KR20130035964A - 셀룰러 망 기반 단말간 직접 통신 방법 - Google Patents

셀룰러 망 기반 단말간 직접 통신 방법 Download PDF

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KR20130035964A
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안재영
예충일
이경석
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한국전자통신연구원
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Abstract

셀룰러 망 기반 단말간 직접 통신(device to device communication) 방법이 개시된다. 셀룰러 망 기반 D2D 통신을 지원하는 단말의 동작 방법은, 단말이 중앙 제어 D2D 통신 또는 분산 제어 D2D 통신의 수행 여부를 결정하는 단계와 상기 결정에 기초하여 단말이 분산 제어 D2D 통신을 수행하거나, 중앙 제어 D2D 통신을 위한 설정을 기지국에 요청하는 단계를 포함하여 구성될 수 있다. 본 발명에 따른 셀룰러 망 기반 D2D 통신 방법을 이용하면, 셀룰러 망에서 셀룰러 통신, 중앙제어 D2D 및 분산제어 D2D 통신을 유연성있게 선택적으로 동작하도록 구성할 수 있다.

Description

셀룰러 망 기반 단말간 직접 통신 방법{Method for device-to-device communication based on cellular telecommunication system}
본 발명은 단말간 직접 연결 통신 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 셀룰러 망 시스템에 있어서 단말간 직접 연결 통신을 실현하기 위한 방법들에 관한 것이다.
단말간 직접 통신(이하, D2D 통신과 혼용; Device to Device 통신)은 기지국을 거치지 않고 인접한 두 단말 사이에 직접적인 데이터 송수신을 수행하는 통신 방식을 의미한다. 즉, 두 단말이 각각 데이터의 소스(source)와 목적(destination)이 되면서 통신을 수행하게 된다.
이러한 단말간 직접 통신이 효율적으로 이용될 수 있는 사용 케이스(use case)에 대해서는 여러가지 논의가 있다. 일 예로서, 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 디바이스들은 서빙셀과 접속하여 전화 통화와 인터넷 액세스 등은 종래의 셀룰러 링크를 이용하여 수행하되, D2D 통신의 상대방으로 동작하는 로컬 미디어 서버로부터는 상술된 대용량의 자료를 D2D 방식으로 직접적으로 송수신할 수 있다.
한편, D2D 링크는 동일 셀을 서빙 셀로 가지는 디바이스들간에만 가능한 것은 아니며, 서로 다른 셀을 서빙 셀로 가지는 디바이스들간에도 이루어질 수 있다. 예컨대, 제 1 기지국에 속한 디바이스3은 제 2 기지국에 속한 디바이스6과 D2D 통신을 수행할 수도 있다.
이와 같은 단말간 직접 연결 통신에는 중앙(centralized)제어 방식의 D2D 통신 방식과 분산(distributed)제어 방식의 D2D 통신 방식이 존재한다.
중앙제어 방식의 D2D 통신 방식은, 다른 디바이스와의 통신을 원하는 디바이스가 제어를 수행하는 중앙 노드(셀룰러 망에서는 기지국)에 링크 설정을 요청하고, 중앙 노드는 상대 디바이스가 그 디바이스의 주변에 있는 경우 두 디바이스간 직접 통신을 할 수 있는 무선자원을 할당하여 디바이스 간 통신을 할 수 있도록 하는 방식이다. 이때, 디바이스의 거의 모든 동작은 중앙 노드에 의해 관리되며, D2D 통신을 위해 셀룰러 링크 또는 다른 D2D 링크를 위해 할당된 무선자원이 재사용(reuse)될 수 있다.
분산제어 방식의 D2D 통신 방식은, 하나의 중앙제어 노드에 의존하지 않고 디바이스들간의 직접적인 신호 교환을 통해 분산제어 방식으로 링크를 설정하고 이를 이용해 주변 디바이스와 직접 데이터를 교환하는 방식이다. 이와 같은 분산제어 방식 단말간 직접 통신의 표준으로는 Qualcomm이 제안한 FlashLinQ 기술이 대표적이다. FlashLinQ 기술은 TDD(Time Division Duplexing) 기반의 동기식(synchronous) 기술에 해당된다.
종래 셀룰러 방식의 통신과 상술된 D2D 통신 방법에는 많은 장점과 단점이 교차적으로 존재한다. 따라서, 궁극적으로는 셀룰러 방식의 이동통신과 상술된 D2D 통신 방식이 결합된 형태의 통신 체계가 보편화될 것으로 예상되고 있다. 그러나, 현재의 셀룰러 망의 경우에서는 상술된 분산제어 방식의 D2D 통신 방법이 고려되고 있지 않을 뿐만 아니라, 셀룰러 망에서 종래의 셀룰러 방식의 통신과 D2D 방식의 통신이 함께 수행되는 방안이 제공되고 있지 아니하다.
본 발명의 목적은, 셀룰러 망 기반 D2D 통신을 가능하게 하는 기지국의 동작 방법으로서, 기지국이 중앙 제어 D2D 통신의 수행 여부와 셀룰러 링크 통신의 수행 여부를 결정하도록 하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 셀룰러 망 기반 D2D 통신을 가능하게 하는 단말의 동작 방법으로서, 단말이 분산 제어 D2D 통신의 수행 여부와 중앙 제어 D2D 통신의 수행여부를 결정하도록 하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 셀룰러 망 기반 D2D 통신을 가능하게 하는 단말의 동작 방법으로서, 특히 단말이 기지국이 할당한 무선 자원에 기초하여 분산 제어 D2D 통신을 수행할 경우에 동기화(synchronization), 디스커버리(discovery), 페이징(paging) 및 트래픽(traffic) 절차 수행 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 셀룰러 망 기반 D2D 통신을 가능하게 하는 기지국의 동작 방법으로서, 특히 단말이 기지국이 할당한 무선 자원에 기초하여 분산 제어 D2D 통신을 수행할 경우에 할당된 무선 자원 양의 적정성을 모니터링하는 방법을 제공하는 것이다.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 셀룰러 망 기반 D2D(device to device) 통신을 지원하는 기지국의 동작 방법으로서, 적어도 하나의 단말의 요청에 기반하거나 상기 기지국의 결정에 의해서 중앙 제어 D2D 통신 또는 셀룰러 링크 통신의 수행 여부를 결정하는 단계 및 상기 결정에 기초하여, 중앙 제어 D2D 통신 또는 셀룰러 링크 통신을 수행하는 단계를 포함한 셀룰러 망 기반 D2D 통신 방법을 제공한다.
여기에서, 상기 기지국은 목표(target) 단말이 소스(source) 단말과 동일 셀 또는 인접 셀에 존재하고, 상기 목표 단말과 소스 단말이 단말간 직접 통신이 가능한 경우에 상기 중앙 제어 D2D 통신을 수행하는 것으로 결정할 수 있다.
이때, 상기 기지국은 상기 목표 단말과 상기 소스 단말이 서로 다른 셀에 위치할 경우에 인접 셀의 기지국과 정보 교환을 통하여 인접 셀의 기지국과 중앙 제어 D2D 통신을 위하여 동일한 무선 자원을 할당하도록 구성될 수 있다.
상술한 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 셀룰러 망 기반 D2D 통신을 지원하는 단말의 동작 방법으로서, 상기 단말이 중앙 제어 D2D 통신 또는 분산 제어 D2D 통신의 수행 여부를 결정하는 단계 및 상기 결정에 기초하여, 상기 단말이 분산 제어 D2D 통신을 수행하거나, 중앙 제어 D2D 통신을 위한 설정을 기지국에 요청하는 단계를 포함한 셀룰러 망 기반 D2D 통신 방법을 제공한다.
여기에서, 상기 단말은 인접 단말과 송신 또는 수신할 데이터의 양에 기초하여 상기 중앙 제어 D2D 통신 또는 분산 제어 D2D 통신의 수행 여부를 결정하거나, 상기 분산 제어 D2D 통신의 혼잡(congestion) 여부에 기초하여 상기 중앙 제어 D2D 통신 또는 분산 제어 D2D 통신의 수행 여부를 결정할 수 있다.
상술한 본 발명의 또 다른 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 셀룰러 망 기반 D2D(device to device) 통신을 지원하는 단말의 동작 방법으로서, 기지국으로부터의 동기 신호 및 방송 채널을 이용하여 셀룰러 프레임 타이밍과 시스템 프레임 넘버(SFN: System Frame Number) 정보를 추출하는 단계, 기지국으로부터 분산 제어 D2D 통신을 위한 설정 정보를 수신하는 단계, 상기 셀룰러 프레임(frame) 타이밍, 상기 시스템 프레임 넘버 및 상기 설정 정보에 기초하여 분산 제어 D2D 통신을 위한 타이밍을 획득하는 단계 및 상기 분산 제어 D2D 통신을 위한 타이밍에 기초하여 분산 제어 D2D 통신을 수행하는 단계를 포함한 셀룰러 망 기반 D2D 통신 방법을 제공한다.
여기에서, 상기 동기 신호는 PSS(Primary Synchronization Signal) 및 SSS(Secondary Synchronization Signal) 이며, 방송 채널은 PBCH(Physical Broadcast Channel)일 수 있다.
여기에서, 상기 설정 정보는 시스템 정보(SI: System Information) 또는 RRC(Radio Resource Control) 시그널링을 통하여 수신될 수 있다.
여기에서, 상기 설정 정보는 (a)상기 셀룰러 프레임 타이밍과 시스템 프레임 넘버로부터 분산 제어 D2D 통신의 시작 위치를 획득하기 위한 정보, (b)상기 분산 제어 D2D 통신을 위한 디스커버리, 페이징 및 트래픽 단계의 주기와 관련된 정보, (c)상기 분산 제어 D2D 통신을 위한 전송 방식과 관련한 정보 및 (d)연결 ID(connection ID) 생성을 위한 해쉬 함수(hash function)와 관련한 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
여기에서, 상기 분산 제어 D2D 통신을 수행하는 단계에서, 상기 단말은 페이징 단계와 트래픽 단계에서, 셀 내에 존재하는 분산 제어 D2D 통신에 참여한 단말의 밀도(density)에 기초하여 송신 전력(transmission power)을 제어할 수 있다.
여기에서, 상기 분산 제어 D2D 통신을 수행하는 단계에서, 상기 단말은 디스커버리 단계에서, 상기 기지국에 의하여 회수될 확률에 의하여 그룹핑된 PDR(Peer Discovery Resource) 자원을 회수될 확률이 낮은 순으로 선택하여 사용할 수 있다. 이때, 상기 설정 정보는 상기 분산 제어 D2D 통신의 디스커버리 단계에서 이용되는 PDR 자원의 그룹핑 정보와 선택 기준과 관련한 정보를 포함할 수 있다.
여기에서, 상기 단말의 동작 방법은 상기 단말이 분산 제어 D2D 통신 수행 능력과 분산 제어 D2D 통신 수행 능력의 활성화 여부와 관련한 정보를 상기 기지국에 보고하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
여기에서, 상기 단말의 동작 방법은 상기 단말이 분산 제어 D2D 통신을 통한 데이터 송신의 성공을 상기 기지국에 보고하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
여기에서, 상기 단말의 동작 방법은 상기 단말이 분산 제어 D2D 통신을 통하여 데이터 송신에 실패하거나, 소정의 기준 이상의 지연(latency)이 발생된 경우, 상기 실패 여부 또는 지연 발생 여부를 상기 기지국에 보고하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
상술한 본 발명의 또 다른 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 셀룰러 망 기반 D2D 통신을 지원하는 기지국의 동작 방법으로서, 적어도 하나의 단말들로부터 분산 제어 D2D 통신 수행 능력과 분산 제어 D2D 통신 수행 능력의 활성화 여부와 관련한 정보를 수신하는 단계 및 상기 정보에 기초하여 분산 제어 D2D 통신에 참여하는 단말의 수 및 필요한 자원 양을 추정하는 단계를 포함한 셀룰러 망 기반 D2D 통신 방법을 제공한다.
여기에서, 상기 단말로부터 수신되는 분산 제어 D2D 통신 수행 능력의 활성화 여부와 관련한 정보는 디스커버리 단계의 참여 여부, 페이징/트래픽 단계의 참여 여부를 지정하는 정보를 포함할 수 있다.
여기에서, 상기 기지국의 동작 방법은 분산 제어 D2D 통신을 통하여 데이터 송신에 성공한 단말로부터 데이터 송신의 성공을 보고받는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
여기에서, 상기 기지국의 동작 방법은 분산 제어 D2D 통신을 통하여 데이터 송신에 실패하거나, 소정의 기준 이상의 지연(latency)이 발생된 적어도 하나의 단말로부터 상기 실패 여부 또는 지연 발생 여부를 보고받는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명에 따른 셀룰러 망에서의 단말간 직접 연결 통신 방법을 이용하면, 셀룰러 망에서 셀룰러 통신, 중앙제어 D2D 및 분산제어 D2D 통신을 유연성있게 선택적으로 동작하도록 구성할 수 있다.
또한, 셀룰러 망에서 분산제어 방식의 D2D 통신을 가능하게 하는 동기화(synchronization), 디스커버리(discovery), 페이징(paging) 및 트래픽(traffic) 방법을 구체적으로 제공하므로써, 특히 3GPP LTE 이동 통신 망 하에서 분산제어 방식 D2D 통신을 가능하게 한다. 이를 통해 자원의 효율적인 운용이 가능해진다.
도 1은 셀룰러 망 기반 단말간 직접 통신의 개념을 설명하기 위한 개념도이다.
도 2는 분산제어 D2D 통신 방식의 통신 동작 절차를 설명하기 위한 개념도이다.
도 3은 분산제어 D2D 통신 동작 절차의 동기적 타이밍 구조를 설명하는 타이밍도이다.
도 4는 분산제어 방식 D2D 통신 동작 절차 중 페이징 단계를 설명하기 위한 개념도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다.
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.
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.
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.
본 출원에서 사용하는 '단말'은 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.
본 출원에서 사용하는 '기지국'은 일반적으로 단말과 통신하는 고정되거나 이동하는 지점을 말하며, 베이스 스테이션(base station), 노드-B(Node-B), e노드-B(eNode-B), BTS(base transceiver system), 액세스 포인트(access point), 릴레이(relay) 및 펨토셀(femto-cell) 등을 통칭하는 용어일 수 있다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
도 1은 셀룰러 망 기반 단말간 직접 통신의 개념을 설명하기 위한 개념도이다.
도 1을 참조하면, 제 1 기지국(110) 및 제 2 기지국(120)을 포함한 셀룰러 통신망이 구성되어 있다.
이때, 제 1 기지국(110)이 생성한 셀(111)에 속한 단말1 내지 단말3(112, 113, 114)은 제 1 기지국을 통한 통상적인 접속 링크(셀룰러 링크)를 통하여 통신을 수행하게 되지만, 제 1 기지국에 속한 단말4(115)와 단말5(116)는 상호간의 데이터 송수신을 기지국을 통하지 않고 직접적으로 수행하게 된다.
도 1을 재참조하면, D2D 링크는 동일 셀을 서빙 셀로 가지는 디바이스들간에만 가능한 것은 아니며, 서로 다른 셀을 서빙 셀로 가지는 디바이스들간에도 이루어질 수 있다. 예컨대, 제 1 기지국(110)에 속한 단말3(114)은 제 2 기지국(120)에 속한 단말6(122)과 D2D 통신을 수행할 수도 있다.
한편, 단말간 직접 통신을 수행하는 단말4(115), 단말3(114)및 단말6(116)은 제 1 기지국(110)과 제 2 기지국(120)과 D2D 통신 링크의 설정 및 D2D 통신에 이용 가능한 자원의 할당 등을 위한 제어 시그널들을 교환하며 기지국의 제어를 받도록 구성될 수 있으며, 이를 셀룰러 망 기반 D2D 통신으로 정의할 수 있다.
도 2는 분산제어 D2D 통신 방식의 통신 동작 절차를 설명하기 위한 개념도이다.
도 2를 참조하면, 분산제어 D2D 통신 방식의 통신 동작 절차는 크게 동기화(synchronization) 단계(210), 디스커버리(discovery) 단계(220), 페이징(paging) 단계(230) 및 트래픽(traffic) 통신 단계(240)를 포함하여 구성될 수 있다.
이와 같은 분산제어 방식의 D2D 통신 방식의 대표적인 예로서 Qualcomm이 제안한 FlashLinQ 방식이 존재하며, FlashLinQ 또한 상술된 통신 동작 절차들을 포함하여 절차를 구성하고 있다. 다만, 후술되는 분산제어 D2D 통신 방식의 동작 절차는 동기식(synchronous) 분산제어 D2D 통신 방식의 일반적 동작 절차일 수 있으며 반드시 FlashLinQ 기술에만 한정적으로 적용되는 것은 아니다.
동기화(synchronization) 단계는 D2D 통신에 참여한 각 디바이스들이 적절한 기준 신호를 이용하여 동기를 획득하여 디스커버리, 페이징 및 트래픽 통신이 수행되는 시간 구간에 대한 타이밍을 도출하는 단계이다.
도 3은 분산제어 D2D 통신 동작 절차의 동기적 타이밍 구조를 설명하는 타이밍도이다.
도 3을 참조하면, 동기를 획득한 디바이스는 디스커버리 구간(peer discovery slot; 310)에서는 디스커버리와 관련된 동작을, 페이징 구간(paging slot; 320)에서는 페이징과 관련된 동작을, 그리고 트래픽 구간들(traffic slot; 330)에서는 트래픽 데이터 교환을 위한 동작만을 수행하도록 구성된다. 이는 동기식 분산제어 D2D 통신의 특징적인 필수 절차로서 기본적으로 D2D에 참여한 디바이스들이 디스커버리와 페이징에 소모하는 전력을 최소화하기 위함이다.
디스커버리(discovery) 단계는 D2D 통신이 가능한 다른 디바이스를 발견하기 위한 단계이다. 즉, 각 디바이스는 다른 디바이스가 사용하고 있지 않은 PDR(Peer Discovery Resource)을 이용하여 자신의 존재를 알리기 위해 필요한 정보("표식(expression)"; 예를 들어, 디바이스 ID와 응용 ID를 이용해 생성)를 송신하고, 또한 다른 디바이스들이 송신한 정보를 수신함으로써 각각의 디바이스가 주변에 어떤 peer들이 있는지 파악하는 단계이다.
페이징(paging) 단계는 디스커버리 후 송수신이 필요한 디바이스가 인접 디바이스와 연결을 설정하기 위한 절차로서, 트래픽 단계에서 연결 설정 과정에 참여하기 위한 별도의 ID, 즉 연결 ID(CID: Connection ID)를 확보하기 위한 단계이다. 이때, CID는 임시적(temporal)이고 지역적(local)인 값일 수 있다.
도 4는 분산제어 방식 D2D 통신 동작 절차 중 페이징 단계를 설명하기 위한 개념도이다.
도 4를 참조하면, 페이징 단계는 CID 브로드캐스트(broadcast) 단계(321), 페이징 요청(request) 단계(322) 및 페이징 응답(response) 단계(333)로 세분화될 수 있다. 페이징 과정을 통하여 페이징을 요청한 디바이스(pager)와 페이징에 응답하는 디바이스(pagee)는 동일한 CID를 확보하게 된다.
CID 브로드캐스트 단계는 기존에 CID를 확보하고 이를 이용해 뒤이은 트래픽 단계에서 계속 링크 스케쥴링에 참여하고자 하는 디바이스들이 이 CID에 대항하는 자원을 이용해 CID를 방송하는 단계이다. 이 구간 동안 CID를 방송하는 디바이스를 제외한 나머지 디바이스들은 모두 수신 동작을 수행하게 된다.
페이징 요청 단계는 트래픽 통신을 원하는 각 디바이스(pager)가 자신의 표식과 상대 디바이스(pagee)의 표식 및 현재 시간 등을 이용해서 CID를 생성하고(hash 함수를 이용), 생성된 CID가 CID 방송 구간에 수신된 CID들과 일치하지 않으면 pager는 이 CID에 해당하는 무선자원을 이용해 페이징 요청 신호를 송신하게 된다. 페이징 요청 신호를 송신한 디바이스를 제외한 모든 다른 디바이스들은 각 CID의 수신 여부를 확인하는 동작을 이 구간 동안 수행하게 된다.
페이징 응답 단계에서 pager를 제외한 모든 디바이스들은 자신이 가진 사적 표식(private expression) 및 상대 디바이스의 표식을 이용하여 CID들을 생성하고, 또한 공적 표식(public expression)을 이용해 CID를 생성한다. 즉, pagee는 pager와 동일한 표식 정보를 이용해 동일한 CID를 생성하게 되며 페이징 요청 구간에서 수신된 CID들과 자신이 생성한 CID들이 일치하는지 여부를 확인하여, 일치하는 CID가 있고 이것이 CID 방송 구간에서 수신한 CID들과 일치하지 않으면 해당 디바이스(page)는 그 CID에 해당하는 자원을 이용해 페이징 응답을 송신한다.
이는 pager와 pagee가 CID 방송 구간에서 수신한 CID들이 다를 수 있기 때문에 이에 따라 다른 디바이스 쌍(pair)들이 동일한 CID를 생성하여 트래픽 단계로 넘어갈 수 있는 위험을 해소하기 위함이다.
트래픽 단계는 데이터 송수신이 이루어지는 단계로서 페이징 과정에서 CID를 확보한 디바이스들이 모두 참여하여 분산 스케쥴링을 수행하고, 여기에서 송수신 권한을 확보한 디바이스들이 데이터의 송신과 수신을 수행하는 단계이다.
트래픽 단계가 수행되는 구간은 링크 스케쥴링(link scheduling; 331), 파일롯 구간(332), CQI 구간(333), 데이터 구간(334) 및 ACK 구간(335)으로 세분화된다.
링크 스케쥴링(또는 연결 스케쥴링: connection scheduling) 구간은 신호 교환을 통해 디바이스들이 서로에게 간섭을 유발하지 않고 최대한 효율적으로 전파 자원의 공간적 재사용을 하면서 중앙 노드의 제어 없이 분산적인 방법으로 데이터 구간에서의 송수신 권한을 스케쥴링하기 위한 구간이다. 즉, 보낼 데이터가 있는 디바이스들은 트래픽 구간 동안 반복적으로 링크 스케쥴링에 참여하며, 링크 스케쥴링 구간은 RTS(Request to Send)와 CTS(Clear to Send) 구간으로 구성된다.
각 CID는 RTS와 CTS의 한 쌍의 무선자원에 맵핑된다. RTS와 CTS의 무선자원은 그 위치 등에 따라 스케쥴링에서의 우선권이 결정되며, 한 쌍의 무선자원의 선택은 CID를 기반으로 의사(pseudo) 랜덤화되며, CID간의 fairness를 위하여 각 트래픽 슬롯마다 새롭게 선택된다.
보낼 데이터가 있는 디바이스는 RTS 구간에서 자신이 확보한 CID에 해당하는 무선자원을 이용해 신호를 송신하며, 이를 수신한 디바이스는 수신 SIR(Signal to Interference Ratio)가 일정 수준 이상이면 CTS 구간에서 동일 CID에 해당하는 무선자원을 이용하여 CTS 신호를 송신하고, 일정 수준 이하이면 CTS 송신을 포기한다.
RTS를 송신한 디바이스는 동일 CID에 해당하는 자원에서 CTS 신호가 수신되지 않거나(수신 레벨이 일정 수준 이하이거나), 보다 높은 우선권을 가진(CID로 결정) 링크들에 일정 수준 이상의 간섭을 발생시킬 것으로 판단되면 트래픽 데이터 송신을 포기하고 파일롯부터 ACK까지의 과정에 참여하지 않는다.
파일롯 및 CQI 구간을 합쳐서 레이트 스케쥴링(rate scheduling) 구간이라 할 수 있으며 연결 스케쥴링 과정을 통해 분산적인 방법으로 무선자원을 확보한 송신 디바이스는 파일롯 신호를 보내고, 수신 디바이스는 이를 이용해 채널을 측정하여 적절한 CQI 정보를 생성해 송신 디바이스에 응답하게 된다.
데이터 및 ACK 구간에서 송신 디바이스는 CQI 정보에 따라 데이터를 송신하고 수신 디바이스는 ACK로 응답하게 된다.
Qualcomm이 제안한 FlashLinQ방식은 기본적으로 독립적으로 동작하는 분산제어 방식의 D2D 통신만을 목적으로 하고 있으며, 종래의 셀룰러 망과 결합되는 것을 고려하고 있지는 아니하다. 따라서, 본 발명은 3GPP LTE와 같은 셀룰러 망에서 D2D 통신을 가능하게 하는 방법을 제공하는 것으로 목적으로 한다.
셀룰러 망에서의 D2D 통신 수행여부 결정 방법
전통적인 셀룰러 망에서 디바이스는 기지국과만 데이터를 교환하도록 구성하고 있다. 그러나, 셀룰러 망에서도 이러한 기능에 더하여 디바이스간 직접 통신의 지원이 필요할 수 있다.
이때, 셀룰러 망 기반 D2D 통신에는 중앙 제어 방식과 분산 제어 방식이 있을 수 있다.
먼저, 셀룰러 망 기반 중앙제어 D2D 통신은 스케줄링을 포함한 링크 설정이 필요할 때마다 동적으로 기지국에 의해서 링크 설정 및 자원 할당이 수행되는 셀룰러 망 기반 D2D 통신을 의미할 수 있다. 한편, 셀룰러 망 기반 분산제어 D2D 통신은 디스커버리, 페이징 및 트래픽 통신 등을 위해 셀룰러 링크를 위한 무선자원과는 별도의 무선자원을 고정(fixed) 또는 반고정적(semi-fixed)으로 지정하여 알려주고, 분산제어 D2D 통신에 참여하는 디바이스들은 이 자원을 이용해 기지국의 동적인 제어를 최소화하고 디바이스들간의 직접적인 신호 교환을 통해 분산제어 방식으로 링크를 설정하고 이를 이용해 주변 디바이스와 직접 데이터를 교환하도록 구성되는 셀룰러 망 기반 D2D 통신을 의미할 수 있다.
한편, 셀룰러 망에서 중앙제어 방식의 D2D 통신과 분산제어 방식의 D2D 통신이 모두 지원 가능하다면 상황에 따라서 셀룰러 통신, 중앙제어 방식의 D2D 통신 및 분산제어 방식의 D2D 통신이 선택적으로 동작하도록 구성될 수 있다.
셀룰러 망에서 네트워크 또는 디바이스의 판단에 따라 중앙제어 또는 분산제어 방식의 D2D 통신이 결정될 수 있다.
먼저, 네트워크는 디바이스의 셀룰러 링크 설정 요청시 셀룰러 통신 또는 중앙제어 D2D 통신 중의 하나를 결정하고 제어하도록 구성될 수 있고, 디바이스의 요청에 따라서 중앙제어 D2D 통신을 수행하도록 구성될 수도 있다. 네트워크는 분산제어 D2D 통신의 선택 여부를 결정하지 않도록 구성될 수 있고, 앞서 언급된 바와 같이 네트워크는 분산제어 D2D에 이용되는 자원을 고정(fixed) 또는 반고정적(semi-fixed)으로 할당하면, 이후의 분산제어 D2D 동작 여부는 디바이스의 결정 하에 이루어지게 된다.
이때, 네트워크는 destination 디바이스가 source 디바이스와 동일 셀 또는 인접 셀 내에 있고, source와 destination 디바이스 간의 직접 통신이 가능한 것을 확인하면 중앙제어 D2D 통신 링크 설정, 그렇지 않을 경우에는 셀룰러 링크를 설정하도록 구성될 수 있다. 이 경우에 인접 셀에 있는 디바이스 간의 중앙제어 D2D 통신을 위해서는 인접 기지국과의 협력(정보교환)을 통해 동일한 무선자원 할당이 필요하다.
또한, 네트워크는 디바이스로부터의 링크 설정 요구가 없는 경우에도 자신의 판단에 따라 중앙제어 D2D 통신을 명령하도록 구성될 수도 있다.
한편, 디바이스는 주변 디바이스와 교환할(또는 교환할 것으로 예측되는) 데이터의 양 등을 고려해 분산제어 D2D 통신에 참여하거나 중앙제어 D2D 통신링크 설정을 네트워크에 요청할 수 있다.
이때, 디바이스는 자신의 판단에 따라 분산제어 D2D 통신에 참여할 것인지 또는 기지국에 중앙제어 D2D 통신 링크 설정을 요청할 것인지를 결정할 수 있는데, 이를 위하여 분산제어 D2D 통신 기능이 없거나 이에 참여할 의사가 없는 디바이스를 제외한 모든 디바이스는 분산제어 D2D 통신의 디스커버리 과정에 지속적으로 또는 필요시 참여하여야 한다.
디바이스는 인접 디바이스로 송신할 데이터가 있을 경우, 교환할(또는 교환할 것으로 예측되는) 데이터의 양이 적은 경우는 분산제어 D2D 통신의 페이징과 트래픽 통신 과정에 참여하며, 교환할(또는 교환할 것으로 예측되는) 데이터의 양이 많거나 데이터의 양은 적지만 분산제어 D2D 통신에 혼잡(congestion)이 발생한 경우 기지국에 중앙제어 방식 D2D 링크의 할당을 요청하도록 구성될 수 있다.
셀룰러 망 기반 분산 제어 D2D 통신 방법
이하에서는 셀룰러 망에서 분산제어 방식 D2D 통신을 지원할 경우에 동기화, 디스커버리, 페이징 및 트래픽 단계에서 고려할 사항을 살펴본다. 특히, 본 발명에서는 3GPP LTE 셀룰러 망에서 분산제어 D2D 통신을 지원하는 방안에 대해서 우선적으로 살펴보지만, 이하에서 언급하는 기술적 사상은 유사한 셀룰러 망에도 3GPP LTE 체계에서와 동일/유사한 기술 요소들을 이용하여 구현이 가능할 것이다.
1) 동기화 단계에서의 고려 사항
앞서 언급한 바와 같이, 분산제어 D2D 통신에 참여하는 모든 디바이스는 동기화가 필요하다(동기식 분산제어 D2D 통신).
이때, 셀룰라 망에서는 기지국이 제공하는 동기 신호 또는 브로드캐스트 신호를 이용하여 디바이스들이 동기화를 이루도록 구성할 수 있다.
예컨대, 3GPP LTE의 경우 각 디바이스는 기지국의 동기신호(PSS: Primary Synchronization Signal 및 SSS: Secondary Synchronization Signal) 및 PBCH(Physical Broadcast Channel)를 이용하여 동기를 확보할 수 있다. 예로서, SFN(System Frame Number)은 PBCH(MIB: Master Information Block)가 전달하는 8비트와 동기 신호의 블라인드 디코딩을 통해 얻은 2비트를 조합해 10비트로 표현이 가능하다(한 주기는 210*10ms=10240ms=10.24sec). 이렇게 얻어진 셀룰러 프레임 타이밍과 SFN 그리고 네트워크(기지국)가 제공하는 configuration 정보를 이용해 분산제어 D2D 통신을 위해 필요한 동기 타이밍(D2D 통신 수퍼 프레임, 부 수퍼 프레임, 프레임, 슬롯 타이밍 등)을 획득하고 이에 따라 모든 디바이스들이 동작하도록 할 수 있다.
2) 디스커버리, 페이징 및 트래픽 단계에서의 고려 사항
분산제어 D2D 통신을 위한 자원은 아래의 두 가지 방법 중의 하나 또는 그 조합에 의해서 이루어질 수 있다.
첫째는, FDM(Frequency Division Multiplexing) 방식으로, 하나의 부프레임에서 일부 대역을 분산제어 D2D 통신용으로 지정하고, 나머지 부분 대역은 셀룰러 링크 용도로 스케쥴링한다.
둘째는, TDM(Time Division Multiplexing) 방식으로, 분산제어 D2D 통신을 위한 별도의 부프레임을 지정하는 방식이다.
한편, 분산제어 D2D 통신을 위한 자원 구성은 모든 셀에서 동일하게 적용되는 것이 바람직한데, 이는 인접 셀에 위치한 디바이스들간에도 분산제어 D2D 통신이 가능하게 하기 위함이다.
셀룰러 망에서 분산제어 D2D 통신을 지원하기 위해서 네트워크가 수행하여야 하는 역할로는, 분산제어 D2D 통신을 위한 설정(configuration)의 관리(즉, D2D 타이밍 구성, 무선자원의 구성, 전송 방식, 분산제어 D2D 통신과 관련된 각종 파라메터 최적화), 분산제어 D2D 통신 자원의 관리(자원량의 변경, 자원량의 적정성 모니터링)가 필요하다. 이는 분산제어 D2D 통신 과금 데이터 수집을 위해서도 필요하다.
1) 분산제어 D2D 통신관련 설정(configuration) 정보 관리
분산제어 D2D 통신과 관련한 configuration 정보가 포함하는 내용으로는, 필요에 따라 아래의 내용들의 전부 또는 일부가 포함될 수 있다.
a) 분산제어 D2D 통신을 위한 타이밍 구조. 디바이스는 셀룰러 프레임 타이밍과 SFN 등을 알고 있으므로, D2D 통신을 위한 부 수퍼프레임의 시작(필요한 경우 프레임의 시작 포함)을 나타내는 셀룰러 망의 SFN 및 부프레임 오프셋 등과, 그 때의 D2D 통신 부 수퍼프레임(과 프레임) 번호를 제공하여 각 디바이스가 D2D 통신의 동기를 확보할 수 있도록 한다.
b) 분산제어 D2D 통신의 프레임 구조(디스커버리, 페이징, 트래픽 통신 등 각 단계의 위치, 주기 등)와 D2D의 각 단계를 위한 무선자원의 구성 및 양 등.
c) 분산제어 D2D 통신의 전송 방식 및 파라메터(디스커버리, 페이징, 트래픽 통신 등 단계 별 전송 방식, 기타 분산제어 D2D 통신 관련 각종 파라메터-예컨대, yielding parameter등).
d) Hash function(CID의 생성을 위한 hash function)과 관련한 정보(자원 관련 configuration 정보에 따라서 implicit하게 전달되도록 구성하거나, explicit하게 전달되도록 구성될 수 있음).
상술된 정보들은 셀 특정적으로(cell-specific 방식으로) 시스템 정보(SI: System Information)으로 방송될 수도 있고 단말 특정적으로(UE-specific 방식으로) RRC(Radio Resource Control) 시그널링을 통하여 단말에 전달될 수도 있다. 또는, 양자의 조합을 통해서도 시그널링이 가능하다.
또한, 각 디바이스가 다른 통신 사업자(operator) 망의 분산제어 D2D 통신에도 참여할 수 있도록 다른 사업자 망의 분산제어 D2D 통신을 위한 상술한 configuration 정보 역시 SI 방송이나 RRC 시그널링, 또는 양자의 조합을 통해 디바이스에 전달되어야 한다.
다음으로, 분산제어 D2D 통신을 위한 셀 별 무선자원의 양은 셀 별 D2D 디바이스의 밀도가 비슷하다면 셀 별로 동일하게 무선자원의 양을 지정하고, 동일한 configuration을 적용하는 것이 바람직할 것이다. 그러나, 셀 별로 분산제어 D2D 디바이스의 밀도가 다를 경우 셀 별로 할당 무선자원의 양을 달리하는 것이 바람직하나, 이 경우, 셀 경계 지역에서 셀룰러 링크와 분산제어 D2D 통신 자원간의 간섭 등 해결이 어려운 문제가 존재한다. 따라서, 셀 별로 동일하게 무선자원을 지정하고, 셀 별로 SI 및/또는 RRC 시그널링을 이용하여 일부 configuration을 조정하는 방법이 이용될 수 있다.
첫째로, 디스커버리 단계에서는 보통 때에는 모든 디바이스가 디스커버리 과정에 참여하지만, 디바이스의 밀도가 증가하면 송신하는 디바이스의 수가 줄어들도록 configuration을 조정한다. 이때, 서비스를 제공하거나 서비스를 적극적으로 받을 의지가 있는 디바이스 또는 상대 디바이스의 요구에 응하고자 하는 디바이스 등 송신할 필요가 있는 디바이스들만 디스커버리 송신에 참여하도록 명령한다. 이때, 상대 디바이스의 요구에 의해 송신을 시작한 디바이스는 일정 시간만 송신 후 중지하도록 한다. 반면, D2D 통신에 참여하는 모든 디바이스는 수신을 지속한다.
둘째로, 페이징 단계에서는 디바이스의 밀도에 따라 셀 별 전송 파라메터(예, 송신전력 제어)를 변경하도록 한다. 즉, 송신전력을 낮추는 것에 의해서 range를 감소시키고 공간적 재사용을 증가시키도록 할 수 있다.
셋째로, 트래픽 단계에서도 디바이스의 밀도에 따라 셀 별 전송 파라메터(예, 송신전력 제어)를 변경하도록 한다. 즉, 송신전력을 낮추는 것에 의해서 range를 감소시키고 공간적 재사용을 증가시키도록 할 수 있다.
2) D2D 통신을 위한 자원 양의 관리
한편, 분산제어 D2D 통신을 위한 무선자원의 양이 변경될 경우 그 천이(transition) 과정에서 나타나는 문제점 및 해결방안이 필요할 수 있다.
첫째로, 디스커버리 단계에서는 할당된 무선자원 중 일부를 줄여야할 경우를 대비하여 PDR 자원을 나누어서 관리할 수 있다. 즉, 디스커버리 자원을 2개 이상의 그룹으로 분할하고 PDRID가 필요한 디바이스는 보통의 경우 기지국에 의해 회수될 가능성이 낮거나 없는 자원 그룹에서 PDRID를 선택하도록 하고, 그 그룹의 선택 가능한 PDRID 수가 일정 수 이하인 경우에만 다른 그룹의 PDRID 중에서 선택하도록 구성할 수 있다. 또는, 기지국에 의해 회수될 가능성이 높은 자원 그룹은 선택 확률이 낮게 하고, 회수될 가능성이 낮은 자원일수록 선택 확률이 높도록 구성할 수도 있을 것이다. 한편, 상술된 configuration 정보에는 상술된 자원 양 변경시의 천이 과정을 대비하여 자원의 그룹핑 정보 및 필요한 파라메터(예, PDR 자원 그룹 선택 기준, 각 그룹의 선택 확률)를 포함하도록 구성될 수 있다.
디스커버리 자원의 양이 증가될 경우에는 상술된 방법을 그대로 적용할 수 있다. 디스커버리 자원의 일부가 회수되는 경우에는 기지국에 의해 회수되는 자원을 이용해 표식을 송신하던 디바이스는 회수되지 않는 자원 그룹에서 이용되지 않는 PDRID를 선택해 송신을 계속하도록 구성될 수 있다.
둘째로, 페이징 단계에서 CID 방송 시에 CID 개수가 줄어드는 경우 그 범위 밖의 CID들은 방송을 포기하도록 구성할 수 있다.
적절한 configuration(자원의 양 등)을 위하여 네트워크는 분산제어 D2D 통신 관련 무선자원의 적정성을 모니터링하고 있을 필요가 있다. 이하에서는 분산제어 D2D 통신 관련 무선자원의 적정성 모니터링 방법을 살펴본다.
첫째는, 연결 상태(connected state)의 디바이스들의 분산제어 D2D 통신 능력 및 기능의 활성화 상태 정보를 수집하기 위한 방법으로서, 디바이스가 셀에 접속할 때 분산제어 D2D 통신 능력과 능력의 활성화 여부를 보고하도록 구성할 수 있다.
이때, 디바이스는 디스커버리만 참여할 수도 있고 모든 분산제어 D2D 통신 과정에 참여하도록 할 수 있다. 또한, 사용자에 의해 활성화 상태가 바뀌는 경우에도 보고하도록 할 수 있다.
이를 통하여, 네트워크에서는 분산제어 D2D 통신(더 정확하게는 디스커버리와 페이징/트래픽)에 참여하는 connected state 디바이스의 수를 알 수 있게 된다.
둘째는, 디스커버리를 위한 무선자원의 적정성을 모니터링하는 것으로, 앞서 설명된 connected state 디바이스들의 D2D 통신 능력 및 활성화 상태 정보를 이용해 디스커버리에 참여하는 셀 내의 디바이스(idle state의 디바이스 포함) 수 및 필요 자원 량을 추정하도록 구성될 수 있다.
셋째는, 페이징을 위한 무선자원의 적정성을 모니터링하는 것으로, 앞서 설명된 connected state 디바이스들의 D2D 통신 능력 및 활성화 상태 정보를 이용해 페이징에 참여하는 셀 내의 디바이스(idle state의 디바이스 포함) 수 및 필요 자원 량을 추정하도록 구성될 수 있다. 또는, 후술될 트래픽을 위한 자원 적정성 모니터링 방법에 따라 수집된 데이터를 이용해 적절한 자원 량 및 필요 자원 량을 추정하도록 구성될 수도 있다.
넷째는, 트래픽을 위한 무선자원의 적정성을 모니터링하는 것으로, 분산제어 D2D 통신을 통해 데이터 송신에 성공한 디바이스가 네트워크에 이를 보고하도록 하여 이를 이용해 과금 데이터 생성 및 D2D 트래픽 양을 모니터링하도록 할 수 있다. 이때, 데이터 송신에 성공한 디바이스는 적절한 주기 또는 일정량 이상의 데이터를 송신하였을 경우에 이를 보고하도록 하여 시그널링의 오버헤드를 줄일 수 있을 것이다.
디바이스가 링크 스케쥴링에서 채널 이용 권한 확보에 지속적으로 실패하여 데이터 송신을 일정 시간 이상 못하고 있거나 지연(latency)이 일정 정도 이상 큰 경우 네트워크(기지국)으로 보고하도록 구성될 수도 있다. 이때, 이러한 보고는 해당되는 모든 디바이스가 보고하거나 기지국이 미리 선정한 디바이스들만이 보고하도록 구성할 수 있다. 만약, 트래픽 용 자원이 부족한 상태, 즉, 혼잡(congestion)인 것으로 판단된 경우에 디바이스는 기지국에 중앙제어 D2D 링크 설정을 요청할 수 있고 네트워크는 이러한 상황이 지속되는 경우 보다 많은 자원을 분산제어 D2D 통신용으로 할당하도록 configuration을 변경하는 것도 가능할 것이다.
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.
110: 제 1 기지국
120: 제 2 기지국
112, 113, 114, 115, 116, 122: 단말

Claims (19)

  1. 셀룰러 망 기반 D2D(device to device) 통신을 지원하는 기지국의 동작 방법으로서,
    적어도 하나의 단말의 요청에 기반하거나 상기 기지국의 결정에 의해서 중앙 제어 D2D 통신 또는 셀룰러 링크 통신의 수행 여부를 결정하는 단계; 및
    상기 결정에 기초하여, 중앙 제어 D2D 통신 또는 셀룰러 링크 통신을 수행하는 단계를 포함한 셀룰러 망 기반 D2D 통신 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 기지국은 목표(target) 단말이 소스(source) 단말과 동일 셀 또는 인접 셀에 존재하고, 상기 목표 단말과 소스 단말이 단말간 직접 통신이 가능한 경우에 상기 중앙 제어 D2D 통신을 수행하는 것으로 결정하는 셀룰러 망 기반 D2D 통신 방법.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 기지국은 상기 목표 단말과 상기 소스 단말이 서로 다른 셀에 위치할 경우에 인접 셀의 기지국과 정보 교환을 통하여 인접 셀의 기지국과 중앙 제어 D2D 통신을 위하여 동일한 무선 자원을 할당하는 셀룰러 망 기반 D2D 통신 방법.
  4. 셀룰러 망 기반 D2D(device to device) 통신을 지원하는 단말의 동작 방법으로서,
    상기 단말이 중앙 제어 D2D 통신 또는 분산 제어 D2D 통신의 수행 여부를 결정하는 단계; 및
    상기 결정에 기초하여, 상기 단말이 분산 제어 D2D 통신을 수행하거나, 중앙 제어 D2D 통신을 위한 설정을 기지국에 요청하는 단계를 포함한 셀룰러 망 기반 D2D 통신 방법.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 단말은,
    인접 단말과 송신 또는 수신할 데이터의 양에 기초하여 상기 중앙 제어 D2D 통신 또는 분산 제어 D2D 통신의 수행 여부를 결정하거나,
    상기 분산 제어 D2D 통신의 혼잡(congestion) 여부에 기초하여 상기 중앙 제어 D2D 통신 또는 분산 제어 D2D 통신의 수행 여부를 결정하는 셀룰러 망 기반 D2D 통신 방법.
  6. 셀룰러 망 기반 D2D(device to device) 통신을 지원하는 단말의 동작 방법으로서,
    기지국으로부터의 동기 신호 및 방송 채널을 이용하여 셀룰러 프레임 타이밍과 시스템 프레임 넘버(SFN: System Frame Number) 정보를 추출하는 단계;
    기지국으로부터 분산 제어 D2D 통신을 위한 설정 정보를 수신하는 단계;
    상기 셀룰러 프레임(frame) 타이밍, 상기 시스템 프레임 넘버 및 상기 설정 정보에 기초하여 분산 제어 D2D 통신을 위한 타이밍을 획득하는 단계; 및
    상기 분산 제어 D2D 통신을 위한 타이밍에 기초하여 분산 제어 D2D 통신을 수행하는 단계를 포함한 셀룰러 망 기반 D2D 통신 방법.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 동기 신호는 PSS(Primary Synchronization Signal) 및 SSS(Secondary Synchronization Signal) 이며, 방송 채널은 PBCH(Physical Broadcast Channel) 인 것을 특징으로 하는 셀룰러 망 기반 D2D 통신 방법.
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 설정 정보는 시스템 정보(SI: System Information) 또는 RRC(Radio Resource Control) 시그널링을 통하여 수신되는 셀룰러 망 기반 D2D 통신 방법.
  9. 청구항 6에 있어서,
    상기 설정 정보는
    상기 (a)셀룰러 프레임 타이밍과 시스템 프레임 넘버로부터 분산 제어 D2D 통신의 시작 위치를 획득하기 위한 정보, (b)상기 분산 제어 D2D 통신을 위한 디스커버리, 페이징 및 트래픽 단계의 주기와 관련된 정보, (c)상기 분산 제어 D2D 통신을 위한 전송 방식과 관련한 정보 및 (d)연결 ID(connection ID) 생성을 위한 해쉬 함수(hash function)와 관련한 정보 중 적어도 하나를 포함한 셀룰러 망 기반 D2D 통신 방법.
  10. 청구항 6에 있어서,
    상기 분산 제어 D2D 통신을 수행하는 단계에서,
    상기 단말은 페이징 단계와 트래픽 단계에서, 셀 내에 존재하는 분산 제어 D2D 통신에 참여한 단말의 밀도(density)에 기초하여 송신 전력(transmission power)을 제어하는 셀룰러 망 기반 D2D 통신 방법.
  11. 청구항 6에 있어서,
    상기 분산 제어 D2D 통신을 수행하는 단계에서,
    상기 단말은 디스커버리 단계에서, 상기 기지국에 의하여 회수될 확률에 의하여 그룹핑된 PDR(Peer Discovery Resource) 자원을 회수될 확률이 낮은 순으로 선택하여 사용하는 셀룰러 망 기반 D2D 통신 방법.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 설정 정보는 상기 분산 제어 D2D 통신의 디스커버리 단계에서 이용되는 PDR 자원의 그룹핑 정보와 선택 기준과 관련한 정보를 포함하는 셀룰러 망 기반 D2D 통신 방법.
  13. 청구항 6에 있어서,
    상기 단말이 분산 제어 D2D 통신 수행 능력과 분산 제어 D2D 통신 수행 능력의 활성화 여부와 관련한 정보를 상기 기지국에 보고하는 단계를 추가로 포함하는 셀룰러 망 기반 D2D 통신 방법.
  14. 청구항 6에 있어서,
    상기 단말이 분산 제어 D2D 통신을 통한 데이터 송신의 성공을 상기 기지국에 보고하는 단계를 추가로 포함하는 셀룰러 망 기반 D2D 통신 방법.
  15. 청구항 6에 있어서,
    상기 단말이 분산 제어 D2D 통신을 통하여 데이터 송신에 실패하거나, 소정의 기준 이상의 지연(latency)이 발생된 경우, 상기 실패 여부 또는 지연 발생 여부를 상기 기지국에 보고하는 단계를 추가로 포함하는 셀룰러 망 기반 D2D 통신 방법.
  16. 셀룰러 망 기반 D2D(device to device) 통신을 지원하는 기지국의 동작 방법으로서,
    적어도 하나의 단말들로부터 분산 제어 D2D 통신 수행 능력과 분산 제어 D2D 통신 수행 능력의 활성화 여부와 관련한 정보를 수신하는 단계; 및
    상기 정보에 기초하여, 분산 제어 D2D 통신에 참여하는 단말의 수 및 필요한 자원 양을 추정하는 단계를 포함한 셀룰러 망 기반 D2D 통신 방법.
  17. 청구항 16에 있어서,
    상기 단말로부터 수신되는 분산 제어 D2D 통신 수행 능력의 활성화 여부와 관련한 정보는 디스커버리 단계의 참여 여부, 페이징/트래픽 단계의 참여 여부를 지정하는 정보를 포함하는 셀룰러 망 기반 D2D 통신 방법.
  18. 청구항 16에 있어서,
    분산 제어 D2D 통신을 통하여 데이터 송신에 성공한 단말로부터 데이터 송신의 성공을 보고받는 단계를 추가로 포함하는 셀룰러 망 기반 D2D 통신 방법.
  19. 청구항 16에 있어서,
    분산 제어 D2D 통신을 통하여 데이터 송신에 실패하거나, 소정의 기준 이상의 지연(latency)이 발생된 적어도 하나의 단말로부터 상기 실패 여부 또는 지연 발생 여부를 보고받는 단계를 추가로 포함하는 셀룰러 망 기반 D2D 통신 방법.
KR1020120109143A 2011-09-30 2012-09-28 셀룰러 망 기반 단말간 직접 통신 방법 KR20130035964A (ko)

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