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WO2018135867A1 - 무선 통신 시스템에서 단말 간 직접 통신을 위한 빔 제어 방법 및 이를 위한 장치 - Google Patents

무선 통신 시스템에서 단말 간 직접 통신을 위한 빔 제어 방법 및 이를 위한 장치 Download PDF

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WO2018135867A1
WO2018135867A1 PCT/KR2018/000824 KR2018000824W WO2018135867A1 WO 2018135867 A1 WO2018135867 A1 WO 2018135867A1 KR 2018000824 W KR2018000824 W KR 2018000824W WO 2018135867 A1 WO2018135867 A1 WO 2018135867A1
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WO
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data
transmitting
signal
reference signals
channel
Prior art date
Application number
PCT/KR2018/000824
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English (en)
French (fr)
Inventor
김희진
김영태
서한별
채혁진
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엘지전자 주식회사
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Publication date
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    • H04W92/18—Interfaces between hierarchically similar devices between terminal devices

Definitions

  • the present invention relates to a wireless communication system, and more particularly, to a beam control method and an apparatus therefor for direct communication between terminals in a wireless communication system.
  • a 3GPP LTE (3rd Generation Partnership Project Long Term Evolution (LTE)) communication system will be described.
  • E-UMTS Evolved Universal Mobile Telecommunications System
  • UMTS Universal Mobile Telecommunications System
  • LTE Long Term Evolution
  • an E-UMTS is an access gateway (AG) located at an end of a user equipment (UE) and a base station (eNode B), an eNB, and a network (E-UTRAN) and connected to an external network.
  • the base station may transmit multiple data streams simultaneously for broadcast service, multicast service and / or unicast service.
  • the cell is set to one of bandwidths such as 1.25, 2.5, 5, 10, 15, and 20Mhz to provide downlink or uplink transmission services to multiple terminals. Different cells may be configured to provide different bandwidths.
  • the base station controls data transmission and reception for a plurality of terminals.
  • For downlink (DL) data the base station transmits downlink scheduling information to inform the corresponding UE of time / frequency domain, encoding, data size, and HARQ (Hybrid Automatic Repeat and reQuest) related information.
  • the base station transmits uplink scheduling information to the terminal for uplink (UL) data and informs the time / frequency domain, encoding, data size, HARQ related information, etc. that the terminal can use.
  • DL downlink
  • HARQ Hybrid Automatic Repeat and reQuest
  • the core network may be composed of an AG and a network node for user registration of the terminal.
  • the AG manages the mobility of the UE in units of a tracking area (TA) composed of a plurality of cells.
  • Wireless communication technology has been developed to LTE based on WCDMA, but the demands and expectations of users and operators are continuously increasing.
  • new technological evolution is required in order to be competitive in the future. Reduced cost per bit, increased service availability, flexible use of frequency bands, simple structure and open interface, and adequate power consumption of the terminal are required.
  • the following is a beam control method for direct communication between terminals in a wireless communication system and an apparatus therefor.
  • a method in which a terminal receives data from a counterpart terminal by using direct communication between terminals is performed on a frame including at least one data symbol and at least one reference signal symbol from the counterpart terminal.
  • the plurality of reference signals are time-division multiplexed sequentially in order of antenna port indexes within one reference signal symbol.
  • the data signal and the plurality of reference signals are transmitted in a multicast manner to the counterpart terminal and one or more other terminals.
  • the plurality of reference signals are transmitted through different antenna ports, and the precoder applied to the plurality of reference signals and the precoder applied to the data signal are different from each other.
  • the at least one preferred transmission beam is selected from a beam candidate set consisting of one or more beams of the plurality of transmission beams, and the beam candidate set is determined based on the proximity of the terminal and the counterpart terminal. do.
  • transmission beam control and reception beam control can be more efficiently performed for direct communication between terminals.
  • FIG. 1 schematically illustrates an E-UMTS network structure as an example of a wireless communication system.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a control plane and a user plane structure of a radio interface protocol between a terminal and an E-UTRAN based on the 3GPP radio access network standard.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a control plane and a user plane structure of a radio interface protocol between a terminal and an E-UTRAN based on the 3GPP radio access network standard.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining physical channels used in a 3GPP system and a general signal transmission method using the same.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining physical channels used in a 3GPP system and a general signal transmission method using the same.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a structure of a radio frame used in an LTE system.
  • 5 is a diagram illustrating a structure of a downlink radio frame used in the LTE system.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a structure of an uplink subframe used in an LTE system.
  • 7 is a conceptual diagram of direct communication between terminals.
  • FIG. 8 shows an example of the configuration of a resource pool and a resource unit.
  • FIG 9 shows an example of configuration of transmit beams of an eNB and receive beams of a UE.
  • 10 and 11 are examples of a frame structure for transmitting an RS to which the same precoding as data is applied according to an embodiment of the present invention.
  • 12 to 14 are examples of a frame structure for transmitting an RS to which data and other precoding are applied according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 15 illustrates an example of a receiving UE selecting a preferred transmission beam according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 16 illustrates a block diagram of a communication device according to the present invention.
  • the present specification describes an embodiment of the present invention using an LTE system and an LTE-A system, this as an example may be applied to any communication system corresponding to the above definition.
  • the present specification describes an embodiment of the present invention on the basis of the FDD scheme, but this is an exemplary embodiment of the present invention can be easily modified and applied to the H-FDD scheme or the TDD scheme.
  • the specification of the base station may be used as a generic term including a remote radio head (RRH), an eNB, a transmission point (TP), a reception point (RP), a relay, and the like.
  • RRH remote radio head
  • TP transmission point
  • RP reception point
  • relay and the like.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a control plane and a user plane structure of a radio interface protocol between a terminal and an E-UTRAN based on the 3GPP radio access network standard.
  • the control plane refers to a path through which control messages used by a user equipment (UE) and a network to manage a call are transmitted.
  • the user plane refers to a path through which data generated at an application layer, for example, voice data or Internet packet data, is transmitted.
  • the physical layer which is the first layer, provides an information transfer service to an upper layer by using a physical channel.
  • the physical layer is connected to the upper layer of the medium access control layer through a transport channel. Data moves between the medium access control layer and the physical layer through the transport channel. Data moves between the physical layer between the transmitting side and the receiving side through the physical channel.
  • the physical channel utilizes time and frequency as radio resources.
  • the physical channel is modulated in an Orthogonal Frequency Division Multiple Access (OFDMA) scheme in downlink, and modulated in a Single Carrier Frequency Division Multiple Access (SC-FDMA) scheme in uplink.
  • OFDMA Orthogonal Frequency Division Multiple Access
  • SC-FDMA Single Carrier Frequency Division Multiple Access
  • the medium access control (MAC) layer of the second layer provides a service to a radio link control (RLC) layer, which is a higher layer, through a logical channel.
  • RLC radio link control
  • the RLC layer of the second layer supports reliable data transmission.
  • the function of the RLC layer may be implemented as a functional block inside the MAC.
  • the PDCP (Packet Data Convergence Protocol) layer of the second layer performs a header compression function to reduce unnecessary control information in order to efficiently transmit IP packets such as IPv4 or IPv6 in a narrow bandwidth wireless interface.
  • IPv4 Packet Data Convergence Protocol
  • the Radio Resource Control (RRC) layer located at the bottom of the third layer is defined only in the control plane.
  • the RRC layer is responsible for control of logical channels, transport channels, and physical channels in connection with configuration, reconfiguration, and release of radio bearers (RBs).
  • RB means a service provided by the second layer for data transmission between the terminal and the network.
  • the RRC layers of the UE and the network exchange RRC messages with each other. If there is an RRC connected (RRC Connected) between the UE and the RRC layer of the network, the UE is in an RRC connected mode, otherwise it is in an RRC idle mode.
  • the non-access stratum (NAS) layer above the RRC layer performs functions such as session management and mobility management.
  • One cell constituting the base station is set to one of the bandwidth, such as 1.25, 2.5, 5, 10, 15, 20Mhz to provide a downlink or uplink transmission service to multiple terminals.
  • Different cells may be configured to provide different bandwidths.
  • the downlink transmission channel for transmitting data from the network to the UE includes a BCH (broadcast channel) for transmitting system information, a paging channel (PCH) for transmitting a paging message, and a downlink shared channel (SCH) for transmitting user traffic or control messages.
  • BCH broadcast channel
  • PCH paging channel
  • SCH downlink shared channel
  • Traffic or control messages of a downlink multicast or broadcast service may be transmitted through a downlink SCH or may be transmitted through a separate downlink multicast channel (MCH).
  • the uplink transmission channel for transmitting data from the terminal to the network includes a random access channel (RAC) for transmitting an initial control message and an uplink shared channel (SCH) for transmitting user traffic or a control message.
  • RAC random access channel
  • SCH uplink shared channel
  • BCCH Broadcast control channel
  • PCCH paging control channel
  • CCCH common control channel
  • MCCH multicast control channel
  • MTCH multicast Traffic Channel
  • FIG. 3 is a diagram for describing physical channels used in a 3GPP system and a general signal transmission method using the same.
  • the UE When the UE is powered on or enters a new cell, the UE performs an initial cell search operation such as synchronizing with the base station (S301). To this end, the terminal may receive a Primary Synchronization Channel (P-SCH) and a Secondary Synchronization Channel (S-SCH) from the base station to synchronize with the base station and obtain information such as a cell ID. have. Thereafter, the terminal may receive a physical broadcast channel from the base station to obtain broadcast information in a cell. Meanwhile, the terminal may receive a downlink reference signal (DL RS) in the initial cell search step to check the downlink channel state.
  • P-SCH Primary Synchronization Channel
  • S-SCH Secondary Synchronization Channel
  • DL RS downlink reference signal
  • the UE Upon completion of the initial cell search, the UE acquires more specific system information by receiving a physical downlink control channel (PDSCH) according to a physical downlink control channel (PDCCH) and information on the PDCCH. It may be (S302).
  • PDSCH physical downlink control channel
  • PDCCH physical downlink control channel
  • the terminal may perform a random access procedure (RACH) for the base station (steps S303 to S306).
  • RACH random access procedure
  • the UE may transmit a specific sequence to the preamble through a physical random access channel (PRACH) (S303 and S305), and receive a response message for the preamble through the PDCCH and the corresponding PDSCH ( S304 and S306).
  • PRACH physical random access channel
  • a contention resolution procedure may be additionally performed.
  • the UE After performing the above-described procedure, the UE performs a PDCCH / PDSCH reception (S307) and a physical uplink shared channel (PUSCH) / physical uplink control channel (Physical Uplink) as a general uplink / downlink signal transmission procedure.
  • Control Channel (PUCCH) transmission (S308) may be performed.
  • the terminal receives downlink control information (DCI) through the PDCCH.
  • DCI downlink control information
  • the DCI includes control information such as resource allocation information for the terminal, and the format is different according to the purpose of use.
  • the control information transmitted by the terminal to the base station through the uplink or received by the terminal from the base station includes a downlink / uplink ACK / NACK signal, a channel quality indicator (CQI), a precoding matrix index (PMI), and a rank indicator (RI). ), And the like.
  • the terminal may transmit the above-described control information such as CQI / PMI / RI through the PUSCH and / or PUCCH.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a structure of a radio frame used in an LTE system.
  • a radio frame has a length of 10 ms (327200 ⁇ Ts) and consists of 10 equally sized subframes.
  • Each subframe has a length of 1 ms and consists of two slots.
  • Each slot has a length of 0.5 ms (15360 x Ts).
  • the slot includes a plurality of OFDM symbols in the time domain and a plurality of resource blocks (RBs) in the frequency domain.
  • one resource block includes 12 subcarriers x 7 (6) OFDM symbols.
  • Transmission time interval which is a unit time for transmitting data, may be determined in units of one or more subframes.
  • the structure of the radio frame described above is merely an example, and the number of subframes included in the radio frame, the number of slots included in the subframe, and the number of OFDM symbols included in the slot may be variously changed.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a control channel included in a control region of one subframe in a downlink radio frame.
  • a subframe consists of 14 OFDM symbols.
  • the first 1 to 3 OFDM symbols are used as the control region and the remaining 13 to 11 OFDM symbols are used as the data region.
  • R1 to R4 represent reference signals (RSs) or pilot signals for antennas 0 to 3.
  • the RS is fixed in a constant pattern in a subframe regardless of the control region and the data region.
  • the control channel is allocated to a resource to which no RS is allocated in the control region, and the traffic channel is also allocated to a resource to which no RS is allocated in the data region.
  • Control channels allocated to the control region include PCFICH (Physical Control Format Indicator CHannel), PHICH (Physical Hybrid-ARQ Indicator CHannel), PDCCH (Physical Downlink Control CHannel).
  • the PCFICH is a physical control format indicator channel and informs the UE of the number of OFDM symbols used for the PDCCH in every subframe.
  • the PCFICH is located in the first OFDM symbol and is set in preference to the PHICH and PDCCH.
  • the PCFICH is composed of four Resource Element Groups (REGs), and each REG is distributed in a control region based on a Cell ID (Cell IDentity).
  • One REG is composed of four resource elements (REs).
  • the RE represents a minimum physical resource defined by one subcarrier x one OFDM symbol.
  • the PCFICH value indicates a value of 1 to 3 or 2 to 4 depending on the bandwidth and is modulated by Quadrature Phase Shift Keying (QPSK).
  • QPSK Quadrature Phase Shift Keying
  • the PHICH is a physical hybrid automatic repeat and request (HARQ) indicator channel and is used to carry HARQ ACK / NACK for uplink transmission. That is, the PHICH indicates a channel through which DL ACK / NACK information for UL HARQ is transmitted.
  • the PHICH consists of one REG and is scrambled cell-specifically.
  • ACK / NACK is indicated by 1 bit and modulated by binary phase shift keying (BPSK).
  • BPSK binary phase shift keying
  • a plurality of PHICHs mapped to the same resource constitutes a PHICH group.
  • the number of PHICHs multiplexed into the PHICH group is determined according to the number of spreading codes.
  • the PHICH (group) is repeated three times to obtain diversity gain in the frequency domain and / or the time domain.
  • the PDCCH is a physical downlink control channel and is allocated to the first n OFDM symbols of a subframe.
  • n is indicated by the PCFICH as an integer of 1 or more.
  • the PDCCH consists of one or more CCEs.
  • the PDCCH informs each UE or UE group of information related to resource allocation of a paging channel (PCH) and a downlink-shared channel (DL-SCH), an uplink scheduling grant, and HARQ information.
  • PCH paging channel
  • DL-SCH downlink-shared channel
  • Paging channel (PCH) and downlink-shared channel (DL-SCH) are transmitted through PDSCH. Accordingly, the base station and the terminal generally transmit and receive data through the PDSCH except for specific control information or specific service data.
  • Data of the PDSCH is transmitted to which UE (one or a plurality of UEs), and information on how the UEs should receive and decode PDSCH data is included in the PDCCH and transmitted.
  • a specific PDCCH is CRC masked with a Radio Network Temporary Identity (RNTI) of "A”, a radio resource (eg, frequency location) of "B” and a DCI format of "C", that is, a transmission format. It is assumed that information about data transmitted using information (eg, transport block size, modulation scheme, coding information, etc.) is transmitted through a specific subframe.
  • RTI Radio Network Temporary Identity
  • the terminal in the cell monitors, that is, blindly decodes, the PDCCH in the search region by using the RNTI information of the cell, and if there is at least one terminal having an "A" RNTI, the terminals receive and receive the PDCCH.
  • the PDSCH indicated by "B” and "C” is received through the information of one PDCCH.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a structure of an uplink subframe used in an LTE system.
  • an uplink subframe may be divided into a region to which a Physical Uplink Control CHannel (PUCCH) carrying control information is allocated and a region to which a Physical Uplink Shared CHannel (PUSCH) carrying user data is allocated.
  • the middle part of the subframe is allocated to the PUSCH, and both parts of the data area are allocated to the PUCCH in the frequency domain.
  • the control information transmitted on the PUCCH includes ACK / NACK used for HARQ, Channel Quality Indicator (CQI) indicating downlink channel status, RI (Rank Indicator) for MIMO, and scheduling request (SR), which is an uplink resource allocation request. There is this.
  • the PUCCH for one UE uses one resource block occupying a different frequency in each slot in a subframe. That is, two resource blocks allocated to the PUCCH are frequency hoped at the slot boundary.
  • 7 is a conceptual diagram of direct communication between terminals.
  • an eNB may transmit a scheduling message for instructing transmission and reception of a D2D link signal.
  • a link for direct communication between terminals directly connected between UEs that is, a D2D link
  • SL sidelink
  • a UE participating in sidelink communication receives a sidelink scheduling message from an eNB and performs a transmission / reception operation indicated by the sidelink scheduling message.
  • the UE means a terminal of a user, but when a network entity such as an eNB transmits and receives a signal according to a communication method between the UEs, it may also be regarded as a kind of UE.
  • the eNB may receive a sidelink signal transmitted by the UE, and a method of transmitting / receiving a signal of the UE designed for sidelink transmission may also be applied to an operation in which the UE transmits an uplink signal to the eNB.
  • the UE In order to perform the sidelink operation, the UE first performs a discovery process to determine whether the counterpart UE to which the sidelink communication is to be located is in a proximity area capable of sidelink communication.
  • the discovery process is performed in a form in which each UE transmits its own discovery signal that can identify itself, and when the neighboring UE detects it, the UE transmitting the discovery signal is located in an adjacent position. That is, each UE checks whether a counterpart UE to which sidelink communication is to be performed is located at an adjacent location through a discovery process, and then performs sidelink communication for transmitting and receiving actual user data.
  • UE1 selects a resource unit corresponding to a specific resource in a resource pool, which means a set of resources, and transmits a sidelink signal using the resource unit.
  • the resource pool may inform the base station when the UE1 is located within the coverage of the base station. If the UE1 is outside the coverage of the base station, another base station may inform or determine a predetermined resource.
  • a resource pool is composed of a plurality of resource units, and each UE may select one or a plurality of resource units and use them for transmitting their own sidelink signals.
  • FIG. 8 shows an example of the configuration of a resource pool and a resource unit.
  • a resource pool is repeated every NT subframe.
  • one resource unit may appear periodically and repeatedly.
  • an index of a physical resource unit to which one logical resource unit is mapped may change in a predetermined pattern over time.
  • a resource pool may mean a set of resource units that can be used for transmission by a UE to transmit sidelink signals.
  • the above-described resource pool may be subdivided into various types. First, they may be classified according to the content of the sidelink signal transmitted from the resource pool. For example, as shown in 1) to 3) below, the content of the sidelink signal may be divided into SA, sidelink data channel, and discovery signal, and a separate resource pool may be set according to the content.
  • SA Scheduling assignment
  • MCS modulation and coding scheme
  • MIMO MIMO transmission scheme for demodulation of the sidelink data channel.
  • the SA may be multiplexed and transmitted together with sidelink data on the same resource unit.
  • the SA resource pool may mean a pool of resources in which the SA is multiplexed with the sidelink data and transmitted.
  • the sidelink data channel refers to the channel that the transmitting UE uses to transmit user data. If an SA is multiplexed and transmitted along with sidelink data on the same resource unit, the sidelink data is transmitted from the sidelink data channel resource pool to the resource element (RE) used to transmit SA information on a specific resource unit of the SA resource pool. Can be used to
  • Discovery signal means a resource pool for a signal that the transmitting UE transmits information such as its ID so that the neighboring UE can find itself.
  • Synchronization signal Refers to a resource pool for a signal / channel in which the receiving UE achieves the purpose of synchronizing time / frequency synchronization with the transmitting UE by transmitting the synchronization signal and information related to the synchronization.
  • NR New RAT
  • TXRU transmitter unit
  • independent beamforming may be performed for each frequency resource, but TXRU is installed on all antenna elements.
  • TXRU is installed on all antenna elements.
  • a method of mapping a plurality of antenna elements to one TXRU and adjusting the direction of the beam by an analog phase shifter is considered in NR.
  • analog beams there is a disadvantage in that only one beam direction can be formed per time instance such as a symbol or a subframe, and the beam association between the transmission beam and the reception beam is incorrect. Extreme performance degradation can occur. It demonstrates with reference to drawings.
  • the eNB may configure N transmit (analog) beams
  • the UE may configure M receive (analog) beams
  • the problem of deterioration in communication reliability due to beam mismatch may occur more seriously in consideration of mmWave channel environment and terminal mobility.
  • the terminal changes its location, rotates, or changes its wireless channel environment due to movement of surrounding objects (eg, a line of sight (LoS) environment, the beam is blocked, and thus the non-LoS environment).
  • the optimal downlink / uplink / uplink beam pair may be changed, refer to the procedure of correcting the downlink / uplink / uplink beam at every CSI reporting instance or transmission time point.
  • Signal overhead and signaling overhead are excessively increased, and it is not desirable to excessively perform the beam pair determination process from the viewpoint of power consumption of the terminal and the base station. Therefore, there is a need for a retransmission technique to secure communication reliability while avoiding a reselection process of the beam pair.
  • the present invention proposes a retransmission data precoding scheme based on RS measurement in a direct communication process between UEs (or within a UE group). More specifically, the transmitting UE transmits an RS for channel measurement per port or beam measurement per port along with data during initial transmission using multicast / unicast to perform channel estimation to the receiving UE. Based on the measured channel information, a precoder for HARQ retransmission is determined and fed back to the transmitting UE. Thereafter, the transmitting UE applies the precoding using the fed back precoder and performs retransmission.
  • the present invention 1) considering the implementation of the V2X communication between the vehicle terminal, in the retransmission due to the decoding failure of the multicast data using the precoding or MCS level that is optimal for the channel state of the individual receiving UE Efficient retransmission can be performed, and 2) communication reliability can be improved by performing retransmission reflecting channel status of individual receiving UE in an environment where beam misalignment can occur instantaneously such as mmWave band. .
  • a terminal (or base station) performing data retransmission is referred to as a transmitting UE, and a terminal feeding back an ACK / NACK, which is a response signal after receiving data, is represented as a receiving UE.
  • the transmitting UE transmits to the receiving UE (s) by transmitting an RS (e.g., CSI-RS) for measurement of its per-port channel (or beam) with data in the initial transmission using multicast / unicast. Obtain channel (or beam) information between UE-receiving UEs.
  • the transmitting UE transmits its own port-specific RS in the initial transmission. 1)
  • the transmitting UE transmits the RS with the same precoding as the data (for example, DM-RS in the LTE system).
  • a method may be considered in which a transmitting UE transmits an RS that is precoded different from data (eg, CSI-RS in an LTE system).
  • the RS is transmitted at the same time through the same beam as the data.
  • the frame structure as shown in FIGS. 10 and 11 may be considered for the proposed technique.
  • 10 and 11 are examples of a frame structure for transmitting an RS to which the same precoding as data is applied according to an embodiment of the present invention.
  • the DM-RS and data may be transmitted by frequency division multiplexing (FDM) in some or all existing data transmission symbols.
  • FDM frequency division multiplexing
  • FIG. 11 it is also possible to consider transmitting FDM RSs and data to existing RS transmission symbols.
  • a port for SA transmission and data transmission port, control information, a port for RS transmission corresponding to SA, and a port for RS transmission corresponding to data may all be the same ports.
  • the transmitting UE transmits an RS to which data is independently precoded as shown in 2)
  • the RS may be transmitted at the same or different time points through different beams of data.
  • the transmitting UE may form only one analog beam at one time and transmit data and RS through different analog beams at different time points (for example, different symbols). It demonstrates with reference to drawings.
  • 12 to 14 are examples of a frame structure for transmitting an RS to which data and other precoding are applied according to an embodiment of the present invention.
  • the transmitting UE may transmit CDM-RS of each transmission port by FDM or CDM in the existing RS transmission symbol.
  • a frame structure in which CSI-RSs of different ports are alternately transmitted to a plurality of RS transmission symbols as shown in FIG. 13 is also possible.
  • the case in which the CSI-RSs are transmitted by being TDM in one symbol period may be considered.
  • one symbol section itself may be divided into a plurality of sections by applying a relatively large subcarrier spacing within one symbol. In this case, a method of TDM CSI-RSs transmitted through different analog beams may be possible.
  • the AGC (Automatic Gain Control) section may be defined to reduce the variation of the average power caused by the shaking of the signal transmission time every subframe.
  • a signal transmission time / frequency resource may vary in every subframe.
  • the GAP that is, the interval symbol, is a section for guaranteeing TX / RX switching.
  • the SA transmission port, the data transmission port, and the RS port corresponding to the SA may be the same, but only the CSI-RS transmission port for data transmission may be different.
  • precoding information applied to the CSI-RS may need to be specified in the SA.
  • the transmitting UE informs the receiving UE of the precoder information or transmission technique (eg, STBC) used for RS beamforming over the SA, and / or the RI, thereby causing the receiving UE to show the port (s) shown by the transmitting UE. It is possible to obtain channel information for the receiving UE, and the receiving UE may feed back information for precoder or beam selection for retransmission based thereon.
  • the precoder information or transmission technique eg, STBC
  • the LTE frame structure has been described as an example for convenience of description, but this is not a limitation on the proposed technology, and data and RS transmission order or number may be changed.
  • the receiving UE measures the channel from the transmitting UE to the receiving UE based on the RS transmitted by the transmitting UE to determine the precoder (or beam) preferred for retransmission, and the corresponding precoder (or beam) information
  • the transmitting UE may be informed along with the ACK / NACK response.
  • the receiving UE (s) can calculate and determine the precoding in the following way.
  • the receiving UEs can measure the channel through the RS transmitted by the transmitting UE and calculate the precoding assuming rank 1 for the ports of this RS. have.
  • the transmitting UE transmits an RS which is precoded different from the data
  • the channel is measured through the RS of the port transmitted by the transmitting UE, assuming a precoder applied to the RS that has been previously promised or indicated by the transmitting UE through the SA. do. That is, the receiving UE may calculate the precoding based on the channel of the RS port rather than the received data channel. It is also possible to calculate precoding assuming rank 1 for the RS port, which precoding can be selected from a predefined (pre- promised) codebook.
  • the preferred precoder (or preferred beam) information for retransmission obtained by the individual receiving UE may be transmitted with the ACK / NACK response.
  • the receiving UE may feed back the precoder or beam information determined to be suitable for retransmission to the transmitting UE in the form of a predetermined sequence or bit string. In this case, however, the beam accuracy for retransmission may be improved, but the number of sequences required according to the number of precoders or the beam resolution, or the bit size for expressing the same may be increased. .
  • the receiving UE may select and feed back a specific preferred transmission beam within a predetermined set of precoders (beams) in advance when selecting a preferred transmission beam for retransmission. If the receiving UE succeeds at least until decoding the SA, fails to decode the data, and transmits the NACK, it may be expected that the beam change will not be severe between the initial transmission and the retransmission time point. Therefore, the receiving UE has a high probability of selecting a preferred retransmission transmission beam among the precoder (beam) and the adjacent beams that the transmission UE has taken. In this case, the feedback overhead itself can be reduced by reducing the size of the candidate beam set.
  • precoders beams
  • FIG. 15 illustrates an example in which a receiving UE selects a preferred transmission beam or beam candidate set based on a specific criterion according to an embodiment of the present invention.
  • beams # 0 to # 2 are adjacent beams in the presence of transmit beams # 0- # 8.
  • the beam consisting of the beam # 0 to the beam # 2 is set as a beam candidate set based on the proximity between the transmitting UE and the receiving UE as the precoder set to be transmitted by the receiving UE. If the receiving UE receives data through beam # 1, it is determined whether beam # 0 and beam # 2 are better among beams in the beam candidate set as beams to be used for retransmission or whether beam # 1 is used as it is. For example, beams # 3 to # 8 corresponding to beams other than the beam candidate set may not be considered.
  • the beam candidate set target beam is selected based on the adjacency degree, but is not limited thereto.
  • the receiving UE may feed back a plurality of sets of transmission beam candidates for retransmission to the transmitting UE, and the transmitting UE may select at least one of the plurality of beam candidates to perform single retransmission or repetitive retransmission.
  • the transmission beam width for retransmission of the transmitting UE may be different from the beam width of the original signal transmission. That is, the transmitting UE may perform retransmission through an omni-directional or broad beam as much as possible.
  • the receiving UE may inform the transmitting UE by sending information for determining RI or MCS for retransmission.
  • the receiving UE may determine a rank suitable for retransmission based on the channel environment of the port measured by the receiving UE and inform the transmitting UE of only the rank difference value.
  • the receiving UE transmits channel quality information such as CQI to the transmitting UE along with the ACK / NACK based on its channel measurement, thereby providing the transmitting UE (or base station) with information for selecting an MCS suitable for retransmission. Can be.
  • the transmission beamwidth for the ACK / NACK response of the receiving UE may be different from the beamwidth of the original signal transmission. . That is, the receiving UE may transmit an ACK / NACK response through an omni-directional or broad beam as much as possible. Alternatively, it may be considered that the receiving UE repeatedly transmits the ACK / NACK response through beam cycling.
  • the preferred retransmission precoder (beam) information transmitted by the receiving UE may have a meaning of recommendation / suggestion for retransmission precoding only when the ACK / NACK response transmitted together is NACK.
  • a field or sequence for a retransmission precoder (beam) may be omitted in the ACK / NACK response. If not, the field or sequence may be used as a precoder (beam) proposal for the next period transmission.
  • the determining of the precoding to be used for the actual retransmission based on the preferred retransmission precoder information fed back by the receiving UE (s) may be the transmitting UE, and the method of determining the corresponding precoding may be determined differently according to the terminal implementation. have.
  • HARQ retransmission for Groupcast / multicast terminal may be retransmitted over a unicast channel with precoding and / or MCS optimized for individual UE channel (beam) characteristics determined through the above-described process, A single precoding determined by the transmitting UE based on the individual UE channel (beam) information and / or may be retransmitted through a multicast channel to receiving UEs having NACKs back to MCS.
  • the proposed technique is described assuming a V2V scenario, but this is not a limitation on the proposed technique and may be similarly applied to network-to-terminal communication.
  • the proposed scheme is described as a technique for retransmission for multicast transmission, but may be applied to a retransmission scenario for unicast transmission.
  • the present specification describes a precoder update technique between initial transmission and retransmission, but is not limited thereto. When retransmission is performed two or more times, it may be similarly applied to precoder update between retransmission and subsequent retransmission.
  • the present invention can also be applied to initial transmission and ACK / NACK response beamforming relationship and / or ACK / NACK response and retransmission precoder update. That is, if the receiving UE transmits the beamformed ACK / NACK, the receiving UE performs precoding for the ACK / NACK response based on channel information between the transmitting UE and the receiving UE measured at the time of initial data reception according to channel reversibility.
  • Determining and performing may transmit the beamformed ACK / NACK.
  • the transmitting UE select a preferred receive beam for retransmission based on the RS measurement of the port shown by the receiving UE with the ACK / NACK response.
  • FIG. 16 illustrates a block diagram of a communication device according to an embodiment of the present invention.
  • the communication device 1600 includes a processor 1610, a memory 1620, an RF module 1630, a display module 1640, and a user interface module 1650.
  • the communication device 1600 is shown for convenience of description and some modules may be omitted. In addition, the communication device 1600 may further include necessary modules. In addition, some modules in the communication device 1600 may be classified into more granular modules.
  • the processor 1610 is configured to perform an operation according to an embodiment of the present invention illustrated with reference to the drawings. In detail, the detailed operation of the processor 1610 may refer to the contents described with reference to FIGS. 1 to 15.
  • the memory 1620 is connected to the processor 1610 and stores an operating system, an application, program code, data, and the like.
  • the RF module 1630 is connected to the processor 1610 and performs a function of converting a baseband signal into a radio signal or converting a radio signal into a baseband signal. To this end, the RF module 1630 performs analog conversion, amplification, filtering and frequency up-conversion, or a reverse process thereof.
  • the display module 1640 is connected to the processor 1610 and displays various information.
  • the display module 1640 may use well-known elements such as, but not limited to, a liquid crystal display (LCD), a light emitting diode (LED), and an organic light emitting diode (OLED).
  • the user interface module 1650 is connected to the processor 1610 and may be configured with a combination of well-known user interfaces such as a keypad and a touch screen.
  • each component or feature is to be considered optional unless stated otherwise.
  • Each component or feature may be embodied in a form that is not combined with other components or features. It is also possible to combine some of the components and / or features to form an embodiment of the invention.
  • the order of the operations described in the embodiments of the present invention may be changed. Some components or features of one embodiment may be included in another embodiment or may be replaced with corresponding components or features of another embodiment. It is obvious that the claims may be combined to form an embodiment by combining claims that do not have an explicit citation relationship in the claims or as new claims by post-application correction.
  • Certain operations described in this document as being performed by a base station may in some cases be performed by an upper node thereof. That is, it is obvious that various operations performed for communication with the terminal in a network including a plurality of network nodes including a base station may be performed by the base station or other network nodes other than the base station.
  • a base station may be replaced by terms such as a fixed station, a Node B, an eNode B (eNB), an access point, and the like.
  • Embodiments according to the present invention may be implemented by various means, for example, hardware, firmware, software, or a combination thereof.
  • an embodiment of the present invention may include one or more application specific integrated circuits (ASICs), digital signal processors (DSPs), digital signal processing devices (DSPDs), programmable logic devices (PLDs), FPGAs ( Field programmable gate arrays), processors, controllers, microcontrollers, microprocessors, and the like.
  • ASICs application specific integrated circuits
  • DSPs digital signal processors
  • DSPDs digital signal processing devices
  • PLDs programmable logic devices
  • FPGAs Field programmable gate arrays
  • processors controllers, microcontrollers, microprocessors, and the like.
  • an embodiment of the present invention may be implemented in the form of a module, procedure, function, etc. that performs the functions or operations described above.
  • the software code may be stored in a memory unit and driven by a processor.
  • the memory unit may be located inside or outside the processor, and may exchange data with the processor by various known means.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

본 출원에서는 무선 통신 시스템에서 단말 간 직접 통신을 이용하여 단말이 상대 단말로 데이터를 송신하는 방법이 개시된다. 구체적으로, 상기 방법은, 상기 상대 단말로, 하나 이상의 데이터 심볼과 하나 이상의 참조 신호 심볼로 구성된 프레임 상에서, 데이터 신호와 복수의 송신 빔들에 대응하는 복수의 참조 신호들을 송신하는 단계; 상기 상대 단말로부터 상기 데이터 신호에 대한 부정 응답과 상기 복수의 송신 빔들 중 적어도 하나의 선호 송신 빔에 대응하는 참조 신호에 관한 정보를 수신하는 단계; 및 상기 선호 송신 빔에 기반하여 프리코딩된 상기 데이터 신호를 상기 상대 단말로 재전송하는 단계를 포함하고, 상기 복수의 참조 신호들은 하나의 참조 신호 심볼 내에서 시분할 다중화되는 것을 특징으로 한다.

Description

무선 통신 시스템에서 단말 간 직접 통신을 위한 빔 제어 방법 및 이를 위한 장치
본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 무선 통신 시스템에서 단말 간 직접 통신을 위한 빔 제어 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 1은 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 3GPP에서 기초적인 표준화 작업을 진행하고 있다. 일반적으로 E-UMTS는 LTE(Long Term Evolution) 시스템이라고 할 수도 있다. UMTS 및 E-UMTS의 기술 규격(technical specification)의 상세한 내용은 각각 "3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Radio Access Network"의 Release 7과 Release 8을 참조할 수 있다.
도 1을 참조하면, E-UMTS는 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 1.25, 2.5, 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. 하향링크(Downlink; DL) 데이터에 대해 기지국은 하향링크 스케줄링 정보를 전송하여 해당 단말에게 데이터가 전송될 시간/주파수 영역, 부호화, 데이터 크기, HARQ(Hybrid Automatic Repeat and reQuest) 관련 정보 등을 알려준다. 또한, 상향링크(Uplink; UL) 데이터에 대해 기지국은 상향링크 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 AG와 단말의 사용자 등록 등을 위한 네트워크 노드 등으로 구성될 수 있다. AG는 복수의 셀들로 구성되는 TA(Tracking Area) 단위로 단말의 이동성을 관리한다.
무선 통신 기술은 WCDMA를 기반으로 LTE까지 개발되어 왔지만, 사용자와 사업자의 요구와 기대는 지속적으로 증가하고 있다. 또한, 다른 무선 접속 기술이 계속 개발되고 있으므로 향후 경쟁력을 가지기 위하여는 새로운 기술 진화가 요구된다. 비트당 비용 감소, 서비스 가용성 증대, 융통성 있는 주파수 밴드의 사용, 단순구조와 개방형 인터페이스, 단말의 적절한 전력 소모 등이 요구된다.
상술한 바와 같은 논의를 바탕으로 이하에서는 무선 통신 시스템에서 단말 간 직접 통신을 위한 빔 제어 방법 및 이를 위한 장치를 제안하고자 한다.
본 발명의 일 실시예인 무선 통신 시스템에서 단말 간 직접 통신을 이용하여 단말이 상대 단말로 데이터를 송신하는 방법은, 상기 상대 단말로, 하나 이상의 데이터 심볼과 하나 이상의 참조 신호 심볼로 구성된 프레임 상에서, 데이터 신호와 복수의 송신 빔들에 대응하는 복수의 참조 신호들을 송신하는 단계; 상기 상대 단말로부터 상기 데이터 신호에 대한 부정 응답과 상기 복수의 송신 빔들 중 적어도 하나의 선호 송신 빔에 대응하는 참조 신호에 관한 정보를 수신하는 단계; 및 상기 선호 송신 빔에 기반하여 프리코딩된 상기 데이터 신호를 상기 상대 단말로 재전송하는 단계를 포함하고, 상기 복수의 참조 신호들은 하나의 참조 신호 심볼 내에서 시분할 다중화되는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명의 일 실시예인 무선 통신 시스템에서 단말 간 직접 통신을 이용하여 단말이 상대 단말로부터 데이터를 수신하는 방법은, 상기 상대 단말로부터, 하나 이상의 데이터 심볼과 하나 이상의 참조 신호 심볼로 구성된 프레임 상에서, 데이터 신호와 복수의 송신 빔들에 대응하는 복수의 참조 신호들을 수신하는 단계; 상기 상대 단말로 상기 데이터 신호에 대한 부정 응답과 상기 복수의 송신 빔들 중 적어도 하나의 선호 송신 빔에 대응하는 참조 신호에 관한 정보를 송신하는 단계; 및 상기 상대 단말로부터 상기 선호 송신 빔에 기반하여 프리코딩되어 재전송된 상기 데이터 신호를 수신하는 단계를 포함하고, 상기 복수의 참조 신호들은 하나의 참조 신호 심볼 내에서 시분할 다중화되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 복수의 참조 신호들은 하나의 참조 신호 심볼 내에서 안테나 포트 인덱스 순으로 순차적으로 시분할 다중화되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 데이터 신호와 상기 복수의 참조 신호들은 상기 상대 단말 및 하나 이상의 다른 단말들로 멀티캐스트 방식으로 송신된 것을 특징으로 한다.
보다 바람직하게는, 상기 복수의 참조 신호들은 서로 다른 안테나 포트를 통하여 송신되는 것이며, 상기 복수의 참조 신호들에 적용된 프리코더들과 상기 데이터 신호에 적용된 프리코더는 서로 다른 것을 특징으로 한다.
추가적으로, 상기 적어도 하나의 선호 송신 빔은 상기 복수의 송신 빔들 하나 이상의 빔들로 구성되는 빔 후보 집합에서 선택되고, 상기 빔 후보 집합은 상기 단말과 상기 상대 단말의 인접도에 기반하여 결정되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따르면 단말 간 직접 통신을 위하여 송신 빔 제어 및 수신 빔 제어를 보다 효율적으로 수행할 수 있다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 무선 통신 시스템의 일례로서 E-UMTS 망구조를 개략적으로 도시한 도면.
도 2는 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 도면.
도 3은 3GPP 시스템에 이용되는 물리 채널들 및 이들을 이용한 일반적인 신호 전송 방법을 설명하기 위한 도면.
도 4는 LTE 시스템에서 사용되는 무선 프레임의 구조를 예시하는 도면.
도 5는 LTE 시스템에서 사용되는 하향링크 무선 프레임의 구조를 예시하는 도면.
도 6은 LTE 시스템에서 사용되는 상향링크 서브프레임의 구조를 도시하는 도면.
도 7은 단말 간 직접 통신의 개념도이다.
도 8는 자원 풀 및 자원 유닛의 구성예를 도시한다.
도 9는 eNB의 송신 빔들과 UE의 수신 빔들의 구성에 대한 일례를 도시한다.
도 10 및 도 11은 본 발명의 실시예에 따라 데이터와 동일한 프리코딩이 적용된 RS를 송신하기 위한 프레임 구조의 예시들이다.
도 12 내지 도 14는 본 발명의 실시예에 따라 데이터와 다른 프리코딩이 적용된 RS를 송신하기 위한 프레임 구조의 예시들이다.
도 15는 본 발명의 실시예에 따라, 수신 UE가 선호 송신 빔을 선택하는 예를 도시한다.
도 16은 본 발명에 따른 통신 장치의 블록 구성도를 예시한다.
이하에서 첨부된 도면을 참조하여 설명된 본 발명의 실시예들에 의해 본 발명의 구성, 작용 및 다른 특징들이 용이하게 이해될 수 있을 것이다. 이하에서 설명되는 실시예들은 본 발명의 기술적 특징들이 3GPP 시스템에 적용된 예들이다.
본 명세서는 LTE 시스템 및 LTE-A 시스템을 사용하여 본 발명의 실시예를 설명하지만, 이는 예시로서 본 발명의 실시예는 상기 정의에 해당되는 어떤 통신 시스템에도 적용될 수 있다. 또한, 본 명세서는 FDD 방식을 기준으로 본 발명의 실시예에 대해 설명하지만, 이는 예시로서 본 발명의 실시예는 H-FDD 방식 또는 TDD 방식에도 용이하게 변형되어 적용될 수 있다.
또한, 본 명세서는 기지국의 명칭은 RRH(remote radio head), eNB, TP(transmission point), RP(reception point), 중계기(relay) 등을 포함하는 포괄적인 용어로 사용될 수 있다.
도 2는 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 위하여 이용하는 제어 메시지들이 전송되는 통로를 의미한다. 사용자평면은 애플리케이션 계층에서 생성된 데이터, 예를 들어, 음성 데이터 또는 인터넷 패킷 데이터 등이 전송되는 통로를 의미한다.
제1계층인 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. 전송측과 수신측의 물리계층 사이는 물리채널을 통해 데이터가 이동한다. 상기 물리채널은 시간과 주파수를 무선 자원으로 활용한다. 구체적으로, 물리채널은 하향링크에서 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 방식으로 변조되고, 상향링크에서 SC-FDMA(Single Carrier Frequency Division Multiple Access) 방식으로 변조된다.
제2계층의 매체접속제어(Medium Access Control; MAC) 계층은 논리채널(Logical Channel)을 통해 상위계층인 무선링크제어(Radio Link Control; RLC) 계층에 서비스를 제공한다. 제2계층의 RLC 계층은 신뢰성 있는 데이터 전송을 지원한다. RLC 계층의 기능은 MAC 내부의 기능 블록으로 구현될 수도 있다. 제2계층의 PDCP(Packet 데이터 Convergence Protocol) 계층은 대역폭이 좁은 무선 인터페이스에서 IPv4나 IPv6와 같은 IP 패킷을 효율적으로 전송하기 위해 불필요한 제어정보를 줄여주는 헤더 압축(Header Compression) 기능을 수행한다.
제3계층의 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. RB는 단말과 네트워크 간의 데이터 전달을 위해 제2계층에 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 1.25, 2.5, 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(방송 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 SCH를 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(방송 Control Channel), PCCH(Paging Control Channel), CCCH(Common Control Channel), MCCH(Multicast Control Channel), MTCH(Multicast Traffic Channel) 등이 있다.
도 3은 3GPP 시스템에 이용되는 물리 채널들 및 이들을 이용한 일반적인 신호 전송 방법을 설명하기 위한 도면이다.
단말은 전원이 켜지거나 새로이 셀에 진입한 경우 기지국과 동기를 맞추는 등의 초기 셀 탐색(Initial cell search) 작업을 수행한다(S301). 이를 위해, 단말은 기지국으로부터 주 동기 채널(Primary Synchronization Channel; P-SCH) 및 부 동기 채널(Secondary Synchronization Channel; S-SCH)을 수신하여 기지국과 동기를 맞추고, 셀 ID 등의 정보를 획득할 수 있다. 그 후, 단말은 기지국으로부터 물리 방송 채널(Physical 방송 Channel)를 수신하여 셀 내 방송 정보를 획득할 수 있다. 한편, 단말은 초기 셀 탐색 단계에서 하향링크 참조 신호(Downlink Reference Signal; DL RS)를 수신하여 하향링크 채널 상태를 확인할 수 있다.
초기 셀 탐색을 마친 단말은 물리 하향링크 제어 채널(Physical Downlink Control Channel; PDCCH) 및 상기 PDCCH에 실린 정보에 따라 물리 하향링크 공유 채널(Physical Downlink Control Channel; PDSCH)을 수신함으로써 좀더 구체적인 시스템 정보를 획득할 수 있다(S302).
한편, 기지국에 최초로 접속하거나 신호 전송을 위한 무선 자원이 없는 경우 단말은 기지국에 대해 임의 접속 과정(Random Access Procedure; RACH)을 수행할 수 있다(단계 S303 내지 단계 S306). 이를 위해, 단말은 물리 임의 접속 채널(Physical Random Access Channel; PRACH)을 통해 특정 시퀀스를 프리앰블로 전송하고(S303 및 S305), PDCCH 및 대응하는 PDSCH를 통해 프리앰블에 대한 응답 메시지를 수신할 수 있다(S304 및 S306). 경쟁 기반 RACH의 경우, 추가적으로 충돌 해결 절차(Contention Resolution Procedure)를 수행할 수 있다.
상술한 바와 같은 절차를 수행한 단말은 이후 일반적인 상/하향링크 신호 전송 절차로서 PDCCH/PDSCH 수신(S307) 및 물리 상향링크 공유 채널(Physical Uplink Shared Channel; PUSCH)/물리 상향링크 제어 채널(Physical Uplink Control Channel; PUCCH) 전송(S308)을 수행할 수 있다. 특히 단말은 PDCCH를 통하여 하향링크 제어 정보(Downlink Control Information; DCI)를 수신한다. 여기서 DCI는 단말에 대한 자원 할당 정보와 같은 제어 정보를 포함하며, 그 사용 목적에 따라 포맷이 서로 다르다.
한편, 단말이 상향링크를 통해 기지국에 전송하는 또는 단말이 기지국으로부터 수신하는 제어 정보는 하향링크/상향링크 ACK/NACK 신호, CQI(Channel Quality Indicator), PMI(Precoding Matrix Index), RI(Rank Indicator) 등을 포함한다. 3GPP LTE 시스템의 경우, 단말은 상술한 CQI/PMI/RI 등의 제어 정보를 PUSCH 및/또는 PUCCH를 통해 전송할 수 있다.
도 4는 LTE 시스템에서 사용되는 무선 프레임의 구조를 예시하는 도면이다.
도 4를 참조하면, 무선 프레임(radio frame)은 10ms(327200×Ts)의 길이를 가지며 10개의 균등한 크기의 서브프레임(subframe)으로 구성되어 있다. 각각의 서브프레임은 1ms의 길이를 가지며 2개의 슬롯(slot)으로 구성되어 있다. 각각의 슬롯은 0.5ms(15360×Ts)의 길이를 가진다. 여기에서, Ts 는 샘플링 시간을 나타내고, Ts=1/(15kHz×2048)=3.2552×10-8(약 33ns)로 표시된다. 슬롯은 시간 영역에서 복수의 OFDM 심볼을 포함하고, 주파수 영역에서 복수의 자원블록(Resource Block; RB)을 포함한다. LTE 시스템에서 하나의 자원블록은 12개의 부반송파×7(6)개의 OFDM 심볼을 포함한다. 데이터가 전송되는 단위시간인 TTI(Transmission Time Interval)는 하나 이상의 서브프레임 단위로 정해질 수 있다. 상술한 무선 프레임의 구조는 예시에 불과하고, 무선 프레임에 포함되는 서브프레임의 수 또는 서브프레임에 포함되는 슬롯의 수, 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 다양하게 변경될 수 있다.
도 5는 하향링크 무선 프레임에서 하나의 서브프레임의 제어 영역에 포함되는 제어 채널을 예시하는 도면이다.
도 5를 참조하면, 서브프레임은 14개의 OFDM 심볼로 구성되어 있다. 서브프레임 설정에 따라 처음 1 내지 3개의 OFDM 심볼은 제어 영역으로 사용되고 나머지 13~11개의 OFDM 심볼은 데이터 영역으로 사용된다. 도면에서 R1 내지 R4는 안테나 0 내지 3에 대한 기준 신호(Reference Signal(RS) 또는 Pilot Signal)를 나타낸다. RS는 제어 영역 및 데이터 영역과 상관없이 서브프레임 내에 일정한 패턴으로 고정된다. 제어 채널은 제어 영역 중에서 RS가 할당되지 않은 자원에 할당되고, 트래픽 채널도 데이터 영역 중에서 RS가 할당되지 않은 자원에 할당된다. 제어 영역에 할당되는 제어 채널로는 PCFICH(Physical Control Format Indicator CHannel), PHICH(Physical Hybrid-ARQ Indicator CHannel), PDCCH(Physical Downlink Control CHannel) 등이 있다.
PCFICH는 물리 제어 포맷 지시자 채널로서 매 서브프레임 마다 PDCCH에 사용되는 OFDM 심볼의 개수를 단말에게 알려준다. PCFICH는 첫 번째 OFDM 심볼에 위치하며 PHICH 및 PDCCH에 우선하여 설정된다. PCFICH는 4개의 REG(Resource Element Group)로 구성되고, 각각의 REG는 셀 ID(Cell IDentity)에 기초하여 제어 영역 내에 분산된다. 하나의 REG는 4개의 RE(Resource Element)로 구성된다. RE는 하나의 부반송파×하나의 OFDM 심볼로 정의되는 최소 물리 자원을 나타낸다. PCFICH 값은 대역폭에 따라 1 내지 3 또는 2 내지 4의 값을 지시하며 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)로 변조된다.
PHICH는 물리 HARQ(Hybrid - Automatic Repeat and request) 지시자 채널로서 상향링크 전송에 대한 HARQ ACK/NACK을 나르는데 사용된다. 즉, PHICH는 UL HARQ를 위한 DL ACK/NACK 정보가 전송되는 채널을 나타낸다. PHICH는 1개의 REG로 구성되고, 셀 특정(cell-specific)하게 스크램블(scrambling) 된다. ACK/NACK은 1 비트로 지시되며, BPSK(Binary phase shift keying)로 변조된다. 변조된 ACK/NACK은 확산인자(Spreading Factor; SF) = 2 또는 4로 확산된다. 동일한 자원에 매핑되는 복수의 PHICH는 PHICH 그룹을 구성한다. PHICH 그룹에 다중화되는 PHICH의 개수는 확산 코드의 개수에 따라 결정된다. PHICH (그룹)은 주파수 영역 및/또는 시간 영역에서 다이버시티 이득을 얻기 위해 3번 반복(repetition)된다.
PDCCH는 물리 하향링크 제어 채널로서 서브프레임의 처음 n개의 OFDM 심볼에 할당된다. 여기에서, n은 1 이상의 정수로서 PCFICH에 의해 지시된다. PDCCH는 하나 이상의 CCE로 구성된다. PDCCH는 전송 채널인 PCH(Paging channel) 및 DL-SCH(Downlink-shared channel)의 자원할당과 관련된 정보, 상향링크 스케줄링 그랜트(Uplink Scheduling Grant), HARQ 정보 등을 각 단말 또는 단말 그룹에게 알려준다. PCH(Paging channel) 및 DL-SCH(Downlink-shared channel)는 PDSCH를 통해 전송된다. 따라서, 기지국과 단말은 일반적으로 특정한 제어 정보 또는 특정한 서비스 데이터를 제외하고는 PDSCH를 통해서 데이터를 각각 전송 및 수신한다.
PDSCH의 데이터가 어떤 단말(하나 또는 복수의 단말)에게 전송되는 것이며, 상기 단말들이 어떻게 PDSCH 데이터를 수신하고 디코딩(decoding)을 해야 하는 지에 대한 정보 등은 PDCCH에 포함되어 전송된다. 예를 들어, 특정 PDCCH가 "A"라는 RNTI(Radio Network Temporary Identity)로 CRC 마스킹(masking)되어 있고, "B"라는 무선자원(예, 주파수 위치) 및 "C"라는 DCI 포맷 즉, 전송 형식 정보(예, 전송 블록 사이즈, 변조 방식, 코딩 정보 등)를 이용해 전송되는 데이터에 관한 정보가 특정 서브프레임을 통해 전송된다고 가정한다. 이 경우, 셀 내의 단말은 자신이 가지고 있는 RNTI 정보를 이용하여 검색 영역에서 PDCCH를 모니터링, 즉 블라인드 디코딩하고, "A" RNTI를 가지고 있는 하나 이상의 단말이 있다면, 상기 단말들은 PDCCH를 수신하고, 수신한 PDCCH의 정보를 통해 "B"와 "C"에 의해 지시되는 PDSCH를 수신한다.
도 6은 LTE 시스템에서 사용되는 상향링크 서브프레임의 구조를 도시하는 도면이다.
도 6을 참조하면, 상향링크 서브프레임은 제어정보를 나르는 PUCCH(Physical Uplink Control CHannel)가 할당되는 영역과 사용자 데이터를 나르는 PUSCH(Physical Uplink Shared CHannel)가 할당되는 영역으로 나눌 수 있다. 서브프레임의 중간 부분이 PUSCH에 할당되고, 주파수 영역에서 데이터 영역의 양측 부분이 PUCCH에 할당된다. PUCCH 상에 전송되는 제어정보는 HARQ에 사용되는 ACK/NACK, 하향링크 채널 상태를 나타내는 CQI(Channel Quality Indicator), MIMO를 위한 RI(Rank Indicator), 상향링크 자원 할당 요청인 SR(Scheduling Request) 등이 있다. 한 단말에 대한 PUCCH는 서브프레임 내의 각 슬롯에서 서로 다른 주파수를 차지하는 하나의 자원블록을 사용한다. 즉, PUCCH에 할당되는 2개의 자원블록은 슬롯 경계에서 주파수 호핑(frequency hopping)된다. 특히 도 6은 m=0인 PUCCH, m=1인 PUCCH, m=2인 PUCCH, m=3인 PUCCH가 서브프레임에 할당되는 것을 예시한다.
도 7은 단말 간 직접 통신의 개념도이다.
도 7을 참조하면, UE가 다른 UE와 직접 무선 통신을 수행하는 D2D(device-to-device) 통신, 즉, 단말 간 직접 통신에서는 eNB가 D2D 링크 신호의 송수신을 지시하기 위한 스케줄링 메시지를 전송할 수 있다. 이하에서는 UE 사이에 직접 연결된 단말 간 직접 통신을 위한 링크, 즉 D2D 링크를 상향링크 및 하향링크와 대비되는 개념으로 사이드링크 (Sidelink; SL)라고 지칭한다.
사이드링크 통신에 참여하는 UE는 eNB로부터 사이드링크 스케줄링 메시지를 수신하고, 사이드링크 스케줄링 메시지가 지시하는 송수신 동작을 수행한다. 여기서 UE는 사용자의 단말을 의미하지만 eNB와 같은 네트워크 엔티티가 UE 사이의 통신 방식에 따라서 신호를 송수신하는 경우에는 역시 일종의 UE로 간주될 수 있다. 또한 UE가 송신한 사이드링크 신호를 eNB가 수신하는 것도 가능하며, 사이드링크 송신을 위해 설계된 UE의 신호 송수신 방법을 UE가 eNB에게 상향링크 신호를 송신하는 동작에도 적용이 가능하다.
사이드링크 동작의 수행을 위하여, UE는 우선 자신이 사이드링크 통신을 수행하고자 하는 상대 UE가 사이드링크 통신이 가능한 근접 영역에 위치하는지를 파악하는 디스커버리(discovery) 과정을 수행한다. 이러한 디스커버리 과정은 각 UE가 자신을 식별할 수 있는 고유의 디스커버리 신호를 전송하고, 인접한 UE가 이를 검출하는 경우에 디스커버리 신호를 전송한 UE가 인접한 위치에 있다는 것을 파악하는 형태로 이루어진다. 즉, 각 UE는 자신이 사이드링크 통신을 수행하고자 하는 상대 UE가 인접한 위치에 존재하는지를 디스커버리 과정을 거쳐서 확인한 후, 실제 사용자 데이터를 송수신하는 사이드링크 통신을 수행한다.
한편, 이하에서는 UE1은 일련의 자원의 집합을 의미하는 자원 풀 (resource pool) 내에서 특정한 자원에 해당하는 자원 유닛을 선택하고 해당 자원 유닛을 사용하여 사이드링크 신호를 전송하는 경우에 대해서 설명한다. 여기서, 자원 풀은 UE1이 기지국의 커버리지 내에 위치하는 경우 기지국이 알려줄 수 있으며, UE1이 기지국의 커버리지 밖에 있는 경우에는 다른 UE가 알려주거나 혹은 사전에 정해진 자원으로 결정될 수도 있다. 일반적으로 자원 풀은 복수의 자원 유닛으로 구성되며 각 UE는 하나 혹은 복수의 자원 유닛을 선정하여 자신의 사이드링크 신호 전송에 사용할 수 있다.
도 8는 자원 풀 및 자원 유닛의 구성예를 도시한다.
도 8을 참조하면, 전체 주파수 자원이 NF개로 분할되고, 전체 시간 자원이 NT개로 분할되어, 총 NF*NT 개의 자원 유닛이 정의되는 경우를 예시하고 있다. 특히, 해당 자원 풀이 NT 서브프레임을 주기로 반복된다고 할 수 있다. 특징적으로, 하나의 자원 유닛은 주기적으로 반복하여 나타날 수 있다. 혹은 시간이나 주파수 차원에서의 다이버시티 (diversity) 효과를 얻기 위하여 하나의 논리적인 자원 유닛이 맵핑되는 물리적 자원 유닛의 인덱스가 시간에 따라서 사전에 정해진 패턴으로 변화할 수도 있다. 이러한 자원 유닛 구조에 있어서, 자원 풀이란 사이드링크 신호를 전송하고자 하는 UE가 전송에 사용할 수 있는 자원 유닛의 집합을 의미할 수 있다.
상술한 자원 풀은 여러 종류로 세분화될 수 있다. 먼저 자원 풀에서 전송되는 사이드링크 신호의 컨텐츠에 따라서 구분될 수 있다. 일 예로 아래 1) 내지 3)과 같이 사이드링크 신호의 컨텐츠는 SA, 사이드링크 데이터 채널 및 디스커버리 신호로 구분될 수 있으며, 각각 컨텐츠에 따라서 별도의 자원 풀이 설정될 수 있다.
1) SA(Scheduling assignment): SA는 전송 UE가 후행하는 사이드링크 데이터 채널의 자원 위치 정보 및 사이드링크 데이터 채널의 복조를 위한 MCS(modulation and coding scheme)나 MIMO 전송 방식 등의 정보를 포함하는 신호를 지칭한다. 상기 SA는 동일 자원 유닛 상에서 사이드링크 데이터와 함께 다중화되어 전송되는 것도 가능하며, 이 경우 SA 자원 풀이란 SA가 사이드링크 데이터와 다중화되어 전송되는 자원의 풀을 의미할 수 있다.
2) 사이드링크 데이터 채널: 사이드링크 데이터 채널은 전송 UE가 사용자 데이터를 전송하는데 사용하는 채널을 지칭한다. 만약 SA가 동일 자원 유닛 상에서 사이드링크 데이터와 함께 다중화되어 전송된다면, SA 자원 풀의 특정 자원 유닛 상에서 SA 정보를 전송하는데 사용되었던 RE(resource element)를 사이드링크 데이터 채널 자원 풀에서도 사이드링크 데이터를 전송하는데 사용할 수 있다.
3) 디스커버리 신호: 전송 UE가 자신의 ID등의 정보를 전송하여 인접 UE로 하여금 자신을 발견할 수 있도록 하는 신호를 위한 자원 풀을 의미한다.
4) 동기 신호: 송신 UE가 동기 신호 및 동기와 관련된 정보를 전송함으로써 수신 UE가 송신 UE에게 시간/주파수 동기를 맞추는 목적을 달성하는 신호/채널을 위한 자원 풀을 의미한다.
한편, 최근 많은 통신 기기들이 더욱 큰 통신 용량을 요구함에 따라, 기존 RAT (radio access technology)에 비해 향상된 광대역 무선 통신의 필요성이 대두되고 있다. 또한 다수의 기기 및 사물들을 연결하여 언제 어디서나 다양한 서비스를 제공하는 메시브 (massive) MTC (Machine Type Communications) 역시 차세대 통신에서 고려될 주요 이슈일 뿐만 아니라, 신뢰성 (reliability) 및 레이턴시 (latency)에 민감한 서비스/UE를 고려한 통신 시스템이 논의되고 있다. 이에 따라, 상술한 요구 사항들을 만족시키기 위하여, 차세대 RAT의 도입이 논의되고 있으며, 본 발명에서는 편의상 차세대 RAT을 NR (New RAT)이라고 지칭한다.
메시브 MIMO에서, 성능 이득의 극대화를 위해서는 안테나 엘리먼트 별로 전송 전력 및 위상 조절이 가능하도록 TXRU (transceiver unit)을 구비한다면, 주파수 자원 별로 독립적인 빔포밍이 가능할 수 있지만, 안테나 엘리먼트 모두에 TXRU를 설치하는 것 자체가 현실적으로 구현 가능성이 부족하다는 단점이 있다. 이에 하나의 TXRU에 다수개의 안테나 엘리먼트를 맵핑하고 아날로그 위상 천이기 (analog phase shifter)로 빔의 방향을 조절하는 방식이 NR에서 고려되고 있다. 그러나 아날로그 빔의 경우, 심볼 또는 서브프레임과 같은 타임 인스턴스 (time instance) 당 하나의 빔 방향만을 형성할 수 있다는 단점이 존재하고, 송신 빔 및 수신 빔 간의 빔 연관도 (beam association)가 부정확할 경우 극심한 성능 열화가 발생할 수 있다. 도면을 참조하여 설명한다.
도 9는 eNB의 송신 빔들과 UE의 수신 빔들의 구성에 대한 일례를 도시한다. 특히, 도 9에서 eNB가 N개의 송신 (아날로그) 빔을 구성할 수 있고, UE가 M개의 수신 (아날로그) 빔을 구성할 수 있고, (송신 빔 #1 - 수신 빔 #1) 및 (송신 빔 #2 - 수신 빔 #2)으로 구성된 빔 페어 (pair)로 단말이 신호를 수신할 때 수신 성능을 최적화 할 수 있다고 가정하자. 이 때, 송신 빔 #2에 의해 전송되는 신호는 페어로 구성된 수신 빔 #2를 제외한 나머지 수신 빔에서는 수신 성능 열화가 발생할 수 있다.
특히, 이러한 빔 부정합에 따른 통신 신뢰도 저하 문제는, mmWave채널 환경 및 단말 이동성을 고려한다면, 더욱 심각하게 발생할 수 있다. 구체적으로, 단말이 위치를 이동하거나, 회전하거나, 혹은 주변 물체의 이동으로 무선 채널 환경이 바뀌는 경우 (예를 들어, LoS (line of sight) 환경이다가 빔이 차단(block)되어 Non-LoS 환경으로 바뀌는 경우)를 고려할 수 있다. 이와 같은 경우, 최적의 하향링크/상향링크/상향링크 빔 페어가 바뀔 수 있지만, 매 CSI 보고 인스턴스 (instance) 또는 전송 시점마다 하향링크/상향링크/상향링크 빔을 보정하는 절차를 수행하기는 참조 신호 오버헤드 및 시그널링 오버헤드가 과도하게 증가하며, 단말과 기지국의 전력 소모 관점에서도 빔 페어 결정 과정을 과도하게 수행하는 것은 바람직하지 않다. 따라서, 가급적 빔 페어의 재선택 과정을 지양하면서 통신 신뢰성 확보하기 위한 재전송 기법이 필요하다.
한편, V2X에서 플래투닝 (platooning)과 같은 실시예를 고려한다면, 특정 UE 그룹에게 동일한 정보를 전송하는 그룹캐스트/멀티캐스트 환경에서의 빔 부정합 (misalignment)에 의하여 발생할 수 있는 신뢰성 감소를 보완하기 위한 기술 또한 필요하다. 보다 구체적으로, 송신 UE (또는 네트워크)가 멀티캐스트 채널을 통하여 특정 데이터를 전송하는 경우, 이를 수신하는 일련의 UE들 중 일부는 데이터 수신에 실패할 수 있다. 특히, 이 데이터가 높은 확률로 수신되어야 하는 중요한 데이터인 경우에는, 송신 UE가 해당 데이터를 재전송하여 수신이 성공하도록 해야 한다. 이 경우 멀티캐스트 데이터의 에러 복구를 위한 재전송에 있어서 멀티캐스트 채널을 다시 사용하는 것도 가능하나, 이 방식은 개별 수신 UE의 상황에 최적화된 전송을 할 수 없다는 단점이 있다. 특히, 채널 상황이 좋지 못하여 데이터 디코딩에 실패한 개별 UE들에게 최적화된 프리코딩이나 MCS (modulation and coding scheme) 설정, 인접 셀 간섭의 완화 기법 적용을 적용한 송신을 수행할 수 없다.
본 발명에서는 UE간 (또는 UE 그룹 내)의 직접 통신 과정에서 RS (Reference Signal) 측정에 기반한 재전송 데이터 프리코딩 기법을 제안한다. 보다 구체적으로, 송신 UE는 멀티캐스트/유니캐스트를 이용한 초기 전송 시 데이터와 함께 자신의 포트 별 채널 측정 또는 포트 별 빔 측정을 위한 RS를 전송하여 수신 UE에게 채널 추정을 하도록 하고, 수신 UE는 상기 측정된 채널 정보를 기반으로 HARQ 재전송을 위한 프리코더를 결정하여 송신 UE에게 피드백한다. 이후, 송신 UE는 피드백된 프리코더를 이용하여 프리코딩을 적용하고 재전송을 수행한다.
보다 구체적으로, 본 발명은 1) 차량 단말 간 통신인 V2X 구현을 고려하여, 멀티캐스트 데이터의 디코딩 실패에 따른 재전송에서 송신 UE가 개별 수신 UE의 채널 상태에 최적인 프리코딩이나 MCS 레벨을 사용하여 효율적 재전송을 할 수 있도록 하며, 2) mmWave대역과 같이 순시적으로 빔 부정합 (misalignment)이 발생할 수 있는 환경에서 개별 수신 UE의 채널 상태를 반영한 재전송 수행을 통해 통신 신뢰성 (reliability)를 향상시킬 수 있다.
본 명세서에서는 편의상 데이터 재전송을 수행하는 단말 (또는 기지국)을 송신 UE라 하고, 데이터 수신 후 응답 신호인 ACK/NACK을 피드백하는 단말을 수신 UE로 표현한다.
<제 1 실시예>
송신 UE는 멀티캐스트/유니캐스트를 이용한 초기 전송 시 데이터와 함께 자신의 포트 별 채널 (또는 빔)의 측정을 위한 RS (예를 들어, CSI-RS)를 전송함으로써, 수신 UE(들)에게 송신 UE-수신 UE간 채널 (또는 빔) 정보를 획득하게 할 수 있다. 송신 UE가 초기 전송 시 자신의 포트 별 RS를 전송하는 방법은 1) 송신 UE가 데이터와 동일한 프리코딩이 걸린 RS (예를 들면, LTE 시스템에서의 DM-RS)를 함께 전송하는 방법과 2) 송신 UE가 데이터와 다른 프리코딩이 걸린 RS (예를 들어, LTE 시스템에서의 CSI-RS)를 전송하는 방법을 고려할 수 있다.
1)과 같이, 데이터와 동일한 프리코딩이 걸린 RS를 전송하는 경우 RS는 데이터와 동일 빔을 통해 동일한 시점에 전송이 된다. 제안 기법을 위해 도 10 및 도 11과 같은 프레임 구조가 고려될 수 있다. 도 10 및 도 11은 본 발명의 실시예에 따라 데이터와 동일한 프리코딩이 적용된 RS를 송신하기 위한 프레임 구조의 예시들이다.
도 10을 참조하면, 일부 또는 전체 기존 데이터 전송 심볼에서 DM-RS와 데이터를 주파수 분할 다중화 (FDM)하여 전송하는 것도 가능하다. 또한, 도 11을 참조하면, 기존 RS 전송 심볼에 RS와 데이터를 FDM하여 전송하는 것 역시 고려할 수 있다. 특히, 도 11의 경우 제어 정보인 SA 전송을 위한 포트와 데이터 전송 포트, SA에 대응하는 RS 전송을 위한 포트 및 데이터에 대응하는 RS 전송을 위한 포트 가 모두 동일한 포트일 수 있다.
반면에, 2)와 같이 송신 UE가 데이터와 독립적인 프리코딩이 적용된 RS 를 전송하는 경우, RS는 데이터와 다른 빔을 통해, 동일한 또는 서로 다른 시점에 전송될 수 있다. 일례로. 송신 UE는 한 시점에 하나의 아날로그 빔만을 형성하여 데이터와 RS를 서로 다른 시점 (예를 들어, 서로 다른 심볼)에 서로 다른 아날로그 빔을 통해 전송할 수 있다. 도면을 참조하여 설명한다.
도 12 내지 도 14는 본 발명의 실시예에 따라 데이터와 다른 프리코딩이 적용된 RS를 송신하기 위한 프레임 구조의 예시들이다.
도 12를 참조하면, 송신 UE는 기존 RS 전송 심볼에 각 송신 포트의 CSI-RS를 FDM 또는 CDM하여 전송할 수 있다. 다른 예시로, 도 13와 같이 복수 개의 RS 전송 심볼에 각각 서로 다른 포트의 CSI-RS를 번갈아 전송하는 프레임 구조도 가능하다. 추가적으로, 도 14와 같이, CSI-RS들이 하나의 심볼 구간 내에서 TDM되어 전송되는 경우도 고려될 수 있다. 특히, mmWave 대역에서의 아날로그 빔포밍을 고려하면, 하나의 심볼 내에서는 상대적으로 큰 부반송파 간격 (subcarrier spacing)을 적용하여, 하나의 심볼 구간 자체를 복수의 구간들로 구분할 수 있으며, 상기 복수의 구간들에서 서로 다른 아날로그 빔을 통해 전송되는 CSI-RS들을 TDM하는 방식이 가능할 수 있다.
참고로, 도 10 내지 도 14에서 AGC (Automatic gain control) 구간은 매 서브프레임 마다 신호 전송 시점이 흔들림으로 인해 발생하는 평균 전력의 변동폭을 줄이기 위하여 정의될 수 있다. V2X 통신에서는 단말이 직접 신호를 전송하므로 신호 전송 시점/주파수 자원 등이 매 서브프레임 마다 달라질 수 있기 때문이다. 구체적으로, 종래 셀룰러 통신에서는 주기적으로 전송되는 CRS 등이 존재하므로, 별도의 AGC 구간이 불필요하지만, V2X 통신에서는 반복적으로 전송되는 참조 신호를 고려하지 않기에, AGC 구간을 신호 전송 초기, 예를 들어 첫 번째 심볼에 정의하고 있다. 나아가, 도 10 내지 도 14에서 GAP, 즉 간극 심볼의 경우 TX/RX 스위칭을 보장하기 위한 구간이다.
한편, SA 전송 포트 및 데이터 전송 포트 및 SA 에 대응하는 RS 포트는 동일할 수 있지만, 데이터 전송을 위한 CSI-RS 전송 포트만 상이할 수 있다. 일례로, 데이터를 CSI-RS를 이용해 복조 (demodulation)하기 위해서는 CSI-RS에 적용된 프리코딩 정보를 SA에서 지정해 주어야 할 수 있다. 이 때, SA를 위한 RS는 DM-RS를 전송하는 것이 합리적이고, 데이터 전송을 위한 RS만 CSI-RS로 전송될 수 있다.
추가적으로, 송신 UE는 SA를 통해 RS 빔포밍에 사용한 프리코더 정보 또는 전송 기법 (예를 들어, STBC), 및/또는 RI를 수신 UE에게 알려줌으로써, 수신 UE로 하여금 송신 UE가 보여준 포트(들)에 대한 대한 채널 정보를 획득하도록 할 수 있으며, 수신 UE는 이에 기반하여 재전송을 위한 프리코더 또는 빔 선택을 위한 정보를 피드백할 수 있다.
본 명세서에서는 설명의 편의를 위하여 LTE 프레임 구조를 예시로 설명하였으나, 이는 제안 기술에 제한을 두는 것은 아니며, 데이터 및 RS 전송 순서 또는 횟수 등이 변경될 수 있다.
<제 2 실시예>
한편, 수신 UE(들)은 송신 UE가 전송한 RS를 기반으로 송신 UE로부터 수신 UE로의 채널을 측정하여 재전송에 선호되는 프리코더 (또는 빔)을 결정하고, 해당 프리코더 (또는 빔) 정보를 ACK/NACK 응답과 함께 송신 UE에게 알려줄 수 있다.
우선, 수신 UE(들)은 다음과 같은 방법으로 프리코딩을 계산 및 결정할 수 있다.
- 송신 UE가 데이터와 동일한 프리코딩이 걸린 RS를 전송하는 경우, 수신 UE들은 송신 UE가 전송한 RS를 통해 채널을 측정하고, 이 RS의 포트들에 대하여 랭크 1을 가정한 프리코딩을 계산할 수 있다.
- 송신 UE가 데이터와 다른 프리코딩이 걸린 RS를 전송하는 경우, 미리 약속되거나 송신 UE가 SA를 통해 지시해 준 RS 에 적용된 프리코더를 가정하고 송신 UE가 전송한 포트의 RS를 통해 채널을 측정한다. 즉, 수신 UE는 수신된 데이터 채널이 아닌 RS 포트의 채널을 기준으로 프리코딩을 계산할 수 있다. 또한, RS 포트에 대하여 랭크 1을 가정한 프리코딩을 계산할 수 있으며, 해당 프리코딩은 사전에 규정된 (미리 약속된) 코드북에서 선택될 수 있다.
추가적으로, 개별 수신 UE가 획득한 재전송을 위한 선호 프리코더 (또는 선호 빔) 정보는 ACK/NACK 응답과 함께 전송될 수 있다. 수신 UE는 재전송에 적합하다고 판단되는 프리코더 또는 빔 정보를 소정의 시퀀스 또는 비트열 형태로 송신 UE에게 피드백할 수 있다. 다만, 이와 같은 경우 재전송에 대한 빔 정확도는 향상될 수 있으나, 프리코더의 수 또는 빔 레졸루션 (resolution)에 따라 요구되는 시퀀스의 수, 또는 이를 표현하기 위한 비트 사이즈 등이 증가될 수 있는 단점을 갖는다.
이러한 문제를 해결하기 위하여, 수신 UE는 재전송을 위한 선호 송신 빔을 선택할 때, 사전에 약속된 특정 프리코더 (빔) 집합 내에서 특정 선호 송신 빔을 선택하여 피드백할 수 있다. 수신 UE가 최소한 SA의 디코딩까지는 성공하고, 데이터 디코딩에는 실패하여 NACK 전송을 하는 상황이라면, 최초 전송과 재전송 시점 사이에 빔 변화가 극심하지는 않을 것이라고 예상될 수 있다. 따라서, 수신 UE는 송신 UE가 찍어준 프리코더(빔)과 인접한 빔 중에서 선호 재전송 송신빔을 선택할 확률이 높고, 이 경우 후보 빔 집합의 크기를 줄임으로써 피드백 오버헤드 자체를 줄일 수 있다.
도 15는 본 발명의 실시예에 따라, 수신 UE가 특정 기준으로 선호 송신 빔 또는 빔 후보 집합을 선택하는 예를 도시한다. 특히, 도 15에서는 송신 빔 #0-#8이 존재하는 상황에서 빔 #0 내지 빔 #2가 인접한 빔이라고 가정한다.
이와 같은 경우, 수신 UE가 전송할 프리코더 집합을 송신 UE와 수신 UE간 인접도를 기준으로 상기 빔 #0 내지 빔 #2로 구성된 빔을 빔 후보 집합이라고 설정한다. 만약, 수신 UE가 빔 #1로 데이터를 전송 받은 경우, 재전송에 사용할 빔으로서 빔 후보 집합 내의 빔들 중에서, 빔 #0와 빔 #2 이 더 우수한지 혹은 빔 #1를 그대로 사용할지 여부만 판단하고, 빔 후보 집합 외의 빔에 해당하는 빔 #3 내지 빔 #8에 대해서는 고려하지 않을 수 있다. 상기 예시에서는 인접도를 기준으로 빔 후보 집합 대상 빔을 선정하였지만, 이에 한정하는 것은 아니다.
또한, 수신 UE는 복수개의 재전송 용 송신 빔 후보 집합을 송신 UE에게 피드백할 수 있으며, 송신 UE는 복수개의 빔 후보들 중 적어도 하나를 선택하여 단일 재전송 또는 반복 재전송을 수행할 수 있다. 추가적으로, 송신 UE의 재전송을 위한 전송 빔 폭은 최초 신호 전송의 빔 폭과 상이할 수 있다. 즉, 송신 UE는 최대한 전 방향성 (omni-directional) 또는 광폭 (broad) 빔을 통해 재전송을 수행할 수도 있다.
또한, 수신 UE는 재전송에 대한 RI나 MCS 결정을 위한 정보도 송신 UE에게 함께 전송하여 알려줄 수 있다. 일례로, 수신 UE는 자신이 측정한 포트의 채널 환경을 기반으로 재전송에 적합한 랭크를 결정하여 송신 UE에게 명시적으로 랭크 차등 값만을 알려줄 수 있다. 다른 일례로, 수신 UE는 자신의 채널 측정을 기반으로 송신 UE에게 CQI와 같은 채널 품질 정보를 ACK/NACK과 함께 전송함으로써, 송신 UE (또는 기지국)에게 재전송에 적합한 MCS 선택을 위한 정보를 제공할 수 있다.
한편, (채널 가역성 (Reciprocity)이 보장되지 않는다면) 수신 UE는 송신 UE로의 정확한 채널 정보를 알지 못하기 때문에, 수신 UE의 ACK/NACK 응답에 대한 전송 빔폭은 최초 신호 전송의 빔폭과 상이할 수 있다. 즉, 수신 UE는 최대한 전 방향성 (omni-directional) 또는 광폭 (broad) 빔을 통해 ACK/NACK 응답을 전송할 수 있다. 다른 대안으로, 수신 UE가 빔 순환을 통하여 ACK/NACK 응답 반복 전송하는 것도 고려될 수 있다.
수신 UE가 전송한 선호 재전송 프리코더(빔) 정보는 함께 전송된 ACK/NACK 응답이 NACK인 경우에만 재전송 프리코딩에 대한 추천/제안의 의미를 갖을 수 있다. ACK인 경우 ACK/NACK 응답에서 재전송 프리코더(빔)에 대한 필드 또는 시퀀스는 생략될 수 있으며, 생략되지 않는 경우에는 다음 주기 전송에 대한 프리코더(빔) 제안으로 사용될 수 있다. 한편, 수신 UE(들)에 의해 피드백된 선호 재전송 프리코더 정보를 기반으로 실제 재전송에 사용될 프리코딩을 결정하는 것은 송신 UE일 수 있으며, 해당 프리코딩의 결정 방법은 단말 구현에 따라 다르게 정해질 수 있다.
그룹캐스트(Groupcast)/멀티캐스트 단말(들)에 대한 HARQ 재전송은 상술한 과정을 통해 결정된 개별 UE 채널(빔) 특성에 최적화된 프리코딩 및/또는 MCS로 유니캐스트 채널을 통해 재전송될 수도 있지만, 개별 UE 채널(빔) 정보에 기반하여 송신 UE가 결정한 단일 프리코딩 및/또는 MCS로 다시 NACK이 발생한 수신 UE들을 대상으로 멀티캐스트 채널을 통해 재전송될 수도 있다.
본 명세서에서는 V2V 시나리오를 가정하고 제안 기술을 서술하나, 이는 제안 기술에 제한을 두는 것은 아니며 네트워크-단말간 통신에 대해서도 유사하게 적용될 수 있다. 또한, 멀티캐스트 전송에 대한 재전송을 위한 기법으로 제안 기법을 기술하나, 유니캐스트 전송에 대한 재전송 시나리오에도 적용될 수 있다.
또한, 본 명세서에서는 초기 전송과 재전송 사이의 프리코더 갱신 기법을 기술하고 있으나, 이에 제한되는 것은 아니며, 재전송이 2회 이상 수행되는 경우, 재전송과 후속 재전송 간의 프리코더 갱신에도 유사하게 적용될 수 있다. 또한, 채널 가역성이 보장되는 경우, 초기 전송과 ACK/NACK 응답 빔포밍 관계 및/또는 ACK/NACK 응답과 재전송 프리코더 갱신에 대하여도 본 발명이 적용될 수 있다. 즉, 수신 UE가 빔포밍된 ACK/NACK을 전송한다면, 수신 UE는 채널 가역성에 따라 자신이 초기 데이터 수신 시 측정한 송신UE-수신UE 간 채널 정보를 기반으로 ACK/NACK 응답에 대한 프리코딩을 결정 및 수행하여 빔포밍된 ACK/NACK을 전송할 수 있다. 이와 유사한 방법으로, HARQ 재전송에 대해서는 수신 UE가 ACK/NACK 응답과 함께 보여준 포트의 RS 측정을 기반으로 재전송을 위한 선호 수신 빔을 송신 UE가 선택하게 하는 것 또한 가능하다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 장치의 블록 구성도를 예시한다.
도 16을 참조하면, 통신 장치(1600)는 프로세서(1610), 메모리(1620), RF 모듈(1630), 디스플레이 모듈(1640) 및 사용자 인터페이스 모듈(1650)을 포함한다.
통신 장치(1600)는 설명의 편의를 위해 도시된 것으로서 일부 모듈은 생략될 수 있다. 또한, 통신 장치(1600)는 필요한 모듈을 더 포함할 수 있다. 또한, 통신 장치(1600)에서 일부 모듈은 보다 세분화된 모듈로 구분될 수 있다. 프로세서(1610)는 도면을 참조하여 예시한 본 발명의 실시 예에 따른 동작을 수행하도록 구성된다. 구체적으로, 프로세서(1610)의 자세한 동작은 도 1 내지 도 15에 기재된 내용을 참조할 수 있다.
메모리(1620)는 프로세서(1610)에 연결되며 오퍼레이팅 시스템, 어플리케이션, 프로그램 코드, 데이터 등을 저장한다. RF 모듈(1630)은 프로세서(1610)에 연결되며 기저대역 신호를 무선 신호를 변환하거나 무선신호를 기저대역 신호로 변환하는 기능을 수행한다. 이를 위해, RF 모듈(1630)은 아날로그 변환, 증폭, 필터링 및 주파수 상향 변환 또는 이들의 역과정을 수행한다. 디스플레이 모듈(1640)은 프로세서(1610)에 연결되며 다양한 정보를 디스플레이한다. 디스플레이 모듈(1640)은 이로 제한되는 것은 아니지만 LCD(Liquid Crystal Display), LED(Light Emitting Diode), OLED(Organic Light Emitting Diode)와 같은 잘 알려진 요소를 사용할 수 있다. 사용자 인터페이스 모듈(1650)은 프로세서(1610)와 연결되며 키패드, 터치 스크린 등과 같은 잘 알려진 사용자 인터페이스의 조합으로 구성될 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 문서에서 기지국에 의해 수행된다고 설명된 특정 동작은 경우에 따라서는 그 상위 노드(upper node)에 의해 수행될 수 있다. 즉, 기지국을 포함하는 복수의 네트워크 노드들(network nodes)로 이루어지는 네트워크에서 단말과의 통신을 위해 수행되는 다양한 동작들은 기지국 또는 기지국 이외의 다른 네트워크 노드들에 의해 수행될 수 있음은 자명하다. 기지국은 고정국(fixed station), Node B, eNode B(eNB), 억세스 포인트(access point) 등의 용어에 의해 대체될 수 있다.
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(필드 programmable gate arrays), 프로세서, 콘트롤러, 마이크로 콘트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.
펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 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 무선 통신 시스템에서 단말 간 직접 통신을 위한 빔 제어 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 단말 간 직접 통신을 이용하여 단말이 상대 단말로 데이터를 송신하는 방법에 있어서,
    상기 상대 단말로, 하나 이상의 데이터 심볼과 하나 이상의 참조 신호 심볼로 구성된 프레임 상에서, 데이터 신호와 복수의 송신 빔들에 대응하는 복수의 참조 신호들을 송신하는 단계;
    상기 상대 단말로부터 상기 데이터 신호에 대한 부정 응답과 상기 복수의 송신 빔들 중 적어도 하나의 선호 송신 빔에 대응하는 참조 신호에 관한 정보를 수신하는 단계; 및
    상기 선호 송신 빔에 기반하여 프리코딩된 상기 데이터 신호를 상기 상대 단말로 재전송하는 단계를 포함하고,
    상기 복수의 참조 신호들은,
    하나의 참조 신호 심볼 내에서 시분할 다중화되는 것을 특징으로 하는,
    데이터 송신 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 데이터 신호와 상기 복수의 참조 신호들을 송신하는 단계는,
    상기 데이터 신호와 상기 복수의 참조 신호들을 상기 상대 단말 및 하나 이상의 다른 단말들로 멀티캐스트 방식으로 송신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    데이터 송신 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 참조 신호들은,
    서로 다른 안테나 포트를 통하여 송신되는 것을 특징으로 하는,
    데이터 송신 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 참조 신호들에 적용된 프리코더들과 상기 데이터 신호에 적용된 프리코더는 서로 다른 것을 특징으로 하는,
    데이터 송신 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 참조 신호들은,
    하나의 참조 신호 심볼 내에서 안테나 포트 인덱스 순으로 순차적으로 시분할 다중화되는 것을 특징으로 하는,
    데이터 송신 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 선호 송신 빔은,
    상기 복수의 송신 빔들 하나 이상의 빔들로 구성되는 빔 후보 집합에서 선택되고,
    상기 빔 후보 집합은,
    상기 단말과 상기 상대 단말의 인접도에 기반하여 결정되는 것을 특징으로 하는,
    데이터 송신 방법.
  7. 무선 통신 시스템에서 단말 간 직접 통신을 이용하여 단말이 상대 단말로부터 데이터를 수신하는 방법에 있어서,
    상기 상대 단말로부터, 하나 이상의 데이터 심볼과 하나 이상의 참조 신호 심볼로 구성된 프레임 상에서, 데이터 신호와 복수의 송신 빔들에 대응하는 복수의 참조 신호들을 수신하는 단계;
    상기 상대 단말로 상기 데이터 신호에 대한 부정 응답과 상기 복수의 송신 빔들 중 적어도 하나의 선호 송신 빔에 대응하는 참조 신호에 관한 정보를 송신하는 단계; 및
    상기 상대 단말로부터 상기 선호 송신 빔에 기반하여 프리코딩되어 재전송된 상기 데이터 신호를 수신하는 단계를 포함하고,
    상기 복수의 참조 신호들은,
    하나의 참조 신호 심볼 내에서 시분할 다중화되는 것을 특징으로 하는,
    데이터 수신 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 데이터 신호와 상기 복수의 참조 신호들은 상기 상대 단말 및 하나 이상의 다른 단말들로 멀티캐스트 방식으로 송신된 것을 특징으로 하는,
    데이터 수신 방법.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 복수의 참조 신호들은,
    서로 다른 안테나 포트를 통하여 송신되는 것을 특징으로 하는,
    데이터 수신 방법.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 복수의 참조 신호들에 적용된 프리코더들과 상기 데이터 신호에 적용된 프리코더는 서로 다른 것을 특징으로 하는,
    데이터 수신 방법.
  11. 제 7 항에 있어서,
    상기 복수의 참조 신호들은,
    하나의 참조 신호 심볼 내에서 안테나 포트 인덱스 순으로 순차적으로 시분할 다중화되는 것을 특징으로 하는,
    데이터 수신 방법.
  12. 제 7 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 선호 송신 빔은,
    상기 복수의 송신 빔들 하나 이상의 빔들로 구성되는 빔 후보 집합에서 선택되고,
    상기 빔 후보 집합은,
    상기 단말과 상기 상대 단말의 인접도에 기반하여 결정되는 것을 특징으로 하는,
    데이터 수신 방법.
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