KR101662505B1 - 단말간 통신 시스템에서 전송 전력을 결정하는 장치 및 방법 - Google Patents

단말간 통신 시스템에서 전송 전력을 결정하는 장치 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101662505B1
KR101662505B1 KR1020150105695A KR20150105695A KR101662505B1 KR 101662505 B1 KR101662505 B1 KR 101662505B1 KR 1020150105695 A KR1020150105695 A KR 1020150105695A KR 20150105695 A KR20150105695 A KR 20150105695A KR 101662505 B1 KR101662505 B1 KR 101662505B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
terminal
base station
channel
quot
transmission power
Prior art date
Application number
KR1020150105695A
Other languages
English (en)
Inventor
이웅섭
반태원
정방철
Original Assignee
경상대학교산학협력단
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 경상대학교산학협력단 filed Critical 경상대학교산학협력단
Priority to KR1020150105695A priority Critical patent/KR101662505B1/ko
Priority to PCT/KR2015/009814 priority patent/WO2017018593A1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101662505B1 publication Critical patent/KR101662505B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W24/00—Supervisory, monitoring or testing arrangements
    • H04W24/10—Scheduling measurement reports ; Arrangements for measurement reports
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W52/00—Power management, e.g. TPC [Transmission Power Control], power saving or power classes
    • H04W52/04—TPC
    • H04W52/18—TPC being performed according to specific parameters
    • H04W52/24—TPC being performed according to specific parameters using SIR [Signal to Interference Ratio] or other wireless path parameters
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W52/00—Power management, e.g. TPC [Transmission Power Control], power saving or power classes
    • H04W52/04—TPC
    • H04W52/18—TPC being performed according to specific parameters
    • H04W52/24—TPC being performed according to specific parameters using SIR [Signal to Interference Ratio] or other wireless path parameters
    • H04W52/243—TPC being performed according to specific parameters using SIR [Signal to Interference Ratio] or other wireless path parameters taking into account interferences
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W88/00—Devices specially adapted for wireless communication networks, e.g. terminals, base stations or access point devices
    • H04W88/02—Terminal devices
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W88/00—Devices specially adapted for wireless communication networks, e.g. terminals, base stations or access point devices
    • H04W88/08—Access point devices

Landscapes

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

Abstract

단말간 통신(D2D: Device-to-Device)에 있어 전송 전력을 결정하는 기법에 개시된다. 개시된 전송 전력 기법에 따르면, 단말간 통신의 데이터 전송률을 최대로 향상시키면서도, 단말기로부터 기지국으로 전송되는 간섭 신호의 총합은 임계값 이하로 제어할 수 있다.

Description

단말간 통신 시스템에서 전송 전력을 결정하는 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR DITERMINING TRANSMIT POWER IN D2D COMMUNICATION SYSTEM}
하기의 실시예들은 단말간 통신 시스템에서 전송 전력을 결정하는 장치 및 방법에 관한 것으로, 구체적으로는 기지국에 미치는 간섭의 영향을 임계값 이하로 유지하면서 단말간 데이터 전송 속도를 최대화할 수 있도록 전송 전력을 결정하는 발명에 관한 것이다.
최근 스마트폰과 태블릿 PC가 보급되고 고용량 멀티미디어 통신이 활성화되면서 모바일 트래픽이 급격하게 증가 하고 있다. 이러한 모바 일 트래픽의 대부분은 기지국을 통해 전송되고 있기 때문에 통신 서비스 사업자들은 당장 심각한 망 부하 문제에 직면해 있다. 이에 통신 사업자들은 증가하는 트래픽을 처리하기 위해 망 설비를 증가하고, 모바일 WiMAX, LTE(Long Term Evolution)와 같이 많은 양의 트래픽을 효율적으로 처리할 수 있는 차세대 이동통신 표준을 서둘러 상용화해왔다. 하지만 앞으로 더욱 급증하게 될 트래픽의 양을 감당하기 위해서는 또 다른 해결책이 필요한 시점이다.
기기 간 직접(device-to-device, D2D) 통신은 기지국과 같은 기반 시설을 이용하지 않고 인접한 노드 사이에 트 래픽을 직접 전달하는 분산형 통신 기술이다. D2D 통신 환경에서 휴대 단말 등 각 노드는 스스로 물리적으로 인 접한 다른 단말을 찾고, 통신 세션을 설정한 뒤 트래픽을 전송한다. 이처럼 D2D 통신은 기지국으로 집중되는 트래픽을 분산시켜 트래픽 과부화 문제를 해결할 수 있기 때문에 4G 이후의 차세대 이동통신 기술의 요소 기술로 써 각광을 받고 있다.
그러나, 단말기들이 D2D 통신을 수행한다면, 통신 과정에서 발생한 간섭 신호는 기지국의 성능을 저하시킨다. 즉, 단말기들이 D2D 통신을 수행하면서도, 기지국의 성능을 유지하는 기술이 요구된다.
하기의 실시예들의 목적은 기지국의 성능 저하 없이 단말기들간의 D2D 통신을 위한 전송 전력을 결정하는 것이다.
예시적 실시예에 따르면, 기지국의 커버리지 내에 위치하는 단말기에 있어서, 상기 기지국의 커버리지 내에 위치하는 제3 단말기가 상기 기지국으로 제1 데이터를 전송하는 시간 동안 상기 단말기와 페어링된 제2 단말기로 상기 단말기로부터 상기 기지국까지의 제1 채널 상태를 고려하여 결정된 전송 전력으로 제2 데이터를 직접 전송하는 전송부를 포함하는 단말기가 제공된다.
여기서, 상기 제2 단말기로부터 상기 단말기까지의 제2 채널 상태를 추정하는 채널 상태 추정부 및 수신부를 더 포함하고, 상기 전송부는 상기 제2 채널 상태를 상기 기지국으로 전송하고 상기 수신부는 상기 제2 채널 상태를 추가적으로 고려하여 결정된 전송 전력을 상기 기지국으로부터 수신할 수 있다.
그리고, 상기 전송 전력을 하기 수학식 1에 따라서 업데이트하여 결정하는 전송 전력 결정부를 더 포함할 수 있다.
[수학식 1]
Figure 112015072612211-pat00001
여기서,
Figure 112015072612211-pat00002
는 업데이트된 전송 전력의 값이고,
Figure 112015072612211-pat00003
는 하기 수학식 2와 같이 업데이트된다.
Figure 112015072612211-pat00004
는 제1 채널 상태로서,
Figure 112015072612211-pat00005
는 단말기로부터 기지국까지 채널의 멀티 패스 페이딩 채널의 영향이고,
Figure 112015072612211-pat00006
는 단말기로부터 기지국까지의 거리에 따른 채널 이득이다.
Figure 112015072612211-pat00007
는 상기 제2 단말기로부터 상기 단말기까지의 채널 상태인 제2 채널 상태로서,
Figure 112015072612211-pat00008
는 상기 단말기로부터 상기 제2 단말기까지 채널의 멀티 패스 페이딩 채널의 영향이고,
Figure 112015072612211-pat00009
는 상기 제2 단말기로부터 상기 단말기까지의 거리에 따른 채널 이득이다.
Figure 112015072612211-pat00010
는 열잡음의 전력이고,
Figure 112015072612211-pat00011
는 단말기로부터 기지국으로 전송되는 간섭의 세기이고,
Figure 112015072612211-pat00012
는 단말기의 최대 전송 전력이다.
Figure 112015072612211-pat00013
는
Figure 112015072612211-pat00014
내부의 값과 '0' 중에서 더 큰 값을 나타낸다.
[수학식 2]
Figure 112015072612211-pat00015
여기서,
Figure 112015072612211-pat00016
는 업데이트된
Figure 112015072612211-pat00017
의 값이며,
Figure 112015072612211-pat00018
는 상기 기지국이 수신하는 간섭 신호의 총합의 임계값이다.
Figure 112015072612211-pat00019
는 기지국으로 간섭을 전송하는 단말기들의 개수이고,
Figure 112015072612211-pat00020
는 이전 전송 전력의 값이다.
Figure 112015072612211-pat00021
는 임의의 상수이다.
또한, 상기 전송 전력을 하기 수학식 3에 따라서 결정하는 전송 전력 결정부를 더 포함할 수 있다.
[수학식 3]
Figure 112015072612211-pat00022
여기서,
Figure 112015072612211-pat00023
는 하기 수학식 4에 따라서 결정된다.
Figure 112015072612211-pat00024
는 제1 채널 상태로서,
Figure 112015072612211-pat00025
는 단말기로부터 기지국까지 채널의 멀티 패스 페이딩 채널의 영향이고,
Figure 112015072612211-pat00026
는 단말기로부터 기지국까지의 거리에 따른 채널 이득이다.
Figure 112015072612211-pat00027
는 상기 제2 단말기로부터 상기 단말기까지의 채널 상태인 제2 채널 상태로서,
Figure 112015072612211-pat00028
는 는 상기 단말기로부터 상기 제2 단말기까지 채널의 멀티 패스 페이딩 채널의 영향이고,
Figure 112015072612211-pat00029
는 상기 제2 단말기로부터 상기 단말기까지의 거리에 따른 채널 이득이다.
Figure 112015072612211-pat00030
는 열잡음의 전력이고,
Figure 112015072612211-pat00031
는 단말기로부터 기지국으로 전송되는 간섭의 세기이고,
Figure 112015072612211-pat00032
는 단말기의 최대 전송 전력이다.
Figure 112015072612211-pat00033
는
Figure 112015072612211-pat00034
내부의 값과 '0' 중에서 더 큰 값을 나타낸다.
[수학식 4]
Figure 112015072612211-pat00035
+
Figure 112015072612211-pat00036
=
Figure 112015072612211-pat00037
여기서,
Figure 112015072612211-pat00038
는 상기 기지국이 수신하는 간섭 신호의 총합의 임계값이다.
여기서, 상기 전송 전력을 하기 수학식 5에 따라서 결정하는 전송 전력 결정부를 더 포함할 수 있다.
[수학식 5]
Figure 112015072612211-pat00039
여기서,
Figure 112015072612211-pat00040
는 하기 수학식 6에 따라서 결정된다.
Figure 112015072612211-pat00041
는 제1 채널 상태로서,
Figure 112015072612211-pat00042
는 단말기로부터 기지국까지 채널의 멀티 패스 페이딩 채널의 영향이고,
Figure 112015072612211-pat00043
는 단말기로부터 기지국까지의 거리에 따른 채널 이득이다.
Figure 112015072612211-pat00044
는 상기 제2 단말기로부터 상기 단말기까지의 채널 상태인 제2 채널 상태로서,
Figure 112015072612211-pat00045
는 는 상기 단말기로부터 상기 제2 단말기까지 채널의 멀티 패스 페이딩 채널의 영향이고,
Figure 112015072612211-pat00046
는 상기 제2 단말기로부터 상기 단말기까지의 거리에 따른 채널 이득이다.
Figure 112015072612211-pat00047
는 열잡음의 전력이고,
Figure 112015072612211-pat00048
는 단말기로부터 기지국으로 전송되는 간섭의 세기이고,
Figure 112015072612211-pat00049
는 단말기의 최대 전송 전력이다.
Figure 112015072612211-pat00050
는
Figure 112015072612211-pat00051
내부의 값과 '0' 중에서 더 큰 값을 나타낸다.
[수학식 6]
Figure 112015072612211-pat00052
여기서,
Figure 112015072612211-pat00053
는 상기 기지국이 수신하는 간섭 신호의 총합의 임계값이다.
또 다른 예시적 실시예에 따르면, 커버리지 내에 위치한 단말기들이 서로 데이터를 직접 전송하는 기지국에 있어서, 상기 단말기들 중에서 제1 단말기로부터 파일럿 신호를 수신하는 파일럿 수신부, 상기 수신한 파일럿 신호를 이용하여 상기 제1 단말기로부터 상기 기지국까지의 제1 채널 상태를 추정하는 채널 상태 추정부, 상기 제1 단말기로부터 상기 단말기들에 포함된 제2 단말기까지의 제2 채널 상태를 상기 제1 단말기로부터 수신하는 채널 상태 수신부, 상기 제1 채널 상태 및 상기 제2 채널 상태를 고려하여 상기 제1 단말기에 대한 전송 전력을 결정하는 전송 전력 결정부 및 상기 결정된 전송 전력을 상기 제1 단말기로 전송하는 전송부를 포함하고, 상기 기지국의 커버리지 내에 위치하는 제3 단말기가 상기 기지국으로 제1 데이터를 전송하는 시간 동안, 상기 전송된 전송 전력에 따라서 상기 제1 단말기는 상기 제2 단말기로 제2 데이터를 직접 전송하는 기지국이 제공된다.
여기서, 상기 전송 전력 결정부는 하기 수학식 7 및 하기 수학식 8에 따라서 상기 전송 전력을 결정할 수 있다,
[수학식 7]
Figure 112015072612211-pat00054
여기서,
Figure 112015072612211-pat00055
는 상기 기지국이 수신하는 간섭 신호의 총합의 임계값이다.
Figure 112015072612211-pat00056
는 전송 전력
Figure 112015072612211-pat00057
의 값이 0인 단말기들의 집합이고,
Figure 112015072612211-pat00058
는 전송 전력
Figure 112015072612211-pat00059
의 값이
Figure 112015072612211-pat00060
인 단말기들의 집합이다.
Figure 112015072612211-pat00061
는 제1 채널 상태로서,
Figure 112015072612211-pat00062
는 단말기로부터 기지국까지 채널의 멀티 패스 페이딩 채널의 영향이고,
Figure 112015072612211-pat00063
는 단말기로부터 기지국까지의 거리에 따른 채널 이득이다.
Figure 112015072612211-pat00064
는 상기 제2 단말기로부터 상기 단말기까지의 채널 상태인 제2 채널 상태로서,
Figure 112015072612211-pat00065
는 상기 단말기로부터 상기 제2 단말기까지 채널의 멀티 패스 페이딩 채널의 영향이고,
Figure 112015072612211-pat00066
는 상기 제2 단말기로부터 상기 단말기까지의 거리에 따른 채널 이득이다.
Figure 112015072612211-pat00067
는 열잡음의 전력이고,
Figure 112015072612211-pat00068
는 단말기로부터 기지국으로 전송되는 간섭의 세기이고,
Figure 112015072612211-pat00069
는 단말기의 최대 전송 전력이다.
Figure 112015072612211-pat00070
는
Figure 112015072612211-pat00071
내부의 값과 '0' 중에서 더 큰 값을 나타낸다.
[수학식 8]
Figure 112015072612211-pat00072
그리고, 상기 전송 전력 결정부는 상기 결정된 전송 전력이 하기 수학식 9를 만족할 때까지 상기 수학식 7 및 상기 수학식 8을 반복하여 상기 전송 전력을 업데이트할 수 있다.
[수학식 9]
Figure 112015072612211-pat00073
또 다른 예시적 실시예에 따르면, 기지국의 커버리지 내에 위치하는 단말기의 동작 방법에 있어서, 상기 기지국의 커버리지 내에 위치하는 제3 단말기가 상기 기지국으로 제1 데이터를 전송하는 시간 동안 상기 단말기와 페어링된 제2 단말기로 상기 단말기로부터 상기 기지국까지의 제1 채널 상태를 고려하여 결정된 전송 전력으로 제2 데이터를 직접 전송하는 단계를 포함하는 단말기의 동작 방법이 제공된다.
여기서, 상기 제2 단말기로부터 상기 단말기까지의 제2 채널 상태를 추정하는 단계, 상기 전송부는 상기 제2 채널 상태를 상기 기지국으로 전송하는 단계 및 상기 제2 채널 상태를 추가적으로 고려하여 결정된 전송 전력을 상기 기지국으로부터 수신하는 단계를 더 포함할 수 있다.
그리고, 하기 수학식 10에 따라서 상기 전송 전력을 업데이트하여 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
[수학식 10]
Figure 112015072612211-pat00074
여기서,
Figure 112015072612211-pat00075
는 업데이트된 전송 전력의 값이고,
Figure 112015072612211-pat00076
는 하기 수학식 11과 같이 업데이트된다.
Figure 112015072612211-pat00077
는 제1 채널 상태로서,
Figure 112015072612211-pat00078
는 단말기로부터 기지국까지 채널의 멀티 패스 페이딩 채널의 영향이고,
Figure 112015072612211-pat00079
는 단말기로부터 기지국까지의 거리에 따른 채널 이득이다.
Figure 112015072612211-pat00080
는 상기 제2 단말기로부터 상기 단말기까지의 채널 상태인 제2 채널 상태로서,
Figure 112015072612211-pat00081
는 상기 단말기로부터 상기 제2 단말기까지 채널의 멀티 패스 페이딩 채널의 영향이고,
Figure 112015072612211-pat00082
는 상기 제2 단말기로부터 상기 단말기까지의 거리에 따른 채널 이득이다.
Figure 112015072612211-pat00083
는 열잡음의 전력이고,
Figure 112015072612211-pat00084
는 단말기로부터 기지국으로 전송되는 간섭의 세기이고,
Figure 112015072612211-pat00085
는 단말기의 최대 전송 전력이다.
Figure 112015072612211-pat00086
는
Figure 112015072612211-pat00087
내부의 값과 '0' 중에서 더 큰 값을 나타낸다.
[수학식 11]
Figure 112015072612211-pat00088
여기서,
Figure 112015072612211-pat00089
는 업데이트된
Figure 112015072612211-pat00090
의 값이며,
Figure 112015072612211-pat00091
는 상기 기지국이 수신하는 간섭 신호의 총합의 임계값이다.
Figure 112015072612211-pat00092
는 기지국으로 간섭을 전송하는 단말기들의 개수이고,
Figure 112015072612211-pat00093
는 이전 전송 전력의 값이다.
Figure 112015072612211-pat00094
는 임의의 상수이다.
또한, 하기 수학식 12에 따라서 상기 전송 전력을 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
[수학식 12]
Figure 112015072612211-pat00095
여기서,
Figure 112015072612211-pat00096
는 하기 수학식 13에 따라서 결정된다.
Figure 112015072612211-pat00097
는 제1 채널 상태로서,
Figure 112015072612211-pat00098
는 단말기로부터 기지국까지 채널의 멀티 패스 페이딩 채널의 영향이고,
Figure 112015072612211-pat00099
는 단말기로부터 기지국까지의 거리에 따른 채널 이득이다.
Figure 112015072612211-pat00100
는 상기 제2 단말기로부터 상기 단말기까지의 채널 상태인 제2 채널 상태로서,
Figure 112015072612211-pat00101
는 는 상기 단말기로부터 상기 제2 단말기까지 채널의 멀티 패스 페이딩 채널의 영향이고,
Figure 112015072612211-pat00102
는 상기 제2 단말기로부터 상기 단말기까지의 거리에 따른 채널 이득이다.
Figure 112015072612211-pat00103
는 열잡음의 전력이고,
Figure 112015072612211-pat00104
는 단말기로부터 기지국으로 전송되는 간섭의 세기이고,
Figure 112015072612211-pat00105
는 단말기의 최대 전송 전력이다.
Figure 112015072612211-pat00106
는
Figure 112015072612211-pat00107
내부의 값과 '0' 중에서 더 큰 값을 나타낸다.
[수학식 13]
Figure 112015072612211-pat00108
+
Figure 112015072612211-pat00109
=
Figure 112015072612211-pat00110
여기서,
Figure 112015072612211-pat00111
는 상기 기지국이 수신하는 간섭 신호의 총합의 임계값이다.
여기서, 하기 수학식 14에 따라서 상기 전송 전력을 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
[수학식 14]
Figure 112015072612211-pat00112
여기서,
Figure 112015072612211-pat00113
는 하기 수학식 15에 따라서 결정된다.
Figure 112015072612211-pat00114
는 제1 채널 상태로서,
Figure 112015072612211-pat00115
는 단말기로부터 기지국까지 채널의 멀티 패스 페이딩 채널의 영향이고,
Figure 112015072612211-pat00116
는 단말기로부터 기지국까지의 거리에 따른 채널 이득이다.
Figure 112015072612211-pat00117
는 상기 제2 단말기로부터 상기 단말기까지의 채널 상태인 제2 채널 상태로서,
Figure 112015072612211-pat00118
는 는 상기 단말기로부터 상기 제2 단말기까지 채널의 멀티 패스 페이딩 채널의 영향이고,
Figure 112015072612211-pat00119
는 상기 제2 단말기로부터 상기 단말기까지의 거리에 따른 채널 이득이다.
Figure 112015072612211-pat00120
는 열잡음의 전력이고,
Figure 112015072612211-pat00121
는 단말기로부터 기지국으로 전송되는 간섭의 세기이고,
Figure 112015072612211-pat00122
는 단말기의 최대 전송 전력이다.
Figure 112015072612211-pat00123
는
Figure 112015072612211-pat00124
내부의 값과 '0' 중에서 더 큰 값을 나타낸다.
[수학식 15]
Figure 112015072612211-pat00125
여기서,
Figure 112015072612211-pat00126
는 상기 기지국이 수신하는 간섭 신호의 총합의 임계값이다.
하기의 실시예들에 따르면, 기지국의 성능 저하 없이 단말기들간의 D2D 통신을 위한 전송 전력을 결정할 수 있다.
도 1은 예시적 실시예에 따른 D2D 통신의 개념을 도시한 도면이다.
도 2는 예시적 실시예에 따른 D2D 통신 방법을 단계별로 설명한 순서도이다.
도 3은 또 다른 예시적 실시예에 따라서 D2D 통신을 수행하는 단말기의 구조를 도시한 블록도이다.
도 4는 또 다른 예시적 실시예에 따라서 D2D 통신을 수행하는 단말기의 동작 방법을 단계별로 설명한 순서도이다.
도 5는 또 다른 예시적 실시예에 따라서 D2D 통신을 위한 전송 전력을 결정하는 기지국의 구조를 도시한 블록도이다.
도 6은 또 다른 예시적 실시예에 따른 D2D 통신 방법을 단계별로 설명한 순서도이다.
도 7은 또 다른 예시적 실시예에 따라서 D2D 통신을 수행하는 단말기의 구조를 도시한 블록도이다.
도 8은 또 다른 예시적 실시예에 따라서 D2D 통신을 수행하는 단말기의 동작 방법을 단계별로 설명한 순서도이다.
이하, 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 예시적 실시예에 따른 D2D 통신의 개념을 도시한 도면이다.
여러 개의 단말기들(121, 122, 131, 132, 140)은 기지국(110)의 커버리지 내에 위치한다. 각 단말기들(121, 122, 131, 132, 140)은 다른 단말기들로 직접 데이터를 전송하는 D2D(Device to Device) 통신 방식에 따라서 데이터를 전송할 수도 있고, 기지국(110)을 경유하여 다른 단말기로 데이터를 전송할 수도 있다.
D2D 통신 방식을 이용하는 단말기들은 데이터를 송수신할 다른 단말기와 페어(pair, 120, 130)를 구성한다. 도 1에서, 단말기(121)는 단말기(122)와 제1 D2D 페어(120)를 구성하고, 단말기(121)은 단말기(122)로 D2D 통신 방식에 따라 데이터를 직접 전송한다. 또한, 단말기(131)는 단말기(132)와 제2 D2D 페어(130)를 구성하고, 단말기(131)은 단말기(132)로 D2D 통신 방식에 따라 데이터를 직접 전송한다. 단말기(140)은 기지국(110)을 통해 다른 단말기로 데이터를 전송한다.
이하 설명의 편의를 위하여, D2D 통신 방식을 이용하여 데이터를 전송하는 단말기를 D2D 전송 단말기, D2D 통신 방식을 이용하여 데이터를 수신하는 단말기를 D2D 수신 단말기라고 한다.
도 1에서, 각 페어들(120, 130)은
Figure 112015072612211-pat00127
이상의 거리만큼 이격되어 있다고 가정한다. 또한, 각 D2D 페어(120, 130)에서, D2D 전송 단말기(121, 131)들은 다른 D2D 페어에서의 D2D 수신 단말기(122, 132)들로
Figure 112015072612211-pat00128
만큼의 간섭을 전송한다고 가정한다.
일측에 따르면, D2D 전송 단말기(121, 131)는 기지국으로 데이터를 전송하는 단말기(140)와 동일한 시간에 D2D 수신 단말기(122, 132)로 데이터를 전송한다. 따라서, D2D 전송 단말기(121, 131)는 기지국(140)으로 간섭 신호를 전송하고, 그 결과로 기지국(140)의 데이터 수신 성능은 저하된다.
일측에 따르면, 기지국(140)이 모든 D2D 전송 단말기들로부터 수신한 간섭 신호의 세기를 일정 수준 이하로 유지하면서, 각 D2D 페어의 데이터 전송률이 최대가 되도록 D2D 전송 단말기들의 전송 전력을 결정할 수 있다.
도 1에서, i번째 D2D 페어에 포함된 D2D 전송 단말기(i번째 D2D 전송 단말기라고 함)로부터 기지국(140)까지의 거리에 따른 채널 이득을
Figure 112015072612211-pat00129
라고 하고, 멀티 패스 페이딩 채널의 영향을
Figure 112015072612211-pat00130
라고 한다면, i번째 D2D 전송 단말기로부터 기지국(140)까지의 채널 상태를
Figure 112015072612211-pat00131
로 표현할 수 있다.
또한, i번째 D2D 전송 단말기로부터 i번째 D2D 수신 단말기까지의 거리에 따른 채널 이득을
Figure 112015072612211-pat00132
라고 하고, 멀티 패스 페이딩 채널의 영향을
Figure 112015072612211-pat00133
라고 한다면, i번째 D2D 전송 단말기로부터 i번째 D2D 수신 단말기까지의 채널 상태를
Figure 112015072612211-pat00134
라고 표현할 수 있다.
여기서, 멀티 패스 페이딩의 영향인
Figure 112015072612211-pat00135
,
Figure 112015072612211-pat00136
는 상대적으로 신속히 변경되는 값이고, 거리에 따른 채널 이득
Figure 112015072612211-pat00137
,
Figure 112015072612211-pat00138
는 상대적으로 천천히 변경되는 값이다.
i번째 D2D 전송 단말기의 전송 전력을
Figure 112015072612211-pat00139
라고 한다면, 각 D2D 페어의 정규화한 데이터 전송률의 합(normalized sum rate)은 하기 수학식 1과 같이 표현될 수 있다.
[수학식 1]
Figure 112015072612211-pat00140
여기서, K는 D2D 페어의 개수이고,
Figure 112015072612211-pat00141
는 열잡음의 전력,
Figure 112015072612211-pat00142
는 밑이 2인 로그(
Figure 112015072612211-pat00143
)를 나타낸다.
또한, D2D 기지국(140)이 수신하는 간섭 신호의 세기의 임계값을
Figure 112015072612211-pat00144
라고 한다면, 기지국(140)이 모든 D2D 전송 단말기들로부터 수신한 간섭 신호의 세기를 일정 수준(
Figure 112015072612211-pat00145
) 이하로 유지하는 것은 하기 수학식 2와 같이 표현할 수 있다.
[수학식 2]
Figure 112015072612211-pat00146
또한, 각 D2D 전송 단말기의 전송 전력
Figure 112015072612211-pat00147
는 하기 수학식 3과 같은 제한 조건을 가진다. 여기서,
Figure 112015072612211-pat00148
는 전송 전력
Figure 112015072612211-pat00149
가 가질 수 있는 최대 값이다.
[수학식 3]
Figure 112015072612211-pat00150
이상 살펴본 바에 따르면, 기지국(140)이 모든 D2D 전송 단말기들로부터 수신한 간섭 신호의 세기를 일정 수준 이하로 유지하면서, 각 D2D 페어의 데이터 전송률이 최대가 되도록 D2D 전송 단말기들의 전송 전력을 결정하는 것은 수학식 2, 3을 만족하는
Figure 112015072612211-pat00151
들 중에서 수학식 1을 최대화하는
Figure 112015072612211-pat00152
들의 조합을 산출하는 것으로 모델링할 수 있다. 이하 이러한 조건을 만족하는
Figure 112015072612211-pat00153
들의 조합을 산출하는 구체적인 방법에 대해서 도 2 내지 도 7에서 구체적으로 설명한다.
예시적 실시예에 따른 전송 전력 결정 방법은 전송 전력을 결정하는 주체 및 전송 전력을 결정하기 위하여 고려하는 파라미터에 따라서 크게 4가지 실시예로 구분될 수 있다.
<실시예 1: 중앙 집중형 전력 제어 방식(Centralized Power Control Scheme)>
도 2는 예시적 실시예에 따른 D2D 통신 방법을 단계별로 설명한 순서도이다. 도 2에서는 D2D 전송 단말기(121, 131)로부터 기지국(110)까지의 채널 상태 및 D2D 전송 단말기(121, 131)로부터 D2D 수신 단말기(122, 132)까지의 채널 상태를 고려하여 기지국(110)이 D2D 전송 단말기(121, 131)의 전송 전력을 결정하는 실시예가 도시되었다.
단계(230)에서, D2D 전송 단말기(210)는 기지국(220)으로 파일럿 신호를 전송한다.
단계(231)에서, 기지국은 D2D 전송 단말기(210)로부터 수신한 파일럿 신호를 이용하여 D2D 전송 단말기(210)로부터 기지국(220)까지의 제1 채널 상태를 추정한다. 일측에 따르면, 제1 채널 상태는 D2D 전송 단말기(210)로부터 기지국(220)까지의 거리에 따른 채널 이득
Figure 112015072612211-pat00154
및 멀티 패스 페이딩 채널의 영향
Figure 112015072612211-pat00155
를 고려하여
Figure 112015072612211-pat00156
와 같이 표현될 수 있다.
단계(240)에서, D2D 전송 단말기(210)는 D2D 전송 단말기(210)로부터 D2D 수신 단말기(미도시)까지의 제2 채널 상태를 추정한다. 일측에 따르면, 제2 채널 상태는 D2D 전송 단말기(210)로부터 D2D 수신 단말기까지의 거리에 따른 채널 이득
Figure 112015072612211-pat00157
및 멀티 패스 페이딩 채널의 영향
Figure 112015072612211-pat00158
를 고려하여
Figure 112015072612211-pat00159
와 같이 표현될 수 있다.
단계(241)에서, D2D 전송 단말기(210)는 제2 채널 상태를 기지국(220)으로 전송한다.
단계(250)에서, 기지국(220)은 제1 채널 상태 및 제2 채널 상태를 고려하여 D2D 전송 단말기(210)의 전송 전력을 결정한다. 일측에 따르면, 기지국은 K개의 단말기 페어들에 대하여 모든 D2D 전송 단말기들로부터 수신한 간섭 신호의 세기를 일정 수준 이하로 유지하면서, 각 D2D 페어의 데이터 전송률이 최대가 되도록 D2D 전송 단말기들의 전송 전력을 결정할 수 있다.
이는 수학식 2, 3을 만족하는
Figure 112015072612211-pat00160
들 중에서 수학식 1을 최대화하는
Figure 112015072612211-pat00161
들의 조합을 산출하는 것으로 생각할 수 있다.
일측에 따르면, 기지국(220)은 하기 수학식 4 및 수학식 5를 이용하여, 하기 알고리즘에 따라
Figure 112015072612211-pat00162
들의 조합을 산출할 수 있다.
스텝 1:
Figure 112015072612211-pat00163
초기화
(일측에 따르면, 기지국(220)은
Figure 112015072612211-pat00164
을 공집합(
Figure 112015072612211-pat00165
)로 초기화 할 수 있다. 여기서,
Figure 112015072612211-pat00166
는 전송 전력
Figure 112015072612211-pat00167
의 값이 0인 D2D 전송 단말기들의 집합이다.)
스텝 2:
Figure 112015072612211-pat00168
초기화
(일측에 따르면, 기지국(220)은
Figure 112015072612211-pat00169
을 공집합(
Figure 112015072612211-pat00170
)로 초기화 할 수 있다. 여기서,
Figure 112015072612211-pat00171
는 전송 전력
Figure 112015072612211-pat00172
의 값이
Figure 112015072612211-pat00173
인 D2D 전송 단말기들의 집합이다.)
스텝 3: 하기 수학식 4에 따라서
Figure 112015072612211-pat00174
계산
[수학식 4]
Figure 112015072612211-pat00175
여기서, K는 D2D 전송 단말기들의 집합이다.
스텝 4: 하기 수학식 5에 따라서
Figure 112015072612211-pat00176
계산
[수학식 5]
Figure 112015072612211-pat00177
여기서,
Figure 112015072612211-pat00178
는 중앙 집중형 전력 제어 방식(Centralized Power Control Scheme)에 따라 결정된 i번째 D2D 전송 단말기의 전송 전력이다. 또한,
Figure 112015072612211-pat00179
는
Figure 112015072612211-pat00180
내부의 값과 '0' 중에서 더 큰 값을 나타낸다.
스텝 5: 하기 부등식(수학식 6)을 만족하는지 여부를 판단
[수학식 6]
Figure 112015072612211-pat00181
스텝 5에서 부등식을 만족하는 경우, 결정된
Figure 112015072612211-pat00182
값을 D2D 전송 단말기의 전송 전력으로 최종 결정한다. 부등식을 만족하지 않는 경우 부등식이 만족될때까지 하기 스텝 6 스텝 9를 반복하여 수행한다.
스텝 6:
Figure 112015072612211-pat00183
업데이트
(스텝 4에서 산출된
Figure 112015072612211-pat00184
값에 따라서
Figure 112015072612211-pat00185
를 업데이트 한다.)
스텝 7:
Figure 112015072612211-pat00186
업데이트
(스텝 4에서 산출된
Figure 112015072612211-pat00187
값에 따라서
Figure 112015072612211-pat00188
를 업데이트 한다.)
스텝 8: 수학식 4에 따라서
Figure 112015072612211-pat00189
계산
(스텝 6, 7에서 업데이트된
Figure 112015072612211-pat00190
,
Figure 112015072612211-pat00191
를 이용하여
Figure 112015072612211-pat00192
계산)
스텝 9: 수학식 5에 따라서
Figure 112015072612211-pat00193
계산
(스텝 6, 7에서 업데이트된
Figure 112015072612211-pat00194
,
Figure 112015072612211-pat00195
및 스텝 8에서 업데이트된
Figure 112015072612211-pat00196
를 이용하여
Figure 112015072612211-pat00197
를 계산)
단계(260)에서, 기지국(220)은 산출된 전송 전력
Figure 112015072612211-pat00198
를 D2D 전송 단말기(210)로 전송한다.
단계(261)에서, D2D 전송 단말기(210)는 수신한 전송 전력
Figure 112015072612211-pat00199
에 따라서 제2 데이터를 D2D 수신 단말기(제2 단말기, 미도시)로 전송한다. 간섭 신호가 기지국(220)으로 전송되나, 기지국(220)이 수신한 간섭 신호의 총 합은 임계값 이하로 유지된다. 따라서, D2D 전송 단말기(210)와 동시에 기지국(220)이 제1 데이터를 수신하는 경우에도 기지국(220)의 성능은 유지된다.
도 3은 또 다른 예시적 실시예에 따라서 D2D 통신을 수행하는 단말기의 구조를 도시한 블록도이다. 예시적 실시예에 따른 단말기는 채널 상태 추정부(310), 전송부(320) 및 수신부(330)를 포함한다.
도 3에서 단말기(300)와 제2 단말기(350)는 동일한 단말기 페어에 포함된 단말기이며, 단말기(300)는 D2D 전송 단말기로 동작하고, 제2 단말기(350)는 D2D 수신 단말기로 동작한다.
전송부(320)는 기지국(340)으로 파일럿 신호를 전송한다. 기지국(340)으로 전송된 파일럿 신호는 단말기(300)로부터 기지국(340)까지의 제1 채널 상태를 추정하기 위하여 사용된다.
채널 상태 추정부(310)는 제2 단말기(350)로부터 단말기(300)까지의 제2 채널 상태를 추정한다. 일측에 따르면, 수신부(330)는 제2 단말기(350)로부터 파일럿 신호를 수신하고, 채널 상태 추정부(310)는 제2 단말기(350)로부터 수신한 파일럿 신호를 이용하여 제2 단말기(350)로부터 단말기(300)까지의 제2 채널 상태를 추정할 수 있다.
전송부(320)는 제2 채널 상태를 기지국(340)으로 전송한다. 제2 채널 상태는 기지국(340)이 단말기(300)의 전송 전력을 결정하기 위하여 사용될 수 있다. 일측에 따르면, 기지국(340)은 제1 채널 상태 및 제2 채널 상태를 모두 고려하여 단말기(300)의 전송 전력을 결정할 수 있다. 다른 측면에 따르면, 기지국(340)은 K개의 단말기 페어들에 대하여 모든 D2D 전송 단말기들로부터 수신한 간섭 신호의 세기를 일정 수준 이하로 유지하면서, 각 D2D 페어의 데이터 전송률이 최대가 되도록 D2D 전송 단말기들의 전송 전력을 결정할 수 있다. 또 다른 측면에 따르면, 기지국(340)은 위에서 설명된 스텝 1 내지 스텝 9에 따른 알고리즘을 이용하여 단말기(300)의 전송 전력을 결정할 수 있다.
수신부(330)는 기지국(340)으로부터 기지국(340)이 결정한 전송 전력을 수신한다.
도 3에서는 미도시되었으나, 기지국(340)의 커버리지 내에는 제3 단말기가 추가적으로 위치할 수 있다. 제3 단말기는 다른 단말기로 데이터를 직접 전송하지 않고, 기지국으로 제1 데이터를 전송할 수 있다.
전송부(320)는 제3 단말기가 기지국(340)으로 제1 데이터를 전송하는 시간 동안 제2 단말기(350)로 제2 데이터를 전송한다. 전송부(320)는 수신된 전송 전력으로 제2 데이터를 전송할 수 있다. 이 경우에, 단말기(300)로부터 기지국(340)으로 간섭 신호가 전송된다. 그러나, 기지국(340)이 수신한 간섭 신호의 총 합은 임계값 이하로 유지된다.
도 4는 또 다른 예시적 실시예에 따라서 D2D 통신을 수행하는 단말기의 동작 방법을 단계별로 설명한 순서도이다.
단계(410)에서, 단말기는 기지국으로 파일럿 신호를 전송한다. 기지국으로 전송된 파일럿 신호는 단말기로부터 기지국까지의 제1 채널 상태를 추정하기 위하여 사용된다.
단계(420)에서, 단말기는 제2 단말기로부터 단말기까지의 제2 채널 상태를 추정한다. 여기서, 제2 단말기는 단말기와 동일한 단말기 페어에 포함된 단말기이다. 이 경우에, 단말기는 D2D 전송 단말기로 동작하고, 제2 단말기는 D2D 수신 단말기로 동작한다.
단계(430)에서, 단말기는 제2 채널 상태를 기지국으로 전송한다. 제2 채널 상태는 기지국이 단말기의 전송 전력을 결정하기 위하여 사용될 수 있다. 일측에 따르면, 기지국은 K개의 단말기 페어들에 대하여 모든 D2D 전송 단말기들로부터 수신한 간섭 신호의 세기를 일정 수준 이하로 유지하면서, 각 D2D 페어의 데이터 전송률이 최대가 되도록 D2D 전송 단말기들의 전송 전력을 결정할 수 있다. 또 다른 측면에 따르면, 기지국은 위에서 설명된 스텝 1 내지 스텝 9에 따른 알고리즘을 이용하여 단말기의 전송 전력을 결정할 수 있다.
단계(440)에서, 단말기는 기지국으로부터 기지국이 결정한 전송 전력을 수신한다.
단계(450)에서, 단말기는 제3 단말기가 기지국으로 제1 데이터를 전송하는 시간 동안 제2 단말기로 제2 데이터를 전송한다. 제3 단말기는 기지국의 커버리지 내에 위치하는 단말기로서, 기지국으로 데이터를 직접 전송하는 단말기이다.
단계(450)에서, 단말기는 수신된 전송 전력으로 제2 데이터를 전송할 수 있다. 그 경우, 단말기로부터 기지국으로 간섭 신호가 전송된다. 그러나, 기지국이 수신한 간섭 신호의 총 합은 임계값 이하로 유지된다.
도 5는 또 다른 예시적 실시예에 따라서 D2D 통신을 위한 전송 전력을 결정하는 기지국의 구조를 도시한 블록도이다. 예시적 실시예에 다른 기지국(500)은 파일럿 수신부(510), 채널 상태 추정부(520), 채널 상태 수신부(530), 전송 전력 결정부(540) 및 전송부(550)를 포함한다.
파일럿 수신부(510)는 단말기(560)로부터 파일럿 신호를 수신한다.
채널 상태 추정부(520)는 수신한 파일럿 신호를 사용하여 단말기(560)으로부터 기지국까지의 제1 채널 상태를 추정한다.
채널 상태 수신부(530)는 단말기(560)로부터 제2 채널 상태를 수신한다. 제2 채널 상태는 제2 단말기(570)로부터 단말기(560)까지의 채널 상태이다. 일측에 따르면, 단말기(560)는 제2 단말기(570)로부터 제2 파일럿 신호를 수신하고, 수신된 제2 파일럿 신호를 사용하여 제2 채널 상태를 추정할 수 있다.
전송 전력 결정부(540)는 제2 채널 상태 및 제1 채널 상태를 이용하여 단말기(560)의 전송 전력을 결정한다. 일측에 따르면, 전송 전력 결정부(540)는 K개의 단말기 페어들에 대하여 모든 D2D 전송 단말기들로부터 수신한 간섭 신호의 세기를 일정 수준 이하로 유지하면서, 각 D2D 페어의 데이터 전송률이 최대가 되도록 D2D 전송 단말기들의 전송 전력을 결정할 수 있다. 또 다른 측면에 따르면, 전송 전력 결정부(540)는 위에서 설명된 스텝 1 내지 스텝 9에 따른 알고리즘을 이용하여 단말기(560)의 전송 전력을 결정할 수 있다.
전송부(550)는 결정된 전송 전력을 단말기(560)로 전송한다.
단말기(560)는 기지국(500)으로부터 전송 전력을 수신한다. 기지국(500)의 커버리지에는 제3 단말기가 위치할 수 있다. 제3 단말기는 다른 단말기로 데이터를 직접 전송하지 않고, 기지국(500)으로 데이터를 전송할 수 있다.
단말기(560)는 제3 단말기가 기지국(500)으로 제1 데이터를 전송하는 시간 동안 제2 단말기(570)로 제2 데이터를 전송한다. 단말기(560)는 수신된 전송 전력으로 제2 데이터를 전송할 수 있다. 이 경우에, 단말기(560)로부터 기지국(500)으로 간섭 신호가 전송된다. 그러나, 기지국(500)이 수신한 간섭 신호의 총 합은 임계값 이하로 유지된다.
도 6은 또 다른 예시적 실시예에 따른 D2D 통신 방법을 단계별로 설명한 순서도이다.
단계(630)에서, 단말기(610)는 기지국(620)으로 파일럿 신호를 전송한다.
단계(631)에서, 기지국은 수신한 파일럿 신호를 이용하여 단말기(610)로부터 기지국(620)까지의 제1 채널 상태를 추정한다.
단계(640)에서, 단말기(610)는 기지국(620)으로부터 제1 채널 상태를 수신한다.
도 6에서는 기지국(620)이 추정한 제1 채널 상태를 단말기(610)가 수신하는 실시예가 설명되었으나, 다른 실시예에 따르면, 단말기(610)는 기지국(620)으로부터 단말기(610)까지의 하향링크 채널 상태를 제1 채널 상태로 사용할 수도 있다.
단계(650)에서, 단말기(610)는 제2 단말기로부터 단말기(610)까지의 제2 채널 상태를 추정한다. 일측에 따르면, 단말기(610)는 제2 단말기로부터 제2 파일럿 신호를 수신하고, 수신된 제2 파일럿 신호를 이용하여 제2 단말기로부터 단말기(610)까지의 제2 채널 상태를 추정할 수 있다.
단계(660)에서, 단말기(610)는 전송 전력을 결정한다.
단말기(610)가 전송 전력을 결정하는 방법은 몇 가지 가정에 따라서 분산형 전력 제어 기법(Distributed Power Control Scheme), 평균에 기반한 전력 제어 기법(Power Control Scheme Based on Expectation) 및 채널 평균값에 기반한 전력 제어 기법(Power Control Scheme Based on Averaged Channel Value) 등으로 구분될 수 있다.
<실시예 2: 분산형 전력 제어 기법(Distributed Power Control Scheme)>
분산형 전력 제어 기법에서는 단말기(610)가 전송 전력을 결정할 수 있다. 따라서, 단말기(610)는 기지국(620)으로 제2 채널 상태를 피드백할 필요가 없다.
분산형 전력 제어 기법에 따르면, 단말기(610)는 하기 수학식 7에 따라서 i번째 D2D 페어에 대한 유틸리티(Utility)
Figure 112015072612211-pat00200
를 정의할 수 있다.
[수학식 7]
Figure 112015072612211-pat00201
수학식 7에서, 첫 번째 항목은 i번째 D2D 페어간의 데이터 전송률이고, 두 번째 항목은 i번째 D2D 페어에 포함된 D2D 전송 단말기(610)가 기지국으로 전송하는 간섭의 영향이다. 여기서,
Figure 112015072612211-pat00202
는 간섭의 정규화 비용(normalized price of interference)이다.
수학식 7에서, 유틸리티
Figure 112015072612211-pat00203
는 D2D 페어간의 데이터 전송률에 비례하고, D2D 전송 단말기(620)가 기지국(620)으로 전송하는 간섭의 영향에 반비례한다. 따라서, 간섭의 정규화 비용
Figure 112015072612211-pat00204
를 적절히 결정한다면, D2D 전송으로 인하여 기지국(620)에 미치는 간섭의 영향을 제어할 수 있다.
일측에 따르면, 단말기(610)는 유틸리티
Figure 112015072612211-pat00205
를 최대화하도록 전송 전력
Figure 112015072612211-pat00206
를 결정할 수 있다. 유틸리티
Figure 112015072612211-pat00207
의 도함수(derivative)를 사용하면, 전송 전력
Figure 112015072612211-pat00208
는 하기 수학식 8과 같이 업데이트될 수 있다.
[수학식 8]
Figure 112015072612211-pat00209
여기서,
Figure 112015072612211-pat00210
는 시간 t에서 기지국(620)이 결정하는 값으로서, 하기 수학식 9와 같이 결정될 수 있다.
[수학식 9]
Figure 112015072612211-pat00211
여기서,
Figure 112015072612211-pat00212
는
Figure 112015072612211-pat00213
의 업데이트 속도를 결정하는 상수이다.
수학식 8, 9를 참고하면, 단계(660)에서, 단말기는 기지국으로부터 수학식 9에 정의된
Figure 112015072612211-pat00214
를 수신하고, 수학식 8에 따라서 전송 전력
Figure 112015072612211-pat00215
를 업데이트할 수 있다.
분산형 전력 제어 기법(Distributed Power Control Scheme)에 따르면, 기지국(620)은 단말기(610)와 제2 단말기간의 제2 채널 상태를 알지 못하고도
Figure 112015072612211-pat00216
를 업데이트 할 수 있다. 따라서, 단말기(610)는 매번 제2 채널 상태를 피드백하지 않아도 되며, 시그널링 오버헤드(signaling overhead)를 크게 감소시킬 수 있다.
<실시예 3: 평균에 기반한 전력 제어 기법(Power Control Scheme Based on Expectation)>
평균에 기반한 전력 제어 기법에서는 실시간 채널 상태(instantaneous channel information)가 아니라, 평균 채널 상태(average channel information)에 따라서 전송 전력을 결정할 수 있다.
평균에 기반한 전력 제어 기법에 따르면, D2D 페어간의 평균 데이터 전송률이 최대화되며, 기지국으로 전송되는 간섭의 평균값이 임계값 이하로 제어된다. 수학식 1, 2, 5 등을 참고하면, 평균에 기반한 전력 제어 기법은 하기 수학식 10과 같이 표현할 수 있다.
[수학식 10]
Figure 112015072612211-pat00217
여기서,
Figure 112015072612211-pat00218
는
Figure 112015072612211-pat00219
들을 원소로 하는 벡터이고,
Figure 112015072612211-pat00220
는
Figure 112015072612211-pat00221
들을 원소로 하는 벡터이다.
Figure 112015072612211-pat00222
는 평균값을 고려한 간섭의 정규화 비용이다.
일측에 따르면, 단말기(610)은 수학식 10을 만족하는 최적의
Figure 112015072612211-pat00223
인
Figure 112015072612211-pat00224
의 값을 하기 수학식 11에 따라서 계산할 수 있다.
[수학식 11]
Figure 112015072612211-pat00225
수학식 11의 좌변은 하기 수학식 12와 같이 표현할 수 있다.
[수학식 12]
Figure 112015072612211-pat00226
수학식 12에서, 조건
Figure 112015072612211-pat00227
은 하기 수학식 13과 같이 표현할 수 있다.
[수학식 13]
Figure 112015072612211-pat00228
유사한 방법으로,
Figure 112015072612211-pat00229
는 하기 수학식 14와 같이 표현할 수 있다.
[수학식 14]
Figure 112015072612211-pat00230
수학식 13, 14를 이용하면, 수학식 12의 첫 번째 항목은 하기 수학식 15와 같이 표현할 수 있다.
[수학식 15]
Figure 112015072612211-pat00231
또한, 수학식 12의 두 번째 항목은 하기 수학식 16과 같이 표현할 수 있다.
[수학식 16]
Figure 112015072612211-pat00232
여기서, 단말기(610)는 최적의
Figure 112015072612211-pat00233
는 수학식 11, 15, 16을 이용하여 계산할 수 있다.
또 다른 실시예에 따르면, 단말기(610)는
Figure 112015072612211-pat00234
의 근사값을 하기 수학식 17에 따라서 계산할 수 있다.
[수학식 17]
Figure 112015072612211-pat00235
수학식 17을 이용하면, 단말기(610)는 D2D 페어의 개수 K와 기지국이 수신하는 간섭 신호의 총합의 임계값
Figure 112015072612211-pat00236
만을 이용하여
Figure 112015072612211-pat00237
의 근사값을 간단히 결정할 수 있다.
<실시예 4: 채널 평균값에 기반한 전력 제어 기법(Power Control Scheme Based on Averaged Channel Value)>
채널 평균값에 기반한 전력 제어 기법에 따르면, 단말기(610)는 멀티 패스 페이딩의 영향인
Figure 112015072612211-pat00238
,
Figure 112015072612211-pat00239
을 1이라고 가정할 수 있다. 이 경우에, 간섭 비용
Figure 112015072612211-pat00240
는 하기 수학식 18에 따라서 결정될 수 있다.
[수학식 18]
Figure 112015072612211-pat00241
수학식 18의 최적해인
Figure 112015072612211-pat00242
는 하기 수학식 19을 만족하는 값으로 정리할 수 있다.
[수학식 19]
Figure 112015072612211-pat00243
또 다른 실시예에 따르면, 단말기(610)는
Figure 112015072612211-pat00244
의 근사값을 하기 수학식 20에 따라서 계산할 수 있다.
[수학식 20]
Figure 112015072612211-pat00245
수학식 20을 이용하면, 단말기(610)는 D2D 페어의 개수 K와 기지국이 수신하는 간섭 신호의 총합의 임계값
Figure 112015072612211-pat00246
만을 이용하여
Figure 112015072612211-pat00247
의 근사값을 간단히 결정할 수 있다.
단계(670)에서, 단말기(610)는 결정된 전송 전력으로 제2 데이터를 제2 단말기로 전송할 수 있다. 일측에 따르면, 단말기(610)는 기지국(620)의 커버리지에 위치하는 제3 단말기가 제1 데이터를 기지국(620)으로 전송하는 시간동안 제2 데이터를 전송할 수 있다. 이 경우에, 단말기(610)으로부터 기지국(620)으로 간섭 신호가 전송된다. 그러나, 기지국(620)이 수신한 간섭 신호의 총 합은 임계값 이하로 유지된다.
도 7은 또 다른 예시적 실시예에 따라서 D2D 통신을 수행하는 단말기의 구조를 도시한 블록도이다. 예시적 실시예에 따른 단말기(700)는 전송 전력 결정부(710) 및 전송부(720)를 포함한다.
전송 전력 결정부(710)는 단말기(700)의 전송 전력을 결정한다. 일측에 따르면, 전송 전력 결정부(710)는 위에서 설명된 분산형 전력 제어 기법(Distributed Power Control Scheme), 평균에 기반한 전력 제어 기법(Power Control Scheme Based on Expectation) 및 채널 평균값에 기반한 전력 제어 기법(Power Control Scheme Based on Averaged Channel Value) 중에서 어느 하나의 기법에 따라서 전송 전력을 결정할 수 있다.
예를 들어, 전송 전력 결정부(710)는 분산형 전력 제어 기법에 따라서 전송 전력을 결정할 수 있다. 이 경우에, 단말기(700)는 기지국(미도시)로부터 간섭의 정규화 비용
Figure 112015072612211-pat00248
를 수신하고, 수신된
Figure 112015072612211-pat00249
를 수학식 8에 대입하여 전송 전력을 결정할 수 있다.
또 다른 실시예에 따르면, 전송 전력 결정부(710)는 평균에 기반한 전력 제어 기법에 따라서 전송 전력을 결정할 수 있다. 이 경우에, 전송 전력 결정부(710)는 수학식 11, 15, 16을 이용하여 최적의
Figure 112015072612211-pat00250
를 계산하고, 계산된
Figure 112015072612211-pat00251
를 수학식 10에 대입하여 전송 전력을 결정할 수 있다.
또 다른 실시예에 따르면, 전송 전력 결정부(710)는 수학식 17을 이용하여
Figure 112015072612211-pat00252
의 근사값을 간단히 결정할 수 있다.
또 다른 실시예에 따르면, 전송 전력 결정부(710)는 채널 평균값에 기반한 전력 제어 기법에 따라서 전송 전력을 결정할 수 있다. 이 경우에, 전송 전력 결정부(710)는 수학식 19에 따라서 간섭 비용
Figure 112015072612211-pat00253
를 계산하고, 계산된
Figure 112015072612211-pat00254
를 수학식 18에 대입하여 전송 전력을 결정할 수 있다.
또 다른 실시예에 따르면, 전송 전력 결정부(710)는 수학식 20을 이용하여
Figure 112015072612211-pat00255
의 근사값을 간단히 결정할 수 있다.
전송부(720)는 결정된 전송 전력에 따라서 제2 데이터를 제2 단말기(630)로 전송한다. 일측에 따르면, 전송부(720)는 기지국의 커버리지에 위치하는 제3 단말기가 제1 데이터를 기지국으로 전송하는 시간 동안 제2 데이터를 전송할 수 있다. 이 경우에, 전송부(720)로부터 기지국으로 간섭 신호가 전송된다. 그러나, 기지국이 수신한 간섭 신호의 총 합은 임계값 이하로 유지된다.
도 8은 또 다른 예시적 실시예에 따라서 D2D 통신을 수행하는 단말기의 동작 방법을 단계별로 설명한 순서도이다.
단계(810)에서, 단말기는 전송 전력을 결정한다. 일측에 따르면, 단말기는 위에서 설명된 분산형 전력 제어 기법(Distributed Power Control Scheme), 평균에 기반한 전력 제어 기법(Power Control Scheme Based on Expectation) 및 채널 평균값에 기반한 전력 제어 기법(Power Control Scheme Based on Averaged Channel Value) 중에서 어느 하나의 기법에 따라서 전송 전력을 결정할 수 있다.
예를 들어, 단말기는 분산형 전력 제어 기법에 따라서 전송 전력을 결정할 수 있다. 이 경우에, 단말기는 기지국(미도시)로부터 간섭의 정규화 비용
Figure 112015072612211-pat00256
를 수신하고, 수신된
Figure 112015072612211-pat00257
를 수학식 8에 대입하여 전송 전력을 결정할 수 있다.
또 다른 실시예에 따르면, 단말기는 평균에 기반한 전력 제어 기법에 따라서 전송 전력을 결정할 수 있다. 이 경우에, 단말기는 수학식 11, 15, 16을 이용하여 최적의
Figure 112015072612211-pat00258
를 계산하고, 계산된
Figure 112015072612211-pat00259
를 수학식 10에 대입하여 전송 전력을 결정할 수 있다. 또 다른 실시예에 따르면, 단말기는 수학식 17을 이용하여
Figure 112015072612211-pat00260
의 근사값을 간단히 결정할 수 있다.
또 다른 실시예에 따르면, 단말기는 채널 평균값에 기반한 전력 제어 기법에 따라서 전송 전력을 결정할 수 있다. 이 경우에, 단말기는 수학식 19에 따라서 간섭 비용
Figure 112015072612211-pat00261
를 계산하고, 계산된
Figure 112015072612211-pat00262
를 수학식 18에 대입하여 전송 전력을 결정할 수 있다. 또 다른 실시예에 따르면, 단말기는 수학식 20을 이용하여
Figure 112015072612211-pat00263
의 근사값을 간단히 결정할 수 있다.
단계(820)에서, 단말기는 결정된 전송 전력에 따라서 제2 데이터를 제2 단말기로 전송한다. 일측에 따르면, 단말기는 기지국의 커버리지에 위치하는 제3 단말기가 제1 데이터를 기지국으로 전송하는 시간 동안 제2 데이터를 전송할 수 있다. 이 경우에, 단말기로부터 기지국으로 간섭 신호가 전송된다. 그러나, 기지국이 수신한 간섭 신호의 총 합은 임계값 이하로 유지된다.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
　
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.
110: 기지국
120, 130: D2D 페어
121, 131: D2D 전송 단말기
122, 132: D2D 수신 단말기
140: 단말기

Claims (18)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 기지국의 커버리지 내에 위치하는 단말기에 있어서,
    상기 기지국의 커버리지 내에 위치하는 제3 단말기가 상기 기지국으로 제1 데이터를 전송하는 시간 동안 상기 단말기와 페어링된 제2 단말기로 상기 단말기로부터 상기 기지국까지의 제1 채널 상태를 고려하여 결정된 전송 전력으로 제2 데이터를 직접 전송하는 전송부; 및
    상기 전송 전력을 하기 수학식 1에 따라서 업데이트하여 결정하는 전송 전력 결정부
    를 더 포함하는 단말기.

    [수학식 1]

    Figure 112016075857115-pat00264

    여기서,
    Figure 112016075857115-pat00265
    는 업데이트된 전송 전력의 값이고,
    Figure 112016075857115-pat00266
    는 하기 수학식 2와 같이 업데이트된다.
    Figure 112016075857115-pat00267
    는 제1 채널 상태로서,
    Figure 112016075857115-pat00268
    는 단말기로부터 기지국까지 채널의 멀티 패스 페이딩 채널의 영향이고,
    Figure 112016075857115-pat00269
    는 단말기로부터 기지국까지의 거리에 따른 채널 이득이다.
    Figure 112016075857115-pat00270
    는 상기 제2 단말기로부터 상기 단말기까지의 채널 상태인 제2 채널 상태로서,
    Figure 112016075857115-pat00271
    는 상기 단말기로부터 상기 제2 단말기까지 채널의 멀티 패스 페이딩 채널의 영향이고,
    Figure 112016075857115-pat00272
    는 상기 제2 단말기로부터 상기 단말기까지의 거리에 따른 채널 이득이다.
    Figure 112016075857115-pat00273
    는 열잡음의 전력이고,
    Figure 112016075857115-pat00274
    는 단말기로부터 기지국으로 전송되는 간섭의 세기이고,
    Figure 112016075857115-pat00275
    는 단말기의 최대 전송 전력이다.
    Figure 112016075857115-pat00276
    는
    Figure 112016075857115-pat00277
    내부의 값과 '0' 중에서 더 큰 값을 나타낸다.

    [수학식 2]

    Figure 112016075857115-pat00278


    여기서,
    Figure 112016075857115-pat00279
    는 업데이트된
    Figure 112016075857115-pat00280
    의 값이며,
    Figure 112016075857115-pat00281
    는 상기 기지국이 수신하는 간섭 신호의 총합의 임계값이다.
    Figure 112016075857115-pat00282
    는 기지국으로 간섭을 전송하는 단말기들의 개수이고,
    Figure 112016075857115-pat00283
    는 이전 전송 전력의 값이다.
    Figure 112016075857115-pat00284
    는 임의의 상수이다.
  4. 기지국의 커버리지 내에 위치하는 단말기에 있어서,
    상기 기지국의 커버리지 내에 위치하는 제3 단말기가 상기 기지국으로 제1 데이터를 전송하는 시간 동안 상기 단말기와 페어링된 제2 단말기로 상기 단말기로부터 상기 기지국까지의 제1 채널 상태를 고려하여 결정된 전송 전력으로 제2 데이터를 직접 전송하는 전송부; 및
    상기 전송 전력을 하기 수학식 3에 따라서 결정하는 전송 전력 결정부
    를 포함하는 단말기.

    [수학식 3]

    Figure 112016075857115-pat00285


    여기서,
    Figure 112016075857115-pat00286
    는 하기 수학식 4에 따라서 결정된다.
    Figure 112016075857115-pat00287
    는 제1 채널 상태로서,
    Figure 112016075857115-pat00288
    는 단말기로부터 기지국까지 채널의 멀티 패스 페이딩 채널의 영향이고,
    Figure 112016075857115-pat00289
    는 단말기로부터 기지국까지의 거리에 따른 채널 이득이다.
    Figure 112016075857115-pat00290
    는 상기 제2 단말기로부터 상기 단말기까지의 채널 상태인 제2 채널 상태로서,
    Figure 112016075857115-pat00291
    는 는 상기 단말기로부터 상기 제2 단말기까지 채널의 멀티 패스 페이딩 채널의 영향이고,
    Figure 112016075857115-pat00292
    는 상기 제2 단말기로부터 상기 단말기까지의 거리에 따른 채널 이득이다.
    Figure 112016075857115-pat00293
    는 열잡음의 전력이고,
    Figure 112016075857115-pat00294
    는 단말기로부터 기지국으로 전송되는 간섭의 세기이고,
    Figure 112016075857115-pat00295
    는 단말기의 최대 전송 전력이다.
    Figure 112016075857115-pat00296
    는
    Figure 112016075857115-pat00297
    내부의 값과 '0' 중에서 더 큰 값을 나타낸다.

    [수학식 4]

    Figure 112016075857115-pat00298

    +
    Figure 112016075857115-pat00299

    =
    Figure 112016075857115-pat00300


    여기서,
    Figure 112016075857115-pat00301
    는 상기 기지국이 수신하는 간섭 신호의 총합의 임계값이다.
  5. 기지국의 커버리지 내에 위치하는 단말기에 있어서,
    상기 기지국의 커버리지 내에 위치하는 제3 단말기가 상기 기지국으로 제1 데이터를 전송하는 시간 동안 상기 단말기와 페어링된 제2 단말기로 상기 단말기로부터 상기 기지국까지의 제1 채널 상태를 고려하여 결정된 전송 전력으로 제2 데이터를 직접 전송하는 전송부; 및
    상기 전송 전력을 하기 수학식 5에 따라서 결정하는 전송 전력 결정부
    를 포함하는 단말기.

    [수학식 5]

    Figure 112016075857115-pat00302


    여기서,
    Figure 112016075857115-pat00303
    는 하기 수학식 6에 따라서 결정된다.
    Figure 112016075857115-pat00304
    는 제1 채널 상태로서,
    Figure 112016075857115-pat00305
    는 단말기로부터 기지국까지 채널의 멀티 패스 페이딩 채널의 영향이고,
    Figure 112016075857115-pat00306
    는 단말기로부터 기지국까지의 거리에 따른 채널 이득이다.
    Figure 112016075857115-pat00307
    는 상기 제2 단말기로부터 상기 단말기까지의 채널 상태인 제2 채널 상태로서,
    Figure 112016075857115-pat00308
    는 는 상기 단말기로부터 상기 제2 단말기까지 채널의 멀티 패스 페이딩 채널의 영향이고,
    Figure 112016075857115-pat00309
    는 상기 제2 단말기로부터 상기 단말기까지의 거리에 따른 채널 이득이다.
    Figure 112016075857115-pat00310
    는 열잡음의 전력이고,
    Figure 112016075857115-pat00311
    는 단말기로부터 기지국으로 전송되는 간섭의 세기이고,
    Figure 112016075857115-pat00312
    는 단말기의 최대 전송 전력이다.
    Figure 112016075857115-pat00313
    는
    Figure 112016075857115-pat00314
    내부의 값과 '0' 중에서 더 큰 값을 나타낸다.

    [수학식 6]

    Figure 112016075857115-pat00315


    여기서, K는 상기 기지국의 커버리지 내에 위치하며 서로 직접 데이터를 전송하는 단말기들(D2D 단말기 페어)의 개수를 나타낸다.
  6. 기지국의 커버리지 내에 위치하는 단말기에 있어서,
    상기 기지국의 커버리지 내에 위치하는 제3 단말기가 상기 기지국으로 제1 데이터를 전송하는 시간 동안 상기 단말기와 페어링된 제2 단말기로 상기 단말기로부터 상기 기지국까지의 제1 채널 상태를 고려하여 결정된 전송 전력으로 제2 데이터를 직접 전송하는 전송부; 및
    상기 전송 전력을 하기 수학식 7에 따라서 결정하는 전송 전력 결정부
    를 포함하는 단말기.

    [수학식 7]

    Figure 112016075857115-pat00316


    여기서,
    Figure 112016075857115-pat00317
    는 하기 수학식 8에 따라서 결정된다.
    Figure 112016075857115-pat00318
    는 제1 채널 상태로서,
    Figure 112016075857115-pat00319
    는 단말기로부터 기지국까지 채널의 멀티 패스 페이딩 채널의 영향이고,
    Figure 112016075857115-pat00320
    는 단말기로부터 기지국까지의 거리에 따른 채널 이득이다.
    Figure 112016075857115-pat00321
    는 상기 제2 단말기로부터 상기 단말기까지의 채널 상태인 제2 채널 상태로서,
    Figure 112016075857115-pat00322
    는 는 상기 단말기로부터 상기 제2 단말기까지 채널의 멀티 패스 페이딩 채널의 영향이고,
    Figure 112016075857115-pat00323
    는 상기 제2 단말기로부터 상기 단말기까지의 거리에 따른 채널 이득이다.
    Figure 112016075857115-pat00324
    는 열잡음의 전력이고,
    Figure 112016075857115-pat00325
    는 단말기로부터 기지국으로 전송되는 간섭의 세기이고,
    Figure 112016075857115-pat00326
    는 단말기의 최대 전송 전력이다.
    Figure 112016075857115-pat00327
    는
    Figure 112016075857115-pat00328
    내부의 값과 '0' 중에서 더 큰 값을 나타낸다.

    [수학식 8]

    Figure 112016075857115-pat00329


    여기서,
    Figure 112016075857115-pat00330
    는 상기 기지국이 수신하는 간섭 신호의 총합의 임계값이다.
  7. 기지국의 커버리지 내에 위치하는 단말기에 있어서,
    상기 기지국의 커버리지 내에 위치하는 제3 단말기가 상기 기지국으로 제1 데이터를 전송하는 시간 동안 상기 단말기와 페어링된 제2 단말기로 상기 단말기로부터 상기 기지국까지의 제1 채널 상태를 고려하여 결정된 전송 전력으로 제2 데이터를 직접 전송하는 전송부; 및
    상기 전송 전력을 하기 수학식 9에 따라서 결정하는 전송 전력 결정부
    를 포함하는 단말기.

    [수학식 9]

    Figure 112016075857115-pat00331


    여기서,
    Figure 112016075857115-pat00332
    는 하기 수학식 10에 따라서 결정된다.
    Figure 112016075857115-pat00333
    는 제1 채널 상태로서,
    Figure 112016075857115-pat00334
    는 단말기로부터 기지국까지 채널의 멀티 패스 페이딩 채널의 영향이고,
    Figure 112016075857115-pat00335
    는 단말기로부터 기지국까지의 거리에 따른 채널 이득이다.
    Figure 112016075857115-pat00336
    는 상기 제2 단말기로부터 상기 단말기까지의 채널 상태인 제2 채널 상태로서,
    Figure 112016075857115-pat00337
    는 는 상기 단말기로부터 상기 제2 단말기까지 채널의 멀티 패스 페이딩 채널의 영향이고,
    Figure 112016075857115-pat00338
    는 상기 제2 단말기로부터 상기 단말기까지의 거리에 따른 채널 이득이다.
    Figure 112016075857115-pat00339
    는 열잡음의 전력이고,
    Figure 112016075857115-pat00340
    는 단말기로부터 기지국으로 전송되는 간섭의 세기이고,
    Figure 112016075857115-pat00341
    는 단말기의 최대 전송 전력이다.
    Figure 112016075857115-pat00342
    는
    Figure 112016075857115-pat00343
    내부의 값과 '0' 중에서 더 큰 값을 나타낸다.

    [수학식 10]

    Figure 112016075857115-pat00344


    여기서, K는 상기 기지국의 커버리지 내에 위치하며 서로 직접 데이터를 전송하는 단말기들(D2D 단말기 페어)의 개수를 나타낸다.
  8. 커버리지 내에 위치한 단말기들이 서로 데이터를 직접 전송하는 기지국에 있어서,
    상기 단말기들 중에서 제1 단말기로부터 파일럿 신호를 수신하는 파일럿 수신부;
    상기 수신한 파일럿 신호를 이용하여 상기 제1 단말기로부터 상기 기지국까지의 제1 채널 상태를 추정하는 채널 상태 추정부;
    상기 제1 단말기로부터 상기 단말기들에 포함된 제2 단말기까지의 제2 채널 상태를 상기 제1 단말기로부터 수신하는 채널 상태 수신부;
    상기 제1 채널 상태 및 상기 제2 채널 상태를 고려하여 상기 제1 단말기에 대한 전송 전력을 결정하는 전송 전력 결정부; 및
    상기 결정된 전송 전력을 상기 제1 단말기로 전송하는 전송부
    를 포함하고,
    상기 기지국의 커버리지 내에 위치하는 제3 단말기가 상기 기지국으로 제1 데이터를 전송하는 시간 동안, 상기 전송된 전송 전력에 따라서 상기 제1 단말기는 상기 제2 단말기로 제2 데이터를 직접 전송하고,
    상기 전송 전력 결정부는 하기 수학식 11 및 하기 수학식 12에 따라서 상기 전송 전력을 결정하는 기지국.


    [수학식 11]

    Figure 112016075857115-pat00454


    여기서,
    Figure 112016075857115-pat00455
    는 전송 단말기의 전송 전력을 계산하기 위한 파라미터이고,
    Figure 112016075857115-pat00456
    는 상기 기지국이 수신하는 간섭 신호의 총합의 임계값이다.
    Figure 112016075857115-pat00457
    는 전송 전력
    Figure 112016075857115-pat00458
    의 값이 0인 단말기들의 집합이고,
    Figure 112016075857115-pat00459
    는 전송 전력
    Figure 112016075857115-pat00460
    의 값이
    Figure 112016075857115-pat00461
    인 단말기들의 집합이다.
    Figure 112016075857115-pat00462
    는 제1 채널 상태로서,
    Figure 112016075857115-pat00463
    는 단말기로부터 기지국까지 채널의 멀티 패스 페이딩 채널의 영향이고,
    Figure 112016075857115-pat00464
    는 단말기로부터 기지국까지의 거리에 따른 채널 이득이다.
    Figure 112016075857115-pat00465
    는 상기 제2 단말기로부터 상기 단말기까지의 채널 상태인 제2 채널 상태로서,
    Figure 112016075857115-pat00466
    는 상기 단말기로부터 상기 제2 단말기까지 채널의 멀티 패스 페이딩 채널의 영향이고,
    Figure 112016075857115-pat00467
    는 상기 제2 단말기로부터 상기 단말기까지의 거리에 따른 채널 이득이다.
    Figure 112016075857115-pat00468
    는 열잡음의 전력이고,
    Figure 112016075857115-pat00469
    는 단말기로부터 기지국으로 전송되는 간섭의 세기이고,
    Figure 112016075857115-pat00470
    는 단말기의 최대 전송 전력이다.
    Figure 112016075857115-pat00471
    는
    Figure 112016075857115-pat00472
    내부의 값과 '0' 중에서 더 큰 값을 나타낸다.

    [수학식 12]

    Figure 112016075857115-pat00473


    여기서,
    Figure 112016075857115-pat00474
    는 i번째 D2D 전송 단말기의 전송 전력이다.
  9. 삭제
  10. 제8항에 있어서,
    상기 전송 전력 결정부는 상기 결정된 전송 전력이 하기 수학식 13을 만족할 때까지 상기 수학식 11 및 상기 수학식 12를 반복하여 상기 전송 전력을 업데이트하는 기지국.

    [수학식 13]

    Figure 112016075857115-pat00364

  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 기지국의 커버리지 내에 위치하는 단말기의 동작 방법에 있어서,
    상기 기지국의 커버리지 내에 위치하는 제3 단말기가 상기 기지국으로 제1 데이터를 전송하는 시간 동안 상기 단말기와 페어링된 제2 단말기로 상기 단말기로부터 상기 기지국까지의 제1 채널 상태를 고려하여 결정된 전송 전력으로 제2 데이터를 직접 전송하는 단계; 및
    하기 수학식 14에 따라서 상기 전송 전력을 업데이트하여 결정하는 단계
    를 포함하는 단말기의 동작 방법.

    [수학식 14]

    Figure 112016075857115-pat00365

    여기서,
    Figure 112016075857115-pat00366
    는 업데이트된 전송 전력의 값이고,
    Figure 112016075857115-pat00367
    는 하기 수학식 15와 같이 업데이트된다.
    Figure 112016075857115-pat00368
    는 제1 채널 상태로서,
    Figure 112016075857115-pat00369
    는 단말기로부터 기지국까지 채널의 멀티 패스 페이딩 채널의 영향이고,
    Figure 112016075857115-pat00370
    는 단말기로부터 기지국까지의 거리에 따른 채널 이득이다.
    Figure 112016075857115-pat00371
    는 상기 제2 단말기로부터 상기 단말기까지의 채널 상태인 제2 채널 상태로서,
    Figure 112016075857115-pat00372
    는 상기 단말기로부터 상기 제2 단말기까지 채널의 멀티 패스 페이딩 채널의 영향이고,
    Figure 112016075857115-pat00373
    는 상기 제2 단말기로부터 상기 단말기까지의 거리에 따른 채널 이득이다.
    Figure 112016075857115-pat00374
    는 열잡음의 전력이고,
    Figure 112016075857115-pat00375
    는 단말기로부터 기지국으로 전송되는 간섭의 세기이고,
    Figure 112016075857115-pat00376
    는 단말기의 최대 전송 전력이다.
    Figure 112016075857115-pat00377
    는
    Figure 112016075857115-pat00378
    내부의 값과 '0' 중에서 더 큰 값을 나타낸다.

    [수학식 15]

    Figure 112016075857115-pat00379


    여기서,
    Figure 112016075857115-pat00380
    는 업데이트된
    Figure 112016075857115-pat00381
    의 값이며,
    Figure 112016075857115-pat00382
    는 상기 기지국이 수신하는 간섭 신호의 총합의 임계값이다.
    Figure 112016075857115-pat00383
    는 기지국으로 간섭을 전송하는 단말기들의 개수이고,
    Figure 112016075857115-pat00384
    는 이전 전송 전력의 값이다.
    Figure 112016075857115-pat00385
    는 임의의 상수이다.
  14. 기지국의 커버리지 내에 위치하는 단말기의 동작 방법에 있어서,
    상기 기지국의 커버리지 내에 위치하는 제3 단말기가 상기 기지국으로 제1 데이터를 전송하는 시간 동안 상기 단말기와 페어링된 제2 단말기로 상기 단말기로부터 상기 기지국까지의 제1 채널 상태를 고려하여 결정된 전송 전력으로 제2 데이터를 직접 전송하는 단계; 및
    하기 수학식 16에 따라서 상기 전송 전력을 결정하는 단계
    를 포함하는 단말기의 동작 방법.

    [수학식 16]

    Figure 112016075857115-pat00386


    여기서,
    Figure 112016075857115-pat00387
    는 하기 수학식 17에 따라서 결정된다.
    Figure 112016075857115-pat00388
    는 제1 채널 상태로서,
    Figure 112016075857115-pat00389
    는 단말기로부터 기지국까지 채널의 멀티 패스 페이딩 채널의 영향이고,
    Figure 112016075857115-pat00390
    는 단말기로부터 기지국까지의 거리에 따른 채널 이득이다.
    Figure 112016075857115-pat00391
    는 상기 제2 단말기로부터 상기 단말기까지의 채널 상태인 제2 채널 상태로서,
    Figure 112016075857115-pat00392
    는 는 상기 단말기로부터 상기 제2 단말기까지 채널의 멀티 패스 페이딩 채널의 영향이고,
    Figure 112016075857115-pat00393
    는 상기 제2 단말기로부터 상기 단말기까지의 거리에 따른 채널 이득이다.
    Figure 112016075857115-pat00394
    는 열잡음의 전력이고,
    Figure 112016075857115-pat00395
    는 단말기로부터 기지국으로 전송되는 간섭의 세기이고,
    Figure 112016075857115-pat00396
    는 단말기의 최대 전송 전력이다.
    Figure 112016075857115-pat00397
    는
    Figure 112016075857115-pat00398
    내부의 값과 '0' 중에서 더 큰 값을 나타낸다.

    [수학식 17]

    Figure 112016075857115-pat00399

    +
    Figure 112016075857115-pat00400

    =
    Figure 112016075857115-pat00401


    여기서,
    Figure 112016075857115-pat00402
    는 상기 기지국이 수신하는 간섭 신호의 총합의 임계값이다.
  15. 기지국의 커버리지 내에 위치하는 단말기의 동작 방법에 있어서,
    상기 기지국의 커버리지 내에 위치하는 제3 단말기가 상기 기지국으로 제1 데이터를 전송하는 시간 동안 상기 단말기와 페어링된 제2 단말기로 상기 단말기로부터 상기 기지국까지의 제1 채널 상태를 고려하여 결정된 전송 전력으로 제2 데이터를 직접 전송하는 단계; 및
    하기 수학식 18에 따라서 상기 전송 전력을 결정하는 단계
    를 포함하는 단말기의 동작 방법.

    [수학식 18]

    Figure 112016075857115-pat00403


    여기서,
    Figure 112016075857115-pat00404
    는 하기 수학식 19에 따라서 결정된다.
    Figure 112016075857115-pat00405
    는 제1 채널 상태로서,
    Figure 112016075857115-pat00406
    는 단말기로부터 기지국까지 채널의 멀티 패스 페이딩 채널의 영향이고,
    Figure 112016075857115-pat00407
    는 단말기로부터 기지국까지의 거리에 따른 채널 이득이다.
    Figure 112016075857115-pat00408
    는 상기 제2 단말기로부터 상기 단말기까지의 채널 상태인 제2 채널 상태로서,
    Figure 112016075857115-pat00409
    는 는 상기 단말기로부터 상기 제2 단말기까지 채널의 멀티 패스 페이딩 채널의 영향이고,
    Figure 112016075857115-pat00410
    는 상기 제2 단말기로부터 상기 단말기까지의 거리에 따른 채널 이득이다.
    Figure 112016075857115-pat00411
    는 열잡음의 전력이고,
    Figure 112016075857115-pat00412
    는 단말기로부터 기지국으로 전송되는 간섭의 세기이고,
    Figure 112016075857115-pat00413
    는 단말기의 최대 전송 전력이다.
    Figure 112016075857115-pat00414
    는
    Figure 112016075857115-pat00415
    내부의 값과 '0' 중에서 더 큰 값을 나타낸다.

    [수학식 19]

    Figure 112016075857115-pat00416


    여기서, K는 상기 기지국의 커버리지 내에 위치하며 서로 직접 데이터를 전송하는 단말기들(D2D 단말기 페어)의 개수를 나타낸다.
  16. 기지국의 커버리지 내에 위치하는 단말기의 동작 방법에 있어서,
    상기 기지국의 커버리지 내에 위치하는 제3 단말기가 상기 기지국으로 제1 데이터를 전송하는 시간 동안 상기 단말기와 페어링된 제2 단말기로 상기 단말기로부터 상기 기지국까지의 제1 채널 상태를 고려하여 결정된 전송 전력으로 제2 데이터를 직접 전송하는 단계; 및
    하기 수학식 20에 따라서 상기 전송 전력을 결정하는 단계
    를 포함하는 단말기의 동작 방법.

    [수학식 20]

    Figure 112016075857115-pat00417


    여기서,
    Figure 112016075857115-pat00418
    는 하기 수학식 21에 따라서 결정된다.
    Figure 112016075857115-pat00419
    는 제1 채널 상태로서,
    Figure 112016075857115-pat00420
    는 단말기로부터 기지국까지 채널의 멀티 패스 페이딩 채널의 영향이고,
    Figure 112016075857115-pat00421
    는 단말기로부터 기지국까지의 거리에 따른 채널 이득이다.
    Figure 112016075857115-pat00422
    는 상기 제2 단말기로부터 상기 단말기까지의 채널 상태인 제2 채널 상태로서,
    Figure 112016075857115-pat00423
    는 는 상기 단말기로부터 상기 제2 단말기까지 채널의 멀티 패스 페이딩 채널의 영향이고,
    Figure 112016075857115-pat00424
    는 상기 제2 단말기로부터 상기 단말기까지의 거리에 따른 채널 이득이다.
    Figure 112016075857115-pat00425
    는 열잡음의 전력이고,
    Figure 112016075857115-pat00426
    는 단말기로부터 기지국으로 전송되는 간섭의 세기이고,
    Figure 112016075857115-pat00427
    는 단말기의 최대 전송 전력이다.
    Figure 112016075857115-pat00428
    는
    Figure 112016075857115-pat00429
    내부의 값과 '0' 중에서 더 큰 값을 나타낸다.

    [수학식 21]

    Figure 112016075857115-pat00430


    여기서,
    Figure 112016075857115-pat00431
    는 상기 기지국이 수신하는 간섭 신호의 총합의 임계값이다.
  17. 기지국의 커버리지 내에 위치하는 단말기의 동작 방법에 있어서,
    상기 기지국의 커버리지 내에 위치하는 제3 단말기가 상기 기지국으로 제1 데이터를 전송하는 시간 동안 상기 단말기와 페어링된 제2 단말기로 상기 단말기로부터 상기 기지국까지의 제1 채널 상태를 고려하여 결정된 전송 전력으로 제2 데이터를 직접 전송하는 단계; 및
    하기 수학식 22에 따라서 상기 전송 전력을 결정하는 단계
    를 포함하는 단말기의 동작 방법.

    [수학식 22]

    Figure 112016075857115-pat00432


    여기서,
    Figure 112016075857115-pat00433
    는 하기 수학식 23에 따라서 결정된다.
    Figure 112016075857115-pat00434
    는 제1 채널 상태로서,
    Figure 112016075857115-pat00435
    는 단말기로부터 기지국까지 채널의 멀티 패스 페이딩 채널의 영향이고,
    Figure 112016075857115-pat00436
    는 단말기로부터 기지국까지의 거리에 따른 채널 이득이다.
    Figure 112016075857115-pat00437
    는 상기 제2 단말기로부터 상기 단말기까지의 채널 상태인 제2 채널 상태로서,
    Figure 112016075857115-pat00438
    는 는 상기 단말기로부터 상기 제2 단말기까지 채널의 멀티 패스 페이딩 채널의 영향이고,
    Figure 112016075857115-pat00439
    는 상기 제2 단말기로부터 상기 단말기까지의 거리에 따른 채널 이득이다.
    Figure 112016075857115-pat00440
    는 열잡음의 전력이고,
    Figure 112016075857115-pat00441
    는 단말기로부터 기지국으로 전송되는 간섭의 세기이고,
    Figure 112016075857115-pat00442
    는 단말기의 최대 전송 전력이다.
    Figure 112016075857115-pat00443
    는
    Figure 112016075857115-pat00444
    내부의 값과 '0' 중에서 더 큰 값을 나타낸다.

    [수학식 23]

    Figure 112016075857115-pat00445


    여기서, K는 상기 기지국의 커버리지 내에 위치하며 서로 직접 데이터를 전송하는 단말기들(D2D 단말기 페어)의 개수를 나타낸다.
  18. 제13항 내지 제17항 중에서 어느 하나의 항의 방법을 실행시키기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체.
KR1020150105695A 2015-07-27 2015-07-27 단말간 통신 시스템에서 전송 전력을 결정하는 장치 및 방법 KR101662505B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150105695A KR101662505B1 (ko) 2015-07-27 2015-07-27 단말간 통신 시스템에서 전송 전력을 결정하는 장치 및 방법
PCT/KR2015/009814 WO2017018593A1 (ko) 2015-07-27 2015-09-18 단말간 통신 시스템에서 전송 전력을 결정하는 장치 및 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150105695A KR101662505B1 (ko) 2015-07-27 2015-07-27 단말간 통신 시스템에서 전송 전력을 결정하는 장치 및 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101662505B1 true KR101662505B1 (ko) 2016-10-05

Family

ID=57153839

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150105695A KR101662505B1 (ko) 2015-07-27 2015-07-27 단말간 통신 시스템에서 전송 전력을 결정하는 장치 및 방법

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR101662505B1 (ko)
WO (1) WO2017018593A1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102568492B1 (ko) * 2022-03-17 2023-08-18 경상국립대학교산학협력단 이진 피드백을 이용한 인공 신경망 기반의 통신 시스템
KR102568491B1 (ko) * 2022-03-22 2023-08-18 경상국립대학교산학협력단 부분 피드백을 이용한 인공 신경망 기반의 통신 시스템

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117320063A (zh) * 2022-06-21 2023-12-29 中移(成都)信息通信科技有限公司 一种处理方法及装置、设备、存储介质

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013137580A1 (ko) * 2012-03-12 2013-09-19 엘지전자 주식회사 제어 정보 송수신 방법 및 이를 위한 장치
WO2013191518A1 (ko) * 2012-06-22 2013-12-27 엘지전자 주식회사 기기-대-기기 통신을 위한 스케줄링 방법 및 이를 위한 장치
WO2015053514A1 (ko) * 2013-10-08 2015-04-16 삼성전자 주식회사 무선 통신 시스템의 전송 신호 전력 제어 및 발견 신호 자원 다중화 방법 및 장치

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140023008A1 (en) * 2010-12-27 2014-01-23 Jae-Young Ahn Method for establishing a device-to-device link connection and scheduling for device-to-device communication and terminal relaying
US9345016B2 (en) * 2012-03-22 2016-05-17 Lg Electronics Inc. Channel information transmitting method and device

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013137580A1 (ko) * 2012-03-12 2013-09-19 엘지전자 주식회사 제어 정보 송수신 방법 및 이를 위한 장치
WO2013191518A1 (ko) * 2012-06-22 2013-12-27 엘지전자 주식회사 기기-대-기기 통신을 위한 스케줄링 방법 및 이를 위한 장치
WO2015053514A1 (ko) * 2013-10-08 2015-04-16 삼성전자 주식회사 무선 통신 시스템의 전송 신호 전력 제어 및 발견 신호 자원 다중화 방법 및 장치

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102568492B1 (ko) * 2022-03-17 2023-08-18 경상국립대학교산학협력단 이진 피드백을 이용한 인공 신경망 기반의 통신 시스템
KR102568491B1 (ko) * 2022-03-22 2023-08-18 경상국립대학교산학협력단 부분 피드백을 이용한 인공 신경망 기반의 통신 시스템

Also Published As

Publication number Publication date
WO2017018593A1 (ko) 2017-02-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10015829B2 (en) Controlling interference
US8565686B2 (en) Power status multipath search window sizing for wireless communications
EP2966932B1 (en) Wireless fidelity wi-fi access method for user equipment and wi-fi access node
US20160234789A1 (en) Method of controlling transmission power in device-to-device communication and apparatus thereof
KR102126614B1 (ko) 웨이크-업 라디오 링크 적응
US9756482B2 (en) Selective use of single-link communication and group communication
KR101662505B1 (ko) 단말간 통신 시스템에서 전송 전력을 결정하는 장치 및 방법
WO2014189754A2 (en) Systems and methods of making frequency band selection
KR20140093554A (ko) 분산 안테나 구조의 무선 통신 시스템에서 부하 분산 제어 시스템 및 부하 분산 방법
KR101469152B1 (ko) 신호 전송 제어 방법 및 장치
CN114978817B (zh) 无线电接入网络中的信道估计的传递
US10425975B1 (en) Method for selecting a device to act as a relay device between a first and a second node based on received signal quality measurements
US9918282B1 (en) Systems and methods for determining a power option for an access node
EP2904857B1 (en) Uplink power control for machine type communication devices
WO2019070174A1 (en) HIGH-GAIN INTERCELLULAR BEAM TRANSFER
KR20180072319A (ko) 사물인터넷 네트워크에서 게이트웨이의 부하를 분산 제어하는 방법
WO2021003626A1 (zh) 直连通信的发送功率控制方法、装置、设备及存储介质
US20200077463A1 (en) Method and apparatus for controlling radio resource control rrc state and base station
KR101610050B1 (ko) 전력제어 기반의 d2d 통신 시스템 및 그 전력 제어 방법
JP6259526B2 (ja) Ｅｐｓベアラを管理するための方法、無線装置、無線基地局および第２のネットワークノード
US20230027215A1 (en) Resumed beamformed communication with a terminal device
KR102552869B1 (ko) 5g 네트워크 환경에서 lte 및 nr 액세스간 트래픽 경로 제어를 위한 기구 및 방법
CN109997318B (zh) 用于通信系统中的上行链路预编码的系统和方法
KR102575361B1 (ko) 기지국 및 그 제어방법
Park et al. Autonomous mode selection scheme for underlay device-to-device communication

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190822

Year of fee payment: 4