KR20140073077A - 셀룰러 기반 단말간 직접통신의 스케쥴링을 위한 방법 및 장치 - Google Patents
셀룰러 기반 단말간 직접통신의 스케쥴링을 위한 방법 및 장치 Download PDFInfo
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Abstract
셀룰러 기반 단말간 직접통신의 스케쥴링을 위한 방법 및 장치가 개시된다. 단말간 직접통신을 위하여 기지국에서 사용되는 셀룰러 자원을 스케쥴링하는 방법은 근접 코디네이터가 상기 기지국의 셀 정보를 기초로 서로 인접한 기지국의 셀룰러 자원을 그룹화하는 단계, 상기 그룹화된 자원 별로 상기 단말에게 할당할 자원과 상기 단말에게 할당된 자원을 관리하는 단계 및 서로 다른 셀에 위치하는 단말간의 직접통신을 요청 받는 경우 상기 할당할 자원과 상기 할당된 자원에 대한 정보를 기초로 상기 단말에게 상기 그룹화된 자원을 할당하는 단계를 포함할 수 있다.
Description
본 발명의 실시예들은 셀룰러 자원을 사용하는 단말간 직접통신 서비스에 사용되는 자원의 스케쥴링을 제공하는 셀룰러 기반 단말간 직접통신의 스케쥴링을 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
기존 무선통신시스템에서의 단말간의 통신은 사회 기반 시설(Infrastructure)을 통하여 이루어져오고 있다. 단말간 직접 통신 기술은 기지국이나 AP등의 사회 기반 시설을 거치지 않고 단말간에 직접 통신을 하는 기술로 크게 직접통신을 위한 근접단말 찾기, 근접단말간 통신분야로 나누어 연구되어 오고 있다. 이는 또한 무선 접속 기술에 따라 와이파이(WiFi), 블루투스(Bluetooth) 등을 이용할 수도 있고 셀룰러(Cellular) 이동통신 등을 이용할 수도 있다. 와이파이나 블루투스 등 비 면허 대역을 이용한 단말간 직접통신의 경우 계획되고 통제된 서비스를 제공하기 어렵고, 간섭에 의하여 성능이 급격하게 나빠 질 수 있어서 면허 대역인 셀룰러 이동통신을 이용한 단말간 직접통신에 대한 연구가 시작되고 있다.
셀룰러 이동통신을 이용한 단말간 직접통신 기술은 이동통신망에서 사용하는 무선자원을 단말간 직접통신에서도 사용하는 것으로 이를 위하여 이동통신 기지국에서 단말간 직접통신용 자원을 할당하는 방법을 사용한다.
이러한 단말간 직접통신 기술에 관한 기술로 일 예로, 한국공개특허공보 제10-2009-0062435호(공개일 2009년 6월 17일) "이동통신 시스템에서 단말간 직접 통신을 위한 자원할당방법 및 시스템"에는 기지국으로부터 P2P 통신 단말 및 이동통신 자원할당 정보를 수신하고, 상기 자원할당 정보를 이용하여 인접 P2P 통신 단말 및 인접 이동통신 단말의 유/무를 스캔한 후 상기 스캔 결과를 상기 기지국으로 전송하여 P2P 통신 자원을 요청하고, 상기 자원요청에 대한 P2P 통신 자원할당 정보를 수신하는 것이 개시되어 있다.
그러나, 이러한 방법은 직접통신을 원하는 단말들이 동일 기지국에 속해 있을 때는 할당된 자원정보를 단말들에게 쉽게 전달할 수 있으나, 직접통신을 원하는 단말들이 서로 다른 기지국에 속해 있을 때에는 셀룰러 자원을 효율적으로 할당하기 어려운 문제가 있다.
또한, 다른 셀에 속한 단말간의 직접통신의 경우 셀 경계에 위치할 확률이 크기 때문에 셀을 경유하게 되면 모듈레이션(Modulation)과 코딩스킴(Coding Scheme)이 강해짐에 따라 할당된 무선 자원에 비해 성능이 떨어지는 문제가 있다.
따라서, 서로 다른 셀에 위치한 단말간에도 셀 경유 없이 직접통신을 지원할 수 있는 방법이 요구되고 있다.
동일 기지국 혹은 근접 기지국에 접속한 단말들간의 직접통신용 자원을 할당할 수 있는 셀룰러 기반 단말간 직접통신의 스케쥴링을 위한 방법 및 장치가 개시된다.
단말간의 직접통신을 위한 자원을 효율적으로 관리하고 할당할 수 있는 셀룰러 기반 단말간 직접통신의 스케쥴링을 위한 방법 및 장치가 개시된다.
셀 경계에 위치한 단말들이 기지국을 경유하지 않고도 직접통신을 수행할 수 있도록 하는 셀룰러 기반 단말간 직접통신의 스케쥴링을 위한 방법 및 장치가 개시된다.
단말간 직접통신을 위하여 기지국에서 사용되는 셀룰러 자원을 스케쥴링하는 방법은 근접 코디네이터가 상기 기지국의 셀 정보를 기초로 서로 인접한 기지국의 셀룰러 자원을 그룹화하는 단계, 상기 그룹화된 자원 별로 상기 단말에게 할당할 자원과 상기 단말에게 할당된 자원을 관리하는 단계 및 서로 다른 셀에 위치하는 단말간의 직접통신을 요청 받는 경우 상기 할당할 자원과 상기 할당된 자원에 대한 정보를 기초로 상기 단말에게 상기 그룹화된 자원을 할당하는 단계를 포함할 수 있다.
일측에 따르면, 상기 단말간 직접통신은 서로 다른 기지국에 접속한 단말간의 셀룰러 이동통신을 이용한 직접통신일 수 있다.
다른 측면에 따르면, 상기 그룹화된 자원은 상기 셀의 위치 정보를 기초로 상기 단말간의 근접성 감시 없이 재활용될 수 있다.
또 다른 측면에 따르면, 상기 그룹화된 자원은 상기 셀 내에서 사용되는 자원과는 별도로 관리될 수 있다.
또 다른 측면에 따르면, 상기 그룹화된 자원은 상기 셀 내에서 사용되는 자원과 기 설정된 주기로 변경될 수 있다.
또 다른 측면에 따르면, 상기 할당할 자원은 상기 셀 ID(IDentification), 상기 셀에 인접한 셀의 ID, 셀 간에 사용 가능한 자원 그룹 ID 및 직접통신 중인 단말들의 쌍에 대한 정보를 포함하는 셀 내 스케쥴링 자원 정보 테이블을 기초로 관리될 수 있다.
또 다른 측면에 따르면, 상기 할당된 자원은 상기 셀 ID에 대한 자원 그룹 ID 별로 할당된 자원에 대한 정보를 포함하는 자원 할당 정보 테이블을 기초로 관리될 수 있다.
또 다른 측면에 따르면, 상기 할당된 자원에 대한 정보는 상기 근접 코디네이터의 초기 동작 시 또는 상기 할당된 자원에 대한 정보의 변경 시 해당 기지국으로 전송될 수 있다.
또 다른 측면에 따르면, 상기 할당된 자원에 대한 정보는 상기 기지국으로부터 셋업(Setup) 정보 요청이 수신되는 경우 해당 기지국으로 전송될 수 있다.
또 다른 측면에 따르면, 상기 할당하는 단계 이후에 상기 직접통신을 수행하는 단말이 접속한 기지국으로 상기 할당한 자원에 대한 정보를 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
단말간 직접통신을 위하여 기지국에서 사용되는 셀룰러 자원을 스케쥴링하는 방법은 기지국이 서로 근접한 단말들 간에 직접통신이 가능한지를 판단하는 단계, 상기 근접한 단말들 간의 직접통신이 가능한 것으로 판단되는 경우 상기 단말들이 상기 기지국의 셀에 속하는지를 검증하는 단계, 상기 단말들 중 어느 하나가 다른 기지국의 셀에 속하는 것으로 판단되는 경우 근접 코디네이터로 상기 단말들 간의 직접통신을 위한 자원 할당을 요청하는 단계 및 상기 근접 코디네이터로부터 수신한 자원 할당 정보를 기초로 해당 단말에게 자원을 할당하는 단계를 포함할 수 있다.
단말간 직접통신을 위하여 기지국에서 사용되는 셀룰러 자원을 스케쥴링하는 장치는 기지국의 셀 정보를 기초로 서로 인접한 기지국의 셀룰러 자원을 그룹화하고 상기 그룹화된 자원 별로 상기 단말에게 할당할 자원과 상기 단말에게 할당된 자원을 관리하는 자원 그룹 관리부 및 서로 다른 셀에 위치하는 단말간의 직접통신을 요청 받는 경우 상기 할당할 자원과 상기 할당된 자원에 대한 정보를 기초로 상기 단말에게 상기 그룹화된 자원을 할당하는 자원 그룹 할당부를 포함할 수 있다.
단말간 직접통신을 위하여 셀룰러 자원을 스케쥴링하는 기지국은 서로 근접한 단말들 간에 직접통신이 가능한지를 판단하고, 상기 근접한 단말들 간의 직접통신이 가능한 것으로 판단되는 경우 상기 단말들이 동일 셀에 속하는지를 검증하며, 상기 단말들이 동일 셀에 속하지 않는 것으로 판단되는 경우 근접 코디네이터로 상기 단말들 간의 직접통신을 위한 자원 할당을 요청하고, 상기 근접 코디네이터로부터 수신한 자원 할당 정보를 기초로 해당 단말에게 자원을 할당할 수 있다.
셀룰러 자원을 사용하여 단말간 직접통신을 하는 경우, 근접 코디네이터(Proximity Coordinator)를 이용하여 서로 다른 셀에 위치한 단말들의 직접통신에 필요한 자원을 효율적으로 할당하고 관리할 수 있다.
인접 셀들의 위치에 따라 자원이 그룹화되고 재활용되기 때문에 단말간의 직접통신을 위한 자원이 효율적으로 관리되고 할당될 수 있다.
근접 코디네이터로 인해 셀 경계에 위치한 단말들이 기지국을 경유하지 않고 직접통신을 가능하게 됨에 따라 기지국을 경유하는 것 보다 무선 자원이 효율적으로 사용될 수 있다.
도 1은 이동통신망을 이용한 단말간 직접통신을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 있어서, 서로 다른 셀에 접속한 단말간의 직접통신을 효율적으로 관리하기 위한 구조를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 있어서, 근접 코디네이터를 나타내는 블록도이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 일실시예에 있어서, 셀룰러 기반 단말간 직접통신을 위한 근접 코디네이터의 물리적인 위치를 나타내는 예시도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 있어서, 서로 다른 셀에 접속한 D2D 단말간의 통신 시 근접 코디네이터가 셀룰러 자원을 그룹화하여 재활용하는 과정을 설명하기 위한 예시도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 있어서, 기지국이 셀룰러 기반 단말간 직접통신을 설정하는 과정을 나타내는 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 있어서, 도 7은 근접 코디네이터가 관리하는 자원을 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 있어서, 근접 코디네이터와 기지국의 초기 정보 설정을 위한 자원 공유 과정을 나타내는 타이밍도이다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 있어서, 서로 다른 셀에 위치한 단말간 직접 통신을 위한 자원을 할당하는 과정을 나타내는 타이밍도이다.
도 11은 본 발명의 일실시예에 있어서, 서로 다른 셀에 위치한 단말간 직접통신을 위한 스케쥴링 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 있어서, 서로 다른 셀에 접속한 단말간의 직접통신을 효율적으로 관리하기 위한 구조를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 있어서, 근접 코디네이터를 나타내는 블록도이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 일실시예에 있어서, 셀룰러 기반 단말간 직접통신을 위한 근접 코디네이터의 물리적인 위치를 나타내는 예시도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 있어서, 서로 다른 셀에 접속한 D2D 단말간의 통신 시 근접 코디네이터가 셀룰러 자원을 그룹화하여 재활용하는 과정을 설명하기 위한 예시도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 있어서, 기지국이 셀룰러 기반 단말간 직접통신을 설정하는 과정을 나타내는 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 있어서, 도 7은 근접 코디네이터가 관리하는 자원을 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 있어서, 근접 코디네이터와 기지국의 초기 정보 설정을 위한 자원 공유 과정을 나타내는 타이밍도이다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 있어서, 서로 다른 셀에 위치한 단말간 직접 통신을 위한 자원을 할당하는 과정을 나타내는 타이밍도이다.
도 11은 본 발명의 일실시예에 있어서, 서로 다른 셀에 위치한 단말간 직접통신을 위한 스케쥴링 방법을 나타내는 흐름도이다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 이동통신망을 이용한 단말간 직접통신을 나타내는 도면이다. 이하, 도 1을 참조하여 3개의 기지국(101, 102, 103)에 각각 접속 중인 단말(111, 112, 113, 114, 115)들의 직접통신에 대해 예를 들어 설명한다. 도 1에 도시된 육각형 테두리(100)는 각 기지국의 셀(Cell)을 나타낸다.
제1 단말(111)과 제2 단말(112)은 모두 제1 기지국(101)에 접속 중에 단말간 직접통신을 수행할 수 있다. 제1 기지국(101)에 접속중인 제3 단말(113)은 제2 기지국에 접속한 제4 단말(114) 혹은 제3 기지국(103)에 접속중인 제5 단말(115)과 단말간 직접통신 페어(Pair)가 되어 통신할 수 있다.
그러나, 제1 기지국(101)에 접속중인 제1 단말(111)과 제2 단말(112)은 제1 기지국(101)에서 사용하는 셀룰러 자원을 공유하여 직접통신을 수행할 수 있지만, 제4 단말(114)이 서로 다른 기지국에 속한 제3 단말(113) 및 제5 단말(115)과 직접통신을 수행하고자 하는 경우 이를 위한 셀룰러 자원은 3개의 기지국(101, 102, 103)이 공유해야 하며, 따라서 이를 효율적으로 할당하는 방법이 필요하다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 있어서, 서로 다른 셀에 접속한 단말간의 직접통신을 효율적으로 관리하기 위한 구조를 나타내는 도면이다. 도 2를 참조하면, 서로 다른 셀에 접속한 단말간 직접통신을 효율적으로 스케쥴링하기 위한 근접 코디네이터(Proximity Coordinator)(200)가 도시되어 있다.
근접 코디네이터(200)는 단말간 직접통신((D2D: Device to device) 서비스를 제공하는 복수개의 기지국(201, 202, 203)과 연결될 수 있다. 근접 코디네이터(200) 와 연결된 기지국들(201, 202)에서 D2D 서비스를 제공받는 단말들(211, 212)은 서로 다른 셀에 속한 단말과의 직접통신을 제공받을 수 있다.
도 2에는 제1 기지국(201)에 접속중인 제1 단말(211)과 제2 기지국(202)에 접속중인 제2 단말(212)이 각각의 기지국(201, 202)을 통해 근접 코디네이터(201)가 할당하고 제어하는 셀 경계(220, 230)의 직접통신을 위한 셀룰러 자원을 할당 받아 직접통신을 수행하는 것이 도시되어 있다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 있어서, 근접 코디네이터를 나타내는 블록도이다. 도 3을 참조하면, 근접 코디네이터는 자원 그룹 관리부(310) 및 자원 그룹 할당부(320)를 포함할 수 있다.
자원 그룹 관리부(310)는 기지국의 셀 정보를 기초로 서로 인접한 기지국의 셀룰러 자원을 그룹화하고, 그룹화된 자원 별로 단말에게 할당할 자원과 단말에게 할당된 자원을 관리한다.
자원 그룹 할당부(320)는 서로 다른 셀에 위치하는 단말간의 직접통신을 요청 받는 경우, 상기 할당할 자원과 상기 할당된 자원에 대한 정보를 기초로 해당 단말에게 상기 그룹화된 자원을 할당하고 직접통신을 수행하는 단말이 접속한 기지국으로 할당한 자원에 대한 정보를 전송한다. 자원 그룹 할당부(320)는 근접 코디네이터가 초기 동작하는 경우 또는 상기 할당된 자원에 대한 정보가 변경되는 경우 각 자원 그룹 별로 할당된 자원에 대한 정보를 해당 기지국으로 전송하거나, 기지국으로부터 셋업(Setup) 정보 요청이 수신되는 경우 각 자원 그룹 별로 할당된 자원에 대한 정보를 해당 기지국으로 전송할 수 있다.
이 때, 자원 그룹 관리부(310)에 의해 그룹화된 자원은 셀의 위치 정보를 기초로 단말간의 근접성 감시 없이 재활용될 수 있고, 셀 내에서 사용되는 자원과는 별도로 관리될 수 있다. 또한, 상기 그룹화된 자원은 셀 내에서 사용되는 자원과 기 설정된 주기로 변경될 수도 있다.
한편, 자원 그룹 할당부(320)는 셀 ID(IDentification), 상기 셀에 인접한 셀의 ID, 셀 간에 사용 가능한 자원 그룹 ID 및 직접통신 중인 단말들의 쌍에 대한 정보를 포함하는 셀 내 스케쥴링 자원 정보 테이블을 기초로 단말에게 할당할 자원을 관리할 수 있고, 상기 셀 ID에 대한 자원 그룹 ID 별로 할당된 자원에 대한 정보를 포함하는 자원 할당 정보 테이블을 기초로 단말에게 할당된 자원을 관리할 수 있다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 일실시예에 있어서, 셀룰러 기반 단말간 직접통신을 위한 근접 코디네이터의 물리적인 위치를 나타내는 예시도이다.
먼저, 도 4를 참조하면, 근접 코디네이터(400)는 물리적으로 독립된 노드에 위치하여 복수개의 기지국들(411, 412, 413)과 연결될 수 있다. 한편, 근접 코디네이터(400)는 기지국들(411, 412, 413)의 제어를 위한 제어기(MME: Mobility Management Entity)(450)와도 연결될 수 있다.
근접 코디네이터(400)가 제어기(450)와 연결된 경우, 단말간 직접통신에 대한 권한검증 등의 절차들이 추가적으로 일어날 수 있다. 또한, 이러한 근접 코디네이터(400)를 통해 셀룰러 자원을 할당 받는 단말들(421, 422)은 서로 다른 셀에 속해있더라도 직접통신을 수행할 수 있다.
한편 도 5(a)를 참조하면, 근접 코디네이터(511, 512)는 각각의 기지국(501, 502)에 포함되어 단말들(521, 522) 간의 직접통신용 자원을 할당할 수도 있다. 또한, 클라우드 기지국과 같이 RF(Radio Frequency) 유닛과 디지털 유닛(DU: Digital Unit)이 분리되어 DU들이 집중국에 중앙집중(Centralized)되는 경우, 도 5(b)에 도시된 것과 같이 근접 코디네이터(560)는 클라우드 기지국의 집중국(550) 내에 위치하여 단말들(571, 572)간의 직접통신용 자원을 할당할 수도 있다.
이와 같이 근접 코디네이터는 물리적으로 어떠한 위치에도 올 수 있으며, 서로 다른 셀에 접속한 단말간의 직접통신용 자원을 할당하고 관리한다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 있어서, 서로 다른 셀에 접속한 D2D 단말간의 통신 시 근접 코디네이터가 셀룰러 자원을 그룹화하여 재활용하는 과정을 설명하기 위한 예시도이다. 이하, 도 6을 참조하여 근접 코디네이터가 서로 다른 셀에 접속중인 단말간의 직접통신 시 자원 재활용을 위한 단말간의 근접성 감시 없이, 인접한 셀의 정보만으로 자원 그룹을 달리 할당하는 방법에 대해 설명한다.
근접 코디네이터는 서로 다른 셀에 접속한 D2D 단말간의 직접통신을 위하여 셀룰러 자원을 그룹화하여 할당하고 이를 재활용할 수 있다. 일 예로, 도 6에는 셀 C1(601)이 주변의 셀 C2(602), C3(603), C4(604), C5(605), C6(606) 및 C7(607)에 둘러싸여 있는 경우가 도시되어 있다. 이 경우, 근접 코디네이터는 각 셀 경계의 자원을 셀 내의 자원과 구분하여 하나의 자원 그룹으로 관리할 수 있으며, 경계한 셀에 따라 자원 그룹(Resource Group)을 달리 할당할 수 있다. 도 6에는 일 예로 자원 그룹이 3개(제1 자원, 제2 자원 및 제3 자원)로 나뉜 경우가 도시되어 있다.
한편, 셀 내의 자원과 셀 경계의 직접통신을 위한 자원은 기 설정된 주기(예를 들어, 긴 주기)로 변경 가능하다. 도 6에서와 같이, C1(601)과 C7(607)사이에 제1 자원 그룹(610)에 해당하는 자원이 할당되면, C1(601)과 C4(604)사이는 충분히 멀리기 때문에 C1(601)과 C4(604)사이에는 C1(601)과 C7(607)사이의 자원 그룹과 동일한 자원 그룹인 제1 자원 그룹(610)이 할당될 수 있다. 이는 단말이 접속한 셀의 위치에 따라, 서로 다른 셀에 접속한 단말간 직접통신을 위해 셀 내의 자원과는 별도인 자원 그룹에 속한 자원이 재활용될 수 있음을 나타낸다.
이와 같은 논리로 C1(601)과 C2(602)간 사용되는 제2 자원 그룹(611)의 자원들은 C1(601)과 C5(605)사이에서 직접통신하는 단말들에게도 활용가능하며, C1(601)과 C3(603)간의 제3 자원 그룹(612)의 자원들은 C1(601)과 C6(606)사이에서 단말간 직접통신 서비스중인 단말들에게 할당될 수 있다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 있어서, 기지국이 셀룰러 기반 단말간 직접통신을 설정하는 과정을 나타내는 흐름도이다.
기지국은 단말간 직접통신 서비스를 지원하는 능력이 있음을 알리는 SIB(System Information Block) 메시지를 주기적으로 방송할 수 있다(710). 단말간 직접통신 서비스를 지원할 수 있는 단말이 기지국에 접속하게 되면, 기지국은 근접한 단말간의 통신이 가능한지를 판단하기 위하여 D2D 디스커버리(Discovery)를 수행한다(720). D2D 디스커버리 수행 결과 근접한 단말간의 직접통신이 가능한 것으로 판단되면(730), 기지국은 근접한 두 단말이 동일 셀에 속하는지 검증한다(740).
이 때, 상기 단말들 중 어느 하나가 다른 기지국의 셀에 속하는 것으로 판단되는 경우 즉, 근접한 두 단말이 서로 다른 셀에 속한 것으로 판단되면, 기지국은 근접 코디네이터로 셀룰러 자원 할당을 요청한다(750). 이 후, 근접 코디네이터로부터 자원 할당 정보가 통보되면(760), 기지국은 이를 기초로 서로 다른 셀에 접속한 단말에 대한 직접통신용 자원을 할당하여(770) 해당 단말에게 알려줄 수 있다.
여기서, 근접 코디네이터로부터 수신한 자원 할당 정보는 기지국들의 셀 정보를 기초로 근접 코디네이터에 의해 그룹화된 서로 인접한 기지국의 셀룰러 자원 중 해당 단말들에게 할당된 자원에 대한 정보일 수 있고, 해당 단말이 접속한 셀의 위치에 따라 단말들 간의 근접성 감시 없이 재활용될 수 있다. 또한, 근접 코디네이터로부터 수신한 자원 할당 정보는 셀 내에서 사용되는 자원과는 별도로 관리될 수 있다.
한편, 단말간 직접통신을 수행하는 두 개의 단말이 동일 셀에 위치하는 것으로 판단되는 경우(740), 해당 기지국은 상기 두 개의 단말간의 근접 통신을 위하여 자원을 동적으로 할당하여 해당 단말에게 알려줄 수 있다(770). 이 때, 기지국은 동일 셀에 위치한 단말간 직접통신의 경우 셀 내에 할당된 자원을 할당할 수도 있고, 서로 다른 셀에 접속한 단말간 직접통신을 위하여 할당된 자원을 사용할 수도 있다. 또한, 기지국은 스케쥴링 순간에 서로 다른 셀에 접속한 단말간 직접통신을 위하여 할당된 자원이 사용되고 있지 않으면, 근접 코디네이터에서 관리하는 자원을 할당할 수도 있다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 있어서, 근접 코디네이터가 관리하는 자원을 나타내는 도면이다. 도 8(a)는 서로 다른 셀에 접속한 단말들간의 직접통신 서비스를 위한 셀 내(Inter-cell) 스케쥴링 자원 정보 테이블을 나타내고, 도 8(b)는 자원 그룹에 대한 자원 할당 정보 테이블을 나타낸다.
근접 코디네이터는 서로 다른 셀에 접속한 단말들간의 직접통신을 위한 셀룰러 자원을 관리하며, 자원을 할당하는 기능을 수행한다. 근접 코디네이터는 서로 다른 셀에 접속한 단말간의 직접통신을 위하여 도 6에 도시된 것과 같은 자원 그룹 별로 자원을 관리할 수 있으며, 이를 위해 인접한 셀에 대한 정보를 도 8(a)에 도시된 것과 같은 셀 내 스케쥴링 자원 정보 테이블에 저장할 수 있다.
셀 내 스케쥴링 자원 정보 테이블은 중심셀 ID인 Cell A ID(810), 상기 중심셀에 인접한 인접셀 ID인 Cell B ID(820), 셀간에 사용 가능한 자원 그룹 ID인 RG(Resource Group) ID(830) 및 인접셀에서 직접통신 중인 단말들의 쌍에 대한 정보인 D2D Pair Info List(840)를 포함할 수 있다.
D2D Pair Info List(840)는 서로 다른 셀에 접속하여 D2D 통신 중인 단말들의 쌍에 대한 정보로, 인접셀에서 직접통신중인 쌍의 개수에 대한 정보(842) 및 그 개수만큼의 쌍에 대한 정보(844)를 포함할 수 있다. 여기서, 그 개수만큼의 쌍에 대한 정보는 단말 ID, QoS(Quality of Service) 정보, 할당된 자원 등에 대한 정보로 구성될 수 있다.
한편, 근접 코디네이터는 도 8(b)에 도시된 것과 같은 자원 그룹에 대한 자원 할당 정보 테이블을 관리할 수 있다. 자원 할당 정보 테이블은 중심 셀 ID(850)에 대한 자원 그룹 ID(860) 별 자원 할당 정보(870)를 포함할 수 있다. 근접 코디네이터는 이와 같은 자원 할당 정보 테이블을 이용하여 자원 그룹별로 단말에게 할당된 자원에 대한 정보를 관리할 수 있다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 있어서, 근접 코디네이터와 기지국의 초기 정보 설정을 위한 자원 공유 과정을 나타내는 타이밍도이다. 직접 통신용 자원 정보는 기지국으로부터 근접 코디네이터로 전송되는 셋업(Setup) 정보 요청에 의하여 공유될 수 있으며, 근접 코디네이터가 기지국에게 직접 통신용 자원 정보를 알려주는 방법으로 공유될 수도 있다.
먼저, 도 9(a)를 참조하여 근접 코디네이터가 기지국들의 요청에 의하여 직접통신용 자원을 전송하는 과정에 대해 설명한다. 근접 코디네이터에 연결된 기지국들은 서로 다른 셀에 접속한 단말들의 직접통신을 가능하게 하기 위하여 D2D-SetupInformationRequest 메시지를 근접 코디네이터로 전송한다(910). 이에 대해, 근접 코디네이터는 D2D-SetupInformationResponse 메시지를 통해 각 자원 그룹별로 할당된 자원 정보를 해당 기지국으로 전송한다(920).
다음으로, 도 9(b)를 참조하여 근접 코디네이터가 기지국들에게 직접통신용 자원 정보를 알려주는 과정에 대해 설명한다. 이는 근접 코디네이터가 기지국들의 직접통신용 자원 정보를 리셋(Reset)하는 방법으로, 초기 혹은 직접통신용 자원 정보의 변경 시 사용될 수 있다.
도 9(b)를 참조하면, 근접 코디네이터는 초기 셋업 후 또는 서로 다른 셀에 접속한 단말들간의 직접통신용 자원 정보가 변경되는 경우 D2D-ResetResourceRequest 메시지를 통해 해당 기지국들로 각 자원 그룹들에 대한 자원 할당 정보를 전송할 수 있다(930). 이를 수신한 기지국은 D2D-ResetResourceResponse 메시지를 근접 코디네이터로 전송하여 자원 정보를 수신하였음을 알릴 수 있다(940).
이러한 과정을 통해 기지국들은 서로 다른 셀에 접속한 단말의 직접통신을 위한 자원을 예약할 수 있고, 예약된 자원은 사용되지 않을 때만 다른 목적으로 사용할 수 있다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 있어서, 서로 다른 셀에 위치한 단말간 직접 통신을 위한 자원을 할당하는 과정을 나타내는 타이밍도이다.
서로 다른 셀에 접속한 제1 단말과 제2 단말이 기지국의 D2D 디스커버리에 의하여 발견되면(1010), 제1 단말과 제2 단말은 근접 코디네이터에게 D2D-RegistrationRequest 메시지를 송신하여 새로운 D2D 쌍(Pair)이 생겼음을 알린다. 이 때, 단말과 근접 코디네이터 간의 메시지는 NAS(Non Access Stratum) 메시지일 수 있다.
일 예로, 근접 코디네이터는 제1 단말로부터 D2D-RegistrationRequest 메시지를 수신하면(1012), 이에 대응하여 제1 단말로 D2D-RegistrationResponse 메시지를 전송한다(1014). 마찬가지로, 근접 코디네이터는 제2 단말로부터 D2D-RegistrationRequest 메시지를 수신하면(1016), 이에 대응하여 제2 단말로 D2D-RegistrationResponse 메시지를 전송한다(1018).
이하 일 예로, 제1 단말이 D2D 통신을 시작하고자 하는 경우에 대해 설명한다. 제1 단말이 제2 단말과 직접통신을 시작하기 위해서는(1020) 각 단말이 셀룰러 자원을 할당 받아야 하고, 이를 위하여 D2D 통신을 시작하고자 하는 단말(제1 단말)은 기지국(제1 기지국)을 통하여 근접 코디네이터로 D2D-SchedulingRequest 메시지를 송신한다(1022).
근접 코디네이터는 D2D-SchedulingRequest 메시지를 수신하면, 각 단말(제1 단말 및 제2 단말)이 접속한 기지국에 따라 해당 자원 그룹의 자원을 할당하여 그 정보를 D2D-SchedulingResponse 메시지를 통해 제1 기지국으로 송신하고, 제1 기지국은 수신한 자원 할당 정보를 제1 단말로 송신한다(1024). 이 때 단말과 기지국간의 메시지는 맥(MAC) 메시지일 수 있다.
또한, 근접 코디네이터는 제2 단말에게 할당된 셀룰러 자원 정보를 D2D-SchedulingNotification 메시지를 통해 제2 기지국으로 송신하며, 이 때 D2D-SchedulingNotification 메시지는 수신 단말의 기지국(제2 기지국)을 통하여 제2 단말로 전송될 수 있다(1026). 이와 같은 과정이 완료되면, 제1 단말은 할당된 자원을 사용하여 제2 단말과 직접통신을 통해 데이터를 송수신할 수 있다(1028).
이하, 제2 단말이 제1 단말과 직접통신을 시작하는 과정(1030)에 대해 설명한다.
제2 단말이 제2 기지국을 통하여 근접 코디네이터로 D2D-SchedulingRequest 메시지를 송신하면, 근접 코디네이터는 각 단말(제1 단말 및 제2 단말)이 접속한 기지국에 따라 해당 자원 그룹의 자원을 할당하고 이에 대한 정보를 D2D-SchedulingResponse 메시지를 통해 제2 기지국으로 송신한다. 제2 기지국은 수신한 자원 할당 정보를 제2 단말로 송신한다. 한편, 근접 코디네이터는 D2D-SchedulingNotification 메시지를 통해 제1 단말에게 할당된 셀룰러 자원 정보를 제1 기지국으로 송신함으로써 제1 단말에게 할당된 셀룰러 자원 정보가 제1 단말로 전송되도록 한다. 이와 같은 과정이 완료되면, 제2 단말은 할당된 자원을 이용하여 제1 단말로 데이터를 송신할 수 있고(1032), 제1 단말은 수신 자원 정보를 미리 알고 있기 때문에 제2 단말이 송신한 데이터를 수신할 수 있다.
도 11은 본 발명의 일실시예에 있어서, 서로 다른 셀에 위치한 단말간 직접통신을 위한 스케쥴링 방법을 나타내는 흐름도이다.
근접 코디네이터는 직접통신용 스케쥴링 자원을 초기화할 수 있고(1110), 자원 재활용을 위한 자원 그룹별 자원할당 테이블을 초기화할 수 있다(1120). 이 절차 내에는 도 9의 절차를 통한 기지국과의 자원공유 설정도 포함될 수 있다.
초기화가 완료되면, 근접 코디네이터는 메시지를 수신할 수 있는 상태가 되어 D2D-RegistrationRequest 메시지, D2D-DeRegistrationRequest 메시지, D2D-SchedulingRequest 메시지 등을 수신할 수 있다.
일 예로, 근접 코디네이터는 직접통신을 수행하고자 하는 단말로부터 D2D-RegistrationRequest 메시지를 수신하면(1131), MME를 통한 D2D 노드(Node)간 통신 가능여부를 확인하여(1132) 도 8에 도시된 것과 같은 셀 내 스케쥴링 자원 테이블에 D2D 쌍(Pair)에 대한 정보를 추가하고(1133), 해당 단말로 D2D-RegistrationResponse 메시지를 송신한다(1134).
한편, 근접 코디네이터는 단말로부터 D2D-DeRegistrationRequest 메시지를 수신하면(1141), 셀 내 스케쥴링 자원 테이블에서 D2D 쌍에 대한 정보를 삭제한 후(1142), 해당 단말로 D2D-DeRegistrationResponse 메시지를 송신할 수 있다(1142).
또한, 근접 코디네이터는 단말로부터 D2D-SchedulingRequest 메시지 수신하면(1151), 자원 그룹 할당 테이블에 근거하여 D2D 쌍(Pair)에 대한 자원을 할당하고(1152), 그 결과로 메시지 송신 단말에게는 D2D-SchedulingResponse 메시지를 송신하고(1153), D2D 쌍의 상대 단말에게는 D2D-SchedulingNotification 메시지를 송신할 수 있다(1154). 이와 같은 메시지 처리 과정은 계속적으로 수행될 수 있다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
200: 근접 코디네이터
201, 202, 203: 기지국
211, 212: 단말
201, 202, 203: 기지국
211, 212: 단말
Claims (20)
- 단말간 직접통신을 위하여 기지국에서 사용되는 셀룰러 자원을 스케쥴링하는 방법에 있어서,
근접 코디네이터가 상기 기지국의 셀 정보를 기초로 서로 인접한 기지국의 셀룰러 자원을 그룹화하는 단계;
상기 그룹화된 자원 별로 상기 단말에게 할당할 자원과 상기 단말에게 할당된 자원을 관리하는 단계; 및
서로 다른 셀에 위치하는 단말간의 직접통신을 요청 받는 경우 상기 할당할 자원과 상기 할당된 자원에 대한 정보를 기초로 상기 단말에게 상기 그룹화된 자원을 할당하는 단계
를 포함하는 스케쥴링 방법. - 제1항에 있어서,
상기 단말간 직접통신은,
서로 다른 기지국에 접속한 단말간의 셀룰러 이동통신을 이용한 직접통신인 것을 특징으로 하는 스케쥴링 방법. - 제1항에 있어서,
상기 그룹화된 자원은,
상기 셀의 위치 정보를 기초로 상기 단말간의 근접성 감시 없이 재활용되는 것을 특징으로 하는 스케쥴링 방법. - 제3항에 있어서,
상기 그룹화된 자원은,
상기 셀 내에서 사용되는 자원과는 별도로 관리되는 것을 특징으로 하는 스케쥴링 방법. - 제4항에 있어서,
상기 그룹화된 자원은,
상기 셀 내에서 사용되는 자원과 기 설정된 주기로 변경되는 것을 특징으로 하는 스케쥴링 방법. - 제1항에 있어서,
상기 할당할 자원은,
상기 셀 ID(IDentification), 상기 셀에 인접한 셀의 ID, 셀 간에 사용 가능한 자원 그룹 ID 및 직접통신 중인 단말들의 쌍에 대한 정보를 포함하는 셀 내 스케쥴링 자원 정보 테이블을 기초로 관리되는 것을 특징으로 하는 스케쥴링 방법. - 제6항에 있어서,
상기 할당된 자원은,
상기 셀 ID에 대한 자원 그룹 ID 별로 할당된 자원에 대한 정보를 포함하는 자원 할당 정보 테이블을 기초로 관리되는 것을 특징으로 하는 스케쥴링 방법. - 제1항에 있어서,
상기 할당된 자원에 대한 정보는,
상기 근접 코디네이터의 초기 동작 시 또는 상기 할당된 자원에 대한 정보의 변경 시 해당 기지국으로 전송되는 것을 특징으로 하는 스케쥴링 방법. - 제1항에 있어서,
상기 할당된 자원에 대한 정보는,
상기 기지국으로부터 셋업(Setup) 정보 요청이 수신되는 경우 해당 기지국으로 전송되는 것을 특징으로 하는 스케쥴링 방법. - 제1항에 있어서,
상기 할당하는 단계 이후에,
상기 직접통신을 수행하는 단말이 접속한 기지국으로 상기 할당한 자원에 대한 정보를 전송하는 단계
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스케쥴링 방법. - 단말간 직접통신을 위하여 기지국에서 사용되는 셀룰러 자원을 스케쥴링하는 방법에 있어서,
기지국이 서로 근접한 단말들 간에 직접통신이 가능한지를 판단하는 단계;
상기 근접한 단말들 간의 직접통신이 가능한 것으로 판단되는 경우 상기 단말들이 상기 기지국의 셀에 속하는지를 검증하는 단계;
상기 단말들 중 어느 하나가 다른 기지국의 셀에 속하는 것으로 판단되는 경우 근접 코디네이터로 상기 단말들 간의 직접통신을 위한 자원 할당을 요청하는 단계; 및
상기 근접 코디네이터로부터 수신한 자원 할당 정보를 기초로 해당 단말에게 자원을 할당하는 단계
를 포함하는 스케쥴링 방법. - 제11항에 있어서,
상기 기지국이 단말간 직접통신 서비스를 지원함을 알리는 메시지를 방송하는 단계
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스케쥴링 방법. - 제11항에 있어서,
상기 검증하는 단계 이후에,
상기 단말들이 상기 기지국의 셀에 속하는 것으로 판단되는 경우 상기 단말들 간의 직접통신을 위한 자원을 동적으로 할당하는 단계
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스케쥴링 방법. - 제11항에 있어서,
상기 근접 코디네이터로부터 수신한 자원 할당 정보는,
기지국들의 셀 정보를 기초로 상기 근접 코디네이터에 의해 그룹화된 서로 인접한 기지국의 셀룰러 자원 중 상기 단말들에게 할당된 자원에 대한 정보인 것을 특징으로 스케쥴링 방법. - 제14항에 있어서,
상기 그룹화된 서로 인접한 기지국의 셀룰러 자원은,
상기 단말이 접속한 셀의 위치에 따라 상기 단말들 간의 근접성 감시 없이 재활용되는 것을 특징으로 하는 스케쥴링 방법. - 제11항에 있어서,
상기 그룹화된 서로 인접한 기지국의 셀룰러 자원은,
상기 기지국의 셀 내에서 사용되는 자원과는 별도로 관리되는 것을 특징으로 하는 스케쥴링 방법. - 단말간 직접통신을 위하여 기지국에서 사용되는 셀룰러 자원을 스케쥴링하는 장치에 있어서,
기지국의 셀 정보를 기초로 서로 인접한 기지국의 셀룰러 자원을 그룹화하고 상기 그룹화된 자원 별로 상기 단말에게 할당할 자원과 상기 단말에게 할당된 자원을 관리하는 자원 그룹 관리부; 및
서로 다른 셀에 위치하는 단말간의 직접통신을 요청 받는 경우 상기 할당할 자원과 상기 할당된 자원에 대한 정보를 기초로 상기 단말에게 상기 그룹화된 자원을 할당하는 자원 그룹 할당부
를 포함하는 스케쥴링 장치. - 제17항에 있어서,
상기 단말간 직접통신은,
서로 다른 기지국에 접속한 단말간의 셀룰러 이동통신을 이용한 직접통신인 것을 특징으로 하는 스케쥴링 장치. - 제17항에 있어서,
상기 그룹화된 자원은,
상기 셀의 위치 정보를 기초로 상기 단말간의 근접성 감시 없이 재활용되고, 상기 셀 내에서 사용되는 자원과는 별도로 관리되는 것을 특징으로 하는 스케쥴링 장치. - 단말간 직접통신을 위하여 셀룰러 자원을 스케쥴링하는 기지국에 있어서,
서로 근접한 단말들 간에 직접통신이 가능한지를 판단하고,
상기 근접한 단말들 간의 직접통신이 가능한 것으로 판단되는 경우 상기 단말들이 동일 셀에 속하는지를 검증하며,
상기 단말들이 동일 셀에 속하지 않는 것으로 판단되는 경우 근접 코디네이터로 상기 단말들 간의 직접통신을 위한 자원 할당을 요청하고,
상기 근접 코디네이터로부터 수신한 자원 할당 정보를 기초로 해당 단말에게 자원을 할당하는 기지국.
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