KR101452997B1 - 광대역 무선통신 시스템에서 피어 투 피어 통신 지원 장치및 방법 - Google Patents

광대역 무선통신 시스템에서 피어 투 피어 통신 지원 장치및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 광대역 무선통신 시스템에서 P2P(Peer to Peer) 통신에 관한 것으로, 단말은, 서빙 기지국으로부터 상향링크 자원 할당 정보를 수신하고, 상기 상향링크 자원 할당 정보를 이용해서 할당되지 않은 잔여 무선자원 영역을 확인하는 확인기와, 상기 잔여 무선자원 영역에 P2P 통신을 위한 P2P 통신 무선자원을 할당하는 자원 할당기와, 상기 P2P 통신 무선자원 할당 정보를 P2P 통신을 수행하는 단말에게 송신하는 통신부를 포함하여, P2P 통신을 위해 단말에게 코디네이터 역할을 부여함으로써, 셀룰러 통신을 위해 사용될 무선자원 손해없이 P2P 통신을 수행할 수 있다.
Figure R1020070109388
P2P(Peer to Peer), 코디네이터(coordinator), 슬롯 인덱싱(indexing)

Description

광대역 무선통신 시스템에서 피어 투 피어 통신 지원 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR SUPPORTING PEER TO PEER COMMUNICATION IN BROADBAND WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}
본 발명은 광대역 무선통신 시스템에 관한 것으로, 특히, 광대역 무선통신 시스템에서 단말 간 P2P(Peer to Peer) 통신을 지원하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 셀룰러(Cellular) 통신 시스템에서 단말은 기지국에 의해 관리되는 무선자원을 이용하여 상기 기지국과 직접 통신을 수행한다. 다시 말해, 2개 단말들이 상호 통신을 수행하기 위해서는, 상기 2개 단말들 각각이 기지국과 연결을 형성하고, 기지국으로부터 상향링크(Uplink) 및 하향링크(Downlink) 무선자원을 할당받아야 한다. 그리고, 상기 기지국은 하나의 단말로부터 해당 연결을 통해 수신된 데이터를 다른 하나의 단말로 별도의 연결을 통해 송신한다.
2개 단말들이 상호 통신을 수행하는 다른 하나의 방식으로 P2P(Peer to Peer) 방식이 있다. 상기 P2P는 상기 2개 단말들 간 직접 연결을 형성하여 통신을 수행하는 방식으로, 상기 2개 단말들은 상호 간 신호를 직접 송수신한다. 상기 P2P를 지원하는 무선통신 시스템의 예로 WWI(Wireless World Initiative)의 WINNER(Wireless world INitiative NEw Radio) 시스템이 있다.
상기 WINNER 시스템의 프레임 구조는 도 1에 도시된 바와 같다. 상기 WINNER 시스템의 프레임은 수퍼 프레임으로 구성되며, 하나의 수퍼 프레임은 제어 신호 영역(110), 다수의 하향링크 영역들(120), 다수의 상향링크 영역들(130), P2P 영역(140)을 포함한다. 여기서, 상기 P2P 영역(140)이 단말들 간 P2P 통신을 위해 할당된 자원영역이다. 따라서, 상기 P2P 영역(140)은 기지국과 단말 간 통신을 위해 사용되지 않는다. 이로 인해, 단말들은 기지국의 간섭없는 P2P 통신을 수행할 수 있다.
하지만, 상기 P2P 통신을 위한 자원영역을 별도로 할당함으로 인해, 기지국에 의해 사용될 트래픽(Traffic) 자원량이 감소하게 된다. 이는 셀룰러 시스템의 성능 저하를 의미한다. 따라서, 셀룰러 무선통신 시스템 사업자는 별도의 자원영역을 이용한 P2P 통신을 기피하게 된다. 사업자가 별도의 자원영역을 이용한 P2P 통신을 지원한다 하더라도, P2P 통신으로 인한 손해만큼 셀룰러 통신 요금이 증가할 가능성이 있다. 따라서, 셀룰러 통신을 위해 사용될 무선자원 손해를 최소화하며 P2P 통신을 수행하기 위한 대안이 필요하다.
따라서, 본 발명의 목적은 광대역 무선통신 시스템에서 셀룰러(Cellular) 통신을 위해 사용될 무선자원 손해없이 P2P(Peer to Peer) 통신을 수행하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 광대역 무선통신 시스템에서 그룹을 대표하는 단말의 통제 하에 다수의 단말들이 P2P 통신을 수행하도록 하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 광대역 무선통신 시스템에서 P2P 통신 시 셀룰러 통신과의 상호 간섭을 최소화하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 견지에 따르면, 광대역 무선통신 시스템에서 단말 장치는, 서빙 기지국으로부터 상향링크 자원 할당 정보를 수신하고, 상기 상향링크 자원 할당 정보를 이용해서 할당되지 않은 잔여 무선자원 영역을 확인하는 확인기와, 상기 잔여 무선자원 영역에 P2P(Peer to Peer) 통신을 위한 P2P 통신 무선자원을 할당하는 자원 할당기와, 상기 P2P 통신 무선자원 할당 정보를 P2P 통신을 수행하는 단말에게 송신하는 통신부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 2 견지에 따르면, 광대역 무선통신 시스템에서 단말의 P2P 통신 방법은, 서빙 기지국으로부터 상향링크 자원 할당 정보를 수신하고, 상기 상향링크 자원 할당 정보를 이용해서 할당되지 않은 잔여 무선자원 영역을 확인하는 과정과, 상기 잔여 무선자원 영역에 P2P 통신을 위한 P2P 통신 무선자원을 할당하는 과정과, 상기 P2P 통신 무선자원 할당 정보를 P2P 통신을 수행하는 단말에게 송신하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
광대역 무선통신 시스템에서 P2P(Peer to Peer) 통신을 위해 단말에게 코디네이터(coordinator) 역할을 부여함으로써, 셀룰러(Cellular) 통신을 위해 사용될 무선자원 손해없이 P2P 통신을 수행할 수 있다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면의 참조와 함께 상세히 설명한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우, 그 상세한 설명은 생략한다.
이하 본 발명은 광대역 무선통신 시스템에서 셀룰러(Cellular) 통신을 위해 사용될 무선자원 손해를 최소화하며 P2P(Peer to Peer) 통신을 수행하기 위한 기술에 대해 설명한다. 본 발명은 직교 주파수 분할 다중화(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, 이하 'OFDM'이라 칭함) 방식의 무선통신 시스템을 예로 들어 설명하며, 다른 방식의 무선통신 시스템에도 동일하게 적용될 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 P2P 통신을 수행하는 단말들의 개략적인 관계를 도시하고 있다.
상기 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 P2P 통신을 수행하기 위해 다수의 단말들이 하나의 그룹(210)을 형성한다. 그룹(210)에 포함되는 다수의 단말 중 하나의 단말은 'P2P 코디네이터(coordinator) 단말'(211)로서 동작하며, 상기 P2P 코디네이터 단말을 제외한 나머지 다수의 단말들은 'P2P 회원 단말'(213-1 내지 213-3)로서 동작한다. 이하 설명의 편의를 위해, 상기 'P2P 코디네이터 단말'을 'P2PC(P2P Coordinator)', 상기 'P2P 회원 단말'을 'P2PM(P2P Member)'이라 칭한다.
상기 P2PC(211)는 다음과 같은 역할을 수행한다. 첫째, 상기 P2PC(211)는 다른 단말로부터 수신되는 P2P 참여 요청 메시지를 확인하여 자신의 P2P 그룹(210)의 P2PM(213-1 내지 213-3)으로서 받아들일 것인지 판단한다. 즉, 단말은 P2PC(211)로부터의 승락이 있어야만 P2PM(213)으로서 P2P 통신을 수행할 수 있다. 둘째, 상기 P2PC(211)는 P2PM들(213-1 내지 213-3)에게 P2P 통신을 위한 자원을 할당한다. 셋째, 상기 P2PC(211)는 P2P 통신을 위한 P2P 맵(MAP) 메시지를 생성하고, 상기 P2P 맵 메시지를 P2PM들(213-1 내지 213-3)에게 송신한다.
모든 단말들은 상기 P2PC이 될 자격을 갖으며, P2P 통신을 하고자 할 때 주 변에 P2PC가 존재하지 않는다고 판단되면, 스스로가 P2PC로서 동작한다. 다시 말해, P2P 통신을 하고자하는 단말은 P2P 맵 메시지의 검출을 시도한다. 만일, 상기 시도 결과 상기 P2P 맵 메시지가 수신되지 않으면, 상기 P2P 통신을 하고자하는 단말은 주변에 P2PC가 존재하지 않는다고 판단하여 스스로가 P2PC로서 동작한다. 반면, 상기 시도 결과 상기 P2P 맵 메시지가 수신되면, 상기 P2P 통신을 하고자하는 단말은 P2P 참여 요청 메시지를 송신하여 P2PM으로서 동작한다. 단, 단말의 위치 또는 능력에 따라, P2PM은 P2PC와의 협상 절차를 통해 새로운 P2PC로서 동작할 수 있다.
P2PC 및 P2PM은 셀룰러 통신을 위해 사용되고 남은 잔여 무선자원을 P2P 통신을 위해 사용한다. 도 3a에 도시된 바와 같이, P2P 통신을 위한 무선자원은 수퍼 프레임 구조를 갖으며, 하나의 수퍼 프레임은 다수의 셀룰러 프레임들에서 발생하는 잔여 무선자원을 수집하여 구성된다. 그리고, P2P 수퍼 프레임은 P2P 맵 영역(310), 슬롯 영역(320), 경쟁 접속(contention access) 영역(330)을 포함하여 구성된다. 상기 P2P 맵 영역(310)은 수퍼 프레임 내에서 약속된 위치 및 약속된 크기를 점유하며, 상기 슬롯 영역(320) 및 경쟁 접속 영역(330)은 P2P 맵 메시지에 의해 지시되는 위치 및 크기를 점유한다. 즉, 상기 슬롯 영역(320) 및 경쟁 접속 영역(330)의 위치 및 크기는 P2PC의 할당 결과에 따라 달라진다. 상기 약속된 위치는 셀룰러 통신에 사용되지 않는 영역들 중 적어도 하나의 영역에 포함된다.
이때, 도 3b에 도시된 바와 같이, P2P 통신을 위한 무선자원은 약속된 크기로 나누어져 인덱싱(indexing)되어 사용된다. 단말은 기지국으로부터의 수신되는 맵 메시지를 확임함으로써, 셀룰러 통신에 사용되지 않는 잔여 무선자원의 분포를 알 수 있다. 잔여 무선자원의 분포를 확인한 단말은 약속된 크기로 잔여 무선자원들을 슬롯 단위로 구분하고, 약속된 방식에 따라 구분된 슬롯들을 인덱싱한다. 이로 인해, 모든 단말들이 동일한 슬롯 인덱싱 정보를 획득한다. 따라서, P2P 통신을 수행하는 단말들은 슬롯 인덱스 번호를 이용하여 상기 P2P 맵 영역(310), 상기 슬롯 영역(320), 상기 경쟁 접속 영역(330)을 구분하고, 각 영역 내의 슬롯들을 구분한다. 상기 도 3b에 도시된 인덱싱된 슬롯들을 상기 도 3a에 도시된 수퍼 프레임의 첫번째 프레임에 빗대어 보면, 상기 P2P 맵 영역(310)은 슬롯1, 슬롯2를 점유하고 있으며, 상기 슬롯 영역(320)은 슬롯3 내지 슬롯7을 점유하고 있다.
상기 P2P 맵 메시지는 동기화를 위한 참조(reference) 신호, 슬롯 할당 정보, 경쟁 접속 영역 시작 정보를 포함한다. 상기 참조 신호는 P2PC 외의 단말들의 수퍼 프레임 동기 획득을 위한 신호로서, 프리앰블(preamble)과 같이 인식하기 쉽도록 고안된, 단말들 간 약속된 신호이다. 상기 슬롯 할당 정보는 상기 슬롯 영역(320) 내의 슬롯들을 어느 단말이 사용할 것인지를 나타내는 정보로서, 상기 슬롯 할당 정보의 구체적인 형태는 실시 예에 따라 달라진다. 상기 경쟁 접속 영역 시작 정보는 상기 슬롯 영역(320) 이후 나타나는 상기 경쟁 접속 영역(330)의 시작 지점을 알리는 정보로서, 슬롯 번호로 표현된다. 단, 시작 지점을 알림으로써 상기 경쟁 접속 영역(330)의 위치 및 크기를 알리는 방식은 상기 경쟁 접속 영역(330)이 수퍼 프레임의 마지막에 위치하는 경우에 사용 가능하다. 따라서, 다른 실시 예에 따라 상기 경쟁 접속 영역(330)이 수퍼 프레임의 마지막이 아닌 곳에 위치하는 경우, 상기 경쟁 접속 영역(330)의 위치 및 크기는 다른 형태의 정보로 알려진다.
상기 슬롯 할당 및 상기 슬롯 할당 정보의 형태에 대해 설명하면 다음과 같다. 본 발명의 실시 예에 따라, 슬롯 할당 방식은 전용(dedicated) 방식과 동적(dynamic) 방식으로 분류된다. 상기 전용 방식은 매 수퍼 프레임마다 동일한 번호의 슬롯을 특정 P2PM에게 고정적으로 할당하는 방식으로, 지연(delay)에 민감한 VoIP(Voice over Internet Protocol)과 같은 서비스에 적합하다. 상기 동적 방식은 상기 전용 방식과 같은 제약없이 매 수퍼 프레임마다 슬롯을 자유롭게 할당하는 방식이다. 따라서, 상기 전용 방식을 사용하는 경우, 상기 P2P 맵 메시지는 일부 또는 전체 슬롯들에 대한 할당 정보를 매 수퍼 프레임마다 포함하지 않을 수 있다. 하지만, 상기 동적 방식을 사용하는 경우, 상기 P2P 맵 메시지는 모든 슬롯들에 대한 할당 정보를 매 수퍼 프레임마다 포함해야 한다. 본 발명의 실시 예에 따라, 상기 전용 방식 및 상기 동적 방식은 시스템 운영 중 적응적으로 사용되거나, 또는, 하나 만이 고정적으로 사용될 수 있다.
P2PC는 서빙 기지국으로부터 수신되는 하향링크 MAP 메시지를 이용하여 셀룰러 통신을 위해 사용중인 자원에 대한 정보를 확인한다. 또한, 상기 P2PC는 셀룰러 통신을 위해 사용되는 자원에 대한 정보를 자신에게 종속된 P2PM들에게 알린다. 이에 따라, P2P 무선자원을 인덱싱할 때, P2PC 및 P2PM들은 주변에서 셀룰러 통신을 수행하는 단말에 의해 사용되는 자원을 제외한 영역에 자원을 할당하며, 동시에, 셀룰러 통신을 수행하는 단말에 의해 사용되는 자원과 일정 간격이상 떨어지도록 P2P 무선자원을 분류한다. 또한, P2PC는 주변에서 셀룰러 통신을 수행하는 단말에 의해 사용되는 자원 정보를 참조하여 P2PM들에게 슬롯을 할당한다. 상기 P2PC의 셀룰러 단말 탐지는 다양한 방식으로 수행될 수 있다. 상향링크의 경우에 대한 하나의 예를 들면, 상기 P2PC는 기지국으로부터 수신된 하향링크 맵 메시지를 통해 셀룰러 단말에게 할당된 상향링크 자원을 확인하고, 상기 하향링크 자원을 통해 자신으로 수신되는 신호의 수신 전력을 측정한다. 그리고, 상기 P2PC는 상기 수신 전력을 수 프레임에 걸쳐 단말별로 평균화하고, 임계값 이상의 평균화된 수신 전력을 갖는 셀룰러 단말이 인접한 위치에 존재한다고 판단한다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 P2P 통신을 위한 신호 교환을 도시하고 있다.
상기 도 4를 참조하면, P2PC(410)는 P2P 맵 메시지를 송신한다(401단계). 여기서, 상기 맵 메시지는 참조 신호, 슬롯 할당 정보, 경쟁 접속 영역 시작 정보를 포함하며, P2P 통신을 수행하지 않는 단말에게 간섭으로 작용하지 않을 만큼의 작은 전력으로 송신된다.
2P2 통신을 하고자하는 P2PM-A(420)는 상기 P2P 맵 메시지를 검출함으로써, 주변에 P2PC(410)가 존재함을 인식하고, 상기 P2P 맵 메시지를 통해 경쟁 접속 영역을 확인한다(403단계).
이후, 상기 P2PM-A(420)는 상기 경쟁 접속 영역을 이용하여 P2P 참여 요청 메시지를 상기 P2PC(410)에게 송신한다(405단계). 이때, 상기 P2PM-A(420)은 P2PM-B(430)과의 P2P 통신을 요청한다고 가정한다.
상기 P2P 참여 요청 메시지를 수신한 상기 P2PC(410)은 상기 P2P 참여 요청 메시지에 포함된 슬롯 요청 정보, 상대 단말 정보를 참조하여 상기 P2PM-A(420)에게 P2P 통신을 승인하고, 자신에게 종속된 P2PM들 에게 P2P 참여 ACK 메시지를 송신한다(407단계).
이후, 상기 P2PC(410)은 상기 P2PM-A(420) 및 상기 P2PM-B(430) 간의 P2P 통신을 위한 슬롯을 할당하고, 슬롯 할당 정보를 포함하는 P2P 맵 메시지를 송신한다(409단계). 여기서, 상기 맵 메시지는 상기 참조 신호, 상기 슬롯 할당 정보, 상기 경쟁 접속 영역 시작 정보를 포함하며, P2P 통신을 수행하지 않는 단말에게 간섭으로 작용하지 않을 만큼의 작은 전력으로 송신된다.
상기 P2P 맵 메시지를 수신한 상기 P2PM-A(420) 및 상기 P2PM-B(430)는 할당받은 슬롯을 이용하여 서로 간의 P2P 통신을 수행한다(411단계).
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 단말의 블록 구성을 도시하고 있다.
상기 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 단말은 RF(Radio Frequency)수신기(502), OFDM복조기(504), 부반송파매핑기(506), 복조 및 복호기(508), 부호화 및 변조기(510), 부반송파매핑기(512), OFDM변조기(514), RF송신기(516), 셀룰러자원확인기(518), P2P자원분류기(520), P2P제어부(522), P2P메시지처리기(524), 데이터버퍼(526)를 포함하여 구성된다.
상기 RF수신기(502)는 안테나를 통해 수신되는 RF대역 신호를 기저대역 신호로 하향변환한다. 상기 OFDM복조기(504)는 상기 RF수신기(520)로부터 제공되는 신 호를 OFDM 심벌 단위로 구분하고, CP(Cyclic Prefix)를 제거한 후, FFT(Fast Fourier Transform) 연산을 통해 부반송파별 신호들을 복원한다. 상기 부반송파매핑기(506)는 상기 OFDM복조기(504)로부터 제공되는 부반송파별 신호들 중 검출해야할 신호들을 추출한다. 상기 복조 및 복호기(508)는 상기 부반송파매핑기(506)로부터 제공되는 신호들을 복조 및 복호하여 정보 비트열로 변환한다.
상기 부호화 및 변조기(510)는 정보 비트열을 부호화 및 변조하여 복소 심벌(complex symbol)들로 변환한다. 상기 부반송파매핑기(512)는 상기 부호화 및 변조기(510)로부터 제공되는 복소 심벌들을 사용 가능한 부반송파에 매핑한다. 상기 OFDM변조기(514)는 IFFT(Inverse Fast Fourier Transform) 연산을 통해 부반송파별 신호를 상기 부반송파매핑기(512)로부터 제공되는 부반송파별 신호들을 시간 영역 신호로 변환하고, CP를 삽입하여 OFDM 심벌을 구성한다. 상기 RF송신기(516)는 상기 OFDM변조기(514)로부터 제공되는 기저대역 신호를 RF대역 신호로 상향변환하여 안테나를 통해 송신한다.
상기 셀룰러자원확인기(518)는 기지국으로부터 수신되는 맵 메시지를 통해 셀룰러 통신에 사용되는 무선자원을 확인한다.
상기 P2P자원분류기(520)는 상기 셀룰러 통신에 사용되는 자원을 제외한 나머지 잔여 무선자원 내에서 P2P 무선자원 영역을 분류한다. 즉, 상기 P2P자원분류기(520)는 상기 잔여 무선자원 내에서 P2P 무선자원으로 사용될 영역을 결정하고, 결정된 P2P 무선자원 영역을 약속된 규칙에 따라 슬롯 단위로 구분한 후, 약속된 규칙에 따라 슬롯들을 인덱싱함으로써, 상기 P2P 무선자원 영역을 분류한다. 여기 서, 상기 P2P 무선자원 영역은 다수의 셀룰러 프레임들을 묶은 수퍼 프레임 단위로 구성되며, 하나의 수퍼 프레임은 P2P 맵 메시지를 송수신하기 위한 P2P 맵 영역, P2P 통신 데이터를 송수신하기 위한 슬롯 영역, 경쟁 기반으로 P2P 슬롯 할당을 요청하기 위한 경쟁 접속 영역을 포함한다. 단, 상기 P2P자원분류기(520)는 P2PC에 의해 스케닝된 간섭을 작용하는 셀룰러 단말 정보를 참조하여 P2P 무선자원 영역을 결정한다. 즉, 상기 P2P자원분류기(520)는 상기 간섭을 작용하는 셀룰러 단말에 의해 사용되는 자원과 일정 간격이상 떨어지도록 상기 P2P 무선자원 영역을 결정한다. 이때, 상기 P2PC는 단말 자신일 수도 있고, 다른 단말일 수도 있다.
상기 P2P제어부(522)는 P2P 통신을 수행하기 위한 전반적인 기능을 제어한다. P2P 통신을 수행하고자 하는 경우, 예를 들어, 사용자의 조작에 의해 P2P 통신을 수행하는 경우, 상기 P2P제어부(522)는 P2P 맵 메시지의 검출을 시도하도록 상기 P2P메시지처리기(524)를 제어한다. 그리고, 상기 P2P제어부(522)는 P2PC로부터 할당된 자원을 이용하여 P2P 통신을 수행하도록 제어한다. 이때, 상기 P2PC는 단말 자신일 수도 있고, 다른 단말일 수도 있다. 상기 P2P제어부(522)의 기능은 P2PC 모드일 때의 기능과 P2PM 모드일 때의 기능으로 구분되며, 상기 P2P 맵 메시지의 검출 결과에 따라 선택적으로 수행된다. 상기 모드에 따른 상기 P2P제어부(522)의 기능은 각 블럭의 일반적인 기능을 설명한 후, 상세히 설명한다.
상기 P2P메시지처리기(524)는 P2P 통신을 위한 제어 메시지를 생성 및 해석한다. 특히, 본 발명에 따라, 상기 P2P메시지처리기(524)는 상기 P2P 무선자원 내의 약속된 위치에서 P2P 맵 메시지의 검출을 시도한다. 이때, 상기 P2P 맵 메시지의 검출은 상기 P2P 맵 메시지에 포함된 참조 신호를 이용하여 수행된다. 상기 P2P메시지처리기(524)의 기능은 P2PC 모드일 때의 기능과 P2PM 모드일 때의 기능으로 구분되며, 상기 P2P 맵 메시지의 검출 결과에 따라 선택적으로 수행된다. 상기 모드에 따른 상기 P2P메시지처리기(524)의 기능은 각 블럭의 일반적인 기능을 설명한 후, 상세히 설명한다. 상기 약속된 위치는 셀룰러 통신에서 사용되지 않는 영역들 중 적어도 하나의 영역에 포함된다.
상기 데이터버퍼(526)는 P2P 통신을 통해 송신할 데이터를 임시 저장하며, 상기 제어부(522)의 제어에 따라 저장된 데이터를 출력한다.
상기 P2P 맵 메시지의 검출을 실패한 경우, 상기 P2P제어부(522) 및 상기 P2P메시지처리기(524)의 기능은 다음과 같다.
상기 P2P 맵 메시지의 검출을 실패한 경우, 상기 P2P제어부(522)는 상기 단말을 P2PC로서 동작하도록 제어한다. 다시 말해, 상기 P2P제어부(522)는 P2P 그룹 내에 존재하는 P2PM들의 P2P 통신 승인 여부를 결정하고, 상기 P2PM들에게 슬롯을 할당하며, P2P 맵 메시지를 송신하도록 제어한다. 이에 따라, 상기 P2P메시지처리기(524)는 P2P 통신을 하고자하는 다른 단말로부터 수신되는 P2P 참여 요청 메시지를 확인하고, 상기 P2P 참여 요청 메시지에 대한 응답인 P2P 참여 ACK 메시지를 생성하며, P2P 맵 메시지를 생성한다. 상기 P2P 참여 요청 메시지는 상기 경쟁 접속 영역을 이용하여 송수신되며, 슬롯 요청 정보를 포함한다. 그리고, 상기 P2P 참여 ACK 메시지는 상기 경쟁 접속 영역을 이용하여 송수신되며, P2P 통신을 원하는 상대 단말의 존재 여부 정보를 포함한다. 또한, 상기 P2P 맵 메시지는 미리 약속된 크기를 갖고, P2P 자원영역 내에서 미리 약속된 위치로 송수신되며, 상기 P2PM들의 프레임 동기 획득을 위한 참조 신호, 슬롯 할당 정보, 경쟁 접속 영역 시작 정보를 포함한다. 상기 약속된 위치는 셀룰러 통신에 사용되지 않는 영역들 중 적어도 하나의 영역에 포함된다.
상기 P2P제어부(522)는 P2PM의 요청에 따라 슬롯을 할당하며, 슬롯 할당 방식은 전용 할당 방식 및 동적 할당 방식으로 구분된다. 상기 P2P제어부(522)는 상기 전용 할당 방식 및 상기 동적 할당 방식 중 하나의 방식만을 사용하거나, 또는, 각 단말의 트래픽 특성에 따라 두 가지 슬롯 할당 방식을 혼합적으로 사용한다. 또한, 상기 P2P제어부(522)는 간섭을 작용하는 셀룰러 단말을 스캐닝한 후, 상기 간섭을 작용하는 셀룰러 단말 정보를 P2PM에게 제공하도록 제어한다. 즉, 상기 P2P메시지처리기(524)는 상기 간섭을 작용하는 셀룰러 단말 정보를 포함하는 제어 메시지를 생성한다.
상기 P2P 맵 메시지의 검출을 성공한 경우, 상기 P2P제어부(522) 및 상기 P2P메시지처리기(524)의 기능은 다음과 같다. 상기 P2P 맵 메시지의 검출을 성공한 경우, 상기 P2P제어부(522)는 상기 단말을 P2PM으로서 동작하도록 제어한다. 다시 말해, 상기 P2P제어부(522)는 P2PC로 P2P 통신 참여를 요청하고, 상기 P2PC의 통제에 따라 P2P 통신을 수행한다. 이에 따라, 상기 P2P메시지처리기(524)는 P2P 참여 요청 메시지를 생성하고, P2P 참여 ACK 메시지를 확인하며, P2P 맵 메시지를 확인한다. 상기 P2P 참여 요청 메시지는 상기 경쟁 접속 영역을 이용하여 송수신되며, 슬롯 요청 정보를 포함한다. 그리고, 상기 P2P 참여 ACK 메시지는 상기 경쟁 접속 영역을 이용하여 송수신되며, P2P 통신을 원하는 상대 단말의 존재 여부 정보를 포함한다. 또한, 상기 P2P 맵 메시지는 미리 약속된 크기를 갖고, P2P 자원영역 내에서 미리 약속된 위치로 송수신되며, 상기 P2PM들의 프레임 동기 획득을 위한 참조 신호, 슬롯 할당 정보, 경쟁 접속 영역 시작 정보를 포함한다. 또한, 상기 P2P메시지처리기(524)는 상기 간섭을 작용하는 셀룰러 단말 정보를 포함하는 제어 메시지를 확인한다. 상기 약속된 위치는 셀룰러 통신에 사용되지 않는 영역들 중 적어도 하나의 영역에 포함된다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 단말의 동작 절차를 도시하고 있다.
상기 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 단말은 601단계에서 P2P 통신을 시작하기 위해, P2P 무선자원 영역을 결정하고, 상기 P2P 무선자원 영역을 슬롯 단위로 구분한 후, 슬롯들을 인덱싱한다. 예를 들어, 상기 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 P2P 무선자원 영역은 다수의 셀룰러 프레임들을 묶은 수퍼 프레임 단위로 구성되며, 하나의 수퍼 프레임은 P2P 맵 메시지를 송수신하기 위한 P2P 맵 영역, P2P 통신 데이터를 송수신하기 위한 슬롯 영역, 경쟁 기반으로 P2P 슬롯 할당을 요청하기 위한 경쟁 접속 영역을 포함한다. 그리고, 슬롯 인덱싱은 상기 도 3에 도시되 바와 같이 수행된다.
상기 P2P 무선자원 영역을 결정한 후, 상기 단말은 603단계로 진행하여 P2P 맵 메시지의 검출을 시도한다. 여기서, 상기 P2P 맵 메시지는 미리 약속된 크기를 갖고, P2P 자원영역 내에서 미리 약속된 위치로 송수신되며, 상기 P2PM들의 프레임 동기 획득을 위한 참조 신호, 슬롯 할당 정보, 경쟁 접속 영역 시작 정보를 포함한다. 즉, 상기 단말은 미리 약속된 위치에서 P2P 맵 메시지에 포함된 참조 신호의 검출을 시도한다. 상기 약속된 위치는 셀룰러 통신에 사용되지 않는 영역들 중 적어도 하나의 영역에 포함된다.
이어, 상기 단말은 605단계로 진행하여 인근에 P2PC가 존재하는지 판단한다. 즉, 상기 단말은 상기 P2P 맵 메시지의 검출이 성공하였는지 실패하였는지 판단한다.
인근에 P2PC가 존재하지 않으면, 즉, 상기 P2P 맵 메시지 검출을 실패한 경우, 상기 단말은 607단계로 진행하여 P2PC 모드로 진입한다. 다시 말해, 상기 단말은 그룹 내의 다수의 P2PM들을 통제하는 모드로 진입한다.
상기 P2PC 모드로 진입한 후, 상기 단말은 609단계로 진행하여 P2P 맵 메시지를 생성하고, 상기 P2P 맵 메시지를 송신한다. 본 절차를 시작한 것은 P2P 통신을 수행하고자 하기 위함이기 때문에, 상기 단말은 자신으로의 슬롯 할당 정보를 포함하는 P2P 맵 메시지를 송신한다. 동시에, 상기 단말은 인근의 단말들에게 자신이 P2PC임을 알리기 위해 P2P 맵 메시지를 송신한다.
이어, 상기 단말은 611단계로 진행하여 상대 단말과 P2P 통신을 수행한다. 즉, 상기 단말은 자신에 의해 할당된 슬롯을 이용하여 상기 상대 단말과 P2P 통신을 수행한다.
이후, 상기 단말은 613단계로 진행하여 다른 단말로부터 P2P 참여 요청 메시지가 수신되는지 확인한다. 여기서, 상기 P2P 참여 요청 메시지는 상기 경쟁 접속 영역을 이용하여 송수신되며, 슬롯 요청 정보를 포함한다.
상기 P2P 참여 요청 메시지가 수신되면, 상기 단말은 615단계로 진행하여 상기 P2P 참여 요청 메시지에 포함된 슬롯 요청 정보, 상대 단말 정보를 참조하여 P2P 통신을 승인하고, 자신에게 종속된 P2PM들에게 P2P 참여 ACK 메시지를 송신한다. 여기서, 상기 P2P 참여 ACK 메시지는 상기 경쟁 접속 영역을 이용하여 송수신되며, P2P 통신을 원하는 상대 단말의 존재 여부 정보를 포함한다.
상기 P2P 참여 ACK 메시지를 송신한 후, 상기 단말은 617단계로 진행하여 상기 P2P 참여 요청 메시지를 송신한 단말의 P2P 통신을 위해 슬롯을 할당한다. 이때, 슬롯 할당 방식은 전용 할당 방식 및 동적 할당 방식으로 구분된다. 상기 단말은 상기 전용 할당 방식 및 상기 동적 할당 방식 중 하나의 방식만을 사용하거나, 또는, 각 단말의 트래픽 특성에 따라 두 가지 슬롯 할당 방식을 혼합적으로 사용한다.
상기 슬롯을 할당한 후, 상기 단말은 619단계로 진행하여 슬롯 할당 정보를 포함하는 P2P 맵 메시지를 송신한다. 여기서, 상기 P2P 맵 메시지는 상기 참조 신호, 상기 슬롯 할당 정보, 상기 경쟁 접속 영역 시작 정보를 포함한다.
상기 605단계에서, 인근에 P2PC가 존재하면, 즉, 상기 P2P 맵 메시지 검출을 성공한 경우, 상기 단말은 621단계로 진행하여 P2PM 모드로 진입한다. 즉, 상기 단말은 그룹 내의 P2PC로부터 통제를 받아 P2P 통신을 수행하는 모드로 진입한다.
상기 P2PM 모드로 진입한 후, 상기 단말은 623단계로 진행하여 P2P 참여 요청 메시지를 P2PC에게 송신한다. 여기서, 상기 P2P 참여 요청 메시지는 상기 경쟁 접속 영역을 이용하여 송수신되며, 슬롯 요청 정보를 포함한다.
상기 P2P 참여 요청 메시지를 송신한 후, 상기 단말은 625단계로 진행하여 상기 P2PC로부터 P2P 참여 ACK 메시지가 수신되는지 확인한다. 여기서, 상기 P2P 참여 ACK 메시지는 상기 경쟁 접속 영역을 이용하여 송수신되며, P2P 통신을 원하는 상대 단말의 존재 여부 정보를 포함한다.
상기 P2P 참여 ACK 메시지가 수신되면, 상기 단말은 627단계로 진행하여 이후 수신되는 P2P 맵 메시지를 통해 할당된 슬롯을 확인한다.
상기 할당된 슬롯을 확인한 후, 상기 단말은 629단계로 진행하여 상기 할당된 슬롯을 이용해 상대 단말과 P2P 통신을 수행한다.
상기 도 6에는 미 도시되었지만, 상기 단말은 P2P 통신 시 셀룰러 통신을 수행하는 단말과의 상호 간섭을 최소화하기 위한 동작을 수행한다. 즉, P2PC 모드로 동작할 경우, 단말은 간섭을 작용하는 셀룰러 단말을 스캐닝한 후, 상기 간섭을 작용하는 셀룰러 단말 정보를 단말 자신에게 종속된 P2P 회원 단말에게 제공하며, P2PM 모드로 동작할 경우, 상기 단말은 P2PC로부터 수신되는 간섭을 작용하는 셀룰러 단말 정보를 확인한다. 그리고, 상기 단말은 상기 간섭을 작용하는 셀룰러 단말에 의해 사용되는 자원과 일정 간격이상 떨어지도록 상기 P2P 무선자원 영역을 결정한다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
도 1은 WINNER(Wireless world INitiative NEw Radio) 시스템의 프레임 구조를 도시하는 도면,
도 2는 본 발명에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 P2P(Peer to Peer) 통신을 수행하는 단말들의 개략적인 관계를 도시하는 도면,
도 3a은 본 발명에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 P2P 통신을 위한 프레임 사용 예를 도시하는 도면,
도 3b는 본 발명에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 P2P 통신을 위한 무선자원의 인덱싱 예를 도시하는 도면,
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 P2P 통신을 위한 신호 교환을 도시하는 도면,
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 단말의 블록 구성을 도시하는 도면,
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 단말의 동작 절차를 도시하는 도면.

Claims (25)

  1. 광대역 무선통신 시스템에서 단말 장치에 있어서,
    서빙 기지국으로부터 상향링크 자원 할당 정보를 수신하고, 상기 상향링크 자원 할당 정보를 이용해서 할당되지 않은 잔여 무선자원 영역을 확인하는 확인기와,
    상기 잔여 무선자원 영역에 P2P(Peer to Peer) 통신을 위한 P2P 통신 무선자원을 할당하는 자원 할당기와,
    상기 P2P 통신 무선자원 할당 정보를 P2P 통신을 수행하는 단말에게 송신하는 통신부와,
    상기 P2P 통신 무선자원 할당 정보 검출을 시도하는 처리기와,
    상기 P2P 통신 무선자원 할당 정보의 수신 여부에 기반하여 단말 자신을 P2P 코디네이터(coordinator) 혹은 P2P 통신 회원(P2P member)으로 동작하도록 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 상향링크 자원 할당 정보는, 상기 서빙 기지국에서 이용중인 통신망을 통해 통신하는 상향링크 단말에 대한 자원 할당 정보임을 특징으로 하는 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 상향링크 자원 할당 정보는, 상기 서빙 기지국으로부터 현재 서비스 중인 적어도 하나의 단말에 적어도 하나의 채널을 통해 수신되는 정보이거나, 또는, 방송채널을 통해 주기적으로 셀 내의 단말들에게 브로드캐스팅(broadcasting)되는 정보임을 특징으로 하는 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 통신부는, 상기 P2P 통신 무선 자원 할당 정보를 송신함에 있어서, P2P 통신을 수행하지 않는 단말에게 간섭으로 작용하지 않을 만큼의 작은 전력으로 송신하는 것을 특징으로 하는 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 잔여 무선자원 내에서 P2P 무선자원으로 사용될 영역을 결정하고, 결정된 P2P 무선자원 영역을 슬롯 단위로 구분한 후, 슬롯들을 인덱싱(indexing)함으로써, 상기 P2P 무선자원 영역을 분류하는 분류기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 P2P 무선자원 영역은,
    다수의 셀룰러 프레임들을 묶은 수퍼 프레임 단위로 구성되며, 하나의 수퍼 프레임은 P2P 통신 무선자원 할당 정보를 송수신하기 위한 P2P 맵(MAP) 영역, P2P 통신 데이터를 송수신하기 위한 슬롯 영역, 경쟁 기반으로 P2P 슬롯 할당을 요청하기 위한 경쟁 접속 영역 중 적어도 하나의 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 처리기는, 상기 P2P 무선자원 내의 셀룰러 통신에 사용되지 않는 영역들 중 적어도 하나의 영역에서 P2P 통신 무선자원 할당 정보의 검출을 시도하는 것을 특징으로 하는 장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 P2P 통신 무선자원 할당 정보가 수신되지 않으면, 단말 자신을 P2P 코디네이터로 동작시키며, 단말 자신에게 종속된 P2P 통신 회원 단말에게 상기 P2P 무선자원 내의 슬롯을 할당하는 것을 특징으로 하는 장치.
  9. 삭제
  10. 제 8항에 있어서,
    상기 처리기는, 상기 P2P 통신 회원 단말의 프레임 동기 획득을 위한 참조(reference) 신호, 슬롯 할당 정보, 경쟁 접속(contention access) 영역 시작 정보 중 적어도 하나를 포함하는 P2P 통신 무선자원 할당 정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 장치.
  11. 제 8항에 있어서,
    상기 제어부는, 매 수퍼 프레임마다 동일한 번호의 슬롯을 고정적으로 할당하는 전용(dedicated) 할당 방식, 또는, 매 수퍼 프레임에서 독립적으로 슬롯을 할당하는 동적(dynamic) 방식 중 적어도 하나의 방식을 이용하여 슬롯을 할당하는 것을 특징으로 하는 장치.
  12. 제 8항에 있어서,
    상기 제어부는, 간섭을 작용하는 셀룰러 단말을 스캐닝한 후, 상기 간섭을 작용하는 셀룰러 단말 정보를 단말 자신에게 종속된 P2P 회원 단말에게 제공하도록 제어하고,
    상기 분류기는, 상기 간섭을 작용하는 셀룰러 단말에 의해 사용되는 자원과 일정 간격이상 떨어지도록 상기 P2P 무선자원 영역을 결정하는 것을 특징으로 하는 장치.
  13. 제 8항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 P2P 통신 무선자원 할당 정보가 수신된 경우, 상기 P2P 통신 무선자원 할당 정보를 송신한 P2P 코디네이터 단말에게 P2P 참여 요청 메시지를 송신하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 장치.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 처리기는, 상기 P2P 코디네이터 단말로부터 수신되는 간섭을 작용하는 셀룰러 단말 정보를 확인하고,
    상기 분류기는, 상기 간섭을 작용하는 셀룰러 단말에 의해 사용되는 자원과 일정 간격이상 떨어지도록 상기 P2P 무선자원 영역을 결정하는 것을 특징으로 하는 장치.
  15. 광대역 무선통신 시스템에서 단말의 P2P(Peer to Peer) 통신 방법에 있어서,
    서빙 기지국으로부터 상향링크 자원 할당 정보를 수신하고, 상기 상향링크 자원 할당 정보를 이용해서 할당되지 않은 잔여 무선자원 영역을 확인하는 과정과,
    상기 잔여 무선자원 영역에 P2P 통신을 위한 P2P 통신 무선자원을 할당하는 과정과,
    상기 P2P 통신 무선자원 할당 정보를 P2P 통신을 수행하는 단말에게 송신하는 과정을 포함하며,
    여기서 상기 P2P 통신 무선자원 할당 정보 검출을 시도하여,
    상기 P2P 통신 무선자원 할당 정보의 수신 여부에 기반하여 단말 자신을 P2P 코디네이터(coordinator) 혹은 P2P 통신 회원(P2P member)으로 동작하도록 제어하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 상향링크 자원 할당 정보는, 상기 서빙 기지국에서 이용중인 통신망을 통해 통신하는 상향링크 단말에 대한 자원 할당 정보임을 특징으로 하는 방법.
  17. 제 15항에 있어서,
    상기 상향링크 자원 할당 정보는, 상기 서빙 기지국으로부터 현재 서비스 중인 적어도 하나의 단말에 적어도 하나의 채널을 통해 수신되는 정보이거나, 또는, 방송채널을 통해 주기적으로 셀 내의 단말들에게 브로드캐스팅(broadcasting)되는 정보임을 특징으로 하는 방법.
  18. 제 15항에 있어서,
    상기 P2P 통신 무선 자원 할당 정보는, P2P 통신을 수행하지 않는 단말에게 간섭으로 작용하지 않을 만큼의 작은 전력으로 송신되는 것을 특징으로 하는 방법.
  19. 제 15항에 있어서,
    상기 잔여 무선자원 내에서 P2P 무선자원으로 사용될 영역을 결정하는 과정과,
    결정된 P2P 무선자원 영역을 슬롯 단위로 구분하는 과정과,
    슬롯들을 인덱싱(indexing)하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  20. 제 19항에 있어서,
    상기 P2P 무선자원 영역은,
    다수의 셀룰러 프레임들을 묶은 수퍼 프레임 단위로 구성되며, 하나의 수퍼 프레임은 P2P 통신 무선자원 정보를 송수신하기 위한 P2P 맵(MAP) 영역, P2P 통신 데이터를 송수신하기 위한 슬롯 영역, 경쟁 기반으로 P2P 슬롯 할당을 요청하기 위한 경쟁 접속 영역 중 적어도 하나의 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  21. 제 20항에 있어서,
    상기 P2P 무선자원 내의 셀룰러 통신에 사용되지 않는 영역들 중 적어도 하나의 영역에서 P2P 통신 무선자원 정보의 검출을 시도하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  22. 제 21항에 있어서,
    상기 P2P 통신 무선자원 할당 정보가 수신되지 않으면, 단말 자신을 P2P 코디네이터(coordinator)로 동작시키며, 단말 자신에게 종속된 P2P 통신 회원 단말에게 상기 P2P 무선자원 내의 슬롯을 할당하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  23. 제 22항에 있어서,
    상기 P2P 통신 회원 단말의 프레임 동기 획득을 위한 참조(reference) 신호, 슬롯 할당 정보, 경쟁 접속(contention access) 영역 시작 정보 중 적어도 하나를 포함하는 P2P 통신 무선자원 할당 정보를 송신하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  24. 제 22항에 있어서,
    간섭을 작용하는 셀룰러 단말을 스캐닝한 후, 상기 간섭을 작용하는 셀룰러 단말 정보를 단말 자신에게 종속된 P2P 회원 단말에게 제공하는 과정과,
    상기 간섭을 작용하는 셀룰러 단말에 의해 사용되는 자원과 일정 간격이상 떨어지도록 상기 P2P 무선자원 영역을 결정하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  25. 제 21항에 있어서,
    상기 P2P 통신 무선자원 할당 정보가 수신되면, 단말 자신을 P2P 통신 회원(P2P Member)으로 동작시키며, 상기 P2P 통신 무선자원 할당 정보를 송신한 P2P 코디네이터 단말에게 P2P 참여 요청 메시지를 송신하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
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