KR20130022182A

KR20130022182A - 근거리 무선 통신 시스템에서 단말간 연결 우선순위를 고려하여 데이터를 송수신하는 장치 및 방법

Info

Publication number: KR20130022182A
Application number: KR1020110084994A
Authority: KR
Inventors: 황필용; 권종형
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2011-08-25
Filing date: 2011-08-25
Publication date: 2013-03-06
Also published as: CN103765796A; US20130052951A1; WO2013028031A2; WO2013028031A3; US8831516B2; CN103765796B; JP2014527368A

Abstract

본 발명은 근거리 무선 통신 시스템에서 단말간 연결 우선순위를 고려하여 데이터를 송수신하는 방법에 있어서, 전송할 데이터가 존재할 시, 제1단말과 제2단말 간에 존재하는 복수의 연결들 중 상기 제1단말과 상기 제2단말의 직접 통신을 위해 설정된 제1연결에 대한 연결 우선순위를 결정하는데 이용되는 비례 공평(PF: Proportional Fair) 값을 결정하고, 상기 계산된 PF값을 상기 제2단말로 전송하여 상기 데이터의 전송을 요청하고, 상기 제2단말로부터 상기 제1연결에 대한 통신을 허여하는 정보가 수신될 시, 상기 데이터를 상기 제2 단말로 전송한다.

Description

근거리 무선 통신 시스템에서 단말간 연결 우선순위를 고려하여 데이터를 송수신하는 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR TRANSMITTING AND RECEIVING DATA ACCORDING TO CONNECTION PRIORITY BETWEEN A DEVICE TO A DEVICE IN A NEAR FIELD COMMUNICATION SYSTEM}

본 발명은 통신 시스템에 대한 것으로서, 특히 장치간 직접 통신을 수행하는 근거리 무선 통신 시스템에서 단말간 연결 우선순위(connection priority)를 고려하여 데이터를 송수신하는 장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로 아주 가까운 거리의 무선 통신을 위한 기술을 근거리 무선 통신(NFC: Near Field Communication)이라 칭한다. 상기 근거리 무선 통신에는 중계기 없이 장치간 직접 통신을 수행하는 장치 대 장치(Device to Device) 통신 또는 에드혹(Ad-hoc) 통신 등이 포함된다.

이러한 근거리 무선 통신 망 내에서 단말간 직접 통신을 시도할 수 있는 단말들에 대한 연결이 복수 개 존재할 경우, 복수 개 연결들이 동시에 데이터 전송을 시도하는 경우가 발생될 수 있다. 이때, 임의의 연결이 인접 연결과 동일한 주파수 대역을 사용한다면, 상기 임의의 연결의 통신은 상기 인접 연결의 통신과 충돌(collision)하게 된다. 따라서 상기와 같은 충돌이 발생되지 않도록 복수 개 연결들 각각에 대하여 연결 우선순위를 결정하고 그 우선순위를 고려하여 우선순위가 높은 단말이 먼저 통신하도록 통신을 허여하는 방안이 요구된다.

본 발명은 근거리 무선 통신 시스템에서 단말간 직접 통신을 시도할 수 있는 단말들에 대한 연결이 복수 개 존재할 경우, 복수 개 연결들 각각에 대한 연결 우선순위를 고려하여 데이터를 송수신하는 장치 및 방법을 제안한다.

또한 본 발명은 근거리 무선 통신 시스템에서 송신 단말이 비례 공평(Proportional Fair: PF) 값을 수신 단말에게 제공하고, 수신 단말은 상기 PF 값에 따른 연결 우선순위를 고려하여 데이터를 송수신하는 장치 및 방법을 제안한다.

또한 본 발명은 근거리 무선 통신 시스템에서 수신 단말이 연결 우선순위를 고려하여 결정되는 ACK/NAK 정보와 해당 연결에 대한 전력 정보를 송신 단말에게 제공하여 데이터를 송수신하는 장치 및 방법을 제안한다.

본 발명에서 제안하는 방법은; 근거리 무선 통신 시스템에서 단말간 연결 우선순위를 고려하여 데이터를 송수신하는 방법에 있어서, 전송할 데이터가 존재할 시, 제1단말과 제2단말 간에 존재하는 복수의 연결들 중 상기 제1단말과 상기 제2단말의 직접 통신을 위해 설정된 제1연결에 대한 연결 우선순위를 결정하는데 이용되는 PF 값을 결정하는 과정과, 상기 계산된 PF값을 상기 제2단말로 전송하여 상기 데이터의 전송을 요청하는 과정과, 상기 제2단말로부터 상기 제1연결에 대한 통신을 허여하는 정보가 수신될 시, 상기 데이터를 상기 제2 단말로 전송하는 과정을 포함한다.

본 발명에서 제안하는 다른 방법은; 근거리 무선 통신 시스템에서 단말간 연결 우선순위를 고려하여 데이터를 송수신하는 방법에 있어서, 제1단말과 제2단말의 직접 통신을 위해 설정된 제1연결에 대한 제1 PF 값과, 상기 제1 단말과 상기 제 단말 간에 존재하는 적어도 하나의 제2 연결에 대한 제2 PF 값을 수신하는 과정과, 상기 제1 PF값이 상기 제2 PF값과 비교하여 가장 높은 값에 해당될 경우, 상기 제1연결에 대한 통신을 허여하는 정보를 선택하여 상기 제2단말로 전송하는 과정과, 상기 제1연결을 통해 상기 제2단말로부터 데이터를 수신하는 과정을 포함한다.

본 발명에서 제안하는 장치는; 근거리 무선 통신 시스템에서 단말간 연결 우선순위를 고려하여 데이터를 송수신하는 장치에 있어서, 전송할 데이터가 존재할 시, 제1단말과 제2단말 간에 존재하는 복수의 연결들 중 상기 제1단말과 상기 제2단말의 직접 통신을 위해 설정된 제1연결에 대한 연결 우선순위를 결정하는데 이용되는 PF 값을 결정하는 제어부와, 상기 제2단말로부터 상기 제1연결에 대한 통신을 허여하는 정보를 수신하는 수신부와, 상기 계산된 PF값을 상기 제2단말로 전송하여 상기 데이터의 전송을 요청하고, 상기 수신부가 상기 제2단말로부터 상기 제1연결에 대한 통신을 허여하는 정보를 수신할 시, 상기 데이터를 상기 제2 단말로 전송하는 송신부를 포함한다.

본 발명에서 제안하는 다른 장치는; 근거리 무선 통신 시스템에서 단말간 연결 우선순위를 고려하여 데이터를 송수신하는 장치에 있어서, 제1단말과 제2단말의 직접 통신을 위해 설정된 제1연결에 대한 제1 PF 값과, 상기 제1 단말과 상기 제 단말 간에 존재하는 적어도 하나의 제2 연결에 대한 제2 PF 값을 수신하고, 송신부가 상기 제1연결에 대한 통신을 허여하는 정보를 상기 제2단말로 전송할 시, 상기 제1연결을 상기 제2단말로부터 통해 데이터를 수신하는 수신부와, 상기 제1 PF값이 상기 제2 PF값과 비교하여 가장 높은 값에 해당될 경우, 상기 제1연결에 대한 통신을 허여하는 정보를 선택하는 제어부와, 상기 제1연결에 대한 통신을 허여하는 정보를 상기 제2단말로 전송하는 송신부를 포함한다.

본 발명은 근거리 무선 통신 시스템에서 단말간 직접 통신을 시도할 수 있는 단말들에 대한 연결이 복수 개 존재할 경우, 복수 개 연결들 각각에 대한 연결 우선순위를 고려하여 데이터를 송수신하는 방안을 제안함으로써, 주파수 효율을 향상시켜 시스템 전체 처리량(throughput)을 증가시키며, 각 연결의 처리량에 대하여 공평성을 향상시키는 효과가 있다.

도 1은 플래시 링크 방식에 따른 프레임과 자원 블록의 구조를 도시한 도면,
도 2는 근거리 무선 통신 시스템에서 단말간 직접 통신을 위해 설정된 연결들의 일 예를 도시한 도면,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 프레임과 자원 블록의 구조를 도시한 도면,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 송신 단말이 트래픽 송신 요청 자원 영역(310)을 통해 수신 단말에게 데이터 전송을 요청하는 동작을 도시한 도면,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 수신 단말이 전력 및 응답 자원 영역(312)을 통해 송신 단말에게 데이터 전송 요청에 대한 응답을 전송하는 동작을 도시한 도면,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 수신 단말이 ACK/NAK 메시지를 전송하는 동작을 도시한 도면,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 송신 단말이 데이터를 송신하는 동작을 도시한 순서도,
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 수신 단말이 데이터를 수신하는 동작을 도시한 순서도,
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 송신 단말 구조를 도시한 도면,
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 수신 단말 구조를 도시한 도면.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기의 설명에서는 본 발명의 동작을 이해하는데 필요한 부분만을 설명하며 그 이외의 배경 기술은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략한다.

본 명세서에서는 설명의 편의를 위해 단말간 직접 통신을 수행할 시 수신 측으로 동작하는 단말을 '수신 단말'이라 칭하고, 송신 측으로 동작하는 단말을 '송신 단말'이라 칭한다.

근거리 무선 통신 망 내에서 단말간 직접 통신을 시도할 수 있는 단말들에 대한 연결이 복수 개 존재하며 복수 개 연결들이 동시에 데이터 전송을 시도할 때, 동일한 주파수 대역을 사용하는 임의의 연결의 통신과 인접 연결의 통신은 충돌이 발생할 수 있다. 따라서 상기와 같은 충돌이 발생되지 않도록 복수 개 연결들 각각에 대한 우선순위를 고려하여 우선 순위가 높은 단말이 먼저 통신하도록 통신을 허여하는 방안들이 연구되어 왔다.

상기 방안들 중 하나로 플래시 링크(flashlinQ) 방식이 있다. 상기 플래시 링크 방식은 전체 단말이 외부의 동기 신호를 수신하고 수신된 동기 신호를 이용하여 각 트래픽 슬롯(traffic slot) 별로 랜덤하게 연결 우선순위를 할당하는 방식이다.

도 1은 플래시 링크 방식에 따른 프레임과 자원 블록의 구조를 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 프레임(100)은 시간 동기의 획득을 위한 디스커버리(discovery) 영역(102)과, 복수 개의 연결들 각각에 대한 논리적(logical) 채널 식별자(ID: IDentifier) 획득을 위한 페이징(paging) 영역(104)과, 상기 논리적 채널에서의 스케줄링(scheduling)을 위한 트래픽 슬롯 영역(106)을 포함하고, 상기 트래픽 슬롯 영역(106)은 제1영역(108) 내지 제3영역(112)을 포함한다.

자원 블록(150)은 제1영역(108), 제2영역(110) 및 제3영역(112) 각각에 포함되는 연결 스케줄링 영역의 자원 블록을 나타내며, 상기 자원 블록의 세로축은 톤(tone)을 나타내고, 가로축은 직교 주파수 분할 다중(OFDM: Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 심볼을 나타낸다. 즉 자원 블록은 심볼 별로 톤이 맵핑된 서브 블록들로 구성된다. 여기서 나열된 심볼들 순으로, 높은 톤이 맵핑된 서브 블록일수록 높은 우선순위를 갖는 연결 식별자(CID: Connection IDentifier, 이하 'CID'라 칭함)가 할당되고, 낮은 톤이 맵핑된 서브 블록일수록 낮은 우선순위를 갖는 CID가 할당된다.

플래시 링크 방식에서는 단말간 직접 통신을 수행할 시 송신 단말이 해싱 함수(hashing function)를 이용하여 각 연결에 대한 우선순위를 랜덤하게 결정한다. 도 1의 제1영역(108), 제2영역(110) 및 제3영역(112) 각각에 대하여 도시한 자원 블록은 CID2 및 CID5가 해당 영역에서 랜덤하게 할당되는 것을 나타내고 있다. 따라서 플래시 링크 방식은 높은 우선순위를 가지는 CID를 균등하게 분배하여 각 연결의 공평성을 보장하고 전체 주파수 효율(spectral efficiency)을 증대시킬 수 있다.

그러나 플래시 링크 방식은 랜덤하게 결정된 우선순위에 따라 통신이 허여된 연결의 채널 상태가 나쁠 경우 시스템 전체 처리량이 저하될 수 있으며, 또한 임의의 연결된 단말들이 먼 거리를 두고 존재할 경우 상기 단말들 사이에 위치한 많은 인접 연결들이 상기 임의의 연결에 간섭으로 작용하게 되므로 통신이 불가능해질 수 있는 문제점이 있다. 이하에서는 도 2를 통해 플래시 링크 방식의 문제점을 설명하도록 한다.

도 2는 근거리 무선 통신 시스템에서 단말간 직접 통신을 위해 설정된 연결들의 일 예를 도시한 도면이다.

도 2를 참조하면, 근거리 무선 통신 시스템에는 단말 A 내지 단말 F가 존재하고, 단말 A-단말 D, 단말 B-단말 E, 단말 F-단말 C 각각에 단말간 직접 통신을 위한 연결이 설정되어 있음을 나타낸다. 여기서 단말 B-단말 E간에 설정된 연결은 높은 우선순위를 가지나 채널 상태가 나쁘고(bad), 단말 A-단말 D간에 설정된 연결은 낮은 우선순위를 가지나 채널 상태가 좋고(good), 단말 F-단말 C에 설정된 연결은 낮은 수선순위를 가지나 채널 상태가 아주 좋다고(very good) 가정한다.

플래시 링크 방식에서는 단말 A-단말 D, 단말 B-단말 E, 단말 F-단말 C 각각에 설정된 연결들이 동시에 데이터 전송을 시도하면, 상기 연결들 중 우선 순위가 가장 높은 단말 B-단말 E 간의 연결에 대한 통신이 먼저 수행되도록 통신을 허여한다. 그러나 단말 B-단말 E 간에 설정된 연결은 채널 상태가 나쁘며, 단말 A-단말 D, 단말 F-단말 C 각각에 설정된 연결들 또한 단말 B-단말 E 간의 연결에 간섭으로 작용할 수 있으므로 전체 시스템의 처리량이 감소하게 된다.

또한 도시하지는 않았으나, 플래시 링크 방식은 하나의 서비스 품질(QoS: Quality of Service, 이하 'QoS'라 칭함)에 대하여 QoS 레벨 개수에 상응하는 복수개의 CID가 요구되므로 자원 낭비를 초래하게 된다.

따라서 본 발명의 실시 예에서는 근거리 통신 망 내에서 복수 개 연결들이 동시에 데이터 전송을 시도할 때, 각 연결의 우선순위가 서비스된 데이터 레이트(rate), 현재의 채널 상태, 데이터 QoS 레벨, 데이터 레이턴시, 데이터 버퍼 사이즈 중 적어도 하나의 파라미터를 고려한 비례 공평(PF: Proportional Fair) 스케쥴링을 하도록 함으로써 시스템 전체 처리량 증가 및 공평성 향상을 유도하는 방안을 제안한다.

도 3은 본 발명에서 제안하는 방식에 따른 프레임과 자원 블록의 구조를 도시한 도면이다.

도 3을 참조하면, 프레임(300)은 디스커버리 영역(302)과, 페이징 영역(304)과, 제1 트래픽 슬롯 영역(306)과, 제2 트래픽 슬롯 영역(308)을 포함한다. 상기 제2 트래픽 슬롯 영역(308)은 트래픽 송신 요청(request) 자원 영역(310) 과, 전력 및 응답(response) 자원 영역(312)과, 트래픽 전송 해제 자원 영역(314)과, 파일럿 자원 영역(316)과, 채널 피드백 영역(318)과, 트래픽 자원 영역(320)과, 트래픽 긍정응답(ACK: ACKnowledment, 이하 'ACK' 라 칭함) 영역(322) 중 적어도 하나를 포함한다.

자원 블록(330)은 트래픽 송신 요청 자원 영역(310)과 전력 및 응답 자원 영역(312)에 대한 자원 블록을 나타낸다. 트래픽 송신 요청 자원 영역(310)에는 송신 단말이 수신 단말에게 데이터 전송을 요청하기 위해 사용되는 자원이 할당되고, 전력 및 응답 자원 영역(312)에는 상기 수신 단말이 상기 데이터 전송 요청에 대한 응답을 상기 송신 단말에게 전송하기 위해 사용되는 자원이 할당된다.

트래픽 송신 요청 자원 영역(310)과 전력 및 응답 자원 영역(312) 각각에 대한 자원 블록은 고정된 위치의 서브 블록에 CID1 내지 CID6 및 CID16이 할당되며 각각의 CID는 우선순위를 갖지 않는다.

도 4는 본 발명에서 제안하는 방식에 따른 송신 단말이 트래픽 송신 요청 자원 영역(310)을 통해 수신 단말에게 데이터 전송을 요청하는 동작을 도시한 도면이다.

도 4를 참조하면, 송신 단말과 수신 단말 간에 설정된 연결이 CID2를 가질 때, 송신 단말은 전송할 데이터가 존재할 시 CID2에 대한 PF 값을 계산한다. 그런 다음 계산된 PF 값을 CID2가 할당된 서브 블록의 위치에 맵핑되는 톤(400)을 이용하여 수신 단말에게 전송하여 데이터 전송을 요청한다.

여기서 상기 PF 값은 단말간 연결 우선순위를 나타내며 하기 수학식 1과 같이 결정된다.

[수학식 1]

PF 값=f(x/y)

x: 데이터 QoS 레벨, 데이터 레이턴시, 데이터 버퍼 사이즈, 채널 상태 중 적어도 하나에 의해 결정되는 값

y: 서비스된 데이터 레이트

즉 PF 값은 파라미터 x 값들에 대해 비례하고, 파라미터 y 값에 대해 반비례함을 알 수 있다. 일례로 상기 PF 값이 높을수록 높은 우선순위를 나타낸다. 또한 일 예로 PF 값은 데이터 QoS 레벨, 데이터 레이턴시, 데이터 버퍼 사이즈, 채널 상태 값 중 어느 하나로 결정될 수 있다.

도 5는 본 발명에서 제안하는 방식에 따른 수신 단말이 전력 및 응답 자원 영역(312)을 통해 송신 단말에게 데이터 전송 요청에 대한 응답을 전송하는 동작을 도시한 도면이다.

도 5를 참조하면, 송신 단말로부터 CID2에 대한 PF값을 수신한 수신 단말은, CID2를 제외한 나머지 CID들, 즉 CID1,CID3,CID4,CID5,CID6,CID16 중 해당되는 적어도 하나의 CID에 대한 PF 값과 상기 CID2에 대한 PF값을 비교한다. 비교 결과, CID2에 대한 PF값이 가장 높을 경우 수신 단말은 송신 단말에게 CID2에 대한 통신을 허여하는 ACK 메시지를 전송한다.

또한 CID2에 대한 PF값이 가장 높은 경우에 해당되지는 않지만 CID2를 제외한 나머지 CID들 중 해당되는 적어도 하나의 CID의 간섭에 대해서 통신이 가능하다고 판단될 경우에, 수신 단말은 송신 단말에게 CID2에 대한 통신을 허여하는 ACK 메시지를 전송할 수 있다. 상기 적어도 하나의 CID의 간섭에 대해서 통신이 가능한지 여부는 공간 재사용 계수(spatial reuse factor) α를 이용하여 판단할 수 있으며, α는 SPW(Signal PoWer)와 IPW(Interference PoWer)의 비(ratio)를 의미한다. α는 평균적인 주파수 재사용 계수로 정해지는 값으로서, 일례로 0.5가 고정적으로 사용될 수도 있고, 이전 트래픽 슬롯에서 추정된 공간 재사용 계수와 현재 트래픽 슬롯에서 실제 사용된 파일럿에서의 전력의 비율로 계산될 수도 있다.

그러나 CID2에 대한 PF값이 가장 높은 경우에 해당되지 않으면서 CID2를 제외한 나머지 CID들 중 해당되는 적어도 하나의 CID의 간섭에 대해서 통신이 불가능하다고 판단될 경우에, 수신 단말은 송신 단말에게 CID2에 대한 통신을 거절하는 부정응답(NAK: Non-AcKnowledment, 이하 'NAK' 라 칭함) 메시지를 전송한다.

즉 송신 단말로부터 수신한 데이터 전송 요청에 대한 응답으로, 수신 단말은 상기 ACK/NAK 메시지에 대한 정보와 간섭 전력(IPW: Interference PoWer, 이하 'IPW'라 칭함)xα 및 신호 전력(SPW: Signal PoWer, 이하 'SPW'라 칭함)을 CID2가 할당된 서브 블록의 위치에 맵핑되는 톤(500)을 이용하여 송신 단말에게 전송한다. 여기서 IPW는 CID 2에 간섭으로 작용하는 전력, 즉 CID2를 제외한 나머지 CID들 중 해당되는 적어도 하나의 CID를 통해 수신된 신호에 대한 수신 전력의 합을 의미하고, SPW는 CID2를 통해 수신된 신호에 대한 수신 전력을 이용하여 계산되는 전력 레벨을 의미한다. 또한 ACK/NAK 메시지에 대한 정보는 이번 트래픽 슬롯의 전송에 사용되는 정보를 의미하고, IPW 및 SPW는 다음 트래픽 슬롯의 PF계산에 사용되는 값을 의미한다.

한편, 수신 단말로부터 ACK/NAK 메시지에 대한 정보, (IPWxα) 및 SPW를 수신한 송신 단말은 ACK/NAK 메시지에 대한 정보에 따라 데이터 전송 여부를 결정한다. 즉 송신 단말은 ACK 메시지를 수신하면 데이터를 전송하고, NAK 메시지를 수신하면 IPW 및 SPW를 이용하여 현재 채널에 대한 채널 상태 정보를 업데이트한다.

도 6은 본 발명에서 제안하는 방식에 따른 수신 단말이 ACK/NAK 메시지를 전송하는 동작을 도시한 도면이다.

도 6을 참조하면, 송신단에 포함되는 단말 A 내지 단말 C는 송신 단말을 의미하고, 수신단에 포함되는 단말 D 내지 단말 F는 수신 단말을 의미한다. 또한 단말 A와 단말 D간의 연결은 CID1이고, 단말 B와 단말 E간의 연결은 CID2이고, 단말 C와 단말 F간의 연결은 CID3이고, 단말 D가 단말 A로부터 수신한 PF 값은 100이고, 단말 E가 단말 B로부터 수신한 PF 값은 110이고, 단말 F가 단말 C로부터 수신한 PF 값은 50이라 가정한다.

수신 단말은 송신 단말로부터 수신된 PF값과 자신이 계산한 α를 이용하여 해당 CID의 통신 가능 여부를 판단할 수 있고, 그 판단 결과를 ACK/NAK 메시지를 통해 송신 단말에게 알려줄 수 있다.

즉 단말 D는 CID1에 대한 PF 값 100을 CID2,CID3 각각에 대한 PF 값 110,50과 비교하고, PF 값 100이 가장 높은 값은 아니지만 CID2,CID3의 간섭에 대해서 CID3의 통신이 가능하다고 판단하면 송신 단말에게 ACK 메시지를 전송한다. 단말 E는 CID2에 대한 PF 값 110을 CID1,CID3 각각에 대한 PF 값 100,50과 비교하고, PF 값 110이 가장 높은 값이므로 송신 단말에게 ACK 메시지를 전송한다. 단말 F는 CID3에 대한 PF 값 50을 CID1,CID2 각각에 대한 PF 값 100,110과 비교하고, PF 값 50이 가장 높은 값이 아니며, CID1,CID2의 간섭에 대해서 CID3의 통신 또한 불가능하다고 판단하면 송신 단말에게 NAK 메시지를 전송한다.

도 7은 본 발명에서 제안하는 방식에 따른 송신 단말이 데이터를 송신하는 동작을 도시한 순서도이다.

도 7을 참조하면, 701단계에서 송신 단말은 전송할 데이터가 존재하는지 여부를 검사한다. 상기 검사 결과 전송할 데이터가 존재하면 703단계로 진행하고, 전송할 데이터가 존재하지 않으면 701단계로 진행하여 전송할 데이터가 존재하는지 여부를 재 검사한다.

703단계에서 송신 단말은 자신이 현재 채널의 채널 상태 정보를 가지고 있는지 검사한다. 여기서 상기 채널 상태 정보는 별도의 요청 과정 없이 주기적으로 제공되는 업링크 정보를 의미한다. 검사 결과 자신이 현재 채널 상태 정보를 가지고 있으면, 송신 단말은 707단계로 진행하여 수신 단말과 설정된 연결에 대한 PF 값을 계산한 다음 상기 수신 단말에게 상기 PF 값을 전송하여 데이터 전송을 요청하고 709단계로 진행한다. 이때 상기 PF 값은 상기 설정된 연결에 대한 CID가 할당된 자원 블록을 이용하여 전송될 수 있다.

그러나 자신이 현재 채널 상태 정보를 가지고 있지 않으면, 송신 단말은 705단계로 진행하여 수신 단말에게 현재 채널의 채널 상태 정보를 요청하고 709단계로 진행한다. 이때 상기 채널 상태 정보의 요청은 상기 설정된 연결에 대한 CID가 할당된 자원 블록을 이용하여 전송될 수 있다.

709단계에서 송신 단말은 수신 단말로부터 ACK/NAK 메시지에 대한 정보, SPW 및 IPW를 수신하고 711단계로 진행한다. 711단계에서 송신 단말은 상기 수신한 ACK/NAK 메시지에 대한 정보를 검사하여 ACK 메시지가 수신되었는지 여부를 확인한다. 확인 결과 ACK 메시지가 수신되었으면 713 단계로 진행하여 데이터를 전송하고 715단계로 진행한다. 또한 ACK 메시지가 아닌 NAK 메시지가 수신되었으면 715단계로 진행한다.

715단계에서 송신 단말은 709단계에서 수신한 SPW와 IPW의 비, 즉 α를 고려하여 현재 채널의 채널 상태 정보를 추정하고, 추정된 채널 상태 정보를 이용하여 703단계에서 고려되는 채널 상태 정보를 업데이트한다. 여기서 상기 추정된 채널 상태 정보는 하기 수학식 2와 같이 계산할 수 있다.

[수학식 2]

추정된 채널 상태 = (SPW-IPW)x(1-α)+IPW

도 8은 본 발명에서 제안하는 방식에 따른 수신 단말이 데이터를 수신하는 동작을 도시한 순서도이다.

도 8을 참조하면, 801단계에서 수신 단말은 송신 단말과 설정된 하나의 연결에 대한 PF 값과 적어도 하나의 인접 연결에 대한 PF 값을 수신하고 803단계로 진행한다. 803단계에서 수신 단말은 상기 연결에 대한 PF 값이 수신된 모든 PF값들과 비교하여 가장 높은 값에 해당되는지 여부를 판단한다. 판단 결과 상기 연결에 대한 PF 값이 가장 높은 값에 해당되면, 수신 단말은 809단계로 진행하여 상기 연결에 대한 통신을 허여하는 ACK 메시지를 선택하고 811단계로 진행한다.

그러나 상기 연결에 대한 PF 값이 가장 높은 값에 해당되지 않으면, 수신 단말은 805단계로 진행하여 인접 연결의 간섭에 대해서 임의의 연결의 통신이 가능한지 여부를 검사한다. 검사 결과 인접 연결의 간섭에 대해서 상기 연결의 통신이 가능하면, 수신 단말은 809단계로 진행하여 ACK 메시지를 선택하고 811단계로 진행한다. 그러나 검사 결과 인접 연결의 간섭에 대해서 상기 연결의 통신이 불가능하면, 수신 단말은 807단계로 진행하여 상기 연결에 대한 통신을 거절하는 NAK 메시지를 선택하고 811단계로 진행한다.

811단계에서 수신 단말은 IPW 및 SPW를 계산하고, 813단계로 진행하여 상기 807 및 809 단계에서 선택된 ACK/NAK 메시지에 대한 정보와 상기 계산된 IPW 및 SPW를 함께 송신 단말로 전송한다. 이때 상기 ACK/NAK 메시지에 대한 정보와 IPW 및 SPW는 상기 연결에 대한 CID가 할당된 자원 블록을 이용하여 전송될 수 있다.

그런 다음 815단계에서 수신 단말은 실제 전송에 사용된 연결들에 의한 IPW를 계산하고 817단계로 진행한다. 817단계에서 수신 단말은 계산된 IPW를 이용하여 α값을 업데이트하고 819단계로 진행한다. 819단계에서 수신 단말은 임의의 연결을 통해 송신 단말이 전송하는 데이터를 수신한다.

도 9는 본 발명에서 제안하는 방식에 따른 송신 단말 구조를 도시한 도면이다.

도 9를 참조하면, 송신 단말은 송신부(900)와, 수신부(910)와, 제어부(920)를 포함하며, 상기 제어부(920)는 데이터 관리부(930)와, 채널 상태 정보 관리부(935)와, PF값 계산부(940)를 포함한다.

데이터 관리부(930)는 송신 단말이 전송할 데이터가 존재하는지 여부를 검사하고, 전송할 데이터가 존재할 경우 채널 상태 정보 관리부(935)는 송신 단말이 현재 채널 상태 정보를 가지고 있는지 검사한다. 이때 채널 상태 정보 관리부(935)가 상기 송신 단말이 현재 채널 상태 정보를 가지고 있음을 검출하면, PF값 계산부(940)는 수신 단말과 설정된 연결에 대한 PF값을 계산하고, 송신부(900)는 계산한 PF값을 송신하여 데이터 전송을 요청한다.

그러나 채널 상태 정보 관리부(935)가 송신 단말이 현재 채널 상태 정보를 가지고 있지 않음을 검출하면, 송신부(900)는 수신 단말에게 현재 채널 상태 정보를 요청한다.

그런 다음 수신부(910)는 ACK/NAK 메시지에 대한 정보, SPW 및 IPW를 수신하고, 데이터 관리부(930)는 상기 수신한 ACK/NAK 메시지에 대한 정보를 검사하여 ACK 메시지가 수신되었는지 여부를 확인한다. 이때 데이터 관리부(930)가 ACK 메시지가 수신되었음을 검출하면, 송신부(910)는 데이터를 전송하고. NAK 메시지가 수신되었음을 검출하면, 채널 상태 정보 관리부(935) 상기 수신한 SPW 및 IPW의 비를 고려하여 현재 채널의 채널 상태 정보를 업데이트한다.

도 10은 본 발명에서 제안하는 방식에 따른 수신 단말 구조를 도시한 도면이다.

도 10을 참조하면, 수신 단말은 송신부(1000)와, 수신부(1010)와, 제어부(1020)를 포함하며, 상기 제어부(1020)는 PF값 비교부(1030)와, 통신 가능 여부 판단부(1035)와, 전력 계산부(1040)와, α값 관리부(1045)를 포함한다.

수신부(1010)는 송신 단말과 설정된 임의의 연결에 대한 PF 값과 적어도 하나의 인접 연결에 대한 PF 값을 수신하고, PF값 비교부(1030)는 상기 임의의 연결에 대한 PF 값과 수신된 모든 PF값들을 비교한다. 이때 PF값 비교부(1030)가 상기 임의의 연결에 대한 PF값이 가장 높은 값에 해당됨을 검출하면, 통신 가능 여부 판단부(1035)는 상기 임의의 연결에 대한 통신을 허여하는 ACK 메시지를 선택한다.

그러나 PF값 비교부(1030)가 상기 임의의 연결에 대한 PF값이 가장 높은 값에 해당되지 않음을 검출하면, 통신 가능 여부 판단부(1035)는 상기 임의의 연결에 대한 통신을 거절하는 NAK 메시지를 선택한다.

그런 다음 전력 계산부(1040)는 IPW 및 SPW를 계산하고, 송신부(1000)는 ACK/NAK 메시지에 대한 정보와 상기 계산된 IPW 및 SPW를 함께 송신 단말로 전송한다. 또한 전력 계산부(1040)는 실제 전송에 사용된 연결들에 의한 IPW를 계산하고, α값 관리부(1045)는 상기 계산된 IPW를 이용하여 α값을 업데이트한다. 수신부(1010)는 임의의 연결을 통해 데이터를 수신한다.

한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims

근거리 무선 통신 시스템에서 단말간 연결 우선순위를 고려하여 데이터를 송수신하는 방법에 있어서,
전송할 데이터가 존재할 시, 제1단말과 제2단말 간에 존재하는 복수의 연결들 중 상기 제1단말과 상기 제2단말의 직접 통신을 위해 설정된 제1연결에 대한 연결 우선순위를 결정하는데 이용되는 비례 공평(PF: Proportional Fair) 값을 결정하는 과정과,
상기 계산된 PF값을 상기 제2단말로 전송하여 상기 데이터의 전송을 요청하는 과정과,
상기 제2단말로부터 상기 제1연결에 대한 통신을 허여하는 정보가 수신될 시, 상기 데이터를 상기 제2 단말로 전송하는 과정을 포함하는 데이터 송수신 방법.
제1항에 있어서,
상기 PF 값은 데이터 서비스 품질(QoS: Quality of Service) 레벨, 데이터 레이턴시, 데이터 버퍼 사이즈, 채널 상태 정보 및 서비스된 데이터 레이트 중 적어도 하나를 고려하여 결정됨을 특징으로 하는 데이터 송수신 방법.
제2항에 있어서,
상기 PF 값은 상기 데이터 QoS 레벨, 상기 데이터 레이턴시, 상기 데이터 버퍼 사이즈 및 상기 채널 상태 정보에 대해 비례하고, 상기 서비스된 데이터 레이트에 대해 반비례하도록 결정됨을 특징으로 하는 데이터 송수신 방법.
제1항에 있어서,
상기 PF 값은 상기 제1단말이 현재 채널의 채널 상태 정보를 가지고 있을 경우 계산되는 값이며, 상기 채널 상태 정보는 상기 제1연결에 간섭으로 작용하는 간섭 전력과 상기 제1연결을 통해 수신된 신호에 대한 수신 전력을 이용하여 계산되는 수신 전력 레벨의 비를 고려하여 업데이트됨을 특징으로 하는 데이터 송수신 방법.
제4항에 있어서,
상기 간섭 전력과 상기 수신 전력 레벨은 상기 제1연결에 대한 통신을 허여하는 정보와 함께 상기 제2단말로부터 수신됨을 특징으로 하는 데이터 송수신 방법.
제4항에 있어서,
상기 간섭 전력 및 상기 수신 전력 레벨은 다음 트래픽 슬롯의 PF값 계산에 사용됨을 특징으로 하는 데이터 송수신 방법.
근거리 무선 통신 시스템에서 단말간 연결 우선순위를 고려하여 데이터를 송수신하는 방법에 있어서,
제1단말과 제2단말의 직접 통신을 위해 설정된 제1연결에 대한 제1 비례 공평(PF: Proportional Fair) 값과, 상기 제1 단말과 상기 제 단말 간에 존재하는 적어도 하나의 제2 연결에 대한 제2 PF 값을 수신하는 과정과,
상기 제1 PF값이 상기 제2 PF값과 비교하여 가장 높은 값에 해당될 경우, 상기 제1연결에 대한 통신을 허여하는 정보를 선택하여 상기 제2단말로 전송하는 과정과,
상기 제1연결을 통해 상기 제2단말로부터 데이터를 수신하는 과정을 포함하는 데이터 송수신 방법.
제7항에 있어서,
상기 제1 PF값이 상기 제2 PF값과 비교하여 가장 높은 값에 해당되지 않을 경우, 상기 제2 연결의 간섭에 대해서 상기 제1연결의 통신이 가능한지 여부를 검사하는 과정과,
상기 제2 연결의 간섭에 대해서 상기 제1연결의 통신이 가능할 경우, 상기 제1연결에 대한 통신을 허여하는 정보를 선택하여 상기 제2단말로 전송하는 과정을 더 포함하는 데이터 송수신 방법.
제8항에 있어서,
상기 제2 연결의 간섭에 대해서 상기 제1연결의 통신이 불가능할 경우, 상기 제1연결에 대한 통신을 거절하는 정보를 선택하여 상기 제2단말로 전송하는 과정을 더 포함하는 데이터 송수신 방법.
제7항 및 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1연결에 대한 통신을 허여하는 정보는 상기 제1연결에 간섭으로 작용하는 간섭 전력과 상기 제1연결을 통해 수신된 신호에 대한 수신 전력을 이용하여 계산되는 수신 전력 레벨과 함께 상기 제2단말로 전송됨을 특징으로 하는 데이터 송수신 방법.
제9항에 있어서,
상기 제1연결에 대한 통신을 거절하는 정보는 상기 제1연결에 간섭으로 작용하는 간섭 전력과 상기 제1연결을 통해 수신된 신호에 대한 수신 전력을 이용하여 계산되는 수신 전력 레벨과 함께 상기 제2단말로 전송됨을 특징으로 하는 데이터 송수신 방법.
근거리 무선 통신 시스템에서 단말간 연결 우선순위를 고려하여 데이터를 송수신하는 장치에 있어서,
전송할 데이터가 존재할 시, 제1단말과 제2단말 간에 존재하는 복수의 연결들 중 상기 제1단말과 상기 제2단말의 직접 통신을 위해 설정된 제1연결에 대한 연결 우선순위를 결정하는데 이용되는 비례 공평(PF: Proportional Fair) 값을 결정하는 제어부와,
상기 제2단말로부터 상기 제1연결에 대한 통신을 허여하는 정보를 수신하는 수신부와,
상기 계산된 PF값을 상기 제2단말로 전송하여 상기 데이터의 전송을 요청하고, 상기 수신부가 상기 제2단말로부터 상기 제1연결에 대한 통신을 허여하는 정보를 수신할 시, 상기 데이터를 상기 제2 단말로 전송하는 송신부를 포함하는 데이터 송수신 장치.
제12항에 있어서,
상기 PF 값은 데이터 서비스 품질(QoS: Quality of Service) 레벨, 데이터 레이턴시, 데이터 버퍼 사이즈, 채널 상태 정보 및 서비스된 데이터 레이트 중 적어도 하나를 고려하여 결정됨을 특징으로 데이터 송수신 장치.
제13항에 있어서,
상기 PF 값은 상기 데이터 QoS 레벨, 상기 데이터 레이턴시, 상기 데이터 버퍼 사이즈 및 상기 채널 상태 정보에 대해 비례하고, 상기 서비스된 데이터 레이트에 대해 반비례하도록 결정됨을 특징으로 하는 데이터 송수신 장치.
제12항에 있어서,
상기 PF 값은 상기 제1단말이 현재 채널의 채널 상태 정보를 가지고 있을 경우 계산되는 값이며, 상기 채널 상태 정보는 상기 제1연결에 간섭으로 작용하는 간섭 전력과 상기 제1연결을 통해 수신된 신호에 대한 수신 전력을 이용하여 계산되는 수신 전력 레벨의 비를 고려하여 업데이트됨을 특징으로 하는 데이터 송수신 장치.
제15항에 있어서,
상기 간섭 전력과 상기 수신 전력 레벨은 상기 제1연결에 대한 통신을 허여하는 정보와 함께 상기 제2단말로부터 수신됨을 특징으로 하는 데이터 송수신 장치.
제15항에 있어서,
상기 간섭 전력 및 상기 수신 전력 레벨은 다음 트래픽 슬롯의 PF값 계산에 사용됨을 특징으로 하는 데이터 송수신 장치.
근거리 무선 통신 시스템에서 단말간 연결 우선순위를 고려하여 데이터를 송수신하는 장치에 있어서,
제1단말과 제2단말의 직접 통신을 위해 설정된 제1연결에 대한 제1 비례 공평(PF: Proportional Fair) 값과, 상기 제1 단말과 상기 제 단말 간에 존재하는 적어도 하나의 제2 연결에 대한 제2 PF 값을 수신하고, 송신부가 상기 제1연결에 대한 통신을 허여하는 정보를 상기 제2단말로 전송할 시, 상기 제1연결을 상기 제2단말로부터 통해 데이터를 수신하는 수신부와,
상기 제1 PF값이 상기 제2 PF값과 비교하여 가장 높은 값에 해당될 경우, 상기 제1연결에 대한 통신을 허여하는 정보를 선택하는 제어부와,
상기 제1연결에 대한 통신을 허여하는 정보를 상기 제2단말로 전송하는 송신부를 포함하는 데이터 송수신 장치.
제18항에 있어서,
상기 제어기는 상기 제1 PF값이 상기 제2 PF값과 비교하여 가장 높은 값에 해당되지 않을 경우, 상기 제2 연결의 간섭에 대해서 상기 제1연결의 통신이 가능한지 여부를 검사하고, 상기 제2 연결의 간섭에 대해서 상기 제1연결의 통신이 가능할 경우, 상기 제1연결에 대한 통신을 허여하는 정보를 선택하여 상기 송신기를 통해 상기 제2단말로 전송함을 특징으로 하는 데이터 송수신 장치.
제19항에 있어서,
상기 제어기는 상기 제2 연결의 간섭에 대해서 상기 제1연결의 통신이 불가능할 경우, 상기 제1연결에 대한 통신을 거절하는 정보를 선택하여 상기 송신기를 통해 상기 제2단말로 전송함을 특징으로 하는 데이터 송수신 장치.
제18항 및 제19항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1연결에 대한 통신을 허여하는 정보는 상기 제1연결에 간섭으로 작용하는 간섭 전력과 상기 제1연결을 통해 수신된 신호에 대한 수신 전력을 이용하여 계산되는 수신 전력 레벨과 함께 상기 제2단말로 전송됨을 특징으로 하는 데이터 송수신 장치.
제20항에 있어서,
상기 제1연결에 대한 통신을 거절하는 정보는 상기 제1연결에 간섭으로 작용하는 간섭 전력과 상기 제1연결을 통해 수신된 신호에 대한 수신 전력을 이용하여 계산되는 수신 전력 레벨과 함께 상기 제2단말로 전송됨을 특징으로 하는 장치.