KR102300047B1

KR102300047B1 - 무선 통신 시스템에서 d2d 통신을 위한 동기화 신호 송수신방법 및 이를 위한 장치

Info

Publication number: KR102300047B1
Application number: KR1020217016325A
Authority: KR
Inventors: 김학성; 서인권; 서한별; 서대원; 김영태; 채혁진
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2014-02-13
Filing date: 2015-02-13
Publication date: 2021-09-08
Also published as: US11026200B2; EP3107230A1; EP3107230B1; SG11201606699XA; CN106105070A; CN106105070B; JP2020080537A; KR20160122147A; KR20210066026A; US20230164717A1; US20210266853A1; JP6864072B2; JP2017513271A; KR102399712B1; US10420050B2; RU2643351C1; EP3107230A4; WO2015122715A1; US12010640B2; US20240298280A1

Abstract

본 발명은 무선 통신 시스템에서 단말의 상기 단말과 다른 단말 간의 통신을 통한 신호 송신 방법에 관한 것으로서, 상세하게 상기 신호 송신 방법은 상기 통신을 위한 동기 관련 정보를 포함하는 물리 채널을 위한 복수의 비트들을 생성하는 단계와 직교 코드(orthogonal code), 순환 시프트(cyclic shift) 및 시퀀스(Sequence)에 기초하여 상기 물리 채널과 연관된 복조 참조 신호(Demodulation Reference Signal, DM-RS)를 생성하는 단계와 상기 물리 채널 및 상기 복조 참조 신호를 상기 다른 단말에 전송하는 단계를 포함하고, 상기 복조 참조 신호를 위한 상기 직교 코드, 상기 순환 시프트 및 상기 시퀀스는 상기 통신을 위한 동기 식별자에 기반하여 결정되는 것을 특징으로 한다.

Description

무선 통신 시스템에서 D2D 통신을 위한 동기화 신호 송수신방법 및 이를 위한 장치{METHOD FOR TRANSMITTING/RECEIVING SYNCHRONIZATION SIGNAL FOR D2D COMMUNICATION IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM, AND APPARATUS THEREFOR}

본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로 무선 통신 시스템에서 D2D(DEVICE-TO-DEVICE) 통신을 위한 동기화 신호 송수신 방법 및 이를 위한 장치에 관한 것이다.

본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템의 일례로서 3GPP LTE (3rd Generation Partnership Project Long Term Evolution; 이하 "LTE"라 함) 통신 시스템에 대해 개략적으로 설명한다.

도 1 은 무선 통신 시스템의 일례로서 E-UMTS 망구조를 개략적으로 도시한 도면이다. E-UMTS(Evolved Universal Mobile Telecommunications System) 시스템은 기존 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)에서 진화한 시스템으로서, 현재 3GPP 에서 기초적인 표준화 작업을 진행하고 있다. 일반적으로 E-UMTS 는 LTE(Long Term Evolution) 시스템이라고 할 수도 있다. UMTS 및 E-UMTS 의 기술 규격(technical specification)의 상세한 내용은 각각 "3rd Generation Partnership Project; Technical Specification 그룹 Radio Access Network"의 Release 7 과 Release 8 을 참조할 수 있다.

도 1 을 참조하면, E-UMTS 는 단말(User Equipment; UE)과 기지국(eNode B; eNB), 네트워크(E-UTRAN)의 종단에 위치하여 외부 네트워크와 연결되는 접속 게이트웨이(Access Gateway; AG)를 포함한다. 기지국은 브로드캐스트 서비스, 멀티캐스트 서비스 및/또는 유니캐스트 서비스를 위해 다중 데이터 스트림을 동시에 전송할 수 있다.

한 기지국에는 하나 이상의 셀이 존재한다. 셀은 1.44, 3, 5, 10, 15, 20Mhz 등의 대역폭 중 하나로 설정돼 여러 단말에게 하향 또는 상향 전송 서비스를 제공한다. 서로 다른 셀은 서로 다른 대역폭을 제공하도록 설정될 수 있다. 기지국은 다수의 단말에 대한 데이터 송수신을 제어한다. 하향 링크(Downlink; DL) 데이터에 대해 기지국은 하향 링크 스케줄링 정보를 전송하여 해당 단말에게 데이터가 전송될 시간/주파수 영역, 부호화, 데이터 크기, HARQ(Hybrid Automatic Repeat and reQuest) 관련 정보 등을 알려준다. 또한, 상향 링크(Uplink; UL) 데이터에 대해 기지국은 상향 링크 스케줄링 정보를 해당 단말에게 전송하여 해당 단말이 사용할 수 있는 시간/주파수 영역, 부호화, 데이터 크기, HARQ 관련 정보 등을 알려준다. 기지국간에는 사용자 트래픽 또는 제어 트래픽 전송을 위한 인터페이스가 사용될 수 있다. 핵심망(Core Network; CN)은 AG 와 단말의 사용자 등록 등을 위한 네트워크 노드 등으로 구성될 수 있다. AG 는 복수의 셀들로 구성되는 TA(Tracking Area) 단위로 단말의 이동성을 관리한다.

무선 통신 기술은 WCDMA 를 기반으로 LTE 까지 개발되어 왔지만, 사용자와 사업자의 요구와 기대는 지속적으로 증가하고 있다. 또한, 다른 무선 접속 기술이 계속 개발되고 있으므로 향후 경쟁력을 가지기 위해서는 새로운 기술 진화가 요구된다. 비트당 비용 감소, 서비스 가용성 증대, 융통성 있는 주파수 밴드의 사용, 단순구조와 개방형 인터페이스, 단말의 적절한 파워 소모 등이 요구된다.

본 발명의 목적은 무선 통신 시스템에서 D2D(DEVICE-TO-DEVICE) 통신을 위한 동기화 신호 송수신 방법 및 이를 위한 장치를 제공하는 데 있다.

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

상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 일 양상인, 무선 통신 시스템에서 단말의 상기 단말과 다른 단말 간의 통신을 통한 신호 송신 방법은 상기 통신을 위한 동기 관련 정보를 포함하는 물리 채널을 위한 복수의 비트들을 생성하는 단계와 직교 코드(orthogonal code), 순환 시프트(cyclic shift) 및 시퀀스(Sequence)에 기초하여 상기 물리 채널과 연관된 복조 참조 신호(Demodulation Reference Signal, DM-RS)를 생성하는 단계와 상기 물리 채널 및 상기 복조 참조 신호를 상기 다른 단말에 전송하는 단계를 포함하고, 상기 복조 참조 신호를 위한 상기 직교 코드, 상기 순환 시프트 및 상기 시퀀스는 상기 통신을 위한 동기 식별자에 기반하여 결정될 수 있다.

실시 예로, 상기 복조 참조 신호를 위한 상기 직교 코드는 상기 동기 식별자의 하위 1 비트를 기반으로 결정될 수 있다.

실시 예로, 상기 물리 채널을 위한 생성된 복수의 비트들은 상기 동기 식별자에 기초하여 스크램블링(scrambling)될 수 있다.

실시 예로, 상기 물리 채널은 상기 통신을 위한 물리 브로드캐스트 채널일 수 있다.

실시 예로, 상기 복조 참조 신호를 위한 상기 직교 코드는 상기 동기 식별자(identify)를 모듈로 2(modulo 2) 연산한 것에 기초하여 결정될 수 있다.

실시 예로, 상기 복조 참조 신호를 위한 상기 순환 시프트는 제1 값을 모듈로 8(modulo 8) 연산한 것에 기초하여 결정되고, 상기 제1 값은 상기 동기 식별자를 2로 나눈 값의 바닥 함수(floor function)일 수 있다.

나아가, 상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 다른 양상인, 단말과 다른 단말 간의 통신에서 신호 송신을 위한 단말은 무선 주파수 유닛(Radio Frequency Unit)와 프로세서(Processor)를 포함하며, 상기 프로세서는 상기 통신을 위한 동기와 관련된 정보를 나르는 물리 채널을 위한 복수의 비트들을 생성하고, 직교 코드(orthogonal code), 순환 시프트(cyclic shift) 및 시퀀스(Sequence)에 기초하여 상기 물리 채널과 연관된 복조 참조 신호(Demodulation Reference Signal, DM-RS)를 생성하고, 상기 물리 채널 및 상기 복조 참조 신호를 상기 다른 단말로 전송하도록 구성되고, 상기 복조 참조 신호를 위한 상기 직교 코드, 상기 순환 시프트 및 상기 시퀀스는 상기 통신을 위한 동기 식별자에 기반하여 결정될 수 있다.

본 발명에 의하면, 무선 통신 시스템에서 D2D 통신을 위한 동기화 신호 송수신을 효율적으로 수행할수 있다.

본 발명에서 얻은 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 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는, 첨부 도면은 본 발명에 대한 실시예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 설명한다.
도 1 은 무선 통신 시스템의 일례로서 E-UMTS 망구조를 나타낸다.
도 2 는 3GPP 무선 접속망 규격을 기반으로 한 단말과 E-UTRAN 사이의 무선 인터페이스 프로토콜(Radio Interface Protocol)의 제어평면(Control Plane) 및 사용자평면(User Plane) 구조를 나타낸다.
도 3 은 3GPP LTE 시스템에 이용되는 물리 채널들 및 이들을 이용한 일반적인 신호 전송 방법을 나타낸다.
도 4 는 LTE 시스템에서 사용되는 무선 프레임의 구조를 나타낸다.
도 5 는 LTE 시스템의 P-BCH(Primary broadcast channel) 및 SCH(Synchronization channel)를 나타낸다.
도 6 은 동기 신호(synchronization signal, SS)의 전송을 위한 무선 프레임 구조를 나타낸다.
도 7 은 2 차 동기 신호(secondary synchronization signal, SSS)의 생성 방식을 설명하기 위한 참고도이다.
도 8 은 하향링크 슬롯에 대한 자원 그리드(resource grid)를 나타낸다.
도 9 는 하향링크 서브프레임의 구조를 나타낸다.
도 10 은 LTE 에서 사용되는 상향링크 서브프레임의 구조를 나타낸다.
도 11 은 D2D 통신을 개념적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 12 는 D2DSS 와 PD2DSCH 의 기본 전송타이밍을 나타내기 위한 참고도이다.
도 13 은 PD2DSCH 의 메인 주기와 서브 주기를 설명하기 위한 참고도이다
도 14 는 본 발명에 따라, RV 의 존재여부에 따라 달라지는 프레임 넘버를 알려주는 방법을 설명하기 위한 참고도이다.
도 15 는 본 발명에 따라 서브 주기의 일부에서 PD2DSCH 가 생략되는 경우를 설명하기 위한 참고도이다.
도 16 은 상술한 본 발명에 따른 제어 정보 피기백(Control Information piggybacking)을 나타낸다.
도 17 은 페이징을 이용한 PD2DSCH 변경 알람에 대하여 설명하기 위한 참고도이다.
도 18 및 도 19 는 본 발명이 적용되는 D2D 와 연관된 동기 신호의 기본 구조를 설명하기 위한 참고도이다.
도 20 은 본 발명에 따라 CRC 마스크(mask)를 PD2DSCH 포맷 지시자로 사용하는 경우를 설명하기 위한 참고도이다.
도 21 은 하나의 D2DSS 주기내에 다수의 동기 자원이 인접한 경우를 설명하기 위한 참고도이다.
도 22 는 본 발명의 실시예에 적용될 수 있는 기지국 및 사용자 기기를 예시 한다.

이하의 기술은 CDMA(code division multiple access), FDMA(frequency division multiple access), TDMA(time division multiple access), OFDMA(orthogonal frequency division multiple access), SC-FDMA(single carrier frequency division multiple access) 등과 같은 다양한 무선 접속 시스템에 사용될 수 있다. CDMA 는 UTRA(Universal Terrestrial Radio Access)나 CDMA2000 과 같은 무선 기술(radio technology)로 구현될 수 있다. TDMA 는 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. OFDMA 는 IEEE 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802-20, E-UTRA(Evolved UTRA) 등과 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. UTRA 는 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)의 일부이다. 3GPP(3rd Generation Partnership Project) LTE(long term evolution)는 E-UTRA 를 사용하는 E-UMTS(Evolved UMTS)의 일부로서 하향링크에서 OFDMA 를 채용하고 상향링크에서 SC-FDMA 를 채용한다. LTE-A(Advanced)는 3GPP LTE 의 진화된 버전이다.

설명을 명확하게 하기 위해, 3GPP LTE/LTE-A 를 위주로 기술하지만 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 이하의 설명에서 사용되는 특정(特定) 용어들은 본 발명의 이해를 돕기 위해서 제공된 것이며, 이러한 특정 용어의 사용은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경될 수 있다.

도 2 는 3GPP 무선 접속망 규격을 기반으로 한 단말과 E-UTRAN 사이의 무선 인터페이스 프로토콜(Radio Interface Protocol)의 제어평면(Control Plane) 및 사용자평면(User Plane) 구조를 나타내는 도면이다. 제어평면은 단말(User Equipment; UE)과 네트워크가 호를 관리하기 위해서 이용하는 제어 메시지들이 전송되는 통로를 의미한다. 사용자평면은 애플리케이션 계층에서 생성된 데이터, 예를 들어, 음성 데이터 또는 인터넷 패킷 데이터 등이 전송되는 통로를 의미한다.

제 1 계층인 물리계층은 물리채널(Physical Channel)을 이용하여 상위 계층에게 정보 전송 서비스(Information Transfer Service)를 제공한다. 물리계층은 상위에 있는 매체접속제어(Medium Access Control) 계층과는 전송채널(Transport Channel)을 통해 연결되어 있다. 상기 전송채널을 통해 매체접속제어 계층과 물리계층 사이에 데이터가 이동한다. 송신측과 수신측의 물리계층 사이는 물리채널을 통해 데이터가 이동한다. 상기 물리채널은 시간과 주파수를 무선 자원으로 활용한다. 구체적으로, 물리채널은 하향 링크에서 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 방식으로 변조되고, 상향 링크에서 SC-FDMA(Single Carrier Frequency Division Multiple Access) 방식으로 변조된다.

제 2 계층의 매체접속제어(Medium Access Control; MAC) 계층은 논리채널(Logical Channel)을 통해 상위계층인 무선링크제어(Radio Link Control; RLC) 계층에 서비스를 제공한다. 제 2 계층의 RLC 계층은 신뢰성 있는 데이터 전송을 지원한다. RLC 계층의 기능은 MAC 내부의 기능 블록으로 구현될 수도 있다.제 2 계층의 PDCP(Packet Data Convergence Protocol) 계층은 대역폭이 좁은 무선 인터페이스에서 IPv4 나 IPv6 와 같은 IP 패킷을 효율적으로 전송하기 위해 불필요한 제어 정보를 줄여주는 헤더 압축(Header Compression) 기능을 수행한다.

제 3 계층의 최하부에 위치한 무선 자원제어(Radio Resource Control; RRC) 계층은 제어평면에서만 정의된다. RRC 계층은 무선베어러(Radio Bearer; RB)들의 설정(Configuration), 재설정(Re-configuration) 및 해제(Release)와 관련되어 논리채널, 전송채널 및 물리채널들의 제어를 담당한다. RB 는 단말과 네트워크 간의 데이터 전달을 위해 제 2 계층에 의해 제공되는 서비스를 의미한다. 이를 위해, 단말과 네트워크의 RRC 계층은 서로 RRC 메시지를 교환한다. 단말과 네트워크의 RRC 계층 사이에 RRC 연결(RRC Connected)이 있을 경우, 단말은 RRC 연결 상태(Connected Mode)에 있게 되고, 그렇지 못할 경우 RRC 휴지 상태(Idle Mode)에 있게 된다. RRC 계층의 상위에 있는 NAS(Non-Access Stratum) 계층은 세션 관리(Session Management)와 이동성 관리(Mobility Management) 등의 기능을 수행한다.

기지국(eNB)을 구성하는 하나의 셀은 1.4, 3, 5, 10, 15, 20Mhz 등의 대역폭 중 하나로 설정되어 여러 단말에게 하향 또는 상향 전송 서비스를 제공한다. 서로 다른 셀은 서로 다른 대역폭을 제공하도록 설정될 수 있다.

네트워크에서 단말로 데이터를 전송하는 하향 전송채널은 시스템 정보를 전송하는 BCH(Broadcast Channel), 페이징 메시지를 전송하는 PCH(Paging Channel), 사용자 트래픽이나 제어 메시지를 전송하는 하향 SCH(Shared Channel) 등이 있다. 하향 멀티캐스트 또는 방송 서비스의 트래픽 또는 제어 메시지의 경우 하향 SCH 를 통해 전송될 수도 있고, 또는 별도의 하향 MCH(Multicast Channel)을 통해 전송될 수도 있다. 한편, 단말에서 네트워크로 데이터를 전송하는 상향 전송채널로는 초기 제어 메시지를 전송하는 RACH(Random Access Channel), 사용자 트래픽이나 제어 메시지를 전송하는 상향 SCH(Shared Channel)가 있다. 전송채널의 상위에 있으며, 전송채널에 매핑되는 논리채널(Logical Channel)로는 BCCH(Broadcast Control Channel), PCCH(Paging Control Channel), CCCH(Common Control Channel), MCCH(Multicast Control Channel), MTCH(Multicast Traffic Channel) 등이 있다.

도 3 은 3GPP LTE 시스템에 이용되는 물리 채널들 및 이들을 이용한 일반적인 신호 전송 방법을 설명하기 위한 도면이다.

전원이 꺼진 상태에서 다시 전원이 켜지거나, 새로이 셀에 진입한 사용자 기기는 단계 S301 에서 기지국과 동기를 맞추는 등의 초기 셀 탐색(Initial cell search) 작업을 수행한다. 이를 위해 사용자 기기는 기지국으로부터 주동기 채널(Primary Synchronization Channel, P-SCH) 및 부동기 채널(Secondary Synchronization Channel, S-SCH)을 수신하여 기지국과 동기를 맞추고, 셀 ID 등의 정보를 획득한다. 그 후, 사용자 기기는 기지국으로부터 물리방송채널(Physical Broadcast Channel)를 수신하여 셀 내 방송 정보를 획득할 수 있다. 한편, 사용자 기기는 초기 셀 탐색 단계에서 하향링크 참조 신호(Downlink Reference Signal, DL RS)를 수신하여 하향링크 채널 상태를 확인할 수 있다.

초기 셀 탐색을 마친 사용자 기기는 단계 S302 에서 물리 하향링크제어 채널(Physical Downlink Control Channel, PDCCH) 및 물리하향링크제어채널 정보에 따른 물리하향링크공유 채널(Physical Downlink Control Channel, PDSCH)을 수신하여 좀더 구체적인 시스템 정보를 획득할 수 있다.

이후, 사용자 기기는 기지국에 접속을 완료하기 위해 이후 단계 S303 내지 단계 S306 과 같은 임의 접속 과정(Random Access Procedure)을 수행할 수 있다. 이를 위해 사용자 기기는 물리임의접속채널(Physical Random Access Channel, PRACH)을 통해 프리앰블(preamble)을 전송하고(S303), 물리하향링크제어채널 및 이에 대응하는 물리하향링크공유 채널을 통해 프리앰블에 대한 응답 메시지를 수신할 수 있다(S304). 경쟁 기반 임의 접속의 경우 추가적인 물리임의접속채널의 전송(S305) 및 물리하향링크제어채널 및 이에 대응하는 물리하향링크공유 채널 수신(S306)과 같은 충돌해결절차(Contention Resolution Procedure)를 수행할 수 있다.

상술한 바와 같은 절차를 수행한 사용자 기기는 이후 일반적인 상/하향링크 신호 전송 절차로서 물리하향링크제어채널/물리하향링크공유채널 수신(S307) 및 물리상향링크공유채널(Physical Uplink Shared Channel, PUSCH)/물리상향링크제어채널(Physical Uplink Control Channel, PUCCH) 전송(S308)을 수행할 수 있다. 사용자 기기가 기지국으로 전송하는 제어 정보를 통칭하여 상향링크 제어 정보(Uplink Control Information, UCI)라고 지칭한다. UCI 는 HARQ ACK/NACK(Hybrid Automatic Repeat and reQuest Acknowledgement/Negative-ACK), SR(Scheduling Request), CSI(Channel State Information) 등을 포함한다. 본 명세서에서, HARQ ACK/NACK 은 간단히 HARQ-ACK 혹은 ACK/NACK(A/N)으로 지칭된다. HARQ-ACK 은 포지티브 ACK(간단히, ACK), 네거티브 ACK(NACK), DTX 및 NACK/DTX 중 적어도 하나를 포함한다. CSI 는 CQI(Channel Quality Indicator), PMI(Precoding Matrix Indicator), RI(Rank Indication) 등을 포함한다. UCI 는 일반적으로 PUCCH 를 통해 전송되지만, 제어 정보와 트래픽 데이터가 동시에 전송되어야 할 경우 PUSCH 를 통해 전송될 수 있다. 또한, 네트워크의 요청/지시에 의해 PUSCH 를 통해 UCI 를 비주기적으로 전송할 수 있다.

도 4 는 LTE 시스템에서 사용되는 무선 프레임의 구조를 예시하는 도면이다.

도 4 를 참조하면, 셀룰라 OFDM 무선 패킷 통신 시스템에서, 상향링크/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 2 의 무선 프레임 구조를 지원한다.

도 4 의 (a)는 타입 1 무선 프레임의 구조를 예시한다. 하향링크 무선 프레임(radio frame)은 10 개의 서브프레임(subframe)으로 구성되고, 하나의 서브프레임은 시간 영역(time domain)에서 2 개의 슬롯(slot)으로 구성된다. 하나의 서브프레임이 전송되는 데 걸리는 시간을 TTI(transmission time interval)라 한다. 예를 들어 하나의 서브프레임의 길이는 1ms 이고, 하나의 슬롯의 길이는 0.5ms 일 수 있다. 하나의 슬롯은 시간 영역에서 복수의 OFDM 심볼을 포함하고, 주파수 영역에서 다수의 자원블록(Resource Block; RB)을 포함한[다. 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 할당 단위로서의 자원 블록(RB)은 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. CP 에는 확장된 CP(extended CP)와 표준 CP(normal CP)가 있다. 예를 들어, OFDM 심볼이 표준 CP 에 의해 구성된 경우, 하나의 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 7 개일 수 있다. OFDM 심볼이 확장된 CP 에 의해 구성된 경우, 한 OFDM 심볼의 길이가 늘어나므로, 한 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 표준 CP 인 경우보다 적다. 확장된 CP 의 경우에, 예를 들어, 하나의 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 6 개일 수 있다. 사용자 기기가 빠른 속도로 이동하는 등의 경우와 같이 채널상태가 불안정한 경우, 심볼 간 간섭을 더욱 줄이기 위해 확장된 CP 가 사용될 수 있다.

표준 CP 가 사용되는 경우 하나의 슬롯은 7 개의 OFDM 심볼을 포함하므로, 하나의 서브프레임은 14 개의 OFDM 심볼을 포함한다. 이때, 각 서브프레임의 처음 최대 3 개의 OFDM 심볼은 PDCCH(physical downlink control channel)에 할당되고, 나머지 OFDM 심볼은 PDSCH(physical downlink shared channel)에 할당될 수 있다.

도 4 의 (b)는 타입 2 무선 프레임의 구조를 예시한다. 타입 2 무선 프레임은 2 개의하프 프레임(half frame)으로 구성되며, 각 하프 프레임은 2 개의 슬롯을 포함하는 4 개의 일반 서브프레임과 DwPTS(Downlink Pilot Time Slot), 보호구간(Guard Period, GP) 및 UpPTS(Uplink Pilot Time Slot)을 포함하는 특별 서브프레임(special subframe)으로 구성된다.

상기 특별 서브프레임에서, DwPTS 는 사용자 기기에서의 초기 셀 탐색, 동기화 또는 채널 추정에 사용된다. UpPTS 는 기지국에서의 채널 추정과 사용자 기기의 상향링크 전송 동기를 맞추는 데 사용된다. 즉, DwPTS 는 하향링크 전송으로, UpPTS 는 상향링크 전송으로 사용되며, 특히 UpPTS 는 PRACH 프리앰블이나 SRS 전송의 용도로 활용된다. 또한, 보호구간은 상향링크와 하향링크 사이에 하향링크 신호의 다중경로 지연으로 인해 상향링크에서 생기는 간섭을 제거하기 위한 구간이다.

상기 특별 서브프레임에 관하여 현재 3GPP 표준 문서에서는 아래 표 1 과 같이 설정을 정의하고 있다. 표 1 에서 T _s = 1/(15000×2048) 인 경우 DwPTS 와 UpPTS 를 나타내며, 나머지 영역이 보호구간으로 설정된다.

한편, 타입 2 무선 프레임의 구조, 즉 TDD 시스템에서 상향링크/하향링크 서브프레임 설정(UL/DL configuration)은 아래의 표 2 와 같다.

상기 표 2 에서 D 는 하향링크 서브프레임, U 는 상향링크 서브프레임을 지시하며, S 는 상기 특별 서브프레임을 의미한다. 또한, 상기 표 2 는 각각의 시스템에서 상향링크/하향링크 서브프레임 설정에서 하향링크-상향링크 스위칭 주기 역시 나타나있다.

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

도 5 는 LTE 시스템의 P-BCH(Primary broadcast channel) 및 SCH(Synchronization channel)를 예시한다. SCH 는 P-SCH 및 S-SCH 를 포함한다. P-SCH 상으로 PSS(Primary Synchronization Signal)가 전송되고, S-SCH 상으로 SSS(Secondary Synchronization Signal)가 전송된다.

도 5 를 참조하면, 프레임 구조 타입-1(즉, FDD)에서 P-SCH 는 매 무선 프레임에서 슬롯 #0(즉, 서브프레임 #0 의 첫 번째 슬롯)과 슬롯 #10(즉, 서브프레임 #5 의 첫 번째 슬롯)의 마지막 OFDM 심볼에 위치한다. S-SCH 는 매 무선 프레임에서 슬롯 #0 과 슬롯 #10 의 마지막 OFDM 심볼의 바로 이전 OFDM 심볼에 위치한다. S-SCH 와 P-SCH 는 인접하는 OFDM 심볼에 위치한다. 프레임 구조 타입-2(즉, TDD)에서 P-SCH 는 서브프레임 #1/#6 의 3 번째 OFDM 심볼을 통해 전송되고 S-SCH 는 슬롯 #1(즉, 서브프레임 #0 의 두 번째 슬롯)과 슬롯 #11(즉, 서브프레임 #5 의 두 번째 슬롯)의 마지막 OFDM 심볼에 위치한다. P-BCH 는 프레임 구조 타입에 관계 없이 매 4 개의 무선 프레임마다 전송되며 서브프레임 #0 의 두 번째 슬롯의 1 번째 내지 4 번째 OFDM 심볼을 이용하여 전송된다.

P-SCH 는 해당 OFDM 심볼 내에서 DC(direct current) 부반송파를 중심으로 72 개의 부반송파(10 개의 부반송파는 예비, 62 개의 부반송파에 PSS 전송)를 사용하여 전송된다. S-SCH 는 해당 OFDM 심볼 내에서 DC(direct current) 부반송파를 중심으로 72 개의 부반송파(10 개의 부반송파는 예비, 62 개의 부반송파에 SSS 전송)를 사용하여 전송된다. P-BCH 는 한 서브프레임 안에서 4 개의 OFDM 심볼과 DC(direct current) 부반송파를 중심으로 72 개의 부반송파에맵핑된다.

도 6 은 동기 신호(synchronization signal, SS)의 전송을 위한 무선 프레임 구조를 예시한 것이다. 특히, 도 6 은 주파수 분할 듀플렉스(frequency division duplex, FDD)에서 동기 신호 및 PBCH 의 전송을 위한 무선 프레임 구조를 예시한 것으로서, 도 6(a)는 정규 CP(normal cyclic prefix)로써 구성된 무선 프레임에서 SS 및 PBCH 의 전송 위치를 도시한 것이고 도 6(b)는 확장 CP(extended CP)로써 구성된 무선 프레임에서 SS 및 PBCH 의 전송 위치를 도시한 것이다.

UE 는 전원이 켜지거나 새로이 셀에 진입한 경우 상기 셀과의 시간 및 주파수 동기를 획득하고 상기 셀의 물리 셀 식별자(physical cell identity)를 검출(detect)하는 등의 셀 탐색(initial cell search) 과정(procedure)을 수행한다. 이를 위해, UE 는 eNB 로부터 동기신호, 예를 들어, 1 차 동기신호(Primary Synchronization Signal, PSS) 및 2 차 동기신호(Secondary Synchronization Signal, SSS)를 수신하여 eNB 와 동기를 맞추고, 셀 식별자(identity, ID) 등의 정보를 획득할 수 있다.

도 6 을 참조하여, SS 를 조금 더 구체적으로 설명하면, 다음과 같다. SS 는 PSS 와 SSS 로 구분된다. PSS 는 OFDM 심볼 동기, 슬롯 동기 등의 시간 도메인 동기 및/또는 주파수 도메인 동기를 얻기 위해 사용되며, SSS 는 프레임 동기, 셀 그룹 ID 및/또는 셀의 CP 구성(즉, 일반 CP 또는 확장 CP 의 사용 정보)를 얻기 위해 사용된다. 도 6 을 참조하면, PSS 와 SSS 는 매 무선 프레임의 2 개의 OFDM 심볼에서 각각 전송된다. 구체적으로 SS 는 인터-RAT(inter radio access technology) 측정의 용이함을 위해 GSM(Global System for Mobile communication) 프레임 길이인 4.6 ms 를 고려하여 서브프레임 0 의 첫 번째 슬롯과 서브프레임 5 의 첫 번째 슬롯에서 각각 전송된다. 특히 PSS 는 서브프레임 0 의 첫 번째 슬롯의 마지막 OFDM 심볼과 서브프레임 5 의 첫 번째 슬롯의 마지막 OFDM 심볼에서 각각 전송되고, SSS 는 서브프레임 0 의 첫 번째 슬롯의 마지막에서 두 번째 OFDM 심볼과 서브프레임 5 의 첫 번째 슬롯의 마지막에서 두 번째 OFDM 심볼에서 각각 전송된다. 해당 무선 프레임의 경계는 SSS 를 통해 검출될 수 있다. PSS 는 해당 슬롯의 맨 마지막 OFDM 심볼에서 전송되고 SSS 는 PSS 바로 앞 OFDM 심볼에서 전송된다. SS 의 전송 다이버시티(diversity) 방식은 단일 안테나 포트(single antenna port)만을 사용하며 표준에서는 따로 정의하고 있지 않다. 즉, 단일 안테나 포트 전송 혹은 UE 에 투명한(transparent) 전송 방식(예, PVS(Precoding Vector Switching), TSTD(Time Switched Diversity), CDD(cyclic delay diversity))이 SS 의 전송 다이버시티를 위해 사용될 수 있다.

SS 는 3 개의 PSS 와 168 개의 SS 의 조합을 통해 총 504 개의 고유한 물리 계층 셀 식별자(physical layer cell ID)를 나타낼 수 있다. 다시 말해, 상기 물리 계층 셀 ID 들은 각 물리 계층 셀 ID 가 오직 하나의 물리-계층 셀-식별자 그룹의 부분이 되도록 각 그룹이 3 개의 고유한 식별자들을 포함하는 168 개의 물리-계층 셀-식별자 그룹들로 그룹핑된다. 따라서, 물리 계층 셀 식별자 N^cell _ID= 3N⁽¹⁾ _ID + N⁽²⁾ _ID 는 물리-계층 셀-식별자 그룹을 나타내는 0 부터 167 까지의 범위 내 번호 N⁽¹⁾ _ID 와 상기 물리-계층 셀-식별자 그룹 내 상기 물리-계층 식별자를 나타내는 0 부터 2 까지의 번호 N⁽²⁾ _ID 에 의해 고유하게 정의된다. UE 는 PSS 를 검출하여 3 개의 고유한 물리-계층 식별자들 중 하나를 알 수 있고, SSS 를 검출하여 상기 물리-계층 식별자에 연관된 168 개의 물리 계층 셀 ID 들 중 하나를 식별할 수 있다. 길이 63 의 ZC(Zadoff-Chu) 시퀀스가 주파수 도메인에서 정의되어 PSS 로서 사용된다. 예를 들어, ZC 시퀀스는 다음의 수학식에 의해 정의될 수 있다.

여기서, N_ZC=63 이며, DC 부반송파에 해당하는 시퀀스 요소(sequence element)인 n=31 은 천공(puncturing)된다.

PSS 는 중심 주파수에 가까운 6 개 RB(= 72 개 부반송파)에 맵핑된다. 상기 72 개의 부반송파들 중 9 개의 남는 부반송파는 항상 0 의 값을 나르며, 이는 동기 수행을 위한 필터 설계가 용이해지는 요소로서 작용한다. 총 3 개의 PSS 가 정의되기 위해 수학식 1 에서 u=24, 29 및 34 가 사용된다. u=24 및 u=34 는 켤레대칭(conjugate symmetry) 관계를 가지고 있기 때문에 2 개의 상관(correlation)이 동시에 수행될 수 있다. 여기서 켤레대칭이라 함은 다음의 수학식의 관계를 의미한다.

켤레대칭의 특성을 이용하면 u=29 와 u=34 에 대한 원샷상관기(one-shot correlator)가 구현될 수 있으며, 켤레대칭이 없는 경우에 비해, 전체적인 연산량이 약 33.3% 감소될 수 있다.

조금 더 구체적으로는, PSS 를 위해 사용되는 시퀀스 d(n)은 주파수 도메인 ZC 시퀀스로부터 다음 식에 따라 생성된다.

여기서, ZC 루트 시퀀스 인덱스 u 는 다음의 표에 의해 주어진다.

도 6 을 참조하면, PSS 는 5ms 마다 전송되므로 UE 는 PSS 를 검출함으로써 해당 서브프레임이 서브프레임 0 와 서브프레임 5 중 하나임을 알 수 있으나, 해당 서브프레임이 서브프레임 0 와 서브프레임 5 중 구체적으로 무엇인지는 알 수 없다. 따라서, UE 는 PSS 만으로는 무선 프레임의 경계를 인지하지 못한다. 즉, PSS 만으로는 프레임 동기가 획득될 수 없다. UE 는 일 무선 프레임 내에서 두 번 전송되되 서로 다른 시퀀스로서 전송되는 SSS 를 검출하여 무선 프레임의 경계를 검출한다.

도 7 은 2 차 동기 신호(secondary synchronization signal, SSS)의 생성 방식을 설명하기 위해 도시된 것이다. 구체적으로, 도 7 은 논리 도메인(logical domain)에서의 2 개 시퀀스가 물리 도메인으로 맵핑되는 관계를 도시한 것이다.

SSS 를 위해 사용되는 시퀀스는 2 개의 길이 31 의 m-시퀀스들의 인터리빙된 연결(interleaved concatenation)으로서, 상기 접합된 시퀀스는 PSS 에 의해 주어지는 스크램블링 시퀀스에 의해 스크램블링된다. 여기서, m-시퀀스는 PN(Pseudo Noise) 시퀀스의 일종이다.

도 7 을 참조하면, SSS 부호 생성을 위해 사용되는 2 개의 m-시퀀스를 각각 S1, S2 라고 하면, S1 과 S2 는 PSS 기반의 서로 다른 2 개의 시퀀스들이 SSS 에 스크램블링된다. 이때, S1 과 S2 는 서로 다른 시퀀스에 의해 스크램블링된다. PSS 기반의 스크램블링 부호는 x⁵ + x³ + 1 의 다항식으로부터 생성된 m-시퀀스를 순환 천이하여 얻어질 수 있는데, PSS 인덱스에 따라 6 개의 시퀀스가 상기 m-시퀀스의 순환 천이에 의해 생성된다. 그 후 S2 는 S1 기반의 스크램블링 부호에 의해 스크램블링된다. S1 기반의 스크램블링 부호는 x⁵ + x⁴ + x² + x¹ + 1 의 다항식으로부터 생성된 m-시퀀스를 순환 천이하여 얻어질 수 있는데, S1 의 인덱스에 따라 8 개의 시퀀스가 상기 m-시퀀스의 순환 천이에 의해 생성된다. SSS 의 부호는 5ms 마다 교환(swap)되지만 PSS 기반의 스클램블링 부호는 교환되지 않는다. 예를 들어, 서브프레임 0 의 SSS 가 (S1, S2)의 조합으로 셀 그룹 식별자를 나른다고 가정하면, 서브프레임 5 의 SSS 는 (S2, S1)으로 교환(swap)된 시퀀스를 나른다. 이를 통해, 10ms 의 무선 프레임 경계가 구분될 수 있다. 이때 사용되는 SSS 부호는 x⁵ + x² + 1 의 다항식으로부터 생성되며, 길이 31 의 m-시퀀스의 서로 다른 순환 천이(circular shift)를 통해 총 31 개의 부호가 생성될 수 있다.

SSS 를 정의하는 2 개의 길이 31 인 m-시퀀스들의 조합(combination)은 서브프레임 0 과 서브프레임 5 에서 다르며, 2 개의 길이 31 인 m-시퀀스들의 조합에 따라 총 168 개의 셀 그룹 식별자(cell group ID)가 표현된다. SSS 의 시퀀스로서 사용되는 m-시퀀스는 주파수 선택적 환경에서 강건하다는 특성이 있다. 또한, 고속 하다마드 변환(fast Hadarmard transform)을 이용한 고속 m-시퀀스 변환에 의해 변환될 수 있기 때문에 m-시퀀스가 SSS 로서 활용되면, UE 가 SSS 를 해석하는 데 필요한 연산량을 줄일 수 있다. 또한 2 개의 짧은 부호(short code)로서 SSS 가 구성됨으로써 UE 의 연산량이 감소될 수 있다.

조금 더 구체적으로 SSS 의 생성에 관해 설명하면, SSS 를 위해 사용되는 시퀀스 d(0),...,d(61)은 2 개의 길이-31 의 이진(binary) 시퀀스들의 인터리빙된 연결이다. 상기 연결된 시퀀스는 PSS 에 의해 주어지는 스크램블링 시퀀스로 스크램블링된다.

PSS 를 정의하는 2 개의 길이-31 인 시퀀스들의 조합은 서브프레임 0 와 서브프레임 5 에서 다음에 따라 다르다.

여기서, 0≤n≤30 이다. 인덱스 m₀ 및 m₁ 은 물리-계층 셀-식별자 그룹 N⁽¹⁾ _ID로부터 다음에 따라 유도된다.

수학식 5 의 출력(output)은 수학식 11 다음의 표 4 에 리스트된다.

2 개의 시퀀스들 S^(m0)0(n) 및 S^(m1)1(n)는 다음에 따라 m-시퀀스 s(n)의 2 개의 다른 순환 천이들로서 정의된다.

여기서, s(i) = 1 - 2x(i) (0≤i≤30)는 초기 조건(initial conditions) x(0)=0, x(1)=0, x(2), x(3)=0, x(4)=1 로 다음 식에 의해 정의된다.

2 개의 스크램블링 시퀀스들 c₀(n) 및 c₁(n)은 PSS 에 의존하며 m-시퀀스 c(n)의 2 개의 다른 순환 천이들에 의해 다음 식에 따라 정의된다.

여기서, N⁽²⁾ _ID∈{0,1,2}는 물리-계층 셀 식별자 그룹 N⁽¹⁾ _ID 내의 물리-계층 식별자이고 c(i) = 1 - 2x(i) (0≤i≤30)는 초기 조건(initial conditions) x(0)=0, x(1)=0, x(2), x(3)=0, x(4)=1 로 다음 식에 의해 정의된다.

스크램블링 시퀀스 Z^(m0)1(n) 및 Z^(m1)1(n)는 다음 식에 따라 m-시퀀스 z(n) 의 순환 천이에 의해 정의된다.

여기서, m₀ 및 m₁은 수학식 11 다음에 기재된 표 4 로부터 얻어지며 z(i) = 1 - 2x(i) (0≤i≤30)는 초기 조건(initial conditions) x(0)=0, x(1)=0, x(2), x(3)=0, x(4)=1 로 다음 식에 의해 정의된다.

SSS 을 이용한 셀(cell) 탐색 과정을 수행하여 DL 신호의 복조(demodulation) 및 UL 신호의 전송을 정확한 시점에 수행하는 데 필요한 시간 및 주파수 파라미터를 결정한 UE 는 또한 상기 eNB 로부터 상기 UE 의 시스템 구성에 필요한 시스템 정보를 획득해야 상기 eNB 와 통신할 수 있다.

시스템 정보는 마스터정보블락(Master Information Block, MIB) 및 시스템정보블락(System Information Blocks, SIBs)에 의해 구성된다. 각 시스템정보블락은 기능적으로 연관된 파라미터의 모음을 포함하며, 포함하는 파라미터에 따라 마스터정보블락(Master Information Block, MIB) 및 시스템정보블락타입 1(System Information Block Type 1, SIB1), 시스템정보블락타입 2(System Information Block Type 2, SIB2), SIB3~SIB8 으로 구분된다. MIB 는 UE 가 eNB 의 네트워크(network)에 초기 접속(initial access)하는 데 필수적인, 가장 자주 전송되는 파라미터들을 포함한다. SIB1 은 다른 SIB 들의 시간 도메인 스케줄링에 대한 정보뿐만 아니라, 특정 셀이 셀 선택에 적합한 셀인지를 판단하는 데 필요한 파라미터들을 포함한다.

UE 는 MIB 를 브로드캐스트 채널(예, PBCH)를 통해 수신할 수 있다. MIB 에는 하향링크 시스템 대역폭(dl-Bandwidth, DL BW), PHICH 구성(configuration), 시스템 프레임 넘버(SFN)가 포함된다. 따라서, UE 는 PBCH 를 수신함으로써 명시적(explicit)으로 DL BW, SFN, PHICH 구성에 대한 정보를 알 수 있다. 한편, PBCH 를 수신을 통해 UE 가 암묵적(implicit)으로 알 수 있는 정보로는 eNB 의 전송 안테나 포트의 개수가 있다. eNB 의 전송 안테나 개수에 대한 정보는 PBCH 의 에러 검출에 사용되는 16-비트 CRC(Cyclic Redundancy Check)에 전송 안테나 개수에 대응되는 시퀀스를 마스킹(예, XOR 연산)하여 암묵적으로 시그널링된다.

PBCH 는 40ms 동안에 4 개의 서브프레임에 맵핑된다. 40ms 의 시간은 블라인드 검출되는 것으로서 40ms 의 시간에 대한 명시적인 시그널링이 별도로 존재하지는 않는다. 시간 도메인에서, PBCH 는 무선프레임 내 서브프레임 0 내 슬롯 1(서브프레임 0 의 두 번째 슬롯)의 OFDM 심볼 0~3 에서 전송된다.

주파수 도메인에서, PSS/SSS 및 PBCH 는 실제 시스템 대역폭과 관계없이 해당 OFDM 심볼 내에서 DC 부반송파를 중심으로 좌우 3 개씩 총 6 개의 RB, 즉 총 72 개의 부반송파들 내에서만 전송된다. 따라서, UE 는 상기 UE 에게 구성된 하향링크 전송 대역폭과 관계없이 SS 및 PBCH 를 검출 혹은 복호할 수 있도록 구성된다.

초기 셀 탐색을 마치고 eNB 의 네트워크에 접속한 UE 는 PDCCH 및 상기 PDCCH 에 실린 정보에 따라 PDSCH 를 수신함으로써 좀더 구체적인 시스템 정보를 획득할 수 있다. 상술한 바와 같은 절차를 수행한 UE 는 이후 일반적인 상/하향링크 신호 전송 절차로서 PDCCH/PDSCH 수신 및 PUSCH/PUCCH 전송을 수행할 수 있다.

도 8 은 하향링크 슬롯에 대한 자원 그리드(resource grid)를 예시한다.

도 8 을 참조하면, 하향링크 슬롯은 시간 영역에서

OFDM 심볼을 포함하고 주파수 영역에서

자원블록을 포함한다. 각각의 자원블록이

부반송파를 포함하므로 하향링크 슬롯은 주파수 영역에서

부반송파를 포함한다. 도 8 은 하향링크 슬롯이 7 OFDM 심볼을 포함하고 자원블록이 12 부반송파를 포함하는 것으로 예시하고 있지만 반드시 이로 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 하향링크 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 개수는 순환전치(Cyclic Prefix; CP)의 길이에 따라 변형될 수 있다.

자원그리드 상의 각 요소를 자원요소(Resource Element; RE)라 하고, 하나의 자원 요소는 하나의 OFDM 심볼 인덱스 및 하나의 부반송파 인덱스로 지시된다. 하나의 RB 는

자원요소로 구성되어 있다. 하향링크 슬롯에 포함되는 자원블록의 수(

)는 셀에서 설정되는 하향링크 전송 대역폭(bandwidth)에 종속한다.

도 9 는 하향링크 서브프레임의 구조를 예시한다.

도 9 를 참조하면, 서브프레임의 첫 번째 슬롯에서 앞부분에 위치한 최대 3(4)개의 OFDM 심볼은 제어 채널이 할당되는 제어 영역에 대응한다. 남은 OFDM 심볼은 PDSCH(Physical Downlink Shared Channel)가 할당되는 데이터 영역에 해당한다. LTE 에서 사용되는 하향링크 제어 채널의 예는 PCFICH(Physical Control Format Indicator Channel), PDCCH(Physical Downlink Control Channel), PHICH(Physical hybrid ARQ indicator Channel) 등을 포함한다. PCFICH 는 서브프레임의 첫 번째 OFDM 심볼에서 전송되고 서브프레임 내에서 제어 채널의 전송에 사용되는 OFDM 심볼의 개수에 관한 정보를 나른다. PHICH 는 상향링크 전송에 대한 응답으로 HARQ ACK/NACK(Hybrid Automatic Repeat requestacknowledgment/negative-acknowledgment) 신호를 나른다.

PDCCH 를 통해 전송되는 제어 정보를 DCI(Downlink Control Information)라고 지칭한다. DCI 는 사용자 기기 또는 사용자 기기 그룹을 위한 자원 할당 정보 및 다른 제어 정보를 포함한다. 예를 들어, DCI 는 상향/하향링크 스케줄링 정보, 상향링크 전송(Tx) 파워 제어 명령 등을 포함한다.

PDCCH 는 하향링크 공유 채널(downlink shared channel, DL-SCH)의 전송 포맷 및 자원 할당 정보, 상향링크 공유 채널(uplink shared channel,UL-SCH)의 전송 포맷 및 자원 할당 정보, 페이징 채널(paging channel, PCH) 상의 페이징 정보, DL-SCH 상의 시스템 정보, PDSCH 상에서 전송되는 랜덤 접속 응답과 같은 상위-계층 제어 메시지의 자원 할당 정보, 사용자 기기 그룹 내의 개별 사용자 기기들에 대한 Tx 파워 제어 명령 세트, Tx 파워 제어 명령, VoIP(Voice over IP)의 활성화 지시 정보 등을 나른다. 복수의 PDCCH 가 제어 영역 내에서 전송될 수 있다. 사용자 기기는 복수의 PDCCH 를 모니터링 할 수 있다. PDCCH 는 하나 또는 복수의 연속된 제어 채널 요소(control channel element, CCE)들의 집합(aggregation) 상에서 전송된다. CCE 는 PDCCH 에 무선 채널 상태에 기초한 코딩 레이트를 제공하는데 사용되는 논리적 할당 유닛이다. CCE 는 복수의 자원 요소 그룹(resource element group, REG)에 대응한다. PDCCH 의 포맷 및 PDCCH 비트의 개수는 CCE 의 개수에 따라 결정된다. 기지국은 사용자 기기에게 전송될 DCI 에 따라 PDCCH 포맷을 결정하고, 제어 정보에 CRC(cyclic redundancy check)를 부가한다. CRC 는 PDCCH 의 소유자 또는 사용 목적에 따라 식별자(예, RNTI(radio network temporary identifier))로 마스킹 된다. 예를 들어, PDCCH 가 특정 사용자 기기를 위한 것일 경우, 해당 사용자 기기의 식별자(예, cell-RNTI (C-RNTI))가 CRC 에 마스킹 될 수 있다. PDCCH 가 페이징 메시지를 위한 것일 경우, 페이징식별자(예, paging-RNTI (P-RNTI))가 CRC 에 마스킹 될 수 있다. PDCCH 가 시스템 정보(보다 구체적으로, 시스템 정보 블록(system Information block, SIC))를 위한 것일 경우, SI-RNTI(system Information RNTI)가 CRC 에 마스킹 될 수 있다. PDCCH 가 랜덤 접속 응답을 위한 것일 경우, RA-RNTI(random access-RNTI)가 CRC 에 마스킹 될 수 있다.

도 10 은 LTE 에서 사용되는 상향링크 서브프레임의 구조를 예시한다.

도 10 을 참조하면, 상향링크 서브프레임은 복수(예, 2 개)의 슬롯을 포함한다. 슬롯은 CP 길이에 따라 서로 다른 수의 SC-FDMA 심볼을 포함할 수 있다. 상향링크 서브프레임은 주파수 영역에서 데이터 영역과 제어 영역으로 구분된다. 데이터 영역은 PUSCH 를 포함하고 음성등의 데이터 신호를 전송하는데 사용된다. 제어영역은 PUCCH 를 포함하고 상향링크 제어정보(Uplink Control Information, UCI)를전송하는데사용된다. PUCCH 는 주파수축에서 데이터 영역의 양 끝 부분에 위치한 RB 쌍(RB pair)을 포함하며 슬롯을 경계로 호핑한다.

PUCCH 는 다음의 제어 정보를 전송하는데 사용될 수 있다.

- SR(Scheduling Request): 상향링크 UL-SCH 자원을 요청하는데 사용되는 정보이다. OOK(On-Off Keying) 방식을 이용하여 전송된다.

- HARQ ACK/NACK:PDSCH 상의 하향링크 데이터 패킷에 대한 응답 신호이다. 하향링크 데이터 패킷이 성공적으로 수신되었는지 여부를 나타낸다. 단일 하향링크 코드워드에 대한 응답으로 ACK/NACK 1 비트가 전송되고, 두 개의 하향링크 코드워드에 대한 응답으로 ACK/NACK 2 비트가 전송된다.

- CSI(Channel State Information): 하향링크 채널에 대한 피드백 정보이다. CSI 는 CQI(Channel Quality Indicator)를 포함하고, MIMO(Multiple Input Multiple Output) 관련 피드백 정보는 RI(Rank Indicator), PMI(Precoding Matrix Indicator), PTI(Precoding 타입 Indicator) 등을 포함한다. 서브프레임 당 20 비트가 사용된다.

사용자 기기가 서브프레임에서 전송할 수 있는 제어 정보(UCI)의 양은 제어 정보 전송에 가용한 SC-FDMA 의 개수에 의존한다. 제어 정보 전송에 가용한 SC-FDMA 는 서브프레임에서 참조 신호 전송을 위한 SC-FDMA 심볼을 제외하고 남은 SC-FDMA 심볼을 의미하고, SRS(Sounding Reference Signal)가 설정된 서브프레임의 경우 서브프레임의 마지막 SC-FDMA 심볼도 제외된다. 참조 신호는 PUCCH 의 코히어런트 검출에 사용된다.

이하에서는 상향링크 참조 신호에 대하여 설명한다. 상향링크 참조 신호는 PUSCH/PUCCH 전송과 연관된 복조 참조 신호(Demodulation Reference Signal, DM-RS), 및 PUSCH/PUCCH 전송과 연관되지 않은 사운딩 참조 신호(SRS)를 지원한다. 여기서, DM-RS 와 SRS 를 위하여 동일한 기본 시퀀스 집합이 사용된다.

먼저, 참조 신호 시퀀스 생성에 대하여 설명하면, 상향링크 참조 신호는 소정 규칙에 따른 기본 시퀀스의 순환 천이에 의해 정의된다. 예를 들어, 참조 신호 시퀀스

는 다음 수학식에 따라 기본 시퀀스

의 순환 천이 α 에 의해 정의된다.

여기서,

는 RS 시퀀스의 길이이고,

이다. N_RBsc 의 정수배로 표현되는 N^max,UL _RB 는 가장 큰 상향링크 대역폭 구성을 의미한다. 복수의 RS 시퀀스들이 다른 순환 천이 값(α)들을 통해 하나의 기본 시퀀스로부터 정의될 수 있다. DM RS 및 SRS 를 위해 복수의 기본 시퀀스들이 정의된다. 예를 들어, 기본 시퀀스들은 루트(root) Zadoff-Chu 시퀀스를 이용하여 정의될 수 있다. 기본 시퀀스들

은 그룹으로 나누어진다. 각 그룹 기본 시퀀스 그룹은 하나 이상의 기본 시퀀스를 포함한다. 예를 들어, 각 기본 시퀀스 그룹은 각 길이가

(1≤m≤5)인 하나의 기본 시퀀스(v=0) 및 각 길이가

(6≤m≤

)인 두 개의 기본 시퀀스들을 포함할 수 있다.

에서 u∈{0,1,…,29}는 그룹 번호(즉, 그룹 인덱스)이고, v 는 해당 그룹 내 기본 시퀀스 번호(즉, 기본 시퀀스 인덱스)를 나타내며, 각 기본 시퀀스 그룹 번호 및 해당 그룹 내 기본 시퀀스 번호는 시간에 따라 변화할 수 있다.

슬롯 n_s 내 시퀀스 그룹 번호 u 는, 다음의 수학식에 따라, 그룹 호핑 패턴 f_gh(n_s) 및 시퀀스 천이(sequence shift) 패턴 f_ss에 의해 정의된다.

서로 다른 복수 개(예를 들어, 17 개)의 호핑 패턴들 및 서로 다른 복수 개(예를 들어, 30 개)의 시퀀스 천이 패턴들이 있다. 시퀀스 그룹 호핑은 상위 레이어에 의해 주어지는 셀-특정적 파라미터에 의해 가능화(enabled) 혹은 불능화(disabled)될 수 있다.

그룹 호핑 패턴 f_gh(n_s)은 PUSCH 및 PUCCH 에 대해 다음 수학식에 의해 주어질 수 있다.

여기서, 의사-랜덤 시퀀스(pseudo-random sequence) c(i) 는 수학식 15 에 의하여 주어진다.

의사-랜덤 시퀀스 생성기는 각 무선 프레임의 시작시에 다음의 수학식에 따른 cinit 으로 초기화된다.

현재 3GPP LTE(-A) 표준에 의하면, PUCCH 와 PUSCH 는 수학식 14 에 따라 동일한 호핑 패턴을 갖지만, 서로 다른 시퀀스 천이 패턴들을 갖는다. PUCCH 에 대한 시퀀스 천이 패턴 f^PUCCH _ss 은 셀 ID 를 기반으로 다음의 수학식에 의해 주어진다.

PUSCH 에 대한 시퀀스 천이 패턴 f^PUSCH _ss 은 PUCCH 에 대한 시퀀스 천이 패턴 f^PUCCH _ss 및 상위 계층에 의해 구성되는 값(△_ss)을 이용한 다음의 수학식에 의해 주어진다.

여기서, △_ss∈{0,1,...,29}이다.

기본 시퀀스 호핑은 길이

인 RS 들에만 적용된다.

인 RS 들에 대해, 기본 시퀀스 그룹 내 기본 시퀀스 번호 v 는 v=0 에 의해 주어지며,

인 RS 들에 대해, 슬롯 ns 에서 기본 시퀀스 그룹 내 기본 시퀀스 번호 v 는 그룹 호핑이 불능화되고 시퀀스 호핑이 가능화되면 수학식 19 와 같이 정의된다.

여기서, 의사-랜덤 시퀀스 c(i)는 수학식 15 에 의해 주어진다. 의사-랜덤 시퀀스 생성기는 각 무선 프레임의 시작시에서 수학식 20 에 따른 c_init 으로 초기화된다.

나아가, 시퀀스 생성을 위하여 가상 셀 ID(Virtual Cell Identity)를 결정하는 방법에 대하여 설명하면, 시퀀스 생성에 있어서, 전송 타입에 따라

가 정의된다.

PUSCH 전송과 연관하여, 상위 계층에 의하여

를 위한 값이 설정되지 않거나, PUSCH 전송이 랜덤 액세스 응답 그랜트에 대응하거나, 경쟁 기반 랜덤 액세스 절차 중에서 동일 전송 블록 재전송에 해당하는 경우,

이며, 그렇지 않은 경우

이다.

PUCCH 전송과 관련하여, 상위 계층에 의하여

를 위한 값이 설정되지 않은 경우,

이며, 그렇지 않은 경우

이다.

SRS 전송과 관련하여,

이다.

나아가, 복조 참조 신호(DM-RS)와 관련하여, PUSCH 의 참조 신호 시퀀스에 대하여 설명한다.

레이어 λ∈{0,1,...,υ-1} 와 연관된 PUSCH DM-RS 신호 시퀀스(PUSCH demodulation reference signal sequence)

는, 수학식 21 와 같이 정의될 수 있다.

여기서,

이고,

이다.

참조 신호 시퀀스(Reference signal sequence) 생성과 관련하여, 시퀀스

가 정의되어 있다. 상호직교 시퀀스(orthogonal sequence) w ^(λ)(m) 는 상위 계층 파라미터 'Activate-DMRS-with OCC' 가 설정되지 않거나, 대응되는 PUSCH 전송과 연관된 전송 블록을 위하여 가장 최근의 상향링크-연관 DCI 를 전송하기 위해 임시 C-RNTI 가 사용된 경우에는 DCI 포맷 0 에 대하여 [w ^λ(0) w ^λ(1)] = [1 1] 로 주어진다. 그렇지 않은 경우에는, 대응되는 PUSCH 전송과 연관된 전송 블록을 위한 가장 최근의 상향링크-연관 DCI 상의 순환 시프트 필드는 표 5 에 따라 주어진다.

슬롯 n _s 내의 순환 시프트 α _λ 은 α _λ = 2πn _cs,λ/12 로서 주어지며, 여기서,

이다.

는 상위 계층 시그널링에 의해 주어지는 순환시프트(cyclicShift) 파라미터에 따라 다음 표 6 에 의해 주어진다. 표 6 은 상위 계층 시그널링에 의한 순환천이(cyclicShift)의

들로의 맵핑을 나타낸 것이다.

는 대응되는 PUSCH 전송과 연관된 전송 블록을 위하여 가장 최근의 상향링크-연관 DCI 상의 DMRS 필드를 위한 순환 시프트 값은 표 5 에 따른다.

만약, 대응되는 PUSCH 전송과 연관된 동일 전송 블록을 위하여 가장 최근의 상향링크-연관 DCI 가 존재하지 않고, i)동일 전송 블록을 위한 초기 PUSCH 가 반-지속적(semi-persistently)으로 스케쥴되는 경우, 혹은 ii)랜덤 액세스 응답 그랜트에 의하여 초기 PUSCH 가 스케쥴된 경우에는, 표 5 의 첫번째 행(row)는

및 w ^(λ)(m) 를 위하여 사용되어야 한다.

n _PN(n _s) 는 수학식 22 에 의하여 주어진다.

여기서, 의사-랜덤 시퀀스(pseudo-random sequence) c(i) 는 수학식 15 에 의하여 주어진다. c(i) 는 셀-특정적(cell-specific)으로 적용된다. 의사-랜덤 시퀀스 생성기(pseudo-random sequence generator)는 각 무선프레임의 시작시에 c _init 으로 초기화된다. c _init 은 수학식 23 에 따른다.

여기서, 수학식 23 은

을 위한 값이 상위 계층에 의하여 설정되지 않거나, 랜덤 액세스 응답 그랜트에 대응되는 PUSCH 전송, 혹은 경쟁(contention) 기반 랜덤 액세스 절차의 일부로 동일 전송 블록의 재전송의 경우에 적용되며, 그렇지 않은 경우에는 수학식 24 과 같이 주어진다.

참조 신호들의 벡터는 수학식 25 에 따라 프리코딩된다.

여기서, P 는 PUSCH 전송을 위하여 사용되는 안테나 포트들의 개수이다..

단일 안테나 포트를 사용하는 PUSCH 전송의 경우 P = 1, W = 1 이고 υ = 1 이다. 공간 다중화의 경우, P = 2 혹은 P = 4 그리고 프리코딩 매트릭스 W 는 동일 서브프레임 내에서 PUSCH 의 프리코딩을 위하여 사용되는 프리코딩 매트릭스와 구별되어야 한다.

이하에서는, 전술한 내용을 바탕으로 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 설명한다.

도 11 은 D2D 통신을 개념적으로 설명하기 위한 도면이다. 도 11(a)는 기존의 기지국 중심 통신 방식을 나타내는 것으로, 제 1 단말(UE1)이 상향링크 상에서 기지국으로 데이터를 전송하고, 제 1 단말(UE1)로부터의 데이터를 기지국이 하향링크 상에서 제 2 단말(UE2)에게 전송할 수 있다.

도 11(b)는 D2D 통신의 일례로서 단말 대 단말(UE-to-UE) 통신 방식을 나타내는 것으로, 단말간의 데이터 교환이 기지국을 거치지 않고 수행될 수 있다. 이와 같이 장치들 간에 직접 설정되는 링크를 D2D 링크라고 명칭 할 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 무선통신시스템(예를 들어, 3GPP LTE/LTE-A)의 자원을 재사용하여 수행되기 때문에 기존의 무선통신시스템에 간섭 또는 교란을 일으키지 않아야 한다. 같은 맥락에서, 기존의 무선통신시스템에서 동작하는 단말, 기지국 등에 의해 D2D 통신이 받는 간섭을 최소화하는 것 역시 중요하다.

본 발명은 D2D 통신(Device to Device communication)을 하는 D2D 송신 단말들이 동기 신호(D2D Synchronization Signal, 이하 D2DSS)와 물리 동기 채널(Physical D2D Synchronization Channel, 이하 PD2DSCH)를 전송하는 타이밍 및 그 전송 방법을 제안한다.

D2DSS 는 D2D 통신의 동기화를 위해 사전에 정해진 신호를 전송하고, 수신단말은 신호를 블라인드 검출(blind detection)하여 시간 동기 및 주파수 동기를 검출한다. PD2DSCH 는 D2D 통신에 사용되는 기본적인 정보(예, 채널 대역폭, D2D 를 하는 서브프레임의 정보, 스케쥴링 할당(Scheduling Assignment, SA)을 위한 자원 후보(resource pool) 등)를 알려주는데, 데이터 페이로드(payload)를 코딩(예, 터보 코딩(turbo coding), 컨벌루션 코딩(convolutional coding))하여 전송한다.

D2D 단말이 동기신호를 검출했을 때, 동기는 보통 500ms 가량 유지되므로, D2DSS 의 전송주기는 최대 수 백 ms 의 단위가 될 수 있다. 본 발명에서는 설명의 편의를 위하여 D2DSS 는 100ms 를 주기로 전송됨을 가정하겠다.

도 12 는 D2DSS 와 PD2DSCH 의 기본 전송타이밍을 나타내기 위한 참고도이다. 도 12 를 참조하여 설명하면, 상기 PD2DSCH 에 들어가는 정보는 잦은 변화가 필요하지 않은 값들이기 때문에, 느린 주기(예, second 단위)로 값이 변화된다. 즉, 도 12 에서 수신 단말이 t=0ms 에서 수신한 PD2DSCH 와 t=100ms 에서 수신한 PD2DSCH 는 대부분의 경우 동일한 정보라고 간주될 수 있다. 따라서, 수신 단말의 입장에서는 PD2DSCH 를 성공적으로 수신한 이후에는 일정 시간동안은 PD2DSCH 를 다시 수신할 필요가 없다.

또 다른 이유로, 불특정 단말이 D2DSS, PD2DSCH 를 임의의 시간에 검출하기 위해 송신 단말은 짧은 주기 (예를 들어, 도 12 에서는 100ms 의 예를 보였으나, 100ms 보다 작은 주기로 D2DSS, PD2DSCH 등을 전송할 수도 있다.)로 D2DSS, PD2DSCH 를 전송할 수 있으며, 단말은 (특히, 유휴 모드(IDLE mode)의 단말은) 전력 절약(energy saving) 등의 목적으로 전송되는 D2DSS, PD2DSCH 중 일부만을 대상으로 검출 동작을 수행하는 것이 바람직할 수 있다.

따라서, 본 발명에서는 PD2DSCH 는 메인 주기(main-period)와 서브 주기(sub-period)로 구성되어, 메인 주기 내에서 보조 주기의 PD2DSCH 가 반복되는 방안을 제안한다(이 때, 메인 주기 간 PD2DSCH 의 내용은 변경되지 않을 수도 있다.)

이하에서는, 설명의 편의를 위해 (후술할 도 13 과 같이) PD2DSCH 는 2 초(2000 ms)간격으로 새로운 PD2DSCH 가 전송됨을 가정한다. 즉, 2 초(second) 주기로 PD2DSCH 의 콘텐츠가 변경된다. 그러나, 이는 본 발명의 설명의 편의를 위한 가정에 불과하면, 본 발명의 내용은 상술한 주기로 제한되어서는 아니 될 것이다. 예를 들어, PD2DSCH 가 D2DSS 보다 느린 주기를 가지고 있는 상황에서 본 발명이 적용될 수 있을 것이다. 따라서, 단말은 PD2DSCH 를 수신한 후에 이를 바탕으로 간접적으로 서브프레임 넘버를(SFN)을 인식할 수 있다.

1. D2D 통신을 위한 체이스 결합(Chase combining)

본 발명에 따른 일 실시예로, 서브 주기(Sub period)에서 PD2DSCH 를 전송하는 경우로, 반복(repetition)적으로 동일한 신호를 재전송하여 수신단말로 하여금 체이스 결합(chase combining)을 통해 신호의 에너지를 누적시키게 할 수 있다.

예를 들어, 전송되는 구조가도 12 와 동일한 구조인 경우, 처음 수신한 PD2DSCH 부터 에너지를 누적하여 디코딩에 성공한 때부터 다음 메인 주기(main period)의 시작까지는 PD2DSCH 수신동작을 멈추어 단말의 소비전력을 절약할 수 있다.

체이스 결합(chase combining)을 수행할 때에는 모든 PD2DSCH 신호가 동일하므로, 메인 주기(main period) 혹은 서브 주기(sub period)의 어느 위치에 있는 신호인지는 판별할 수 없다. 이때, PD2DSCH 의 주기를 파악할 수 있는 방법으로 아래와 같다(여기서, 프레임 넘버 혹은 서브프레임 넘버는, 기존의 네트워크 기준의 넘버링이 사용되거나, D2D 를 위해 정의된 새로운 프레임 넘버 혹은서브프레임 넘버가 사용될 수 있다).

●사전에 특정 고정값으로 정의될 수 있다.즉, 프레임/서브프레임 넘버 등에 연동되어 메인 주기 및 서브 주기가 결정될 수 있다. (예를 들어, (프레임 넘버)%100 = 0 인 경우새로운메인 주기 시작, (프레임 넘버)%10 = 0 인 경우 새로운 서브 주기 시작)

●D2DSS 의 루트 시퀀스 (root sequence)에 의해 지시(indication)될 수 있다. 이는네트워크 밖의(out NW) 단말이나 부분 네트워크(partial NW), 혹은 inter-cell D2D 를 하는 경우에 효과적이다.즉, 시퀀스 넘버(sequence number)에 의해 메인 주기 및 보조 주기가 결정되고, 프레임 넘버등에 의해 각 주기의 시작 시점을 알 수 있다. 예를 들어, 시퀀스 넘버(seq. number)%4 = A 일 때 각 A 에 따른 메인 주기 및 보조 주기가 사전에 정의되거나, 상위 계층 시그널링등을 통해 각 단말에 전달될 수 있다.

●eNB 에 의해 상위계층신호(예, D2D SIB in RRC signal)에서 주기가 설정(configuration)될 수 있다. 이 방식은 네트워크 커버리지 내의(in NW) 단말을 상대로 사용될 수 있다.

상술한 방법에 의하여 단말은 주기를 인식하고, PD2DSCH 가 리셋되는 주기(즉, 메인 주기, 예, 2s)에 맞추어 PD2DSCH 를 재검출한다. 이 경우의 정확한 동작은 아래와 같다.

●PD2DSCH 를 검출 시작한 시점에서 메인 주기(main period)만큼 이후에 PD2DSCH 검출을 시도한다. 이러한 경우, 단말은 다음 주기의 시작을 정확하게 검출하는 것은 아니며, 해당 시점(예, subframe)에서 PD2DSCH 의 존재유무만 알고 있다.

●eNB 로부터 수신한 상위 계층 신호(예, D2D SIB in RRC signal) 를 통해 프레임 넘버 정보를 수신해서 현재 프레임 넘버를 알고, 상술한 PD2DSCH 의 주기를 파악할 수 있는 방법을 통하여 획득한 주기정보를 이용해서 다음 메인 주기(main period)의 시작시점을 알 수 있다. 따라서, 단말은 해당 시작시점에 PD2DSCH 를 모니터링 할 수 있다.

2. D2D 통신을 위한 IR(Incremental redundancy)

본 발명에 따라 서브 주기(sub period)에서 PD2DSCH 를 전송하는 다른 실시예로, 터보 코딩(turbo coding)혹은컨벌루션 코딩(convolution coding)을 하되, RV(Redundancy Version)값을 다르게 사용하여 증분리던던시(incremental redundancy, IR) 방식을 통해 수신단말의 수신률을 높일 수 있다.

도 13 은 PD2DSCH 의 메인 주기와 서브 주기를 설명하기 위한 참고도이다. 도 13 을참조하여 설명하면, 도 13 은 RV 값이 총 4 개로서 {0,2,1,3}의 순서로 바뀌는 경우를 나타낸다.

이때, 단말은 PD2DSCH 의 RV 값을 블라인드 검출(blind detection)을 통해 검출하여 서브 주기(sub period) 내에서 특정 타이밍을 인지할 수 있다. 특히 본 발명에서 제안하는 PD2DSCH 구조는 self-decodable 한 특징을 가지고 있어서, 연속된 PD2DSCH 중 하나만 수신하더라도 디코딩이 가능하며, 수신 SNR(Signal-to-Noise Ratio)이 부족한 경우에는 여러 개의 PD2DSCH 를 연결해서 디코딩할 수 있다.

나아가, 단말은 상술한 "1. D2D 통신을위한체이스결합" 방식에서 상술한 PDSCH 주기 인식 방법과 다음(next) PD2DSCH 수신 방법에서 설명한 내용에 따라 동작을 수행할 수 있으며, 이는 상술한 내용으로 대체한다.

만일, 상위 계층 신호나 D2DSS 를 통해 프레임 넘버 정보를 수신하는 경우, RV 값을 통해 프레임 넘버에 대한 일부 정보를 유도하였으므로,프레임 넘버 정보는 비트 수가 감소할 수 있다.

도 14 는 본 발명에 따라, RV 의 존재여부에 따라 달라지는 프레임 넘버를 알려주는 방법을 설명하기 위한 참고도이다.

본 방식(즉, IR 방식)에서도 마찬가지로, 프레임 인덱스(frame index)는 i)기존의 무선 프레임 인덱스(radio frame index)를 의미하거나, ii) D2D 프레임 인덱스 혹은 D2D 서브프레임 인덱스를 의미할 수도 있으며, iii) 특히 D2D 프레임중에서도 D2D 동기화 프레임/서브프레임 인덱스를 의미할 수도 있다. 또한 D2D 프레임 인덱스는 기존의 무선 프레임 인덱스와 독립적으로 카운트되는 인덱스일 수 있다.

한편, IR 방식을 사용할 때, RV 값이 지나치게 많다면, 단말의 블라인드 디코딩 복잡도(blind decoding complexity)가 지나치게 높아지는 단점이 있다. 따라서, 본 발명에서는 이하의 RV 지시 방법을 제안한다.

●D2DSS 의 시퀀스(sequence) 정보 혹은 심볼 위치(symbol location)로 RV 값을 정확하게 지시하거나, RV 값 집합을 지시할 수 있다.

●PD2DSCH 를 디코딩하기 전, 채널 추정을 위해 사용하는 D2D DMRS 의 시퀀스 값 혹은 D2D DMRS 의 CS 값으로, RV 값을 혹은 RV 값 집합을 지시할 수 있다.

나아가, 상술한 체이스 결합(Chase combining)과 IR (incremental redundancy) 방식 모두, 서브 주기(sub period)의 일부는 송신단의 전력 절약을 위해 생략될 수 도 있다.

도 15 는 본 발명에 따라 서브 주기의 일부에서 PD2DSCH 가 생략되는 경우를 설명하기 위한 참고도이다. 도 15 에서, 첫 서브 주기(sub period)에서만 PD2DSCH 가 전송되고, 이후의 서브 주기(sub period)에서는 PD2DSCH 가 생략되었다. 이 경우에도 상기 체이스 결합이나 IR 기법을 그대로 적용할 수 있다. 또한, n 번째 주기(period) 에서 수신한 PD2DSCH 는 현재 주기의 D2D 설정값이 아니라, n+1 번째 주기의 D2D 설정값을 나타낼 수 있다. 즉, 수신한 PD2DSCH 값은 즉시 적용되는 것이 아니라, 수신단의 결합 디코딩 지연(combining decoding delay)를 보장하기 위해 일정 시간 이후에, n+1 주기의 시작 시점부터 변경된 설정으로 적용될 수 있다.

나아가, 상기 체이스 결합(chase combining) 방식과 IR(incremental redundancy) 방식에서는 모든 메인 주기(main period)마다 단말이 새로운 PD2DSCH 를 수신함을 가정하였다. 하지만, 여러 메인 주기(main period)동안 같은 콘텐츠의 PD2DSCH 가 유지될 수 있으며 이러한 경우에는 수신 단말의 모니터링 동작은 불필요하다.

따라서, 본 발명에서는 PD2DSCH 업데이트 알람(PD2DSCH update notification) 신호를 별도로 전송할 수 있다. 즉, 상기 업데이트지시를 수신한 단말은 다음번 메인 주기(main period)의 시작시점에서 PD2DSCH 모니터링을 시작한다. 이러한 업데이트 알람 신호는 네트워크 커버리지 내의(즉, in NW) 수신 단말의 경우 eNB 의 페이징(paging) 신호에 별도의 업데이트 알람 필드를 통해 알려줄 수 있다. 따라서 eNB 로부터 D2D 트래픽을 지시하는 신호를 수신한 D2D 유휴 상태의 단말은 활성화(active) 상태로 전환될 수 있다.

또는, D2DSS 에서 업데이트가 되는지 아닌지 여부에 따라 서로 다른 루트 시퀀스(root sequence), 심볼 위치(symbol location)를 사용해서 지시해줄 수 있으며, 이는 네트워크 커버리지 내의(in NW) 수신단말과 네트워크 커버리지 밖의(out NW) 수신단말 모두에게 사용될 수 있다.

나아가, 본 발명의 페이징 신호는 기존의 셀룰러 페이징 신호에 PD2DSCH 업데이트(update) 필드를 추가한 형태일 수도 있으나, D2D 페이징 신호를 별도로 구성하여, 셀룰러 페이징과는 별개의 주기로 전송할 수 도 있다, 이때 페이징 신호는 PD2DSCH 신호의 업데이트뿐만 아니라, 데이터 통신(data communication) 채널에 피기백(piggyback) 형태로 전송되는 제어 정보(control information, CI)의 업데이트 여부를 알려줄 수도 있다. CI 신호는 NDI(new data indicator), RV(redundancy version) 의 정보를 포함하고 있는데, CI 신호의 업데이트 여부를 페이징 신호로 알려줄 수 있다. 여기서, CI 는 D2D 통신에 이용되는 제어 정보 혹은 제어 정보를 위한 채널을 의미할 수 있다.

도 16 은 상술한 본 발명에 따른 제어 정보 피기백(Control Information piggybacking)을 나타낸다. 도 16 에서, RS, CI 를 제외한 나머지 자원들은 데이터 통신으로 사용됨을 가정하였다.

도 17 을 참조하여 페이징을 이용한 PD2DSCH 변경 알람에 대하여 다시 설명한다. 도 17 에서, 단말은 n 번째 메인 주기(main period)에서 D2DSS 에 동기화를 수행하고, PD2DSCH 2 개를 수신하여 디코딩하였다. 그 후 별도의 페이징 알람(paging notification)을 받지 못했으므로 계속해서 D2DSS 만 수신하여 동기를 업데이트시킨다. 그러나, n+1 번째 메인 주기(main period)에서 변경 알람(change notification)을 수신하였다면, n+2 번째 메인 주기(main period)에서 새로운 PD2DSCH 가 전송됨을 인식하고 수신을 시작할 수 있다.

3. D2D 통신을 위한 반복카운트(Repetition Count)

본 발명의 일 실시예에 따르면, PD2DSCH 에 전송되는 컨텐츠(contents) 중 하나로 반복카운트(repetition count)가 추가될 수 있다. 예를 들어, 상위 계층 시그널링(higher layer signaling)등을 통해 결정되거나 혹은 사전에 정의된(예를 들어, 전술한 방법에 의해), 메인 주기를 알고 있는 단말은 PD2DSCH 를 디코딩하여 반복 카운트 필드(repetition count filed) 값에 따라 어느 시점에 다음 PD2DSCH 를 검출할지 알 수 있다.

예를 들어, PD2DSCH 의 콘텐츠가 바뀌는 주기가 2 초(sec)이고, 매 100ms 마다 PD2DSCH 가 전송된다고 가정할 때, 임의의 시점에서 단말이 PD2DSCH 디코딩 결과 반복 카운트 필드가 16 일 경우, 400ms 후에 PD2DSCH 를 검출하면 된다. 이 때, 해당 시점까지 PD2DSCH 의 주요 내용 (예를 들어, 반복 카운트를 제외한 나머지 정보)은 변경되지 않는다고 간주될 수 도 있다.

4. D2D 통신을 위한 동기 신호의 CRC 마스크 설정

이하에서는 본 발명에 따라 D2D 통신(Device to Device communication)을 하는 단말들이 단말간 동기화 (synchronization)를 수행할 때, 동기 신호의 CRC 마스크(mask) 설정방법에 관한 것이다.

먼저, 도 18 과 도 19 는 본 발명이 적용되는 D2D 와 연관된 동기 신호의 기본 구조를 설명하기 위한 참고도이다. 도 18 에서, PD2DSS 는 프라이머리 D2D 동기화 신호(Primary D2D Synchronization Signal), SD2DSS 는 세컨더리 D2D 동기화 신호(Secondary D2D Synchronization Signal), PD2DSCH 는 물리적 D2D 동기화 채널(Physical D2D Synchronization Channel)을 나타낸다. D2D 통신을 위한 동기 신호는 세 가지 신호로 구성되며, 각각은 LTE 시스템의 PSS, SSS, PBCH 구조와 같은 형태를 가질 수 있다.

이러한 동기 신호는 도 19 와 같은 D2D 연결 상태에서 사용될 수 있으며, 도 19 를 참조하여 D2D 동기화 과정의 기본적인 연결 상태를 설명한다.

먼저 동기화 소스(synchronization source, SR)는, eNB 나 UE 가 될 수 있는데, SR 은 독자적인 동기 신호를 전송할 수 있으며, 예를 들어 eNB 라면 PSS/SSS 를 전송할 수 도 있다. 따라서, D2D 를 수행하는 단말(예, UE3)는 동기 신호를 수신하여 D2D 를 수행할 수 있으며, 한편 릴레이 단말들은 SR 의 동기 신호를 수신하여 다른 D2D UE 들에게 재전송할 수 있다.

이러한 경우에, PD2DSCH 의 데이터 필드에 CRC 를 부착하여 터보, 컨벌루션 코드로 인코딩(예, 터보 코딩, 컨벌루션 코딩)하여 전송될 수 있는데, 본 발명에서는 이러한 CRC 를 마스킹(masking)하여 중요한 특정 정보를 전송할 수 있다. 이하에서, 본 발명의 설명의 편의를 위하여, CRC 길이는 16 비트들을 예시로 들겠으나, 다른 값을 가져도 무방하다.

본 발명에 따르면, CRC 마스크(mack)에는 동기화 소스(예를 들어, SR UE)의 타입(type) 정보가 지시될 수 있다. 즉, 다수 개의 동기 신호를 수신하였을 때, 동기의 정확도를 간접적으로 지시하는 지표를 포함함으로써, 통신의 우선 순위를 결정하는데 기준이 될 수 있다. 표 7 은 CRC 마스크에 동기화 소스의 타입 정보를 지시하는 일 예를 나타낸다. 또한, UE 가 D2DSS/PD2DSCH 를 송신하는 경우라 하더라도 해당 UE 가 eNB coverage 내부에 있는지 아니면 외부에 있는지에 따라서 동기 참조 타입(SR type)이 달라질 수 있는데, 이는 UE 가 eNB coverage 내부에 있는 경우 궁극적인 SR 은 eNB 가 되기 때문이다. 따라서 상기 설명에 있어서 동기 참조 타입(SR type)이 eNB 라 함은 해당 D2DSS/PD2DSCH 를 송신하는 UE 가 eNB 의 coverage 내부에 있음을 의미할 수 있다. 즉 CRC 마스킹을 통하여 D2DSS/PD2DSCH 를 송신하는 UE 가 eNB coverage 내부에 있는지 아니면 외부에 있는지를 구분할 수 있다.

또한, 본 발명에 따라 CRC 마스크는, 계층 레벨(Stratum level)를 지시할 수 도 있다. 즉, 수신된 동기 신호가 몇 번째 재전송되는 것인지를 지시할 수 있다. 일반적으로 동기 오차는 릴레이 동작이 진행될수록 누적되는데, 이것을 피하기 위해 동기신호의 릴레이 횟수에 제한을 두는 것이 바람직하다.

예를 들어, 표 8 과 같이 정의된 경우, 계층 레벨(Stratum level)=0 이라면, SR UE 로부터 바로 전송된 동기 신호를 의미하고, 계층 레벨(Stratum level)=1 이라면 한번 릴레이 동작이 수행된 신호, 즉 도 19 의 릴레이(예를 들어, realy1, relay2)가 전송한 동기신호임을 의미한다.

표 8 의 예에서는 계층 레벨(Stratum level) 의 최대값은 2 를 가진 것을 가정하였는데, 여기서, 계층 레벨(Stratum level)=2 인 동기신호는 더 이상 릴레이 되지 않음을 의미할 수 도 있다.

한편, eNB 의 D2D 동기신호는 LTE PSS/SSS 이므로 PD2DSCH 를 가지지 않는다. 즉, 계층 레벨(Stratum level)=0 은 항상 네트워크 커버리지 밖에(out NW)에 있는 SR UE 만 사용하게 될 것이다. 따라서, 동기 신호의 정확도를 간접적으로 알 수 있으므로, 여러 동기 신호들을 검출했을 때, 우선순위를 결정하는 기준이 될 수 도 있다.

또한 본 발명에 따라, CRC 마스크는 전송 타입(Transmission type)을 지시할 수 도 있다. 즉, 유니캐스트(Unicast), 그룹캐스트(groupcast), 브로드캐스트(broadcast)여부를 CRC 마스크를 통해 알려줄 수 있다. 따라서, 브로드캐스트 정보를 수신하고자 하는 단말들은, 브로드캐스트에 해당하는 마스크(mask)를 사용해서 PD2DSCH 를 디코딩후, 성공하면 그 다음 동작(예를 들어, 탐색신호(discovery) 수신)을 수행하고, 실패하면 다른 브로드캐스트 신호를 검색할 수 있다.

또한 본 발명에 따라, CRC 마스크는 PD2DSCH 포맷 지시자(PD2DSCH format indicator)를 지시할 수 도 있다. i) 단말이 네트워크 커버리지 내에 존재하는지 아닌지(즉, in-NW/out-NW) 여부, ii) 혹은 D2D 통신의 유니캐스트, 그룹캐스트, 브로드캐스트 종류 iii) 혹은 기타 이유에 따라서, 단말이 필요한 정보가 다르거나, 일부 정보는 (D2D 통신을 수행하는 단말이 아닌) eNB 로부터 수신하는것이 바람직할 수 있다. 예를 들어, 네트워크 커버리지 내에 존재하는(즉, in-NW) 상황에서는 전체 자원후보(resource pool)을 eNB 가 직접 지정해 주는 것이 전체 자원 스케줄링의 관점에서 바람직하다.

따라서, 네트워크 내(in-NW)의 자원 후보 필드(resource pool field)를 eNB 로부터 상위 계층 신호(예, RRC)를 통해 수신하고, PD2DSCH 의 자원후보 필드는 삭제함으로써, 이에 대신하여 다른 필드 값을 반복 한다든지, 예약(reserved) 필드를 더 확보할 수 있다. 즉, 다양한 상황에서 PD2DSCH 에 들어가는 정보들의 종류가 달라질 수 있는데, 이것을 알려주는 용도로 CRC 마스크가 사용될 수 있다.

도 20 은 본 발명에 따라 CRC 마스크(mask)를 PD2DSCH 포맷 지시자로 사용하는 경우를 설명하기 위한 참고도이다.

도 20 에서 나타난 바와 같이, 서로 다른 포맷의 PD2DSCH 가 전송되었다고 가정하는 경우, 포맷 1/2 는 필드 D 가 생략되고, 포맷 1A/2A 는필드 B 가 생략될 수 있다.

따라서, D2D 수신단말은 PD2DSCH 를 수신하여 포맷 1/1A 및 포맷 2/2A 의 두가지 길이로 블라인드 디코딩을 한후, 각각 2 종류의 CRC 디마스킹(demasking)(0x0000, 0xFFFF)으로 CRC 체크하여, 성공한 포맷으로 PD2DSCH 를 인식할 수 있다. 이상에서는, 설명의 명확화를 위하여, 두 가지 길이를 블라인드 검출하는 것을 예시하였으나, 이는 부가적인 요소에 불과하며, 한가지 길이를 가지는 경우(즉, CRC Mask 만을 체크하는 경우)에도 본 발명이 적용될 수 있을 것이다.

또한, 본 발명에 따른 CRC 마스크는, 동기 참조 ID(Synchronization reference ID)를 지시할 수 도 있다. 즉, 각 동기 참조(synchronization reference, SR)는 다른 참조(reference)와의 구분을 위해서 ID 를 가질 수 있다. 이하에서는 이를 동기 참조 ID(synchronization reference ID)라 지칭한다.

예를 들어, 도 19 의 릴레이 1(Relay1), 릴레이 2(Relay2)에서와 같이 다른 UE 의 D2DSS 를 중계하는 UE 는, 원래 D2DSS 를 송신했던 UE 와 동일한 동기 참조(synchronization reference)를 사용한다고 볼 수 있으며, 이에 따라서 동일한 동기 참조 ID(synchronization reference ID)를 가질 수 있다.

일반적으로 D2DSS 의 시퀀스는 동기 참조 ID (예를 들어, 기존의 LTE 셀 ID 와 동일한 구조를 가지는 일종의 가상 셀 ID 일 수 있음)로부터 생성되는데, 만일, PD2DSCH 의 CRC 가 동기 참조 ID(synchronization reference ID)로부터 생성된다면, UE 는 D2DSS 의 검출로부터 유도한 동기 참조 ID(synchronization reference ID)가 실제 전송되었는지 여부를 확인할 수 있다. 또한, 만일 상술한 SR 타입(type)에 따라서 SR ID 가 상이하게 나타난다면, SR ID 를 CRC 마스킹(making)에 활용함으로써 SR 타입을 CRC 마스킹에 반영될 수 도 있다. 예를 들어, 짝수의 SR ID 는 eNB 가 SR 인 경우에, 홀수의 SR ID 는 UE 가 SR 인 경우에 해당하는 것으로 해석될 수 있다. 이는, 짝수의 SR ID 는 eNB 내부에 위치한 UE 가 D2DSS 를 송신할 때 사용하는 ID 이며, 홀수의 SR ID 는 eNB 외부에 위치한 UE 가 D2DSS 를 송신할 때 사용하는 ID 로 해석될 수 도 있다. 이와 유사하게 일정 영역의 SR ID 는 eNB 의 지시에 따라서 D2DSS 를 송신하는 UE 가 사용하는 반면, 다른 영역의 SR ID 는 eNB 의 지시 없이 coverage 외부의 UE 가 선택하여 사용하는 경우, SR ID 로 CRC mask 를 도출한다면 PD2DSCH 를 수시한 UE 는 CRC mask 를 통해서 해당 D2DSS 가 어떤 상황의 UE 에게서 전송된 것인지를 파악할 수 있게 된다.

또한, 본 발명에 따른 CRC 마스크는, CP 길이(Cyclic Prefix Length)를 지시하기 위하여 사용될 수 있다.. 즉, 동일한 동기 참조(synchronization reference)를 사용하여 D2D 를 송수신하는 UE 는 CP 길이를 맞추어야 하는데, PD2DSCH 를 통한 별도의 시그널링대신 CRC 마스킹을 통하여 사용되는 CP 길이를 지시할 수 도 있다.

또한, 본 발명에 따른 CRC 마스크는, 동기 자원 인덱스(Synchronization resource index)를 지시하기 위하여 사용될 수 있다. 즉, UE 가 D2DSS 를 송신하는 동기 자원(synchronization resource)은 여러 개로 구성될 수 있다. 예를 들어, 하나의 UE 가 D2DSS 를 전송하는 주기가 40 ms 로 주어지는 경우, 하나의 40 ms 주기 내에는 다수의 동기 자원들이 존재하며, 하나의 주기 내에서 하나의 UE 는 하나의 동기 자원상에서 D2DSS 를 전송하면서, 다른 동기 자원상에서는 다른 UE 가 송신하는 D2DSS 를 수신할 수 있다.

따라서, UE 가 특정 D2DSS 및 PD2DSCH 를 수신하였을 때 해당 신호를 수신한 동기 자원이 D2DSS 주기 내에서 몇 번째에 해당하는 것인지를 파악하기 위해서, PD2DSCH 의 CRC 마스킹(CRC masking)을 통하여 동기 자원의 인덱스를 알려줄 수 있다.

도 21 은 본 발명에 따라 CRC 마스킹을 통하여 동기 자원의 인덱스를 지시하는 경우를 설명하기 위한 참고도이다. 도 21 은 하나의 D2DSS 주기 내에서 두 개의 동기 자원이 인접해 있고 나머지 시간 자원을 그 외의 D2D 신호 및 셀룰러 신호 송수신의 용도로 활용하는 경우를 나타낸다. 이 때 만일 특정 UE 가 특정 동기 자원에서 D2DSS/PD2DSCH 를 수신한 경우, 해당 신호의 인덱스를 알아야 또 다른 동기 자원의 위치를 파악할 수 있게 되어 이에 따른 D2D 송수신을 수행할 수 있다 예를 들어, 특정 UE 는 특정 동기 자원에서 D2DSS/PD2DSCH 를 수신하여 그 신호의 인덱스를 파악한 후, 파악된 특정 동기 자원과 다른 동기 자원상에서 D2DSS 를 송신함으로써 자신이 수신하는 D2DSS 와의 충돌을 피할 수 있다.

즉, 도 21 에서, UE 가 특정 자원상에서 D2DSS/PD2DSCH 수신한 경우에 CRC 마스킹(CRC masking)을 통하여 해당 동기 자원의 인덱스가 0 인 것을 알았다면, 바로 그 다음에 인텍스 1 인 또 다른 동기 자원이 있음을 파악할 수 있다. 혹은 동기 자원 인덱스가 1 인 경우, 바로 그 이전에 인덱스 0 인 또 다른 동기 자원이 존재함을 파악할 수 도 있다.

즉, 이와 같이 동기 자원 인덱스를, CRC 마스킹을 이용하여 지시하는 동작은 상기 설명한 계층 레벨(stratum level)을 지시하는 동작과 유사성이 있는데, 도 19 에서 설명한 일반적인 동기 릴레잉(synchronization relaying)의 경우에 있어서, 특정 계층 레벨(stratum level)의 UE 는 이전 레벨의 D2DSS 를 수신해야 하기 때문에 상이한 계층 레벨(stratum level)의 동기 자원은 시간에서 구분되어야 하기 때문이다. 따라서, 계층 레벨(stratum level)이 사용되는 동기 릴레잉(synchronization relaying)에 있어서 동기 자원 인덱스와 계층 레벨(stratum level) 사이에는 사전에 정해진 연관(linkage)가 있다고 볼 수 있으며, 이 경우 동기 자원 인덱스를 CRC 마스킹을 이용하여 알려주는 동작은 계층 레벨(stratum level)을 알려주는 동작과 동일하다고 볼 수 있다. 그러나 D2D 동기화 동작의 구체적인 형태에 따라서는 계층 레벨(stratum level)이 시그널링되지 않을 수도 있는데, 특히 고속으로 이동하는 UE 의 경우에는 계층 레벨(stratum level)이 지속적으로 변화하기 때문에 그 사용이 오히려 빈번한 동기 변화를 유발하여 전체 성능을 저하시킬 수 있다. 이렇게 계층 레벨(stratum level)이 사용되지 않는 경우라 하더라도 개별 UE 는 D2DSS 를 송신하면서 또 다른 UE 의 D2DSS 를 수신하도록 동작해야 하므로 여전히 동기 자원(synchronization resource)의 시간 상 분리는 필요하고, 이 때 역시 동기 자원 인덱스(synchronization resource index)를 알려주는 것이 상기 설명한 동작을 가능케 한다는 점에서 필요하다.

나아가, PD2DSCH 에 대한 CRC 마스킹을 수행함에 있어서 상술한 동기화 소스(예를 들어, SR UE)의 타입, 계층 레벨, 전송 타입, PD2DSCH 포맷 지시자, 동기 참조 ID, CP 길이, 혹은 동기 자원 인덱스 중 적어도 두 가지 이상을 결합하여 CRC 마스킹에 사용될 최종 비트 문자열(bit string)을 생성하는 것도 가능하다.

한편 상술한 정보들은 CRC 마스킹 뿐만 아니라 i)PD2DSCH 의 데이터 비트를 스크램블링(scrambling)하는 시퀀스를 생성하는데 사용되거나, 혹은 ii)PD2DSCH 를 복조(demodulate)하는 참조 신호(reference signal)의 시퀀스를 생성하는데 사용됨으로써, 보다 다양한 방법으로 해당 정보를 UE 에게 전송하는 것을 가능케 할 수 있다. 즉 상술한 정보를 PD2DSCH 의 송신에 활용되는 각종 시퀀스의 생성에 사용함으로써 수신 UE 에게 전달하는 것이다.

나아가, 상술한 바에 따라, 수신단은 디코딩(convolutional decode 혹은 turbo decode)을 수행하여 원래의 비트(bit) 값을 복원한 다음, CRC 블라인드 디코딩(CRC blind decoding)을 통해 마스크 값과 CRC 를 점검해서 오류가 없는 경우에 해당 정보값을 사용할 수 있다.

5. D2D 통신을 위한 DM-RS 전송 방법

이하에서는, D2D 통신을 위한 동기 채널과 연관된 DM-RS 에 대하여 상술한 정보를 포함하는 방법을 보다 구체적으로 설명한다.

상술한 바와 같이, PUSCH 의 DM-RS 를 결정하는 요소는 여럿이 있지만 가장 기본적으로 활용하는 것은 셀 ID(cell ID)(혹은 네트워크가 셀 ID(cell ID)와 별도로 설정해준 가상 셀 ID(virtual cell ID))에 해당하는

이다.

따라서, 본 발명에 따른 D2D 통신에서는

필드를 전달하고자 하는 정보로 대체하여 DM-RS 를 생성할 수 있다. 예를 들어, 동기 참조 ID(Synchronization reference ID)를 셀 ID 자리에 넣어서 DM-RS 를 생성할 수 있다.

한편, 동기 참조 ID(synchronization reference ID)의 영역은 넓은데 비해서 PUSCH DM-RS 의 기본 시퀀스(base sequence)는 최대 30 개 밖에 생성되지 않아, 비록 동기 참조 ID 를 셀 ID 자리에 넣어서 DM-RS 를 생성하더라도, 상이한 동기 참조 ID(synchronization reference ID)의 D2DSS/PD2DSCH 가 동일 자원에서 동일 DM-RS 로 전송되는 경우가 빈번하게 발생할 수 있다. 특히, 수신 UE 가 프레임 넘버(frame number)나 서브프레임 넘버(subframe number)를 파악하지 못한 상태에서 수신하는 PD2DSCH 에서는 상술한 프레임 넘버 혹은 서브프레임 넘버를 활용한 sequence hopping 이 불가능하므로 상기 설명한 제약이 더욱 심해지게 된다. 이 경우 동기 참조 ID(synchronization reference ID)로 그 외의 DM-RS 생성 파라미터, 예를 들어 DM-RS 순환 시프트 그리고/또는 OCC(Orthogonal Cover Code)를 생성함으로써 그 문제를 완화할 수 있다.

예를 들어, 동기 참조 ID(synchronization reference ID)의 하위 일부 비트를 이용하여 OCC 를 결정하고, 이를 제외한 나머지 비트 중 또 하위 일부 비트를 이용하여 DM-RS 순환 시프트를 결정하고, 그 이외의 비트를 이용하여 기본 시퀀스 생성 파라미터

자리를 대체하거나 직접적으로 시퀀스 그룹 넘버를 결정할 수 있다. 예를 들어 설명하면, OCC 는 동기 참조 ID(synchronization reference ID)의 하위 1 비트로 수학식 26 와 같이 결정할 수 있다.

순환 시프트(CS)는 동기 참조 ID(synchronization reference ID)의 하위 3 비트로 PUSCH DMRS CS 의 수식을 수정하여 수학식 27 와 같이 결정하고,

기본 시퀀스(Base sequence)는 동기 참조 ID(synchronization reference ID)를 직접 이용하여, PUSCH DMRS 기본 시퀀스(base sequence)의 수식을 수정하여, 수학식 28 와 같이 결정할 수 있다.

수학식 28 에서

는 동기 참조 ID(synchronization reference ID)이다. 혹은 OCC 를 최저 동기 참조 ID(lowest synchronization reference ID)를 통해 결정하였으므로,

와 같이 설정할 수 있다. 또한 순환 시프트(CS) 혹은 OCC 중 적어도 하나를 동기 참조 ID(synchronization reference ID)의 하위 4 비트로 설정하였으므로, 기본 시퀀스(base sequence)는

으로 설정할 수 있다. 혹은 이 반대로 동기 참조 ID(synchronization reference ID)의 하위 비트를 이용하여 기본 시퀀스를 정하고, 나머지 상위 비트를 이용하여 순환 시프트(CS)/OCC 를 설정할 수 있다.

동기 자원 인덱스(Synchronization resource index)는 시간에 대한 정보에 해당하므로 DM-RS 생성에서 시간 자원 인덱스에 대응하는 서브프레임 인덱스(혹은 슬롯 인덱스)를 대체할 수 있다. 예를 들어, 하나의 D2DSS 주기에 두 개의 동기 자원(synchronization resource)이 존재한다면, 첫 번째 동기 자원에서는 슬롯 인덱스를 0 과 1 로, 두 번째 동기 자원에서는 슬롯 넘버를 2 와 3 으로 설정할 수 있다.

이하에서는 PD2DSCH 의 스크램블링에 대하여 알아 본다. 현재, LTE 상의 PUSCH 와 관련한 스크램블링의 초기(initial) 값은 수학식 29 와 같이 설정된다.

수학식 29 에서, n _RNTI 는 상위 계층 시그널링(higher layer signaling)에 의해 지시되는 값이고, q 는 코드워드(codeword) 숫자이고,

는 데이터의 서브프레임 넘버를 의미하며,

는 셀 ID(cell ID)이다. 본 발명에서는 수학식 29 를 이하 방안 29-1 내지 방안 29-7 과 같이 변형하여 PD2DSCH 의 스크램블링의 초기 값을 결정할 수 있다.

● 29-1: 수학식 29 에서 n _RNTI 값을 '0' 으로 고정할 수 있다.

● 29-2: 수학식 29 에서

값을 '510' 또는 '511' 로 고정할 수 있다.

● 29-3: 수학식 29 에서

값을 동기 참조 ID(synchronization reference ID)로 설정(setting)할 수 있다.

● 29-4: 수학식 29 에서 n _RNTI 값을 동기 참조 ID(synchronization reference ID)로 설정할 수 있다.

● 29-5: 수학식 29 에서 n _RNTI 값을 '510' 또는 '511' 로 고정할 수 있다.

● 29-6: 수학식 29 에서 n _s 값을 '0' 으로 설정할 수 있다.

● 29-7: 수학식 29 에서 n _s 값을 D2DSS 가 전송되는 서브프레임 넘버 혹은 슬롯 넘버에 의해 결정할 수 있다.

본 발명에 따른 스크램블링 상에서 방안 29-2, 방안 29-4 혹은 방안 29-6 을 사용하는 경우,

또는

이다. q 는 코드워드(codeword) 숫자가 D2D 에서 1 개이므로, 0 으로 가정하게 된다. 여기서,

는, 동기 참조 ID(synchronization reference ID)이다.

본 발명에 따른 스크램블링 상에서 방안 29-3, 방안 29-5 혹은 방안 29-6 을 사용하면,

또는

는, 동기 참조 ID(synchronization reference ID)이다.

한편, D2DSSue_net 의 경우에 커버리지 내의 UE(in coverage UE)가 eNB 의 타이밍을 기준(reference)로 하여 전송하는 D2DSSue_net 이 있을 수 있고, 커버리지 내의 UE(in coverage UE)가 전송하는 D2DSSue_net 을 타이밍 기준(timing reference)으로 하여 커버리지 밖의 UE(out coverage UE)가 전송하는 D2DSSue_net 이 있을 수 있다. 이때 D2DSSue_net 을 전송하는 UE 가 커버리지 내(in-coverage_에 있는지 커버리지 밖(out-coverage)에 있는지 지시하기 위한 (예를 들어, 1 비트) 지시자가 PD2DSCH 에 포함되어 전송될 수 있다.

이 경우 같은 동기 ID(synchronization ID)를 가지는 D2DSSue_net 이라고 하더라도, 전송하는 UE 의 (in-covreage/out-coverage) 상태(state)에 따라 스크램블링(scrambling)및 DMRS 를 다르게 설정해주는 것이 필요하다. 왜냐하면 1 비트 지시자에 의해 PD2DSCH 의 컨텐츠(contents)가 바뀌기 때문이다. 따라서, 본 발명에서, PD2DSCH 그리고/또는 PD2DSCH 디코딩을 위한 DMRS 는 1 비트 지시자에 의해 다르게 설정하는 것을 제안한다.

예를 들어, DMRS 의 경우 OCC 부분이 UE 의 1 비트 지시자에 의해 결정될 수 있다. 이 경우

는

으로 설정될 수 있다. 또한,

가 1 비트 지시자에 의해 결정될 수 있다. 또한, 상술한 DMRS 재설정에서

가 1 비트 지시자에 의해 다르게 설정될 수 있다. 예를 들어, 1 비트 지시자가 0 인 경우에는

를 그대로 사용하고, 지시자가 1 인 경우에는

+X(여기서 X 는 사전에 설정된 값이거나,

에 연동되어 사전에 결정된 값일 수 있다.)와 같이 설정될 수 있다.

또한, 스크램블링 시퀀스의 경우 상술한 1 비트 지시자를 적용하는 방안 29-8 내지 29-11 을 추가적으로 고려할 수 있다.

● 29-8: 수학식 29 에서 q 값을 1 비트 지시자에 따라 다르게 설정한다.

● 29-9: 수학식 29 에서 n _RNTI 값을 1 비트 지시자에 따라 다르게 설정할 수 있다. 예를 들어, 커버리지 내의 UE(in coverage UE)는 510 을 사용하고, 커버리지 밖의 UE(out coverage UE)는 511 을 사용하는 것이다.

● 29-10:

값을 1 비트 지시자에 따라 다르게 설정할 수 있다. 예를 들어, 커버리지 내의 UE(in coverage UE)는 510 을 사용하고, 커버리지 밖의 UE(out coverage UE)는 511 을 사용하는 것이다.

● 29-11: n _s 값을 1 비트 지시자에 따라 다르게 설정할 수 있다. 예를 들어, 커버리지 내의 UE(in coverage UE)는 0 을 사용하고, 커버리지 밖의 UE(out coverage UE)는 0 이외의 다른 특정 값을 사용하는 것이다.

도 22 는 본 발명의 실시예에 적용될 수 있는 기지국 및 사용자 기기를 예시한다. 무선 통신 시스템에 릴레이가 포함되는 경우, 백홀 링크에서 통신은 기지국과 릴레이 사이에 이뤄지고 엑세스 링크에서 통신은 릴레이와 사용자 기기 사이에 이뤄진다. 따라서, 도면에 예시된 기지국 또는 사용자 기기는 상황에 맞춰 릴레이로 대체될 수 있다.

도 22 를 참조하면, 무선 통신 시스템은 기지국(BS, 110) 및 사용자 기기(UE, 120)을 포함한다. 기지국(110)은 프로세서(112), 메모리(114) 및 무선 주파수(Radio Frequency, RF) 유닛(116)을 포함한다. 프로세서(112)는 본 발명에서 제안한 절차 및/또는 방법들을 구현하도록 구성될 수 있다. 메모리(114)는 프로세서(112)와 연결되고 프로세서(112)의 동작과 관련한 다양한 정보를 저장한다. RF 유닛(116)은 프로세서(112)와 연결되고 무선 신호를 송신 및/또는 수신한다. 사용자 기기(120)은 프로세서(122), 메모리(124) 및 RF 유닛(126)을 포함한다. 프로세서(122)는 본 발명에서 제안한 절차 및/또는 방법들을 구현하도록 구성될 수 있다. 메모리(124)는 프로세서(122)와 연결되고 프로세서(122)의 동작과 관련한 다양한 정보를 저장한다. RF 유닛(126)은 프로세서(122)와 연결되고 무선 신호를 송신 및/또는 수신한다. 기지국(110) 및/또는 사용자 기기(120)은 단일 안테나 또는 다중 안테나를 가질 수 있다.

이상에서 설명된 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들이 소정 형태로 결합된 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려되어야 한다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성하는 것도 가능하다. 본 발명의 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다. 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함시킬 수 있음은 자명하다.

본 발명에 따른 실시예는 다양한 수단, 예를 들어, 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 하나 또는 그 이상의 ASICs(application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 프로세서, 콘트롤러, 마이크로 콘트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.

펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일실시예는 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차, 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.

본 발명은 본 발명의 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 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.

Claims

무선 통신 시스템에서 단말의 상기 단말과 다른 단말 간의 통신을 통한 신호 송신 방법에 있어서,
상기 통신을 위한 동기 관련 정보를 포함하는 물리 채널을 위한 복수의 비트들을 생성하는 단계;
직교 코드(orthogonal code), 순환 시프트(cyclic shift) 및 시퀀스(Sequence)에 기초하여 상기 물리 채널과 연관된 복조 참조 신호(Demodulation Reference Signal, DM-RS)를 생성하는 단계; 및
상기 물리 채널 및 상기 복조 참조 신호를 상기 다른 단말에 전송하는 단계
를 포함하고,
상기 복조 참조 신호를 위한 상기 직교 코드, 상기 순환 시프트 및 상기 시퀀스는 상기 통신을 위한 동기 식별자에 기반하여 결정되는,
신호 송신 방법.
제1항에 있어서,
상기 복조 참조 신호를 위한 상기 직교 코드는 상기 동기 식별자의 하위 1 비트를 기반으로 결정되는, 신호 송신 방법.
제1항에 있어서,
상기 물리 채널을 위한 생성된 복수의 비트들은 상기 동기 식별자에 기초하여 스크램블링(scrambling)되는, 신호 송신 방법.
제1항에 있어서,
상기 물리 채널은 상기 통신을 위한 물리 브로드캐스트 채널인, 신호 송신 방법.
제1항에 있어서,
상기 복조 참조 신호를 위한 상기 직교 코드는 상기 동기 식별자(identify)를 모듈로 2(modulo 2) 연산한 것에 기초하여 결정되는, 신호 송신 방법.
제1항에 있어서,
상기 복조 참조 신호를 위한 상기 순환 시프트는 제1 값을 모듈로 8(modulo 8) 연산한 것에 기초하여 결정되고,
상기 제1 값은 상기 동기 식별자를 2로 나눈 값의 바닥 함수(floor function)인, 신호 송신 방법.
단말과 다른 단말 간의 통신에서 신호 송신을 위한 단말에 있어서,
무선 주파수 유닛(Radio Frequency Unit); 및
프로세서(Processor)를 포함하며,
상기 프로세서는,
상기 통신을 위한 동기와 관련된 정보를 나르는 물리 채널을 위한 복수의 비트들을 생성하고, 직교 코드(orthogonal code), 순환 시프트(cyclic shift) 및 시퀀스(Sequence)에 기초하여 상기 물리 채널과 연관된 복조 참조 신호(Demodulation Reference Signal, DM-RS)를 생성하고, 상기 물리 채널 및 상기 복조 참조 신호를 상기 다른 단말로 전송하도록 구성되고,
상기 복조 참조 신호를 위한 상기 직교 코드, 상기 순환 시프트 및 상기 시퀀스는 상기 통신을 위한 동기 식별자에 기반하여 결정되는, 단말.
제7항에 있어서,
상기 복조 참조 신호를 위한 상기 직교 코드는 상기 동기 식별자의 하위 1 비트에 기반하여 결정되는, 단말.
제7항에 있어서,
상기 물리 채널을 위해 생성된 복수의 비트들은 상기 동기 식별자에 기초하여 스크램블링(scrambling)되는, 단말.
제7항에 있어서,
상기 물리 채널은 상기 통신을 위한 물리 브로드캐스트 채널인, 단말.
제7항에 있어서,
상기 복조 참조 신호를 위한 상기 직교 코드는 상기 동기 식별자(identify)를 모듈로 2(modulo 2) 연산한 것에 기초하여 결정되는, 단말.
제7항에 있어서,
상기 복조 참조 신호를 위한 상기 순환 시프트는 제1 값을 모듈로 8(modulo 8) 연산한 것에 기초하여 결정되고,
상기 제1 값은 상기 동기 식별자를 2로 나눈 값의 바닥 함수(floor function)인, 단말.
단말과 다른 단말 간의 통신에서, 상기 단말의 신호 송신을 위한 동작들을 수행하게 하는 프로세서에 있어서,
상기 동작들은,
상기 통신을 위한 동기 관련 정보를 포함하는 물리 채널을 위한 복수의 비트들을 생성하는 단계;
직교 코드(orthogonal code), 순환 시프트(cyclic shift) 및 시퀀스(Sequence)에 기초하여 상기 물리 채널과 연관된 복조 참조 신호(Demodulation Reference Signal, DM-RS)를 생성하는 단계; 및
상기 물리 채널 및 상기 복조 참조 신호를 상기 다른 단말에 전송하는 단계를 포함하고,
상기 복조 참조 신호를 위한 상기 직교 코드, 상기 순환 시프트 및 상기 시퀀스는 상기 통신을 위한 동기 식별자에 기반하여 결정되는, 프로세서.