WO2013032259A2 - 무선 접속 시스템에서 장치 간 직접 통신 중인 장치가 모드변경을 수행하는 방법 및 이를 위한 장치 - Google Patents

무선 접속 시스템에서 장치 간 직접 통신 중인 장치가 모드변경을 수행하는 방법 및 이를 위한 장치 Download PDF

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WO2013032259A2
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devices
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고현수
조한규
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    • H04W76/20—Manipulation of established connections
    • H04W76/23—Manipulation of direct-mode connections

Definitions

  • the present invention relates to a wireless access system that supports direct communication between devices (hereinafter, used in parallel with communication between devices), and relates to a seamless communication method, a mode change method, and a device supporting the same.
  • the present invention relates to a method for handover (mode change) of a device in communication between devices to a cellular network.
  • D2D Device to device
  • D2D means communication between an electronic device and an electronic device as it is. Broadly, it means communication between electronic devices or between a device controlled by a person and a machine. In recent years, however, it is generally referred to wireless communication between an electronic device and an electronic device performed without human involvement.
  • D2D communication was perceived as a remote control or telematics concept, and the market itself was very limited.
  • D2D communications has grown rapidly and has become a global market. In particular, they have had great influence in areas such as Point of Sales (POS), Fleet Management, and remote monitoring of machines and facilities.
  • POS Point of Sales
  • D2D communication will be connected to existing mobile communication and wireless high-speed Internet, or low-power communication solutions such as Wi-Fi and Zigbee, and will no longer be limited to the B2B (Business to Business) market but will expand to the B2C (Business to Consumer) market Will be.
  • any device equipped with a Subscriber Identity Module (SIM) card can transmit and receive data and can be remotely managed and controlled.
  • SIM Subscriber Identity Module
  • D2D communication technology can be used in countless devices and equipment such as cars, trucks, trains, containers, vending machines, gas tanks.
  • an object of the present invention is to provide an efficient communication method for a D2D device.
  • Another object of the present invention is to provide a seamless data transmission method in device to device communication even when link quality between devices is inferior.
  • a method of performing a mode change by a first device in device-to-device communication in a wireless access system includes: determining whether a mode change condition for performing handover to a cellular network during device-to-device communication is satisfied; If the mode change condition is satisfied, transmitting a mode change indication message to a base station; Receiving a mode change command message for initiating a mode change from the base station; Transmitting, to the base station, a first data packet index for the data packet last transmitted through the device-to-device communication to a second device; When the inter-device communication end request message is received from the base station, ending the inter-device communication with the second device; And transmitting data to the second device via the cellular network.
  • the second device may further include transmitting a second data packet index for the data packet last received through the device-to-device communication to the base station.
  • the inter-device communication termination request message may include a third data packet index for a data packet initially transmitted through the cellular network.
  • the third data packet index may be a smaller value of the first data packet index and the second data packet index.
  • the mode change indication message may include link quality information between the first device and the second device.
  • a method of performing a mode change by a first device in device-to-device communication in a wireless access system includes: determining whether a mode change condition for performing a handover to a cellular network during device-to-device communication is satisfied; If the mode change condition is satisfied, transmitting a latch (RACH) request message to a base station; Transmitting a mode change indication message to the base station through the resource obtained by transmitting the RACH request message; Receiving a mode change command message for initiating a mode change from the base station; Transmitting, to the base station, a first data packet index for the data packet last transmitted through the device-to-device communication to a second device; When the inter-device communication end request message is received from the base station, ending the inter-device communication with the second device; And transmitting data to the second device via the cellular network.
  • RACH latch
  • the second device may further include transmitting a second data packet index for the data packet last received through the device-to-device communication to the base station.
  • the inter-device communication termination request message may include a third data packet index for a data packet initially transmitted through the cellular network.
  • the third data packet index may be the smaller of the first data packet index and the second data packet index.
  • the mode change indication message may include link quality information between the first device and the second device.
  • an apparatus for performing a mode change during inter-device communication in a wireless access system includes: a radio frequency (RF) unit including a transmitter and a receiver; And a processor for supporting mode change, the processor comprising: determining whether a mode change condition for performing a handover to a cellular network during inter-device communication is satisfied; If the mode change condition is satisfied, send a mode change indication message to a base station through the RF unit; Receive a mode change command message from the base station through the RF unit to initiate a mode change; Send a first data packet index for the data packet last transmitted via inter-device communication to a second device to the base station via the RF unit; Upon receiving the inter-device communication end request message from the base station, terminates the communication between the second device and the device; And transmit data using the RF module to the second device through the cellular network.
  • RF radio frequency
  • the inter-device communication termination request message may include a third data packet index for a data packet initially transmitted through the cellular network.
  • the third data packet index is a smaller value of the first data packet index and a second data packet index for a data packet last received by the second device through inter-device communication.
  • the mode change indication message may include link quality information between the first device and the second device.
  • the processor if a mode change condition is satisfied, sends a latch (RACH) request message to the base station through the RF unit;
  • RACH latch
  • a mode change indication message may be transmitted to the base station through the RF unit through a resource obtained by transmitting the RACH request message.
  • D2D devices can perform communication efficiently by adaptively changing modes between device-to-device and cellular communication.
  • D2D devices may seamlessly transmit and receive data even when link quality of device-to-device communication is inferior.
  • the D2D devices may perform seamless data transmission and reception by performing a handover (mode change) to cellular communication.
  • 1 is a diagram illustrating an example in which communication between devices is performed.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a link quality level associated with the handover process according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a method for handing over to a relay device during communication between devices according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a method for handing over to a relay device during communication between devices according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a method for handover to a relay device during communication between devices according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a method for handover to a relay device during communication between devices according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a method of performing a mode change during communication between devices according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating a method of performing a mode change during communication between devices according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a block diagram illustrating a wireless access system according to an embodiment of the present invention.
  • Embodiments of the present invention provide a seamless communication method between devices, a method of switching communication to a cellular network, and devices supporting the same in a wireless access system supporting device to device communication.
  • each component or feature may be considered to be optional unless otherwise stated.
  • Each component or feature may be embodied in a form that is not combined with other components or features.
  • some components and / or features may be combined to form an embodiment of the present invention.
  • the order of the operations described in the embodiments of the present invention may be changed. Some components or features of one embodiment may be included in another embodiment or may be replaced with corresponding components or features of another embodiment.
  • the base station is meant as a terminal node of a network that directly communicates with a mobile station.
  • the specific operation described as performed by the base station in this document may be performed by an upper node of the base station in some cases.
  • various operations performed for communication with a mobile station in a network consisting of a plurality of network nodes including a base station may be performed by the base station or network nodes other than the base station.
  • the 'base station' may be replaced by terms such as a fixed station, a Node B, an eNode B (eNB), an advanced base station (ABS), or an access point.
  • the D2D device refers to a terminal that performs device-to-device communication and may simply be referred to as a device.
  • the D2D device may include a mobile station (MS), a user terminal (UE), a subscriber station (SS), a mobile subscriber station (MSS), a mobile terminal, and a terminal.
  • MS mobile station
  • UE user terminal
  • SS subscriber station
  • MSS mobile subscriber station
  • a terminal and a terminal.
  • Terminal Terminal
  • Device Device
  • M2M Machine to Machine
  • the transmitting end refers to a fixed and / or mobile node that provides a data service or a voice service
  • the receiving end refers to a fixed and / or mobile node that receives a data service or a voice service. Therefore, in uplink, a mobile station may be a transmitting end and a base station may be a receiving end. Similarly, in downlink, a mobile station may be a receiving end and a base station may be a transmitting end.
  • Embodiments of the present invention may be supported by standard documents disclosed in at least one of the wireless access systems IEEE 802 system, 3GPP system, 3GPP LTE and LTE-Advanced (LTE-A) system and 3GPP2 system. That is, obvious steps or parts which are not described to clearly reveal the technical spirit of the present invention among the embodiments of the present invention may be supported by the above documents. In addition, all terms disclosed in the present document can be described by the above standard document.
  • CDMA code division multiple access
  • FDMA frequency division multiple access
  • TDMA time division multiple access
  • OFDMA orthogonal frequency division multiple access
  • SC-FDMA single carrier frequency division multiple access
  • CDMA may be implemented with a radio technology such as Universal Terrestrial Radio Access (UTRA) or CDMA2000.
  • TDMA may be implemented with wireless technologies such as Global System for Mobile communications (GSM) / General Packet Radio Service (GPRS) / Enhanced Data Rates for GSM Evolution (EDGE).
  • GSM Global System for Mobile communications
  • GPRS General Packet Radio Service
  • EDGE Enhanced Data Rates for GSM Evolution
  • OFDMA may be implemented in a wireless technology such as IEEE 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802-20, Evolved UTRA (E-UTRA).
  • UTRA is part of the Universal Mobile Telecommunications System (UMTS).
  • 3rd Generation Partnership Project (3GPP) long term evolution (LTE) is part of an Evolved UMTS (E-UMTS) using E-UTRA, and employs OFDMA in downlink and SC-FDMA in uplink.
  • LTE-A Advanced is the evolution of 3GPP LTE.
  • D2D communication refers to a method of directly transmitting and receiving data between devices.
  • each device transmits and receives data through device-to-device communication, but may receive predetermined control information from the base station for direct communication between devices. Therefore, the device-to-device communication is different from the Bluetooth communication, infrared communication, etc. performed without the involvement of the base station.
  • the first device generally exchanges data and / or control information with the base station through the second device, but may also directly exchange data and / or control information with the base station according to circumstances. That is, in consideration of the channel condition between the first device and the base station and the channel condition between the first device and the second device, the first device may directly exchange data with the base station. In this case, data and / or control information exchanged directly by the first device with the base station may be the same as or different from data and / or control information exchanged with the base station through the second device.
  • Device-to-device communication may be used interchangeably with terms such as terminal-to-terminal communication (D2D communication or M2M communication) or peer-to-peer communication (P2P communication).
  • D2D communication terminal-to-terminal communication
  • P2P communication peer-to-peer communication
  • 'device to device communication' terminal-to-terminal communication
  • 'D2D device' or device means a terminal that supports communication between devices.
  • a relay node an antenna node of a distributed antenna system (DAS), and the like are all collectively described as a base station in terms of an access point for accessing the base station.
  • DAS distributed antenna system
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a device-to-device communication method.
  • FIG. 1 illustrates an example in which two D2D devices (first device and second device) located at a short distance at a cell edge perform communication between devices.
  • the primary purpose of device-to-device communication is to connect direct links between devices with good direct-connect channel conditions (eg, located at short distances), thus saving power / resource compared to communication through base stations.
  • device-to-device communication is effective in the case of a device (a first device and a second device) located at a short distance from a cell edge. At this time, when the device does not communicate between the base station and each device to communicate with each other, each terminal transmits and receives data with the base station is in a bad channel state, the resource / power consumption is increased.
  • channel quality may deteriorate, and a link between the D2D devices may be broken, thereby causing data transmission to be interrupted.
  • a method of continuing device-to-device communication through a third D2D device during a device-to-device communication in a relay method is proposed.
  • the proposed method may be applied to both a method of performing device-to-device communication based on control information received from a base station (uncontrolled D2D) as well as a method of performing device-to-device communication between D2D devices without relation to a base station.
  • the relay device used as a relay is not only a D2D device but also an eNB, 802.16 in a base station (for example, LTE / LTE-A system) of a cellular network (for example, LTE / LTE-A system, 802.16e / m system, etc.). ABS in e / m systems).
  • the relay device becoming a base station means that the device-to-device communication is handed over to the cellular network (transmission mode change).
  • the case where the relay device becomes a base station is described in detail in Section 3.
  • the D2D device in the device-to-device communication measures the channel quality with the peripheral device to search for a device suitable for use as a relay.
  • the device discovery threshold is the quality of the communication link between devices as a reference for discovering relay devices.
  • the D2D device may transmit a scan indicator (Scan IND :) message to the counterpart D2D device so that the counterpart D2D device may also measure the channel quality.
  • the D2D device in communication between the devices broadcasts a reference signal request message requesting the peripheral devices to send a reference signal.
  • the transmission of the reference signal request message may be performed by either one or both of the two D2D devices performing communication between the devices.
  • the D2D device broadcasting the reference signal request message notifies or notifies that the reference signal request message has been broadcast to the remaining D2D devices. You can send a message.
  • the D2D device in communication between the devices may measure the channel quality with the peripheral device immediately or after a predetermined time after broadcasting the reference signal request message. If any one of the D2D devices broadcasts the reference signal request message, the other D2D device also contacts the peripheral device immediately or after a predetermined time after receiving the notification or instruction message indicating that the reference signal request message has been broadcast. Channel quality can be measured.
  • the D2D device When the peripheral device periodically propagates a reference signal for measuring channel quality, the D2D device in communication between the devices receives the reference signal and measures the channel quality with the peripheral device.
  • channel quality measurement is preferably performed on both D2D devices.
  • Channel quality measurement in two D2D devices in communication between devices may be performed as follows.
  • One device (first device) among two D2D devices in communication between devices may first measure channel quality. For example, see 2.1.1.1 above.
  • the D2D device (first device) broadcasting the reference signal request message may first measure channel quality.
  • the first device generates a first list of devices having a channel quality exceeding the channel quality threshold using the result of performing the channel quality measurement.
  • the channel quality threshold is a channel quality that is a reference for selecting a suitable device as a relay device among peripheral devices.
  • the first device that generates the first list transmits the first list to the D2D device (second device) in communication between devices through a device report.
  • the D2D device (second device) that receives the first list receives only the reference signals of the devices included in the first list to measure channel quality. That is, the second device measures only the channel quality with the devices included in the first list, not the channel quality with all the peripheral devices.
  • the second device measuring the channel quality selects one or a plurality of devices included in the first list to generate a second list.
  • the second device that has generated the second list transmits the second list to the first device through device selection.
  • the selected one device may be determined as a relay device.
  • the first device that has received the second list may determine a relay device among the devices included in the second list and notify the second device.
  • Both D2D devices communicating between devices can simultaneously measure channel quality.
  • the first and second devices each measure channel quality to produce first and second lists of devices having channel quality that exceed the channel quality threshold.
  • the first device sends the first list to the second device through the device report.
  • the second device sends the second list to the first device via the device report.
  • One of the first and second devices determines a relay device with reference to the generated and received list, and transmits the selected device to the counterpart D2D device through device selection.
  • the method of this section describes the above 2.1.2.1 because two D2D devices simultaneously measure channel quality. Compared to the clause method, the time delay is small.
  • the link reset threshold is a link quality between D2D devices as a reference for starting the link reset process.
  • the link reset threshold may be the same as or different from the device discovery threshold. However, if the two thresholds are different, the link reset threshold is preferably smaller than the device discovery threshold.
  • the D2D device in communication between devices transmits a handover request (HO REQ) message to the relay device.
  • any one of the D2D devices in communication between the devices may transmit a handover request message to the relay device.
  • the D2D device that has transmitted the handover request message may transmit the same handover request message to the remaining D2D devices (D2D devices that do not transmit the handover request message) in communication between the devices to inform that the handover process has started.
  • the D2D device that transmits the handover request message may transmit a separate handover instruction message, not the handover request message, to transmit to the remaining D2D devices to inform that the handover process has started.
  • the D2D device may transmit a handover indication message including relay device information.
  • the D2D device receiving the handover instruction message may transmit a handover request message to the relay device.
  • the D2D device may transmit a response message indicating that the handover instruction message has been received to the D2D device which has transmitted the handover instruction message.
  • a handover mode (HO MOD) or a handover reentry mode (HO Reentry Mode) may be set to define the operation of the D2D device.
  • HO MOD handover mode
  • HO Reentry Mode a handover reentry mode
  • the handover mode may be set by receiving an instruction from the relay device, or may be preset in the D2D device.
  • the handover mode For example, if the handover mode is 1, communication with the relay device for handover and communication for the existing device are alternately performed until the link between the relay device and the link is completely connected. If the handover mode is 0, the existing D2D communication link may be disconnected and the communication may be performed in the D2D communication mode through the relay device. In this case, some communication delay (suspension) may occur until resources for device-to-device communication with the relay device are allocated.
  • the communication with the relay device for handover and the communication for communication between the existing devices may be alternately performed until the link between the relay device and the link is completely connected.
  • the handover mode is 1, the existing D2D communication link is disconnected and the communication is performed in the D2D communication mode through the relay device.
  • the link quality in which the handover request and the handover are actually performed may be different from each other.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a link quality level associated with the handover process according to an embodiment of the present invention.
  • the quality of the D2D communication link between the D2D devices and the communication link quality through the relay may change.
  • the D2D device in communication between the devices may initiate each of the above operations using specific thresholds.
  • the D2D device may initiate a corresponding operation when the quality of the D2D communication link with the D2D device in communication between devices falls below a threshold for a specific operation.
  • the D2D device may initiate the operation when the quality of the communication link through the relay is higher than the threshold for the specific operation.
  • each operation described above may be started in consideration of both the quality of the D2D communication link and the threshold for the quality of the communication link through the relay.
  • FIG. 2 is only a diagram illustrated for convenience of description and a threshold in which two or more operations are started may be the same.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a method for handover during communication between devices according to an embodiment of the present invention.
  • the peripheral device does not periodically propagate a reference signal for measuring channel quality (2.1.1.1.) And the D2D device transmitting the reference signal request message first measures the channel quality ( 2.1.2.1.) Is illustrated.
  • the first device in communication between the second device and the device detects a handover state when the link quality of the device-to-device communication falls below the device discovery threshold (S301). That is, when the link quality of the device-to-device communication falls below the device discovery threshold, the D2D device in the device-to-device communication starts searching for the relay device by measuring channel quality with the peripheral device.
  • the first apparatus transmits a reference signal request message for requesting transmission of the reference signal in a broadcast manner (S303).
  • the first device that transmits the reference signal request message transmits a scan indication message to the second device so that the second device can also measure the channel quality with the peripheral device (S305).
  • the first device that has transmitted the scan instruction message scans the peripheral device (S307). That is, the first device measures the channel quality with the peripheral device using the reference signal received from the peripheral device.
  • the first device extracts a list of devices having a channel quality exceeding the channel quality threshold and transmits the list to the second device through the device report (S309).
  • the second device Upon receiving the device report from the first device, the second device scans the devices included in the list (S311). That is, the second device measures the channel quality using only the reference signals of the devices included in the list.
  • the second device selects one device or a group of devices included in the list and transmits the candidate group to the first device through device selection (S313).
  • the first device and the second device transmit a handover request message to the relay device (S315).
  • the first device and the second device receive a handover response message from the relay device in response to the handover request message (S317).
  • the first device and the second device may transmit the handover request message, and may receive the handover response message in response thereto.
  • the counterpart D2D device that has not transmitted the handover request message may be notified that the handover process is started.
  • the first device Upon receiving the handover response message from the relay device, the first device transmits a handover instruction message for informing that the handover has started (S319). At this time, although not shown, as described above, the second device may also transmit a handover instruction message to the first device.
  • the relay device alternates communication with the relay device for handover and communication between devices between the first device and the second device until the link is completely connected ( S321).
  • the handover mode is set to 0
  • the existing D2D link may be disconnected and communication may be immediately started in the D2D communication mode through a relay.
  • the value of the handover mode may be interchanged.
  • the relay device transmits a handover complete (HO COMPLT) message to the first device and the second device (S323).
  • the relay device may transmit a handover complete message when both the link with the first device and the second device are completed. That is, if only the link to either device is completed and the link to the other device is not completed, the handover complete message is not transmitted.
  • the first device and the B that have received the handover complete message from the relay device perform communication between the relay device and the device using resources allocated from the relay device.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a method for handover during communication between devices according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 illustrates a case in which a peripheral device periodically propagates a reference signal for measuring channel quality (2.1.1.2.) And a case in which the D2D device transmitting the reference signal request message first measures channel quality (2.1. 2.1.) Is illustrated.
  • step S303 of FIG. 3 may be omitted. That is, the first device does not have to transmit the reference signal request message for requesting the transmission of the reference signal in a broadcast manner.
  • step S303 and step S303 of the embodiment of FIG. 3 are identical except for step S303 and step S303 of the embodiment of FIG. 3, and thus, detailed description thereof will be omitted.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a method for handover during device-to-device communication according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 illustrates a case in which a peripheral device does not periodically propagate a reference signal for measuring channel quality (2.1.1.1.) And a device in communication between devices simultaneously measures channel quality (2.1.2.2.) To illustrate.
  • the first device in communication with the second device detects a handover state (S501). That is, when the link quality of the device-to-device communication falls below the device discovery threshold, the D2D device in the device-to-device communication starts searching for the relay device by measuring channel quality with the peripheral device.
  • the first apparatus transmits a reference signal request message for requesting transmission of the reference signal in a broadcast manner (S503).
  • the first device that transmits the reference signal request message transmits a scan indication message to the second device so that the second device can also measure the channel quality with the peripheral device (S505).
  • the first device and the second device in communication between devices scan (or channel scan) the peripheral device (S507). That is, the first device and the second device measure the channel quality with the peripheral device by using the reference signal received from the peripheral device.
  • the first device extracts a list of devices having a channel quality exceeding the channel quality threshold and transmits the list to the second device through a device report / channel report (S509).
  • the second device selects a device candidate (group) by using the list received through the device report from the first device together with information of measuring channel quality with the peripheral device, and selects Device Selection /
  • the device transmits the information to the first device through a channel response (S511).
  • the first device and the second device transmit a handover request message to the relay device (S513).
  • the first device and the second device receive a handover response message from the relay device in response to the handover request message (S515).
  • the first device and the second device may transmit the handover request message, and may receive the handover response message in response thereto.
  • the counterpart D2D device that has not transmitted the handover request message may be notified that the handover process is started.
  • the first device Upon receiving the handover response message from the relay device, the first device transmits a handover instruction message for informing that the handover has started (S517). At this time, although not shown, as described above, the second device may also transmit a handover instruction message to the first device.
  • the relay device alternates communication with the relay device for handover and communication between devices between the first device and the second device until the link is completely connected ( S519).
  • the handover mode is set to 0
  • the existing D2D link may be disconnected and communication may be immediately started in the D2D communication mode through a relay.
  • the value of the handover mode may be interchanged.
  • the relay device transmits a handover complete message to the first device and the second device (S521).
  • the relay device may transmit a handover complete message when both the link with the first device and the second device are completed. That is, if only the link to either device is completed and the link to the other device is not completed, the handover complete message is not transmitted.
  • the first device and the B that have received the handover complete message from the relay device communicate with the relay device by D2D using resources allocated from the relay device.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a method for handover during communication between devices according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 illustrates a case in which a peripheral device periodically propagates a reference signal for measuring channel quality (2.1.1.2.) And a device in communication between devices simultaneously measuring channel quality (2.1.2.2.). To illustrate.
  • step S503 of FIG. 5 may be omitted. That is, the first device does not have to transmit the reference signal request message for requesting the transmission of the reference signal in a broadcast manner.
  • handover (mode change) to a cellular network may be more effective than a relay device (a third D2D device).
  • a D2D device in device-to-device communication (control D2D communication) based on the control information received from the base station may be effective to handover (mode change) to the cellular network.
  • the D2D device in control D2D communication is active from the cellular network perspective while receiving control information such as resource allocation from the base station.
  • control information such as resource allocation from the base station.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a method of performing a mode change during communication between devices according to an embodiment of the present invention.
  • the first device in communication between the second device and the device determines whether a mode change condition for performing a handover to the cellular network is satisfied (S701).
  • the mode change condition indicates that a handover (mode change) is required to the cellular network, and the reception of two or more consecutive NACK signals, the occurrence of a continuous timeout, and the channel state of a channel for communication between devices Is less than or equal to the reference value, when one of the devices performing the device-to-device communication moves to another cell, and when the transmission power of one of the devices that are performing the device-to-device communication is greater than or equal to the threshold, the distance between the devices that are performing the device-to-device communication is a predetermined distance.
  • the modulation and coating method (MCS) level of one of the devices in the inter-device communication is below the threshold, the channel quality of the devices in the inter-device communication is below the threshold and assigned to the device in the inter-device communication. It may include at least one of when there is a lack of radio resources to do.
  • the first device transmits a mode change indication message to a base station that manages a cell including the first device and the second device (S703).
  • the mode change indication message may include information necessary for comparing the D2D communication quality with the cellular network.
  • the mode change indication message may include a link quality of communication between devices, a station identifier of the first device and the second device, and the like.
  • the base station receiving the mode change indication message compares the D2D communication quality with the cellular network, and if it is efficient to handover (mode change) to the cellular network, the base station sends a mode change request message to the first device and the second device. It transmits (S705).
  • the base station sends a message to the first device and the second device to maintain the inter-device communication.
  • the first device and the second device Upon receiving the mode change request message, the first device and the second device transmit a mode change request acknowledgment (ACK) message to the base station (S707).
  • ACK mode change request acknowledgment
  • the mode change request ACK message is a message indicating that the mode change request message is received from the base station.
  • the base station After receiving the mode change request ACK message, the base station transmits a mode change command message to the first device and the second device (S709).
  • the mode change command message is a message informing that the mode change is started.
  • the mode change command message also includes allocation information of resources for which the first device and the second device transmit data over the cellular network.
  • the first device and the second device Upon receiving the mode change command message, the first device and the second device transmit a mode change confirm message to the base station (S711).
  • the mode change command confirmation message is a message indicating that the mode change command message has been received.
  • the mode change command confirmation message may be transmitted to the base station through the acquired resource based on the resource allocation information included in the mode change command message.
  • the first device and the second device transmit the first data packet index and the second data packet index for the data packet transmitted through the device-to-device communication to the base station (S713).
  • the data packet index includes information on data transmitted through device to device communication.
  • the data packet index is intended to allow seamless transmission during handover (mode change) to the cellular network.
  • the first device may transmit up to the tenth data packet to the second device, and the second device may receive up to the ninth data packet from the first device.
  • the base station may be transmitted from the tenth data packet again after the handover to the cellular network.
  • steps S711 and S713 may be performed at the same time, or the mode change command confirmation message may include a data packet index.
  • the mode change command confirmation message includes a data packet index, cellular network resources are saved.
  • the base station transmits an inter-device communication termination request message to the first device and the second device (S715).
  • the inter-device communication termination request message may include information on a data packet initially transmitted through the cellular network. For example, when the values of the first data packet index and the second data packet index are different from each other, a small data packet index may be included in the inter-device communication end request message. Accordingly, the first device and the second device may transmit the data packet after the data packet after the transmission and reception is completed through the device-to-device communication.
  • the first device and the second device receiving the device-to-device communication end request message terminate the device-to-device communication (S717).
  • the first device and the second device release resources allocated for performing device-to-device communication.
  • the first device and the second device transmit an inter-device communication termination response message to the base station (S719).
  • the end-device communication end response message is a message indicating that the end-to-device communication is terminated and the resources allocated for the inter-device communication are released.
  • the first device and the second device may terminate the communication between the devices, and may seamlessly transmit data through the cellular network.
  • the D2D device When the D2D device does not receive control information such as resource allocation from the base station, the D2D device is in an inactive state (inactive, idle, sleep) state from the cellular network perspective.
  • inactive state active, idle, sleep
  • the D2D device When the D2D device in the inactive state recognizes that the link quality of the communication between the devices is deteriorated, the D2D device may perform a handover (mode change) to the cellular network as shown in the embodiment of FIG.
  • mode change mode change
  • FIG. 8 is a diagram illustrating a method of performing a mode change during communication between devices according to an embodiment of the present invention.
  • the first device in communication between the second device and the device determines whether a mode change condition for performing a handover (mode change) to the cellular network is satisfied (S801).
  • the mode change condition indicates that a handover (mode change) is required to the cellular network, and the reception of two or more consecutive NACK signals, the occurrence of a continuous timeout, and the channel state of a channel for communication between devices Is less than or equal to the reference value, when one of the devices performing the device-to-device communication moves to another cell, and when the transmission power of one of the devices that are performing the device-to-device communication is greater than or equal to the threshold, the distance between the devices that are performing the device-to-device communication is a predetermined distance.
  • the modulation and coating method (MCS) level of one of the devices in the inter-device communication is below the threshold, the channel quality of the devices in the inter-device communication is below the threshold and assigned to the device in the inter-device communication. It may include at least one of when there is a lack of radio resources to do.
  • the first device transmits a mode change initiation request message to the second device (S803).
  • the mode change start request message is a message informing that the first device that has recognized the need for the mode change needs to change the mode to the second device.
  • the second device Upon receiving the mode change start request message, the second device transmits a mode change initiation response message to the first device (S805).
  • the mode change start response message is a message indicating that the mode change start request message has been received.
  • the first device and the second device transmit a random access channel (RACH) request message to the base station (S807).
  • RACH random access channel
  • the first device that has transmitted the mode change start request message may transmit the RACH request message to the base station even before receiving the mode change start response message from the second device. That is, the first apparatus may transmit the RACH request message to the base station immediately or after a predetermined time after transmitting the mode change start request message before receiving the handover start message.
  • the base station receiving the RACH request message transmits the RACH response message to the first device and the second device (S809).
  • At least one of the first device and the second device receiving the RACH response message transmits a mode change indication message to the base station through the resources obtained by the RACH (S811).
  • the mode change indication message may include information necessary for comparing the D2D communication quality with the cellular network.
  • the mode change indication message may include a link quality of communication between devices, a station identifier of the first device and the second device, and the like.
  • the base station receiving the mode change indication message compares the D2D communication quality with the cellular network, and if it is efficient to perform the mode change, transmits a mode change request message to the first device and the second device (S813). .
  • the base station sends a message to the first device and the second device to maintain the inter-device communication.
  • the first device and the second device Upon receiving the mode change request message, the first device and the second device transmit a mode change request acknowledgment (ACK) message to the base station (S815).
  • ACK mode change request acknowledgment
  • the mode change request ACK message is a message indicating that the mode change request message is received from the base station.
  • the base station After receiving the mode change request ACK message, the base station transmits a mode change command message to the first device and the second device (S817).
  • the mode change command message is a message informing that the mode change is started.
  • the mode change command message also includes allocation information of resources for which the first device and the second device transmit data over the cellular network.
  • the first device and the second device Upon receiving the mode change command message, the first device and the second device transmit a mode change confirm message to the base station (S819).
  • the mode change command confirmation message is a message indicating that the mode change command message has been received.
  • the mode change command confirmation message may be transmitted to the base station through the acquired resource based on the resource allocation information included in the mode change command message.
  • the first device and the second device transmit the first data packet index and the second data packet index of the data packet transmitted through the device-to-device communication to the base station (S821).
  • the data packet index includes information on data transmitted through device to device communication.
  • the data packet index is intended to allow seamless transmission during handover (mode change) to the cellular network.
  • the first device may have transmitted up to the tenth data packet to the second device, and the second device may have received up to the ninth data packet from the first device.
  • the base station may be transmitted from the tenth data packet again after the handover to the cellular network.
  • step S819 and step S821 may be performed at the same time, or the mode change command confirmation message may include a data packet index.
  • the mode change command confirmation message includes a data packet index, cellular network resources are saved.
  • the base station transmits an inter-device communication termination request message to the first device and the second device (S823).
  • the inter-device communication termination request message may include information on a data packet initially transmitted through the cellular network. For example, when the values of the first data packet index and the second data packet index are different from each other, a small data packet index may be included in the inter-device communication end request message. Accordingly, the first device and the second device may transmit the data packet after the data packet after the transmission and reception is completed through the device-to-device communication.
  • the first device and the second device that have received the inter-device communication end request message terminate the communication between the devices (S825).
  • the first device and the second device release resources allocated for performing device-to-device communication.
  • the first device and the second device transmit a termination response message between devices to the base station (S827).
  • the end-device communication end response message is a message indicating that the end-to-device communication is terminated and the resources allocated for the inter-device communication are released.
  • the first device and the second device may terminate the communication between the devices, and may seamlessly transmit data through the cellular network.
  • FIG. 9 is a block diagram illustrating a wireless access system according to an embodiment of the present invention.
  • a wireless communication system includes a base station 90 and a plurality of D2D devices 100 located in an area of a base station 90. 9 illustrates a case where communication is performed between the base station 90 and the D2D device 100, the D2D communication method according to the present invention may be performed between D2D devices.
  • the relay device may be a base station as well as a D2D device.
  • the base station 90 includes a processor 91, a memory 92, and a radio frequency unit 93.
  • the processor 91 implements the proposed functions, processes and / or methods. Layers of the air interface protocol may be implemented by the processor 91.
  • the memory 92 is connected to the processor 91 and stores various information for driving the processor 91.
  • the RF unit 93 is connected to the processor 91 and transmits and / or receives a wireless message.
  • the D2D device 100 includes a processor 101, a memory 102, and an RF unit 103.
  • the processor 101 implements the proposed functions, processes and / or methods. Layers of the air interface protocol may be implemented by the processor 101.
  • the memory 102 is connected to the processor 101 and stores various information for driving the processor 101.
  • the RF unit 103 is connected with the processor 101 to transmit and / or receive a wireless message.
  • the memories 92 and 102 may be inside or outside the processors 91 and 101, and may be connected to the processors 91 and 101 by various well-known means. Also, the base station 90 and / or the D2D device 100 may have a single antenna or multiple antennas.
  • each component or feature is to be considered optional unless stated otherwise.
  • Each component or feature may be embodied in a form that is not combined with other components or features. It is also possible to combine some of the components and / or features to form an embodiment of the invention.
  • the order of the operations described in the embodiments of the present invention may be changed. Some components or features of one embodiment may be included in another embodiment or may be replaced with corresponding components or features of another embodiment. It is obvious that the claims may be combined to form an embodiment by combining claims that do not have an explicit citation relationship in the claims or as new claims by post-application correction.
  • Embodiments according to the present invention may be implemented by various means, for example, hardware, firmware, software, or a combination thereof.
  • an embodiment of the present invention may include one or more application specific integrated circuits (ASICs), digital signal processors (DSPs), digital signal processing devices (DSPDs), programmable logic devices (PLDs), FPGAs ( field programmable gate arrays), processors, controllers, microcontrollers, microprocessors, and the like.
  • ASICs application specific integrated circuits
  • DSPs digital signal processors
  • DSPDs digital signal processing devices
  • PLDs programmable logic devices
  • FPGAs field programmable gate arrays
  • processors controllers, microcontrollers, microprocessors, and the like.
  • an embodiment of the present invention may be implemented in the form of a module, procedure, function, etc. that performs the functions or operations described above.
  • the software code may be stored in memory and driven by the processor.
  • the memory may be located inside or outside the processor, and may exchange data with the processor by various known means.
  • Embodiments of the present invention can be applied to various wireless access systems.
  • various radio access systems include 3rd Generation Partnership Project (3GPP), 3GPP2 and / or Institute of Electrical and Electronic Engineers 802 (IEEE 802) systems.
  • 3GPP 3rd Generation Partnership Project
  • 3GPP2 3rd Generation Partnership Project2
  • IEEE 802 Institute of Electrical and Electronic Engineers 802

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

본 발명에서는 장치 간 통신을 지원하는 무선 접속 시스템에서 장치 간 통신 중 셀룰러 네트워크로 핸드오버 수행 방법 및 이를 위한 장치가 개시된다. 본 발명의 일 실시예로서, 무선 접속 시스템에서 장치간통신 중인 제1 장치가 모드변경을 수행하는 방법은, 장치간통신 중 셀룰러 네트워크로 핸드오버를 수행하기 위한 모드변경 조건이 만족되는지 판단하는 단계; 모드변경 조건이 만족되면, 모드변경 지시 메시지를 기지국으로 전송하는 단계; 기지국으로부터 모드변경을 개시하기 위한 모드변경 명령 메시지를 수신하는 단계; 제2 장치로 장치간통신을 통하여 최후에 전송한 데이터 패킷에 대한 제1 데이터 패킷 인덱스를 기지국으로 전송하는 단계; 기지국으로부터 장치간통신 종료 요청 메시지를 수신하면, 제2 장치와 장치간통신을 종료하는 단계; 및 셀룰러 네트워크를 통해 제2 장치로 데이터를 전송하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

무선 접속 시스템에서 장치 간 직접 통신 중인 장치가 모드변경을 수행하는 방법 및 이를 위한 장치
본 발명은 장치 간 직접 통신(이하, 장치 간 통신과 병행하여 사용)을 지원하는 무선접속시스템에 관한 것으로, 장치 간 끊김없는 통신 방법, 모드변경 방법 및 이를 지원하는 장치에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 장치 간 통신 중인 장치가 셀룰러 네트워크로 핸드오버(모드변경)하는 방법에 관한 것이다.
이하에서는 본 발명에서 장치 간 통신 환경에 대해서 간략히 설명한다.
장치 간 통신(D2D: Device to Device)이란, 그 표현 그대로 전자 장치와 전자 장치 간의 통신을 의미한다. 광의로는 전자 장치 간의 통신 또는 사람이 제어하는 장치와 기계간의 통신을 의미한다. 하지만, 최근에는 사람의 관여 없이 수행되는 전자 장치와 전자 장치 사이의 무선 통신을 지칭하는 것이 일반적이다.
D2D 통신의 개념이 처음 도입된 1990년대 초반에, D2D 통신은 원격 조정이나 텔레매틱스 정도의 개념으로 인식되었고, 파생되는 시장 자체도 매우 한정적이었다. 하지만, 지난 몇 년간 D2D 통신은 고속 성장을 거듭하여 전 세계적으로 주목받는 시장으로 성장하였다. 특히, 판매 관리 시스템(POS: Point Of Sales), 물류 관리(Fleet Management), 기계 및 설비의 원격 모니터링 등의 분야에서 큰 영향력을 발휘하였다. 앞으로의 D2D 통신은 기존 이동 통신 및 무선 초고속 인터넷이나 Wi-Fi 및 Zigbee 등 소출력 통신 솔루션과 연계되어, 더 이상 B2B(Business to Business) 시장에 국한되지 않고 B2C(Business to Consumer) 시장으로 영역이 확대될 것이다.
D2D 통신 시대에서, SIM(Subscriber Identity Module) 카드를 장착한 모든 장치는 데이터 송수신이 가능하여 원격 관리 및 통제될 수 있다. 예를 들면, 자동차, 트럭, 기차, 컨테이너, 자동판매기, 가스탱크 등 수없이 많은 장치와 장비에 D2D 통신 기술이 사용될 수 있다.
종래에는 단말을 개별 단위로 관리하는 것이 일반적이어서 기지국과 단말 간 통신은 일대일 통신 방식이 주로 수행되었다. 수많은 D2D 장치들이 일대일 통신방식으로 기지국과 통신한다면, 기지국과의 시그널링으로 인하여 네트워크 과부하가 예상된다. 상술한 바와 같이 D2D 통신이 급격히 확산되는 경우, 이들 D2D 장치들 사이의 또는 D2D 장치들과 기지국 사이의 통신으로 인한 오버헤드(overhead)가 문제될 수 있다.
또한, 종래에는 D2D 연결의 상태가 좋지 않은 경우에 대한 끊김없는 통신 방법이나, 장치 간 직접 통신 중 모드변경(셀룰러 네트워크로 핸드오버)를 수행하는 방법에 대한 연구는 미진한 상태이다.
본 발명은 상기한 바와 같은 일반적인 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 D2D 장치에 대한 효율적인 통신 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 장치 간 통신에 있어서, 장치 간 링크 품질(Link Quality)이 떨어지는 경우에도 끊김없는 데이터 전송 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 장치 간 통신에 있어서, 장치 간 링크 품질이 떨어지는 경우 셀룰러 네트워크로 핸드오버하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 목적들은 이상에서 언급한 사항들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 이하 설명할 본 발명의 실시예들로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 고려될 수 있다.
본 발명의 일 양태로서, 무선 접속 시스템에서 장치간통신 중인 제1 장치가 모드변경을 수행하는 방법은, 장치간통신 중 셀룰러 네트워크로 핸드오버를 수행하기 위한 모드변경 조건이 만족되는지 판단하는 단계; 상기 모드변경 조건이 만족되면, 모드변경 지시 메시지를 기지국으로 전송하는 단계; 상기 기지국으로부터 모드변경을 개시하기 위한 모드변경 명령 메시지를 수신하는 단계; 제2 장치로 장치간통신을 통하여 최후에 전송한 데이터 패킷에 대한 제1 데이터 패킷 인덱스를 상기 기지국으로 전송하는 단계; 상기 기지국으로부터 장치간통신 종료 요청 메시지를 수신하면, 상기 제2 장치와 장치간통신을 종료하는 단계; 및 상기 셀룰러 네트워크를 통해 상기 제2 장치로 데이터를 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제2 장치가 장치간통신을 통하여 최후에 수신한 데이터 패킷에 대한 제2 데이터 패킷 인덱스를 상기 기지국으로 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 장치간통신 종료 요청 메시지는 상기 셀룰러 네트워크를 통해 최초로 전송되는 데이터 패킷에 대한 제3 데이터 패킷 인덱스를 포함할 수 있다.
상기 제3 데이터 패킷 인덱스는 상기 제1 데이터 패킷 인덱스 및 상기 제2 데이터 패킷 인덱스 중 작은 값일 수 있다.
상기 모드변경 지시 메시지는 상기 제1 장치 및 상기 제2 장치 사이의 링크 품질 정보를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 양태로서, 무선 접속 시스템에서 장치간통신 중인 제1 장치가 모드변경을 수행하는 방법은, 장치간통신 중 셀룰러 네트워크로 핸드오버를 수행하기 위한 모드변경 조건이 만족되는지 판단하는 단계; 상기 모드변경 조건이 만족되면, 래치(RACH) 요청 메시지를 기지국으로 전송하는 단계; 상기 RACH 요청 메시지를 전송하여 획득한 자원을 통하여 상기 기지국으로 모드변경 지시 메시지를 전송하는 단계; 상기 기지국으로부터 모드변경을 개시하기 위한 모드변경 명령 메시지를 수신하는 단계; 제2 장치로 장치간통신을 통하여 최후에 전송한 데이터 패킷에 대한 제1 데이터 패킷 인덱스를 상기 기지국으로 전송하는 단계; 상기 기지국으로부터 장치간통신 종료 요청 메시지를 수신하면, 상기 제2 장치와 장치간통신을 종료하는 단계; 및 상기 셀룰러 네트워크를 통해 상기 제2 장치로 데이터를 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제2 장치가 장치간통신을 통하여 최후에 수신한 데이터 패킷에 대한 제2 데이터 패킷 인덱스를 상기 기지국으로 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 장치간통신 종료 요청 메시지는 상기 셀룰러 네트워크를 통해 최초로 전송되는 데이터 패킷에 대한 제3 데이터 패킷 인덱스를 포함할 수 있다.
상기 제3 데이터 패킷 인덱스는 상기 제1 데이터 패킷 인덱스 및 상기 제2 데이터 패킷 인덱스 중 작은 갑일 수 있다.
상기 모드변경 지시 메시지는 상기 제1 장치 및 상기 제2 장치 사이의 링크 품질 정보를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 양태로서, 무선 접속 시스템에서 장치간통신 중 모드변경을 수행하는 장치는, 송신기 및 수신기를 포함하는 무선주파수(RF) 유닛; 및 모드변경을 지원하기 위한 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는: 장치간통신 중 셀룰러 네트워크로 핸드오버를 수행하기 위한 모드변경 조건이 만족되는지 판단하고; 상기 모드변경 조건이 만족되면, 모드변경 지시 메시지를 기지국으로 상기 RF 유닛을 통해 전송하고; 모드변경을 개시하기 위한 모드변경 명령 메시지를 상기 기지국으로부터 상기 RF 유닛을 통해 수신하고; 제2 장치로 장치간통신을 통하여 최후에 전송한 데이터 패킷에 대한 제1 데이터 패킷 인덱스를 상기 기지국으로 상기 RF 유닛을 통해 전송하고; 상기 기지국으로부터 장치간통신 종료 요청 메시지를 수신하면, 상기 제2 장치와 장치간통신을 종료하고; 상기 셀룰러 네트워크를 통해 상기 제2 장치로 상기 RF 모듈을 이용하여 데이터를 전송하는 것을 특징으로 한다.
상기 장치간통신 종료 요청 메시지는 상기 셀룰러 네트워크를 통해 최초로 전송되는 데이터 패킷에 대한 제3 데이터 패킷 인덱스를 포함할 수 있다.
상기 제3 데이터 패킷 인덱스는 상기 제1 데이터 패킷 인덱스 및 상기 제2 장치가 장치간 통신을 통하여 최후에 수신한 데이터 패킷에 대한 제2 데이터 패킷 인덱스 중 작은 값인 것을 특징으로 하는, 장치.
상기 모드변경 지시 메시지는 상기 제1 장치 및 상기 제2 장치 사이의 링크 품질 정보를 포함할 수 있다.
상기 프로세서는: 상기 모드변경 조건이 만족되면, 래치(RACH) 요청 메시지를 기지국으로 상기 RF 유닛을 통해 전송하고; 상기 RACH 요청 메시지를 전송하여 획득한 자원을 통하여 모드변경 지시 메시지를 상기 기지국으로 상기 RF 유닛을 통해 전송할 수 있다.
본 발명의 부가적인 장점, 목적, 특징들은 이하의 설명을 통해 또는 당업자가 이하의 설명에 기반하여 본 발명을 실시함에 따라 용이하게 알 수 있다. 또한, 본 발명은 당업자가 이하의 설명에 기반하여 본 발명을 실시함에 따라 예측치 않은 장점을 가질 수도 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, D2D 장치들은 장치 간 통신 및 셀룰러 통신 간에 적응적으로 모드변경을 수행함으로써 효율적으로 통신을 수행할 수 있다.
둘째, 장치 간 통신에 있어서, D2D 장치들은 장치 간 통신의 링크 품질(Link Quality)이 떨어지는 경우에도 끊김없이 데이터를 송수신할 수 있다.
셋째, 장치 간 통신에 있어서, D2D 장치들은 장치 간 통신의 링크 품질이 떨어지는 경우에는 셀룰러 통신(Cellular Communication)으로 핸드오버(모드변경)를 수행함으로써 끊김없는 데이터 송수신을 수행할 수 있다.
본 발명의 부가적인 장점, 목적, 특징들은 이하의 설명을 통해 또는 당업자가 이하의 설명에 기반하여 본 발명을 실시함에 따라 용이하게 알 수 있다. 또한, 본 발명은 당업자가 이하의 설명에 기반하여 본 발명을 실시함에 따라 예측치 않은 장점을 가질 수도 있다.
이하에 첨부되는 도면들은 본 발명에 관한 이해를 돕기 위한 것으로, 상세한 설명과 함께 본 발명에 대한 실시예들을 제공한다. 다만, 본 발명의 기술적 특징이 특정 도면에 한정되는 것은 아니며, 각 도면에서 개시하는 특징들은 서로 조합되어 새로운 실시예로 구성될 수 있다.
도 1은 장치 간 통신이 수행되는 일례를 도시하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 핸드오버 프로세스와 관련된 링크 품질 레벨을 예시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 장치 간 통신 중 릴레이 장치로 핸드오버하는 방법을 예시하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 장치 간 통신 중 릴레이 장치로 핸드오버하는 방법을 예시하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 장치 간 통신 중 릴레이 장치로 핸드오버하는 방법을 예시하는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 장치 간 통신 중 릴레이 장치로 핸드오버하는 방법을 예시하는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 장치 간 통신 중 모드변경을 수행하는 방법을 예시하는 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 장치 간 통신 중 모드변경을 수행하는 방법을 예시하는 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 접속 시스템을 예시하는 블록도이다.
본 발명의 실시예들은 장치 간 통신을 지원하는 무선 접속 시스템에서, 장치 간 끊김없는 통신 방법, 셀룰러 네트워크로의 통신 전환 방법 및 이를 지원하는 장치들을 제공한다.
이하의 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들을 소정 형태로 결합한 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려될 수 있다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성할 수도 있다. 본 발명의 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다.
도면에 대한 설명에서, 본 발명의 요지를 흐릴 수 있는 절차 또는 단계 등은 기술하지 않았으며, 당업자의 수준에서 이해할 수 있을 정도의 절차 또는 단계는 또한 기술하지 아니하였다.
본 명세서에서 본 발명의 실시예들은 기지국과 이동국 간의 데이터 송수신 관계를 중심으로 설명되었다. 여기서, 기지국은 이동국과 직접적으로 통신을 수행하는 네트워크의 종단 노드(terminal node)로서의 의미가 있다. 본 문서에서 기지국에 의해 수행되는 것으로 설명된 특정 동작은 경우에 따라서는 기지국의 상위 노드(upper node)에 의해 수행될 수도 있다.
즉, 기지국을 포함하는 다수의 네트워크 노드들(network nodes)로 이루어지는 네트워크에서 이동국과의 통신을 위해 수행되는 다양한 동작들은 기지국 또는 기지국 이외의 다른 네트워크 노드들에 의해 수행될 수 있다. 이때, '기지국'은 고정국(fixed station), Node B, eNode B(eNB), 발전된 기지국(ABS: Advanced Base Station) 또는 억세스 포인트(access point) 등의 용어에 의해 대체될 수 있다.
또한, 본 발명에서 D2D 장치는 장치 간 통신을 수행하는 단말을 의미하는 것으로 단순히 장치(Device)로 불릴 수 있다. 또한, D2D 장치는 이동국(MS: Mobile Station), 사용자 단말(UE: User Equipment), 가입자 단말(SS: Subscriber Station), 이동가입자 단말(MSS: Mobile Subscriber Station), 이동 단말(Mobile Terminal), 단말(Terminal), 장치(Device) 또는 M2M(Machine to Machine) 장치 등의 용어로 대체될 수 있다.
또한, 송신단은 데이터 서비스 또는 음성 서비스를 제공하는 고정 및/또는 이동 노드를 말하고, 수신단은 데이터 서비스 또는 음성 서비스를 수신하는 고정 및/또는 이동 노드를 의미한다. 따라서, 상향링크에서는 이동국이 송신단이 되고, 기지국이 수신단이 될 수 있다. 마찬가지로, 하향링크에서는 이동국이 수신단이 되고, 기지국이 송신단이 될 수 있다.
본 발명의 실시예들은 무선 접속 시스템들인 IEEE 802 시스템, 3GPP 시스템, 3GPP LTE 및 LTE-A(LTE-Advanced)시스템 및 3GPP2 시스템 중 적어도 하나에 개시된 표준 문서들에 의해 뒷받침될 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예들 중 본 발명의 기술적 사상을 명확히 드러내기 위해 설명하지 않은 자명한 단계들 또는 부분들은 상기 문서들에 의해 뒷받침될 수 있다. 또한, 본 문서에서 개시하고 있는 모든 용어들은 상기 표준 문서에 의해 설명될 수 있다.
이하의 기술은 CDMA(code division multiple access), FDMA(frequency division multiple access), TDMA(time division multiple access), OFDMA(orthogonal frequency division multiple access), SC-FDMA(single carrier frequency division multiple access) 등과 같은 다양한 무선 접속 시스템에 이용될 수 있다. CDMA는 UTRA(Universal Terrestrial Radio Access)나 CDMA2000과 같은 무선 기술(radio technology)로 구현될 수 있다. TDMA는 GSM(Global System for Mobile communications)/GPRS(General Packet Radio Service)/EDGE(Enhanced Data Rates for GSM Evolution)와 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. OFDMA는 IEEE 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802-20, E-UTRA(Evolved UTRA) 등과 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. UTRA는 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)의 일부이다. 3GPP(3rd Generation Partnership Project) LTE(long term evolution)은 E-UTRA를 사용하는 E-UMTS(Evolved UMTS)의 일부로써, 하향링크에서 OFDMA를 채용하고 상향링크에서 SC-FDMA를 채용한다. LTE-A(Advanced)는 3GPP LTE의 진화이다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에서 사용되는 특정(特定) 용어들은 본 발명의 이해를 돕기 위해서 제공된 것이며, 이러한 특정 용어의 사용은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경될 수 있다.
1. 장치 간 통신 일반
본 명세서에서, 장치 간 통신(D2D communication)은 장치 간에 직접 데이터를 송수신하는 방법을 말한다. 이때, 각 장치는 장치 간 통신을 통해 데이터를 송수신하지만, 장치 간 직접 통신을 위한 소정의 제어 정보를 기지국으로부터 제공받을 수 있다. 따라서 장치 간 통신은 기지국의 관여 없이 수행되는 블루투스 통신, 적외선 통신 등과 다르다.
제1 장치는 일반적으로 제2 장치를 통해 기지국과 데이터 및/또는 제어 정보를 교환하게 되나, 상황에 따라 기지국과 데이터 및/또는 제어 정보를 직접 교환할 수도 있다. 즉, 제1 장치와 기지국 간의 채널 상황, 제1 장치와 제2 장치 간의 채널 상황을 고려하여, 제1 장치는 기지국과 직접 데이터를 교환하는 것도 가능하다. 이때, 제1 장치가 기지국과 직접 교환하는 데이터 및/또는 제어 정보는 제2 장치를 통해 기지국과 교환하는 데이터 및/또는 제어 정보와 동일할 수도 있고, 서로 다를 수도 있다.
장치 간 통신은 단말-대-단말 통신(D2D communication 또는 M2M communication) 또는 피어 투 피어 통신(P2P communication) 등과 같은 용어와 혼용되어 사용될 수 있다. 이하 설명의 편의를 위해 '장치 간 통신'으로 통칭하여 본 발명의 실시예들을 설명한다. 또한, 본 명세서에서 'D2D 장치'(또는 장치)는 장치 간 통신을 지원하는 단말을 의미한다.
한편, 본 발명에서 D2D 장치를 제외한 모든 노드(node)는 기지국으로 통칭하여 본 발명을 설명한다. 예를 들어, 릴레이 노드, DAS(Distributed antenna system)의 안테나 노드 등은 모두 기지국으로 액세스하기 위한 액세스 포인트라는 관점에서 기지국으로 통칭되어 설명된다.
도 1은 장치 간 통신 방법의 일례를 도시한 도면이다. 구체적으로 도 1은, 셀 경계(cell edge)에서 근거리에 위치한 2개의 D2D 장치들(제1 장치 및 제2 장치)이 장치 간 통신을 수행하는 일례를 나타낸다.
장치 간 통신의 가장 큰 목적은 직접 연결 채널 상황이 좋은(예를 들면, 근거리에 위치한) 장치 간에 직접적인 링크를 연결하여, 기지국을 통한 통신에 비하여 파워/자원을 절약하는 것이다. 특히 도 1에 도시된 바와 같이, 셀 경계(cell edge)에서 근거리에 위치한 장치(제1 장치 및 제2 장치)의 경우에는 장치 간 통신이 효과적이다. 이때, 장치 간 통신을 하지 않는 경우(기지국과 각 장치가 각각 통신하는 경우), 각 단말이 채널 상태가 좋지 않은 기지국과 데이터를 송수신하므로 자원/파워의 소모가 증가된다.
이러한 장치 간 통신 과정에서 D2D 장치가 이동하는 경우, 채널 품질이 악화되고 D2D 장치 간의 링크가 끊어져 데이터 전송이 끊기는 현상이 발생할 수 있다.
2. 장치 간 통신 중 릴레이 장치로 핸드오버 수행 방법
이하에서는, 장치 간 통신 중인 D2D 장치 간의 끊김 없는(seamless) 데이터 전송을 위하여, 장치 간 통신 중 제3의 D2D 장치를 통하여 릴레이(relay) 방식으로 장치 간 통신을 이어나가는 방법을 제안한다. 이하 제안하는 방법은 기지국으로부터 수신한 제어 정보를 바탕으로 장치 간 통신을 수행하는 방식(controlled D2D)뿐만 아니라 기지국의 관련 없이 D2D 장치 간에 장치 간 통신을 수행하는 방식(uncontrolled D2D) 모두 적용될 수 있다.
이하 릴레이로 사용하는 릴레이 장치는 D2D 장치뿐만 아니라 셀룰러 네트워크(예를 들어, LTE/LTE-A 시스템, 802.16e/m 시스템 등)의 기지국(예를 들어, LTE/LTE-A 시스템에서 eNB, 802.16e/m 시스템에서 ABS 등)이 될 수 있다. 이 경우, 릴레이 장치가 기지국이 된다는 것은 장치 간 통신이 셀룰러 네트워크로 핸드 오버(전송 모드 변경)를 하는 것을 의미한다. 릴레이 장치가 기지국이 되는 경우는 3절에서 상세히 설명한다.
이하에서는 설명의 편의를 위해 2개의 D2D 장치 간 장치 간 통신을 수행하는 것을 가정하여 설명하지만, 이에 한정되는 것은 아니며 2 이상의 D2D 장치가 동시에 장치 간 통신을 수행하는 경우에도 동일하게 적용될 수 있다.
2.1. 릴레이 장치로 핸드오버 절차
2.1.1. 장치 탐색
장치 간 통신의 링크 품질(link quality)이 장치 탐색 임계치(threshold) 이하로 떨어지면, 장치 간 통신 중인 D2D 장치는 주변 장치와의 채널 품질(channel quality)을 측정하여 릴레이로 사용하기 적합한 장치를 탐색한다. 장치 탐색 임계치는 릴레이 장치를 탐색하기 위한 기준이 되는 장치 간 통신 링크의 품질이다. 이때, D2D 장치는 상대 D2D 장치도 채널 품질을 측정할 수 있도록 상대 D2D 장치로 스캔 지시(Scan IND: Scan indicator) 메시지를 전송할 수 있다.
2.1.1.1. 참조 신호를 주기적으로 전파하지 않는 경우
주변 장치가 채널 품질을 측정하기 위한 참조 신호(reference signal)를 주기적으로 전파하지 않는 경우, 장치 간 통신 중인 D2D 장치는 주변 장치들에게 참조 신호의 발송을 요청하는 참조 신호 요청 메시지를 브로드캐스트(broadcast) 방식으로 전송한다.
참조 신호 요청 메시지의 전송은 장치 간 통신을 수행하는 두 D2D 장치 중 어느 하나 또는 둘 모두가 수행할 수 있다. D2D 장치 중 어느 하나가 참조 신호 요청 메시지를 브로드캐스팅하는 경우, 참조 신호 요청 메시지를 브로드캐스팅한 D2D 장치는 나머지 D2D 장치로 참조 신호 요청 메시지를 브로드캐스팅한 것을 알리는 통지(notification) 또는 지시(indication) 메시지를 전송할 수 있다.
장치 간 통신 중인 D2D 장치는 참조 신호 요청 메시지를 브로드캐스팅한 후 즉시 또는 일정 시간이 지난 후에 주변 장치와의 채널 품질을 측정할 수 있다. D2D 장치 중 어느 하나가 참조 신호 요청 메시지를 브로드캐스팅하는 경우에는, 나머지 D2D 장치도 참조 신호 요청 메시지를 브로드캐스팅한 것을 알리는 통지 또는 지시 메시지를 수신한 후 즉시 또는 일정 시간이 지난 후에 주변 장치와의 채널 품질을 측정할 수 있다.
2.1.1.2. 참조 신호를 주기적으로 전파하는 경우
주변 장치가 채널 품질을 측정하기 위한 참조 신호를 주기적으로 전파하는 경우에는, 장치 간 통신 중인 D2D 장치는 참조 신호를 수신하여 주변 장치와의 채널 품질을 측정한다.
2.1.2 채널 품질 측정
장치 간 통신 중인 D2D 장치(제1 장치, 제2 장치)가 제3의 장치(릴레이 장치)를 통하여 D2D 통신하기 위해서는, 3개의 장치가 연결되는 2개의 링크(즉, 제1 장치와 릴레이 장치 간 링크, 제2 장치와 릴레이 장치 간 링크)의 품질이 모두 양호하여야 한다. 따라서 채널 품질 측정은 두 D2D 장치 모두에서 수행되는 것이 바람직하다. 장치 간 통신 중인 두 D2D 장치에서 채널 품질 측정은 다음과 같이 수행될 수 있다.
2.1.2.1. 하나의 장치 먼저 채널 품질 측정
장치 간 통신 중인 2개의 D2D 장치 중에서 하나의 장치(제1 장치)가 먼저 채널 품질을 측정할 수 있다. 예를 들면, 상술한 2.1.1.1. 절에서 참조 신호 요청 메시지를 브로드캐스팅한 D2D 장치(제1 장치)가 먼저 채널 품질을 측정할 수 있다.
제1 장치는 채널 품질 측정을 수행한 결과값을 이용하여 채널 품질 임계치를 초과하는 채널 품질을 가지는 장치의 제1 리스트(list)를 생성한다. 채널 품질 임계치는 주변의 장치등 중 릴레이 장치로 적합한 장치를 선택하기 위한 기준이 되는 채널 품질이다. 제1 리스트를 생성한 제1 장치는 장치 간 통신 중인 D2D 장치(제2 장치)로 장치 보고(Device Report)를 통해 제1 리스트를 전송한다.
제1 리스트를 수신한 D2D 장치(제2 장치)는 제1 리스트에 포함된 장치의 참조 신호만을 수신하여 채널 품질을 측정한다. 즉, 제2 장치는 모든 주변 장치와의 채널 품질을 측정하는 것이 아니라, 제1 리스트에 포함된 장치와의 채널 품질만 측정한다. 채널 품질을 측정한 제2 장치는 제1 리스트에 포함된 장치 중 하나 또는 복수의 장치를 선택하여 제2 리스트를 생성한다. 제2 리스트를 생성한 제2 장치는 장치 선택(Device Selection)을 통해 제2 리스트를 제1 장치로 전송한다.
제2 장치가 제1 리스트에서 하나의 장치를 선택한 경우, 선택된 하나의 장치가 릴레이 장치로 결정될 수 있다. 제2 장치가 제1 리스트에서 복수의 장치를 후보군으로 선택한 경우에는, 제2 리스트를 수신한 제1 장치가 제2 리스트에 포함된 장치 중에서 릴레이 장치를 결정하여 제2 장치로 통보할 수 있다.
상술한 바와 같이, 하나의 D2D 장치만 모든 주변 장치와의 채널 품질을 측정하는 경우에는 장치의 전력(power) 측면에서 장점이 있다.
2.1.2.2. 두 장치가 동시에 채널 품질 측정
장치 간 통신 중인 2개의 D2D 장치 모두 동시에 채널 품질을 측정할 수 있다.
제1 및 제2 장치는 각각 채널 품질을 측정하여 채널 품질 임계치를 초과하는 채널 품질을 가지는 장치의 제1 및 제2 리스트를 생성한다. 제1 장치는 장치 보고를 통해 제1 리스트를 제2 장치로 전송한다. 제2 장치는 장치 보고를 통해 제2 리스트를 제1 장치로 전송한다.
제1 및 제2 장치 중 어느 하나는 생성 및 수신한 리스트를 참조하여 릴레이 장치를 결정하고, 장치 선택을 통해 상대 D2D 장치로 전송한다.
본 절의 방법은 두 D2D 장치가 동시에 채널 품질을 측정하기 때문에 상술한 2.1.2.1. 절의 방법에 비하여 시간 지연이 작다는 장점이 있다.
2.1.3. 링크 재설정
릴레이 장치가 결정된 후, D2D 장치 간의 링크 품질이 링크 재설정 임계치 이하로 내려가면 릴레이 장치를 이용하기 위한 링크 재설정 프로세스(process)가 진행될 수 있다. 즉, 링크 재설정 임계치는 링크 재설정 프로세스를 시작하기 위한 기준이 되는 D2D 장치 간의 링크 품질이다. 여기서, 링크 재설정 임계치는 장치 탐색 임계치와 동일하거나 상이할 수 있다. 다만, 두 임계치가 상이한 경우, 링크 재설정 임계치는 장치 탐색 임계치보다 작은 것이 바람직하다.
장치 간 통신 중인 D2D 장치는 릴레이 장치로 핸드오버 요청(HO REQ, handover request) 메시지를 전송한다. 이때, 장치 간 통신 중인 D2D 장치 중 어느 하나가 핸드오버 요청 메시지를 릴레이 장치로 전송할 수 있다. 핸드오버 요청 메시지를 전송한 D2D 장치는 장치 간 통신 중인 나머지 D2D 장치(핸드오버 요청 메시지를 전송하지 않은 D2D 장치)에게도 동일한 핸드오버 요청 메시지를 전송하여 핸드오버 프로세스가 시작되었음을 알릴 수 있다. 또한, 핸드오버 요청 메시지를 전송한 D2D 장치는 핸드오버 요청 메시지가 아닌 별도의 핸드오버 지시 메시지를 전송하여 나머지 D2D 장치로 전송하여 핸드오버 프로세스가 시작되었음을 알릴 수도 있다.
D2D 장치가 릴레이 장치를 결정하면, 릴레이 장치 정보를 포함하는 핸드오버 지시 메시지를 전송할 수 있다. 이 경우, 핸드오버 지시 메시지를 수신한 D2D 장치는 릴레이 장치로 핸드오버 요청 메시지를 전송할 수 있다. 핸드오버 지시 메시지를 수신한 D2D 장치는 핸드오버 지시 메시지를 수신하였음을 나타내는 응답 메시지를 핸드오버 지시 메시지를 전송한 D2D 장치로 전송할 수 있다.
2.1.4. 핸드오버 개시(initiation)
장치 간 통신 중인 D2D 장치가 릴레이 장치와 링크가 완전히 연결되기 전에는, 기존 D2D 장치 간의 통신 및 릴레이 장치와의 통신이 번갈아가며 수행될 수 있다. 이 경우, D2D 장치의 동작을 정의하기 위하여 핸드오버 모드(HO MOD: handover mode) 또는 핸드오버 재진입 모드(HO Reentry Mode: handover reentry mode)를 설정할 수 있다. 이하에서는, 설명의 편의를 위해 핸드오버 모드로 통칭하여 설명한다. 핸드오버 모드는 릴레이 장치로부터 지시를 받아 설정되거나, D2D 장치에 미리 설정될 수 있다.
예를 들면, 핸드오버 모드가 1이면 릴레이 장치와 링크가 완전히 연결되기 전까지 핸드오버를 위한 릴레이 장치와의 교신과 기존의 장치 간 통신을 위한 교신을 번갈아 가면서 수행한다. 핸드오버 모드가 0이면 기존의 D2D 통신 링크를 끊고 릴레이 장치를 통한 D2D 통신 모드로 통신할 수 있다. 이 경우, 릴레이 장치와의 장치 간 통신을 위한 자원이 할당되기까지 약간의 통신 지연(중단)이 발생할 수 있다.
이와 반대로, 핸드오버 모드가 0이면 릴레이 장치와 링크가 완전히 연결되기 전까지 핸드오버를 위한 릴레이 장치와의 교신과 기존의 장치 간 통신을 위한 교신을 번갈아 가면서 수행할 수 있다. 이 경우, 핸드오버 모드가 1이면 기존의 D2D 통신 링크를 끊고 릴레이 장치를 통한 D2D 통신 모드로 통신한다.
2.1.5. 링크 품질에 따른 핸드오버 프로세스
D2D 통신 모드와 릴레이를 통한 D2D 통신 모드 간에 빈번한 모드변경(mode change)을 방지하기 위하여 핸드오버 요청과 핸드오버가 실제로 수행되는 링크 품질이 서로 상이할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 핸드오버 프로세스와 관련된 링크 품질 레벨을 예시한 도면이다.
도 2를 참조하면, D2D 장치가 이동하면서, D2D 장치 간의 D2D 통신 링크의 품질과 릴레이를 통한 통신 링크 품질이 변화할 수 있다. 장치 간 통신 중인 D2D 장치는 특정 임계치들을 이용하여 상기의 각 동작을 개시할 수 있다.
이 경우, D2D 장치는 장치 간 통신 중인 D2D 장치와의 D2D 통신 링크의 품질이 특정 동작에 대한 임계치 이하로 떨어지게 되면 해당 동작을 개시할 수 있다. 또한, D2D 장치는 릴레이를 통한 통신 링크의 품질이 특정 동작에 대한 임계치보다 높게 되면 해당 동작을 개시할 수 있다. 또한, D2D 통신 링크의 품질과 릴레이를 통한 통신 링크의 품질에 대한 임계치를 모두 고려하여 앞서 설명한 각 동작을 개시할 수도 있다. 다만, 도 2는 설명의 편의를 위해 예시한 도면일 뿐이며, 두 개 이상의 동작이 개시되는 임계치가 동일할 수도 있다.
2.2. 릴레이 장치로 핸드오버 절차 실시예
이하에서는, 장치 간 통신 중인 D2D 장치가 릴레이 장치를 통한 D2D 통신으로 핸드오버하는 방법에 관한 실시예를 설명한다.
2.2.1. 제1 방식
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 장치 간 통신 중 핸드오버하는 방법을 예시하는 도면이다.
도 3에 따른 실시예는 주변 장치가 채널 품질을 측정하기 위한 참조 신호를 주기적으로 전파하지 않는 경우(2.1.1.1.)와 참조 신호 요청 메시지를 전송한 D2D 장치가 먼저 채널 품질을 측정하는 경우(2.1.2.1.)를 예시한다.
도 3을 참조하면, 제2 장치와 장치 간 통신 중인 제1 장치는 장치 간 통신의 링크 품질이 장치 탐색 임계치 이하로 떨어지면 핸드오버 상태임을 감지한다(S301). 즉, 장치 간 통신의 링크 품질이 장치 탐색 임계치 이하로 떨어지면 장치 간 통신 중인 D2D 장치는 주변 장치와의 채널 품질을 측정하여 릴레이 장치를 탐색하기 시작한다.
이후, 제1 장치는 참조 신호의 발송을 요청하는 참조 신호 요청 메시지를 브로드캐스트 방식으로 전송한다(S303).
참조 신호 요청 메시지를 전송한 제1 장치는 제2 장치도 주변 장치와의 채널 품질을 측정할 수 있도록 제2 장치에 스캔 지시 메시지를 전송한다(S305).
스캔 지시 메시지를 전송한 제1 장치는 주변 장치를 스캔한다(S307). 즉, 제1 장치는 주변 장치로부터 수신한 참조 신호를 이용하여 주변 장치와의 채널 품질을 측정한다.
이후, 제1 장치는 채널 품질 임계치를 초과하는 채널 품질을 가지는 장치의 리스트를 추출하여 장치 보고를 통해 제2 장치로 전송한다(S309).
제1 장치로부터 장치 보고를 수신한 제2 장치는 리스트에 포함된 장치를 스캔한다(S311). 즉, 제2 장치는 리스트에 포함된 장치들의 참조 신호만을 이용하여 채널 품질을 측정한다.
이후, 제2 장치는 리스트에 포함된 장치 중 하나의 장치 또는 다수의 장치로 이루어진 후보군을 선택하여 장치 선택(Device Selection)을 통해 제1 장치로 전송한다(S313).
이후, 제1 장치 및 제2 장치는 릴레이 장치에 핸드오버 요청 메시지를 전송한다(S315).
이후, 제1 장치 및 제2 장치는 핸드오버 요청 메시지에 대한 응답으로 릴레이 장치로부터 핸드오버 응답 메시지를 수신한다(S317). 이때, 상술한 바와 같이 제1 장치 및 제2 장치 중 어느 하나의 장치만이 핸드오버 요청 메시지를 전송하고, 이에 대한 응답으로 핸드오버 응답 메시지를 수신할 수도 있다. 이 경우, 핸드오버 요청 메시지를 전송하지 않은 상대 D2D 장치에게 핸드오버 프로세스가 시작되었음을 알릴 수 있다.
릴레이 장치로부터 핸드오버 응답 메시지를 수신한 제1 장치는 핸드오버가 시작되었음을 알리기 위한 핸드오버 지시 메시지를 제2 장치에 전송한다(S319). 이때, 도시하지 않았지만 상술한 바와 같이 제2 장치 또한 제1 장치에게 핸드오버 지시 메시지를 전송할 수 있다.
이후, 핸드오버 모드가 1이면, 릴레이 장치와 링크가 완전히 연결되기 전까지, 핸드오버를 위한 릴레이 장치와의 교신과 제1 장치 및 제2 장치 사이의 장치 간 통신을 위한 교신을 번갈아 가면서 수행한다(S321). 이때, 핸드오버 모드가 0으로 설정된 경우, 기존의 D2D 링크를 끊고 릴레이를 통한 D2D 통신 모드로 바로 통신을 시작할 수도 있다. 또한, 핸드오버 모드의 값은 서로 바뀔 수도 있다.
이후, 릴레이 장치가 자원을 할당하여 릴레이 링크가 완전히 연결되면, 릴레이 장치는 제1 장치 및 제2 장치로 핸드오버 완료(HO COMPLT: handover complete) 메시지를 전송한다(S323). 이때, 릴레이 장치는 제1 장치 및 제2 장치와의 링크가 모두 완료되었을 때, 핸드오버 완료 메시지를 전송할 수 있다. 즉, 둘 중 어느 하나의 장치로의 링크만이 완료되고 다른 장치로의 링크가 완료되지 않은 경우에는 핸드오버 완료 메시지를 전송하지 않는다. 이어, 릴레이 장치로부터 핸드오버 완료 메시지를 수신한 제1 장치와 B는 릴레이 장치로부터 할당 받은 자원을 이용하여 릴레이 장치와 장치 간 통신을 수행한다.
2.2.2. 제2 방식
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 장치 간 통신 중 핸드오버하는 방법을 예시하는 도면이다.
도 4에 따른 실시예는 주변 장치가 채널 품질을 측정하기 위한 참조 신호를 주기적으로 전파하는 경우(2.1.1.2.)와 참조 신호 요청 메시지를 전송한 D2D 장치가 먼저 채널 품질 측정하는 경우 (2.1.2.1.)를 예시한다.
도 4를 참조하면, D2D 주변 장치가 채널 품질을 측정하기 위한 참조 신호를 주기적으로 전파하는 경우에는 도 3의 S303 단계가 생략될 수 있다. 즉, 제1 장치는 참조 신호의 발송을 요청하는 참조 신호 요청 메시지를 브로드캐스트 방식으로 전송하지 않아도 된다.
도 4의 실시예의 각 단계는 도 3의 실시예의 각 단계와 S303 단계를 제외하고 동일하므로, 이하 상세한 설명은 생략한다.
2.2.3. 제3 방식
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 장치 간 통신 중 핸드오버하는 방법을 예시하는 도면이다.
도 5에 따른 실시예는 주변 장치가 채널 품질을 측정하기 위한 참조 신호를 주기적으로 전파하지 않는 경우(2.1.1.1.)와 장치 간 통신 중인 장치가 동시에 채널 품질 측정하는 경우(2.1.2.2.)를 예시한다.
도 5를 참조하면, 제2 장치와 장치 간 통신 중인 제1 장치는 장치 간 통신의 링크 품질이 장치 탐색 임계치 이하로 떨어지면 핸드오버 상태임을 감지한다(S501). 즉, 장치 간 통신의 링크 품질이 장치 탐색 임계치 이하로 떨어지면 장치 간 통신 중인 D2D 장치는 주변 장치와의 채널 품질을 측정하여 릴레이 장치를 탐색하기 시작한다.
이후, 제1 장치는 참조 신호의 발송을 요청하는 참조 신호 요청 메시지를 브로드캐스트 방식으로 전송한다(S503).
참조 신호 요청 메시지를 전송한 제1 장치는 제2 장치도 주변 장치와의 채널 품질을 측정할 수 있도록 제2 장치에 스캔 지시 메시지를 전송한다(S505).
이후, 장치 간 통신 중인 제1 장치 및 제2 장치는 주변 장치를 스캔(또는 채널 스캔)한다(S507). 즉, 제1 장치 및 제2 장치는 주변 장치로부터 수신한 참조 신호를 이용하여 주변 장치와의 채널 품질을 측정한다.
이후, 제1 장치는 채널 품질 임계치를 초과하는 채널 품질을 가지는 장치의 리스트를 추출하여 장치 보고/채널 보고(Channel Report)를 통해 제2 장치로 전송한다(S509).
이후, 제2 장치는 제1 장치로부터 장치 보고를 통하여 수신한 리스트와 자신이 주변 장치와의 채널 품질을 측정한 정보를 함께 이용하여 장치 후보(군)을 선택하고, 장치 선택(Device Selection)/채널 응답(Channel Response)을 통해 제1 장치로 전송한다(S511).
이후, 제1 장치 및 제2 장치는 릴레이 장치에 핸드오버 요청 메시지를 전송한다(S513).
이후, 제1 장치 및 제2 장치는 핸드오버 요청 메시지에 대한 응답으로 릴레이 장치로부터 핸드오버 응답 메시지를 수신한다(S515). 이때, 상술한 바와 같이 제1 장치 및 제2 장치 중 어느 하나의 장치만이 핸드오버 요청 메시지를 전송하고, 이에 대한 응답으로 핸드오버 응답 메시지를 수신할 수도 있다. 이 경우, 핸드오버 요청 메시지를 전송하지 않은 상대 D2D 장치에게 핸드오버 프로세스가 시작되었음을 알릴 수 있다.
릴레이 장치로부터 핸드오버 응답 메시지를 수신한 제1 장치는 핸드오버가 시작되었음을 알리기 위한 핸드오버 지시 메시지를 제2 장치에 전송한다(S517). 이때, 도시하지 않았지만 상술한 바와 같이 제2 장치 또한 제1 장치에게 핸드오버 지시 메시지를 전송할 수 있다.
이후, 핸드오버 모드가 1이면, 릴레이 장치와 링크가 완전히 연결되기 전까지, 핸드오버를 위한 릴레이 장치와의 교신과 제1 장치 및 제2 장치 사이의 장치 간 통신을 위한 교신을 번갈아 가면서 수행한다(S519). 이때, 핸드오버 모드가 0으로 설정된 경우, 기존의 D2D 링크를 끊고 릴레이를 통한 D2D 통신 모드로 바로 통신을 시작할 수도 있다. 또한, 핸드오버 모드의 값은 서로 바뀔 수도 있다.
이후, 릴레이 장치가 자원을 할당하여 릴레이 링크가 완전히 연결되면, 릴레이 장치는 제1 장치 및 제2 장치로 핸드오버 완료 메시지를 전송한다(S521). 이때, 릴레이 장치는 제1 장치 및 제2 장치와의 링크가 모두 완료되었을 때, 핸드오버 완료 메시지를 전송할 수 있다. 즉, 둘 중 어느 하나의 장치로의 링크만이 완료되고 다른 장치로의 링크가 완료되지 않은 경우에는 핸드오버 완료 메시지를 전송하지 않는다. 이어, 릴레이 장치로부터 핸드오버 완료 메시지를 수신한 제1 장치와 B는 릴레이 장치로부터 할당 받은 자원을 이용하여 릴레이 장치와 D2D 통신한다.
2.2.4. 제4 방식
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 장치 간 통신 중 핸드오버하는 방법을 예시하는 도면이다.
도 6에 따른 실시예는 주변 장치가 채널 품질을 측정하기 위한 참조 신호를 주기적으로 전파하는 경우(2.1.1.2.)와 장치 간 통신 중인 장치가 동시에 채널 품질 측정하는 경우 (2.1.2.2.)를 예시한다.
도 6을 참조하면, D2D 주변 장치가 채널 품질을 측정하기 위한 참조 신호를 주기적으로 전파하는 경우에는 도 5의 S503 단계가 생략될 수 있다. 즉, 제1 장치는 참조 신호의 발송을 요청하는 참조 신호 요청 메시지를 브로드캐스트 방식으로 전송하지 않아도 된다.
도 6의 실시예의 각 단계는 도 5의 실시예의 각 단계와 S503 단계를 제외하고 동일하므로, 이하 상세한 설명은 생략한다.
3. 장치 간 직접 통신 중 모드변경 수행 방법
장치 간 직접 통신 중인 D2D 장치는 릴레이 장치(제3의 D2D 장치)보다 셀룰러 네트워크로 핸드오버하는 것(모드변경)이 효과적일 수 있다. 예를 들면, 기지국으로부터 수신한 제어 정보를 기초로 장치 간 통신(제어 D2D 통신) 중인 D2D 장치는 셀룰러 네트워크로 핸드오버(모드변경)하는 것이 효과적일 수 있다.
이하에서는, 장치 간 직접 통신 중인 D2D 장치가 끊김 없는(seamless) 데이터 전송을 위하여, 모드변경을 수행하는 방법을 제안한다.
3.1. 셀룰러 네트워크 관점에서 액티브 상태인 경우
제어 D2D 통신 중인 D2D 장치는 기지국으로부터 자원 할당 등의 제어 정보를 수신하는 동안 셀룰러 네트워크 관점에서 액티브 상태이다. 액티브 상태인 D2D 장치는 장치 간 통신의 링크 품질이 저하된 것을 인지하면 도 7의 실시예와 같이 모드변경을 수행할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 장치 간 통신 중 모드변경을 수행하는 방법을 예시하는 도면이다.
도 7을 참조하면, 제2 장치와 장치 간 통신 중인 제1 장치는 셀룰러 네트워크로 핸드오버를 수행하기 위한 모드변경 조건이 만족되는지 판단한다(S701).
모드변경 조건은 셀룰러 네트워크로 핸드오버(모드변경)가 필요한 것을 나타내며, 두 번 이상의 연속적인 수신부정확인응답(NACK) 신호의 수신, 연속적인 타임아웃의 발생, 장치 간 통신을 위한 채널의 채널상태가 기준값 이하인 경우, 장치 간 통신을 수행 중인 장치 중 하나가 다른 셀로 이동한 경우, 장치 간 통신을 수행 중인 장치 중 하나의 전송 전력이 임계치 이상인 경우, 장치 간 통신을 수행 중인 장치들의 거리가 소정 거리 이상인 경우, 장치 간 통신을 수행 중인 장치 중 하나의 변조 및 코팅방식(MCS) 레벨이 임계치 이하인 경우, 장치 간 통신을 수행 중인 장치들의 채널품질이 임계치 이하인 경우 및 장치 간 통신을 수행 중인 장치에 할당할 무선자원이 부족한 경우 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
이후, 모드변경 조건이 만족되면, 제1 장치는 제1 장치 및 제2 장치가 포함된 셀(cell)을 관장하는 기지국으로 모드변경 지시(mode change indication) 메시지를 전송한다(S703).
모드변경 지시 메시지는 셀룰러 네트워크와 D2D 통신 품질을 비교하는 데 필요한 정보를 포함할 수 있다. 예를 들면, 모드변경 지시 메시지는 장치 간 통신의 링크 품질, 제1 장치 및 제2 장치의 스테이션(station) 식별자 등을 포함할 수 있다.
모드변경 지시 메시지를 수신한 기지국은 셀룰러 네트워크와 D2D 통신 품질을 비교하고, 셀룰러 네트워크로 핸드오버(모드변경)하는 것이 효율적이면 모드변경 요청(mode change request) 메시지를 제1 장치 및 제2 장치로 전송한다(S705).
반면, 장치 간 통신을 유지하는 것이 효율적이면 기지국은 장치 간 통신을 유지하라는 메시지를 제1 장치 및 제2 장치로 전송한다.
모드변경 요청 메시지를 수신한 제1 장치 및 제2 장치는 기지국으로 모드변경 요청 ACK(acknowledgement) 메시지를 전송한다(S707).
모드변경 요청 ACK 메시지는 기지국으로부터 모드변경 요청 메시지를 수신한 것을 알리는 메시지이다.
이후, 모드변경 요청 ACK 메시지를 수신한 기지국은 제1 장치 및 제2 장치로 모드변경 명령(mode change command) 메시지를 전송한다(S709).
모드변경 명령 메시지는 모드변경을 개시하는 것을 알리는 메시지이다. 또한, 모드변경 명령 메시지는 제1 장치 및 제2 장치가 셀룰러 네트워크를 통하여 데이터를 전송하는 자원의 할당 정보를 포함한다.
모드변경 명령 메시지를 수신한 제1 장치 및 제2 장치는 모드변경 명령 확인(mode change confirm) 메시지를 기지국으로 전송한다(S711).
모드변경 명령 확인 메시지는 모드변경 명령 메시지를 수신한 것을 알리는 메시지이다. 모드변경 명령 확인 메시지는 모드변경 명령 메시지에 포함된 자원 할당 정보를 기초로 획득한 자원을 통해 기지국으로 전송될 수 있다.
이후, 제1 장치 및 제2 장치는 각각 장치 간 통신을 통하여 전송된 데이터 패킷(data packet)에 대한 제1 데이터 패킷 인덱스 및 제2 데이터 패킷 인덱스를 기지국으로 전송한다(S713).
데이터 패킷 인덱스는 장치 간 통신을 통하여 전송된 데이터에 대한 정보를 포함한다. 데이터 패킷 인덱스는 셀룰러 네트워크로 핸드오버(모드변경)를 수행 중에 끊김 없는(seamless) 전송이 이루어지도록 하기 위한 것이다. 예를 들면, 모드변경을 수행하기 전에, 제1 장치는 제2 장치로 10번째 데이터 패킷까지 전송하였고, 제2 장치는 제1 장치로부터 9번째 데이터 패킷까지 수신하였을 수 있다. 이 경우, 기지국은 셀룰러 네트워크로 핸드오버 후에 다시 10번째 데이터 패킷부터 전송되도록 할 수 있다.
또한, S711 단계 및 S713 단계는 동시에 수행되거나, 모드변경 명령 확인 메시지가 데이터 패킷 인덱스를 포함할 수 있다. 모드변경 명령 확인 메시지가 데이터 패킷 인덱스를 포함하는 경우, 셀룰러 네트워크 자원이 절약되는 장점이 있다.
이후, 기지국은 장치간통신 종료 요청(termination request) 메시지를 제1 장치 및 제2 장치로 전송한다(S715).
장치간통신 종료 요청 메시지는 셀룰러 네트워크를 통하여 최초로 전송되는 데이터 패킷에 대한 정보를 포함할 수 있다. 예를 들면, 제1 데이터 패킷 인덱스 및 제2 데이터 패킷 인덱스의 값이 서로 다른 경우, 작은 값의 데이터 패킷 인덱스가 장치간통신 종료 요청 메시지에 포함될 수 있다. 이에 따라, 제1 장치 및 제2 장치는 장치 간 통신을 통하여 전송과 수신이 완료된 데이터 패킷 다음부터, 데이터 패킷을 전송할 수 있다.
장치간통신 종료 요청 메시지를 수신한 제1 장치 및 제2 장치는 장치 간 통신을 종료한다(S717).
즉, 제1 장치 및 제2 장치는 장치 간 통신을 수행하기 위하여 할당된 자원을 해제(release resource)한다.
이후, 제1 장치 및 제2 장치는 장치간통신 종료 응답(termination response) 메시지를 기지국으로 전송한다(S719).
장치간통신 종료 응답 메시지는 장치 간 통신이 종료되고, 장치 간 통신에 할당된 자원이 해제된 것을 알리는 메시지이다.
상기 과정들을 통하여, 제1 장치 및 제2 장치는 장치 간 통신을 종료하고, 셀룰러 네트워크를 통하여 끊김없이 데이터를 전송할 수 있다.
3.2. 셀룰러 네트워크 관점에서 비액티브 상태인 경우
D2D 장치는 기지국으로부터 자원 할당 등의 제어 정보를 수신하지 않을 때, 셀룰러 네트워크 관점에서 비액티브(inactive, idle, sleep) 상태이다.
비액티브 상태인 D2D 장치는 장치 간 통신의 링크 품질이 저하된 것을 인지하면 도 8의 실시예와 같이 셀룰러 네트워크로 핸드오버(모드변경)를 수행할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 장치 간 통신 중 모드변경을 수행하는 방법을 예시하는 도면이다.
도 8을 참조하면, 제2 장치와 장치 간 통신 중인 제1 장치는 셀룰러 네트워크로 핸드오버(모드변경)를 수행하기 위한 모드변경 조건이 만족되는지 판단한다(S801).
모드변경 조건은 셀룰러 네트워크로 핸드오버(모드변경)가 필요한 것을 나타내며, 두 번 이상의 연속적인 수신부정확인응답(NACK) 신호의 수신, 연속적인 타임아웃의 발생, 장치 간 통신을 위한 채널의 채널상태가 기준값 이하인 경우, 장치 간 통신을 수행 중인 장치 중 하나가 다른 셀로 이동한 경우, 장치 간 통신을 수행 중인 장치 중 하나의 전송 전력이 임계치 이상인 경우, 장치 간 통신을 수행 중인 장치들의 거리가 소정 거리 이상인 경우, 장치 간 통신을 수행 중인 장치 중 하나의 변조 및 코팅방식(MCS) 레벨이 임계치 이하인 경우, 장치 간 통신을 수행 중인 장치들의 채널품질이 임계치 이하인 경우 및 장치 간 통신을 수행 중인 장치에 할당할 무선자원이 부족한 경우 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
이후, 모드변경 조건이 만족되면, 제1 장치는 제2 장치로 모드변경 개시 요청(mode change initiation request) 메시지를 전송한다(S803).
모드변경 개시 요청 메시지는 모드변경 필요한 것을 인지한 제1 장치가 제2 장치로 모드변경이 필요한 것을 알리는 메시지이다.
모드변경 개시 요청 메시지를 수신한 제2 장치는 제1 장치로 모드변경 개시 응답(mode change initiation response) 메시지를 전송한다(S805).
모드변경 개시 응답 메시지는 모드변경 개시 요청 메시지를 수신한 것을 알리는 메시지이다.
이후, 제1 장치 및 제2 장치는 기지국으로 래치(RACH: random access channel) 요청 메시지를 전송한다(S807).
또한, 모드변경 개시 요청 메시지를 전송한 제1 장치는 제2 장치로부터 모드변경 개시 응답 메시지를 받기 전에도 기지국으로 RACH 요청 메시지를 전송할 수 있다. 즉, 제1 장치는 핸드오버 개시 메시지를 수신하기 전에, 모드변경 개시 요청 메시지를 전송한 후 즉시 또는 일정 시간 후에 RACH 요청 메시지를 기지국으로 전송할 수 있다.
RACH 요청 메시지를 수신한 기지국은 제1 장치 및 제2 장치로 RACH 응답 메시지를 전송한다(S809).
RACH 응답 메시지를 수신한 제1 장치 및 제2 장치 중 적어도 하나는 RACH로 획득한 자원을 통하여 모드변경 지시(mode change indication) 메시지를 기지국으로 전송한다(S811).
모드변경 지시 메시지는 셀룰러 네트워크와 D2D 통신 품질을 비교하는 데 필요한 정보를 포함할 수 있다. 예를 들면, 모드변경 지시 메시지는 장치 간 통신의 링크 품질, 제1 장치 및 제2 장치의 스테이션(station) 식별자 등을 포함할 수 있다.
모드변경 지시 메시지를 수신한 기지국은 셀룰러 네트워크와 D2D 통신 품질을 비교하고, 모드변경을 수행하는 것이 효율적이면 모드변경 요청(mode change request) 메시지를 제1 장치 및 제2 장치로 전송한다(S813).
반면, 장치 간 통신을 유지하는 것이 효율적이면 기지국은 장치 간 통신을 유지하라는 메시지를 제1 장치 및 제2 장치로 전송한다.
모드변경 요청 메시지를 수신한 제1 장치 및 제2 장치는 기지국으로 모드변경 요청 ACK(acknowledgement) 메시지를 전송한다(S815).
모드변경 요청 ACK 메시지는 기지국으로부터 모드변경 요청 메시지를 수신한 것을 알리는 메시지이다.
이후, 모드변경 요청 ACK 메시지를 수신한 기지국은 제1 장치 및 제2 장치로 모드변경 명령(mode change command) 메시지를 전송한다(S817).
모드변경 명령 메시지는 모드변경을 개시하는 것을 알리는 메시지이다. 또한, 모드변경 명령 메시지는 제1 장치 및 제2 장치가 셀룰러 네트워크를 통하여 데이터를 전송하는 자원의 할당 정보를 포함한다.
모드변경 명령 메시지를 수신한 제1 장치 및 제2 장치는 모드변경 명령 확인(mode change confirm) 메시지를 기지국으로 전송한다(S819).
모드변경 명령 확인 메시지는 모드변경 명령 메시지를 수신한 것을 알리는 메시지이다. 모드변경 명령 확인 메시지는 모드변경 명령 메시지에 포함된 자원 할당 정보를 기초로 획득한 자원을 통해 기지국으로 전송될 수 있다.
이후, 제1 장치 및 제2 장치는 각각 장치 간 통신을 통하여 전송된 데이터 패킷(data packet)에 대한 제1 데이터 패킷 인덱스 및 제2 데이터 패킷 인덱스를 기지국으로 전송한다(S821).
데이터 패킷 인덱스는 장치 간 통신을 통하여 전송된 데이터에 대한 정보를 포함한다. 데이터 패킷 인덱스는 셀룰러 네트워크로 핸드오버(모드변경)를 수행 중에 끊김 없는(seamless) 전송이 이루어지도록 하기 위한 것이다. 예를 들면, 셀룰러 네트워크로 핸드오버를 수행하기 전에, 제1 장치는 제2 장치로 10번째 데이터 패킷까지 전송하였고, 제2 장치는 제1 장치로부터 9번째 데이터 패킷까지 수신하였을 수 있다. 이 경우, 기지국은 셀룰러 네트워크로 핸드오버 후에 다시 10번째 데이터 패킷부터 전송되도록 할 수 있다.
또한, S819 단계 및 S821 단계는 동시에 수행되거나, 모드변경 명령 확인 메시지가 데이터 패킷 인덱스를 포함할 수 있다. 모드변경 명령 확인 메시지가 데이터 패킷 인덱스를 포함하는 경우, 셀룰러 네트워크 자원이 절약되는 장점이 있다.
이후, 기지국은 장치간통신 종료 요청(termination request) 메시지를 제1 장치 및 제2 장치로 전송한다(S823).
장치간통신 종료 요청 메시지는 셀룰러 네트워크를 통하여 최초로 전송되는 데이터 패킷에 대한 정보를 포함할 수 있다. 예를 들면, 제1 데이터 패킷 인덱스 및 제2 데이터 패킷 인덱스의 값이 서로 다른 경우, 작은 값의 데이터 패킷 인덱스가 장치간통신 종료 요청 메시지에 포함될 수 있다. 이에 따라, 제1 장치 및 제2 장치는 장치 간 통신을 통하여 전송과 수신이 완료된 데이터 패킷 다음부터, 데이터 패킷을 전송할 수 있다.
장치간통신 종료 요청 메시지를 수신한 제1 장치 및 제2 장치는 장치 간 통신을 종료한다(S825).
즉, 제1 장치 및 제2 장치는 장치 간 통신을 수행하기 위하여 할당된 자원을 해제(release resource)한다.
이후, 제1 장치 및 제2 장치는 장치간통신 종료 응답(termination response) 메시지를 기지국으로 전송한다(S827).
장치간통신 종료 응답 메시지는 장치 간 통신이 종료되고, 장치 간 통신에 할당된 자원이 해제된 것을 알리는 메시지이다.
상기 과정들을 통하여, 제1 장치 및 제2 장치는 장치 간 통신을 종료하고, 셀룰러 네트워크를 통하여 끊김없이 데이터를 전송할 수 있다.
4. 본 발명이 적용될 수 있는 장치 일반
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 접속 시스템을 예시하는 블록도이다.
도 9를 참조하면, 무선 통신 시스템은 기지국(90)과 기지국(90) 영역 내에 위치한 다수의 D2D 장치(100)를 포함한다. 도 9는 기지국(90)과 D2D 장치(100) 사이에 통신이 이루어지는 경우를 도시하지만, 본 발명에 따른 D2D 통신 방법은 D2D 장치들 사이에서도 수행될 수 있다. 또한, 상술한 바와 같이 릴레이 장치는 D2D 장치뿐만 아니라 기지국이 될 수도 있다.
기지국(90)은 프로세서(processor, 91), 메모리(memory, 92) 및 RF 유닛(radio frequency unit, 93)을 포함한다. 프로세서(91)는 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 무선 인터페이스 프로토콜의 계층들은 프로세서(91)에 의해 구현될 수 있다. 메모리(92)는 프로세서(91)와 연결되며, 프로세서(91)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. RF 유닛(93)은 프로세서(91)와 연결되며, 무선 메시지를 송신 및/또는 수신한다.
D2D 장치(100)는 프로세서(101), 메모리(102) 및 RF 유닛(103)을 포함한다. 프로세서(101)는 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 무선 인터페이스 프로토콜의 계층들은 프로세서(101)에 의해 구현될 수 있다. 메모리(102)는 프로세서(101)와 연결되어, 프로세서(101)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. RF 유닛(103)은 프로세서(101)와 연결되어, 무선 메시지를 송신 및/또는 수신한다.
메모리(92, 102)는 프로세서(91, 101) 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 프로세서(91, 101)와 연결될 수 있다. 또한, 기지국(90) 및/또는 D2D 장치(100)는 한 개의 안테나(single antenna) 또는 다중 안테나(multiple antenna)를 가질 수 있다.
이상에서 설명된 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들이 소정 형태로 결합된 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려되어야 한다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성하는 것도 가능하다. 본 발명의 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다. 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함시킬 수 있음은 자명하다.
본 발명에 따른 실시예는 다양한 수단, 예를 들어, 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 하나 또는 그 이상의 ASICs(application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 프로세서, 콘트롤러, 마이크로 콘트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.
펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차, 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리는 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.
본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 상술한 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
본 발명의 실시예들은 다양한 무선접속 시스템에 적용될 수 있다. 다양한 무선접속 시스템들의 일례로서, 3GPP(3rd Generation Partnership Project), 3GPP2 및/또는 IEEE 802(Institute of Electrical and Electronic Engineers 802) 시스템 등이 있다. 본 발명의 실시예들은 상기 다양한 무선접속 시스템뿐 아니라, 상기 다양한 무선접속 시스템을 응용한 모든 기술 분야에 적용될 수 있다.

Claims (15)

  1. 무선 접속 시스템에서 장치간통신 중인 제1 장치가 모드변경을 수행하는 방법에 있어서,
    장치간통신 중 셀룰러 네트워크로 핸드오버를 수행하기 위한 모드변경 조건이 만족되는지 판단하는 단계;
    상기 모드변경 조건이 만족되면, 모드변경 지시 메시지를 기지국으로 전송하는 단계;
    상기 기지국으로부터 모드변경을 개시하기 위한 모드변경 명령 메시지를 수신하는 단계;
    제2 장치로 장치간통신을 통하여 최후에 전송한 데이터 패킷에 대한 제1 데이터 패킷 인덱스를 상기 기지국으로 전송하는 단계;
    상기 기지국으로부터 장치간통신 종료 요청 메시지를 수신하면, 상기 제2 장치와 장치간통신을 종료하는 단계; 및
    상기 셀룰러 네트워크를 통해 상기 제2 장치로 데이터를 전송하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는, 모드변경 수행 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2 장치가 장치간통신을 통하여 최후에 수신한 데이터 패킷에 대한 제2 데이터 패킷 인덱스를 상기 기지국으로 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 모드변경 수행 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 장치간통신 종료 요청 메시지는 상기 셀룰러 네트워크를 통해 최초로 전송되는 데이터 패킷에 대한 제3 데이터 패킷 인덱스를 포함하는 것을 특징으로 하는, 모드변경 수행 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제3 데이터 패킷 인덱스는 상기 제1 데이터 패킷 인덱스 및 상기 제2 데이터 패킷 인덱스 중 작은 값인 것을 특징으로 하는, 모드변경 수행 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 모드변경 지시 메시지는 상기 제1 장치 및 상기 제2 장치 사이의 링크 품질 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는, 모드변경 수행 방법.
  6. 무선 접속 시스템에서 장치간통신 중인 제1 장치가 모드변경을 수행하는 방법에 있어서,
    장치간통신 중 셀룰러 네트워크로 핸드오버를 수행하기 위한 모드변경 조건이 만족되는지 판단하는 단계;
    상기 모드변경 조건이 만족되면, 래치(RACH) 요청 메시지를 기지국으로 전송하는 단계;
    상기 RACH 요청 메시지를 전송하여 획득한 자원을 통하여 상기 기지국으로 모드변경 지시 메시지를 전송하는 단계;
    상기 기지국으로부터 모드변경을 개시하기 위한 모드변경 명령 메시지를 수신하는 단계;
    제2 장치로 장치간통신을 통하여 최후에 전송한 데이터 패킷에 대한 제1 데이터 패킷 인덱스를 상기 기지국으로 전송하는 단계;
    상기 기지국으로부터 장치간통신 종료 요청 메시지를 수신하면, 상기 제2 장치와 장치간통신을 종료하는 단계; 및
    상기 셀룰러 네트워크를 통해 상기 제2 장치로 데이터를 전송하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는, 모드변경 수행 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제2 장치가 장치간통신을 통하여 최후에 수신한 데이터 패킷에 대한 제2 데이터 패킷 인덱스를 상기 기지국으로 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 모드변경 수행 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 장치간통신 종료 요청 메시지는 상기 셀룰러 네트워크를 통해 최초로 전송되는 데이터 패킷에 대한 제3 데이터 패킷 인덱스를 포함하는 것을 특징으로 하는, 모드변경 수행 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제3 데이터 패킷 인덱스는 상기 제1 데이터 패킷 인덱스 및 상기 제2 데이터 패킷 인덱스 중 작은 값인 것을 특징으로 하는, 모드변경 수행 방법.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 모드변경 지시 메시지는 상기 제1 장치 및 상기 제2 장치 사이의 링크 품질 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는, 모드변경 수행 방법.
  11. 무선 접속 시스템에서 장치간통신 중 모드변경을 수행하는 장치에 있어서,
    송신기 및 수신기를 포함하는 무선주파수(RF) 유닛; 및
    모드변경을 지원하기 위한 프로세서를 포함하되,
    상기 프로세서는:
    장치간통신 중 셀룰러 네트워크로 핸드오버를 수행하기 위한 모드변경 조건이 만족되는지 판단하고;
    상기 모드변경 조건이 만족되면, 모드변경 지시 메시지를 기지국으로 상기 RF 유닛을 통해 전송하고;
    모드변경을 개시하기 위한 모드변경 명령 메시지를 상기 기지국으로부터 상기 RF 유닛을 통해 수신하고;
    제2 장치로 장치간통신을 통하여 최후에 전송한 데이터 패킷에 대한 제1 데이터 패킷 인덱스를 상기 기지국으로 상기 RF 유닛을 통해 전송하고;
    상기 기지국으로부터 장치간통신 종료 요청 메시지를 수신하면, 상기 제2 장치와 장치간통신을 종료하고;
    상기 셀룰러 네트워크를 통해 상기 제2 장치로 상기 RF 모듈을 이용하여 데이터를 전송하는 것을 특징으로 하는, 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 장치간통신 종료 요청 메시지는 상기 셀룰러 네트워크를 통해 최초로 전송되는 데이터 패킷에 대한 제3 데이터 패킷 인덱스를 포함하는 것을 특징으로 하는, 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제3 데이터 패킷 인덱스는 상기 제1 데이터 패킷 인덱스 및 상기 제2 장치가 장치간 통신을 통하여 최후에 수신한 데이터 패킷에 대한 제2 데이터 패킷 인덱스 중 작은 값인 것을 특징으로 하는, 장치.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 모드변경 지시 메시지는 상기 제1 장치 및 상기 제2 장치 사이의 링크 품질 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는, 장치.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 프로세서는:
    상기 모드변경 조건이 만족되면, 래치(RACH) 요청 메시지를 기지국으로 상기 RF 유닛을 통해 전송하고;
    상기 RACH 요청 메시지를 전송하여 획득한 자원을 통하여 모드변경 지시 메시지를 상기 기지국으로 상기 RF 유닛을 통해 전송하는 것을 특징으로 하는, 장치.
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