KR101919797B1 - 장치-대-장치 통신 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 무선 통신 시스템에 대한 것으로, 보다 상세하게는 장치-대-장치 통신 방법 및 장치에 대한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 제 1 장치가 제 2 장치에게 신호를 전송하는 방법은, 제 1 장치가 제 2 장치로의 신호 전송을 위한 자원 할당을 기지국에게 요청하고, 제 2 장치로의 신호 전송을 위한 스케줄링 정보를 기지국으로부터 수신하여, 스케줄링 정보에 기초하여 제 1 장치로부터 제 2 장치로 신호가 전송될 수 있으며, 상기 스케줄링 정보는 상기 제 1 장치로부터 상기 제 2 장치로의 신호 전송을 위한 상향링크 자원에 대한 정보를 포함할 수 있다.

Description

장치-대-장치 통신 방법 및 장치{METHOD AND DEVICE FOR COMMUNICATING DEVICE-TO-DEVICE}

이하의 설명은 무선 통신 시스템에 대한 것으로, 보다 상세하게는 장치-대-장치 통신 방법 및 장치에 대한 것이다.

장치-대-장치(Device-to-Device; D2D) 통신이란 단말(User Equipment; UE)들 간에 직접적인 링크를 설정하여, 기지국(evolved NodeB; eNB)을 거치지 않고 단말 간에 음성, 데이터 등을 직접 주고 받는 통신 방식을 말한다. D2D 통신은 단말-대-단말(UE-to-UE) 통신, 피어-대-피어(Peer-to-Peer) 통신 등의 방식을 포함할 수 있다. 또한, D2D 통신 방식은 M2M(Machine-to-Machine) 통신, MTC(Machine Type Communication) 등에 응용될 수 있다.

D2D 통신은 급속도로 증가하는 데이터 트래픽에 따른 기지국의 부담을 해결할 수 있는 하나의 방안으로서 고려되고 있다. 예를 들어, D2D 통신에 의하면 기존의 무선 통신 시스템과 달리 기지국을 거치지 않고 장치 간에 데이터를 주고 받기 때문에 네트워크의 과부하를 줄일 수 있게 된다.

또한, D2D 통신을 도입함으로써, 기지국의 절차 감소, D2D에 참여하는 장치들의 소비 전력 감소, 데이터 전송 속도 증가, 네트워크의 수용 능력 증가, 부하 분산, 셀 커버리지 확대 등의 효과를 기대할 수 있다.

본 발명은 D2D 통신을 효율적이고 올바르게 수행하기 위한 구체적인 방안을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다. 또한, 본 발명은 네트워크에 의해서 D2D 통신을 위한 자원이 할당되는 새로운 D2D 통신 방식을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다. 또한, 본 발명은 D2D 통신 요청, D2D 링크 검출, D2D 통신을 위한 자원 할당, D2D 통신의 유지 등을 효율적으로 수행할 수 있는 방안을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기의 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 제 1 단말이 제 2 단말에게 신호를 전송하는 방법은, 상기 제 2 단말로의 신호 전송을 위한 자원 할당을 기지국에게 요청하는 단계; 상기 제 2 단말로의 신호 전송을 위한 스케줄링 정보를 상기 기지국으로부터 수신하는 단계; 및 상기 스케줄링 정보에 기초하여 상기 제 2 단말로 신호를 전송하는 단계를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 스케줄링 정보는, 상기 제 1 단말로부터 상기 제 2 단말로의 신호 전송을 위한 상향링크 자원에 대한 정보를 포함할 수 있다.

상기의 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 제 2 단말이 제 1 단말로부터 신호를 수신하는 방법은, 상기 제 1 단말로부터 상기 제 2 단말로의 신호 전송에 대한 스케줄링 정보를 기지국으로부터 수신하는 단계; 및 상기 스케줄링 정보에 기초하여 상기 제 1 단말로부터 신호를 수신하는 단계를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 스케줄링 정보는, 상기 제 2 단말이 상기 제 1 단말로부터의 신호를 수신하기 위한 상향링크 자원에 대한 정보를 포함할 수 있다.

상기의 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 기지국이 제 1 단말로부터 제 2 단말로의 신호 전송을 지원하는 방법은, 상기 제 1 단말로부터 상기 제 2 단말로의 신호 전송을 위한 자원 할당 요청을 상기 제 1 단말로부터 수신하는 단계; 및 상기 제 1 단말로부터 상기 제 2 단말로의 신호 전송을 위한 스케줄링 정보를 상기 제 1 단말 및 상기 제 2 단말에게 전송하는 단계를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 스케줄링 정보는, 상기 제 1 단말이 상기 제 2 단말에게 신호를 전송하기 위한 상향링크 자원에 대한 정보를 포함할 수 있다.

상기의 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 다른 장치에게 신호를 전송하는 송수신 장치는, 기지국 및 다른 장치에게 신호를 전송하는 전송 모듈; 상기 기지국으로부터 신호를 수신하는 수신 모듈; 및 상기 전송 모듈 및 상기 수신 모듈을 포함하는 상기 송수신 장치를 제어하는 프로세서를 포함할 수 있다. 상기 프로세서는, 상기 다른 장치로의 신호 전송을 위한 자원 할당을 상기 기지국에게 요청하고; 상기 다른 장치로의 신호 전송을 위한 스케줄링 정보를 상기 기지국으로부터 수신하고; 상기 스케줄링 정보에 기초하여 상기 다른 장치에게 신호를 전송하도록 구성될 수 있다. 여기서, 상기 스케줄링 정보는, 상기 송수신 장치로부터 상기 다른 장치로의 신호 전송을 위한 상향링크 자원에 대한 정보를 포함할 수 있다.

상기의 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 다른 장치로부터 신호를 수신하는 송수신 장치는, 기지국에게 신호를 전송하는 전송 모듈; 상기 기지국 및 상기 다른 장치로부터 신호를 수신하는 수신 모듈; 및 상기 전송 모듈 및 상기 수신 모듈을 포함하는 상기 송수신 장치를 제어하는 프로세서를 포함할 수 있다. 상기 프로세서는, 상기 다른 장치로부터 상기 송수신 장치로의 신호 전송에 대한 스케줄링 정보를 상기 기지국으로부터 수신하고; 상기 스케줄링 정보에 기초하여 상기 다른 장치로부터 신호를 수신하도록 구성될 수 있다. 여기서, 상기 스케줄링 정보는, 상기 송수신 장치가 상기 다른 장치로부터 신호를 수신하기 위한 상향링크 자원에 대한 정보를 포함할 수 있다.

상기의 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 제 1 송수신 장치로부터 제 2 송수신 장치로의 신호 전송을 지원하는 기지국 장치는, 상기 제 1 및 제 2 송수신 장치에게 신호를 전송하는 전송 모듈; 상기 제 1 및 제 2 송수신 장치로부터 신호를 수신하는 수신 모듈; 및 상기 전송 모듈 및 상기 수신 모듈을 포함하는 상기 기지국 장치를 제어하는 프로세서를 포함할 수 있다. 상기 프로세서는, 상기 제 1 송수신 장치로부터 상기 제 2 송수신 장치로의 신호 전송을 위한 자원 할당 요청을 상기 제 1 송수신 장치로부터 수신하고; 상기 제 1 송수신 장치로부터 상기 제 2 송수신 장치로의 신호 전송을 위한 스케줄링 정보를 상기 제 1 및 제 2 송수신 장치에게 전송하도록 구성될 수 있다. 여기서, 상기 스케줄링 정보는, 상기 제 1 송수신 장치가 상기 제 2 송수신 장치에게 신호를 전송하기 위한 상향링크 자원에 대한 정보를 포함할 수 있다.

상기 본 발명에 따른 실시예들에 있어서 이하의 사항이 공통으로 적용될 수 있다.

상기 제 1 단말이 상기 제 2 단말에서의 채널 상태 측정을 위한 신호를 전송할 수 있다.

상기 상향링크 자원 상에서 상기 제 1 단말로부터 상기 제 2 단말로 물리상향링크제어채널, 물리상향링크공유채널, 상향링크 복조참조신호, 사운딩참조신호 또는 물리임의접속채널 프리앰블 중 하나 이상이 전송될 수 있다.

상기 상향링크 자원 상에서 상기 제 1 단말로부터 상기 제 2 단말로 물리하향링크제어채널, 물리하향링크공유채널, 셀-특정 참조신호 또는 채널상태정보-참조신호 중 하나 이상이 전송될 수 있다.

상기 제 1 단말로부터 상기 기지국으로 스케줄링 요청 또는 물리임의접속채널 프리앰블이 전송되고; 상기 제 1 단말이 상기 기지국으로부터 상향링크 그랜트를 수신하고; 상기 제 1 단말의 식별자, 상기 제 2 단말의 식별자 또는 상기 제 1 단말의 버퍼 상태 보고 중 하나 이상을 포함하는 부가 정보를 상기 상향링크 그랜트를 이용하여 상기 기지국으로 전송할 수 있다.

상기 제 1 단말로부터 수신된 신호에 대한 확인응답정보가 제 2 단말로부터 상기 기지국으로 전송될 수 있다.

상기 제 1 단말로부터 상기 제 2 단말이 수신한 신호에 대한 확인응답정보는, 상기 기지국으로부터 상기 제 2 단말이 수신한 신호에 대한 확인응답정보와 함께 상기 기지국으로 전송될 수 있다.

상기 제 2 단말이 수신하는 최대 N 개의 수신 신호에 대한 확인응답정보가 하나의 상향링크 서브프레임 상에서 전송되고, 상기 제 1 단말로부터 수신되는 신호에 대한 확인응답정보가 상기 하나의 상향링크 서브프레임에서 전송되는 경우와 상기 제 1 단말로부터 수신되는 신호에 대한 확인응답정보가 상기 하나의 상향링크 서브프레임에서 전송되지 않는 경우 모두에서, 상기 N은 고정된 값을 가질 수 있다.

상기 제 1 단말로부터의 신호가 서브프레임 n에서 수신되는 경우, 상기 제 1 단말로부터 수신된 신호에 대한 상기 확인응답정보는, 상기 서브프레임 n에서 상기 기지국으로부터의 하향링크 데이터가 수신되는 경우 상기 기지국으로부터의 상기 하향링크 데이터에 대한 확인응답정보가 전송되는 서브프레임에서 전송되거나, 상기 서브프레임 n으로부터 소정의 프로세스 시간 이후의 서브프레임 중에서 최초의 상향링크 서브프레임에서 전송되거나, 또는, 상기 서브프레임 n으로부터 소정의 프로세스 시간 이후의 서브프레임 중에서 상향링크 데이터 전송이 설정된 최초의 서브프레임에서 전송될 수 있다.

상기 제 2 단말이 상기 제 1 단말로부터의 채널 상태 측정을 위한 신호를 상기 제 1 단말로부터 수신하고; 상기 제 2 단말이 채널상태정보를 상기 기지국으로 전송할 수 있다.

상기 채널상태정보가 서브프레임 n에서 전송되는 경우, 채널상태정보 레퍼런스 자원은, 상기 서브프레임 n 이전의 서브프레임 중에서 상기 서브프레임 n과 동일한 상향링크 하이브리드자동재전송요구 프로세스에 속하는 가장 최근의 상향링크 서브프레임으로 설정되거나, 상기 서브프레임 n으로부터 소정의 프로세스 시간 이전의 서브프레임 중에서 가장 최근의 상향링크 서브프레임으로 설정되거나, 상기 서브프레임 n으로부터 소정의 프로세스 시간 이전이고 상기 채널상태정보의 전송을 요청하는 제어 정보가 수신된 서브프레임 이후의 서브프레임 중에서 가장 최근의 상향링크 서브프레임으로 설정되거나, 또는, 상기 서브프레임 n으로부터 소정의 프로세스 시간 이전의 서브프레임 중에서 상기 제 1 단말로부터의 상기 채널 상태 측정을 위한 신호의 전송이 설정되는 가장 최근의 서브프레임으로 설정될 수 있다.

상기 상향링크 자원 상에서 상기 제 2 단말의 상향링크 전송이 설정되어 있는 경우, 상기 제 2 단말의 상기 상향링크 전송은 누락될 수 있다.

본 발명에 대하여 전술한 일반적인 설명과 후술하는 상세한 설명은 예시적인 것이며, 청구항 기재 발명에 대한 추가적인 설명을 위한 것이다.

본 발명에 따르면 D2D 통신을 효율적이고 올바르게 수행하기 위한 방안이 제공될 수 있다.

본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 명세서에 첨부되는 도면은 본 발명에 대한 이해를 제공하기 위한 것으로서 본 발명의 다양한 실시형태들을 나타내고 명세서의 기재와 함께 본 발명의 원리를 설명하기 위한 것이다.
도 1은 하향링크 무선 프레임의 구조를 나타내는 도면이다.
도 2는 하향링크 슬롯에서의 자원 그리드(resource grid)를 나타내는 도면이다.
도 3은 하향링크 서브프레임의 구조를 나타내는 도면이다.
도 4는 상향링크 서브프레임의 구조를 나타내는 도면이다.
도 5는 다중안테나를 갖는 무선 통신 시스템의 구성도이다.
도 6은 상향링크 물리자원블록에서 PUCCH 포맷들이 PUCCH 영역들에 매핑되는 형태를 도시하는 도면이다.
도 7은 일반 CP의 경우에 ACK/NACK 채널의 구조를 나타내는 도면이다.
도 8은 일반 CP의 경우에 CQI 채널의 구조를 나타내는 도면이다.
도 9는 블록 확산을 이용하는 ACK/NACK 채널의 구조를 나타내는 도면이다.
도 10은 반송파 병합을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 크로스-반송파 스케줄링을 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 D2D 통신을 개념적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 본 발명에 따른 D2D 통신 방안의 일례를 나타내는 흐름도이다.
도 14는 본 발명에 따른 D2D 전송에 대한 ACK/NACK 정보 전송의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 15는 본 발명의 CSI 레퍼런스 자원 설정에 대한 예시들을 설명하기 위한 도면이다.
도 16은 본 발명에 따른 송수신 장치의 구성을 도시한 도면이다.

이하의 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들을 소정 형태로 결합한 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려될 수 있다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성할 수도 있다. 본 발명의 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다.

본 명세서에서 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.

본 명세서에서 '기지국(BS: Base Station)'은 고정국(fixed station), Node B, eNode B(eNB), 액세스 포인트(AP: Access Point) 등의 용어에 의해 대체될 수 있다. 중계기는 Relay Node(RN), Relay Station(RS) 등의 용어에 의해 대체될 수 있다. 또한, '단말(Terminal)'은 UE(User Equipment), MS(Mobile Station), MSS(Mobile Subscriber Station), SS(Subscriber Station) 등의 용어로 대체될 수 있다.

이하의 설명에서 사용되는 특정 용어들은 본 발명의 이해를 돕기 위해서 제공된 것이며, 이러한 특정 용어의 사용은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경될 수 있다.

몇몇 경우, 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시될 수 있다.

본 발명의 실시예들은 무선 접속 시스템들인 IEEE 802 시스템, 3GPP 시스템, 3GPP LTE 및 LTE-A(LTE-Advanced)시스템 및 3GPP2 시스템 중 적어도 하나에 개시된 표준 문서들에 의해 뒷받침될 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예들 중 본 발명의 기술적 사상을 명확히 드러내기 위해 설명하지 않은 단계들 또는 부분들은 상기 문서들에 의해 뒷받침될 수 있다. 또한, 본 문서에서 개시하고 있는 모든 용어들은 상기 표준 문서에 의해 설명될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예들은 CDMA(Code Division Multiple Access), FDMA(Frequency Division Multiple Access), TDMA(Time Division Multiple Access), OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access), SC-FDMA(Single Carrier Frequency Division Multiple Access) 등과 같은 다양한 무선 접속 시스템에 사용될 수 있다. CDMA는 UTRA(Universal Terrestrial Radio Access)나 CDMA2000과 같은 무선 기술(radio technology)로 구현될 수 있다. TDMA는 GSM(Global System for Mobile communications)/GPRS(General Packet Radio Service)/EDGE(Enhanced Data Rates for GSM Evolution)와 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. OFDMA는 IEEE 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802-20, E-UTRA(Evolved UTRA) 등과 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. UTRA는 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)의 일부이다. 3GPP(3rd Generation Partnership Project) LTE(long term evolution)는 E-UTRA를 사용하는 E-UMTS(Evolved UMTS)의 일부로써, 하향링크에서 OFDMA를 채용하고 상향링크에서 SC-FDMA를 채용한다. LTE-A(Advanced)는 3GPP LTE의 진화이다. WiMAX는 IEEE 802.16e 규격(WirelessMAN-OFDMA Reference System) 및 발전된 IEEE 802.16m 규격(WirelessMAN-OFDMA Advanced system)에 의하여 설명될 수 있다. 명확성을 위하여 이하에서는 3GPP LTE 및 3GPP LTE-A 시스템을 위주로 설명하지만 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.

도 1를 참조하여 하향링크 무선 프레임의 구조에 대하여 설명한다.

셀룰라 OFDM 무선 패킷 통신 시스템에서, 상/하향링크 데이터 패킷 전송은 서브프레임 (subframe) 단위로 이루어지며, 한 서브프레임은 다수의 OFDM 심볼을 포함하는 일정 시간 구간으로 정의된다. 3GPP LTE 표준에서는 FDD(Frequency Division Duplex)에 적용 가능한 타입 1 무선 프레임(radio frame) 구조와 TDD(Time Division Duplex)에 적용 가능한 타입 2의 무선 프레임 구조를 지원한다.

도 1(a)는 타입 1 무선 프레임의 구조를 나타내는 도면이다. 하향링크 무선 프레임(radio frame)은 10개의 서브프레임(subframe)으로 구성되고, 하나의 서브프레임은 시간 영역(time domain)에서 2개의 슬롯(slot)으로 구성된다. 하나의 서브프레임이 전송되는 데 걸리는 시간을 TTI(transmission time interval)이라 하고, 예를 들어 하나의 서브프레임의 길이는 1ms이고, 하나의 슬롯의 길이는 0.5ms 일 수 있다. 하나의 슬롯은 시간 영역에서 복수의 OFDM 심볼을 포함하고, 주파수 영역에서 다수의 자원블록(Resource Block; RB)을 포함한다. 3GPP LTE 시스템에서는 하향링크에서 OFDMA 를 사용하므로, OFDM 심볼이 하나의 심볼 구간을 나타낸다. OFDM 심볼은 또한 SC-FDMA 심볼 또는 심볼 구간으로 칭하여질 수도 있다. 자원 블록(Resource Block; RB)은 자원 할당 단위이고, 하나의 슬롯에서 복수개의 연속적인 부반송파(subcarrier)를 포함할 수 있다.

하나의 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 CP(Cyclic Prefix)의 구성(configuration)에 따라 달라질 수 있다. CP에는 확장된 CP(extended CP)와 일반 CP(normal CP)가 있다. 예를 들어, OFDM 심볼이 일반 CP에 의해 구성된 경우, 하나의 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 7개일 수 있다. OFDM 심볼이 확장된 CP에 의해 구성된 경우, 한 OFDM 심볼의 길이가 늘어나므로, 한 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 일반 CP인 경우보다 적다. 확장된 CP의 경우에, 예를 들어, 하나의 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 6개일 수 있다. 단말이 빠른 속도로 이동하는 등의 경우와 같이 채널상태가 불안정한 경우, 심볼간 간섭을 더욱 줄이기 위해 확장된 CP가 사용될 수 있다.

일반 CP가 사용되는 경우 하나의 슬롯은 7개의 OFDM 심볼을 포함하므로, 하나의 서브프레임은 14개의 OFDM 심볼을 포함한다. 이때, 각 서브프레임의 처음 2개 또는 3개의 OFDM 심볼은 PDCCH(physical downlink control channel)에 할당되고, 나머지 OFDM 심볼은 PDSCH(physical downlink shared channel)에 할당될 수 있다.

도 1(b)는 타입 2 무선 프레임의 구조를 나타내는 도면이다. 타입 2 무선 프레임은 2개의 해프 프레임 (half frame)으로 구성되며, 각 해프 프레임은 5개의 서브프레임과 DwPTS (Downlink Pilot Time Slot), 보호구간(Guard Period; GP), UpPTS (Uplink Pilot Time Slot)로 구성되며, 이 중 1개의 서브프레임은 2개의 슬롯으로 구성된다. DwPTS는 단말에서의 초기 셀 탐색, 동기화 또는 채널 추정에 사용된다. UpPTS는 기지국에서의 채널 추정과 단말의 상향 전송 동기를 맞추는 데 사용된다. 보호구간은 상향링크와 하향링크 사이에 하향링크 신호의 다중경로 지연으로 인해 상향링크에서 생기는 간섭을 제거하기 위한 구간이다. 한편, 무선 프레임의 타입에 관계 없이 1개의 서브프레임은 2개의 슬롯으로 구성된다.

무선 프레임의 구조는 예시에 불과하고, 무선 프레임에 포함되는 서브프레임의 수 또는 서브프레임에 포함되는 슬롯의 수, 슬롯에 포함되는 심볼의 수는 다양하게 변경될 수 있다.

도 2는 하향링크 슬롯에서의 자원 그리드(resource grid)를 나타내는 도면이다. 하나의 하향링크 슬롯은 시간 영역에서 7 개의 OFDM 심볼을 포함하고, 하나의 자원블록(RB)은 주파수 영역에서 12 개의 부반송파를 포함하는 것으로 도시되어 있지만, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 일반 CP(Cyclic Prefix)의 경우에는 하나의 슬롯이 7 OFDM 심볼을 포함하지만, 확장된 CP(extended-CP)의 경우에는 하나의 슬롯이 6 OFDM 심볼을 포함할 수 있다. 자원 그리드 상의 각각의 요소는 자원 요소(resource element)라 한다. 하나의 자원블록은 12×7 자원 요소를 포함한다. 하향링크 슬롯에 포함되는 자원블록들의 N^DL의 개수는 하향링크 전송 대역폭에 따른다. 상향링크 슬롯의 구조는 하향링크 슬롯의 구조와 동일할 수 있다.

도 3은 하향링크 서브프레임의 구조를 나타내는 도면이다. 하나의 서브프레임 내에서 첫 번째 슬롯의 앞 부분의 최대 3 개의 OFDM 심볼은 제어 채널이 할당되는 제어 영역에 해당한다. 나머지 OFDM 심볼들은 물리하향링크공유채널(Physical Downlink Shared Chancel; PDSCH)이 할당되는 데이터 영역에 해당한다. 3GPP LTE 시스템에서 사용되는 하향링크 제어 채널들에는, 예를 들어, 물리제어포맷지시자채널(Physical Control Format Indicator Channel; PCFICH), 물리하향링크제어채널(Physical Downlink Control Channel; PDCCH), 물리HARQ지시자채널(Physical Hybrid automatic repeat request Indicator Channel; PHICH) 등이 있다. PCFICH는 서브프레임의 첫 번째 OFDM 심볼에서 전송되고 서브프레임 내의 제어 채널 전송에 사용되는 OFDM 심볼의 개수에 대한 정보를 포함한다. PHICH는 상향링크 전송의 응답으로서 HARQ ACK/NACK 신호를 포함한다. PDCCH를 통하여 전송되는 제어 정보를 하향링크제어정보(Downlink Control Information; DCI)라 한다. DCI는 상향링크 또는 하향링크 스케줄링 정보를 포함하거나 임의의 단말 그룹에 대한 상향링크 전송 전력 제어 명령을 포함한다. PDCCH는 하향링크공유채널(DL-SCH)의 자원 할당 및 전송 포맷, 상향링크공유채널(UL-SCH)의 자원 할당 정보, 페이징채널(PCH)의 페이징 정보, DL-SCH 상의 시스템 정보, PDSCH 상으로 전송되는 임의접속응답(Random Access Response)과 같은 상위계층 제어 메시지의 자원 할당, 임의의 단말 그룹 내의 개별 단말에 대한 전송 전력 제어 명령의 세트, 전송 전력 제어 정보, VoIP(Voice over IP)의 활성화 등을 포함할 수 있다. 복수의 PDCCH가 제어 영역 내에서 전송될 수 있다. 단말은 복수의 PDCCH를 모니터링할 수 있다. PDCCH는 하나 이상의 연속하는 제어채널요소(Control Channel Element; CCE)의 조합(aggregation)으로 전송된다. CCE는 무선 채널의 상태에 기초한 코딩 레이트로 PDCCH를 제공하기 위해 사용되는 논리 할당 단위이다. CCE는 복수개의 자원 요소 그룹에 대응한다. PDCCH의 포맷과 이용가능한 비트 수는 CCE의 개수와 CCE에 의해 제공되는 코딩 레이트 간의 상관관계에 따라서 결정된다. 기지국은 단말에게 전송되는 DCI에 따라서 PDCCH 포맷을 결정하고, 제어 정보에 순환잉여검사(Cyclic Redundancy Check; CRC)를 부가한다. CRC는 PDCCH의 소유자 또는 용도에 따라 무선 네트워크 임시 식별자(Radio Network Temporary Identifier; RNTI)라 하는 식별자로 마스킹된다. PDCCH가 특정 단말에 대한 것이면, 단말의 cell-RNTI(C-RNTI) 식별자가 CRC에 마스킹될 수 있다. 또는, PDCCH가 페이징 메시지에 대한 것이면, 페이징 지시자 식별자(Paging Indicator Identifier; P-RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다. PDCCH가 시스템 정보(보다 구체적으로, 시스템 정보 블록(SIB))에 대한 것이면, 시스템 정보 식별자 및 시스템 정보 RNTI(SI-RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다. 단말의 임의 접속 프리앰블(random access preamble)의 전송에 대한 응답인 임의접속응답(random access response)을 나타내기 위해, 임의접속-RNTI(RA-RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다.

도 4는 상향링크 서브프레임의 구조를 나타내는 도면이다. 상향링크 서브프레임은 주파수 영역에서 제어 영역과 데이터 영역으로 분할될 수 있다. 제어 영역에는 상향링크 제어 정보를 포함하는 물리상향링크제어채널(Physical Uplink Control Channel; PUCCH)이 할당된다. 데이터 영역에는 사용자 데이터를 포함하는 물리상향링크공유채널(Physical uplink shared channel; PUSCH)이 할당된다. 단일 반송파 특성을 유지하기 위해서, 하나의 단말은 PUCCH와 PUSCH를 동시에 전송하지 않는다. 하나의 단말에 대한 PUCCH는 서브프레임에서 자원블록 쌍(RB pair)에 할당된다. 자원블록 쌍에 속하는 자원블록들은 2 슬롯에 대하여 상이한 부반송파를 차지한다. 이를 PUCCH에 할당되는 자원블록 쌍이 슬롯 경계에서 주파수-호핑(frequency-hopped)된다고 한다.

다중안테나( MIMO ) 시스템의 모델링

도 5는 다중안테나를 갖는 무선 통신 시스템의 구성도이다.

도 5(a)에 도시된 바와 같이 송신 안테나의 수를 N _T 개로, 수신 안테나의 수를 N _R 개로 늘리면, 송신기나 수신기에서만 다수의 안테나를 사용하게 되는 경우와 달리 안테나 수에 비례하여 이론적인 채널 전송 용량이 증가한다. 따라서, 전송 레이트를 향상시키고 주파수 효율을 획기적으로 향상시킬 수 있다. 채널 전송 용량이 증가함에 따라, 전송 레이트는 이론적으로 단일 안테나 이용시의 최대 전송 레이트(R _o )에 레이트 증가율(R _i )이 곱해진 만큼 증가할 수 있다.

예를 들어, 4개의 송신 안테나와 4개의 수신 안테나를 이용하는 MIMO 통신 시스템에서는 단일 안테나 시스템에 비해 이론상 4배의 전송 레이트를 획득할 수 있다. 다중안테나 시스템의 이론적 용량 증가가 90 년대 중반에 증명된 이후 이를 실질적인 데이터 전송률 향상으로 이끌어 내기 위한 다양한 기술들이 현재까지 활발히 연구되고 있다. 또한, 몇몇 기술들은 이미 3 세대 이동 통신과 차세대 무선랜 등의 다양한 무선 통신의 표준에 반영되고 있다.

현재까지의 다중안테나 관련 연구 동향을 살펴보면 다양한 채널 환경 및 다중접속 환경에서의 다중안테나 통신 용량 계산 등과 관련된 정보 이론 측면 연구, 다중안테나 시스템의 무선 채널 측정 및 모형 도출 연구, 전송 신뢰도 향상 및 전송률 향상을 위한 시공간 신호 처리 기술 연구 등 다양한 관점에서 활발히 연구가 진행되고 있다.

다중안테나 시스템에서의 통신 방법을 수학적 모델링을 이용하여 보다 구체적으로 설명한다. 상기 시스템에는 N _T 개의 송신 안테나와 N _R 개의 수신 안테나가 존재한다고 가정한다.

송신 신호를 살펴보면, N _T 개의 송신 안테나가 있는 경우 전송 가능한 최대 정보는 N _T 개이다. 전송 정보는 다음과 같이 표현될 수 있다.

각각의 전송 정보

는 전송 전력이 다를 수 있다. 각각의 전송 전력을

라고 하면, 전송 전력이 조정된 전송 정보는 다음과 같이 표현될 수 있다.

또한,

는 전송 전력의 대각행렬

를 이용해 다음과 같이 표현될 수 있다.

전송전력이 조정된 정보 벡터

에 가중치 행렬

가 적용되어 실제 전송되는 N _T 개의 송신신호

가 구성되는 경우를 고려해 보자. 가중치 행렬

는 전송 정보를 전송 채널 상황 등에 따라 각 안테나에 적절히 분배해 주는 역할을 한다.

는 벡터

를 이용하여 다음과 같이 표현될 수 있다.

여기에서,

는 i번째 송신 안테나와 j번째 정보간의 가중치를 의미한다.

는 프리코딩 행렬이라고도 불린다.

수신신호는 N _R 개의 수신 안테나가 있는 경우 각 안테나의 수신신호

은 벡터로 다음과 같이 표현될 수 있다.

다중안테나 무선 통신 시스템에서 채널을 모델링하는 경우, 채널은 송수신 안테나 인덱스에 따라 구분될 수 있다. 송신 안테나 j로부터 수신 안테나 i를 거치는 채널을

로 표시하기로 한다.

에서, 인덱스의 순서가 수신 안테나 인덱스가 먼저, 송신 안테나의 인덱스가 나중임에 유의한다.

한편, 도 5(b)은 N _T 개의 송신 안테나에서 수신 안테나 i로의 채널을 도시한 도면이다. 상기 채널을 묶어서 벡터 및 행렬 형태로 표시할 수 있다. 도 5(b)에서, 총 N _T 개의 송신 안테나로부터 수신 안테나 i로 도착하는 채널은 다음과 같이 나타낼 수 있다.

따라서, N _T 개의 송신 안테나로부터 N _R 개의 수신 안테나로 도착하는 모든 채널은 다음과 같이 표현될 수 있다.

실제 채널에는 채널 행렬

를 거친 후에 백색잡음(AWGN; Additive White Gaussian Noise)이 더해진다. N _R 개의 수신 안테나 각각에 더해지는 백색잡음

은 다음과 같이 표현될 수 있다.

상술한 수식 모델링을 통해 수신신호는 다음과 같이 표현될 수 있다.

한편, 채널 상태를 나타내는 채널 행렬

의 행과 열의 수는 송수신 안테나의 수에 의해 결정된다. 채널 행렬

에서 행의 수는 수신 안테나의 수 N _R 과 같고, 열의 수는 송신 안테나의 수 N _T 와 같다. 즉, 채널 행렬

는 행렬이 N _R ×N _T 된다.

행렬의 랭크(rank)는 서로 독립인(independent) 행 또는 열의 개수 중에서 최소 개수로 정의된다. 따라서, 행렬의 랭크는 행 또는 열의 개수 보다 클 수 없다. 채널 행렬

의 랭크(

)는 다음과 같이 제한된다.

랭크의 다른 정의는 행렬을 고유치 분해(Eigen value decomposition) 하였을 때, 0이 아닌 고유치들의 개수로 정의할 수 있다. 유사하게, 랭크의 또 다른 정의는 특이치 분해(singular value decomposition) 하였을 때, 0이 아닌 특이치들의 개수로 정의할 수 있다. 따라서, 채널 행렬에서 랭크. 의 물리적인 의미는 주어진 채널에서 서로 다른 정보를 보낼 수 있는 최대 수라고 할 수 있다.

본 문서의 설명에 있어서, MIMO 전송에 대한 '랭크(Rank)' 는 특정 시점 및 특정 주파수 자원에서 독립적으로 신호를 전송할 수 있는 경로의 수를 나타내며, '레이어(layer)의 개수' 는 각 경로를 통해 전송되는 신호 스트림의 개수를 나타낸다. 일반적으로 송신단은 신호 전송에 이용되는 랭크 수에 대응하는 개수의 레이어를 전송하기 때문에 특별한 언급이 없는 한 랭크는 레이어 개수와 동일한 의미를 가진다.

협력 멀티 포인트( Coordinated Multi - Point : CoMP )

3GPP LTE-A 시스템의 개선된 시스템 성능 요구조건에 따라서, CoMP 송수신 기술 (co-MIMO, 공동(collaborative) MIMO 또는 네트워크 MIMO 등으로 표현되기도 함)이 제안되고 있다. CoMP 기술은 셀-경계(cell-edge)에 위치한 단말의 성능을 증가시키고 평균 섹터 수율(throughput)을 증가시킬 수 있다.

일반적으로, 주파수 재사용 인자(frequency reuse factor)가 1 인 다중-셀 환경에서, 셀-간 간섭(Inter-Cell Interference; ICI)으로 인하여 셀-경계에 위치한 단말의 성능과 평균 섹터 수율이 감소될 수 있다. 이러한 ICI를 저감하기 위하여, 기존의 LTE 시스템에서는 단말 특정 전력 제어를 통한 부분 주파수 재사용(fractional frequency reuse; FFR)과 같은 단순한 수동적인 기법을 이용하여 간섭에 의해 제한을 받은 환경에서 셀-경계에 위치한 단말이 적절한 수율 성능을 가지도록 하는 방법이 적용되었다. 그러나, 셀 당 주파수 자원 사용을 낮추기보다는, ICI를 저감하거나 ICI를 단말이 원하는 신호로 재사용하는 것이 보다 바람직할 수 있다. 위와 같은 목적을 달성하기 위하여, CoMP 전송 기법이 적용될 수 있다.

하향링크의 경우에 적용될 수 있는 CoMP 기법은 크게 조인트-프로세싱(joint processing; JP) 기법 및 조정 스케줄링/빔포밍 (coordinated scheduling/beamforming; CS/CB) 기법으로 분류할 수 있다.

JP 기법은 CoMP 협력 단위의 각각의 포인트(기지국)에서 데이터를 이용할 수 있다. CoMP 협력 단위는 협력 전송 기법에 이용되는 기지국들의 집합을 의미한다. JP 기법은 조인트 전송(Joint Transmission) 기법과 동적 셀 선택(Dynamic cell selection) 기법으로 분류할 수 있다.

조인트 전송 기법은, PDSCH 가 한번에 복수개의 포인트(CoMP 협력 단위의 일부 또는 전부)로부터 전송되는 기법을 말한다. 즉, 단일 단말로 전송되는 데이터는 복수개의 전송 포인트로부터 동시에 전송될 수 있다. 조인트 전송 기법에 의하면, 코히어런트하게(coherently) 또는 넌-코히어런트하게 (non-coherently) 수신 신호의 품질이 향상될 수 있고, 또한, 다른 단말에 대한 간섭을 능동적으로 소거할 수도 있다.

동적 셀 선택 기법은, PDSCH가 한번에 (CoMP 협력 단위의) 하나의 포인트로부터 전송되는 기법을 말한다. 즉, 특정 시점에서 단일 단말로 전송되는 데이터는 하나의 포인트로부터 전송되고, 그 시점에 협력 단위 내의 다른 포인트는 해당 단말에 대하여 데이터 전송을 하지 않으며, 해당 단말로 데이터를 전송하는 포인트는 동적으로 선택될 수 있다.

한편, CS/CB 기법에 의하면 CoMP 협력 단위들이 단일 단말에 대한 데이터 전송의 빔포밍을 협력적으로 수행할 수 있다. 여기서, 데이터는 서빙 셀에서만 전송되지만, 사용자 스케줄링/빔포밍은 해당 CoMP 협력 단위의 셀들의 조정에 의하여 결정될 수 있다.

한편, 상향링크의 경우에, 조정(coordinated) 다중-포인트 수신은 지리적으로 떨어진 복수개의 포인트들의 조정에 의해서 전송된 신호를 수신하는 것을 의미한다. 상향링크의 경우에 적용될 수 있는 CoMP 기법은 조인트 수신(Joint Reception; JR) 및 조정 스케줄링/빔포밍(coordinated scheduling/beamforming; CS/CB)으로 분류할 수 있다.

JR 기법은 PUSCH 를 통해 전송된 신호가 복수개의 수신 포인트에서 수신되는 것을 의미하고, CS/CB 기법은 PUSCH 가 하나의 포인트에서만 수신되지만 사용자 스케줄링/빔포밍은 CoMP 협력 단위의 셀들의 조정에 의해 결정되는 것을 의미한다.

이러한 CoMP 시스템을 이용하면, 단말은 다중-셀 기지국(Multi-cell base station)으로부터 공동으로 데이터를 지원받을 수 있다. 또한, 각 기지국은 동일한 무선 주파수 자원(Same Radio Frequency Resource)을 이용하여 하나 이상의 단말에 동시에 지원함으로써 시스템의 성능을 향상시킬 수 있다. 또한, 기지국은 기지국과 단말 간의 채널상태정보에 기초하여 공간 분할 다중접속(Space Division Multiple Access: SDMA) 방법을 수행할 수도 있다.

CoMP 시스템에서 서빙 기지국 및 하나 이상의 협력 기지국들은 백본망(Backbone Network)을 통해 스케줄러(scheduler)에 연결된다. 스케줄러는 백본망을 통하여 각 기지국이 측정한 각 단말 및 협력 기지국 간의 채널 상태에 관한 채널 정보를 피드백 받아 동작할 수 있다. 예를 들어, 스케줄러는 서빙 기지국 및 하나 이상의 협력 기지국에 대하여 협력적 MIMO 동작을 위한 정보를 스케줄링할 수 있다. 즉, 스케줄러에서 각 기지국으로 협력적 MIMO 동작에 대한 지시를 직접 내릴 수 있다.

상술한 바와 같이 CoMP 시스템은 복수개의 셀들을 하나의 그룹으로 묶어 가상 MIMO 시스템으로 동작하는 것이라 할 수 있으며, 기본적으로는 다중 안테나를 사용하는 MIMO 시스템의 통신 기법이 적용될 수 있다.

하향링크 채널상태정보( CSI ) 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 빔포밍을 수행할 수 있다. 수신단(예를 들어, 단말)이 채널상태정보를 피드백할 수 있도록 송신단(예를 들어, 기지국)은 수신단(예를 들어, 단말)에게 상향링크 제어 채널 또는 상향링크 공유 채널을 할당할 수 있다.

피드백되는 채널상태정보(CSI)는 랭크 지시자(RI), 프리코딩 행렬 인덱스(PMI) 및 채널품질지시자(CQI)를 포함할 수 있다.

RI는 채널 랭크에 대한 정보이다. 채널의 랭크는 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 따라(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-안테나 매핑 관계가 결정될 수 있다. PMI 는 신호대잡음및간섭비(Signal-to-Interference plus Noise Ratio; SINR) 등의 측정값(metric)을 기준으로 단말이 선호하는(preferred) 기지국의 프리코딩 행렬 인덱스에 해당한다. 프리코딩 정보의 피드백 오버헤드를 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.

CQI는 채널 품질 또는 채널 세기를 나타내는 정보이다. CQI는 미리 결정된 MCS 조합으로서 표현될 수 있다. 즉, 피드백되는 CQI 인덱스는 해당하는 변조기법(modulation scheme) 및 코드 레이트(code rate)를 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 다중사용자 다이버시티를 획득하는 것을 고려하고 있다. MU-MIMO 방식에서는 안테나 영역(domain)에서 다중화되는 단말들 간의 간섭 채널이 존재하므로, 다중사용자 중 하나의 단말이 피드백하는 채널상태정보를 기지국에서 이용하여 하향링크 전송을 수행하는 경우에 다른 단말에 대해서 간섭이 발생하지 않도록 하는 것이 필요하다. 따라서, MU-MIMO 동작이 올바르게 수행되기 위해서는 단일사용자-MIMO (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 PMI)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 있다. 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 반영한다. 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 위해서, 본 문서에서는 W1 를 장기간-광대역 속성의 채널 상태 정보(또는, 장기간-광대역 PMI)라고 한다.

한편, W2 는 W1 에 비하여 상대적으로 순간적인(instantaneous) 채널 특성을 반영한다. 다시 말하자면, W2 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, 본 문서에서는 W1 를 단기간-서브대역 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, W1 에 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.

계층적 코드북 변환 방식의 일례로서, 다음 수학식 12 와 같이 채널의 장기간 공분산 행렬(long term covariance matrix)을 이용하여 코드북을 변환할 수 있다.

상기 수학식 12 에서 W1(장기간-광대역 PMI)은 장기간-광대역 속성의 채널 정보를 반영하기 위해 만들어진 코드북(예를 들어, 제 1 코드북)을 구성하는 요소(즉, 코드워드(codeword))를 나타낸다. 즉, W1은 장기간-광대역 속성의 채널 정보를 반영하는 제 1 코드북에 포함되는 프리코딩 행렬에 해당한다. 한편, W2(단기간-서브대역 PMI)는 단기간-서브대역 속성의 채널 정보를 반영하기 위해서 만들어진 코드북(예를 들어, 제 2 코드북)을 구성하는 코드워드를 나타낸다. 즉, W2는 단기간-서브대역 속성의 채널 정보를 반영하는 제 2 코드북에 포함되는 프리코딩 행렬에 해당한다. W는 변환된 최종 코드북의 코드워드를 나타낸다. norm(A)는 행렬 A의 각각의 열(column)별 norm이 1로 정규화(normalization)된 행렬을 의미한다.

W1과 W2는 예시적으로 다음의 수학식 13과 같은 구조를 가질 수 있다.

상기 수학식 13 에서 W1는 블록대각행렬(block diagonal matrix) 형태로서 정의될 수 있고, 각각의 블록은 동일한 행렬(X _i )이다. 하나의 블록(X _i )은 (Nt/2)×M 크기의 행렬로서 정의될 수 있다. 여기서, Nt 는 전송 안테나의 개수이다. 상기 수학식 13 에서 W2의

(p=k, l, ..., m)는 M×1 크기의 벡터이며, M 개의 벡터 성분 중에서 p 번째 성분은 1 이고, 나머지 성분들은 0 인 벡터를 나타낸다.

가 W1과 곱해지는 경우에 W1의 열들(columns) 중에서 p 번째 열이 선택되므로, 이러한 벡터를 선택 벡터(selection vector)라고 할 수 있다. 여기서, M 값이 커질수록 장기간-광대역(long term/wideband) 채널을 표현하기 위해 한번에 피드백 되는 벡터의 수가 많아지게 되며, 이에 따라 피드백 정확도가 높아지게 된다. 하지만 M 값이 커질 수록, 낮은 빈도로 피드백되는 W1의 코드북 크기(codebook size)는 줄어들고, 높은 빈도로 피드백되는 W2의 코드북 크기가 늘어남에 따라 결과적으로 피드백 오버헤드가 늘어나게 된다. 즉, 피드백 오버헤드와 피드백 정확도 간에 트레이드-오프(tradeoff)가 존재한다. 따라서, 적절한 피드백 정확도를 유지하면서도 피드백 오버헤드가 너무 크게 증가하지 않도록 M 값을 결정할 수 있다. 한편, W2 에서

,

,

는 각각 소정의 위상값을 나타낸다. 상기 수학식 13 에서 1≤k,l,m≤M 이고, k, l, m 은 각각 정수(integer)이다.

상기 수학식 13 과 같은 코드북 구조는, 크로스-극성(cross polarized; X-pol) 안테나 구성(configuration)을 사용하면서 안테나 간 간격이 조밀한 경우(통상적으로, 인접 안테나 간 거리가 신호 파장의 반 이하인 경우)에 발생하는 채널의 상관(correlation) 특성을 잘 반영하도록 설계한 구조이다. 예를 들어, 크로스-극성 안테나 구성은 다음의 표 1과 같이 나타낼 수 있다.

상기 표 1에서 8Tx 크로스-극성 안테나 구성은, 2 개의 서로 직교하는 극성을 가지는 안테나 그룹으로 구성된다고 표현할 수 있다. 안테나 그룹 1 (안테나 1, 2, 3, 4)의 안테나들은 동일한 극성(예를 들어 수직 극성(vertical polarization))을 가지고 안테나 그룹 2(안테나 5, 6, 7, 8)의 안테나들은 동일한 극성(예를 들어 수평 극성(horizontal polarization))을 가질 수 있다. 또한, 두 안테나 그룹은 동일한 위치에 위치한다(co-located). 예를 들어, 안테나 1 과 5 는 동일한 위치에 설치되고, 안테나 2 과 6 은 동일한 위치에 설치되고, 안테나 3 과 7 은 동일한 위치에 설치되고, 안테나 2 과 8 은 동일한 위치에 설치될 수 있다. 달리 표현하자면, 하나의 안테나 그룹 내의 안테나들은 ULA(Uniform Linear Array)와 같이 동일한 극성을 가지고, 하나의 안테나 그룹 내의 안테나 간의 상관(correlation)은 선형 위상 증가(linear phase increment) 특성을 가진다. 또한, 안테나 그룹 간의 상관은 위상 회전(phase rotation)된 특성을 갖는다.

코드북은 채널을 양자화(quantization)한 값이기 때문에, 실제 채널의 특성을 그대로 반영하여 코드북을 설계하는 것이 필요하다. 이와 같이 실제 채널 특성이 상기 수학식 13 과 같이 설계된 코드북의 코드워드에 반영되었음을 설명하기 위해서, 랭크 1 코드북을 예시적으로 설명한다. 아래의 수학식 14 는 랭크 1 인 경우의 W1 코드워드와 W2 코드워드의 곱으로 최종 코드워드(W)가 결정되는 예시를 나타낸 것이다.

상기 수학식 14 에서 최종 코드워드는 Nt×1 의 벡터로 표현되며, 상위 벡터(

)와 하위 벡터(

)의 두 개의 벡터로 구조화되어 있다. 상위 벡터(

)는 크로스 극성 안테나의 수평 극성 안테나 그룹의 상관 특성을 나타내고, 하위 벡터 (

)는 수직 극성 안테나 그룹의 상관 특성을 나타낸다. 또한,

는 각각의 안테나 그룹 내의 안테나 간 상관 특성을 반영하여 선형 위상 증가를 갖는 벡터(예를 들어, DFT 행렬)로 표현할 수 있다.

전술한 바와 같은 코드북을 이용하는 경우에 단일 코드북을 이용하는 경우에 비하여 높은 정확도의 채널 피드백이 가능해진다. 이와 같이 높은 정확도의 채널 피드백을 이용하여 단일-셀 MU-MIMO가 가능해질 수 있고, 이와 유사한 이유로 CoMP 동작에서도 높은 정확도의 채널 피드백이 요구된다. 예를 들어, CoMP JT 동작의 경우 여러 기지국이 특정 UE에게 동일한 데이터를 협력 전송하므로 이론적으로 복수개의 안테나가 지리적으로 분산되어 있는 MIMO 시스템으로 간주할 수 있다. 즉, CoMP JT에서 MU-MIMO 동작을 하는 경우에서도, 단일-셀 MU-MIMO와 마찬가지로, 공동-스케줄링(co-scheduling)되는 UE간 간섭을 피하기 위해 높은 수준의 채널 정보의 정확도가 요구된다. 또한, CoMP CB 동작의 경우 역시 인접 셀이 서빙 셀에게 주는 간섭을 회피하기 위해서 정교한 채널 정보가 요구된다.

참조 신호 ( Reference Signal ; RS )

무선 통신 시스템에서 패킷을 전송할 때, 전송되는 패킷은 무선 채널을 통해서 전송되기 때문에 전송과정에서 신호의 왜곡이 발생할 수 있다. 왜곡된 신호를 수신측에서 올바로 수신하기 위해서는 채널 정보를 이용하여 수신 신호에서 왜곡을 보정하여야 한다. 채널 정보를 알아내기 위해서, 송신측과 수신측에서 모두 알고 있는 신호를 전송하여, 상기 신호가 채널을 통해 수신될 때의 왜곡 정도를 가지고 채널 정보를 알아내는 방법을 주로 사용한다. 상기 신호를 파일럿 신호 (Pilot Signal) 또는 참조 신호 (Reference Signal)라고 한다. 다중안테나를 사용하여 데이터를 송수신하는 경우에는 각 송신 안테나와 수신 안테나 사이의 채널 상황을 알아야 올바른 신호를 수신할 수 있다. 따라서, 각 송신 안테나 별로 별도의 참조 신호가 존재하여야 한다.

기존의 무선 통신 시스템(예를 들어, 3GPP LTE 릴리즈-8 또는 릴리즈-9 시스템)에서는, 하향링크 참조신호는 셀 내의 모든 단말이 공유하는 공용 참조신호(Common Reference Signal; CRS)와 특정 단말만을 위한 전용 참조신호(Dedicated Reference Signal; DRS)를 정의한다. 이러한 참조신호들에 의해 채널 추정 및 복조를 위한 정보가 제공될 수 있다.

수신측(단말)은 CRS로부터 채널의 상태를 추정하여 CQI(Channel Quality Indicator), PMI(Precoding Matrix Index) 및/또는 RI(Rank Indicator)와 같은 채널 품질과 관련된 지시자를 송신측(기지국)으로 피드백할 수 있다. CRS는 셀-특정(cell-specific) 참조신호라 불릴 수도 있다.

DRS는 PDSCH 상의 데이터의 복조가 필요한 경우에 해당 RE를 통하여 전송될 수 있다. 단말은 상위계층으로부터 DRS의 존재 여부에 대하여 지시받을 수 있고, 해당 PDSCH가 매핑된 경우에만 DRS가 유효하다는 것에 대하여 지시받을 수 있다. DRS는 단말-특정(UE-specific) 참조신호 또는 복조용 참조신호(Demodulation Reference Signal; DMRS)라 불릴 수도 있다.

기존의 3GPP LTE (예를 들어, LTE 릴리즈-8 또는 릴리즈-9) 시스템보다 높은 스펙트럼 효율성(Spectral Efficiency)를 지원하기 위하여, 확장된 안테나 구성을 갖는 시스템(예를 들어, LTE-A(Advanced) 시스템)을 설계할 수 있다. 확장된 안테나 구성은, 예를 들어, 8개의 전송 안테나 구성일 수 있다. 이러한 확장된 안테나 구성을 갖는 시스템에서 기존의 안테나 구성에서 동작하는 단말들을 지원, 즉, 역방향 호환성(backward compatibility)을 지원할 필요가 있다. 따라서, 기존의 안테나 구성에 따른 참조신호 패턴을 지원하고, 추가적인 안테나 구성에 대한 새로운 참조신호 패턴을 설계할 필요가 있다.

LTE 시스템에서의 하향링크 RS는 최대 4개의 안테나 포트에 대해서만 정의되어 있으므로, LTE-A 시스템에서 기지국이 4개 이상 최대 8개의 하향 링크 송신 안테나를 가질 경우 이들 안테나 포트들에 대한 RS가 추가적으로 정의되어야 한다. 최대 8개의 송신 안테나 포트에 대한 RS로서, 채널 측정을 위한 RS와 데이터 복조를 위한 RS 두 가지가 모두 고려되어야 한다.

RS 전송 관점에서 보았을 때, LTE 표준에서 정의되어 있는 CRS가 전 대역으로 매 서브프레임마다 전송되는 시간-주파수 영역에 최대 8개의 송신 안테나 포트에 대한 RS를 추가하는 경우, RS 오버헤드가 지나치게 커지게 된다. 따라서, 최대 8 안테나 포트에 대한 RS를 새롭게 설계함에 있어서 RS 오버헤드를 줄이는 것이 고려되어야 한다.

LTE-A 시스템에서 새롭게 도입되는 RS는 크게 2 가지로 분류할 수 있다. 그 중 하나는 RI, PMI, CQI 등의 계산/선택을 위한 채널 측정 목적의 RS인 채널상태정보-참조신호(Channel State Information RS; CSI-RS)이고, 다른 하나는 최대 8 개의 전송 안테나를 통해 전송되는 데이터를 복조하기 위한 목적의 RS 인 복조-참조신호(DeModulation RS; DM RS)이다.

채널 측정 목적의 CSI-RS는, 기존의 LTE 시스템에서의 CRS가 채널 측정, 핸드오버 등의 측정 등의 목적과 동시에 데이터 복조를 위해 사용되는 것과 달리, 채널 측정 위주의 목적을 위해서 설계되는 특징이 있다. 물론 CSI-RS 역시 핸드오버 등의 측정 등의 목적으로도 사용될 수도 있다. CSI-RS가 채널 상태에 대한 정보를 얻는 목적으로만 전송되므로, 기존의 LTE 시스템에서의 CRS와 달리, 매 서브프레임마다 전송되지 않아도 된다. 따라서, CSI-RS의 오버헤드를 줄이기 위하여 CSI-RS는 시간 축 상에서 간헐적으로(예를 들어, 주기적으로) 전송되도록 설계될 수 있다.

한편, 어떤 하향링크 서브프레임 상에서 데이터가 전송되는 경우에는, 데이터 전송이 스케줄링된 단말에게 전용으로(dedicated) DM RS가 전송된다. 특정 단말 전용의 DM RS는, 해당 단말이 스케줄링된 자원영역, 즉 해당 단말에 대한 데이터가 전송되는 시간-주파수 영역에서만 전송되도록 설계될 수 있다.

한편, 상향링크 상에서 전송되는 참조신호에는 UL DMRS 및 SRS(Sounding Reference Signal)가 존재한다. UL DMRS는 PUSCH 복조를 위해서 전송되는 참조신호이며, 일반 CP의 경우에 각 슬롯의 7 개의 SC-FDMA 심볼 중에서 4 번째 SC-FDMA 심볼 상에서 전송될 수 있다. SRS에 대해서는 이하에서 자세하게 설명한다.

사운딩 참조 신호( SRS )

사운딩 참조 신호(Sounding Reference Signal; SRS)는 주로 기지국이 채널 품질 측정을 하여 상향링크 상에서 주파수-선택적(frequency-selective) 스케줄링을 위해 사용되며, 상향링크 데이터 및/또는 제어 정보 전송과 연관되지는 않는다. 그러나, 이에 제한되는 것은 아니고, SRS는 향상된 전력 제어의 목적 또는 최근에 스케줄링되지 않은 단말들의 다양한 시작 기능(start-up function)을 지원하는 목적으로 사용될 수도 있다. 시작 기능은, 예를 들어, 초기 변조및코딩 기법(Modulation and Coding Scheme; MCS), 데이터 전송을 위한 초기 전력 제어, 타이밍 정렬(timing advance) 및 주파수 반-선택적 스케줄링 (서브프레임의 첫 번째 슬롯에서는 주파수 자원이 선택적으로 할당되고 두 번째 슬롯에서는 다른 주파수로 유사-무작위(pseudo-random)적으로 호핑되는 스케줄링) 등을 포함할 수 있다.

또한, SRS 는 무선 채널이 상향링크와 하향링크 간에 상호적인(reciprocal)이라는 가정하에 하향링크 채널 품질 측정을 위해 사용될 수도 있다. 이러한 가정은, 상향링크와 하향링크가 동일한 주파수 대역을 공유하고 시간 영역에서 구별되는 시분할듀플렉스(time division duplex; TDD) 시스템에서 특히 유효하다.

셀 내의 임의의 단말에 의하여 SRS가 전송되는 서브프레임은 셀-특정 브로드캐스트 시그널링에 의하여 지시된다. 4-비트의 셀-특정 'SrsSubframeConfiguration' 파라미터는 각각의 무선 프레임 내에서 SRS가 전송될 수 있는 서브프레임의 15 가지 가능한 구성들을 나타낸다. 이러한 구성에 의해 네트워크 배치 시나리오에 따라 SRS 오버헤드를 조정할 수 있는 유연성이 제공될 수 있다. 상기 파라미터의 나머지 하나(16 번째)의 구성은 셀 내의 SRS 전송을 완전히 끄는(switch-off) 것으로, 예를 들어, 주로 고속의 단말들을 서빙하는 셀에 적절할 수 있다.

SRS는 항상 구성된 서브프레임의 마지막 SC-FDMA 심볼 상에서 전송될 수 있다. 따라서, SRS와 UL DMRS는 상이한 SC-FDMA 심볼 상에 위치된다. PUSCH 데이터 전송은 SRS 전송을 위해 지정된 SC-FDMA 심볼 상에서 허용되지 않으며, 이에 따라 사운딩 오버헤드가 가장 높은 경우 (즉, 모든 서브프레임에서 SRS 전송 심볼이 존재하는 경우)에도 대략 7% 를 넘지 않는다.

각각의 SRS 심볼은 주어진 시간 단위 및 주파수 대역에 대하여 기본 시퀀스(랜덤 시퀀스 또는 ZC(Zadoff-Chu)-기반 시퀀스 집합)에 의하여 생성되고, 셀 내의 모든 단말은 동일한 기본 시퀀스를 사용한다. 이때, 동일한 시간 단위 및 동일한 주파수 대역에서 셀 내의 복수개의 단말로부터의 SRS 전송은, 해당 복수개의 단말들에게 할당되는 기본 시퀀스의 상이한 순환 시프트(cyclic shifts)에 의하여 직교적으로(orthogonally) 구별된다. 상이한 셀의 SRS 시퀀스는 셀 마다 상이한 기본 시퀀스를 할당함으로써 구별될 수 있지만, 상이한 기본 시퀀스들 간에 직교성은 보장되지 않는다.

물리상향링크제어채널( PUCCH )

PUCCH를 통하여 전송되는 상향링크 제어 정보(UCI)는, 스케줄링 요청(Scheduling Request; SR), HARQ ACK/NACK 정보, 및 하향링크 채널 측정 정보를 포함할 수 있다.

HARQ ACK/NACK 정보는 PDSCH 상의 하향링크 데이터 패킷의 디코딩 성공 여부에 따라 생성될 수 있다. 기존의 무선 통신 시스템에서, 하향링크 단일 코드워드(codeword) 전송에 대해서는 ACK/NACK 정보로서 1 비트가 전송되고, 하향링크 2 코드워드 전송에 대해서는 ACK/NACK 정보로서 2 비트가 전송된다.

채널 측정 정보는 다중입출력(Multiple Input Multiple Output; MIMO) 기법과 관련된 피드백 정보를 지칭하며, 채널품질지시자(Channel Quality Indicator; CQI), 프리코딩행렬인덱스(Precoding Matrix Index; PMI) 및 랭크지시자(Rank Indicator; RI)를 포함할 수 있다. 이들 채널 측정 정보를 통칭하여 CQI 라고 표현할 수도 있다. CQI 의 전송을 위하여 서브프레임 당 20 비트가 사용될 수 있다.

PUCCH는 BPSK(Binary Phase Shift Keying)과 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying) 기법을 사용하여 변조될 수 있다. PUCCH를 통하여 복수개의 단말의 제어 정보가 전송될 수 있고, 각 단말들의 신호를 구별하기 위하여 코드분할다중화(Code Division Multiplexing; CDM)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(orthogonal cover; OC)를 이용하여 커버링된다.

또한, PUCCH 상으로 전송되는 제어정보는 서로 다른 순환 시프트(cyclic shift; CS) 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 사용가능한 순환 시프트의 수는 달라질 수 있다. 다양한 종류의 시퀀스가 기본 시퀀스로 사용될 수 있으며, 전술한 CAZAC 시퀀스는 그 일례이다.

또한, 단말이 하나의 서브프레임에서 전송할 수 있는 제어 정보의 양은 제어 정보의 전송에 이용가능한 SC-FDMA 심볼의 개수(즉, PUCCH 의 코히어런트(coherent) 검출을 위한 참조신호(RS) 전송에 이용되는 SC-FDMA 심볼을 제외한 SC-FDMA 심볼들)에 따라 결정될 수 있다.

3GPP LTE 시스템에서 PUCCH 는, 전송되는 제어 정보, 변조 기법, 제어 정보의 양 등에 따라 총 7 가지 상이한 포맷으로 정의되며, 각각의 PUCCH 포맷에 따라서 전송되는 상향링크 제어 정보(uplink control information; UCI)의 속성은 다음의 표 2와 같이 요약할 수 있다.

PUCCH 포맷 1은 SR의 단독 전송에 사용된다. SR 단독 전송의 경우에는 변조되지 않은 파형이 적용되며, 이에 대해서는 후술하여 자세하게 설명한다.

PUCCH 포맷 1a 또는 1b는 HARQ ACK/NACK의 전송에 사용된다. 임의의 서브프레임에서 HARQ ACK/NACK이 단독으로 전송되는 경우에는 PUCCH 포맷 1a 또는 1b를 사용할 수 있다. 또는, PUCCH 포맷 1a 또는 1b를 사용하여 HARQ ACK/NACK 및 SR 이 동일 서브프레임에서 전송될 수도 있다.

PUCCH 포맷 2는 CQI의 전송에 사용되고, PUCCH 포맷 2a 또는 2b는 CQI 및 HARQ ACK/NACK의 전송에 사용된다. 확장된 CP 의 경우에는 PUCCH 포맷 2가 CQI 및 HARQ ACK/NACK 의 전송에 사용될 수도 있다.

도 6은 상향링크 물리자원블록에서 PUCCH 포맷들이 PUCCH 영역들에 매핑되는 형태를 도시한다. 도 6에서

는 상향링크에서의 자원블록의 개수를 나타내고, 0, 1,...

는 물리자원블록의 번호를 의미한다. 기본적으로, PUCCH는 상향링크 주파수 블록의 양쪽 끝단(edge)에 매핑된다. 도 6에서 도시하는 바와 같이, m=0,1 로 표시되는 PUCCH 영역에 PUCCH 포맷 2/2a/2b 가 매핑되며, 이는 PUCCH 포맷 2/2a/2b 가 대역-끝단(band-edge)에 위치한 자원블록들에 매핑되는 것으로 표현할 수 있다. 또한, m=2 로 표시되는 PUCCH 영역에 PUCCH 포맷 2/2a/2b 및 PUCCH 포맷 1/1a/1b 가 함께(mixed) 매핑될 수 있다. 다음으로, m=3,4,5 로 표시되는 PUCCH 영역에 PUCCH 포맷 1/1a/1b 가 매핑될 수 있다. PUCCH 포맷 2/2a/2b 에 의해 사용가능한 PUCCH RB들의 개수(

)는 브로드캐스팅 시그널링에 의해서 셀 내의 단말들에게 지시될 수 있다.

PUCCH 자원

UE는 상항링크 제어정보(UCI)의 전송을 위한 PUCCH 자원을, 상위(higher) 레이어 시그널링을 통한 명시적(explicit) 방식 혹은 암묵적(implicit) 방식에 의해 기지국(BS)로부터 할당 받는다.

ACK/NACK의 경우에, 단말에 대해서 상위 계층에 의해 복수개의 PUCCH 자원 후보들이 설정될 수 있고, 그 중에서 어떤 PUCCH 자원을 사용하는지는 암묵적인 방식으로 결정될 수 있다. 예를 들어, UE는 BS로부터 PDSCH를 수신하고 상기 PDSCH 에 대한 스케줄링 정보를 나르는 PDCCH 자원에 의해 암묵적으로 결정된 PUCCH 자원을 통해 해당 데이터 유닛에 대한 ACK/NACK이 전송될 수 있다.

LTE 시스템에서 ACK/NACK을 위한 PUCCH 자원은 각 UE에 미리 할당되어 있지 않고, 복수의 PUCCH 자원을 셀 내의 복수의 UE들이 매 시점마다 나눠서 사용한다. 구체적으로, UE가 ACK/NACK을 전송하는 데 사용하는 PUCCH 자원은 해당 하향링크 데이터를 나르는 PDSCH에 대한 스케줄링 정보를 나르는 PDCCH를 기반으로 암묵적 방식으로 결정된다. 각각의 DL 서브프레임에서 PDCCH가 전송되는 전체 영역은 복수의 CCE(Control Channel Element)로 구성되고, UE에게 전송되는 PDCCH는 하나 이상의 CCE로 구성된다. CCE는 복수(예를 들어, 9개)의 REG(Resource Element Group)를 포함한다. 하나의 REG는 참조 신호(Reference Signal: RS)를 제외한 상태에서 이웃하는 네 개의 RE(Resource Element)로 구성된다. UE는 자신이 수신한 PDCCH를 구성하는 CCE들의 인덱스들 중 특정 CCE 인덱스(예를 들어, 첫 번째 혹은 가장 낮은 CCE 인덱스)의 함수에 의해 유도(derive) 혹은 계산(calculate)되는 암묵적 PUCCH 자원을 통해 ACK/NACK을 전송한다. 즉, 각각의 PUCCH 자원 인덱스는 ACK/NACK을 위한 PUCCH 자원에 대응될 수 있다. 예를 들어, 4~6번 CCE로 구성된 PDCCH를 통해 PDSCH에 대한 스케줄링 정보가 UE에 전송된다고 가정할 경우, 상기 UE는 상기 PDCCH를 구성하는 최저 CCE인 4번 CCE의 인덱스로부터 유도 혹은 계산된 PUCCH, 예를 들어, 4번 PUCCH를 통해 ACK/NACK을 BS에 전송한다. DL에 최대 M'개의 CCE가 존재하고, UL에 최대 M개의 PUCCH가 존재할 수 있다. 여기서, M'=M일 수도 있으나, M'값과 M값이 다르게 설계되고, CCE와 PUCCH 자원의 맵핑이 겹치게 하는 것도 가능하다.

예를 들어, PUCCH 자원 인덱스는 다음과 같이 정해질 수 있다.

여기서, n⁽¹⁾ _PUCCH는 ACK/NACK 전송을 위한 PUCCH 자원 인덱스를 나타내고, N⁽¹⁾ _PUCCH는 상위 레이어로부터 전달받는 시그널링 값을 나타낸다. n_CCE는 PDCCH 전송에 사용된 CCE 인덱스 중에서 가장 작은 값을 나타낼 수 있다.

PUCCH 채널 구조

PUCCH 포맷 1a 및 1b에 대하여 먼저 설명한다.

PUCCH 포맷 1a/1b에 있어서 BPSK 또는 QPSK 변조 방식을 이용하여 변조된 심볼은 길이 12 의 CAZAC 시퀀스로 승산(multiply)된다. 예를 들어, 변조 심볼 d(0)에 길이 N 의 CAZAC 시퀀스 r(n) (n=0, 1, 2, ..., N-1) 가 승산된 결과는 y(0), y(1), y(2), ..., y(N-1) 이 된다. y(0), ..., y(N-1) 심볼들을 심볼 블록(block of symbol)이라고 칭할 수 있다. 변조 심볼에 CAZAC 시퀀스를 승산한 후에, 직교 시퀀스를 이용한 블록-단위(block-wise) 확산이 적용된다.

일반 ACK/NACK 정보에 대해서는 길이 4의 하다마드(Hadamard) 시퀀스가 사용되고, 짧은(shortened) ACK/NACK 정보 및 참조신호(Reference Signal)에 대해서는 길이 3의 DFT(Discrete Fourier Transform) 시퀀스가 사용된다. 확장된 CP의 경우의 참조신호에 대해서는 길이 2의 하다마드 시퀀스가 사용된다.

도 7은 일반 CP의 경우에 ACK/NACK 채널의 구조를 나타낸다. 도 7에서는 CQI 없이 HARQ ACK/NACK 전송을 위한 PUCCH 채널 구조를 예시적으로 나타낸다. 하나의 슬롯에 포함되는 7 개의 SC-FDMA 심볼 중 중간 부분의 3개의 연속되는 SC-FDMA 심볼에는 참조신호(RS)가 실리고, 나머지 4 개의 SC-FDMA 심볼에는 ACK/NACK 신호가 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 확인응답 정보(스크램블링되지 않은 상태)는 각각 BPSK 및 QPSK 변조 기법을 사용하여 하나의 HARQ ACK/NACK 변조 심볼로 표현될 수 있다. 긍정확인응답(ACK)은 '1' 로 인코딩될 수 있고, 부정확인응답(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 시퀀스를 기본 시퀀스로 사용한다. 주파수 영역 시퀀스로는 CAZAC 시퀀스 중 하나인 Zadoff-Chu (ZC) 시퀀스를 사용할 수 있다. 예를 들어, 기본 시퀀스인 ZC 시퀀스에 서로 다른 순환 시프트(Cyclic Shift; CS)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(

)에 의해서 설정되며,

∈{1, 2, 3} 은 각각 12, 6 또는 4 시프트를 나타낸다.

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 시퀀스(w0, w1, w2, w3)를 이용하여 확산될 수 있다. 또한, RS도 길이 3 또는 길이 2의 직교 시퀀스를 통해 확산시킨다. 이를 직교 커버링(Orthogonal Covering; OC)이라 한다.

전술한 바와 같은 주파수 영역에서의 CS 자원 및 시간 영역에서의 OC 자원을 이용해서 다수의 단말들이 코드분할다중화(Code Division Multiplex; CDM) 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 제한된다. 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 정보가 전송될 수 있는데, ACK/NACK 정보를 위하여 4 개가 아닌 3 개의 직교 확산 코드가 사용되며, 이는 RS 전송 심볼의 개수가 3 개로 제한되어 RS 를 위하여 3 개의 직교 확산 코드만이 사용될 수 있기 때문이다.

ACK/NACK 정보의 확산에 이용되는 직교 시퀀스의 일례는 표 3 및 표 4와 같다. 표 3은 길이 4 심볼에 대한 시퀀스를 나타내고, 표 4는 길이 3 심볼에 대한 시퀀스를 나타낸다. 길이 4 심볼에 대한 시퀀스는 일반적인 서브프레임 구성의 PUCCH 포맷 1/1a/1b에서 이용된다. 서브프레임 구성에 있어서 두 번째 슬롯의 마지막 심볼에서 SRS(Sounding Reference Signal)이 전송되는 등의 경우를 고려하여, 첫 번째 슬롯에서는 길이 4 심볼에 대한 시퀀스가 적용되고, 두 번째 슬롯에서는 길이 3 심볼에 대한 시퀀스의 짧은(shortened) PUCCH 포맷 1/1a/1b이 적용될 수 있다.

한편, ACK/NACK 채널의 RS의 확산에 사용되는 직교 시퀀스의 일례는 표 5와 같다.

일반 CP 의 서브프레임에서 하나의 슬롯에서 3 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 3 개의 직교커버(OC) 자원을 사용할 수 있다면, 총 18 개의 상이한 단말로부터의 HARQ 확인응답이 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 확인응답이 하나의 PUCCH RB 내에서 다중화될 수 있다.

다음으로, PUCCH 포맷 1에 대하여 설명한다. 스케줄링 요청(SR)은 단말이 스케줄링되기를 요청하거나 또는 요청하지 않는 방식으로 전송된다. SR 채널은 PUCCH 포맷 1a/1b 에서의 ACK/NACK 채널 구조를 재사용하고, ACK/NACK 채널 설계에 기초하여 OOK(On-Off Keying) 방식으로 구성된다. SR 채널에서는 참조신호가 전송되지 않는다. 따라서, 일반 CP 의 경우에는 길이 7 의 시퀀스가 이용되고, 확장된 CP 의 경우에는 길이 6 의 시퀀스가 이용된다. SR 및 ACK/NACK 에 대하여 상이한 순환 시프트 또는 직교 커버가 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, 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 PUSCH 가 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 일반 CP의 경우에 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(Demodulation Reference Signal; DMRS) 전송에 사용되고, 나머지 SC-FDMA 심볼에서 CQI 정보가 전송될 수 있다. 한편, 확장된 CP 의 경우에는 하나의 SC-FDMA 심볼 (SC-FDMA 심볼 3) 이 DMRS 전송에 사용된다.

PUCCH 포맷 2/2a/2b 에서는 CAZAC 시퀀스에 의한 변조를 지원하고, QPSK 변조된 심볼이 길이 12 의 CAZAC 시퀀스로 승산된다. 시퀀스의 순환 시프트(CS)는 심볼 및 슬롯 간에 변경된다. DMRS에 대해서 직교 커버링이 사용된다.

하나의 슬롯에 포함되는 7 개의 SC-FDMA 심볼 중 3개의 SC-FDMA 심볼 간격만큼 떨어진 2개의 SC-FDMA 심볼에는 참조신호(DMRS)가 실리고, 나머지 5개의 SC-FDMA 심볼에는 CQI 정보가 실린다. 한 슬롯 안에 두 개의 RS가 사용된 것은 고속 단말을 지원하기 위해서이다. 또한, 각 단말은 순환 시프트(CS) 시퀀스를 사용하여 구분된다. CQI 정보 심볼들은 SC-FDMA 심볼 전체에 변조되어 전달되고, SC-FDMA 심볼은 하나의 시퀀스로 구성되어 있다. 즉, 단말은 각 시퀀스로 CQI를 변조해서 전송한다.

하나의 TTI에 전송할 수 있는 심볼 수는 10개이고, CQI 정보의 변조는 QPSK까지 정해져 있다. SC-FDMA 심볼에 대해 QPSK 매핑을 사용하는 경우 2비트의 CQI 값이 실릴 수 있으므로, 한 슬롯에 10비트의 CQI 값을 실을 수 있다. 따라서, 한 서브프레임에 최대 20비트의 CQI 값을 실을 수 있다. CQI 정보를 주파수 영역에서 확산시키기 위해 주파수 영역 확산 부호를 사용한다.

주파수 영역 확산 부호로는 길이-12 의 CAZAC 시퀀스(예를 들어, ZC 시퀀스)를 사용할 수 있다. 각 제어채널은 서로 다른 순환 시프트(cyclic shift) 값을 갖는 CAZAC 시퀀스를 적용하여 구분될 수 있다. 주파수 영역 확산된 CQI 정보에 IFFT가 수행된다.

12 개의 동등한 간격을 가진 순환 시프트에 의해서 12 개의 상이한 단말들이 동일한 PUCCH RB 상에서 직교 다중화될 수 있다. 일반 CP 경우에 SC-FDMA 심볼 1 및 5 상의 (확장된 CP 경우에 SC-FDMA 심볼 3 상의) DMRS 시퀀스는 주파수 영역 상의 CQI 신호 시퀀스와 유사하지만 CQI 정보와 같은 변조가 적용되지는 않는다. 단말은 PUCCH 자원 인덱스(

)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(

)는 PUCCH 포맷 2/2a/2b 전송에 사용되는 PUCCH 영역 및 사용될 순환시프트(CS) 값을 지시하는 정보이다.

다음으로 개선된-PUCCH(e-PUCCH) 포맷에 대하여 설명한다. e-PUCCH는 LTE-A 시스템의 PUCCH 포맷 3에 대응할 수 있다. PUCCH 포맷 3을 이용한 ACK/NACK 전송에는 블록 확산(block spreading) 기법이 적용될 수 있다.

블록 확산 기법은, 기존의 PUCCH 포맷 1 계열 또는 2 계열과는 달리, 제어 신호 전송을 SC-FDMA 방식을 이용하여 변조하는 방식이다. 도 13에서 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 시퀀스가 시간 영역에 걸쳐서 전송되고 CAZAC 시퀀스의 CS(cyclic shift)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 9(a)에서는 1 슬롯 동안에 하나의 심볼 시퀀스에 길이=4 (또는 확산 인자(spreading factor; SF)=4)의 OCC를 이용하여 4 개의 SC-FDMA 심볼(즉, 데이터 부분)을 생성하여 전송하는 예시를 나타낸다. 이 경우, 1 슬롯 동안 3 개의 RS 심볼(즉, RS 부분)이 사용될 수 있다.

또는, 도 9(b)에서는 1 슬롯 동안에 하나의 심볼 시퀀스에 길이=5 (또는 SF=5)의 OCC를 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 9의 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 13의 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.

반송파 병합

반송파 병합을 설명하기에 앞서 LTE-A에서 무선자원을 관리하기 위해 도입된 셀(Cell)의 개념에 대해 먼저 설명한다. 셀은 하향링크 자원과 상향링크 자원의 조합으로 이해될 수 있다. 여기서 상향링크 자원은 필수 요소는 아니며 따라서 셀은 하향링크 자원 단독 또는 하향링크 자원과 상향링크 자원으로 이루어질 수 있다. 다만, 이는 현재 LTE-A 릴리즈 10에서의 정의이며 반대의 경우, 즉 셀이 상향링크 자원 단독으로 이루어지는 것도 가능하다. 하향링크 자원은 하향링크 구성반송파(Downlink component carrier, DL CC)로 상향링크 자원은 상향링크 구성반송파(Uplink component carrier, UL CC)로 지칭될 수 있다. DL CC 및 UL CC는 반송파 주파수(carrier frequency)로 표현될 수 있으며, 반송파 주파수는 해당 셀에서의 중심주파수(center frequency)를 의미한다.

셀은 프라이머리 주파수(primary frequency)에서 동작하는 프라이머리 셀(primary cell, PCell)과 세컨더리 주파수(secondary frequency)에서 동작하는 세컨더리 셀(secondary cell, SCell)로 분류될 수 있다. PCell과 SCell은 서빙 셀(serving cell)로 통칭될 수 있다. PCell은 단말이 초기 연결 설정(initial connection establishment) 과정을 수행하거나 연결 재설정 과정 또는 핸드오버 과정에서 지시된 셀이 PCell이 될 수 있다. 즉, PCell은 후술할 반송파 병합 환경에서 제어관련 중심이 되는 셀로 이해될 수 있다. 단말은 자신의 PCell에서 PUCCH를 할당 받고 전송할 수 있다. SCell은 RRC(Radio Resource Control) 연결 설정이 이루어진 이후 구성 가능하고 추가적인 무선 자원을 제공하는데 사용될 수 있다. 반송파 병합 환경에서 PCell을 제외한 나머지 서빙 셀을 SCell로 볼 수 있다. RRC_CONNECTED 상태에 있지만 반송파 병합이 설정되지 않았거나 반송파 병합을 지원하지 않는 단말의 경우, PCell로만 구성된 서빙 셀이 단 하나 존재한다. 반면, RRC_CONNECTED 상태에 있고 반송파 병합이 설정된 단말의 경우, 하나 이상의 서빙 셀이 존재하고, 전체 서빙 셀에는 PCell과 전체 SCell이 포함된다. 반송파 병합을 지원하는 단말을 위해 네트워크는 초기 보안 활성화(initial security activation) 과정이 개시된 이후, 연결 설정 과정에서 초기에 구성되는 PCell에 부가하여 하나 이상의 SCell을 구성할 수 있다.

이하, 도 10을 참조하여 반송파 병합에 대해 설명한다. 반송파 병합은 높은 고속 전송률에 대한 요구에 부합하기 위해 보다 넓은 대역을 사용할 수 있도록 도입된 기술이다. 반송파 병합은 반송파 주파수가 서로 다른 2개 이상의 구성반송파(component carrier, CC)들의 집합(aggregation)으로 정의될 수 있다. 도 10(a)는 기존 LTE 시스템에서 하나의 CC를 사용하는 경우의 서브프레임을 나타내고, 도 10(b)는 반송파 병합이 사용되는 경우의 서브프레임을 나타낸다. 도 10(b)에는 예시적으로 20MHz의 CC 3개가 사용되어 총 60MHz의 대역폭을 지원하는 것을 도시하고 있다. 여기서 각 CC는 연속적일 수도 있고, 또한 비 연속적일 수도 있다.

단말은 하향링크 데이터를 복수개의 DL CC를 통해 동시에 수신하고 모니터할 수 있다. 각 DL CC와 UL CC 사이의 링키지(linkage)는 시스템 정보에 의해 지시될 수 있다. DL CC/UL CC 링크는 시스템에 고정되어 있거나 반-정적으로 구성될 수 있다. 또한, 시스템 전체 대역이 N개의 CC로 구성되더라도 특정 단말이 모니터링/수신할 수 있는 주파수 대역은 M(＜N)개의 CC로 한정될 수 있다. 캐리어 병합에 대한 다양한 파라미터는 셀 특정(cell-specific), 단말 그룹 특정(UE group-specific) 또는 단말 특정(UE-specific) 방식으로 설정될 수 있다.

도 11은 크로스-반송파 스케줄링을 설명하기 위한 도면이다. 크로스-반송파 스케줄링이란, 예를 들어, 복수의 서빙 셀 중 어느 하나의 DL CC의 제어영역에 다른 DL CC의 하향링크 스케줄링 할당 정보를 모두 포함하는 것, 또는 복수의 서빙 셀 중 어느 하나의 DL CC의 제어영역에 그 DL CC와 링크되어 있는 복수의 UL CC에 대한 상향링크 스케줄링 승인 정보를 모두 포함하는 것을 의미한다.

먼저 반송파 지시자 필드(carrier indicator field, CIF)에 대해 설명한다. CIF는 앞서 설명된 바와 같이 PDCCH를 통해 전송되는 DCI 포맷에 포함되거나 또는 불포함 수 있으며, 포함된 경우 크로스 반송파 스케줄링이 적용된 것을 나타낸다. 크로스 반송파 스케줄링이 적용되지 않은 경우에는 하향링크 스케줄링 할당 정보는 현재 하향링크 스케줄링 할당 정보가 전송되는 DL CC상에서 유효하다. 또한 상향링크 스케줄링 승인은 하향링크 스케줄링 할당 정보가 전송되는 DL CC 와 링크된 하나의 UL CC에 대해 유효하다.

크로스 반송파 스케줄링이 적용된 경우, CIF는 어느 하나의 DL CC에서 PDCCH를 통해 전송되는 하향링크 스케줄링 할당 정보에 관련된 CC를 지시한다. 예를 들어, 도 11을 참조하면 DL CC A 상의 제어 영역 내 PDCCH를 통해 DL CC B 및 DL CC C에 대한 하향링크 할당 정보, 즉 PDSCH 자원에 대한 정보가 전송된다. 단말은 DL CC A를 모니터링하여 CIF를 통해 PDSCH의 자원영역 및 해당 CC를 알 수 있다.

PDCCH에 CIF가 포함되거나 또는 포함되지 않는지는 반-정적으로 설정될 수 있고, 상위 계층 시그널링에 의해서 단말-특정으로 활성화될 수 있다.

CIF가 비활성화(disabled)된 경우에, 특정 DL CC 상의 PDCCH는 해당 동일한 DL CC 상의 PDSCH 자원을 할당하고, 특정 DL CC에 링크된 UL CC 상의 PUSCH 자원을 할당할 수 있다. 이 경우, 기존의 PDCCH 구조와 동일한 코딩 방식, CCE 기반 자원 매핑, DCI 포맷 등이 적용될 수 있다.

한편, CIF가 활성화(enabled)되는 경우에, 특정 DL CC 상의 PDCCH는 복수개의 병합된 CC들 중에서 CIF가 지시하는 하나의 DL/UL CC 상에서의 PDSCH/PUSCH 자원을 할당할 수 있다. 이 경우, 기존의 PDCCH DCI 포맷에 CIF가 추가적으로 정의될 수 있으며, 고정된 3 비트 길이의 필드로 정의되거나, CIF 위치가 DCI 포맷 크기에 무관하게 고정될 수도 있다. 이 경우에도, 기존의 PDCCH 구조와 동일한 코딩 방식, CCE 기반 자원 매핑, DCI 포맷 등이 적용될 수 있다.

CIF가 존재하는 경우에도, 기지국은 PDCCH를 모니터링할 DL CC 세트를 할당할 수 있다. 이에 따라, 단말의 블라인드 디코딩의 부담이 감소할 수 있다. PDCCH 모니터링 CC 세트는 전체 병합된 DL CC의 일부분이고 단말은 PDCCH의 검출/디코딩을 해당 CC 세트에서만 수행할 수 있다. 즉, 단말에 대해서 PDSCH/PUSCH를 스케줄링하기 위해서, 기지국은 PDCCH를 PDCCH 모니터링 CC 세트 상에서만 전송할 수 있다. PDCCH 모니터링 DL CC 세트는 단말-특정 또는 단말 그룹-특정 또는 셀-특정으로 설정될 수 있다. 예를 들어, 도 15의 예시에서와 같이 3 개의 DL CC가 병합되는 경우에, DL CC A 가 PDCCH 모니터링 DL CC로 설정될 수 있다. CIF가 비활성화되는 경우, 각각의 DL CC 상의 PDCCH는 DL CC A에서의 PDSCH만을 스케줄링할 수 있다. 한편, CIF가 활성화되면 DL CC A 상의 PDCCH는 DL CC A는 물론 다른 DL CC에서의 PDSCH 도 스케줄링할 수 있다. DL CC A가 PDCCH 모니터링 CC로 설정되는 설정되는 경우에는 DL CC B 및 DL CC C 에는 PDSCCH가 전송되지 않는다.

ACK / NACK 전송

예를 들어, 전술한 바와 같은 반송파 병합이 적용되는 시스템에서, 단말은 복수개의 하향링크 반송파를 통해서 복수개의 PDSCH를 수신할 수 있고, 이러한 경우 단말은 각각의 데이터에 대한 ACK/NACK을 하나의 서브프레임에서 하나의 UL CC 상에서 전송하여야 하는 경우가 발생하게 된다. 하나의 서브프레임에서 복수개의 ACK/NACK을 PUCCH 포맷 1a/1b을 이용하여 전송하는 경우, 높은 전송 전력이 요구되며 상향링크 전송의 PAPR이 증가하게 되고 전송 전력 증폭기의 비효율적인 사용으로 인하여 단말의 기지국으로부터의 전송 가능 거리가 감소할 수 있다. 하나의 PUCCH를 통해서 복수개의 ACK/NACK을 전송하기 위해서는 ACK/NACK 번들링(bundling) 또는 ACK/NACK 다중화(multiplexing)가 적용될 수 있다.

또한, 반송파 병합의 적용에 따른 많은 개수의 하향링크 데이터 및/또는 TDD 시스템에서 복수개의 DL 서브프레임에서 전송된 많은 개수의 하향링크 데이터에 대한 ACK/NACK 정보가 하나의 서브프레임에서 PUCCH를 통해 전송되어야 하는 경우가 발생할 수 있다. 이러한 경우에서 전송되어야 할 ACK/NACK 비트가 ACK/NACK 번들링 또는 다중화로 지원가능한 개수보다 많은 경우에는, 위 방안들로는 올바르게 ACK/NACK 정보를 전송할 수 없게 된다.

이하에서는, ACK/NACK 다중화 방안에 대하여 설명한다.

ACK/NACK 다중화의 경우에, 복수개의 데이터 유닛에 대한 ACK/NACK 응답의 내용(contents)은 실제 ACK/NACK 전송에서 사용되는 ACK/NACK 유닛과 QPSK 변조된 심볼들 중의 하나의 조합(combination)에 의해서 식별될 수 있다. 예를 들어, 하나의 ACK/NACK 유닛이 2 비트 크기의 정보를 나르는 것으로 가정하고, 최대 2 개의 데이터 유닛을 수신하는 것을 가정한다. 여기서, 수신된 각각의 데이터 유닛에 대한 HARQ 확인응답은 하나의 ACK/NACK 비트에 의해서 표현되는 것으로 가정한다. 이러한 경우, 데이터를 전송한 송신단은 ACK/NACK 결과를 아래의 표 6에서 나타내는 바와 같이 식별할 수 있다.

상기 표 6에서, HARQ-ACK(i) (i=0, 1) 는 데이터 유닛 i 에 대한 ACK/NACK 결과를 나타낸다. 전술한 바와 같이 최대 2 개의 데이터 유닛(데이터 유닛 0 및 데이터 유닛 1)이 수신되는 것을 가정하였으므로, 상기 표 6에서는 데이터 유닛 0 에 대한 ACK/NACK 결과는 HARQ-ACK(0)으로 표시하고, 데이터 유닛 1 에 대한 ACK/NACK 결과는 HARQ-ACK(1)로 표시한다. 상기 표 6에서, DTX(Discontinuous Transmission)는, HARQ-ACK(i)에 대응하는 데이터 유닛이 전송되지 않음을 나타내거나, 또는 수신단이 HARQ-ACK(i)에 대응하는 데이터 유닛의 존재를 검출하지 못하는 것을 나타낸다. 또한,

은 실제 ACK/NACK 전송에 사용되는 ACK/NACK 유닛을 나타낸다. 최대 2 개의 ACK/NACK 유닛이 존재하는 경우,

및

로 표현될 수 있다. 또한, b (0), b (1) 는 선택된 ACK/NACK 유닛에 의해서 전송되는 2 개의 비트를 나타낸다. ACK/NACK 유닛을 통해서 전송되는 변조 심볼은 b (0), b (1) 비트에 따라서 결정된다.

예를 들어, 수신단이 2 개의 데이터 유닛을 성공적으로 수신 및 디코딩한 경우 (즉, 상기 표 5 의 ACK, ACK 의 경우), 수신단은 ACK/NACK 유닛

를 사용해서 2 개의 비트 (1, 1) 을 전송한다. 또는, 수신단이 2 개의 데이터 유닛을 수신하는 경우에, 제 1 데이터 유닛(즉, HARQ-ACK(0)에 대응하는 데이터 유닛 0)의 디코딩(또는 검출)에 실패하고 제 2 데이터 유닛(즉, HARQ-ACK(1)에 대응하는 데이터 유닛 1)의 디코딩에 성공하면 (즉, 상기 표 5 의 NACK/DTX, ACK 의 경우), 수신단은 ACK/NACK 유닛

을 사용해서 2 개의 비트 (0,0) 을 전송한다.

이와 같이, ACK/NACK 유닛의 선택 및 전송되는 ACK/NACK 유닛의 실제 비트 내용의 조합(즉, 상기 표 5 에서

또는

중 하나를 선택하는 것과 b (0), b (1) 의 조합)을 실제 ACK/NACK 의 내용과 연계(link) 또는 매핑시킴으로써, 하나의 ACK/NACK 유닛을 이용해서 복수개의 데이터 유닛에 대한 ACK/NACK 정보를 전송할 수 있게 된다. 전술한 ACK/NACK 다중화의 원리를 그대로 확장하여, 2 보다 많은 개수의 데이터 유닛에 대한 ACK/NACK 다중화가 용이하게 구현될 수 있다.

이러한 ACK/NACK 다중화 방식에 있어서 기본적으로 모든 데이터 유닛에 대해서 적어도 하나의 ACK 이 존재하는 경우에는, NACK 과 DTX 가 구별되지 않을 수 있다 (즉, 상기 표 6에서 NACK/DTX 로 표현되는 바와 같이, NACK과 DTX가 결합(couple)될 수 있다). 왜냐하면, NACK 과 DTX 를 구분하여 표현하고자 하는 경우에 발생할 수 있는 모든 ACK/NACK 상태(즉, ACK/NACK 가설들(hypotheses))를, ACK/NACK 유닛과 QPSK 변조된 심볼의 조합만으로는 반영할 수 없기 때문이다. 한편, 모든 데이터 유닛에 대해서 ACK 이 존재하지 않는 경우(즉, 모든 데이터 유닛에 대해서 NACK 또는 DTX 만이 존재하는 경우)에는, HARQ-ACK(i)들 중에서 하나만이 확실히 NACK 인(즉, DTX과 구별되는 NACK) 것을 나타내는 하나의 확실한 NACK 의 경우가 정의될 수 있다. 이러한 경우, 하나의 확실한 NACK 에 해당하는 데이터 유닛에 대응하는 PUCCH 자원은 복수개의 ACK/NACK 들의 신호를 전송하기 위해 유보(reserved)될 수도 있다.

D2D 통신

전술한 바와 같은 무선 통신 시스템(예를 들어, 3GPP LTE 시스템 또는 3GPP LTE-A 시스템)에 D2D 통신이 도입되는 경우, D2D 통신을 수행하기 위한 구체적인 방안에 대하여 이하에서 설명한다.

도 12는 D2D 통신을 개념적으로 설명하기 위한 도면이다. 도 12(a)는 기존의 기지국 중심 통신 방식을 나타내는 것으로, UE1이 상향링크 상에서 기지국으로 데이터를 전송하고, UE1으로부터의 데이터를 기지국이 하향링크 상에서 UE2에게 전송할 수 있다.

도 12(b)는 D2D 통신의 일례로서 UE-to-UE 통신 방식을 나타내는 것으로, UE간의 데이터 교환이 기지국을 거치지 않고 수행될 수 있다. 이와 같이 장치들 간에 직접 설정되는 링크를 D2D 링크라고 칭할 수 있다. D2D 통신은 기존의 기지국 중심의 통신 방식에 비하여 지연(latency)이 줄어들고, 보다 적은 무선 자원을 필요로 하는 등의 장점을 가진다.

D2D 통신은 기지국을 거치지 않고 장치간(또는 단말간)의 통신을 지원하는 방식이지만, D2D 통신은 기존의 무선 통신 네트워크(예를 들어, 3GPP LTE 또는 3GPP LTE-A)의 자원을 재사용하여 수행되기 때문에 기존의 무선 통신 네트워크에 간섭 또는 교란을 일으키지 않아야 한다. 즉, 장치 간의 실제 데이터 송수신은 기지국을 거치지 않더라도, D2D 통신을 위한 자원은 기지국으로부터 할당 받을 필요가 있다. 따라서, 본 발명에서는 기지국에 의해서 D2D 통신을 위한 자원이 할당되는 방식에 대하여 제안한다. D2D 통신을 위한 자원으로서, 예를 들어, 상향링크 자원이 재사용될 수 있다.

이하에서는, 본 발명에 따른 D2D 통신 방식의 일례로서, UE1과 UE2가 기지국(eNB)을 거치지 않고 직접 통신을 수행하는 경우를 가정하여, D2D 통신을 위한 구체적인 절차에 대하여 설명한다. 여기서, 설명의 명료성을 위하여 단말(UE) 간의 직접 통신을 예로 들어 본 발명에서 제안하는 D2D 통신 방식에 대하여 설명하지만, 본 발명의 범위가 이에 제한되는 것은 아니다. 즉, 본 발명에서 제안하는 기술적 사상은 넓은 의미로서의 장치-대-장치 통신(D2D 통신)에 적용될 수 있다. 예를 들어, 기지국 장치가 자신의 셀 또는 이웃 셀에서 상향링크로 설정된 자원을 이용하여 단말 장치에게 신호를 전송하는 동작에도 본 발명의 D2D 통신 방안이 적용될 수 있다. 구체적으로, 기지국 장치를 상향링크 자원을 통해 신호를 송신하는 하나의 단말 장치라고 간주함으로써, 본 발명에서 제안하는 D2D 통신에 대한 원리가 기지국 장치 및 단말 장치 간의 통신 방식에도 동일하게 적용될 수 있다.

도 13은 본 발명에 따른 D2D 통신 방안의 일례를 나타내는 흐름도이다. 도 13에서 도시하는 D2D 통신을 위한 단계들의 전부 또는 일부가 본 발명의 실시예를 구성할 수 있다. 즉, 본 발명의 필수적인 구성이 도 13에서 도시하는 전체 절차를 모두 포함하는 것으로 제한되지 않고, 그 중의 일부만이 본 발명의 목적을 달성하기 위한 필수적인 구성으로 해석될 수 있다. 이하에서는 설명의 명료성을 위하여 전체적인 흐름에 따라 본 발명의 예시들에 대하여 설명한다.

이하의 예시에서는 도 13의 UE1은 D2D 통신에서 데이터를 전송하는 단말이고, UE2는 D2D 통신에서 데이터를 수신하는 단말인 것을 가정한다.

1. D2D 통신 자원 요청

도 13의 단계 S1310 내지 단계 S1330을 통하여 D2D 통신에 참여하는 장치가 D2D 통신을 위한 자원을 기지국에게 요청할 수 있다.

단계 S1310에서, D2D 통신 방식으로 UE2에게 데이터를 전송하고자 하는 UE1은 먼저 기지국(eNB)에게 D2D 통신을 위한 자원을 할당해줄 것을 요청할 수 있다. 이에 응답하여 기지국은, 단계 S1320에서 UE1에게 상향링크 그랜트(UL grant)를 전송하여 줄 수 있다. 단계 S1330에서 UE1은 단계 S1320에서 수신한 상향링크 그랜트를 이용하여 기지국으로 D2D 통신에 관련된 구체적인 정보들을 전송할 수 있다. 여기서, 일반적인 무선 통신 시스템에서 상향링크 그랜트는 단말로부터 기지국으로의 상향링크 전송을 위한 스케줄링 정보를 의미할 수 있다.

여기서, 단계 S1320에서의 상향링크 그랜트는 D2D 통신에 관련된 보다 구체적인 정보를 단말이 기지국에게 전송할 수 있도록 하기 위한 스케줄링 정보이다. 즉, 단계 S1310에서의 자원 할당 요청은, UE1이 기지국에게 상향링크 전송을 위한 자원을 할당받지 못한 상태에서 상향링크 전송 기회를 달라는 의미의 요청 제어 정보이다. 상향링크 전송을 위한 자원을 할당받지 못한 UE1이 많은 양의 정보를 기지국으로 전송할 수 없기 때문에, 전술한 바와 같이 S1310 내지 S1330의 단계를 거쳐 UE1은 D2D 통신 관련 정보를 기지국에게 전송하고, 기지국이 D2D를 위한 자원을 할당해줄 것을 요청할 수 있다.

구체적으로, 단계 S1310에서 UE1이 전송하는 D2D 통신 자원 할당 요청을 위한 제어 정보는, 예를 들어, 스케줄링요청(SR) 또는 물리임의접속채널(Physical Random Access Channel; PRACH) 프리앰블일 수 있다. 여기서, SR은 상향링크 전송에 이용할 수 있는 자원을 할당해 줄 것을 요청하는 제어 정보이다. 또한, PRACH 프리앰블은 기본적으로는 임의 접속(Random Access) 절차에서 단말이 상향링크 전송을 위한 자원을 할당받지 않은 상태에서 기지국에게 임의의 시점에서 전송될 수 있으며, PRACH 프리앰블에 응답하여 기지국은 단말에게 UL 그랜트를 제공하게 된다. 따라서, 본 발명의 실시예에서는, D2D 통신을 위한 구체적인 정보를 전송하기 위한 상향링크 전송 기회를 얻기 위한 목적으로 UE1은 기지국에게 SR 또는 PRACH 프리앰블을 전송할 수도 있다. 또는, SR, PRACH 프리앰블 이외에도 UE1이 D2D 통신 자원 할당을 요청하는 것을 나타내는 소정의 지시자 또는 제어 정보가 단계 S1310에서 전송될 수도 있다.

단계 S1330에서 UE1로부터 기지국으로 전송되는 정보는, D2D 통신의 요청을 나타내는 지시자, D2D 통신에 참여하는 장치들(예를 들어, UE1 및 UE2)의 각각의 식별자, D2D 통신을 통하여 전송될 데이터 트래픽이 UE1의 버퍼에 쌓인 양에 대한 보고(Buffer Status Report; BSR) 등을 포함할 수 있다. 이러한 정보를 수신한 기지국은 D2D 통신을 위해서 페어링(pairing)되는 장치들을 특정하고 D2D 통신을 위해 필요한 자원의 양 등을 결정할 수 있다.

한편, UE1이 기지국으로부터 단계 S1310 이전에 기지국으로의 상향링크 전송 기회를 획득한 상태라면, 단계 S1310 및 S1320은 생략하고, 단계 S1330에서 D2D 통신을 위한 자원 할당을 요청하는 제어 정보와 함께 D2D 통신을 위한 구체적인 정보들을 함께 전송하는 것도 가능하다.

2. D2D 링크 검출

UE1과 UE2 사이의 링크에 대한 D2D 통신의 구체적인 파라미터(예를 들어, 전송 전력, 변조및코딩기법(MCS) 등)는 기지국에 의해 결정될 수 있다. 이에 따라, D2D 통신으로 인하여 기존의 무선 통신 시스템 상에서의 다른 장치들이 관여하는 통신이 간섭을 받지 않도록 할 수 있다.

D2D 통신 링크의 상태를 기지국이 파악할 수 있도록 하기 위하여, D2D에 참여하는 장치가 D2D 링크의 채널 상태를 기지국에게 보고할 수 있다. 이를 위하여, 기지국은 UE1으로 하여금 UE2에서 검출가능한 소정의 신호를 전송하도록 지시할 수 있고, UE2로 하여금 UE1으로부터의 신호의 수신 강도 또는 신호 품질 등을 기지국에게 보고하도록 지시할 수 있다. 이에 따라, 도 13의 예시에서 나타내는 바와 같이 UE1은 UE2에게 D2D 링크 검출용 신호를 전송할 수 있고(S1340), UE2는 D2D 링크 검출 결과(예를 들어, SINR 또는 MCS 레벨 등)를 기지국에게 보고할 수 있다(S1350).

단계 S1340 및 S1350이 수행되도록 하는 기지국의 지시는, 명시적인 시그널링에 의해서 UE1 및 UE2에게 전달되거나 (미도시), 또는 묵시적인 방식으로 UE1 및 UE2에게 전달될 수도 있다. 또는, D2D 링크 검출용 신호 전송에 대하여 미리 정해진 규칙에 따라서 단계 S1340 및 단계 S1350이 수행될 수도 있다.

구체적으로, 단계 S1340에서 UE1이 전송하는 소정의 신호는, 예를 들어, 상향링크 자원 상에서 전송되는 주기적 또는 비주기적 SRS일 수 있다. SRS의 경우, 기지국이 적절한 SRS 설정을 UE1에게 전송함으로써, 기지국이 결정한 자원 상에서 기지국이 결정한 타이밍에 기지국이 설정한 SRS 시퀀스를 UE1으로 하여금 전송하도록 제어할 수 있다.

또한, 기지국은 UE1에게 전송을 지시한 SRS 설정을 UE2에게도 상위 계층 시그널링(예를 들어, RRC 시그널링)을 통해서 알려줌으로써, UE2가 UE1이 전송하는 SRS를 용이하게 검출할 수 있도록 할 수 있다. 즉, UE2는 기지국으로부터 지시받은 UE1의 SRS 설정에 대응하는 상향링크 자원 상에서 UE1으로부터의 신호(예를 들어, 특정 시퀀스)의 검출을 시도할 수 있다.

또는, 단계 S1340에서 UE1이 전송하는 소정의 신호는, 예를 들어, 임의 접속을 위한 PRACH 프리앰블일 수도 있다. PRACH 프리앰블의 경우, SRS에 비해 상대적으로 적은 대역폭을 차지하므로 보다 적은 주파수 자원을 활용하면서도 UE2에서 용이하게 UE1으로부터의 신호를 검출할 수 있다.

또한, 기지국은 UE1에게 전송을 지시한 PRACH 관련 정보를 UE2에게 상위 계층 시그널링(예를 들어, RRC 시그널링)을 통해서 알려줌으로써, UE2가 UE1이 전송하는 PRACH 프리앰블을 용이하게 검출할 수 있도록 할 수 있다.

여기서, 단계 S1340에서 UE1이 전송하는 PRACH 프리앰블은, 초기 접속(initial access)을 시도하는 단말들에 의해서 사용될 수 있다. PRACH 자원 이외의 것이 이용될 수 있다. 예를 들어, 핸드오버 등의 용도를 위해서 유보(reserve)되어 있는 PRACH 자원을 D2D 링크 검출용 신호로 이용하도록 기지국은 UE1에게 지시할 수도 있다.

또한, 기지국은 UE2가 UE1로부터의 신호의 검출을 한 번에 성공하지 못하는 경우에 대비하기 위해서, UE1에게 특정 PRACH 프리앰블을 주기적으로 전송할 것을 지시할 수도 있다.

추가적으로, 단계 S1340에서 UE1이 전송하는 신호(예를 들어, SRS 또는 PRACH 프리앰블)는 UE1에 특정적인(UE1-specific) 랜덤화가 수행될 수도 있다. 예를 들어, UE1이 전송하는 신호의 시퀀스가 UE1의 식별자에 기초하여 랜덤화될 수 있다. 이러한 경우, UE2가 보다 용이하게 UE1으로부터의 신호를 검출할 수 있도록 기지국은 UE2에게 UE1의 식별자를 알려줄 수도 있다.

UE2에서 UE1의 신호를 검출한 결과는 단계 S1350에서 UE2이 기지국에게 보고할 수 있다. 기지국은 UE2로부터의 보고에 기초하여, UE1과 UE2 사이의 D2D 링크의 채널 특성을 파악할 수 있고, UE1과 UE2 사이의 링크에 대한 동기를 획득할 수도 있다.

3. D2D 통신 자원 할당

기지국은 D2D 통신에 참여하는 장치들에게 D2D 통신을 위한 자원을 할당할 수 있다. 예를 들어, 도 13의 단계 S1360 및 S1370에서 나타내는 바와 같이 기지국은 UE1 및 UE2 각각에게 D2D 통신을 위한 스케줄링 정보를 전송할 수 있다. 단계 S1360 및 S1370은 동시에 또는 상이한 시점에 수행될 수도 있다. 이러한 D2D 통신 스케줄링 정보는 전술한 단계 S1330 및/또는 S1350을 통해서 기지국이 획득한 D2D 통신 관련 정보(D2D 통신에 참여하는 장치들에 대한 정보, D2D 통신에 이용될 링크에 대한 정보 등)에 기초하여 결정될 수 있다. 또한, D2D 통신에 참여하는 장치 중 일부가 인접한 다른 셀에 의해 서빙받는 경우라면, 해당 인접 셀에서의 스케줄링 정보를 고려하여 (즉, 셀간 협력에 의해) D2D 스케줄링 정보가 결정될 수도 있고, 해당 장치에 대해서는 해당 인접 셀에 의하여 스케줄링 정보가 제공될 수도 있다.

단계 S1360에서 UE1이 수신하는 D2D 통신 스케줄링 정보는, D2D 통신에서 데이터를 송신하는 장치인 UE1의 입장에서는 일종의 UL 그랜트로 간주될 수 있다. 즉, UE1이 기지국으로부터의 D2D 통신 스케줄링 정보에 따라 지정된 상향링크 자원 상에서 상향링크 전송을 수행하는 동작은, 일반적인 무선 통신 시스템에서 단말이 기지국으로부터의 UL 그랜트에 따라 상향링크 전송을 수행하는 것과 유사하게 정의될 수 있다. 따라서, D2D 통신에서 데이터를 송신하는 장치인 UE1을 위해서, 기존의 UL 그랜트에 따른 상향링크 전송 동작이 재사용될 수 있다.

한편, 단계 S1370에서 UE2가 수신하는 D2D 통신 스케줄링 정보는, D2D 통신에서 데이터를 수신하는 장치인 UE2의 입장에서는 상향링크 자원 상에서 수신 동작을 수행할 것을 지시하는 정보로서 해석되어야 한다. 기존의 일반적인 무선 통신 시스템에서 단말에 대해서는 상향링크 전송 또는 하향링크 수신 동작만이 정의되어 있지만, 본 발명에 따른 D2D 통신에서는 상향링크 자원 상에서 단말이 수신 동작을 수행하는 것이 정의된다.

예를 들어, 기지국은 UL 그랜트의 특정 필드를 이용하여 해당 UL 그랜트가 UE의 송신을 지시하는지 또는 수신을 지시하는지를 나타낼 수 있다. 이를 위하여 단지 1 비트만이 필요하므로 기존의 UL 그랜트의 특정 필드에서 유보된 비트 값을 이용할 수 있다. 또는, UL 그랜트를 이용한 송신 또는 수신 동작 여부를 나타내는 새로운 필드를 정의할 수도 있다.

다른 예시로서, D2D 통신에 참여하는 장치는 기지국과의 통신에서 이용하는 식별자 이외에 D2D 통신만을 위한 별도의 식별자를 가지도록 설정할 수 있고, D2D 통신을 위한 식별자에 대해서 전송되는 (예를 들어, 해당 RNTI로 마스킹되는) UL 그랜트는 상향링크 자원 상에서의 수신 동작을 지시하는 것으로 해석될 수 있다. 예를 들어, UE1은 기지국과의 통신을 위한 ID_UE1_cell 및 D2D 통신을 위한 ID_UE1_D2D을 가질 수 있고, UE2는 기지국과의 통신을 위한 ID_UE2_cell 및 D2D 통신을 위한 ID_UE2_D2D을 가질 수 있다. 기지국은 D2D 통신에서 데이터를 전송하는 UE1을 위해서는 일반적인 UL 그랜트와 유사한 동작을 지시하여야 하므로 ID_UE1_cell에 대해서 UL 그랜트를 전송하고(S1360), D2D 통신에서 데이터를 수신하는 UE2를 위해서는 ID_UE2_D2D에 대해서 UL 그랜트를 전송할 수 있다(S1370).

또 다른 예시로서, 단계 S1370에서 UE2(D2D 통신에서 데이터를 수신하는 장치)에 대해서는 하향링크 할당(DL assignment)를 전송할 수 있다. 여기서, 일반적인 무선 통신 시스템에서 DL 할당은 기지국으로부터 단말로의 하향링크 전송을 위한 스케줄링 정보를 의미할 수 있다. 단계 S1370에서 이용되는 DL 할당은 UE2에게 하향링크 자원이 아닌 상향링크 자원 상에서 수신 동작을 수행할 것을 지시하는 새로운 형태의 DL 할당일 수 있다. 새로운 형태의 DL 할당은, 예를 들어, 해당 DL 할당이 상향링크 자원 상에서의 수신 동작을 지시하는지 또는 하향링크 자원 상에서의 수신 동작을 지시하는지를 나타내는 특정 필드를 포함할 수 있다. 여기서, 특정 필드는 기존의 DL 할당의 특정 필드에서 유보된 비트 값을 이용하거나, 새로운 필드로서 정의될 수 있다. 또는, 다른 예시로서, D2D 통신에 참여하는 장치는 기지국과의 통신에서 이용하는 식별자 이외에 D2D 통신만을 위한 별도의 식별자를 가지도록 설정할 수 있고, D2D 통신을 위한 식별자에 대해서 전송되는 (예를 들어, 해당 RNTI로 마스킹되는) DL 할당은 상향링크 자원 상에서의 수신 동작을 지시하는 것으로 해석될 수 있다. 예를 들어, 기지국은 D2D 통신에서 데이터를 수신하는 UE2를 위해서는 ID_UE2_D2D에 대해서 DL 할당을 전송할 수 있다(S1370).

전술한 바와 같이 본 발명에서 제안하는 D2D 통신 방식에서는 기지국이 D2D 통신이 수행될 상향링크 자원을 스케줄링하여 주기 때문에, 기본적으로는 D2D 통신과 일반적인 상향링크 송수신이 충돌하지 않는 것으로 가정할 수 있다. 다만, 특정 UE에게 특정 시점에서 상향링크 자원을 통하여 수신 동작(즉, D2D 데이터 수신 동작)을 수행하도록 기지국에 의해서 지시되는 경우에 해당 UE에게 해당 시점에서의 상향링크 전송이 미리 예약되어 있는 경우가 발생할 수 있고, 이러한 경우에는 예약되어 있는 상향링크 전송을 취소하도록 동작할 수 있다. 예를 들어, 주기적 CSI 보고 또는 주기적 SRS 전송과 같이 전송 시점이 상위 계층 시그널링에 의해서 미리 지정되어 있는 상향링크 전송에 비하여, D2D 데이터 수신에 더 높은 우선순위(priority)를 부여할 수 있다. 또한, 스케줄링 요청 또는 임의 접속 시도와 같이 UE가 자발적으로 수행하는 상향링크 전송 동작의 경우에도, 해당 UE가 다른 UE로부터 신호를 수신하는 시점에서는 수행되지 않도록 동작할 수 있다. 즉, 상향링크 전송과 D2D 데이터 수신(즉, 상향링크 자원 상에서의 수신 동작)이 충돌하는 경우, 상향링크 전송을 누락(drop)할 수 있다.

4. D2D 통신 유지

D2D 통신을 유지하는 과정은 D2D 링크에서 전송된 데이터에 대한 수신확인응답을 이용하여 재전송 또는 새로운 D2D 데이터 전송 등이 수행되도록 하는 동작, D2D 링크의 채널 품질에 대한 피드백으로부터 D2D 링크에 대한 적절한 전송 전력, MCS 레벨 등을 결정하는 동작 등을 포함한다. 이를 위하여 D2D 데이터를 수신하는 장치(도 13의 예시에서 UE2)에서 ACK/NACK 정보 및/또는 CSI를 피드백하는 것이 필요하다.

도 13의 단계 S1390에서 나타내는 바와 같이, UE2는 D2D 전송에 대한 ACK/NACK 정보 및/또는 D2D 링크에 대한 CSI를 UE1이 아닌 기지국으로 전송할 수 있다. 이는, D2D 데이터의 송수신 자체는 장치들 사이에서 수행되지만 D2D 통신의 스케줄링은 기지국에 의해서 수행되기 때문에, D2D 통신 유지를 위한 피드백 정보는 기지국에 의해서 고려되는 것이 바람직하기 때문이다. 이하에서는 본 발명에 따른 D2D 통신에 대한 ACK/NACK 정보 및 CSI의 전송 방안에 대하여 구체적으로 설명한다.

4-1. D2D 통신에 대한 ACK / NACK 전송

도 13의 예시에서, UE1은 기지국으로부터의 스케줄링 정보(S1360)에 기초하여 D2D 링크 상에서 UE2에게 데이터를 전송할 수 있고, UE2는 기지국으로부터의 스케줄링 정보(S1370)에 기초하여 D2D 링크 상에서 UE1으로부터 데이터를 수신할 수 있다 (S1380). UE2는 UE1으로부터 수신한 신호에 대한 디코딩을 시도하고, 그 결과(즉, 디코딩 성공 여부)를 기지국에게 알릴 수 있다(S1390).

UE2는 ACK/NACK을 UE1이 아닌 기지국으로 전송하기 때문에, D2D 링크에서 수신된 신호에 대한 ACK/NACK의 전송을 위한 파라미터(ACK/NACK 전송 전력, 스크램블링 시퀀스 등)로서, 기지국으로부터의 일반적인 하향링크 신호에 대한 ACK/NACK 전송을 위해 설정된 파라미터와 동일한 파라미터가 재사용될 수 있고, 이는 D2D 링크 상에서의 데이터 전송을 위한 파라미터와는 상이할 수 있다.

예를 들어, D2D 링크 상에서의 신호 전송에 대한 전송 전력은 장치들 간의 경로손실(pathloss)에 따라 조절되거나, 일반적으로 D2D 통신이 인접한 장치들 간에 수행되기 때문에 D2D 링크의 채널 상태가 시간에 따라 급격하게 변하지 않을 것으로 예측되는 점을 고려하여 일정한 수준으로 고정될 수 있다. 한편, UE1으로부터 UE2로의 D2D 전송에 대한 ACK/NACK 신호는 UE1이 아닌 기지국에서 수신되어야 하므로, 기지국과 UE2 사이의 경로손실을 기반으로 전송 전력이 결정될 필요가 있다. 예를 들어, UE2는 기지국이 UE2에게 D2D 통신이 아닌 일반적인 상향링크 제어 정보 전송을 위해 시그널링하여 주는 전송전력제어(TPC) 명령에 따라, D2D 통신에 대한 ACK/NACK 정보의 전송 전력을 결정할 수 있다.

또한, UE2가 상향링크 상에서 D2D 통신에 대한 ACK/NACK 신호를 전송하기 위해서 ACK/NACK 전송 자원이 결정될 필요가 있다. ACK/NACK 자원은 상위 계층 신호(예를 들어, RRC 시그널링)에 의해서 UE2에게 설정된 자원일 수도 있고, UE2가 디코딩한 PDCCH의 CCE 인덱스에 대응하는 ACK/NACK 자원일 수도 있다. 여기서 PDCCH는 기지국이 UE2에 대한 일반적인 상/하향링크 송수신에 관련된 DCI를 전송하는 것일 수도 있고, 또는 UE2에 대해서 D2D 통신을 위한 스케줄링 정보(예를 들어, 단계 S1370)를 전송하는 것일 수도 있다.

UE2에서 수신한 D2D 신호에 대한 ACK/NACK은 단독으로 기지국으로 전송될 수도 있지만, UE2가 기지국으로부터 수신한 하향링크 신호(예를 들어, PDSCH를 통한 하향링크 데이터)에 대한 ACK/NACK과 함께 하나의 상향링크 서브프레임 상에서 전송될 수도 있다. 복수개의 ACK/NACK 정보를 함께 전송하기 위해서는, ACK/NACK 번들링(bundling), 채널 선택(channel selection), 조인트 인코딩(joint encoding) 등의 기법이 적용될 수 있다. 예를 들어, UE가 서브프레임 n1에서 기지국으로부터의 PDSCH를 수신하고, 서브프레임 n2에서 UE1으로부터의 D2D 데이터를 수신하는 경우를 가정할 수 있다. 또한, 두 개의 ACK/NACK 정보(즉, 기지국으로부터의 PDSCH에 대한 ACK/NACK 정보 및 UE1으로부터의 D2D 데이터에 대한 ACK/NACK 정보)는 서브프레임 n3에서 전송되는 경우를 가정할 수 있다. 이 경우, ACK/NACK 번들링 기법을 적용하면, 두 개의 ACK/NACK 정보에 대한 논리곱(logical AND) 연산의 결과가 최종적인 ACK/NACK 정보로서 전송될 수 있다. 또는, 채널 선택 기법을 적용하면, 서브프레임 n1에서의 신호에 대응하는 PUCCH 자원 인덱스 및 서브프레임 n2에서의 신호에 대응하는 PUCCH 자원 인덱스의 각각과 ACK/NACK 정보의 상태가 미리 정해져 있고, PUCCH 자원들 중 하나를 선택하여 ACK/NACK 정보를 전송하는 것으로 상기 두 개의 ACK/NACK 정보 각각의 상태를 표현할 수 있다. 또는, 조인트 인코딩 기법을 적용하는 경우에는, 두 개의 ACK/NACK 정보를 함께 인코딩한 결과를 소정의 포맷(예를 들어, PUCCH 포맷 3)에 대해서 결정되는 자원을 사용하여 전송할 수 있다.

이와 같이 UE2가 기지국으로부터의 PDSCH 전송에 대한 ACK/NACK과 함께 UE1으로부터의 D2D 전송에 대한 ACK/NACK을 전송할 수 있는 경우, 기지국으로부터의 PDSCH 전송 개수가 고정되는 것으로 가정하더라도, D2D 전송이 수행되는 (또는 D2D 전송의 가능성이 존재하는) 서브프레임의 존재 여부에 따라서 처리해야 하는 ACK/NACK 개수가 달라질 수 있다. 이에 따라, ACK/NACK 논리곱 연산이 수행되는 ACK/NACK 정보의 개수, 채널 선택에 사용되는 ACK/NACK 전송 자원과 ACK/NACK 정보의 상태의 매핑 규칙 및/또는 조인트 인코딩에 사용되는 코딩 레이트(또는 조인트 인코딩되는 ACK/NACK 비트의 개수)가, D2D 전송 서브프레임의 존재 여부에 따라 달라질 수 있다. 구체적으로, 전술한 예시에 있어서, D2D 링크가 존재하지 않는 경우에 UE2는 서브프레임 n3에서는 서브프레임 n1에서의 PDSCH 전송에 대한 ACK/NACK 정보만을 전송하면 되지만, D2D 링크 전송이 존재하는 경우(또는 D2D 링크 전송이 존재할 가능성이 기지국에 의해 설정되는 경우)에 서브프레임 n3에서는 서브프레임 n1 및 서브프레임 n2에서 수신된 신호에 대한 ACK/NACK을 전송하도록 동작해야 한다.

도 14는 본 발명에 따른 D2D 전송에 대한 ACK/NACK 정보 전송의 일례를 설명하기 위한 도면이다. 도 14의 예시에서는 FDD 시스템의 경우에 D2D 링크가 상향링크 대역에서 수행되며, 기지국으로부터 UE2로의 PDSCH 전송이 수행되는 타이밍(즉, 서브프레임 n1)과 UE1으로부터 UE2로의 D2D 데이터 전송이 수행되는 타이밍(즉, 서브프레임 n2)이 동일하고, 서브프레임 n1 및 n2에서의 신호에 대한 ACK/NACK은 하나의 서브프레임 n3에서 전송되는 경우를 가정한다.

도 14(a)의 예시에서와 같이 만약 D2D 링크가 존재하지 않는 경우에는 항상 하나의 DL 서브프레임 (서브프레임 n1) 상의 전송에 대한 ACK/NACK(또는 A/N)이 UL 서브프레임 n3(=n1+4)에서 전송될 수 있다.

도 14(b)의 예시에서와 같이 D2D 링크가 활성화(activate)되는 서브프레임 n2(=n1)에서는, UE2는 DL 대역을 통해서 기지국으로부터의 PDSCH를 수신하고 동시에 UL 대역을 통하여 UE1으로부터의 D2D 데이터를 수신할 수 있으므로, 서브프레임 n2로부터 4ms 이후인 서브프레임 n3(=n1+4)에서는 복수개의 서브프레임(즉, PDSCH가 전송되는 서브프레임 n1 및 D2D 데이터가 전송되는 서브프레임 n2)에 대한 ACK/NACK이 전송될 수 있다.

도 14(c)는 D2D 링크 전송의 존재 여부에 무관하게 항상 고정된 개수의 서브프레임에서의 전송에 대한 ACK/NACK이 하나의 UL 서브프레임 상에서 전송되도록 하는 방안을 나타낸다. 이렇게 함으로써, ACK/NACK 정보를 전송하는 UE의 동작이 보다 간단하게 정의될 수 있다. 즉, 전술한 예시에서와 같이 D2D 링크의 존재 여부에 따라 하나의 서브프레임에서의 전송에 대한 ACK/NACK이 전송되거나(도 14(a)), 2 개의 서브프레임에서의 전송에 대한 ACK/NACK이 전송되는 경우(도 14(b))가 모두 발생할 수 있는 경우에, ACK/NACK 번들링, 채널 선택 또는 조인트 인코딩에 대한 규칙이 추가적으로 정의되어야 하므로 단말 동작이 복잡해진다. 반면, D2D 링크 전송 여부에 무관하게, 예를 들어, 항상 1 개의 서브프레임에서의 전송에 대한 ACK/NACK 만이 UL 서브프레임 n3에서 전송되도록 하는 경우, ACK/NACK 번들링, 채널 선택 또는 조인트 인코딩에 대한 규칙을 변경 없이 이용할 수 있다.

이를 위해서 상향링크 서브프레임 n3에서 ACK/NACK이 전송되는 관계에 있는 DL 서브프레임에서, 기지국은 UE2로의 PDSCH 전송을 스케줄링하지 않도록 제한할 수 있고, 이러한 정보를 UE2에게 알려줄 수 있다. 예를 들어, 기지국은 PDSCH 전송이 수행되지 않는 DL 서브프레임을 나타내는 비트맵의 형태로 UE에게 상기 정보를 알려줄 수 있다. 예를 들어 도 14(c)의 예시에서와 같이, 만일 D2D 링크 전송이 서브프레임 n2에서 발생할 수 있다면, 기지국은 서브프레임 n1에서는 PDSCH 전송이 없는 것으로 결정하고 이 정보를 UE2에게 알려줄 수 있다. 이에 따라, UE2는 서브프레임 n3에서는 항상 하나의 서브프레임 (즉, 서브프레임 n2)에서의 전송에 대한 ACK/NACK을 기지국에게 전송할 수 있다.

전술한 본 발명의 예시를 통하여 설명한 원리는 반송파 병합 및/또는 TDD가 적용되어서 D2D 링크가 존재하지 않는 경우에도 단일 상향링크 서브프레임에서 복수의 ACK/NACK을 전송해야 하는 시스템에서도 동일하게 적용될 수 있다. 즉, 단말이 하나 이상의 서브프레임 및/또는 하나 이상의 반송파(또는 셀) 상에서 수신하는 PDSCH 신호에 대한 ACK/NACK 신호 N개를 하나의 상향링크 서브프레임 상에서 전송하는 경우에, 만일 추가적으로 D2D 링크에 대한 ACK/NACK을 함께 전송해야 한다면 상기 설명한 방식을 적용하여 PDSCH 신호에 대한 ACK/NACK과 D2D 링크에 대한 ACK/NACK을 함께 전송할 수 있다. 구체적으로 PDSCH 신호에 대한 ACK/NACK과 D2D 링크에 대한 ACK/NACK을 합한 총 (N+1)개의 ACK/NACK을 ACK/NACK 번들링, 채널 선택 또는 조인트 인코딩하여 전송할 수도 있으며, PDSCH 신호 전송에 제한을 두어 (예를 들어 D2D 링크가 활성화되어 여기에 대한 ACK/NACK이 전송되어야 하는 경우에는 PDSCH 신호에 대한 ACK/NACK이 N-1개 이하가 되도록 제한하여서) 항상 최대 N개의 ACK/NACK 신호만을 해당 상향링크 서브프레임에서 전송하도록 동작할 수도 있다.

한편, D2D 링크를 통해 수신된 신호에 대한 ACK/NACK 정보가 전송되는 시점은 다음의 방식들 중 하나에 의해서 결정될 수 있다.

방식 1) 서브프레임 n에서 수신한 D2D 신호에 대한 ACK/NACK은, 서브프레임 n과 동일한 타이밍의 DL 서브프레임에서 기지국으로부터의 PDSCH 전송이 존재하는 경우, 상기 PDSCH에 대한 ACK/NACK이 전송되기로 정해진 서브프레임에서 상기 D2D 신호에 대한 ACK/NACK이 함께 전송될 수 있다. 예를 들어 LTE FDD 시스템에서는 UL HARQ 프로세스가 8ms의 주기를 가지므로 k=8이 되는 것이다.

방식 2) 서브프레임 n에서 수신한 D2D 신호에 대한 ACK/NACK은 서브프레임 n+m에서 전송되도록 설정될 수 있다. 여기서, m은 수신 신호에 대한 디코딩 시간을 보장하기 위해서 일정한 값 (예를 들어, 3GPP LTE 시스템에서의 기본적인 처리 시간인 4ms) 보다 크거나 같은 정수 중에서, 서브프레임 n+m이 UL 서브프레임에 해당되는 최소의 정수로 결정될 수 있다.

방식 3) 서브프레임 n에서 수신한 신호에 대한 ACK/NACK은 서브프레임 n+m에서 전송되는데, ACK/NACK은 항상 UE2의 PUSCH 전송에 피기백되어 전송될 수 있다. 여기서, m은 수신 신호에 대한 디코딩 시간을 보장하기 위해서 일정한 값 (예를 들어, 3GPP LTE 시스템에서의 기본적인 처리 시간인 4ms) 보다 크거나 같은 정수 중에서, 서브프레임 n+m이 PUSCH가 스케줄링된 UL 서브프레임이 되는 최소의 정수로 결정될 수 있다.

4-2. D2D 링크에 대한 CSI 전송

본 실시예에서 설명하는 사항은 도 13의 단계 S1350에서의 D2D 링크 검출 결과 보고 및/또는 단계 S1390에서의 D2D 링크에 대한 CSI 보고에 적용될 수 있다.

D2D 링크 상에서 D2D 데이터를 전송하는 장치(예를 들어, 도 13의 UE1)으로부터 D2D 데이터를 수신하는 장치(예를 들어, 도 13의 UE2)는, D2D 데이터 전송에 적용될 전송 전력 제어 및 MCS 선택 등을 위하여 D2D 링크에 대한 채널상태정보(CSI)를 기지국에게 보고할 수 있다. 기지국에서는 UE2로부터 피드백 받은 CSI를 고려하여 D2D 데이터 전송에 적용될 파라미터들을 결정하고, 이에 따른 D2D 전송을 위한 스케줄링 정보를 UE1 및/또는 UE2에게 제공할 수 있다. 이에 따라, UE1은, UE2로부터의 피드백에 기초하여 기지국이 결정한 스케줄링 정보에 따라서 UE2로의 데이터를 전송할 수 있다.

D2D 링크에 대한 CSI 피드백을 위해서 기지국은 UE2에게 CSI 보고 요청(CSI report request)을 전송할 수 있다. 기존의 기지국-단말 간의 통신에서 CSI 보고 요청은 단말이 하향링크 자원에 대한 CSI를 보고할 것을 트리거링하는 제어 신호이지만, 본 발명에서 D2D 링크에 대한 CSI 보고 요청은 UE1으로부터 UE2로의 상향링크 자원에 대한 CSI를 보고할 것을 트리거링하는 제어 신호로서 정의될 수 있다. 즉, 기존의 CSI의 계산은 특정 시간 및/또는 주파수 자원(이를 CSI 레퍼런스 자원이라 칭할 수 있음)에서의 하향링크 전송을 가정하여 수행되지만, 본 발명에서는 UE2가 상향링크 자원을 CSI 레퍼런스 자원으로 결정하고 CSI 레퍼런스 자원 상에서의 UE1의 상향링크 전송을 기준으로 CSI를 계산/결정할 수 있다. 구체적으로 UE1으로부터 상향링크 자원 상에서 전송되는 UL DMRS, SRS 혹은 PRACH 프리앰블에 기초하여 UE2가 해당 상향링크 자원에 대한 CSI를 계산/결정할 수 있다.

도 15는 본 발명의 CSI 레퍼런스 자원 설정에 대한 예시들을 설명하기 위한 도면이다. 도 15에서 나타내는 바와 같이, 서브프레임 n에서의 CSI를 계산하기 위한 CSI 레퍼런스 자원은 서브프레임 n-k로 정해질 수 있다. 여기서, 서브프레임 n-k 은 상향링크 자원으로 설정될 수 있으며, k는 다음의 방식들 중 하나에 의하여 결정될 수 있다.

방식 1) k는, 서브프레임 n-k가 서브프레임 n과 동일한 UL HARQ 프로세스에 속하는 가장 최근의 UL 서브프레임이 되는 정수인 것으로 설정될 수 있다. 이러한 경우, 동일 UL HARQ 프로세스에서는 채널 환경(예를 들어, 상향 링크 자원에 들어오는 간섭량)이 유사하다는 가정을 활용할 수 있다.

방식 2) k는, 서브프레임 n에서의 CSI 보고를 트리거링하는 CSI 보고 요청이 수신된 DL 서브프레임을 기준으로, 서브프레임 n-k가 해당 DL 서브프레임과 같은 시점 혹은 그 이후에 존재하는 UL 서브프레임이 되는 정수 중 최소의 정수인 것으로 설정될 수 있다. 이와 동시에, CSI 계산 시간을 보장하기 위해서 k가 소정의 최소값 (예를 들어, 3GPP LTE 시스템에서의 기본 처리 시간인 4ms) 이상인 것으로 설정될 수 있다. 이러한 경우, CSI 레퍼런스 자원은 CSI 보고 요청이 수신되는 시점과 같은 시점 혹은 이후에 존재하게 되므로, UE2는 CSI 보고 요청을 수신한 후 CSI 레퍼런스 자원을 이용한 CSI 계산을 수행하므로, 불필요한 CSI 계산을 줄일 수 있다. 즉, CSI 레퍼런스 자원이 시간 기준으로 CSI 보고 요청이 수신되는 시점 이전의 자원으로 설정되는 경우에 CSI 보고 요청 수신 이전의 자원에 대한 CSI 계산이 수행되어야 하는 문제를 방지할 수 있다.

방식 3) k는, 서브프레임 n-k가 UL 서브프레임이 되는 최소의 정수인 것으로 설정될 수 있다. 이와 동시에, CSI 계산 시간을 보장하기 위해서 k가 소정의 최소값 (예를 들어, 3GPP LTE 시스템에서의 기본 처리 시간인 4ms) 이상인 것으로 설정될 수 있다. 여기서, 서브프레임 n-k는, CSI 보고 요청이 수신된 DL 서브프레임과 같은 시점 또는 그 이전에 존재하는 UL 서브프레임이 될 수도 있다. 이러한 경우, CSI 보고 요청이 수신된 시점과 CSI를 보고하는 시점 사이가 충분하지 않은 경우에도 유효한 CSI 레퍼런스 자원이 설정될 수 있다. 즉, 전술한 방식 2의 경우에는 CSI 보고 요청이 수신된 서브프레임으로부터 CSI를 보고하는 서브프레임 사이에 CSI 계산 시간이 보장되는 UL 서브프레임이 존재하지 않는 경우에 유효한 CSI 레퍼런스 자원이 존재하지 않게 되는데, 본 방식 3에 따르면 항상 유효한 CSI 레퍼런스 자원이 설정될 수 있다.

방식 4) k는, 서브프레임 n-k가 UE1의 특정 신호, 즉, UE2에서의 CSI 계산에 이용되는 신호(예를 들어, UE1이 전송하는 UL DMRS, SRS 또는 PRACH 프리앰블)의 전송이 설정되는 서브프레임이 되는 최소의 정수인 것으로 설정될 수 있다. 이와 동시에, CSI 계산 시간을 보장하기 위해서 k가 소정의 최소값 (예를 들어, 3GPP LTE 시스템에서의 기본 처리 시간인 4ms) 이상인 것으로 설정될 수 있다. 이러한 경우, CSI 레퍼런스 자원은 항상 UE1의 특정 신호(예를 들어, UL DMRS, SRS 또는 PRACH)를 포함하도록 정의될 수 있다.

전술한 바와 같이 D2D 통신을 위해서 상향링크 자원 상에 CSI 레퍼런스 자원을 설정하고 CSI 피드백이 수행되도록 하기 위해서는, 이를 CSI 피드백을 수행하는 장치에게 상위 계층 신호를 통하여 알려줄 필요가 있다. 예를 들어, 특정 UE(예를 들어, UE2)가 상향링크 자원 상에서 다른 UE(예를 들어, UE1)로부터의 신호를 수신할 수 있는 경우 (또는, 그러한 송수신이 가능한 전송 모드로 설정되는 경우)에는, 상향링크 서브프레임도 유효한 CSI 레퍼런스 자원으로 간주되어야 하며, 기지국은 이러한 설정을 알려주는 상위 계층 신호를 상기 특정 UE에게 전송할 수 있다.

UL 서브프레임을 유효한 CSI 레퍼런스 자원으로 간주하기 위해서는, UE2가 UL 서브프레임에서의 간섭(interference)을 측정할 수 있어야 한다 (이 때, UE1으로부터의 채널은 SRS, CSI-RS 등의 신호를 통해 추정될 수 있는 것으로 가정한다). 일반적인 DL 서브프레임에서의 CSI 계산(즉, DL 전송에 대한 CSI 계산)은, 일반적으로 서빙 셀로부터의 CRS를 소거(cancel)하고 남은 신호를 간섭으로 간주하는 간섭 측정 방식에 따라 수행된다. 그러나, UL 서브프레임에서는 CRS가 존재하지 않으므로, UL 자원 상에서의 CSI 측정을 위한 새로운 간섭 측정 자원이 필요하다.

이를 위하여, 기지국은 단말에게 간섭 측정을 위해 사용할 자원요소(RE)를 알려주는 신호를 상위 계층 시그널링을 통하여 알려줄 수 있다. 상향링크 자원 상에서의 간섭 측정을 위한 RE는, 예를 들어, 상향링크 자원 상에서의 SRS가 전송되는 RE일 수 있다. 이러한 경우, 기지국은 UE1의 특정 SRS 설정을 UE2에게 알려주고, UE1의 특정 SRS가 전송되는 RE를 UE2가 간섭 측정 용도로 활용하도록 할 수 있다.

이러한 SRS 설정은 널(null) SRS 또는 0 전송 전력(zero transmission power) SRS일 수 있으며, 이는 순수하게 간섭 만을 측정하기 위한 용도로 사용될 수 있다. 이 경우, UE2는 널 SRS 또는 0 전송 전력 SRS가 설정된 RE를 직접 측정하여 간섭을 측정할 수 있다.

또는, 이러한 SRS 설정은 특정 UE(예를 들어, UE1)이 실제로 전송하는 SRS일 수도 있다. 이 경우, UE2는 SRS 전송 RE에서 실제로 전송되는 SRS를 소거(cancel)한 후에 남는 신호를 간섭으로서 측정할 수 있다. 여기서, UE2는 UE1으로부터 실제로 전송되는 SRS를 이용하여 UE1으로부터의 채널도 추정할 수가 있다.

위 예시에서는 UE1으로부터의 SRS를 이용하여 UE2가 D2D 링크에 대한 CSI를 계산(또는 수신신호 세기나 간섭을 측정)하는 것에 대하여 설명하였지만, 이에 제한되는 것은 아니며, UE1 및 UE2가 모두 알고 있는 UE1이 전송하는 특정 신호(예를 들어, UL DMRS 또는 PRACH 등)을 이용하여 UE2가 D2D 링크에 대한 CSI 관련 측정을 수행할 수도 있다.

한편, UE2의 입장에서는 일반적으로 UE1으로부터의 수신 전력과 기지국으로부터의 수신 전력이 다르게 된다. 비록 하나의 장치가 기지국으로서 동작하다가 순간적으로 UE1의 동작을 수행하여 UL 자원을 사용하여 UE2에게 전송하는 경우라 하더라도, 이런 전송은 UL 자원 상에서 이루어지므로 DL 자원 상에서 이루어지는 전송과는 다른 전송 전력을 가지게 된다. 이런 전송 전력의 차이는 UE2가 CSI를 계산하는데 있어서 영향을 미치게 되므로, 기지국은 UE2에게 특정 UL 자원 상에서 UE1이 전송하는 전송 전력 값을 알려줄 수 있다. 특히 기지국 자신이 UE1의 동작을 수행하는 경우에는 UL 자원과 DL 자원 상에서의 전송 전력의 차이를 알려주는 방식으로도 UE2에게 D2D 링크의 전송 전력 값을 알려줄 수 있다.

전술한 예시들에서는 UE1이 일반적인 상향링크 전송(예를 들어, PUCCH, PUSCH, SRS, UL DMRS, PRACH 프리앰블 등의 전송)을 수행하고, UE2가 기존의 무선 통신 시스템과 달리 상향링크 자원 상에서 다른 UE의 상향링크 전송을 수신하는 방식으로 D2D 통신이 수행되는 것을 설명하였지만, 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니다. 즉, 본 발명에서는 UE1이 기존의 무선 통신 시스템과 달리 하향링크 전송(예를 들어, PDCCH, PDSCH, CRS, CSI-RS 등의 전송)을 수행하고, UE2가 다른 UE의 하향링크 전송을 수신하는 방식으로도 D2D 통신이 수행되는 것을 포함한다. 어떤 경우에도, D2D 통신은 기존의 무선 통신 시스템의 상향링크 자원 상에서 수행된다는 점은 동일하다.

예를 들어, UE1이 하향링크 전송을 수행하는 경우에, UE2는 UE1을 기지국의 안테나 포트들 중 일부에 해당하는 장치라고 간주할 수 있다. 즉, UE2는 기지국에 연결되어 각종 제어 정보를 기지국으로부터 수신하면서, 데이터는 기지국의 안테나 포트 중 일부(실제로는 UE1)으로부터 수신하는 것과 동일하게 동작할 수 있다. 따라서, UE2는 상에서, 기존의 무선 통신 시스템에서와 같이 기지국이 스케줄링하는 시간-주파수 자원(이 자원은 기존의 무선 통신 시스템에서의 상향링크 자원일 수 있음) 상에서 전송되는 기지국으로부터의 하향링크 데이터를 수신하는 동작과 동일하게 동작할 수 있다.

이를 위해서 기지국은 상위 계층 신호를 동하여 UE1에게 CRS나 CSI-RS 안테나 포트를 할당하고, UE2은 UE1으로부터의 CRS 또는 CSI-RS를 이용하여 D2D 링크에 대한 CSI 측정 등을 수행하도록 설정될 수 있다.

UE1의 D2D를 위한 전송이 상향링크 자원 상에서 수행되는 경우에는 UE1으로부터의 CRS 또는 CSI-RS 전송은 불규칙적으로 수행될 수 있다. 왜냐하면, 특정 상향링크 자원을 특정 UE에게 정적으로 할당하는 것은 네트워크 전체적인 수율을 저감할 수 있기 때문에, D2D 통신을 위하여 UE1에게 할당되는 상향링크 자원은 UE1의 트래픽 양에 따라서 동적으로 조절되어야 하기 때문이다. 따라서, UE1에 의하여 상향링크 자원 상에서 CRS 또는 CSI-RS의 일부 또는 전부가 전송되는 경우에, UE2에게 해당 상향링크 자원 상에서 해당 RS의 존재 여부를 동적으로 알려줄 필요가 있다.

예를 들어, 기지국은 UE2에게 물리계층제어채널(예를 들어, PDCCH)을 통해 전송되는 제어 정보에, 특정 자원에서의 RS 존재 여부를 알려주는 지시자를 포함시킬 수 있다. 해당 RS는 실제로는 UE1으로부터 전송되는 CRS 또는 CSI-RS이지만, UE2의 입장에서는 기지국의 특정 안테나 포트에서의 RS로 인식될 수 있다. 또는, 기지국이 UE2에게 특정 안테나 포트에 대한 CSI(실제로는 UE1으로부터의 D2D 링크의 CSI)를 피드백할 것을 요청하는 경우에는 UE2는 이를 위한 RS (CRS 또는 CSI-RS)가 전송된다고 간주하고, 기지국으로부터의 CSI 보고 요청이 없는 경우에는 UE2는 이를 위한 RS가 전송되지 않는 것으로 간주하는 방식으로 동작할 수도 있다. 어떤 경우에도, UE2는 불규칙적으로 전송되는 RS를 바탕으로 UE1으로부터의 D2D 링크의 CSI를 측정해야 하므로, 이에 대한 CSI 레퍼런스 자원이 새롭게 정의되어야 한다.

예를 들어, 기지국에 의하여 UE2에게 CSI 보고 요청이 전송되어서 특정 상향링크 자원 상에서 특정 안테나 포트 상의 하향링크 전송(실제로는 UE1으로부터의 하향링크 전송)에 대한 CSI가 보고되어야 하는 경우, 해당 CSI 보고 요청이 전송되는 시점에서 스케줄링되는 해당 특정 안테나 포트 상의 하향링크 전송(실제로는 UE1으로부터의 하향링크 전송)이 수행되는 상향링크 자원을 CSI 레퍼런스 자원으로 설정할 수 있다. 또는, 서브프레임 n에서 보고되는 D2D 링크에 대한 CSI가 서브프레임 n-k을 CSI 레퍼런스 자원으로 하여 계산되는 경우에, k는 서브프레임 n-k가 실제로 UE1으로부터의 RS(예를 들어, CRS 또는 CSI-RS)가 전송되는 서브프레임이 되는 값 중에서 최소의 값인 동시에, UE2의 CSI 계산 시간을 보장하기 위해서 k는 소정의 최소값 (예를 들어, 3GPP LTE 시스템에서의 기본 처리 시간인 4ms) 이상인 것으로 설정될 수도 있다.

본 발명에 따른 D2D 통신에 있어서, 전술한 본 발명의 다양한 실시예에서 설명한 사항들이 독립적으로 적용되거나 또는 2 이상의 실시예가 동시에 적용되도록 구현될 수 있으며, 중복되는 내용은 명확성을 위하여 설명을 생략한다.

도 16은 본 발명에 따른 송수신 장치의 구성을 도시한 도면이다.

도 16를 참조하여 본 발명에 따른 제 1 송수신 장치(1610)는, 수신모듈(1611), 전송모듈(1612), 프로세서(1613), 메모리(1614) 및 복수개의 안테나(1615)를 포함할 수 있다. 복수개의 안테나(1615)는 MIMO 송수신을 지원하는 송수신 장치를 의미한다. 수신모듈(1611)은 다른 장치 및/또는 기지국으로부터의 각종 신호, 데이터 및 정보를 수신할 수 있다. 전송모듈(1612)은 다른 장치 및/또는 기지국으로 각종 신호, 데이터 및 정보를 전송할 수 있다. 프로세서(1613)는 제 1 송수신 장치(1610) 전반의 동작을 제어할 수 있다.

제 1 송수신 장치는 다른 장치(예를 들어, 제 2 송수신 장치)에게 신호를 전송하도록 구성될 수 있다. 제 1 송수신 장치의 프로세서(1613)는, 제 2 송수신 장치로의 신호 전송을 위한 자원 할당을 상기 기지국에게 요청하도록 구성될 수 있다. 또한, 프로세서(1613)는, 제 2 송수신 장치로의 신호 전송을 위한 스케줄링 정보를 상기 기지국으로부터 수신하도록 구성될 수 있다. 또한, 프로세서(1613)는, 수신된 스케줄링 정보에 기초하여 제 2 송수신 장치에게 신호를 전송하도록 구성될 수 있다. 여기서, 스케줄링 정보는, 제 1 송수신 장치로부터 제 2 송수신 장치로의 신호 전송을 위한 상향링크 자원에 대한 정보를 포함할 수 있다.

또한, 제 1 송수신 장치의 프로세서(1613)는, 제 2 송수신 장치에서 채널 상태 측정을 위한 신호를 제 2 송수신 장치에게 전송하도록 구성될 수 있다. 또한, 제 1 송수신 장치는 상기 상향링크 자원 상에서 하향링크 채널/신호 포맷에 따라 전송을 수행할 수 있다. 또는, 제 1 송수신 장치는 상기 상향링크 자원 상에서 상향링크 채널/신호 포맷에 따라 전송을 수행할 수도 있다.

제 1 송수신 장치(1610)의 프로세서(1613)는 그 외에도 제 1 송수신 장치(1610)가 수신한 정보, 외부로 전송할 정보 등을 연산 처리하는 기능을 수행하며, 메모리(1614)는 연산 처리된 정보 등을 소정시간 동안 저장할 수 있으며, 버퍼(미도시) 등의 구성요소로 대체될 수 있다.

도 16를 참조하여 본 발명에 따른 제 2 송수신 장치(1620)는, 수신모듈(1621), 전송모듈(1622), 프로세서(1623), 메모리(1624) 및 복수개의 안테나(1625)를 포함할 수 있다. 복수개의 안테나(1625)는 MIMO 송수신을 지원하는 송수신 장치를 의미한다. 수신모듈(1621)은 기지국 및/또는 다른 장치로부터 각종 신호, 데이터 및 정보를 수신할 수 있다. 전송모듈(1622)은 기지국 및/또는 다른 장치로 각종 신호, 데이터 및 정보를 전송할 수 있다. 프로세서(1623)는 제 2 송수신 장치(1620) 전반의 동작을 제어할 수 있다.

제 2 송수신 장치는 다른 장치(예를 들어, 제 1 송수신 장치)로부터 신호를 수신하도록 구성될 수 있다. 제 2 송수신 장치의 프로세서(1623)는, 제 1 송수신 장치로부터 상기 제 2 송수신 장치로의 신호 전송에 대한 스케줄링 정보를 기지국으로부터 수신하도록 구성될 수 있다. 또한, 프로세서(1623)는, 수신된 스케줄링 정보에 기초하여 제 1 송수신 장치로부터 신호를 수신하도록 구성될 수 있다. 여기서, 스케줄링 정보는, 상기 제 2 송수신 장치가 상기 제 1 송수신 장치로부터의 신호를 수신하기 위한 상향링크 자원에 대한 정보를 포함할 수 있다.

또한, 제 2 송수신 장치의 프로세서(1623)는, 제 1 송수신 장치로부터 수신된 신호에 대한 확인응답정보를 단독으로 또는 상기 기지국으로부터 수신된 신호에 대한 확인응답정보와 함께 상기 기지국으로 전송하도록 구성될 수 있다. 여기서, 하나의 상향링크 서브프레임에서 상기 제 2 송수신 장치는 최대 N 개의 수신 신호에 대한 확인응답정보를 전송할 수 있는데, N은 제 1 송수신 장치로부터의 신호의 수신 여부와 무관하게 고정된 값으로 설정될 수 있다. 또한, 상기 확인응답정보가 전송되는 시점은 전술한 본 발명의 다양한 실시예에서 설명한 방식 중 하나가 적용될 수 있다.

또한, 제 2 송수신 장치의 프로세서(1623)는, 제 1 송수신 장치로부터 채널 상태 측정을 위한 신호를 수신하도록 구성될 수 있다. 또한, 제 2 송수신 장치의 프로세서(1623)는, 측정된 채널상태정보를 기지국으로 전송하도록 더 구성될 수 있다. 여기서, 채널상태정보의 계산에 적용되는 레퍼런스 자원은 전술한 본 발명의 다양한 실시예에서 설명한 방식 중 하나에 따라서 결정될 수 있다.

한편, 제 1 송수신 장치로부터의 신호를 수신하는 것으로 스케줄링되는 상기 상향링크 자원 상에서, 상기 제 2 송수신 장치의 상향링크 전송이 설정되어 있는 경우, 상기 제 2 송수신 장치의 상기 상향링크 전송은 누락될 수 있다.

제 2 송수신 장치(1620)의 프로세서(1623)는 그 외에도 제 2 송수신 장치(1620)가 수신한 정보, 외부로 전송할 정보 등을 연산 처리하는 기능을 수행하며, 메모리(1624)는 연산 처리된 정보 등을 소정시간 동안 저장할 수 있으며, 버퍼(미도시) 등의 구성요소로 대체될 수 있다.

한편, 도 16에서 도시하고 있지 않지만, 제 1 및 제 2 송수신 장치는 기지국 장치와 신호를 주고 받을 수 있다. 이러한 기지국 장치는, 제 1 송수신 장치로부터 제 2 송수신 장치로의 신호 전송을 관장하도록 구성될 수 있다. 또한, 기지국 장치는 제 1 및 제 2 송수신 장치에게 신호를 전송하는 전송 모듈, 제 1 및 제 2 송수신 장치로부터 신호를 수신하는 수신 모듈, 및 프로세서를 포함할 수 있다.

기지국 장치의 프로세서는 제 1 송수신 장치로부터 제 2 송수신 장치로의 신호 전송을 위한 자원 할당 요청을 제 1 송수신 장치로부터 수신하고, 제 1 송수신 장치로부터 상기 제 2 송수신 장치로의 신호 전송을 위한 스케줄링 정보를 상기 제 1 및 제 2 송수신 장치에게 전송하도록 구성될 수 있다. 여기서, 기지국 장치가 결정하는 스케줄링 정보는, 제 1 송수신 장치가 제 2 송수신 장치에게 신호를 전송하기 위한 상향링크 자원에 대한 정보를 포함할 수 있다.

위와 같은 기지국 장치 및 송수신 장치들의 구체적인 구성은, 전술한 본 발명의 다양한 실시예에서 설명한 사항들이 독립적으로 적용되거나 또는 2 이상의 실시예가 동시에 적용되도록 구현될 수 있으며, 중복되는 내용은 명확성을 위하여 설명을 생략한다.

또한, 도 16에 대한 설명에 있어서 기지국 장치에 대한 설명은 하향링크 전송 주체 또는 상향링크 수신 주체로서의 중계기 장치에 대해서도 동일하게 적용될 수 있고, 송수신 장치에 대한 설명은 하향링크 수신 주체 또는 상향링크 전송 주체로서의 단말 장치 또는 중계기 장치에 대해서도 동일하게 적용될 수 있다.

상술한 본 발명의 실시예들은 다양한 수단을 통해 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 실시예들은 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다.

하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 실시예들에 따른 방법은 하나 또는 그 이상의 ASICs(Application Specific Integrated Circuits), DSPs(Digital Signal Processors), DSPDs(Digital Signal Processing Devices), PLDs(Programmable Logic Devices), FPGAs(Field Programmable Gate Arrays), 프로세서, 컨트롤러, 마이크로 컨트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.

펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 실시예들에 따른 방법은 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차 또는 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리 유닛에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리 유닛은 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.

상술한 바와 같이 개시된 본 발명의 바람직한 실시예들에 대한 상세한 설명은 당업자가 본 발명을 구현하고 실시할 수 있도록 제공되었다. 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 본 발명의 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 당업자는 상술한 실시예들에 기재된 각 구성을 서로 조합하는 방식으로 이용할 수 있다. 따라서, 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다.

본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다. 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다. 또한, 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함할 수 있다.

산업상 이용가능성

상술한 바와 같은 본 발명의 실시형태들은 다양한 이동통신 시스템에 적용될 수 있다.

Claims (21)

1. 단말이 D2D(device-to-device) 통신을 수행하는 방법으로서,
   기지국에 스케줄링 요청을 송신하는 단계;
   상기 스케줄링 요청에 대한 응답으로 상향링크 승인을 수신하는 단계;
   상기 상향링크 승인에 기초하여, 상기 단말의 버퍼에 있는 상기 D2D 통신을 위한 데이터 크기를 포함하는 버퍼 상태 보고(BSR)를 상기 기지국에게 송신하는 단계;
   상기 D2D 통신을 위해 할당된 상향링크 자원을 나타내는 스케줄링 정보를 상기 기지국으로부터 수신하는 단계; 및
   상기 스케줄링 정보에 기초하여 다른 단말과 상기 D2D 통신을 수행하는 단계를 포함하고,
   상기 D2D 통신을 위해 할당된 상향링크 자원의 크기는 상기 단말이 상기 기지국에 송신한 상기 버퍼 상태 보고에 기초하여 결정되고,
   상기 단말은 상기 D2D 통신의 스케줄링을 위한 단말 ID 및 상기 단말과 상기 기지국 간 통신의 스케줄링을 위한 단말 ID를 가지고,
   상기 스케줄링 정보는, 상기 D2D 통신의 스케줄링을 위한 단말 ID로 마스킹된 것인, 방법.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서, 상기 단말은 상기 다른 단말로,
   물리상향링크제어채널(PUCCH), 물리상향링크공유채널(PUSCH), 상향링크 복조참조신호(UL DMRS), 사운딩참조신호(SRS), 물리임의접속채널(PRACH) 프리앰블, 물리하향링크제어채널(PDCCH), 물리하향링크공유채널 (PDSCH), 셀-특정 참조신호 (CRS) 또는 채널상태정보-참조신호(CSI-RS) 중 적어도 하나를 송신하는, 방법.
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제
9. 삭제
10. 삭제
11. 삭제
12. 삭제
13. 삭제
14. 기지국이 단말들 간의 D2D(device-to-device) 통신을 지원하는 방법으로서,
    제1 단말로부터 스케줄링 요청을 수신하는 단계;
    상기 스케줄링 요청에 대한 응답으로 상향링크 승인을 상기 제1 단말에 송신하는 단계;
    상기 상향링크 승인에 기초하여, 상기 제1 단말의 버퍼에 있는 상기 D2D 통신을 위한 데이터 크기를 포함하는 버퍼 상태 보고(BSR)을 상기 제1 단말로부터 수신하는 단계;
    상기 D2D 통신을 위해 할당된 상향링크 자원을 나타내는 스케줄링 정보를 상기 제1 단말에 송신하는 단계를 포함하고,
    상기 D2D 통신을 위해 할당된 상향링크 자원의 크기는 상기 제1 단말로부터 수신한 상기 버퍼 상태 보고에 기초하여 결정되고
    상기 기지국은 상기 제1 단말에 상기 D2D 통신의 스케줄링을 위한 단말 ID 및 상기 기지국과 상기 제1 단말 간 통신의 스케줄링을 위한 단말 ID를 설정하고,
    상기 스케줄링 정보는, 상기 D2D 통신의 스케줄링을 위한 단말 ID로 마스킹되는, 방법.
15. D2D(device-to-device) 통신을 수행하는 단말로서,
    송수신기; 및
    상기 송수신기를 제어함으로써, 기지국에 스케줄링 요청을 송신하고, 상기 스케줄링 요청에 대한 응답으로 상향링크 승인을 수신하고, 상기 상향링크 승인에 기초하여, 상기 단말의 버퍼에 있는 상기 D2D 통신을 위한 데이터 크기를 포함하는 버퍼 상태 보고(BSR)를 상기 기지국에게 송신하고, 상기 D2D 통신을 위해 할당된 상향링크 자원을 나타내는 스케줄링 정보를 상기 기지국으로부터 수신하고, 상기 스케줄링 정보에 기초하여 다른 단말과 상기 D2D 통신을 수행하는 프로세서를 포함하고,
    상기 D2D 통신을 위해 할당된 상향링크 자원의 크기는 상기 단말이 상기 기지국에 송신한 상기 버퍼 상태 보고에 기초하여 결정되고,
    상기 프로세서는 상기 D2D 통신의 스케줄링을 위한 단말 ID 및 상기 단말과 상기 기지국 간 통신의 스케줄링을 위한 단말 ID를 가지고,
    상기 스케줄링 정보는, 상기 D2D 통신의 스케줄링을 위한 단말 ID로 마스킹된 것인, 단말.
16. 삭제
17. 단말들 간의 D2D(device-to-device) 통신을 지원하는 기지국으로서,
    송수신기; 및
    상기 송수신기를 제어함으로써 제1 단말로부터 스케줄링 요청을 수신하고, 상기 스케줄링 요청에 대한 응답으로 상향링크 승인을 상기 제1 단말에 송신하고, 상기 상향링크 승인에 기초하여, 상기 제1 단말의 버퍼에 있는 상기 D2D 통신을 위한 데이터 크기를 포함하는 버퍼 상태 보고(BSR)를 상기 제1 단말로부터 수신하고, 상기 D2D 통신을 위해 할당된 상향링크 자원을 나타내는 스케줄링 정보를 상기 제1 단말에 송신하는 프로세서를 포함하고,
    상기 D2D 통신을 위해 할당된 상향링크 자원의 크기는 상기 제1 단말로부터 수신한 상기 버퍼 상태 보고에 기초하여 결정되고,
    상기 프로세서는 상기 제1 단말에 상기 D2D 통신의 스케줄링을 위한 단말 ID 및 상기 기지국과 상기 제1 단말 간 통신의 스케줄링을 위한 단말 ID를 설정하고,
    상기 스케줄링 정보는, 상기 D2D 통신의 스케줄링을 위한 단말 ID로 마스킹되는, 기지국.
18. 제 1 항에 있어서,
    상기 단말은 상기 버퍼 상태 보고를 상기 기지국에 송신 시 상기 D2D 통신의 요청을 나타내는 지시자 및 상기 D2D 통신의 목적지 ID를 함께 송신하는, 방법.
19. 제 1 항에 있어서,
    상기 D2D 통신과 상기 기지국에 대한 상기 단말의 상향링크 신호 송신이 충돌하는 경우 상기 단말은 상기 D2D 통신과 상기 상향링크 신호 송신 중 어느 하나를 드롭(drop)하는, 방법.
20. 제 1 항에 있어서,
    상기 기지국으로부터 D2D 링크 검출을 위한 소정의 신호에 대한 설정 정보를 수신하는 단계; 및
    상기 설정 정보에 의해 지시된 자원 및 타이밍에서 상기 D2D 링크 검출을 위한 소정의 신호를 송신하는 단계를 더 포함하는, 방법.
21. 제 20 항에 있어서,
    상기 소정의 신호는 주기적으로 송신되는, 방법.

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