KR20130035903A - Methods of device to device communication - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 단말간 직접 통신 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a wireless communication system, and more particularly to a direct communication method between terminals.
점 대 다점 구조의 무선 통신 시스템에서는 근접한 단말들간에 데이터를 송수신하여야 하는 경우에도 단말에서 기지국, 다시 기지국에서 상대 단말로 전송이 이루어져야 하므로 단말들이 서로 직접 데이터를 주고 받는 경우에 비하여 무선 자원의 낭비와 지연이 커지는 단점이 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위한 기술로 단말간 직접 통신(device to device communication, 또는 D2D 통신) 기술이 대두되었다.In the point-to-multipoint wireless communication system, even when data is transmitted / received between adjacent terminals, the terminal should be transmitted from the base station and the base station to the counterpart terminal. The disadvantage is that the delay is large. As a technology for solving this problem, a device-to-device communication (D2D communication) technology has emerged.
즉, 단말간 직접 통신은 기지국을 거치지 않고 인접한 두 단말 사이에 직접적으로 데이터 송수신을 수행하는 통신 방식을 의미한다. 즉, 단말간 직접 통신에서는 두 단말이 각각 데이터의 소스(source)와 목적(destination)이 되면서 통신을 수행하게 된다.That is, the direct communication between terminals refers to a communication method of directly transmitting and receiving data between two adjacent terminals without passing through a base station. That is, in direct communication between terminals, two terminals communicate with each other as a source and a destination of data.
도 1은 단말간 직접 통신의 개념을 설명하기 위한 개념도이다.1 is a conceptual diagram illustrating a concept of direct communication between terminals.
도 1을 참조하면, 제1 기지국(10) 및 제2 기지국(20)으로 구성된 셀룰러 통신망이 구성되어 있다. 이때, 제1 기지국(10)이 생성한 셀에 속한 단말1(11) 내지 단말3(13)은 제1 기지국(10)을 통한 통상적인 접속 링크를 통하여 통신을 수행하게 되지만, 제1 기지국(10)에 속한 단말4(14)와 단말5(15)는 상호간의 데이터 송수신을 기지국을 통하지 않고 직접적으로 수행하게 된다.Referring to FIG. 1, a cellular communication network composed of a
이러한 단말간 직접 통신이 효율적으로 이용될 수 있는 사용자 케이스에 대해서는 여러가지 논의가 있을 수 있다. 예컨대, 단말간 직접 통신은 록 콘서트 등에 참석한 방문자들에게 대용량의 자료(예컨대, 록 콘서트의 프로그램, 연주자에 대한 정보)를 제공하는 로컬 미디어 서버 등에 이용될 수 있다. 이때, 각 단말들은 서빙셀과 접속하여 전화 통화와 인터넷 액세스 등은 종래의 셀룰러 링크를 이용하여 수행하되, 단말간 직접 통신의 상대방으로 동작하는 로컬 미디어 서버로부터는 상술된 대용량의 자료를 단말간 직접 통신 방식으로 송수신할 수 있다.There may be various discussions regarding a user case in which such direct communication between terminals can be efficiently used. For example, the direct communication between terminals may be used for a local media server or the like that provides a large amount of material (eg, a program of a rock concert, information on a player) to visitors who attend a rock concert. In this case, each terminal is connected to the serving cell to perform the telephone call and the Internet access using a conventional cellular link, but the local media server operating as a counterpart of the direct communication between the terminals directly from the terminal to the large-capacity data described above. It can transmit and receive by communication method.
한편, 도 1을 재참조하면, 단말간 직접 통신 링크는 동일 셀을 서빙 셀로 가지는 단말들간에만 가능한 것은 아니며, 서로 다른 셀을 서빙 셀로 가지는 단말들간에도 이루어질 수 있다. 예컨대, 제1 기지국(10)에 속한 단말3(13)은 제2 기지국(20)에 속한 단말6(21)과 단말간 직접 통신을 수행할 수도 있다.Meanwhile, referring back to FIG. 1, a direct communication link between terminals is not only possible between terminals having a same cell as a serving cell, but may also be established between terminals having different cells as a serving cell. For example, the terminal 3 (13) belonging to the
상술한 바와 같은 특성으로 말미암아 단말간 직접 통신 기술은 향후 사물통신(IOT: Internet of Things) 또는 센서 네트워크의 기반 기술이 될 전망이다.Due to the characteristics as described above, the direct communication technology between terminals is expected to become the underlying technology of the Internet of Things (IOT) or sensor network in the future.
한편, 단말간 직접 통신을 위해서는 두 단말간의 연결 설정 과정이 필요하다. 단말간 직접 통신을 위한 연결 설정은 먼저 각 단말이 동기를 획득하는 과정과, 인접 단말에게 자신의 존재를 알림과 동시에 인접 단말의 존재를 인식하는 디스커버리 과정과, 직접 통신을 수행하고자 하는 인접한 두 단말간에 연결 아이디(CID: Connection ID)를 생성하는 페이징 과정과, 두 디바이스가 서로 통신하는 트래픽 송수신 과정을 포함한다.On the other hand, for direct communication between terminals, a connection setup process between two terminals is required. Connection establishment for direct communication between terminals is a process in which each terminal acquires synchronization, a discovery process of notifying the existence of the neighboring terminal at the same time as notifying its existence to the neighboring terminal, and two neighboring terminals to perform direct communication. It includes a paging process for generating a connection ID (CID) between the two, and the process of transmitting and receiving traffic between the two devices.
단말간 직접 통신을 위한 연결 설정 과정에서, 종래에는 싱글 톤 시그널링 (single-tone signaling) 방법을 사용하여 페이징 및 트래픽 송수신 과정을 수행하였다. 즉, 종래에는 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)를 이용하는 통신 환경에서 하나의 부반송파을 이용하여 신호를 전송하고 아날로그 방식의 에너지 레벨 검출(energy level detection)을 이용하여 시그널링을 수행하는 방법을 사용하였다. In the process of establishing a connection for direct communication between terminals, a paging and a traffic transmission / reception process are conventionally performed by using a single-tone signaling method. That is, in the related art, a method of transmitting a signal using one subcarrier in a communication environment using orthogonal frequency division multiple access (OFDMA) and performing signaling using analog energy level detection has been used.
수신 단말이 측정한 특정 부반송파의 수신 전력에 기반한 싱글 톤 시그널링(single-tone signaling) 기술은 하나의 특정 부반송파만을 사용하여 시그널링을 수행하기 때문에 주파수 선택적 채널 환경에서 수신 성능이 저하되는 단점이 있다. The single-tone signaling technique based on the reception power of a specific subcarrier measured by a receiving terminal has a disadvantage in that reception performance is degraded in a frequency selective channel environment because signaling is performed using only one specific subcarrier.
또한, 기존의 단말간 직접 통신을 위한 연결 설정 방법은 시그널링 과정에서는 하나의 부반송파를 이용하고, 데이터 전송 과정에서는 모든 부반송파를 사용하기 때문에 상기한 두 과정에서 신호의 도달 거리가 서로 상이하게 되고 세밀한 자원 할당을 통해 얻을 수 있는 효율을 기대할 수 없는 단점이 있다.In addition, in the conventional method for establishing a connection for direct communication between terminals, one subcarrier is used in the signaling process and all subcarriers are used in the data transmission process, so that the reach distances of the signals are different from each other in the above two processes. The disadvantage is that you cannot expect the efficiency that can be achieved by allocation.
상기한 바와 같은 단점을 극복하기 위한 본 발명의 목적은 무선 링크의 성능 및 자원 사용 효율을 향상시킬 수 있는 단말간 직접 통신 방법에 관한 것이다.An object of the present invention for overcoming the above disadvantages relates to a direct communication method between terminals that can improve the performance and resource usage efficiency of the radio link.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 단말간 직접 통신 방법은, 특정 단말의 ID를 이용하여 단말간 직접 통신을 위한 CID(Connection ID)를 생성하는 단계와, 상기 CID에 상응하는 시퀀스를 선택하는 단계 및 상기 선택한 시퀀스를 복수의 부반송파로 구성된 페이징 요청 자원을 이용하여 전송하는 단계를 포함한다.Direct communication method between terminals according to an aspect of the present invention for achieving the above object of the present invention, generating a CID (Connection ID) for direct communication between terminals using the ID of a specific terminal, and the CID Selecting a sequence corresponding to the step and transmitting the selected sequence using a paging request resource consisting of a plurality of subcarriers.
여기서, 상기 CID를 생성하는 단계는 상기 특정 단말의 ID를 해쉬 함수의 입력으로 이용하여 해쉬 함수의 출력으로 상기 CID를 생성할 수 있다. In the generating of the CID, the CID may be generated as an output of a hash function by using an ID of the specific terminal as an input of a hash function.
여기서, 상기 CID에 상응하는 시퀀스를 선택하는 단계는 미리 설정된 복수의 PN(Pseudo Noise) 시퀀스를 포함하는 시퀀스 집합에서 상기 CID에 대응되는 시퀀스를 선택할 수 있다.The selecting of the sequence corresponding to the CID may select a sequence corresponding to the CID from a sequence set including a plurality of preset PN sequences.
상기 단말간 직접 통신 방법은 상기 CID에 상응하는 시퀀스를 선택하는 단계 이후에, 다른 단말들로부터 방송되는 적어도 하나의 시퀀스를 수신하는 단계 및 수신한 적어도 하나의 시퀀스에 기초하여 상기 생성한 CID의 점유 여부를 판단하는 단계를 더 포함할 수 있다. 여기서, 상기 선택한 시퀀스를 복수의 부반송파로 구성된 페이징 요청 자원을 이용하여 전송하는 단계는, 상기 생성한 CID가 다른 단말에 점유된 경우 다음 페이징 구간까지 대기한 후, 다음 페이징 구간에서 상기 생성한 CID가 점유되지 않은 경우 상기 선택한 시퀀스를 페이징 요청 자원을 이용하여 전송할 수 있다.In the direct communication method between the terminals, after selecting a sequence corresponding to the CID, receiving at least one sequence broadcast from other terminals and occupying the generated CID based on the received at least one sequence The method may further include determining whether or not. Here, in the step of transmitting the selected sequence by using a paging request resource composed of a plurality of subcarriers, if the generated CID is occupied by another terminal, after waiting until the next paging segment, the generated CID is the next paging segment. If not occupied, the selected sequence may be transmitted using a paging request resource.
여기서, 상기 단말간 직접 통신 방법은 상기 선택한 시퀀스를 복수의 부반송파로 구성된 페이징 요청 자원을 이용하여 전송한 후, 페이징 응답 구간에 적어도 하나의 다른 단말들로부터 전송된 적어도 하나의 시퀀스를 수신하는 단계와, 수신한 상기 적어도 하나의 시퀀스 중 상기 생성한 CID에 대응되는 시퀀스의 수신 전력을 측정하는 단계 및 측정한 상기 수신 전력이 미리 설정된 임계값 이상인 경우 페이징 응답을 수신한 것으로 판단하는 단계를 더 포함할 수 있다.Here, the direct communication method between terminals may include receiving at least one sequence transmitted from at least one other terminal in a paging response period after transmitting the selected sequence using a paging request resource composed of a plurality of subcarriers; The method may further include measuring received power of a sequence corresponding to the generated CID among the at least one received sequence and determining that a paging response is received when the measured received power is equal to or greater than a preset threshold. Can be.
또한, 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 단말간 직접 통신 방법은, D2D 통신 연결을 요청하는 송신 단말에서 수행되는 단말간 직접 통신 방법으로, 생성한 CID에 대응되는 시퀀스를 복수의 부반송파로 구성된 전송요청 자원에 매핑하여 전송요청신호(RTS)를 전송하는 단계와, 수신 단말로부터 수신한 전송허용신호(CTS)에 기초하여 송신포기조건의 만족 여부를 판단하는 단계 및 송신포기조건을 만족하는 경우 파일롯 신호를 전송하는 단계를 포함한다.In addition, the direct-to-terminal direct communication method according to another aspect of the present invention for achieving the object of the present invention is a direct-to-terminal communication method performed in the transmitting terminal requesting a D2D communication connection, the sequence corresponding to the generated CID Transmitting a transmission request signal (RTS) by mapping to a transmission request resource composed of a plurality of subcarriers, and determining whether or not the transmission abandonment conditions are satisfied based on the transmission allowance signal (CTS) received from the receiving terminal; Transmitting a pilot signal when the condition is satisfied.
여기서, 상기 송신포기조건의 만족 여부를 판단하는 단계는 상기 전송허용신호로 복수의 부반송파에 매핑된 시퀀스를 수신하는 단계와, 상기 복수의 부반송파를 모두 고려한 채널 품질을 측정하는 단계 및 측정된 채널 품질이 미리 설정된 임계값 이상인 경우 상기 송신포기조건을 만족하는 것으로 판단하는 단계를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 채널 품질을 측정하는 단계는 상기 복수의 부반송파 각각의 SIR(Signal to Interference Ratio)을 대표하는 유효 SIR(effective SIR)을 측정할 수 있다.The determining of whether the abandonment condition is satisfied may include receiving a sequence mapped to a plurality of subcarriers as the transmission allowable signal, measuring channel quality considering all of the plurality of subcarriers, and measured channel quality. And when the threshold value is equal to or greater than the preset threshold value, determining that the transmission abandonment condition is satisfied. In the measuring of the channel quality, an effective SIR representing a signal to interference ratio (SIR) of each of the plurality of subcarriers may be measured.
여기서, 상기 파일롯 신호를 전송하는 단계는 상기 CID에 대응되는 시퀀스를 파일롯 신호로 전송할 수 있다.In the transmitting of the pilot signal, the sequence corresponding to the CID may be transmitted as a pilot signal.
또한, 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 측면에 따른 단말간 직접 통신 방법은, D2D 통신 연결을 요청받은 수신 단말에서 수행되는 단말간 직접 통신 방법으로, 전송요청신호(RTS)를 수신하는 단계와, 수신된 전송요청신호에 기초하여 수신포기조건의 만족 여부를 판단하는 단계 및 수신포기조건을 만족하는 경우, 생성된 CID에 대응되는 시퀀스를 복수의 부반송파에 매핑하여 전송허용신호(CTS)를 전송하는 단계를 포함한다.In addition, the direct-to-terminal communication method according to another aspect of the present invention for achieving the object of the present invention is a direct-to-terminal communication method performed in the receiving terminal is requested to connect the D2D communication, the transmission request signal (RTS) Determining whether the aeration condition is satisfied based on the received transmission request signal, and if the aeration condition is satisfied, mapping a sequence corresponding to the generated CID to a plurality of subcarriers to transmit a transmission permission signal ( CTS).
여기서, 상기 수신포기조건의 만족 여부를 판단하는 단계는 상기 수신된 전송요청신호를 구성하는 복수의 부반송파를 모두 고려한 채널 품질을 측정하는 단계 및 측정된 채널 품질이 미리 설정된 임계값 이상인 경우 상기 수신포기조건을 만족하는 것으로 판단할 수 있다.The determining of whether the reception abandonment condition is satisfied includes measuring channel quality considering all of a plurality of subcarriers constituting the received transmission request signal, and when the measured channel quality is equal to or greater than a preset threshold, It can be determined that the condition is satisfied.
여기서, 상기 채널 품질을 측정하는 단계는 상기 복수의 부반송파 각각의 SIR(Signal to Interference Ratio)을 대표하는 유효 SIR(effective SIR)을 측정할 수 있다.In the measuring of the channel quality, an effective SIR representing a signal to interference ratio (SIR) of each of the plurality of subcarriers may be measured.
여기서, 상기 단말간 직접 통신 방법은 상기 전송허용신호(CTS)를 전송하는 단계 이후에, 파일롯 신호를 수신하는 단계 및 수신된 파일롯 신호의 수신 전력이 미리 설정된 임계값 이상인 경우에만 채널 품질 지시자를 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.Here, in the direct communication method between terminals, after the step of transmitting the transmission allowable signal (CTS), the step of receiving a pilot signal and transmitting a channel quality indicator only when the received power of the received pilot signal is greater than or equal to a preset threshold value. It may further comprise the step.
상술한 바와 같은 단말간 직접 통신 방법에 따르면, D2D 연결 설정의 페이징 과정 및 트래픽 송수신 과정에서 PN 시퀀스를 복수의 부반송파에 매핑하여 신호를 전송함으로써, 채널 선택적 무선 환경에서도 무선 링크의 성능을 향상시킬 수 있다.According to the direct-to-terminal communication method as described above, the PN sequence is mapped to a plurality of subcarriers to transmit a signal in a paging process and a traffic transmission / reception process of establishing a D2D connection, thereby improving performance of a wireless link even in a channel-selective wireless environment. have.
또한, 트래픽 송수신 과정에서는 D2D 통신 연결을 수행하는 송신 단말 및 수신 단말이 전체 채널을 대표하는 유효 SIR을 이용하여 송신포기조건 및 수신포기조건을 테스트하여 송신포기조건 및 수신포기조건을 만족하는 경우에만 신호를 전송하는 분산적 스케줄링을 수행함으로써 인접 단말들과의 간섭을 방지할 수 있고, 이를 통해 무선 자원의 사용 효율을 향상시킬 수 있다.In addition, in the traffic transmission and reception process, only when the transmitting and receiving abandonment conditions satisfy the transmitting and receiving abandonment conditions by using a valid SIR representing all channels, the transmitting and receiving terminals performing the D2D communication connection are satisfied. By performing distributed scheduling for transmitting a signal, interference with neighboring terminals can be prevented, thereby improving the use efficiency of radio resources.
도 1은 단말간 직접 통신의 개념을 설명하기 위한 개념도이다.
도 2는 단말간 직접 통신을 위한 연결 설정 과정을 나타내는 흐름도이다.
도 3은 단말간 직접 통신 과정에서 이용되는 프레임의 구조를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 단말간 직접 통신 방법 중 페이징 과정을 나타내는 흐름도이다.
도 5는 도 4에 도시한 페이징 과정을 설명하기 위한 개념도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 페이징 과정 중 CID 생성과 PN 시퀀스 매핑을 설명하기 위한 개념도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 트래픽 송수신 과정에서 분산적 자원 할당 과정을 설명하기 위한 개념도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 트래픽 송수신 과정에서 수신포기조건을 설명하기 위한 개념도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 트래픽 송수신 과정에서 연결 스케줄링을 설명하기 위한 개념도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 트래픽 송수신 과정에서 부반송파별 SIR 측정을 설명하기 위한 개념도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 트래픽 송수신 과정에서 RTS를 이용한 수신포기조건의 측정을 설명하기 위한 개념도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 트래픽 송수신 과정에서 CTS를 이용한 송신포기조건의 측정을 설명하기 위한 개념도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 트래픽 송수신 절차를 나타내는 순서도이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 페이징 및 연결스케줄링 과정을 나타내는 개념도이다.1 is a conceptual diagram illustrating a concept of direct communication between terminals.
2 is a flowchart illustrating a connection establishment process for direct communication between terminals.
3 shows a structure of a frame used in a direct communication process between terminals.
4 is a flowchart illustrating a paging process in a method of direct communication between terminals according to an embodiment of the present invention.
5 is a conceptual diagram illustrating the paging process illustrated in FIG. 4.
6 is a conceptual diagram illustrating CID generation and PN sequence mapping during a paging process according to an embodiment of the present invention.
7 is a conceptual diagram illustrating a distributed resource allocation process in a traffic transmission and reception process according to an embodiment of the present invention.
8 is a conceptual diagram illustrating a reception abandonment condition in a traffic transmission / reception process according to an embodiment of the present invention.
9 is a conceptual diagram illustrating connection scheduling in a traffic transmission and reception process according to an embodiment of the present invention.
10 is a conceptual diagram illustrating SIR measurement for each subcarrier in a traffic transmission / reception process according to an embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a conceptual diagram illustrating a measurement of a reception abandon condition using RTS in a process of transmitting / receiving traffic according to an embodiment of the present invention.
12 is a conceptual diagram illustrating a measurement of a transmission abandonment condition using a CTS in a traffic transmission / reception process according to an embodiment of the present invention.
13 is a flowchart illustrating a traffic transmission / reception procedure according to an embodiment of the present invention.
14 is a conceptual diagram illustrating a paging and connection scheduling process according to an embodiment of the present invention.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다.While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments thereof are shown by way of example in the drawings and will herein be described in detail.
그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.It should be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular example embodiments only and is not intended to be limiting of the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this application, the terms "comprise" or "have" are intended to indicate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, and one or more other features. It is to be understood that the present invention does not exclude the possibility of the presence or the addition of numbers, steps, operations, components, components, or a combination thereof.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art. Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the relevant art and are to be interpreted in an ideal or overly formal sense unless explicitly defined in the present application Do not.
본 출원에서 사용하는 '단말'은 디바이스(device), 이동국(MS), 사용자 장비(UE; User Equipment), 사용자 터미널(UT; User Terminal), 무선 터미널, 액세스 터미널(AT), 터미널, 가입자 유닛(Subscriber Unit), 가입자 스테이션(SS; Subscriber Station), 무선 기기(wireless device), 무선 통신 디바이스, 무선송수신유닛(WTRU; Wireless Transmit/Receive Unit), 이동 노드, 모바일 또는 다른 용어들로서 지칭될 수 있다. 단말의 다양한 실시예들은 셀룰러 전화기, 무선 통신 기능을 가지는 스마트 폰, 무선 통신 기능을 가지는 개인 휴대용 단말기(PDA), 무선 모뎀, 무선 통신 기능을 가지는 휴대용 컴퓨터, 무선 통신 기능을 가지는 디지털 카메라와 같은 촬영장치, 무선 통신 기능을 가지는 게이밍 장치, 무선 통신 기능을 가지는 음악저장 및 재생 가전제품, 무선 인터넷 접속 및 브라우징이 가능한 인터넷 가전제품뿐만 아니라 그러한 기능들의 조합들을 통합하고 있는 휴대형 유닛 또는 단말기들을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. The term 'terminal' used in the present application is a device, a mobile station (MS), a user equipment (UE), a user terminal (UT), a wireless terminal, an access terminal (AT), a terminal, a subscriber unit. (Subscriber Unit), Subscriber Station (SS), Wireless Device, Wireless Communication Device, Wireless Transmit / Receive Unit (WTRU), Mobile Node, Mobile or other terms. . Various embodiments of the terminal may be used in various applications such as cellular telephones, smart phones with wireless communication capabilities, personal digital assistants (PDAs) with wireless communication capabilities, wireless modems, portable computers with wireless communication capabilities, Devices, gaming devices with wireless communication capabilities, music storage and playback appliances with wireless communication capabilities, Internet appliances capable of wireless Internet access and browsing, as well as portable units or terminals incorporating combinations of such functions However, the present invention is not limited thereto.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 이하, 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Hereinafter, the same reference numerals are used for the same components in the drawings, and duplicate descriptions of the same components are omitted.
도 2는 단말간 직접 통신을 위한 연결 설정 과정을 나타내는 흐름도이다. 또한, 도 3은 단말간 직접 통신 과정에서 이용되는 프레임의 구조를 나타낸다.2 is a flowchart illustrating a connection establishment process for direct communication between terminals. 3 shows the structure of a frame used in a direct communication process between terminals.
도 2 및 도 3을 참조하면, 먼저 D2D 통신을 수행하고자 하는 단말에 전원이 인가되면 단말은 시간 동기를 획득한다(S201). D2D 통신에서 모든 단말은 동일한 시간 기준을 가지는 것으로 가정한다. 단말은 동기 획득을 위하여 GPS(Global Positioning System)나 기존의 셀룰러 시스템의 기지국이 송신하는 동기 신호 등과 같은 다양한 수단을 이용할 수 있다.2 and 3, when power is applied to a terminal to perform D2D communication, the terminal acquires time synchronization (S201). In the D2D communication, it is assumed that all terminals have the same time reference. The terminal may use various means such as a GPS (Global Positioning System) or a synchronization signal transmitted by a base station of an existing cellular system for synchronization acquisition.
각 단말은 동기를 획득한 후 자신의 존재를 인접 단말들에게 알리고, 인접 단말들의 존재를 인식하는 디스커버리 과정을 수행한다(S203). 여기서, 단말은 디스커버리 슬롯(310)을 이용하여 자신의 ID를 방송함으로써 인접 단말들에게 자신의 존재를 알리고, 인접 단말들로부터 방송되는 ID를 수신함으로써 인접 단말들의 존재를 인식할 수 있다. 각 단말은 디스커버리 과정에서 인접 단말들로부터 수신한 각 단말의 ID에 기초하여 인접 단말들의 ID 목록을 획득할 수 있다.After acquiring synchronization, each terminal notifies its existence to neighboring terminals, and performs a discovery process of recognizing the existence of neighboring terminals (S203). Here, the terminal may notify its existence to neighboring terminals by broadcasting its ID using the
디스커버리 과정이 완료되면, 단말은 특정 인접 단말과 연결을 설정할 수 있다. 인접한 두 단말간에 D2D 통신을 위한 연결을 설정하는 과정을 페이징 과정(S205)이라고 하고, 페이징 과정에서는 페이징 슬롯(330)이 이용된다. 페이징 과정이 완료되면 D2D 통신을 원하는 두 단말의 연결을 구분하는 식별자인 CID(Connection ID)가 생성된다.When the discovery process is completed, the terminal may establish a connection with a specific neighboring terminal. The process of establishing a connection for D2D communication between two adjacent terminals is called a paging process (S205), and the
이후, 두 단말은 충돌을 피하고 무선 자원을 효율적으로 재사용하기 위한 분산 알고리즘을 이용하여 주파수 및 시간 자원을 점유하고 점유한 무선 자원을 이용하여 서로간에 정보를 교환하는 트래픽 송수신 과정을 수행한다(S207). 트래픽 송수신 과정에서는 트래픽 슬롯(350)이 이용된다.Thereafter, the two terminals perform a traffic transmission / reception process of occupying frequency and time resources and exchanging information with each other by using the occupied radio resources by using a distributed algorithm for avoiding collision and efficiently reusing radio resources (S207). . In the traffic transmission and reception process, the
한편, 도 2에 도시한 페이징(S205) 과정은 CID 방송(CID broadcast), 페이징 요청(Paging request) 및 페이징 응답(Paging response) 과정을 포함하고, CID 방송, 페이징 요청 및 페이징 응답은 각각 도 3에 도시한 페이징 슬롯(330)의 CID 방송 슬롯(331), 페이징 요청 슬롯(332) 및 페이징 응답 슬롯(333)을 이용한다.Meanwhile, the paging process S205 shown in FIG. 2 includes a CID broadcast, a paging request, and a paging response process, and the CID broadcast, paging request, and paging response are respectively shown in FIG. 3. The
또한, 도 2에 도시한 트래픽 송수신(S207) 과정은 연결 스케줄링(connection scheduling), 파일롯(pilot), CQI(Channel Quality Indication), 데이터 및 ACK 과정을 포함하고, 연결 스케줄링, 파일롯 전송, CQI 수신, 데이터 및 ACK 과정은 각각 도 3에 도시한 트래픽 슬롯의 연결 스케줄링 슬롯(351), 파일롯 슬롯(352), CQI 슬롯(353), 데이터 슬롯(354) 및 ACK 슬롯(355)을 이용한다. 여기서, 파일롯 전송 과정과 CQI 수신 과정을 합하여 레이트 스케줄링(rate scheduling) 이라고 한다. 연결 스케줄링 과정은 다시 RTS(Request To Send) 전송 및 CTS(Clear To Send) 수신 과정을 포함한다.In addition, the process of transmitting / receiving traffic (S207) illustrated in FIG. 2 includes a connection scheduling, a pilot, a channel quality indication (CQI), a data and an ACK process, and include connection scheduling, pilot transmission, CQI reception, The data and ACK process uses a
한편, D2D 통신 연결 설정 과정에서 기존에는 페이징(S205) 과정과 트래픽 송수신(S207) 과정의 연결 스케줄링 과정에서 싱글 톤 시그널링(single-tone signaling) 방법을 사용하였고, 연결 스케줄링 과정을 통해 자원을 할당받은 단말은 전체 무선 자원(예를 들면, 전체 부반송파)을 사용하여 정보를 전송하였다.Meanwhile, in the process of establishing a D2D communication connection, a single-tone signaling method is used in the connection scheduling process of paging (S205) and traffic transmission / reception (S207), and resources are allocated through the connection scheduling process. The terminal transmits information using all radio resources (for example, all subcarriers).
싱글 톤 시그널링이 이용될 경우 수신 단말은 페이징 과정의 CID 방송, 페이징 요청 및 페이징 응답 과정에서 하나의 부반송파를 이용하여 전력을 측정하게 된다. 그러나, 주파수 선택적 채널 환경에서 하나의 특정 부반송파(또는 single-tone)에 적용되는 채널이 전체 채널을 대표할 수 없기 때문에 싱글 톤 시그널링을 이용하는 것은 주파수 선택적 채널 환경에서 성능 저하를 초래할 수 있다.When single tone signaling is used, the receiving terminal measures power using one subcarrier during CID broadcasting, paging request, and paging response during paging. However, using a single tone signaling may cause performance degradation in a frequency selective channel environment because a channel applied to one particular subcarrier (or single-tone) may not represent the entire channel in a frequency selective channel environment.
또한, 기존의 D2D 통신 연결 설정 과정에서는 연결 스케줄링 과정의 RTS 및 CTS 신호가 하나의 부반송파를 이용하였기 때문에 해당 단말의 송신포기 및 수신포기 조건이 잘못 결정될 수 있고, 이로 인하여 데이터 전송 과정에서 충돌이 발생할 수 있다. In addition, in the conventional D2D communication connection setup process, since the RTS and CTS signals of the connection scheduling process use one subcarrier, abandonment and abandonment conditions of a corresponding UE may be incorrectly determined, which may cause a collision in the data transmission process. Can be.
본 발명의 일 실시예에 따른 단말간 직접 통신 방법에서는 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 페이징 및 연결 스케줄링 과정에서 시퀀스(sequence)를 광대역으로 전송함으로써 무선 링크의 성능을 향상시키고, 무선 자원의 사용 효율을 향상시킨다.
In the direct-to-terminal communication method according to an embodiment of the present invention to improve the performance of the radio link by using a broadband transmission in the paging and connection scheduling process to solve the above problems, the use of radio resources Improve the efficiency.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 단말간 직접 통신 방법 중 페이징 과정을 나타내는 흐름도이다.4 is a flowchart illustrating a paging process in a method of direct communication between terminals according to an embodiment of the present invention.
디스커버리 과정이 종료되면 단말은 주변에 위치하는 다른 단말들의 ID를 획득하게 되고, 이에 따라 인접 단말의 ID를 이용하여 D2D 통신을 위한 연결을 설정할 수 있다. 여기서, 두 단말 사이의 D2D 통신 연결을 나타내기 위한 고유 식별자가 필요하고, 이와 같은 고유 식별자를 CID(Connection ID) 라고 한다. 한편, D2D 통신 연결을 하고자 하는 두 개의 단말 중 페이징을 요구하는 단말을 페이저(pager)라고, 페이저의 페이징 요구에 응답하는 단말을 페이지(pagee)라고 한다.When the discovery process is completed, the terminal acquires IDs of other terminals located around the terminal. Accordingly, the terminal may establish a connection for D2D communication using the ID of the neighboring terminal. Here, a unique identifier for indicating a D2D communication connection between two terminals is required, and this unique identifier is called a CID (Connection ID). Meanwhile, a terminal requesting paging among two terminals to be connected to D2D communication is called a pager, and a terminal responding to a paging request of the pager is called a pagee.
페이저 단말은 디스커버리 수행을 통해 획득한 인접 단말들의 목록에서 D2D 통신 연결을 원하는 단말의 ID를 해쉬 함수(hash function)의 입력으로 이용하여 CID를 생성한다(S401). 여기서, 생성된 CID는 해쉬 함수의 결과값을 의미한다.The pager terminal generates a CID by using an ID of a terminal to which D2D communication is connected as a input of a hash function from a list of neighbor terminals obtained through discovery (S401). Here, the generated CID means a result of the hash function.
이후, 페이저 단말은 미리 설정된 복수의 PN 시퀀스를 포함하는 PN 시퀀스 집합의 원소인 특정 PN 시퀀스를 나타내는 시퀀스 번호와 생성한 CID를 일대일로 매핑한다(S403). 여기서, PN 시퀀스는 수신 단말이 수신한 신호에 대해 신호 처리를 수행하여 분리할 수 있는 모든 종류의 시퀀스를 의미한다.Thereafter, the pager terminal maps a sequence number indicating a specific PN sequence, which is an element of a PN sequence set including a plurality of preset PN sequences, and the generated CID in one-to-one (S403). Here, the PN sequence means all kinds of sequences that can be separated by performing signal processing on the signal received by the receiving terminal.
한편, 페이저 단말은 해쉬 함수를 이용하여 CID를 생성한 후 생성한 CID를 이용하여 곧 바로 페이징 요청을 할 수 없고, 먼저 자신이 생성한 CID와 동일한 CID를 사용하고 있는 다른 단말이 존재하는가를 확인해야 한다.Meanwhile, the pager terminal cannot immediately make a paging request using the generated CID after generating the CID by using the hash function, and first, check whether there is another terminal using the same CID as the generated CID. Should be.
따라서, 이미 CID를 획득한 모든 단말들은 각각 자신이 특정 CID를 사용하고 있음을 CID 방송 용도로 할당된 자원을 이용하여 다른 단말들에게 방송하여야 한다.Therefore, all the terminals that have already acquired the CID must broadcast to the other terminals using resources allocated for CID broadcasting purposes that they are using a specific CID.
페이저 단말은 CID 방송 구간에 CID와 매핑된 PN 시퀀스를 CID 방송 용도로 할당된 자원을 이용하여 전송하고, 다른 단말들로부터 방송된 각 단말의 CID와 대응되는 PN 시퀀스를 수신한다(S405).The pager terminal transmits the PN sequence mapped to the CID in the CID broadcasting section using resources allocated for the CID broadcasting purpose, and receives a PN sequence corresponding to the CID of each terminal broadcasted from other terminals (S405).
이후, 페이저 단말은 다른 단말들로부터 수신한 PN 시퀀스에 기초하여 자신이 생성한 CID가 점유되었는가를 판단한다(S407). 여기서, 페이저 단말은 CID 방송 구간에서 다른 단말들로부터 수신한 PN 시퀀스들 중 자신이 생성한 CID 해당하는 PN 시퀀스의 수신 신호 레벨이 미리 설정된 기준 레벨 이상인 경우 자신이 생성한 CID가 다른 단말에 의해 이미 점유되어 사용할 수 없는 것으로 판단하고, 다음 페이징 구간까지 대기한 후, 단계 S405를 수행한다. Thereafter, the pager terminal determines whether the generated CID is occupied based on the PN sequence received from the other terminals (S407). Here, when the received signal level of the PN sequence corresponding to the CID generated by the user among the PN sequences received from the other terminals in the CID broadcast period is higher than or equal to a preset reference level, the pager terminal has already generated the CID by another terminal. It is determined that it is occupied and unavailable, and waits until the next paging segment, and then performs step S405.
또는, 페이저 단말은 CID 방송 구간에서 다른 단말들로부터 수신한 PN 시퀀스들 중 자신이 생성한 CID 해당하는 PN 시퀀스의 수신 신호 레벨이 미리 설정된 기준 레벨보다 작거나, 자신이 생성한 CID에 해당하는 PN 시퀀스가 수신되지 않은 경우, 자신이 생성한 CID가 점유되지 않은 것으로 판단하고, 생성한 CID를 이용하여 페이지에게 D2D 통신 연결을 요구하는 페이징 요청을 수행한다. 여기서, 페이저 단말은 시퀀스 번호에 해당되는 PN 시퀀스를 페이징 요청을 위한 복수의 부반송파들을 이용하여 전송한다(S411). 페이징 요청 구간은 다수의 페이저들이 동시에 사용할 수 있으나, 본 발명에서는 페이징 요청을 PN 시퀀스를 사용하여 전송하기 때문에 페이지 단말은 복수의 단말로부터 수신한 페이징 요청 신호를 상관(correlation) 특성을 이용하여 분리함으로써 자신이 호출되었는가를 판단할 수 있다.Alternatively, the pager terminal may have a received signal level of a PN sequence corresponding to a CID generated by itself among the PN sequences received from other terminals in a CID broadcast interval, or may be a PN corresponding to a CID generated by the pager terminal. If the sequence is not received, it is determined that the generated CID is not occupied, and the paging request for requesting the page for D2D communication connection is performed using the generated CID. Here, the pager terminal transmits the PN sequence corresponding to the sequence number using a plurality of subcarriers for the paging request (S411). Paging request interval can be used by a plurality of pagers at the same time, in the present invention, because the paging request is transmitted using a PN sequence, the page terminal by separating the paging request signals received from the plurality of terminals by using a correlation (correlation) characteristics You can determine if it is called.
한편, 페이저 단말의 주변에 위치한 단말들은 각각 자신이 다른 단말로부터 호출되었는가를 판단하기 위해 페이징 요청 구간에서 자신의 CID에 해당하는 PN 시퀀스의 수신 전력을 측정하고, 측정된 전력이 미리 설정된 임계값 이상인 경우 자신이 호출된 것으로 판단한다.On the other hand, the terminals located in the vicinity of the pager terminal to measure the received power of the PN sequence corresponding to its CID in the paging request interval to determine whether they are called from the other terminal, respectively, and the measured power is equal to or greater than a preset threshold value If it is determined that it is called.
호출된 단말은 페이징 응답 구간에 할당된 부반송파들을 이용하여 자신의 CID에 해당하는 PN 시퀀스를 전송한다. 여기서, 페이저 단말과 페이지 단말은 동일한 CID를 사용하므로 페이저 단말과 페이지 단말은 동일한 PN 시퀀스를 사용한다.The called terminal transmits a PN sequence corresponding to its CID by using subcarriers allocated to a paging response interval. Since the pager terminal and the page terminal use the same CID, the pager terminal and the page terminal use the same PN sequence.
한편, 페이저 단말은 페이징 응답 구간에서 자신이 생성한 CID에 해당하는 PN 시퀀스의 수신전력을 측정한 후, 미리 설정된 임계값 이상인 경우 페이징 응답을 수신한 것으로 판단한다(S415). 즉, 페이저 단말은 페이지 단말로부터 페이징 응답을 수신하는 경우 자신이 생성한 CID가 사용가능한 것으로 판단하고 이후의 트래픽 송수신 과정에서 사용한다.
Meanwhile, the pager terminal measures the reception power of the PN sequence corresponding to the CID generated by the pager terminal in the paging response period, and determines that the paging response is received when the pager terminal exceeds the preset threshold (S415). That is, when the pager terminal receives a paging response from the page terminal, the pager terminal determines that the CID generated by the pager terminal is usable, and uses it in a subsequent traffic transmission / reception process.
도 5는 도 4에 도시한 페이징 과정을 설명하기 위한 개념도이다.5 is a conceptual diagram illustrating the paging process illustrated in FIG. 4.
도 5에서는 페이저 단말(510), 페이지 단말(520) 및 인접 단말(530)이 서로 D2D 통신이 가능한 거리에 위치한 네트워크 환경에서, 페이저 단말(510)이 페이지 단말(520)과 D2D 통신을 수행하기 위해 페이징을 수행하는 경우를 예를 들어 도시하였다.In FIG. 5, the
페이저 단말(510)은 디스커버리 과정을 수행한 후 획득한 인접 단말들의 ID 목록에서 페이지 단말(520)을 D2D 통신 대상 단말로 결정하고, 페이지 단말(520)의 ID를 해쉬 함수의 입력으로 이용하여 CID#n을 생성한다. 또한, 페이저 단말(510)은 생성한 CID#n와 시퀀스 번호를 매핑하고, 매핑된 시퀀스 번호에 해당하는 PN 시퀀스를 이용하여 페이징 요청 신호를 전송한다.The
한편, 페이저 단말(510)은 CID 방송 구간에서 인접 단말(530)로부터 복수의 부반송파(531)를 이용하여 방송된 PN 시퀀스를 수신하여 자신이 생성한 CID#n이 점유되지 않았음을 확인한다. 여기서, 인접 단말(530)로부터 수신한 PN 시퀀스는 인접 단말(530)의 CID 값인 CID#k에 매핑된 시퀀스이므로, 페이저 단말(510)은 인접 단말(530)로부터 수신한 PN 시퀀스에 기초하여 자신이 생성한 CID#n가 인접 단말이 생성한 CID#k와 다름을 확인할 수 있다.Meanwhile, the
이후, 페이저 단말(510)은 자신의 CID#n과 대응되는 PN 시퀀스를 페이징 요청을 위해 할당된 복수의 부반송파(511)에 매핑한 후 전송한다.Thereafter, the
페이지 단말(520)은 페이징 요청 구간에서 페이저 단말(510)로부터 전송된 PN 시퀀스를 포함하는 페이징 요청 신호를 수신하고, 페이지 단말(520)에 해당되는 PN 시퀀스의 수신전력을 측정한다. 여기서, 페이지 단말(520)은 자신의 PN 시퀀스에 해당하는 PN 시퀀스의 수신전력이 미리 설정된 임계값 이상인 것으로 판단되면, 페이징 응답을 위한 복수의 부반송파(521)에 자신의 CID#n에 해당하는 PN 시퀀스를 매핑하여 전송한다.The
페이저 단말(510)은 페이징 응답 구간에서 페이징 응답 신호를 수신하고 페이징 응답 신호에서 자신의 CID#n에 해당하는 PN 시퀀스의 수신 전력이 미리 설정된 임계값 이상인가를 판단한다. 여기서, 페이저 단말(510)이 수신한 PN 시퀀스의 수신 전력이 임계값 이상인 경우, CID#n이 페이저 단말(510)과 페이지 단말(520)의 D2D 통신 연결을 나타내는 CID로 결정된다.
The
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 페이징 과정 중 CID 생성과 PN 시퀀스 매핑을 설명하기 위한 개념도이다.6 is a conceptual diagram illustrating CID generation and PN sequence mapping during a paging process according to an embodiment of the present invention.
도 6을 참조하면, 페이저 단말(610)은 D2D 통신을 위해 연결하기를 원하는 주변 단말(소정 페이지 단말)의 ID(N1)를 해쉬 함수(611)의 입력으로 이용하여 해쉬 함수(611)의 출력값으로 CID(n1)을 생성한다. 이후, 페이저 단말(610)은 PN 시퀀스들로 구성된 PN 시퀀스 집합(613)에서 생성한 CID(n1)에 대응되는 특정 시퀀스 번호를 선택함으로써 생성된 CID(n1)는 선택한 시퀀스 번호의 PN 시퀀스와 일대일로 매핑된다. 페이저 단말(610)은 선택한 PN 시퀀스를 페이징 요청 구간을 구성하는 복수의 부반송파들(631)에 매핑한 후 전송한다.Referring to FIG. 6, the
한편, 페이저 단말(620)은 D2D 통신을 위해 연결하기를 원하는 주변 단말(소정 페이지 단말)의 ID(N2)를 해쉬 함수(621)의 입력으로 이용하여 해쉬 함수(621)의 출력값으로 CID(n2)을 생성한다. 이후, 페이저 단말(620)은 PN 시퀀스들로 구성된 PN 시퀀스 집합(623)에서 생성한 CID(n2)에 대응되는 특정 PN 시퀀스 번호를 선택함으로써 생성된 CID(n1)는 선택한 시퀀스 번호의 PN 시퀀스와 일대일로 매핑된다. 여기서, PN 시퀀스 집합(613)과 PN 시퀀스 집합(623)는 동일한 PN 시퀀스들로 구성될 수 있고, 각 PN 시퀀스 집합에 포함된 각 PN 시퀀스들은 동일한 시퀀스 번호를 가질 수 있다. 페이저 단말(620)은 선택한 PN 시퀀스를 페이징 요청 구간을 구성하는 복수의 부반송파들(631)에 매핑한 후 전송한다.Meanwhile, the
도 6에 도시한 바와 같이 페이징 요청 구간을 구성하는 복수의 부반송파들(631)은 다수의 페이저 단말들이 동시에 사용하는 자원이지만 각각의 페이지 단말은 자신의 ID에 대응되는 해당 PN 시퀀스 번호를 알고 있으므로, 자신의 PN 시퀀스 번호(또는 PN 시퀀스)를 이용하여 수신한 중첩된 신호를 분리하여 자신의 호출 여부를 판단할 수 있다.As shown in FIG. 6, although the plurality of
상술한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 D2D 통신을 위한 페이징 과정에서는 각 페이저 단말이 생성한 CID에 대응하는 PN 시퀀스를 페이징 요청 구간을 구성하는 복수의 부반송파들에 매핑한 후 전송함으로써 채널의 주파수 선택적 특성으로 인하여 발생하는 페이징 요청의 성능 열화를 개선할 수 있다. 또한, 이와 동일한 방법을 통하여 CID 방송 및 페이징 응답 성능도 개선할 수 있다.
As described above, in a paging process for D2D communication according to an embodiment of the present invention, a PN sequence corresponding to a CID generated by each pager terminal is mapped to a plurality of subcarriers constituting a paging request interval and then transmitted. The performance degradation of the paging request caused by the frequency selective characteristic can be improved. In addition, the CID broadcast and paging response performance can be improved through the same method.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 단말간 직접 통신 방법 중 트래픽 송수신 과정에 대해 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, a traffic transmission / reception process of the direct communication method between terminals according to an embodiment of the present invention will be described in more detail.
전술한 바와 같이, 트래픽 송수신 구간은 연결 스케쥴링, 파일롯, CQI, 데이터 및 ACK 구간을 포함할 수 있다. As described above, the traffic transmission and reception interval may include connection scheduling, pilot, CQI, data and ACK interval.
연결 스케쥴링은 RTS 및 CTS 신호 교환을 통해 단말들이 서로에게 간섭을 유발하지 않고 무선 자원의 공간적 재사용 효율을 최대화하면서 중앙 집중적인 제어 없이 분산적인 방법으로 자원을 점유하는 과정이다. Connection scheduling is a process in which terminals occupy resources in a distributed manner without centralized control while maximizing spatial reuse efficiency of radio resources without causing interference with each other through RTS and CTS signal exchange.
파일롯과 CQI 구간은 레이트(rate) 스케쥴링 구간으로, 연결 스케쥴링 과정을 통해 분산적인 방법으로 무선 자원을 점유한 송신 단말이 파일롯 신호를 전송한다. 파일롯 신호를 수신한 수신 단말이 파일롯 신호에 기초하여 채널을 측정한 후 측정한 채널에 기초하여 AMC(Adaptive Modulation and Coding) 레벨(즉, CQI)을 송신 단말로 전송한다. 송신 단말은 수신한 CQI를 이용하여 적응적 변조 및 코딩을 수행한 후 데이터를 전송하고, 수신 단말은 수신한 데이터에 상응하여 ACK를 송신 단말에 전송한다.The pilot and CQI intervals are rate scheduling intervals, and a transmission terminal that occupies radio resources in a distributed manner transmits a pilot signal through a connection scheduling process. The receiving terminal receiving the pilot signal measures the channel based on the pilot signal, and then transmits an adaptive modulation and coding (AMC) level (ie, CQI) to the transmitting terminal based on the measured channel. The transmitting terminal transmits data after performing adaptive modulation and coding using the received CQI, and the receiving terminal transmits an ACK to the transmitting terminal according to the received data.
상술한 바와 같은 D2D 통신을 위한 트래픽 송수신 과정에서 중요한 것은 중앙 집중적인 제어 없이 분산적인 방법으로 자원을 효율적으로 점유하고 해제하는 것이다.
What is important in the process of transmitting and receiving traffic for D2D communication as described above is to efficiently occupy and release resources in a distributed manner without centralized control.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 트래픽 송수신 과정에서 분산적 자원 할당 과정을 설명하기 위한 개념도이다.7 is a conceptual diagram illustrating a distributed resource allocation process in a traffic transmission and reception process according to an embodiment of the present invention.
도 7에서는 단말 A(710)와 단말 B(720)가 D2D 통신 연결을 수행하고, 단말 C(730)와 단말 D(740)가 D2D 통신 연결을 수행하는 D2D 통신 환경을 예를 들어 도시하였다.In FIG. 7, for example, the
도 7에 도시한 바와 같은 D2D 통신 환경에서는, 단말 A(710)와 단말 B(720) 및 단말 C(730)와 단말 D(740) 사이의 직접 이득(direct gain) {|hAB|2, |hCD|2}과, 단말 A(710)와 단말 D(740) 및 단말 C(730)와 단말 D(740) 사이의 크로스 링크 이득(cross-link gain) {|hAD|2, |hCB|2}을 고려할 수 있다.In the D2D communication environment as illustrated in FIG. 7, the direct gain {| h AB | between the
여기서, 크로스 링크 이득이 충분히 작은 경우에는 동일한 채널에 두 개의 링크가 동시에 설정될 수 있으나, 그렇지 않은 경우에는 두 개의 링크 중 어느 하나의 링크에는 자원이 할당될 수 없다.Here, when the cross link gain is sufficiently small, two links may be simultaneously configured on the same channel. Otherwise, no resource may be allocated to any one of the two links.
따라서, 크로스 링크 이득이 충분히 작지 않은 경우에는 우선 순위가 높은 링크에 먼저 자원이 할당되어야 하고, 우선 순위가 낮은 다른 링크는 자원이 할당되었을 경우 우선 순위가 높은 링크에 큰 간섭을 유발하지 않는 경우에 한해서만 자원이 할당되어야 한다.Therefore, if the cross link gain is not small enough, resources should be allocated to the higher priority links first, and other links with lower priorities do not cause significant interference to the higher priority links if resources are allocated. Only resources should be allocated.
도 7에서 단말 A(710)와 단말 B(720) 사이의 링크(링크 AB)가 단말 C(730)와 단말 D(740) 사이의 링크(링크 CD)보다 우선 순위가 높다고 가정하면, 링크 CD의 단말 C(730)가 임의로 신호를 전송하지 않도록 하여 링크 AB를 보호할 수 있는 방법이 필요하다.In FIG. 7, it is assumed that the link between the
만약 단말 C(730)가 신호를 전송할 경우 링크 AB의 단말 B(720)에 미치는 SIR(Signal to Interference Ratio)을 알 수 있다면 우선 순위가 높은 링크 AB를 보호할 수 있을 것이다. If the
따라서 단말 C(730)의 관점에서 우선 순위가 높은 링크 AB를 보호하기 위한 수학식 1과 같은 규칙이 필요하고, 이를 송신포기조건이라 한다.Therefore, from the viewpoint of the
수학식 1에서, PA는 단말 A(710)의 송신 전력을 의미하고, PC는 단말 C(730)의 송신 전력을 의미한다. 또한, |hAB|2는 단말 A(710)와 단말 B(720) 사이의 채널 이득을 의미하고, |hCB|2는 단말 C(730)와 단말 B(720) 사이의 채널 이득을 의미한다. 는 미리 설정된 송신 SIR 기준값을 의미한다.In
즉, 단말 C(730)는 측정된 SIR이 보다 큰 경우 신호를 전송할 수 있다.That is, the
그러나, 단말들의 배치 환경에 따라 수학식 1에 나타낸 바와 같은 송신포기조건만으로 두 개의 링크가 동시에 스케쥴될 수 없다.
However, two links cannot be scheduled at the same time only according to the abandonment condition shown in
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 트래픽 송수신 과정에서 수신포기조건을 설명하기 위한 개념도이다.8 is a conceptual diagram illustrating a reception abandonment condition in a traffic transmission / reception process according to an embodiment of the present invention.
도 8에 도시한 바와 같이 단말 C(830)와 단말 D(840)의 링크 CD가 링크 AB를 충분히 보호할 수 있는 상황이라 하더라도 단말 A(810)와 단말 D(840)가 인접해 있는 통신 환경에서는, 단말 C(830)가 단말 D(840)에 신호를 전송한다 하더라도 단말 D(840)는 단말 A(810)가 전송하는 신호의 간섭으로 인하여 단말 C(830)로부터 전송된 신호를 정상적으로 수신할 수 없다.As shown in FIG. 8, even when the link CD of the
이와 같은 경우에는 오히려 단말 C(830)가 송신하지 않으면 단말 E(850)와 단말 F(860)의 링크 EF에 대한 간섭이 완화되어 전체 네트워크의 효율을 향상시킬 수 있다. 즉, 단말 D(840)가 단말 A(810)의 간섭을 파악하고 스케쥴링에 활용할 수 있다면 네트워크의 효율 향상에 도움이 될 것이다. In such a case, if the
따라서, 단말 D(840)의 관점에서 수학식 2와 같은 조건이 추가로 필요하고 이를 수신포기조건이라고 한다.Therefore, in view of the
수학식 2에서, PA는 단말 A(810)의 송신 전력을 의미하고, PC는 단말 C(830)의 송신 전력을 의미한다. 또한, |hAD|2는 단말 A(810)와 단말 D(840) 사이의 채널 이득을 의미하고, |hCD|2는 단말 C(830)와 단말 D(840) 사이의 채널 이득을 의미한다. 는 미리 설정된 수신 SIR 기준값을 의미한다.In Equation 2, P A means transmission power of the
즉, 단말 C(830)는 측정된 SIR이 보다 큰 경우 신호를 수신할 수 있다.
That is, the terminal C (830) is the measured SIR is If greater, the signal can be received.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 트래픽 송수신 과정에서 연결 스케줄링을 설명하기 위한 개념도이다.9 is a conceptual diagram illustrating connection scheduling in a traffic transmission and reception process according to an embodiment of the present invention.
도 9에 도시한 바와 같이 연결 스케쥴링 구간(910)은 RTS 구간(911)과 CTS 구간(913)을 포함한다. 페이저 단말은 페이지 단말이 부반송파 별로 SIR을 측정할 수 있도록 설계된 시퀀스를 RTS 자원에 할당된 부반송파들에 매핑한 후 전송한다. 이를 위해 페이저 단말은 PN, Cyclic shifted Zadoff-Chu 등 다양한 시퀀스를 사용할 수 있으나 이하에서는 Cyclic shifted ZC(Zadoff-Chu) 시퀀스를 예를 들어 설명한다. As shown in FIG. 9, the
송신 단말(또는 페이저 단말)이 생성한 CID와 특정 시퀀스는 일대일로 매핑된다. 시퀀스 구분은 시퀀스 번호로 하며 송수신 단말 쌍이 사용하는 시퀀스는 동일하다. 또한, 시퀀스 번호에 따라 링크의 우선 순위를 설정할 수 있고, 본 발명의 실시예에서는 시퀀스 번호가 낮을수록 우선순위가 높은 링크로 정의한다.The CID generated by the transmitting terminal (or pager terminal) and the specific sequence are mapped one-to-one. Sequence division is made by sequence number, and the sequence used by the transmission / reception terminal pair is the same. In addition, the priority of the link may be set according to the sequence number. In the embodiment of the present invention, the lower the sequence number, the higher the link priority.
사이클릭 시프트(Cyclic shift)의 길이를 채널 임펄스 응답(channel impulse response) 보다 더 길게 하는 경우 다수의 송신 단말이 사이클릭 시프트를 달리하는 동일 ZC 시퀀스를 같은 RTS 자원을 사용하여 전송하더라도 수신 단말 입장에서 단말 별로 그리고 부반송파 별로 채널 추정이 가능하므로 수신 단말은 송신 단말 및 부반송파 별로 SIR을 측정할 수 있다. If the length of the cyclic shift is longer than the channel impulse response, even if a plurality of transmitting terminals transmit the same ZC sequence of different cyclic shifts using the same RTS resource, Since the channel estimation is possible for each terminal and for each subcarrier, the receiving terminal can measure the SIR for each transmitting terminal and subcarrier.
예를 들어, OFDMA에서 OFDM 심볼의 길이가 Tp, 채널의 최대 임펄스 응답 길이가 TCS라고 가정하면 개의 송신 단말이 같은 자원을 이용하여 사이클릭 시프트가 다른 동일 ZC 시퀀스를 전송하고 수신 단말은 OFDM 심볼을 구성하는 전체 부반송파가 경험한 채널을 송신 단말별로 분리하여 정확하게 측정할 수 있다. 이와 같은 경우 연결 스케줄링에 참여하는 CID 수가 수가 보다 클 경우 문제가 발생된다. 그러나 동시에 연결 및 스케쥴링에 참여하는 CID의 수가 보다 클 확률은 매우 작다.For example, if the length of the OFDM symbol T p, the maximum impulse response length of the channel in an OFDMA assuming that T CS Two transmitting terminals transmit the same ZC sequence having different cyclic shifts using the same resource, and the receiving terminal can accurately measure the channel experienced by all subcarriers constituting the OFDM symbol by separating the transmitting terminals. In this case, the number of CIDs participating in connection scheduling If it is larger, a problem occurs. However, the number of CIDs participating in the connection and scheduling at the same time The probability of greater than is very small.
만약 의 값이 원하는 값보다 작을 경우 베이스(base)가 다른 ZC 시퀀스를 추가적으로 사용할 수 있다.if If the value of is smaller than the desired value, the base can additionally use another ZC sequence.
상술한 바와 같은 방법을 통해 수신 단말은 송신 단말별 및 부반송파별로 채널 측정이 가능하므로 부반송파별로 SIR을 측정할 수 있다.
Through the above-described method, since the receiving terminal can measure a channel for each transmitting terminal and each subcarrier, the receiving terminal can measure the SIR for each subcarrier.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 트래픽 송수신 과정에서 부반송파별 SIR 측정을 설명하기 위한 개념도이다.10 is a conceptual diagram illustrating SIR measurement for each subcarrier in a traffic transmission / reception process according to an embodiment of the present invention.
도 10을 참조하면, 네 개의 단말 G, H, I, J(1010, 1020, 1030, 1040)이 RTS 구간에 할당된 부반송파들을 이용하여 서로 다른 사이클릭 시프트를 가진 ZC 시퀀스를 전송하는 경우, 수신 단말 K(1050)은 송신 단말별 및 부반송파별로 채널을 분리하여 측정할 수 있다. 예를 들어, 단말 J(1040)와 단말 K(1050)로 구성된 D2D 통신 링크에서 i번째 부반송파의 SIR은 수학식 3을 이용하여 구할 수 있다.Referring to FIG. 10, when four UEs G, H, I, and J (1010, 1020, 1030, and 1040) transmit ZC sequences having different cyclic shifts using subcarriers allocated to an RTS interval, reception is performed. The
그러나, 수학식 3을 통해 산출한 어느 하나의 부반송파에 대한 SIR이 복수의 부반송파로 구성된 전체 광대역 채널의 SIR을 대표할 수는 없다. 따라서, 주파수 선택적 환경에서 다수의 부반송파로 구성된 채널을 대표할 수 있는 SIR을 획득하기 위한 방법이 필요하다. 이하에서는 복수의 부반송파로 구성된 채널의 대표 SIR을 유효 SIR(SIReff)이라 지칭한다.However, the SIR for any one subcarrier calculated through Equation 3 cannot represent the SIR of the entire broadband channel composed of a plurality of subcarriers. Accordingly, there is a need for a method for obtaining an SIR that can represent a channel composed of a plurality of subcarriers in a frequency selective environment. Hereinafter, a representative SIR of a channel composed of a plurality of subcarriers is referred to as an effective SIR (SIR eff ).
유효 SIR(SIReff)을 구하는 방법으로는 준정적(Quasi-static) 방법, 컨벡스(Convex) 방법, 샤논(Shannon) 방법, 지수적 유효 SIR 매핑(EESM: Exponential Effective SIR Mapping) 방법 등이 있다. 유효 SIR은 각 부반송파 SIR을 입력으로 하는 함수 값으로 수학식 4와 같이 표현할 수 있다.Methods of obtaining effective SIR (SIR eff ) include quasi-static method, Convex method, Shannon method, and Exponential Effective SIR Mapping (EESM) method. The effective SIR is a function value of each subcarrier SIR as an input, and can be expressed as shown in Equation 4.
수학식 4에서 SIRi는 전체 N 개의 부반송파 중 i 번째 부반송파의 SIR을 나타낸다.In Equation 4, SIR i represents the SIR of the i th subcarrier among the N subcarriers.
본 발명의 실시예에서 전술한 수학식 1의 송신포기조건 및 수학식 2의 수신포기조건은 모두 수학식 4로 측정된 유효 SIR을 이용한다.In the embodiment of the present invention, both the above-described aeration abandonment condition and the aforesaid abandonment condition use the effective SIR measured by Equation 4.
유효 SIR은 어느 한 부반송파의 SIR이 아닌 데이터를 전송하는 채널을 구성하는 모든 부반송파들을 대표하는 SIR이므로 주파수 선택적 채널 환경에서 정확한 SIR을 제공할 수 있고, 이를 통해 송신포기조건 및 수신포기조건의 결정에 대한 신뢰성을 보장한다. 또한, 본 발명의 일 실시예에서는 시퀀스 번호가 우선 순위를 나타내는 것으로 가정하였으므로, 각 단말은 자신보다 높은 우선 순위를 가지는 링크를 구분할 수 있다.
The effective SIR is an SIR representing all subcarriers constituting a channel that transmits data, not the SIR of any one subcarrier, so that an accurate SIR can be provided in a frequency selective channel environment, thereby determining transmission abandonment conditions and reception abandonment conditions. To ensure reliability. In addition, in an embodiment of the present invention, since the sequence number assumes the priority, each terminal can identify a link having a higher priority than itself.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 단말간 직접 통신 방법 중 분산 스케줄링 과정을 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, a distributed scheduling process in a direct communication method between terminals according to an embodiment of the present invention will be described in detail.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 트래픽 송수신 과정에서 RTS를 이용한 수신포기조건의 측정을 설명하기 위한 개념도이다. 또한, 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 트래픽 송수신 과정에서 CTS를 이용한 송신포기조건의 측정을 설명하기 위한 개념도이다.
FIG. 11 is a conceptual diagram illustrating a measurement of a reception abandon condition using RTS in a process of transmitting / receiving traffic according to an embodiment of the present invention. 12 is a conceptual diagram for explaining measurement of abandonment conditions using CTS in a traffic transmission / reception process according to an embodiment of the present invention.
도 11 및 도 12를 참조하면, 단말 A(1110)와 단말 B(1120)가 링크 AB를 형성하고, 단말 C(1130)와 단말 D(1140)가 링크 CD를 형성하는 환경에서, 수신 단말 D(1140)는 자신보다 우선 순위가 높은 단말 A(1110)가 전송하는 RTS 신호(즉, RTS 자원을 이용하여 전송하는 시퀀스)를 이용하여 수신포기조건을 테스트 한다. 11 and 12, in an environment in which
수신 단말 D(1140)는 수신포기조건을 테스트한 결과로 자신보다 우선 순위가 높은 링크 AB가 유발하는 간섭으로 인하여 수신이 불가능한 것으로 판단되면, CTS 송신을 포기하고 다음 트래픽 슬롯을 기다린 후 다음 트래픽 슬롯에서 동일한 시도를 수행한다. 여기서, 단말 A(1110) 및 단말 C(1130)에서 전송되는 RTS 신호는 직접 전력 레벨(direct power level)로 송신되어 수신 단말 D(1140)가 수신포기조건을 측정하도록 지원한다.When the receiving
한편, 도 12에 도시한 바와 같이 단말 B(1120)가 유효 SIR이 충분히 높아 수신포기조건을 만족하는 경우, 수신 단말 B(1120)는 CTS 영역에 할당된 부반송파를 이용하여 역반향 전력(inverse echo power)으로 시퀀스를 전송하여 동일한 CID를 가진 송신 단말 A(1110)에게는 RTS에 대한 응답(CTS)을 전송하고, 낮은 우선 순위를 가지는 송신 단말 C(1130)에게는 송신포기조건을 측정하도록 지원한다. 이 경우 수신 단말 B(1120)는 동일한 CID를 가진 송신 단말 A(1110)와 같은 사이클릭 시프트를 갖는 ZC 시퀀스를 사용한다. On the other hand, as shown in FIG. 12, when the
즉, 단말 B(1120)가 단말 A(1110)로부터 전송된 직접 전력의 역반향 전력인 K/PA|hAB|2 (여기서, K는 상수값)의 전력을 전송하면 우선순위가 낮은 단말 C(1130)는 K|hBC|2/PA|hAB|2의 전력을 수신하게 된다. 여기서, K 및 PC는 단말 C(1130)에게 알려진 값이므로 단말 C(1130)는 송신포기조건을 측정할 수 있다. That is, the
단말 C(1130)는 송신포기조건인 유효 SIR이 충분히 높지 않으면 자원을 할당 받기 위한 더 이상의 절차를 수행하지 않는다.The
상술한 바와 같이, 송신포기조건과 수신포기조건은 자신보다 우선 순위가 높은 단말들에게 간섭으로 인한 통신 장애를 일으키지 않으면서 공간적 분리에 따른 무선자원의 재활용을 가능하게 하는 분산 자원할당을 실현하게 한다.As described above, the transmission abandonment condition and the reception abandonment condition allow a terminal having higher priority than itself to realize distributed resource allocation which enables the recycling of radio resources due to spatial separation without causing communication interference due to interference. .
송신포기조건 및 수신포기조건이 모두 만족하면, 송신 단말(페이저 단말) 및 수신 단말(페이지 단말)은 현재의 트래픽 슬롯에서 자원을 사용할 수 있다.
If both the abandonment condition and the abandonment condition are satisfied, the transmitting terminal (pager terminal) and the receiving terminal (page terminal) may use resources in the current traffic slot.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 트래픽 송수신 절차를 나타내는 순서도이다.13 is a flowchart illustrating a traffic transmission / reception procedure according to an embodiment of the present invention.
도 13을 참조하면, 송신 단말(1310)은 RTS 신호를 수신 단말(1320)에 전송하고(S1301), 수신 단말(1320)은 송신 단말(1310)로부터 전송된 RTS 신호에 기초하여 수신포기조건을 판단한다. 수신 단말(1320)은 수신포기조건을 만족하는 경우 송신 단말(1310)로 CTS 신호를 전송하고(S1303), 송신 단말(1310)은 수신 단말(1320)로부터 수신한 CTS 신호에 기초하여 송신포기조건을 판단한다.Referring to FIG. 13, the transmitting terminal 1310 transmits an RTS signal to the receiving terminal 1320 (S1301), and the receiving terminal 1320 receives the abandon condition based on the RTS signal transmitted from the transmitting
송신 단말(1310)은 송신포기조건을 만족하는 경우, 수신 단말(1320)이 채널을 측정하여 AMC를 결정하도록 파일롯 신호를 전송하고(S1305), 수신 단말(1320)로부터 CQI를 수신하면(S1307), 데이터를 전송한다(S1309). 여기서, 송신 단말(1310)은 한 번 데이터 슬롯을 점유하였다 하더라도 다음 데이터 슬롯에서 자원을 계속 사용할 수 없고, 데이터 슬롯을 사용할 필요가 있으면 매 데이터 슬롯마다 동일한 절차를 반복한다.When the transmitting terminal 1310 satisfies the abandonment condition, the receiving terminal 1320 transmits a pilot signal to determine the AMC by measuring the channel (S1305), and receives a CQI from the receiving terminal 1320 (S1307). In step S1309, data is transmitted. Here, even if the transmitting terminal 1310 occupies a data slot once, the resource cannot be continuously used in the next data slot, and if it is necessary to use the data slot, the same procedure is repeated for each data slot.
수신 단말(1320)은 송신 단말(1310)로부터 수신한 데이터에 상응하여 ACK를 송신 단말(1310)로 전송하고, 송신 단말(1310)은 수신 단말(1320)로부터 전송된 ACK 신호를 수신한다(S1311). The receiving terminal 1320 transmits an ACK to the transmitting terminal 1310 according to the data received from the transmitting terminal 1310, and the transmitting terminal 1310 receives the ACK signal transmitted from the receiving terminal 1320 (S1311). ).
한편, 도 13에 도시한 트래픽 송수신 절차에서 수신 단말(1320)은 송신 단말(1310)이 전송하는 파일롯 신호의 수신 전력을 측정하여 송신 단말(1310)의 송신포기조건 테스트 결과를 알 수 있다. 즉, 수신 단말(1320)은 수신한 파일롯 신호의 수신 전력이 미리 정의된 값 이상인 경우에는 이후의 절차를 계속 수행하고, 파일롯 신호의 수신 전력이 미리 정의된 값 보다 작은 경우에는 CQI를 전송하지 않을 수 있다.Meanwhile, in the traffic transmission / reception procedure illustrated in FIG. 13, the
여기서, CID와 일대일로 매핑되는 PN 시퀀스를 파일롯 신호로 사용하면 수신 단말(1320)이 상관(correlation) 기능을 사용하여 해당 파일롯 신호를 더욱 정밀하게 측정할 수 있으므로 송신 단말(1310)의 송신포기조건 테스트 결과를 더욱 정확하게 유추해낼 수 있다.
In this case, when a PN sequence mapped to a CID in a one-to-one manner is used as a pilot signal, the
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 페이징 및 연결스케줄링 과정을 나타내는 개념도이다.14 is a conceptual diagram illustrating a paging and connection scheduling process according to an embodiment of the present invention.
먼저, 페이징 과정(1410)은 CID 방송(1411), 페이징 요청(1412) 및 페이징 응답(1413) 과정을 포함하고, CID 방송(1411), 페이징 요청(1412) 및 페이징 응답(1413) 과정에서는 모두 복수의 부반송파들을 이용하고, 복수의 시퀀스가 복수의 부반송파들로 구성된 동일한 자원에 매핑되어 동시에 전송될 수 있다. 따라서, 복수의 단말이 동시에 동일한 자원을 사용할 수 있다.First, the
구체적으로, 송신 단말은 D2D 연결을 설정하고자 하는 수신 단말의 ID를 해쉬 함수의 입력으로 이용하여 CID를 생성하고, 생성한 CID에 일대일로 매핑되는 PN 시퀀스를 선택한다. 한편, CID를 사용중인 모든 단말은 CID 방송 자원을 이용하여 사용 중인 CID에 해당되는 PN 시퀀스를 전송해야 한다.In detail, the transmitting terminal generates a CID by using an ID of a receiving terminal for establishing a D2D connection as an input of a hash function, and selects a PN sequence mapped one-to-one to the generated CID. Meanwhile, all terminals using the CID must transmit the PN sequence corresponding to the CID being used by using the CID broadcast resource.
송신 단말은 CID 방송(1411) 구간에 다른 단말로부터 전송된 PN 시퀀스를 수신하고, 수신한 PN 시퀀스에 기초하여 자신이 생성한 CID의 점유 여부를 판단한다. The transmitting terminal receives the PN sequence transmitted from another terminal in the
송신 단말은 자신이 생성한 CID가 점유되지 않은 경우 PN 시퀀스를 복수의 부반송파로 구성된 페이징 요청 자원을 이용하여 전송한다. 여기서, 페이징 요청 구간(1412)은 CDMA 방식으로 사용 가능하므로 다수의 송신 단말이 동일한 페이징 요청 구간을 동시에 사용할 수 있다. When the CID generated by the transmitting terminal is not occupied, the transmitting terminal transmits the PN sequence using a paging request resource composed of a plurality of subcarriers. Here, since the
수신 단말은 페이징 요청(1412) 구간에서 자신이 호출되었는가를 확인하고, 자신이 호출된 것으로 판단되면, 송신 단말과 동일한 PN 시퀀스를 페이징 응답 자원을 이용하여 송신 단말에 전송하고, 송신 단말은 수신 단말로부터 전송된 PN 시퀀스를 페이징 응답 구간(1413)에 수신한다.The receiving terminal checks whether it is called during the
트래픽 송수신(1420) 과정은 연결 스케쥴링(1421), 파일롯(1422), CQI(1423), 데이터(1424) 및 ACK(1425) 과정을 포함한다. Traffic transmission and
연결 스케쥴링(1421) 과정은 RTS(1421-1)와 CTS(1421-2) 과정을 포함한다. RTS(1421-1) 과정에서는 CID에 대응되는 시퀀스가 복수의 부반송파로 구성된 RTS 구간에 매핑 되어 송신된다. 여기서, 사이클릭 시프트를 적용한 ZC 시퀀스는 채널 추정에 매우 용이하므로, 서로 다르게 사이클릭 시프트된 동일 ZC 시퀀스를 다수의 단말이 RTS 구간에서 동시에 전송하는 경우에도 수신 단말은 부반송파 별로 그리고 송신 단말별로 채널을 분리하여 측정할 수 있다.The
한편, 수신 단말은 수학식 2에 나타낸 수신포기조건을 만족하는 경우 CTS(1421-2) 구간의 자원을 이용하여 자신의 CID에 해당되는 사이클릭 시프트된 ZC 시퀀스를 전송한다. On the other hand, when the reception terminal satisfies the abandonment condition shown in Equation 2, the receiving terminal transmits a cyclic shifted ZC sequence corresponding to its CID by using the resources of the CTS 1421-2.
송신 단말은 CTS(1421-2) 구간을 이용하여 수신 단말이 전송한 사이클릭 시프트된 ZC를 부반송파별 및 단말별로 채널을 분리하여 측정할 수 있고, 부반송파 별로 측정한 SIR 값들을 수학식 4를 이용하여 유효 SIR을 산출하고, 다음 단계를 수행 여부를 결정한다.The transmitting terminal can measure the cyclic shifted ZC transmitted by the receiving terminal using the CTS 1421-2 section by dividing a channel for each subcarrier and each terminal, and using the equation 4 for the SIR values measured for each subcarrier. To calculate an effective SIR and determine whether to perform the next step.
송신 단말은 산출된 유효 SIR 값이 송신포기조건을 만족하는 것으로 판단되면, 파일롯 구간(1422)에서 파일롯 신호를 전송한다.If it is determined that the calculated effective SIR value satisfies the abandonment condition, the transmitting terminal transmits a pilot signal in the
이후, 송신 단말은 파일롯 신호에 대한 응답으로 수신 단말로부터 CQI(1423)를 수신하면, 데이터(1424)를 전송하고, 수신 단말로부터 데이터 전송에 대한 응답으로 ACK(1425) 신호를 수신한다.
Thereafter, when the transmitting terminal receives the
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the appended claims. It will be possible.
10 : 제1 기지국 11 : 단말1
12 : 단말2 13 : 단말3
14 : 단말4 15 : 단말5
20 : 제2 기지국 21 : 단말6
310 : 디스커버리 슬롯 330 : 페이징 슬롯
331 : CID 방송 332 : 페이징 요청
333 : 페이징 응답 350 : 트래픽 슬롯
351 : 연결 스케줄링 352 : 파일롯
353 : CQI 354 : 데이터
355 : ACK 510 : 페이저 단말
520 : 페이지 단말 530 : 인접 단말
610 : 페이저 단말 620 : 페이저 단말
710 : 단말 A 720 : 단말 B
730 : 단말 C 740 : 단말 D
810 : 단말 A 820 : 단말 B
830 : 단말 C 840 : 단말 D
850 : 단말 E 860 : 단말 F
910 : 연결 스케줄링 911 : RTS
913 : CTS 1010 : 단말 G
1020 : 단말 H 1030 : 단말 I
1040 : 단말 J 1050 : 단말 K
1110 : 단말 A 1120 : 단말 B
1130 : 단말 C 1140 : 단말 D
1310 : 송신 단말 1320 : 수신 단말
1410 : 페이징 슬롯 1411 : CID 방송
1412 : 페이징 요청 1413 : 페이징 응답
1420 : 트래픽 슬롯 1421 : 연결 스케줄링
1421-1 : RTS 1421-2 : CTS
1422 : 파일롯 1423 : CQI
1424 : 데이터 1425 : ACK10: first base station 11:
12: terminal 2 13: terminal 3
14: terminal 4 15: terminal 5
20: second base station 21: terminal 6
310: discovery slot 330: paging slot
331: CID broadcast 332: Paging request
333: Paging Response 350: Traffic Slot
351
353: CQI 354: data
355: ACK 510: pager terminal
520: page terminal 530: adjacent terminal
610: pager terminal 620: pager terminal
710: terminal A 720: terminal B
730: terminal C 740: terminal D
810: terminal A 820: terminal B
830: terminal C 840: terminal D
850: terminal E 860: terminal F
910: connection scheduling 911: RTS
913: CTS 1010: terminal G
1020: terminal H 1030: terminal I
1040: terminal J 1050: terminal K
1110: terminal A 1120: terminal B
1130: terminal C 1140: terminal D
1310: transmitting terminal 1320: receiving terminal
1410: paging slot 1411: CID broadcast
1412: Paging Request 1413: Paging Response
1420: traffic slot 1421: connection scheduling
1421-1: RTS 1421-2: CTS
1422: Pilot 1423: CQI
1424: data 1425: ACK
Claims (14)
상기 CID에 상응하는 시퀀스를 선택하는 단계; 및
상기 선택한 시퀀스를 복수의 부반송파로 구성된 페이징 요청 자원을 이용하여 전송하는 단계를 포함하는 단말간 직접 통신 방법.Generating a connection ID (CID) for direct communication between terminals using an ID of a specific terminal;
Selecting a sequence corresponding to the CID; And
And transmitting the selected sequence using a paging request resource composed of a plurality of subcarriers.
상기 CID를 생성하는 단계는 상기 특정 단말의 ID를 해쉬 함수의 입력으로 이용하여 해쉬 함수의 출력으로 상기 CID를 생성하는 것을 특징으로 하는 단말간 직접 통신 방법.The method according to claim 1,
The generating of the CID may include generating the CID as an output of a hash function by using an ID of the specific terminal as an input of a hash function.
상기 CID에 상응하는 시퀀스를 선택하는 단계는, 미리 설정된 복수의 PN(Pseudo Noise) 시퀀스를 포함하는 시퀀스 집합에서 상기 CID에 대응되는 시퀀스를 선택하는 것을 특징으로 하는 단말간 직접 통신 방법.The method according to claim 1,
The selecting of the sequence corresponding to the CID may include selecting a sequence corresponding to the CID from a sequence set including a plurality of preset PN (Pseudo Noise) sequences.
상기 단말간 직접 통신 방법은 상기 CID에 상응하는 시퀀스를 선택하는 단계 이후에, 다른 단말들로부터 방송되는 적어도 하나의 시퀀스를 수신하는 단계; 및
수신한 적어도 하나의 시퀀스에 기초하여 상기 생성한 CID의 점유 여부를 판단하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 단말간 직접 통신 방법.The method according to claim 1,
The direct communication method between terminals may include receiving at least one sequence broadcast from other terminals after selecting a sequence corresponding to the CID; And
And determining whether the generated CID is occupied based on the received at least one sequence.
상기 선택한 시퀀스를 복수의 부반송파로 구성된 페이징 요청 자원을 이용하여 전송하는 단계는,
상기 생성한 CID가 다른 단말에 점유된 경우 다음 페이징 구간까지 대기한 후, 다음 페이징 구간에서 상기 생성한 CID가 점유되지 않은 경우 상기 선택한 시퀀스를 페이징 요청 자원을 이용하여 전송하는 것을 특징으로 하는 단말간 직접 통신 방법.The method of claim 4,
Transmitting the selected sequence using a paging request resource composed of a plurality of subcarriers,
If the generated CID is occupied by another terminal, wait until the next paging segment, and if the generated CID is not occupied in the next paging segment, the selected sequence is transmitted using a paging request resource. Direct communication method.
상기 단말간 직접 통신 방법은 상기 선택한 시퀀스를 복수의 부반송파로 구성된 페이징 요청 자원을 이용하여 전송한 후,
페이징 응답 구간에 적어도 하나의 다른 단말들로부터 전송된 적어도 하나의 시퀀스를 수신하는 단계;
수신한 상기 적어도 하나의 시퀀스 중 상기 생성한 CID에 대응되는 시퀀스의 수신 전력을 측정하는 단계; 및
측정한 상기 수신 전력이 미리 설정된 임계값 이상인 경우 페이징 응답을 수신한 것으로 판단하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 단말간 직접 통신 방법.The method according to claim 1,
In the direct communication method between terminals, the selected sequence is transmitted by using a paging request resource composed of a plurality of subcarriers.
Receiving at least one sequence transmitted from at least one other terminal in a paging response interval;
Measuring reception power of a sequence corresponding to the generated CID among the at least one received sequence; And
And determining that a paging response has been received when the measured received power is equal to or greater than a preset threshold.
생성한 CID에 대응되는 시퀀스를 복수의 부반송파로 구성된 전송요청 자원에 매핑하여 전송요청신호(RTS)를 전송하는 단계;
수신 단말로부터 수신한 전송허용신호(CTS)에 기초하여 송신포기조건의 만족 여부를 판단하는 단계; 및
송신포기조건을 만족하는 경우 파일롯 신호를 전송하는 단계를 포함하는 단말간 직접 통신 방법.In the direct communication method between terminals performed in the transmitting terminal requesting a D2D communication connection,
Mapping a sequence corresponding to the generated CID to a transmission request resource composed of a plurality of subcarriers and transmitting a transmission request signal (RTS);
Determining whether a condition for giving up a transmission is satisfied based on a transmission allowed signal (CTS) received from a receiving terminal; And
A direct communication method between terminals comprising transmitting a pilot signal when a condition for abandoning transmission is satisfied.
상기 송신포기조건의 만족 여부를 판단하는 단계는 상기 전송허용신호로 복수의 부반송파에 매핑된 시퀀스를 수신하는 단계;
상기 복수의 부반송파를 모두 고려한 채널 품질을 측정하는 단계; 및
측정된 채널 품질이 미리 설정된 임계값 이상인 경우 상기 송신포기조건을 만족하는 것으로 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 단말간 직접 통신 방법.The method of claim 7,
The determining of whether the transmission abandonment condition is satisfied may include receiving a sequence mapped to a plurality of subcarriers as the transmission permission signal;
Measuring channel quality considering all of the plurality of subcarriers; And
And determining that the transmission abandonment condition is satisfied when the measured channel quality is equal to or greater than a preset threshold.
상기 채널 품질을 측정하는 단계는
상기 복수의 부반송파 각각의 SIR(Signal to Interference Ratio)을 대표하는 유효 SIR(effective SIR)을 측정하는 것을 특징으로 하는 단말간 직접 통신 방법.The method according to claim 8,
Measuring the channel quality
And measuring an effective SIR representing an SIR (Signal to Interference Ratio) of each of the plurality of subcarriers.
상기 파일롯 신호를 전송하는 단계는 상기 CID에 대응되는 시퀀스를 파일롯 신호로 전송하는 것을 특징으로 하는 단말간 직접 통신 방법.The method of claim 7,
The transmitting of the pilot signal may include transmitting a sequence corresponding to the CID as a pilot signal.
전송요청신호(RTS)를 수신하는 단계;
수신된 전송요청신호에 기초하여 수신포기조건의 만족 여부를 판단하는 단계; 및
수신포기조건을 만족하는 경우, 생성된 CID에 대응되는 시퀀스를 복수의 부반송파에 매핑하여 전송허용신호(CTS)를 전송하는 단계를 포함하는 단말간 직접 통신 방법.In the direct communication method between the terminals performed in the receiving terminal is requested to connect the D2D communication,
Receiving a transmission request signal (RTS);
Determining whether an abandonment condition is satisfied based on the received transmission request signal; And
And transmitting a transmission allowance signal (CTS) by mapping a sequence corresponding to the generated CID to a plurality of subcarriers when the reception abandonment condition is satisfied.
상기 수신포기조건의 만족 여부를 판단하는 단계는
상기 수신된 전송요청신호를 구성하는 복수의 부반송파를 모두 고려한 채널 품질을 측정하는 단계; 및
측정된 채널 품질이 미리 설정된 임계값 이상인 경우 상기 수신포기조건을 만족하는 것으로 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 단말간 직접 통신 방법.The method of claim 11,
Determining whether the reception abandonment condition is satisfied
Measuring channel quality considering all of a plurality of subcarriers constituting the received transmission request signal; And
And determining that the reception abandonment condition is satisfied when the measured channel quality is equal to or greater than a preset threshold.
상기 채널 품질을 측정하는 단계는
상기 복수의 부반송파 각각의 SIR(Signal to Interference Ratio)을 대표하는 유효 SIR(effective SIR)을 측정하는 것을 특징으로 하는 단말간 직접 통신 방법.The method of claim 12,
Measuring the channel quality
And measuring an effective SIR representing an SIR (Signal to Interference Ratio) of each of the plurality of subcarriers.
상기 단말간 직접 통신 방법은 상기 전송허용신호(CTS)를 전송하는 단계 이후에,
파일롯 신호를 수신하는 단계; 및
수신된 파일롯 신호의 수신 전력이 미리 설정된 임계값 이상인 경우에만 채널 품질 지시자를 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 단말간 직접 통신 방법.The method of claim 11,
In the direct communication method between the terminals, after transmitting the transmission permission signal (CTS),
Receiving a pilot signal; And
And transmitting the channel quality indicator only when the received power of the received pilot signal is greater than or equal to a preset threshold.
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