KR102153584B1 - Synchronization method and apparatus in terminal-to-terminal direct communication - Google Patents

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KR102153584B1 KR1020140008729A KR20140008729A KR102153584B1 KR 102153584 B1 KR102153584 B1 KR 102153584B1 KR 1020140008729 A KR1020140008729 A KR 1020140008729A KR 20140008729 A KR20140008729 A KR 20140008729A KR 102153584 B1 KR102153584 B1 KR 102153584B1
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Abstract

단말간 직접 통신에서의 단말의 동기 방법이 제공된다. 단말은 현재 프레임에서 복수의 다른 단말로부터 동기 신호를 수신하고, 복수의 다른 단말로부터 수신한 동기 신호에 기초하여 다음 프레임의 동기 시간을 추정한다.A method of synchronizing a terminal in direct communication between terminals is provided. The terminal receives synchronization signals from a plurality of other terminals in the current frame, and estimates the synchronization time of the next frame based on the synchronization signals received from the plurality of other terminals.

Description

단말간 직접 통신에서의 동기 방법 및 장치{SYNCHRONIZATION METHOD AND APPARATUS IN TERMINAL-TO-TERMINAL DIRECT COMMUNICATION}Synchronization method and device in direct communication between terminals {SYNCHRONIZATION METHOD AND APPARATUS IN TERMINAL-TO-TERMINAL DIRECT COMMUNICATION}

본 발명은 단말간 직접 통신을 위한 동기 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a synchronization method and apparatus for direct communication between terminals.

종래의 무선 통신 시스템은 마스터-슬레이브(master-slave) 개념의 동기 방식을 사용하고 있다. 마스터-슬레이브 개념의 동기 방식은 하나의 장치가 마스터가 되어서 기준 신호를 전송하고 다른 단말은 마스터가 보내준 기준 신호에 기준 시간을 맞추는 방식이다. 셀룰러 시스템의 경우 기지국이 항상 마스터로 동작하지만, 단말간 직접 통신은 기지국이 존재하지 않는 환경에서 수행될 수 있으므로 마스터-슬레이브 개념의 동기 방식은 적합하지 않다.The conventional wireless communication system uses a synchronization scheme of a master-slave concept. The synchronization method of the master-slave concept is a method in which one device becomes a master and transmits a reference signal, and the other terminal sets a reference time to the reference signal sent by the master. In the case of a cellular system, the base station always operates as a master, but since direct communication between terminals can be performed in an environment where the base station does not exist, the master-slave concept of synchronization is not suitable.

마스터가 되는 기지국이 존재하지 않는 애드혹(ad-hoc) 네트워크의 경우, 단말이 반송파 감지 다중 접속(carrier sense multiple access, CSMA) 방식을 이용하여 반송파를 감지하고 일정 시간만큼 백오프(back-off)를 수행한 후 타이머가 종료되면 마스터가 되어서 기준 시간을 전송한다. 이러한 방법을 사용할 경우 일정 시간만큼의 백오프 수행에 따른 자원의 소비가 불가피하다. 또한 두 개의 마스터 단말 사이에 존재하는 단말의 경우 동기가 맞지 않은 두 개의 기준 신호를 동시에 수신할 수 있다. 이 경우 간섭이 크게 증가하는 근거리/원거리(near-far) 문제를 겪을 수도 있다.In the case of an ad-hoc network in which the master base station does not exist, the terminal detects the carrier using a carrier sense multiple access (CSMA) method and back-off for a predetermined time. When the timer expires after performing, it becomes the master and transmits the reference time. When using this method, it is inevitable to consume resources according to backoff for a certain amount of time. In addition, in the case of a terminal existing between two master terminals, two reference signals out of synchronization can be simultaneously received. In this case, there may be a near-far problem in which interference is greatly increased.

본 발명이 이루고자 하는 과제는 단말간 직접 통신에 적합한 동기 방법 및 장치를 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a synchronization method and apparatus suitable for direct communication between terminals.

본 발명의 한 실시예에 따르면, 단말간 직접 통신에서의 단말의 동기 방법이 제공된다. 상기 동기 방법은, 현재 프레임에서 복수의 다른 단말로부터 동기 신호를 수신하는 단계, 그리고 상기 복수의 다른 단말로부터 수신한 동기 신호에 기초하여 다음 프레임의 동기 시간을 추정하는 단계를 포함한다.According to an embodiment of the present invention, a method for synchronizing a terminal in direct communication between terminals is provided. The synchronization method includes receiving synchronization signals from a plurality of other terminals in a current frame, and estimating a synchronization time of a next frame based on synchronization signals received from the plurality of other terminals.

상기 동기 시간을 추정하는 단계는, 상기 복수의 다른 단말로부터 수신한 동기 신호로부터 상기 현재 프레임의 상기 복수의 다른 단말의 동기 시간을 검출하는 단계, 그리고 상기 현재 프레임의 상기 복수의 다른 단말의 동기 시간을 포함하는 정보에 기초하여 상기 다음 프레임의 동기 시간을 추정하는 단계를 포함할 수 있다.The step of estimating the synchronization time may include detecting synchronization times of the plurality of other terminals of the current frame from synchronization signals received from the plurality of other terminals, and synchronization times of the plurality of other terminals of the current frame. It may include the step of estimating the synchronization time of the next frame based on the information including.

상기 동기 시간을 추정하는 단계는, 상기 복수의 다른 단말로부터 수신한 동기 신호로부터 상기 현재 프레임에서의 상기 복수의 다른 단말의 동기 신호의 수신 신호 파워를 검출하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 정보는 상기 현재 프레임에서의 상기 복수의 다른 단말의 동기 신호의 수신 신호 파워를 더 포함할 수 있다.The step of estimating the synchronization time may further include detecting the received signal power of the synchronization signals of the plurality of other terminals in the current frame from the synchronization signals received from the plurality of other terminals. In this case, the information may further include received signal power of synchronization signals of the plurality of other terminals in the current frame.

상기 정보는 상기 현재 프레임에서의 상기 단말의 동기 시간을 더 포함할 수 있다. The information may further include a synchronization time of the terminal in the current frame.

또한 상기 정보는 상기 단말의 프레임 동기 주기를 더 포함할 수 있다.In addition, the information may further include a frame synchronization period of the terminal.

상기 동기 시간을 추정하는 단계는,

Figure 112014007479512-pat00001
로 상기 다음 프레임의 동기 시간을 추정하는 단계를 포함할 수 있다. 이때, 상기 ti(n)은 상기 단말의 현재 프레임의 동기 시간이며, tj(n)은 인덱스가 j인 상기 다른 단말의 현재 프레임의 동기 시간이고, Ti는 상기 단말의 프레임 동기 주기이며,
Figure 112014007479512-pat00002
는 루프 필터 계수이고,
Figure 112014007479512-pat00003
는 수신 신호 파워 가중치 인자이다.The step of estimating the synchronization time,
Figure 112014007479512-pat00001
It may include the step of estimating the synchronization time of the next frame. In this case, t i (n) is the synchronization time of the current frame of the terminal, t j (n) is the synchronization time of the current frame of the other terminal whose index is j, and T i is the frame synchronization period of the terminal. ,
Figure 112014007479512-pat00002
Is the loop filter coefficient,
Figure 112014007479512-pat00003
Is the received signal power weighting factor.

상기 수신 신호 파워 가중치 인자는

Figure 112014007479512-pat00004
로 결정될 수 있다. 이때, 상기 Pij는 상기 단말에서의 상기 인덱스가 j인 다른 단말의 동기 신호의 수신 신호 파워이며, Ii는 수신 신호 파워가 임계치를 넘는 동기 신호를 전송한 단말의 인덱스 집합이다.The received signal power weighting factor is
Figure 112014007479512-pat00004
Can be determined as In this case, P ij is the received signal power of a synchronization signal of another terminal whose index is j in the terminal, and I i is an index set of a terminal that has transmitted a synchronization signal whose received signal power exceeds a threshold.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 단말간 직접 통신에서의 단말의 동기 방법이 제공된다. 상기 동기 방법은, 현재 프레임이 슈퍼프레임의 시작 프레임인지 판단하는 단계, 상기 현재 프레임이 상기 시작 프레임인 경우 동기 신호 전송을 위한 프레임을 선택하는 단계, 상기 현재 프레임이 상기 시작 프레임이 아닌 경우 상기 현재 프레임이 동기 신호 전송을 위한 프레임인지 판단하는 단계, 상기 현재 프레임이 동기 신호 전송을 위한 프레임이 아닌 경우, 다른 단말로부터 동기 신호를 수신하여 다음 프레임의 동기 시간을 추정하는 단계, 그리고 상기 현재 프레임이 동기 신호 전송을 위한 프레임인 경우, 동기 신호를 전송하는 단계를 포함한다.According to another embodiment of the present invention, a method for synchronizing a terminal in direct communication between terminals is provided. The synchronization method includes: determining whether a current frame is a start frame of a superframe, selecting a frame for transmission of a synchronization signal when the current frame is the start frame, and if the current frame is not the start frame, the current frame Determining whether the frame is a frame for transmission of a synchronization signal, if the current frame is not a frame for transmission of a synchronization signal, receiving a synchronization signal from another terminal and estimating a synchronization time of the next frame, and the current frame In the case of a frame for transmitting a synchronization signal, transmitting a synchronization signal.

상기 슈퍼프레임에서 상기 시작 프레임을 제외한 나머지 프레임 각각은 상기 동기 신호를 송신하거나 상기 복수의 다른 단말로부터 동기 신호를 수신하기 위한 동기 영역을 포함할 수 있다.Each of the frames other than the start frame in the superframe may include a synchronization region for transmitting the synchronization signal or receiving synchronization signals from the plurality of other terminals.

상기 동기 시간을 추정하는 단계는, 상기 복수의 다른 단말로부터 수신한 동기 신호로부터 상기 현재 프레임의 상기 복수의 다른 단말의 동기 시간을 검출하는 단계, 그리고 상기 현재 프레임의 상기 복수의 다른 단말의 동기 시간을 포함하는 정보에 기초하여 상기 다음 프레임의 동기 시간을 추정하는 단계를 포함할 수 있다.The step of estimating the synchronization time may include detecting synchronization times of the plurality of other terminals of the current frame from synchronization signals received from the plurality of other terminals, and synchronization times of the plurality of other terminals of the current frame. It may include the step of estimating the synchronization time of the next frame based on the information including.

상기 동기 시간을 추정하는 단계는, 상기 복수의 다른 단말로부터 수신한 동기 신호로부터 상기 현재 프레임에서의 상기 복수의 다른 단말의 동기 신호의 수신 신호 파워를 검출하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 정보는 상기 현재 프레임에서의 상기 복수의 다른 단말의 동기 시간의 수신 신호 파워를 더 포함할 수 있다.The step of estimating the synchronization time may further include detecting the received signal power of the synchronization signals of the plurality of other terminals in the current frame from the synchronization signals received from the plurality of other terminals. In this case, the information may further include received signal power of the synchronization time of the plurality of other terminals in the current frame.

상기 정보는 상기 현재 프레임에서의 상기 단말의 동기 시간을 더 포함할 수 있다.The information may further include a synchronization time of the terminal in the current frame.

또한 상기 정보는 상기 단말의 프레임 동기 주기를 더 포함할 수 있다.In addition, the information may further include a frame synchronization period of the terminal.

상기 프레임 동기 주기는 상기 슈퍼프레임의 길이와 동일할 수 있다.The frame synchronization period may be the same as the length of the superframe.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 단말간 직접 통신에서의 단말의 동기 장치가 제공된다. 상기 동기 장치는, 현재 프레임에서 다른 단말로부터 동기 신호를 수신하는 송수신부, 그리고 상기 복수의 다른 단말로부터 수신한 동기 신호에 기초하여 다음 프레임의 동기 시간을 추정하는 제어부를 포함한다.According to another embodiment of the present invention, an apparatus for synchronizing a terminal in direct communication between terminals is provided. The synchronization device includes a transmission/reception unit for receiving a synchronization signal from another terminal in a current frame, and a control unit for estimating a synchronization time of a next frame based on synchronization signals received from the plurality of other terminals.

상기 제어부는, 상기 복수의 다른 단말로부터 수신한 동기 신호로부터 상기 현재 프레임의 상기 복수의 다른 단말의 동기 시간을 검출하고, 상기 현재 프레임의 상기 복수의 다른 단말의 동기 시간을 포함하는 정보에 기초하여 상기 다음 프레임의 동기 시간을 추정할 수 있다.The controller detects synchronization times of the plurality of other terminals of the current frame from synchronization signals received from the plurality of other terminals, and based on information including synchronization times of the plurality of other terminals of the current frame The synchronization time of the next frame can be estimated.

상기 제어부는, 상기 복수의 다른 단말로부터 수신한 동기 신호로부터 상기 현재 프레임에서의 상기 복수의 다른 단말의 동기 신호의 수신 신호 파워를 검출할 수 있다. 이때, 상기 정보는 상기 현재 프레임에서의 상기 복수의 다른 단말의 동기 신호의 수신 신호 파워를 더 포함할 수 있다.The controller may detect the received signal power of the synchronization signals of the plurality of other terminals in the current frame from the synchronization signals received from the plurality of other terminals. In this case, the information may further include received signal power of synchronization signals of the plurality of other terminals in the current frame.

상기 정보는 상기 현재 프레임에서의 상기 단말의 동기 시간을 더 포함할 수 있다.The information may further include a synchronization time of the terminal in the current frame.

또한 상기 정보는 상기 단말의 프레임 동기 주기를 더 포함할 수 있다.In addition, the information may further include a frame synchronization period of the terminal.

상기 송수신부는 슈퍼프레임에서 시작 프레임을 제외한 나머지 프레임에서 상기 동기 신호를 수신할 수 있다.The transmission/reception unit may receive the synchronization signal in frames other than the start frame in the superframe.

본 발명의 한 실시예에 따르면, 모든 단말이 분산적인 방법으로 동기 시간을 맞출 수 있으므로, 어느 하나의 단말이 마스터가 되지 않아도 되어서 부하가 분산될 수 있다. 또한 어느 하나의 단말이 마스터가 되기 위한 경쟁을 하지 않음으로써 경쟁에 의해서 소비되는 자원의 낭비를 방지할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, since all terminals can adjust the synchronization time in a distributed manner, the load can be distributed because any one terminal does not need to become a master. In addition, it is possible to prevent the waste of resources consumed by competition by not competing for any one terminal to become a master.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 단말간 직접 통신 시스템을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 단말간 직접 통신 시스템에서의 프레임 구조를 나타내는 도면이다.
도 3은 도 2에 도시한 프레임 구조에서의 동기 신호 전송을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 단말간 직접 통신 시스템에서의 단말의 동기 신호 검출을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 단말간 직접 통신에서의 동기 방법의 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 단말간 직접 통신 시스템에서의 동기 장치의 블록도이다.1 is a diagram showing a direct communication system between terminals according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram illustrating a frame structure in a direct communication system between terminals according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram illustrating transmission of a synchronization signal in the frame structure shown in FIG. 2.
4 is a diagram illustrating a synchronization signal detection of a terminal in a direct communication system between terminals according to an embodiment of the present invention.
5 is a flowchart of a synchronization method in direct communication between terminals according to an embodiment of the present invention.
6 is a block diagram of a synchronization device in a direct communication system between terminals according to an embodiment of the present invention.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those of ordinary skill in the art can easily implement the embodiments. However, the present invention may be implemented in various different forms and is not limited to the embodiments described herein. In the drawings, parts irrelevant to the description are omitted in order to clearly describe the present invention, and similar reference numerals are assigned to similar parts throughout the specification.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 단말간 직접 통신 시스템을 나타내는 도면이며, 도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 단말간 직접 통신 시스템에서의 프레임 구조를 나타내는 도면이고, 도 3은 도 2에 도시한 프레임 구조에서의 동기 신호 전송을 나타내는 도면이며, 도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 단말간 직접 통신 시스템에서의 단말의 동기 신호 검출을 나타내는 도면이다.1 is a diagram showing a direct communication system between terminals according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing a frame structure in a direct communication system between terminals according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a diagram illustrating transmission of a synchronization signal in the frame structure shown in FIG. 2, and FIG. 4 is a diagram illustrating detection of a synchronization signal of a terminal in a direct communication system between terminals according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참고하면, 복수의 단말(MS1, MS2, MS3, MS4)이 단말간 직접 통신에 참여하고 있다. 이때, 특정 시간에서 한 단말(MS1)은 동기 신호를 수신하고, 다른 단말(MS2, MS3, MS4)은 동기 신호를 전송한다. 단말(MS1)은 다른 단말(MS2, MS3, MS4)로부터 수신한 동기 신호에 기초하여서 자신의 동기 시간을 추정한다. 예를 들면, 단말(MS1-MS4)은 대상 인식 통신(peer aware communications, PAC) 장치(device)일 수 있다.Referring to FIG. 1, a plurality of terminals MS1, MS2, MS3, and MS4 participate in direct communication between terminals. At this time, at a specific time, one terminal MS1 receives the synchronization signal, and the other terminals MS2, MS3, and MS4 transmit the synchronization signal. The terminal MS1 estimates its own synchronization time based on the synchronization signal received from the other terminals MS2, MS3, and MS4. For example, the terminals MS1-MS4 may be peer aware communications (PAC) devices.

도 2에 도시한 것처럼, 단말간 직접 통신을 위한 프레임 구조에서는 슈퍼프레임이 연속적으로 나타난다. 슈퍼프레임은 복수의 프레임을 포함하며, 복수의 프레임은 용도에 따라서 두 가지의 유형의 프레임으로 분류될 수 있다. 두 유형의 프레임은 발견 제어 프레임(discovery control frame, DCF)과 동기, 스케줄링 및 데이터 프레임(synchronization, scheduling and data frame, SSDF)을 포함한다. 하나의 슈퍼프레임에서 첫 번째 프레임(프레임 #0)이 DCF로 형성되고, 나머지 프레임이 SSDF로 형성될 수 있다.As shown in FIG. 2, in the frame structure for direct communication between terminals, superframes appear continuously. The superframe includes a plurality of frames, and the plurality of frames can be classified into two types of frames according to usage. The two types of frames include a discovery control frame (DCF) and a synchronization, scheduling and data frame (SSDF). In one superframe, the first frame (frame #0) may be formed of DCF, and the remaining frames may be formed of SSDF.

DCF는 단말간 직접 통신을 위해서 인접한 단말을 발견하기 위한 프레임으로, 발견 영역(discovery region)을 포함한다. 발견 영역에서 단말은 다른 단말의 발견을 위해 발견 신호(discovery signal)를 전송하고 수신한다. SSDF는 동기, 자원 할당 및 데이터 전송을 위한 프레임으로, 동기 신호 송수신을 위한 동기 영역, 자원 할당을 위한 스케줄링 영역 및 데이터 전송을 위한 데이터 영역을 포함한다. 이때, 동기 영역은 프레임의 소정 위치, 예를 들면 시작 구간에 위치한다. SSDF는 자동 재전송 요구(automatic repeat request, ARQ) 또는 하이브리드 ARQ(hybrid ARQ, HARQ)를 위한 긍정 응답(acknowledgement, ACK) 또는 부정 응답(negative acknowledgement, NACK)을 전송하는 ACK 영역을 더 포함할 수 있다. 또한 DCF와 SSDF의 끝에는 갭(gap)이 존재할 수 있으며, 인접한 영역 사이에도 갭이 존재할 수 있다.The DCF is a frame for discovering adjacent terminals for direct communication between terminals, and includes a discovery region. In the discovery area, the UE transmits and receives a discovery signal for discovery of another UE. The SSDF is a frame for synchronization, resource allocation, and data transmission, and includes a synchronization area for transmission and reception of synchronization signals, a scheduling area for resource allocation, and a data area for data transmission. At this time, the synchronization area is located at a predetermined position of the frame, for example, at the start section. The SSDF may further include an ACK region for transmitting an acknowledgment (ACK) or a negative acknowledgment (NACK) for an automatic repeat request (ARQ) or hybrid ARQ (HARQ). . In addition, a gap may exist at the ends of the DCF and the SSDF, and a gap may also exist between adjacent regions.

도 3을 참고하면, 슈퍼프레임에서 첫 번째 프레임만 동기 영역을 포함하지 않으므로, 단말은 첫 번째 프레임을 제외한 나머지 프레임의 동기 영역에서 동기 신호를 전송하거나 수신한다. 동기 영역은 프레임의 소정 위치에 형성되어 있으므로, 다른 단말로부터 동기 신호를 수신한 단말은 동기 신호에 기초하여 프레임 동기를 찾을 수 있으며, 프레임 동기를 찾은 단말은 다음 프레임의 시작 시점을 예측할 수 있다. 또한 단말은 예측한 시점에 기초하여서 프레임마다 동기 신호를 수신하여 동기 시간을 추정한다. 한편, 단말이 동기 신호가 비어 있는 프레임을 발견하면 이를 슈퍼프레임의 시작 위치로 판단한다. 이때, 모든 프레임에서 같은 코드의 동기 신호가 사용될 수 있다. Referring to FIG. 3, since only the first frame in the superframe does not include the synchronization region, the terminal transmits or receives a synchronization signal in the synchronization region of the remaining frames except the first frame. Since the synchronization region is formed at a predetermined position of the frame, the terminal receiving the synchronization signal from another terminal can find frame synchronization based on the synchronization signal, and the terminal having found frame synchronization can predict the start time of the next frame. Also, the terminal estimates the synchronization time by receiving the synchronization signal for each frame based on the predicted time point. Meanwhile, when the terminal finds a frame in which the synchronization signal is empty, it determines this as the start position of the superframe. In this case, a synchronization signal of the same code may be used in all frames.

이와는 달리, 프레임마다 다른 코드의 동기 신호가 사용될 수 있다. 이 경우, 단말은 코드의 순서를 이용하여 프레임 동기와 슈퍼프레임의 시작 위치를 찾을 수 있다. 이 경우, 슈퍼프레임의 첫 번째 프레임도 동기 영역을 포함할 수 있다.Unlike this, synchronization signals of different codes for each frame may be used. In this case, the terminal can find the frame synchronization and the start position of the superframe using the order of the codes. In this case, the first frame of the superframe may also include a synchronization region.

한 실시예에 따르면, 인덱스가 i인 단말(단말 #i)은 (n+1)번째 프레임 동기 시간을 자신의 n번째 프레임 동기 시간과 다른 단말의 n번째 프레임 동기 시간에 기초하여서 추정할 수 있다. 이때, 단말 #i는 다른 단말의 n번째 프레임의 동기 신호의 수신 파워를 더 고려할 수 있다. 예를 들면, 단말 #i는 (n+1)번째 프레임 동기 시간을 수학식 1처럼 추정할 수 있다.According to an embodiment, a terminal having an index of i (terminal #i) may estimate the (n+1)-th frame synchronization time based on its n-th frame synchronization time and the n-th frame synchronization time of another terminal. . In this case, terminal #i may further consider the reception power of the synchronization signal of the n-th frame of the other terminal. For example, terminal #i may estimate the (n+1)-th frame synchronization time as shown in Equation 1.

Figure 112014007479512-pat00005
Figure 112014007479512-pat00005

수학식 1에서 ti(n)은 단말 #i의 n번째 프레임 동기 시간이며, tj(n)은 단말 #j의 n번째 프레임 동기 시간이고, Ti는 단말 #i의 프레임 동기 주기이며,

Figure 112014007479512-pat00006
는 루프 필터 계수이고,
Figure 112014007479512-pat00007
는 수신 신호 파워 가중치 인자이다. 이때, tj(n)은 n번째 프레임에서 단말 #j의 동기 신호를 수신한 시간으로 설정될 수 있으며, Ti는 프레임 동기 주기이므로 슈퍼프레임 길이와 동일할 수 있다. 또한
Figure 112014007479512-pat00008
는 수학식 2와 같이 결정될 수 있다.In Equation 1, t i (n) is the n-th frame synchronization time of terminal #i, t j (n) is the n-th frame synchronization time of terminal #j, and T i is the frame synchronization period of terminal #i,
Figure 112014007479512-pat00006
Is the loop filter coefficient,
Figure 112014007479512-pat00007
Is the received signal power weighting factor. In this case, t j (n) may be set as a time when the synchronization signal of terminal #j is received in the n-th frame, and T i may be the same as the superframe length since it is a frame synchronization period. Also
Figure 112014007479512-pat00008
May be determined as in Equation 2.

Figure 112014007479512-pat00009
Figure 112014007479512-pat00009

수학식 2에서 Pij는 단말 #i에서의 단말 #j의 수신 신호 파워이며, Ii는 수학식 3과 같이 결정된다.In Equation 2, P ij is the received signal power of UE #j in UE #i, and I i is determined as shown in Equation 3.

Figure 112014007479512-pat00010
Figure 112014007479512-pat00010

수학식 3에서 P0는 수신 신호 파워 임계치이다. 즉, Ii는 수신 신호 파워가 임계치를 넘는 동기 신호를 전송한 단말의 인덱스 집합이다.In Equation 3, P 0 is a received signal power threshold. That is, I i is a set of indexes of a terminal that has transmitted a synchronization signal whose received signal power exceeds a threshold.

도 4에 도시한 것처럼, 단말 #i는 n번째 프레임의 동기 영역에서 다른 단말로부터 수신한 수신 신호[sj(n)], 즉 동기 신호로부터 단말 #j의 n번째 프레임 동기 시간[tj(n)]과 단말 #j로부터 수신한 수신 신호[sj(n)]의 파워(Pij)를 계산할 수 있다. 도 4에는 동기 신호로 한 칩(one-chip)(1/Tc) 지연을 검출할 수 있는 특성이 있는 코드를 사용한 경우를 도시하였다. 또한 도 4에서는 4개의 단말로부터 동기 신호[sj(n), sk(n), sp(n), sq(n)]를 수신한 경우를 도시하였다.As shown in FIG. 4, terminal #i is a received signal [s j (n)] received from another terminal in the synchronization region of the n-th frame, that is, the synchronization time of the n-th frame of terminal #j [t j ( n)] and the power (P ij ) of the received signal [s j (n)] received from the terminal #j may be calculated. FIG. 4 shows a case in which a code having a characteristic capable of detecting a one-chip (1/T c ) delay as a synchronization signal is used. In addition, FIG. 4 shows a case where synchronization signals [s j (n), s k (n), s p (n), s q (n)] are received from four terminals.

이와 같이 본 발명의 한 실시예에 따르면, 각 단말이 n번째 프레임에서 다른 단말로부터 수신하는 동기 신호에 기초하여 자신의 (n+1)번째 프레임 동기 시간을 추정하는 과정을 반복함으로써, 모든 단말이 분산적인 방법으로 동기 시간을 맞출 수 있다.As described above, according to an embodiment of the present invention, each terminal repeats the process of estimating its (n+1)-th frame synchronization time based on a synchronization signal received from another terminal in the n-th frame, so that all terminals You can set the synchronization time in a decentralized way.

도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 단말간 직접 통신에서의 동기 방법의 흐름도이다.5 is a flowchart of a synchronization method in direct communication between terminals according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참고하면, 각 단말은 처음 직접 통신 네트워크에 진입하는 경우 임의의 시간 구간, 즉 초기 동기 검색 시간 구간 동안 동기 신호를 검색한다(S510). 동기 신호를 검출하면(S520), 단말은 검출한 동기 신호에 기초하여서 동기 시간을 설정한다(S530). 동기 신호를 검출하지 못하면(S520), 단말은 주변에 직접 통신 네트워크가 구성되어 있지 않다고 판단하고 자체적으로 임의의 동기 시간을 설정한다(S535).Referring to FIG. 5, when each terminal first enters the direct communication network, it searches for a synchronization signal during an arbitrary time period, that is, an initial synchronization search time period (S510). When the synchronization signal is detected (S520), the terminal sets a synchronization time based on the detected synchronization signal (S530). If the synchronization signal is not detected (S520), the terminal determines that a direct communication network is not configured in the vicinity and sets a random synchronization time by itself (S535).

동기 시간을 설정한 후, 단말은 프레임 시작 시점을 기준으로 임의의 범위 내에서 동기 신호 검색 절차를 수행한다. 임의의 범위는 프레임에서의 동기 영역에 해당하는 범위일 수 있다. After setting the synchronization time, the terminal performs a synchronization signal search procedure within a certain range based on the frame start time. The arbitrary range may be a range corresponding to the sync area in the frame.

구체적으로, 동기 신호 검출 시작 시간이 되면 단말은 현재 프레임이 슈퍼프레임의 시작 프레임인지를 판단한다(S540). 도 3에 예시한 프레임 구조에서는 슈퍼프레임의 시작 프레임에는 동기 신호가 존재하지 않으므로, 슈퍼프레임의 첫 번째 프레임이면 단말은 동기 신호를 검출하지 않고 자신의 동기 신호 전송을 위한 프레임을 선택한다(S550). 현재 프레임이 슈퍼프레임의 첫 번째 프레임이 아닌 경우(S540), 단말은 현재 프레임이 동기 신호 전송을 위해 선택된 프레임인지를 판단한다(S560). 현재 프레임이 동기 신호 전송을 위한 프레임이 아니면, 단말은 다른 단말로부터의 동기 신호를 검색하고(S570), 검색한 동기 신호에 기초하여서 다음 프레임에서의 동기 시간을 설정한다(S580). 현재 프레임이 동기 신호 전송을 위한 프레임이면, 단말은 동기 신호를 전송한다(S590).Specifically, when the synchronization signal detection start time comes, the UE determines whether the current frame is the start frame of a superframe (S540). In the frame structure illustrated in FIG. 3, since no synchronization signal exists in the start frame of the superframe, if it is the first frame of the superframe, the terminal selects a frame for transmission of its own synchronization signal without detecting a synchronization signal (S550). . When the current frame is not the first frame of the superframe (S540), the terminal determines whether the current frame is a frame selected for transmission of a synchronization signal (S560). If the current frame is not a frame for transmission of a synchronization signal, the terminal searches for a synchronization signal from another terminal (S570), and sets a synchronization time in the next frame based on the searched synchronization signal (S580). If the current frame is a frame for transmission of a synchronization signal, the terminal transmits a synchronization signal (S590).

이후 다음 프레임의 동기 신호 검출 시작 시간이 되면, 단말은 동기 신호 검색 절차(S540-S590)를 반복한다.Thereafter, when the synchronization signal detection start time of the next frame comes, the terminal repeats the synchronization signal search procedure (S540-S590).

이와 같이, 각 단말이 동기 신호 검색 절차(S540-S590)를 반복함으로써, 모든 단말이 분산적인 방법으로 동기 시간을 맞출 수 있다. 따라서 어느 하나의 단말이 마스터가 되지 않아도 되므로, 부하가 하나의 단말에 집중되지 않고 골고루 분산될 수 있다. 또한 어느 하나의 단말이 마스터가 되기 위한 경쟁을 하지 않음으로써 경쟁에 의해서 소비되는 자원의 낭비를 방지할 수 있다.In this way, each terminal repeats the synchronization signal search procedure (S540-S590), so that all terminals can match the synchronization time in a distributed manner. Therefore, since any one terminal does not need to be the master, the load can be distributed evenly without being concentrated on one terminal. In addition, it is possible to prevent the waste of resources consumed by competition by not competing for any one terminal to become a master.

다음 본 발명의 한 실시예에 따른 단말간 직접 통신 시스템에서의 동기 방법을 수행하는 동기 장치에 대해서 도 6을 참고로 하여 설명한다.Next, a synchronization device for performing a synchronization method in a direct communication system between terminals according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 6.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 단말간 직접 통신 시스템에서의 동기 장치의 블록도이다.6 is a block diagram of a synchronization device in a direct communication system between terminals according to an embodiment of the present invention.

도 6을 참고하면, 동기 장치(600)는 송수신부(610) 및 제어부(620)를 포함한다.Referring to FIG. 6, the synchronization device 600 includes a transceiver 610 and a control unit 620.

송수신부(610)는 프레임의 동기 영역에서 동기 신호를 전송하거나 다른 단말로부터의 동기 신호를 수신한다. 제어부(620)는 동기 신호 검색 절차를 수행한다. 구체적으로 제어부(620)는 다른 단말로부터 수신한 동기 신호를 검출하고 검출한 동기 신호에 기초하여서 다음 프레임의 동기 시간을 추정한다.The transmission/reception unit 610 transmits a synchronization signal in the synchronization region of a frame or receives a synchronization signal from another terminal. The controller 620 performs a synchronization signal search procedure. Specifically, the controller 620 detects a synchronization signal received from another terminal and estimates the synchronization time of the next frame based on the detected synchronization signal.

이러한 동기 장치(600)는 단말에 포함되거나 단말 자체일 수 있다.The synchronization device 600 may be included in the terminal or may be the terminal itself.

이상에서 설명한 본 발명의 실시예에 따른 동기 방법 및 장치 중 적어도 일부 기능은 하드웨어로 구현되거나 하드웨어에 결합된 소프트웨어로 구현될 수 있다. 예를 들면, 중앙 처리 유닛(central processing unit, CPU)이나 기타 칩셋, 마이크로프로세서 등으로 구현되는 프로세서가 제어부(620)의 기능을 수행하고, 물리적인 송수신기(transceiver)가 송수신부(610)의 기능을 수행할 수 있다.At least some functions of the synchronization method and apparatus according to an embodiment of the present invention described above may be implemented by hardware or by software coupled to hardware. For example, a processor implemented by a central processing unit (CPU) or other chipset, a microprocessor, etc. performs the function of the control unit 620, and a physical transceiver (transceiver) functions of the transmission/reception unit 610 Can be done.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements by those skilled in the art using the basic concept of the present invention defined in the following claims are also provided. It belongs to the scope of rights.

Claims (20)

단말간 직접 통신에서의 단말의 동기 방법으로서,
현재 프레임에서 복수의 다른 단말로부터 동기 신호를 수신하는 단계,
상기 복수의 다른 단말로부터 수신한 동기 신호로부터 상기 현재 프레임에서의 상기 복수의 다른 단말의 동기 시간을 검출하는 단계,
상기 복수의 다른 단말로부터 수신한 동기 신호의 수신 신호 파워 중에서 임계치를 넘는 수신 신호 파워를 검출하는 단계, 그리고
상기 현재 프레임에서의 상기 복수의 다른 단말의 동기 시간 및 상기 임계치를 넘는 수신 신호 파워를 포함하는 정보에 기초하여 다음 프레임의 동기 시간을 추정하는 단계
를 포함하는 동기 방법.As a terminal synchronization method in direct communication between terminals,
Receiving synchronization signals from a plurality of other terminals in the current frame,
Detecting synchronization times of the plurality of other terminals in the current frame from synchronization signals received from the plurality of other terminals,
Detecting a received signal power exceeding a threshold value among received signal powers of synchronization signals received from the plurality of other terminals, and
Estimating a synchronization time of a next frame based on information including a synchronization time of the plurality of other terminals in the current frame and a received signal power exceeding the threshold value
Motivation method comprising a. 삭제delete 삭제delete 제1항에서,
상기 정보는 상기 현재 프레임에서의 상기 단말의 동기 시간을 더 포함하는 동기 방법.In claim 1,
The information further includes a synchronization time of the terminal in the current frame. 제4항에서,
상기 정보는 상기 단말의 프레임 동기 주기를 더 포함하는 동기 방법.In claim 4,
The information further includes a frame synchronization period of the terminal. 제1항에서,
상기 동기 시간을 추정하는 단계는,
Figure 112020016310793-pat00011
로 상기 다음 프레임의 동기 시간을 추정하는 단계를 포함하며,
상기 ti(n)은 상기 현재 프레임에서의 상기 단말의 동기 시간이며, tj(n)은 인덱스가 j인 상기 다른 단말의 상기 현재 프레임의 동기 시간이고, Ti는 상기 단말의 프레임 동기 주기이며,
Figure 112020016310793-pat00012
는 루프 필터 계수이고,
Figure 112020016310793-pat00013
는 수신 신호 파워 가중치 인자인
동기 방법.In claim 1,
The step of estimating the synchronization time,
Figure 112020016310793-pat00011
And estimating the synchronization time of the next frame as,
The t i (n) is the synchronization time of the terminal in the current frame, t j (n) is the synchronization time of the current frame of the other terminal with index j, and T i is the frame synchronization period of the terminal Is,
Figure 112020016310793-pat00012
Is the loop filter coefficient,
Figure 112020016310793-pat00013
Is the received signal power weighting factor
Synchronous way. 제6항에서,
상기 수신 신호 파워 가중치 인자는
Figure 112020016310793-pat00014
로 결정되며,
상기 Pij는 상기 단말에서의 상기 인덱스가 j인 다른 단말의 동기 신호의 수신 신호 파워이며, Ii는 상기 수신 신호 파워가 상기 임계치를 넘는 동기 신호를 전송한 단말의 인덱스 집합인
동기 방법.In paragraph 6,
The received signal power weighting factor is
Figure 112020016310793-pat00014
Is determined by
The P ij is the received signal power of the synchronization signal of another terminal whose index is j in the terminal, and I i is the set of indexes of the terminal that transmitted the synchronization signal with the received signal power exceeding the threshold.
Synchronous way. 단말간 직접 통신에서의 단말의 동기 방법으로서,
현재 프레임이 슈퍼프레임의 시작 프레임인지 판단하는 단계,
상기 현재 프레임이 상기 시작 프레임인 경우 동기 신호 전송을 위한 프레임을 선택하는 단계,
상기 현재 프레임이 상기 시작 프레임이 아닌 경우 상기 현재 프레임이 동기 신호 전송을 위한 프레임인지 판단하는 단계,
상기 현재 프레임이 동기 신호 전송을 위한 프레임이 아닌 경우, 복수의 다른 단말로부터 동기 신호를 수신하여 다음 프레임의 동기 시간을 추정하는 단계, 그리고
상기 현재 프레임이 동기 신호 전송을 위한 프레임인 경우, 동기 신호를 전송하는 단계를 포함하며,
상기 다음 프레임의 동기 시간을 추정하는 단계는,
상기 복수의 다른 단말로부터 수신한 동기 신호로부터 상기 현재 프레임에서의 상기 복수의 다른 단말의 동기 시간을 검출하는 단계,
상기 복수의 다른 단말로부터 수신한 동기 신호의 수신 신호 파워 중에서 임계치를 넘는 수신 신호 파워를 검출하는 단계, 그리고
상기 현재 프레임에서의 상기 복수의 다른 단말의 동기 시간 및 상기 임계치를 넘는 수신 신호 파워를 포함하는 정보에 기초하여 다음 프레임의 동기 시간을 추정하는 단계
를 포함하는 동기 방법.As a terminal synchronization method in direct communication between terminals,
Determining whether the current frame is the start frame of a superframe,
Selecting a frame for transmission of a synchronization signal when the current frame is the start frame,
Determining whether the current frame is a frame for transmission of a synchronization signal when the current frame is not the start frame,
If the current frame is not a frame for transmission of a synchronization signal, receiving synchronization signals from a plurality of other terminals to estimate a synchronization time of a next frame, and
If the current frame is a frame for transmission of a synchronization signal, transmitting a synchronization signal,
Estimating the synchronization time of the next frame,
Detecting synchronization times of the plurality of other terminals in the current frame from synchronization signals received from the plurality of other terminals,
Detecting a received signal power exceeding a threshold value among received signal powers of synchronization signals received from the plurality of other terminals, and
Estimating a synchronization time of a next frame based on information including a synchronization time of the plurality of other terminals in the current frame and a received signal power exceeding the threshold value
Motivation method comprising a. 제8항에서,
상기 슈퍼프레임에서 상기 시작 프레임을 제외한 나머지 프레임 각각은 상기 동기 신호를 송신하거나 상기 복수의 다른 단말로부터 동기 신호를 수신하기 위한 동기 영역을 포함하는 동기 방법.In clause 8,
Each of the frames other than the start frame in the superframe includes a synchronization region for transmitting the synchronization signal or receiving synchronization signals from the plurality of other terminals. 삭제delete 삭제delete 제8항에서,
상기 정보는 상기 현재 프레임에서의 상기 단말의 동기 시간을 더 포함하는 동기 방법.In clause 8,
The information further includes a synchronization time of the terminal in the current frame. 제12항에서,
상기 정보는 상기 단말의 프레임 동기 주기를 더 포함하는 동기 방법.In claim 12,
The information further includes a frame synchronization period of the terminal. 삭제delete 단말간 직접 통신에서의 단말의 동기 장치로서,
현재 프레임에서 복수의 다른 단말로부터 동기 신호를 수신하는 송수신부, 그리고
상기 복수의 다른 단말로부터 수신한 동기 신호로부터 상기 현재 프레임에서의 상기 복수의 다른 단말의 동기 시간을 검출하고, 상기 복수의 다른 단말로부터 수신한 동기 신호의 수신 신호 파워 중에서 임계치를 넘는 수신 신호 파워를 검출하고, 상기 현재 프레임에서의 상기 복수의 다른 단말의 동기 시간 및 상기 임계치를 넘는 수신 신호 파워를 포함하는 정보에 기초하여 다음 프레임의 동기 시간을 추정하는 제어부
를 포함하는 동기 장치.As a terminal synchronization device in direct communication between terminals,
A transceiver for receiving synchronization signals from a plurality of other terminals in the current frame, and
Detecting synchronization times of the plurality of other terminals in the current frame from synchronization signals received from the plurality of other terminals, and receiving signal power exceeding a threshold among received signal powers of synchronization signals received from the plurality of other terminals A control unit that detects and estimates a synchronization time of a next frame based on information including synchronization times of the plurality of other terminals in the current frame and a received signal power exceeding the threshold.
Synchronization device comprising a. 삭제delete 삭제delete 제15항에서,
상기 정보는 상기 현재 프레임에서의 상기 단말의 동기 시간을 더 포함하는 동기 장치.In paragraph 15,
The information further includes a synchronization time of the terminal in the current frame. 제18항에서,
상기 정보는 상기 단말의 프레임 동기 주기를 더 포함하는 동기 장치.In paragraph 18,
The information further includes a frame synchronization period of the terminal. 삭제delete
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