KR20150018268A - 디바이스-투-디바이스 통신 시스템에서 피어 탐색 자원 선택 장치 및 방법 - Google Patents

디바이스-투-디바이스 통신 시스템에서 피어 탐색 자원 선택 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 디바이스-투-디바이스(Device-to-Device: D2D) 통신 시스템에서 디바이스가 피어 탐색 자원(Peer Discovery Resource: PDR)을 선택하는 방법에 있어서, 상기 디바이스 자신이 선택 가능한 PDR 선택 범위를 결정하는 과정과, 상기 PDR 선택 범위에서 PDR을 선택하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.

Description

디바이스-투-디바이스 통신 시스템에서 피어 탐색 자원 선택 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR SELECTING PEER DISCORVERY RESOURCE IN DEVICE-TO-DEVICE COMMUNICATION SYSTEM}
본 발명은 디바이스-투-디바이스(Device-to-Device: D2D, 이하 'D2D'라 칭하기로 한다) 통신 시스템에서 피어 탐색 자원(Peer Discovery Resource: PDR, 이하 'PDR'이라 칭하기로 한다) 선택 장치 및 방법에 관한 것으로서, 특히 D2D 통신 시스템에서 탐색 성능을 향상시키는 PDR을 선택하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로, D2D 통신 시스템에서는 디바이스가 디바이스 스스로 상기 디바이스와 인접한 인접 디바이스들을 식별하고, 필요할 경우 특정 인접 디바이스와 무선 링크를 성립하여 데이터를 송/수신한다. 이와 같은 무선 링크 성립 및 데이터 송/수신 과정은 별도의 추가 장치의 도움없이 디바이스들 사이에서 분산적으로 수행되는 것을 기본으로 하고 있으며, 따라서 D2D 통신 시스템은 다른 무선 통신 시스템과 비교할 경우 별도의 인프라 구조 없이 신속한 시장 도입이 가능하다는 장점을 가진다. 또한, D2D 통신 시스템은 데이터 트래픽들을 지역적으로 수용함으로써 현재 기지국 또는 억세스 포인트(Access Point: AP)로 집중되고 있는 트래픽 과부하 문제를 해결할 수 있다.
따라서, 3세대 파트너쉽 프로젝트(3RD Generation Project Partenership: 3GPP, 이하 '3GPP'라 칭하기로 한다)와, 국제 전기 전자 기술자 협회(Institute of Electrical and Electronics Engineers: IEEE, 이하 'IEEE'라 칭하기로 한다)와 같은 표준화 단체에서는 롱 텀 에볼루션-어드밴스드(Long-Term Evolution Advanced: LTE-A)나 Wi-Fi(Wireless-Fidelity) 등을 기반으로 하여 D2D 통신 표준 제정을 추진하고 있으며, 또한 다양한 D2D 통신 방식들이 개발되고 있다.
최근 3GPP에서는 디바이스 간 인접성 기반 서비스(Proximity Service) 지원을 위한 표준화 작업이 활발하게 진행되고 있다. 특히, 인접 디바이스 간의 데이터 전송 속도를 향상시키고, 전송 지연을 줄일 수 있는 D2D 통신 방식은 상기 디바이스 간 인접성 기반 서비스를 지원하기에 적합한 방식으로서 고려되고 있다. 여기서, 상기 D2D 통신 방식이 디바이스 간 인접성 기반 서비스를 효과적으로 지원하기 위해서는 디바이스가 기지국 또는 억세스 포인트의 도움없이 상기 디바이스 스스로 상기 디바이스 주변에 위치한 다른 디바이스들을 탐색하고, 또한 탐색한 디바이스들을 식별할 수 있어야만 한다. 따라서, 상기 디바이스가 인접 디바이스들에게 상기 디바이스 자신의 존재를 알리고, 상기 인접 디바이스들의 정보를 획득하는 디바이스 탐색 방식은 상기 인접성 기반 서비스를 효과적으로 지원하는 데 있어 중요한 요소가 된다.
한편, 디바이스 탐색 방식들은 다양하게 제안된 바 있으며, 그 중 한 디바이스 탐색 방식인 탐색 방식에 대해서 설명하기로 한다.
상기 탐색 방식은 직교 주파수 분할 다중화(Orthogonal Frequency Division Multiplexing: OFDM, 이하 'OFDM'이라 칭하기로 한다) 방식을 기반으로 구성된 피어 탐색 자원(Peer Discovery Resource: PDR, 이하 'PDR'이라 칭하기로 한다)을 통해 디바이스들이 분산적으로 상기 디바이스들 자신의 존재를 알리는 탐색 메시지를 송신하고, 다른 디바이스들에서 송신하는 탐색 메시지를 수신하는 방식이다. 상기 탐색 방식에서는 각 디바이스가 탐색 메시지를 송신할 PDR을 분산적으로 선택하는 데 있어 각 PDR 별로 검출되는 에너지 레벨(level)을 고려한다. 즉, 각 디바이스는 탐색한 PDR들 중 에너지 레벨을 기준으로 하위 L%, 일 예로 5%의 PDR들 중 랜덤하게 1개의 PDR을 선택하고, 그 선택한 PDR을 통해 탐색 메시지를 송신함으로써 인접 디바이스들이 상기 디바이스 자신을 탐색하는 것을 가능하도록 한다.
그런데, 다수의 디바이스들이 비교적 좁은 영역에 밀집하여 위치하고 있을 경우에는, 상기 다수의 디바이스들이 검출하는 에너지 레벨이 유사하기 때문에, 상기 다수의 디바이스들이 동일한 PDR을 선택하는 경우가 발생될 수 있다. 이렇게, 다수의 디바이스들이 송신하는 탐색 메시지가 동일한 PDR을 통해 송신될 경우, 탐색 메시지가 오버랩됨으로 인해 인접 디바이스들이 해당 PDR을 통해 탐색 메시지를 송신한 디바이스들을 식별하지 못할 수 있으며, 이에 대해서 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
먼저, 각 디바이스는 상기 디바이스 자신이 스스로 측정한 PDR들의 에너지 레벨을 기반으로 하위 L%의 PDR들 중 랜덤하게 1개의 PDR을 선택하고, 상기 선택한 1개의 PDR을 통해 탐색 메시지를 송신한다. 여기서, 상호간에 인접 디바이스들 각각이 PDR들에 대한 에너지 레벨을 측정할 경우, 상기 인접 디바이스들 각각이 측정한 PDR들에 대한 에너지 레벨은 유사하게 된다. 특히, PDR들의 전체 개수의 L% 이상에 해당되는 디바이스들이 동시에 PDR 선택 동작을 수행할 경우, 해당 디바이스들 각각이 하위 L%의 에너지 레벨을 가지는 PDR들 중 랜덤하게 1개의 PDR을 선택한다고 할지라도 중복적으로 선택되는 PDR들이 발생될 확률이 높을 수 밖에 없다.
그러면 여기서 도 1을 참조하여 일반적인 D2D 통신 시스템에서 밀집하여 위치하는 디바이스들이 탐색 메시지 송신을 위해 동일한 PDR을 선택할 경우 발생될 수 있는 문제점에 대해서 설명하기로 한다.
도 1은 일반적인 D2D 통신 시스템에서 밀집하여 위치하는 디바이스들이 탐색 메시지 송신을 위해 동일한 PDR을 선택할 경우 발생될 수 있는 문제점을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 먼저 상기 D2D 통신 시스템에서 2개의 디바이스들, 즉 디바이스 #1(111)과 디바이스 #2(113)이 인접하여 위치하고 있고, 상기 디바이스 #1(111)과 디바이스 #2(113) 각각이 측정한 PDR들에 대한 에너지 레벨들은 유사하다고 가정하기로 한다. 상기 D2D 통신 시스템에서 사용 가능한 PDR들의 전체 개수가 20개라고 가정할 경우, 하위 L%, 일 예로 하위 5%의 에너지 레벨을 가지는 PDR의 개수는 1개가 된다. 따라서, 상기 디바이스 #1(111)과 디바이스 #2(113) 각각은 1개의 하위 5%의 에너지 레벨을 가지는 PDR을 선택하게 되고, 상기 디바이스 #1(111)과 디바이스 #2(113)는 인접하여 위치하고 있기 때문에 상기 디바이스 #1(111)과 디바이스 #2(113) 각각이 선택한 PDR은 동일할 수 있다. 이 경우, 상기 디바이스 #1(111)과 디바이스 #2(113)이 동일한 PDR을 선택함으로 인해, 결과적으로 상기 디바이스 #1(111)과 디바이스 #2(113) 각각에서 송신한 탐색 메시지가 동일한 PDR을 통해 오버랩되어 송신될 수 밖에 없고, 이는 다른 디바이스들이 상기 디바이스 #1(111)과 디바이스 #2(113)를 식별할 수 없게 한다.
한편, 상기 탐색 방식에서는 특정 디바이스가 탐색 메시지를 송신하기 위한 PDR 선택시 다른 디바이스들의 해당 PDR 사용 여부를 전혀 고려하지 않고 오직 해당 PDR의 에너지 레벨만을 고려하기 때문에 문제점이 발생될 수 있는데 이에 대해서 설명하면 다음과 같다.
먼저, D2D 통신 시스템에서 이미 D2D 통신을 수행하고 있던 디바이스들에 의해서 상기 D2D 통신 시스템에서 사용 가능한 모든 PDR들이 사용되고 있다고 가정하기로 한다. 이렇게, 사용 가능한 모든 PDR들이 사용되고 있는 상태에서 새로운 디바이스가 상기 D2D 통신 시스템에 접속할 경우, 상기 새로운 디바이스는 미리 설정되어 있는 피어 디바이스 탐색 주기를 기반으로 상기 탐색 방식을 사용하여 1개의 PDR을 선택하게 되고, 상기 선택한 1개의 PDR을 사용하여 탐색 메시지를 송신한다. 하지만, 상기 새로운 디바이스가 선택한 1개의 PDR은 기존 디바이스들 중 특정 디바이스가 이미 사용하고 있던 PDR이고, 이는 결과적으로 해당 PDR을 통해 탐색 메시지를 송신한 디바이스들을 식별할 수 없게 한다. 따라서, 상기 D2D 통신 시스템에서는 D2D 통신을 수행하는 디바이스들의 개수가 증가될수록 탐색되는 디바이스들의 개수는 감소하게 된다.
따라서, D2D 통신 시스템에서는 탐색 메시지 송신 오버랩을 감소시킬 수 있는, 즉 탐색 메시지 충돌을 감소시킬 수 있는 PDR 선택 방식에 대한 필요성이 대두되고 있다.
본 발명은 D2D 통신 시스템에서 PDR 선택 장치 및 방법을 제안한다.
또한, 본 발명은 D2D 통신 시스템에서 탐색 성능을 향상시키는 PDR 선택 장치 및 방법을 제안한다.
또한, 본 발명은 D2D 통신 시스템에서 탐색 메시지 충돌을 최소화시키는 PDR 선택 장치 및 방법을 제안한다.
또한, 본 발명은 D2D 통신 시스템에서 피어 디바이스 선택 지연을 최소화시키는 PDR 선택 장치 및 방법을 제안한다.
또한, 본 발명은 D2D 통신 시스템에서 불필요한 탐색 메시지 송신을 방지하는 PDR 선택 장치 및 방법을 제안한다.
본 발명에서 제안하는 장치는; 디바이스-투-디바이스(Device-to-Device: D2D) 통신 시스템에서 디바이스에 있어서, 상기 디바이스 자신이 선택 가능한 피어 탐색 자원(Peer Discovery Resource: PDR) 선택 범위를 결정하고, 상기 PDR 선택 범위에서 PDR을 선택하는 제어 유닛을 포함함을 특징으로 하는 D2D 통신 시스템에서 디바이스.
본 발명에서 제안하는 방법은; 디바이스-투-디바이스(Device-to-Device: D2D) 통신 시스템에서 디바이스가 피어 탐색 자원(Peer Discovery Resource: PDR)을 선택하는 방법에 있어서, 상기 디바이스 자신이 선택 가능한 PDR 선택 범위를 결정하는 과정과, 상기 PDR 선택 범위에서 PDR을 선택하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.
본 발명은 D2D 통신 시스템에서 탐색 성능을 향상시키는 PDR 선택을 가능하게 한다는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 D2D 통신 시스템에서 탐색 메시지 충돌을 최소화시키는 PDR 선택을 가능하게 한다는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 D2D 통신 시스템에서 피어 디바이스 선택 지연을 최소화시키는 PDR 선택을 가능하게 한다는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 D2D 통신 시스템에서 불필요한 탐색 메시지 송신을 방지하는 PDR 선택을 가능하게 한다는 효과가 있다.
도 1은 일반적인 D2D 통신 시스템에서 밀집하여 위치하는 디바이스들이 탐색 메시지 송신을 위해 동일한 PDR을 선택할 경우 발생될 수 있는 문제점을 개략적으로 도시한 도면
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 D2D 통신 시스템의 슈퍼 프레임(super-frame) 구조를 개략적으로 도시한 도면
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 D2D 통신 시스템의 피어 탐색 주기를 개략적으로 도시한 도면
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 D2D 통신 시스템에서 기지국이 디바이스들에 대한 PDR 그룹을 할당하는 과정을 개략적으로 도시한 순서도
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 D2D 통신 시스템에서 디바이스별 피어 탐색 주기의 시작 시점을 개략적으로 도시한 도면
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 D2D 통신 시스템에서 PDR 중복 선택 발생에 따라 PDR 선택 범위를 확장시키는 과정의 일 예를 개략적으로 도시한 도면
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 D2D 통신 시스템에서 PDR 중복 선택 발생에 따라 PDR 선택 범위를 확장하는 과정의 다른 예를 개략적으로 도시한 도면
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 D2D 통신 시스템에서 PDR 선택을 보류하는 과정을 개략적으로 도시한 도면
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 D2D 통신 시스템에서 디바이스가 탐색 메시지를 송신하는 과정을 개략적으로 도시한 도면
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 D2D 통신 시스템에서 디바이스가 탐색 메시지를 수신하는 과정을 개략적으로 도시한 도면
도 11은 D2D 통신 시스템이 pedestrian 이동성 모델을 기반으로 구현될 경우 본 발명의 실시예들에 따른 PDR 선택 방식의 탐색 성능을 탐색 성공 디바이스 개수를 기반으로 개략적으로 도시한 시뮬레이션 그래프(simulation graph)를 도시한 도면
도 12는 D2D 통신 시스템이 vehicle 이동성 모델을 기반으로 구현될 경우 본 발명의 실시예들에 따른 PDR 선택 방식의 탐색 성능을 탐색 성공 디바이스 개수를 기반으로 개략적으로 도시한 시뮬레이션 그래프를 도시한 도면
도 13은 D2D 통신 시스템이 pedestrian 이동성 모델을 기반으로 구현될 경우 본 발명의 실시예들에 따른 PDR 선택 방식의 탐색 성능을 PDR 충돌이 발생하는 디바이스들의 개수를 기반으로 개략적으로 도시한 시뮬레이션 그래프를 도시한 도면
도 14는 D2D 통신 시스템이 vehicle 이동성 모델을 기반으로 구현될 경우 본 발명의 실시예들에 따른 PDR 선택 방식의 탐색 성능을 PDR 충돌이 발생하는 디바이스들의 개수를 기반으로 개략적으로 도시한 시뮬레이션 그래프를 도시한 도면
도 15는 D2D 통신 시스템이 pedestrian 이동성 모델을 기반으로 구현될 경우 본 발명의 실시예들에 따른 PDR 선택 방식의 탐색 성능을 탐색 성공 디바이스들의 개수를 기반으로 개략적으로 도시한 시뮬레이션 그래프를 도시한 도면
도 16은 D2D 통신 시스템이 vehicle 이동성 모델을 기반으로 구현될 경우 본 발명의 실시예들에 따른 PDR 선택 방식의 탐색 성능을 탐색 성공 디바이스들의 개수를 기반으로 개략적으로 도시한 시뮬레이션 그래프를 도시한 도면
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 D2D 통신 시스템에서 디바이스의 내부 구조를 개략적으로 도시한 도면
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 D2D 통신 시스템에서 기지국의 내부 구조를 개략적으로 도시한 도면
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기의 설명에서는 본 발명에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.
본 발명은 디바이스-투-디바이스(Device-to-Device: D2D, 이하 'D2D'라 칭하기로 한다) 통신 시스템에서 피어 탐색 자원(Peer Discovery Resource: PDR, 이하 'PDR'이라 칭하기로 한다) 선택 장치 및 방법을 제안한다.
또한, 본 발명은 D2D 통신 시스템에서 탐색 성능을 향상시키는 PDR 선택 장치 및 방법을 제안한다.
또한, 본 발명은 D2D 통신 시스템에서 탐색 메시지 충돌을 최소화시키는 PDR 선택 장치 및 방법을 제안한다.
또한, 본 발명은 D2D 통신 시스템에서 피어 디바이스 선택 지연을 최소화시키는 PDR 선택 장치 및 방법을 제안한다.
또한, 본 발명은 D2D 통신 시스템에서 불필요한 탐색 메시지 송신을 방지하는 PDR 선택 장치 및 방법을 제안한다.
본 발명에서 제안하는 PDR 선택 장치 및 방법은 D2D 통신을 수행할 수 있는 모든 디바이스들에 적용 가능하다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 D2D 통신 시스템의 슈퍼 프레임(super-frame) 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 상기 D2D 통신 시스템의 슈퍼 프레임 구조는 미리 설정된 주기, 일 예로 1초 주기로 슈퍼 프레임이 반복되는 구조이다. 여기서, 1개의 슈퍼 프레임은 제어 구간과, 피어 탐색 구간과, 트래픽 구간을 포함하며, 상기 제어 구간과, 피어 탐색 구간과, 트래픽 구간 각각에 대해서 설명하면 다음과 같다.
첫 번째로, 상기 제어 구간에 대해서 설명하기로 한다.
상기 제어 구간에서는 전세계 위치 시스템(Global Positioning System: GPS, 이하 'GPS'라 칭하기로 한다) 등을 통해 디바이스들 간의 시간 및 주파수 동기화 동작 및 D2D 통신에 필요한 채널 측정 정보 피드백(feedback) 동작 등이 수행된다.
두 번째로, 상기 피어 탐색 구간에 대해서 설명하기로 한다.
상기 피어 탐색 구간에서는 디바이스가 특정 PDR을 통해 상기 디바이스 자신의 고유 정보를 포함하는 탐색 메시지를 브로드캐스팅(broadcasting)함과 동시에, 상기 특정 PDR과 다른 PDR들을 통해 인접 디바이스들로부터 송신되는 탐색 메시지들을 수신함으로써 디바이스 탐색 동작을 수행한다.
세 번째로, 상기 트래픽 구간에 대해서 설명하기로 한다.
상기 트래픽 구간에서는 피어로 형성된 2개의 디바이스들이 상호간에 직접적인 통신 링크를 성립하고, 상기 성립된 통신 링크를 통해 데이터를 송/수신한다.
도 2에서, 상기 피어 탐색 구간은 직교 주파수 분할 다중화(Orthogonal Frequency Division Multiplexing: OFDM, 이하 'OFDM'이라 칭하기로 한다) 방식을 기반으로 분할된 다수의 PDR들을 포함한다고 가정하기로 한다. 또한, 피어 탐색 주기는 N SF 개의 슈퍼 프레임들에 포함되어 있는 피어 탐색 구간들의 집합으로 정의될 수 있으며, 이를 도 3을 참조하여 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 D2D 통신 시스템의 피어 탐색 주기를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 상기 피어 탐색 주기는 시간 축의 N T 개의 미니 슬롯(mini-slot)들과 주파수 축의 N F 개의 채널들에 의해 점유되는, 총 N T ㅧ N F 개의 PDR들을 포함한다. 또한, 상기 피어 탐색 주기에 포함되어 있는 PDR들은 시간 축으로 N G 개의 PDR 그룹들로 구분되며, 상기 N G 개의 PDR 그룹들 각각은 N S 개의 미니 슬롯들과 N F 개의 채널들로 구분된다. 즉, 1개의 PDR 그룹은 N S ㅧ N F 개의 PDR들을 포함한다.
도 3에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 D2D 통신 시스템의 피어 탐색 주기에 대해서 설명하였으며, 다음으로 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 D2D 통신 시스템에서 기지국이 디바이스들에 대한 PDR 그룹을 할당하는 과정에 대해서 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 D2D 통신 시스템에서 기지국이 디바이스들에 대한 PDR 그룹을 할당하는 과정을 개략적으로 도시한 순서도이다.
도 4를 설명하기에 앞서, 각 디바이스는 상기 D2D 통신 시스템에 접속한 후 처음으로 시작되는 슈퍼 프레임이 포함하는 제어 구간에서 인접 디바이스들과 시간 및 주파수 동기화 동작을 수행하고, 상기 디바이스 자신의 고유 그룹 번호를 결정한다. 여기서, 상기 디바이스는 상기 디바이스 자신의 디바이스 식별자(IDentifier: ID, 이하 'ID'라 칭하기로 한다)를 사용하여 상기 디바이스 자신의 고유 그룹 번호를 결정할 수도 있고, 혹은 랜덤(random)하게 상기 디바이스 자신의 고유 그룹 번호를 결정할 수도 있고, 혹은 기지국이 할당한 그룹 번호를 사용하여 상기 디바이스 자신의 고유 그룹 번호를 결정할 수도 있다.
그러면 여기서 상기 디바이스가 상기 디바이스 자신의 고유 그룹 번호를 결정하는 방식들에 대해서 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
첫 번째로, 상기 디바이스가 상기 디바이스 자신의 디바이스 ID를 사용하여 고유 그룹 번호를 결정하는 방식에 대해서 설명하기로 한다.
먼저, 상기 디바이스 ID가 일 예로 10진수 형태로 구현될 경우, 상기 디바이스는 상기 디바이스 자신의 디바이스 ID를 상기 PDR 그룹들의 개수인 N G 로 나눈 나머지 값에 미리 설정된 값, 일 예로 1을 가산함으로써 상기 N G 개의 PDR 그룹들, 즉 제 1 PDR그룹부터 제 N G PDR 그룹 중 어느 하나의 PDR 그룹을 선택한다. 이렇게 선택된 PDR 그룹의 그룹 번호가 상기 디바이스의 고유 그룹 번호가 되는 것이다.
두 번째로, 상기 디바이스가 랜덤하게 상기 디바이스 자신의 고유 그룹 번호를 결정하는 방식에 대해서 설명하기로 한다.
상기 디바이스는 제 1 PDR 그룹부터 제 N G PDR 그룹 중 어느 하나를 균등한 확률로 선택하고, 이렇게 선택된 PDR 그룹의 그룹 번호가 상기 디바이스의 고유 그룹 번호가 되는 것이다.
세 번째로, 상기 디바이스가 기지국이 할당한 그룹 번호를 사용하여 상기 디바이스 자신의 고유 그룹 번호를 결정하는 방식에 대해서 설명하면 다음과 같다.
먼저, 상기 기지국은 디바이스들 각각의 우선 순위와 제 1 PDR 그룹 내지 제 N G PDR 그룹 각각에서 사용중인 PDR 자원들의 개수를 기반으로 해당 디바이스에 대한 PDR 그룹을 선택하고, 그 선택한 PDR 그룹의 그룹 번호를 해당 디바이스로 송신한다. 그러면, 해당 디바이스는 상기 기지국으로부터 수신한 그룹 번호를 상기 디바이스 자신의 고유 그룹 번호로 결정한다.
그러면 여기서 도 4를 참조하여 기지국이 디바이스들에 대한 PDR 그룹을 할당하는 과정에 대해서 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
도 4를 참조하면, 먼저 411단계에서 상기 기지국은 PDR 그룹을 할당하고자 하는 디바이스들, 즉 PDR 그룹 할당 디바이스 리스트(list)에 포함되어 있는 디바이스 ID들에 해당하는 디바이스들에 대한 우선 순위들을 결정하고 413단계로 진행한다. 여기서, 상기 기지국은 해당 디바이스들에 대한 우선 순위들을 다양한 방식들을 사용하여 결정할 수 있으며, 일 예로 상기 디바이스들의 상황 혹은 채널 상태를 고려하여 상기 디바이스들에 대한 우선 순위를 결정할 수 있으며, 이에 대해서 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
먼저, 기지국은 재난 상황에 처해 있거나, 혹은 음영 지역에 위치하여 통신이 어려운 디바이스에게 가장 높은 우선 순위를 할당해주며, 이와는 달리 기지국과의 통신 환경이 우수하고, 디바이스간 통신에 대한 필요성이 낮은 어플리케이션(application)을 사용하는 디바이스에게는 가장 낮은 우선 순위를 할당할 수 있다. 여기서, 상기 기지국이 디바이스들에 대한 우선 순위를 결정하는 방식들 자체에 대해서는 더 이상의 구체적인 설명을 생략하기로 한다.
상기 413단계에서 상기 기지국은 상기 기지국에서 사용 가능한 전체 PDR 그룹들 각각에 대한 사용률을 계산하고 415단계로 진행한다. 여기서, 상기 기지국은 탐색 구간을 통해 디바이스들로부터 수신되는 탐색 메시지들을 청취함으로써 각 PDR 그룹별로 해당 PDR 그룹에 포함되어 있는 PDR 자원들을 사용하고 있는 디바이스들의 개수를 획득할 수 있고, 따라서 해당 PDR 그룹의 사용률을 계산할 수 있다. 여기서, 상기 PDR 그룹의 사용률을 계산하는 방식 자체는 다양하게 존재할 수 있으며, 상기 PDR 그룹의 사용률을 계산하는 방식에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
상기 415단계에서 상기 기지국은 상기 디바이스들에 할당한 우선 순위들과 상기 검출한 PDR 그룹들 각각에 대한 사용률을 기반으로 가장 높은 우선 순위를 가지는 디바이스에게 가장 낮은 사용률을 가지는 PDR 그룹을 할당하고 417단계로 진행한다.
상기 417단계에서 상기 기지국은 상기 PDR 그룹을 할당받은 디바이스의 디바이스 ID를 상기 PDR 그룹 할당 디바이스 리스트에서 제거하고 419단계로 진행한다. 상기 419단계에서 상기 기지국은 상기 PDR 그룹들 각각에 대한 사용률을 다시 계산하고 421단계로 진행한다. 상기 421단계에서 상기 기지국은 상기 PDR 그룹을 할당할 디바이스가 존재하는지 검사한다. 여기서, 상기 기지국은 상기 PDR 그룹 할당 디바이스 리스트에 디바이스 ID가 존재하는지 여부로 상기 PDR 그룹을 할당할 디바이스가 존재하는지 여부를 검사할 수 있다.
상기 검사 결과 상기 PDR 그룹을 할당할 디바이스가 존재할 경우, 상기 기지국은 상기 415단계로 되돌아가고, 이와는 달리 상기 검사 결과 상기 PDR 그룹을 할당할 디바이스가 존재하지 않을 경우 현재까지의 과정을 종료한다.
도 4에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 D2D 통신 시스템에서 기지국이 디바이스들에 대한 PDR 그룹을 할당하는 과정에 대해서 설명하였으며, 다음으로 도 5를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 D2D 통신 시스템에서 디바이스별 피어 탐색 주기의 시작 시점에 대해서 설명하기로 한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 D2D 통신 시스템에서 디바이스별 피어 탐색 주기의 시작 시점을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5를 참조하면, 먼저 PDR 그룹을 선택한 디바이스는 해당 슈퍼 프레임이 포함하는 피어 탐색 구간에서부터 상기 디바이스 자신의 피어 탐색 주기를 시작한다.
도 5에서, 디바이스 #1(511)과 디바이스 #2(513)는 상기 D2D 통신 시스템에 접속한 시점 이후 처음으로 시작되는 슈퍼 프레임이 포함하는 피어 탐색 구간에서 피어 탐색 주기를 시작한다. 이 경우, 디바이스별로 피어 탐색 주기의 시작 시점과 종료 시점이 다를 수 있으며, 따라서 디바이스들 간의 피어 탐색 주기의 동기화를 필요로 하지 않고, 이는 피어 탐색 주기의 동기화 동작 수행으로 인한 오버헤드(overhead)와 지연을 발생시키지 않는다. 따라서, 본 발명의 실시예에서는 각 디바이스에 대한 PDR 선택 범위를 PDR 그룹 단위로 제한함으로써, 동일한 PDR이 다수의 디바이스들에 의해 선택되는 경우를 방지하도록 하는 방식을 제안한다.
도 5에 도시되어 있는 바와 같이 8 개의 피어 탐색 구간들이 1개의 피어 탐색 주기에 포함되고, 1개의 피어 탐색 구간이 1개의 PDR 선택 그룹에 포함될 경우, PDR 그룹 3을 선택한 상기 디바이스 #1(511)은 n번째 피어 탐색 구간부터 (n+7)번째 피어 탐색 구간에 포함되는 PDR들을 모니터링(monitoring), 상기 모니터링 결과를 기반으로 다음 피어 탐색 주기에서 상기 디바이스 #1(511) 자신이 선택한 PDR 그룹((n+10)번째 피어 탐색 구간에 포함되는 PDR 그룹)에 포함되어 있는 PDR을 선택하여 사용한다.
또한, PDR 그룹 5를 선택한 상기 디바이스 #2(513)는 (n+4) 번째 피어 탐색 구간부터 (n+11) 번째 피어 탐색 구간에 포함되어 있는 PDR들을 모니터링하고, 상기 모니터링 결과를 바탕으로 다음 피어 탐색 주기부터 상기 디바이스 #2(513) 자신의 고유한 PDR 그룹((n+16)번째 피어 탐색 구간에 포함되는 PDR 그룹)에 속한 PDR을 선택하여 사용한다.
또한, 본 발명에서 제안하는 바와 같이 PDR 선택 범위를 PDR 그룹 단위로 제한할 경우에도, 기존의 D2D 통신 시스템에서 사용하고 있는 PDR 선택 방식, 즉 임의로 PDR을 선택하는 방식 혹은 에너지 레벨을 기반으로 PDR을 선택하는 방식과 호환성을 유지할 수 있는데, 이에 대해서 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
첫 번째로, 본 발명에서 제안하는 PDR 선택 범위 제한 방식에 기존의 D2D 통신 시스템에서 사용하고 있는 임의의 PDR 선택 방식을 적용할 경우, 디바이스는 상기 디바이스 자신의 고유 그룹 내에서 임의로 PDR을 선택함으로써 기존의 D2D 통신 시스템에서 사용하고 있는 임의의 PDR 선택 방식에 비해 탐색 메시지 충돌 확률을 감소시킬 수 있다.
두 번째로, 본 발명에서 제안하는 PDR 선택 범위 제한 방식에 기존의 D2D 통신 시스템에서 사용하고 있는 에너지 레벨 기반 PDR 선택 방식을 적용할 경우, 디바이스는 상기 디바이스 자신의 고유 그룹 내에서 에너지 레벨을 기반으로 PDR을 선택함으로써 기존의 D2D 통신 시스템에서 사용하고 있는 에너지 레벨 기반 PDR 선택 방식에 비해 탐색 메시지 충돌 확률을 감소시킬 수 있다.
한편, 기지국은 미사용 PDR들을 검출하거나, 혹은 특정 전용 PDR을 예약함으로써 우선 순위가 높은 디바이스들에 대한 고속 탐색을 지원할 수 있다. 또한, 상기 기지국은 디바이스들간의 인접성, 일 예로 디바이스들간의 지리적인 인접성을 고려하여 지리적으로 비교적 멀리 떨어져서 위치하는 디바이스들간에 동일한 PDR을 사용하도록 함으로써 디바이스들의 효율적인 PDR 선택을 지원할 수 있다.
한편, 본 발명에서 제안하는 PDR 선택 범위 제한 방식에서 디바이스의 PDR 선택 범위는 해당 디바이스에 대해 초기에 결정된 PDR 그룹으로 설정될 수 있다. 여기서, 만약 특정 PDR 그룹이 다른 PDR 그룹들에 비해 많은 디바이스들에 의해 사용될 경우, 상기 특정 PDR 그룹에 포함되어 있는 자원들을 사용하는 디바이스들은 다른 PDR 그룹들에 포함되어 있는 자원들을 사용하는 디바이스들에 비해 동일한 PDR을 선택할 수 있는 확률이 높아지게 되고, 따라서 탐색 성능이 저하될 수도 있다. 이와는 달리, 상대적으로 적은 개수의 디바이스들에 의해 사용되는 PDR 그룹에는 미점유된, 즉 미사용 PDR들이 다수개 존재하기 때문에, 상기 D2D 통신 시스템 측면에서 PDR 사용 효율성이 저하될 수도 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에서는 탐색 성능과 PDR 사용 효율성을 모두 증가시키기 위해 특정 PDR 그룹에 집중되는 혼잡, 즉 특정 PDR 그룹에 포함되어 있는 PDR 자원을 집중적으로 사용하는 것을 분산시키는 방법을 제안하며, 이를 도 6 및 도 7을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 D2D 통신 시스템에서 PDR 중복 선택 발생에 따라 PDR 선택 범위를 확장시키는 과정의 일 예를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6을 참조하면, 먼저 PDR 중복 선택을 검출한 디바이스는 다음 피어 탐색 주기에서 새로운 PDR을 선택하기 위한 PDR 선택 가능 범위를 확장한다. 여기서, 상기 PDR 선택 가능 범위를 확장하는 방식은 다양하게 존재할 수 있으며, 일 예로 디바이스가 PDR 중복 선택을 검출할 경우마다 PDR 선택 가능 범위를 임의로 선택된 n개의 PDR 그룹들을 더 포함하도록 확장할 수 있다. 여기서, 상기 PDR 선택 가능 범위를 임의로 선택된 n개, 일 예로 1개의 PDR 그룹을 더 포함하도록 확장하는 과정이 도 6에 도시되어 있는 것이다.
도 6에 도시되어 있는 바와 같이 최초에 제 1 PDR 그룹에 포함되어 있는 PDR들 중 어느 1개의 PDR을 사용하고 있던 디바이스는 해당 PDR이 중복적으로 선택되었음을 검출할 경우, 상기 제1PDR 그룹에 포함되어 있는 PDR들과 제 2 PDR 그룹 내지 제 8 PDR 그룹 간에서 임의로 선택된 PDR 그룹인 제 4 PDR 그룹에 포함되어 있는 PDR들 중 하나를 선택한다. 도 6에서는 PDR 중복 선택이 연속적으로 발생함에 따라 제 6 PDR 그룹, 제 2 PDR 그룹을 순서대로 자신의 PDR 선택 가능 범위에 포함하는 것이다.
도 6에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 D2D 통신 시스템에서 PDR 중복 선택 발생에 따라 PDR 선택 범위를 확장하는 과정의 일 예에 대해서 설명하였으며, 다음으로 도 7을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 D2D 통신 시스템에서 PDR 중복 선택 발생에 따라 PDR 선택 범위를 확장하는 과정의 다른 예에 대해서 설명하기로 한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 D2D 통신 시스템에서 PDR 중복 선택 발생에 따라 PDR 선택 범위를 확장하는 과정의 다른 예를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 7을 참조하면, 먼저 PDR 중복 선택을 검출한 디바이스는 다음 피어 탐색 주기에서 새로운 PDR을 선택하기 위한 PDR 선택 가능 범위를 확장한다. 여기서, 상기 PDR 선택 가능 범위를 확장하는 방식은 다양하게 존재할 수 있으며, 일 예로 디바이스가 PDR 중복 선택을 검출할 경우마다 PDR 선택 가능 범위를 x배씩 확장할 수 있다. 여기서, 상기 PDR 선택 가능 범위를 PDR 선택 가능 범위를 x(=2) 배씩 확장하는 과정이 도 7에 도시되어 있는 것이다.
도 7에 도시되어 있는 바와 같이 디바이스가 최초에 제 1 PDR 그룹 내에 포함되어 있는 PDR을 선택했다가, 해당 PDR이 중복 선택되었음을 검출하였을 경우 상기 디바이스 자신의 PDR 선택 가능 범위를 제 1 PDR 그룹에서부터 제 2 PDR 그룹까지로 확장시키고, 다시 PDR 중복 선택이 검출될 경우 상기 디바이스 자신의 PDR 선택 범위를 다시 제 1 PDR 그룹에서 제 4 PDR 그룹까지로 2배씩 확장한다.
만약, PDR 재선택을 수행하는 디바이스에 대해 할당된 PDR 그룹이 피어 탐색 주기에 속한 전체 PDR들을 포함할 경우에는 PDR 그룹 확장이 중단된다.
또한, 만약 PDR 중복 선택이 m 피어 탐색 주기 동안 발생하지 않을 경우 디바이스는 상기 디바이스 자신의 PDR 그룹 범위를 초기화한다.
도 7에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 D2D 통신 시스템에서 PDR 중복 선택 발생에 따라 PDR 선택 범위를 확장하는 과정의 다른 예에 대해서 설명하였으며, 다음으로 도 8을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 D2D 통신 시스템에서 PDR 선택을 보류하는 과정에 대해서 설명하기로 한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 D2D 통신 시스템에서 PDR 선택을 보류하는 과정을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 8을 참조하면, 먼저 PDR을 선택해야 하는 디바이스가 상기 디바이스가 사용 가능한 PDR들 중 사용중인 PDR들 고려하지 않고 PDR을 무조건 선택할 경우, PDR 중복 선택이 발생할 확률이 높아지고 이는 탐색 성능을 저하시킬 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예에서는 PDR 선택을 보류할 수 있는 PDR 선택 보류 방식을 제안한다.
본 발명의 실시예에서 제안하는 PDR 선택 보류 방식은 디바이스가 PDR을 선택할 경우, 상기 디바이스가 사용 가능한 PDR 들의 기 사용 여부를 고려하여 기 사용중인 PDR을 선택하지 않도록 한다. 따라서, PDR을 선택해야 하는 디바이스는 상기 디바이스가 사용 가능한 PDR들에 대해 측정된 에너지 레벨이나 상기 디바이스가 사용 가능한 PDR들에 대한 탐색 메시지 디코딩 여부를 기반으로 상기 디바이스가 사용 가능한 PDR들 중 어떤 PDR들이 기 사용되고 있는지를 검출한다. 여기서, 상기 디바이스가 에너지 레벨을 기반으로 해당 PDR들에 대한 기 사용 여부를 검출할 경우, 상기 디바이스는 일 예로 미리 설정된 임계 에너지 레벨 이하의 에너지 레벨을 가지는 PDR을 미사용 PDR이라고 결정할 수 있다. 이와는 달리 상기 디바이스가 탐색 메시지 디코딩 여부를 기반으로 PDR들에 대한 기 사용 여부를 검출할 경우, 상기 디바이스는 일 예로 특정 PDR을 통해 수신된 탐색 메시지를 디코딩할 수 없을 경우 상기 특정 PDR을 미사용 PDR이라고 결정할 수 있다.
한편, 상기 디바이스는 상기 피어 탐색 주기에 포함되어 있는 PDR들 중에서 기 사용되고 있다고 검출한 PDR들을 제외한 PDR들 중 하나를 상기 디바이스 자신이 사용할 PDR로 선택한다. 만약, 상기 피어 탐색 주기에 포함되어 있는 모든 PDR들이 기 사용중이라고 검출될 경우, 상기 디바이스는 해당 피어 탐색 주기에 포함되어 있는 PDR들 중 어떤 PDR도 선택하지 않고 도 8에 도시되어 있는 바와 같이 사용되지 않는 PDR들을 검출할 때까지 매 피어 탐색 주기마다 모든 PDR들에 대해 반복적으로 모니터링 동작을 수행한다. 여기서, 특정 피어 탐색 주기에서 사용되지 않는 PDR들을 검출할 경우, 상기 디바이스는 다음 피어 탐색 주기부터 해당 PDR들 중 하나를 통해 탐색 메시지를 송신한다.
도 8에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 D2D 통신 시스템에서 PDR 선택을 보류하는 과정에 대해서 설명하였으며, 다음으로 도 9를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 D2D 통신 시스템에서 디바이스가 탐색 메시지를 송신하는 과정에 대해서 설명하기로 한다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 D2D 통신 시스템에서 디바이스가 탐색 메시지를 송신하는 과정을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 9를 참조하면, 먼저 911단계에서 상기 디바이스는 상기 D2D 통신 시스템에 접속한 후 처음으로 시작되는 슈퍼 프레임이 포함하는 제어 구간에서 인접 디바이스들과 시간 및 주파수 동기화를 수행하고 913단계로 진행한다. 상기 913단계에서 상기 디바이스는 상기 디바이스 자신의 PDR 선택 범위를 그룹 단위로 결정하고 915단계로 진행한다. 상기 915단계에서 상기 디바이스는 매 슈퍼 프레임이 포함하는 피어 탐색 구간에 포함되어 있는 모든 PDR들에 대한 에너지 레벨을 검출하고 917단계로 진행한다. 상기 917단계에서 상기 디바이스는 상기 검출한 에너지 레벨들을 기반으로 미사용 PDR이 존재하는지 여부를 검사한다. 상기 검사 결과 미사용 PDR이 존재하지 않을 경우 상기 디바이스는 상기 915단계로 되돌아가서 미사용 중인 PDR이 검출될 때까지 매 피어 탐색 주기에서 PDR들에 대한 에너지 레벨을 검출한다.
상기 917단계에서 검사 결과 미사용 PDR이 존재할 경우 상기 디바이스는 919단계로 진행한다. 상기 919단계에서 상기 디바이스는 상기 미사용 PDR들 중 하나를 선택하고 921단계로 진행한다. 상기 921단계에서 상기 디바이스는 상기 선택한 미사용 PDR에 상응하게 해당 슈퍼 프레임이 포함하는 제어 구간에서 인접 디바이스들과 시간 및 주파수 재동기화를 수행하고 923단계로 진행한다. 상기 923단계에서 상기 디바이스는 상기 선택한 PDR을 사용하여 탐색 메시지를 송/수신하고 925단계로 진행한다. 상기 925단계에서 상기 디바이스는 상기 선택한 PDR을 사용하여 탐색 메시지를 송/수신하는 중에 상기 디바이스 자신이 선택한 PDR에 대한 PDR 중복 선택이 발생하는지, 즉 PDR 충돌이 발생하는지 검사한다. 상기 검사 결과 상기 선택한 PDR에 대한 PDR 중복 선택이 발생하였을 경우 상기 디바이스는 927단계로 진행한다. 상기 927단계에서 상기 디바이스는 상기 디바이스 자신의 PDR 선택 범위를 확장하고 상기 919단계로 되돌아간다.
한편, 상기 925단계에서 검사 결과 상기 선택한 PDR에 대한 PDR 중복 선택이 발생하지 않았을 경우, 상기 디바이스는 929단계로 진행한다. 상기 929단계에서 상기 디바이스는 D2D 통신 모드가 종료되는지 검사한다. 상기 검사 결과 상기 D2D 통신 모드가 종료되지 않았을 경우 상기 디바이스는 상기 921단계로 되돌아가고, 이와는 달리 상기 검사 결과 상기 D2D 통신 모드가 종료되었을 경우 상기 디바이스는 현재까지의 과정을 종료한다.
도 9에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 D2D 통신 시스템에서 디바이스가 탐색 메시지를 송신하는 과정에 대해서 설명하였으며, 다음으로 도 10을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 D2D 통신 시스템에서 디바이스가 탐색 메시지를 수신하는 과정에 대해서 설명하기로 한다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 D2D 통신 시스템에서 디바이스가 탐색 메시지를 수신하는 과정을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 10을 참조하면, 먼저 1011단계에서 상기 디바이스는 상기 D2D 통신 시스템에 접속한 후 처음으로 시작되는 슈퍼 프레임이 포함하는 제어 구간에서 인접 디바이스들과 시간 및 주파수 동기화를 수행하고 1013단계로 진행한다. 상기 1013단계에서 상기 디바이스는 상기 슈퍼 프레임이 포함하는 피어 탐색 구간에서 각 PDR 별로 인접 디바이스들에서 송신한 탐색 메시지를 수신하고 1015단계로 진행한다. 상기 1015단계에서 상기 디바이스는 상기 수신한 탐색 메시지들에 대한 디코딩 동작을 수행한다. 여기서, 각 PDR은 재사용될 수 있기 때문에 1개의 PDR을 통해 수신한 탐색 메시지는 실질적으로 1개 이상의 탐색 메시지들이 오버랩된 탐색 메시지일 수도 있다. 따라서, 상기 디바이스는 탐색 메시지 디코딩을 위해 연속 간섭 제거(Successive Interference Cancellation: SIC, 이하 'SIC'라 칭하기로 한다) 방식을 사용한다. 여기서, 상기 디바이스는 각 PDR을 통해 수신한 탐색 메시지들 중 가장 센 수신 신호 세기를 가지는 탐색 메시지의 신호 대 간섭비(Signal-to-Interference Ratio: SIR, 이하 'SIR'이라 칭하기로 한다)를 측정한다. 따라서, 상기 1015단계에서 상기 디바이스는 상기 각 PDR을 통해 수신한 탐색 메시지들 중 가장 센 수신 신호 세기를 가지는 탐색 메시지의 SIR이 미리 설정되어 있는 최소 요구 SIR인
Figure pat00001
을 초과하는지 검사한다. 상기 검사 결과 상기 각 PDR을 통해 수신한 탐색 메시지들 중 가장 센 수신 신호 세기를 가지는 탐색 메시지의 SIR이 미리 설정되어 있는 최소 요구 SIR인
Figure pat00002
을 초과하지 않을 경우, 즉 상기 각 PDR을 통해 수신한 탐색 메시지들 중 가장 센 수신 신호 세기를 가지는 탐색 메시지의 SIR이 미리 설정되어 있는 최소 요구 SIR인
Figure pat00003
이하일 경우, 상기 디바이스는 현재까지의 과정을 종료한다.
한편, 상기 검사 결과 각 PDR을 통해 수신한 탐색 메시지들 중 가장 센 수신 신호 세기를 가지는 탐색 메시지의 SIR이 미리 설정되어 있는 최소 요구 SIR인
Figure pat00004
을 초과할 경우 상기 디바이스는 1017단계로 진행한다. 상기 1017단계에서 상기 디바이스는 각 PDR을 통해 수신한 탐색 메시지들 중 가장 센 수신 신호 세기를 가지는 탐색 메시지를 디코딩하고 1019단계로 진행한다. 여기서, 상기 탐색 메시지를 디코딩할 수 있는 것은 해당 PDR 을 사용하고 있는 인접 디바이스가 존재하는 것을 나타낸다. 상기 1019단계에서 상기 디바이스는 상기 디코딩한 탐색 메시지를 해당 PDR을 통해 수신한 탐색 메시지들에서 제거하고 상기 1015단계로 되돌아가서 남아 있는 탐색 메시지들에 대해 상기 1015단계 내지 1019단계의 과정을 반복한다.
도 10에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 D2D 통신 시스템에서 디바이스가 탐색 메시지를 수신하는 과정에 대해서 설명하였으며, 다음으로 도 11 내지 도 16을 참조하여 D2D 통신 시스템에서 본 발명의 실시예들에 따른 PDR 선택 방식의 탐색 성능에 대해서 설명하기로 한다.
도 11 내지 도 16을 설명하기에 앞서, 본 발명의 실시예들에 따른 PDR 선택 방식의 탐색 성능은 하기와 같은 조건들을 가정하여 시뮬레이션(simulation)된다고 가정하기로 한다.
(1) 상기 D2D 통신 시스템은 SIC 방식을 사용하여 본 발명의 실시예들에 따른 PDR 선택 방식의 탐색 성능을 시뮬레이션 한다.
(2) 해당 탐색 성능 시뮬레이션에서는 500m의 내접원 반지름을 가지는 육각형 모양의 영역 19 개로 구성된 네트워크 환경을 가정하였으며, 상기 19개의 영역들 각각에는 N D (=3000, 3500, 4000)대의 디바이스들이 위치한다고 가정하기로 한다. 또한, 상기 19개의 영역들 중 중앙에 배치되는 영역에 위치하는 디바이스는 상기 디바이스 자신의 위치를 중심으로 한 영역 내의 디바이스들에 대한 탐색 동작을 수행하며, 상기 탐색 동작 수행 결과 검출한 탐색 메시지의 신호대 간섭 잡음비(Signal to Interference plus Noise Ratio, 이하 'SINR'라 칭하기로 한다)의 SINR이 디코딩이 가능한 최소 SINR인 4.5dB 이상일 경우 해당 디바이스에 대한 탐색이 성공한 것으로 검출한다고 가정하기로 한다.
(3) 특히, 디바이스는 무한 개수의 SIC 코드를 사용할 수 있는 SIC 수신기를 사용하여 1개의 PDR을 통해 수신되는 탐색 메시지들에 대한 SIC 동작을 무한히 반복 수행할 수 있다고 가정하기로 한다. 상기 SIC 수신기에서는 전체 탐색 메시지들에서 특정 디바이스가 송신한 탐색 메시지의 SINR이 4.5dB 이상일 경우 해당 디바이스의 탐색 메시지를 디코딩한 후 상기 전체 탐색 메시지들에서 제거하며, 따라서 나머지 탐색 메시지들에 대해서도 이와 같은 동작을 반복적으로 수행함으로써 동일한 PDR에서 동시에 다수의 디바이스들에 대한 탐색 동작을 수행할 수 있다.
(4) 1개의 피어 탐색 구간은 3584개의 PDR들을 포함하며, 동일한 개수의 PDR들, 일 예로 448개의 PDR들을 포함하는 8개의 PDR 그룹으로 분할된다고 가정하기로 한다.
(5) 기지국인 디바이스가 사용할 PDR 그룹 결정을 지원한다. PDR 충돌 발생 시 디바이스는 선택한 PDR 그룹을 기반으로 상기 디바이스 자신의 PDR 선택 범위를 2배씩 확장한다고 가정하기로 한다.
(6) 디바이스들 간 채널은 디바이스들 간 경로 손실이 디바이스들 간 거리의 4제곱에 반비례하는 모델(model)을 기반으로 하는 백색 가산성 가우시안 잡음(Additive White Gaussian Noise: AWGN, 이하 'AGWN'이라 칭하기로 한다) 채널 모델을 사용한다고 가정하기로 한다.
(7) 디바이스 이동성 모델로는 random waypoint 모델을 사용하며, 모든 디바이스들이 보행(pedestrian, 이하 'pedestrian'라 칭하기로 한다) 모델 또는 차량(vehicle, 이하 'vehicle'라 칭하기로 한다) 모델을 따라 이동하는 환경을 가정하기로 한다. 여기서, 디바이스들은 pedestrian 모델에서는 평균 3km/h, 표준 편차 0.3km/h, 최소 0km/h인 truncated normal distribution을 따라 속력을 결정하고, vehicle 모델에서는 평균 30km/h, 표준 편차 3km/h, 최소 0km/h인 truncated normal distribution을 따라 속력을 결정한다고 가정하기로 한다. 또한, 상기 디바이스들은 0도와 360도 사이에서 균등한 확률로 이동 방향을 결정하며 매 8초마다 0.2의 확률로 속력과 방향을 새롭게 결정한다고 가정하기로 한다.
그러면 여기서 도 11을 참조하여 D2D 통신 시스템이 pedestrian 이동성 모델을 기반으로 구현될 경우 본 발명의 실시예들에 따른 PDR 선택 방식의 탐색 성능에 대해서 설명하기로 한다.
도 11은 D2D 통신 시스템이 pedestrian 이동성 모델을 기반으로 구현될 경우 본 발명의 실시예들에 따른 PDR 선택 방식의 탐색 성능을 탐색 성공 디바이스 개수를 기반으로 개략적으로 도시한 시뮬레이션 그래프(simulation graph)를 도시한 도면이다.
도 11에 도시되어 있는 시뮬레이션 그래프는 pedestrian 이동성 모델을 사용하는 환경에서 N D 개의 디바이스들이 동시에 PDR 사용을 시작하고, PD 반복 주기(k PD )마다 특정 디바이스가 탐색에 성공한 디바이스들의 개수를 나타낸다.
첫 번째로, 각 영역 별로 위치하는 디바이스들의 개수가 3000개일 경우 일반적인 D2D 통신 시스템의 PDR 선택 방식의 탐색 성능과 본 발명의 실시예들에 따른 PDR 선택 방식의 탐색 성능은 유사하게 나타냄을 알 수 있다. 이 경우, 상기 D2D 통신 시스템에 위치한 대부분의 디바이스들이 인접하는 3000개의 디바이스들을 탐색하는데 성공하였으며, 일반적인 D2D 통신 시스템의 PDR 선택 방식의 탐색 성능(도 11에서 'Q'로 도시되어 있음)과 본 발명의 실시예들에 따른 PDR 선택 방식의 탐색 성능(도 11에서 'G'로 도시되어 있음)은 거의 동일함을 알 수 있다. 한편, 탐색 동작 수행 초기에는 본 발명의 실시예들에 따른 PDR 선택 방식이 일반적인 D2D 통신 시스템의 PDR 선택 방식에 비해 상대적으로 더 빠르게 인접 디바이스들이 검출된다는 것을 확인할 수 있다.
두 번째로, 각 영역 별로 위치하는 디바이스들의 개수가 3500개 및 4000개일 경우에는 본 발명의 실시예들에 따른 PDR 선택 방식이 일반적인 D2D 통신 시스템의 PDR 탐색 방식에 비해 더 많은 개수의 디바이스들을 탐색할 수 있으며, 탐색 동작 수행 초기에 주변 디바이스들을 탐색해나가는 속도 역시 본 발명의 실시예들에 따른 PDR 선택 방식이 일반적인 D2D 통신 시스템의 PDR 탐색 방식에 비해 더 빠름을 알 수 있다.
이는 결과적으로, PDR 그룹을 기반으로 하는, 본 발명의 실시예들에 따른 PDR 선택 방식이 디바이스들 간에 PDR 사용 경쟁을 효과적으로 분산시킴으로써 특정 디바이스에 대한 탐색 동작이 일반적인 D2D 통신 시스템의 PDR 탐색 방식에 비해 더 넓은 범위에서 더 빠르게 수행될 수 있다는 것을 나타낸다.
도 11에서는 D2D 통신 시스템이 pedestrian 이동성 모델을 기반으로 구현될 경우 본 발명의 실시예들에 따른 PDR 선택 방식의 탐색 성능을 탐색 성공 디바이스 개수를 기반으로 설명하였으며, 다음으로 도 12를 참조하여 D2D 통신 시스템이 vehicle 이동성 모델을 기반으로 구현될 경우 본 발명의 실시예들에 따른 PDR 선택 방식의 탐색 성능을 탐색 성공 디바이스 개수를 기반으로 설명하기로 한다.
도 12는 D2D 통신 시스템이 vehicle 이동성 모델을 기반으로 구현될 경우 본 발명의 실시예들에 따른 PDR 선택 방식의 탐색 성능을 탐색 성공 디바이스 개수를 기반으로 개략적으로 도시한 시뮬레이션 그래프를 도시한 도면이다.
도 12에 도시되어 있는 시뮬레이션 그래프는 vehicle 이동성 모델을 사용하는 환경에서 N D 개의 디바이스들이 동시에 PDR 사용을 시작하고, PD 반복 주기(k PD )마다 특정 디바이스가 탐색에 성공한 디바이스들의 개수를 나타낸다.
도 12에서, vehicle 이동성 모델에서는 디바이스의 평균 속도가 비교적 빠르기 때문에 매 피어 탐색 주기 별로 디바이스의 탐색 영역 안으로 진입하거나 혹은 탐색 영역 밖으로 진출하는 디바이스들의 개수가 많다. 따라서, 이로 인해 vehicle 모델이 사용될 경우에는 pedestrian 모델이 사용될 경우에 비해 피어 탐색 반복 주기에 따른 탐색 성공 디바이스 개수에 대한 편차가 큼을 알 수 있다.
또한, vehicle 이동성 모델에서는 상대적으로 많은 개수의 디바이스들이 탐색 영역 안으로 새롭게 진입하기 때문에 탐색 영역 내에 위치하고 있던 기존 디바이스들과 PDR 충돌 발생을 일으킬 확률이 더 높다. 따라서, 이러한 이유로 인해 vehicle 모델은 pedestrian 모델에 비해 탐색에 성공하는 디바이스들의 개수가 약 1% 정도 감소하며, 디바이스의 이동 속도가 낮을수록 탐색에 성공하는 디바이스들의 개수가 증가한다는 점을 알 수 있다.
도 12에서는 D2D 통신 시스템이 vehicle 이동성 모델을 기반으로 구현될 경우 본 발명의 실시예들에 따른 PDR 선택 방식의 탐색 성능을 탐색 성공 디바이스 개수를 기반으로 설명하였으며, 다음으로 도 13을 참조하여 D2D 통신 시스템이 pedestrian 이동성 모델을 기반으로 구현될 경우 본 발명의 실시예들에 따른 PDR 선택 방식의 탐색 성능을 PDR 충돌이 발생하는 디바이스들의 개수를 기반으로 설명하기로 한다.
도 13은 D2D 통신 시스템이 pedestrian 이동성 모델을 기반으로 구현될 경우 본 발명의 실시예들에 따른 PDR 선택 방식의 탐색 성능을 PDR 충돌이 발생하는 디바이스들의 개수를 기반으로 개략적으로 도시한 시뮬레이션 그래프를 도시한 도면이다.
도 13에는 최초 피어 탐색 주기(k PD =1)에서 N D 개의 디바이스들이 동시에 PDR 사용을 위한 경쟁을 시작하여 특정 디바이스가 이전 피어 탐색 반복 주기(k PD =n-1)에서는 탐색하였었으나, 현재의 피어 탐색 주기(k PD =n)에서는 탐색하지 못하는 디바이스들의 개수가 나타나있다.
도 13에서 각 영역 별로 디바이스가 3000개 위치할 경우에는 해당 영역에서 사용 가능한 PDR들의 개수 보다 상기 디바이스들의 개수가 작기 때문에 평균적으로 1개의 디바이스가 1개의 PDR을 사용할 수 있게 된다. 이로 인해, 본 발명의 실시예들에서 제안한 PDR 탐색 방식을 사용할 경우 일반적인 D2D 통신 시스템의 PDR 탐색 방식과 거의 유사한 PDR 충돌이 발생할 수 있으며, 따라서 그 탐색 성능은 본 발명의 실시예들에서 제안한 PDR 탐색 방식과 일반적인 D2D 통신 시스템의 PDR 탐색 방식과 거의 유사하게 된다.
그러나, 이와는 달리 도 13에서 각 영역 별로 디바이스가 3500개 혹은 4000개 이상 위치할 경우에는 1개의 PDR을 2개 또는 그 이상의 디바이스들이 사용하고자 할 경우가 발생할 수 있으며, 이 경우 본 발명의 실시예들에서 제안한 PDR 탐색 방식을 사용할 때 일반적인 D2D 통신 시스템의 PDR 탐색 방식을 사용할 때에 비해서 PDR 충돌 횟수를 5 ~ 10% 정도 감소시킴을 알 수 있다.
도 13에서는 D2D 통신 시스템이 pedestrian 이동성 모델을 기반으로 구현될 경우 본 발명의 실시예들에 따른 PDR 선택 방식의 탐색 성능을 PDR 충돌이 발생하는 디바이스들의 개수를 기반으로 설명하였으며, 다음으로 도 14를 참조하여 D2D 통신 시스템이 vehicle 이동성 모델을 기반으로 구현될 경우 본 발명의 실시예들에 따른 PDR 선택 방식의 탐색 성능을 PDR 충돌이 발생하는 디바이스들의 개수를 기반으로 설명하기로 한다.
도 14는 D2D 통신 시스템이 vehicle 이동성 모델을 기반으로 구현될 경우 본 발명의 실시예들에 따른 PDR 선택 방식의 탐색 성능을 PDR 충돌이 발생하는 디바이스들의 개수를 기반으로 개략적으로 도시한 시뮬레이션 그래프를 도시한 도면이다.
도 14에는 최초 피어 탐색 주기(k PD =1)에서 N D 개의 디바이스들이 동시에 PDR 사용을 위한 경쟁을 시작하여 특정 디바이스가 이전 피어 탐색 반복 주기(k PD =n-1)에서는 탐색하였었으나, 현재의 피어 탐색 주기(k PD =n)에서는 탐색하지 못하는 디바이스들의 개수가 나타나있다.
도 14에서 각 영역 별로 디바이스가 3000개 위치할 경우에는 해당 영역에서 사용 가능한 PDR들의 개수 보다 상기 디바이스들의 개수가 작기 때문에 평균적으로 1개의 디바이스가 1개의 PDR을 사용할 수 있게 된다. 이로 인해, 본 발명의 실시예들에서 제안한 PDR 탐색 방식을 사용할 경우 일반적인 D2D 통신 시스템의 PDR 탐색 방식과 거의 유사한 PDR 충돌이 발생할 수 있으며, 따라서 그 탐색 성능은 본 발명의 실시예들에서 제안한 PDR 탐색 방식과 일반적인 D2D 통신 시스템의 PDR 탐색 방식과 거의 유사하게 된다.
그러나, 이와는 달리 도 14에서 각 영역 별로 디바이스가 3500개 혹은 4000개 이상 위치할 경우에는 1개의 PDR을 2개 또는 그 이상의 디바이스들이 사용하고자 할 경우가 발생할 수 있으며, 이 경우 본 발명의 실시예들에서 제안한 PDR 탐색 방식을 사용할 때 일반적인 D2D 통신 시스템의 PDR 탐색 방식을 사용할 때에 비해서 PDR 충돌 횟수를 감소시킴을 알 수 있다.
물론, D2D 통신 시스템이 vehicle 이동성 모델을 기반으로 구현될 경우 도 13에서 설명한 바와 같이 D2D 통신 시스템이 pedestrian 이동성 모델을 기반으로 구현될 경우에 비해서는 본 발명의 실시예들에 따른 PDR 선택 방식을 동일하게 사용한다고 할지라도 PDR 충돌 횟수는 2 ~ 3% 가량 증가함을 알 수 있다.
도 14에서는 D2D 통신 시스템이 vehicle 이동성 모델을 기반으로 구현될 경우 본 발명의 실시예들에 따른 PDR 선택 방식의 탐색 성능을 PDR 충돌이 발생하는 디바이스들의 개수를 기반으로 설명하였으며, 다음으로 도 15를 참조하여 D2D 통신 시스템이 pedestrian 이동성 모델을 기반으로 구현될 경우 본 발명의 실시예들에 따른 PDR 선택 방식의 탐색 성능을 탐색 성공 디바이스들의 개수를 기반으로 설명하기로 한다.
도 15는 D2D 통신 시스템이 pedestrian 이동성 모델을 기반으로 구현될 경우 본 발명의 실시예들에 따른 PDR 선택 방식의 탐색 성능을 탐색 성공 디바이스들의 개수를 기반으로 개략적으로 도시한 시뮬레이션 그래프를 도시한 도면이다.
도 15에서 각 영역 별로 디바이스가 3000개 위치할 경우에는 해당 영역에서 사용 가능한 PDR들의 개수 보다 상기 디바이스들의 개수가 작기 때문에 거의 모든 디바이스들이 인접 디바이스 탐색에 성공하게 된다. 이로 인해, 본 발명의 실시예들에서 제안한 PDR 탐색 방식을 사용할 경우 일반적인 D2D 통신 시스템의 PDR 탐색 방식과 거의 유사한 인접 디바이스 탐색 성공 확률을 가질 수 있으며, 따라서 그 탐색 성능은 본 발명의 실시예들에서 제안한 PDR 탐색 방식과 일반적인 D2D 통신 시스템의 PDR 탐색 방식과 거의 유사하게 된다.
그러나, 이와는 달리 도 15에서 각 영역 별로 디바이스가 3500개 혹은 4000개 이상 위치할 경우에는 본 발명의 실시예들에서 제안한 PDR 탐색 방식을 사용할 경우 PDR 사용 경쟁이 분산되기 때문에 일반적인 D2D 통신 시스템의 PDR 탐색 방식을 사용할 때에 비해서 인접 디바이스 탐색 성공 확률이 높아지며, 따라서 그 탐색 성능 역시 증가됨을 알 수 있다.
도 15에서는 D2D 통신 시스템이 pedestrian 이동성 모델을 기반으로 구현될 경우 본 발명의 실시예들에 따른 PDR 선택 방식의 탐색 성능을 탐색 성공 디바이스들의 개수를 기반으로 설명하였으며, 다음으로 도 16을 참조하여 D2D 통신 시스템이 vehicle 이동성 모델을 기반으로 구현될 경우 본 발명의 실시예들에 따른 PDR 선택 방식의 탐색 성능을 탐색 성공 디바이스들의 개수를 기반으로 설명하기로 한다.
도 16은 D2D 통신 시스템이 vehicle 이동성 모델을 기반으로 구현될 경우 본 발명의 실시예들에 따른 PDR 선택 방식의 탐색 성능을 탐색 성공 디바이스들의 개수를 기반으로 개략적으로 도시한 시뮬레이션 그래프를 도시한 도면이다.
도 16에서 각 영역 별로 디바이스가 3000개 위치할 경우에는 해당 영역에서 사용 가능한 PDR들의 개수 보다 상기 디바이스들의 개수가 작기 때문에 거의 모든 디바이스들이 인접 디바이스 탐색에 성공하게 된다. 이로 인해, 본 발명의 실시예들에서 제안한 PDR 탐색 방식을 사용할 경우 일반적인 D2D 통신 시스템의 PDR 탐색 방식과 거의 유사한 인접 디바이스 탐색 성공 확률을 가질 수 있으며, 따라서 그 탐색 성능은 본 발명의 실시예들에서 제안한 PDR 탐색 방식과 일반적인 D2D 통신 시스템의 PDR 탐색 방식과 거의 유사하게 된다.
그러나, 이와는 달리 도 16에서 각 영역 별로 디바이스가 3500개 혹은 4000개 이상 위치할 경우에는 본 발명의 실시예들에서 제안한 PDR 탐색 방식을 사용할 경우 PDR 사용 경쟁이 분산되기 때문에 일반적인 D2D 통신 시스템의 PDR 탐색 방식을 사용할 때에 비해서 인접 디바이스 탐색 성공 확률이 높아지며, 따라서 그 탐색 성능 역시 증가됨을 알 수 있다.
한편, 디바이스의 평균 속도가 증가할수록 디바이스의 탐색 성능은 저하되기 때문에, D2D 통신 시스템이 vehicle 이동성 모델을 기반으로 구현될 경우 도 15에서 설명한 바와 같이 D2D 통신 시스템이 pedestrian 이동성 모델을 기반으로 구현될 경우에 비해서는 본 발명의 실시예들에 따른 PDR 선택 방식을 동일하게 사용한다고 할지라도 인접 디바이스 탐색 성공 확률은 1 ~ 3% 가량 감소함을 알 수 있다. 이는 디바이스의 이동성이 증가함으로 인해 해당 탐색 영역에서 기존에 인접 디바이스 탐색에 성공하였으나, 해당 탐색 영역 외부로 이동하는 디바이스 혹은 새롭게 D2D 통신 시스템에 접속하는 디바이스들의 개수가 비교적 많기 때문이다.
도 16에서는 D2D 통신 시스템이 vehicle 이동성 모델을 기반으로 구현될 경우 본 발명의 실시예들에 따른 PDR 선택 방식의 탐색 성능을 탐색 성공 디바이스들의 개수를 기반으로 설명하였으며, 다음으로 도 17을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 D2D 통신 시스템에서 디바이스의 내부 구조에 대해서 설명하기로 한다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 D2D 통신 시스템에서 디바이스의 내부 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 17을 참조하면, 디바이스(1700)는 송신 유닛(unit)(1711)과, 제어 유닛(1713)과, 수신 유닛(1715)과, 저장 유닛(1717)을 포함한다.
먼저, 상기 제어 유닛(1713)은 상기 디바이스(1700)의 전반적인 동작을 제어하며, 도 1 내지 도 17에서 설명한 바와 같은 PDR 선택 동작 수행을 위한 전반적인 동작을 제어한다. 상기 PDR 선택 동작에 대해서는 도 1 내지 도 17에서 설명하였으므로 여기서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
상기 송신 유닛(1711)은 상기 제어 유닛(1713)의 제어에 따라 다른 디바이스들, 혹은 기지국으로 각종 메시지를 송신한다.
또한, 상기 수신 유닛(1715)은 상기 제어 유닛(1713)의 제어에 따라 다른 디바이스들, 혹은 기지국으로부터 각종 메시지를 수신한다.
상기 저장 유닛(1717)은 상기 디바이스(1700)의 PDR 선택 동작에 관련된 프로그램(program)과 각종 데이터 등을 저장한다. 또한, 상기 저장 유닛(1717)은 상기 수신 유닛(1715)이 상기 다른 디바이스들, 혹은 기지국으로부터 수신한 각종 메시지를 저장한다.
한편, 도 17에는 상기 디바이스(1700)가 송신 유닛(1711)과, 제어 유닛(1713)과, 수신 유닛(1715)과, 저장 유닛(1717)과 같이 별도의 유닛들로 구현된 경우가 도시되어 있으나, 상기 디바이스(1700)는 상기 송신 유닛(1711)과, 제어 유닛(1713)과, 수신 유닛(1715)과, 저장 유닛(1717)이 통합된 1개의 통합 유닛으로 구현 가능함은 물론이다.
도 17에서는 본 발명의 실시예에 따른 D2D 통신 시스템에서 디바이스의 내부 구조에 대해서 설명하였으며, 다음으로 도 18을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 D2D 통신 시스템에서 기지국의 내부 구조에 대해서 설명하기로 한다.
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 D2D 통신 시스템에서 기지국의 내부 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 18을 참조하면, 기지국(1800)은 송신 유닛(1811)과, 제어 유닛(1813)과, 수신 유닛(1815)과, 저장 유닛(1817)을 포함한다.
먼저, 상기 제어 유닛(1813)은 상기 기지국(1800)의 전반적인 동작을 제어하며, 도 1 내지 도 17에서 설명한 바와 같은 디바이스의 PDR 선택 동작 수행 제어를 위한 전반적인 동작을 제어한다. 상기 디바이스의 PDR 선택 동작 수행 제어를 위한 동작에 대해서는 도 1 내지 도 17에서 설명하였으므로 여기서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
상기 송신 유닛(1811)은 상기 제어 유닛(1813)의 제어에 따라 디바이스들로 각종 메시지를 송신한다.
또한, 상기 수신 유닛(1815)은 상기 제어 유닛(1813)의 제어에 따라 디바이스들로부터 각종 메시지를 수신한다.
상기 저장 유닛(1817)은 상기 기지국(1800)의 디바이스의 PDR 선택 동작 수행 제어 동작에 관련된 프로그램과 각종 데이터 등을 저장한다. 또한, 상기 저장 유닛(1817)은 상기 수신 유닛(1815)이 상기 디바이스들로부터 수신한 각종 메시지를 저장한다.
한편, 도 18에는 상기 기지국(1800)이 송신 유닛(1811)과, 제어 유닛(1813)과, 수신 유닛(1815)과, 저장 유닛(1817)과 같이 별도의 유닛들로 구현된 경우가 도시되어 있으나, 상기 기지국(1800)은 상기 송신 유닛(1811)과, 제어 유닛(1813)과, 수신 유닛(1815)과, 저장 유닛(1817)이 통합된 1개의 통합 유닛으로 구현 가능함은 물론이다.
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
한편, 본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시 예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.

Claims (20)

  1. 디바이스-투-디바이스(Device-to-Device: D2D) 통신 시스템에서 디바이스가 피어 탐색 자원(Peer Discovery Resource: PDR)을 선택하는 방법에 있어서,
    상기 디바이스 자신이 선택 가능한 PDR 선택 범위를 결정하는 과정과,
    상기 PDR 선택 범위에서 PDR을 선택하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 D2D 통신 시스템에서 디바이스가 PDR을 선택하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 선택한 PDR을 사용하는 중에 상기 선택한 PDR에 대한 충돌이 발생됨을 검출하면, 상기 선택한 PDR과 상이한 새로운 PDR을 선택하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 D2D 통신 시스템에서 디바이스가 PDR을 선택하는 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 PDR 선택 범위는 상기 D2D 통신 시스템에서 사용 가능한 전체 PDR들을 그룹핑하여 생성한 다수개의 PDR 그룹들 중 어느 하나임을 특징으로 하는 D2D 통신 시스템에서 디바이스가 PDR을 선택하는 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 PDR 선택 범위는 상기 디바이스 자신의 디바이스 식별자(IDentifier: ID)를 기반으로 선택되거나, 혹은 랜덤하게 선택되거나, 혹은 기지국으로부터 할당된 PDR 선택 범위에 상응하게 결정됨을 특징으로 하는 D2D 통신 시스템에서 디바이스가 PDR을 선택하는 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 PDR 선택 범위는 상기 디바이스가 상기 D2D 통신 시스템에 접속한 후 처음으로 시작되는 피어 탐색 구간에서 시작됨을 특징으로 하는 D2D 통신 시스템에서 디바이스가 PDR을 선택하는 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 PDR 선택 범위에서 PDR을 선택하는 과정은;
    상기 PDR 선택 범위에 포함되는 PDR들 중 해당 PDR들의 에너지 레벨들을 기반으로 PDR을 선택하거나, 혹은
    상기 PDR 선택 범위에 포함되는 PDR들 중 랜덤하게 PDR을 선택하거나,
    상기 PDR 선택 범위에 포함되는 PDR들 중 기지국으로부터 수신되는 미사용 PDR 정보에 상응하게 PDR을 선택하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 D2D 통신 시스템에서 디바이스가 PDR을 선택하는 방법.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 선택한 PDR을 사용하는 중에 상기 선택한 PDR에 대한 충돌이 발생됨을 검출하면, 상기 선택한 PDR과 상이한 새로운 PDR을 선택하는 과정은;
    상기 선택한 PDR에 대한 충돌이 발생됨을 검출하면, 상기 PDR 선택 범위를 확장하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 D2D 통신 시스템에서 디바이스가 PDR을 선택하는 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 PDR 선택 범위를 확장하는 과정은;
    상기 D2D 통신 시스템에서 사용 가능한 다른 PDR 선택 범위들 중 적어도 1개의 PDR 선택 범위를 추가적으로 상기 디바이스 자신이 사용할 PDR 선택 범위에 포함시켜 상기 PDR 선택 범위를 확장하는 과정을 포함하며,
    상기 적어도 1개의 PDR 선택 범위는 상기 PDR 선택 범위와 시간 축에서 연속하는 PDR 선택 범위이거나, 혹은 상기 PDR 선택 범위와 시간 축에서 연속하지 않는 PDR 선택 범위임을 특징으로 하는 D2D 통신 시스템에서 디바이스가 PDR을 선택하는 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 PDR 선택 범위에서 PDR을 선택하는 과정은;
    상기 PDR 선택 범위에 포함되어 있는 PDR들에 대한 기사용 여부를 기반으로 PDR을 선택하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 D2D 통신 시스템에서 디바이스가 PDR을 선택하는 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 선택한 PDR을 사용하는 중에 상기 선택한 PDR에 대한 충돌이 발생됨을 검출하면, 상기 선택한 PDR과 상이한 새로운 PDR을 선택하는 과정은;
    상기 PDR 선택 범위에 포함되어 있는 PDR들에 대한 기사용 여부를 기반으로 새로운 PDR을 선택하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 D2D 통신 시스템에서 디바이스가 PDR을 선택하는 방법.
  11. 디바이스-투-디바이스(Device-to-Device: D2D) 통신 시스템에서 디바이스에 있어서,
    상기 디바이스 자신이 선택 가능한 피어 탐색 자원(Peer Discovery Resource: PDR) 선택 범위를 결정하고, 상기 PDR 선택 범위에서 PDR을 선택하는 제어 유닛을 포함함을 특징으로 하는 D2D 통신 시스템에서 디바이스.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제어 유닛은 상기 선택한 PDR을 사용하는 중에 상기 선택한 PDR에 대한 충돌이 발생됨을 검출하면, 상기 선택한 PDR과 상이한 새로운 PDR을 선택함을 특징으로 하는 D2D 통신 시스템에서 디바이스.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 PDR 선택 범위는 상기 D2D 통신 시스템에서 사용 가능한 전체 PDR들을 그룹핑하여 생성한 다수개의 PDR 그룹들 중 어느 하나임을 특징으로 하는 D2D 통신 시스템에서 디바이스.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 PDR 선택 범위는 상기 디바이스 자신의 디바이스 식별자(IDentifier: ID)를 기반으로 선택되거나, 혹은 랜덤하게 선택되거나, 혹은 기지국으로부터 할당된 PDR 선택 범위에 상응하게 결정됨을 특징으로 하는 D2D 통신 시스템에서 디바이스.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 PDR 선택 범위는 상기 디바이스가 상기 D2D 통신 시스템에 접속한 후 처음으로 시작되는 피어 탐색 구간에서 시작됨을 특징으로 하는 D2D 통신 시스템에서 디바이스.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 제어 유닛은;
    상기 PDR 선택 범위에 포함되는 PDR들 중 해당 PDR들의 에너지 레벨들을 기반으로 PDR을 선택하거나, 혹은
    상기 PDR 선택 범위에 포함되는 PDR들 중 랜덤하게 PDR을 선택하거나,
    상기 PDR 선택 범위에 포함되는 PDR들 중 기지국으로부터 수신되는 미사용 PDR 정보에 상응하게 PDR을 선택함을 특징으로 하는 D2D 통신 시스템에서 디바이스.
  17. 제12항에 있어서,
    상기 제어 유닛은 상기 선택한 PDR에 대한 충돌이 발생됨을 검출하면, 상기 PDR 선택 범위를 확장함을 특징으로 하는 D2D 통신 시스템에서 디바이스.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 제어 유닛은 상기 D2D 통신 시스템에서 사용 가능한 다른 PDR 선택 범위들 중 적어도 1개의 PDR 선택 범위를 추가적으로 상기 디바이스 자신이 사용할 PDR 선택 범위에 포함시켜 상기 PDR 선택 범위를 확장하며,
    상기 적어도 1개의 PDR 선택 범위는 상기 PDR 선택 범위와 시간 축에서 연속하는 PDR 선택 범위이거나, 혹은 상기 PDR 선택 범위와 시간 축에서 연속하지 않는 PDR 선택 범위임을 특징으로 하는 D2D 통신 시스템에서 디바이스.
  19. 제11항에 있어서,
    상기 제어 유닛은 상기 PDR 선택 범위에 포함되어 있는 PDR들에 대한 기사용 여부를 기반으로 PDR을 선택함을 특징으로 하는 D2D 통신 시스템에서 디바이스.
  20. 제11항에 있어서,
    상기 제어 유닛은 상기 PDR 선택 범위에 포함되어 있는 PDR들에 대한 기사용 여부를 기반으로 새로운 PDR을 선택함을 특징으로 하는 D2D 통신 시스템에서 디바이스.
KR1020130094958A 2013-08-09 2013-08-09 디바이스-투-디바이스 통신 시스템에서 피어 탐색 자원 선택 장치 및 방법 KR102072021B1 (ko)

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