.
  • An example of a network structure of an evolved universal terrestrial radio acces network (E-UTRA) is shown.
  • FIG. 2 shows a radio interface protocol structure between a terminal and an E-UTRAN.
  • E-UTRA evolved universal terrestrial radio acces network
  • FIG. 3 shows a structure of a radio frame in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a resource grid for one downlink slot in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • FIG. 5 shows a structure of a downlink subframe in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • Figure '6 shows a structure of an uplink subframe in a wireless communication system that can be applied to the present invention.
  • FIG. 7 shows an example of a form in which PUCCH formats are mapped to a PUCCH region of an uplink physical resource block in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • FIG. 8 shows a structure of a CQI channel in the case of a normal CP in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • FIG. 9 illustrates a structure of an ACK / NACK channel in case of a normal CP in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • 10 shows an example of generating and transmitting five SC-FDMA symbols during one slot in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • FIG. 11 shows an example of a component carrier and carrier aggregation in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • I 2 illustrates an example of a subframe structure according to cross carrier scheduling in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • FIG. 13 shows an example of a transport channel processor of the UL-SCH in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • FIG. 14 illustrates an example of a signal processing procedure of an uplink shared channel which is a transport channel in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • 15 is a configuration diagram of a general multiple input / output antenna (MIMO) communication system.
  • 16 illustrates a channel from a plurality of transmit antennas to one receive antenna.
  • FIG. 17 illustrates a reference signal pattern mapped to a downlink resource block pair in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • FIG. 18 illustrates an uplink subframe including a sounding reference signal symbol in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • FIG. 19 illustrates relay node resource partitioning in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • 20 is a diagram for conceptually explaining D2D communication in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • 21 shows an example of various scenarios of D2D communication to which the method proposed in the specification can be applied.
  • FIG. 22 is a diagram for describing a distributed discovery resource allocation method.
  • FIG. 23 is a diagram briefly illustrating a discovery process of a terminal in a distributed discovery resource allocation scheme.
  • FIG. 24 is a diagram illustrating a structure of a TAI.
  • 25 is a diagram illustrating an attach process of a terminal according to an embodiment of the present invention.
  • 26 is a diagram illustrating a TAU process of a terminal according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 27 is a diagram illustrating a TAU procedure of a terminal according to an embodiment of the present invention.
  • 28 is a diagram illustrating a method of transmitting and receiving a discovery message according to an embodiment of the present invention.
  • 29 is a diagram for describing a discovery message transmission and reception method according to an embodiment of the present invention.
  • 3 0 illustrates a block diagram of a wireless communication device according to an embodiment of the present invention.
  • a base station has a meaning as a terminal node of a network that directly communicates with a terminal. Certain operations described as performed by the base station in this document may be performed by an upper node of the base station in some cases. That is, it is apparent that various operations performed for communication with the terminal in a network including a plurality of network nodes including a base station may be performed by the base station or other network nodes other than the base station.
  • a base station (BS) may be replaced by terms such as a fixed station, a Node B, an evolved-NodeB (eNB), a base transceiver system (BTS), and an access point (AP). .
  • a 'terminal' may be fixed or mobile, and may include a user equipment (UE), a mobile station (MS), a user terminal (UT), a mobile subscriber station (MSS), a subscriber station (SS), and an AMS ( Advanced Mobile Station (T), Wireless Terminal (T), Machine-Type Communication (MTC) Device, Machine-to-Machine (M2M) Device, Device-to-Device (D2D) Device, etc.
  • UE user equipment
  • MS mobile station
  • UT user terminal
  • MSS mobile subscriber station
  • SS subscriber station
  • AMS Advanced Mobile Station
  • T Wireless Terminal
  • MTC Machine-Type Communication
  • M2M Machine-to-Machine
  • D2D Device-to-Device
  • downlink is a communication from the base station to the terminal
  • Uplink means communication from a terminal to a base station.
  • a transmitter may be part of a base station, and a receiver may be part of a terminal.
  • a transmitter may be part of a terminal and a receiver may be part of a base station.
  • 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
  • GSM global system for mobile communications
  • GPRS general packet radio service
  • EDGE enhanced data rates for GSM evolution
  • OFDMA may be implemented in a wireless technology such as IEEE 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802-20, E-UTRA (evolved UTRA), or the like.
  • UTRA is part of a universal mobile telecommunications system (UMTS).
  • 3rd generation partnership project (3GPP) long term evolution (LTE) is part of evolved UMTS (E-UMTS) using E-UTRA, which employs OFDMA in downlink and SC-FDMA in uplink.
  • LTE—A (advanced) is the evolution of 3GPP LTE.
  • Embodiments of the present invention may be supported by standard documents disclosed in at least one of the wireless access systems IEEE 802, 3GPP and 3GPP2. That is, steps or parts which are not described to clearly reveal the technical spirit of the present invention among the embodiments of the present invention may be supported by the above documents. In addition, all terms disclosed in the present document can be described by the above standard document.
  • E-UTRAN evolved universal terrestrial radio access network
  • the E-UTRAN system is an evolution from the existing UTRA system, and may be, for example, a 3GPP LTE / LTE-A system.
  • E— The UTRAN consists of base stations (eNBs) that provide the control plane and user plane protocols to the UE, and the base stations are connected through an X2 interface.
  • An X2 user plane interface (X2-U) is defined between base stations.
  • the X2-U interface provides non guaranteed delivery of user plane packet data units (PDUs).
  • An X2 control plane interface (X2-CP) is defined between two neighboring base stations. X2-CP performs functions such as context transfer between base stations, control of user plane tunnel between source base station and target base station, transfer of handover related messages, and uplink load management.
  • the base station uses a wireless interface It is connected to the terminal through the S1 interface is connected to the EPC (evolved packet core).
  • the S1 user plane interface (SI—U) is defined in the base station and the serving gateway (S-GW).
  • S1 control plane interface (S1—MME) is defined between a base station and a mobility management entity (MME).
  • the S1 interface performs an evolved packet system (EPS) bearer service management function, a non-access stratum (NAS) signaling transport function, network sharing, MME load balancing function, and the like.
  • EPS evolved packet system
  • NAS non-access stratum
  • the S1 interface supports many-to-many-relation between the base station and the MME / S-GW.
  • FIG. 2 shows a structure of a radio interface protocol between a terminal and an E-UTRAN.
  • FIG. 2 (a) shows a radio protocol structure for a control plane
  • FIG. 2 (b) shows a radio protocol structure for a user plane.
  • the layers of the air interface protocol between the terminal and the E-UTRAN are based on the lower three layers of the open system interconnection (OSI) standard model known in the art of communication systems. It may be divided into a first layer (L1), a second layer (L2) and a third layer (L3).
  • the air interface protocol between the UE and the UTRAN consists of a physical layer, a data link layer, and a network layer horizontally, and vertically , a protocol for transmitting data information. Protocol stack control plane, a protocol stack for passing user planes and signaling plane).
  • the control plane refers to a path through which control messages used by a terminal and a network to manage a call are transmitted.
  • the user plane refers to a path through which data generated at an application layer, for example, voice data or Internet packet data, is transmitted.
  • an application layer for example, voice data or Internet packet data
  • the physical layer which is a virtual layer (L1), provides an information transfer service to a higher layer by using a physical channel.
  • the physical layer is connected to a medium access control (MAC) layer located at a higher level through a transport channel, and data is transmitted between the MAC layer and the physical layer through the transport channel.
  • Transport channels are classified according to how and with what characteristics data is transmitted over the air interface. Data is transmitted between different physical layers through a physical channel between a physical layer of a transmitter and a physical layer of a receiver.
  • the physical layer is modulated by an orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) scheme and utilizes time and frequency as radio resources.
  • OFDM orthogonal frequency division multiplexing
  • a physical downlink control channel is a resource allocation of a paging channel (PCH) and a downlink shared channel (DL—SCH) and an uplink shared channel (UL-SCH) to the UE.
  • PCH paging channel
  • DL—SCH downlink shared channel
  • UL-SCH uplink shared channel
  • HARQ hybrid automatic repeat
  • the PDCCH may carry an UL grant that informs the UE of resource allocation of uplink transmission.
  • a physical control format indicator channel (PDFICH: physical control format indicator channel) informs the UE of the number of OFDM symbols used for PDCCHs and is transmitted every subframe.
  • a physical HARQ indicator channel (PHICH) carries a HARQ ACK (non-acknowledge) / NACK (non-acknowledge) signal as a response of uplink transmission.
  • a physical uplink control channel (PUCCH) carries uplink control information such as HARQ ACK / ACK for downlink transmission, a scheduling request, and a channel quality indicator (CQI).
  • a physical uplink shared channel (PUSCH) carries a UL-SCH.
  • the MAC layer of the second layer provides a service to a radio link control (RLC) layer, which is a higher layer, through a logical channel.
  • RLC radio link control
  • the MAC layer multiplexes / demultiplexes into a transport block provided as a physical channel on a transport channel of a MAC service data unit (SDU) belonging to the logical channel and the mapping between the logical channel and the transport channel.
  • SDU MAC service data unit
  • the RLC layer of the second layer supports reliable data transmission. Functions of the RLC layer include concatenation, segmentation and reassembly of RLC SDUs.
  • RLC layer is the transparent mode radio bearers (TM: transparent mode), the non-acknowledgment mode (UM: unacknowledged three modes of operation: mode (AM) and acknowledge mode (AM).
  • TM transparent mode
  • UM unacknowledged three modes of operation: mode (AM)
  • AM acknowledge mode
  • AM RLC provides error correction through an automatic repeat request (ARQ).
  • ARQ automatic repeat request
  • the RLC layer may be included as a functional block of the MAC layer.
  • the packet data convergence protocol (PDCP) layer of the second layer (L2) performs forwarding , header compression, and ciphering functions of user data in the user plane.
  • Header compression is relatively large and large enough to allow efficient transmission of Internet protocol (IP) packets, such as IPv4 (internet protocol version 4) or IPv6 (internet protocol version 6), over a small bandwidth wireless interface. It means the function to reduce the IP packet header size that contains unnecessary control information.
  • IP Internet protocol
  • Functions of the PDCP layer in the control plane include the transfer of control plane data and encryption / integrity protection.
  • the radio resource control (RRC) layer located at the lowest part of the third layer (L3) is defined only in the control plane.
  • the RRC layer serves to control radio resources between the terminal and the network.
  • the UE and the network exchange RRC messages with each other through the RRC layer.
  • the RRC layer controls the logical channel, transport channel, and physical channel with respect to configuration, re-configuration, and release of radio bearers.
  • the radio bearer means a logical path provided by the second layer (L2) for data transmission between the terminal and the network.
  • the radio bearer is set up It means defining the characteristics of the radio protocol layer and channel to provide a specific service, and setting each specific parameter and operation method.
  • the radio bearer is again a signaling radio bearer (SRB) and a data radio bearer (SRB).
  • DRB data radio bearer
  • SRB signaling radio bearer
  • SRB data radio bearer
  • DRB data RB
  • the SRB is used as a path for transmitting RRC messages in the control plane
  • the DRB is used as a path for transmitting user data in the user plane.
  • a non-access stratum (NAS) layer located above the RRC layer performs functions such as session management and mobility management.
  • NAS non-access stratum
  • One cell constituting the eNB is set to one of the bandwidth, such as 1.25, 2.5, 5, 10, 20Mhz to provide a downlink or uplink transmission service to multiple terminals. Different cells may be configured to provide different bandwidths.
  • the downlink transport channel for transmitting data from a network to a UE is a broadcast channel (BCH) for transmitting system information, a PCH for transmitting a paging message, and a user traffic.
  • BCH broadcast channel
  • PCH for transmitting a paging message
  • DL-SCH for transmitting a control message.
  • Traffic or control messages of the downlink multicast or broadcast service may be transmitted through the DL-SCH or may be transmitted through a separate downlink multicast channel (MCH).
  • MCH downlink multicast channel
  • RACH random access channel
  • the logical channel is on top of the transport channel and is mapped to the transport channel.
  • the logical channel can be divided into a control channel for the delivery of control area information and a traffic channel for the delivery of user area information.
  • Logical channels include a broadcast control channel (BCCH), a paging control channel (PCCH), a common control channel (CCCH), and a dedicated control channel (DCCH) multicast gear A channel (MCCH: multicast control channel), a dedicated traffic channel (DTCH), and a multicast traffic channel (MTCH).
  • BCCH broadcast control channel
  • PCCH paging control channel
  • CCCH common control channel
  • DCCH dedicated control channel
  • MCCH multicast control channel
  • DTCH dedicated traffic channel
  • MTCH multicast traffic channel
  • the NAC state model is based on a two-dimensional model consisting of EPS Mobility Management (EMM) state and EPS Connection Management (ECM) S.
  • EMM Status is Mobility Management Status
  • the ECM state represents a signaling connection between the terminal and the EPC.
  • the EMM registration state (EMM-REGISTERED) and EMM-specific release state (EMM-DEREGISTERED) may be defined to manage mobility of the UE in the NAS layer located in the control plane of the UE and the MME.
  • the EMM registration state and the EMM deregistration state may be applied to the UE and the E.
  • the initial terminal is in the EMM deregistration state, and the terminal accesses the network through an initial attach procedure in order to access the network. Perform the process of registration. If the access procedure is successfully performed, the UE and the MME transition to the EMM registration state.
  • an ECM-connected state (ECM—CONNECTED) and an ECM idle state (ECM-DLE) may be defined to manage a signaling connection between the terminal and the network.
  • the ECM connection state and the ECM idle state may also be applied to the terminal and the MME.
  • the ECM connection consists of an RRC connection established between the terminal and the base station and an S1 signaling connection established between the base station and the MME.
  • the RRC state indicates whether the RRC layer of the terminal and the RRC layer of the base station are logically connected. That is, when the RRC layer of the terminal and the RRC layer of the base station is connected, the terminal is in the RRC connection state (RRC_CONNECTED). If the RRC layer of the terminal and the RRC layer of the base station is not connected, the terminal is in the RRC idle state (RRC_IDLE).
  • UE handover is performed under network control in the E-UTRAN RRC_CONNECTED state and various DRX (discontinuous reception) cycles are supported.
  • E-UTRAN RRC—cell reselection in IDLE state] is performed and DRX is supported.
  • the network can grasp the existence of the terminal in the ECM-CONNECTED state on a cell basis and can effectively control the terminal. That is, when the terminal is in the ECM-CONNECTED state, the mobility of the terminal is determined by the command of the network. It is managed. In ECM connection, the network knows the cell to which the UE belongs. Accordingly, the network may transmit and / or receive data to or from the terminal, control mobility such as handover of the terminal, and perform cell measurement on neighbor cells. On the other hand, the network cannot grasp the presence of the UE in the ECM-IDLE state, and manages it in a tracking area unit that is larger than a core network (CN).
  • CN core network
  • the terminal When the terminal is in the ECM- ⁇ DLE state, the terminal performs a discontinuous reception (DRX) set by the NAS using a uniquely assigned ID in the tracking area. That is, the terminal may receive a broadcast of system information and paging information by monitoring a paging signal at a specific paging opportunity every UE-specific paging DRX cycle.
  • the terminal when the terminal is in the ECM-IDLE state, the network does not have context information of the terminal. Accordingly, the UE in the ECM idle state may perform a UE-based mobility related procedure such as cell selection or cell reselection without receiving a command from the network.
  • the terminal In the ECM-IDLE state, when the location of the terminal changes from a location known to the network, the terminal may inform the network of the terminal location through a tracking area update (TAU) procedure.
  • TAU tracking area update
  • the terminal needs to transition to the ECM-CONNECTED state in order to receive a normal mobile communication service such as voice or data.
  • the initial terminal is in the ECM-IDLE state, and when the terminal is successfully registered in the network through the initial attach procedure, the terminal and ⁇ E transition to the ECM- CONNECTED state ( transition).
  • the terminal If the network is registered but the traffic is deactivated and the radio resources are not allocated, the terminal is in the ECM— ⁇ DLE state. If new uplink or downlink traffic is generated in the corresponding terminal, the terminal is requested through a service request procedure. And ⁇ E transitions to the ECM- CONNECTED state.
  • FIG. 3 shows a structure of a radio frame in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • 3GPP LTE / LTE-A supports a type 1 radio frame structure applicable to FDD (frequency division duplex) and a type 2 radio frame structure applicable to time division duplex (TDD).
  • FDD frequency division duplex
  • TDD time division duplex
  • a radio frame consists of 10 subframes.
  • One subframe consists of two slots in the time domain.
  • the time taken to transmit one subframe is called a transmission time interval (TTI).
  • TTI transmission time interval
  • one subframe may have a length of 1 ms and one slot may have a length of 0.5 ms.
  • One slot includes a di (orthogonal frequency division multiplexing) multiple OFDM symbols, and frequency domain in the time domain - of the number of resource blocks: include (RB Resource Block). Since 3GPP LTE uses OFDMA in downlink, an OFDM symbol is intended to represent one symbol period. An OFDM symbol can be referred to as one SC-FDMA symbol or symbol period.
  • a resource block is a resource allocation unit and includes a plurality of consecutive subcarriers in one slot.
  • 3 (b) shows a frame structure type 2. Type 2 radio frames consist of two half frames, each of which has five subframes, downlink pilot time slot (DwPTS), guard period (GP), and uplink pilot time slot (UpPTS). One subframe consists of two slots.
  • DwPTS is used for initial cell search, synchronization or channel estimation at the terminal.
  • UpPTS is used for channel estimation at the base station and synchronization of uplink transmission of the terminal.
  • the guard period is a period for removing interference generated in the uplink due to the multipath delay of the downlink signal between the uplink and the downlink.
  • an uplink-downlink configuration is a rule indicating whether sing-uplink and downlink are allocated (or reserved) for all subframes.
  • Table 1 shows an uplink-downlink configuration.
  • 'D' indicates a subframe for downlink transmission
  • 'U' indicates a subframe for uplink transmission
  • 'S' represents a special subframe consisting of three fields, DwPTS, GP, and UpPTS.
  • the uplink-downlink configuration can be classified into seven types, and the location and / or number of downlink subframes, special subframes, and uplink subframes are different for each configuration.
  • Switch-point periodicity refers to a cycle in which an uplink subframe and a downlink subframe are repeatedly switched in the same manner, and both 5ms or 10ms are supported.
  • the special subframe S exists in every half-frame, and in case of having a period of 5ms downlink-uplink switching time, it exists only in the first half-frame.
  • subframes 0 and 5 and DwPTS are sections for downlink transmission only. Subframes that follow non-UpPTS and subframe subframes are always intervals for uplink transmission.
  • the uplink-downlink configuration may be known to both the base station and the terminal as system information.
  • the base station may inform the terminal of the change of the uplink-downlink allocation state of the radio frame by transmitting only the index of the configuration information whenever the uplink ⁇ downlink configuration information is changed.
  • the configuration information is a kind of downlink control information and can be transmitted through PDCCH (Physical Downlink Control Channel) like other scheduling information, and is commonly transmitted to all terminals in a cell by broadcasting a broadcast channel as broadcast information. May be
  • PDCCH Physical Downlink Control Channel
  • the structure of the radio frame is only one example, and the number of subcarriers included in the radio frame or the number of slots included in the subframe and the number of OFDM symbols included in the slot may be variously changed.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a resource grid for one downlink slot in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • one downlink slot includes a plurality of OFDM symbols in the time domain.
  • one downlink slot includes seven OFDM symbols, and one resource block includes 12 subcarriers in a frequency domain, but is not limited thereto.
  • Each element on the resource grid is a resource element, and one resource block (RB) includes 12 ⁇ 7 resource elements.
  • the number N DL of resource blocks included in the downlink slot depends on the downlink transmission bandwidth.
  • the structure of an uplink slot may be the same as that of a downlink slot.
  • FIG. 5 shows a structure of a downlink subframe in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • up to three OFDM symbols in the first slot in a subframe are control regions to which control channels are allocated, and the remaining OFDM symbols are data regions to which a Physical Downlink Shared Channel (PDSCH) is allocated. data region).
  • Examples of downlink control channels used in 3GPP LTE include physical control format indicator channel (PCFICH), physical downlink control channel (PDCCH), and physical (PHICH). Hybrid— ARQ Indicator Channel).
  • the PCFICH is transmitted in the first OFDM symbol of a subframe and carries information about the number of OFDM symbols (ie, the size of the control region) used for transmission of control channels within the subframe.
  • PHICH is a response channel for the uplink, and is based on a hybrid automatic repeat request (HARQ).
  • HARQ hybrid automatic repeat request
  • DCI downlink control information
  • the downlink control information includes uplink resource allocation information, downlink resource allocation information, or an uplink transmission (Tx) power control command for a certain terminal group.
  • PDCCH is a resource allocation and transmission format of DL-SCH (Downlink Shared Channel) (also called a downlink grant), resource allocation information of UL-SCH (Uplink Shared Channel) (also called an uplink grant), and PCH ( Resource allocation, randomization, etc., for upper-layer control messages such as paging information on paging channels, system information on DL ⁇ SCHs, and random access response bursts transmitted on PDSCH. It may carry a set of transmission power control commands for individual terminals in a terminal group of ' Vo ' ( Activation of Voice over IP) and the like.
  • the plurality of PDCCHs may be transmitted in the control region, and the terminal may monitor the plurality of PDCCHs.
  • the PDCCH is composed of one or a plurality of consecutive CCEs.
  • CCE is a logical allocation unit used to provide a PDCCH with a coding rate according to the state of a radio channel.
  • CCE multiple resource elements It is treated with resource element groups.
  • the format of the PDCCH and the number of available bits of the PDCCH are determined according to the association between the number of CCEs and the coding rate provided by the CCEs.
  • the base station determines the PDCCH format according to the DC industry to be transmitted to the terminal, and attaches a CRC (Cyclic Redundancy Check) to the control information.
  • CRC Cyclic Redundancy Check
  • RNTI Radio Network Temporary Identifier
  • RNTI Radio Network Temporary Identifier
  • the PDCCH for a specific terminal a unique identifier of the terminal, for example, C—RNTI (Cell—RNTI) may be masked to the CRC.
  • a paging indication identifier eg, P—RNTI (Paging-RNTI) may be masked in the CRC.
  • the system information more specifically, the PDCCH for the system information block (SIB), the system information identifier and the system information RNTI (SI-RNTI) may be masked to the CRC.
  • SI-RNTI system information RNTI
  • a RA-RNTI random access-RNTI
  • FIG. 6 shows a structure of an uplink subframe in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • an uplink subframe may be divided into a control region and a data region in the frequency domain.
  • a physical uplink control channel (PUCCH) carrying uplink control information is allocated to the control region.
  • the header area is allocated a PUSCH (Physical Uplink Shared Channel) that carries human data.
  • PUSCH Physical Uplink Shared Channel
  • a PUCCH for one UE is allocated a resource block (RB) pair in a subframe.
  • RBs belonging to the RB pair occupy different subcarriers in each of the two slots.
  • This RB pair allocated to the PUCCH is said to be frequency hopping at the slot boundary (slot boundary).
  • PUCCH Physical Uplink Control Channel
  • the uplink control information (UCI) transmitted through the PUCCH may include the following scheduling request (SR), HARQ ACK / NACK information, and downlink channel measurement information.
  • SR scheduling request
  • HARQ ACK / NACK information HARQ ACK / NACK information
  • downlink channel measurement information HARQ ACK / NACK information
  • SR Service Request: Information used for requesting an uplink UL-SCH resource. Transmitted using OOK (On-off Keying) method.
  • - HARQ ACK / NACK DL data L daehin to 3 ⁇ 4 of - indicated whether the response signal down-link data packet is successfully received by the de-in response to a single downlink code word (codeword) ACK / One bit of NACK is transmitted, and two bits of ACK / NACK are transmitted in response to two downlink codewords.
  • CSI Channel State Information
  • the CSI may include at least one of a channel quality indicator (CQI), a rank indicator (RI), a precoding matrix indicator (PMI), and a precoding type indicator (PTI). 20 bits are used per subframe.
  • HARQ ACK / NACK information may be generated depending on whether or not the downlink data packet on the PDSCH is successfully decoded.
  • one bit group is used as ACK / NACK information for downlink single codeword transmission. 2 bits are transmitted as ACK / NACK information for downlink 2 codeword transmission.
  • Channel measurement information is available for multiple input multiplex (MIMO).
  • Output refers to feedback information related to a technique, and may include a channel quality indicator (CQI), a precoding matrix index ( ⁇ ) and a rank indicator (RI). . These channel measurement information may be collectively expressed as CQI.
  • CQI channel quality indicator
  • ⁇ precoding matrix index
  • RI rank indicator
  • 20 bits per subframe may be used for transmission of the CQI.
  • PUCCH may be modulated using Binary Phase Shift Keying (BPSK) and Quadrature Phase Shift Keying (QPSK) techniques.
  • Control information of a plurality of terminals may be transmitted through PUCCH, and to distinguish signals of the respective terminals.
  • BPSK Binary Phase Shift Keying
  • QPSK Quadrature Phase Shift Keying
  • CDM Code Division Multiplexing
  • a Constant Amplitude Zero Autocorrelation (CAZAC) sequence having a length of 12 is mainly used, and the CAZAC sequence has a constant size in the time domain and frequency domain.
  • amplitude has a property of maintaining the peak-average power ratio (PAPR) or CM (Cubic Metric) of the terminal is suitable for increasing the coverage, and downlink data transmitted through the PUCCH ACK / NACK information for transmission is covered using an orthogonal sequence or an orthogonal cover (OC).
  • PAPR peak-average power ratio
  • CM Cubic Metric
  • control information transmitted on the PUCCH can be distinguished using a cyclically shifted sequence having different cyclic shift (CS) values.
  • a cyclically shifted sequence can be generated by cyclically shifting a base sequence by a specific cyclic shift amount.
  • the specific CS amount is indicated by the cyclic shift index (CS index).
  • the number of cyclic shifts available can vary depending on the delay spread of the channel.
  • Various kinds of sequences may be used as the base sequence, and the above-described CAZAC sequence is one example.
  • control information that can be transmitted in one subframe by the UE depends on the number of SC-FDMA symbols available for transmission of control information (ie, RS transmission for coherent detection of PUCCH).
  • PUCCH In the 3GPP LTE system, PUCCH is defined in seven different formats according to transmitted control information, modulation scheme, amount of control information, and the like, and the uplink control information (UCI) of uplink control information (UCI) is transmitted according to each PUCCH format.
  • the attributes can be summarized as shown in Table 2 below.
  • PUCCH format 1 is used for single transmission of SR. In case of SR transmission alone, an unmodulated waveform is applied, which will be described in detail later.
  • PUCCH format la or lb is used for transmission of HARQ ACK / NACK.
  • PUCCH format la or lb may be used.
  • HARQ ACK / NACK and SR may be transmitted in the same subframe using PUCCH format la or lb.
  • PUCCH format 2 is used for transmission of CQ industry, and PUCCH format 2a or 2b is used for transmission of CQI and HARQ ACK / NACK. In case of the extended CP, it may be used for transmission of the PUCCH format 27 ⁇ CQI and HARQ ACK / NACK.
  • PUCCH format 3 is used to carry 48 bits of encoded UCI.
  • PUCCH format 3 may carry HARQ ACK / NACK for a plurality of serving cells, SR (if present), and CSI report for one serving cell.
  • FIG. 7 shows an example of a form in which PUCCH formats are mapped to a PUCCH region of an uplink physical resource block in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • ⁇ denotes the number of resource blocks in uplink
  • 0 and 1 -1 denote the number of physical resource blocks.
  • the PUCCH is mapped to both edges of the uplink frequency block.
  • the number of PUCCH RBs available by PUCCH format 2 / 2a / 2b ( ⁇ ) may be indicated to terminals in a cell by broadcasting signaling.
  • PUCCH format 2 / 2a / 2b is a control channel for transmitting channel measurement feedback (CQI, PMI, RI).
  • the reporting period of the channel measurement feedback (hereinafter, collectively referred to as CQI information) and the frequency unit (or frequency resolution) to be measured may be controlled by the base station.
  • CQI information channel measurement feedback
  • the frequency unit (or frequency resolution) to be measured may be controlled by the base station.
  • Periodic and aperiodic CQI reporting can be supported in the time domain.
  • PUCCH format 2 may be used only for periodic reporting and PUSCH may be used for aperiodic reporting.
  • the base station may instruct the terminal to transmit an individual CQI report on a resource scheduled for uplink data transmission.
  • FIG. 8 shows a structure of a CQI channel in the case of a normal CP in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • SC— FDMA symbols 1 and 5 are used for demodulation reference signal (DMRS) transmission, and CQI in the remaining SC-FDMA symbols.
  • Information can be transmitted.
  • SC-FDMA symbol 3> one SC-FDMA symbol (SC-FDMA symbol 3>) is used for DMRS transmission.
  • PUCCH format 2 / 2a / 2b modulation by a CAZAC sequence is supported, and a QPSK modulated symbol is multiplied by a length 12 CAZAC sequence.
  • the cyclic shift (CS) of the sequence is changed between the symbol and the slot. Orthogonal covering for DMRS Used.
  • DMRS Reference signal
  • CQI information is carried on the remaining five SC-FDMA symbols.
  • Two RSs are used in one slot to support a high speed terminal.
  • each terminal is distinguished using a cyclic shift (CS) sequence.
  • CS cyclic shift
  • the CQI information symbols are modulated and transmitted throughout the SC-FDMA symbol, and the SC-FDMA symbol is composed of one sequence. That is, the terminal modulates and transmits CQI in each sequence.
  • the number of symbols that can be transmitted in one ⁇ is 10, and modulation of CQI information is determined up to QPSK.
  • QPSK mapping is used for the SC-FDMA heartbull, a 2-bit CQI value may be carried, and thus a 10-bit CQI value may be loaded in one slot. Therefore, a CQI value of up to 20 bits can be loaded in one subframe.
  • a frequency domain spread code is used to spread the CQI information in the frequency domain.
  • a CAZAC sequence having a length of -12 (eg, a ZC sequence) may be used.
  • Each control channel may be distinguished by applying a CAZAC sequence having a different cyclic shift value.
  • IFFT is performed on the frequency domain spread CQI information.
  • the 12 different terminals may be orthogonally multiplexed on the same PUCCH RB by means of 12 equally spaced cyclic shifts.
  • the DMRS sequence (on SC-FDMA symbol 3 in the extended CP case) on the SC-FDMA symbols 1 and 5 in the general CP case is similar to the CQI signal sequence on the frequency domain but no modulation such as CQI information is applied.
  • the UE may be semi-statically configured by higher layer signaling to periodically report different CQI, PMI, and RI types on a PUCCH resource indicated by a PUCCH resource index ( “ ⁇ ,“ piiccH, ”p3 ⁇ 4ccH>).
  • the PUCCH resource index (“TO3 ⁇ 4H) is information indicating a PUCCH region used for PUCCH format 2 / 2a / 2b transmission and a cyclic shift (CS) value to be used.
  • a symbol modulated using a BPSK or QPSK modulation scheme is multiply multiplied by a length 12 CAZAC sequence.
  • the y (0) and y (N ⁇ l) symbols may be referred to as a block of symbols.
  • Length 4 for general ACK / NACK information.
  • a Hadamard sequence is used, and a Discrete Fourier Transform (DFT) sequence of length 3 is used for shortened ACK / NACK information and a reference signal.
  • DFT Discrete Fourier Transform
  • a Hadamard sequence of length 2 is used for the reference signal in the case of an extended CP.
  • FIG. 9 illustrates a PUCCH channel structure for transmitting HARQ ACK / NACK without CQI. It is shown by way of example.
  • RS may be carried on two consecutive symbols in the middle.
  • the number and position of symbols used for the RS may vary depending on the control channel, and the number and position of symbols used for the ACK / NACK signal associated therewith may also be changed accordingly.
  • 1 bit and 2 bit acknowledgment information may be represented by one HARQ ACK / NACK modulation symbol using BPSK and QPSK modulation techniques, respectively.
  • the positive acknowledgment (ACK) may be encoded as '1'
  • the negative acknowledgment (NACK) may be encoded as '0'.
  • two-dimensional spreading is applied to increase the multiplexing capacity. That is, frequency domain spreading and time domain spreading are simultaneously applied to increase the number of terminals or control channels that can be multiplexed.
  • the frequency domain sequence is used as the base sequence.
  • one of the CAZAC sequences may be a Zadoff-Chu (ZC) sequence.
  • ZC Zadoff-Chu
  • CS cyclic shifts
  • the number of CS resources supported in an SC-FDMA symbol for PUCCH RBs for HARQ ACK / NACK transmission is set by a cell-specific higher-layer signaling parameter ( ⁇ « ⁇ ).
  • the frequency domain spread ACK / NACK signal is spread in the time domain using an orthogonal spreading code.
  • orthogonal spreading code a Walsh-Hadamard sequence or a DFT sequence may be used.
  • an ACK / NACK signal can be spread using orthogonal sequences of length 4 (w0, wl, w2, w3) for four symbols.
  • RS is also spread through an orthogonal sequence of length 3 or length 2. This is called orthogonal covering (OC).
  • a plurality of terminals may be multiplexed using a code division multiplexing (CDM) scheme using the CS resource in the frequency domain and the OC resource in the time domain as described above. That is, ACK / NACK information and RS of a large number of terminals may be multiplexed on the same PUCCH RB.
  • CDM code division multiplexing
  • the number of spreading codes supported for ACK / NACK information is limited by the number of RS symbols. That is, since the number of RS transmission SC-FDMA symbols is smaller than the number of ACK / NACK information transmission SC—FDMA symbols, the multiplexing capacity of the RS is smaller than the multiplexing capacity of the ACK / NACK information.
  • ACK / NACK information may be transmitted in four symbols.
  • ACK / NACK information three orthogonal spreading codes are used instead of four, and the number of RS transmission symbols is 3 This is because only three orthogonal spreading codes can be used for the RS because of the limitation.
  • HARQ acknowledgments from a total of 18 different terminals can be multiplexed within one PUCCH RB.
  • HARQ acknowledgments from a total of 12 different terminals can be multiplexed in one PUCCH RB.
  • the scheduling request is transmitted in such a manner that the terminal requests or does not request to be scheduled.
  • the SR channel reuses the ACK / NACK channel structure in the PUCCH format la / lb and is configured in an on-off keying (OOK) scheme based on the ACK / NACK channel design. Reference signals are not transmitted on SR channels. Accordingly, a sequence of length 7 is used for a general CP, and a sequence of length S is used for an extended CP. Different cyclic shift or orthogonal coverr-assigned for SR and ACK / NACK. That is, for positive SR transmission, the UE transmits HARQ ACK / NACK through resources allocated for SR. For negative SR transmission, the UE transmits HARQ ACK / NACK through a resource allocated for ACK / NACK.
  • PUCCH may correspond to PUCCH format 3 of the LTE-A system.
  • Block spreading technique can be applied to ACK / NACK transmission using PUCCH format 3.-.
  • the block spreading scheme modulates control signal transmission using the SC-FDMA scheme.
  • a symbol sequence may be spread and transmitted in a time domain using an Orthogonal Cover Code (OCC).
  • OCC Orthogonal Cover Code
  • one symbol sequence is transmitted over a time domain and control signals of a plurality of terminals are multiplexed using a cyclic shif t (CS) of a CAZAC sequence
  • a block spreading based PUCCH format eg, For example, in case of PUCCH format 3
  • one symbol sequence is transmitted over a frequency domain, and control signals of a plurality of terminals are multiplexed using time-domain spreading using OCC.
  • FIG. 10 shows an example of generating and transmitting five SC-FDMA symbols during one slot in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • two RS symbols may be used for one slot.
  • an RS symbol may be generated from a CAZAC sequence to which a specific cyclic shift value is applied, and may be transmitted in a form in which a predetermined OCC is applied (or multiplied) over a plurality of RS symbols.
  • it is assumed that 12 modulation symbols are used for each OFDM symbol (or SC-FDMA symbol), and each modulation symbol is generated by QPSK. Is 12x2 24 bits.
  • the number of bits that can be transmitted in two slots is a total of 48 bits.
  • the PUCCH channel structure is extended compared to the PUCCH format 1 series and 2 series. It is possible to transmit control information of size.
  • the communication environment considered in the embodiments of the present invention includes both multi-carrier support environments. That is, a multi-carrier system or a carrier aggregation (CA) system used in the present invention means at least one having a bandwidth smaller than the target band when configuring the target broadband to support the broadband This refers to a system that aggregates and uses a component carrier (CC).
  • CA carrier aggregation
  • the multi-carrier means the aggregation of carriers (or carrier aggregation), wherein the aggregation of carriers means not only merging between contiguous carriers but also merging between non-contiguous carriers.
  • the number of component carriers aggregated between downlink and uplink may be set differently.
  • a downlink component carrier hereinafter, 'DL CC' () can be the uplink component carrier (hereinafter referred to as, 'UL CC') the number of the same, if a symmetric (symmetric) aggregate that, and the handwriting-other If it is an asymmetric (asymmetr i c) aggregation.
  • a carrier may be used in the merge heunyong with terms such as carrier aggregation, aggregate bandwidth (bandwidth aggregation), spectrum aggregation (spectrum aggregation).
  • Carrier aggregation in which two or more component carriers are combined, aims to support up to 100MHZ bandwidth in LTE-A system.
  • the bandwidth can be limited to the bandwidth used by the existing system to maintain backward compatibility with the existing MT system.
  • the existing 3GPP LTE system supports ⁇ 1.4, 3, 5, 10, 15, 20 ⁇ MHz bandwidth
  • the 3GPP LTE- advanced system ie LTE-A
  • the carrier aggregation system used in the present invention may support carrier aggregation by defining a new bandwidth regardless of the bandwidth used in the existing system.
  • LTE-A system uses the concept of a cell (cell) to manage radio resources.
  • the carrier aggregation environment described above may be referred to as a multiple cell environment.
  • a cell is defined as a combination of a downlink resource (DL CC) and an uplink resource (UL CC), but the uplink resource is not an essential element. Accordingly, the cell may be configured with only downlink resources or with downlink resources and uplink resources.
  • DL CC downlink resource
  • UL CC uplink resource
  • the cell may be configured with only downlink resources or with downlink resources and uplink resources.
  • When a specific UE has only one configured serving cell it may have one DL CC and one UL CC, but when a specific UE has two or more configured serving cells, as many DLs as the number of cells Has a CC and the number of UL CCs may be the same or less.
  • the DL CC and the UL CC may be configured on the contrary. That is, when a specific UE has a plurality of configured serving cells, a carrier aggregation environment in which a UL CC has more than the number of DL CCs may be supported. That is, carrier aggregation may be understood as merging two or more cells, each having a different carrier frequency (center frequency of a sal).
  • 'Cell' refers to a commonly used base station It should be distinguished from sal 'as a covering area.
  • Cells used in the LTE-A system include a primary cell (PCell: Primary Cell) and a secondary cell (SCell: Secondary Cell).
  • PCell Primary Cell
  • SCell Secondary Cell
  • P cell mass-S cell may be used as a serving cell.
  • RRC In the UE that is in the CONNECTED state, but carrier aggregation is not configured or does not support carrier aggregation, there is only one serving cell configured with a PCell.
  • one or more serving cells may exist, and the entire serving cell includes a PCell and one or more SCells.
  • Serving cells may be configured through an RRC parameter.
  • PhysCellld is the cell's physical layer identifier. It is an integer value from 0 to 503.
  • SCelllndex is a short (short) identifier used to identify Ssals and has an integer value from 1 to 7.
  • ServCelllndex is a short (short) identifier used to identify a serving cell (either Pcell or Scell) and has an integer value from 0 to 7.
  • a value of 0 is applied to the P cell, and SCelllndex is pre-assigned to apply to the S cell. That is, a cell having the smallest cell ID (or sal index) in ServCelllndex becomes a P cell.
  • the P cell means a cell operating on a primary frequency (or primary CC).
  • the UE may be used to perform an initial connection establishment process or to perform a connection re-establishment process, and may also refer to a cell indicated in a handover process.
  • the P cell refers to a cell serving as a center of control-related communication among serving cells configured in a carrier aggregation environment. That is, the terminal can receive and transmit the PUCCH only in its own psal, the system information Only PCells can be used to acquire or change monitoring procedures.
  • E-UTRA Evolved Universal Terrestrial Radio Access
  • RRCConnectionReconf igutaion message of the upper layer which includes mobility control information ( ⁇ is DiligenceContr nfo) to the UE supporting the carrier aggregation environment. Only the Pcell may be changed for the over procedure.
  • SCal is a cell that operates on the secondary frequency (or Secondary CC). Can mean. Only one Psal is allocated to a specific terminal, and one or more S cells may be allocated.
  • the SCAL is configurable after the RRC connection is established and can be used to provide additional radio resources.
  • PUCCH does not exist in the remaining cells except the pcell, that is, the scell, among the serving cells configured in the carrier aggregation environment.
  • EUT UTRAN may provide all system information related to the operation of the related cell in the RRC_CONNECTED state through a specific signal (dedicated ignal).
  • the change of the system information can be controlled by the release and addition of the related SCell, and at this time, an RRC connection reset message (RRCConnectionReconf igutaion) of the upper level can be used.
  • the E-UTRAN may perform dedicated signaling with different parameters for each terminal, rather than broadcasting in an associated Scell.
  • the E-UTRAN may configure a network including one or more Scells in addition to the Pcells initially configured in the connection establishment process.
  • the Pcell and the SCell may operate as respective component carriers.
  • the primary component carrier (PCC) may be used in the same sense as the PCell
  • SCC secondary component carrier
  • FIG. 11 shows an example of a component carrier and carrier aggregation in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • the component carrier the DL CC and the UL CC.
  • One component carrier may have a frequency range of 20 MHz.
  • FIG. 11 (b) shows a carrier aggregation structure used in the LTE_A system.
  • three component carriers having a frequency size of 20 MHz are combined.
  • the number of DL CCs and UL CCs is not limited.
  • the UE may simultaneously monitor three CCs, receive downlink signals / data, and transmit uplink signals / data.
  • the network may allocate M (M ⁇ N) DL CCs to the UE.
  • the UE may monitor only M limited DL CCs and receive a DL signal.
  • the network may assign L ( L ⁇ M ⁇ N) DL CCs to allocate a primary DL CC to the UE. In this case, the UE must monitor L DL CCs. This method is equally applicable to uplink transmission.
  • the linkage between the carrier frequency (or DL CC) of the downlink resource and the carrier frequency (or UL CC) of the uplink resource may be indicated by a higher layer message such as an RRC message or system information.
  • a DL resource and a linkage may be defined by a linkage defined by SIB2 (System Informat ion Block Type2).
  • SIB2 System Informat ion Block Type2
  • Combination of UL resources can be configured.
  • the linkage may mean a mapping relationship between a DL CC on which a PDCCH carrying an UL grant is transmitted and a UL CC using the UL grant, and a DL CC (or UL CC) and HARQ ACK on which data for HARQ is transmitted. It may mean a mapping relationship between UL CCs (or DL CCs) through which a / NACK signal is transmitted.
  • Cross carrier scheduling may be referred to as Cross Component Carrier Scheduling or Cross Cell Scheduling.
  • a PDCCH (DL Grant) and a PDSCH are each transmitted to a DL CC, or a PU CC transmitted according to a PDCCH (UL Grant) transmitted from a DL CC is linked to a DL CC having received a UL grant. This means that it is transmitted through other UL CC.
  • cross-carrier scheduling may be activated or deactivated UE-specifically and may be known for each UE semi-statically through higher layer signaling (eg, RRC signaling).
  • higher layer signaling eg, RRC signaling
  • the PDCCH corresponds to the PDCCH.
  • a carrier indicator field (CIF: Carrier Indicator Field) indicating which PD / PUSCH is transmitted is transmitted through.
  • the PDCCH may allocate PDSCH resource or PUSCH resource to one of a plurality of component carriers using CIF. That is, when the PDCCH on the DL CC allocates PDSCH or PUSCH resources to one of the multi-aggregated DL / UL CC, CIF is set. In this case, the DCI port 1 3 ⁇ 4 of LTE -A Release-8 may be extended according to the CIF.
  • the set CIF may be fixed as a 3 bit field or the position of the set CIF may be fixed regardless of the DCI format size. It is also possible to reuse the LTE—A Release-8's PDCCH structure (same coding and resource mapping based on the same CCE). On the other hand, if the PDCCH on the DL CC allocates PDSCH resources on the same DL CC or PUSCH resources on a single linked UL CC, CIF is not configured. In this case, the same PDCCH structure (same coding and resource mapping based on the same CCE) and DCI format may be used.
  • the UE When cross carrier scheduling is possible, the UE needs to monitor the PDCCHs for the plurality of DCIs in the control region of the monitoring CC according to the transmission mode and / or bandwidth for each CC. Therefore, it is necessary to configure the search space and PDCCH monitoring that can support this.
  • the terminal DL CC set represents a set of DL CCs scheduled for the terminal to receive a PDSCH
  • the terminal UL CC set represents a set of UL CCs scheduled for the terminal to transmit a PUSCH.
  • the PDCCH monitoring set may include at least one DL CC for performing PDCCH monitoring. Represents a set.
  • the PDCCH monitoring set may be the same as the UE DL CC set or may be a subset of the UE DL CC set.
  • the PDCCH monitoring set may include at least one of DL CCs in the terminal DL CC set. Alternatively, the PDCCH monitoring set may be defined separately regardless of the UE DL CC set.
  • the DL CC included in the PDCCH monitoring set may be configured to always enable self-scheduling for the linked UL CC.
  • the UE DL CC set, the UE UL CC set, and the PDCCH monitoring set may be configured UE-specifically, UE-group-specifically, or cell-specifically.
  • the PDCCH monitoring set is always the same as the UE DL CC set. In this case, no indication such as separate signaling for the PDCCH monitoring set is required. Therefore, when cross-carrier scheduling is activated, the PDCCH monitoring set is preferably defined in the UE DL CC set. That is, in order to schedule PDSCH or PUSCH for the UE, the base station transmits the PDCCH through only the PDCCH monitoring set.
  • FIG. 12 illustrates an example of a subframe structure according to cross carrier scheduling in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • DL CC 'A' represents a case in which a PDCCH monitoring DL CC is configured. If CIF is not used, each DL CC may transmit a PDCCH for scheduling its PDSCH without CIF. CIF, on the other hand, When used through, only one DL CC may transmit a PDCCH for scheduling its PDSCH or PDSCH of another CC using CI F. At this time, DL CCs 'B' and 'C' which are not set as PDCCH monitoring DL CCs do not transmit the PDCCH.
  • An ACK / NACK multiplexing method based on PUCCH resource selection may be considered.
  • the contents of the ACK / NACK male answers for multiple data units are identified by the combination of the PUCCH resource and the resource of QPSK modulation symbols used for the actual ACK / NACK transmission.
  • the ACK / NACK result may be identified at the eNB as shown in Table 3 below.
  • HARQ-ACK (i) represents an ACK / ACK result for the i th data unit (da t a uni t).
  • DTX discontinuous Transmission
  • DTX means that there is no data unit to be transmitted for the corresponding HARQ-ACK (i) or the terminal does not detect a data unit that stands for HARQ-ACK (i).
  • PUCCH . 3 and b (0) and b (l) are two bits transmitted using the selected PUCCH.
  • the terminal transmits 2 bits (1, 1) using the PUCCH j .
  • the terminal fails to decode in the first and third data units and decodes in the second and fourth data units, the terminal uses
  • a PUCCH resource linked to a data unit corresponding to one explicit NACK may also be reserved for transmitting signals of multiple ACK / NACKs.
  • SPS Semi-Persent Scheduling
  • SPS semi-persistent scheduling
  • the time resource region allocated to a specific terminal may be set to have periodicity. Then, the allocation of time-frequency resources is completed by allocating frequency resource regions as necessary. This allocation of frequency resource regions may be referred to as so-called activation.
  • resource allocation is maintained for a period of time by one signaling. Because it is maintained, there is no need to repeatedly allocate resources to enjoy the signaling overhead.
  • signaling for releasing frequency resource allocation may be transmitted from the base station to the terminal. This release of the frequency resource region may be referred to as deactivation.
  • the UE first informs the UE of which subframes to perform SPS transmission / reception through RRC (Radio Resource Control) signaling. That is, a time resource is first designated among time-frequency resources allocated for SPS through RRC signaling. In order to inform the subframe that can be used, for example, the period and offset of the subframe can be informed. However, since the terminal receives only the time resource region through RRC signaling, even if it receives the RRC signaling, the UE does not immediately transmit and receive by the SPS, and completes the time-frequency resource allocation by allocating the frequency resource region as necessary. . This allocation of the frequency resource region may be referred to as activation, and the release of the frequency resource region may be referred to as deactivation.
  • RRC Radio Resource Control
  • the UE allocates a frequency resource according to RB allocation information included in the received PDCCH, and modulates and codes according to MCS (Modulation and Coding Scheme) information. Rate) is applied to start transmission and reception according to the subframe period and offset allocated through the RRC signaling. Then, the terminal stops transmission and reception when receiving the PDCCH indicating the deactivation from the base station. If a PDCCH indicating activation or reactivation is received after stopping transmission and reception, transmission and reception are resumed again with a subframe period and offset allocated by RRC signaling using an RB allocation or an MCS designated by the PDCCH.
  • MCS Modulation and Coding Scheme
  • time resource allocation is performed through RRC signaling
  • transmission and reception of an actual signal may be performed after receiving a PDCCH indicating activation and reactivation of an SPS, and interruption of signal transmission and reception is indicated by a PDCCH indicating inactivation of an SPS. After receiving.
  • the UE may check the PDCCH including the SPS indication when all of the following conditions are satisfied. Firstly, the added CRC parity bit must be scrambled to SPS C-RNTI for the PDCCH payload, and secondly, the New Data Indicator (NDI) field must be set to zero.
  • NDI New Data Indicator
  • the verification is completed.
  • the terminal recognizes that the received DCI information is a valid SPS activation or deactivation (or release).
  • the UE recognizes that the received DCI format includes a non-matching CRC.
  • Table 4 shows fields for PDCCH confirmation indicating SPS activation.
  • Cyclic shift DM RS set to N / A N / A
  • Modulation and MSB is N / A N / A coding scheme and set to
  • N / A MSB is set For the enabled coding scheme to 1 0 'transport block :
  • MSB is set to '0'
  • Table 5 shows fields for PDCCH identification indicating SPS deactivation (or release).
  • the TPC command value for the PUCCH field may be used as an index indicating four PUCCHs set by a higher layer.
  • PUCCH piggybacking 13 shows an example of transport channel processing of a UL-SCH in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • the peak-to-average power ratio (PAPR) characteristic or CM ( Cubic Metric) is designed to maintain good single carrier transmission. That is, in the case of PUSCH transmission of the existing LTE system, the single carrier characteristic is maintained through DFT-precoding for data to be transmitted, and in the case of PUCCH transmission, the information is transmitted on a sequence having a single carrier characteristic. Can be maintained. However, when the DFT-precoding data is discontinuously allocated on the frequency axis or when PUSCH and PUCCH are simultaneously transmitted, this single carrier characteristic is broken. Accordingly, as shown in FIG. 13, when there is a PUSCH transmission in the same subframe as the PUCCH transmission, uplink control information (UCI) information to be transmitted in the PUCCH is transmitted together with the data through the PUSCH in order to maintain a single carrier characteristic.
  • UCI uplink control information
  • the uplink control information (UCI) (CQI / PMI, HARQ-ACK, R ⁇ , etc.) is multiplexed in the PUSCH region in the subframe transmitted. Use the method.
  • CQI Channel Quality Indicator
  • PMI Precoding Matrix Indicator
  • control information and data can be transmitted by multiplexing UL-SCH data and CQI / PMI before DFT-spreading.
  • UL-SCH data performs rate-matching in consideration of CQI / PMI resources.
  • control information such as HARQ ACK, R ⁇ , etc. is used by multiplexing the PUSCH region by puncturing UL-SCH data.
  • FIG. 14 shows an example of a signal processing procedure of an uplink shared channel which is a transport channel in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • a signal processing procedure of an uplink shared channel (hereinafter, referred to as 'UL-SCH') may be applied to one or more transport channels or control information types.
  • a UL—SCH is transmitted to a coding unit in the form of a transmission time interval (TTI) 1 "
  • the CRC parity bit ⁇ ⁇ ' ⁇ ' ⁇ ' ⁇ - ⁇ is attached to bit ⁇ () ' ⁇ 1' 2 '" 3 ' ⁇ ' ,-1 of the transmitted blit received from the upper layer (S140).
  • A is the size of the transport block
  • L is the number of parity bits
  • the input bits with CRC are the same as ⁇ , ⁇ ' ⁇ , ⁇ ,...' ⁇
  • B is the transport block containing the CRC . Represents the number of bits.
  • the segment is segmented into multiple code blocks (CBs) according to the TB size, and a CRC is attached to the divided multiple CBs (S141).
  • the bits are as follows: c r ⁇ c r , c rl , c rls , ..., c r ⁇ Kr _.
  • c represents the total number of code blocks. .
  • channel coding is performed (S142).
  • the output bit after channel coding is equal to ⁇ ⁇ ' ⁇ ⁇ " ⁇ 3 " ' "— 0, where i is the encoded stream index and may have a value of 0, 1 or 2.
  • control information when control information is transmitted in the PUSCH, channel coding is independently performed on the control information CQI / PMI, RI, and ACK / NACK (S146, S147, and S148). Since different coded symbols are allocated for transmission of each control information, each control information has a different coding rate.
  • the ACK / NACK feedback mode is ACK / NACK bundling and ACK / NACK by higher layer configuration.
  • Two modes of multiplexing are supported.
  • the ACK / NACK bundling the ACK / NACK information bit is composed of 1 bit or 2 bits
  • ACK / NACK multiplexing the ACK / NACK information bit is composed of 1 to 4 bits.
  • the ACK / NACK is channel interleaved to generate an output signal (S149).
  • MIMO Multi-Input Multi -Output
  • the MIMO technology generally uses multiple transmit (Tx) antennas and multiple receive (Rx) antennas away from the ones that typically use one ' transmit antenna and one receive antenna.
  • the MIMO technique is a technique for increasing capacity or individualizing performance by using multiple input / output antennas at a transmitting end or a receiving end of a wireless communication system.
  • ' ⁇ ' is referred to as 'multiple input / output antenna'.
  • the multiple input / output antenna technique is one complete message (total message) does not rely on one antenna path and collects multiple pieces of data received through multiple antennas to complete complete data.
  • multiple input / output antenna technology can increase the data rate within a specific system range, and can also increase the system range through a specific data rate.
  • MIMO communication technology is the next generation mobile communication technology that can be widely used in mobile communication terminals and repeaters, and attracts attention as a technology that can overcome the transmission limit of other mobile communication depending on the limit situation due to the expansion of data communication. have.
  • MIMO multiple input / output antenna
  • 15 is a configuration diagram of a general multiple input / output antenna (MIMO) communication system. 15, the number of transmission antennas ⁇ ⁇ dogs, received when increased the number of antennas of the open-circuit N R at the same time, the transmitter or only a large number of theoretical channel transmission in proportion to the number of antennas, unlike in the case that will be served by the antenna receiver Since the capacity is increased, it is possible to improve the transmission rate and to significantly improve the frequency efficiency.
  • the transmission rate according to the increase in the channel transmission capacity is as follows in the maximum transmission rate (R 0 ) when using one antenna. The theoretical increase can be as much as the growth rate Ri multiplied.
  • R t : min (N T , N R )
  • a transmission rate four times higher than a single antenna system may be theoretically obtained.
  • Such a technique of a multi-input / output antenna has a spatial diversity scheme that improves transmission reliability by using symbols passing through various channel paths, and transmits a plurality of data symbols at a time by isochronous transmission using a plurality of transmit antennas. It can be divided into spatial multiplexing method which improves the performance. In addition, researches on how to appropriately combine these two methods to obtain the advantages of each are being studied in recent years. ' Each method is described in more detail as follows. "First, when the space diversity scheme, the space-time block code sequence bars - there is a space-time teutel less (Trelis) code sequence method using a diversity gain and a coding gain at the same time.
  • Trelis space-time teutel less
  • bit error rate improvement performance and the code generation freedom are excellent in the Tetris coding method, but the operation complexity is simple in space-time block code.
  • Such a space diversity gain can be obtained an amount corresponding to a product (N XN R T) of the number of transmit antennas ( ⁇ ⁇ ) and a receiving antenna number (13 ⁇ 4).
  • the spatial multiplexing technique is a method of transmitting different data strings at each transmit antenna, wherein the receiver simultaneously transmits data transmitted from the transmitter. Mutual interference occurs between them. The receiver removes this interference using an appropriate signal processing technique and receives it.
  • the noise cancellation methods used here include: maximum likelihood detection (MLD) receivers, zero-forcing (ZF) receivers, minimum mean square error (MMSE) receivers, Diagonal-Bell Laboratories Layered Space-Time (D-BLAST), and V-BLAST. (Vertical-Bell Laboratories Layered Space-Time) and the like, especially when the transmitter can know the channel information, SVD (Singular Value Decomposition) can be used.
  • the transmission power can be different for each transmission information Sl , s 2 , S NT , and if each transmission power is P 2 P NT , the transmission information adjusted transmission power is represented by the following vector Can be.
  • ⁇ can be expressed as the diagonal matrix P of the transmission power as follows.
  • the information vector s whose transmission power is adjusted is then multiplied by the weight matrix w to actually transmit ⁇ ⁇ transmission signals x 2 ,... , Configure X NT .
  • the weight matrix plays a role of appropriately distributing transmission information to each antenna according to a transmission channel situation. Transmit signal like this X lf x 2 , ⁇ vector
  • Wij represents a weight between the i th transmit antenna and the j th transmission information
  • W represents this in a matrix.
  • W is called a weight matrix or a precoding matrix.
  • the above-described transmission signal (X) can be considered divided into the case of using the spatial diversity and the case of using the spatial multiplexing.
  • the elements of the information vector s all have different values.
  • the same signal is sent through multiple channel paths.
  • the elements of information vector 3 all have the same value.
  • a method of combining spatial multiplexing and spatial diversity is also conceivable. That is, for example, transmission using the three transmit spatial diversity such as the signal via the antenna, and the other may also be considered in each case to send to the other signal spatially multiplexing properties.
  • the reception signals yi , Y2 and y NR of each antenna will be represented by the vector y as follows.
  • each channel may be classified according to the transmitting and receiving antenna index, the channel passes through the receive antenna i from the transmission antenna j 1 1: will be indicated by).
  • the order of the indexes of the receive antenna index is first, and the indexer of the transmit antenna is later.
  • These channels can be grouped together and displayed in vector and matrix form. An example of the vector display is described below.
  • 16 illustrates a channel from a plurality of transmit antennas to one receive antenna.
  • a channel arriving from a total of ⁇ transmit antennas to a reception antenna i may be expressed as follows.
  • white noise is added to 1 or 1, and thus white noise added to each of the N R receiving antennas ⁇ , n 2 , ..., n NR If expressed as a vector,
  • the number of rows and columns of the channel matrix ⁇ representing the state of the channel is determined by the number of transmit and receive antennas.
  • the channel matrix ⁇ is equal to the number of rows equal to the number of receiving antennas and the number of columns equal to the number of transmitting antennas N R.
  • the channel matrix H becomes an N R XN R matrix.
  • the rank of a matrix is defined as the minimum number of rows or columns that are independent of each other.
  • the rank of the matrix cannot be greater than the number of rows or columns.
  • the tank rank (H) of the channel matrix H is limited as follows.
  • band 1 can be defined as the number of eigenvalues that are not zero among eigen values.
  • rank can be defined as the number of non-zero singular values when SVD (singular value decomposition).
  • 'tank' for MIMO transmission refers to the number of paths that can independently transmit a signal at a specific time point and a specific frequency resource, and 'number of layers' is transmitted through each path.
  • the transmitting end since the transmitting end transmits a number of layers that match the number of ranks used for signal transmission, unless otherwise specified, the rank has the same meaning as the number of layers.
  • Reference Signal RS
  • the signal Since data is transmitted over a wireless channel in a wireless communication system, the signal may be distorted during transmission. In order to correctly receive the distorted signal at the receiving end, the distortion of the received signal must be corrected using the channel information.
  • a signal transmission method known to both a transmitting side and a receiving side and a method of detecting channel information using a distorted degree when a signal is transmitted through a channel are mainly used.
  • the above-mentioned signal is called a pilot signal or a reference signal RS.
  • each transmit antenna When transmitting and receiving data using multiple input / output antennas, the channel condition between the transmitting antenna and the receiving antenna must be detected to correctly receive the signal. Therefore, each transmit antenna must have a separate reference signal.
  • the downlink reference signal includes a common reference signal (CRS: common RS) shared by all terminals in one cell and a dedicated reference signal (DRS: dedicated RS) for only a specific terminal.
  • CRS common reference signal
  • DRS dedicated reference signal
  • Such reference signals may be used to provide information for demodulation and channel measurement.
  • the receiving side i.e., the terminal
  • CRS is also referred to as cell-specific RS.
  • a reference signal related to feedback of channel state information (CSI) may be defined as a CSI-RS.
  • the DRS may be transmitted through resource elements when data demodulation on the PDSCH is needed.
  • the UE may receive the presence or absence of a DRS through a higher layer and is valid only when a corresponding PDSCH is mapped.
  • the DRS may be referred to as a UE specific RS or a demodulation RS (DMRS).
  • FIG. 17 illustrates a reference signal pattern mapped to a downlink resource block pair in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • a downlink resource block pair may be represented by 12 subcarriers in one subframe X frequency domain in a time domain in a unit in which a reference signal is mapped. That is, one resource block pair on the time axis (X axis) has a length of 14 OFDM symbols in the case of normal cyclic prefix (normal CP) (in case of (a) of FIG. 17), (extended CP: extended Cyclic Prefix) has a length of 12 OFDM symbols (in case of (b) of FIG. 17).
  • normal CP normal cyclic prefix
  • extended Cyclic Prefix extended Cyclic Prefix
  • the resource elements (RES) listed as '0', '1', '2' and '3' are the CRSs of the antenna port indexes '0', '1', '2' and '3' respectively.
  • the location of the resource element described as 'D' means the location of the DRS.
  • the CRS will be described in more detail.
  • the CRS is used to estimate a channel of a physical antenna and is distributed in the entire frequency band as a reference signal that can be commonly received to all terminals located in a cell.
  • the CRS may be used for channel quality information (CSI) and data demodulation.
  • CSI channel quality information
  • the CRS is defined in various formats depending on the antenna arrangement at the transmitting side (base station).
  • the 3GPP LTE system (eg, Release-8) supports various antenna arrangements, and the downlink signal transmitting side has three types of antenna arrangements such as three single transmit antennas, two transmit antennas, and four transmit antennas. .
  • the reference signal for the single antenna port is arranged.
  • reference signals for the two transmit antenna ports are arranged using time division multiplexing (TDM) and / or FDM frequency division multiplexing (FDM) scheme. That is, the reference signals for the two antenna ports are assigned different time resources and / or different frequency resources so that each is distinguished.
  • TDM time division multiplexing
  • FDM frequency division multiplexing
  • reference signals for the four transmit antenna ports are arranged using TDM and / or FDM schemes.
  • the channel information measured by the receiving end (terminal) of the downlink signal may be transmitted by a single transmit antenna, transmit diversity, closed loop spatial multiplexing, open-loop spatial multiplexing, or It can be used to demodulate data transmitted using the same transmission scheme as that of a multi-user MIMO.
  • a multiple input / output antenna when a reference signal is transmitted from a specific antenna port, the reference signal is transmitted to a location of resource elements specified according to a pattern of the reference signal, and the location of resource elements specified for another antenna port. Is not sent to. That is, reference signals between different antennas do not overlap each other.
  • the rule for mapping CRSs to resource blocks is defined as follows.
  • Equation 12 k and 1 represent the subcarrier index and the symbol index, respectively.
  • P denotes an antenna port and ymb denotes one downlink slot.
  • n! Represents the slot index, ⁇ S " represents the cell ID.
  • Mod represents the modulo operation.
  • the position of the reference signal depends on the value of ⁇ « 'in the frequency domain. In the top cell It has various frequency shift (f requency shif t) values.
  • the position of the CRS may be shifted in the frequency domain according to the cell in order to improve channel estimation performance through the CRS.
  • reference signals in one cell are allocated to a 3k th subcarrier, and reference signals in another cell are assigned to a 3k + 1 th subcarrier.
  • the reference signals are arranged at six resource element intervals in the frequency domain, and are separated at three resource element intervals from the reference signal allocated to another antenna port.
  • reference signals are arranged at constant intervals starting from symbol index 0 of each slot.
  • the time interval is defined differently depending on the cyclic prefix length.
  • the reference signal In the case of general cyclic prefix, the reference signal is located at symbol indexes 0 and 4 of the slot, and in the case of extended cyclic prefix, the reference signal is located at symbol indexes 0 and 3 of the slot.
  • the reference signal for the antenna port having the maximum of two antenna ports is defined in one OFDM symbol.
  • the reference signals for reference signal antenna ports 0 and 1 are located at symbol indices 0 and 4 (symbol indexes 0 and 3 for extended cyclic prefix) of slots,
  • the reference signal for- is located at symbol index 1 of the slot.
  • the positions in the frequency domain of the reference signals for antenna ports 2 and 3 are swapped with each other in the second slot.
  • DRS is used to demodulate data. Preceding weights used for a specific terminal in multi-input / output antenna transmission are determined by each transmission when the terminal receives the reference signal. It is combined with the transmission channel transmitted by the antenna and used without modification to estimate the corresponding channel.
  • the 3GPP LTE system (eg, Release- 8) supports up to four transmit antennas, and a DRS for tank 1 beamforming is defined.
  • the DRS for rank 1 beamforming also indicates a reference signal for antenna port index 5.
  • the rules for mapping DRS to resource blocks are defined as follows. Equation 13 shows a case of a general cyclic prefix, and Equation 14 shows a case of an extended cyclic prefix.
  • Equations 12 to 14 k and p represent subcarrier indexes and antenna ports, respectively.
  • N s denotes the number of RBs, the number of slot indices, and the number of cell IDs allocated to downlinks, respectively.
  • the position of RS depends on the V shift value in terms of frequency domain.
  • Equations 13 and 14 k and 1 represent a subcarrier index and a symbol index, respectively, and p represents an antenna port.
  • ⁇ Represents the resource block size in the frequency domain and is expressed as the number of subcarriers. Represents the number of physical resource blocks.
  • N ⁇ represents a resource-specific frequency band for PDSCH transmission.
  • n s represents a slot index and o represents a cell ID. mod stands for modulo operation.
  • the position of the reference signal depends on the value of v ⁇ ft in the frequency domain. Since Vshift is dependent on the cell ID, the position of the reference signal has various frequency shift values depending on the cell.
  • SRS Sounding Reference Signal
  • SRS is mainly used for channel quality measurement to perform frequency-selective scheduling of uplink and is not related to transmission of uplink data and / or control information.
  • the present invention is not limited thereto, and the SRS may be used for various other purposes for improving power control or supporting various start-up functions of terminals which are not recently scheduled.
  • start-up functions include early Modulation and Coding Schemes (MCS), early power control for data transmission, timing advance and Frequency semi-selective scheduling may be included.
  • MCS Modulation and Coding Schemes
  • frequency semi-selective scheduling refers to scheduling in which frequency resources are selectively allocated to the first slot of the subframe and pseudo-randomly leaps to other frequencies in the second slot to allocate frequency resources.
  • the SRS may be used to measure downlink channel quality under the assumption that the radio channels are reciprocal between uplink and downlink. This assumption is particularly valid in time division duplex (TDD) systems where uplink and downlink share the same frequency spectrum and are separated in the time domain.
  • TDD time division duplex
  • Subframes of the SRS transmitted by any terminal in the cell may be represented by a cell-specific broadcast signal. 4-bit cell-specific
  • the parameter 'srsSubframeConf iguration' indicates an array of 15 possible subframes that can be transmitted 1 through each radio frame. These arrangements provide the flexibility for adjusting the SRS overhead according to the deployment scenario.
  • the 16th arrangement of these switches completely switches off the SRS in the cell, which is mainly suitable for a serving cell serving high-speed terminals.
  • FIG. 18 illustrates an uplink subframe including a sounding reference signal symbol in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • the SRS is always transmitted on the last SC- FDMA symbol on the arranged subframe.
  • the SRS and DMRS are located in different SC-FDMA symbols.
  • PUSCH data transmissions are not allowed in certain SC—FDMA symbols for SRS transmissions.
  • the sounding overhead does not matter even if the sounding overhead is the highest, that is, even if all subframes contain SRS symbols. It does not exceed about 7%.
  • Each SRS symbol is generated by a base sequence (random sequence or a set of sequences based on Zadoff-Ch (ZC)) for a given time unit and frequency band, and all terminals in the same cell use the same base sequence.
  • SRS transmissions from a plurality of terminals in the same cell at the same frequency band and at the same time are orthogonal to each other by different cyclic shifts of the basic sequence to distinguish them from each other.
  • SRS sequences from different cells may be distinguished by assigning different base sequences to each cell, but orthogonality between different base sequences is not guaranteed.
  • C VIP is also called co-MIMO, collaborative MIMO, network MIMO.
  • CoMP is expected to improve the performance of the terminal located at the cell boundary, and improve the efficiency (throughput) of the average cell (sector).
  • inter-cell interference reduces performance and average cell (sector) efficiency of a terminal located at a cell boundary in a multi-cell environment having a frequency reuse index of 1.
  • Interference to mitigate intercell interference In an LTE system, a simple passive method such as fractional frequency reuse (FFR) has been applied in an LTE system so that a terminal located at a cell boundary has an appropriate performance efficiency.
  • FFR fractional frequency reuse
  • a method of reusing inter-cell interference or mitigating inter-cell interference as a signal that the terminal needs to receive is more advantageous.
  • CoMP transmission scheme may be applied to achieve the above object.
  • CoMP schemes that can be applied to downlink can be classified into JP (Joint Processing) and CS / CB (Coordinated Scheduling / Beamf orming).
  • data can be used at each point (base station) in CoMP units.
  • CoMP unit means a set of base stations used in the CoMP scheme.
  • the JP method can be further classified into a j oint transmission method and a dynamic cell selection method.
  • the associated transmission scheme refers to a scheme in which signals are simultaneously transmitted through a PDSCH from a plurality of points, which are all or part of a CoMP unit. That is, data transmitted to a single terminal may be simultaneously transmitted from a plurality of transmission points.
  • a cooperative transmission scheme the quality of a signal transmitted to a terminal can be improved regardless of whether it is coherently or non-coherently, and can actively remove interference with another terminal. .
  • the dynamic cell selection method refers to a method in which a signal is transmitted through a PDSCH from a single point in a coMP unit. That is, data transmitted to a single terminal at a specific time is transmitted from a single point, and at another point in the CoMP unit, Do not transmit data to the terminal.
  • the point for transmitting data to the terminal may be dynamically selected.
  • the COMP unit performs beamforming in cooperation for data transmission to a single terminal. That is, although data is transmitted to the terminal only in the serving cell, user scheduling / forming may be determined through cooperation between a plurality of cells in a COMP unit.
  • COMP reception means receiving a signal transmitted by cooperation between a plurality of geographically separated points.
  • CoMP schemes applicable to uplink may be classified into a joint reception (JR) scheme and a coordinated scheduling / beamforming (CS / CB) scheme.
  • the JR method refers to a method in which a plurality of points, which are all or part of a COMP unit, receive a signal transmitted through a PDSCH.
  • the CS / CB scheme receives signals transmitted through the PDSCH only at a single point, but user scheduling / beamforming may be determined through cooperation between a plurality of cells in a COMP unit.
  • Relay Node (RN) Relay Node
  • the relay node transmits data transmitted and received between the base station and the terminal through two different links (backhaul link and access link).
  • the base station may comprise a donor cell.
  • the relay node is wirelessly connected to the radio access network through the donor cell.
  • the band (or spectrum) of the relay node in relation to the use of the band (or spectrum) of the relay node, the case in which the backhaul link operates in the same frequency band as the access link is referred to as an in-band ( band ”, and the case in which the backhaul link and the access link operate in different frequency bands is called an“ out-band ”.
  • a terminal operating in accordance with an existing LTE system eg, release-8) (hereinafter referred to as a legacy terminal) must be able to access a donor cell.
  • the relay node may be classified as a transparent relay node or a non-transparent relay node.
  • a transparent means a case in which a terminal does not recognize whether it communicates with a network through a relay node
  • a non-transient refers to a case in which a terminal recognizes whether a terminal communicates with a network through a relay node.
  • the relay node may be divided into a relay node configured as part of a donor cell or a relay node controlling a cell by itself.
  • a relay node configured as part of the donor cell may have a relay node identification, but does not have its own cell identity.
  • the relay node is configured as part of the donor cell even if the remaining parts of the RRM are located in the relay node.
  • a relay node can support legacy terminals.
  • ⁇ uj-B l Smart repeaters
  • di ⁇ 3 ⁇ 4 3 ⁇ 4-i Wars ray ⁇ .H decode- and- forward relays
  • L2 second layer> a wide variety of relay nodes and type 2 RS It corresponds to such a relay node.
  • the relay node controls one or a plurality of cells, and a unique physical layer cell identifier is provided to each of the cells controlled by the relay node.
  • each of the cells controlled by the relay node may use the same RRM mechanism. From the terminal point of view, there is no difference between accessing a cell controlled by a relay node and a shallow access controlled by a general base station.
  • the cell controlled by the relay node may support the legacy terminal.
  • self-backhauling relay nodes, L3 (tier 3) relay nodes, type-1 relay nodes and type-la relay nodes are examples of such relay nodes.
  • a type-1 relay node is an in-band relay node that controls a plurality of cells, each of which appears to be a separate cell that is distinct from the donor cell from the terminal's point of view.
  • the plurality of cells have their respective physical cell IDs (which are defined in LTE Release # 8), and the relay node may transmit its own synchronization channel, reference signal, and the like.
  • the terminal may receive scheduling information and HARQ feedback directly from the relay node and transmit its control channel (scheduling request SR, CQI, ACK / NACK, etc.) to the relay node.
  • the Type-1 relay node appears to be a legacy base station (base station operating in accordance with the LTE Release-8 system). Ie backward compatibility.
  • the type-1 relay node may be seen as a base station different from the legacy base station, thereby providing performance improvement.
  • Type—la relay nodes operate out-band in addition to the type described above. It has the same characteristics as the relay node.
  • the operation of the type-la relay node may be configured to have minimal or no impact on L1 (first layer) operation.
  • Type-2 relay nodes are in-band relay nodes and do not have separate physical cell IDs and thus do not form new cells.
  • the type-2 relay node is transparent to the legacy terminal, and the legacy terminal is not aware of the existence of the type-2 relay node.
  • a type-2 relay node may transmit a PDSCH, but not at least CRS and PDCCH.
  • resource partitioning In order for the relay node to operate in-band, some resources in the time-frequency space must be reserved for the backhaul link and these resources can be set not to be used for the access link. This is called resource partitioning.
  • the backhaul downlink and access downlink may be multiplexed in a time division multiplexed (TDM) manner on one carrier frequency (ie, only one of the backhaul downlink or access downlink is activated at a particular time).
  • TDM time division multiplexed
  • the backhaul uplink and access uplink may be multiplexed in a TDM manner on one carrier frequency (ie, only one of the backhaul uplink or access uplink is activated at a particular time).
  • backhaul downlink transmission may be performed in a downlink frequency band
  • backhaul uplink transmission may be performed in an uplink frequency band
  • backhaul link multiplexing in TDD backhaul downlink transmission is performed in a downlink subframe of a base station and a relay node
  • backhaul uplink transmission is performed in a base station. It may be performed in an uplink subframe of the relay node.
  • the band relay node for example, if made from the same frequency band at the time of the backhaul access downlink transmission to the downlink reception and the terminal from the base station or the like, by a "signal transmitted from the transmitting end of the relay node Signal interference may occur at the receiving end of the relay node. That is, signal interference or RF jamming may occur at the RF front-end of the relay node. Similarly, signal interference may occur even when the backhaul uplink transmission to the base station and the access uplink reception from the terminal are simultaneously performed in the same frequency band.
  • the antenna is sufficiently spaced apart from the ground such as the transmitting antenna and the receiving antenna on the ground / underground. If not provided, it is difficult to implement.
  • One way to solve this problem of signal interference is to operate the relay node so that it does not transmit a signal to the terminal while receiving a signal from the donor cell. That is, a gap may be created in the transmission from the relay node to the terminal, and during this gap, the terminal (including the legacy terminal) may be set without expecting any transmission from the relay node. This gap can be set by configuring a multicast broadcast single frequency network (MBSFN) subframe. 19 illustrates relay node resource partitioning in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • MMSFN multicast broadcast single frequency network
  • the first subframe is a relay as a normal subframe.
  • Downlink (ie, access downlink) control signals and data are transmitted from the node to the terminal
  • the second subframe is an MBSFN subframe
  • the control signal is transmitted from the relay node to the terminal in the control region of the downlink subframe, but the downlink subframe is transmitted.
  • the relay node In the rest of the frame, no transmission is performed from the relay node to the terminal.
  • the relay node since the PDCCH is expected to be transmitted in all downlink subframes (in other words, the relay node needs to support legacy UEs in its own area to perform the measurement function by receiving the PDCCH in every subframe).
  • N l, 2 or 3 OFDM symbol intervals of the subframe.
  • the node needs to perform an access downlink transmission instead of receiving the backhaul downlink, whereas the PDCCH is transmitted from the relay node to the UE in the control region of the second subframe, so that the node is reversed to the legacy UE served by the relay node.
  • Compatibility may be provided, in which the relay node may receive the transmission from the base station while no transmission is performed from the relay node to the terminal in the remaining areas of the second subframe. Number of access downlink transmissions and backhaul downlinks at the B-band relay node Itdi it can not performed at the same time.
  • Relay node non-listening interval Means an interval for transmitting the access downlink signal without receiving the backhaul downlink signal.
  • the interval may be set to 1, 2 or 3 OFDM lengths as described above.
  • the relay node may perform access downlink transmission to the terminal and receive the backhaul downlink from the base station in the remaining areas. At this time, since the relay node cannot simultaneously transmit and receive in the same frequency band, it takes time for the relay node to switch from the transmission mode to the reception mode.
  • the guard time (GT) needs to be set in order for the transmit / receive mode to switch.
  • a guard time for switching the reception / transmission mode of the relay node may be set.
  • This length of guard time may be given as a value in the time domain, for example, may be given as k (k> l) time sample (Ts: time sample) values, or may be set to one or more OFDM symbol lengths. have.
  • the guard time of the last part of the subframe may not be defined or set.
  • the guard time may be defined only in a frequency domain configured for backhaul downlink subframe transmission (when a guard time is set in an access downlink period, legacy terminals cannot be supported).
  • the relay node may receive the PDCCH and the PDSCH from the base station.
  • R-PDCCH (Relay— PDCCH) and R— PDSCH It may also be expressed as (Relay-PDSCH).
  • Channel State Information ⁇ CSI Channel State Information
  • the MIMO method can be divided into an open-loop method and a closed-loop method.
  • the open-loop MIMO scheme means that the transmitter performs MIMO transmission without feedback of the channel state information from the MIMO receiver.
  • the closed-loop MIMO scheme means that the transmitter performs MIMO transmission by receiving channel state information from the MIMO receiver.
  • each of the transmitter and the receiver may perform the bumping based on the channel state information in order to obtain a multiplexing gain of the MIMO transmit antenna.
  • the transmitting terminal eg, the base station
  • the channel state information (CSI) fed back may include a tank indicator (RI), a precoding matrix index (PMI), and a channel quality indicator (CQI).
  • RI tank indicator
  • PMI precoding matrix index
  • CQI channel quality indicator
  • RI is information about channel rank.
  • a tank in a channel represents the maximum number of layers (or streams) that can send different information over the same time frequency resource. Because the rank value is determined primarily by the long term fading of the channel, it can generally be fed back (ie less frequently) over a longer period compared to PMI and CQI.
  • PMI is information about a precoding matrix used for transmission from a transmitter and is a value reflecting spatial characteristics of a channel.
  • Precoding means transport layer It means mapping to the antenna, and the layer-antenna-mapping relationship can be determined by the precoding matrix.
  • PMI corresponds to a precoding matrix index of a base station preferred by a terminal based on a metric such as signal-to-interference plus noise ratio (SINR).
  • SINR signal-to-interference plus noise ratio
  • CQ is information indicating channel quality or channel strength.
  • CQ can be expressed as a predetermined MCS combination. That is, the CQI index that is fed back represents the modulus ⁇ 2: modulation scheme and code rate 1-.
  • the CQI is a value that reflects the received SINR that can be obtained when the base station configures the spatial channel using the PMI.
  • MU-MIMO multi-user-MIMO
  • SU-MIMO single user- ⁇
  • a new CSI feedback scheme that improves CSI which consists of RI, PMI and CQI, can be applied.
  • the precoding information fed back by the receiver may be indicated by a combination of two PMIs.
  • One of the two PMIs (first PMC) has the property of long term and / or wideband and may be referred to as W1.
  • the other one of the two PMIs (second PMI) has a short term and / or subband attribute and may be referred to as W2.
  • W1 reflects the average frequency and / or time characteristics of the channel.
  • W1 reflects the characteristics of a long term channel in time, reflects the characteristics of a wideband channel in frequency, or reflects the characteristics of a wideband channel in frequency while being long term in frequency. It can be defined as.
  • W1 is referred to as channel state information (or long-term-wideband PMI) of the long term-wideband attribute.
  • W2 reflects a relatively instantaneous channel characteristic compared to W1.
  • W1 is a channel state that reflects the characteristics of a short term channel in time, reflects the characteristics of a subband channel in frequency, or reflects the characteristics of a subband channel in frequency while being short term in time. It can be defined as information.
  • the channel state information (or, Short term—subband PMI).
  • precoding matrices representing the channel information of each attribute.
  • the form of the codebook configured as described above may be referred to as a hierarchical codebook.
  • determining a codebook to be finally used using the hierarchical codebook may be referred to as hierarchical codebook transformation.
  • Such high accuracy channel feedback may be used to support single-cell MU-MIMO and / or multi-cell cooperative communications.
  • UE-A when UE-A selects a PMI, not only its own desired PMI, but also ⁇ (hereinafter referred to as best companion PMI (BCPMI)) to be scheduled with it.
  • BCPMI best companion PMI
  • CSI feedback The way is being considered.
  • the BCPMI that gives less interference to UE-A is calculated and fed back to the base station.
  • the base station uses this information to MU-MIMO another UE that prefers UE-A and BCPM (preferred companion precoding matrix (BCPM): precoding matrix corresponding to BCPMI) precodin.
  • BCPM companion precoding matrix
  • BCPMI feedback methods are classified into two types, explicit feedback and implicit feedback, depending on the presence or absence of feedback payload.
  • the UE-A determines the BCPMI in the precoding matrix codebook and then feeds back to the base station through the control channel.
  • — ⁇ —A selects an interfering signal precoding matrix in the codebook that maximizes the estimated SINR and feeds it back to the BCPMI value.
  • the advantage of explicit feedback is that you can choose to send BCPMI more effectively for interference cancellation. This is because the UE assumes one interference beam for every codeword in the codebook and compares a metric such as SINR to determine the most effective value for interference cancellation as BCPMI. However, as the codebook size increases, the candidates for BCPMI increase, which requires a larger feedback payload size.
  • Implicit feedback method allows UE—A to receive less interference in the codebook. Rather than searching the codeword and selecting it as BCPMI, it is a method that statically determines the corresponding PMPM tool when desIRed PM tool is determined. In this case, it may be preferable that BCPM is composed of vectors orthogonal to the determined desired PMI.
  • des ired PM is set to maximize the channel gain of channel H in order to maximize the received SINR, it is effective to reduce interference by selecting the interference signal by avoiding the direction of the PM.
  • SVD singular value decomposition
  • Equation 15 U'V is a unitary matrix, and Vi are 4x1 lef t singular vector, 4x1 right singular vector, and singular ⁇ > ⁇ of channel H, respectively.
  • the use of the transmit beamf orming vector v ⁇ receive beamf orming vector ul can obtain the channel gain time and obtain the optimum performance from the SNR perspective.
  • UE-A is most similar to ⁇ if rank 1 It is advantageous to choose PM.
  • the reception beam is set to Ul and the transmission beam of the interference signal is orthohonal to the PM to completely remove the interference signal without loss of the desired signal.
  • the transmission beam of the interference signal set in the orthogonal direction to the PM is not the same as that of the orthogonal beam at 1 .
  • small quantization errors can help control interfering signals.
  • BCPM can be statically determined as an orthogonal vector index for PMI. It is assumed that the reception rank of the UE which has four transmit antennas and feedbacks PM PM is 1, and three vectors orthogonal to the desired PMI are represented by three BCPMIs.
  • Implicit PMI is that there is no additional feedback overhead since the desired PMI and BCPMI sets are mapped to 1: 1.
  • PM precoding matrix (PM: PMI) quantization error
  • the BCPM dependent thereon may also have an optimal interference cancellation beam direction and error. Without quantization error, all three BCPMs completely eliminate interference beam (ideal interference beam), but if there is an error, each BCPM is different from the ideal interference beam.
  • the difference from the ideal interference beam of each BCPM is the same on average, but may be different at a particular moment.
  • the desired PMI 3
  • BCPMI 0, 1, 2 may be effective in canceling the interference signal
  • the base station that does not know the relative error of BCPMI 0, 1, 2 is the ideal interference beam and the largest error BCPMI 2 It is possible to communicate in a state where strong interference exists between co-scheduled UEs by designating a beam of interference signals.
  • D2D communication is a term used to refer to communication between things or things intelligent communication, but D2D communication in the present invention is a simple device equipped with a communication function, as well as communication such as a smart phone or a personal computer It can include all communication between different types of devices with functionality.
  • 20 is a diagram for conceptually explaining D2D communication in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • FIG. 20 illustrates an existing communication method based on a base station, and the terminal KUE 1 may transmit data to the base station on the uplink, and the base station may transmit data to the terminal 2 (UE 2) on the downlink.
  • This communication method may be referred to as an indirect communication method through a base station.
  • a ⁇ link (a link between base stations or a link between a base station and a repeater, which may be referred to as a backhaul link) and / or Uu which is a link defined in a conventional wireless communication system
  • a link (which may be referred to as an access link, as a link between a base station and a terminal or a link between a repeater and a terminal) may be related.
  • FIG. 20 illustrates an example of a UE-to-UE communication as an example of D2D communication, and data exchange between terminals may be performed without passing through a base station.
  • a communication method may be referred to as a direct communication method between devices.
  • the D2D direct communication method has advantages such as reduced latency and less radio resources compared to the indirect communication method through the existing base station.
  • 21 shows an example of various scenarios of D2D communication to which the method proposed in this specification can be applied.
  • an In-Coverage-Single-Cell and an In-Coverage-Multi-Cell may be divided according to the number of cells corresponding to the coverage of the base station.
  • the out-of-coverage network scenario refers to performing D2D communication between D2D terminals without control of a base station.
  • Partial-Coverage Network scenario refers to performing D2D communication between a D2D terminal located in network coverage or 1 and a D2D terminal located outside network coverage.
  • terminal 1 located in network coverage and terminal 2 located outside network coverage communicate.
  • FIG. 21C illustrates an example of an In-Coverage-Single-Cell scenario
  • FIG. 21D illustrates an example of an In-Coverage-Multi-Cell scenario.
  • In-coverage network scenario refers to D2D UEs performing D2D communication under the control of a base station within network coverage.
  • UE 1 and UE 2 are located in the same network coverage (or cell) and perform D2D communication under the control of a base station.
  • UE 1 and UE 2 are located within network coverage, but are located in different network coverages. And, the terminal 1 and the terminal 2 performs the D2D communication under the control of the base station managing each network coverage.
  • the D2D communication will be described in more detail.
  • D2D communication may operate in the scenario shown in FIG. 21, but may generally operate in network coverage and out-of-coverage.
  • the link used for D2D communication may be a D2D link, a direc tlink or Although it may be referred to as a sidelink (sidelink) and the like, it will be collectively described as a sidelink for convenience of description.
  • Side link transmission may operate in an uplink spectrum in the case of FDD and operate in an uplink (black is downlink) subframe in the case of TDD.
  • TDM Transmissionne Division Multiplexing
  • ⁇ may be used for multiplexing of side link transmission and uplink transmission.
  • Side link transmission and uplink transmission do not occur simultaneously.
  • Side link transmission does not occur in an uplink subframe used for uplink transmission or a side link subframe partially or wholly overlaps with UpPTS.
  • the transmission and reception of the side link also do not occur simultaneously.
  • the structure of a physical resource used for side link transmission may have the same structure of an uplink physical resource. However, the last symbol of the side link subframe consists of a guard period and is not used for side link transmission.
  • the side link subframe may be configured by extended CP or normal CP.
  • D2D communication can be broadly classified into discovery, direct communication, and synchronization.
  • D2D discovery may be applied within network coverage. (Including inter-cell and intra-cell). In inter-cell discovery Both synchronous or asynchronous cell deployment can be considered. The D2D discovery may be used for various commercial purposes such as advertisements, coupon issuance, and friend search for the terminal in the proximity area.
  • UE 1 When UE 1 has a role of transmitting a discovery message (ro i e) , UE 1 transmits a discovery message and UE 2 receives a discovery message.
  • the transmission and reception roles of the terminal 1 and the terminal 2 may be changed.
  • the transmission from terminal 1 may be received by one or more terminal (s), such as terminal 2.
  • the discovery message may include a single MAC PDU, where the single MAC PDU may include a terminal ID and an application ID.
  • a physical side link discovery channel may be defined as a channel for transmitting a discovery message.
  • the structure of the PSDCH channel may reuse the PUSCH structure.
  • Type 1 and Type 2 Two types of types (Type 1 and Type 2) may be used as a resource allocation method for D2D discovery.
  • the base station may allocate resources for discovery message transmission in a non-UE specific manner.
  • a radio resource pool for discovery transmission and reception consisting of a plurality of subframes is allocated at a specific period, and the discovery transmitting terminal randomly selects a specific resource within the radio resource pool and then transmits a discovery message. do.
  • This periodic discovery resource pool may be allocated for discovery signal transmission in a semi-static manner.
  • the configuration information of the discovery resource pool includes a discovery period and the number of subframes that can be used for transmission of a discovery signal within the discovery period (that is, the number of subframes constituting the radio resource pool).
  • a discovery resource pool for discovery transmission is set by the base station and can be notified to the terminal using RRC signaling (for example, System Information Block (SIB)).
  • RRC signaling for example, System Information Block (SIB)
  • a discovery resource pool allocated for discovery within one discovery period may be multiplexed with TDM and / or FDM as a time-frequency resource block having the same size, and such time-frequency resources, such as discovery, may be multiplexed. resource) ' ⁇ .S-3 ⁇ 4 3 ⁇ 4 ⁇ 3 ⁇ 4.
  • the discovery resource may be used for transmission of the discovery MAC PDU by one terminal. Transmission of a MAC PDU transmitted by one UE may be repeated (contiguous) or continuously (non-contiguous) in a discovery cycle (ie, a radio resource pool). Can be-.
  • the UE randomly selects a first discovery resource from a discovery resource set that can be used for repeated transmission of the MAC PDU, and other discovery resources may be determined in relation to the first discovery resource mass. For example, a predetermined pattern may be set in advance, and the next discovery resource may be determined according to the preset pattern according to the location of the discovery resource first selected by the terminal.
  • the UE may arbitrarily select each discovery resource within a discovery resource set that can be used for repeated transmission of the MAC PDU.
  • Type 2 resources for discovery message transmission are allocated UE specific.
  • Type 2 is further subdivided into Type 2A and Type-2B.
  • Type 2A is a method in which a base station allocates resources to each instance of a discovery message transmission within a discovery period
  • type 2 B is a method in which resources are allocated in a semi-persistent manner.
  • the RRC_CONNECTED terminal requests allocation of resources for transmitting a D2D discovery message in the base station through RRC signaling.
  • the base station may allocate resources through RRC signaling.
  • the terminal transitions to the RRC_IDLE state or when the base station withdraws the resource allocation through RRC signaling, the terminal releases the most recently allocated transmission resource.
  • radio resources are allocated by RRC signaling, and activation / deactivation of radio resources allocated by PDCCH may be determined.
  • the radio resource pool ⁇ 5001 for receiving the discovery message may be set by the base station and inform the terminal using RRC signaling (eg, a system information block (SIB)).
  • RRC signaling eg, a system information block (SIB)
  • the discovery message receiving terminal monitors both the above-described type resource and type discovery resource pools for receiving the discovery message.
  • D2D direct communication includes network edge-of-coverage as well as in- and out-of-network coverage.
  • D2D direct communication is used for purposes such as PS (Public Safety). Can be used.
  • the terminal 1 When the terminal 1 has a role of direct communication data transmission, the terminal 1 transmits the direct communication data, the terminal 2 receives the direct communication data. The transmission and reception roles of the terminal 1 and the terminal 2 may be changed.
  • the direct communication transmission from terminal 1 may be received by one or more terminal (s), such as terminal 2.
  • D2D discovery and D2D communication may be independently defined without being associated with each other. That is, D2D discovery is not required for groupcast and broadcast direct communication. As such, when D2D discovery and D2D direct communication are defined independently, UEs do not need to recognize neighboring UEs. In other words, in the case of groupcast and broadcast direct communication, it does not require all receiving terminals in the group to be close to each other.
  • a physical sidelink shared channel may be defined as a channel for transmitting D2D direct communication data.
  • a physical 1 "wide link control channel (PSCCH: Phys) is a channel for transmitting control information (eg, scheduling assignment (SA), transmission format, etc.) for D2D direct communication.
  • SA scheduling assignment
  • ical Sidel ink Control Channel °] PSSCH and PSCCH may reuse the PUSCH structure.
  • mode 1 and mode 2 may be used.
  • Mode 1 refers to a method of scheduling a resource used by a base station to transmit data or control information for D2D direct communication to a user equipment. in- Mode 1 applies to the coverage.
  • the base station sets up a resource pool for D2D direct communication.
  • a resource pool required for D2D communication may be divided into a control information pool and a D2D data pool.
  • the base station schedules the control information and the D2D data transmission resource in the pool configured for the transmitting D2D terminal using the PDCCH or the ePDCCH, the transmitting D2D terminal transmits the control information and the D2D data using the allocated resources.
  • the transmitting terminal requests a transmission resource from the base station, and the base station schedules a resource for transmission of control information and D2D direct communication data. That is, in case of mode 1, the residual terminal must be in an RRC—CONNECTED state in order to perform D2D direct communication.
  • the transmitting terminal transmits a scheduling request to the base station, and then a BSR (Buf fer Status Report) procedure is performed so that the base station can determine the amount of resources requested by the transmitting terminal.
  • the receiving terminals When receiving terminals monitor the control information pool and decode the control information related to themselves, the receiving terminals may selectively decode the D2D data transmission related to the corresponding control information. The receiving terminal may not decode the D2D data pool according to the control information decoding result.
  • Mode 2 refers to a method in which a terminal arbitrarily selects a specific resource from a resource pool in order to transmit data or control information for D2D direct communication. Mode 2 applies to out-of-coverage and / or edge-of-coverage.
  • a resource pool for transmitting control information and / or a resource pool for D2D direct communication data transmission may be pre-configured or semi-statically configured.
  • UE is configured resource pool (time And frequency), and select a resource for D2D communication transmission from the resource pool. That is, the terminal may select a resource for transmitting control information from the control information resource pool to transmit the control information. In addition, the terminal may select a resource from the data resource pool for D2D direct communication data transmission.
  • control information is transmitted by the broadcasting terminal.
  • the control information explicitly and / or implicitly indicates the location of the resource for data reception in relation to the physical channel carrying the D2D direct communication data (ie PSSCH).
  • the D2D synchronization signal (or side link synchronization signal) may be used for the terminal to obtain time-frequency synchronization.
  • new signals and procedures for establishing synchronization between terminals may be defined.
  • a terminal that periodically transmits a D2D synchronization signal may be referred to as a D2D synchronization source.
  • the D2D synchronization source is a base station
  • the structure of the transmitted D2D synchronization signal may be the same as that of the PSS / SSS.
  • the D2D synchronization source is not the base station (for example, the terminal or the Global Navigation Satellite System (GNSS), etc.)
  • the structure of the D2D synchronization signal transmitted may be defined broadly.
  • the D2D sync signal is transmitted periodically with a period of no less than 40ms.
  • Each terminal may have multiple physical-layer side link synchronization identifiers.
  • D2D sync signal A primary D 2D synchronization signal (or primary side link synchronization signal) and a secondary D2D synchronization signal (or secondary side link synchronization signal).
  • the terminal Before transmitting the D2D synchronization signal, the terminal may first search for a D2D synchronization source. When the D2D synchronization source is found, the UE may acquire time-frequency synchronization through the D2D synchronization signal received from the found D2D synchronization source. The terminal may transmit a D2D synchronization signal.
  • TA Tracking Area
  • the present invention proposes a method for allocating discovery resources based on a tracking area (TA).
  • TA tracking area
  • one of the D2D discovery methods is a method (hereinafter, referred to as "distributed discovery") in which all UEs perform discovery in a distributed manner.
  • the method of performing D2D discovery in a distributed manner does not determine resource selection in one place (for example, a network, an MME, a base station, a terminal, or a D2D scheduling apparatus) like a centralized method, and all terminals are distributed in a distributed manner.
  • the sending signal may be referred to as discovery message, discovery signal, beacon, and the like.
  • discovery message may be referred to as discovery message, beacon, and the like.
  • a dedicated resource may be periodically allocated as a resource for the UE to transmit and receive a discovery message separately from the cellular resource. This will be described with reference to FIG. 22 below. .
  • a discovery subframe ie, 'discovery resource pool'
  • the remaining area is configured with an existing LTE uplink wide area network (WAN) subframe area 2203.
  • the discovery resource pool may be configured with one or more subframes.
  • the discovery resource pool may be allocated periodically at predetermined time intervals (ie, 'discovery periods'). In addition, the discovery resource pool may be repeatedly set within one discovery period.
  • a discovery resource pool is allocated with a discovery period of 10 sec, and each discovery resource pool is an example in which 64 consecutive subframes are allocated.
  • the size of the discovery period and the time / frequency resource of the discovery resource pool is not limited thereto.
  • the UE selects itself a resource for transmitting its discovery message (ie, 'discovery resource') in a dedicated allocated discovery pool, The discovery message is transmitted through the selected resource. This will be described with reference to FIG. 21 below.
  • FIG. 23 is a diagram briefly illustrating a discovery process of a terminal in a distributed discovery resource allocation scheme.
  • discovery 3 ⁇ 4 is largely referred to as resource sensing (S2301) for transmitting a discovery message, resource selection for transmitting a discovery message (S2303), transmission and reception of a discovery message (S2305), This is a three step process.
  • the discovery resource may consist of one or more resource blocks having the same size and may be multiplexed with TDM and / or FDM within the discovery resource pool. Can be.
  • the reason why the UE selects a low energy level resource as the discovery resource is that when the resource is a low energy level, the UE may be interpreted to mean that the UE does not use much of the same D2D discovery resource. That is, it counters that there are not many UEs that perform the D2D discovery procedure causing interference in the surroundings. Therefore, when selecting a resource having such a low energy level, there is a high probability that the interference is small when transmitting a discovery message.
  • the reason for randomly selecting a discovery resource within a predetermined range (that is, within the lower x%) without selecting a resource having the lowest energy level is that when a resource having the lowest energy level is selected, several terminals are simultaneously identical. This is because there is a possibility of selecting a resource corresponding to the lowest energy level. That is, a lot of interference may be caused by selecting a resource corresponding to the same lowest energy level. Therefore, it is desirable to randomly select within a predetermined range (i.e., construct a candidate pool of selectable resources).
  • the range of the energy level may be variably set according to the design of the D2D system.
  • a discovery message is periodically transmitted and received according to a random resource hopping pattern.
  • D2D discovery procedure is the terminal is connected to the base station RRC—Not only in CONNECTED state but also without connection with base station
  • all the terminals sense all the resources (i.e., discovery resource pool) transmitted by neighboring terminals, and randomly discover the discovery resources within a certain range (for example, in the lower x3 ⁇ 4).
  • the above scheme has a disadvantage in that all resources currently used by all the terminals for D2D discovery as well as the terminals near the user are collectively received regardless of the distribution or resource usage of the neighboring terminals. That is, since all terminals randomly select a discovery resource, since each terminal does not know which location to transmit a discovery message, all terminals monitor the presence or absence of a signal in the corresponding resource over the entire band and for a given time to detect whether or not it is detected. There is a drawback to having to determine or try detection.
  • the received energy level according to the use of the discovery resource is a relative value, not an absolute value.
  • the concept of selecting the lower 5% is a relative concept that is different for every terminal, and when there are a large number of nearby terminals, interference may occur even if selected within less than 1%, but when there are few nearby terminals, the energy level is low. Interference may not occur even if the lower 20% or more is selected.
  • the energy level for decentralized resource selection of terminals is widely used for discovery resource selection, and it is not important to select in the lower%, but actually, how many terminals exist near the current terminal and use the discovery resource. It is important to do.
  • the terminals may start discovery sensing when there are many terminals around me according to time, and conversely, discovery may be started when there are few near-terminal terminals.
  • the energy level of D2D discovery may vary according to the time of discovery and the distribution of neighboring terminals.
  • all terminals collectively receive the entire D2D discovery resource pool, and sensing the entire discovery resource pool has an inefficient problem.
  • the present invention proposes a method of allocating discovery resources to UEs in a centralized manner through a mobility management entity (MME), unlike the above-described distributed discovery scheme of UEs.
  • MME mobility management entity
  • the UE performs the D2D discovery procedure in an RRC ⁇ DLE state in which the UE has not established a connection with the base station.
  • the present invention is a pico base station (pico eNB) in consideration of the dense area of the present city center-a base station (i.e., smaller than a macro eNB such as femto eNB, etc.)
  • Secondary base station (secondary eNB)) may be applied in an environment in which a large number of secondary base stations are installed and some mobility of the terminal exists.
  • the D2D discovery procedure is performed even in the RRC 'CONNECTED state where the terminal is established with the base station, and the terminal should continue to be performed even in the RRC' IDLE state where the terminal is not established with the base station. Since the UE in the RRC_IDLE state has no connection with the base station, the location of the terminal is managed by the tracking area (TA) in the MME, not the base station.
  • TA tracking area
  • the TA is a unit that manages the registration of the terminal and is a unit that the MME determines the position of the terminal in the RRC—IDLE state.
  • a TA can consist of more than one cell, and each cell can belong to only one TA.
  • Each base station may include cells belonging to different TAs. That is, in the MME, the positions of the terminals are determined to be located in the cell (or base station) belonging to the TA.
  • the size of the TA may vary from one base station (or femto, pico, macro sector (or cell)) to several base stations, and all base stations periodically broadcast predetermined TA information.
  • the size of the TA may be set differently for each terminal.
  • the maximum TA size of one terminal is.
  • the TA size allocated to each specific terminal is defined as an implementation issue.
  • the UE does not report the location to the MME. However, if the UE moves out of a TA currently assigned to the UE, the UE performs a tracking area update procedure. You can tell the MME where you are using ( ⁇ : tracking area update). Through this No matter where the terminal is located, the MME can know the location of the terminal at the TA level. Therefore, when the TA size is set small, since the corresponding UE performs many TA update procedures, signaling overhead increases. On the other hand, if the TA is set large, the number of base stations transmitting a paging message to the terminal increases, thereby increasing the paging signaling overhead of the base station. In consideration of such a tradeoff, the TA size of the terminal should be appropriately set for each terminal in ⁇ in consideration of the mobility of the terminal and the size of the base station (or cell).
  • TAI Tracking Area Identity
  • FIG. 24 is a diagram illustrating a structure of a TAI.
  • a TA is composed of a tracking area code (TAC), a mobile country code (MCC), and a mobile network code (MCC).
  • TAC tracking area code
  • MCC mobile country code
  • MCC mobile network code
  • the MCC identifies the country with 12 bits
  • the MNC identifies the network operator with 12 bits.
  • TAC is an identifier for identifying a TA in an operator network and is allocated for each base station.
  • TAI is a 40-bit value of MCC + MNC + TAC combined, and thus, the globally unique value is obtained because the TAI can be known as a base station of a country and an operator when receiving the TAI value.
  • TAI list including one or more TAIs from the network (especially, E). That is, when the terminal is initially attached to the network when the power is turned on (attach) to the TAI list from the MME Get assigned. This will be described with reference to the drawings below.
  • the attach process of the terminal to the network is used for the terminal to access the EPC for packet service of the EPS.
  • a terminal operating in PS (Packet Switch) mode attaches to EPS service
  • a terminal operating in CS / PS (Circuit Switch / Packet Switch) mode 1 attaches for both EPS and non-EPS service. It can be used for attaching to a bearer service or for emergency bearer service.
  • 25 is a diagram illustrating an attach process of a terminal according to an embodiment of the present invention.
  • the UE in the EMM ⁇ DEREGISTERED state may request an attach.
  • the attach process may be initiated by sending an (ATTACH REQUEST) message to the MME (S2501).
  • the UE transmits an ATTACH REQUEST message through an RRC message (eg, an RRC Connection Setup Complete message) to the base station.
  • the terminal transmits the ATTACH REQUEST message by including identification information of the terminal (for example, an industrial mobile subscriber identity (IMSI) or a previously assigned globally unique temporary identifier (GUTI)).
  • identification information of the terminal for example, an industrial mobile subscriber identity (IMSI) or a previously assigned globally unique temporary identifier (GUTI)
  • the base station transmits an ATTACH REQUEST message to the MME through an S1AP message (eg, an Initial UE Message message). 1, the base station transmits the ATTACH REQUEST message including the TAI for the TA of the current cell (or base station). If the attach request of the terminal is allowed in the network, the MME sends an ATTACH ACCEPT message to the UE (S2503).
  • S1AP message eg, an Initial UE Message message
  • the MME sends an ATTACH ACCEPT message to the UE (S2503).
  • the ATTACH ACCEPT message may include information indicating a resource for the UE to transmit the discovery message and / or information indicating a resource for the UE to receive the discovery message. This will be described later in more detail.
  • the MME transmits an ATTACH ACCEPT message to the base station through an S1AP message (eg, an Init Context Setup Request message). At this time, the MME informs the TAI list of the location update range through the ATTACH ACCEPT message.
  • S1AP message eg, an Init Context Setup Request message
  • the MME informs the TAI list of the location update range through the ATTACH ACCEPT message.
  • GUT work can be assigned as an identifier to use instead of IMSI.
  • the MME may provide the terminal with information for allowing the terminal to perform an EPS bearer context activation operation.
  • the base station transmits an ATTACH ACCEPT message 1 to the terminal through an RRC message (for example, an RRC Connection Reconf iguration message).
  • RRC message for example, an RRC Connection Reconf iguration message
  • the terminal When the terminal receives the ATTACH ACCEPT message from the MME through the base station, and receives an indication that the EPS bearer context is activated, the terminal transmits an ATTACH COMPLETE message to the MME (S2505).
  • the terminal receives and stores a TAI list from the MME when registering for the first network. Then, when the terminal moves to a TA that does not belong to the TAI list, the new TAI list is received from the MME and stored through the TAU procedure. This will be described with reference to the drawings below.
  • the TAU is always initiated by the terminal, and the TAU procedure is performed when the terminal moves to a TA that is not in the TAI list allocated by the MME or when the TAU timer elapses.
  • 26 is a diagram illustrating a TAU process of a terminal according to an embodiment of the present invention.
  • the UE in the EMM- REGISTERED state reports the location information of the UE to the MME by transmitting a TAU REQUEST message (TAU REQUEST: TRACKING AREA UPDATE REQUEST) to the MME (S2601).
  • TAU REQUEST TRACKING AREA UPDATE REQUEST
  • the TAU procedure may be performed when the UE moves to a TA that does not belong to a TAI list previously owned by the UE or when the TAU timer elapses.
  • the terminal transmits a TAU REQUEST message through an RRC message (eg, RRC Connection Setup Complete message) to the base station.
  • RRC message eg, RRC Connection Setup Complete message
  • the UE transmits the TAU REQUEST message including the last visited TAI and the last visited TAI.
  • the base station transmits a TAU REQUEST message to the MME through an S1AP message (eg, an Initial UE Message message). It], the base station transmits the TAJ for the TA of the current cell (or base station) in the TMJ REQUEST message.
  • S1AP message eg, an Initial UE Message message
  • the MME transmits a TAU ACCEPT message to the UE through the base station (S2603).
  • the TAU ACCEPT message is discovered by the UE Information indicating a resource for transmitting a message and / or information indicating a resource for the terminal to receive a discovery message. This will be described later in more detail.
  • the MME sends a TAU ACCEPT message to the base station via an S1AP message (eg, Downlink NAS Transport message). Itchy 1, TAU ACCEPT message includes a new TAI list according to the location of the current terminal.
  • TAU ACCEPT message may include the corresponding GUT ⁇ if the MME allocates a new GUTI to the UE.
  • the base station transmits a TAU ACCEPT message to the terminal through an RRC message (for example, a DL Information Transfer message).
  • RRC message for example, a DL Information Transfer message
  • the TAU ACCEPT message transmits a TMJ COMPLETE message to the MME through the base station for acknowledgment (S2605).
  • the UE When the UE moves to a TA that does not belong to the previously received TAI list, the UE receives and stores a new TAI list from the MME through a TAU procedure. This will be described with reference to the drawings below.
  • 27 is a view for explaining a TAU procedure of the terminal according to an embodiment of the present invention.
  • UE 1 is allocated a TAI list including TAI 1 and TATI 2
  • UE 2 is allocated an ⁇ list including ⁇ 2 and ⁇ 3.
  • base station l (eNB 1) belongs to TA 1
  • base station 2 (eNB 2) belongs to TA 2
  • base station 3 (eNB 3 >)
  • base station 4 (eNB 4) belong to TA 3.
  • TA is a cell. It may be assigned in units, but in FIG. 2 , it is assumed as an eNB unit.
  • the T A procedure is not performed when located in the TA 2 and TA 3, but when the terminal 2 moves to ⁇ 1 (ie, the base station 1), the TAU procedure is performed.
  • the present invention proposes a method of allocating discovery resources in a centralized manner based on MME rather than distributed discovery resource allocation of UEs.
  • 28 is a diagram illustrating a method of transmitting and receiving a discovery message according to an embodiment of the present invention.
  • the terminal receives D2D discovery message transmission resource information and / or D2D discovery message reception resource information configured based on the TA from the network (S2801).
  • resource information for transmitting a D2D discovery message ie, discovery message transmission resource information
  • resource information for receiving a discovery message ie, D2D discovery message reception resource information
  • the UE may receive discovery message transmission source information and / or discovery message reception resource information matching each TAI (or matching one or more TAIs).
  • resource information for transmitting the D2D discovery message and / or resource information for receiving the discovery message may be set based on the TAI list that the terminal has received from the network. In this case, when the terminal receives the TAI list from the network, it may receive discovery message transmission resource information and / or discovery message reception resource information matching the received TAI list.
  • the terminal may receive priority information of the corresponding discovery message reception resource information together with resource information for receiving the discovery message.
  • a specific service or information about a specific terminal that is, priority information about a service or a terminal
  • the network transmits discovery message receiving resource information to the corresponding terminal based on the priority information that is specific by the terminal, and provides information about the discovery message receiving order (ie, the order in which the terminal monitors the discovery message receiving resource). I can tell you.
  • the TA can be variably set according to a service or discovery range desired by the UE to set the discovery radius of the UE. That is, the network may control the discovery radius of the terminal by setting the TA variably for each terminal. For example, in case of a terminal that wants to find a specific service or terminal with a very small radius, the discovery radius of the corresponding terminal may be set small by allocating a TA size. On the contrary, for a terminal that wants to find a specific service or terminal with a very large radius, the TA radius is largely allocated to increase the discovery radius of the corresponding terminal. Can be set.
  • the resource information for transmitting the D2D discovery message and / or the resource information for receiving the discovery message may be represented as an index for identifying a resource for transmitting and / or receiving the discovery message. That is, the discovery message transmission / reception resource may be represented by an index for specifying a frequency / time / spatial resource. For example, an index for specifying a physical resource block (PRB) in the frequency domain, a subframe index in the time domain, etc. This may be the case.
  • PRB physical resource block
  • resource information for transmitting a D2D discovery message and / or resource information for receiving a discovery message may be represented by a list including one or more discovery resources.
  • the UE may receive D2D discovery message transmission resource information from the MME for resource information for transmitting the D2D discovery message and / or resource information for receiving the D2D discovery message configured based on the TA. For example, the UE may receive resource information for transmitting a D2D discovery message and / or resource information for receiving a D2D discovery message through an ATTACH ACCEPT message from the MME. In addition, the UE may receive resource information for transmitting the D2D discovery message and / or resource information for receiving the D2D discovery message through the RRC message (eg, RRC Connection Reconf iguration message) from the base station.
  • RRC message eg, RRC Connection Reconf iguration message
  • Table 6 illustrates an ATTACH ACCEPT message according to an embodiment of the present invention.
  • the V D2D beacon Transmission 'Information Element indicates original information for transmitting a D2D discovery message, and may be included in an ATTACH ACCEPT message and transmitted to the terminal.
  • the 'D2D beacon reception list' IE indicates resource information for receiving a discovery message and may be included in an ATTACH ACCEPT message and transmitted to the terminal.
  • the terminal turns on the power and initially accesses the MME when accessing the network.
  • the terminal receives a TAI list from the MME to the terminal as an ATTACH ACCEPT message
  • the UE informs the terminal of the discovery message transmission resource information when performing D2D discovery in addition to the existing ATTACH ACCEPT message.
  • the discovery resource reception resource information that should be received nearby is used.
  • the discovery message is transmitted through which discovery resource, and which resource is currently used as a discovery resource in a nearby TA.
  • the UEs can selectively receive only resources that are used by nearby terminals without receiving the entire resource based on the discovery message reception resource list provided by the MME, and the UE allows TAU through the base station from the MME (TAU ACCEPT).
  • the UE may receive resource information for transmitting a D2D discovery message and / or resource information for receiving an I ⁇ D discovery message through a message).
  • Resource information for transmitting the D2D message and / or resource information for receiving the D2D discovery message may be received from the base station through an RRC message 1 (eg, a DL information transmitter message).
  • Table 7 illustrates a TAU ACCEPT message according to an embodiment of the present invention.
  • an information element 'IE' information element indicates resource information for transmitting a D2D discovery message and may be included in a TAU ACCEPT message and transmitted to the terminal.
  • the 'D2D beacon reception list' IE indicates resource information for receiving a discovery message, and is included in the TMJ ACCEPT message to the terminal.
  • TA update procedure when D2D discovery message transmission resource information and / or discovery D2D itdi be notified of messages received resource information to the terminal Through this, even if the terminal moves to the base station, it is possible to transmit the D2D discovery message transmission resource information and / or the D2D discovery message reception resource information to the terminal as appropriate based on the location of the terminal.
  • the UE transmits a D2D discovery message using the received D2D discovery transmission resource information or receives a discovery message using the D2D discovery message reception resource information (S2803).
  • a discovery message may be transmitted through a resource included in resource information for transmitting a D2D discovery message received in operation S2801.
  • the terminal may arbitrarily select any one discovery resource and transmit the discovery message.
  • a plurality of discovery resources belonging to the discovery transmission resource information may be sensed to select a discovery resource having the lowest energy level and transmit a discovery message.
  • the discovery message receiving terminal receives a discovery message by monitoring a resource included in the D2D discovery message receiving resource information received in step S2801.
  • 29 is a diagram for describing a discovery message transmission and reception method according to an embodiment of the present invention.
  • all terminals are allocated a discovery message transmission and / or reception resource based on the TA.
  • FIG. 29 shows an example of allocating a discovery resource based on UE 3 located in TA 3.
  • UE 3 is allocated resource 3 (2905) as a discovery message transmission resource, and discovery resource 1 (2901) and UE 2 (UE 2) that UE 1 ( ⁇ 1) is transmitting (or using) are transmitted as discovery message reception resources.
  • Discovery resource 2 2903 in use (or use) and UE 4 (UE 4 ) are allocated discovery resource 4 (2907) in transmission (or use). That is, the terminal 3 is assigned The discovery message is transmitted from the source 2905 and the discovery message is received by monitoring the allocated discovery message receiving resources 2901, 2903, and 2907.
  • UE 1 located in TA 1 receives resource 1 2901 as a discovery message transmission resource in 10MHZ, and discovery resource 2 being transmitted (or used) by UE 2 as a discovery message reception resource.
  • 2904 and UE 3 are allocated discovery resource 3 2905 being transmitted (or used). That is, the terminal 1 transmits a discovery message from the allocated discovery message transmission resource 2901 and receives the discovery message by monitoring the allocated discovery message reception resources 2905 and 2905.
  • UE 2 located in TA 2 receives resource 2 2903 as a discovery message transmission resource within 10 MHz, and discovery resource 1 2901 and UE 3 being transmitted (or used) by UE 1 as a discovery message reception resource.
  • Discovery resource 3 (2905) being transmitted (or used) is allocated. That is, the terminal 2 transmits the discovery message in the allocated discovery message transmission member 2907, and monitors the received discovery message reception resources 2901 and 2905 to receive the discovery message.
  • the MME allocates discovery transmission resources to the UE
  • the resources used in the region outside the discovery radius of the UE may be equally allocated.
  • resources used for the terminal far from the discovery radius of the terminal 3 such as the terminal 8 or the terminal 7, may also be allocated. That is, out of the discovery radius of the terminal
  • the same discovery transmission resource as the terminal located in the region may be allocated.
  • any TA may be included in another TA, as included in the TA 8 in which the UE 8 is located.
  • terminal 7 since only terminals belonging to TA 8 are positioned around TA 7 where terminal 7 is located, terminal 7 selectively receives only the discovery message of terminal 8.
  • the proposed method of the present invention is a dense urban area, and the cell radius is not larger than that of a macro cell such as a pico cell or a femto cell, and the mobility of the terminal exists, so that the terminal may perform the same TAU procedure from time to time.
  • a discovery resource is allocated to a UE based on an MME using a TA-based discovery resource allocation scheme proposed by the present invention, unlike the distributed scheme, since the UEs do not directly select a discovery message transmission resource, The head can be reduced.
  • the method proposed in the present invention assumes that the UE in the RRC_IDLE state performs the D2D discovery procedure.
  • the UE In the RRC ⁇ DLE state, when a UE moves within a predetermined TA (that is, a TA belonging to a TAI list), the UE transmits and receives a signal to the network, and thus, transmits a discovery message to a TA-based discovery transmission resource. If the terminal moves out of the designated TA, the TA update procedure is performed through the network. Since only D2D discovery resource allocation is possible by adding only additional discovery resource information to a message exchanged between the UE and the MME related to the TA update procedure, a new signal or protocol may not be introduced. In addition, since terminals do not perform a sensing procedure to directly select a discovery resource, it is possible to reduce the energy of the terminals consumed by this. In addition, processing overhead for low energy level discovery resource selection may be enjoyed.
  • a discovery message reception interval may be selected based on discovery resource information transmitted by neighboring terminals, and through this, the priority of D2D discovery may be selectively received for a specific service or terminal. For example, when a desired service or a terminal transmits a discovery message from a nearby TA, the terminal requesting the received message can be informed to receive a discovery resource that transmits a corresponding discovery message of a specific TA. You can find it.
  • FIG. 30 illustrates a block diagram of a wireless communication device according to an embodiment of the present invention.
  • a wireless communication system includes a network node 3010 and a plurality of terminals 3020.
  • the network node 3010 collectively refers to an MME and a base station.
  • the network node 3010 includes a processor 3011, a memory 3012, and a communication unit 3013.
  • the processor 3011 implements the functions, processes, and / or methods proposed in FIGS. 1 to 29. Layers of wired / wireless interface protocols are assigned to processor 3011 Can be implemented.
  • the memory 3012 is connected to the processor 3011 and stores various information for driving the processor 3011.
  • the communication unit 3013 is connected to the processor 3011 and transmits and / or receives a wired / wireless signal.
  • the communication unit 3013 may include a radio frequency unit (RF) unit for transmitting / receiving a radio signal.
  • RF radio frequency unit
  • the terminal 3020 includes a processor 3021, a memory 3022, and an RF unit 3023.
  • the processor 3021 implements the functions, processes, and / or methods proposed in FIGS. 1 to 29. Layers of the air interface protocol may be implemented by the processor 3021.
  • the memory 3022 is connected to the processor 3021 and stores various information for driving the processor 3021.
  • the RF unit 3023 is connected to the processor 3021 and transmits and / or receives a radio signal.
  • the memory 3012, 3022 may be internal or external to the processor 3011, 3021, and may be connected to the processor 3011, 3021 by various well-known means.
  • the network node 3010 if a base station
  • the terminal 3020 has one single antenna, multiple antennas 7 ⁇ .
  • each component or feature is to be considered optional unless stated otherwise.
  • Each component or feature may be embodied in a form that is not combined with other components or features. It is also possible to combine some of the components and / or features to form an embodiment of the invention.
  • the order of the operations described in the embodiments may be changed. Some configurations or features of one embodiment may be included in another embodiment, or may be replaced with other configurations or features of another embodiment. It is obvious that the claims may be combined to form an embodiment by combining claims that do not have an explicit citation relationship in the claims or as new claims by post-application correction.
  • Embodiments according to the present invention may be implemented by various means, for example, hardware, firmware, software or combinations thereof.
  • one embodiment of the present invention may include one or more ASICs (application specif ic integrated circuits), DSPs (digital signal processors), DSPDs (digital signal processing devices), PLDs (programmable logic devices), It can be implemented by FPGAs (ield programmable gate arrays), processors, controllers, microcontrollers, microprocessors, and the like.
  • ASICs application specif ic integrated circuits
  • DSPs digital signal processors
  • DSPDs digital signal processing devices
  • PLDs programmable logic devices
  • FPGAs yield programmable gate arrays
  • processors controllers, microcontrollers, microprocessors, and the like.
  • an embodiment of the present invention may be implemented in the form of modules, procedures, functions, etc. that perform the functions or operations described above.
  • Software code can be stored in memory and driven by the processor.
  • the memory may be located inside or outside the processor, and may exchange data with the processor by various known means.
  • the discovery message transmission / reception scheme in the wireless communication system of the present invention has been described with reference to an example applied to the 3GPP LTE / LTE-A system, but it is possible to apply to various wireless communication systems in addition to the 3GPP LTE / LTE-A system.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Databases & Information Systems (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

본 발명에서는 무선 통신 시스템에서 디스커버리 메시지 송수신 방법 및 이를 위한 장치가 개시된다. 구체적으로, 단말 간 통신(device-to-device communication)을 지원하는 무선 통신 시스템에서 디스커버리(discovery) 메시지를 송수신하는 방법에 있어서, RRC_IDLE(Radio Resource Control_IDLE) 상태인 단말이 네트워크로부터 할당된 디스커버리 메시지를 송신하기 위한 자원에 대한 정보를 수신하는 단계 및 상기 단말이 상기 디스커버리 메시지를 송신하기 위한 자원에서 상기 디스커버리 메시지를 송신하는 단계를 포함하고, 상기 디스커버리 메시지를 송신하기 위한 자원은 상기 단말이 위치하는 트래킹 영역(Tracking Area)를 기반으로 할당될 수 있다.

Description

【명세서】
【발명의 명칭】
무선 통신 시스템에서 디스커버리 메시지 송수신 방법 및 이를 위한 장치 【기술분야】
본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것으로서 , 보다 상세하게 단말 간 통신 ( device— to— device communication)을 지원하는 무선 통신 시스템에서 디스커버리 (discovery) 메시지를 송수신하기 위한 방법 및 이를 지원하는 장치에 관한 것이다.
【배경기술】
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 입줄력 (Massive MIMO： Massive Multiple Input Multiple Output ) , 전이중 ( In— band Full Duplex) , 비직교 다중접속 (NOMA : Non- Orthogonal Multiple Access ) , 초광대역 ( Super wideband) 지원, 단말 너)트워킹 (Device Networking) 등 다양한 기술들이 연구되고 있다. 【발명의 상세한 설명】
【기술적 과제】
단말 간 통신에서 분산적 디스커버리 방식은 디스커버리 자원을 선택하기 위하여 모든 단말들이 일괄적으로 D2D 디스커버리 자원 풀 전체를 센싱한다. 이는 단말 프로세싱 로드를 증가시키며, 서로 근접한 단말을 탐색하기에 적합하지 않다 .
본 발명의 목적은 상술한 문제점을 해결하기 위하여, 무선 통신 시스템에서 단말의 레이턴시 ( latency)를 최소화하기 위하여 네트워크에서 집중형 ( centralized) 방식으로 단말에게 디스커버리 메시지 송수신을 위한 자원을 할당하는 방법을 제안한다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있올 것이다.
【기술적 해결방법】
본 발명의 일 양상은, 단말 간 통신 ( device— to— device communication) 지원하는 무선 통신 시스템에서 디스커버리 ( discovery ) 메入 1지를 송수신히 "는 법에 있어서 , RRC_IDLE (Radio Resource
Control_IDLE ) 상태인 단말이 네트워크로부터 할당된 디스커버리 메시지를 송신하기 위한 자원에 대한 정보를 수신하는 단계 및 상기 단말이 상기 디스커버리 메시지를 송신하기 위한 자원에서 상기 디스커버리 메시지를 송신하는 단계를 포함하고, 상기 디스커버리 메시지를 송신하기 위한 자원은 상기 단말이 위치하는 트래킹 영역 (Tracking Area)를 기반으로 할당될 수 있다.
본 발명의 다른 일 양상은, 단말 간 통신 (device-to-device communication) -^r 지원하는 무선 통신 시스템에서 디스커버리 (discovery ) 메시지를 송수신하는 단말에 있어서, 무선 신호를 송수신하기 위한 RF(Radio Frequency) 유닛 및 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는 네트워크로부터 할당된 디스커버리 메시지를 송신하기 위한 자원에 대한 정보를 수신하고, 상기 디스커버리 메시지를 송신하기 위한 자원에서 상기 디스커버리 메시지를 송신하도록 구성되고, 상기 디스커버리 메시지를 송신하기 위한 자원은 상기 단말이 위치하는 트래킹 영역 ( TA： Tracking Area )를 기반으로 할당되고 , 상기 단말은 RRC_IDLE (Radio Resource Control_IDLE) 상태일 수 있다 . 바람직하게, 상기 디스커버리 메시지를 송신하기 위한 자원은 TAI (Tracking Area Identity) 또는 하나 이상의 TAI를 포함하는 TAI 리스트와 매칭되어 설정될 수 있다.
바람직하게, 상기 트래킹 영역은 단말 별로 가변적으로 설정될 수 있디-. 바람직하게 , 상기 디스커버리 메시지를 송신하기 위한 자원에 대힌- 정보는 MME (Mobility Management Entity)로부터 어태치 허용 (Attach Accept) 메시지 또는 TA 업더】이트 허용 (Tracking Area Update Accept) 메시지를 통해 전송될 수 있다.
바람직하게 , 상기 단말이 상기 네트워크로부터 할당된 디스커버리 메시지를 수신하기 위한 자원에 대한 정보를 더 수신하고, 상기 단말이 상기 디스커버리 메시지를 수신하기 위한 자원에서 다른 단말로부터 전송되는 디스커버리 메시지를 수신하며, 상기 디스커버리 메시지를 수신하기 위한 자원은 상기 단말이 위치하는 트래킹 영역 (Tracking Area)를 기반으로 할당될 수 있다 . 바람직하게, 상기 디스커버리 메시지를 수신하기 위한 자원은 TAI ( Tracking Area Identity) 또는 하나 이상의 TAI를 포함하는 TAI 리스트와 매칭되어 설정될 수 있다.
바람직하게, 상기 디스커버리 메시지를 수신하기 위한 자원에 대한 정보는 MME (Mobility Management Entity)로부터 어태치 허용 (Attach Accept ) 메시지 또는 TA 업데이트 허용 (Tracking Area Update Accept ) 메시지를 통해 전송될 수 있다.
【유리한 효과】
본 발명의 실시예에 따르면, 네트워크로부터 디스커버리 자원을 할당함으로써 분산적인 방식과는 다르게 단말들이 직접 디스커버리 메시지 전송 자원을 선택하지 않으므로 단말의 오버헤드를 감소시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 단말들이 직접 디스커버리 자원을 선택하기 위하여 센싱 절차를 수행하지 않으므로 이로 인해 발생되는 프로세싱 오버헤드와 소비되는 단말들의 에너지를 줄일 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 단말 별로 디스커버리 반경괴- 단말의 디스커버리 메시지 수신 우선 순위를 설정함으로써 보다 신속하게 원하는 서비스나 단말을 찾을 수 있다.
본 발명에서 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 것이디- . 【도면의 간단한 설명】
본 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는, 첨부 도면은 본 발명에 대한 실시예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 특징을 설명한다.
도 1은 본 발명이 적용될 수 있는 . E -UTRA ( evolved universal terrestrial radio acces s network)의 네트워크 구조의 일 예를 나타낸다, 도 2는 단말과 E -UTRAN 사이의 무선 인터페이스 프로토콜 ( radio interface protocol ) 구조를 나타낸다 .
도 3은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 무선 프레임의 구조를 나타낸다.
도 4는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 하나의 하향링크 슬롯에 대한 자원 그리드 ( resource grid)를 예시한 도면이다.
도 5는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 하향링크 서브 프레임의 구조를 나타낸다.
도 ' 6은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 상향링크 서브 프레임의 구조를 나타낸다.
도 7은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 PUCCH 포맷들이 상향링크 물리자원블록의 PUCCH 영역에 매핑되는 형태의 일례를 나타낸다.
도 8은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 일반 CP의 경우의 CQI 채널의 구조를 나타낸다.
도 9는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 일반 CP의 경우에 ACK/NACK 채널의 구조를 나타낸다. 도 10은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 하나의 슬롯 동안 5 개의 SC- FDMA심볼을 생성하여 전송하는 일례를 나타낸다.
도 11은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 컴포년트 캐리어 및 캐리어 병합의 일례를 나타낸다.
도 I2는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 크로스 캐리어 스케줄링에 따른 서브 프레임 구조의 일례를 나타낸다.
도 13은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 UL- SCH의 전송 채널 프로세성의 일례를 나타낸다.
도 14는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 전송 채널 ( transport channel )인 상향링크 공유채널의 신호 처리 과정의 일례를 나타낸다.
도 15는 일반적인 다중 입출력 안테나 (MIMO) 통신 시스템의 구성도이디- . 도 16은 다수의 송신 안테나에서 하나의 수신 안테나로의 채널을 나타낸 도이다.
도 17은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 하향링크 자원 블록 쌍에 매핑된 참조 신호 패턴을 예시한다.
도 18은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 사운딩 참조 신호 심볼을 포함한 상향링크 서브 프레임을 예시한다 .
도 19는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 릴레이 노드 자원 분할을 예시한다 .
도 20은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 D2D 통신을 개념적으로 설명하기 위한 도면이다. 도 21은 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용될 수 있는 D2D 통신의 다양한 시나리오들의 일례를 나타낸다 .
도 22는 분산적 디스커버리 자원 할당 방식을 설명하기 위한 도면이디- . 도 23은 분산적 디스커버리 자원 할당 방식에서 단말의 디스커버리 과정을 간략히 예시한 도면이다.
도 24는 TAI의 구조를 예시하는 도면이다.
도 25는 본 발명의 일 실시예에 따른 단말의 어태치 (Attach ) 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 26은 본 발명의 일 실시예에 따른 단말의 TAU 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 27은 본 발명의 일 실시예에 따른 단말의 TAU 절차를 설명하기 위한 도면이다ᅳ
도 28은 본 발명의 일 실시예에 따른 di scovery 메시지 송수신 방법을 예시하는 도면이다.
도 29는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스커버리 메시지 송수신 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3 0은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 장치의 블록 구성도를 예시한다 .
【발명의 실시를 위한 형태】
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) , T (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 E-UTRAN (evolved universal terrestrial radio access network)의 네트워크 구조의 일 예를 니-티-낸다.
E-UTRAN 시스템은 기존 UTRA 시스템에서 진화한 시스템으로, 예를 들어, 3GPP LTE/LTE-A 시스템일 수 있다. E— UTRAN은 단말에게 제어 평면 (control plane)과 사용자 평면 (user plane) 프로토콜을 제공하는 기지국 (eNB)들로 구성되고, 기지국들은 X2 인터페이스를 통해 연결된다. X2 사용자 평면 인터페이스 (X2-U)는 기지국들 사이에 정의된다. X2-U 인터페이스는 사용자 평면 PDU (packet data unit)의 보장되지 않은 전달 (non guaranteed delivery)을 제공한다. X2 제어 평면 인터페이스 (X2 -CP)는 두 개의 이웃 기지국 사이에 정의된다. X2-CP는 기지국 간의 컨텍스트 (context) 전달, 소스 기지국과 타켓 기지국 사이의 사용자 평면 터널의 제어, 핸드오버 관련 메시지의 전달, 상향링크 부하 관리 등의 기능을 수행한다. 기지국은 무선인터페이스를 통해 단말과 연결되고 S1 인터페이스를 통해 EPC(evolved packet core)에 연결된다. S1 사용자 평면 인터페이스 (SI— U)는 기지국과 서빙 게이트웨이 (S- GW: serving gateway) 이에 정의된다. S1 제어 평면 인터페이스 (S1— MME)는 기지국과 이동성 관리 개체 (MME: mobility management entity) 사이에 정의된다. S1 인터페이스는 EPS (evolved packet system) 베어러 서비스 관리 기능, NAS (non-access stratum) 시그널링 트랜스포트 기능, 네트워크 쉐어링, MME 부하 밸런싱 기능 등을 수행한다. S1 인터페이스는 기지국과 MME/S-GW 간에 다수—대—다수 관계 (many— to— many-relation)를 지원한다.
도 2는 단말과 E-UTRAN 사이의 무선 인터페이스 프로토콜 (radio interface protocol) 구조를 나타낸다. 도 2의 (a)는 제어 평면 (control plane)에 대한 무선 프로토콜 구조를 나타내고, 도 2의 (b)는 사용자 평면 (user plane)에 대한 무선 프로토콜구조를 나타낸다.
도 2를 참조하면 , 단말과 E-UTRAN 사이의 무선 인터페이스 프로토콜의 계층들은 통신 시스템의 기술분야에 공지된 널리 알려진 개방형 시스템 간 상호접속 (OSI: open system interconnection) 표준 모델의 하위 3 계층에 기초하여 제 1 계층 (L1) , 제 2 계층 (L2) 및 제 3 계층 (L3)으로 분할될 수 있다. 단말과 E— UTRAN 사이의 무선 인터페이스 프로토콜은 수평적으로 물리계층 (physical layer) , 데이터링크 계층 (data link layer) 및 네트워크 계층 (network layer)으로 이루어지며 , 수직적으로는 데이터 정보 전송을 위한,프로토콜 스택 (protocol stack) 사용자 평면 (user plane)과 제어신호 (signaling) 전달을 위한 프로토콜 스택인 제어 평면 (control plane)으로 구분된다 .
제어평면은 단말과 네트워크가 호를 관리하기 위해서 이용하는 제어 메시지들이 전송되는 통로를 의미한다 . 사용자 평면은 애플리케이션 계층에서 생성된 데이터, 예를 들어, 음성 데이터 또는 인터넷 패킷 데이터 등이 전송되는 통로를 의미한다 . 이하, 무선 프로토콜의 제어평면과 사용자평면의 각 계층을 설명한다 .
거 ll 계층 (L1)인 물리 계층 (PHY: physical layer)은 물리 채널 (physical channel)을 사용함으로써 상위 계층으로의 정보 송신 서비스 (information transfer service)를 제공한다. 물리 계층은 위 레벨에 위치한 매체 접속 게어 (MAC: medium access control) 계층으로 전송 채널 (transport channel)을 통하여 연결되고, 전송 채널을 통하여 MAC 계층과 물리 계층 사이에서 데이터가 전송된다. 전송 채널은 무선 인터페이스를 통해 데이터가 어떻게 어떤 특징으로 전송되는가에 따라 분류된다. 그리고, 서로 다른 물리 계층 사이, 송신단의 물리 계층과 수신단의 물리 계층 간에는 물리 채널 (physical channel)을 통해 데이터가 전송된디-. 물리 계층은 OFDM (orthogonal frequency division multiplexing) 방식으로 변조되며, 시간과 주파수를 무선 자원으로 활용한다.
물리 계층에서 사용되는 몇몇 물리 제어 채널들이 있다. 물리 하향링크 제어 채널 (PDCCH: physical downlink control channel)는 단말에게 페이징 채널 (PCH: paging channel)와 하향링크 공유 채널 (DL— SCH: downlink shared channel)의 자원 할당 및 상향링크 공유 채널 (UL-SCH: uplink shared channel)과 관련된 HARQ (hybrid automatic repeat request) 정보를 알려준다. 또한, PDCCH는 단말에게 상향링크 전송의 자원 할당을 알려주는 상향링크 승인 (UL grant)를 나를 수 있다. 물리 제어 포맷 지시자 채널 (PDFICH: physical control format indicator channel)는 단말에게 PDCCH들에 사용되는 OFDM 심볼의 수를 알려주고 , 매 서브프레임마다 전송된다. 물리 HARQ 지시자 채널 (PHICH: physical HARQ indicator channel)는 상향링크 전송의 웅답으로 HARQ ACK (acknowledge) /NACK(non- acknowledge) 신호를 나른다. 물리 상향링크 제어 채널 (PUCCH: physical uplink control channel)은 하향링크 전송에 대한 HARQ ACK/ ACK, 스케줄링 요청 및 채널 품질 지入 1자 (CQI: channel quality indicator) 등과 같은 상향링크 제어 정보를 나른다. 물리 상향링크 공유 채널 (PUSCH: physical uplink shared channel)은 UL-SCH을 나른다.
제 2 계층 (L2)의 MAC 계층은 논리 채널 (logical channel)을 통하여 상위 계층인 무선 링크 제어 (RLC: radio link control) 계층에게 서비스를 제공한다. 또한, MAC 계층은 논리 채널과 전송 채널 간의 맵핑 및 논리 채널에 속하는 MAC 서비스 데이터 유닛 (SDU: service data unit)의 전송 채널 상에 물리 채널로 제공되는 전송 블록 (transport block)으로의 다중화 /역다중화 기능을 포함한다.
제 2 계층 (L2)의 RLC 계층은 신뢰성 있는 데이터 전송을 지원한다. RLC 계층의 기능은 RLC SDU의 연결 (concatenation) , 분할 ( segmentation) 및 재결합 (reassembly)을 포함한다. 무선 베어러 (RB: radio bearer)가 요구하는 다양한 QoS (quality of service)를 보장하기 위해 , RLC 계층은 투명 모드 (TM: transparent mode) , 비확인 모드 (UM: unacknowledged mode) 및 확인 모드 (AM: acknowledge mode)의 세 가지의 동작 모드를 제공한다. AM RLC는 ARQ (automatic repeat request)를 통해 오류 정정을 제공한다. 한편, MAC 계층이 RLC 기능을 수행하는 경우에 RLC 계층은 MAC 계층의 기능 블록으로 포함될 수 있다.
제 2 계층 (L2)의 패킷 데이터 컨버전스 프로토콜 (PDCP: packet data convergence protocol) 계층은 사용자 평면에서 사용자 데이터의 전딜ᅵ, 헤더 압축 (header compression) 및 암호화 (ciphering) 기능을 수행한다. 헤더 압축 기능은 작은 대역폭을 가지는 무선 인터페이스를 통하여 IPv4 (internet protocol version 4) 또는 IPv6 (internet protocol version 6)와 같은 인터넷 프로토콜 (IP: internet protocol) 패킷을 효율적으로 전송되게 하기 위하여 상대적으로 크기가 크고 불필요한 제어 정보를 담고 있는 IP 패¾ 헤더 사이즈를 줄이는 기능을 의미한다. 제어 평면에서의 PDCP 계층의 기능은 제어 평면 데이터의 전달 및 암호화 /무결정 보호 (integrity protection)을 포함한다.
제 3 계층 (L3)의 최하위 부분에 위치한 무선 자원 제어 (RRC: radio resource control) 계층은 제어 평면에만 정의된다 . RRC 계층은 단말과 네트워크 간의 무선 자원을 제어하는 역할을 수행한다. 이를 위해 단말과 네트워크는 RRC 계층을 통해 RRC 메시지를 서로 교환한다. RRC 계층은 무선 베어러들의 설정 (configuration) , 재설정 (re— configuration) 및 해게 (release)와 관련하여 논리 채널, 전송 채널 및 물리 채널을 제어한디-. 무선 베어러는 단말과 네트워크 사이의 데이터 전송을 위하여 제 2 계층 (L2)에 의하여 제공되는 논리적인 경로를 의미한다. 무선 베어러가 설정된다는 것은 특정 서비스를 제공하기 위해 무선 프로토콜 계층 및 채널의 특성을 규정하고, 각각의 구체적인 파라미터 및 동작 방법을 설정하는 것을 의미한다., 무선 베어러는 다시 시그널링 무선 베어러 (SRB: signaling RB)와 데이터 무선 베어러 (DRB: data RB) 두 가지로 나눠 질 수 있다. SRB는 제어 평면에서 RRC 메시지를 전송하는 통로로 사용되며, DRB는 사용자 평면에서 사용자 데이터를 전송하는 통로로 사용된다.
RRC 계층 상위에 위치하는 NAS (non-access stratum) 계층은 세션 관리 (session management)와 이동성 관리 (mobility management) 등의 기능을 수행한다.
eNB를 구성하는 하나의 셀은 1.25, 2.5, 5, 10, 20Mhz 등의 대역폭 중 하나로 설정되어 여러 단말에게 하향 또는 상향 전송 서비스를 제공한다 . 서로 다른 셀은 서로 다른 대역폭을 제공하도록 설정될 수 있다.
네트워크에서 단말로 데이터를 전송하는 하향 전송채널 (downlink transport channel)은 시스템 정보를 전송하는 방송 채널 (BCH: broadcast channel) , 페이징 메시지를 전송하는 PCH, 사용자 트래픽이니- 제어메시지를 전송하는 DL-SCH 등이 있다 . 하향 멀티캐스트 또는 방송 서비스의 트래픽 또는 제어메시지의 경우 DL-SCH를 통해 전송될 수도 있고, 또는 별도의 하향 멀티캐스트 채널 (MCH: multicast channel)을 통해 전송될 수도 있디-. 힌 -편, 단말에서 네트워크로 데이터를 전송하는 상향 전송채널 (uplink transport channel)로는 초기 제어메시지를 전송하는 랜덤 액세스 채널 (RACH: random access channel) , }·용^" 트래픽이나 제어메시지를 전송하는 UL- SCH (uplink shared channel)가 있다 . 논리 채널 (logical channel)은 전송 채널의 상위에 있으며 , 전송 채널에 맵핑된다. 논리 채널은 제어 영역 정보의 전달을 위힌- 제어 채널과 사용자 영역 정보의 전달을 위한 트래픽 채널로 구분될 수 있디-. 논리채널로는 송 게어 채널 (BCCH: broadcast control channel) , 페이징 게어 채널 (PCCH: paging control channel) , 공통 제어 채널 (CCCH: common control channel) , 전용 제어 채널 (DCCH: dedicated control channel) 멀티캐스트 게어 채널 (MCCH: multicast control channel) , 전용 트래픽 채널 (DTCH: dedicated traffic channel) , 멀티캐스트 트래픽 채널 (MTCH: multicast traffic channel ) 등이 있다.
이하, NAS 프로토콜 상태에 대하여 상세히 살펴본다.
NAC 상태 모델은 EMM (EPS Mobility Management ) 상태와 ECM (EPS Connection Management) S. 구성되는 2 차원의 모델 (two— dimensional model)에 기반한다. EMM 상태는 이동성 관리 상태
이동성 관리 절차 (즉, 어태치 (Attach) 절차 및 트래킹 영역 업데이트 (Tracking Area Update) 절차)로부터 기인하는 이동성 관리 상태를 나타낸다. ECM 상태는 단말과 EPC 간의 시그널링 연결을 나타낸다.
보다 구체적으로, 단말과 MME의 제어 평면에 위치한 NAS 계층에서 단말의 이동성을 관리하기 위하여 EMM 등록 상태 (EMM -REGISTERED) 및 EMM 등특 해제 상태 (EMM-DEREGISTERED)가 정의될 수 있다. EMM 등록 상태 및 EMM 등록 해제 상태는 단말과 匪 E에게 적용될 수 있다 . 단말의 전원을 최초로 켠 경우와 같이 초기 단말은 EMM 등록 해제 상태에 있으며, 이 단말이 네트워크에 접속하기 위해서 초기 접속 (initial attach) 절차를 통해 해당 네트워크에 등록하는 과정을 수행한다. 접속 절차가 성공적으로 수행되면 단말 및 MME는 EMM등록 상태로 천이 ( transition)된다.
또한, 단말과 네트워크 간 시그널링 연결 ( s ignaling connection)을 관리하기 위하여 ECM 연결 상태 ( ECM— CONNECTED) 및 ECM 아이들 상태 ( ECM- 工 DLE)가 정의될 수 있다. ECM 연결 상태 및 ECM 아이들 상태 또한 단말과 MME에게 적용될 수 있다. ECM 연결은 단말과 기지국 간에 설정되는 RRC 연결과 기지국과 MME 간에 설정되는 S1 시그널링 연결로 구성된다. RRC 상태는 단말의 RRC 계층과 기지국의 RRC 계층이 논리적으로 연결 ( connection)되어 있는지 여부를 나타낸다. 즉, 단말의 RRC 계층과 기지국의 RRC 계층이 연결되어 있는 경우, 단말은 RRC 연결 상태 (RRC_CONNECTED )에 있게 된다. 단말의 RRC 계층과 기지국의 RRC 계층이 연결되어 있지 않은 경우, 단말은 RRC 아이들 상태 (RRC_IDLE )에 있게 된다.
여기서, ECM 상태와 EMM 상태는 서로 독립적이므로, EMM REGISTERED 상태인 단말이 사용자 평면 (무선 및 S1 베어러 )의 확립 ( establish)되었음을 의미하지 않는다.
E-UTRAN RRC_CONNECTED 상태에서 네트워크 제어 하에 단말 핸드오버가 수행되며 다양한 DRX ( discontinuous reception) 주기 ( cycle )가 지원된다. E-UTRAN RRC— IDLE 상태에서 셀 재선택 ( cell reselection) °] 수행되며 DRX가 지원된다.
네트워크는 ECM- CONNECTED 상태에 있는 단말의 존재를 셀 단위에서 파악할 수 있고, 단말을 효과적으로 제어할 수 있다. 즉, 단말이 ECM- CONNECTED 상태에 있을 때에는 단말의 이동성은 네트워크의 명령에 의해서 관리된다 . ECM 연결 상태에서 네트워크는 단말이 속한 셀을 안다 . 따라서 , 네트워크는 단말로 또는 단말로부터 데이터를 전송 및 /또는 수신하고 , 단말의 핸드오버와 같은 이동성을 제어하고, 주변 셀에 대한 샐 측정을 수행할 수 있다. 반면, 네트워크는 ECM- IDLE 상태에 있는 단말의 존재를 파악할 수 없으며, 코어 네트워크 ( CN : core network) 7} 샐보다 더 큰 지역 단위인 트래킹 영역 ( tracking area) 단위로 관리한다. 단말이 ECM-工 DLE 상태에 있을 때에는 단말은 트래킹 영역에서 유일하게 할당된 ID를 이용하여 NAS에 의해 설정된 불연속 수신 (DRX : Discontinuous Reception)을 수행한다. 즉, 단말은 단말 -특정 페이징 DRX 사이클 마다 특정 페이징 기회에 페이징 신호를 모니터링함으로써 시스템 정보 및 페이징 정보의 브로드캐스트를 수신할 수 있다. 또한, 단말이 ECM- IDLE 상태에 있을 때에는 네트워크는 단말의 컨텍스트 ( context ) 정보를 가지고 있지 않다. 따라서 ECM 아이들 상태의 단말은 네트워크의 명령을 받을 필요 없이 셀 선택 ( cel l selection) 또는 셀 재선택 ( cell reselection)과 같은 단말 기반의 이동성 관련 절차를 수행할 수 있다. ECM- IDLE 상태에서 단말의 위치가 네트워크가 알고 있는 위치의- 달라지는 경우, 단말은 트래킹 영역 업데이트 ( TAU : tracking area update ) 절차를 통해 네트워크에 해당 단말의 위치를 알릴 수 있다.
위와 같이 , 단말이 음성이나 데이터와 같은 통상의 이동통신 서비스를 받기 위해서는 ECM- CONNECTED 상태로 천이하여야 한다. 단말의 전원을 최초로 켠 경우와 같이 초기 단말은 ECM- IDLE 상태에 있으며 , 단말이 초기 접속 ( initial attach) 절차를 통해 해당 네트워크에 성공적으로 등록하게 되면 단말 및 顺 E는 ECM- CONNECTED 상태로 천이 ( transition)된다. 또한, 단말이 네트워크에 등록되어 있으나 트래픽이 비활성화되어 무선 자원이 할당되어 있지 않은 경우 단말은 ECM—工 DLE 상태에 있으며, 해당 단말에 상향링크 혹은 하향링크 새로운 트래픽이 발생되면 서비스 요청 (service request) 절차를 통해 단말 및 蘭 E는 ECM- CONNECTED 상태로 천이 ( transition)된다.
도 3은 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 3의 (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 디 -수의 자원블록 (RB: Resource Block)을 포함한다 . 3GPP LTE는 하향링크에서 OFDMA를 사용하므로 OFDM 심볼은 하나의 심볼 구간 (symbol period) : 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 3의 (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 싱 -향링크와 하향링크가 할당 (또는 예약)되는지 나타내는 규칙이다. 표 1은 상향링크- 하향링크 구성을 나타낸다.
【표 1】
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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 비-로 이어지는 서브프레임은 항상 상향링크 전송을 위한 구간이다.
이러한, 상향링크-하향링크 구성은 시스템 정보로써 기지국과 단말이 모두 알고 있을 수 있다. 기지국은 상향링크ᅳ하향링크 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 )을콤해 샐 내의 모든 단말에 공통으로 전송될 수도 있다. 무선 프레임의 구조는 하나의 예시에 불과하며, 무선 프레임에 포함되는 부 반송파의 수 또는 서브 프레임에 포함되는 슬롯의 수, 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 다양하게 변경될 수 있다.
도 4는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 하나의 하향링크 슬롯에 대한 자원 그리드 ( resource grid)를 예시한 도면이다.
도 4를 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 X 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 있디- .
도 5는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 하향링크 서브 프레임의 구조를 나타낸다.
도 5를 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 ( Phys ical 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 디]한
ACK (Acknowledgement ) /NACK (Not -Acknowledgement ) 신호를 나른다. PDCCH를 통해 전송되는 제어 정보를 하향링크 제어정보 (DCI : downlink control information)라고 한다 . 하향링크 제어정보는 상향링크 지-원 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, DLᅳ SCH에서의 시스템 정보, PDSCH에서 전송되는 랜덤 액세스 웅답 ( random access response )괴- 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 대웅된다 . PDCCH의 포맷 및 사용 가능한 PDCCH의 비트 수는 CCE들의 수와 CCE들에 의해 제공되는 부호화율 간의 연관 관계에 따라 결정된다.
기지국은 단말에게 전송하려는 DC工에 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 있디-. 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 웅답인 랜덤 액세스 응답을 지시하기 위하여 , RA- RNTI (random access- RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다.
도 6은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 상향링크 서브 프레임의 구조를 나타낸다.
도 6을 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. 더 H터 영역은 人용^" 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 경겨) (slot boundary)에서 주파수 도약 (frequency hopping)된다고 한다.
PUCCH (Physical Uplink Control Channel)
PUCCH를 통하여 전송되는 상향링크 제어 정보 (UCI)는, 다음과 같은 스케줄링 요청 (SR: Scheduling Request) , HARQ ACK/NACK 정보 및 하향링크 채널 측정 정보를 포함할 수 있다.
- SR (Scheduling Request)： 상향링크 UL-SCH 자원을 요청하는데 사용되는 정보이다. OOK(On-off Keying) 방식을 이용하여 전송된디-.
- HARQ ACK/NACK： PDSCH "의 하향링크 데이터 패¾에 대힌- 응답 신호이다. 하향링크 데이터 패킷이 성공적으로 수신되었는지 여부를 나타낸디-. 단일 하향링크 코드워드 (codeword)에 대한 응답으로 ACK/NACK 1비트가 전송되고, 2 개의. 하향링크 코드워드에 대한 웅답으로 ACK/NACK 2비트가 전송된다.
- CSI (Channel State Information)： 하향링크 채널에 대한 피드백 정보이다. CSI는 CQI (Channel Qualoty Indicator) , RI (rank indicator) , PMI ( Precoding Matrix Indicator) 및 PTI ( Precoding Type Indicator) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 서브프레임 당 20비트가사용된다. HARQ ACK/NACK 정보는 PDSCH 상의 하향링크 데이터 패킷의 디코딩 성공 여부에 따라 생성될 수 있다ᅳ 기존의 무선 통신 시스템에서, 하향링크 단일 코드워드 (codeword) 전송에 대해서는 ACK/NACK 정보로서 1 비트기- 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) , 프리코딩매트릭스인텍스 (ΡΜΙ : Precoding Matrix Index) 및 랭크 지入 1자 (RI: Rank Indicator)를 포함할 수 있다. 이들 채널 측정 정보를 통칭하여 CQI 라고 표현할 수도 있다.
CQI 의 전송을 위하여 서브프레임 당 20 비트가사용될 수 있다.
PUCCH는 BPSK (Binary Phase Shift Keying)과 QPSK (Quadrature Phase Shift Keying) 기법을 시 "용하여 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 S FD A 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 2와 같이 요약할 수 있다.
【표 2】
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PUCCH 포맷 1은 SR의 단독 전송에 사용된다. SR 단독 전송의 경우에는 변조되지 않은 파형이 적용되며, 이에 대해서는 후술하여 자세하게 설명힌ᅳ다 .
PUCCH 포맷 la 또는 lb는 HARQ ACK/NACK의 전송에 사용된다. 임의의 서브프레임에서 HARQ ACK/NACK이 단독으로 전송되는 경우에는 PUCCH 포맷 la 또는 lb를 사용할 수 있다. 또는, PUCCH 포맷 la 또는 lb를 사용하여 HARQ ACK/NACK 및 SR이 동일 서브프레임에서 전송될 수도 있다 .
PUCCH 포맷 2는 CQ工의 전송에 사용되고, PUCCH 포맷 2a 또는 2b는 CQI 및 HARQ ACK/NACK의 전송에 사용된다. 확장된 CP 의 경우에는 PUCCH 포맷 27} CQI 및 HARQ ACK/NACK 의 전송에 용될 수도 있다.
PUCCH 포맷 3는 48 비트의 인코딩된 UCI를 나르는데 시 -용된디-. PUCCH 포맷 3는 복수의 서빙셀에 대한 HARQ ACK/NACK, SR (존재하는 경우) 및 하나의 서빙샐에 대한 CSI 보고를 나를 수 있다 .
도 7은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 PUCCH 포맷들이 상향링크 물리자원블록의 PUCCH 영역에 매핑되는 형태의 일례를 나타낸다.
도 7에서 ^ 는 상향링크에서의 자원블록의 개수를 나타내고, 0, 1 -1는 물리자원블록의 번호를 의미한다 . 기본적으로 , PUCCH는 상향링크 주파수 블록의 양쪽 끝단 (edge)에 매핑된다. 도 7에서 도시하는 바와 같이 , m=0, l로 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 l/la/lb 가 함께 (mixed) 매핑될 수 있다. 다음으로, m:=3, 4, 5 로 표시되는 PUCCH 영역에 PUCCH 포맷 l/la/lb 가 매핑될 수 있다. PUCCH 포맷 2/2a/2b 에 의해 사용가능한 PUCCH RB들의 개수 ( ^ )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 8은 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 . 시뭔스의 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 시뭔스로 구성되어 있디-. 즉, 단말은 각 시퀀스로 CQI를 변조해서 전송한다 .
하나의 ΤΊΊ에 전송할 수 있는 심볼 수는 10개이고, CQI 정보의 변조는 QPSK까지 정해져 있다. SC-FDMA 심불에 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 시뭔스를 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 경우애 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. 단말은 PUCCH 자원 인덱스 ( " Η , "piiccH , "p¾ccH〉로 지시되는 PUCCH 자원 상에서 주기적으로 상이한 CQI, PMI 및 RI 타입을 보고하도록 상위 계층 시그널링에 의하여 반-정적으로 (semi-statically) 설정될 수 있다 . 여기서 ,
PUCCH 자원 인덱스 ( "TO¾H ) 는 PUCCH 포맷 2/2a/2b 전송에 사용되는 PUCCH 영역 및 사용될 순환 시프트 (CS) 값을 지시하는 정보이다.
이하, PUCCH 포맷 la 및 lb에 대하여 설명한다.
PUCCH 포맷 la/lb에 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-l) 가 승산된 결과는 y(0) , y(l) , y(2) , ... , y(N-l) 이 된다. y(0) , y(N-l) 심볼들을 심볼 블록 (block of symbol)이라고 칭할 수 있다. 변조 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) 시퀀스가사용된다.
확장된 CP의 경우의 참조신호에 대해서는 길이 2의 하다마드 시퀀스가 사용된다.
도 9는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 일반 CP의 경우에
ACK/NACK 채널의 구조를 나타낸다.
도 9에서는 CQI 없이 HARQ ACK/NACK 전송을 위한 PUCCH 채널 구조를 예시적으로 나타낸다 .
하나의 슬롯에 포함되는 Ί 개의 SC— FDMA 심볼 중 중간 부분의 3개의 연속되는 SC-FDMA 심불에는 참조신호 (RS)가 실리고, 나머지 4 개의 SC-FDMA 심볼에는 ACK/NACK신호가 실린다 .
한편 , 확장된 CP 의 경우에는 중간의 2 개의 연속되는 심볼에 RS 가 실릴 수 있다. RS에 사용되는 심볼의 개수 및 위치는 제어채널에 따라 달라질 수 있으며 이와 연관된 ACK/NACK 신호에 사용되는 심볼의 개수 및 위치도 그에 따라 변경될 수 있다.
1 비트 및 2 비트의 확인웅답 정보 (스크램블링되지 않은 상태)는 각각 BPSK 및 QPSK 변조 기법을 사용하여 하나의 HARQ ACK/NACK 변조 심볼로 표현될 수 있다 . 긍정확인웅답 (ACK)은 '1' 로 인코딩될 수 있고, 부정확인웅답 (NACK)은 ' 0 '으로 인코딩될 수 있다 .
할당되는 대역 내에서 제어신호를 전송할 때, 다중화 용량을 높이기 위해 2 차원 확산이 적용된다. 즉, 다중화할 수 있는 단말 수 또는 제어 채널의 수를 높이기 위해 주파수 영역 확산과 시간 영역 확산을 동시에 적용한다.
ACK/NACK 신호를 주파수 영역에서 확산시키기 위해 주파수 영역 시뭔스를 기본 시퀀스로 사용한다 . 주파수 영역 시퀀스로는 CAZAC 시퀀스 중 하나인 Zadoff-Chu (ZC) 시퀀스를 사용할 수 있다. 예를 들어, 기본 시퀀스인 ZC 시뭔스에 서로 다른 순환 시프트 (CS: Cyclic Shift)가 적용됨으로써, 서로 다른 단말 또는 서로 다른 제어 채널의 다중화가 적용될 수 있다 . HARQ ACK/NACK 전송을 위한 PUCCH RB 들을 위한 SC-FDMA 심볼에서 지원되는 CS 자원의 개수는 셀 -특정 상위 -계층 시그널링 파라미터 (Δ«< )에 의해 설정된다. 주파수 영역 확산된 ACK/NACK 신호는 직교 확산 ( spreading) 코드를 사용하여 시간 영역에서 확산된다. 직교 확산 코드로는 월시-하다마드 (Walsh- Hadamard) 시퀀스 또는 DFT 시퀀스가 사용될 수 있다 . 예를 들어 , ACK/NACK 신호는 4 심볼에 대해 길이 4의 직교 시뭔스 (w0 , wl , w2 , w3 )를 이용하여 확산될 수 있다 . 또한, RS도 길이 3 또는 길이 2의 직교 시퀀스를 통해 확산시킨다. 이를 직교 커버링 (OC : Orthogonal Covering)이라 한다.
전술한 바와 같은 주파수 영역에서의 CS 자원 및 시간 영역에서의 OC 자원을 이용해서 다수의 단말들이 코드분할다중화 ( CDM : Code Division Multiplexing) 방식으로 다중화될 수 있다. 즉, 동일한 PUCCH RB 상에서 많은 개수의 단말들의 ACK/NACK 정보 및 RS 가 다중화될 수 있다.
이와 같은 시간 영역 확산 CDM 에 대해서, ACK/NACK 정보에 대해서 지원되는 확산 코드들의 개수는 RS 심볼들의 개수에 의해서 제한된디ᅳ. 즉, RS 전송 SC- FDMA 심볼들의 개수는 ACK/NACK 정보 전송 SC— FDMA 심볼들의 개수보다 적기 때문에 , RS 의 다중화 용량 ( capacity)이 ACK/NACK 정보의 다중화 용량에 비하여 적게 된다.
예를 들어, 일반 CP 의 경우에 4 개의 심볼에서 ACK/NACK 정보기- 전송될 수 있는데, ACK/NACK 정보를 위하여 4 개가 아닌 3개의 직교 확산 코드가 사용되며, 이는 RS 전송 심볼의 개수가 3 개로 제한되어 RS 를 위하여 3 개의 직교 확산 코드만이 사용될 수 있기 때문이다.
일반 CP 의 서브프레임에서 하나의 슬롯에서 3 개의 심볼이 RS 전송을 위해서 사용되고 4 개의 심볼이 ACK/NACK 정보 전송을 위해서 사용되는 경우이 1 , 예를 들어 , 주파수 영역에서 6 개의 순환시프트 ( CS ) 및 시간 영역에서 3개의 직교커버 (OC) 자원을 사용할 수 있다면, 총 18 개의 상이한 단말로부터의 HARQ 확인웅답이 하나의 PUCCH RB 내에서 다중화될 수 있다. 만약, 확장된 CP 의 서브프레임에서 하나의 슬롯에서 2 개의 심볼이 RS 전송을 위해서 사용되고 4 개의 심볼이 ACK/NACK 정보 전송을 위해서 사용되는 경우에, 예를 들어, 주파수 영역에서 6 개의 순환시프트 (CS) 및 시간 영역에서 2 개의 직교커버 (OC) 자원을 사용할 수 있다면, 총 12 개의 상이한 단말로부터의 HARQ 확인웅답이 하나의 PUCCH RB 내에서 다중화될 수 있다.
다음으로, PUCCH 포맷 1에 대하여 설명한다. 스케줄링 요청 (SR)은 단말이 스케줄링되기를 요청하거나 또는 요청하지 않는 방식으로 전송된디-. SR 채널은 PUCCH 포맷 la/lb 에서의 ACK/NACK 채널 구조를 재사용하고, ACK/NACK 채널 설계에 기초하여 OOK(On-Off Keying) 방식으로 구성된디-. SR 채널에서는 참조신호가 전송되지 않는다 . 따라서 , 일반 CP 의 경우에는 길이 7 의 시퀀스가 이용되고, 확장된 CP 의 경우에는 길이 S 의 시퀀스가 이용된다 . SR 및 ACK/NACK 에 대하여 상이한 순환 시프트 또는 직교 커버기- 할당될 수 있다. 즉, 긍정 (positive) SR 전송을 위해 단말은 SR용으로 할당된 자원을 통해 HARQ ACK/NACK을 전송한다. 부정 (negative) SR 전송을 위해서는 단말은 ACK/NACK용으로 할당된 자원을 통해 HARQ ACK/NACK을 전송한다.
다음으로 개선된 -PUCCH (e-PUCCH) 포맷에 대하여 설명한디-. e— PUCCH는 LTE-A 시스템의 PUCCH 포맷 3에 대응할 수 있다. PUCCH 포맷 3을 이용한 ACK/NACK 전송에는 블톡 확산 (block spreading) 기법이 적용될 수 있디 -. 블록 확산 기법은, 기존의 PUCCH 포맷 1 계열 또는 2 계열과는 달리, 제어 신호 전송을 SC-FDMA 방식을 이용하여 변조하는 방식이다. 도 8에서 나타내는 바와 같이 , 심볼 시퀀스가 OCC ( Orthogonal Cover Code )를 이용하여 시간 영역 ( domain) 상에서 확산되어 전송될 수 있다. OCC를 이용함으로써 동일한 RB 상에 복수개의 단말들의 제어 신호들이 다중화될 수 있다. 전술한 PUCCH 포맷 2의 경우에는 하나의 심볼 시뭔스가 시간 영역에 걸쳐서 전송되고 CAZAC 시퀀스의 CS ( cyclic shif t )를 이용하여 복수개의 단말들의 제어 신호들이 다중화되는 반면, 블록 확산 기반 PUCCH 포맷 (예를 들어, PUCCH 포맷 3 )의 경우에는 하나의 심볼 시퀀스가 주파수 영역에 걸쳐서 전송되고, OCC를 이용한 시간 영역 확산을 이용하여 복수개의 단말들의 제어 신호들이 다중화된다.
도 10은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 하나의 슬롯 동안 5 개의 SC- FDMA심볼을 생성하여 전송하는 일례를 나타낸다.
도 10에서는 1 슬롯 동안에 하나의 심볼 시뭔스에 길이 =5 (또는 SF=5 )의 OCC* 이용하여 5 개의 SC— FDMA 심볼 (즉, 데이터 부분)을 생성하여 전송하는 예시를 나타낸다. 이 경우, 1 슬롯 동안 2 개의 RS 심볼이 사용될 수 있다. 도 10의 예시에서, RS 심볼은 특정 순환 시프트 값이 적용된 CAZAC 시퀀스로부터 생성될 수 있으며, 복수개의 RS 심볼에 걸쳐 소정의 OCC가 적용된 (또는 곱해진) 형태로 전송될 수 있다. 또한, 도 10의 예시에서 각각의 OFDM 심볼 (또는 SC- FDMA 심볼) 별로 12 개의 변조 심볼이 사용되고, 각각의 변조 심볼은 QPSK에 의해 생성되는 것으로 가정하면, 하나의 슬롯에서 전송할 수 있는 최대 비트 수는 12x2 = 24 비트가 된다. 따라서, 2개의 슬롯으로 전송할 수 있는 비트수는 총 48비트가 된다. 이와 같이 블록 확산 방식의 PUCCH 채널 구조를 사용하는 경우 기존의 PUCCH 포맷 1계열 및 2 계열에 비하여 확장된 크기의 제어 정보의 전송이 가능해진다.
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. 또힌-, 하향링크와 상향링크 간에 집성되는 컴포년트 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 수기- 다른 경우를 비대칭적 (asymmetric) 집성이라고 한다. 이와 같은 캐리어 병합은 반송파 집성 , 대역폭 집성 (bandwidth aggregation) , 스펙트럼 집성 (spectrum aggregation) 등과 같은 용어와 흔용되어 사용될 수 있다.
두 개 이상의 컴포넌트 캐리어가 결합되어 구성되는 캐리어 병합은 LTE-A 시스템에서는 100MHZ 대역폭까지 지원하는 것을 목표로 한다 . 목표 대역보다 작은 대역폭을 가지는 1개 이상의 캐리어를 결합할 때, 결합하는 캐리어의 대역폭은 기존 工 MT 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 시스템괴-의 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-A시스템은 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 있디-. 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 (샐의 중심 주파수)가 서로 다른 둘 이상의 셀들의 병합으로 이해될 수 있다. 여기서, 말하는 '샐 (Cell) '은 일반적으로 사용되는 기지국이 커버하는 영역으로서의 ，샐'과는 구분되어야 한다.
LTE-A 시스템에서 사용되는 셀은 프라이머리 셀 ( PCell : Primary Cell ) 및 세컨더리 셀 ( SCell : Secondary Cell )을 포함한다. P셀괴- 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, RRCᅳ CONNECTED 상태애 있고 캐리어 병합이 설정된 단말의 경우 하나 이상의 서빙 셀이 존재할 수 있으며, 전체 서빙 셀에는 P셀과 하나 이상의 S셀이 포함된다.
서빙 셀 ( P샐과 S샐)은 RRC 파라미터를 통해 설정될 수 있다. PhysCellld는 셀의 물리 계층 식별자로 0부터 503까지의 정수값을 가진디- . SCelllndex는 S샐을 식별하기 위하여 사용되는 간략한 ( short ) 식별자로 1부터 7까지의 정수값을 가진다. ServCelllndex는 서빙 셀 ( P셀 또는 S셀 )을 식별하기 위하여 사용되는 간략한 ( short ) 식별자로 0부터 7까지의 정수값을 가진다. 0값은 P셀에 적용되며, SCelllndex는 S셀에 적용하기 위하여 미리 부여된다. 즉, ServCelllndex에서 가장 작은 셀 ID (또는 샐 인덱스)을 가지는 셀이 P셀이 된다.
P셀은 프라이머리 주파수 (또는, primary CC) 상에서 동작하는 셀을 의미한다. 단말이 초기 연결 설정 ( initial connection establ ishment ) 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 p샐에서만 PUCCH를 할당 받아 전송할 수 있으며, 시스템 정보를 획득하거나 모니터링 절차를 변경하는데 P셀만을 이용할 수 있다 . E- UTRA ( Evolved Universal Terrestrial Radio Access )은 캐리어 병합 환경을 지원하는 단말에게 이동성 제어 정보 (τη이 Di lityContr이工 nfo )를 포함하는 入ᄋ위 계층의 RRC 연결 재설정 ( RRCConnectionReconf igutaion) 메시지를 이용하여 핸드오버 절차를 위해 P셀만을 변경할 수도 있다.
S샐은 세컨더리 주파수 (또는, Secondary CC) 상에서 동작하는 셀을. 의미할 수 있다. 특정 단말에 P샐은 하나만 할당되며, S셀은 하나 이상 할당될 수 있다. S샐은 RRC 연결이 설정이 이루어진 이후에 구성 가능하고 추가적인 무선 자원을 제공하는데 사용될 수 있다. 캐리어 병합 환경에서 설정된 서빙 셀 중에서 p셀을 제외한 나머지 샐들, 즉 s셀에는 PUCCH가 존재하지 않는다. E一 UTRAN은 S셀을 캐리어 병합 환경을 지원하는 단말에게 추가할 때, RRC_CONNECTED 상태에 있는 관련된 셀의 동작과 관련된 모든 시스템 정보를 특정 시그널 (dedicated s ignal )을 통해 제공할 수 있다. 시스템 정보의 변경은 관련된 S셀의 해제 및 추가에 의하여 제어될 수 있으며, 이 때 상위 계충의 RRC 연결 재설정 (RRCConnectionReconf igutaion) 메시지를 이용할 수 있다. E-UTRAN은 관련된 S셀 안에서 브로드캐스트하기 보다는 단말 별로 상이한 파라미터를 가지는 특정 시그널링 ( dedicated signal ing ) 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 11은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 컴포넌트 캐리어 및 캐리어 병합의 일례를 나타낸다.
도 11의 ( a )는 LTE 시스템에서 사용되는 단일 캐리어 구조를 나타낸디- . 컴포넌트 캐리어—에는 DL CC와 UL CC가 있다. 하나의 컴포년트 캐리어는 20MHz의 주파수 범위를 가질 수 있다.
도 11의 ( b)는 LTE_A 시스템에서 사용되는 캐리어 병합 구조를 나타낸디- . 도 11의 ( b )의 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 샐에서 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 한디- . 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 Informat ion 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 스케즐링 (Cross Component Carrier Scheduling) 또는 크로스 셀 스케줄링 (Cross Cell Scheduling)으로 일컬을 수 있다.
크로스 캐리어 스케줄링은 PDCCH(DL Grant)와 PDSCH가 각각 다론 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 포1 ¾은 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 있디- . 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 동일힌- 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-스케즐링 ( self - scheduling)은 항상 가능하도록 설정될 수 있다. 이러한, 단말 DL CC 집합, 단말 UL CC 집합 및 PDCCH 모니터링 집합은 단말 특정 (UEᅳ specif ic ) , 단말 그룹 특정 (UE group- specif ic ) 또는 샐 특정 ( Cell - specif ic )하게 설정될 수 있다.
크로스 캐리어 스케줄링이 비활성화된 경우에는 PDCCH 모니터링 집합이 항상 단말 DL CC 집합과 동일하다는 것을 의미하며, 이러한 경우에는 PDCCH 모니터링 집합에 대한 별도의 시그널링과 같은 지시가 필요하지 않디- . 그러니- , 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 12는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 크로스 캐리어 스케줄링에 따른 서브 프레임 구조의 일례를 나타낸다.
도 12를 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 만이 CI F를 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.
ACK/NACK 멀티폴렉성 방법
단말이 eNB로부터 수신되는 다수의 데이터 유닛들에 해당하는 다수의 ACK/NACK들을 동시에 전송해야 하는 상황에서, ACK/NACK 신호의 단일-주파수 특성을 유지하고, ACK/NACK 전송 전력을 즐이기 위해, PUCCH 자원 선택에 기초한 ACK/NACK 다중화 방법이 고려될 수 있다.
ACK/NACK 다중화와 함께, 다수의 데이터 유닛들에 대한 ACK/NACK 웅답들의 콘텐츠들은 실제 ACK/NACK 전송에-사용되는 PUCCH 자원과 QPSK 변조 심볼들의 자원의 결합에 의해 식별된다.
예를 들어, 만일 하나의 PUCCH 자원이 4 비트를 전송하고 4개의 데이터 유닛들이 최대 전송될 수 있는 경우, ACK/NACK 결과는 아래 표 3괴- 같이 eNB 에서 식별될 수 있다.
【표 3】
Figure imgf000045_0001
ACK, NACK/DTX , ACK, ACK 0, 1
NACK/DTX, NACK/DTX, NACK/DTX, NACK 1, 1
ACK, NACK/DTX, ACK, NACK/DTX 0, 1
ACK, NACK/DTX , NACK/DTX, ACK 0, 1
ACK, NACK/DTX, NACK/DTX, NACK/DTX 1, 1
NACK/DTX, ACK, ACK, ACK 0, 1
NACK/DTX, NACK, DTX, DTX .l 0, 0
NACK/DTX, ACK, ACK, NACK/DTX 1, o
NACK/DTX, ACK, NACK/DTX, ACK 1, o
NACK/DTX, ACK, NACK/DTX, NACK/DTX 0, 1
NACK/DTX, NACK/DTX, ACK, ACK 0, 1
NACK/DTX, NACK/DT , ACK, NACK/DTX 0 , 0
NACK/DTX, NACK/DTX, NACK/DTX, ACK 0 , 0
DTX, DTX, DTX, DTX N/A N/A 상기 3에서 HARQ - ACK ( i )는 i번째 데이터 유닛 ( da t a uni t )에 대한 ACK/ ACK 결과를 나타낸다. 상기 표 3에서 DTX (DTX (Discontinuous Transmission)는 해당되는 HARQ-ACK(i)을 위해 전송될 데이터 유닛이 없거나 단말이 HARQ-ACK(i)에 대웅하는 데이터 유닛을 검출하지 못함을 의미한다.
상기 표 3에 의하면 , 최대 4개의 PUCCH 자원 ( " . ； n?uca-u：
(1)
"PUCCH.3 ) 이 있고, b(0) , b (l)은 선택된 PUCCH을 이용하여 전송되는 2개의 비트이다.
예를 들어, 단말이 4개의 데이터 유닛들을 모두 성공적으로 수신하면,
(I)
단말은 "PUCCH j을 이용하여 2 비트 (1, 1)을 전송한다 .
단말이 첫번째 및 세번째 데이터 유닛에서 디코딩에 실패하고, 두번째 및 네번째 데이터 유닛에서 디코딩에 성공하면, 단말은 을 이용하여 비트
(1, 0)을 전송한다. ACK/NACK 채널 선택에서, 적어도 하나의 ACK이 있으면, NACK과 DTX는 짝지워진다 ( couple ) . 이는 예약된 (reserved) PUCCH 자원과 QPSK 심벌의 조합으로는 모든 ACK/NACK 상태를 나타낼 수 없기 때문이다. 하지만, ACK이 없으면 , DTX는 NACK과 분리된다 ( decouple ) .
이 경우, 한 개의 명확한 NACK에 해당하는 데이터 유닛에 링크된 PUCCH 자원은 다수의 ACK/NACK들의 신호를 전송하기 위해 또한 예약될 수 있다, 반지속적 스케줄링 ( Semi-Persistent Scheduling)
반지속적 스케줄링 ( SPS : Semi - Pers istent Scheduling)은 특정 단말에게 자원을 특정 시구간 동안 지속적으로 유지되도록 할당하는 스케줄링 방식이다.
VoIP (Voice over Internet Protocol )와 같이 특정 시간 동안 일정량의 데이터가 전송되는 경우에는 자원할당을 위해 매 데이터 전송 구간 마다 제어정보를 전송할 필요가 없기 때문에 SPS 방식을 사용하여 제어정보의 낭비를 줄일 수 있다. 소위 반지속적 스케줄링 ( SPS : Semi - Persistent Scheduling) 방법에서는 단말에게 자원이 할당될 수 있는 시간 자원 영역을 우선 할당한다.
이때, 반지속적 할당 방법에서는 특정 단말에게 할당되는 시간 자원 영역이 주기성을 갖도록 설정할 수 있디- . 그 다음, 필요에 따라 주파수 자원 영역을 할당함으로써 시간-주파수 자원의 할당을 완성한다. 이렇게 주파수 자원 영역을 할당하는 것을 소위 활성화 (Activation)라고 지칭할 수 있다. 반지속적 할당 방법을 사용하면, 한 번의 시그널링에 의해 일정 기간 동안 자원 할당이 유지되기 때문에 반복적으로 자원할당을 할 필요가 없어 시그널링 오버해드를 즐일 수 있다.
그 후, 상기 단말에 대한 자원할당이 필요 없어지게 되면 주파수 자원 할당을 해제하기 위한 시그널링을 기지국에서 단말로 전송할 수 있다. 이렇게 주파수 자원 영역의 할당을 해제 ( release )하는 것을 비활성화 (Deactivation)라고 지칭할 수 있다.
현재 LTE에서는 상향링크 및 /또는 하향링크에 대한 SPS를 위해 우선 RRC (Radio Resource Control ) 시그널링을 통해 어느 서브프레임들에서 SPS 송신 /수신을 해야 하는지를 단말에게 알려준다. 즉, RRC 시그널링을 통해 SPS를 위해 할당되는 시간-주파수 자원 중 시간 자원을 우선 지정해준다. 사용될 수 있는 서브프레임을 알려주기 위해, 예컨대 서브프레임의 주기와 오프셋을 알려줄 수 있다. 그러나, 단말은 RRC 시그널링을 통해서는 시간 자원 영역만 할당 받기 때문에, RRC 시그널링을 받았다고 하더라도 바로 SPS에 의한 송수신을 수행하지는 않으며, 필요에 따라 주파수 자원 영역을 할당함으로써 시간-주파수 자원의 할당을 완성한다. 이렇게 주파수 자원 영역을 할당하는 것을 활성화 (Activation)라고 지칭할 수 있으며 , 주파수 자원 영역의 할당을 해제 ( release )하는 것을 비활성화 (Deactivation)라고 지칭할 수 있디- .
따라서, 단말은 활성화를 지시하는 PDCCH를 수신한 뒤에, 그 수신된 PDCCH에 포함된 RB 할당 정보에 따라 주파수 자원을 할당하고 MCS (Modulation and Coding Scheme ) 정보에 따른 변조 (Modulation) 및 부호율 ( Code Rate )을 적용하여 , 상기 RRC 시그널링을 통해 할당 받은 서브프레임 주기와 오프셋에 따라 송수신을 수행하기 시작한다. 그 다음, 단말은 기지국으로부터 비활성화를 알리는 PDCCH를 수신하면 송수신을 중단한다. 만일 송수신을 중단한 이후에 활성화 또는 재활성화를 지시하는 PDCCH를 수신하면 그 PDCCH에서 지정한 RB 할당, MCS 등을 사용하여 RRC 시그널링으로 할당 받은 서브프레임 주기와 오프셋을 가지고 다시 송수신을 재개한다. 즉, 시간 자원의 할당은 RRC 시그널링을 통해 수행되지만, 실제 신호의 송수신은 SPS의 활성화 및 재활성화를 지시하는 PDCCH를 수신한 후에 수행될 수 있으며 , 신호 송수신의 중단은 SPS의 비활성화를 지시하는 PDCCH를 수신한 후에 이루어진다 .
단말은 다음과 같은 조건이 모두 만족하는 경우에 SPS 지시를 포함하는 PDCCH를 확인할 수 있다. 첫째로 PDCCH 페이로드를 위하ᅵ 추가된 CRC 패리티 비트가 SPS C-RNTI로 스크램블되어야 하고, 둘째로 새로운 데이터 지시자 (NDI : New Data Indicator) 필드가 0으로 셋팅되어야 한디- . 여기서 , DCI 포맷 2 , 2A, 2B 및 2C의 경우, 새로운 데이터 지시자 필드는 활성화된 전송 블록의 하나를 나타낸다.
그리고, DCI 포맷에 사용되는 각 필드가 아래 표 4 및 표 5에 따라 셋팅되면 확인이 완료된다. 이러한 확인이 완료되면, 단말은 수신한 DCI 정보를 유효한 SPS 활성화 또는 비활성화 (또는 해제 )임을 인식한다 . 반면 , 확인이 완료되지 않으면, 단말은 수신한 DCI 포맷에 비매칭 (non— matching) CRC가 포함된 것으로 인식한다 .
표 4는 SPS 활성화를 지시하는 PDCCH 확인을 위한 필드를 나타낸다.
【표 4】
Figure imgf000049_0001
TPC command for set to N/A N/A scheduled PUSCH x 00'
Cyclic shift DM RS set to N/A N/A
'000'
Modulation and MSB is N/A N/A coding scheme and set to
redundancy version 、 0'
HARQ process number N/A FDD: set to FDD: set to λ 000' x000' TDD: set to 10000 ' TDD: set to
v0000'
Modulation and N/A MSB is set For the enabled coding scheme to 10' transport block：
MSB is set to '0'
Redundancy version N/A set to '00' For the enabled transport block： set to '00' 표 5는 SPS 비활성화 (또는 해제 )를 지시하는 PDCCH 확인을 위한 필드를 나타낸다.
【표 5]
Figure imgf000050_0001
DCI 포맷이 SPS 하향링크 스케줄링 활성화를 지시하는 경우, PUCCH 필드를 위한 TPC 명령 값은 상위 계층에 의해 설정된 4개의 PUCCH 나타내는 인덱스로 사용될 수 있다.
PUCCH piggybacking 도 13은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 UL- SCH의 전송 채널 프로세싱의 일례를 나타낸다.
3GPP LTE 시스템 ( =E— UTRA, Rel . 8 )에서는 UL의 경우, 단말기의 파워앰프의 효율적인 활용을 위하여, 파워 앰프의 성능에 영향을 미치는 PAPR ( Peak- to -Average Power Ratio ) 특성이나 CM ( Cubic Metric ) 특성이 좋은 single carrier 전송을 유지하도록 되어 있다. 즉, 기존 LTE 시스템의 PUSCH 전송의 경우, 전송하고자 하는 데이터를 DFT-precoding을 통해 single carrier 특성을 유지하고, PUCCH 전송의 경우는 single carrier 특성을 가지고 있는 sequence에 정보를 실어 전송함으로써 s ingle carrier 특성을 유지할 수 있다. 그러나 DFT-precoding을 한 데이터를 주파수축으로 비연속적으로 할당하거나 PUSCH와 PUCCH가 동시에 전송하게 되는 경우에는 이러한 single carrier 특성이 깨지게 된다. 따라서, 도 13과 같이 PUCCH 전송과 동일한 subframe에 PUSCH 전송이 있을 경우, single carrier 특성을 유지하기 위해 PUCCH로 전송할 UCI (uplink control information)정보를 PUSCH를 통해 데이터와 함께 전송 ( Piggyback )하도록 되어 있다.
앞서 설명했듯이 기존의 LTE 단말은 PUCCH와 PUSCH가 동시에 전송될 수 없기 때문에 PUSCH7]" 전송되는 subframe에서는 Uplink Control Information (UCI ) ( CQI/PMI , HARQ-ACK, R工등)를 PUSCH 영역에 multiplexing하는 방법을 사용한다.
일례로, PUSCH를 전송하도록 allocation 된 subf rame에서 Channel Quality Indicator ( CQI ) and/ or Precoding Matrix Indicator ( PMI ) ¾- 전송해야 할 경우 UL-SCH data와 CQI/PMI를 DFT- spreading 이전에 multiplexing하여 control 정보와 data를 함께 전송할 수 있다. 이 경우 UL-SCH data는 CQI/PMI resource를 고려히여 rate-matching을 수행 게 된다. 또한 HARQ ACK, R工등의 control 정보는 UL-SCH data를 puncturing 하여 PUSCH 영역에 multiplexing되는 방식이 사용되고 있다.
도 14는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 전송 채널 (transport channel)인 상향링크 공유채널의 신호 처리 과정의 일례를 나타낸다.
이하, 상향링크 공유채널 (이하, 'UL-SCH'라 한다. )의 신호 처리 과정은 하나 이상의 전송 채널 또는 제어정보 타입에 적용될 수 있다.
도 14를 참조하면 , UL— SCH은 전송 시간 구간 (TTI: transmission time interval)口 1"다 한번씩 데이테" 전송 블록 (TB: Transport Block)의 형태로 부호화 유닛 (conding unit)에 전달된다.
상위 계층으로부터 전달 받은 전송 블톡의 비트 β()'Ω1' 2'"3'··'， - 1에 CRC 패리티 비트 (parity bit) ^ο'Ρι' ^ ' Ά-ΐ를 부착한다 (S140 )ᅳ 이때 , A는 전송 블록의 크기이며 , L은 패리티 비트의 개수다. CRC가 부착된 입력 비트는 ^，^'^，^，…'^니과 같다. 이때, B는 CRC를 포함한 전송 블록의 비트 수를 나타낸다.
Figure imgf000052_0001
는 TB 크기에 따라 여러 개의 코드 블록 (CB: Code block)으로 분할 (segmentation)되고, 분할된 여러 개의 CB들에 CRC가 부착된다 (S141) . 코드 블록 분할 및 CRC 부착 후 비트는 cr^cr ,crl,crls,...,cr{Kr_ 과 같다. 여기서 γ은 코드 블록의 번호 ( r=0 , ..., cᅳ 1)이고, ^은 코드 블록 r에 따른 비트 수이다. 또한, c는 코드 블록의 총 개수를 나타낸다. .
이어 , 채널 부호화 (channel coding)가 수행된다 (S142) . 채널 부호화 후의 출력 비트는 α^'α^ "^ 3"'" — 0과 같다. 이때, i는 부호화된 스트림 인덱스이며, 0, 1 또는 2 값을 가질 수 있다. Dr은 코드 블록 r을 위한 i번째 부호화된 스트림의 비트 수를 나타낸다. r은 코드 블록 번호 (r=0,...,C-l)이고, C는 코드 블록의 총 개수를 나타낸다. 각 코드 블록은 각각 터보 코딩에 의하여 부호화될 수 있다.
이어 , 레이트 매칭 (Rate Matching)이 수행된다 (S143) . 레이트 매칭을 거친 이후의 비트는 ^0，^1，^2' 3，…， ( —0과 같다. 이때, r은 코드 블록의 번호이고 (r=0,...,C-l) , C는 코드 블록의 총 개수를 나타낸다. ¾은 r번째 코드 블록의 레이트 매칭된 비트의 개수를 나타낸다.
이어 , 다시 코드 블톡들 간의 결합 (concatenation)이 수행된다 (S144) . 코드 블록의 결합이 수행된 후의 비트는 /ο'.Α'Λ'Λ'·'·'Λ-ι과 같다. 이띠ᅵ, G는 전송을 위한 부호화된 비트의 총 개수를 나타내며, 제어정보가 UL-SCH 전송과 다중화될 때, 제어정보 전송을 위해 사용되는 비트 수는 포함되지 않는다.
한편 , PUSCH에서 제어정보가 전송될 때 , 제어정보인 CQI/PMI, RI , ACK/NACK은 각각 독립적으로 채널 부호화가 수행된다 (S146, S147, S148) . 각 제어정보의 전송을 위해 각각 서로 다른 부호화된 심볼들이 할당되기 때문애 각각의 제어정보는 서로 다른 코딩 레이트 (coding rate)를 가진다.
TDD (Time Division Duplex)에서 ACK/NACK 피드백 ( feedback) 모드는 상위 계층 설정에 의해 ACK/NACK 번들링 (bundling) 및 ACK/NACK 다증화 (multiplexing) 두 가지 모드가 지원된다 . ACK/NACK 번들링을 위해 ACK/NACK 정보 비트는 1비트 또는 2비트로 구성되고, ACK/NACK 다중화를 위해 ACK/NACK 정보 비트는 1비트에서 4비트 사이로 구성된다 .
S134 단계에서 코드 블록 간 결합 단계 이후에, UL— SCH 데이터의 부호화된 비트 /θ'/ΐ'/2'/3'-.·,Λ;— 1 와 CQI/PMI의 부호화된 비트 qQ,q ,q2,q„...,qNL . QcQ1-x 의 다중화가 수행된다 (S145) . 데이터와 CQi/PMI의 다중화된 결과는
Figure imgf000054_0001
^/ '—， 과 같다. 이때, ( / = 0,...,//'ᅳ 1 )는
1 ·Ν' 길이를 가지는 컬럼 (column) 백터를 나타낸다. = (G + ^ )이고, H' = H/(N ^J이다ᅳ N 은 SCH 전송 블록이 매핑된 레이어의 개수를 나타내고, H는 전송 블록이 매핑된 개 전송 레이어에 UL-SCH 데이터와 CQI/PMI 정보를 위해 할당된 부호화된 총 비트의 개수를 나타낸다.
이어, 다중화된 데이터와 CQI/PMI, 별도로 채널 부호화된 RI,
ACK/NACK은 채널 인터리빙되어 출력 신호가 생성된다 (S149) .
MIMO (Multi-Input 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 다증 입출력 안테나를 사용하여 용량 증대 또는 성능 개성을 꾀하기 위한 기술이다. 이하에서는 'ΜΙΜΟ'를 、다중 입출력 안테니- '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 기슬이 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 현계 가장 큰 주목을 받고 있다.
도 15는 일반적인 다중 입출력 안테나 (MIMO) 통신 시스템의 구성도이디- . 도 15를 참조하면, 송신 안테나의 수를 Ντ개로, 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 ( transf er rate )를 향상시키고, 주파수 효율을 획기적으로 향상시킬 수 있다ᅳ . 이 경우, 채널 전송 용량의 증가에 따른 전송 레이트는 하나의 안테나를 이용하는 경우의 최대 전송 레이트 (R0)에 다음과 같은 레이트 증가율 (Ri)이 곱해진 만큼으로 이론적으로 증가할 수 있다.
【수학식 1】
Rt =： min(NT,NR)
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 등시에 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 계열괴-, 다이버시티 이득과 부호화 이득을 동시에 이용하는 시공간 트텔리스 (Trelis) 부호 계열 방식이 있다. 일반적으로 비트 오류율 개선 성능과 부호 생성 자유도는 트텔리스 부호 방식이 우수하지만, 연산 복잡도는 시공간 블록 부호가 간단하다. 이와 같은 공간 다이버서티 이득은 송신 안테나 수 (Ντ)와 수신 안테나 수 (1¾)의 곱 (NT X 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) 수신 기, D- BLAST (Diagonal -Bell Laboratories Layered Space - Time ) , V- BLAST (Vertical -Bell Laboratories Layered Space-Time ) 등이 있으며 특히 송신단에서 채널 정보를 알 수 있는 경우에는 SVD ( singular value decomposition) 방식 등을 사용할 수 있다.
셋째로, 공간 다이버시티와 공간 멀티플렉싱의 결합된 기법을 들 수 있다. 공간 다이버시티 이득만을 얻을 경우 다이버시티 차수의 증가에 따른 성능개선 이득이 점차 포화되며, 공간 멀티풀텍싱 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 15에 도시된 바와 같이 Ντ개의 송신 안테나와 NR개의 수신 안테나가 존재하는 것을 가정한다 .
먼저, 송신 신호에 대해 살펴보면, 이와 같이 Ντ개의 송신 안테나가 있는 경우 최대 전송 가능한 정보는 Ντ개 이므로, 이를 다음과 같은 백터로 나타낼 수 있다. 【수학식 2】
S =
한편, 각각의 전송 정보 Sl, s2, SNT에 있어 전송 전력을 달리 할 수 있으며, 이때 각각의 전송 전력을 P2 PNT라 하면, 전송 전력이 조정된 전송 정보는 다음과 같은 백터로 나타낼 수 있다.
【수학식 3】
S
Figure imgf000058_0001
P2s2 ,···, PNR sNi 또한, ^를 전송 전력의 대각 행렬 P로 다음과 같이 나타낼 수 있디-.
【수학식 4】
Figure imgf000058_0002
한편, 전송 전력이 조정된 정보 백터 s는 그 후 가중치 행렬 w가 곱해져 실제 전송되는 Ντ개의 전송 신호 x2, .. . , XNT를 구성한다. 여기서, 가중치 행렬은 전송 채널 상황 등에 따라 전송 정보를 각 안테나에 적절히 분배해 주는 역할을 수행한다. 이와 같은 전송 신호 Xl f X2 , ^를 백터
X를 이용하여 다음과 같이 나타낼 수 있다 .
【수학식 5】
Figure imgf000058_0003
여기서, Wij는 i번째 송신 안테나와 j번째 전송 정보간의 가중치를 나타내며, W는 이를 행렬로 나타낸 것이다. 이와 같은 행렬 W를 가중치 행렬 ( We ight 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 멀티플택성을 사용하는 경우는 서로 다른 신호를 다중화하여 보내게 되므로, 정보 백터 s의 원소들이 모두 다른 값을 가지게 되는 반면, 공간 다이버시티를 사용하게 되면 같은 신호를 여러 채널 경로를 통하여 보내게 되므로 정보 백터 3의 원소들이 모두 같은 값을 갖게 된다.
물론, 공간 멀티플택싱과 공간 다이버시티를 흔합하는 방법도 고려 가능하다. 즉, 예를 들어 3 개의 송신 안테나를 통하여 같은 신호를 공간 다이버시티를 이용하여 전송하고, 나머지는 각각 다른 신호를 공간 멀티플랙성하여 보내는 경우도 고려할 수 있다.
다음으로, 수신신호는 ¾개의 수신 안테나가 있는 경우, 각 안테나의 수신신호 yi , Y2 , yNR을 백터 y로 다음과 같이 나타내기로 한다.
【수학식 6】
한편, 다중 입출력 안테나 통신 시스템에 있어서의 채널을 모델링하는 경우, 각각의 채널은 송수신 안테나 인텍스에 따라 구분할 수 있으며, 송신 안테나 j로부터 수신 안테나 i를 거치는 채널을 1 1：)로 표시하기로 한다. 여기서, 의 인덱스의 순서가 수신 안테나 인덱스가 먼저, 송신안테나의 인텍스기- 나중임에 유의한다 . 이러한 채널은 여러 개를 한데 묶어서 백터 및 행렬 형태로도 표시 가능하다. 백터 표시의 예를 들어 설명하면 다음과 같다.
도 16은 다수의 송신 안테나에서 하나의 수신 안테나로의 채널을 나타낸 도이다.
도 16에 도시된 바와 같이 총 Ντ개의 송신 안테나로부터 수신안테나 i로 도착하는 채널은 다음과 같이 표현 가능하다.
【수학식 7】
= [h , hi2, - - -, hlNr
또한, 상기 수학식 7과 같은 행렬 표현을 통해 Ντ개의 송신 안테나로부터
NR개의 수신 안테나를 거치는 채널을 모두 나타내는 경우 다음과 같이 나타낼 수
【수학식 8】
Figure imgf000060_0001
한편, 실제 채널은 위와 같은 채널 행렬 H를 거친 후에 백색 잡음 (AWGN: Additive White Gaussian Noise)가 더해지거 1 되므로, NR개의 수신 안테나 각각에 더해지는 백색 잡음 ηι, n2, ... , nNR을 백터로 표현하면 다음과 같다.
【수학식 9]
n二 "1，"2，.'게
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.
【수학식 10]
= Ηχ + η
Figure imgf000061_0001
한편, 채널의 상태를 나타내는 채널 행렬 Η의 행과 열의 수는 송수신 안테나 수에 의해서 결정된다. 채널 행렬 Η는 앞서 살펴본 바와 같이 행의 수는 수신 안테나의 수 ] 과 같아지고, 열의 수는 송신 안테나의 수 NR와 같아 지게 된다. 즉, 채널 행렬 H는 NRXNR 행렬이 된다.
일반적으로, 행렬의 탱크 (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 탱크 (rank (H) )는 다음과 같이 제한된다.
【수학식 11】
膽 A;(H) < mm(NT， NR )
또한, 행렬을 고유치 분해 (Eigen value decomposition)를 하였을 띠 1 , 탱크는 고유치 (eigen value)들 중에서 0이 아닌 고유치들의 개수로 정의할 수 있다. 비슷한 방법으로, 랭크를 SVD (singular value decomposition) 했을 때 0이 아닌 특이값 (singular value)들의 개수로 정의할 수 있다. 따라서 , 채널 행렬에서 탱크의 물리적인 의미는 주어진 채널에서 서로 다른 정보를 보낼 수 있는 최대 수라고 할 수 있다.
본 명세서에 있어, MIMO 전송에 대한 '탱크 (Rank) '는 특정 시점 및 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 대웅하는 개수의 레이어를 전송하기 때문에 특별한 언급이 없는 한 랭크는 레이어 개수와 동일한 의미를 가진다. 참조 신호 (RS : Reference Signal)
무선 통신 시스템에서 데이터는 무선 채널을 통해 전송되기 때문에 , 신호는 전송 중에 왜곡될 수 있다. 수신단에서 왜곡된 신호를 정확하게 수신하기 위하여, 수신된 신호의 왜곡은 채널 정보를 이용하여 보정되어야 한디- . 채널 정보를 검출하기 위하여 송신측과 수신측 모두 알고 있는 신호 전송 방법과 신호가 채널을 통해 전송될 때 왜곡된 정도를 이용하여 채널 정보를 검출하는 방법을 주로 이용한다. 상술한 신호를 파일럿 신호 또는 참조 신호 (RS )라고 한다.
다중 입출력 안테나를 이용하여 데이터를 송수신할 때, 신호를 정확하게 수신하기 위하여 송신 안테나와 수신 안테나 간의 채널 상태가 검출되어야 한디- . 따라서 각 송신 안테나는 개별적인 참조 신호를 가져야 한다.
하향 참조 신호는 하나의 셀 내 모든 단말이 공유하는 공통 참조 신호 ( CRS : common RS )와 특정 단말만을 위한 전용 참조 신호 (DRS : dedicated RS )가 있다. 이와 같은 참조 신호들을 이용하여 복조 ( demodulation)와 채널 측정 ( channel measurement ) 위한 정보를 제공할 수 있다. 수신 측 (즉, 단말)은 CRS로부터 채널 상태를 측정하고, CQI (Channel Quality Indicator) , ΡΜΙ (Precoding Matrix Index) 및 /또는 RI (Rank Indicator)와 같은 채널 품질과 관련된 지시자를 송신 측 (즉, 기지국)으로 피드백한다. CRS는 셀 특정 기준신호 (cell-specific RS)라고도 한다. 반면, 채널 상태 정보 (CSI: Channel State Information)의 피드백과 관련된 참조 신호를 CSI-RS라고 정의할 수 있다.
DRS는 PDSCH 상의 데이터 복조가 필요한 경우 자원 요소들을 통해 전송될 수 있다. 단말은 상위 계층을 통하여 DRS의 존재 여부를 수신할 수 있으며, 상응하는 PDSCH가 매핑되었을 때만 유효하다. DRS를 단말 특정 참조 신호 (UE— specific RS) 또는 복조 참조 신호 (DMRS: Demodulation RS)라고 할 수 있다.
도 17은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 하향링크 자원 블록 쌍에 매핑된 참조 신호 패턴을 예시한다.
도 17을 참조하면, 참조 신호가 매핑되는 단위로 하향링크 자원 블록 쌍은 시간 영역에서 하나의 서브 프레임 X 주파수 영역에서 12개의 부 반송파로 나타낼 수 있다. 즉, 시간 축 (X축) 상에서 하나의 자원 블록 쌍은 일반 순환 전치 (normal CP: normal Cyclic Prefix) 인 경우 14개의 OFDM 심볼의 길이를 가지고 (도 17의 (a)의 경우) , 확장 순환 전치 (extended CP: extended Cyclic Prefix)인 경우 12개의 OFDM 심볼의 길이를 가진다 (도 17의 (b)의 경우) . 자원 블록 격자에서 ' 0 ' , ' 1 ' , ' 2 ' 및 ' 3 '으로 기재된 자원 요소들 (RES)은 각각 안테나 포트 인덱스 ' 0 ' , ' 1 ' , ' 2 ' 및 ' 3 '의 CRS의 위치를 의미하며, 'D'로 기재된 자원 요소들은 DRS의 위치를 의미한다. 이하 CRS에 대하여 좀 더 상세하게 기술하면, CRS는 물리적 안테나의 채널을 추정하기 위해 사용되고, 셀 내에 위치한 모든 단말에 공통적으로 수신될 수 있는 참조 신호로써 전체 주파수 대역에 분포된다. 또한, CRS는 채널 품질 정보 ( CSI ) 및 데이터 복조를 위해 이용될 수 있다.
CRS는 전송 측 (기지국)에서의 안테나 배열에 따라 다양한 포맷으로 정의된다 . 3GPP LTE 시스템 (예를 들어 , 릴리즈 - 8 )에서는 다양한 안테나 배열을 지원하고, 하향링크 신호 송신 측은 3개의 단일의 송신 안테나, 2개의 송신 안테나 및 4개의 송신 안테나와 같이 3 종류의 안테나 배열을 가진다. 기지국이 단일의 송신 안테나를 사용하는 경우, 단일 안테나 포트를 위한 참조 신호가 배열된다. 기지국이 2개의 송신 안테나를 사용하는 경우, 2개의 송신 안테나 포트를 위한 참조 신호는 시분할 다중화 ( TDM : Time Division Multiplexing) 및 /또는 주파수 분할 다중화 ( FDM Frequency Division Multiplexing) 방식을 이용하여 배열된다. 즉, 2개의 안테나 포트를 위한 참조 신호는 각각이 구별되기 위해 서로 다른 시간 자원 및 /또는 서로 다른 주파수 자원이 할당된다.
게다가, 기지국이 4개의 송신 안테나를 사용하는 경우, 4개의 송신 안테나 포트를 위한 참조 신호는 TDM 및 /또는 FDM 방식을 이용하여 배열된디- . 하향링크 신호의 수신 측 (단말)에 의하여 측정된 채널 정보는 단일의 송신 안테나 전송, 송신 다이버시티, 폐쇄 루프 공간 다중화 ( closed— loop spatial multiplexing) , 개방 루프 공간 다중화 ( open- loop spatial multiplexing) 또는 다중 사용자 -다중 입출력 안테나 (Multi -User MIMO)의- 같은 전송 방식을 이용하여 전송된 데이터를 복조하기 위하여 사용될 수 있다. 다중 입출력 안테나가 지원되는 경우 참조 신호가 특정의 안테나 포트로부터 전송될 때, 상기 참조 신호는 참조 신호의 패턴에 따라 특정된 자원 요소들의 위치에 전송되며, 다른 안테나 포트를 위해 특정된 자원 요소들의 위치에 전송되지 않는다. 즉, 서로 다른 안테나 사이의 참조 신호는 서로 겹 지 않는다 자원 블록에 CRS를 맵핑하는 규칙은 다음과 같이 정의된다
【수학식 12】 k = 6m + (v + vshift )mod6
1 = m = 0,l,...,2-N°B L-l
m' = m + N' x-OL -N^
Figure imgf000065_0001
3 if p = 0and/≠0
ii p = l and / = 0
0 if p = 1 and /≠ 0
3(ns mod 2) ifp = 2
3 + 3(ns mod 2) if/? = 3 vshift =^D mod6 수학식 12에서, k 및 1 은 각각 부반송파 인덱스 및 심볼 인덱스를
DL
나타내고, p 는 안테나 포트를 나타낸다 ymb은 하나의 하향링크 슬롯에서의
DL
OFDM 심볼의 수를 나타내고, 은 하향링크에 할당된 무선 자원의 수를 cell
나타낸다. n! 슬롯 인덱스를 나타내고, ^S"은 셀 ID를 나타낸다 . mod 모들로 (modulo) 연산을 나타낸다. 참조 신호의 위치는 주파수 영역에서 ν«' 값에 따라 달라진다. lift 샐 ID에 종속되므로, 참조 신호의 위^ 셀에 따라 다양한 주파수 편이 ( f requency shif t ) 값을 가진다.
보다 구체적으로, CRS를 통해 채널 추정 성능을 향상시키기 위해 CRS의 위치는 셀에 따라 주파수 영역에서 편이될 수 있다. 예를 들어, 참조 신호가 3개의 부 반송파의 간격으로 위치하는 경우, 하나의 셀에서의 참조 신호들은 3k 번째 부반송파에 할당되고, 다른 셀에서의 참조 신호는 3k+ l 번째 부반송파애 할당된다. 하나의 안테나 포트의 관점에서 참조 신호들은 주파수 영역에서 6개의 자원 요소 간격으로 배열되고, 또 다른 안테나 포트에 할당된 참조 신호와는 3개의 자원 요소 간격으로 분리된다.
시간 영역에서 참조 신호는 각 슬롯의 심볼 인덱스 0 에서부터 시작하여 동일 간격 ( constant interval )으로 배열된다. 시간 간격은 순환 전치 길이에 따라 다르게 정의된다. 일반 순환 전치의 경우 참조 신호는 슬롯의 심볼 인덱스 0 과 4에 위치하고, 확장 순환 전치의 경우 참조 신호는 슬롯의 심볼 인덱스 0 과 3에 위치한다 . 2개의 안테나 포트 중 최대값을 가지는 안테나 포트를 위한 참조 신호는 하나의 OFDM 심볼 내에 정의된다 . 따라서 , 4개의 송신 안테나 전송의 경우, 참조 신호 안테나 포트 0 과 1을 위한 참조 신호는 슬롯의 심볼 인덱스 0 과 4 (확장 순환 전치의 경우 심볼 인텍스 0 과 3 )에 위치하고, 안테나 포트 2 와 3을 위한 참조 신호는 슬롯의 심볼 인텍스 1에 위치힌 -다. 안테나 포트 2 와 3을 위한 참조 신호의 주파수 영역에서의 위치는 2번째 슬롯에서 서로 맞바꿔진다 .
이하 DRS에 대하여 좀 더 상세하게 기술하면 , DRS는 데이터를 복조하기 위하여 사용된다. 다중 입출력 안테나 전송에서 특정의 단말을 위해 사용되는 선행 부호화 (preceding) 가중치는 단말이 참조 신호를 수신하였을 때 각 송신 안테나에서 전송된 전송 채널과 결합되어 상응하는 채널을 추정하기 위하여 변경 없이 사용된다.
3GPP LTE 시스템 (예를 들어 , 릴리즈 -8)은 최대로 4개의 전송 안테나를 지원하고, 탱크 1 범포밍 (beamforming)을 위한 DRS가 정의된다. 랭크 1 빔포밍을 위한 DRS는 또한 안테나 포트 인덱스 5 를 위한 참조 신호를 나타낸다. 자원 블록에 DRS를 맵핑하는 규칙은 다음과 같이 정의된다. 수학식 13은 일반 순환 전치인 경우를 나타내고, 수학식 14는 확장 순환 전치인 경우를 나타낸다.
【수학식 13】
k = (k')modN^B +N^ -nmB
Figure imgf000067_0001
【수학식 14】
') mod N^ +N^ .n,
Figure imgf000067_0002
vshlft =NS"mod3
상기 수학식 12내지 수학식 14에서, k 및 p는 각각 부반송파 인텍스 및 안테나 포트를 나타낸다. 쒜 ns, 는 각각 하향링크에 할당된 RB의 수, 슬롯 인덱스의 수, 셀 ID의 수를 나타낸다. RS의 위치는 주파수 도메인 관점에서 Vshift값에 따라 달라진다.
수학식 13 및 14에서, k 및 1 은 각각 부반송파 인덱스 및 심볼 인덱스를 나타내고, p 는 안테나 포트를 나타낸다. ^은 주파수 영역에서 자원 블록 크기를 나타내고, 부반송파의 수로써 표현된다. 은 물리 자원 블록의 수를 나타낸다. N^ 은 PDSCH 전송을 위한 자원 블특의 주파수 대역을 나타낸다. ns 는 슬롯 인덱스를 나타내고, o 는 셀 ID를 나타낸다. mod 는 모들로 (modulo) 연산을 나타낸다. 참조 신호의 위치는 주파수 영역에서 v^ft 값에 따라 달라진다. Vshift는 셀 ID에 종속되므로, 참조 신호의 위치는 셀에 따라 다양한 주파수 편이 (frequency shift) 값을 가진다.
사운딩 참조 신호 (SRS: Sounding Reference Signal)
SRS는 주로 상향링크의 주파수-선택적 스케줄링을 수행하기 위하여 채널 품질 측정에 사용되며, 상향링크 데이터 및 /또는 제어 정보의 전송과 관련되지 않는다. 그러나, 이에 한정되지 않으며 SRS는 전력 제어의 향상 또는 최근에 스케줄되어 있지 않은 단말들의 다양한 스타트ᅳ업 (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 슬릇에 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
' srsSubframeConf iguration ' 파라미터는 SRS7> 각 무선 프레임을 통히 1 전송될 수 있는 15가지의 가능한 서브 프레임의 배열을 나타낸다. 이러한 배열들에 의하여 , 운용 시나리오 (deployment scenario )에 따라 SRS 오버해드 ( 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 18은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 사운딩 참조 신호 심볼을 포함한 상향링크 서브 프레임을 예시한다 .
도 18을 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 시뭔스 간에 직교성은 보장되지 않는다.
COMP (Coordinated Multi-Point Transmission and Reception)
LTE-advanced의 요구에 발맞춰, 시스템의 성능 향상을 위하여 CoMP 전송이 게안되었다 . C VIP는 co-MIMO, collaborative MIMO, network MIMO 등으로도 불린다. CoMP는 샐 경계에 위치한 단말의 성능을 향상시키고, 평균 셀 (섹터 )의 효율 (throughput)을 향상시킬 것으로 예상된다.
일반적으로, 셀 간 간섭 (工 nter-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 Process ing ) 방식과 CS/CB ( Coordinated Scheduling/Beamf orming) 방식으로 분류할 수 있다 .
JP 방식에서 , 데이터는 CoMP 단위의 각 포인트 (기지국)에서 사용될 수 있다 . CoMP 단위는 CoMP 방식에서 이용되는 기지국들의 집합을 의미한디- . JP 방식은 다시 연합 전송 ( j oint transmission) 방식과 동적 셀 선택 ( dynamic cell selection) 방식으로 분류할 수 있다.
연합 전송 방식은 CoMP 단위에서 전체 또는 일부분인 복수의 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 샐에서만 단말로 데이터를 전송하지만, 사용자 스케줄링 /범포밍은 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 Schedul ing/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 '인ᅳ밴드 ( 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 샐의 일부로 구성되는 릴레이 노드는 릴레이 노드 식별지 (relay ID)를 가질 수는 있지만, 릴레이 노드 자신의 샐 식별자 (cell identity)를 가지지 않는다.
도너 샐이 속하는 기지국에 의하여 RRM (Radio . Resource Management)의 적어도 일부가 제어되면, RRM의 나머지 부분들이 릴레이 노드에 위치하더라도 도너 샐의 일부로서 구성되는 릴레이 노드라 한디-. 바람직하게, 이러한 릴레이 노드는 레거시 단말을 지원할 수 있다. 예를 들어,
^uj-B 리 터 (Smart repeaters) , 디 <¾-i워 ¾레이 ^.H (decode- and- forward relays) , L2(제 2계층〉 릴레이 노드들의 다양한 종류들 및 타입 -2 릴레이 노드가 이러한 릴레이 노드에 해당한다. 스스로 셀을 제어하는 릴레이 노드의 경우에 릴레이 노드는 하나 또는 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 샐에 액세스하는 것과 일반 기지국에 의해 제어되는 썰애 액세스하는 것에 차이점이 없다. 이러한 릴레이 노드에 의해 제어되는 셀은 레거시 단말을 지원할 수 있다. 예를 들어, 샐프-백홀링 ( Self -backhauling) 릴레이 노드, L3 (제 3계층) 릴레이 노드, 타입 - 1 릴레이 노드 및 타입— la 릴레이 노드가 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 릴리즈ᅳ 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 (스케즐링 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 보인디- . 즉, 역방향 호환성 (backward compatibility)을 7진다. 한편 , LTE-A ^스템에 띠-리- 동작하는 단말들에게는, 타입 - 1 릴레이 노드는 레거시 기지국과 다른 기지국으로 보여, 성능 향상을 제공할 수 있다.
타입—la 릴레이 노드는 아웃 밴드로 동작하는 것 외에 전술한 타입 - 1 릴레이 노드와 동일한 특징들을 가진다. 타입 - la 릴레이 노드의 동작은 L1 (제 1계층) 동작에 대한 영향이 최소화 또는 없도록 구성될 수 있디- .
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 다증화될 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 등시에 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 ( j amming)이 발생할 수 있디- . 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 않도특 설정할 수 있다. 이러한 갭은 MBSFN (Multicast Broadcast Single Frequency Network) 서브프레임을 구성함으로써 설정할 수 있다. 도 19는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 릴레이 노드 자원 분할을 예시한다 .
도 19에서, 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 을바른 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=l , 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 있디- .
MBSFN 서브프레임을 이용하는. 두번째 서브프레임에 대하여 구체적으로 설명한다. 두번째 서브프레임의 제어 영역은 릴레이 노드 비ᅳ청취 ( ηοη— hearing) 구간이라고 할 수 있다. 릴레이 노드 비 -청취 구간은 릴레이 노드가 백홀 하향링크 신호를 수신하지 않고 액세스 하향링크 신호를 전송하는 구간을 의미한다ᅳ 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 소요된다ᅳ 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> l ) 개의 시간 샘플 ( Ts : time sample ) 값으로 주어질 수 있고, 또는 하나 이상의 OFDM 심볼 길이로 설정될 수도 있다. 또는, 릴레이 노드 백홀 하향링크 서브프레임이 연속으로 설정되어 있는 경우에 또는 소정의 서브프레임 타이밍 정렬 ( timing alignment ) 관계에 따라 서브프레임의 마지막 부분의 가드시간은 정의되거나 설정되지 않을 수 있다. 이러한 가드 시간은 역방향 호환성을 유지하기 위하여, 백홀 하향링크 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 구간애서 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. 채널상태정보 <CSI : Channel State Information) 피드백
MIMO 방식은 개 -루프 ( open- loop) 방식과 폐 -루프 ( closed- loop ) 방식으로 구분될 수 있다. 개 -루프 MIMO 방식은 MIMO 수신단으로부터의 채널상태정보의 피드백이 없이 송신단에서 MIMO 전송을 수행하는 것을 의미한다. 폐—루프 MIMO 방식은 MIMO 수신단으로부터의 채널상태정보를 피드백 받아 송신단에서 MIMO 전송을 수행하는 것을 의미한다 . 폐 -루프 MIMO 방식에서는 MIMO 송신 안테나의 다중화 이득 (multiplexing gain)을 얻기 위해서 송신단과 수신단의 각각이 채널 상태정보를 바탕으로 범포밍을 수행할 수 있다. 수신단 (예를 들어 , 단말)이 채널상태정보를 피드백할 수 있도록 송신딘 (예를 들어, 기지국)은 수신단 (예를 들어, 단말)에게 상향링크 제어 채널 또는 상향링크 공유 채널을 할당할 수 있다.
피드백되는 채널상태정보 ( CSI )는 탱크 지시자 (RI ) , 프리코딩 행렬 인덱스 ( PMI ) 및 채널품질지시자 ( CQI )를 포함할 수 있다.
RI는 채널 랭크에 대한 정보이다. 채널의 탱크는 동일한 시간 주파수 자원을 통해서 서로 다른 정보를 보낼 수 있는 레이어 (또는 스트림)의 최대 개수를 의미한다 . 랭크 값은 채널의 장기간 ( long term) 페이딩에 의해서 주로 결정되므로, PMI 및 CQI 에 비하여 일반적으로 더 긴 주기에 따리- (즉, 덜 빈번하게 ) 피드백될 수 있다 .
PMI는 송신단으로부터의 전송에 이용되는 프리코딩 행렬에 대한 정보이며, 채널의 공간 특성을 반영하는 값이다. 프리코딩이란 전송 레이어를 송신 안테나에 매핑시키는 것을 의미하며, 프리코딩 행렬에 의해 레이어-안테니- 매핑 관계가 결정될 수 있다. PMI 는 신호대잡음및간섭비 ( SINR : Signal - to - Interference plus Noise Ratio) 등의 측정값 (metric )을 기준으로 단말이 선호하는 (preferred) 기지국의 프리코딩 행렬 인덱스에 해당한다. 프리코딩 정보의 피드백 오버해드를 줄이기 위해서, 송신단과 수신단이 여러 가지 프리코딩 행렬을 포함하는 코드북을 미리 공유하고 있고, 해당 코드북에서 특정 프리코딩 행렬을 지시하는 인덱스만을 피드백하는 방식이 사용될 수 있다.
CQ工는 채널 품질 또는 채널 세기를 나타내는 정보이다. CQ工는 미리 결정된 MCS 조합으로서 표현될 수 있다. 즉, 피드백되는 CQI 인텍스는 화 ^ 2：기법 (modulation scheme ) 및 코드 레이 ( code rate ) 1- 나타낸다. 일반적으로, CQI 는 기지국이 PMI 를 이용하여 공간 채널을 구성하는 경우에 얻을 수 있는 수신 SINR 을 반영하는 값이 된다.
확장된 안테나 구성을 지원하는 시스템 (예를 들어 , LTE -A 시스템 )에서는 다중사용자 -MIMO (MU-MIMO) 방식을 이용하여 추가적인 다증사용자 다이버시티를 획득하는 것을 고려하고 있다. MU-MIMO 방식에서는 안테나 영역 (domain)에서 다중화되는 단말들 간의 간섭 채널이 존재하므로, 다중사용자 중 하나의 단말이 피드백하는 채널 상태정보를 기지국에서 이용하여 하향링크 전송을 수행하는 경우에 다른 단말에 대해서 간섭이 발생하지 않도록 하는 것이 필요하다 . 따라서 , Μϋ-ΜΙΜΟ 동작이 을바르게 수행되기 위해서는 단일사용자 -ΜΙΜΟ ( SU-MIMO) 방식에 비하여 보다 높은 정확도의 채널상태정보가 피드백되어야 한다.
이와 같이 보다 정확한 채널상태정보를 측정 및 보고할 수 있도록, 기존의 RI , PMI 및 CQI 로 구성되는 CSI 를 개선한 새로운 CSI 피드백 방안이 적용될 수 있다. 예를 들어, 수신단이 피드백하는 프리코딩 정보가 2 개의 PMI 의 조합에 의해서 지시될 수 있다. 2 개의 PMI 중 하나 (제 1 PM工)는, 장기간 및 /또는 광대역 ( long term and/or wideband)의 속성을 가지고, W1으로 지칭될 수 있다. 2 개의 PMI 중 다른 하나 (제 2 PMI )는, 단기간 및 /또는 서브대역 ( short term and/ or subband)의 속성을 가지고, W2으로 지칭될 수 있다 . W1 및 W2의 조합 (또는 함수)에 의해서 최종적인 PMI가 결정될 수 있디- . 예를 들어, 최종 PMI 를 W 라 하면, W=W1 *W2 또는 W=W2 *W1 과 같이 정의될 수 있다.
여기서, W1 은 채널의 주파수 및 /또는 시간상 평균적인 특성을 반영한디- . 다시 말하자면 , W1 은 시간 상에서 장기간 ( long term) 채널의 특성을 반영하거나 , 주파수 상에서 광대역 (wideband) 채널의 특성을 반영하거나 , 또는 시간상에서 장기간인 동시에 주파수 상에서 광대역 채널의 특성을 반영하는 채널 상태 정보로서 정의될 수 있다. W1 의 이러한 특성을 간략하게 표현하기 위히 1서, W1 를 장기간ᅳ광대역 속성의 채널 상태 정보 (또는, 장기간—광대역 PMI )라고 한다.
한편, W2 는 W1 에 비하여 상대적으로 순간적인 ( instantaneous ) 채널 특성을 반영한다. 다시 말하자면 , 는 시간 상에서 단기간 ( short term) 채널의 특성을 반영하거나, 주파수 상에서 서브대역 ( subband) 채널의 특성을 반영하거나, 또는 시간상에서 단기간인 동시에 주파수 상에서 서브대역 채널의 특성을 반영하는 채널 상태 정보로서 정의될 수 있다. W2 의 이러한 특성을 간략하게 표현하기 위해서 , W2 를 단기간ᅳ서브대역 속성의 채널 상태 정보 (또는, 단기간—서브대역 PMI )라고 한다.
채널 상태를 나타내는 2 개의 서로 다른 속성의 정보 (예를 들어 , W1 및 W2 )로부터 하나의 최종 프리코딩 행렬 (W)을 결정할 수 있도록 하기 위해서 , 각각의 속성의 채널 정보를 나타내는 프리코딩 행렬들로 구성되는 별도의 코드북
(즉, W1에 대한 제 1 코드북 및 W2 에 대한 제 2 코드북)을 구성할 필요가 있다. 이와 같이 구성되는 코드북의 형태를 계층적 코드북 ( hierarchical codebook)이라 할 수 있다. 또한, 계층적 코드북을 이용하여 최종 사용될 코드북을 결정하는 것을, 계층적 코드북 변환 ( hierarchical codebook transformation)이라 할 수 있다.
이러한 코드북을 이용하는 경우에 단일 코드북을 이용하는 경우에 비하여 높은 정확도의 채널 피드백이 가능해진다. 이와 같이 높은 정확도의 치ᅵ널 피드백을 이용하여 단일-셀 MU-MIMO 및 /또는 다중-셀 협력 통신 등을 지원할 수도 있다.
Enhanced PMI for MU- IMO 또는 CoMP
LTE-A와 같은 차세대 통신표준에서 높은 전송률을 달성하기 위해 MU-MIMO 및 COMP 등의 송신 기법이 제안되었다. 이러한 향상된 송신 기법을 구현하기 위해서 ϋΕ는 보다 복잡하고 다양한 CSI 를 기지국으로 피드백 해야 할 필요가 있다.
일 예로, MU-MIMO에서는 UE-A 가 PMI를 선택할 때, 자신의 최적 PMI ( desired PMI )뿐만이 아니라 자신과 함께 스케줄링 받을 ϋΕ의 ΡΜΙ (이하 BCPMI (best companion PMI )라 지칭한다. )도 함께 을리는 CSI 피드백 방식이 고려되고 있다.
즉, precoding matrix codebook내에서 co- scheduled UE가 precoder로 사용했을 때 UE— A에게 간섭을 덜 주는 BCPMI를 계산하여 추가적으로 기지국에게 피드백 한다.
기지국은 이 정보를 이용하여 , UE-A와 BCPM (BCPM ( best companion precoding matrix)： BCPMI에 해당하는 precoding matrix) precodin을 선호하는 또 다른 UE를 MU— MIMO 스케줄 한다.
BCPMI 피드백 방식은 피드백 payload의 유무에 따라 크게 explicit 피드백과 implicit 피드백 두 가지로 분류된다.
첫 번째로 피드백 payload가 있는 explicit 피드백 방식이 있다.
Explicit 피드백 방식은 UE— A가 precoding matrix codebook내 에서 BCPMI를 결정한 뒤, control channel을 통해 기지국으로 피드백 한다. 한가지 방식으로 ϋΕ— A는 추정 SINR이 최대가 되게 하는 간섭신호 precoding matrix를 codebook내에서 선택하고 이를 BCPMI 값으로 피드백 한다.
Explicit 피드백의 장점은 간섭 제거에 보다 효과적인 BCPMI를 선택하여 보낼 수 있다. UE는 codebook내의 모든 codeword에 대해 하나씩 간섭 beam으로 가정하고 SINR등의 metric을 비교하여 간섭 제거에 가장 효과적인 값을 BCPMI로 결정하기 때문이다. 하지만 codebook size가 커질수록 BCPMI의 candidate이 늘어나기 때문에 더 큰 피드백 payload size가 필요하다.
두 번째로 피드백 payload가 없는 implicit 피드백 방식이 있다.
Implicit 피드백 방식은 UE— A가 codebook 내에서 간섭을 적게 받는 codeword를 search하여 BCPMI로 선택하는 것이 아니라, des ired PM工가 결정되면 그에 상응하는 BCPM工가 static하게 결정하는 방식이다. 이때 BCPM는 결정된 desired PMI에 orthogonal한 vector들로 구성되는 것이 바람직할 수 있다.
왜냐하면 des ired PM는 수신 SINR을 최대화 하기 위해서 채널 H의 채널 gain을 최대화 할 수 있는 방향으로 설정되었기 때문에 간섭신호는 이 PM의 방향을 회피하여 선택하는 것이 간섭 완화에 효과적이기 때문이다. 채널 H를 singular value decomposition ( SVD)을 통해 복수개의 independent channel로 분석해 보면 이러한 BCPMI 결정 방식은 더욱 정당화된디- . 4x4 채널 H는 아래 수학식 15와 같이 SVD를 통해 분해할 수 있다.
【수학식 15】
Figure imgf000084_0001
수학식 15에서 U'V는 unitary 행렬이며 , , Vi , 는 각각 채널 H의 4x1 lef t singular vector , 4x1 right singular vector , singular λ > λ
value를 나타내며 내림차순으로 정렬되어 있다. 송신 단에 beamf orming matrix V와 수신 단에서 beamf orming matrix U"를 人 ]·용할 경우 이론적으로 얻을 수 있는 모든 채널 gain을 손실 없이 얻을 수 있다.
Rank 1인 경우는 송신 beamf orming vector v ^ 수신 beamf orming vector ul을 사용하는 것이 채널 gain ！시 '을 얻어 SNR 관점에서 최적의 성능을 얻을 수 있다. 예를 들어 UE-A는 rank 1인 경우 ^과 가장 유사한 PM를 선택하는 것이 유리하다. 이상적으로 desired PM가 ^과 완전히 일치하는 경우 수신 beam을 Ul으로 설정하고 간섭 신호의 송신 beam은 PM에 orthohonal한 방향으로 설정하여 desired 신호에 손실 없이 간섭 신호를 완벽히 제거할 수 있다. 현실적으로 양자화 오류로 인해 desired PM가 ^과 약간의 차이가 있는 경우, PM에 orthogonal한 방향으로 설정된 간섭 신호의 송신 beam은 1에 orthogonal한 beam과 더 동일하지 않기 띠 1문에 desired 신호에 손실 없이 간섭 신호를 완벽히 제거 할 수 없지만, 양자화 오차가 작은 경우 간섭 신호 제어에 도움을 줄 수 있다.
Implicit 피드백의 일 예로 LTE codebook을 사용하는 경우 BCPM工는 PMI어) 대해 orthogonal한 vector index로 static하게 결정될 수 있디- . 송신 안테나가 4개 이고 PM工를 피드백 한 UE의 수신 rank를 1로 가정하였고 desired PMI에 대해 orthogonal한 3개의 vector는 3개의 BCPMI로 표현된다.
예를 들어 PMI = 3인 경우, BCPMI = 0 , 1 , 2로 결정된다. PMI와 BCPMI는 codebook내에 있는 4x1 vector codeword의 인덱스를 나티-낸디- . 기지국은 상기 BCPMI set (BCPMI = 0 , 1 , 2 )을 간섭 제거에 유효한 precoding index로 간주하여 일부 또는 전부를 co- schedule UE의 precoder로 사용한다.
Implicit PMI의 장점은 desired PMI와 BCPMI set이 1： 1로 mapping되어 있으므로 추가적인 피드백 overhead가 없다는 것이다. 하지만 desired PM ( PM : PMI에 해당하는 precoding matrix) 양자화 오차로 인해 그에 종속된 BCPM 역시 최적의 간섭제거 beam 방향과 오차가 있을 수 있다. 양자화 오차가 없다면 3개의 BCPM는 모두 간섭을 완벽히 제거하는 간섭 beam ( ideal 간섭 beam)을 나타내지만, 오차가 있을 경우 각 BCPM는 ideal 간섭 beam과 차이가 발생한다.
또한, 각 BCPM 가 갖는 ideal 간섭 beam과의 차이는 평균적으로 같지만, 특정 순간에는 다를 수 있다. 예를 들어 desired PMI = 3일 경우 BCPMI 0 , 1 , 2의 순서로 간섭 신호 제거에 효과적일 수 있으며 , BCPMI 0 , 1 , 2의 상대적인 오차를 모르는 기지국은 ideal 간섭 beam과 오차가 가장 큰 BCPMI 2를 간섭 신호의 beam으로 정하여 co- scheduled UE간 강한 간섭이 존재하는 상태로 통신 할 가능성이 있다.
D2D (Device— to— Device ) 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.
도 20은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 D2D 통신을 개념적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 20의 ( a)는 기존의 기지국 중심의 통신 방식을 나타내는 것으로, 단말 KUE 1 )은 상향링크 상에서 기지국으로 데이터를 전송할 수 있고, 기지국은 하향링크 상에서 단말 2 (UE 2 )로 데이터를 전송할 수 있다. 이러한 통신 방식은 기지국을 통한 간접 통신 방식이라고 할 수 있다. 간접 통신 방식에서는 기존의 무선 통신 시스템에서 정의된 링크인 ϋη 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 20의 (b)는 D2D 통신의 일례로서 단말 대 단말 (UE-to— UE) 통신 방식을 나타내는 것으로, 단말 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 21은 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용될 수 있는 D2D 통신의 다양한 시나리오들의 일례를 나타낸다.
D2D 통신의 시나리오는 단말 1과 단말 2가 샐 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 21의 (a)는 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 21의 (a)에서 , 단말 1과 단말 2만 존재하며 , 단말 1과 단말 2는 직접 통신을 하는 것을 볼 수 있다.
도 21의 (b)는 D2D 통신의 Partial -Coverage Network 시나리오의 일 예를 나타낸다. '
Partial-Coverage Network 시나리오는 네트워크 커버리지 나 1에 위치하는 D2D 단말과 네트워크 커버리지 밖에 위치하는 D2D 단말 간에 D2D 통신을 수행하는 것을 말한다.
도 21의 (b)에서 , 네트워크 커버리지 내 위치하는 단말 1과 네트워크 커버리지 밖에 위치하는 단말 2가 통신하는 것을 볼 수 있다.
도 21의 (c)는 In-Coverage-Single-Cell 시나리오의 일 예를, 도 21의 (d)는 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 21의 (c)에서 , 단말 1과 단말 2는 동일한 네트워크 커버리지 (또는 셀) 내에 위치하며 , 기지국의 제어 하에 D2D 통신을 수행한다 .
도 21의 (d)에서, 단말 1과 단말 2는 네트워크 커버리지 내에 위치하기는 하나, 서로 다른 네트워크 커버리지 내에 위치한다. 그리고, 단말 1과 단말 2는 각 네트워크 커버리지를 관리하는 기지국의 제어 하에 D2D 통신을 수행한디-. 이하, D2D 통신에 관하여 보다 상세히 살펴본다 .
D2D 통신은 도 21에 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 ( direc tlink) 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 (흑은 하향링크) 서브프레임에서 동작할 수 있다. 사이드 링크 전송과 상향링크 전송의 다중화를 위하여 TDM(Titne Division Multiplexing) ΰ] 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 단말에게 광고, 쿠폰 발행 , 친구 찾기 등의 다양한 상용 목적으로 활용될 수 있다.
단말 1이 디스커버리 메시지 전송의 역할 (roie)을 가지는 경우, 단말 1은 디스커버리 메시지를 전송하고, 단말 2는 디스커버리 메시지를 수신한다. 단말 1과 단말 2의 전송 및 수신 역할은 바뀔 수 있다. 단말 1으로부터의 전송은 단말 2와 같은 하나 이상의 단말 (들)에 의해 수신될 수 있다.
디스커버리 메시지는 단일의 MAC PDU를 포함할 수 있으며, 여기서 단일의 MAC PDU는 단말 ID 및 application ID를 포함할 수 있다.
디스커버리 메시지를 전송하는 채널로 물리 사이드 링크 디스커버리 채널 (PSDCH: Physical Side link 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, 기지국은 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 단말은 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 단말의 경우, 디스커버리 전송을 위한 디스커버리 자원 풀 (pool )은 기지국에 의해 설정되고, RRC 시그널링 (예를 들어 , SIB ( System Information Block) )을 이용하여 단말에게 알려즐 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 、 커 ( discovery resource ) ' ^.S- ¾ ¾ ^ ¾ .
디스커버리 자원은 하나의 단말에 의해 디스커버리 MAC PDU의 전송을 위해 사용될 수 있다. 하나의 단말에 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 있디- . 단말은 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 자원괴- 관련하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 일정 패턴이 미리 설정되고, 단말이 첫 번째로 선택한 디스커버리 자원의 위치에 따라 그 다음의 디스커버리 자원이 미리 설정된 패턴에 따라 결정될 수 있다. 또한, 단말이 MAC PDU의 반복되는 전송을 위해 사용될 수 있는 디스커버리 자원 세트 내에서 각각의 디스커버리 자원을 임의로 선택할 수도 있다. 타입 2는 디스커버리 메시지 전송을 위한 자원이 단말 특정 (UE specific)하게 할당된다. 타입 2는 다시 타입 2A(Type— 2A) , 타입 2B(Type- 2B)로 세분화된다. 타입 2A는 기지국이 디스커버리 주기 내에서 단말이 디스커버리 메시지의 전송 시점 (instance)마다 자원을 할당하는 방식이고, 타입 2B는 반정적인 (semi-persistent) 방식으로 자원을 할당하는 방식이다. 타입 2B의 경우, RRC_CONNECTED 단말은 RRC 시그널링을 통해 기지국애 D2D 디스커버리 메시지의 전송을 위한 자원의 할당을 요청한다 . 그리고, 기지국은 RRC 시그널링을 통해 자원을 할당할 수 있다. 단말은 RRC_IDLE 상태로 천이할 때 또는 기지국이 RRC 시그널링을 통해 자원 할당을 철회 (withdraw)할 때 , 단말은 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 (∑5001)은 기지국에 의해 설정되고, RRC 시그널링 (예를 들어 , SIB (System Information Block) )을 이용하여 단말에게 알려줄 수 있다.
디스커버리 메시지 수신 단말은 디스커버리 메시지 수신을 위하여 상술한 타입 工 및 타입 2의 디스커버리 자원 풀 (pool) 모두 모니터링한디-，
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.
단말 1이 직접 통신 데이터 전송의 역할을 가지는 경우, 단말 1은 직접 통신 데이터를 전송하고, 단말 2는 직접 통신 데이터를 수신한다. 단말 1과 단말 2의 전송 및 수신 역할은 바뀔 수 있다. 단말 1으로부터의 직접 통신 전송은 단말 2와 같은 하나 이상의 단말 (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, 단말들은 인접하는 단말을 인지할 필요가 없다. 다시 말해, 그룹캐스트 및 브로드캐스트 직접 통신의 경우, 그룹 내 모든 수신 단말이 서로 근접할 것을 요구하지 않는다.
D2D 직접 통신 데이터를 전송하는 채널로 물리 사이드 링크 공유 채.널 ( PSSCH : Physical Sidelink Shared Channel )이 정의될 수 있다. 또한, D2D 직접 통신을 위한 제어 정보 (예를 들어 , 직접 통신 데이터 전송을 위한 스케즐링 승인 ( SA : scheduling assignment ) , 전송 형식 등)를 전송하는 채널로 물리 1"이드 링크 제어 채널 ( PSCCH : Phys ical Sidel ink Control Channel ) °] 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 기지국이 단말에게 D2D 직접 통신을 위한 데이터 또는 제어 정보를 전송하기 위하여 사용하는 자원을 스케즐링 하는 방식을 말한다. in- coverage에서는 모드 1이 적용된다.
기지국은 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 . 기지국이 PDCCH 또는 ePDCCH를 이용하여 송신 D2D 단말에게 설정된 풀 내에서 제어 정보 및 D2D 데이터 전송 자원을 스케줄링하면 송신 D2D 단말은 할당된 자원을 이용하여 제어 정보 및 D2D 데이터를 전송한다.
전송 단말은 기지국에 전송 자원을 요청하고 , 기지국은 제어 정보와 D2D 직접 통신 데이터의 전송을 위한 자원을 스케줄링한다. 즉, 모드 1의 경우, 잔송 단말은 D2D 직접 통신을 수행하기 위하여 RRC— CONNECTED 상태에 있어야 한다 . 전송 단말은 스케줄링 요청을 기지국에 전송하고 , 이어 기지국이 전송 단말에 의해 요청되는 자원의 양을 결정할 수 있도록 BSR (Buf fer Status Report ) 절차가 진행된다.
수신 단말들은 제어 정보 풀을 모니터링하고 , 자신과 관련된 제어 정보를 디코딩하면 해당 제어 정보와 관련된 D2D 데이터 전송을 선택적으로 디코딩할 수 있다. 수신 단말은 제어 정보 디코딩 결과에 따라 D2D 데이터 풀을 디코딩하지 않을 수도 있다.
모드 2는 단말이 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 - conf igured)되거나 반정적으로 ( semi - statically) 설정될 수 있다. 단말은 설정된 자원 풀 (시간 및 주파수)를 제공 받고 , 자원 풀에서 D2D 통신 전송을 위한 자원을 선택한다 . 즉, 단말은 제어 정보를 전송하기 위하여 제어 정보 자원 풀에서 제어 정보 전송을 위한 자원을 선택할 수 있다. 또한, 단말은 D2D 직접 통신 데이터 전송을 위해 데이터 자원 풀에서 자원을 선택할 수 있다.
D2D 브로드캐스트 통신에서, 제어 정보는 브로드캐스팅 단말에 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 단말이 시간—주파수 동기를 획득하기 위하여 이용될 수 있다. 특히, 네트워크 커버리지 밖의 경우 기지국의 제어가 불가능하므로 단말 간 동기 확립을 위한 새로운 신호 및 절차가 정의될 수 있다.
D2D 동기 신호를 주기적으로 전송하는 단말을 D2D 동기 소스 (D2D Synchronization Source )로 지칭할 수 있다. D2D 동기 소스가 기지국인 경우, 전송되는 D2D 동기 신호의 구조는 PSS/SSS와 동일할 수 있다. D2D 동기 소스가 기지국이 아닌 경우 (예를 들어 , 단말 또는 GNSS ( Global Navigation Satellite System) 등) 전송되는 D2D 동기 신호의 구조는 새룹게 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 side link synchronization identity)를 가질 수 있다. D2D 동기 신호는 프라이머리 D2D 동기 신호 (또는 프라이머리 사이드 링크 동기 신호 )와 세컨더리 D2D 동기 신호 (또는 세컨더리 사이드 링크 동기 신호)를 포함한다.
D2D 동기 신호를 전송하기 전에, 먼저 단말은 D2D 동기 소스를 탐색할 수 있다. 그리고, D2D 동기 소스가 탐색되면, 단말은 탐색된 D2D 동기 소스로부터 수신된 D2D 동기 신호를 통해 시간-주파수 동기를 획득할 수 있다. 그리고, 해당 단말은 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.
TA (Tracking Area) based discovery resource allocation
이하, 본 발명에서는 TA ( tracking area) 기반으로 디스커버리 ( discovery) 자원을 할당하는 방법을 제안한다.
앞서 설명한 바와 같이, D2D discovery 방식 중에 하나로 모든 단말이 분산적인 방식에 의해서 discovery를 수행하도록 하는 방식 (이하, 、분산적 discovery '라고 지칭한다. )이 있다. 분산적으로 D2D discovery를 수행하는 방식은 집중적 ( centralized) 방식처럼 한곳에서 (예를 들어 , 네트워크, MME , 기지국, 단말 또는 D2D 스케줄링 장치 등) 자원 선택을 결정하는 것이 아니며, 모든 단말들이 분산적으로 스스로 판단해서 discovery 자원을 선택하고 discovery 메시지를 송신 및 수신을 하는 방식을 의미한다.
이하, 본 특허에서는 D2D discovery를 위해서 단말들이 주기적으로 보내는 신호 (또는 메시지 )를 discovery 메入)지 , discovery 신호, 비콘 (beacon) 등으로 지칭할 수 있다. 이하, 설명의 편의를 위해 discovery 메시지로 통칭한다 .
분산적 discovery에서는 단말이 discovery 메시지를 송신 및 수신하기 위한 자원으로서 셀롤러 자원과는 별도로 전용 자원이 주기적으로 할당될 수 있다 . 이에 대하여 아래 도 22를 참조하여 설명한다 . .
도 22는 분산적 디스커버리 자원 할당 방식을 설명하기 위한 도면이다. 도 22를 참조하면 , 분산적 discovery 방식에서는 전체 셀롤러 상향링크 주파수 -시간 ^"원 중에서 discovery를 위한 discovery subf rame (즉, ' discovery 자원 풀' ) ( 2201 )이 고정적으로 (또는 전용적으로) 할당되고, 나머지 영역은 기존의 LTE 상향링크 WAN (wide area network ) 서브프레임 영역 ( 2203 )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 22의 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.
단말은 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 21을 참조하여 설명한다 .
도 23은 분산적 디스커버리 자원 할당 방식에서 단말의 디스커버리 과정을 간략히 예시한 도면이다.
도 22 및 도 23을 참조히 "면, discovery ¾ "식은 크게 discovery 메시지 전송을 위한 자원 센싱 (sensing) (S2301) , discovery 메시지 전송을 위한 자원 선택 (S2303) , discovery 메시지 송신 및 수신 (S2305) , 이와 같은 3단계 절차로 구성된다 .
먼저 , discovery 메시지 전송을 위한 자원 센성 단계 (S2301)에서 , D2D discovery를 수행하는 모든 단말들은 분산적인 방식으로 (즉, 자체적으로〉 D2D discovery 자원의 1 주기 (period) (즉, discovery 자원 풀)농안 discovery 메시지를 전부 수신 (즉, 센싱 )한다. 예를 들어 , 도 20에서 상향링크 대역폭이 10MHz라고 가정하면, 모든 단말은 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, 센성 )한다.
그리고, discovery 메시지 전송을 위한 자원 선택 단계 (S2303)에서 , 단말은 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.
단말이 discovery 자원으로 낮은 에너지 레벨의 자원을 선택하는 이유는 낮은 에너지 레벨의 자원일 경우 주위에서 단말들이 동일한 D2D discovery 자원을 많이 사용하지 않는다는 의미로 해석될 수 있기 때문이다. 즉, 이는 주위에서 간섭을 유발하는 D2D discovery 절차를 진행하는 단말들이 많지 않다는 것을 반충한다. 따라서, 이러한 에너지 레벨이 낮은 자원을 선택할 경우에 discovery 메시지를 송신 시에 간섭이 작을 확률이 높다.
또한, 에너지 레벨이 가장 낮은 자원을 선택하지 않고 미리 정해진 일정 범위 (즉, 하위 x% 내)에서 discovery 자원을 랜덤하게 선택하는 이유는 가장 낮은 에너지 레벨의 자원을 선택하면 여러 개의 단말들이 동시에 동일힌- 가장 낮은 에너지 레벨에 해당하는 자원을 선택할 가능성이 있기 때문이다. 즉, 동일한 가장 낮은 에너지 레벨에 해당하는 자원을 선택함으로써 간섭이 많이 유발될 수 있다. 따라서 , 미리 정해진 범위 내에서 (즉, 선택 가능한 자원의 후보 풀 (pool )을 구성 ) 랜덤하게 선택하는 것이 바람직하디- . 여기서 , 예를 들어 에너지 레벨의 범위는 D2D 시스템의 디자인에 따라서 가변적으로 설정될 수 있다.
그리고, 마지막 절차인 discovery 메시지 전송 및 수신 단계 ( S2305 )이ᅵ서 , 단말은 discovery 한 주기 후에 (도 20의 예시에서 P=10초 후) 선택된 discovery 자원을 기반으로 discovery 메시지를 송수신하며 , 이후의 discovery 주기에서는 랜덤한 자원 호핑 (hopping) 패턴에 따라서 주기적으로 discovery 메시지를 송수신한다.
이러한, D2D discovery 절차는 단말이 기지국과 연결이 있는 RRC— CONNECTED 상태에서도 진행될 뿐만 아니라 기지국과 연결이 없는
RRC_IDLE 상태에서도 계속 수행된다.
위와 같은 discovery 방식을 고려하면, 모든 단말들은 주위의 단말들이 전송하고 있는 모든 자원들 (즉, discovery 자원 풀)을 sensing 하고 그 중에서 일정 범위 (예를 들어 , 하위 x¾내)에서 랜덤하게 discovery 자원을 선택한다ᅳ 다만, 위와 같은 방식은 근처 단말들의 분포나 자원사용과는 상관없이 일괄적으로 자신 근처의 단말 뿐만 아니라 D2D discovery를 위해서 모든 단말들이 현재 사용하고 있는 모든 자원들을 수신해야 하는 단점이 있다. 즉, 모든 단말이 임의로 discovery 자원을 선택하므로, 각 단말들이 어느 위치애 discovery 메시지를 전송할 지를 알 수 없기 때문에 모든 단말은 전대역에 걸쳐서 그리고 전체 주어진 시간 동안 해당 자원에 신호의 유무를 모니터링해서 검출여부를 결정하거나 검출을 시도하여야 하는 단점이 있다.
discovery 자원 사용에 따른 수신 에너지 레벨은 절대적인 값이 아닌 상대적인 값이다. 예를 들어, 하위 5%를 선택한다는 개념은 모든 단말마다 각각 다른 상대적인 개념으로 근처 단말들이 매우 많은 경우에는 1 % 미만 내에서 선택하더라도 간섭이 발생할 수 있으나, 근처의 단말들이 거의 없는 경우에서는 에너지 레벨 하위 20 % 이상에서 선택하더라도 간섭이 발생하지 않을 수 있디- . 단말들의 분산적인 자원 선택을 위한 에너지 레벨은 확를적인 개념으로 discovery 자원 선택을 위해서 활용되며 하위 % 내에서 선택하는 것이 중요한 것이 아니라 실제로는 현재 단말 근처에 얼마나 많은 단말들이 존재하여 discovery 자원을 사용하는지 파악하는 것이 중요하다. 낮은 에너지 레벨의 자원을 선택 할 때 중요한 것은 discovery를 위한 자원 선택의 목적은 에너지 레벨이 낮은 자원 선택을 통해서 현재 단말 근처에서 사용하지 않는 자원을 적절히 선택하는데 그 목적이 있다. 이를 통해서 단말들이 discovery 과정에서 브로드캐스팅 되는 discovery 메시지를 가능한 많은 단말들이 수신하여 많은 단말들을 discovery를 하는 것이 최종 목표이다.
또한, 랜덤하게 이동하는 단말의 이동성을 고려하면 단말들은 시간에 따라서 내 주위에 단말들이 많은 시점에서 discovery sensing을 시작 할 수도 있고 반대로 근차 단말들이 거의 없는 시점에서 discovery를 시작할 수도 있디: . 결국 D2D discovery의 에너지 레벨은 discovery를 하는 시간과 주변 단말의 분포에 따라서 다양하게 변할 수 있다.
요약하면 앞서 설명한 방식과 같이 모든 단말들이 일괄적으로 D2D discovery 자원 풀 전체를 수신하며 이러한 discovery 자원 풀 전체를 sensing하는 것은 비효율적인 문제가 있다.
이에 따라, 이하 본 발명에서는 앞서 설명한 단말들의 분산적 discovery 방식과는 다르게 MME (Mobility Management Entity)를 통해서 집중형 ( centralized) 방식으로 단말들에게 discovery 자원을 할당하는 방법을 제안한다.
본 발명에서는 단말이 기지국과의 연결이 확립 ( establ ishment )되어 있지 않은 RRCᅳ工 DLE 상태에서 단말이 D2D discovery 절차를 수행하는 것을 전제로 한다.
본 발명은 현재 도심의 밀집 지역을 고려하여 피코 기지국 (pico eNB )이니- 펨토 ( femto eNB ) 등과 같은 매크로 기지국 (macro eNB) 보다 작은 기지국 (즉, 세컨더리 기지국 ( secondary eNB ) )이 많이 설치되어 있고 단말의 이동성이 일정 부분 존재하는 환경에서 적용될 수 있다.
상술한 바와 같이, D2D discovery 절차는 단말이 기지국과 연결이 확립되어 있는 RRCᅳ CONNECTED 상태에서도 진행되며, 또한 단말이 기지국과 연결이 확립되지 않은 RRCᅳ IDLE 상태에서도 계속 수행이 되어야 한디- . RRC_IDLE 상태의 단말은 기지국과 연결이 없는 상태이므로 단말의 위치는 기지국이 아닌 MME에서 트래킹 영역 ( TA : Tracking Area)으로 관리한디- .
TA는 단말의 등록을 관리하는 단위이며 또한 MME가 RRC— IDLE 상태에 있는 단말의 위치를 파악하는 단위이다. TA는 하나 이상의 셀로 구성될 수 있으며 , 각 샐들은 하나의 TA에만 속할 수 있다 . 각 기지국은 서로 다른 TA에 속한 셀들을 포함할 수 있다. 즉, MME에서는 단말들의 위치는 TA내에 속한 셀 (또는 기지국) 중에 위치하는 것으로 파악된다.
TA의 크기는 한 개의 기지국 (또는, 펨토, 피코, 매크로의 섹터 (또는 셀) )부터 여러 개의 기지국까지 크기는 다양하게 구성될 수 있으며 모든 기지국들은 정해진 TA 정보를 주기적으로 브로드캐스팅한다 .
TA의 크기는 단말 별로 각각 다르게 설정 할 수 있다. 또한, 한 단말이 가지는 최대 TA의 크기는 . 3GPP 표준에 정의 되어있지만, 구체적인 단말 별로 할당되는 TA크기는 구현이슈로 정의하고 있다 .
단말이 TA 내에서 이동하는 경우 (즉 , 동일한 TA에 속한 셀 간 이동하는 경우)에는 MME에 위치를 보고하지 않지만, 단말이 현재 자신에게 할당된 TA의 범위를 벗어나는 경우에는 단말은 트래킹 영역 업데이트 절차 (ΤΑϋ : tracking area update )를 통해 MME에게 자신의 위치를 알릴 수 있다. 이를 통해서 단말이 어떤 위치에 있더라도 MME는 TA 레벨로 단말의 위치를 알 수 있다. 그러므로, TA의 크기를 작게 설정하는 경우에는 해당 단말이 TA 업데이트 절차를 많이 수행하게 되므로 시그널링 오버헤드가 증가하게 된다 . 반면 , TA를 크게 설정하는 경우에는 단말에게 페이징 (paging) 메시지를 전송하는 기지국들의 수가 많아지므로 기지국의 페이징 시그널링 오버헤드가 증가하게 된다. 이러한 상충관계 (Tradeof f )를 고려하여 단말의 TA 크기는 단말의 이동성과 기지국 (또는 셀) 사이즈 등을 고려하여 적절하게 ΜΜΕ에서 단말 별로 설정되어야 한다.
각 ΤΑ는 트래킹 영역 식별자 (TAI : Tracking Area Identity)로 식별된다. 이에 대하여 아래 도면을 참조하여 설명한다.
도 24는 TAI의 구조를 예시하는 도면이다.
도 24를 참조하면, TA工는 TAC ( Tracking Area Code ) , MCC (Mobile Country Code ) 및 MNC (Mobile Network Code )로 구성된다 .
MCC는 12 비트로 국가를 식별하고, MNC는 12 비트로 네트워크 사업자를 식별한다. TAC는 사업자 네트워크 내에서 TA를 식별하는 식별자로서 기지국 별로 할당된다. 결국, TAI는 MCC+MNC+TAC가 합쳐진 40 비트의 값으로 TAI 값을 수신 시에 어떠한 나라와 사업자의 기지국임을 알 수 있으므로 전세계적으로 고유한 ( globally unique ) 값이 된다 .
이하, 단말의 초기 어태치 (Attach) 과정을 살펴본다.
RRCᅳ IDLE 상태의 단말은 하나 이상의 TAI를 포함하는 TAI 리스트 ( TAI list )를 네트워크 (특히 , 麵 E)로부터 수신하여 가지고 있다 . 즉, 단말은 전원을 켜고 초기에 네트워크에 어태치 (Attach)할 때 MME로부터 TAI 리스트를 할당 받는다 . 이에 대하여 아래 도면을 참조하여 설명한다 .
단말이 네트워크에 어태치 (Attach) 과정은 단말이 EPS의 패킷 서비스를 위해 EPC에 접속하기 위하여 이용된다. attach 과정은, PS ( Packet Switch) 모드에서 동작하는 단말이 EPS 서비스에 attach하기 위해서, CS/ PS ( Circuit Switch/ Packet Switch) 모드어 1서 동작하는 단말이 EPS 및 비— EPS 서비스 모두를 위해서 attach 하기 위해서 , 또는 긴급 ( emergency) 베어러 서비스를 위해서 attach 하는 경우를 위해서 사용될 수 있다.
도 25는 본 발명의 일 실시예에 따른 단말의 어태치 (Attach) 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 25를 참조하면, EMMᅳ DEREGISTERED 상태에 있는 단말은 어태치 요청
(ATTACH REQUEST) 메시지를 MME로 전송함으로써 어태치 과정을 개시힐- 수 있다 ( S2501 ) ,
보다 구체적으로 , 단말은 기지국에 RRC 메시지 (예를 들어 , RRC Connection Setup Complete 데시지 )를 통해 ATTACH REQUEST 메시지를 전송한다. 이때, 단말은 ATTACH REQUEST 메시지에 단말의 식별정보 (예를 들어, IMSI (工 nternational Mobile Subscriber Identity) 또는 이전에 할당 받은 GUTI (Globally Unique Temporary Identif ier) 등)를 포함시켜 전송한다.
그리고, 기지국은 S1AP 메시지 (예를 들어 , Initial UE Message 메시지 )를 통하여 ATTACH REQUEST 메시지를 MME에게 전송된다. 이띠 1 , 기지국은 ATTACH REQUEST 메시지에 현재 셀 (또는 기지국)의 TA에 대한 TAI를 포함시켜 전송한다. 단말의 어태치 요청이 네트워크에서 허용되는 경우에 , MME는 어태치 허용 (ATTACH ACCEPT) 메시지를 UE에게 전송한다 ( S2503 ) .
이때 , 어태치 허용 (ATTACH ACCEPT) 메시지는 단말이 디스커버리 메시지를 전송하기 위한 자원을 지시하는 정보 및 /또는 단말이 디스커버리 메시지를 수신하기 위한 자원을 지시하는 정보를 포함할 수 있다. 이에 대하여 보다 상세한 설명은 후술한다.
보다 구체적으로, MME는 S1AP 메시지 (예를 들어 , Init ial Context Setup Request 메시지 )를 통하여 ATTACH ACCEPT 메시지를 기지국에게 전송한다. 이때, MME는 ATTACH ACCEPT 메시지를 통해 위치 갱신 범위로 TAI 리스트를 알려준다 . 또한 , 단말이 이전에 할당된 GUT工를 가지고 있지 않은 경우 IMSI 대신 사용할 식별자로 GUT工를 할당할 수 있다 . 또한 , 이와 함께 MME는 단말이 EPS 베어러 컨텍스트 활성화 ( activation) 동작을 수행하도록 하는 정보를 단말에게 제공할 수 있다.
그리고, 기지국은 RRC 메시지 (여)를 들어 , RRC Connection Reconf iguration 메시지 )를 통해 ATTACH ACCEPT 메入 1지를 단말에게 전송한다.
단말이 ATTACH ACCEPT 메시지를 기지국을 통해 MME로부터 수신하고 , EPS 베어러 컨텍스트가 활성화된 것을 지시 받는 경우에 , 단말은 어태치 완료 (ATTACH COMPLETE) 메시지를 MME로 전송한다 ( S2505 ) .
위와 같이 단말은 최초 네트워크에 등록할 때 TAI 리스트를 MME로부터 수신하여 저장한다 . 그리고, 이후 단말이 TAI 리스트에 속하지 않은 TA로 이동 시에는 TAU 절차를 통해 새로운 TAI 리스트를 MME로부터 수신하여 저장한디- . 이에 대하여 아래 도면을 참조하여 설명한다 .
. TAU는 항상 단말에 의해서 개시되며, TAU 절차는 단말이 네트워크에 등록 시 MME로부터 할당 받은 TAI 리스트에 없는 TA로 이동하거나 TAU 타이머 ( timer)가 경과하면 수행된다.
도 26은 본 발명의 일 실시예에 따른 단말의 TAU 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 26을 참조하면, EMM- REGISTERED 상태에 있는 단말은 TAU 요청 메시지 ( TAU REQUEST： TRACKING AREA UPDATE REQUEST) 메시지를 MME로 전송함으로써 단말의 위치 정보를 MME에게 보고한다 ( S2601 )
예를 들어 , 단말이 이전에 가지고 있던 TAI 리스트에 속하지 않는 TA로 단말이 이동하거나 TAU 타이머가 경과하면 TAU 절차가 수행될 수 있다 .
보다 구체적으로, 단말은 기지국에 RRC 메시지 (예를 들어 , RRC Connection Setup Complete 데시지 )를 통하여 TAU REQUEST 메시지를 전송한다. 이때, 단말은 TAU REQUEST 메시지에 GUT工와 가장 최근에 방문한 TAI ( last visited TAI )를 포함시켜 전송한다.
기지국은 S1AP 메시지 (예를 들어 , Initial UE Message 메시지 )를 통하여 TAU REQUEST 메시지를 MME에게 전송한다 . 이띠] , 기지국은 TMJ REQUEST 메시지에 현재 셀 (또는 기지국)의 TA에 대한 TA工를 포함시켜 전송한다.
단말의 TAU 요청이 네트워크에 의해서 허용되는 경우에 MME는 기지국을 통해 TAU 허용 메시지 ( TAU ACCEPT ) 메시지를 UE에게 전송한다 ( S2603 ) .
이때, TAU 허용 메시지 (TAU ACCEPT) 메시지는 단말이 디스커버리 메시지를 전송하기 위한 자원을 지시하는 정보 및 /또는 단말이 디스커버리 메시지를 수신하기 위한 자원을 지시하는 정보를 포함할 수 있디-. 이에 대하여 보다 상세한 설명은 후술한다.
보다 구체적으로, MME는 S1AP 메시지 (예를 들어 , Downlink NAS Transport 메시지 )를 통해 TAU ACCEPT 메시지를 기지국에게 전송한다. 이띠 1 , TAU ACCEPT 메시지는 현재 단말의 위치에 맞게 새로운 TAI 리스트를 포함한다. 또한, TAU ACCEPT 메시지는 만약 MME가 단말에게 새로운 GUTI를 할당하는 경우에는 해당 GUT工를 포함할 수 있다.
그리고, 기지국은 RRC 머)시지 (여)를 들어 , DL Information Transfer 메시지 )를 통해 TAU ACCEPT 메시지를 단말에게 전송한디-.
TAU ACCEPT 메시지는 메시지를 수신한 단말은 확인 응답을 위해서 TMJ 완료 (TAU COMPLETE) 메시지를 기지국을 통해 MME로 전송한다 (S2605) .
위와 같이 단말이 기 수신한 TAI 리스트에 속하지 않은 TA로 이동 시에는 TAU 절차를 통해 새로운 TAI 리스트를 MME로부터 수신하여 저장한다. 이에 대하여 아래 도면을 참조하여 설명한다 .
도 27은 본 발명의 일 실시예에 따론 단말의 TAU 절차를 설명하기 위한 도면이다.
도 27에서는 단말 1 (UE 1)은 TAI 1, TATI 2를 포함하는 TAI 리스트를 할당 받았으며, 단말 2 (ϋΕ 2)는 ΤΑΙ 2, ΤΑΙ 3를 포함하는 ΤΑΙ 리스트를 할당 받은 경우를 예시한다 .
기지국 l (eNB 1)은 TA 1, 기지국 2 (eNB 2)는 TA 2, 기지국 3 (eNB 3〉과 기지국 4 (eNB 4)는 TA 3에 속해 있다고 가정한다. 여기서 , TA는 셀 단위로 할당할 수 있으나 도 27에서는 eNB 단위로 가정한다 .
도 27에서 단말 1이 TA 1과 TA 2에 위치하고 있을 때에는 TAU 절차를 진행하지 않지만, 단말 1이 TA 3 (즉, 기지국 3 또는 기지국 4 )로 이동하는 경우에는 TAU 절차를 진행한다.
반면, 단말 2의 경우, TA 2와 TA 3에 위치하고 있을 때에는 ΤΑϋ 절차를 진행하지 않지만, 단말 2가 ΤΑ 1 (즉, 기지국 1 )로 이동하는 경우에는 TAU 절차를 진행한다.
이러한 ΤΑ 관리 및 할당 절차를 고려하껴, 본 발명에서는 단말들의 분산적인 discovery 자원 할당이 아닌 MME를 기반으로 집중형 ( central i zed) 방식으로 discovery자원을 할당하는 방안을 제안한다.
도 28은 본 발명의 일 실시예에 따른 di scovery 메시지 송수신 방법을 예시하는 도면이다.
도 28을 참조하면, 단말은 네트워크로부터 TA를 기반으로 설정된 D2D 디스커버리 메시지 전송 자원 정보 및 /또는 D2D 디스커버리 메시지 수신 자원 정보를 수신한다 ( S2801 ) .
여기서 , D2D discovery 메시지를 전송하기 위한 자원 정보 (즉 , discovery 데시지 전송 자원 정보) 및 /또는 di scovery 메시지를 수신하기 위한 자원 정보 (즉, D2D discovery 메시지 수신 자원 정보)는 단말이 위치하는 TA 기반 (즉, TAI 기반)으로 설정될 수 있다. 이 경우, 단말이 네트워크로부터 TAI 리스트를 수신할 때 , 각 TAI에 매칭되는 (또는 하나 이상의 TAI에 매칭되는) discovery 메시지 전송 원 정보 및 /또는 discovery 메시지 수신 자원 정보를 수신할 수 있다. 또한, D2D discovery 메시지를 전송하기 위한 자원 정보 및 /또는 discovery 메시지를 수신하기 위한 자원 정보는 단말이 네트워크로부터 수신하여 가지고 있는 TAI 리스트 기반으로 설정될 수 있다 . 이 경우, 단말이 네트워크로부터 TAI 리스트를 수신할 때, 수신한 TAI 리스트에 매칭되는 discovery 메시지 전송 자원 정보 및 /또는 discovery 메시지 수신 자원 정보를 수신할 수 있다.
또한, 단말은 discovery 메시지를 수신하기 위한 자원 정보와 함께 해당 discovery 메시지 수신 자원 정보의 우선 순위 정보를 수신할 수 있다. 예를 들어 , 단말이 디스커버리 메시지를 우선적으로 수신하길 원하는 특정 서비스나 특정 단말에 대한 정보 (즉, 서비스 또는 단말에 대한 우선 순위 정보)를 네트워크에 미리 등록할 수 있다. 이 경우, 네트워크는 단말에 의해 등특된 우선 순위 정보에 .기초하여 해당 단말에게 디스커버리 메시지 수신 자원 정보를 전송하면서 디스커버리 메시지 수신 순서 (즉, 단말이 디스커버리 메시지 수신 자원을 모니터링하는 순서)에 대한 정보를 알려줄 수 있다.
또한, 추가적으로 D2D discovery 단계에서도 고려 할 수 있는 다양한 요구 사항에 맞게 단말이 원하는 서비스나 디스커버리 범위에 따라서 가변적으로 TA를 할당하여 단말의 discovery 반경의 설정이 가능하다. 즉, 네트워크는 단말 별로 가변적으로 TA를 설정함으로써 단말의 디스커버리 반경을 제어할 수 있다. 예를 들어, 특정 서비스나 단말을 매우 작은 반경으로 찾길 원하는 단말의 경우 TA 크기를 작게 할당함으로써 해당 단말의 discovery 반경을 작게 설정 할 수 있다. 이와 반대로, 특정 서비스나 단말을 매우 큰 반경으로 찾길 원하는 단말의 경우 TA 크기를 크게 할당함으로써 해당 단말의 discovery 반경을 크게 설정할 수 있다.
그리고, D2D discovery 메시지를 전송하기 위한 자원 정보 및 /또는 discovery 메시지를 수신하기 위한 자원 정보는 discovery 메시지를 전송 및 /또는 수신하기 위한 자원을 식별할 수 있는 인텍스로 나타낼 수 있다. 즉, discovery 메시지 전송 /수신 자원은 주파수 /시간 /공간 자원을 특정할 수 있는 인덱스로 나타낼 수 있으며, 그 일례로 주파수 영역 상에서 물리 자원 블록 ( PRB )를 특정하는 인덱스, 시간 영역에서 서브프레임 인덱스 등이 이에 해당될 수 있다.
또한, D2D discovery 메시지를 전송하기 위한 자원 정보 및 /또는 discovery 메시지를 수신하기 위한 자원 정보는 하나 이상의 discovery 자원을 포함하는 리스트로 나타낼 수 있다.
단말은 TA를 기반으로 설정된 D2D 디스커버리 메시지를 전송하기 위한 자원 정보 및 /또는 D2D 디스커버리 메시지를 수신하기 위한 자원 정보를 MME로부터 D2D discovery 메시지 전송 자원 정보를 수신할 수 있다. 예를 들어 , 단말은 MME로부터 기지국을 통해 어태치 허용 (ATTACH ACCEPT) 메시지를 통해 D2D discovery 메시지를 전송하기 위한 자원 정보 및 /또는 D2D discovery 메시지를 수신하기 위한 자원 정보를 수신할 수 있다. 또한, 단말은 기지국으로부터 RRC 메시지 (예를 들어, RRC Connection Reconf iguration 메시지 )를 통해 D2D discovery 메시지를 전송하기 위한 자원 정보 및 /또는 D2D discovery 메시지를 수신하기 위한 자원 정보를 수신할 수 있디- .
표 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 ATTACH ACCEPT 메시지를 예시한다 . 【표 6】
Figure imgf000111_0001
5E T3412 extended GPRS timer 3 0 TLV 3 value 9 . 9 . 3 . 16B
표 6을 참조하면 , V D2D beacon Transmission ' 정보 요소 ( IE : Information Element )는 D2D discovery 메시지를 전송하기 위한 ᄌ！"원 정보를 나타내며, ATTACH ACCEPT 메시지에 포함되어 단말에 전송될 수 있다. 또한, ' D2D beacon reception list ' IE는 discovery 메시지를 수신하기 위한 자원 정보를 나타내며, ATTACH ACCEPT 메시지에 포함되어 단말에 전송될 수 있다. 상술한 바와 같이 , 단말은 전원을 키고 초기에 네트워크 접속할 때 MME에 접속하며 접속 후에 ATTACH ACCEPT 메세지로 MME로부터 단말로 TAI 리스트를 수신한다. 이러한 시그널링을 활용하여 기존의 ATTACH ACCEPT 메세지에 추가로 D2D discovery를 진행 시에 discovery 메시지 전송 자원 정보를 단말에 알려 준다 . 또한, MME의 경우에는 단말의 위치를 알 수 있으므로 근처에서 사용하고 있는 수신 해야 하는 discovery 메시지 수신 자원 정보를 알려주게 된다. 이러한 정보를 통해서 단말이 RRC_IDLE 상태로 천이하였을 때, 어느 discovery 자원을 통해 discovery 메시지를 송신하고, 또한 어떠한 자원들이 현재 근처 TA에서 discovery 자원으로 사용하고 있는지를 파악 할 수 있다. 이를 통해서 단말들은 MME가 알려준 discovery 메시지 수신 자원 리스트를 기반으로 전체의 자원을 수신하지 않고 근처의 단말들이 사용하고 있는 자원들만 선택적으로 수신이 가능하다. 또한, 단말은 MME로부터 기지국을 통해 TAU 허용 ( TAU ACCEPT) 메시지를 통해 D2D discovery 메시지를 전송하기 위한 자원 정보 및 /또는 I^D discovery 메시지를 수신하기 위한 자원 정보를 수신할 수 있다. 또한, 단말은 기지국으로부터 RRC 메入 1지 (예를 들어 , DL Information Transf er 메시지 )를 통해 D2D 메시지를 전송하기 위한 자원 정보 및 /또는 D2D discovery 메시지를 수신하기 위한 자원 정보를 수신할 수 있다.
표 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 TAU ACCEPT 메시지를 예시한다.
【표 7 ]
Figure imgf000113_0001
17 T3402 value GPRS timer 0 TV 2
9.9.3.16
59 T3423 value GPRS timer 0 TV 2
9.9.3.16
4A Equivalent PL丽 s PL丽 list 0 TLV
9.9.2.8
34 Emergency number Emergency number 0 TLV
list list
9.9.3.37
64 EPS network EPS network 0 TLV 3
feature support feature support
9.9.3.12A
F- Additional Additional update 0 TV 1
update result result
9.9.3. OA
5E T3412 extended GPRS timer 3 0 TLV 3
value 9.9.3.16B
표 7을 참조하면 , 'Ό2Ό beacon Transmission' 정보 요소 (IE: Information Element)는 D2D discovery 메시지를 전송하기 위한 자원 정보를 나타내며, TAU ACCEPT 메시지에 포함되어 단말에 전송될 수 있다. 또한, 'D2D beacon reception list ' IE는 discovery 메시지를 수신하기 위한 자원 정보를 나타내며, TMJ ACCEPT 메시지에 포함되어 단말에
) if 전송될 수 있다.
[ o、 이와 같이, TA 업데이트 절차 시 D2D discovery 메시지 전송 자원 정보 및 /또는 D2D discovery 메시지 수신 자원 정보를 단말에게 알려줄 수 있디-. 이를 통해 단말이 어디로 이동 하더라도 단말의 위치에 따라 적절하게 TA 기반으로 D2D discovery 메시지 전송 가원 정보 및 /또는 D2D discovery 메시지 수신 자원 정보를 단말에게 전송할 수 있다. 단말은 수신한 D2D discovery 전송 자원 정보를 이용하여 D2D 디스커버리 메시지를 송신하거나 또는 D2D 디스커버리 메시지 수신 자원 정보를 이용하여 디스커버리 메시지를 수신한다 (S2803) . discovery 메시지 송신 단말의 경우, S2801 단계에서 수신한 D2D discovery 메시지를 전송하기 위한 자원 정보에 포함된 자원을 통해 discovery 메시지를 전송할 수 있다.
여기서 , discovery 메시지를 전송하기 위한 자원 정보가 복수의 discovery 자원을 포함하는 경우, 단말은 임의로 어느 하나의 discovery 자원을 선택하여 discovery 메시지를 전송할 수 있다. 또한, discovery 전송 자원 정보에 속한 복수의 discovery 자원을 sensing하여 에너지 레벨이 가장 낮은 discovery자원을 선택하여 discovery 메시지를 전송할 수 있다.
그리고, discovery 메시지 수신 단말의 경우, S2801 단계에서 수신한 D2D discovery 메시지 수신 자원 정보에 포함된 자원을 모니터링하여 discovery 메시지를 수신한다.
도 29는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스커버리 메시지 송수신 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 29를 참조하면 , 모든 단말들은 TA를 기반으로 discovery 메시지 전송 및 /또는 수신 자원을 할당 받는다.
도 29에서는 TA 3에 위치한 단말 3 (UE 3 )을 기준으로 discovery 자원 할당된 예를 도시한다 .
구체적으로 살펴보면,. 단말 3은 discovery 메시지 전송 자원으로 자원 3 ( 2905 )을 할당 받고, discovery 메시지 수신 자원으로 단말 1 (ϋΕ 1 )이 전송 (또는 사용) 중인 discovery 자원 1 ( 2901 )와 단말 2 (UE 2 )가 전송 (또는 사용) 중인 discovery 자원 2 ( 2903 ) 및 단말 4 (UE 4 )가 전송 (또는 사용) 중인 discovery 자원 4 ( 2907 )을 할당 받는다. 즉, 단말 3은 할당 받은 discovery 메시지 전송 只 }원 (2905)에서 discovery 머)시지를 전송하고, 할당 받은 discovery 메시지 수신 자원 (2901, 2903, 2907)을 모니터링하여 discovery 메시지를 수신한다.
또한, 단말 1을 기준으로 살펴보면, TA 1에 위치한 단말 1은 10MHZ 내에서 discovery 메시지 전송 자원으로 자원 1(2901)을 할당 받고, discovery 메시지 수신 자원으로 단말 2가 전송 (또는 사용) 중인 discovery 자원 2 (2903)와 단말 3이 전송 (또는 사용) 중인 discovery 자원 3 (2905)을 할당 받는다. 즉, 단말 1은 할당 받은 discovery 메시지 전송 자원 (2901)에서 discovery 메시지를 전송하고, 할당 받은 discovery 메시지 수신 자원 (2903, 2905)을 모니터링하여 discovery 메시지를 수신한다.
또한, TA 2에 위치한 단말 2는 10MHz 내에서 discovery 메시지 전송 자원으로 자원 2 (2903)을 할당 받고, discovery 메시지 수신 자원으로 단말 1이 전송 (또는 사용) 중인 discovery 자원 1(2901)와 단말 3이 전송 (또는 사용) 중인 discovery 자원 3 (2905)을 할당 받는다. 즉, 단말 2는 할당 받은 discovery 메시지 전송 가원 (2903)에서 discovery 메시지를 전송하고, 할딩- 받은 discovery 메시지 수신 자원 (2901, 2905) 모니터링하여 discovery 메시지를 수신한다.
또한 , MME에서 단말에게 discovery 송신 자원을 할당할 경우에는 단말의 discovery 반경 (즉, 단말이 속한 TA)에서 벗어난 지역에서 사용하고 있는 자원을 동일하게 할당해도 무방하다. 예를 들어, 단말 3의 경우는 단말 8 또는 단말 7과 같이 단말 3의 discovery 반경과 멀리 떨어진 단말에게 사용하고 있는 자원도 할당할 수 있다. 즉, 해당 단말의 discovery 반경을 벗어난 지역에 위치한 단말과 동일한 discovery 전송 자원이 할당될 수 있다.
또한, 도 29의 예시에서 단말 7 (UE 7 )이 위치한 TA 7은 단말 8 ( UE 8 )이 위치한 TA 8에 포함되는 것과 같이, 어느 TA가 다른 TA에 포함될 수도 있다. 이러한 경우, 단말 7이 위치한 TA 7의 주변에는 TA 8에 속하는 단말들만이 위치하게 되므로, 단말 7은 단말 8의 discovery 메시지만을 선택적으로 수신하게 된다.
본 발명에서 제안하는 방안은 도심 밀집 지역으로 매크로 셀 보다는 피코 셀이나 펨토 셀과 같이 셀 반경이 크지 않으며 단말의 이동성이 존재하여 단말들이 수시로 TAU 절차를 수행하는 환경에서도 동일하게 적용될 수 있디- . 본 발명에서 제안하는 TA 기반 discovery 자원 할당 방식을 이용하여 네트워크의 도움을 받아서 MME 기반으로 단말에게 discovery 자원을 할당한다면, 분산적인 방식과는 다르게 단말들이 직접 discovery 메시지 전송 자원을 선택하지 않으므로 단말의 오버헤드를 감소시킬 수 있다.
또한, 본 발명에서 제안하는 방안은 RRC_IDLE 상태의 단말이 D2D discovery 절차를 수행하는 것을 전제로 한다. RRCᅳ工 DLE 상태에서는 정해진 TA (즉, TAI 리스트에 속한 TA) 내에서 단말이 이동하는 경우에는 네트워크와 시그널을 주고 받지 않으므로 TA 기반으로 정해진 discovery 전송 자원으로 discovery 메시지를 전송한다. 만약, 단말이 정해진 TA를 벗어나 이동하는 경우에는 네트워크를 통해서 TA 업데이트 절차를 수행한다. TA 업데이트 절차와 관련된 단말과 MME 사이에 교환되는 메시지에 추가적인 discovery 자원 정보만을 추가함으로써 D2D discovery 자원 할당이 가능하므로 새로운 시그널이나 프로토콜을 도입하지 않을 수 있다. 또한, 단말들이 직접 discovery 자원을 선택하기 위하여 sensing 절차를 수행하지 않으므로 이로 인해 소비되는 단말들의 에너지를 줄일 수 있다. 또한, 낮은 에너지 레벨의 discovery 자원 선택을 위한 프로세싱 오버헤드도 즐일 수 있다.
본 발명에서 제안하는 방법을 통해 근처 단말들의 송신하는 discovery 자원 정보를 통해서 discovery 메시지 수신 구간을 선택 할 수 있으며 이를 통해 특정 서바스나 단말을 위해서 D2D discovery의 우선 순위를 정해서 선택적으로 수신 할 수 있다. 가령 내가 원하는 서비스나 단말이 근처 TA에서 discovery 메시지를 송신하는 경우에 이를 요청하는 단말에게 특정 TA의 해당 discovery 메시지를 전송하는 discovery 자원을 수신하도록 알려주어 네트워크의 도움으로 보다 신속하게 원하는 서비스나 단말을 찾을 수 있다. 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 장치 일반
도 30은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 장치의 블록 구성도를 예시한다.
도 30을 참조하면, 무선 통신 시스템은 네트워크 노드 (3010)와 다수의 단말 (3020)을 포함한다. 여기서 , 네트워크 노드 (3010)는 MME, 기지국을 통칭한다 .
네트워크 노드 (3010)는 프로세서 (processor, 3011) , 데모리 (memory, 3012) 및 통신부 (3013)을 포함한다.
프로세서 (3011)는 앞서 도 1 내지 도 29에서 제안된 기능, 과정 및 /또는 방법을 구현한다. 유 /무선 인터페이스 프로토콜의 계층들은 프로세서 (3011)에 의해 구현될 수 있다. 메모리 (3012)는 프로세서 (3011)와 연결되어 , 프로세서 (3011)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. 통신부 (3013)는 프로세서 (3011)와 연결되어 , 유 /무선 신호를 송신 및 /또는 수신한다. 특히 , 네트워크 노드 (3010)가 기지국인 경우, 통신부 (3013)는 무선 신호를 송 /수신하기 위한 RF부 (radio frequency unit)을 포함할 수 있다.
단말 (3020)은 프로세서 (3021) , 메모리 (3022) 및 RF부 (3023)을 포함한다. 프로세서 (3021)는 앞서 도 1 내지 도 29에서 제안된 기능, 과정 및 /또는 방법을 구현한다. 무선 인터페이스 프로토콜의 계층들은 프로세서 (3021)에 의해 구현될 수 있다. 메모리 (3022)는 프로세서 (3021)와 연결되어 , 프로세서 (3021)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한디-. RF부 (3023)는 프로세서 (3021)와 연결되어 , 무선 신호를 송신 및 /또는 수신한다.
메모리 (3012, 3022)는 프로세서 (3011, 3021) 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 프로세서 (3011, 3021)와 연결될 수 있다 또한, 네트워크 노드 (3010) (기지국인 경우) 및 /또는 단말 (3020)은 한 개의 ¾}테 ( single antenna) Ξ£^ 테ᅪ (multiple antenna) 7} 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 대웅하는 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 ( f irmware ) , 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있디- . 하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 하나 또는 그 이상의 ASICs ( application specif ic integrated circuits ) , DSPs ( digital signal processors ) , DSPDs ( digital signal process ing devices ) , PLDs (programmable logic devices ) , FPGAs ( f ield 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 모들, 절차, 함수 등의 형태로 구현될 수 있다 . 소프트웨어 코드는 메모리에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있디- . 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.
【산업상 이용가능성】
본 발명의 무선 통신 시스템에서 디스커버리 메시지 송수신 방안은 3GPP LTE/LTE-A 시스템에 적용되는 예를 중심으로 설명하였으나, 3GPP LTE/ LTE-A 시스템 이외에도 다양한 무선 통신 시스템에 적용하는 것이 가능하다.

Claims

【청구의 범위】
【청구항 1】
단말 간 통신 ( device - to device communication) - : 지원하는 무선 통신 시스템에서 디스커버리 ( discovery) 메시지를 송수신하는 방법에 있어서 ,
RRC_IDLE (Radio Resource Control—工 DLE ) 상태인 단말이 네트워크로부터 할당된 디스커버리 메시지를 송신하기 위한 자원에 대한 정보를 수신하는 단계 ; 및
상기 단말이 상기 디스커버리 메시지를 송신하기 위한 자원에서 상기 디스커버리 메시지를 송신하는 단계를 포함하고,
상기 디스커버리 메시지를 송신하기 위한 자원은 상기 단말이 위치하는 트래킹 영역 ( Tracking Area)를 기반으로 할당되는 디스커버리 메시지 송수신 방법 .
【청구항 2】
제 1항에 있어서,
상기 디스커버리 메시지를 송신하기 위한 자원은 TAI ( Tracking Area Identity) 또는 하나 이상의 TAI를 포함하는 TAI 리스트와 매칭되어 설정되는 디스커버리 메시지 송수신 방법.
【청구항 3】
게 1항에 있어서, .
상기 트래킹 영역은 단말 별로 가변적으로 설정되는 디스커버리 메시지 송수신 방법 .
【청구항 4】 제 1항에 있어서,
상기 디스커버리 메시지를 송신하기 위한 자원에 대한 정보는 MME (Mobility Management Entity)로부터 어태치 허용 (Attach Accept ) 메시지 또는 TA 업데이트 허용 (Tracking Area Update Accept ) 메시지를 통해 전송되는 디스커버리 메시지 송수신 방법.
【청구항 5】
제 1항에 있어서,
상기 단말이 상기 네트워크로부터 할당된 디스커버리 메시지를 수신하기 위한 자원에 대한 정보를 수신하는 단계; 및
상기 단말이 상기 디스커버리 메시지를 수신하기 위한 자원에서 다른 단말로부터 전송되는 디스커버리 메시지를 수신하는 단계를 더 포함하고,
상기 디스커버리 메시지를 수신하기 위한 자원은 상기 단말이 위치하는 트래킹 영역 ( Tracking Area)을 기반으로 할당되는 디스커버리 메시지 송수신 방법 ,
【청구항 6】
제 5항에 있어서,
상기 디스커버리 메시지를 수신하기 위한 자원은 TAI ( Tracking Area Identity) 또는 하나 이상의 TAI를 포함하는 TAI 리스트와 매칭되어 설정되는 디스커버리 메시지 송수신 방법 .
【청구항 7】
제 5항에 있어서,
상기 디스커버리 메시지를 수신하기 위한 자원에 대한 정보는 MME (Mobility Management Entity)로부터 어태치 허용 (Attach Accept ) 메시지 또는 TA 업데이트 허용 (Tracking Area Update Accept ) 메人 1지를 통해 전송되는 디스커버리 메시지 송수신 방법 .
【청구항 8】
단말 간 -f-^l ( device - to- device communication) -§： 지원하는 무선 통신 시스템에서 디스커버리 (discovery) 메시지를 송수신하는 단말에 있어서 , 무선 신호를 송수신하기 위한 RF (Radio Frequency) 유닛 ; 및
프로세서를 포함하고,
상기 프로세서는 네트워크로부터 할당된 디스커버리 메시지를 송신하기 위한 자원에 대한 정보를 수신하고,
상기 디스커버리 메시지를 송신하기 위한 자원에서 상기 디스커버리 메시지를 송신하도록 구성되고,
상기 디스커버리 메시지를 송신하기 위한 자원은 상기 단말이 위치하는 트래킹 영역 (Tracking Area )를 기반으로 할당되고,
상기 단말은 R C_IDLE (Radio Resource Control—工 DLE) 상태인 단말 . 【청구항 9 ]
제 8항에 있어서, 상기 프로세서는,
상기 네트워크로부터 할당된 디스커버리 메시지를 수신하기 위한 자원에 대한 정보를 더 수신하고,
상기 디스커버리 메시지를 수신하기 위한 자원에서 다른 단말로부터 전송되는 디스커버리 메시지를 더 수신하도록 구성되고,
상기 디스커버리 메시지를 수신하기 위한 자원은 상기 단말이 위치하는 트래킹 영역 (Tracking Area)을 기반으로 할당되는 단말
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