KR101521053B1 - D2d 통신에서의 스케쥴링 우선 순위 결정 방법, 분산형 스케쥴링 방법, 그 장치 - Google Patents

D2d 통신에서의 스케쥴링 우선 순위 결정 방법, 분산형 스케쥴링 방법, 그 장치 Download PDF

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KR101521053B1
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이현석
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연세대학교 산학협력단
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Abstract

D2D 통신에서의 스케쥴링 우선 순위 결정 방법, 분산형 스케쥴링 방법, 그 장치가 개시된다. D2D 통신에서 각 링크에 대한 스케쥴링 우선순위를 결정하는 방법에 있어서, 송신 단말로부터 송신신호를 수신하는 단계; 상기 수신된 송신신호에서 기저장된 상기 송신 단말의 전송전력을 이용하여 채널이득을 계산하는 단계; 및 상기 계산된 채널이득을 이용하여 링크에 대한 우선순위를 결정하는 단계를 포함한다.

Description

D2D 통신에서의 스케쥴링 우선 순위 결정 방법, 분산형 스케쥴링 방법, 그 장치{Scheduling priority determination method, distributed scheduling method and the apparatus}
본 발명은 D2D(Device-to-Device) 통신에서 서비스 품질을 보장하는 분산형 스케쥴링 우선 순위 결정 방법, 분산형 스케쥴링 방법 및 그 장치에 관한 것이다.
D2D 통신기술의 대표적인 예가 퀄컴에서 발표한 FlashLinQ 통신 기술이다. FlashLinQ 기술은 P2P(Peer-To-Peer) 방식으로 중계 네트워크 장비없이 허가된 통신 주파수(예를 들어, 이동통신 주파수)를 이용하여 광대역 속도로 통신이 가능한 무선 네트워크를 의미한다.
이러한, FlashLinQ 기술은 매 트래픽 슬롯(traffic slot)마다 기지국의 도움없이 분산형 스케쥴링을 통해 해당 트래픽 슬롯에 데이터를 전송할 D2D 링크들을 스케쥴링할 수 있다. 이러한 분산형 스케쥴링을 통해 FlashLinQ 기술에서는 D2D 단말간의 간섭을 최소화하고 동일한 자원을 효율적으로 재사용할 수 있다.
그러나, 종래의 FlashLinQ 기술의 분산형 스케쥴링 방법은 D2D 단말의 서비스 품질을 고려하지 않고, 단순히 랜덤(random한 스케쥴링 우선순위에 따라 스케쥴링을 수행하여 D2D 단말에서 요구되는 서비스 품질을 보장할 수 없는 문제점이 있다.
본 발명은 D2D 통신에서의 스케쥴링 우선 순위 결정 방법, 분산형 스케쥴링 방법 및 그 장치를 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 D2D 단말의 평균 데이터 전송률 만족도와 채널 상황을 고려하여 스케쥴링을 위한 우선순위 파라미터를 계산하고, 이를 D2D 단말들과 공유하여 스케쥴링 우선순위를 결정하여 분산형 스케쥴링을 수행할 수 있는 D2D 통신에서의 스케쥴링 우선 순위 결정 방법, 분산형 스케쥴링 방법, 그 장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, D2D 통신에서의 스케쥴링 우선 순위 결정 방법, 분산형 스케쥴링 방법이 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, D2D 통신에서 각 링크에 대한 스케쥴링 우선순위를 결정하는 방법에 있어서, 송신 단말로부터 송신신호를 수신하는 단계; 상기 수신된 송신신호에서 기저장된 상기 송신 단말의 전송전력을 이용하여 채널이득을 계산하는 단계; 및 상기 계산된 채널이득을 이용하여 링크에 대한 우선순위를 결정하는 단계를 포함하는 D2D 통신에서 링크에 대한 우선순위 결정 방법이 제공될 수 있다.
상기 우선순위를 결정하는 단계는, 상기 링크에 대한 서비스 만족도를 더 고려하여 결정될 수 있다.
상기 서비스 만족도는 상기 링크에서의 데이터 전송률과 요구되는 평균 데이터 전송률을 이용하여 계산될 수 있다.
상기 서비스 만족도는 상기 데이터 전송률이 상기 평균 데이터 전송률보다 클수록 작아지고, 상기 데이터 전송률이 상기 평균 데이터 전송률보다 작을수록 커질 수 있다.
상기 우선순위를 결정하는 단계는, 상기 서비스 만족도가 낮을수록 상기 우선순위는 커지며, 상기 채널이득이 높을수록 상기 우선순위는 커질 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, D2D 통신에서 수신단말이 링크 스케쥴링을 수행하는 방법에 있어서, 각 링크를 통해 각 송신 단말에서 전송한 제1 송신신호를 수신하는 단계; 기저장된 페어 송신 단말의 전송전력을 이용하여 페어 링크의 제1 송신신호에서 상기 페어 링크에 대한 채널 이득을 계산하는 단계; 상기 채널 이득을 이용하여 상기 페어 링크에 대한 우선순위 파라미터를 계산하여 제1 수신블록에서 제1 수신신호에 포함하여 상기 각 송신 단말로 전송하는 단계; 상기 각 송신 단말에서 전송한 제2 송신신호를 수신하는 단계-상기 제2 송신신호는 각 송신 단말의 각 페어 링크에 대한 우선순위 파라미터를 포함함; 상기 제1 및 상기 제2 송신신호를 이용하여 적어도 하나의 비페어 링크에 대한 우선순위 파라미터를 계산하는 단계; 및 상기 페어 링크 및 상기 비페어 링크에 대한 우선순위 파라미터에 기초하여 링크를 스케쥴링하는 단계를 포함하는 링크 스케쥴링 방법이 제공될 수 있다.
상기 링크를 스케쥴링하는 단계는, 상기 페어-링크의 수신-양도(Rx-yield) 조건을 더 고려하되,
상기 수신-양도 조건은, 상기 페어 링크와 상기 비페어 링크간의 신호대간섭비를 계산하고, 상기 계산된 신호대간섭비를 이용하여 결정될 수 있다.
상기 계산된 신호대간섭비가 임계값보다 작으면, 링크 스케쥴링을 포함할 수 있다.
상기 링크를 스케쥴링하는 단계는, 상기 계산된 신호대간섭비가 임계값보다 크면 제2 수신신호를 전송할 수 있다.
상기 신호대간섭비는, 상기 페어 링크의 제2 송신신호의 신호 세기와 상기 비페어 링크의 제2 송신신호의 신호 세기를 이용하여 계산될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, D2D 통신에서 송신단말이 링크 스케쥴링을 수행하는 방법에 있어서, 각 수신 단말에서 전송된 제1 수신신호를 수신하는 단계-상기 제1 수신신호는 각 페어 링크에 대한 우선순위 파라미터를 포함함; 기저장된 전송전력을 이용하여 페어 링크의 제1 수신신호에서 페어 링크에 대한 우선순위 파라미터를 계산하여 송신신호에 포함하여 상기 각 수신 단말로 전송하는 단계; 수신-양도 조건을 만족한 적어도 하나의 수신 단말에서 전송된 제2 수신신호를 수신하는 단계; 상기 제1 수신신호 및 상기 제2 수신신호를 이용하여 상기 페어 링크와 비페어 링크 각각에 대한 우선순위 파라미터를 결정하는 단계; 및 상기 페어 링크 및 상기 비페어 링크 각각에 대한 우선순위 파라미터에 기초하여 링크를 스케쥴링하는 단계를 포함하는 링크 스케쥴링 방법이 제공될 수 있다.
상기 링크를 스케쥴링하는 단계는, 상기 페어-링크의 송신-양도(Tx-yield) 조건을 더 고려하여 상기 링크를 스케쥴링하되,
상기 송신-양도 조건은, 상기 제2 수신신호를 이용하여 상기 비페어 링크의 각 수신단말의 신호대잡음비를 추정하고, 상기 비페어 링크의 각 수신 단말의 상기 추정된 신호대잡음비를 이용하여 송신-양도 조건을 결정할 수 있다.
상기 링크를 스케쥴링하는 단계는, 상기 각 수신 단말의 추정된 신호대잡음비가 임계값보다 작으면, 현재 트래픽 슬롯에서의 데이터 송신을 포기할 수 있다.
상기 링크를 스케쥴링하는 단계는, 상기 각 수신 단말의 추정된 신호대잡음비가 임계값보다 큰 링크들만 상기 우선순위 파라미터에 기초하여 스케쥴링할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, D2D 통신에서의 우선순위에 기초한 링크 스케쥴링을 위한 장치가 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, D2D 통신에서 링크를 스케쥴링하는 수신 단말에 있어서, 각 링크를 통해 각 송신 단말에서 전송된 제1 송신신호 및 제2 송신신호를 수신하는 수신부-상기 제2 송신신호는 각 송신 단말의 각 페어 링크에 대한 우선순위 파라미터를 포함함; 기저장된 페어 송신 단말의 전송전력을 이용하여 페어 링크의 제1 송신신호에서 상기 페어 링크에 대한 채널 이득을 계산하는 제1 계산부; 상기 채널 이득을 이용하여 상기 페어 링크에 대한 우선순위 파라미터를 계산하여 제1 수신신호에 포함하여 상기 각 송신 단말로 전송하는 송신부; 상기 제1 및 상기 제2 송신신호를 이용하여 적어도 하나의 비페어 링크에 대한 우선순위 파라미터를 계산하는 제2 계산부; 및 상기 페어 링크 및 상기 비페어 링크에 대한 우선순위 파라미터에 기초하여 링크를 스케쥴링하는 스케쥴링부를 포함하는 수신 단말이 제공될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, D2D 통신에서 링크를 스케쥴링하는 송신단말에 있어서, 각 수신 단말에서 전송된 각 페어 링크에 대한 우선순위 파라미터를 포함하는 제1 수신신호 및 제2 수신신호를 수신하는 수신부; 기저장된 전송전력을 이용하여 페어 링크의 제1 수신신호에서 페어 링크에 대한 우선순위 파라미터를 계산하고, 상기 제1 수신신호 및 상기 제2 수신신호를 이용하여 상기 페어 링크와 비페어 링크 각각에 대한 우선순위 파라미터를 결정하는 제1 계산부; 상기 페어 링크에 대한 우선순위 파라미터를 포함하는 송신신호를 상기 각 수신 단말로 전송하는 송신부; 및 상기 페어 링크 및 상기 비페어 링크 각각에 대한 우선순위 파라미터에 기초하여 링크를 스케쥴링하는 스케쥴링부를 포함하는 송신 단말이 제공될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 D2D 통신에서의 스케쥴링 우선 순위 결정 방법, 분산형 스케쥴링 방법, 그 장치를 제공함으로써, D2D 통신에서 서비스 품질을 보장할 수 있다.
또한, 본 발명은 D2D 단말의 평균 데이터 전송률 만족도와 채널 상황을 고려하여 스케쥴링을 위한 우선순위 파라미터를 계산하고, 이를 D2D 단말들과 공유하여 스케쥴링 우선순위를 결정하여 분산형 스케쥴링을 수행할 수 있다.
이를 통해, 본 발명은 D2D 단말들에서 요구되는 평균 데이터 전송률을 획득할 수 있을 뿐만 아니라, 시스템 전체 성능을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 D2D 통신 시스템을 설명하기 위해 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 링크 스케쥴링 채널 구성을 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 D2D 통신에서의 링크 스케쥴링 방법을 나타낸 순서도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 D2D 통신에서 링크를 스케쥴링하는 수신 단말의 내부 구성을 개략적으로 도시한 블록도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 D2D 통신에서 링크를 스케쥴링하는 송신 단말의 내부 구성을 개략적으로 도시한 블록도.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 D2D 통신 시스템을 설명하기 위해 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 링크 스케쥴링 채널 구성을 나타낸 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, D2D 통신 시스템은 복수의 D2D 단말(110a, 110b, 110c, 120a, 120b, 120c)들을 포함한다. 여기서, D2D 단말(110a, 110b, 110c, 120a, 120b, 120c)은 각각 송신 주체이면서 동시에 수신 주체일 수 있다. 이하에서는 이해와 설명의 편의를 도모하기 위해 송신 주체를 송신 단말로 지칭하고, 수신 주체를 수신 단말로 지칭하기로 한다.
D2D 통신 시스템에서 각 링크는 하나의 D2D 송신단말과 하나의 D2D 수신 단말 페어(pair)로 구성된다. 도 1을 참조하면, 예를 들어, 제1 D2D 송신 단말(T1)은 제1 D2D 수신단말(R1))과 페어로 링크가 연결되고, 제2 D2D 송신 단말(T2))는 제2 D2D 수신단말(R2)과 페어로 링크가 구성되고, 제3 D2D 송신 단말(T3)는 제3 D2D 수신단말(R3)과 페어로 링크가 구성될 수 있다.
D2D 통신 시스템은 단일-톤 OFDM(single-tone Orthogonal frequency-division multiplexing) 채널을 이용하는 SIR(signal-to-Interference ratio) 기반의 분산형 스케쥴링을 사용한다. 이에, 각 D2D 단말은 스케쥴링에 사용되는 단일-톤 OFDM 채널에 아날로그 신호를 전송하여 링크 스케쥴링을 수행할 수 있다. 링크 스케쥴링 채널 구조는 도 2에 도시된 바와 같다. D2D 통신 기술에서 데이터 전송은 2ms의 트래픽 슬롯 단위로 이루어진다. 각 트래픽 슬롯은 도 2에 도시된 바와 같이, 링크 스케쥴링(Link Scheduling), 레이트 스케쥴링(Rate Scheduling), 데이터 세그먼트(data seement), 응답(acknowledge) 총 4개의 채널로 구분된다.
링크 스케쥴링 채널은 도 2에 도시된 바와 같이 송신 블록(Tx-block)과 수신 블록(Rx-block) 두개의 블록으로 구성되며, 각 블록은 4개의 OFDM 심볼과 28개의 주파수 톤으로 구성된다.
모든 링크는 링크 고유의 식별정보(ID, 이하 링크 식별정보라 칭하기로 함)를 가지며, 링크 식별정보는 송신 블록의 특정 단일-톤에 매핑될 수 있다. 따라서, D2D 송신 단말은 각 링크에 할당된 단일-톤을 이용하여 전송전력신호(DPS: direct power signal)과 역전력에코(IPS: Inverse Power echo) 신호를 전송할 수 있다.
이하, 도 3을 참조하여 D2D 통신 시스템에서의 링크 스케쥴링 방법에 대해 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 D2D 통신에서의 링크 스케쥴링 방법을 나타낸 순서도이다. 이하 이해와 설명의 편의를 도모하기 위해 D2D 송신 단말과 D2D 수신 단말을 구분하여 설명하기로 한다. 이하 이해와 설명의 편의를 도모하기 위해 A 단말, B 단말, C 단말 및 D 단말이 있으며, A 단말과 C 단말이 송신 단말이고, B 단말과 D 단말이 수신 단말인 것을 가정하기로 한다. 또한, A 단말과 C 단말이 페어를 구성하고 있으며, C 단말과 D 단말이 페어를 구성하고 있는 것을 가정하기로 한다.
단계 310에서 제1 송신 블록(Tx-block)에서 각 송신 단말은 할당된 단일-톤을 이용하여 제1 송신신호(예를 들어, 전송전력신호(DPS))를 각각 전송한다.
예를 들어, A 단말은 B 단말로 전송전력신호(PA)를 전송하고, C 단말은 D 단말로 전송전력신호(PC)를 각각 전송할 수 있다.
이어, 단계 315에서 각 수신 단말은 각 송신 단말에서 각 링크를 통해 전송된 제1 송신신호(예를 들어, 전송전력신호)를 각각 수신하여 저장한다.
예를 들어, B 단말은 A 단말로부터 전송된 전송전력신호(PA)의 파워(
Figure 112014069883317-pat00001
)를 수신하고, D 단말은 C 단말로부터 전송된 전송전력신호(PC)의 파워(
Figure 112014069883317-pat00002
)를 수신하게 된다.
본 발명의 일 실시예에서, 각 수신 단말은 당해 수신 단말과 페어를 구성하는 송신 단말의 전송전력을 알고 있는 것을 가정하기로 한다.
이에 따라, 단계 320에서 각 수신 단말은 당해 수신 단말과 페어를 통해 링크가 연결된 각 송신 단말의 전송전력을 이용하여 수신된 전송전력신호의 파워에서 각 링크에 대한 채널이득을 계산한다.
예를 들어, B 단말은 A 단말의 전송전력(PA)를 알고 있으므로, 수신된 전송전력신호(PA)의 파워((
Figure 112014069883317-pat00003
)에서 A 단말과 B 단말의 링크에 대한 채널이득(즉, 채널상황정보)(
Figure 112014069883317-pat00004
)을 계산할 수 있다.
마찬가지로, D 단말은 C 단말의 전송전력(PC)를 알고 있으므로, D 단말과 C 단말의 링크를 통해 수신된 전송전력신호(PC)의 파워(
Figure 112014069883317-pat00005
)에서 D 단말과 C 단말의 링크에 대한 채널이득(
Figure 112014069883317-pat00006
)을 계산할 수 있다.
단계 325에서 각 수신 단말은 페어를 구성하는 각 페어 링크에 대해 계산된 채널이득을 이용하여 해당 페어 링크에 대한 우선순위 파라미터를 계산한다.
예를 들어, 우선순위 파라미터는 하기 수 1을 이용하여 계산될 수 있다.
Figure 112014069883317-pat00007
여기서,
Figure 112014069883317-pat00008
는 링크의 서비스 만족도를 나타내고,
Figure 112014069883317-pat00009
는 링크의 채널 이득을 나타내며, k는 각 송신단말과 수신단말의 페어를 구성하는 각 링크를 나타낸다. 또한, V는 시스템 상수를 나타낸다.
서비스 만족도는 각 링크에서의 요구되는 데이터 전송률의 만족정도를 나타내는 것으로 현재 트래픽 슬롯에서 해당 링크의 데이터 전송률과 링크의 요구 평균 데이터 전송률을 이용하여 계산될 수 있다.
예를 들어, 수신 단말은 하기 수 2를 이용하여 다음 트래픽 슬롯에 대한 서비스 만족도를 계산할 수 있다.
Figure 112014069883317-pat00010
여기서, t는 트래픽 슬롯의 타임 인덱스를 나타내고, k는 링크 인덱스를 나타내며,
Figure 112014069883317-pat00011
는 트래픽 슬롯(t)에서 링크(k)의 수신단말이 갖는 서비스 만족도를 나타내며,
Figure 112014069883317-pat00012
는 트래픽 슬롯(t)에서의 링크 k의 데이터 전송률을 나타내고,
Figure 112014069883317-pat00013
는 링크의 요구 평균 데이터 전송률을 나타내다. 또한,
Figure 112014069883317-pat00014
는 스텝 사이즈를 나타낸다.
수 2에서 보여지는 바와 같이, 다음 트래픽 슬롯에서의 수신 단말의 서비스 만족도는 현재 트래픽 슬롯의 데이터 전송률이 링크에서 요구되는 요구 평균 데이터 전송률보다 큰 경우 작아지고, 작은 경우에는 커지게 된다.
각 수신단말은 각 링크에 대해 계산된 채널이득과 서비스 만족도(예를 들어, 데이터 전송률)을 이용하여 우선순위 파라미터를 계산하고, 이를 저장할 수 있다.
이어, 단계 330에서 각 수신단말은 제1 수신블록에서 각 수신단말의 단일-톤을 통해 해당 링크에 대해 계산된 우선순위 파라미터를 포함하는 제1 수신신호(예를 들어, 역전력에코신호)를 각 송신단말로 전송한다.
보다 상세하게 각 수신단말은 해당 링크에 대해 계산된 우선순위 파라미터를 역전력에코(IPS)에 곱하여 각 송신단말로 전송한다.
예를 들어, B 단말은
Figure 112014069883317-pat00015
를 A 단말로 전송하고, D 단말은
Figure 112014069883317-pat00016
를 B 단말로 전송할 수 있다. 여기서,
Figure 112014069883317-pat00017
는 각각 A 단말과 B 단말간의 링크에 대한 우선순위 파라미터, C 단말과 D 단말에 대한 우선순위 파라미터를 나타낸다.
단계 335에서 각 송신단말은 링크를 통해 페어인 수신단말로부터 수신된 제1 수신신호(예를 들어, 역전력에코신호(IPS))에서 당해 각 송신단말의 전송전력을 이용하여 해당 링크에 대한 우선순위 파라미터를 도출한다.
예를 들어, B 단말은
Figure 112014069883317-pat00018
를 A 단말로 전송하고, D 단말은
Figure 112014069883317-pat00019
를 B 단말로 전송하면, A 단말이 수신한 역전력에코신호는
Figure 112014069883317-pat00020
와 같이 나타낼 수 있고, C 단말이 수신한 역전력에코신호는
Figure 112014069883317-pat00021
와 같이 나타낼 수 있다.
이에 따라, A 단말과 C 단말은 시스템 상수(K1)와 각 송신단말(즉, A 단말과 C 단말) 각각의 전송전력(PA, PC)을 알고 있으므로, 각 링크에 대한 우선순위 파라미터를 도출할 수 있다.
이어, 단계 340에서 제2 송신블록에서 각 송신단말은 도출한 각 링크에 대한 우선순위 파라미터를 포함하는 제2 송신신호(예를 들어, 전송전력신호)를 각 수신단말로 전송한다.
예를 들어, 제2 송신블록에서 각 송신단말은 단일-톤을 이용하여 페어를 구성하는 각 링크에 대해 도출된 우선순위 파라미터를 전송전력신호에 곱하여 전송할 수 있다.
단계 345에서 수신단말은 링크를 통해 송신단말로부터 수신된 제2 송신신호(예를 들어, 전송전력신호)와 이전 수신하여 저장한 제1 송신신호를 이용하여 모든 비페어 링크에 대한 우선순위 파라미터를 계산한다.
본 발명의 일 실시예에서는 우선순위 파라미터의 크기가 큰 링크가 높은 우선순위를 가진다.
예를 들어, 제2 송신블록에서 A 단말은 (
Figure 112014069883317-pat00022
)를 각 링크를 통해 수신단말(B 단말 및 D 단말)로 전송하고, C 단말은 (
Figure 112014069883317-pat00023
)를 각 링크를 통해 수신단말(B 단말 및 D 단말)로 전송할 수 있다.
이에, B 단말이 C 단말로부터 수신한 송신신호는 (
Figure 112014069883317-pat00024
)와 같고, D 단말이 A 단말로부터 수신한 송신신호는 (
Figure 112014069883317-pat00025
)와 같다. 이때, 제1 송신블록에서 B 단말이 수신한 제1 송신신호(전송전력신호)는
Figure 112014069883317-pat00026
와 같으므로, B 단말은 시스템 상수(K2)와 제1 송신신호 및 제2 송신신호를 이용하여 C 단말과 D 단말간의 링크에 대한 우선순위 파라미터를 계산할 수 있다.
마찬가지로, 제1 송신블록에서 D 단말이 수신한 제1 송신신호(전송전력신호)는
Figure 112014069883317-pat00027
와 같으므로, 제1 송신신호와 제2 송신신호를 이용하여 A 단말과 B 단말간의 링크에 대한 우선순위 파라미터를 계산할 수 있다.
단계 350에서 수신 단말은 페어 링크 및 비페어 링크에 대한 우선순위 파라미터를 이용하여 수신-양도를 결정하여 링크를 스케쥴링한다.
각 수신 단말에서 수신-양도 조건을 결정하는 방법에 대해 보다 상세히 설명하면, 각 수신 단말은 모든 링크를 통해 수신된 수신신호를 이용하여 페어 링크의 수신 신호의 세기와 다른 링크의 수신 신호 세기 사이의 신호대간섭비(SIR: Signal interference rate-이하 SIR이라 칭하기로 함)를 계산한다.
예를 들어, 제3 수신 단말이 자신보다 높은 우선순위의 링크로부터의 간섭을 파악하기 위해 SIR를 계산하여 수신-양도 조건을 결정한다고 가정하자. 여기서, 제1 링크와 제2 링크가 제3 링크보다 높은 우선순위를 갖는다고 가정하기로 한다.
제3 수신 단말은 수신 신호의 전력(신호 세기)를 측정하여 SIR을 계산할 수 있다. 예를 들어, 제3 수신 단말은 하기 수 3을 이용하여 SIR을 계산할 수 있다.
Figure 112014069883317-pat00028
여기서,
Figure 112014069883317-pat00029
는 전송 단말(
Figure 112014069883317-pat00030
과 수신 단말(
Figure 112014069883317-pat00031
) 사이의 채널 이득을 나타낸다.
즉, 제3 수신 단말은 계산된 SIR이 임계값 이상인 경우, 다른 링크로부터 오는 간섭이 허용 가능한 정도라고 판단하여 수신 블록에서 제1 역전력에코 신호를 전송할 수 있다. 그러나 만일 계산된 SIR이 임계값보다 작은 경우 제3 수신 단말은 제2 수신 블록에서 우선 순위가 낮은 링크로 데이터 전송을 양보하기 위해 제2 수신 블록에서 제2 수신신호(제2 역전력에코신호(IPS))를 전송하지 않는다. 여기서, 제2 수신신호는 각 페어 링크에서의 전송전력의 반비례하는 전력신호일 수 있다.
즉, 각 수신 단말은 수신된 제1 송신신호 및 제2 송신신호(제2 전송전력신호)를 이용하여 모든 링크에 대해 우선순위 파라미터 계산이 완료되면, 우선순위 파라미터를 기초로 자신의 페어 링크와 다른 링크들간의 SIR을 계산하여 우선순위가 높은 링크로부터의 간섭 여부를 판단하여 수신-양도 여부를 결정할 수 있다.
단계 355에서 송신 단말은 수신-양도 조건을 만족하는 적어도 하나의 수신 단말로부터 수신된 제2 수신신호와 기저장된 제1 수신신호를 이용하여 비페어 링크에 대한 우선순위 파라미터를 결정한다.
단계 360에서 송신 단말은 수신-양도 조건을 만족하는 적어도 하나의 수신 단말로부터 수신된 제2 수신신호 (제2 역전력에코신호(IPS))를 이용하여 송신-양도 조건을 결정한다.
예를 들어, 도 1에서 제1 수신 단말(R1)과 제2 수신 단말(R2)이 각각 수신-양도 조건을 만족하여 제2 수신 블록에서 제2 역전력에코신호(IPS)를 전송하였다고 가정하자. 제2 송신 단말(T3)은 제2 수신블록의 제1 및 2 단일톤을 통해 전력이 각각
Figure 112014069883317-pat00032
,
Figure 112014069883317-pat00033
인 제2 역전력에코신호를 수신한다. 여기서, 역전력 에코 신호의 수식은 다음과 같다.
Figure 112014069883317-pat00034
이에 따라, 제3 송신 단말은 제1 및 제2 수신 단말에 의해 수신된 제2 수신신호(제2 역전력에코신호)를 이용하여 당해 제3 송신 단말의 간섭 영향으로 인해 제1 및 제2 수신 단말이 얻는 SIR값을 추정할 수 있다.
이를 수식으로 나타내면 수 5와 같다.
Figure 112014069883317-pat00035
이와 같이 송신 단말은 제2 수신 블록에서 적어도 하나의 송신 단말로부터 수신된 제2 수신신호(제2 역전력에코신호)를 이용하여 각 링크에 대한 SIR값을 추정하고, 추정된 SIR값이 임계값보다 큰지 여부를 판단하여 송신-양도 여부를 결정할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서 수신단말과 송신 단말 사이의 채널 이득은 방향에 관계없이 동일한 것으로 가정하기로 한다.
이에 따라, 송신 단말은 추정된 SIR값이 임계값보다 크면 현재 트래픽 슬롯에서 페어 링크를 통해 데이터를 전송하도록 스케쥴링할 수 있다. 그러나 만일 추정된 SIR값이 임계값보다 작으면 현재 트래픽 슬롯에서 페어 링크를 통해 데이터를 전송하지 않고 우선순위가 낮은 다른 링크로 데이터 전송을 양도하도록 결정할 수 있다. 즉, 송신 단말은 수신-양도 조건을 만족한 모든 링크들의 SIR값에 대해 송신-양도 조건을 만족하는 경우에만 스케쥴링될 수 있다.
각 링크의 수신 단말은 데이터 전송 절차가 완료되면 데이터 전송 결과를 이용하여 각 페어 링크에 대한 서비스 만족도를 갱신하고 이를 저장하여 다음 트래픽 슬롯의 우선순위 파라미터를 결정하는데 이용할 수 있다.
단계 365에서 송신 단말은 송신-양도 조건을 만족하는 경우, 우선순위 파라미터에 기초하여 데이터를 수신 단말로 전송한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 D2D 통신에서 링크를 스케쥴링하는 수신 단말의 내부 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 수신 단말(120)은 통신부(410), 제1 계산부(415), 제2 계산부(420), 스케쥴링부(425), 메모리(430) 및 제어부(435)를 포함하여 구성된다.
통신부(410)는 송신부와 수신부를 포함하며, 각 링크를 통해 송신 단말로부터 송신신호를 수신하고, 송신단말로 수신신호를 전송하는 기능을 한다.
이는 이미 전술한 바와 동일하므로 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
제1 계산부(415)는 기저장된 페어 송신 단말의 전송전력을 이용하여 페어 링크의 제1 송신신호에서 페어 링크에 대한 채널 이득을 계산하는 기능을 한다.
제2 계산부(420)는 각 링크에 대한 우선순위 파라미터를 계산하는 기능을 한다.
예를 들어, 제2 계산부(420)는 페어 링크에 대해 계산된 채널 이득을 이용하여 페어 링크에 대한 우선순위 파라미터를 계산할 수 있다. 또한, 제2 계산부(420)는 제1 및 제2 송신신호를 이용하여 적어도 하나의 비페어 링크에 대한 우선순위 파라미터를 계산할 수 있다.
스케쥴링부(425)는 페어 링크 및 비페어 링크에 대한 우선순위 파라미터에 기초하여 링크를 스케쥴링하는 기능을 한다.
예를 들어, 스케쥴링부(425)는 각 링크를 통해 수신된 제2 송신신호를 이용하여 페어 링크와 비페어 링크 각각에 대한 신호대간섭비(SIR)를 계산하고, 계산된 신호대간섭비를 이용하여 수신-양도를 결정하여 링크를 스케쥴링할 수 있다.
만일 계산된 신호대간섭비가 임계값보다 작은 경우, SIR이 전송을 위해 충분하지 않은 것으로 판단하여 스케쥴링을 포기할 수 있다.
즉, 스케쥴링부(425)는 계산된 신호대간섭비가 임계값보다 큰 경우 비페어 링크로부터의 간섭이 허용 가능한 정도로 판단하여 수신블록에서 수신신호를 전송하도록 스케쥴링할 수 있다.
메모리(430)는 본 발명의 일 실시예에 따른 수신 단말에서의 링크 스케쥴링을 위한 다양한 알고리즘, 그 과정에서의 파생된 데이터등을 저장한다.
제어부(435)는 본 발명의 일 실시예에 따른 수신 단말(120)의 내부 구성 요소들(예를 들어, 통신부(410), 제1 계산부(415), 제2 계산부(420), 스케쥴링부(425), 메모리(430) 등)을 제어하는 기능을 한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 D2D 통신에서 링크를 스케쥴링하는 송신 단말의 내부 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 송신 단말(110)은 통신부(510), 제1 계산부(515), 스케쥴링부(520), 메모리(525) 및 제어부(530)를 포함하여 구성된다.
통신부(510)는 송신부와 수신부를 포함하며, 각 링크를 통해 수신 단말로부터 수신신호를 수신하고, 수신단말로 송신신호를 전송하는 기능을 한다.
이는 이미 전술한 바와 동일하므로 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
제1 계산부(515)는 기저장된 전송전력을 이용하여 페어 링크의 제1 수신신호에서 페어 링크에 대한 우선순위 파라미터를 계산한다.
또한, 제1 계산부(515)는 제1 수신신호 및 상기 제2 수신신호를 이용하여 상기 페어 링크와 비페어 링크 각각에 대한 우선순위 파라미터를 결정하는 기능을 한다. 이에 대해서는 이미 도 3을 참조하여 설명한 바와 동일하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
스케쥴링부(520)는 페어 링크 및 비페어 링크에 대한 우선순위 파라미터에 기초하여 링크를 스케쥴링하는 기능을 한다.
예를 들어, 스케쥴링부(520)는 적어도 하나의 송신 단말로부터 수신된 제2 역전력에코신호를 이용하여 각 링크에 대한 SIR값을 추정하고, 추정된 SIR값이 임계값보다 큰지 여부를 판단하여 송신-양도 여부를 결정하여 링크를 스케쥴링할 수 있다.
만일 송신 단말(110)은 추정된 SIR값이 임계값보다 크면 현재 트래픽 슬롯에서 페어 링크를 통해 데이터를 전송하도록 스케쥴링할 수 있다. 그러나 만일 추정된 SIR값이 임계값보다 작으면, 송신 단말(110)은 현재 트래픽 슬롯에서 페어 링크를 통해 데이터를 전송하지 않고 우선순위가 낮은 다른 링크로 데이터 전송을 양도하도록 결정할 수 있다.
메모리(525)는 본 발명의 일 실시예에 따른 송신 단말에서의 링크 스케쥴링을 위한 다양한 알고리즘, 그 과정에서의 파생된 데이터등을 저장한다.
제어부(530)는 본 발명의 일 실시예에 따른 송신 단말(110)의 내부 구성 요소들(예를 들어, 통신부(510), 제1 계산부(515), 스케쥴링부(520), 메모리(525) 등)을 제어하는 기능을 한다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
110: 송신 단말
120: 수신 단말

Claims (18)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. D2D 통신에서 수신단말이 링크 스케쥴링을 수행하는 방법에 있어서,
    각 링크를 통해 각 송신 단말에서 전송한 제1 송신신호를 수신하는 단계;
    기저장된 페어 송신 단말의 전송전력을 이용하여 페어 링크의 제1 송신신호에서 상기 페어 링크에 대한 채널 이득을 계산하는 단계;
    상기 채널 이득을 이용하여 상기 페어 링크에 대한 우선순위 파라미터를 계산하여 제1 수신블록에서 제1 수신신호에 포함하여 상기 각 송신 단말로 전송하는 단계;
    상기 각 송신 단말에서 전송한 제2 송신신호를 수신하는 단계-상기 제2 송신신호는 각 송신 단말의 각 페어 링크에 대한 우선순위 파라미터를 포함함;
    상기 제1 및 상기 제2 송신신호를 이용하여 적어도 하나의 비페어 링크에 대한 우선순위 파라미터를 계산하는 단계; 및
    상기 페어 링크 및 상기 비페어 링크에 대한 우선순위 파라미터에 기초하여 링크를 스케쥴링하는 단계를 포함하며,
    상기 링크를 스케쥴링하는 단계는
    상기 페어 링크와 상기 비페어 링크간의 신호대간섭비가 임계값보다 작으면, 제2수신블록에서 제2수신신호를 전송하지 않고 상기 수신단말보다 우선순위가 낮은 링크로 데이터 전송을 양보하는
    링크 스케쥴링 방법.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 제6 항에 있어서,
    상기 신호대간섭비는,
    상기 페어 링크의 제2 송신신호의 신호 세기와 상기 비페어 링크의 제2 송신신호의 신호 세기를 이용하여 계산되는 것을 특징으로 하는 링크 스케쥴링 방법.
  12. D2D 통신에서 송신단말이 링크 스케쥴링을 수행하는 방법에 있어서,
    각 수신 단말에서 전송된 제1 수신신호를 수신하는 단계-상기 제1 수신신호는 각 페어 링크에 대한 우선순위 파라미터를 포함함;
    기저장된 전송전력을 이용하여 페어 링크의 제1 수신신호에서 페어 링크에 대한 우선순위 파라미터를 계산하여 송신신호에 포함하여 상기 각 수신 단말로 전송하는 단계;
    수신-양도 조건을 만족한 적어도 하나의 수신 단말에서 전송된 제2 수신신호를 수신하는 단계;
    상기 제1 수신신호 및 상기 제2 수신신호를 이용하여 상기 페어 링크와 비페어 링크 각각에 대한 우선순위 파라미터를 결정하는 단계; 및
    상기 페어 링크 및 상기 비페어 링크 각각에 대한 우선순위 파라미터에 기초하여 링크를 스케쥴링하는 단계를 포함하며,
    상기 링크를 스케쥴링하는 단계는
    상기 비페어 링크의 각 수신단말의 신호대잡음비가 임계값보다 작으면 현재 트래픽 슬롯에서의 데이터 송신을 포기하고 상기 송신단말보다 우선순위가 낮은 링크로 데이터 전송을 양도하는
    링크 스케쥴링 방법.
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 제12 항에 있어서,
    상기 링크를 스케쥴링하는 단계는,
    상기 신호대잡음비가 상기 임계값보다 큰 링크들만 상기 우선순위 파라미터에 기초하여 스케쥴링하는 것을 특징으로 하는 링크 스케쥴링 방법.
  17. D2D 통신에서 링크를 스케쥴링하는 수신 단말에 있어서,
    각 링크를 통해 각 송신 단말에서 전송된 제1 송신신호 및 제2 송신신호를 수신하는 수신부-상기 제2 송신신호는 각 송신 단말의 각 페어 링크에 대한 우선순위 파라미터를 포함함;
    기저장된 페어 송신 단말의 전송전력을 이용하여 페어 링크의 제1 송신신호에서 상기 페어 링크에 대한 채널 이득을 계산하는 제1 계산부;
    상기 채널 이득을 이용하여 상기 페어 링크에 대한 우선순위 파라미터를 계산하여 제1 수신신호에 포함하여 상기 각 송신 단말로 전송하는 송신부;
    상기 제1 및 상기 제2 송신신호를 이용하여 적어도 하나의 비페어 링크에 대한 우선순위 파라미터를 계산하는 제2 계산부; 및
    상기 페어 링크 및 상기 비페어 링크에 대한 우선순위 파라미터에 기초하여 링크를 스케쥴링하는 스케쥴링부를 포함하며,
    상기 수신단말은 상기 비페어 링크의 각 수신단말의 신호대잡음비가 임계값보다 작으면 현재 트래픽 슬롯에서의 데이터 송신을 포기하고 상기 송신단말보다 우선순위가 낮은 링크로 데이터 전송을 양도하는
    수신 단말.
  18. D2D 통신에서 링크를 스케쥴링하는 송신단말에 있어서,
    각 수신 단말에서 전송된 각 페어 링크에 대한 우선순위 파라미터를 포함하는 제1 수신신호 및 제2 수신신호를 수신하는 수신부;
    기저장된 전송전력을 이용하여 페어 링크의 제1 수신신호에서 페어 링크에 대한 우선순위 파라미터를 계산하고, 상기 제1 수신신호 및 상기 제2 수신신호를 이용하여 상기 페어 링크와 비페어 링크 각각에 대한 우선순위 파라미터를 결정하는 제1 계산부;
    상기 페어 링크에 대한 우선순위 파라미터를 포함하는 송신신호를 상기 각 수신 단말로 전송하는 송신부; 및
    상기 페어 링크 및 상기 비페어 링크 각각에 대한 우선순위 파라미터에 기초하여 링크를 스케쥴링하는 스케쥴링부를 포함하며,
    상기 송신단말은 상기 비페어 링크의 각 수신단말의 신호대잡음비가 임계값보다 작으면 현재 트래픽 슬롯에서의 데이터 송신을 포기하고 상기 송신단말보다 우선순위가 낮은 링크로 데이터 전송을 양도하는
    송신 단말.
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