KR101525977B1 - 셀룰러 시스템에서의 d2d 통신을 위한 거리 정보 기반의 자원 할당 방법 및 그 장치 - Google Patents

셀룰러 시스템에서의 d2d 통신을 위한 거리 정보 기반의 자원 할당 방법 및 그 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101525977B1
KR101525977B1 KR1020140029050A KR20140029050A KR101525977B1 KR 101525977 B1 KR101525977 B1 KR 101525977B1 KR 1020140029050 A KR1020140029050 A KR 1020140029050A KR 20140029050 A KR20140029050 A KR 20140029050A KR 101525977 B1 KR101525977 B1 KR 101525977B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
terminal
cellular
pair
pairs
base station
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
KR1020140029050A
Other languages
English (en)
Inventor
신오순
김현민
강길모
남종현
Original Assignee
숭실대학교산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 숭실대학교산학협력단 filed Critical 숭실대학교산학협력단
Application granted granted Critical
Publication of KR101525977B1 publication Critical patent/KR101525977B1/ko
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

본 발명은 셀룰러 시스템에서의 D2D 통신을 위한 거리 정보 기반의 자원 할당 방법 및 그 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 기지국과, 상기 기지국이 관할하는 셀 내에 존재하는 복수의 셀룰러 단말 및 복수의 D2D 단말쌍을 포함하는 셀룰러 시스템 내에서 상기 기지국을 이용한 각 단말의 자원 할당 방법에 있어서, 상기 복수의 셀룰러 단말 중 상기 기지국으로부터 기 설정된 제1 반경 이내에 위치한 셀룰러 단말을 자원 공유에 사용할 셀룰러 단말로 검색하는 단계와, 상기 검색된 셀룰러 단말의 각각에 대한 우선 순위를 설정하되, 상기 기지국과 가까운 거리일수록 높은 우선 순위를 가지도록 설정하는 단계와, 상기 셀룰러 단말이 가진 주파수 자원을 공유받을 적어도 하나의 D2D 단말쌍을 상기 복수의 D2D 단말쌍 중에서 선택하되, 상기 우선 순위가 높은 셀룰러 단말부터 상기 D2D 단말쌍의 선택을 순차적으로 진행하는 단계, 및 상기 선택된 D2D 단말쌍에 대해 해당 셀룰러 단말의 주파수 자원을 할당하여 주파수 자원을 공유하는 단계를 포함하는 셀룰러 시스템에서의 자원 할당 방법을 제공한다.
상기 자원 할당 방법 및 그 장치에 따르면, 단말 간 직접통신을 지원하는 셀룰러 시스템에서 기지국이 노드 간 거리정보를 수집하고 이를 이용하여 D2D 통신을 위한 주파수 자원을 효율적으로 할당할 수 있는 이점이 있다.

Description

셀룰러 시스템에서의 D2D 통신을 위한 거리 정보 기반의 자원 할당 방법 및 그 장치{Method of resource allocation for Device-to Device communication based on distances in cellular system and apparatus thereof}
본 발명은 셀룰러 시스템에서의 D2D 통신을 위한 거리 정보 기반의 자원 할당 방법 및 그 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 단말 간 직접통신(D2D 통신;Device-to-Device)을 지원하는 셀룰러 시스템에서 셀룰러 링크가 D2D 링크와 효과적으로 주파수 자원을 공유할 수 있는 셀룰러 시스템에서의 D2D 통신을 위한 거리 정보 기반의 자원 할당 방법 및 그 장치에 관한 것이다.
최근 셀룰러 시스템에서 단말 간 직접통신(Device-to-Device 통신: D2D 통신)에 대한 연구 개발 및 표준화가 진행 중에 있다. 단말 간 직접 통신은 서로 근접한 단말들이 기지국 등의 인프라를 거치지 않고 직접 통신하도록 함으로써 근접성 기반의 신규 서비스를 가능하게 하고, 동시에 셀룰러 시스템의 주파수 효율을 향상시킬 수 있는 방법이다. 주파수 효율 향상을 위해 D2D 링크는 셀룰러 링크와 기존의 셀룰러 주파수 자원을 공유할 필요가 있다. 따라서 D2D 링크와 셀룰러 링크 간에 상호 간섭이 발생할 수 있고 이를 적절히 제어할 수 있는 자원할당 기술이 필요하다.
D2D 통신이란 지리적으로 서로 근접한 단말들이 기지국 또는 AP(Access Point)와 같은 기존 인프라를 거치지 않고, 직접적으로 정보를 주고받는 기술을 의미한다. D2D 통신 기술은 비면허 대역(Unlicensed Band)을 이용하는 기술과 면허대역(Lisensed Band)을 이용하는 기술로 분류할 수 있다. 비면허 대역을 이용한 대표적인 기술로는 Wi-Fi Direct, Bluetooth, ZigBee 등이 있으며, 이미 상용화가 이루어져 이를 이용한 다양한 제품들이 출시되고 있다. 하지만 비면허 대역은 간섭 측면이나 서비스 측면에서 제어가 어려워 서비스 품질의 보장에 대한 한계가 존재하며, 전송 범위 또한 한정적이라는 문제점을 가진다.
비면허 대역 D2D 통신 기술의 한계를 극복하기 위해, 면허 대역을 사용하는 셀룰러 시스템에서 D2D 통신 기술의 필요성이 대두되었다. 셀룰러 시스템에서 상호 근접한 거리의 단말들이 D2D 통신을 함으로써 기지국의 부하를 분산시킬 수 있으며, 기지국보다 가까운 거리를 전송함으로써 단말의 전력 소모를 줄일 수 있고 전송지연(Latency) 또한 줄일 수 있다. 전체 시스템 관점에서는 기존의 셀룰러 단말과 D2D 단말이 동일한 주파수를 공유하여 공간적으로 주파수를 재사용함으로써 주파수 이용 효율을 향상시키는 효과가 있다.
퀄컴(Qualcomm)사에서 독자 개발한 D2D 통신 기술인 FlashLinQ를 2011년 2월 MWC(Mobile Wireless Congress)에서 시연한 것을 시발점으로, 셀룰러 기반 D2D 통신 기술에 대한 관심이 증폭되기 시작하였다. IEEE 802.16에서는 GRIDMAN(Greater Reliability In Disrupted Metropolitan Area Networks)이라는 명칭 하에 이미 2009년 6월부터 재난 통신용 D2D 기술에 대한 표준화가 진행 중에 있다. 최근에는 이동통신 표준화 단체인 3GPP(3rd Generation Partnership Project)에서 LTE-Advanced release 12 표준 기술의 하나로 LTE ProSe(Proximity-based Services)라 불리는 D2D 통신 기술에 대한 표준화 및 기술 개발이 진행 중에 있다.
도 1은 일반적인 셀룰러 기반의 D2D 통신 절차의 개념도이다. 도 1을 참조하면, 셀룰러 시스템 내에는 기지국, 셀룰러 단말, 그리고 D2D 통신을 수행하는 단말들이 존재한다. 셀룰러 기반의 D2D 통신 절차는 크게 단말 탐색, 링크 생성, 데이터 전송의 세 단계로 구분할 수 있다. 본 발명에서 다루고자 하는 주요 내용은 데이터 전송 단계에 해당된다.
데이터 전송 단계는 D2D 통신을 원하는 단말들 간에 링크가 형성된 후에 실질적인 통신이 이루어지는 단계로서, D2D 통신의 성능을 결정하는 가장 중요한 요소이다. D2D 링크를 통한 데이터 전송을 위해서는 주파수 자원할당이 필요하고 주파수 이용 효율 향상을 위해 기존의 셀룰러 자원을 공유할 필요가 있다. 여기서 D2D 링크와 셀룰러 링크 간에는 간섭 문제가 발생하지만 기지국이 셀룰러 링크뿐만 아니라 D2D 링크의 자원할당에 관여함으로써 간섭을 제어할 수 있다.
도 2는 셀룰러 시스템 내에서 D2D 링크가 셀룰러 상향링크 자원을 공유하는 경우 간섭 시나리오를 나타낸다. 도 2에는 셀룰러 시스템 내에서, 기지국과 이 기지국이 관할하는 셀 내의 셀룰러 단말, 그리고 복수의 D2D 단말쌍이 도시되어 있다. D2D 단말쌍은 D2D 송신단말 및 D2D 수신단말이 서로 페어(pair)를 형성한 것으로서 도 2의 경우는 두 D2D 단말쌍(D2D Pair 1, D2D Pair 2)이 존재하는 예이다. 이러한 도 2의 경우, D2D 통신을 지원하지 않는 경우와 비교하면, D2D 링크가 셀룰러 상향링크 자원을 공유하는 경우, 셀룰러 링크가 D2D 링크에 주는 간섭, D2D 링크가 기지국에 주는 간섭, 그리고 D2D 링크 상호 간의 간섭이 부가적으로 발생하는 것을 알 수 있다. 이러한 세 종류의 간섭을 적절히 제어하지 않으면 D2D 통신 성능이 저하되거나, 동일의 자원을 공유하는 셀룰러 링크의 성능 저하를 초래할 수 있다. 따라서 D2D 링크에 대한 자원할당의 핵심은 이러한 세 가지 종류의 간섭의 영향을 최소화하면서 동시에 공간적인 주파수 재사용을 최대화하여 주파수 이용 효율을 높이는 것이라 할 수 있다.
셀룰러 링크와 D2D 링크의 자원할당을 위해 가장 일반적인 접근 방법은 기지국이 각 링크뿐만 아니라 상호 간 간섭 링크의 채널상태에 대한 정보를 수집하여 이를 기반으로 자원할당을 수행하는 것이다. 이러한 방법은 간섭의 영향을 정확하게 측정할 수 있는 장점이 있지만 채널정보를 측정하고 수집하기 위한 복잡도와 시그널링 오버헤드(Signaling Overhead)가 증가하고 자원할당 알고리즘 또한 복잡한 최적화 문제를 풀어야 한다는 점에서 바람직하지 않다. 또한, 고속으로 변하는 시변 채널의 경우는 정확한 채널정보를 얻기 어려워 이로 인한 성능 열화가 심각한 문제가 될 수 있다.
간섭의 영향을 측정하는 또 다른 방법은 기지국과 단말, 단말과 단말 등 노드 간의 거리정보를 이용하는 것이다. 거리정보는 GPS(Global Positioning System)를 장착한 단말이 추정한 위치정보로부터 추출하거나 또는 기지국과 단말 사이의 신호 세기 및 도래각(Angle of Arrival)을 측정하여 얻을 수 있다. 이러한 거리정보는 채널정보에 비해 상대적으로 쉽게 얻을 수 있고 시간에 따른 변화에도 덜 민감한 특성을 갖는다.
종래의 자원할당 기술에서 고려되지 않은 또 다른 측면은 어떤 자원을 공유하는 것이 효과적인가 하는 점이다. 가령, 셀 가장자리에 위치한 셀룰러 사용자의 자원은 심각한 간섭 때문에 D2D 링크를 공유하기 어려울 것이다. 따라서 자원할당 알고리즘은 잠재적으로 간섭이 적은 자원을 우선적으로 공유하도록 설계할 필요가 있다.
본 발명의 배경이 되는 기술은 한국공개특허 제2008-0028347호(2008.03.31 공개)에 개시되어 있다.
본 발명은, 셀룰러 시스템 내에서 기지국이 수집한 노드 간 거리정보를 이용하여 셀룰러 링크가 D2D 링크와 효과적으로 주파수 자원을 공유할 수 있는 셀룰러 시스템에서의 D2D 통신을 위한 거리 정보 기반의 자원 할당 방법 및 그 장치를 제공하는데 목적이 있다.
본 발명은, 기지국과, 상기 기지국이 관할하는 셀 내에 존재하는 복수의 셀룰러 단말 및 복수의 D2D 단말쌍을 포함하는 셀룰러 시스템 내에서 상기 기지국을 이용한 각 단말의 자원 할당 방법에 있어서, 상기 복수의 셀룰러 단말 중 상기 기지국으로부터 기 설정된 제1 반경 이내에 위치한 셀룰러 단말을 자원 공유에 사용할 셀룰러 단말로 검색하는 단계와, 상기 검색된 셀룰러 단말의 각각에 대한 우선 순위를 설정하되, 상기 기지국과 가까운 거리일수록 높은 우선 순위를 가지도록 설정하는 단계와, 상기 셀룰러 단말이 가진 주파수 자원을 공유받을 적어도 하나의 D2D 단말쌍을 상기 복수의 D2D 단말쌍 중에서 선택하되, 상기 우선 순위가 높은 셀룰러 단말부터 상기 D2D 단말쌍의 선택을 순차적으로 진행하는 단계, 및 상기 선택된 D2D 단말쌍에 대해 해당 셀룰러 단말의 주파수 자원을 할당하여 주파수 자원을 공유하는 단계를 포함하는 셀룰러 시스템에서의 자원 할당 방법을 제공한다.
여기서, 송신 전력이 낮은 셀룰러 단말일수록 상기 우선 순위가 높을 수 있다.
또한, 임의의 우선 순위의 셀룰러 단말에 대하여, 상기 D2D 단말쌍의 선택 시에는, 이전의 우선 순위의 셀룰러 단말에 대하여 기 선택된 D2D 단말쌍을 배제하여 선택할 수 있다.
여기서, 상기 임의의 우선 순위의 셀룰러 단말에 대하여, 상기 D2D 단말쌍을 선택하는 단계는, 상기 복수의 D2D 단말쌍 중에서 상기 제1 반경 밖에 위치한 D2D 단말쌍을 자원을 공유할 후보군으로 설정하는 단계, 및 상기 후보군에 속한 D2D 단말쌍 중에서 상기 임의의 우선 순위의 셀룰러 단말로부터 거리가 먼 순으로 D2D 단말쌍을 순차적으로 선택하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 임의의 우선 순위의 셀룰러 단말에 대하여, 상기 D2D 단말쌍을 선택하는 단계는, 상기 복수의 D2D 단말쌍 중에서 상기 임의의 우선 순위의 셀룰러 단말로부터 기 설정된 제2 반경 밖에 위치한 D2D 단말쌍을 자원을 공유할 후보군으로 설정하는 단계, 및 상기 후보군에 속한 D2D 단말쌍 중에서 상기 임의의 우선 순위의 셀룰러 단말로부터 거리가 먼 순으로 D2D 단말쌍을 순차적으로 선택하는 단계를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 D2D 단말쌍을 순차적으로 선택하는 단계는, 상기 후보군에 속한 D2D 단말쌍 중에서 상기 임의의 우선 순위의 셀룰러 단말로부터 가장 먼 거리에 있는 D2D 단말쌍을 우선적으로 선택하는 단계, 및 상기 후보군에 속한 D2D 단말쌍 중에서 그 다음으로 거리가 먼 순으로 D2D 단말쌍을 순차적으로 추가 선택하되, 이전에 이미 선택된 D2D 단말쌍과 임계거리 이상 떨어진 D2D 단말쌍에 한하여 선택하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 D2D 단말쌍을 순차적으로 선택하는 단계는, 상기 순차적으로 선택한 모든 D2D 단말쌍에 대한 각각의 SINR(Signal-to-Interference-plus-Noise Ratio) 값을 검사하는 단계, 및 상기 SINR 값이 기 설정된 임계값 이상인 D2D 단말쌍만을 자원 공유를 위한 단말쌍으로 최종 선택하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 SINR 값
Figure 112014023967466-pat00001
은 아래의 수학식으로 정의될 수 있다.
Figure 112014023967466-pat00002
여기서,
Figure 112014023967466-pat00003
는 상기 D2D 단말쌍을 구성하는 D2D 송신 단말과 D2D 수신 단말 간의 채널상태,
Figure 112014023967466-pat00004
는 임의의 i번째 셀룰러 단말과 상기 기지국 간의 채널상태,
Figure 112014023967466-pat00005
는 D2D 송신 단말과 D2D 수신 단말 간의 거리,
Figure 112014023967466-pat00006
는 D2D 송신 단말의 송신전력,
Figure 112014023967466-pat00007
는 상기 i번째 셀룰러 단말의 송신전력,
Figure 112014023967466-pat00008
는 상기 i번째 셀룰러 단말과 D2D 수신 단말 간의 거리,
Figure 112014023967466-pat00009
는 경로손실 계수,
Figure 112014023967466-pat00010
는 D2D 수신 단말에서의 잡음 신호의 전력을 나타낸다.
그리고, 본 발명은 기지국과, 상기 기지국이 관할하는 셀 내에 존재하는 복수의 셀룰러 단말 및 복수의 D2D 단말쌍을 포함하는 셀룰러 시스템 내에서 상기 기지국에 포함된 자원 할당 장치에 있어서, 상기 복수의 셀룰러 단말 중 상기 기지국으로부터 기 설정된 제1 반경 이내에 위치한 셀룰러 단말을 자원 공유에 사용할 셀룰러 단말로 검색하는 셀룰러 단말 검색부와, 상기 검색된 셀룰러 단말의 각각에 대한 우선 순위를 설정하되, 상기 기지국과 가까운 거리일수록 높은 우선 순위를 가지도록 설정하는 우선 순위 설정부와, 상기 셀룰러 단말이 가진 주파수 자원을 공유받을 적어도 하나의 D2D 단말쌍을 상기 복수의 D2D 단말쌍 중에서 선택하되, 상기 우선 순위가 높은 셀룰러 단말부터 상기 D2D 단말쌍의 선택을 순차적으로 진행하는 D2D 페어 선택부, 및 상기 선택된 D2D 단말쌍에 대해 해당 셀룰러 단말의 주파수 자원을 할당하여 주파수 자원을 공유하는 자원 할당부를 포함하는 셀룰러 시스템에서의 자원 할당 장치를 제공한다.
본 발명에 따른 셀룰러 시스템에서의 D2D 통신을 위한 거리 정보 기반의 자원 할당 방법 및 그 장치에 따르면, 단말 간 직접통신을 지원하는 셀룰러 시스템에서 기지국이 노드 간 거리정보를 수집하고 이를 이용하여 D2D 통신을 위한 주파수 자원을 효율적으로 할당할 수 있다. 따라서, 본 발명은 기지국이 수집한 노드 간의 거리정보를 이용하여 셀룰러 링크가 D2D 링크와 효과적으로 주파수 자원을 공유할 수 있도록 하고 이와 동시에 각 단말 간의 간섭의 영향을 최소화하는 자원 할당 기술을 제공할 수 있다.
도 1은 일반적인 셀룰러 기반의 D2D 통신 절차의 개념도이다.
도 2는 셀룰러 시스템 내에서 D2D 링크가 셀룰러 상향링크 자원을 공유하는 경우 간섭 시나리오를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 셀룰러 시스템 모델의 구성도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 자원 할당 장치의 구성도이다.
도 5는 도 4를 이용한 자원 할당 방법의 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에서 셀룰러 링크의 자원 할당을 통하여 얻어진 상향링크 트래픽 채널의 자원 할당 맵의 일례를 도시한 것이다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 제1 및 제2 실시예에서 셀룰러 단말과 자원을 공유할 D2D 단말쌍 후보군을 형성하는 개념도이다.
도 9는 도 7에 도시된 제1 실시예에 따른 자원 할당 절차를 도시한 것이다.
도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 자원 할당 기법을 적용한 경우 셀룰러 사용자와 동일한 자원을 공유하는 D2D 페어의 개수를 나타낸다.
도 11은 본 발명의 제2 실시예에서 SINRTH를 15로 고정한 경우 셀룰러 단말과 D2D 페어들이 자원을 공유함에 따른 시스템의 throughput의 향상 정도를 보여준다.
그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.
본 발명은 셀룰러 시스템에서의 D2D 통신을 위한 거리 정보 기반의 자원 할당 방법 및 그 장치로서, 단말 간 직접통신(D2D 통신;Device-to-Device)을 지원하는 셀룰러 시스템에서 기지국이 노드 간 거리정보를 수집하고 이를 이용하여 D2D 통신을 위한 주파수 자원을 효율적으로 할당할 수 있는 방법을 제공한다. 따라서 본 발명은 기지국이 수집한 노드 간의 거리정보를 이용하여 셀룰러 링크가 D2D 링크와 효과적으로 주파수 자원을 공유할 수 있도록 하고 이와 동시에 각 단말 간의 간섭의 영향을 최소화하는 자원 할당 기술을 제공할 수 있다. 이러한 본 발명의 자원할당 방법을 이용하면 간섭의 영향을 제어하면서 셀룰러 링크에 할당된 자원과 동일한 자원을 단수 또는 복수의 D2D 링크에 할당할 수 있다.
일반적으로 셀룰러 시스템에서 주파수 자원을 할당함에 있어 가장 먼저 고려되어야 할 것은 셀룰러 단말에 의한 셀룰러 링크와 D2D 페어(이하, D2D 단말쌍)에 의한 D2D 링크에 대한 자원 할당의 순서 문제이다. 자원 할당의 방식은 기지국이 셀룰러 링크에 자원을 먼저 할당한 다음 D2D 링크에 자원을 할당하는 방식과, 반대로 D2D 링크에 자원을 먼저 할당한 다음 셀룰러 링크에 자원을 할당하는 방식으로 구분된다. 이는 셀룰러 단말과 D2D 단말쌍의 서비스 우선순위에 따라 결정될 것이다.
이하의 본 발명의 실시예는 셀룰러 단말이 우선권을 갖는 경우로서 셀룰러 링크에 자원을 먼저 할당한 이후 D2D 링크에 자원을 할당하는 방식을 고려한다. 이를 위해 본 실시예의 경우 셀룰러 시스템 내에서 셀룰러 링크에 먼저 할당된 주파수 자원을 임의의 D2D 링크와 공유하되 주파수 공유에 따른 간섭의 영항이 최소화될 수 있는 D2D 링크를 효과적으로 선택할 수 있는 방법을 제시한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 셀룰러 시스템 모델의 구성도이다. 본 발명의 실시예에서 고려하는 셀룰러 시스템은 기지국(BS;Base Station)과, 상기 기지국(BS)이 관할하는 셀 내에 존재하는 복수의 셀룰러 단말(CUE;Cellular User Equipment) 및 복수의 D2D 단말쌍(D2D Pair)을 포함한다.
즉, 본 실시예에서 기준이 되는 시스템은 하나의 기지국(BS)이 관장하는 셀 내에서 N개의 셀룰러 단말(CUE)과 M개의 D2D 단말쌍(D2D Pair)이 공존하는 시스템에 해당된다. 여기서, D2D 단말쌍은 상호 일정 거리 이내에 존재하는 D2D 송신 단말(D2D-Tx)과 D2D 수신 단말(D2D-Rx)이 서로 페어를 형성한 구성을 의미한다.
셀룰러 단말(CUE)은 기지국(BS)으로 상향링크 전송을 수행하며, D2D 단말쌍을 구성하는 D2D 송신 단말(D2D-Tx)은 D2D 수신단말(D2D-Rx)로 직접 데이터를 전송한다. 본 실시예에서 D2D 단말쌍은 셀룰러 단말의 상향링크 자원을 이용하여 데이터를 전송할 수 있다.
본 발명의 실시예의 경우 셀룰러 단말(CUE)의 송신 전력은 기지국(BS)에서의 수신신호대 잡음비(SNR)가 일정한 값을 만족하도록 설정된다고 가정한다. 이에 따르면 셀룰러 단말(CUE)은 기지국(BS)에서 멀리 위치한 것일수록 높은 송신 전력을 가질 것이다. 또한 D2D 송신 단말(D2D-Tx)의 송신 전력은 해당 수신 단말(D2D-Rx)에서의 SNR이 일정한 값을 만족하도록 설정된다고 가정한다.
그리고, 각 노드 간의 채널은 거리에 따른 경로 손실과 서로 독립적인 Rayleigh 페이딩을 겪는다고 가정한다. 기지국은 셀 내에 있는 모든 단말들의 위치를 알고 있다고 가정하고 이 정보를 바탕으로 자원 할당을 수행한다. 여기서 상기 노드란 셀룰러 시스템을 구성하는 기지국, 셀룰러 단말, D2D 송신 단말, D2D 수신 단말을 포괄하는 개념이다.
이하의 본 발명의 실시예의 경우 기지국이 노드 간 거리정보를 기반으로 D2D 링크와 셀룰러 링크 간에 미치는 간섭의 영향을 최소화하면서 동시에 주파수 효율을 최대화하는 방향으로 자원 할당을 수행한다. 자원 할당을 수행하는 주체는 기지국(BS)으로서 이하에서 설명하는 자원 할당 장치는 기지국에 포함된 것을 의미한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 자원 할당 장치의 구성도이고, 도 5는 도 4를 이용한 자원 할당 방법의 흐름도이다. 도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 자원 할당 장치(100)는 요구 자원량 수집부(110), 거리정보 수집부(120), 자원 할당부(130), 셀룰러 단말 검색부(140), 우선 순위 설정부(150), D2D 페어 선택부(160)를 포함한다.
먼저, 요구 자원량 수집부(110)는 D2D 단말쌍(300)과 셀룰러 단말(200)이 각각 요구하는 자원량을 수집한 다음(S510), 수집된 전체 요구 자원량을 기지국에서 사용 가능한 가용 자원량과 비교한다(S520).
만약, 수집된 요구 자원량이 가용 자원량보다 작다면, 할당할 주파수 자원량이 충분하므로 각 노드 간에 자원을 공유할 필요가 없다. 따라서, 이때에는 자원 할당부(130)는 셀룰러 링크와 D2D 링크에 서로 간섭되지 않고 직교하는 주파수 자원을 개별 할당하면 된다(S530).
반대로 요구 자원량이 가용 자원량보다 많은 경우에는 자원을 공유해야 한다. 이를 위해 기지국은 노드 간 거리정보를 수집하고 먼저 셀룰러 링크에 대한 자원할당을 수행한다.
즉, 본 실시예의 초점은 요구 자원량이 가용 자원량보다 많은 경우에 해당되는 것으로서, 수집된 요구 자원량이 사용 가능한 자원량보다 큰 경우에는 링크 간에 자원을 공유할 필요성이 있다. 이 경우 셀룰러 링크들에 대해 자원을 먼저 할당한 다음 D2D 링크들에 대하여 자원을 할당하되, 셀룰러 링크에 먼저 할당된 자원을 임의의 D2D 링크와 공유하는 과정을 포함한다.
다시 말해서, 셀룰러 링크에 자원을 할당하고도 남아있는 자원이 충분하다면, 남아있는 자원을 D2D 링크에 할당하면 되므로 간섭 문제가 발생하지 않을 것이다. 하지만 셀룰러 링크에 자원을 할당하고 남아있는 자원이 충분하지 않은 경우에는 불가피하게도 D2D 링크는 셀룰러 링크에 이미 할당된 자원을 공유하여 사용해야 한다.
즉, 본 발명의 실시예에서는 셀룰러 링크에 이미 할당된 자원들 중에서 D2D 링크에 재할당할 자원의 우선 순위를 결정하고, 그 순서에 따라 D2D 링크에 자원을 할당한다. 또한, 본 실시예의 경우, D2D 링크 자원할당을 위해서 노드 간 거리정보를 기반으로 상호 간섭의 영향을 예측하고, 허용 가능한 간섭의 범위 내에서 자원할당이 이루어지도록 한다.
기지국은 S520 단계 시에 상기와 같이 요구 자원량이 가용 자원량보다 많다고 판단된 경우, 노드 간 거리 정보를 수집한 다음 이를 바탕으로 셀룰러 링크에 대한 자원 할당을 우선 수행한다.
이를 위해, 거리정보 수집부(120)는 노드 간의 거리정보를 수집한다(S540). 노드 간의 거리정보는 기지국과 단말 간의 거리, 단말과 단말 간의 거리의 개념을 포함한다. 노드 간의 거리정보는 신호 세기, 도래각(Angle of arrival) 등을 측정하여 획득할 수 있다.
이후, 자원 할당부(130)는 각각의 셀룰러 단말(200)에 대한 자원할당을 우선 수행한다(S550). 이러한 S550 단계 시에는 N개의 셀룰러 단말(200) 각각에 대해 서로 직교하는 주파수 대역을 할당할 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에서 셀룰러 링크의 자원 할당을 통하여 얻어진 상향링크 트래픽 채널의 자원 할당 맵의 일례를 도시한 것이다. 이러한 도 6은 셀룰러 단말 8개에 대해 각각 서로 직교하는 주파수 자원이 할당된 예이다.
도 6의 (a)는 셀룰러 단말의 상향링크 자원할당 맵을 나타낸다. RB i(i번째 RB)는 셀룰러 UE i(i번째 UE)에 할당된 RB(Resource Block)를 의미한다.
도 6의 (b)는 각 셀룰러 단말(Cellular UE;CUE)의 송신 전력의 크기를 나타낸다. 본 실시예의 경우, 기지국이 관할하는 셀 내에서 셀룰러 단말의 송신 전력이 기지국에 대해 일정한 SNR을 갖도록 설정되므로, 기지국과 인접한 위치의 셀룰러 단말일수록 낮은 송신 전력을 가지게 된다. 도 6의 (b)의 예에서는 전체 셀룰러 단말 중 셀룰러 UE2가 기지국과 가장 인접한 것을 알 수 있다. 이와 같은 각 셀룰러 단말의 송신 전력의 크기는 추후 자원 할당의 우선 순위를 결정하는 데 사용되며 그 상세한 설명은 후술할 것이다.
앞서 S550 단계를 통해 모든 셀룰러 단말에 주파수 자원 할당을 완료한 이후에는, 셀룰러 단말에 기 할당된 주파수 자원을 복수의 D2D 단말쌍 중 적어도 하나의 D2D 단말쌍에 할당(자원 공유)하는 과정을 수행한다.
도 5를 참조하면, 이러한 D2D 단말쌍에 대한 자원 할당은 크게 두 단계(제1 단계 및 제2 단계)의 과정으로 이루어진다. 두 단계를 간단히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 제1 단계는 앞서 S550 단계 시에 각각의 셀룰러 단말에 기 할당된 주파수 자원들 중에서 공유할 주파수 자원에 대한 우선 순위를 설정하는 과정을 나타낸다(도 5의 S560~S570 참조).
이를 위해, 셀룰러 단말 검색부(140)는 셀 내의 전체 셀룰러 단말 중 기지국으로부터 일정 거리(ex, 일정 반경; R1) 이내에 위치한 셀룰러 단말을 검색한다(S560). 이후, 우선 순위 설정부(150)는 상기 검색한 셀룰러 단말에 대해 상기 기지국과 거리가 가까운 순(송신 전력이 작은 순)으로 우선 순위를 설정한다(S570).
일반적으로 상향링크의 전력 제어 때문에, 기지국이 관할하는 셀의 안쪽 영역에 있는 단말의 송신전력이 상대적으로 작고 셀의 경계 쪽으로 갈수록 커진다. 따라서, 기지국과 가까이 있는 단말일수록 송신전력이 작으며 멀리 있는 단말일수록 송신전력이 높을 것이다.
여기서, 송신전력이 낮은 단말일수록 상대적으로 주변 단말과의 간섭의 영향이 작기 때문에, 본 실시예의 경우 복수의 셀룰러 단말 중에서도 송신전력이 낮은 셀룰러 단말이 사용할 자원부터 공유하도록 한다.
이는 일반적으로 셀룰러 링크가 D2D 링크에 미치는 간섭이 작을수록 D2D 링크와 공유하기가 용이하기며, 간섭을 가장 작게 발생시키는 셀룰러 링크의 자원부터 우선적으로 공유하는 것이 바람직하기 때문이다.
즉, 셀룰러 링크에서 발생되는 간섭은 해당 셀룰러 단말의 송신 전력에 비례할 것이며, 송신전력이 낮은 셀룰러 단말이 사용할 주파수 자원부터 공유하는 것이 유리할 것이다. 다만, 본 실시예에서는 기지국으로부터 일정 반경(R1) 밖에 있는 셀룰러 단말의 경우 높은 송신 전력으로 인하여 자원 공유 시 주변 단말과의 간섭 확률이 매우 높은 관계로 우선 순위의 설정 대상에서 제외시키도록 한다.
한편, 앞서와 같은 우선 순위를 설정하기 위해서, 기지국은 각 단말의 송신전력을 알아야 한다. 일반적으로 기지국은 셀룰러 단말의 전력제어를 위한 피드백 정보 또는 CQI(Channel Quality Indicator) 피드백 정보로부터 각 단말의 송신전력에 대한 정보를 쉽게 추정할 수 있다.
앞서 도 6의 (b)에는 각 셀룰러 단말의 송신 전력과 이에 기반하여 설정된 우선 순위가 기재되어 있다. 셀룰러 단말의 송신 전력이 도 6의 (b)와 같이 UE2 < UE5 < UE3 < UE8 < UE7 < UE1 < UE6 < UE4 순이라고 가정할 경우, 각 주파수 자원의 우선 순위는 도 6의 (a)의 괄호 안의 숫자와 같이 송신 전력이 작은 순(RB2, RB5, RB3, RB8, RB7, RB1, RB6, RB4)이 된다. 즉, UE2에 할당된 주파수 자원인 RB2가 가장 높은 우선 순위(순위 1)를 가진다. 여기서 물론 비어 있는 RB가 있다면 해당 RB가 가장 높은 우선 순위를 가질 것이다.
다음의 제2 단계는, 앞서 설정된 우선 순위에 따라 순차적으로 D2D 링크에 자원을 할당하는 단계로서, 우선 순위가 높은 주파수 자원부터 순차적으로 D2D 링크에 대한 자원 할당을 수행한다(도 5의 S580~690 참조).
이를 위해, D2D 페어 선택부(160)는 우선 순위가 높은 셀룰러 단말부터 순차적으로 자원 공유를 위한 D2D 단말쌍을 선택한다(S580). 이후, 자원 할당부(130)는 상기 선택한 D2D 단말쌍에 대하여 해당 셀룰러 단말의 주파수 자원을 할당한다(S590).
물론 이러한 S590 단계에서 자원 할당이란 셀룰러 링크에 기 할당된 주파수 자원을 적어도 하나의 D2D 링크에 공유하는 개념을 의미한다. 또한, 임의의 우선 순위의 셀룰러 단말에 대하여, D2D 단말쌍의 선택 시에는, 이전의 우선 순위의 셀룰러 단말에 대하여 기 선택된 D2D 단말쌍을 배제하여 선택함은 자명하다.
한편, 상기 제2 단계(S580~S590) 시에, 기지국은 셀룰러 단말에 기 할당된 자원을 적어도 하나의 D2D 단말쌍에 할당할 때, 허용 가능한 간섭이 초과하지 않도록, 각 노드 간의 거리정보를 이용하여 자원 할당을 수행하도록 한다. 이때 어떠한 거리 정보를 사용하느냐에 따라 본 발명은 두 가지 실시예로 구분되며 이는 후술할 것이다.
이상과 같은 제1 단계(S560~S570)와 제2 단계(S580~S590)의 과정을 요약하면 다음과 같다. 제1 단계에서, 기지국(BS)은 N개의 셀룰러 단말 중에서 기지국(BS)을 중심으로 기 설정된 제1 반경(R1) 이내에 있는 셀룰러 단말을 자원 공유에 사용할 셀룰러 단말로 검색한다(S560). 예를 들면, 셀룰러 단말 검색부(140)는 기지국을 기준으로 거리에 따른 신호 세기인 수신신호세기가 20dB(R1 반경) 이내인 셀룰러 단말을 검색한다.
그런 다음, 우선 순위 설정부(150)는 이 제1 반경(R1) 이내에서 검색된 셀룰러 단말에 각각에 대하여 우선 순위를 설정하되, 상기 기지국(BS)과 가까운 거리의 순(송신 전력이 낮은 순)으로 우선 순위를 매긴다(S570).
즉, 기지국(BS)으로부터 가장 근거리에 있는 셀룰러 단말이 제1 순위가 된다. 여기서, 앞서 설명한 바와 같이, 기지국(BS)과 근거리에 있는 셀룰러 단말일수록 송신 전력이 낮기 때문에 주변 단말과의 간섭 영향이 작다. 따라서 본 실시예는 이와 같이 송신 전력이 낮은 단말이 사용할 자원부터 공유하도록 한다.
다음, 기지국(BS)은 상기 셀룰러 단말이 가진 주파수 자원을 공유받을 적어도 하나의 D2D 단말쌍을 상기 복수의 D2D 단말쌍 중에서 선택하되, 상기 우선 순위가 높은 셀룰러 단말부터 상기 D2D 단말쌍의 선택을 순차적으로 진행한다(S580).
이를 위해, 셀룰러 단말 검색부(140)는 상기 제1 순위에 해당하는 셀룰러 단말의 자원을 공유받을 D2D 단말쌍을 선택한 다음, 동일한 방법으로 다음 순위의 셀룰러 단말에 대해서도 D2D 단말쌍의 선택을 순차적으로 수행한다. 다만, 이전 순위의 셀룰러 단말에 대하여 기 선택된 D2D 단말쌍은 추후의 우선 순위에 대한 D2D 단말쌍의 선택 시에 선택 가능 대상에서 제외시키도록 한다.
이후, 자원 할당부(130)는 앞서 S580 단계 시에 해당 셀룰러 단말에 대응하여 선택된 D2D 단말쌍에 대해 해당 셀룰러 단말의 주파수 자원을 할당하여 주파수 자원을 공유하도록 한다(S590).
이와 같은 제2 단계(S580~S590)는 공유할 자원의 우선 순위가 결정된 후 상기 우선 순서에 따라 D2D 링크에 대한 자원 할당을 수행하는 단계로서, 본 실시예의 경우 셀룰러 단말의 위치에 따라 자원을 공유하는 D2D 링크가 결정된다. 또한, D2D 링크를 선택함에 있어서, D2D 링크가 셀룰러 링크에 미치는 간섭과 함께 서로 다른 D2D 링크 간의 간섭이 고려되어야 한다. 즉, D2D 링크가 셀룰러 링크에 미치는 간섭을 제한하면서 최대한 많은 수의 D2D 링크가 동일한 자원을 공유하는 것이 전체 시스템의 주파수 효율 측면에서 바람직하다.
본 실시예에서는 셀룰러 단말에 대하여 자원을 공유할 D2D 페어를 선택하는 상기 제2 단계 시에, 기지국(BS) 중심의 제1 반경(R1)을 이용하는 방법(제1 실시예)과, 셀룰러 단말(200) 중심의 제2 반경(R2)을 이용하는 방법(제2 실시예)를 포함한다.
즉, 상술한 제2 단계는 그 수행 방법에 따라 아래의 도 7 및 도 8에 따른 두 실시예로 구분된다. 이하에서는 도 7 및 도 8을 본 발명의 제1 실시예 및 제2 실시예로 구분하여 설명한다.
도 7 및 도 8은 각각 본 발명의 제1 및 제2 실시예에서 셀룰러 단말과 자원을 공유할 D2D 페어 후보군을 형성하는 개념도이다. 이러한 두 실시예에서, 상기 우선 순위를 설정하는 제1 단계(S560~S570)의 과정은 앞서 상술한 방법을 공통으로 사용하면 되고, 자원을 공유할 D2D 단말쌍을 선택하여 자원을 공유하는 제2 단계(S580~S590)는 이하와 같이 서로 구분되는 다른 실시예의 방법을 사용한다. 그 방법을 간단히 설명하면 다음과 같다.
우선, 도 7의 제1 실시예의 경우, S580 단계에서 D2D 페어 선택부(160)는 임의의 우선 순위의 셀룰러 단말에 대하여 D2D 단말쌍을 선택 시에, 상기 복수의 D2D 단말쌍 중에서도 제1 반경(R1) 밖에 위치한 D2D 단말쌍을 자원을 공유할 후보군으로 설정한다(a. R1을 이용한 후보군 설정 과정). 그런 다음, 상기 후보군에 속한 D2D 단말쌍 중에서 상기 임의의 우선 순위의 셀룰러 단말로부터 거리가 먼 순으로 D2D 단말쌍을 순차적으로 선택한다(b. 거리에 따른 순차적 선택 과정).
이와 달리, 도 8의 제2 실시예의 경우, D2D 페어 선택부(160)는 S580 단계에서 임의의 우선 순위의 셀룰러 단말에 대하여 D2D 단말쌍을 선택 시에, 상기 복수의 D2D 단말쌍 중에서도 상기 임의의 우선 순위의 셀룰러 단말로부터 기 설정된 제2 반경(R2) 밖에 위치한 D2D 단말쌍을 자원을 공유할 후보군으로 설정한다(a. R2를 이용한 후보군 설정 과정). 그런 다음, 상기 후보군에 속한 D2D 단말쌍 중에서 상기 임의의 우선 순위의 셀룰러 단말로부터 거리가 먼 순으로 D2D 단말쌍을 순차적으로 선택한다(b. 거리에 따른 순차적 선택 과정).
상기의 제1 및 제2 실시예에서, 자원을 공유할 D2D 단말쌍의 후보군을 설정하는 a 과정은 상이하나, 이후에 D2D 단말쌍을 순차적으로 선택하는 b 과정에서는 아래와 같은 공통적인 원리를 사용한다.
먼저, 앞서 a 과정에서 설정된 후보군에 속한 D2D 단말쌍 중에서 상기 임의의 우선 순위의 셀룰러 단말로부터 가장 먼 거리에 있는 D2D 단말쌍을 우선적으로 1차 선택한다. 이후, 상기 후보군에 속한 D2D 단말쌍 중에서 그 다음으로 거리가 먼 순으로 D2D 단말쌍을 순차적으로 2차, 3차 등으로 추가 선택하되, 이전에 이미 선택된 D2D 단말쌍과 임계거리(DTH) 이상 떨어진 D2D 단말쌍에 한하여 선택한다.
예를 들어, 거리 순으로 2번째로 먼 D2D 단말쌍이 1번째로 먼 D2D 단말쌍(1차 선택된 D2D 단말쌍)과 떨어진 거리가 임계거리 미만인 경우에는 상기 2번째로 먼 D2D 단말쌍은 선택하지 않는다. 이러한 임계거리의 조건을 사용하는 이유는 동일한 주파수 자원을 공유할 경우 상호 가까운 거리에 있는 D2D 페어 간에 데이터 간섭이 일어나는 것을 방지하기 위한 것이다.
이하에서는 각각의 실시예에 관하여 보다 상세히 설명한다. 먼저, 도 7을 참조로 하여 본 발명의 제1 실시예에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 7의 제1 실시예는, 기지국(BS)을 중심으로 제1 반경(R1) 내에 있는 셀룰러 단말(CUE4, CUEn) 중에서 기지국(BS)과 가장 가까운 셀룰러 단말인 'CUEn'를 제1 우선 순위로 설정한다(S560~S570; 제1 단계). 여기서 'CUE4'는 제2 우선 순위가 될 것이다.
그런 다음, 셀 내의 전체 D2D 단말쌍 중에서, 상기 제1 반경(R1) 밖에 있는 D2D 단말쌍만을 자원을 공유할 후보군으로 선택한다(S580). 이에 따라 'D2D pair 1'과 같이 D2D-Tx가 반경 R1 내에 있는 경우에는 후보군으로 배제된다.
이러한 과정은 D2D 링크가 셀룰러 링크에 미치는 간섭을 제한하기 위하여, 셀룰러 링크의 공통 수신기인 기지국(BS)을 중심으로 일정 거리(R1) 밖에 있는 D2D 단말쌍들만을 자원을 공유할 일차 후보군으로 구성하는 것이다. 이와 같이, 셀룰러 단말이 가진 자원을 공유받을 D2D 단말쌍은 해당 셀룰러 단말과 일정거리 이격된 것을 만족해야 하며, 이를 통해 자원 공유 시에 단말 간의 간섭을 가능한 배제할 수 있다.
이후, 제1 반경(R1) 밖의 후보군에 속한 D2D 단말쌍들 중에서 셀룰러 단말 'CUEn'으로부터 가장 거리가 먼 D2D 단말쌍부터 차례로 선택하되, 먼저 선택된 D2D 단말쌍들과도 일정 거리 이상 떨어져 있는 것만 선택한다.
즉, 제1 반경(R1) 밖에 있는 D2D 단말쌍들 중, 셀룰러 단말 'CUEn'으로부터 가장 거리가 먼 D2D 단말쌍(D2D Pair M)을 1차 선택한다. 이후에는 그 다음으로 거리가 먼 D2D 단말쌍(D2D Pair 2, D2D Pair m)을 2차, 3차로 추가로 선택한다. 다만, D2D 단말쌍들 간에 상호 간섭이 발생하지 않도록 나중에 선택되는 D2D 단말쌍은 이미 선택된 D2D 단말쌍과는 임계거리(DTH) 이상 떨어진 것을 선택한다. 본 실시예에서는 상기 순차적으로 선택된 D2D 단말쌍들(D2D Pair M, D2D Pair 2, D2D Pair m)이 상호 임계거리 이상을 만족한다고 가정한다.
그리고, 자원 할당부(130)는 상기 선택한 D2D 단말쌍들(D2D Pair M, D2D Pair m, D2D Pair 2)에 대하여 해당 셀룰러 단말 'CUEn'이 가진 주파수 자원을 할당하여 상호 주파수를 공유하도록 한다(S590).
물론, 이후에는 그 다음 순위의 셀룰러 단말에서도 상술한 방법과 같은 방법으로 자원 공유의 과정을 수행하되, 앞서 제1 우선 순위 셀룰러 단말에서 선택되지 않은 D2D 단말쌍들을 대상으로 수행하면 된다.
다음, 도 8을 참조로 하여 본 발명의 제2 실시예에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 8의 제2 실시예는 기지국(BS)을 중심으로 제1 반경(R1) 내에 있는 셀룰러 단말(CUE4, CUEn) 중에서 기지국(BS)과 가장 가까운 셀룰러 단말인 'CUEn'를 제1 우선 순위로 설정한다(S560~S570; 제1 단계). 여기서 'CUE4'는 제2 우선 순위가 될 것이다. 이러한 제1 단계는 앞서 도 7의 제1 실시예에서와 동일하다.
그런 다음, 셀 내의 전체 D2D 단말쌍 중에서, 상기 제1 우선 순위의 'CUEn'을 중심으로 제2 반경(R2) 밖에 있는 D2D 단말쌍(D2D pair 2, D2D pair m)만을 자원을 공유할 후보군으로 선택한다(S580). 이는 셀룰러 단말 'CUEn'이 상기 제2 반경(R2) 이내에 있는 D2D 단말쌍과 주파수 자원을 공유할 경우 셀룰러 단말과 D2D 단말쌍 간의 간섭 확률이 높아지기 때문이다.
예를 들면, 셀룰러 단말 'CUEn'으로부터 수신신호세기가 15dB(R2 반경) 밖에 있는 D2D 단말쌍들을 후보로 선택한다. 이에 따라 제2 반경(R2) 내에 있는 D2D 단말쌍(D2D Pair 1, D2D Pair M)은 후보군에서 배제된다.
이후, 제2 반경(R2) 밖의 후보군에 속한 D2D 단말쌍들 중에서 셀룰러 단말 'CUEn'으로부터 가장 거리가 먼 D2D 단말쌍부터 차례로 선택하되, 먼저 선택된 D2D 단말쌍들과도 일정 거리 이상 떨어져 있는 것만 선택한다.
즉, 제1 반경(R1) 밖에 있는 D2D 단말쌍들 중, 셀룰러 단말 'CUEn'로부터 가장 거리가 먼 D2D 단말쌍(D2D pair 2)을 1차 선택한다. 그리고 그 다음으로 멀리 떨어진 D2D 단말쌍들에 대해 순차적으로 D2D 단말쌍을 2차, 3차 등으로 더 선택한다.
이에 따라, 그 다음으로 거리가 먼 D2D 단말쌍(D2D Pair m)을 2차로 추가로 선택하게 된다. 이때, 'D2D pair m'은 앞서 선택된 'D2D pair 2'와 DTH 거리 이상 떨어져 있어야 선택이 가능하다.
즉, 제2 실시예의 경우 또한, 하나의 셀룰러 단말에 대해 선택된 복수의 D2D 단말쌍들(1차, 2차, 3차 등) 간은 상호 임계 거리(DTH) 이상 떨어져 있어야 한다. 따라서, 1차 선택 이후, 2차, 3차 등의 선택 시에는 상호 인접한 D2D 단말쌍들 간의 이격 거리가 일정 거리(DTH) 이상을 만족하도록 하는 D2D 단말쌍을 순차로 택하여야 한다.
추후, 이러한 제1 우선 순위의 셀룰러 단말 'CUEn'은 이와 같이 선택된 D2D 단말쌍들(D2D pair m, D2D pair 2)과 주파수 자원을 공유하게 된다(S590). 즉, 선택된 D2D 단말쌍들은 셀룰러 단말 'CUEn'의 자원을 공유받을 수 있게 된다.
물론, 이후에는 그 다음 순위인 제2 우선 순위의 셀룰러 단말에서도 상술한 방법과 같은 방법으로 자원 공유의 과정을 수행하되, 앞서 제1 우선 순위 셀룰러 단말에서 선택되지 않은 D2D 단말쌍들을 대상으로 수행하면 된다.
한편, 상술한 제1 및 제2 실시예에서, 하나의 셀룰러 단말(ex, CUEn)에 대해 선택되는 모든 D2D 단말쌍들은, 채널정보에 따른 SINR 값이 임계 값(SINRTH) 이상이어야 최종적으로 선택이 가능할 수도 있다. 여기서, SINR은 신호대간섭및잡음비(Signal-to-Interference-plus-Noise Ratio)를 나타낸다.
즉, 본 발명의 실시예의 경우, 상기 D2D 페어 선택부(160)는, 임의의 셀룰러 단말에 대하여 D2D 단말쌍을 순차적으로 선택할 시에, 상기 순차적으로 선택한 모든 D2D 단말쌍(ex, 도 8의 제2 실시예의 경우 D2D pair m, D2D pair 2)에 대한 각각의 SINR(Signal-to-Interference-plus-Noise Ratio) 값을 검사한다. 그런 다음, 상기 SINR 값이 기 설정된 임계값 이상인 D2D 단말쌍만을 자원 공유를 위한 단말쌍으로 최종 선택할 수 있다.
즉, 본 발명의 제1 및 제2 실시예 모두의 경우에 있어서, D2D 단말쌍의 선택 과정 시에는, 셀룰러 단말에 대한 D2D 단말쌍의 SINR 값이 SINRTH 이상이 되는 D2D 단말쌍을 최종적으로 선택하는 방법을 추가적으로 사용할 수도 있다. 이는 선택된 D2D 단말쌍 중에서도 SINR 값이 일정 값 이상을 만족하는 D2D 단말쌍만을 최종 선택하는 방법이다. 물론, 이는 제1 및 제2 실시예에서 반드시 요구되는 과정은 아니며, 상황에 따라 선택적으로 사용 가능한 것이다.
상기 SINR은 D2D 단말쌍에서의 잡음과, 셀룰러 단말로부터 오는 간섭이 포함된 개념으로서, 상기 SINR 값
Figure 112014023967466-pat00011
은 아래의 수학식 1로 정의될 수 있다.
Figure 112014023967466-pat00012
여기서,
Figure 112014023967466-pat00013
는 상기 D2D 단말쌍을 구성하는 D2D 송신 단말과 D2D 수신 단말 간의 채널상태,
Figure 112014023967466-pat00014
는 임의의 i번째 셀룰러 단말과 상기 기지국 간의 채널상태,
Figure 112014023967466-pat00015
는 D2D 송신 단말과 D2D 수신 단말 간의 거리,
Figure 112014023967466-pat00016
는 D2D 송신 단말의 송신전력,
Figure 112014023967466-pat00017
는 상기 i번째 셀룰러 단말의 송신전력,
Figure 112014023967466-pat00018
는 상기 i번째 셀룰러 단말과 D2D 수신 단말 간의 거리,
Figure 112014023967466-pat00019
는 경로손실 계수,
Figure 112014023967466-pat00020
는 D2D 수신 단말에서의 잡음 신호의 전력을 나타낸다.
즉, 수학식 1은 i번째 셀룰러 단말이 해당 D2D 단말쌍과 자원을 공유한다고 가정할 때, 해당 D2D 단말쌍의 D2D-Rx에서의 신호대간섭및잡음비로 표현된다.
이상과 같은 본 발명의 제1 및 제2 실시예에서, 셀룰러 단말에 이미 할당된 특정 자원을 D2D 단말쌍에 공유하는 세부적인 절차는 간단히 다음과 같이 요약될 수 있다.
먼저, 각 노드 간의 거리 정보를 기반으로 셀룰러 단말과 자원을 공유할 수 있는 D2D 단말쌍을 순차적으로 선택하고, 선택된 D2D 단말쌍들의 채널 정보(SINR 참조)를 바탕으로 자원을 공유할 D2D 단말쌍을 최종적으로 선택한다. 이렇게 채널 정보를 더 고려하여 선택할 경우 D2D 자원 할당을 위한 채널 정보 획득의 오버헤드를 줄일 수 있다.
본 실시예에 따른 세부적인 절차의 요약 정보는 아래와 같다.
과정 ①. 셀룰러 단말로부터 R1(제1 실시예) 또는 R2(제2 실시예) 밖에 있는 D2D 단말쌍을 식별하여 D2D 후보군 형성한다.
과정 ②. 셀룰러 단말로부터 거리가 먼 D2D 단말쌍부터 순차적으로 선택한다. 여기서, 셀룰러 단말로부터 가장 거리가 먼 D2D 단말쌍을 선택한 다음, 셀룰러 단말로부터 거리가 그 다음으로 먼 D2D 단말쌍을 순차로 선택하되, 이미 선택된 D2D 단말쌍과 모두 DTH 이상 떨어져 있으면 해당 D2D 단말쌍을 추가로 선택하고 그렇지 않은 경우 해당 D2D 단말쌍을 선택하지 않는다. 이와 같은 과정 ②는 후보군 내의 모든 D2D 단말쌍에 대하여 순차로 수행한다.
과정 ③. 앞서 과정 ②을 통해 선택된 D2D 단말쌍들 상호 간의 채널정보를 획득하고 이를 이용하여 SINR을 계산한다.
과정 ④. SINR이 SINRTH 이상에 해당되는 D2D 단말쌍을 주파수 자원을 공유할 D2D 단말쌍으로 최종적으로 선택한다.
상기 과정 ①에서, 제2 반경(R2)은 셀룰러 단말의 송신 전력에 따라 결정될 수 있다. 본 실시예에서는 셀룰러 단말의 송신 전력은 기지국에서의 SNR이 일정한 값을 만족하도록 설정되었다고 가정하고 있으므로, 기지국으로부터 멀리 위치한 셀룰러 단말일수록 송신 전력이 클 것이다. 따라서, 셀룰러 단말이 셀의 외부에 위치할수록 송신 전력이 증가하게 되며, 송신 전력이 클수록 제2 반경(R2)도 커지게 되므로, 선택 가능한 D2D 단말쌍의 개수는 상대적으로 줄어들 것이다.
이상과 같이, 본 발명을 확장하면 위와 같이 거리정보 기반으로 선택된 D2D 단말쌍들에 대해서 D2D 단말쌍들 상호 간의 채널정보를 획득하고 이를 이용하여 SINR을 계산하여, SINR이 임계치 이상에 해당되는 D2D 단말쌍을 최종적으로 선택하도록 할 수 있다. 물론 D2D 단말쌍 간의 채널 정보를 얻기 어려운 경우는 상기 과정 ③, ④를 생략할 수도 있다.
도 9는 도 7에 도시된 제1 실시예에 따른 자원 할당 절차를 도시한 것이다. 도 9에서 좌측 부분의 블럭들은 앞서 설명한 제1 실시예에 따른 자원 할당 절차를 의미하므로 그 상세한 설명은 생략한다. 우측 부분의 블럭들은 임의 주파수 자원이 비워져 있는 경우 이를 적어도 하나의 D2D 링크를 위한 주파수 자원으로 할당하는 예를 도시하고 있다. 이 또한 동일 주파수 자원을 여러 D2D 링크가 공유할 경우 각 D2D 링크 간이 임계 거리를 만족하도록 한다.
이하에서는 본 발명의 제2 실시예를 적용한 모의실험 결과를 설명한다. 하나의 셀을 가정하였고 셀 반경은 1로 정규화하였다. 모의실험에 사용한 파라미터 설정은 아래의 표 1에 정리되어 있다.
파라미터 설정
셀 반경 1.0
셀룰러 사용자 위치 기지국 중심으로 반경 0.3 이내의 원에 균일하게 분포 (R1 = 0.3)
D2D 페어 개수 및 위치 30개가 기지국 영역 내에 균일하게 분포하고, D2D 송신 단말과 D2D 수신 단말 간의 거리는 0.1 이내로 설정
셀룰러 사용자의 송신전력 기지국에서 수신 SNR이 20dB가 되도록 설정
D2D 송신전력 D2D 수신 단말에서의 SNR이 20dB가 되도록 설정
영역 2의 반경(R2) 영역 2 가장자리(둘레)에서 셀룰러 사용자 신호의 수신 SNR이 15dB가 되도록 설정
도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 자원 할당 기법을 적용한 경우 셀룰러 사용자와 동일한 자원을 공유하는 D2D 단말쌍(D2D Pair)의 개수를 나타낸다.
각각의 축은 D2D 단말쌍 간의 임계 거리(DTH;D2DTH), SINR의 임계 값(SINRTH), 그리고 셀룰러 링크에 대해 선택된 D2D 단말쌍의 개수를 나타낸다. 이러한 도 10은 셀룰러 사용자와 동일한 자원을 공유하는 D2D 단말쌍의 평균 개수를, 거리 임계인 DTH, SINR의 임계인 SINRTH의 변화에 따라 나타낸 그래프이다.
DTH가 증가함에 따라 D2D 단말쌍의 개수가 증가하다가 일정 지점부터는 감소함을 확인할 수 있다. DTH가 너무 작으면 상기 과정 ②에서 선택되는 D2D 단말쌍의 개수는 많지만, D2D 단말쌍 간의 간섭의 영향이 커진다. 반대로, DTH가 너무 크면 상기 과정 ②에서 선택되는 D2D 페어의 개수는 적어지고 간섭의 영향은 줄어들지만 자원 공유의 효율이 떨어질 것이다. 따라서, 최적의 DTH 값이 존재함을 알 수 있다.
이외에도 SINRTH이 증가하면 상기 과정 ③,④에서 선택되는 D2D 페어의 개수는 줄어드는 경향을 나타낸다.
도 11은 본 발명의 제2 실시예에서 SINRTH를 15로 고정한 경우 셀룰러 단말과 D2D 페어들이 자원을 공유함에 따른 시스템의 throughput의 향상 정도를 보여준다. 이러한 도 11은 셀룰러 사용자의 수율에 거의 영향을 미치지 않으면서 D2D 통신을 통하여 상당한 수율의 이득을 얻을 수 있음을 보여주고 있다.
도 11에서 맨 아래의 녹색 그래프는 셀룰러 링크의 수율, 그 위의 빨간색 그래프는 D2D 링크의 수율, 파란색 그래프는 앞서의 두 값의 합을 나타낸다. 더 상세하게는 녹색 그래프는 셀룰러 단말과 기지국 사이의 수율로서 DTH와는 거의 무관한 것을 알 수 있다. 빨간색 그래프는 셀룰러 단말과 자원을 공유한 D2D 단말쌍들의 성능의 총합에 해당된다. DTH가 작다는 것은 D2D 단말쌍 간의 거리가 가깝다는 의미로서 상호 간의 간섭 확률은 증가하게 되므로 성능이 떨어지게 됨을 알 수 있다. 또한, DTH가 너무 큰 경우에는 D2D 단말쌍 간의 거리는 멀어서 간섭 확률은 감소하지만 선택되는 D2D 단말쌍의 개수가 작아지므로 성능이 떨어지게 된다.
따라서 도 11의 결과에 따르면, 선택되는 D2D 단말쌍의 개수도 많으면서 전송 효율도 높은 최적의 DTH 구간이 존재함을 알 수 있다. 도 11에서 최적의 DTH는 대략 0.35 지점에 해당된다. 이 경우 D2D 통신의 최대 throughput은 셀룰러 사용자 throughput의 약 5배가 됨을 알 수 있다.
이상과 같은 본 발명의 실시예에 따르면 셀룰러 기반의 D2D 통신에서 D2D 사용자가 셀룰러 사용자와 동일한 자원을 공유하여 통신하기 위한 자원 할당 기술을 제공한다. 이러한 자원 할당 알고리즘은 일차적으로 단말 들의 거리 정보를 바탕으로 셀룰러 사용자와 자원을 공유할 수 있는 D2D 단말쌍들을 선택하고, 선택된 D2D 단말상들 상호 간의 채널 정보를 바탕으로 최종적인 D2D 단말쌍들을 결정하는 방식을 사용할 수 있다. 본 실시예에 따른 기법을 사용하면, 셀룰러 사용자의 throughput에 거의 영향을 주지 않으면서 D2D 통신에 따른 상당한 량의 throughput 이득을 얻을 수 있음을 모의실험을 통해 검증할 수 있었다. 또한, 초기 D2D 단말상의 선택 시에 거리 임계(DTH)의 최적 값이 존재함을 확인할 수 있었다.
이러한 본 발명에 따르면, 셀룰러 링크와 해당 자원을 공유하는 단수 또는 복수의 D2D 링크를 적절히 선택하여 주파수 재사용률을 증가시킬 수 있으며, 셀룰러 링크가 D2D 링크에 주는 간섭, D2D 링크가 셀룰러 링크에 주는 간섭, D2D 링크 간의 간섭을 모두 효과적으로 제어할 수 있다. 또한, 셀룰러 단말을 기준으로 간섭 영향이 작은 최적의 D2D 그룹을 선택하여 주파수 자원을 공유할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
100: 자원 할당 장치 110: 요구 자원량 수집부
120: 거리정보 수집부 130: 자원 할당부
140: 셀룰러 단말 검색부 150: 우선 순위 설정부
160: D2D 페어 선택부 200: 셀룰러 단말
300: D2D 단말쌍

Claims (16)

  1. 기지국과, 상기 기지국이 관할하는 셀 내에 존재하는 복수의 셀룰러 단말 및 복수의 D2D 단말쌍을 포함하는 셀룰러 시스템 내에서 상기 기지국을 이용한 각 단말의 자원 할당 방법에 있어서,
    상기 복수의 셀룰러 단말 중 상기 기지국으로부터 기 설정된 제1 반경 이내에 위치한 셀룰러 단말을 자원 공유에 사용할 셀룰러 단말로 검색하는 단계;
    상기 검색된 셀룰러 단말의 각각에 대한 우선 순위를 설정하되, 상기 기지국과 가까운 거리일수록 높은 우선 순위를 가지도록 설정하는 단계;
    상기 셀룰러 단말이 가진 주파수 자원을 공유받을 적어도 하나의 D2D 단말쌍을 상기 복수의 D2D 단말쌍 중에서 선택하되, 상기 우선 순위가 높은 셀룰러 단말부터 상기 D2D 단말쌍의 선택을 순차적으로 진행하는 단계; 및
    상기 선택된 D2D 단말쌍에 대해 해당 셀룰러 단말의 주파수 자원을 할당하여 주파수 자원을 공유하는 단계를 포함하는 셀룰러 시스템에서의 자원 할당 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    송신 전력이 낮은 셀룰러 단말일수록 상기 우선 순위가 높은 셀룰러 시스템에서의 자원 할당 방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    임의의 우선 순위의 셀룰러 단말에 대하여,
    상기 D2D 단말쌍의 선택 시에는,
    이전의 우선 순위의 셀룰러 단말에 대하여 기 선택된 D2D 단말쌍을 배제하여 선택하는 셀룰러 시스템에서의 자원 할당 방법.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 임의의 우선 순위의 셀룰러 단말에 대하여,
    상기 D2D 단말쌍을 선택하는 단계는,
    상기 복수의 D2D 단말쌍 중에서 상기 제1 반경 밖에 위치한 D2D 단말쌍을 자원을 공유할 후보군으로 설정하는 단계; 및
    상기 후보군에 속한 D2D 단말쌍 중에서 상기 임의의 우선 순위의 셀룰러 단말로부터 거리가 먼 순으로 D2D 단말쌍을 순차적으로 선택하는 단계를 포함하는 셀룰러 시스템에서의 자원 할당 방법.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 임의의 우선 순위의 셀룰러 단말에 대하여,
    상기 D2D 단말쌍을 선택하는 단계는,
    상기 복수의 D2D 단말쌍 중에서 상기 임의의 우선 순위의 셀룰러 단말로부터 기 설정된 제2 반경 밖에 위치한 D2D 단말쌍을 자원을 공유할 후보군으로 설정하는 단계; 및
    상기 후보군에 속한 D2D 단말쌍 중에서 상기 임의의 우선 순위의 셀룰러 단말로부터 거리가 먼 순으로 D2D 단말쌍을 순차적으로 선택하는 단계를 포함하는 셀룰러 시스템에서의 자원 할당 방법.
  6. 청구항 6은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    청구항 4 또는 청구항 5에 있어서,
    상기 D2D 단말쌍을 순차적으로 선택하는 단계는,
    상기 후보군에 속한 D2D 단말쌍 중에서 상기 임의의 우선 순위의 셀룰러 단말로부터 가장 먼 거리에 있는 D2D 단말쌍을 우선적으로 선택하는 단계; 및
    상기 후보군에 속한 D2D 단말쌍 중에서 그 다음으로 거리가 먼 순으로 D2D 단말쌍을 순차적으로 추가 선택하되, 이전에 이미 선택된 D2D 단말쌍과 임계거리 이상 떨어진 D2D 단말쌍에 한하여 선택하는 단계를 포함하는 셀룰러 시스템에서의 자원 할당 방법.
  7. 청구항 7은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    청구항 6에 있어서,
    상기 D2D 단말쌍을 순차적으로 선택하는 단계는,
    상기 순차적으로 선택한 모든 D2D 단말쌍에 대한 각각의 SINR(Signal-to-Interference-plus-Noise Ratio) 값을 검사하는 단계; 및
    상기 SINR 값이 기 설정된 임계값 이상인 D2D 단말쌍만을 자원 공유를 위한 단말쌍으로 최종 선택하는 단계를 더 포함하는 셀룰러 시스템에서의 자원 할당 방법.
  8. 청구항 8은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    청구항 7에 있어서,
    상기 SINR 값
    Figure 112014023967466-pat00021
    은 아래의 수학식으로 정의되는 셀룰러 시스템에서의 자원 할당 방법:
    Figure 112014023967466-pat00022

    여기서,
    Figure 112014023967466-pat00023
    는 상기 D2D 단말쌍을 구성하는 D2D 송신 단말과 D2D 수신 단말 간의 채널상태,
    Figure 112014023967466-pat00024
    는 임의의 i번째 셀룰러 단말과 상기 기지국 간의 채널상태,
    Figure 112014023967466-pat00025
    는 D2D 송신 단말과 D2D 수신 단말 간의 거리,
    Figure 112014023967466-pat00026
    는 D2D 송신 단말의 송신전력,
    Figure 112014023967466-pat00027
    는 상기 i번째 셀룰러 단말의 송신전력,
    Figure 112014023967466-pat00028
    는 상기 i번째 셀룰러 단말과 D2D 수신 단말 간의 거리,
    Figure 112014023967466-pat00029
    는 경로손실 계수,
    Figure 112014023967466-pat00030
    는 D2D 수신 단말에서의 잡음 신호의 전력을 나타낸다.
  9. 기지국과, 상기 기지국이 관할하는 셀 내에 존재하는 복수의 셀룰러 단말 및 복수의 D2D 단말쌍을 포함하는 셀룰러 시스템 내에서 상기 기지국에 포함된 자원 할당 장치에 있어서,
    상기 복수의 셀룰러 단말 중 상기 기지국으로부터 기 설정된 제1 반경 이내에 위치한 셀룰러 단말을 자원 공유에 사용할 셀룰러 단말로 검색하는 셀룰러 단말 검색부;
    상기 검색된 셀룰러 단말의 각각에 대한 우선 순위를 설정하되, 상기 기지국과 가까운 거리일수록 높은 우선 순위를 가지도록 설정하는 우선 순위 설정부;
    상기 셀룰러 단말이 가진 주파수 자원을 공유받을 적어도 하나의 D2D 단말쌍을 상기 복수의 D2D 단말쌍 중에서 선택하되, 상기 우선 순위가 높은 셀룰러 단말부터 상기 D2D 단말쌍의 선택을 순차적으로 진행하는 D2D 페어 선택부; 및
    상기 선택된 D2D 단말쌍에 대해 해당 셀룰러 단말의 주파수 자원을 할당하여 주파수 자원을 공유하는 자원 할당부를 포함하는 셀룰러 시스템에서의 자원 할당 장치.
  10. 청구항 9에 있어서,
    송신 전력이 낮은 셀룰러 단말일수록 상기 우선 순위가 높은 셀룰러 시스템에서의 자원 할당 장치.
  11. 청구항 9에 있어서,
    상기 D2D 페어 선택부는,
    임의의 우선 순위의 셀룰러 단말에 대하여, 상기 D2D 단말쌍의 선택 시에, 이전의 우선 순위의 셀룰러 단말에 대하여 기 선택된 D2D 단말쌍을 배제하여 선택하는 셀룰러 시스템에서의 자원 할당 장치.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 임의의 우선 순위의 셀룰러 단말에 대하여,
    상기 D2D 페어 선택부는,
    상기 복수의 D2D 단말쌍 중에서 상기 제1 반경 밖에 위치한 D2D 단말쌍을 자원을 공유할 후보군으로 설정한 다음,
    상기 후보군에 속한 D2D 단말쌍 중에서 상기 임의의 우선 순위의 셀룰러 단말로부터 거리가 먼 순으로 D2D 단말쌍을 순차적으로 선택하는 셀룰러 시스템에서의 자원 할당 장치.
  13. 청구항 11에 있어서,
    상기 임의의 우선 순위의 셀룰러 단말에 대하여,
    상기 D2D 페어 선택부는,
    상기 복수의 D2D 단말쌍 중에서 상기 임의의 우선 순위의 셀룰러 단말로부터 기 설정된 제2 반경 밖에 위치한 D2D 단말쌍을 자원을 공유할 후보군으로 설정한 다음,
    상기 후보군에 속한 D2D 단말쌍 중에서 상기 임의의 우선 순위의 셀룰러 단말로부터 거리가 먼 순으로 D2D 단말쌍을 순차적으로 선택하는 셀룰러 시스템에서의 자원 할당 장치.
  14. 청구항 14은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    청구항 12 또는 청구항 13에 있어서,
    상기 D2D 페어 선택부는,
    상기 D2D 단말쌍을 순차적으로 선택 시에,
    상기 후보군에 속한 D2D 단말쌍 중에서 상기 임의의 우선 순위의 셀룰러 단말로부터 가장 먼 거리에 있는 D2D 단말쌍을 우선적으로 선택한 다음,
    상기 후보군에 속한 D2D 단말쌍 중에서 그 다음으로 거리가 먼 순으로 D2D 단말쌍을 순차적으로 추가 선택하되, 이전에 이미 선택된 D2D 단말쌍과 임계거리 이상 떨어진 D2D 단말쌍에 한하여 선택하는 셀룰러 시스템에서의 자원 할당 장치.
  15. 청구항 15은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    청구항 14에 있어서,
    상기 D2D 페어 선택부는,
    상기 순차적으로 선택한 모든 D2D 단말쌍에 대한 각각의 SINR(Signal-to-Interference-plus-Noise Ratio) 값을 검사하고, 상기 SINR 값이 기 설정된 임계값 이상인 D2D 단말쌍만을 자원 공유를 위한 단말쌍으로 최종 선택하는 셀룰러 시스템에서의 자원 할당 장치.
  16. 청구항 16은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    청구항 15에 있어서,
    상기 SINR 값
    Figure 112014023967466-pat00031
    은 아래의 수학식으로 정의되는 셀룰러 시스템에서의 자원 할당 장치:
    Figure 112014023967466-pat00032

    여기서,
    Figure 112014023967466-pat00033
    는 상기 D2D 단말쌍을 구성하는 D2D 송신 단말과 D2D 수신 단말 간의 채널상태,
    Figure 112014023967466-pat00034
    는 임의의 i번째 셀룰러 단말과 상기 기지국 간의 채널상태,
    Figure 112014023967466-pat00035
    는 D2D 송신 단말과 D2D 수신 단말 간의 거리,
    Figure 112014023967466-pat00036
    는 D2D 송신 단말의 송신전력,
    Figure 112014023967466-pat00037
    는 상기 i번째 셀룰러 단말의 송신전력,
    Figure 112014023967466-pat00038
    는 상기 i번째 셀룰러 단말과 D2D 수신 단말 간의 거리,
    Figure 112014023967466-pat00039
    는 경로손실 계수,
    Figure 112014023967466-pat00040
    는 D2D 수신 단말에서의 잡음 신호의 전력을 나타낸다.
KR1020140029050A 2014-01-28 2014-03-12 셀룰러 시스템에서의 d2d 통신을 위한 거리 정보 기반의 자원 할당 방법 및 그 장치 Expired - Fee Related KR101525977B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140010498 2014-01-28
KR20140010498 2014-01-28

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101525977B1 true KR101525977B1 (ko) 2015-06-05

Family

ID=53500079

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140029050A Expired - Fee Related KR101525977B1 (ko) 2014-01-28 2014-03-12 셀룰러 시스템에서의 d2d 통신을 위한 거리 정보 기반의 자원 할당 방법 및 그 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101525977B1 (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170083777A (ko) * 2016-01-11 2017-07-19 인하대학교 산학협력단 3gpp lte-a 시스템에서 공공안전 사용자 우선순위 기반 시간 및 에너지 효율적인 d2d 검색 방법 및 장치
KR20200027348A (ko) * 2018-09-04 2020-03-12 인하대학교 산학협력단 셀룰러 d2d 네트워크에서의 실시간 통신을 위한 주파수 자원 할당 방법
CN115866791A (zh) * 2022-12-22 2023-03-28 创耀(苏州)通信科技股份有限公司 一种无线资源分配方法、装置、系统及介质

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103024914A (zh) * 2012-12-27 2013-04-03 南京邮电大学 终端直通技术共享系统下行资源的跨层设计方法
KR20130063615A (ko) * 2011-12-07 2013-06-17 한국전자통신연구원 셀룰러 이동통신 시스템 기반의 디바이스 투 디바이스 통신을 위한 통신 자원 제어 방법
KR20130070661A (ko) * 2011-12-14 2013-06-28 한국전자통신연구원 단말간 직접 통신을 위한 제어 방법

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20130063615A (ko) * 2011-12-07 2013-06-17 한국전자통신연구원 셀룰러 이동통신 시스템 기반의 디바이스 투 디바이스 통신을 위한 통신 자원 제어 방법
KR20130070661A (ko) * 2011-12-14 2013-06-28 한국전자통신연구원 단말간 직접 통신을 위한 제어 방법
CN103024914A (zh) * 2012-12-27 2013-04-03 南京邮电大学 终端直通技术共享系统下行资源的跨层设计方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
L. Song, Z. Han, and C. Xu, Resource Management for Device-to-Device Underlay Communication. Springer Publishing Company, Incorporated, 2013.11. *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170083777A (ko) * 2016-01-11 2017-07-19 인하대학교 산학협력단 3gpp lte-a 시스템에서 공공안전 사용자 우선순위 기반 시간 및 에너지 효율적인 d2d 검색 방법 및 장치
KR101886487B1 (ko) * 2016-01-11 2018-08-07 인하대학교 산학협력단 3gpp lte-a 시스템에서 공공안전 사용자 우선순위 기반 시간 및 에너지 효율적인 d2d 검색 방법 및 장치
KR20200027348A (ko) * 2018-09-04 2020-03-12 인하대학교 산학협력단 셀룰러 d2d 네트워크에서의 실시간 통신을 위한 주파수 자원 할당 방법
WO2020050459A1 (ko) * 2018-09-04 2020-03-12 인하대학교 산학협력단 셀룰러 d2d 네트워크에서의 실시간 통신을 위한 주파수 자원 할당 방법
KR102156084B1 (ko) 2018-09-04 2020-09-15 인하대학교 산학협력단 셀룰러 d2d 네트워크에서의 실시간 통신을 위한 주파수 자원 할당 방법
CN115866791A (zh) * 2022-12-22 2023-03-28 创耀(苏州)通信科技股份有限公司 一种无线资源分配方法、装置、系统及介质

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11419127B2 (en) Methods, base station, infrastructure node and terminal for measurements and delay-sensitive vehicle-related communications
US9750037B2 (en) Interference recognition based D2D resource allocation method and apparatus therefor
US11064504B2 (en) Methods, base station, infrastructure node and terminal
Zhu et al. QoS-based resource allocation scheme for device-to-device (D2D) radio underlaying cellular networks
CN108370566A (zh) 方法、基站、基础设施节点以及通信终端
KR20150083808A (ko) 이동통신 시스템에서 단말 대 단말 통신을 위한 무선 자원 할당 방법 및 장치
JP2018521521A (ja) 免許不要帯域の周波数割当のための方法と装置
EP3216258B1 (en) Cellular network access method and apparatus
US12581516B2 (en) Resource selection in side link (SL) communications
CN107005782A (zh) 用于机器类通信的系统和方法
JP6270148B2 (ja) 無線通信方法、無線通信システム及び無線通信プログラム
KR101568081B1 (ko) 셀룰러 시스템에서의 d2d 통신을 위한 자원 할당 방법 및 그 장치
EP2773158B1 (en) Method of handling resource exchange and related communication device
JP6301186B2 (ja) セル選択方法、基地局、および無線通信システム
US20140023050A1 (en) Method and apparatus for allocating resources in cellular communication system
WO2023231468A1 (zh) 一种通信方法及装置
CN101568123B (zh) 在中继系统中承载数据的方法和系统
KR101672632B1 (ko) D2d 통신을 위한 동적 클러스터 기반의 자원 할당 방법
KR20170083777A (ko) 3gpp lte-a 시스템에서 공공안전 사용자 우선순위 기반 시간 및 에너지 효율적인 d2d 검색 방법 및 장치
KR101670611B1 (ko) LTE-Advanced 기반의 D2D 시스템 및 그것을 이용한 자원 할당 방법
TW201924371A (zh) 使用者設備及其資源感測及選擇方法
WO2017024570A1 (zh) 一种确定小区簇子帧配置的方法及装置
CN111010699A (zh) 一种基于小区覆盖等级的干扰协调实现方法和设备

Legal Events

Date Code Title Description
PA0109 Patent application

St.27 status event code: A-0-1-A10-A12-nap-PA0109

PA0201 Request for examination

St.27 status event code: A-1-2-D10-D11-exm-PA0201

P11-X000 Amendment of application requested

St.27 status event code: A-2-2-P10-P11-nap-X000

P13-X000 Application amended

St.27 status event code: A-2-2-P10-P13-nap-X000

E701 Decision to grant or registration of patent right
PE0701 Decision of registration

St.27 status event code: A-1-2-D10-D22-exm-PE0701

GRNT Written decision to grant
PR0701 Registration of establishment

St.27 status event code: A-2-4-F10-F11-exm-PR0701

PR1002 Payment of registration fee

St.27 status event code: A-2-2-U10-U11-oth-PR1002

Fee payment year number: 1

PG1601 Publication of registration

St.27 status event code: A-4-4-Q10-Q13-nap-PG1601

PN2301 Change of applicant

St.27 status event code: A-5-5-R10-R13-asn-PN2301

St.27 status event code: A-5-5-R10-R11-asn-PN2301

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180409

Year of fee payment: 4

PR1001 Payment of annual fee

St.27 status event code: A-4-4-U10-U11-oth-PR1001

Fee payment year number: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190401

Year of fee payment: 5

PR1001 Payment of annual fee

St.27 status event code: A-4-4-U10-U11-oth-PR1001

Fee payment year number: 5

PR1001 Payment of annual fee

St.27 status event code: A-4-4-U10-U11-oth-PR1001

Fee payment year number: 6

PC1903 Unpaid annual fee

St.27 status event code: A-4-4-U10-U13-oth-PC1903

Not in force date: 20210530

Payment event data comment text: Termination Category : DEFAULT_OF_REGISTRATION_FEE

PN2301 Change of applicant

St.27 status event code: A-5-5-R10-R13-asn-PN2301

St.27 status event code: A-5-5-R10-R11-asn-PN2301

PC1903 Unpaid annual fee

St.27 status event code: N-4-6-H10-H13-oth-PC1903

Ip right cessation event data comment text: Termination Category : DEFAULT_OF_REGISTRATION_FEE

Not in force date: 20210530

P22-X000 Classification modified

St.27 status event code: A-4-4-P10-P22-nap-X000