KR20150101954A - 무선 통신 시스템에서 d2d 통신을 위한 스케쥴링 할당 신호 송신 방법 및 이를 위한 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 무선 통신 시스템에서 단말의 D2D(Device-to-Device) 통신을 위한 신호 송신 방법 및 장치에 관한 것이다. 구체적으로, 제 1 동기화 정보, 제 2 동기화 정보 혹은 스케줄링 할당(Scheduling assignment) 정보 중 적어도 하나가, 스케줄링 할당 자원 단위로 할당된 D2D 신호를 송신하는 단계를 포함하며, 제 1 동기화 정보 및 상기 제 2 동기화 정보는, 상이한 주기로 송신되도록 설정된 것을 특징으로 한다.

Description

무선 통신 시스템에서 D2D 통신을 위한 스케쥴링 할당 신호 송신 방법 및 이를 위한 장치{A method of transmitting a scheduling assignment signal for Device-to-Device communication in a wireless communication system, and an apparatus thereof}

본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로 무선 통신 시스템에서 D2D(DEVICE-TO-DEVICE) 통신을 위한 스케쥴링 할당 신호 송신 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 스케쥴링 할당 신호 송신 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 D2D(Device-to-Device) 통신을 위한 신호 송신 방법은, 제 1 동기화 정보, 제 2 동기화 정보 혹은 스케줄링 할당(Scheduling assignment) 정보 중 적어도 하나가, 스케줄링 할당 자원 단위로 할당된 D2D 신호를 송신하는 단계를 포함하며, 상기 제 1 동기화 정보 및 상기 제 2 동기화 정보는, 상이한 주기로 송신되도록 설정된다.

나아가, 상기 스케줄링 할당 정보를 위한 채널 추정을 위하여 정의된 적어도 하나의 DMRS(DeModulation Reference Signal)을 송신하는 단계를 더 포함할 수 있다. 더 나아가, 상기 적어도 하나의 DMRS 는, 순환 시프트(Cyclic shift) 값에 따라 구별되도록 설정된 것을 특징으로 할 수 있다. 혹은, 상기 적어도 하나의 DMRS 는, 서로 상이한 오프셋(offset)을 이용하여 구별되도록 설정된 것을 특징으로 거나, 상기 단말의 식별자에 기반하여 시퀀스가 생성되는 것을 특징으로 할 수 있다.

나아가, 상기 스케줄링 할당 정보가 할당된 서브프레임 넘버는, 상위 계층 시그널링을 통하여 지시되는 것을 특징으로 할 수 있다.

나아가, 상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 다른 양상인, 무선 통신 시스템에서 D2D(Device-to-Device) 통신을 위한 단말은, 무선 주파수 유닛(Radio frequency unit); 및 프로세서(processor)를 포함하며, 상기 프로세서는, 제 1 동기화 정보, 제 2 동기화 정보 혹은 스케줄링 할당(Scheduling assignment) 정보 중 적어도 하나가, 스케줄링 할당 자원 단위로 할당된 D2D 신호를 송신하도록 구성되며, 상기 제 1 동기화 정보 및 상기 제 2 동기화 정보는, 상이한 주기로 송신되도록 설정될 수 있다.

본 발명에 의하면, 무선 통신 시스템에서 D2D 통신을 위한 신호를 효율적으로 송신할 수 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 예시한다.
도 10 은 LTE 에서 사용되는 상향링크 서브프레임의 구조를 나타낸다.
도 11 은 D2D 동기 과정을 설명하기 위한 참고도이다.
도 12 는 D2DSS 와 PD2DSCH 가 서로 다른 주기로 전송되는 것을 표현하였다.
도 13 은 확장된 CP(Extended CP)에서 2 개의 D2DSS 심볼을 사용하는 실시예를 나타낸다.
도 14 는 본 발명에 따라 6 심볼로 구성된 PD2DSCH, 3 개의 SA 를 가정한 실시예를 설명하기 위한 참고도이다.
도 15 및 도 16 은 본 실시예에 따라, PD2DSCH OFDM 심볼을 각각 2 개, 3 개의 SA 심볼로 나눈 경우를 설명하기 위한 참고도이다.
도 17 및 도 18 은 DMRS 의 할당을 설명하기 위한 참고도이다.
도 19 는 본 발명의 제 2 실시예에 따라 특정 자원 단위로 SA 자원을 할당하는 경우의 일 실시예를 설명하기 위한 참고도이다.
도 20 은 본 실시예에 따라 D2DSS 영역에 SA 신호가 할당된 경우를 설명하기 위한 참고도이다.
도 21 은 본 실시예에 따라 D2DSS 에 SA 가 할당된 경우를 설명하기 위한 참고도이다.
도 22 는 본 실시예에 따라, 하나의 서브프레임에 두 개의 SA 가 들어간 경우를 설명하기 위한 참고도이다.
도 23 은 본 실시예에 따라 하나의 서브프레임에 3 개의 SA 가 전송되는 경우를 설명하기 위한 참고도이다
도 24 는 본 실시예에 따라, 표준 CP(normal CP)에서 하나의 SA 에 DMRS 가 2 개가 존재하는 경우를 설명하기 위한 참고도이다.
도 25 는 본 발명에 따른 확장된 CP(extended CP)에서 하나의 SA 에 2 개의 DMRS 가 존재하는 경우를 설명하기 위한 참고도이다
도 26 은 WAN 의 상향링크 DMRS 를 그대로 사용하여 추정을 하는 경우, D2DSS 와 SA/PD2DSCH 신호를 배치한 실시예(즉, DMRS/D2DSS/PD2DSCH 다중화)를 설명하기 위한 참고도이다.
도 27 은 도 25 의 확장된 CP(extended CP)에 기반하여 D2DSS 를 구성한 실시예를 나타낸다.
도 28 은 본 발명의 실시예에 적용될 수 있는 기지국 및 사용자 기기를 예시한다.

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 과같은 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(Trans 안테나 포트 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 LIE 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 하향링크제어채널(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, 심볼간 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

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 스위칭주기 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 NcellID = 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, NZC=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 스클램블링된다. 이때, S1 과 S2 는 서로 다른 시퀀스에 의해 스클램블링된다. 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 m1 은 수학식 11 다음에 기재된 표 4로부터 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 마스터 정보 블락(Master Information Block, MIB) 및 시스템 정보 블락(System Information Blocks, SIBs)에 의해 구성된다. 각 시스템 정보 블락은 기능적으로 연관된 파라미터의 모음을 포함하며, 포함하는 파라미터에 따라 마스터 정보 블락(Master Information Block, MIB) 및 시스템 정보 블락 타입 1(System Information Block Type 1, SIB1), 시스템 정보 블락 타입 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, X0R 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 음성 등의 데이터 신호를 전송하는데 사용된다. 제어 영역은 PUCCH 를 포함하고 상향링크 제어 정보(Uplink Control Information, UCI)를 전송하는데 사용된다. 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.

이하, 본 발명에서는, D2D 통신(Device to Device communication)을 하는 D2D 송신 단말들이 데이터를 전송하는 자원을 알려주는 스케쥴링 할당(scheduling assignment, SA) 신호를 D2D 동기 신호(D2DSS, PD2DSCH)을 분할한 크기(size)에 맞게 구성 및 전송하는 방법에 대하여 설명한다. 이에 따라, 수신 단말은 SA 신호를 수신하여 데이터 전송 자원을 파악한 뒤 데이터를 수신할 수 있다.

도 11 은 D2D 동기 과정을 설명하기 위한 참고도이다. 도 11 을 참조하면, 동기 신호는 D2DSS (D2D Synchronization Signal)과 PD2DSCH (Physical D2D Synchronization CHannel)로 구성되는데, SR(Synchronization Reference)단말과 릴레이 단말은 D2DSS 와 PD2DSCH 를 전송하여 D2D 수신 단말들이 동기를 획득할 수 있도록 한다. D2DSS 와 PD2DSCH 는 같은 주기로 함께 전송되는 것이 보통이지만, 전력 절약을 위해 D2DSS 는 빠른 주기로, PD2DSCH 는 느린 주기로 전송될 수 있다.

도 12 는 D2DSS 와 PD2DSCH 가 서로 다른 주기로 전송되는 것을 표현하였다. 이때, 동기를 획득한 D2D 단말들(DUE1, DUE2)은 자신이 수신할 D2D 데이터가 어디에 할당되었는지 알려주는 SA 신호를 별도의 SA 서브프레임에 전송하거나 PD2DSCH 가 전송되지 않는 주기(empty PD2DSCH region)에 전송할 수 있다. SF#0 은 D2DSS 와 PD2DSCH 가 함께 전송되는 서브프레임이며, SF #N 은 D2DSS 와 SA 신호가 함께 전송되는 서브프레임이다. SF #2N 은 D2DSS 역시 생략되고 그 자리에 SA 신호가 추가로 전송되는 서브프레임(SA only SF)이다. 또한, D2D 브로드캐스트 과정에서는 세 종류의 서브프레임 중 전체 혹은 일부만 나타날 수 도 있다.

D2D 단말들은 SA 신호를 수신하여 eNB 가 지정해주거나, 다른 SR 단말/릴레이 단말이 지정해준 D2D 자원 풀에서 해당하는 데이터 신호를 수신하여 복원할 수 있다.

이하, 본 발명에서, D2DSS, PD2DSCH 영역을 균등하게 분할하여 SA 신호 자원 단위로 사용하는 방법을 제안한다. SA 신호는 PD2DSCH 와 동일하게 LTE PUSCH-like 구조를 사용한다. 즉, SA 를 정상적으로 수신하기 위해서는 PD2DSCH 와 마찬가지로 DMRS 를 통해 채널 추정을 하고, 해당 SA 단위(unit)의 채널만 선택하여 터보 디코더(turbo decoder) 혹은 컨벌루셔널 디코더(convolutional decoder)를 사용해서 디코딩한다. 이때, SA 자원 단위를 PD2DSCH 의 부분 집합으로 구성할 경우, PD2DSCH 에서 사용하는 DMRS 의 구조를 변경하지 않고 PD2DSCH 에서 사용하는 채널추정 하드웨어(HW)/알고리즘을 그대로 재사용할 수 있다. 또한, SA 서브프레임이 별도로 존재하는 경우, 즉 D2DSS 와 SA 가 같은 서브프레임에서 전송된다는 제약이 없다면, PD2DSCH 영역뿐만 아니라 D2DSS 영역에도 SA 신호가 배치될 수 있다.

PD2DSCH 영역상의 스케쥴링 할당(scheduling Assignment, SA) 자원 배치

먼저, PD2DSCH 영역에 SA 를 배치하는 것을 설명한다. PD2DSCH 는 주파수축으로는 6 RB(Resource Block) 크기를 가지고, 시간축으로는 CP 길이(CP length), D2DSS 의 개수 및 DMRS 의 개수, AGC(Automatic Gain Control) 심볼 및 전환(transition) 심볼에 따라 여러 심볼 개수를 가질 수 있다.

표 5 는 본 발명의 실시예에 따른 PD2DSCH 심볼 개수의 가능한 조합의 실시예를 나타내며, 도 13 은 확장된 CP(Extended CP)에서 2 개의 D2DSS 심볼을 사용하는 실시예를 나타낸다. 표 5 및 도 13 에서, AGC 심볼과 전환(transition) 심볼은 각각 서브프레임의 처음과 끝에 위치하는 것이 바람직하나, D2DSS 와 DMRS 는 구성에 따라 다른 위치에 할당될 수 있다. 본 발명의 내용은 PD2DSCH 심볼의 위치에 구애받지 않으며, 심볼의 개수에 의해서만 영향을 받는다. 그러나, 본 발명의 설명의 편의를 위해 서브프레임의 제일 앞, 뒤 심볼에 AGC 심볼, 전환 심볼이 위치하고, 그 다음 X 개 심볼에 D2DSS 가 위치하며, 2 개의 DMRS 는 SF 내 임의의 심볼에 위치하고, 가운데 Y 심볼에 PD2DSCH 가 위치하는 경우만을 고려하겠다.

<제 1 실시예>

본 발명의 제 1 실시예에 따라 SA 자원 단위를 시간 축으로 배치하는 방법, 즉, 심볼 분할 방식에 대하여 설명한다.

시간 축으로 N 개의 SA 가 전송된다고 할 때, PD2DSCH 의 심볼을 N 개(N 은 2 이상의 자연수)의 집합으로 구분해서 SA 를 할당할 수 있다. 이때 할당 방법은 연속된 k 개 심볼을 하나의 SA 에 할당하는 방법과 심볼 단위로 K 개 SA 를 번갈아가며 할당하는 방법이 있다.

구체적으로, 도 14 와 같이 6 심볼로 구성된 PD2DSCH, 3 개의 SA 를 가정하여 설명한다. 도 14(a)와 같이 시간 순서대로 2/2/2 심볼씩 나누어서 각각 SA1, SA2, SA3 에 할당될 수 있다. 또한, 도 14(b)와 같이 SA0-SA1-SA2-SA0…의 순서로 번갈아가며 심볼이 할당될 수 도 있다.

한편, 심볼이 N 개의 SA 자원 단위로 심볼 개수가 나누어 떨어지지 않는다면, 특정 SA 자원 단위에는 1 개의 심볼을 추가할 수 있다. 이때, 심볼이 추가되는(즉, +1 을 하는) SA 자원 단위를 선택할 때는 채널 추정 성능이 열등한 자원 단위를 우선 순위로 한다. 예를 들어, 5 심볼 PD2DSCH 를 2 개의 SA 를 자원으로 나누어 할당하는 경우를 가정한다. 이때, SA0 가 2 심볼 크기를 가진다면, SA1 은 3 심볼 크기를 가질 수 있다. 이때, SA0 가 더 작은 심볼 개수를 가지므로 DMRS 에 가까운 심볼에 위치하는 것이 바람직하며, SA1 은 DMRS 심볼에 먼 곳에 위치(예, 채널 추정에 불리한 심볼)에 위치하여도 코딩 레이트(coding rate)가 낮기 때문에 좋은 디코딩 성능을 보여줄 것이다.

도 15 및 도 16 은 본 실시예에 따라, PD2DSCH OFDM 심볼을 각각 2 개, 3 개의 SA 심볼로 나눈 경우를 예시한다. 도 15 는 설명의 편의를 위하여, D2DSS 가 존재하는 중심(center) 6RB 를 대상으로 설명한 것이나, 본 실시예를 D2DSS 가 존재하는 RB, 즉 중심(center) 6 RB 로 제한 해석되어서는 아니될 것이다. 다시 말하면, 중심 RB 가 아닌 임의의 RB 에서도 SA 가 할당될 수 있으며, 도 16 과 같이 OFDM 심볼과 RB(혹은 부반송파)별로 SA 영역은 구분될 수 있다.

나아가, SA 신호를 위한 채널 추정을 위해, SA 를 전송하는 단말은 DMRS 신호를 함께 전송해주어야 한다. 이때, DMRS 심볼은 사전에 정해져 있을 것이므로, 해당 DMRS 심볼에 CDM 방식으로 중첩(overlap)시키거나, 심볼의 자원 요소(RE)들을 적절히 직교(orthogonal)하도록 배치하여 SA 전송 단말들이 나누어가지는 것이 중요하다. 이때의 DMRS 는, LTE 의 uplink PUSCH DMRS 와 동일한 수열임을 가정하겠으나, 수열 생성 파라미터(예, 수열 및 루트 인덱스의 종류, 길이, 순환 시프트(Cyclic shift) 값)의 전체 혹은 일부는 D2D 를 위해 변경될 수 있다.

도 17 을 참조하여 보다 구체적으로 DMRS 의 할당에 대하여 설명한다.

도 17(a)에서와 같이, DMRS 가 같은 자원에서 CDM 될 수 있다. 즉, LTE 의 DMRS 배치 방식과 동일하게, 동일한 심볼에 복수개의 DMRS 가 위치할 수 있으며, 각각의 DMRS 는 순환 시프트(cyclic shift)값을 달리해서 구분될 수 있다.

또는, 도 17(b)와 같이 하나의 자원 요소(RE)씩 엇갈리게 분배할 수 도 있다. 즉, PD2DSCH 영역에 n 개의 SA 가 있다고 할 때, nk+0 번째 DMRS RE 는 SA0 의 DMRS 에 할당, nk+m 번째 RE 는 SAm 에, 하나의 RE 씩 순차적으로 할당될 수 있다. 이때, DMRS 심볼에 따라 다른 오프셋(offset)을 주어 다른 SA 인덱스에서 시작하게 하는 것이 채널 추정 성능이 최대화에 유리하다.

또는 도 17(c)와 같이, 몇 개의 연속된 RE 그룹을 엇갈리게 분배할 수 있다. 즉, 도 17(b)의 방법을 2 개 혹은 3 개의 연속된 DMRS RE 씩 짝지어서, 그룹 단위로 엇갈리는 순서로 하나의 SA 에 할당할 수 있다. 마찬가지로 DMRS 심볼별로 다른 SA 인덱스에서 시작하게 하는 것이 채널 추정 성능 최대화에 유리하다.

나아가, 도 17(b) 및 도 17(c)와 같이, DMRS RE 를 SA 마다 엇갈리게 할당하는 경우에는 각 심볼의 위치에 따라 SA 와 시간 축으로 거리가 멀다면 특정 DMRS 는 생략하거나, 다른 SA DMRS 로 대체할 수 있다. 즉, 전술한 도 15(b)에서, 첫번째 DMRS 전송 OFDM 심볼은 SA0, SA1 의 DMRS 로만 구성되었고, 특히, 도 17(b) 및 도 17(c)와 같이, SA2 의 RE 가 SA0 의 DMRS 로 대체되었다. 이는 SA0 의 채널추정 성능을 높이기 위함이며, 상대적으로 거리가 먼 SA2 의 채널 추정 성능을 열화시키지 않기 위함이다. 특히, 도 17(d)와 같이 2 개의 SA 가 시간 분할 방식으로 배치되는 경우, DMRS 심볼은 SA 당 하나씩을 나눠가질 수 있다.

나아가, 특히 모든 PD2DSCH 심볼을 하나의 SA 가 사용하는 경우(즉, 특정 RB 혹은 특정 부반송파에서는 하나의 SA 만 존재)에는, SA 자원 단위는 PD2DSCH 심볼 개수 x K RB 단위(혹은 K 부반송파 단위)로 구분될 수 있다. 여기서, K 의 값은 사전에 정의된 값이다. 특정 RB(혹은 특정 subcarrier)에서 하나의 SA 만 존재하는 방법은, 여러 SA 가 OFDM 심볼을 나누어 전송하는 방법에 비해, 단위 심볼당 전송하는 RE 의 수가 작기 때문에 하나의 RE 에 더 큰 전송 전력을 할당할 수 있다. 따라서 SA 수신 단말 입장에서는 더 큰 전력으로 수신이 가능하므로 수신 성공률을 높일 수 있다.

이때 SA 를 전송하는 각 단말은 수신단에서 자신의 SA 가 정상적으로 디코딩 되기 위해서, SA 가 전송되는 RB 에 DMRS 도 함께 전송하여야 한다. 이때 DMRS 의 전송 방법에는 도 17(a)와 관련하여 설명한 바와 같이 복수개의 DMRS 를 CDM 하거나, 도 18 과 같이 RB 단위(혹은 부반송파 단위)로 DMRS 를 나누어 할당할 수 있다.

<제 2 실시예>

본 발명의 제 2 실시예에 따라, 시간 축 및 주파수 축을 모두 고려하여 SA 자원 단위를 배치하는 방법, 즉, 자원 호핑(resource hopping)에 대하여 설명한다.

본 발명의 제 2 실시예에 따라, 시간 축으로 배치하는 방식과 주파수 축으로 배치하는 방식을 혼합하여, PD2DSCH OFDM 심볼 내에서 SA 자원이 호핑(hopping)될 수 있다. 본 발명의 제 2 실시예에 따르면, 본 발명의 제 1 실시예보다 시간 및 주파수 다이버시티(diversity)를 높일 수 있다.

도 19 는 본 발명의 제 2 실시예에 따라 특정 자원 단위로 SA 자원을 할당하는 경우의 일 실시예를 설명하기 위한 참고도이다. 구체적으로, 도 19 와 같이 PD2DSCH OFDM 심볼에서 작은 자원 단위(예, 3 심볼 x1RB) 단위로 나누어서, 사전에 정해진 특정 패턴을 가지고 호핑(hopping)될 수 있다.

나아가, 도 19 와 같은 경우 DMRS 배치는 각 SA 당 RB 마다 1 개의 DMRS 심볼을 가지는 것을 기본으로 할 수 있다.

여기서, 서로 다른 SA 의 DMRS 가 서로 다른 자원에 전송되는 경우에는 완전히 동일한 시퀀스를 사용하여도 수신단에서 구분이 가능하지만, 같은 자원에서 CDM 방식으로 중복시키는 경우에는 서로 다른 SA 의 DMRS 는 직교(orthogonal) 혹은 의사 직교(pseudo orthogonal)한 특성을 가져야 한다. 따라서 이를 위하여, DMRS 수열을 생성하는 방법으로

● DMRS 수열을 i)UE ID 기반으로 발생시키거나, ii)전송되는 시간/주파수 자원에 연동하는 방법으로, iii)혹은 기타 다른 방법으로 의사 직교(pseudo orthogonal)한 DMRS 수열을 발생시킬 수 있다.

● 동일한 DMRS 수열을 사용하되, i)DMRS 수열의 순환 시프트(cyclic shift)값을 eNB 로부터 지시받거나, ii)UE ID 기반으로 발생시키거나, iii)시간/주파수 자원에 연동하여 서로 다른 값을 사용한다.

또한, SA 자원 단위의 크기는 사전에 고정된 값일 수도 있지만, SA 콘텐츠와 타겟 코딩 레이트(target coding rate), 타겟 커버리지(target coverage)를 이유로 가변될 수 있다. 이때 가변하는 크기는 D2D 수신 단말에게 별도로 지시되지 아니한 채, 수신 단말은 D2DSS 와 PD2DSCH 로부터 수신한 정보(예, 송신 단말의 ID)와 eNB 를 통해 수신한 정보(예, SA subframe number)를 바탕으로, SA 가 존재할 것으로 추정되는 시점에서 몇 가지 SA 자원 단위에 대한 블라인드 디코딩(blind decoding)을 통하여 SA 를 검출할 수 있다.

한편, SA 가 전송되는 서브프레임 넘버(SA subframe number)는 자원 후보(resource pool 혹은 broadcast resource pool)의 위치를 바탕으로(예를 들어, 역산해서) 결정될 수 있다. 수신 단말은 i)eNB 의 상위 계층 신호(예, RRC 시그널링)을 통하여, 자원 후보(resource pool)의 서브프레임 넘버를 수신하거나, ii)송신 단말의 D2DSS 와 PD2DSCH 에서 자원 후보(resource pool)의 서브프레임 넘버를 수신하여, 사전에 약속된 위치(예, 자원 후보의 서브프레임 넘버에서 소정의 수를 차감, 구체적으로, resource pool subframe number-4)에서 SA 를 검출할 수 있다.

D2DSS 영역에 스케쥴링 할당(scheduling Assignment, SA) 자원 배치

이하, D2DSS 영역에 SA 자원 단위가 배치되는 방법에 대하여 설명한다.

D2DSS 와 SA 가 하나의 서브프레임에서 전송된다는 제약이 없다면, D2DSS 역시 SA 자원으로 대체되어 전체 서브프레임을 SA 전송 용도로 사용할 수 있다. 즉, SA 전송시 심볼에 대해 순차적으로 SA 자원을 할당하는 것이 아니라, PD2DSCH OFDM 심볼은 PD2DSCH 끼리, D2DSS OFDM 심볼은 D2DSS 끼리 SA 자원이 할당될 수 있다.

도 20 은 본 실시예에 따라 D2DSS 영역에 SA 신호가 할당된 경우를 설명하기 위한 참고도이다. 도 20 에서는 연속되지 않은 4 심볼 D2DSS 및 (DMRS 심볼은 제외하고) 연속한 4 심볼 PD2DSCH 를 가정한다. 도 20(a)는 D2DSS 와 PD2DSCH 가 존재하는 심볼의 위치를 나타내며, 도 20(b)는 SA0, SA1 신호가 PD2DSCH OFDM 심볼에 배치된 경우를 나타낸다. 도 20(c)는 D2DSS 심볼에 SA2, SA3 신호가 전송된 경우를 나타낸다.

도 21 은 본 실시예에 따라 D2DSS 에 SA 가 할당된 경우를 설명하기 위한 참고도이다. D2DSS 영역도 마찬가지로, 도 21(a)와 같이 모든 D2DSS OFDM 심볼을 하나의 SA 가 차지하되, 주파수 영역에서 자원 블록(RB)별로, 혹은 부반송파(subcarrier)별로 서로 다른 SA 들이 할당될 수 있으며, 도 21(b)와 같이 D2DSS OFDM 심볼 내에서 호핑(hopping)되는 리소스를 가질 수 있다. 여기서, D2DSS 를 디코딩하기 위한 DMRS 는 PD2DSCH 에서 사용하는 DMRS 심볼과 동일한 심볼을 사용할 수 있다. 즉, 동일한 DMRS 심볼에서 CDM(Code Division)을 하되, 도 21(b) 같은 경우에는 자원 블록 별(혹은 부반송파 별로)로 하나씩의 DMRS 만 전송할 수 있다.

이때, SA 자원의 할당 방법은 PD2DSCH 심볼에 SA 를 전송한 방식, 예를 들어, i)심볼 단위로 분할하거나, ii)모든 심볼을 하나의 SA 가 사용하거나, iii)자원 호핑(resource hopping)과 동일한 방식을 쓰는 것이 바람직하지만, D2DSS OFDM 심볼의 수와 PD2DSCH 심볼의 수가 상이한 경우에는 서로 다른 방식을 사용될 수 도 있다.

또한, D2DSS OFDM 심볼에 위치한 SA 의 채널 추정을 위해 DMRS 를 추가로 전송할 수 있다. 특히, 이 경우에는 D2DSS 의 연속된 심볼 개수가 SA 에 사용되는 심볼개수보다 클 때 사용될 수 있다. 이때 각 SA 신호는 하나의 DMRS 심볼을 가지는 구조로 전송된다. 수신단은 1 심볼 DMRS 를 수신하여 채널 추정 후 해당 SA 신호를 디코딩할 수 있다.

도 22 는 본 실시예에 따라, 하나의 서브프레임에 두 개의 SA 가 들어간 경우를 설명하기 위한 참고도이다. 도 22(a)는 확장된 CP(extended CP)의 경우를 나타내며, 도 22(b)는 표준 CP(normal CP)의 경우를 나타낸다. 만약, 오직 D2DSS 만 전송되는 서브프레임이라면 오직 SA1 만 할당될 것이고, SA 만 할당되도록 설정된 서브프레임(즉, SA only SF)이라면 SA1, SA2 가 모두 할당될 것이다.

이때, 각 SA 의 첫 심볼은 SA 심볼로서 데이터가 맵핑되는 것이 일반적이나, AGC 심볼로서 전송될 때에는 사전에 약속된 별도의 AGC 신호가 전송되거나, SA 의 두번째 심볼이 그대로 재전송될 수 있다. 한편 SA1 송신 단말이 SA2 를 수신하거나, 그 반대의 경우를 위해 SA1 과 SA2 의 사이에는 송신-수신 전환(Tx-Rx transition) 심볼이 존재할 수 있다. 이러한 송신-수신 전환 심볼은 1 개 혹은 2 개의 심볼크기를 가질 수 있다.

도 23 은 본 실시예에 따라 하나의 서브프레임에 3 개의 SA 가 전송되는 경우를 설명하기 위한 참고도이다. 3 개의 SA 전송은 3 개의 DMRS 심볼이 필요하므로, 상대적으로 심볼 개수가 충분한 표준 CP(normal CP)에서 사용될 수 있다. D2DSS 가 함께 전송되는 서브프레임에서는 SA1, SA2 만이 전송될 것이고, SA 만 전송되도록 설정된 서브프레임(SA only SF)에서는 SA1, SA2, SA3 이 모두 전송될 수 있다. 도 23(a)는 서브프레임의 마지막에 2 개의 D2D-WAN 전환 심볼이 위치하는 경우를 나타내며, 도 23(b)는 서브프레임의 앞뒤로 하나씩의 D2D-WAN 전환 심볼이 위치하는 경우를 나타낸다. 도 22 와 마찬가지로 각 SA 의 첫 심볼은 별도의 AGC 신호가 전송되거나, 두번째 심볼과 같은 값이 맵핑될 수 있다. 또한 각 SA 마지막 심볼에 데이터가 할당된다면, SA 송신 단말은 동일한 서브프레임에서는 다른 단말의 SA 를 수신할 수 없다. 반대로 각 SA 마지막 심볼이 하나의 심볼로서, 전환 심볼로 구성된다면, SA 송신 단말이 다른 SA 를 수신할 수 도 있을 것이다.

도 24 는 본 실시예에 따라, 표준 CP(normal CP)에서 하나의 SA 에 DMRS 가 2 개가 존재하는 경우를 설명하기 위한 참고도이다.

도 24 에서 슬롯(slot)당 하나의 UE 가 SA 를 전송하며, D2DSS 와 SA1 이 함께 전송되거나, SA1, SA2 가 함께 전송되는 경우이다. 각 SA 의 마지막 심볼은 전환(transition) 심볼이다. SA1 과 SA2 의 전송 단말은 서로 다르기 때문에, 두 SA 신호에는 일정 수준의 주파수 오차(혹은 frequency offset)가 존재할 것이다. 따라서, 이러한 주파수 오차를 보정해주기 위해서는 1 개의 DMRS 로는 부족할 가능성이 있는 바, DMRS 을 위한 OFDM 심볼을 추가해서 2 개의 DMRS 를 사용하는 것이 바람직하다. 수신 단말은 2 심볼에 할당된 DMRS 를 이용해서 주파수 오차 보정과 채널 추정을 함께 수행할 수 있다. 도 24(a) 내지 도 24(c)는 각각 DMRS 위치 및 간격이 상이한 경우를 도시한다. 즉, 도 24(a)는 DMRS 사이의 간격이 1 심볼인 경우를 나타내며, 도 24(b)는 DMRS 사이의 간격이 2 심볼인 경우, 도 24(c)는 DMRS 사이의 간격이 3 심볼인 경우를 각각 나타낸다.

도 25 는 본 발명에 따른 확장된 CP(extended CP)에서 하나의 SA 에 2 개의 DMRS 가 존재하는 경우를 설명하기 위한 참고도이다. 도 24 와 도 25 는 모두 첫번째 슬롯(1st slot)의 D2DSS 로 구성되어 있는데, D2DSS 의 OFDM 심볼 개수가 충분하다면, 슬롯 경계(slot boundary)에 위치한 마지막 심볼은 전송 전력을 아끼고, 뒤따르는 SA 신호를 수신하는 스위칭 타임(switching time)을 확보하기 위해 아무것도 할당되지 않을 수 있다.

나아가, 본 발명에서는 동기 신호 서브프레임과 SA 서브프레임의 DMRS 심볼 위치가 동일함을 가정하고 있으나, 이는 PD2DSCH 의 심볼 길이와 SA 의 심볼 길이(AGC 심볼을 포함한)가 배수/약수의 관계(length of PD2DSCH = length of k*SA)로 제한될 수 있다. 따라서, PD2DSCH 의 심볼 길이와 SA 의 심볼 길이가 배수/약수의 관계를 만족하지 않을 경우, 동기 신호 서브프레임과 SA 서브프레임의 DMRS 심볼의 위치는 서로 상이할 수 있다. 이는 PD2DSCH 의 심볼 길이와 SA 의 심볼 길이가 서로 약수/배수 관계가 아닐 경우, 최적의 성능을 달성하는 DMRS 의 위치가 서로 상이할 가능성이 높기 때문이다.

한편, WAN 의 상향링크(UL) DMRS 를 그대로 사용해서 채널 추정을 하는 경우, DMRS 와 근접하여 위치할수록 채널 추정 성능이 좋기 때문에, 복조(demodulation)가 필요한 PD2DSCH 혹은 SA 신호는 DMRS 부근에 위치할 수 있다. 이 경우 D2DSS 는 DMRS 로부터 거리가 먼 심볼에 위치할 것이다.

도 26 은 WAN 의 상향링크 DMRS 를 그대로 사용하여 추정을 하는 경우, D2DSS 와 SA/PD2DSCH 신호를 배치한 실시예(즉, DMRS/D2DSS/PD2DSCH 다중화)를 설명하기 위한 참고도이다.

도 26 의 상단은 별도의 AGC 심볼이나 전환 심볼을 고려하지 않은 경우들을 나타낸다. 표준 CP(Normal CP)의 경우에는 DMRS 로부터 가장 먼 심볼에 D2DSS 를 배치하고, 나머지 심볼에 SA 혹은 PD2DSCH 를 배치한다. 확장된 CP(Extended CP)의 경우에는 i)슬롯의 마지막 심볼에 D2DSS 를 배치하거나, ii)서브프레임의 한가운데 연속된 D2DSS 를 배치하여, SA/PD2DSCH 의 채널 추정 성능을 최대화시킬 수 있다. 한편, 첫 심볼을 AGC 로 사용하고, 마지막 심볼을 전환 심볼로 사용하는 경우에도 마찬가지로, DMRS 부근의 심볼은 SA/PD2DSCH 용도로 사용하기 위하여 배치하고 최대한 거리가 먼 심볼에 D2DSS 를 배치할 수 있다.

또한, 본 발명에서 상술한 DMRS 의 위치는 D2D 동기 신호 및 SA 신호 전송으로만 제한되지 않고, D2D 통신에서 그대로 재사용될 수 있으며, 이때, 하나의 UE 가 (D2D 통신을 위하여 설정된) 모든 서브프레임을 사용할 수 있다. 도 25 를 다시 예로 들면, SA 단말 2 는 슬롯 1 의 DMRS 만 전송하고, SA 단말 1 은 슬롯 2 의 DMRS 를 전송한다. 이에 반하여, D2D 통신에서는 하나의 UE 가 4 개의 DMRS 를 모두 전송할 것이다.

한편, 본 발명의 D2DSS 신호는 PD2DSS(Primary D2DSS)와 SD2DSS 의 조합으로 구성될 수 있다. PD2DSS 는 길이 L 짜리 Zadoff-Chu 수열을 사용하며, SD2DSS 는 M-수열을 사용한다. 이때, PD2DSS 와 SD2DSS 의 가능한 조합으로는 i)모든 D2DSS 를 PD2DSS 로 구성하거나 2) PD2DSS 와 SD2DSS 를 혼합하여 사용할 수 있다. 특히, ZC 수열은 PAPR 특성이 M-수열보다 좋으므로, 모든 D2DSS 를 ZC 수열로 구성하는 것이 PAPR 특성면에서 바람직하다. 또한 DMRS 는 Zadoff-Chu 수열을 기본으로 하되, 길이는 PD2DSCH 와 SA 의 대역에 따라 가변될 수 있다.

도 27 은 도 25 의 확장된 CP(extended CP)에 기반하여 D2DSS 를 구성한 실시예를 나타낸다. 도 27(a)는 모든 D2DSS 가 PD2DSS 로 구성되는 경우를 나타내며, 여기서 SA 는 3RB 로 구성됨을 가정하였다. 도 27(b)는 2 개의 D2DSS OFDM 심볼이 SD2DSS 로 구성되는 경우를 나타낸다.

도 28 은 본 발명의 실시예에 적용될 수 있는 기지국 및 사용자 기기를 예시한다. 무선 통신 시스템에 릴레이가 포함되는 경우, 백홀 링크에서 통신은 기지국과 릴레이 사이에 이뤄지고 억세스 링크에서 통신은 릴레이와 사용자 기기 사이에 이뤄진다. 따라서, 도면에 예시된 기지국 또는 사용자 기기는 상황에 맞춰 릴레이로 대체될 수 있다.

도 28 을 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.

상술한 바와 같은 무선 통신 시스템에서 D2D(Device-to-Device) 통신을 위한 신호 송신 방법 및 이를 위한 장치는 3GPP LTE 시스템에 적용되는 예를 중심으로 설명하였으나, 3GPP LTE 시스템 이외에도 다양한 무선 통신 시스템에 적용하는 것이 가능하다.

Claims (12)

1. 무선 통신 시스템에서 단말의 D2D(Device-to-Device) 통신을 위한 신호 송신 방법에 있어서,
   제 1 동기화 정보, 제 2 동기화 정보 혹은 스케줄링 할당(Scheduling assignment) 정보 중 적어도 하나가, 스케줄링 할당 자원 단위로 할당된 D2D 신호를 송신하는 단계를 포함하며,
   상기 제 1 동기화 정보 및 상기 제 2 동기화 정보는, 상이한 주기로 송신되도록 설정된,
   신호 송신 방법.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 스케줄링 할당 정보를 위한 채널 추정을 위하여 정의된 적어도 하나의 DMRS(DeModulation Reference Signal)을 송신하는 단계를 더 포함하는,
   신호 송신 방법.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 적어도 하나의 DMRS 는,
   순환 시프트(Cyclic shift) 값에 따라 구별되도록 설정된 것을 특징으로 하는,
   신호 송신 방법.
4. 제 2 항에 있어서,
   상기 적어도 하나의 DMRS 는,
   서로 상이한 오프셋(offset)을 이용하여 구별되도록 설정된 것을 특징으로 하는,
   신호 송신 방법.
5. 제 2 항에 있어서,
   상기 적어도 하나의 DMRS는,
   상기 단말의 식별자에 기반하여 시퀀스가 생성되는 것을 특징으로 하는,
   신호 송신 방법.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 스케줄링 할당 정보가 할당된 서브프레임 넘버는,
   상위 계층 시그널링을 통하여 지시되는 것을 특징으로 하는,
   신호 송신 방법.
7. 무선 통신 시스템에서 D2D(Device-to-Device) 통신을 위한 단말에 있어서,
   무선 주파수 유닛(Radio frequency unit); 및
   프로세서(processor)를 포함하며,
   상기 프로세서는,
   제 1 동기화 정보, 제 2 동기화 정보 혹은 스케줄링 할당(Scheduling assignment) 정보 중 적어도 하나가, 스케줄링 할당 자원 단위로 할당된 D2D 신호를 송신하도록 구성되며,
   상기 제 1 동기화 정보 및 상기 제 2 동기화 정보는, 상이한 주기로 송신되도록 설정된,
   단말.
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 스케줄링 할당 정보를 위한 채널 추정을 위하여 정의된 적어도 하나의 DMRS(DeModulation Reference Signal)을 송신하도록 더 구성된,
   단말.
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 적어도 하나의 DMRS 는,
   순환 시프트(Cyclic shift) 값에 따라 구별되도록 설정된 것을 특징으로 하는,
   단말.
10. 제 8 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 DMRS 는,
    서로 상이한 오프셋(offset)을 이용하여 구별되도록 설정된 것을 특징으로 하는,
    단말.
11. 제 8 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 DMRS 는,
    상기 단말의 식별자에 기반하여 시퀀스가 생성되는 것을 특징으로 하는,
    단말.
12. 제 7 항에 있어서,
    상기 스케줄링 할당 정보가 할당된 서브프레임 넘버는,
    상위 계층 시그널링을 통하여 지시되는 것을 특징으로 하는,
    단말.

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