KR101764000B1 - 단말들 간의 직접 통신을 위한 시스템정보 전송방법 및 장치 - Google Patents

단말들 간의 직접 통신을 위한 시스템정보 전송방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

단말들 간의 직접 통신을 위한 시스템정보 전송방법 및 장치가 개시된다. 단말들 간의 직접 통신을 위한 시스템정보 전송방법은, 직접 통신을 수행하는 모드, 단말들의 수, 직접 통신을 위한 요구 지연시간, 전송속도 및 상기 단말들이 위치한 셀의 네트워크 상황 중 적어도 하나 이상을 고려하여, 상기 단말들 사이의 직접 통신을 위한 시스템 정보를 결정하는 단계; 및 상기 결정된 시스템 정보를 상기 단말들로 전송하는 단계를 포함한다.

Description

단말들 간의 직접 통신을 위한 시스템정보 전송방법 및 장치{A METHOD AND AN APPARATUS TRANSMITTING SYSTEM INFORMATION FOR D2D(DEVICE TO DEVICE) COMMUNICATION}
본 발명은 단말 간 직접 통신을 위한 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 단말 간 직접 통신을 수행하는 단말 간의 상호 간섭을 최소화하기 위해 단말 간 직접 통신을 위한 시스템 정보를 단말로 전송하는 방법 및 장치에 대한 것이다.
셀룰러 이동통신 시스템에서의 단말간 직접 통신(Device to Device; 이하 D2D 통신으로 칭함) 기술은 셀룰러 이동통신망에 속한 단말들이 단말 간에 데이터를 주고 받을 때, 기존에는 기지국을 통하여 데이터를 주고 받았으나 기지국을 통하지 않고 단말 간의 직접 링크인 D2D 링크를 설정한 뒤 이 D2D 링크를 통해서 데이터를 직접 주고 받는 기술이다.
이러한 D2D 통신 기술은 인접한 단말 간 데이터 전송 시 기지국의 자원을 사용하지 않고 전송을 함으로써 기지국의 데이터 전송 부담을 덜어주고, 해당 자원을 기지국과 단말 간의 통신에 사용할 수 있기 때문에 셀 전체의 용량 증대를 얻을 수 있다.
셀룰러 이동통신 시스템에서의 D2D 기술은 기존 WiFi Direct, Bluetooth, Zigbee 기술과 비교할 때, 기존 기술에 비해 넓은 셀 커버리지, 허가된(licensed) 주파수 사용에 따른 안정된 링크 성능 및 우수한 보안성 등의 장점을 가지기 때문에 그 중요성이 부각되고 있으며 3GPP에서도 표준화를 진행 중에 있다.
종래의 셀룰러 이동통신 네트워크에서는 셀 내의 두 개 이상의 단말 간에 데이터 전송이 일어나는 경우, 데이터를 송신하는 단말에서 데이터를 기지국으로 전송하고, 해당 코어망을 거친 후 다시 기지국으로부터 데이터를 수신하는 단말로 무선으로 데이터를 전송하는 과정을 통하여 두 개 이상의 단말 사이에 통신이 이루어졌다. 하지만 D2D 통신의 경우에는 두 개 이상의 단말 간에 데이터를 송수신할 때, 하나의 단말기에서 다른 하나의 단말기로 데이터를 직접 송신하고 수신하게 된다.
여기서 주목할 점은, 종래의 셀룰러 이동통신 네트워크에서는 D2D 통신이라는 개념이 없었기 때문에, D2D와 관련된 시스템 정보를 기지국에서 셀 내의 모든 단말들로 송신하지 않았다는 것이다.
하지만, 단말 간의 직접통신인 D2D 통신이 사용되는 경우, D2D 통신과 관련하여 단말기가 기본적으로 알고 있어야 할 사항 및 파라미터(parameter) 값은 셀 내에서 동적으로 변화될 수 있고, 이러한 정보들은 셀 내의 모든 단말기가 초기 접속 시 및 수시로 수신할 수 있도록, 시스템 정보의 형태로 모든 단말기에게 제공할 필요성이 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 단말 간 직접 통신 대상인 단말기들의 통신 특성을 근거로 단말 간 직접 통신을 위한 시스템 정보를 생성하여 기지국 및 다른 단말기로 전송하도록 하는 단말들 간의 직접 통신을 위한 전송장치 및 상기 전송장치에서 시스템정보 전송방법을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 단말들 간의 직접 통신을 위한 시스템정보 전송방법은, 직접 통신을 수행하는 모드, 단말들의 수, 직접 통신을 위한 요구 지연시간, 전송속도 및 상기 단말들이 위치한 셀의 네트워크 상황 중 적어도 하나 이상을 고려하여, 상기 단말들 사이의 직접 통신을 위한 시스템 정보를 결정하는 단계; 및 상기 결정된 시스템 정보를 상기 단말들로 전송하는 단계를 포함한다.
상기 시스템 정보는 상기 단말들이 속하는 매크로셀 기지국, 상기 시스템 정보를 결정하는 네트워크 요소(element) 및 상기 단말들 중 적어도 하나에 의해 결정되어 상기 단말들로 전송될 수 있다.
상기 시스템 정보를 결정하는 단계는, 직접 통신을 위한 주파수 자원, 시간 자원, 지원 가능한 네트워크 모드 및 접속 파라미터 중 적어도 하나 이상을 상기 시스템 정보로서 결정할 수 있다.
상기 시스템 정보를 결정하는 단계는, 매크로 셀이 주파수 분할 듀플렉싱(FDD)방식을 사용하는 경우에, 매크로 셀에서 사용하는 주파수 대역 중에서 일부 또는 그 외의 특정한 주파수를 상기 주파수 자원으로 결정하고, 상기 매크로 셀이 시간 분할 듀플렉싱(TDD)방식을 사용하는 경우에, 상기 매크로 셀에서 사용하는 시간 자원 중에서 일부 타임 슬롯을 상기 시간 자원으로 결정할 수 있다.
상기 시스템 정보를 결정하는 단계는, 상기 단말들의 수 또는 상기 전송속도가 증가하거나, 상기 셀의 네트워크 상황의 비지(busy) 정도가 증가하는 경우에, 상기 주파수 자원 및 상기 시간 자원이 증가되도록 상기 시스템 정보를 결정할 수 있다.
상기 네트워크 모드는 인프라 스트럭쳐(infra structure) 모드, 넌-인프라 스트럭쳐(non-infra structure) 및 상기 단말들 간의 거리에 따른 모드 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 접속 파라미터는 상기 단말들의 식별을 위한 프리엠블(preamble), 초기 접속을 위한 송신 전력 및 초기 전송 모드 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 결정된 시스템 정보를 상기 단말들로 전송하는 단계는, 상기 시스템 정보의 중요도를 고려하여, 마스터 정보 블록(master information block, MIB) 및 시스템 정보 블록(system information block, SIB) 중 적어도 하나 이상의 정보 블록에 상기 시스템 정보를 삽입하여 상기 단말들로 전송할 수 있다.
상기 시스템 정보 전송방법은, 상기 직접 통신을 수행하는 모드, 상기 단말들의 수, 직접 통신을 위한 QoS, 및 상기 단말들이 위치한 셀의 네트워크 상황, 이동통신 사업자의 시스템 운용 정책 중 적어도 하나 이상을 고려하여, 상기 시스템 정보의 전송 주기를 결정하는 단계를 더 포함하고, 상기 결정된 전송 주기에 따라 상기 시스템 정보를 상기 단말들로 전송할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 단말들 간의 직접 통신을 위한 시스템정보 수신방법은, 직접 통신을 수행하는 모드, 단말들의 수, 직접 통신을 위한 요구 지연시간, 전송속도 및 상기 단말들이 위치한 셀의 네트워크 상황 중 적어도 하나 이상을 고려하여 결정된 상기 단말들 사이의 직접 통신을 위한 시스템 정보를 수신하는 단계; 및 상기 수신된 시스템 정보를 사용하여, 상기 단말들 간의 직접 통신을 수행하는 단계를 포함한다.
상기 시스템 정보는 직접 통신을 위한 주파수 자원, 시간 자원, 지원 가능한 네트워크 모드 및 접속 파라미터 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 단말들 간의 직접 통신을 위한 시스템 정보 전송장치는, 직접 통신을 수행하는 모드, 단말들의 수, 직접 통신을 위한 요구 지연시간, 전송속도 및 상기 단말들이 위치한 셀의 네트워크 상황 중 적어도 하나 이상을 고려하여, 상기 단말들 사이의 직접 통신을 위한 시스템 정보를 결정하는 프로그램 코드를 저장하는 제1 메모리; 상기 프로그램 코드를 사용해 상기 시스템 정보를 결정하는 제1 프로세서; 및 상기 결정된 시스템 정보를 상기 단말들로 전송하는 제1 통신 인터페이스부를 포함한다.
상기 제1 프로세서는 직접 통신을 위한 주파수 자원, 시간 자원, 네트워크 모드 및 접속 파라미터 중 적어도 하나 이상을 상기 시스템 정보로서 결정할 수 있다.
상기 제1 프로세서는 매크로 셀이 주파수 분할 듀플렉싱(FDD)방식을 사용하는 경우에 매크로 셀에서 사용하는 주파수 대역 중에서 일부 또는 그 외의 특정한 주파수를 상기 주파수 자원으로 결정하고, 상기 매크로 셀이 시간 분할 듀플렉싱(TDD)방식을 사용하는 경우에 상기 매크로 셀에서 사용하는 시간 자원 중에서 일부 타임 슬롯을 상기 시간 자원으로 결정할 수 있다.
상기 제1 프로세서는, 상기 단말들의 수 또는 상기 전송속도가 증가하거나, 상기 셀의 네트워크 상황의 비지(busy) 정도가 증가하는 경우에, 상기 주파수 자원 및 상기 시간 자원이 증가되도록 상기 시스템 정보를 결정할 수 있다.
상기 네트워크 모드는 인프라 스트럭쳐(infra-structure) 모드, 넌-인프라 스트럭쳐(non-infra structure) 및 상기 단말들 간의 거리에 따른 모드 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 접속 파라미터는 상기 단말들의 식별을 위한 프리엠블(preamble), 초기 접속을 위한 송신 전력 및 초기 전송 모드 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 제1 프로세서는, 상기 시스템 정보의 중요도를 고려하여, 마스터 정보 블록(master information block, MIB) 및 시스템 정보 블록(system information block, SIB) 중 적어도 하나 이상의 정보 블록에 상기 시스템 정보를 삽입하여 상기 단말들로 전송하도록 제어할 수 있다.
상기 제1 프로세서는, 상기 직접 통신을 수행하는 모드, 상기 단말들의 수, 직접 통신을 위한 QoS, 및 상기 단말들이 위치한 셀의 네트워크 상황, 이동통신 사업자의 시스템 운용 정책 중 적어도 하나 이상을 고려하여, 상기 시스템 정보의 전송 주기를 결정하고, 상기 제1 통신 인터페이스부는 상기 결정된 전송 주기에 따라 상기 시스템 정보를 상기 단말들로 전송할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 단말들 간의 직접 통신을 위한 시스템정보 수신장치는, 직접 통신을 수행하는 모드, 단말들의 수, 직접 통신을 위한 요구 지연시간, 전송속도 및 상기 단말들이 위치한 셀의 네트워크 상황 중 적어도 하나 이상을 고려하여 결정된 상기 단말들 사이의 직접 통신을 위한 시스템 정보를 수신하는 제2 통신 인터페이스부; 상기 수신된 시스템 정보에 따라 상기 단말들 간의 직접 통신을 수행하는 프로그램 코드를 저장하는 제2 메모리; 및 상기 프로그램 코드를 사용하여 상기 단말들 간의 직접 통신을 수행하는 제2 프로세서를 포함할 수 있다.
본 발명에 의하면, 단말 간 직접 통신을 위한 전송 장치 및 시스템 정보 전송방법은 단말 간 통신 대상인 단말기들의 통신 특성을 근거로 단말 간 통신을 위한 시스템 정보를 생성하여 기지국 및 다른 단말기로 전송함으로써, 단말기 간의 상호 간섭을 최소화할 수 있다.
또한, 단말 간 직접 통신을 위한 주파수 및 타임 슬롯을 업 링크 주파수(또는 자원)에 설정함으로써, 단말 간 직접 통신을 위한 성능을 최적화할 수 있다.
도 1 내지 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 단말 간 직접 통신 기술을 설명하기 위한 참조도이다.
도 7은 본 발명에 따른 단말 간 직접 통신을 위한 시스템 정보 전송장치를 설명하기 위한 일 실시예의 블록도이다.
도 8은 본 발명에 따른 단말 간 직접 통신을 위한 시스템 정보 수신장치를 설명하기 위한 일 실시예의 블록도이다.
도 9는 본 발명에 따른 단말 간 직접 통신을 위한 시스템 정보 전송방법을 설명하기 위한 일 실시예의 흐름도이다.
도 10은 도 9에 도시된 시스템 정보 결정단계를 설명하기 위한 일 실시예의 흐름도이다.
도 11은 본 발명에 따른 단말 간 직접 통신을 위한 시스템 정보 수신방법을 설명하기 위한 일 실시예의 흐름도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
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. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
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.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
명세서 전체에서 망(network)은, 예를 들어, WiFi(wireless fidelity)와 같은 무선인터넷, WiBro(wireless broadband internet) 또는 WiMax(world interoperability for microwave access)와 같은 휴대인터넷, GSM(global system for mobile communication) 또는 CDMA(code division multiple access)와 같은 2G 이동통신망, WCDMA(wideband code division multiple access) 또는 CDMA2000과 같은 3G 이동통신망, HSDPA(high speed downlink packet access) 또는 HSUPA(high speed uplink packet access)와 같은 3.5G 이동통신망, LTE(long term evolution)망 또는 LTE-Advanced망과 같은 4G 이동통신망, 및 5G 이동통신망 등을 포함할 수 있다.
명세서 전체에서 단말(terminal)은 이동국(mobile station), 이동 단말(mobile terminal), 가입자국(subscriber station), 휴대 가입자국(portable subscriber station), 사용자 장치(user equipment), 접근 단말(access terminal) 등을 지칭할 수도 있고, 단말, 이동국, 이동 단말, 가입자국, 휴대 가입자 국, 사용자 장치, 접근 단말 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다.
여기서, 단말로 통신이 가능한 데스크탑 컴퓨터(desktop computer), 랩탑 컴퓨터(laptop computer), 태블릿(tablet) PC, 무선전화기(wireless phone), 모바일폰(mobile phone), 스마트 폰(smart phone), 스마트 워치(smart watch), 스마트 글래스(smart glass), e-book 리더기, PMP(portable multimedia player), 휴대용 게임기, 네비게이션(navigation) 장치, 디지털 카메라(digital camera), DMB (digital multimedia broadcasting) 재생기, 디지털 음성 녹음기(digital audio recorder), 디지털 음성 재생기(digital audio player), 디지털 영상 녹화기(digital picture recorder), 디지털 영상 재생기(digital picture player), 디지털 동영상 녹화기(digital video recorder), 디지털 동영상 재생기(digital video player) 등을 사용할 수 있다.
명세서 전체에서 기지국(base station)은 접근점(access point), 무선 접근국(radio access station), 노드B(node B), 고도화 노드B(evolved nodeB), 송수신 기지국(base transceiver station), MMR(mobile multihop relay)-BS 등을 지칭할 수도 있고, 기지국, 접근점, 무선 접근국, 노드B, eNodeB, 송수신 기지국, MMR-BS 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다.
도 1 내지 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 단말 간 직접 통신 기술을 설명하기 위한 도면이다.
단말 간 직접 통신은 기지국이나 AP(Access Point) 등 중간 노드를 거치지 않고 단말 간에 직접 통신을 통해 서로 데이터를 송수신하는 통신 형태를 의미한다.
단말 간 직접 통신은 D2D(Device-to-Device) 통신이라고 일컬어지며, 기지국 및 교환 망에 걸리는 부하를 감소시키면서도 사용자 간 데이터를 송수신할 수 있도록 한다.
통신제품 제조업체는 D2D 통신 단말기에 대한 새로운 수요가 포화 상태에 이른 단말 시장에서 돌파구 역할을 해 주기를 희망하고 있으며, 인터넷 서비스 제공자들은 D2D 통신 서비스를 통해 새로운 수익 모델이 창출되기를 기대하고 있다.
3GPP LTE(Long Term Evolution)와 LTE-Advanced를 기반으로 하는 이동통신 네트워크에서 단말기(UE: User Equipment)는 기지국(eNB: evolved NodeB)과 무선으로 연결되고, 기지국에서 user plane에 해당되는 data는 Core Network의 user plane을 담당하는 S-GW(Serving Gateway)/P-GW(PDN Gateway)와 유선으로 연결된다. 이때, 단말 간 직접 통신을 위한 전송경로는 별도로 정의되어 있지 않기 때문에, 단말기는 기지국 및 S-GW/P-GW를 통해 다른 단말기로 데이터를 전송한다. 일례로, 도 1에 도시된 바와 같이, 제1단말기(12)는 제2단말기(14)로 데이터를 전송하기 위해서 데이터를 제1기지국(22)으로 전송하고, 제1기지국(22)은 해당 데이터를 S-GW/P-GW(30)로 전송한다. S-GW/P-GW(30)를 제2단말기(14)가 연결된 제2기지국(24)으로 해당 데이터를 전송하고, 제2기지국(24)은 제2단말기(14)로 해당 데이터를 전송한다. 제1단말기(12)와 제2단말기(14)가 동일한 제1기지국(22)에 속하여 있는 경우에도 두 단말기 간에 데이터를 송수신할 때 S-GW/P-GW(30)를 거치는 경로를 통하여 데이터가 전송된다.
한편, 도 2에 도시된 바와 같이, 4G 이후의 기술인 Beyond 4G 이동통신 망에서는 기지국과 S-GW/P-GW(30)를 통하지 않고 단말기 간에 직접적인 데이터 전송(즉, D2D(Device-to-Device) 통신)을 고려하고 있다. D2D 통신을 하는 경우에는 기존 통신 방식과는 다른 여러 가지 통신 시나리오를 고려할 수 있고, 그에 따라 다양한 기술을 필요로 한다.
셀룰러 이동통신 시스템에서의 D2D 통신은 두 개의 단말기가 기지국의 커버리지 영역 내에 있는 경우(도 3 참조)와 두 개의 단말기가 기지국의 커버리지 영역을 벗어난 경우(도 4 참조)로 분류할 수 있다. 이때, 단말기는 D2D 통신 및 일반적인 기지국과의 통신 중에 적어도 하나의 방식으로 사용자 데이터 및 제어 신호를 송수신한다. 그에 따라, 하나의 셀에는 D2D 통신을 하는 단말기와 기지국과 통신을 하는 단말기가 공존할 수 있다. 또한, 하나의 단말기는 기지국과의 통신과 다른 단말과 D2D 통신을 동시에 할 수도 있다.
일반적으로, 하나의 단말기가 기지국과 통신하기 위해서는 단말기와 기지국 간에 사용자 데이터(user data)와 사용자 데이터 전송을 위한 제어 시그널링 (control signaling) 정보가 전송이 되어야 한다. D2D 통신의 경우에도 단말 간에 이러한 사용자 데이터와 제어 시그널링이 모두 필요하다.
D2D 통신의 경우, 두 개의 단말기가 하나의 기지국 커버리지 내에 위치하는 경우 단말 간에 직접 제어정보를 전송할 수도 있다. 하지만, D2D를 위한 제어 시그널링을 기지국에서 해결해주는 경우, 단말기는 사용자 데이터만 전송하면 되므로 제어 방법이나 시그널링에 대한 부담이 없이 훨씬 간편하게 D2D 통신을 할 수 있게 된다. 따라서, 기지국 내의 두 개의 단말이 D2D 통신을 하는 경우에, 도 3에 도시된 구조가 일반적인 형태가 된다. 또한, 두 개의 단말기가 기지국의 커버리지에 속한 경우에도 기지국의 제어 없이 두 단말기 간에 사용자 데이터와 제어 시그널링을 주고 받는 D2D 통신도 가능하다.
한편, 재난이나 자연 재해 등으로 통신망에 문제가 생기거나, 커버리지를 벗어난 지역에서 D2D 통신을 하는 경우에는 단말 간에 직접 사용자 데이터와 제어 시그널링이 함께 전송되어야 한다.
도 5 및 도 6은 인프라를 사용하지 않는 경우의 D2D 모드를 도시한다. 이런 상황은 매크로 망 커버리지 내에서도 가능하고, 매크로 커버리지가 없는 경우에도 가능하다.
하지만, 일반적으로 매크로망 커버리지 내에 있는 경우에는 기지국이 D2D에 대한 제어를 담당하도록 하는 것이 쉽고 효율적인 D2D 통신을 제공할 수 있다. 따라서, 도 5 및 도 6에 도시된 구조는 매크로 망 커버리지에 포함되지 않거나, 재난이나 재해 등으로 매크로 망이 동작하지 않은 상황에서의 D2D 통신으로 볼 수 있으며, Master-Slave(또는 Clusterhead-based) 모드와 Ad-hoc 모드가 고려될 수 있다.
도 5에 도시된 Master-Slave(또는 Clusterhead-based) 모드의 경우, 복수의 단말기들 중에서 기지국 역할을 하는 하나의 단말기를 설정하고, 해당 단말기를 master(또는, clusterhead)로 결정하고, 나머지는 slave로 결정하여 일정한 영역에 속하는 단말을 클러스터(cluster)로 만들어서 master(또는 clusterhead)가 D2D 통신을 위한 제어를 담당한다.
한편, 도 6에 도시된 Ad-hoc 모드의 경우, 특정한 영역의 모든 단말기로 구성되는 클러스터를 정하지 않고, D2D 통신을 하는 단말기 간에 직접 제어 신호와 사용자 데이터를 전송한다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 단말 간 직접 통신을 위한 시스템 정보 전송장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 단말 간 직접 통신을 위한 시스템 정보 전송장치를 설명하기 위한 블록도이다. 단말들 간의 직접 통신을 위한 시스템 정보 전송장치(100)는 단말들이 속하는 매크로 셀 기지국, 시스템 정보를 결정하는 네트워크 요소(element) 또는 단말들 중 어느 하나 이상에 해당할 수 있다.
시스템 정보 전송장치(100)는 단말 간 직접 통신(이하, D2D(Device-to-Device) 통신)의 대상이 되는 단말기들로 D2D 통신을 위한 시스템 정보를 전송한다. 일반적으로 시스템 정보는 기지국에서 해당 셀에 속한 단말들에게 전송이 된다. 또한, 도 5에서 보이는 경우와 같이 기지국의 개입이 없이 셀 커버리지 외에서 단말들 간에 직접 통신을 수행하는 경우에는 기지국 역할을 수행하는 단말 (clusterhead)이 D2D에 필요한 시스템 정보를 cluster에 속한 단말들에게 전송할 수도 있다.
시스템 정보 전송장치(100)는 셀룰러 이동통신 네트워크에서 D2D 통신을 위해 필요한 기본 정보들을 시스템 정보의 형태로 단말들에게 전송한다. 이를 위해, 시스템 정보 전송 장치(100)는 D2D 통신을 위해 필요한 기본 정보들을 중요도에 따라 분류한다. 시스템 정보 전송장치(100)는 분류된 기본 정보들을 MIB(Master Information Block) 또는 SIB(System Information Block)에 포함하여 시스템 정보를 생성한다. 여기서, 시스템 정보에 포함되는 정보는 D2D 통신을 수행하는 단말기의 수, 요구되는 데이터 전송 속도, D2D 통신 모드, D2D 초기 접속 파라미터 등을 포함한다.
시스템 정보 전송 장치(100)는 생성한 시스템 정보를 D2D 통신 수행 대상인 단말기들에게로 전송한다. 그에 따라, 시스템 정보를 수신한 단말기들은 D2D 통신을 수행한다. 이때, 전송 장치(100)는 D2D 통신 수행 대상인 단말기들 이외에도, 동일한 기지국의 커버리지 내에 위치한 단말기들로 시스템 정보를 전송할 수 있다. 즉, 전송 장치(100)는 D2D 통신을 수행하는 단말기들과 기지국과의 통신을 수행하는 단말기들 간의 상호 간섭 발생을 방지하기 위해서 동일한 커버리지 내에 위치한 단말기들(즉, D2D 통신을 수행하지 않는 단말기)로 시스템 정보를 전송할 수 있다. D2D 통신을 위해서는 기지국의 Uplink 자원의 일부가 별도로 D2D 통신 전용으로 할당되어 사용될 수도 있고, 기지국에서 D2D용으로 별도의 자원을 할당하지 않고, Uplink 자원의 일부를 기지국으로 데이터를 전송하는 단말기들과 공유하여 사용할 수도 있다. 이때, 전송 장치(100)는 설정 주기(예를 들면, 대략 10[ms] 내지 40[ms] 정도) 간격으로 시스템 정보를 단말기들로 전송한다.
이를 위해, 도 7에 도시된 바와 같이, 전송 장치(100)는 제1 프로세서(110), 제1 통신 인터페이스부(120) 및 제1 메모리(130)를 포함하여 구성될 수 있다. 다만, 이러한 구성요소는 시스템 정보를 전송하기 위한 예시적인 구성 블록에 지나지 않으며, 시스템 정보를 전송하기 위한 다양한 구성 블록의 구현이 가능하다.
제1 프로세서(110)는 제1 메모리(130)에 저장된 프로그램 명령(program command)을 실행할 수 있다. 제1 프로세서(110)는 중앙 처리 장치(central processing unit, CPU), 그래픽 처리 장치(graphics processing unit, GPU) 또는 본 발명에 따른 방법들이 수행되는 전용의 프로세서를 의미할 수 있다.
제1 프로세서(110)는 직접 통신을 수행하는 모드, 단말들의 수, 직접 통신을 위한 요구 지연시간, 전송속도 및 상기 단말들이 위치한 셀의 네트워크 상황 중 적어도 하나 이상을 고려하여, 상기 단말들 사이의 직접 통신을 위한 시스템 정보를 결정한다. 예를 들어, 프로세서(110)는 상기 단말들의 수 또는 상기 전송속도가 증가하거나, 상기 셀의 네트워크 상황의 비지(busy) 정도가 증가하는 경우에, 상기 주파수 자원 및 상기 시간 자원이 증가되도록 상기 시스템 정보를 결정한다.
직접 통신을 수행하는 단말의 수가 증가하고 높은 전송 속도가 요구되는 경우, 직접 통신을 위해 사용되는 주파수 또는 시간 자원이 증가되어야 하고, 직접 통신을 수행하기 위해 단말이 사용하는 관련된 파라미터(다양한 모드에 따른 파라미터, 접속 시 초기 전송 전력 등)도 변경되어야 하고, 이와 같은 변경된 사항들이 시스템 정보로 셀 내의 전체 단말기에 전송되어야 한다.
반대의 경우, 직접 통신을 수행하는 단말의 수가 감소하거나 거의 없고, 낮은 전송 속도가 요구되는 경우, 직접 통신을 위해서 사용되는 주파수 또는 시간 자원이 감소되어야 하고, 관련된 파라미터도 변경되어야 하고, 이와 같은 변경된 사항들이 시스템 정보로 셀 내의 전체 단말기에 전송되어야 한다.
또한, D2D 통신은 infrastructure-based 모드, infrastructure를 기반으로 하지 않는 모드, Master-slave(또는 clusterhead) 모드, Ad-hoc 모드 등 다양한 모드로 동작할 수 있다. 이 경우, 하나의 단말기가 상황에 따라 다양한 모드의 D2D 통신을 수행할 수가 있게 되고, 해당되는 모드로 동작하기 위해 필요한 정보들을 단말기로 미리 시스템 정보의 형태로 전송해야 한다. 이러한 시스템 정보는 셀의 상황에 따라 변경될 수도 있고, 이동통신 사업자가 미리 정해 놓은 값을 사용할 수도 있다.
일반적으로 D2D 통신용으로 자원을 할당하는 방식으로 다음의 세 가지가 고려될 수 있다.
1) 매크로 망의 자원 중 일부를 D2D 통신 전용으로 할당하여 사용하는 방식
2) D2D 통신 전용 자원을 별도로 할당하지 않고 상황에 따라 동적으로 기지국에서 할당하는 방식 (단, 매크로 망이 사용하는 자원과 D2D용으로 할당하는 자원은 분리함)
3) D2D 통신 전용 자원을 별도로 할당하지 않고 상황에 따라 기지국에서 동적으로 할당하는 방식 (단, 매크로 망이 사용하는 자원과 D2D용으로 할당하는 자원을 별도로 분리하지 않고 overlay 형태로 공유하여 사용함)
D2D 통신을 수행하는 단말의 수가 많아지거나, 높은 전송 속도가 요구되는 경우, 기존 매크로 기지국과 단말 간의 통신에 간섭을 많이 발생시키거나 매크로 기지국과 단말 간의 통신에 사용되는 자원이 감소하게 되어 통신 품질을 저하시킬 수 있게 된다. 이것은 셀에서 D2D 용의 자원을 어떤 식으로 할당하여 사용하는 지에 따라 많이 달라진다.
또한, D2D 통신의 단말의 수, 전송 속도, 전송 모드, D2D 통신의 QoS(Quality of Service) 요구 수준, 사업자 정책 등에 따라서 D2D 통신을 수행하는 단말들의 식별을 위한 프리엠블(preamble), 초기 접속을 위한 송신 전력 및 초기 전송 모드도 변경될 수 있고, 이 변경된 사항이 시스템 정보로 전송이 되어야 한다.
제1 프로세서(110)는 D2D 통신과 관련된 시스템 정보를 결정하기 위해 필요한 정보를 수집한다. 프로세서(110)는 동일한 기지국의 커버리지 내에 위치한 단말기들이 D2D 통신을 수행하기 위해 필요한 정보를 수집한다. 또한, 제1 프로세서(110)는 D2D 통신이 없는 상태에서 필요한 시스템 정보 이외에 D2D 통신을 수행하기 위해 필요한 모든 시스템정보를 수집하여 해당 정보를 셀에 속한 모든 단말기에게 전송할 준비를 한다.
그 후, 제1 프로세서(110)는 수집된 단말들 간의 D2D 통신을 위한 시스템 정보를 결정한다. 제1 프로세서(110)는 직접 통신을 위한 주파수 자원, 시간 자원, 네트워크 모드 및 접속 파라미터 등을 상기 시스템 정보로서 결정한다. 즉, 제1 프로세서(110)는 D2D 통신에 사용될 주파수 자원 또는 타임 슬롯, D2D 통신 모드, D2D 통신 초기 접속 파라미터 등을 포함하는 시스템 정보를 결정한다.
상기 제1 프로세서(110)는 매크로 셀이 주파수 분할 듀플렉싱(FDD)방식을 사용하는 경우에 업 링크를 위한 주파수 대역 중에서 일부 주파수를 상기 주파수 자원으로 결정하고, 상기 매크로 셀이 시간 분할 듀플렉싱(TDD)방식을 사용하는 경우에 업 링크를 위한 시간 프레임 중에서 일부 타임 슬롯을 상기 시간 자원으로 결정한다. 예를 들어, 프로세서(110)는 수집된 듀플렉스(duplex) 방식을 근거로 D2D 통신용 주파수를 결정한다. 즉, 제1 프로세서(110)는 듀플렉스 방식이 FDD(frequency division duplex)인 경우, 매크로 망에서 사용하는 전체 채널 대역폭(channel bandwidth) 중에서 D2D 통신에 사용할 주파수를 결정한다. 이때, 다운링크(downlink) 주파수 및 업링크(uplink) 주파수를 포함하는 전체 채널 대역폭 중에서 D2D 통신을 수행하는 경우 업링크 주파수의 일부를 D2D용으로 사용하는 것이 일반적으로 성능 측면에서 유리하다. 따라서, 제1 프로세서(110)는 전체 채널 대역폭에서 업링크 주파수의 일부를 D2D 통신용 주파수로 결정할 수 있다. 다만, 반드시 업링크 주파수의 일부를 D2D용으로 사용해야 하는 것은 아니고, D2D용 주파수 자원은 시스템 운용 상황에 따라 다르게 결정될 수 있다.
또한, 제1 프로세서(110)는 수집된 듀플렉스 방식을 근거로 D2D 통신용 타임 슬롯(time slot)을 결정할 수도 있다. 즉, 제1 프로세서(110)는 듀플렉스 방식이 TDD(time division duplex)인 경우, 하나의 프레임(frame)내의 일부에 해당하는 D2D 통신용 타임 슬롯을 결정한다. 이때, 일반적으로 다운링크보다는 업링크 자원의 일부를 D2D 용으로 사용하는 것이 성능 측면에서 유리하기 때문에, 제1 프로세서(110)는 업링크 프레임의 일부를 D2D 통신용 타임 슬롯으로 결정한다. 다만, 반드시 업링크 자원의 일부를 D2D용으로 사용해야 하는 것은 아니고, D2D용 자원은 시스템 운용 상황에 따라 다르게 결정될 수 있다.
제1 프로세서(110)에 의해 결정되는 D2D 통신용 주파수 또는 타임 슬롯은 매크로 망에서 사용하는 자원의 일부분이며, D2D 통신을 수행하는 단말기(10)의 수, D2D 통신 속도, D2D 네트워크 상황 등에 따라 동적(dynamic)으로 결정할 수 있다. 또한, 프로세서(110)에 의해 결정되는 D2D 통신용 주파수 또는 타임 슬롯은 정적(Static)으로 결정될 수도 있다.
제1 프로세서(110)는 D2D 네트워크 모드가 복수인 경우 수집한 정보를 반영하여 D2D 통신 시 사용할 D2D 네트워크 모드를 설정한다. 여기서, 네트워크 모드는 인프라 스트럭쳐(infra-structure) 모드, 넌-인프라 스트럭쳐(non-infra structure) 및 상기 단말들 간의 거리에 따른 모드(예를 들면, 반경 1[km] 이하, 100[m] 이하, 10[cm] 이하 등) 등을 포함한다. 이에 따라, 프로세서(110)는 인프라스트럭쳐(infra-structure) 모드, 넌-인프라스트럭쳐(non-infra-structure) 모드, 단말 간 거리에 따른 모드 중에서 적어도 하나를 D2D 네트워크 모드로 결정한다.
또한, 제1 프로세서(110)는 D2D 통신을 위한 단말 간의 접속을 위한 D2D 통신 초기 접속 파라미터를 설정한다. 여기서, 접속 파라미터는 단말들의 식별을 위한 프리엠블(preamble), 초기 접속을 위한 송신 전력 및 초기 전송 모드 등을 포함한다. 제1 프로세서(110)는 단말의 식별을 위한 프리엠블(preamble), 단말 간 초기 접속 시의 송신 전력, 초기 전송 모드(변조(modulation) 및 채널코딩방식) 등을 포함하는 D2D 통신 초기 접속 파라미터를 결정한다.
제1 프로세서(110)는 시스템 정보의 중요도를 고려하여, 마스터 정보 블록(master information block, MIB) 및 시스템 정보 블록(system information block, SIB) 중 어느 하나의 정보 블록에 상기 시스템 정보를 삽입하여 상기 단말들로 전송하도록 제어한다.
제1 통신 인터페이스부(120)는 제1 프로세서(110)의 제어에 따라, 결정된 시스템 정보를 단말들로 전송한다. 제1 통신 인터페이스부(120)는 시스템 정보의 중요도를 고려하여 마스터 정보 블록(master information block, MIB) 또는 시스템 정보 블록(system information block, SIB)에 삽입된 시스템 정보를 단말들로 전송한다.
한편, 제1 프로세서(110)는 직접 통신을 수행하는 모드, 단말들의 수, 직접 통신을 위한 QoS, 및 상기 단말들이 위치한 셀의 네트워크 상황, 이동통신 사업자의 시스템 운용 정책 등을 고려하여, 시스템 정보의 전송 주기를 결정할 수 있다.
예를 들어, D2D 용으로 사용되는 주파수 또는 시간 자원이 D2D용 단말의 수와 D2D 통신의 QoS에 따라 실시간으로 변동되는 경우, 셀의 자원을 매크로 링크와 D2D 링크가 공유하여 최적으로 사용하기 위해서는 D2D와 관련된 시스템 정보에 거의 실시간으로 빠르게 반영하여야 한다. 또한, 이러한 정보의 전송 주기는 사업자의 시스템 운용 정책에 따라서도 달라질 수 있다. D2D 통신과 관련된 시스템 정보가 빠르게 변화하지 않는 경우에는 동일한 정보를 빠른 주기로 전송할 필요가 없고, 오히려 자주 전송하는 경우 시스템과 단말기에 오버헤드(overhead)가 증가하게 된다. 따라서, 시스템 정보의 변화에 따라서 해당 시스템 정보의 전송 주기를 조정해 줄 필요가 있다.
이에 따라, 제1 통신 인터페이스부(120)는 제1 프로세서(110)에서 결정된 전송 주기에 따라 시스템 정보를 단말들로 전송한다.
제1 메모리(130)는 휘발성 저장 매체 및/또는 비휘발성 저장 매체로 구성될 수 있다. 예를 들어, 제1 메모리(130)는 읽기 전용 메모리(read only memory, ROM) 및/또는 랜덤 액세스 메모리(random access memory, RAM)로 구성될 수 있다. 제1 메모리(120)는 제1 프로세서(110)에서 수행되는 프로그램 명령(program command) 등을 저장하고 있다. 특히, 제1 메모리(130)는 직접 통신을 수행하는 단말들의 수, 직접 통신을 위한 전송 속도 및 상기 단말들이 위치한 셀의 네트워크 상황 중 적어도 하나 이상을 고려하여, 상기 단말들 사이의 직접 통신을 위한 시스템 정보를 결정하기 위한 프로그램 코드를 저장하고 있으며, 또한, 제1 프로세서(110)에서 결정된 시스템 정보를 저장하고 있다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 단말 간 직접 통신을 위한 시스템 정보 수신장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 단말 간 직접 통신을 위한 시스템 정보 수신장치를 설명하기 위한 블록도이다. 도 8에 도시된 바와 같이, 수신 장치(200)는 제2 통신 인터페이스부(210), 제2 메모리(220) 및 제2 프로세서(230)를 포함하여 구성될 수 있다. 다만, 이러한 구성요소는 시스템 정보를 수신하기 위한 예시적인 구성 블록에 지나지 않으며, 시스템 정보를 수신하기 위한 다양한 구성 블록의 구현이 가능하다.
제2 통신 인터페이스부(210)는 직접 통신을 수행하는 모드, 단말들의 수, 직접 통신을 위한 요구 지연시간, 전송속도 및 상기 단말들이 위치한 셀의 네트워크 상황 중 적어도 하나 이상을 고려하여 결정된 상기 단말들 사이의 직접 통신을 위한 시스템 정보를 기지국 또는 다른 단말들로부터 수신한다.
수신되는 시스템 정보는 직접 통신을 수행하는 단말들의 수, 직접 통신을 위한 전송 속도 및 상기 단말들이 위치한 셀의 네트워크 상황 중 적어도 하나 이상을 고려하여 결정된 직접 통신을 위한 정보이다. 예를 들어, 시스템 정보는 단말들의 수 또는 상기 요구 전송속도가 증가하거나, 상기 셀의 네트워크 상황의 비지(busy) 정도가 증가하는 경우에, 상기 주파수 자원 및 상기 시간 자원이 증가되도록 결정된 정보이다.
제2 통신 인터페이스부(210)는 직접 통신을 수행하는 모드, 단말들의 수, 직접 통신을 위한 QoS, 및 상기 단말들이 위치한 셀의 네트워크 상황, 이동통신 사업자의 시스템 운용 정책 등에 의해 결정된 전송 주기에 따라 시스템 정보를 수신한다. 또한, 제2 통신 인터페이스부(210)는 시스템 정보의 중요도를 고려하여, 마스터 정보 블록(master information block, MIB) 및 시스템 정보 블록(system information block, SIB) 중 어느 하나의 정보 블록에 포함된 시스템 정보를 수신한다.
제2 메모리(220)는 수신된 시스템 정보에 따라 상기 단말들 간의 직접 통신을 수행하는 프로그램 코드를 저장하고 있다.
제2 프로세서(230)는 제2 메모리(220)에 저장된 상기 프로그램 코드를 사용하여 상기 단말들 간의 직접 통신을 수행한다. 예를 들어, 단말들의 수 또는 상기 요구 전송속도가 증가하거나, 상기 셀의 네트워크 상황의 비지(busy) 정도가 증가함으로 인해, 주파수 자원 또는 시간 자원이 증가되도록 결정된 시스템 정보인 경우에, 제2 프로세서(230)는 증가되는 주파수 자원 및 시간 자원을 사용하여 단말들 간의 직접 통신을 수행하도록 한다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 단말 간 직접 통신을 위한 시스템 정보 전송 방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 아래와 같다. 도 9는 본 발명에 따른 단말 간 직접 통신을 위한 시스템 정보 전송방법을 설명하기 위한 일 실시예의 흐름도이다.
단말 간 직접 통신을 위한 시스템 정보 전송 장치(100)는 직접 통신을 수행하는 모드, 단말들의 수, 직접 통신을 위한 요구 지연시간, 전송속도 및 상기 단말들이 위치한 셀의 네트워크 상황 중 적어도 하나 이상을 고려하여, 상기 단말들 사이의 직접 통신을 위한 시스템 정보를 결정한다(S300). 전송 장치(100)는 직접 통신을 위한 주파수 자원, 시간 자원, 지원 가능한 네트워크 모드 및 접속 파라미터 등을 시스템 정보로서 결정한다.
도 10은 도 9에 도시된 시스템 정보 결정 과정을 설명하기 위한 일 실시예의 흐름도이다.
우선, 전송 장치(100)는 D2D 통신에 필요한 기본적인 시스템 정보를 수집한다(S400). 전송 장치(100)는 기존에 단말기와 기지국 사이의 통신에 필요한 시스템 정보 이외에 단말기 간의 D2D 통신을 수행하기 위해 필요한 다양한 시스템 파라미터에 대한 정보를 수집한다. 전송 장치(100)는 해당 매크로 망에서 사용하는 듀플렉스 방식에 대한 정보도 D2D 통신용 시스템 정보 중에 중요한 정보로서 수집한다. 즉, 전송 장치(100)는 해당 기지국의 듀플렉스 방식이 FDD(Frequency-Division Duplex)인지 TDD(Time-Division Duplex)인지에 대한 정보를 수집한다.
전송 장치(100)는 매크로 셀이 주파수 분할 듀플렉싱(FDD)방식 또는 시간 분할 듀플렉싱(TDD)방식 중 어느 방식을 사용하는지를 판단한다(S402).
만일, 전송 장치(100)는 주파수 분할 듀플렉싱(FDD)방식을 사용한다면, 업 링크를 위한 주파수 대역 중에서 일부 주파수를 상기 주파수 자원으로 결정하고(S404), 상기 매크로 셀이 시간 분할 듀플렉싱(TDD)방식을 사용하는 경우에는 업 링크를 위한 시간 프레임 중에서 일부 타임 슬롯을 상기 시간 자원으로 결정한다(S406).
전송 장치(100)는 듀플렉스 방식이 FDD이면, 매크로 셀에서 사용하는 전체 채널 대역폭(channel bandwidth) 중에서 D2D 통신에 사용할 주파수를 결정한다. 이때, 전송 장치(100)는 전체 채널 대역폭에서 업링크 주파수의 일부를 D2D 통신용 주파수로 결정할 수 있다. 또한, 다운링크 주파수의 일부가 D2D 통신용으로 사용될 수도 있다. 전송 장치(100)는 D2D 통신 대상인 단말기의 수, D2D 전송 속도, 셀 네트워크 상황 등에 따라 동적(dynamic)으로 D2D 통신에 사용할 주파수를 결정할 수 있으며, 정적(Static)으로 결정할 수도 있다. 또한, D2D 통신용 주파수를 별도로 할당하지 않고, 상황에 따라 업링크나 다운링크 자원의 일부가 overlay 형태로 사용될 수도 있다.
한편, 전송 장치(100)는 듀플렉스 방식이 TDD이면 D2D 통신용 타임 슬롯을 설정한다. 전송 장치(100)는 듀플렉스 방식이 TDD인 경우, 하나의 프레임(Frame)내 일부 타임 슬롯을 D2D 통신용으로 결정한다. 이때, 전송 장치(100)는 다운링크 및 업링크 타임 슬롯의 일부를 D2D 통신용 타임 슬롯으로 결정한다. 일반적으로 업링크 자원을 사용하는 것이 성능 측면에서 유리하기 때문에 업링크 자원이 사용될 수 있다. 전송 장치(100)는 D2D 통신 대상인 단말의 수, D2D 전송 속도, 셀 네트워크 상황 등에 따라 동적(dynamic)으로 D2D 통신에 사용할 타임 슬롯을 결정할 수 있으며, 정적(Static)으로 결정할 수도 있다. 또한, D2D 통신용 타임 슬롯을 별도로 할당하지 않고, 상황에 따라 업링크나 다운링크 자원의 일부가 D2D 통신용으로 사용될 수도 있다.
전송 장치(100)는 상기 단말들의 수 또는 상기 요구 전송속도가 증가하거나, 상기 셀의 네트워크 상황의 비지(busy) 정도가 증가하는 경우에, 상기 주파수 자원 및 상기 시간 자원이 증가되도록 상기 시스템 정보를 결정할 수 있다.
S404 단계 또는 S406 단계 후에, 전송 장치(100)는 D2D 통신 모드 별 파라미터 또는 D2D 통신 접속 파라미터를 결정한다(S408). D2D 통신에는 다양한 모드가 있을 수 있다. 일반적으로 D2D 통신 수행 시, D2D를 위한 자원할당 및 제어신호 전송 등을 D2D 통신을 수행하는 단말이 아닌 기지국과 같은 네트워크 장비를 활용하여 D2D를 수행하는 인프라스트럭쳐 (infra structure) 모드, 네트워크 장비를 활용하지 않고 D2D 통신을 수행하는 단말들이 직접 필요한 자원할당 및 제어신호 등을 전송하면서 D2D 통신을 수행하는 넌-인프라스트럭쳐 (non infra structure) 모드, 단말 간 거리에 따른 다양한 모드(예를 들면, 반경 1km 이하, 100m 이하, 10cm 이하 등) 등이 고려될 수 있다. 그에 따라, 전송 장치(100)는 상술한 모드로 D2D 통신을 할 때 사용될 파라미터를 결정한다. 하나의 기지국 내(또는 기지국 커버리지를 벗어나는 경우)에서도 하나의 단말은 다양한 모드로 D2D 통신을 수행할 수 있기 때문에 각 모드의 D2D 통신에 필요한 시스템 정보를 수신해야 한다.
전송 장치(100)는 D2D 통신을 위한 초기 접속 파라미터 관련 값들도 결정한다. 이때, 전송 장치(100)는 단말의 식별을 위한 프리앰블(preamble), 단말 간 초기 접속 시의 송신 전력, 초기 전송 모드(변조(modulation) 및 채널코딩) 등을 포함하는 D2D 통신 초기 접속 파라미터를 결정한다.
한편, 전송 장치(100)는 직접 통신을 수행하는 모드, 단말들의 수, 직접 통신을 위한 QoS, 및 상기 단말들이 위치한 셀의 네트워크 상황, 이동통신 사업자의 시스템 운용 정책 등을 고려하여, 시스템 정보의 전송 주기를 결정할 수 있다. 또한, 전송 장치(100)는 시스템 정보의 중요도를 고려하여, 마스터 정보 블록(master information block, MIB) 및 시스템 정보 블록(system information block, SIB) 중 어느 하나의 정보 블록에 상기 시스템 정보를 삽입한다.
S300 단계 후에, 전송 장치(100)는 결정된 시스템 정보를 단말들로 전송한다(S302). 전송 장치(100)는 시스템 정보의 중요도를 고려하여 마스터 정보 블록(master information block, MIB) 또는 시스템 정보 블록(system information block, SIB)에 삽입된 시스템 정보를 단말들로 전송한다. 이때, 전송 장치(100)는 단말들의 수, 요구 전송속도 또는 셀의 네트워크 상황 등을 고려하여 결정된 시스템 정보의 전송 주기에 따라, 시스템 정보를 단말들로 전송한다. 이때, 전송 장치(100)는 D2D 통신 대상인 단말들과 동일한 기지국의 커버리지 내에 위치한 단말기들에게도 시스템 정보를 전송할 수도 있다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 단말 간 직접 통신을 위한 시스템 정보 수신방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 아래와 같다. 도 11은 본 발명에 따른 단말 간 직접 통신을 위한 시스템 정보 수신방법을 설명하기 위한 일 실시예의 흐름도이다.
직접 통신을 수행하는 모드, 단말들의 수, 직접 통신을 위한 요구 지연시간, 전송속도 및 상기 단말들이 위치한 셀의 네트워크 상황 중 적어도 하나 이상을 고려하여 결정된 상기 단말들 사이의 직접 통신을 위한 시스템 정보를 수신한다(S500). 상기 시스템 정보는 직접 통신을 위한 주파수 자원, 시간 자원, 지원 가능한 네트워크 모드 및 접속 파라미터 중 적어도 하나 이상을 포함한다. 예를 들어, 시스템 정보는 단말들의 수 또는 상기 요구 전송속도가 증가하거나, 상기 셀의 네트워크 상황의 비지(busy) 정도가 증가하는 경우에, 상기 주파수 자원 및 상기 시간 자원이 증가되도록 결정된 정보이다.
직접 통신을 수행하는 모드, 단말들의 수, 직접 통신을 위한 QoS, 및 상기 단말들이 위치한 셀의 네트워크 상황, 이동통신 사업자의 시스템 운용 정책 등을 고려하여, 시스템 정보의 전송 주기가 결정된다. 따라서, 결정된 전송 주기에 따라 시스템 정보를 수신한다. 또한, 시스템 정보의 중요도를 고려하여, 마스터 정보 블록(master information block, MIB) 및 시스템 정보 블록(system information block, SIB) 중 어느 하나의 정보 블록에 포함된 시스템 정보를 수신한다.
S500 단계 후에, 상기 수신된 시스템 정보를 사용하여, 상기 단말들 간의 직접 통신을 수행한다(S502). 예를 들어, 단말들의 수 또는 상기 요구 전송속도가 증가하거나, 상기 셀의 네트워크 상황의 비지(busy) 정도가 증가함으로 인해, 주파수 자원 또는 시간 자원이 증가되도록 결정된 시스템 정보인 경우에, 증가되는 주파수 자원 및 시간 자원을 사용하여 단말들 간의 직접 통신을 수행한다.
상술한 바와 같이, 단말 간 직접 통신을 위한 전송 장치 및 방법은 단말 간 통신 대상인 단말기들의 통신 특성을 근거로 단말 간 통신을 위한 시스템 정보를 생성하여 단말기로 전송함으로써, 단말기 간의 상호 간섭을 최소화하여 단말 간 직접 통신 성능을 최대화할 수 있는 효과가 있다.
본 발명에 따른 방법들은 다양한 컴퓨터 수단을 통해 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위해 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.
컴퓨터 판독 가능 매체의 예에는 롬(rom), 램(ram), 플래시 메모리(flash memory) 등과 같이 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러(compiler)에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터(interpreter) 등을 사용해서 컴퓨터에 의해 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상술한 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 적어도 하나의 소프트웨어 모듈로 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 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.
100: 시스템 정보 전송장치
110: 제1 프로세서
120: 제1 통신 인터페이스부
130: 제1 메모리
200: 시스템 정보 수신장치
210: 제2 통신 인터페이스부
220: 제2 메모리
230: 제2 프로세서

Claims (20)

  1. 단말들 간의 직접 통신을 위한 시스템정보 전송방법에 있어서,
    직접 통신을 수행하는 모드, 단말들의 수, 직접 통신을 위한 요구 지연시간, 전송속도 및 상기 단말들이 위치한 셀의 네트워크 상황 중 적어도 하나 이상을 고려하여, 상기 단말들 사이의 직접 통신을 위한 시스템 정보를 결정하는 단계; 및
    상기 결정된 시스템 정보를 MIB(Master Information Block) 및 SIB(System Information Block) 중 적어도 하나에 삽입하여 주기적으로상기 단말들로 전송하는 단계를 포함하며,
    상기 시스템 정보는 직접 통신을 위한 주파수 자원, 시간 자원, 지원 가능한 네트워크 모드 및 접속 파라미터 중 적어도 하나 이상을 포함하는 시스템정보 전송방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 시스템 정보는 상기 단말들이 속하는 매크로셀 기지국, 상기 시스템 정보를 결정하는 네트워크 요소(element) 및 상기 단말들 중 적어도 하나에 의해 결정되어 상기 단말들로 전송되는 것을 특징으로 하는 시스템정보 전송방법.
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 시스템 정보를 결정하는 단계는
    매크로 셀이 주파수 분할 듀플렉싱(FDD)방식을 사용하는 경우에, 매크로 셀에서 사용하는 주파수 대역 중에서 일부 또는 그 외의 특정한 주파수를 상기 주파수 자원으로 결정하고, 상기 매크로 셀이 시간 분할 듀플렉싱(TDD)방식을 사용하는 경우에, 상기 매크로 셀에서 사용하는 시간 자원 중에서 일부 타임 슬롯을 상기 시간 자원으로 결정하는 것을 특징으로 하는 시스템정보 전송방법.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 시스템 정보를 결정하는 단계는
    상기 단말들의 수 또는 상기 전송속도가 증가하거나, 상기 셀의 네트워크 상황의 비지(busy) 정도가 증가하는 경우에, 상기 주파수 자원 및 상기 시간 자원이 증가되도록 상기 시스템 정보를 결정하는 것을 특징으로 하는 시스템정보 전송방법.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 네트워크 모드는 인프라 스트럭쳐(infra structure) 모드, 넌-인프라 스트럭쳐(non-infra structure) 및 상기 단말들 간의 거리에 따른 모드 중 적어도 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템정보 전송방법.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 접속 파라미터는 상기 단말들의 식별을 위한 프리엠블(preamble), 초기 접속을 위한 송신 전력 및 초기 전송 모드 중 적어도 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템정보 전송방법.
  8. 청구항 1에 있어서, 상기 결정된 시스템 정보를 상기 단말들로 전송하는 단계는
    상기 시스템 정보의 중요도를 고려하여, 중요도가 높은 시스템 정보는 마스터 정보 블록(master information block, MIB)에 삽입하고, 중요도가 낮은 시스템 정보는 시스템 정보 블록(system information block, SIB)에 삽입하여 상기 단말들로 전송하는 것을 특징으로 하는 시스템정보 전송방법.
  9. 청구항 1에 있어서, 상기 시스템 정보 전송방법은
    상기 직접 통신을 수행하는 모드, 상기 단말들의 수, 직접 통신을 위한 QoS, 및 상기 단말들이 위치한 셀의 네트워크 상황, 이동통신 사업자의 시스템 운용 정책 중 적어도 하나 이상을 고려하여, 상기 시스템 정보의 전송 주기를 결정하는 단계를 더 포함하고,
    상기 결정된 전송 주기에 따라 상기 시스템 정보를 상기 단말들로 전송하는 것을 특징으로 하는 시스템정보 전송방법.
  10. 단말들 간의 직접 통신을 위한 시스템정보 수신방법에 있어서,
    직접 통신을 수행하는 모드, 단말들의 수, 직접 통신을 위한 요구 지연시간, 전송속도 및 상기 단말들이 위치한 셀의 네트워크 상황 중 적어도 하나 이상을 고려하여 결정된 상기 단말들 사이의 직접 통신을 위한 시스템 정보를 주기적으로 수신하는 단계; 및
    상기 수신된 시스템 정보를 사용하여, 상기 단말들 간의 직접 통신을 수행하는 단계를 포함하며,
    상기 시스템 정보는 직접 통신을 위한 주파수 자원, 시간 자원, 지원 가능한 네트워크 모드 및 접속 파라미터 중 적어도 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템정보 수신방법.
  11. 삭제
  12. 단말들 간의 직접 통신을 위한 시스템 정보 전송장치에 있어서,
    직접 통신을 수행하는 모드, 단말들의 수, 직접 통신을 위한 요구 지연시간, 전송속도 및 상기 단말들이 위치한 셀의 네트워크 상황 중 적어도 하나 이상을 고려하여, 상기 단말들 사이의 직접 통신을 위한 시스템 정보를 결정하는 프로그램 코드를 저장하는 제1 메모리;
    상기 프로그램 코드를 사용해 상기 시스템 정보를 결정하는 제1 프로세서; 및
    상기 결정된 시스템 정보를 MIB(Master Information Block) 및 SIB(System Information Block) 중 적어도 하나에 삽입하여 주기적으로 상기 단말들로 전송하는 제1 통신 인터페이스부를 포함하며,
    상기 시스템 정보는 직접 통신을 위한 주파수 자원, 시간 자원, 지원 가능한 네트워크 모드 및 접속 파라미터 중 적어도 하나 이상을 포함하는 시스템 정보 전송장치.
  13. 삭제
  14. 청구항 12에 있어서, 상기 제1 프로세서는
    매크로 셀이 주파수 분할 듀플렉싱(FDD)방식을 사용하는 경우에 매크로 셀에서 사용하는 주파수 대역 중에서 일부 또는 그 외의 특정한 주파수를 상기 주파수 자원으로 결정하고, 상기 매크로 셀이 시간 분할 듀플렉싱(TDD)방식을 사용하는 경우에 상기 매크로 셀에서 사용하는 시간 자원 중에서 일부 타임 슬롯을 상기 시간 자원으로 결정하는 것을 특징으로 하는 시스템 정보 전송장치.
  15. 청구항 12에 있어서, 상기 제1 프로세서는
    상기 단말들의 수 또는 상기 전송속도가 증가하거나, 상기 셀의 네트워크 상황의 비지(busy) 정도가 증가하는 경우에, 상기 주파수 자원 및 상기 시간 자원이 증가되도록 상기 시스템 정보를 결정하는 것을 특징으로 하는 시스템 정보 전송장치.
  16. 청구항 12에 있어서,
    상기 네트워크 모드는 인프라 스트럭쳐(infra-structure) 모드, 넌-인프라 스트럭쳐(non-infra structure) 및 상기 단말들 간의 거리에 따른 모드 중 적어도 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템 정보 전송장치.
  17. 청구항 12에 있어서,
    상기 접속 파라미터는 상기 단말들의 식별을 위한 프리엠블(preamble), 초기 접속을 위한 송신 전력 및 초기 전송 모드 중 적어도 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템 정보 전송장치.
  18. 청구항 12에 있어서, 상기 제1 프로세서는
    상기 시스템 정보의 중요도를 고려하여, 중요도가 높은 시스템 정보는 마스터 정보 블록(master information block, MIB)에 삽입하고, 중요도가 낮은 시스템 정보는 시스템 정보 블록(system information block, SIB)에 삽입하여 상기 단말들로 전송하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 시스템 정보 전송장치.
  19. 청구항 12에 있어서, 상기 제1 프로세서는
    상기 직접 통신을 수행하는 모드, 상기 단말들의 수, 직접 통신을 위한 QoS, 및 상기 단말들이 위치한 셀의 네트워크 상황, 이동통신 사업자의 시스템 운용 정책 중 적어도 하나 이상을 고려하여, 상기 시스템 정보의 전송 주기를 결정하고,
    상기 제1 통신 인터페이스부는 상기 결정된 전송 주기에 따라 상기 시스템 정보를 상기 단말들로 전송하는 것을 특징으로 하는 시스템 정보 전송장치.
  20. 단말들 간의 직접 통신을 위한 시스템정보 수신장치에 있어서,
    직접 통신을 수행하는 모드, 단말들의 수, 직접 통신을 위한 요구 지연시간, 전송속도 및 상기 단말들이 위치한 셀의 네트워크 상황 중 적어도 하나 이상을 고려하여 결정된 상기 단말들 사이의 직접 통신을 위한 시스템 정보를 주기적으로 수신하는 제2 통신 인터페이스부;
    상기 수신된 시스템 정보에 따라 상기 단말들 간의 직접 통신을 수행하는 프로그램 코드를 저장하는 제2 메모리; 및
    상기 프로그램 코드를 사용하여 상기 단말들 간의 직접 통신을 수행하는 제2 프로세서를 포함하며,
    상기 시스템 정보는 직접 통신을 위한 주파수 자원, 시간 자원, 지원 가능한 네트워크 모드 및 접속 파라미터 중 적어도 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템정보 수신장치.
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