WO2016052909A1 - 셀룰러 통신과 d2d 통신을 동시 수행할 수 있는 단말기 - Google Patents

셀룰러 통신과 d2d 통신을 동시 수행할 수 있는 단말기 Download PDF

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WO2016052909A1
WO2016052909A1 PCT/KR2015/010002 KR2015010002W WO2016052909A1 WO 2016052909 A1 WO2016052909 A1 WO 2016052909A1 KR 2015010002 W KR2015010002 W KR 2015010002W WO 2016052909 A1 WO2016052909 A1 WO 2016052909A1
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duplexer
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임수환
양윤오
이상욱
정만영
황진엽
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엘지전자 주식회사
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    • H04W92/16—Interfaces between hierarchically similar devices
    • H04W92/18—Interfaces between hierarchically similar devices between terminal devices

Definitions

  • the present invention relates to mobile communications.
  • 3GPP LTE long term evolution
  • UMTS Universal Mobile Telecommunications System
  • OFDMA orthogonal frequency division multiple access
  • SC-FDMA single carrier-frequency division multiple access
  • LTE-A 3GPP LTE-Advanced
  • CA carrier aggregation
  • the frequency bands that can be used for LTE / LTE-A, or carriers, are defined in 3GPP, taking into account radio conditions in many countries.
  • D2D device to device
  • D2D communication between UEs may affect interference with existing cellular communication, that is, communication with a base station.
  • the present disclosure aims to solve the above-mentioned problem.
  • the terminal includes a first duplexer for separating transmission and reception signals in a first band for long term evolution (LTE) / LTE-Advanced based cellular communication; A second duplexer for separating a transmission signal from a reception signal in a second band; And a first band switch configured to select one of the first duplexer, the second duplexer, and the third duplexer.
  • the first band and the second band may correspond to different inter-bands. When only the first band is used for the cellular communication and the second band is deactivated, the second duplexer may use the second band for device to device (D2D) communication.
  • D2D device to device
  • the terminal may include: a radio frequency integrated circuit (RFIC) configured to generate and output a transmission signal of the first band and a transmission signal of the second band, and to process the reception signal of the first band and the reception signal of the second band. It may further include.
  • the RFIC may selectively transmit data by outputting the transmission signals of the first band and the second band to the first and second duplexers.
  • the terminal may further include a diplexer connected between the first band switch, the first duplexer and the second duplexer.
  • the diplexer may simultaneously transmit both the transmission signal of the first band from the first duplexer and the transmission signal of the second band from the second duplexer to the first band switch.
  • the terminal comprises: a second band switch;
  • the apparatus may further include a diplexer connected to the first band switch and the second band switch.
  • the D2D signal may include: a discovery signal, a control channel, and a data channel.
  • the D2D signal may include at least one of: a physical sidelink shared channel (PSSCH), a physical sidelink control channel (PSCCH), a physical sidelink discovery channel (PSCH), and a physical sidelink broadcast channel (PSBCH).
  • PSSCH physical sidelink shared channel
  • PSCCH physical sidelink control channel
  • PSCH physical sidelink discovery channel
  • PSBCH physical sidelink broadcast channel
  • 1 is an exemplary view showing a wireless communication system.
  • FIG. 2 shows a structure of a radio frame according to FDD in 3GPP LTE.
  • 3 is an exemplary diagram illustrating a resource grid for one uplink or downlink slot in 3GPP LTE.
  • 5 shows a structure of an uplink subframe in 3GPP LTE.
  • 6A and 6B are conceptual diagrams illustrating intra-band carrier aggregation (CA).
  • 7A and 7B are conceptual diagrams illustrating inter-band carrier aggregation.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating an environment of a mixed heterogeneous network of macro cells and small cells, which may be a next generation wireless communication system.
  • 10A illustrates the concept of device to device (D2D) communication that is expected to be introduced in the next generation communication system.
  • D2D device to device
  • 10B illustrates an example of transmitting a detection signal for D2D communication.
  • FIG. 11 illustrates an example of an interference problem between a next generation device to device (D2D) communication and a cellular communication system.
  • D2D next generation device to device
  • FIGS. 12A and 12C illustrate an RF structure.
  • FIG. 13A illustrates the expected D2D-cellular simultaneous transmission for the scenario of dividing a frequency held by the same operator and performing D2D communication on one side and cellular communication on the other side, in which case D2D reception by cellular transmission signal
  • coexistence scenario 1 which simultaneously performs D2D transmission and cellular transmission in a GAP-considered environment is shown.
  • FIG. 13B illustrates a coexistence scenario 2 in which D2D transmission is transmitted using an uplink frequency and cellular reception is simultaneously transmitted through a downlink frequency when a frequency owned by the same operator is divided into D2D communication and cellular communication.
  • FIG. 13C illustrates coexistence scenario 3 in which D2D reception is performed using an uplink frequency and cellular reception is simultaneously received through a downlink frequency when a frequency held by the same operator is divided into D2D communication and cellular communication.
  • FIG. 13D illustrates a coexistence scenario 4 in which D2D reception and cellular transmission are simultaneously performed when a frequency owned by the same operator is divided into D2D communication and cellular communication.
  • FIG. 14A illustrates an example in which a band used for D2D communication and an LTE / LTE-A band used for cellular communication are different from each other.
  • FIG. 14C shows a modification of the RF structure shown in FIG. 14B.
  • FIG. 14D illustrates another modification of the RF structure shown in FIG. 14B.
  • 15 is a block diagram illustrating a wireless communication system in which the present disclosure is implemented.
  • LTE long term evolution
  • LTE-A LTE-Advanced
  • first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
  • first component may be referred to as the second component, and similarly, the second component may also be referred to as the first component.
  • base station which is used hereinafter, generally refers to a fixed station for communicating with a wireless device, and includes an evolved-nodeb (eNodeB), an evolved-nodeb (eNB), a base transceiver system (BTS), and an access point (e.g., a fixed station). Access Point) may be called.
  • eNodeB evolved-nodeb
  • eNB evolved-nodeb
  • BTS base transceiver system
  • access point e.g., a fixed station.
  • UE User Equipment
  • MS mobile station
  • UT user terminal
  • SS subscriber station
  • MT mobile terminal
  • 1 is an exemplary view showing a wireless communication system.
  • a wireless communication system includes at least one base station (BS) 20.
  • Each base station 20 provides a communication service for a particular geographic area (generally called a cell) 20a, 20b, 20c.
  • the UE typically belongs to one cell, and the cell to which the UE belongs is called a serving cell.
  • a base station that provides a communication service for a serving cell is called a serving BS. Since the wireless communication system is a cellular system, there are other cells adjacent to the serving cell. Another cell adjacent to the serving cell is called a neighbor cell.
  • a base station that provides communication service for a neighbor cell is called a neighbor BS. The serving cell and the neighbor cell are determined relatively based on the UE.
  • downlink means communication from the base station 20 to the UE 10
  • uplink means communication from the UE 10 to the base station 20.
  • the transmitter may be part of the base station 20 and the receiver may be part of the UE 10.
  • the transmitter may be part of the UE 10 and the receiver may be part of the base station 20.
  • FIG. 2 shows a structure of a radio frame according to FDD in 3GPP LTE.
  • the radio frame illustrated in FIG. 2 may refer to section 5 of 3GPP TS 36.211 V10.4.0 (2011-12) "Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Physical Channels and Modulation (Release 10)".
  • E-UTRA Evolved Universal Terrestrial Radio Access
  • Physical Channels and Modulation Release 10
  • a radio frame includes 10 subframes, and one subframe includes two slots. Slots in a radio frame are numbered from 0 to 19 slots.
  • the time taken for one subframe to be transmitted is called a transmission time interval (TTI).
  • TTI may be referred to as a scheduling unit for data transmission.
  • one radio frame may have a length of 10 ms
  • one subframe may have a length of 1 ms
  • one slot may have a length of 0.5 ms.
  • the structure of the radio frame is merely an example, and the number of subframes included in the radio frame or the number of slots included in the subframe may be variously changed.
  • one slot may include a plurality of orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) symbols. How many OFDM symbols are included in one slot may vary depending on a cyclic prefix (CP).
  • OFDM orthogonal frequency division multiplexing
  • 3 is an exemplary diagram illustrating a resource grid for one uplink or downlink slot in 3GPP LTE.
  • an uplink slot includes a plurality of orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) symbols in a time domain and NRB resource blocks (RBs) in a frequency domain.
  • OFDM orthogonal frequency division multiplexing
  • RBs resource blocks
  • the number of resource blocks (Resource Block RB), that is, the NRB may be any one of 6 to 110.
  • the RB is also called a physical resource block (PRB).
  • a resource block is a resource allocation unit and includes a plurality of subcarriers in one slot. For example, if one slot includes 7 OFDM symbols in the time domain and the resource block includes 12 subcarriers in the frequency domain, one resource block includes 7 ⁇ 12 resource elements (REs). It may include.
  • the number of subcarriers in one OFDM symbol can be used to select one of 128, 256, 512, 1024, 1536 and 2048.
  • a resource grid for one uplink slot may be applied to a resource grid for a downlink slot.
  • the DL (downlink) subframe is divided into a control region and a data region in the time domain.
  • the control region includes up to three OFDM symbols preceding the first slot in the subframe, but the number of OFDM symbols included in the control region may be changed.
  • a physical downlink control channel (PDCCH) and another control channel are allocated to the control region, and a PDSCH is allocated to the data region.
  • PDCH physical downlink control channel
  • physical channels include a physical downlink shared channel (PDSCH), a physical uplink shared channel (PUSCH), a physical downlink control channel (PDCCH), a physical control format indicator channel (PCFICH), and a physical hybrid (PHICH).
  • PDSCH physical downlink shared channel
  • PUSCH physical uplink shared channel
  • PDCCH physical downlink control channel
  • PCFICH physical control format indicator channel
  • PHICH physical hybrid
  • ARQ Indicator Channel Physical Uplink Control Channel
  • the PCFICH transmitted in the first OFDM symbol of a subframe carries a control format indicator (CFI) regarding the number of OFDM symbols (that is, the size of the control region) used for transmission of control channels in the subframe.
  • CFI control format indicator
  • the wireless device first receives the CFI on the PCFICH and then monitors the PDCCH.
  • the PCFICH does not use blind decoding and is transmitted on a fixed PCFICH resource of a subframe.
  • the PHICH carries a positive-acknowledgement (ACK) / negative-acknowledgement (NACK) signal for a UL hybrid automatic repeat request (HARQ).
  • ACK positive-acknowledgement
  • NACK negative-acknowledgement
  • HARQ UL hybrid automatic repeat request
  • the ACK / NACK signal for uplink (UL) data on the PUSCH transmitted by the wireless device is transmitted on the PHICH.
  • the Physical Broadcast Channel (PBCH) is transmitted in the preceding four OFDM symbols of the second slot of the first subframe of the radio frame.
  • the PBCH carries system information necessary for the wireless device to communicate with the base station, and the system information transmitted through the PBCH is called a master information block (MIB).
  • MIB master information block
  • SIB system information block
  • the PDCCH includes resource allocation and transmission format of downlink-shared channel (DL-SCH), resource allocation information of uplink shared channel (UL-SCH), paging information on PCH, system information on DL-SCH, and random access transmitted on PDSCH. Resource allocation of higher layer control messages such as responses, sets of transmit power control commands for individual UEs in any UE group, activation of voice over internet protocol (VoIP), and the like.
  • a plurality of PDCCHs may be transmitted in the control region, and the UE may monitor the plurality of PDCCHs.
  • the PDCCH is transmitted on an aggregation of one or several consecutive control channel elements (CCEs).
  • CCEs control channel elements
  • CCE is a logical allocation unit used to provide a PDCCH with a coding rate according to a state of a radio channel.
  • the CCE corresponds to a plurality of resource element groups.
  • the format of the PDCCH and the number of bits of the PDCCH are determined according to the correlation between the number of CCEs and the coding rate provided by the CCEs.
  • DCI downlink control information
  • PDSCH also called DL grant
  • PUSCH resource allocation also called UL grant
  • VoIP Voice over Internet Protocol
  • the base station determines the PDCCH format according to the DCI to be sent to the UE, and attaches a cyclic redundancy check (CRC) to the control information.
  • CRC cyclic redundancy check
  • the CRC masks a unique radio network temporary identifier (RNTI) according to the owner or purpose of the PDCCH. If the PDCCH is for a specific UE, a unique identifier of the UE, for example, a cell-RNTI (C-RNTI) may be masked to the CRC. Alternatively, if the PDCCH is for a paging message, a paging indication identifier, for example, p-RNTI (P-RNTI), may be masked to the CRC.
  • RNTI radio network temporary identifier
  • SI-RNTI system information-RNTI
  • RA-RNTI random access-RNTI
  • blind decoding is used to detect the PDCCH.
  • Blind decoding is a method of demasking a desired identifier in a cyclic redundancy check (CRC) of a received PDCCH (referred to as a candidate PDCCH) and checking a CRC error to determine whether the corresponding PDCCH is its control channel.
  • the base station determines the PDCCH format according to the DCI to be sent to the wireless device, attaches the CRC to the DCI, and masks a unique identifier (RNTI) to the CRC according to the owner or purpose of the PDCCH.
  • RNTI unique identifier
  • the uplink channel includes a PUSCH, a PUCCH, a sounding reference signal (SRS), and a physical random access channel (PRACH).
  • PUSCH PUSCH
  • PUCCH Physical Uplink Control Channel
  • SRS sounding reference signal
  • PRACH physical random access channel
  • 5 shows a structure of an uplink subframe in 3GPP LTE.
  • an uplink subframe may be divided into a control region and a data region in the frequency domain.
  • a physical uplink control channel (PUCCH) for transmitting uplink control information is allocated to the control region.
  • the data area is allocated a PUSCH (Physical Uplink Shared Channel) for transmitting data (in some cases, control information may also be transmitted).
  • PUSCH Physical Uplink Shared Channel
  • PUCCH for one UE is allocated to an RB pair in a subframe.
  • Resource blocks belonging to a resource block pair occupy different subcarriers in each of a first slot and a second slot.
  • the frequency occupied by RBs belonging to the RB pair allocated to the PUCCH is changed based on a slot boundary. This is called that the RB pair allocated to the PUCCH is frequency-hopped at the slot boundary.
  • the UE may obtain frequency diversity gain by transmitting uplink control information through different subcarriers over time.
  • m is a location index indicating a logical frequency domain location of a resource block pair allocated to a PUCCH in a subframe.
  • the uplink control information transmitted on the PUCCH includes a hybrid automatic repeat request (HARQ) acknowledgment (ACK) / non-acknowledgement (NACK), a channel quality indicator (CQI) indicating a downlink channel state, and an uplink radio resource allocation request. (scheduling request).
  • HARQ hybrid automatic repeat request
  • ACK acknowledgment
  • NACK non-acknowledgement
  • CQI channel quality indicator
  • the PUSCH is mapped to the UL-SCH, which is a transport channel.
  • the uplink data transmitted on the PUSCH may be a transport block which is a data block for the UL-SCH transmitted during the TTI.
  • the transport block may be user information.
  • the uplink data may be multiplexed data.
  • the multiplexed data may be a multiplexed transport block and control information for the UL-SCH.
  • control information multiplexed with data may include a CQI, a precoding matrix indicator (PMI), a HARQ, a rank indicator (RI), and the like.
  • the uplink data may consist of control information only.
  • CA Carrier Aggregation
  • the carrier aggregation system refers to aggregating a plurality of component carriers (CC).
  • CC component carriers
  • a cell may mean a combination of a downlink component carrier and an uplink component carrier or a single downlink component carrier.
  • a cell may be divided into a primary cell, a secondary cell, and a serving cell.
  • a primary cell means a cell operating at a primary frequency, and is a cell in which a UE performs an initial connection establishment procedure or a connection reestablishment procedure with a base station, or is indicated as a primary cell in a handover process. It means a cell.
  • the secondary cell refers to a cell operating at the secondary frequency, and is established and used to provide additional radio resources once the RRC connection is established.
  • the carrier aggregation system may be divided into a contiguous carrier aggregation system in which aggregated carriers are continuous and a non-contiguous carrier aggregation system in which aggregated carriers are separated from each other.
  • a carrier aggregation system simply referred to as a carrier aggregation system, it should be understood to include both the case where the component carrier is continuous and the case where it is discontinuous.
  • the number of component carriers aggregated between the downlink and the uplink may be set differently. The case where the number of downlink CCs and the number of uplink CCs are the same is called symmetric aggregation, and when the number is different, it is called asymmetric aggregation.
  • the carrier aggregation technology may be further divided into an inter-band CA and an intra-band CA technology.
  • the inter-band CA is a method of aggregating and using each CC existing in different bands
  • the intra-band CA is a method of aggregating and using each CC in the same frequency band.
  • the CA technology is more specifically, intra-band contiguous CA, intra-band non-contiguous CA and inter-band discontinuity. Non-Contiguous) CA.
  • 6A and 6B are conceptual diagrams illustrating intra-band carrier aggregation (CA).
  • FIG. 6A shows an intra band continguous CA and FIG. 6B shows an intra band non-continguous CA.
  • CA discussed in LTE-Advance can be divided into intra-band Contiguous CA shown in FIG. 6A and intra-band Non-Contiguous CA shown in FIG. 6B. .
  • 7A and 7B are conceptual diagrams illustrating inter-band carrier aggregation.
  • FIG. 7A shows the combination of low and high bands for interband CA
  • FIG. 7B shows the combination of similar frequency bands for interband CA.
  • interband carrier aggregation is an inter-band carrier between low-band and high-band carriers having different RF characteristics of the inter-band CA as shown in FIG. 7A.
  • an inter-band CA having a similar frequency capable of using a common RF terminal for each component carrier due to similar RF (radio frequency) characteristics as shown in FIG. 7B. Can be divided into
  • the 3GPP LTE / LTE-A system defines operating bands for uplink and downlink as shown in Table 1 above. Based on Table 1, four CA cases of FIGS. 6 and 7 are distinguished.
  • F UL_low means the lowest frequency of the uplink operating band.
  • F UL_high means the highest frequency of the uplink operating band.
  • F DL_low means the lowest frequency of the downlink operating band.
  • F DL_high means the highest frequency of the downlink operating band.
  • frequency allocation organizations in each country may assign specific frequencies to service providers according to the situation in each country.
  • the transmission bandwidth is set smaller than the channel bandwidth (BW Channel ).
  • Transmission bandwidth setting is made by a plurality of resource blocks (RBs).
  • RBs resource blocks
  • the outer channel is the highest and lowest frequency separated by the channel bandwidth.
  • the 3GPP LTE system supports 1.4 MHz, 3 MHz, 5 MHz, 10 MHz, 15 MHz, and 20 MHz as channel bandwidths.
  • the relationship between the channel bandwidth and the number of resource blocks is shown in the table below.
  • a small cell having a small cell coverage radius is expected to be added within the coverage of an existing cell, and the small cell is expected to handle more traffic. Since the existing cell has greater coverage than the small cell, it may be referred to as a macro cell.
  • a description will be given with reference to FIG. 7.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating an environment of a mixed heterogeneous network of macro cells and small cells, which may be a next generation wireless communication system.
  • the macro cell of the existing base station 200 is a heterogeneous network environment in which a macro cell overlaps with a small cell of one or more small base stations 300a, 300b, 300c, and 300d. Since the existing base station provides greater coverage than the small base station, it is also called a macro base station (Macro eNodeB, MeNB). In this specification, the terms macro cell and macro base station are used interchangeably.
  • the UE connected to the macro cell 200 may be referred to as a macro UE.
  • the macro UE receives a downlink signal from the macro base station and transmits an uplink signal to the macro base station.
  • the macro cell is set as the primary cell and the small cell is set as the secondary cell, thereby filling the coverage gap of the macro cell.
  • the small cell is set as the primary cell (Pcell) and the macro cell as the secondary cell (Scell), it is possible to improve the overall performance (boosting).
  • D2D communication expected to be introduced in the next generation communication system will be described below.
  • 10A illustrates the concept of device to device (D2D) communication that is expected to be introduced in the next generation communication system.
  • D2D device to device
  • SNS social network services
  • UE # 1 100-1 As shown in FIG. 10A to reflect the above-described requirements, between UE # 1 100-1, UE # 2 100-2, UE # 3 100-3, or UE # 4 100-. 4), a method of allowing direct communication between the UE # 5 (100-5) and the UE # 6 (100-6) without the involvement of the base station (eNodeB) 200 has been discussed.
  • the UE # 1 100-1 and the UE # 4 100-4 may directly communicate with the help of the base station (eNodeB) 200.
  • the UE # 1 100-1 may serve as a relay for the UE # 2 100-2 and the UE # 3 100-3.
  • UE # 4 100-4 may serve as a relay for UE # 5 100-5 and UE # 6 100-6 that are far from the cell center.
  • a link between UEs used for the D2D communication is also called sidelink.
  • Physical channels used for mall sidelinks are as follows.
  • PSSCH Physical Sidelink Shared Channel
  • PSCCH Physical Sidelink Control Channel
  • PSCH Physical Sidelink Discovery Channel
  • PSBCH Physical Sidelink Broadcast Channel
  • 10B illustrates an example of transmitting a detection signal for D2D communication.
  • the UE # 1 100-1 shown in FIG. 10B detects whether a suitable UE exists in the vicinity for D2D communication, or in order for the UE # 1 100-1 to notify its presence, a detection signal ( Discovery signal) can be transmitted.
  • a detection signal Discovery signal
  • D2D communication between UEs may have interference effects with cellular communication (ie, communication between a UE and a base station) of an existing UE.
  • the cellular communication is also referred to as wide area network (WAN) communication as compared to the D2D communication. This will be described with reference to FIG. 11.
  • FIG. 11 illustrates an example of an interference problem between a next generation device to device (D2D) communication and a cellular communication system.
  • D2D next generation device to device
  • the D2D communication between the UE # 2 100-2 and the UE # 1 100-1 is different from the cellular communication between the UE # 2 100-2 and the eNodeB 200. It can be an interference.
  • the uplink transmission to the eNodeB 200 and the downlink reception from the eNodeB 200 may interfere with the D2D communication, and the D2D communication from the eNodeB 200 to the uplink transmission to the eNodeB 200 and from the eNodeB 200. It may interfere with downlink reception.
  • D2D communication between UEs may affect cellular communication of an existing UE.
  • the present specification will review each scenario of D2D communication and LTE / LTE-A based cellular communication in the UE in the following table (representing coexistence scenarios in the UE). In addition, all of the following scenarios are reviewed to determine whether simultaneous execution between D2D communication and LTE / LTE-A based cellular communication is possible.
  • the present specification will study the RF structure of the UE for enabling simultaneous D2D communication and cellular communication.
  • the present specification provides a) enabling both D2D communication and cellular communication simultaneously when the band used for D2D communication and the LTE / LTE-A band used for cellular communication are the same (intra-band D2D-WAN operation).
  • FIGS. 12A and 12C illustrate an RF structure.
  • FIG. 12A when the band used for D2D communication and the band used for cellular communication are the same as each other, an RF structure for implementing both D2D communication and cellular communication in the UE, as shown in FIGS. 12B and 12C, respectively.
  • FIGS. 12B and 12C We present a structure for using existing RF chains together.
  • the RF structure 130 shown in FIG. 12B includes a first RF chain for processing cellular based received signals, a second RF chain for processing D2D based received signals, and a time division multiplexing.
  • the first RF chain and the third RF chain use the same chain that the existing LTE / LTE-A terminal uses for cellular communication, and reuse the existing third RF chain for D2D transmission signal transmission. to be. That is, the proposed FIG. 12B adds a second RF chain to the RF structure of the existing LTE terminal to support D2D communication.
  • the first RF chain for processing the cellular-based received signal includes a first base band unit 130-11a, a first filter 130-12a, and a first carrier fc1 for cellular-based reception. And a first synthesizer 130-13a and a first low noise amplifier (LNA) 130-14a for outputting the intermediate frequency.
  • LNA low noise amplifier
  • the second RF chain for processing the D2D-based received signal may include a second baseband unit 130-11b, a second filter 130-12b, and a second baseband unit for converting the D2D received signal into a baseband signal. And a second synthesizer 130-13b for outputting an intermediate frequency by removing the second carrier fc2 and a second low noise amplifier (LNA) 130-14b.
  • LNA low noise amplifier
  • the third RF chain for processing the D2D and cellular transmission signals may include a third base band unit 130-11c, a third filter 130-12c, and a third synthesizer synthesized with a carrier wave. 130-13c, and PA (Power Ampler) 130-15c.
  • the first RF chain and the third RF chain are connected to the duplexers 130-19.
  • the duplexer 130-19 distributes cellular transmit and receive signals to either the first RF chain or the third RF chain.
  • the duplexer 130-19 outputs the transmission signal received from the third RF chain to the antenna.
  • a directional coupler or switch 130-16 is connected between the PA 130-15c and the duplexer 130-19 of the third RF chain.
  • the directional coupler or switch 130-16 separates the transmission (Tx) and the D2D reception (Rx). That is, the D2D signal received at the transmission frequency is transmitted to the D2D receiver by this directional coupler or switch, and does not affect the cellular transmitter.
  • the directional coupler (130-16) transmits the signal output from the PA (130-15c) of the third RF chain to the duplexer (130-19), the duplexer ( The D2D input signal received from 130-19 is transmitted to the interference cancellation filter 130-17.
  • the interference cancellation filter 130-17 performs filtering or via an antenna so that a signal output from the PA 130-15c of the third RF chain does not leak magnetic signals by causing leakage to the second RF chain.
  • the interference of the adjacent signal is filtered.
  • the RF structure 130 shown in FIG. 12C is a structure made to support D2D transmission and reception using only an RF chain used in existing cellular communication, and supports D2D reception or cellular reception in a TDM manner. Only the first RF chain and a third RF chain for supporting D2D transmission or cellular transmission in a TDM manner.
  • a switch 130-18 is connected between the duplexer 130-19 and the first LNA 130-14a of the first RF chain.
  • a directional coupler or switch 130-16 is connected between the duplexer 130-19 and the PA 130-15c of the third RF chain.
  • An interference cancellation filter 130-17 is connected between the directional coupler or switch 130-16 and the switch 130-18.
  • the directional coupler or switch 130-16 transmits the signal output from the PA 130-15c of the third RF chain to the duplexer (130-19), the duplexer
  • the D2D input signal received from 130-19 is passed to the interference cancellation filter 130-17.
  • the interference cancellation filter 130-17 performs filtering so that a signal output from the PA 130-15c of the third RF chain is not leaked to the first RF chain to cause magnetic interference.
  • the signal output from the interference cancellation filter 130-17 is output to the switch 130-18.
  • the switch 130-18 alternately outputs the signal output from the duplexer 130-19 and the signal output from the interference cancellation filter 130-17 to the first LNA 130-14a.
  • FIG. 13A illustrates the expected D2D-cellular simultaneous transmission for the scenario of dividing a frequency held by the same operator and performing D2D communication on one side and cellular communication on the other side, in which case D2D reception by cellular transmission signal Coexistence scenario 1 in which D2D transmission and cellular transmission are simultaneously performed in a GAP-constrained environment to reduce interference to a signal is shown.
  • band isolation of D2D transmission and cellular reception is smaller than band isolation of transmission and reception defined in the existing LTE system.
  • the cellular receive reference sensitivity REFSENS
  • the band isolation of transmission and reception is greater than 100 MHz, the D2D interference level can be reduced through a filter in the cellular reception band, thereby maintaining the cellular reception sensitivity.
  • whether the UE can simultaneously perform D2D transmission and cellular reception depends on each operating band.
  • FIG. 13B illustrates a coexistence scenario 2 in which D2D transmission is transmitted using an uplink frequency and cellular reception is simultaneously transmitted through a downlink frequency when a frequency owned by the same operator is divided into D2D communication and cellular communication.
  • simultaneous D2D transmission and cellular transmission are similar to intra-band discontinuous carrier aggregation (CA).
  • CA discontinuous carrier aggregation
  • the transmission power imbalance between the D2D signal and the cellular signal needs to be considered.
  • the D2D transmission should not affect the cellular transmission signal at all, when the cellular signal is transmitted at a high power, the D2D signal may be allocated with a relatively low transmission power, and thus may be affected by interference. Therefore, it is necessary to define a protection gap or A-MPR to protect the D2D signal.
  • FIG. 13C illustrates coexistence scenario 3 in which D2D reception is performed using an uplink frequency and cellular reception is simultaneously received through a downlink frequency when a frequency held by the same operator is divided into D2D communication and cellular communication.
  • scenario 3 can be implemented through the RF structures shown in FIGS. 12B and 12C.
  • the RF structure shown in FIG. 12B requires an additional D2D RF chain, it is somewhat complicated and has a disadvantage of increasing manufacturing cost.
  • the RF structure shown in FIG. 12B can simultaneously perform D2D reception and cellular reception.
  • the RF structure shown in FIG. 12C has advantages of easy implementation and low manufacturing cost because only a switch and a filter need to be added in the existing RF chain, while D2D reception and cellular reception cannot be performed simultaneously.
  • FIG. 13D illustrates a coexistence scenario 4 in which D2D reception and cellular transmission are simultaneously performed when a frequency owned by the same operator is divided into D2D communication and cellular communication.
  • the isolation band between the transmission band and the reception band is less than 20 MHz, the cellular transmission signal may leak into the D2D reception band, whereby the D2D reception signal may be interfered by the cellular transmission signal. If a protection gap and A-MPR are added for D2D protection, the interference problem can be solved. However, there is a disadvantage that the size of coverage can be reduced due to A-MPR.
  • Table 4 scenario Aggressor Victim Duplexing method Explanation One D2D Tx LTE UE Rx TDD and FDD If the bandwidth gap between Tx and Rx is small, normal behavior can be affected 2 D2D Tx LTE UE Tx TDD and FDD Simultaneously performing D2D Tx and LTE Tx is possible because it is similar to intraband discontinuous carrier aggregation, but power imbalance needs to be taken into account.D2D signals can be affected by interference due to high transmission power of cellular communication Protective gap or A-MPR is required to protect the signal 3 LTE UE Rx D2D Rx TDD and FDD Transmission by LTE base station does not significantly affect D2D reception.
  • FIG. 14A illustrates an example in which a band used for D2D communication and an LTE / LTE-A band used for cellular communication are different
  • FIG. 14B exemplarily illustrates an RF structure.
  • RFIC radio frequency integrated circuit
  • a plurality of RFICs 130-21, a plurality of duplexers, a first band (eg, a high band) switch 130-28a for distinguishing a plurality of high bands, and a plurality of RF chains are included.
  • the first duplexers 130-27a of the plurality of duplexers separate a transmission signal and a reception signal in the band X of the cellular communication.
  • a first PA 130-22a and a first LNA 130-23a are connected between the first duplexer 130-27a and the RFIC 130-21.
  • the second duplexer 130-27b of the plurality of duplexers is a band for the D2D communication.
  • the D2D transmission signal and the D2D reception signal are separated.
  • a second PA 130-22b
  • a second LNA 130-23b
  • a directional coupler 130-24
  • a switch 130-25
  • the third LNA 130-23c
  • a third duplexer of the plurality of duplexers separates a transmission signal and a reception signal in band Z.
  • the diplexers 130-29 serve to synthesize / separate low and high band transmit / receive signals, and include switches 130-28a and a second band for a first band (for example, a high band). For example, low-band) switches 130-28b.
  • the first band switch (130-28a) is a first duplexer (130-27a) for band X of cellular communication, the second duplexer (130-27b) for band Y of the D2D communication, and band Z Selectively send and receive signals with any one of the third duplexers.
  • the second band switches 130-28b selectively exchange signals with any one of the fourth duplexer, the fifth duplexer, and the sixth duplexer.
  • the first band duplexer 130-27a separates a transmission signal and a reception signal of cellular communication and transfers the signal between the first band switch 130-28a and the RFIC 130-21.
  • the first PA 130-22a is connected to a transmission line between the first band duplexer 130-27a and the RFIC 130-21, and the first LNA 130-23a is connected to a reception line. have.
  • the second band duplexer (130-27b) separates the transmission signal and the reception signal of the D2D communication and transfers it between the first band switch (130-28a) and the RFIC (130-21).
  • the first PA 130-22a and the directional coupler 130-24 are connected to a transmission line between the second band duplexer 130-27b and the RFIC 130-21, and a second LNA is connected to a reception line. 130-23b are connected.
  • the switch 130-25 and the third LNA 130-23c are connected to the directional coupler 130-24.
  • the diplexers 130-29 When a signal is received through an antenna, the diplexers 130-29 transmit to one of the first band switch 130-28a and the second band switch 130-28b. If the first band switch 130-28a receives the received signal from the diplexer 130-29, one of the first duplexer 130-27a and the second duplexer 130-27b may be used. Pass in more than one.
  • the first duplexer 130-27a transmits the received signal of the cellular communication to the RFIC 130-21 via the first LNA 130-23a. .
  • the second duplexer 130-27b sends the received signal of the D2D communication to the directional coupler 130-24, and receives the directional coupler ( 130-24 transmits a D2D received signal to the third LNA 130-23c, and is delivered to the RFIC 130-21 via the third LNA 130-23c. If a cellular signal of band Y is received, the signal passing through the second duplexer 130-27b is transmitted to the RFIC 130-21 via the second LNA 130-23b.
  • the transmission signal of the band X cellular communication output from the RFIC (130-21) is amplified through the first PA (130-22a) and delivered to the first duplexer (130-27a).
  • the first duplexer 130-27a transmits the amplified transmission signal of the cellular communication to the first band switch 130-28a.
  • the transmission signal of the D2D communication of the band Y output from the RFIC (130-21) is amplified through the second PA (130-22b) and transmitted to the directional coupler (130-24), the directional coupler ( 130-24 transmits the amplified transmission signal of the D2D communication to the second duplexer (130-27b).
  • the second duplexer (130-27b) transfers the amplified transmission signal of the D2D communication to the first band switch (130-28a).
  • the first band switch 130-28a may be configured to selectively transmit the amplified transmission signal of the cellular communication and the amplified transmission signal of the D2D communication, or through a diplexer added between the first band switch and the duplexer. Deliver all to the diplexers 130-29.
  • FIG. 14C shows a modification of the RF structure shown in FIG. 14B.
  • a diplexer is added between the first band switches 130-28a and the duplexers.
  • a diplexer is also added between the second band switches 130-28b and the duplexer.
  • FIG. 14D illustrates another modification of the RF structure shown in FIG. 14B.
  • a fourth duplexer connected to the second band switches 130-28b separates the transmission signal and the reception signal in the band Y for D2D communication.
  • Proposal 1 Whether transmission of D2D communication and reception of cellular communication can be performed simultaneously depends on the operating band.
  • Proposal 2 Transmission of D2D communication and transmission of cellular communication can be performed simultaneously, but due to the imbalance of transmission power, in-band emission should be further considered.
  • Proposal 3 When a separate RF chain for receiving D2D communication is added, the D2D communication and the cellular communication can be simultaneously received.
  • Proposal 4 Since the gap between the band used for reception of D2D communication and the band used for transmission of cellular communication is small, the reception of D2D communication and the transmission of cellular communication cannot be performed at the same time.
  • Embodiments of the present invention described so far may be implemented through various means.
  • embodiments of the present invention may be implemented by hardware, firmware, software, or a combination thereof. Specifically, it will be described with reference to the drawings.
  • 15 is a block diagram illustrating a wireless communication system in which the present disclosure is implemented.
  • the base station 200 includes a processor 210, a memory 220, and an RF unit (radio frequency unit) 230.
  • the memory 220 is connected to the processor 210 and stores various information for driving the processor 210.
  • the RF unit 230 is connected to the processor 210 to transmit and / or receive a radio signal.
  • the processor 210 implements the proposed functions, processes and / or methods. In the above-described embodiment, the operation of the base station may be implemented by the processor 210.
  • the UE 100 includes a processor 110, a memory 120, and an RF unit 130.
  • the memory 120 is connected to the processor 110 and stores various information for driving the processor 110.
  • the RF unit 130 is connected to the processor 110 and transmits and / or receives a radio signal.
  • the processor 110 implements the proposed functions, processes and / or methods.
  • the processor may include application-specific integrated circuits (ASICs), other chipsets, logic circuits, and / or data processing devices.
  • the memory may include read-only memory (ROM), random access memory (RAM), flash memory, memory card, storage medium and / or other storage device.
  • the RF unit may include a baseband circuit for processing a radio signal.
  • the above-described technique may be implemented as a module (process, function, etc.) for performing the above-described function.
  • the module may be stored in memory and executed by a processor.
  • the memory may be internal or external to the processor and may be coupled to the processor by various well known means.

Landscapes

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

Abstract

본 명세서의 일 개시는 셀룰러 통신과 D2D 통신을 동시 수행할 수 있는 단말기를 제공한다. 상기 단말기는 LTE/LTE-Advanced 기반의 셀룰러 통신을 위한 제1 대역에서 송신 신호와 수신 신호를 분리하는 제1 듀플렉서와; 제2 대역에서 송신 신호와 수신 신호를 분리하는 제2 듀플렉서와; 제3 대역에서 송신 신호와 수신 신호를 분리하는 제3 듀플렉서와; 상기 제1 듀플렉서, 상기 제2 듀플레서 및 제3 듀플렉서 중에서 하나를 선택하는 제1의 대역 스위치를 포함하고, 상기 셀룰러 통신을 위해서 상기 제1 대역만이 사용되고, 상기 제2 대역은 비활성화되어 있는 경우, 상기 제2 듀플렉서는 상기 제2 대역을 D2D(Device to Device) 통신을 위해 사용하며, 상기 제1 대역과 상기 제2 대역은 서로 상이한 인터-밴드(inter-band)에 해당할 수 있다.

Description

셀룰러 통신과 D2D 통신을 동시 수행할 수 있는 단말기
본 발명은 이동통신에 관한 것이다.
UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)의 향상인 3GPP(3rd Generation Partnership Project) LTE(long term evolution)는 3GPP 릴리이즈(release) 8로 소개되고 있다. 3GPP LTE는 하향링크에서 OFDMA(orthogonal frequency division multiple access)를 사용하고, 상향링크에서 SC-FDMA(Single Carrier-frequency division multiple access)를 사용한다.
최근에는 3GPP LTE의 진화인 3GPP LTE-A(LTE-Advanced)의 개발이 완료되었다. 상기 LTE-A에 의하면, 다수의 대역들을 하나로 묶어 사용하는 반송파 집성(carrier aggregation, CA) 기술이 제시되었다.
LTE/LTE-A를 위해서 사용될 수 있는 주파수 대역, 즉 반송파는 여러 국가의 전파 사정을 감안하여, 3GPP에서 정의되었다.
다른 한편, SNS(Social Network Service)에 대한 사용자 요구사항의 증가로 인해 물리적으로 가까운 거리의 UE들 사이의 통신, 즉 D2D(Device to Device) 통신이 요구되고 있다.
그런데, UE들 간에 D2D 통신은 기존 셀룰러 통신, 즉 기지국과의 통신과 서로 간섭 영향을 미칠 수 있다.
따라서, 본 명세서의 개시는 전술한 문제점을 해결하는 것을 목적으로 한다.
전술한 목적을 달성하기 위하여, 본 명세서의 일 개시는 셀룰러 통신과 D2D 통신을 동시 수행할 수 있는 단말기를 제공한다. 상기 단말기는 LTE(long term evolution)/LTE-Advanced 기반의 셀룰러 통신을 위한 제1 대역에서 송신 신호와 수신 신호를 분리하는 제1 듀플렉서와; 제2 대역에서 송신 신호와 수신 신호를 분리하는 제2 듀플렉서와; 상기 제1 듀플렉서, 상기 제2 듀플레서 및 제3 듀플렉서 중에서 하나를 선택하는 제1의 대역 스위치를 포함할 수 있다. 상기 제1 대역과 상기 제2 대역은 서로 상이한 인터-밴드(inter-band)에 해당할 수 있다. 그리고, 상기 셀룰러 통신을 위해서 상기 제1 대역만이 사용되고, 상기 제2 대역은 비활성화되어 있는 경우, 상기 제2 듀플렉서는 상기 제2 대역을 D2D(Device to Device) 통신을 위해 사용할 수 있다. 상기 단말기는: 상기 제1 대역의 송신 신호와 상기 제2 대역의 송신 신호를 생성 출력하고, 상기 제1 대역의 수신 신호와 상기 제2 대역의 수신 신호를 처리하는 RFIC(radio frequency integrated circuit)를 더 포함할 수 있다. 상기 RFIC는 상기 상기 제1 대역 및 제2 대역의 송신 신호를 상기 상기 제1 및 제2 듀플렉서로 출력하여 선택적으로 데이터를 송신할 수 있다.
상기 단말기는: 상기 제1 대역 스위치와 상기 제1 듀플렉서 및 상기 제2 듀플렉서 사이에 연결되는 다이플렉서를 더 포함할 수 있다. 이 다이플렉서는 상기 상기 제1 듀플렉서로부터의 제 1대역의 송신신호와 상기 제2 듀플렉서로부터의 상기 제2 대역의 송신 신호를 동시에 모두 상기 제1 대역 스위치로 전달할 수 있다.
상기 단말기는: 제2의 대역 스위치와; 상기 제1의 대역 스위치 및 상기 제2의 대역 스위치와 연결되는 다이플렉서를 더 포함할 수 있다.
상기 D2D 신호는: 탐지 신호(Discovery signal), 제어 채널 및 데이터 채널을 포함할 수 있다.
상기 D2D 신호는: PSSCH(Physical Sidelink Shared Channel), PSCCH(Physical Sidelink Control Channel), PSDCH(Physical Sidelink Discovery Channel), PSBCH(Physical Sidelink Broadcast Channel) 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
본 명세서의 개시에 의하면, 전술한 문제점이 해결된단.
도 1은 무선 통신 시스템을 나타낸 예시도이다.
도 2는 3GPP LTE에서 FDD에 따른 무선 프레임(radio frame)의 구조를 나타낸다.
도 3은 3GPP LTE에서 하나의 상향링크 또는 하향링크슬롯에 대한 자원 그리드(resource grid)를 나타낸 예시도이다.
도 4는 하향링크 서브프레임의 구조를 나타낸다.
도 5는 3GPP LTE에서 상향링크 서브프레임의 구조를 나타낸다.
도 6a 및 도 6b은 인트라 밴드(intra-band) 캐리어 집성(Carrier Aggregation; CA)을 도시한 개념도이다.
도 7a 및 도 7b은 인터 밴드(inter-band) 캐리어 집성을 도시한 개념도이다.
도 8은 채널 대역(MHz)과 리소스 블록(RB)의 관계를 나타낸다.
도 9는 차세대 무선 통신 시스템으로 될 가능성이 있는 매크로 셀과 소규모 셀의 혼합된 이종 네트워크의 환경을 도시한 도면이다.
도 10a은 차세대 통신 시스템에서 도입될 것으로 기대되는 D2D(Device to Device) 통신의 개념을 나타낸다.
도 10b은 D2D 통신을 위해 탐지 신호를 전송하는 예를 나타낸다.
도 11은 차세대 D2D(Device to Device) 통신과 셀룰러 통신 시스템과의 간섭 문제를 나타낸 예를 나타낸다.
도 12a는 D2D 통신에 사용되는 대역과 셀룰러 통신에 사용되는 LTE/LTE-A 대역이 서로 동일한 예를 나타내고, 도 12b 및 도 12c는 RF 구조를 나타낸다.
도 13a은 동일한 사업자가 보유한 주파수를 나누어서 한 쪽에서는 D2D 통신을 수행하고 다른 한쪽은 셀룰러 통신을 수행하는 시나리오에 대한 예상되는 D2D-셀룰러 동시 전송에 대한 것으로, 이 경우 셀룰러의 송신 신호에 의한 D2D 수신 신호에 대한 간섭을 줄이기 위해 GAP을 고려한 환경에서의 D2D 송신과 셀룰러 송신을 동시 수행하는 공존 시나리오 1을 나타낸다.
도 13b은 동일한 사업자가 보유한 주파수를 D2D 통신과 셀룰러 통신을 나누어 운용하는 경우, D2D 송신은 상향링크 주파수를 이용하여 전송하고 셀룰러 수신은 하향링크 주파수를 통하여 수신을 동시에 하는 공존 시나리오 2를 나타낸다.
도 13c는 동일한 사업자가 보유한 주파수를 D2D 통신과 셀룰러 통신으로 나누어 운용하는 경우, D2D 수신은 상향링크 주파수를 이용하여 수신하고 셀룰러 수신은 하향링크 주파수를 통하여 수신을 동시에 하는 공존 시나리오 3을 나타낸다.
도 13d는 동일한 사업자가 보유한 주파수를 D2D 통신과 셀룰러 통신으로 나누어 운용하는 경우, D2D 수신과 셀룰러 송신을 동시 수행하는 공존 시나리오 4을 나타낸다.
도 14a는 D2D 통신에 사용되는 대역과 셀룰러 통신에 사용되는 LTE/LTE-A 대역이 서로 다른 예를 나타낸다.
도 14b는 RF 구조를 예시적으로 나타낸다.
도 14c는 도 14b에 도시된 RF 구조의 변형예를 나타낸다.
도 14d는 도 14b에 도시된 RF 구조의 또 다른 변형예를 나타낸다.
도 15는 본 명세서의 개시가 구현되는 무선통신 시스템을 나타낸 블록도이다.
이하에서는 3GPP(3rd Generation Partnership Project) LTE(long term evolution) 또는 3GPP LTE-A(LTE-Advanced)를 기반으로 본 발명이 적용되는 것을 기술한다. 이는 예시에 불과하고, 본 발명은 다양한 무선 통신 시스템에 적용될 수 있다. 이하에서, LTE라 함은 LTE 및/또는 LTE-A를 포함한다.
본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 본 명세서에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적인 용어가 본 발명의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는, 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이다. 또한, 본 발명에서 사용되는 일반적인 용어는 사전에 정의되어 있는 바에 따라, 또는 전후 문맥상에 따라 해석되어야 하며, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "구성된다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성 요소가 존재할 수도 있다. 반면에, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성 요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 발명의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일뿐, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니됨을 유의해야 한다. 본 발명의 사상은 첨부된 도면외에 모든 변경, 균등물 내지 대체물에 까지도 확장되는 것으로 해석되어야 한다.
이하에서 사용되는 용어인 기지국은, 일반적으로 무선기기와 통신하는 고정된 지점(fixed station)을 말하며, eNodeB(evolved-NodeB), eNB(evolved-NodeB), BTS(Base Transceiver System), 액세스 포인트(Access Point) 등 다른 용어로 불릴 수 있다.
그리고 이하, 사용되는 용어인 UE(User Equipment)는, 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, 기기(Device), 무선기기(Wireless Device), 단말(Terminal), MS(mobile station), UT(user terminal), SS(subscriber station), MT(mobile terminal) 등 다른 용어로 불릴 수 있다.
도 1은 무선 통신 시스템을 나타낸 예시도이다.
도 1을 참조하여 알 수 있는 바와 같이, 무선 통신 시스템은 적어도 하나의 기지국(20; base station, BS)을 포함한다. 각 기지국(20)은 특정한 지리적 영역(일반적으로 셀이라고 함)(20a, 20b, 20c)에 대해 통신 서비스를 제공한다.
UE은 통상적으로 하나의 셀에 속하는데, UE이 속한 셀을 서빙 셀(serving cell)이라 한다. 서빙 셀에 대해 통신 서비스를 제공하는 기지국을 서빙 기지국(serving BS)이라 한다. 무선 통신 시스템은 셀룰러 시스템(cellular system)이므로, 서빙 셀에 인접하는 다른 셀이 존재한다. 서빙 셀에 인접하는 다른 셀을 인접 셀(neighbor cell)이라 한다. 인접 셀에 대해 통신 서비스를 제공하는 기지국을 인접 기지국(neighbor BS)이라 한다. 서빙 셀 및 인접 셀은 UE을 기준으로 상대적으로 결정된다.
이하에서, 하향링크는 기지국(20)에서 UE(10)로의 통신을 의미하며, 상향링크는 UE(10)에서 기지국(20)으로의 통신을 의미한다. 하향링크에서 송신기는 기지국(20)의 일부분이고, 수신기는 UE(10)의 일부분일 수 있다. 상향링크에서 송신기는 UE(10)의 일부분이고, 수신기는 기지국(20)의 일부분일 수 있다.
이하에서는, LTE 시스템에 대해서 보다 상세하게 알아보기로 한다.
도 2는 3GPP LTE에서 FDD에 따른 무선 프레임(radio frame)의 구조를 나타낸다.
도 2에 도시된 무선 프레임은 3GPP TS 36.211 V10.4.0 (2011-12) "Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Physical Channels and Modulation (Release 10)"의 5절을 참조할 수 있다.
도 2를 참조하면, 무선 프레임은 10개의 서브프레임(subframe)을 포함하고, 하나의 서브프레임은 2개의 슬롯(slot)을 포함한다. 무선 프레임 내 슬롯은 0부터 19까지 슬롯 번호가 매겨진다. 하나의 서브프레임이 전송되는 데 걸리는 시간을 전송시간구간(Transmission Time interval: TTI)라 한다. TTI는 데이터 전송을 위한 스케줄링 단위라 할 수 있다. 예를 들어, 하나의 무선 프레임의 길이는 10ms이고, 하나의 서브프레임의 길이는 1ms이고, 하나의 슬롯의 길이는 0.5ms 일 수 있다.
무선 프레임의 구조는 예시에 불과하고, 무선 프레임에 포함되는 서브프레임의 수 또는 서브프레임에 포함되는 슬롯의 수 등은 다양하게 변경될 수 있다.
한편, 하나의 슬롯은 복수의 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 심볼을 포함할 수 있다. 하나의 슬롯에 몇개의 OFDM 심볼이 포함되는지는 순환전치(cyclic prefix: CP)에 따라 달라질 수 있다.
도 3은 3GPP LTE에서 하나의 상향링크 또는 하향링크슬롯에 대한 자원 그리드(resource grid)를 나타낸 예시도이다.
도 3을 참조하면, 상향링크 슬롯은 시간 영역(time domain)에서 복수의 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 심벌을 포함하고, 주파수 영역(frequency domain)에서 NRB 개의 자원블록(RB)을 포함한다. 예를 들어, LTE 시스템에서 자원블록(Resource Block RB)의 개수, 즉 NRB은 6 내지 110 중 어느 하나일 수 있다. 상기 RB는 PRB(Physical Resource Block)로 불리기도 한다.
자원블록(resource block: RB)은 자원 할당 단위로, 하나의 슬롯에서 복수의 부반송파를 포함한다. 예를 들어, 하나의 슬롯이 시간 영역에서 7개의 OFDM 심벌을 포함하고, 자원블록은 주파수 영역에서 12개의 부반송파를 포함한다면, 하나의 자원블록은 7×12개의 자원요소(resource element: RE)를 포함할 수 있다.
한편, 하나의 OFDM 심벌에서 부반송파의 수는 128, 256, 512, 1024, 1536 및 2048 중 하나를 선정하여 사용할 수 있다.
도 4의 3GPP LTE에서 하나의 상향링크 슬롯에 대한 자원 그리드는 하향링크 슬롯에 대한 자원 그리드에도 적용될 수 있다.
도 4는 하향링크 서브프레임의 구조를 나타낸다.
도 4에서는 정규 CP를 가정하여 예시적으로 하나의 슬롯 내에 7 OFDM 심벌이 포함하는 것으로 도시하였다.
DL(downlink) 서브프레임은 시간 영역에서 제어영역(control region)과 데이터영역(data region)으로 나누어진다. 제어영역은 서브프레임내의 첫번째 슬롯의 앞선 최대 3개의 OFDM 심벌을 포함하나, 제어영역에 포함되는 OFDM 심벌의 개수는 바뀔 수 있다. 제어영역에는 PDCCH(Physical Downlink Control Channel) 및 다른 제어채널이 할당되고, 데이터영역에는 PDSCH가 할당된다.
3GPP LTE에서 물리채널은 데이터 채널인 PDSCH(Physical Downlink Shared Channel)와 PUSCH(Physical Uplink Shared Channel) 및 제어채널인 PDCCH(Physical Downlink Control Channel), PCFICH(Physical Control Format Indicator Channel), PHICH(Physical Hybrid-ARQ Indicator Channel) 및 PUCCH(Physical Uplink Control Channel)로 나눌 수 있다.
서브프레임의 첫번째 OFDM 심벌에서 전송되는 PCFICH는 서브프레임내에서 제어채널들의 전송에 사용되는 OFDM 심벌의 수(즉, 제어영역의 크기)에 관한 CFI(control format indicator)를 나른다. 무선기기는 먼저 PCFICH 상으로 CFI를 수신한 후, PDCCH를 모니터링한다.
PDCCH와 달리, PCFICH는 블라인드 디코딩을 사용하지 않고, 서브프레임의 고정된 PCFICH 자원을 통해 전송된다. PHICH는 UL HARQ(hybrid automatic repeat request)를 위한 ACK(positive-acknowledgement)/NACK(negative-acknowledgement) 신호를 나른다. 무선기기에 의해 전송되는 PUSCH 상의 UL(uplink) 데이터에 대한 ACK/NACK 신호는 PHICH 상으로 전송된다.
PBCH(Physical Broadcast Channel)은 무선 프레임의 첫 번째 서브프레임의 두 번째 슬롯의 앞선 4개의 OFDM 심벌에서 전송된다. PBCH는 무선기기가 기지국과 통신하는데 필수적인 시스템 정보를 나르며, PBCH를 통해 전송되는 시스템 정보를 MIB(master information block)라 한다. 이와 비교하여, PDCCH에 의해 지시되는 PDSCH 상으로 전송되는 시스템 정보를 SIB(system information block)라 한다.
PDCCH는 DL-SCH(downlink-shared channel)의 자원 할당 및 전송 포맷, UL-SCH(uplink shared channel)의 자원 할당 정보, PCH 상의 페이징 정보, DL-SCH 상의 시스템 정보, PDSCH 상으로 전송되는 랜덤 액세스 응답과 같은 상위 계층 제어 메시지의 자원 할당, 임의의 UE 그룹 내 개별 UE들에 대한 전송 파워 제어 명령의 집합 및 VoIP(voice over internet protocol)의 활성화 등을 나를 수 있다. 복수의 PDCCH가 제어 영역 내에서 전송될 수 있으며, UE은 복수의 PDCCH를 모니터링 할 수 있다. PDCCH는 하나 또는 몇몇 연속적인 CCE(control channel elements)의 집합(aggregation) 상으로 전송된다. CCE는 무선채널의 상태에 따른 부호화율을 PDCCH에게 제공하기 위해 사용되는 논리적 할당 단위이다. CCE는 복수의 자원 요소 그룹(resource element group)에 대응된다. CCE의 수와 CCE들에 의해 제공되는 부호화율의 연관 관계에 따라 PDCCH의 포맷 및 가능한 PDCCH의 비트수가 결정된다.
PDCCH를 통해 전송되는 제어정보를 하향링크 제어정보(downlink control information: DCI)라고 한다. DCI는 PDSCH의 자원 할당(이를 DL 그랜트(downlink grant)라고도 한다), PUSCH의 자원 할당(이를 UL 그랜트(uplink grant)라고도 한다), 임의의 UE 그룹내 개별 UE들에 대한 전송 파워 제어 명령의 집합 및/또는 VoIP(Voice over Internet Protocol)의 활성화를 포함할 수 있다.
기지국은 UE에게 보내려는 DCI에 따라 PDCCH 포맷을 결정하고, 제어 정보에 CRC(cyclic redundancy check)를 붙인다. CRC에는 PDCCH의 소유자(owner)나 용도에 따라 고유한 식별자(radio network temporary identifier: RNTI)가 마스킹된다. 특정 UE을 위한 PDCCH라면 UE의 고유 식별자, 예를 들어 C-RNTI(cell-RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다. 또는, 페이징 메시지를 위한 PDCCH라면 페이징 지시 식별자, 예를 들어 P-RNTI(paging-RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다. 시스템 정보 블록(system information block: SIB)을 위한 PDCCH라면 시스템 정보 식별자, SI-RNTI(system information-RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다. UE의 랜덤 액세스 프리앰블의 전송에 대한 응답인 랜덤 액세스 응답을 지시하기 위해 RA-RNTI(random access-RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다.
3GPP LTE에서는 PDCCH의 검출을 위해 블라인드 복호를 사용한다. 블라인드 복호는 수신되는 PDCCH(이를 후보(candidate) PDCCH라 함)의 CRC(Cyclic Redundancy Check)에 원하는 식별자를 디마스킹하고, CRC 오류를 체크하여 해당 PDCCH가 자신의 제어채널인지 아닌지를 확인하는 방식이다. 기지국은 무선기기에게 보내려는 DCI에 따라 PDCCH 포맷을 결정한 후 DCI에 CRC를 붙이고, PDCCH의 소유자(owner)나 용도에 따라 고유한 식별자(RNTI)를 CRC에 마스킹한다.
상향링크 채널은 PUSCH, PUCCH, SRS(Sounding Reference Signal), PRACH(Physical Random Access Channel)을 포함한다.
도 5은 3GPP LTE에서 상향링크 서브프레임의 구조를 나타낸다.
도 5을 참조하면, 상향링크 서브프레임은 주파수 영역에서 제어 영역과 데이터 영역으로 나뉠 수 있다. 제어 영역에는 상향링크 제어 정보가 전송되기 위한 PUCCH(Physical Uplink Control Channel)가 할당된다. 데이터 영역은 데이터(경우에 따라 제어 정보도 함께 전송될 수 있다)가 전송되기 위한 PUSCH(Physical Uplink Shared Channel)가 할당된다.
하나의 UE에 대한 PUCCH는 서브프레임에서 자원블록 쌍(RB pair)으로 할당된다. 자원블록 쌍에 속하는 자원블록들은 제1 슬롯과 제2 슬롯 각각에서 서로 다른 부반송파를 차지한다. PUCCH에 할당되는 자원블록 쌍에 속하는 자원블록이 차지하는 주파수는 슬롯 경계(slot boundary)를 기준으로 변경된다. 이를 PUCCH에 할당되는 RB 쌍이 슬롯 경계에서 주파수가 홉핑(frequency-hopped)되었다고 한다.
UE이 상향링크 제어 정보를 시간에 따라 서로 다른 부반송파를 통해 전송함으로써, 주파수 다이버시티 이득을 얻을 수 있다. m은 서브프레임 내에서 PUCCH에 할당된 자원블록 쌍의 논리적인 주파수 영역 위치를 나타내는 위치 인덱스이다.
PUCCH 상으로 전송되는 상향링크 제어정보에는 HARQ(hybrid automatic repeat request) ACK(acknowledgement)/NACK(non-acknowledgement), 하향링크 채널 상태를 나타내는 CQI(channel quality indicator), 상향링크 무선 자원 할당 요청인 SR(scheduling request) 등이 있다.
PUSCH는 전송 채널(transport channel)인 UL-SCH에 맵핑된다. PUSCH 상으로 전송되는 상향링크 데이터는 TTI 동안 전송되는 UL-SCH를 위한 데이터 블록인 전송 블록(transport block)일 수 있다. 상기 전송 블록은 사용자 정보일 수 있다. 또는, 상향링크 데이터는 다중화된(multiplexed) 데이터일 수 있다. 다중화된 데이터는 UL-SCH를 위한 전송 블록과 제어정보가 다중화된 것일 수 있다. 예를 들어, 데이터에 다중화되는 제어정보에는 CQI, PMI(precoding matrix indicator), HARQ, RI(rank indicator) 등이 있을 수 있다. 또는 상향링크 데이터는 제어정보만으로 구성될 수도 있다.
<반송파 집성(Carrier Aggregation: CA)>
이제 반송파 집성 시스템에 대해 설명한다.
반송파 집성 시스템은 다수의 요소 반송파(component carrier: CC)를 집성하는 것을 의미한다. 이러한 반송파 집성에 의해서, 기존의 셀의 의미가 변경되었다. 반송파 집성에 의하면, 셀이라 함은 하향링크 요소 반송파와 상향링크 요소 반송파의 조합, 또는 단독의 하향링크 요소 반송파를 의미할 수 있다.
또한, 반송파 집성에서 셀은 프라이머리 셀(primary cell)과 세컨더리 셀(secondary cell), 서빙 셀(serving cell)로 구분될 수 있다. 프라이머리 셀은 프라이머리 주파수에서 동작하는 셀을 의미하며, UE이 기지국과의 최초 연결 확립 과정(initial connection establishment procedure) 또는 연결 재확립 과정을 수행하는 셀, 또는 핸드오버 과정에서 프라이머리 셀로 지시된 셀을 의미한다. 세컨더리 셀은 세컨더리 주파수에서 동작하는 셀을 의미하며, 일단 RRC 연결이 확립되면 설정되고 추가적인 무선 자원을 제공하는데 사용된다.
반송파 집성 시스템은 집성되는 반송파들이 연속되어 있는 연속(contiguous) 반송파 집성 시스템과 집성되는 반송파들이 서로 떨어져 있는 불연속(non-contiguous) 반송파 집성 시스템으로 구분될 수 있다. 이하에서 단순히 반송파 집성 시스템이라 할 때, 이는 요소 반송파가 연속인 경우와 불연속인 경우를 모두 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 하향링크와 상향링크 간에 집성되는 요소 반송파들의 수는 다르게 설정될 수 있다. 하향링크 CC 수와 상향링크 CC 수가 동일한 경우를 대칭적(symmetric) 집성이라고 하고, 그 수가 다른 경우를 비대칭적(asymmetric) 집성이라고 한다.
한편, 반송파 집성 기술은 다시 인터 밴드(inter-band) CA 와 인트라 밴드(intra-band) CA 기술로 나뉠수 있다. 상기 인터 밴드(inter-band) CA는 서로 다른 대역에 존재하는 각 CC를 집성하여 사용하는 방법이며, 인트라 밴드(intra-band) CA는 동일 주파수 대역내의 각 CC 를 집성하여 사용하는 방법이다. 또한, 상기 CA 기술은 더 상세하게는 다시 인트라 밴드(Intra-Band) 연속(Contiguous) CA, 인트라 밴드(Intra-Band) 비연속(Non-Contiguous) CA와 인터밴드(Inter-Band) 비연속(Non-Contiguous) CA로 나뉘어 진다.
도 6a 및 도 6b은 인트라 밴드(intra-band) 캐리어 집성(Carrier Aggregation; CA)을 도시한 개념도이다.
도 6a는 인트라 밴드 근접(continguous) CA를 나타내고 있고, 도 6b는 인트라 밴드 비근접(non-continguous) CA를 나타내고 있다.
LTE-Advance의 경우 고속 무선 전송의 실현을 위하여 상향링크(Uplink) MIMO 와 캐리어 집성(Carrier Aggregation)을 포함한 다양한 기법이 추가되어 있다. LTE-Advance에서 논의되고 있는 CA는 도 6a에 나타낸 인트라 밴드(intra-band) 연속(Contiguous) CA와 도 6b에 나타낸 인트라 밴드(intra-band) 비연속(Non-Contiguous) CA로 나누어 질 수 있다.
도 7a 및 도 7b은 인터 밴드(inter-band) 캐리어 집성을 도시한 개념도이다.
도 7a는 인터 밴드 CA을 위한 낮은 밴드와 높은 밴드의 결합을 나타내고 있고, 도 7b는 인터 밴드 CA를 위한 비슷한 주파수 밴드의 결합을 나타내고 있다.
즉, 인터 밴드 캐리어 집성은 도 7a에 나타낸 바와 같이 인터 밴드(inter-band) CA의 RF 특성이 서로 다른 낮은 밴드(low-band)와 높은 밴드(high-band)의 캐리어(carrier)들 간의 인터 밴드(inter-band) CA와 도 7b에 나타낸 바와 같이 RF(radio frequency) 특성이 유사하여 각 요소 반송파(component carrier)별로 공통의 RF 단자를 사용할 수 있는 유사 주파수의 인터 밴드(inter-band) CA로 나누어 질 수 있다.
표 1
E-UTRA 동작대역(Operating Band) 상향링크 동작 대역(Uplink (UL) operating band) 하향링크 동작 대역Downlink (DL) operating band 듀플렉스모드Duplex Mode
FUL_low - FUL_high FDL_low - FDL_high
1 1920 MHz 1980 MHz 2110 MHz 2170 MHz FDD
2 1850 MHz 1910 MHz 1930 MHz 1990 MHz FDD
3 1710 MHz 1785 MHz 1805 MHz 1880 MHz FDD
4 1710 MHz 1755 MHz 2110 MHz 2155 MHz FDD
5 824 MHz 849 MHz 869 MHz 894MHz FDD
61 830 MHz 840 MHz 875 MHz 885 MHz FDD
7 2500 MHz 2570 MHz 2620 MHz 2690 MHz FDD
8 880 MHz 915 MHz 925 MHz 960 MHz FDD
9 1749.9 MHz 1784.9 MHz 1844.9 MHz 1879.9 MHz FDD
10 1710 MHz 1770 MHz 2110 MHz 2170 MHz FDD
11 1427.9 MHz 1447.9 MHz 1475.9 MHz 1495.9 MHz FDD
12 699 MHz 716 MHz 729 MHz 746 MHz FDD
13 777 MHz 787 MHz 746 MHz 756 MHz FDD
14 788 MHz 798 MHz 758 MHz 768 MHz FDD
15 Reserved Reserved FDD
16 Reserved Reserved FDD
17 704 MHz 716 MHz 734 MHz 746 MHz FDD
18 815 MHz 830 MHz 860 MHz 875 MHz FDD
19 830 MHz 845 MHz 875 MHz 890 MHz FDD
20 832 MHz 862 MHz 791 MHz 821 MHz FDD
21 1447.9 MHz 1462.9 MHz 1495.9 MHz 1510.9 MHz FDD
22 3410 MHz 3490 MHz 3510 MHz 3590 MHz FDD
23 2000 MHz 2020 MHz 2180 MHz 2200 MHz FDD
24 1626.5 MHz 1660.5 MHz 1525 MHz 1559 MHz FDD
25 1850 MHz 1915 MHz 1930 MHz 1995 MHz FDD
26 814 MHz 849 MHz 859 MHz 894 MHz FDD
27 807 MHz 824 MHz 852 MHz 869 MHz FDD
28 703 MHz 748 MHz 758 MHz 803 MHz FDD
29 N/A N/A 717 MHz 728 MHz FDD
30 2305 MHz 2315 MHz 2350 MHz 2360 MHz FDD
31 452.5 MHz 457.5 MHz 462.5 MHz 467.5 MHz FDD
32 N/A N/A 1452 MHz 1496 MHz FDD
...
33 1900 MHz 1920 MHz 1900 MHz 1920 MHz TDD
34 2010 MHz 2025 MHz 2010 MHz 2025 MHz TDD
35 1850 MHz 1910 MHz 1850 MHz 1910 MHz TDD
36 1930 MHz 1990 MHz 1930 MHz 1990 MHz TDD
37 1910 MHz 1930 MHz 1910 MHz 1930 MHz TDD
38 2570 MHz 2620 MHz 2570 MHz 2620 MHz TDD
39 1880 MHz 1920 MHz 1880 MHz 1920 MHz TDD
40 2300 MHz 2400 MHz 2300 MHz 2400 MHz TDD
41 2496 MHz 2690 MHz 2496 MHz 2690 MHz TDD
42 3400 MHz 3600 MHz 3400 MHz 3600 MHz TDD
43 3600 MHz 3800 MHz 3600 MHz 3800 MHz TDD
44 703 MHz 803 MHz 703 MHz 803 MHz TDD
3GPP LTE/LTE-A시스템에서는 위의 표 1와 같은 상향링크 및 하향 링크를 위한 동작 대역(operating bands)에 대해서 정의하고 있다. 표 1를 기준으로 도 6과 도 7의 4가지의 CA 케이스(case)가 구분된다.
여기서 FUL_low는 상향 링크 동작 대역의 가장 낮은 주파수를 의미한다. 그리고, FUL_high는 상향링크 동작 대역의 가장 높은 주파수를 의미한다. 또한, FDL_low는 하향 링크 동작 대역의 가장 낮은 주파수를 의미한다. 그리고, FDL_high는 하향링크 동작 대역의 가장 높은 주파수를 의미한다.
표 1과 같이 동작 대역이 정해져 있을 때, 각 국가의 주파수 배분 기구는 각국의 상황에 맞추어 서비스 사업자에게 특정 주파수를 배정할 수 있다.
도 8은 채널 대역(MHz)과 리소스 블록(RB)의 관계를 나타낸다.
도 8을 참조하여 알 수 있는 바와 같이, 채널 대역폭(BWChannel) 보다 작게 전송 대역폭 설정이 이루어진다. 전송 대역폭 설정은 복수의 리소스 블록(Resource Block: RB)들에 의해 이루어진다. 그리고 채널 외곽은 채널 대역폭에 의해 분리된 가장 높고 낮은 주파수이다.
한편, 전술한 바와 같이 3GPP LTE 시스템에서는 채널 대역폭으로 1.4MHz, 3MHz, 5MHz, 10MHz, 15MHz 및 20MHz을 지원한다. 이러한 채널 대역폭과 리소스 블록의 개수의 관계는 아래의 표와 같다.
표 2
채널 대역폭BWChannel [MHz] 1.4 3 5 10 15 20
전송 대역폭 설정 NRB 6 15 25 50 75 100
<소규모 셀(small cell)의 도입>
한편, 차세대 이동 통신 시스템에서는 셀 커버리지 반경이 작은 소규모 셀(small cell)이 기존 셀의 커버리지 내에 추가될 것으로 예상되고, 소규모 셀은 보다 많은 트래픽을 처리할 것으로 예상된다. 상기 기존 셀은 상기 소규모 셀에 비해 커버리지가 크므로, 매크로 셀(Macro cell)이라고 칭하기도 한다. 이하 도 7를 참조하여 설명하기로 한다.
도 9는 차세대 무선 통신 시스템으로 될 가능성이 있는 매크로 셀과 소규모 셀의 혼합된 이종 네트워크의 환경을 도시한 도면이다.
도 9를 참조하면, 기존 기지국(200)에 의한 매크로 셀은 하나 이상의 소규모 기지국(300a, 300b, 300c, 300d)에 의한 소규모 셀과 중첩된 이종 네트워크 환경이 나타나 있다. 상기 기존 기지국은 상기 소규모 기지국에 비해 큰 커버리지를 제공하므로, 매크로 기지국(Macro eNodeB, MeNB)라고도 불린다. 본 명세서에서 매크로 셀과 매크로 기지국이라는 용어를 혼용하여 사용하기로 한다. 매크로 셀(200)에 접속된 UE은 매크로 UE(Macro UE)로 지칭될 수 있다. 매크로 UE은 매크로 기지국으로부터 하향링크 신호를 수신하고, 매크로 기지국에게 상향링크 신호를 전송한다.
이와 같은 이종 네트워크에서는 상기 매크로 셀을 프라이머리 셀(Pcell)로 설정하고, 상기 소규모 셀을 세컨더리 셀(Scell)로 설정함으로써, 매크로셀의 커버리지 빈틈을 메꿀 수 있다. 또한, 상기 소규모 셀을 프라이머리 셀(Pcell)로 설정하고, 상기 매크로 셀을 세컨더리 셀(Scell)로 설정함으로써, 전체적인 성능을 향상(boosting)시킬수 있다.
<D2D(Device to Device) 통신>
다른 한편, 이하에서는 차세대 통신 시스템에서 도입될 것으로 기대되는 D2D 통신에 대해서 설명하기로 한다.
도 10a은 차세대 통신 시스템에서 도입될 것으로 기대되는 D2D(Device to Device) 통신의 개념을 나타낸다.
SNS(Social Network Service)에 대한 사용자 요구사항의 증가로 인해 물리적으로 가까운 거리의 UE들 사이의 통신, 즉 D2D(Device to Device) 통신이 요구되고 있다.
전술한 요구 사항을 반영하기 위해서 도 10a에 도시된 바와 같이, UE#1(100-1), UE#2(100-2), UE#3(100-3) 간에 또는 UE#4(100-4), UE#5(100-5), UE#6(100-6) 간에 기지국(eNodeB)(200)의 개입 없이 직접적으로 통신을 할 수 있도록 하는 방안이 논의 되고 있다. 물론, 기지국(eNodeB)(200)의 도움 하에 UE#1(100-1)와 UE#4(100-4) 간에 직접적으로 통신을 할 수 있다. 한편, UE#1(100-1)는 UE#2(100-2), UE#3(100-3)를 위해 중계기로서의 역할을 수행할 수도 있다. 마찬가지로, UE#4(100-4)는 셀 중심에서 멀리 떨어져 있는 UE#5(100-5), UE#6(100-6)를 위해 중계기로서의 역할을 수행할 수도 있다.
한편, 상기 D2D 통신에 사용되는 UE간의 링크를 사이드링크(Sidelink)라고 부르기도 한다.
상가 사이드링크에 사용되는 물리 채널은 다음과 같은 것들이 있다.
- PSSCH(Physical Sidelink Shared Channel)
- PSCCH(Physical Sidelink Control Channel)
- PSDCH(Physical Sidelink Discovery Channel)
- PSBCH(Physical Sidelink Broadcast Channel)
이상과 같이 차기 시스템에서는 UE간의 D2D 통신이 도입될 것으로 논의되고 있다.
도 10b은 D2D 통신을 위해 탐지 신호를 전송하는 예를 나타낸다.
도 10b에 도시된 UE#1(100-1)는 D2D 통신을 위해 주변에 적합한 UE가 존재하는지 탐지하기 위하여, 혹은 상기 UE#1(100-1)가 자신의 존재를 알리기 위하여, 탐지 신호(Discovery Signal)을 전송할 수 있다.
<D2D 통신과 기존 LTE/LTE-A 기반의 셀룰러 통신과의 공존 문제>
그런데, UE들 간에 D2D 통신은 기존 UE의 셀룰러 통신(즉 UE와 기지국과의 통신)과 서로 간섭 영향을 미칠 수 있다. 상기 셀룰러 통신은 상기 D2D 통신에 비하여 WAN(Wide Area Network) 통신이라고도 불린다. 이에 대해서, 도 11을 참조하여 설명하기로 한다.
도 11은 차세대 D2D(Device to Device) 통신과 셀룰러 통신 시스템과의 간섭 문제를 나타낸 예를 나타낸다.
도 11에 도시된 바와 같이, UE#2(100-2)와 UE#1(100-1)간의 D2D 통신은 상기 UE#2(100-2)와 eNodeB(200)과의 간의 셀룰러 통신과 서로 간섭이 될 수 있다. 특히, eNodeB(200)으로의 상향링크 전송과 eNodeB(200)부터의 하향링크 수신이 D2D 통신에 간섭을 미칠 수도 있고, D2D 통신이 eNodeB(200)으로의 상향링크 전송과 eNodeB(200)부터의 하향링크 수신에 간섭을 미칠 수도 있다.
이와 같이, UE들 간에 D2D 통신은 기존 UE의 셀룰러 통신에 영향을 미칠 수 있다.
따라서, D2D 통신(D2D 탐지 신호 및 D2D 통신 신호를 포함)과 기존 UE의 셀룰러 통신과의 공존 문제가 대두되었다.
그러나, 여태까지는 서로 다른 UE들 간의 간섭에 의한 공존 연구만이 대해서만 진행되었을 뿐이다. 다시 한번 설명하면, 기존 공존 연구에서는, D2D UE가 기존 LTE UE에 미치는 영향을 분석하는데 그쳤을 뿐이다.
그러나, UE가 D2D 송수신과 셀룰러 송수신을 동시 수행할 때 UE 내부에서 발생하는 문제 대해서는 아직까지 연구되지 않았다. 또한, 기존 LTE UE가 D2D UE의 신호 수신에 어떠한 영향을 미치는지에 대해서는 연구되지 않았다.
따라서, 본 명세서는 아래 표(UE 내부에서 공존 시나리오를 나타냄)에서 UE 내부에서의 D2D 통신과 LTE/LTE-A 기반의 셀룰러 통신의 각 시나리오를 검토하기로 한다. 또한, D2D 통신과 LTE/LTE-A 기반의 셀룰러 통신 간의 동시 수행 가능 여부를 결정하기 위해서, 아래의 모든 시나리오를 검토한다.
표 3
시나리오 공격 대상(Aggressor) 희생 대상(Victim) 듀플렉싱방식 설명
1 D2D 송신 LTE UE 수신 TDD와 FDD 송신 대역과 수신 대역 간에 격리 대역이 좁은 상황에서는 영향을 받을 수 있음
2 D2D 송신 LTE UE 송신 TDD와 FDD REl-13 multiple component carrier 에서 지원 가능. 시나리오 2에 대한 것 중 인터밴드에서 D2D-셀룰러 동시 송신에 대한 연구를 우선 진행.
3 LTE UE 수신 D2D 수신 TDD와 FDD D2D 수신에는 심각한 영향을 미치지 않음
4 LTE UE 송신 D2D 수신 TDD와 FDD 기존에 검증되지 않음동일한 밴드에서 주파수를 나누어서 D2D Rx-셀룰러 Tx 를 하는 경우, D2D 수신에 심각한 영향을 미침. 그러나, D2D 수신 대역과 셀룰러 Tx간에 적당한 대역폭 갭이 존재할 경우, 해결될 수 있음
또한, 본 명세서는 D2D 통신과 셀룰러 통신을 동시 수행할 수 있게 하기 위한 UE의 RF 구조에 대해서 연구하기로 한다. 구체적으로, 본 명세서는 a) D2D 통신에 사용되는 대역과 셀룰러 통신에 사용되는 LTE/LTE-A 대역이 서로 동일한 (intra-band D2D-WAN operation) 경우에 D2D 통신과 셀룰러 통신을 동시에 가능하게 하는 RF 구조와 b) D2D 통신 대역과 셀룰러 통신에 사용되는 LTE/LTE-A 대역이 서로 다른 (inter-band D2D-WAN operation) 경우에, D2D 통신과 셀룰러 통신을 동시에 가능하게 하는 RF 구조를 연구한다.
도 12a는 D2D 통신에 사용되는 대역과 셀룰러 통신에 사용되는 LTE/LTE-A 대역이 서로 동일한 예를 나타내고, 도 12b 및 도 12c는 RF 구조를 나타낸다.
도 12a에 도시된 바와 같이 D2D 통신에 사용되는 대역과 셀룰러 통신에 사용되는 대역이 서로 동일할 경우, UE에서 D2D 통신과 셀룰러 통신을 모두 구현하기 위한 RF 구조로서, 도 12b 및 12c에 각기 나타난 바와 같이 기존의 보유한 RF 체인을 함께 사용하기 위한 구조를 제시한다.
도 12b에 도시된 RF 구조(130)는 셀룰러 기반 수신 신호의 처리를 위한 제1 RF 체인(chain)과, D2D 기반 수신 신호의 처리를 위한 제2 RF 체인(chain)과, TDM (Time division multiplexing) 방식으로 D2D 송신 신호 또는 셀룰러 송신 신호의 처리를 위한 제3 RF 체인(chain)을 포함한다. 이 중 제1 RF 체인과 제 3 RF 체인은 기존의 LTE/LTE-A 단말이 셀룰러 통신을 위해 사용하는 체인을 그대로 사용하는 것이며, D2D 송신 신호 전송을 위해서도 기존의 제 3 RF 체인을 재사용하는 구조이다. 즉 제안된 도 12b 는 D2D 통신을 지원하기 위해 제 2 RF 체인 을 기존의 LTE 단말의 RF 구조에 추가한 것이다.
상기 셀룰러 기반 수신 신호의 처리를 위한 제1 RF 체인은 셀룰러 기반 수신을 위한 제1 베이스밴드(base band)부(130-11a), 제1 필터(130-12a), 제1 반송파(fc1)을 제거하여 중간 주파수를 출력하는 제1 합성부(130-13a), 제1 LNA(low noise Ampler)(130-14a)를 포함한다.
상기 D2D 기반 수신 신호의 처리를 위한 제2 RF 체인은 D2D 수신 신호를 기저대역 신호로 변환하기 위한 제2 베이스밴드(base band)부(130-11b), 제2 필터(130-12b), 제2 반송파(fc2)을 제거하여 중간 주파수를 출력하는 제2 합성부(130-13b), 제2 LNA(low noise Ampler)(130-14b)를 포함한다.
상기 D2D 와 셀룰러 송신 신호의 처리를 위한 제3 RF 체인은 송신을 위한 제3 베이스밴드(base band)부(130-11c), 제3 필터(130-12c), 반송파와 합성하는 제3 합성부(130-13c), PA(Power Ampler)(130-15c)를 포함한다.
상기 제1 RF 체인과 상기 제3 RF 체인은 듀플렉서(130-19)에 연결되어 있다. 상기 듀플렉서(130-19)는 셀룰러 송수신 신호를 상기 제1 RF 체인과, 상기 제3 RF 체인 중 어느 하나로 분배하는 역할을 수행한다. 그리고, 상기 듀플렉서(130-19)는 제3 RF 체인으로부터 전달받은 송신 신호는 안테나로 출력한다. 그리고, 상기 제3 RF 체인의 PA(130-15c)와 상기 듀플렉서(130-19) 사이에는 사이에는 방향성 커플러 또는 스위치(130-16)가 연결되어 있다. 이러한 상기 방향성 커플러 또는 스위치(130-16)는 송신(Tx)과 D2D 수신(Rx)을 분리한다. 즉 송신 주파수로 수신하는 D2D 신호는 이 방향성 커플러 또는 스위치에 의해 D2D 수신 부로 전달되며, 셀룰러 송신부에는 영향을 미치지 않게 된다.
주목할 점은, 도 12b를 참조하여 알 수 있는 바와 같이, 상기 제3 RF 체인의 상기 방향성 커플러 또는 스위치(130-16)와 상기 제2 RF 체인의 제2 LNA(130-14b) 사이에는 수신 신호에서의 인접 채널 간섭을 줄이기 위한 간섭 제거 필터(130-17)가 연결된다.
이러한 구조에 의한 동작을 설명하면, 상기 방향성 커플러(130-16)는 상기 제3 RF 체인의 상기 PA(130-15c)로부터 출력되는 신호는 상기 듀플렉서(130-19)로 전달하고, 상기 듀플렉서(130-19)로부터 수신되는 D2D 입력 신호는 상기 간섭 제거 필터(130-17)로 전달한다. 상기 간섭 제거 필터(130-17)는 상기 제3 RF 체인의 상기 PA(130-15c)로부터 출력되는 신호가 상기 제2 RF 체인으로 누설됨으로써 자기 간섭을 야기 하지 않도록, 필터링을 수행하거나 안테나를 통하여 수신된 D2D 수신 신호가 듀플렉서를 거쳐 들어오는 경우, 인접 신호의 간섭을 필터링한다.
도 12c에 나타난 RF 구조(130)는 앞선 도 12b에서와 달리, 기존의 셀룰러 통신에서 사용하는 RF 체인만을 이용하여 D2D 송수신을 지원할 수 있도록 만든 구조이며, TDM 방식으로 D2D 수신 또는 셀룰러 수신을 지원하기 위한 제1 RF 체인과, TDM 방식으로 D2D 송신 또는 셀룰러 송신을 지원하기 위한 제3 RF 체인만을 포함한다.
듀플렉서(130-19)과 상기 제1 RF 체인의 제1 LNA(130-14a) 사이에는 스위치(130-18)가 연결된다. 그리고, 상기 듀플렉서(130-19)와 제3 RF 체인의 PA(130-15c)사이에는 방향성 커플러 또는 스위치(130-16)가 연결된다. 상기 방향성 커플러 또는 스위치(130-16)과 상기 스위치(130-18) 사이에는 간섭 제거 필터(130-17)가 연결된다.
이러한 구조에 의한 동작을 설명하면, 상기 방향성 커플러 또는 스위치 (130-16)는 상기 제3 RF 체인의 상기 PA(130-15c)로부터 출력되는 신호는 듀플렉서(130-19)로 전달하고, 상기 듀플렉서(130-19)로부터 수신되는 D2D 입력 신호는 상기 간섭 제거 필터(130-17)로 전달한다. 상기 간섭 제거 필터(130-17)는 상기 제3 RF 체인의 상기 PA(130-15c)로부터 출력되는 신호가 상기 제1 RF 체인으로 누설됨으로써 자기 간섭을 야기 하지 않도록, 필터링을 수행한다. 상기 간섭 제거 필터(130-17)로부터 출력되는 신호는 상기 스위치(130-18)로 출력된다. 상기 스위치(130-18)는 상기 듀플렉서(130-19)로부터 출력되는 신호와 상기 간섭 제거 필터(130-17)로부터 출력되는 신호를 번갈아 상기 제1 LNA(130-14a)로 출력한다.
한편, D2D 통신의 동작 대역과 셀룰러 통신의 동작 대역이 서로 동일할 경우, 모든 시나리오에서 공존 문제가 야기된다. 따라서, 이하에서는 도 13a 내지 도 13d를 참조하여, 모든 시나리오를 검토하기로 한다.
도 13a은 동일한 사업자가 보유한 주파수를 나누어서 한 쪽에서는 D2D 통신을 수행하고 다른 한쪽은 셀룰러 통신을 수행하는 시나리오에 대한 예상되는 D2D-셀룰러 동시 전송에 대한 것으로, 이 경우 셀룰러의 송신 신호에 의한 D2D 수신 신호에 대한 간섭을 줄이기 위해 GAP을 고려한 환경에서의 D2D 송신과 셀룰러 송신을 동시 수행하는 공존 시나리오 1을 나타낸다..
도 13a을 참조하면, 기존 LTE 시스템에서 정의되는 송신과 수신의 대역 격리 보다 D2D 송신과 셀룰러 수신의 대역 격리가 작음을 알 수 있다. 이 경우, D2D 신호가 셀룰러 수신 대역으로 누설되기 때문에, 셀룰러의 수신 기준 감도(REFSENS)는 대역 X에서의 현존 요구 사항을 충족시키지 못할 수 있다. 그러나, 송신과 수신의 대역 격리가 100MHz 보다 큰 경우에는, 상기 셀룰러 수신 대역에서 D2D 간섭 수준을 필터를 통해 경감시킬 수 있고, 그로 인해 셀룰러 수신 감도는 유지될 수 있다. 따라서, UE가 D2D 송신과 셀룰러 수신의 동시 수행할 수 있는지 여부는 각 동작 대역에 의존한다.
도 13b은 동일한 사업자가 보유한 주파수를 D2D 통신과 셀룰러 통신을 나누어 운용하는 경우, D2D 송신은 상향링크 주파수를 이용하여 전송하고 셀룰러 수신은 하향링크 주파수를 통하여 수신을 동시에 하는 공존 시나리오 2를 나타낸다.
도 13b를 참조하면, D2D 송신과 셀룰러 송신의 동시 수행은 인트라-밴드 비연속 반송파 집성(CA)와 유사함을 알 수 있다. 다만 이 경우, D2D 신호와 셀룰러 신호 간에 전송 전력 불균형이 고려될 필요가 있다. 일반적으로 D2D 송신은 셀룰러 송신 신호에 전혀 영향을 미치지 않아야 하기 때문에 셀룰러 신호가 높은 전력으로 전송되는 경우, D2D 신호가 상대적으로 적은 전송 파워로 할당될 수 있으며, 이에 따른 간섭 영향을 받을 수 있다. 따라서, D2D 신호를 보호하기 위해서 보호 갭 또는 A-MPR을 정의할 필요가 있다.
도 13c는 동일한 사업자가 보유한 주파수를 D2D 통신과 셀룰러 통신으로 나누어 운용하는 경우, D2D 수신은 상향링크 주파수를 이용하여 수신하고 셀룰러 수신은 하향링크 주파수를 통하여 수신을 동시에 하는 공존 시나리오 3을 나타낸다.
도 13c를 참조하면, 셀룰러 수신 대역과 D2D 수신 대역 간에 큰 격리 갭이 존재하기 때문에, D2D 수신감도는 유지될 수 있다. 따라서, 시나리오 3은 도 12b 및 도 12c에 도시된 RF 구조들을 통해 구현될 수 있다. 도 12b에 도시된 RF 구조는 추가적인 D2D RF 체인을 요구하므로 다소 복잡하고 제작 단가를 증가시키는 단점은 있지만, D2D 수신과 셀룰러 수신을 동시에 수행할 수 있는 장점이 있다. 도 12c에 도시된 RF 구조는 기존 RF 체인 내에 단지 스위치와 필터만 추가하면 되므로 구현이 쉽고 제작 단가가 낮은 장점이 있다 반면, D2D 수신과 셀룰러 수신은 동시에 수행될 수는 없다.
도 13d는 동일한 사업자가 보유한 주파수를 D2D 통신과 셀룰러 통신으로 나누어 운용하는 경우, D2D 수신과 셀룰러 송신을 동시 수행하는 공존 시나리오 4을 나타낸다.
도 13d를 참조하면, 송신 대역과 수신 대역 간의 격리 대역이 20MHz보다 작기 때문에, 셀룰러 송신 신호는 D2D 수신 대역으로 누설될 수 있고, 그로 인해 D2D 수신 신호는 셀룰러 송신 신호에 의해서 간섭을 받을 수 있다. D2D 보호를 위해서 보호 갭 및 A-MPR이 추가될 경우, 상기 간섭 문제는 해결될 수 있다. 그러나, A-MPR로 인해서 커버리지의 크기가 줄어들 수 있는 단점이 있다.
이상에서 설명한, 모든 시나리오를 정리하여 표로 나타내면 다음과 같다.
표 4
시나리오 공격 대상(Aggressor) 희생 대상(Victim) 듀플렉싱 방식 설명
1 D2D Tx LTE UE Rx TDD와 FDD Tx와 Rx간에 대역폭 갭이 작을 경우, 일반적인 동작은 영향을 미칠 수 있음
2 D2D Tx LTE UE Tx TDD와 FDD D2D Tx와 LTE Tx를 동시 수행하는 것은 인트라 밴드 비연속 반송파 집성과 유사하므로 가능함다만, 파워 불균형을 고려할 필요가 있음.D2D 신호는 셀룰러 통신이 높은 전송 전력에 의해 간섭 영향을 받을 수 있음따라서, D2D 신호를 보호하기 위해서 보호 갭 또는 A-MPR이 필요함
3 LTE UE Rx D2D Rx TDD와 FDD LTE 기지국에 의한 송신은 D2D 수신에는 심각한 영향을 미치지 않음상향링크 RF 체인에서 SC-FDNA 디코딩 체인을 추가할 필요가 있음
4 LTE UE Tx D2D Rx TDD와 FDD D2D Rx와 LTE Tx는 동시에 불가능함. D2D 수신기준감도(REFSENS)는 LTE Tx에 의해서 영향을 받음. 그러나, D2D Rx 대역과 셀룰러 Tx 대역 간에 적절한 대역 갭이 존재하는 경우에는, 문제를 완화시킬 수 있음.
도 14a는 D2D 통신에 사용되는 대역과 셀룰러 통신에 사용되는 LTE/LTE-A 대역이 서로 다른 예를 나타내고, 도 14b는 RF 구조를 예시적으로 나타낸다.
도 14a에 도시된 바와 같이, D2D 통신의 동작 대역과 셀룰러 통신의 동작 대역이 서로 다를 경우, 도 14b에 도시된 바와 같이 LTE-A 릴리즈 10의 구조와 유사하게 각 대역 별로 할당된 RF 체인을 수용하는 RFIC(radio frequency integrated circuit)(증폭기, 합성부, 필터, 및 베이스 밴드부를 포함함)을 이용하는 구조를 제시한다.
도 14b를 참조하면, 다수의 RF 체인을 수용하는 RFIC (130-21), 다수의 듀플렉서, 다수의 고대역을 구분하기 위한 제1 대역(예컨대, 고대역) 스위치(130-28a), 다수의 저대역을 구분하기 위한 제2 대역(예컨대, 저대역) 스위치(130-28b), 다이플렉서(Diplexer)(130-29)가 도시되어 있다.
상기 다수의 듀플렉서 중 제1 듀플렉서(130-27a)는 셀룰러 통신의 대역 X에서 송신 신호와 수신 신호를 분리한다. 상기 제1 듀플렉서(130-27a)와 상기 RFIC(130-21) 사이에는 제1 PA(130-22a)와 제1 LNA(130-23a)가 연결되어 있다.
셀룰러 통신을 위해서 대역 X만이 이용되고, 대역 Y는 비활성화되어 있고, 상기 D2D 통신을 위해서 상기 대역 Y가 이용될 경우, 상기 다수의 듀플렉서 중 제2 듀플렉서(130-27b)는 상기 D2D 통신을 위한 대역 Y에서 D2D 송신 신호와 D2D 수신 신호를 분리한다. 상기 제2 듀플렉서(130-27b)와 상기 RFIC(130-21) 사이에는 제2 PA(130-22b), 제2 LNA(130-23b), 방향성 커플러(130-24), 스위치(130-25), 제3 LNA(130-23c)가 연결되어 있다.
한편, 상기 다수의 듀플렉서 중 제3 듀플렉서는 대역 Z에서 송신 신호와 수신 신호를 분리한다.
상기 다이플렉서(130-29)는 저대역과 고대역의 송수신 신호를 합성/분리하는 역할을 수행하고, 제1대역(예컨대, 고대역)을 위한 스위치(130-28a), 제2 대역(예컨대, 저대역)을 위한 스위치(130-28b)와 연결되어 있다.
상기 제1 대역 스위치(130-28a)는 셀룰러 통신의 대역 X을 위한 제1 듀플렉서(130-27a)와, 상기 D2D 통신의 대역 Y을 위한 제2 듀플렉서(130-27b)와, 그리고 대역 Z을 위한 제3 듀플렉서 중 어느 하나와 선택적으로 신호를 주고 받는다. 마찬가지로, 상기 제2 대역 스위치(130-28b)는 제4 듀플렉서, 제5 듀플렉서 그리고 제6 듀플렉서 중 어느 하나와 선택적으로 신호를 주고 받는다.
상기 제1 대역 듀플렉서(130-27a)는 셀룰러 통신의 송신 신호와 수신 신호를 분리하여 상기 제1 대역 스위치(130-28a)와 상기 RFIC(130-21) 사이에서 전달한다. 상기 제1 대역 듀플렉서(130-27a)와 상기 RFIC(130-21) 간의 송신 라인에는 상기 제1 PA(130-22a)가 연결되어 있고, 수신 라인에는 제1 LNA(130-23a)가 연결되어 있다.
상기 제2 대역 듀플렉서(130-27b)는 D2D 통신의 송신 신호와 수신 신호를 분리하여 상기 제1 대역 스위치(130-28a)와 상기 RFIC(130-21) 사이에서 전달한다. 상기 제2 대역 듀플렉서(130-27b)와 상기 RFIC(130-21) 간의 송신 라인에는 상기 제1 PA(130-22a)와 방향성 커플러(130-24)가 연결되어 있고, 수신 라인에는 제2 LNA(130-23b)가 연결되어 있다. 상기 방향성 커플러(130-24)에는 스위치(130-25)와 상기 제3 LNA(130-23c)가 연결되어 있다.
도 14b에 도시된 RF 구조의 동작을 송신과 수신으로 나누어 설명하면 다음과 같다.
먼저, 수신 동작을 설명하면 다음과 같다.
안테나를 통해 신호가 수신되면, 상기 다이플렉서(130-29)는 상기 제1 대역 스위치(130-28a) 및 상기 제2 대역 스위치(130-28b) 중 어느 하나로 전달한다. 만약, 상기 제1 대역 스위치(130-28a)가 상기 수신 신호를 상기 다이플렉서(130-29)로부터 전달받으면, 상기 제1 듀플렉서(130-27a) 및 상기 제2 듀플렉서(130-27b) 중 하나 이상으로 전달한다. 상기 수신 신호가 셀룰러 통신의 수신 신호 일 경우, 상기 제1 듀플렉서(130-27a)는 상기 셀룰러 통신의 수신 신호를 상기 제1 LNA(130-23a)를 거쳐 상기 RFIC(130-21)로 전달한다. 또한, 상기 수신 신호가 대역 Y의 D2D 통신의 수신 신호 일 경우, 상기 제2 듀플렉서(130-27b)는 상기 D2D 통신의 수신 신호를 방향성 커플러(130-24) 로 보내며, 이를 수신한 방향성 커플러(130-24)는 상기 제3 LNA(130-23c)로 D2D 수신 신호를 전달하며, 상기 제3 LNA(130-23c)를 거쳐 상기 RFIC(130-21)로 전달된다. 만일 대역 Y의 셀룰러 신호가 수신되는 경우 상기 제2 듀플렉서(130-27b)를 통과한 신호는 상기 제2 LNA(130-23b)를 거쳐 상기 RFIC(130-21)로 전달한다.
다음으로, 송신 동작을 설명하면 다음과 같다.
상기 RFIC(130-21)로부터 출력되는 대역 X의 셀룰러 통신의 송신 신호는 상기 제1 PA(130-22a)를 거쳐 증폭되어 상기 제1 듀플렉서(130-27a)로 전달된다. 상기 제1 듀플렉서(130-27a)는 상기 셀룰러 통신의 증폭된 송신 신호를 상기 제1 대역 스위치(130-28a)로 전달한다. 또한, 상기 RFIC(130-21)로부터 출력되는 대역 Y의 D2D 통신의 송신 신호는 상기 제2 PA(130-22b)를 거쳐 증폭되어 상기 방향성 커플러(130-24)로 전달되고, 상기 방향성 커플러(130-24)는 상기 D2D 통신의 증폭된 송신 신호를 상기 제2 듀플렉서(130-27b)로 전달한다. 상기 제2 듀플렉서(130-27b)는 상기 D2D 통신의 증폭된 송신 신호를 상기 제1 대역 스위치(130-28a)로 전달한다. 상기 제1 대역 스위치(130-28a)는 상기 셀룰러 통신의 증폭된 송신 신호와 상기 D2D 통신의 증폭된 송신 신호를 선택적으로 또는 제 1대역 스위치와 듀플렉서 사이에 추가된 다이플렉서를 통하여 두 송신 신호 모두를 상기 다이플렉서(130-29)로 전달한다.
도 14c는 도 14b에 도시된 RF 구조의 변형예를 나타낸다.
도 14c를 참조하여 알 수 있는 바와 같이, 제1 대역 스위치(130-28a)와 듀플렉서들 사이에 다이플렉서가 추가되어 있다. 또한, 제2 대역 스위치(130-28b)와 듀플렉서 사이에도 다이플렉서가 추가되어 있다.
도 14c에 도시된 구조에 따르면, D2D 송신과 셀룰러 송신이 동시에 가능하다.
도 14d는 도 14b에 도시된 RF 구조의 또 다른 변형예를 나타낸다.
도 14d를 참조하여 알 수 있는 바와 같이, 제2 대역 스위치(130-28b)에 연결된 제4 듀플렉서가 D2D 통신을 위한 대역 Y에서의 송신 신호와 수신 신호를 분리한다.
도 14c에 도시된 구조에 따르면, D2D 송신과 셀룰러 송신이 동시에 가능하다.
이상에서 설명한 바를 정리하면 다음과 같다.
제안 1: D2D 통신의 송신과 셀룰러 통신의 수신을 동시 수행할 수 있는지 여부는 동작 대역에 따라 다르다.
제안 2: D2D 통신의 송신과 셀룰러 통신의 송신은 동시 수행할 수 있지만, 송신 전력의 불균형으로 인해서, 대역 내의 방사(in-band emission)을 더 고려해야 한다.
제안 3: D2D 통신의 수신을 위한 별도의 RF 체인을 추가할 경우, D2D 통신의 수신과 셀룰러 통신의 수신을 동시에 수행할 수 있다.
제안 4: D2D 통신의 수신에 사용되는 대역과 셀룰러 통신의 송신에 사용되는 대역 간의 갭이 작기 때문에, D2D 통신의 수신과 셀룰러 통신의 송신은 동시에 할 수 없다.
지금까지 설명한, 본 발명의 실시예들은 다양한 수단을 통해 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 실시예들은 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다. 구체적으로는 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
도 15는 본 명세서의 개시가 구현되는 무선통신 시스템을 나타낸 블록도이다.
기지국(200)은 프로세서(processor, 210), 메모리(memory, 220) 및 RF부(RF(radio 주파수) unit, 230)을 포함한다. 메모리(220)는 프로세서(210)와 연결되어, 프로세서(210)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. RF부(230)는 프로세서(210)와 연결되어, 무선 신호를 송신 및/또는 수신한다. 프로세서(210)는 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 전술한 실시 예에서 기지국의 동작은 프로세서(210)에 의해 구현될 수 있다.
UE(100)는 프로세서(110), 메모리(120) 및 RF부(130)을 포함한다. 메모리(120)는 프로세서(110)와 연결되어, 프로세서(110)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. RF부(130)는 프로세서(110)와 연결되어, 무선 신호를 송신 및/또는 수신한다. 프로세서(110)는 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다.
프로세서는 ASIC(application-specific integrated circuit), 다른 칩셋, 논리 회로 및/또는 데이터 처리 장치를 포함할 수 있다. 메모리는 ROM(read-only memory), RAM(random access memory), 플래쉬 메모리, 메모리 카드, 저장 매체 및/또는 다른 저장 장치를 포함할 수 있다. RF부는 무선 신호를 처리하기 위한 베이스밴드 회로를 포함할 수 있다. 실시예가 소프트웨어로 구현될 때, 상술한 기법은 상술한 기능을 수행하는 모듈(과정, 기능 등)로 구현될 수 있다. 모듈은 메모리에 저장되고, 프로세서에 의해 실행될 수 있다. 메모리는 프로세서 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 프로세서와 연결될 수 있다.
상술한 예시적인 시스템에서, 방법들은 일련의 단계 또는 블록으로써 순서도를 기초로 설명되고 있지만, 본 발명은 단계들의 순서에 한정되는 것은 아니며, 어떤 단계는 상술한 바와 다른 단계와 다른 순서로 또는 동시에 발생할 수 있다. 또한, 당업자라면 순서도에 나타낸 단계들이 배타적이지 않고, 다른 단계가 포함되거나 순서도의 하나 또는 그 이상의 단계가 본 발명의 범위에 영향을 미치지 않고 삭제될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (6)

  1. LTE(long term evolution)/LTE-Advanced 기반의 셀룰러 통신을 위한 제1 대역에서 송신 신호와 수신 신호를 분리하는 제1 듀플렉서와;
    제2 대역에서 송신 신호와 수신 신호를 분리하는 제2 듀플렉서와;
    상기 제1 듀플렉서, 상기 제2 듀플레서 및 제3 듀플렉서 중에서 하나 를 선택하는 제1의 대역 스위치를 포함하고,
    상기 제1 대역과 상기 제2 대역은 서로 상이한 인터-밴드(inter-band)에 해당하고,
    상기 셀룰러 통신을 위해서 상기 제1 대역만이 사용되고, 상기 제2 대역은 비활성화되어 있는 경우, 상기 제2 듀플렉서는 상기 제2 대역을 D2D(Device to Device) 통신을 위해 사용하는 것을 특징으로 하는 단말기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 대역의 송신 신호와 상기 제2 대역의 송신 신호를 생성 출력하고, 상기 제1 대역의 수신 신호와 상기 제2 대역의 수신 신호를 처리하는 RFIC(radio frequency integrated circuit)를 더 포함하고,
    상기 RFIC는 상기 제 1대역 및 제2 대역의 송신 신호를 상기 제 1 및 제2 듀플렉서로 출력하여 선택적으로 데이터를 송신하며,
    상기 제 2대역을 통해 수신된 셀룰러 신호는 기존의 셀룰러 RF 체인을 통하여 수신하고, 이 셀룰러 통신이 비활성화 되어 있을 경우, D2D 통신을 위해 수신된 신호는 D2D 통신을 위한 스위치와 LNA 를 통과하고 상기 RFIC 로 수신되는 것을 특징으로 하는 단말기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 대역 스위치와 상기 제1 듀플렉서 및 상기 제2 듀플렉서 사이에 연결되는 다이플렉서를 더 포함하고,
    상기 다이플렉서는 상기 상기 제1 듀플렉서로부터의 제 1대역의 송신신호와 상기 제2 듀플렉서로부터의 상기 제2 대역의 송신 신호를 모두 상기 제1 대역 스위치로 전달하는 것을 특징으로 하는 단말기.
  4. 제1항에 있어서,
    제2의 대역 스위치와;
    상기 제1의 대역 스위치 및 상기 제2의 대역 스위치와 연결되는 다이플렉서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 단말기.
  5. 제1항에 있어서, 상기 D2D 신호는
    탐지 신호(Discovery signal), 제어 채널 및 데이터 채널을 포함하는 것을 특징으로 하는 단말기.
  6. 제1항에 있어서, 상기 D2D 신호는
    PSSCH(Physical Sidelink Shared Channel), PSCCH(Physical Sidelink Control Channel), PSDCH(Physical Sidelink Discovery Channel), PSBCH(Physical Sidelink Broadcast Channel) 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 단말기.
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