KR101974899B1 - 디바이스간 직접 통신을 위한 동기화 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

디바이스간 직접 통신을 위한 동기화 방법 및 장치를 개시한다. 본 발명에 따른 방법은, 디바이스가 비접속 상태에서 이웃 디바이스로부터의 동기 신호를 수신하는 즉시, 상기 동기 신호가 수신된 시점에 따라 동기화 위상 값을 조정하는 과정과, 상기 디바이스가 접속 상태에서 적어도 하나의 이웃 디바이스로부터 적어도 하나의 동기 신호를 수신할 때마다, 상기 적어도 하나의 동기 신호가 수신된 시점에 따른 위상 조정값을 누적하여 저장하는 과정과, 상기 디바이스가 상기 접속 상태에서 상기 비접속 상태로 천이할 때 상기 저장된 적어도 하나의 위상 조정값에 따라 상기 동기화 위상 값을 조정하는 과정을 포함한다.

Description

디바이스간 직접 통신을 위한 동기화 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR SYNCHRONIZING DEVICE-TO-DEVICE COMMUNICATIONS}
본 발명은 디바이스간 직접 통신에 관한 것으로서, 특히, 디바이스간 직접 통신을 위해 디바이스들을 동기화하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
최근 통신 기술의 발달에 따라 데이터 트래픽이 급격하게 증가하고 있다. 스마트폰 사용자 수가 더욱 증가할 것이고 이를 이용한 응용 서비스들은 더욱 더 활성화될 것으로 예상되기 때문에 데이터 트래픽은 훨씬 더 증가할 것으로 예상된다. 특히 사용자 간의 통신을 넘어서 새로운 모바일 시장인 인간과 사물(Machine)간의 통신, 사물간의 통신 등 사물을 활용하는 사물지능통신(Machine to Machine: M2M)이 활성화될 경우에는 기지국으로 전송되는 트래픽은 감당하기 어려울 정도로 증가할 것으로 예상된다.
이러한 문제들을 해결할 수 있는 기술로서, 디바이스간 직접통신(Device-to-Device communication: D2D communication) 기술이 주목받고 있다. D2D 통신 기술은 이동(셀룰러)통신의 허가대역과 무선랜(wireless local area network: WLAN)과 같은 비허가대역 모두에서 주목을 받고 있다.
셀 기반의 이동통신과 융합되는 경우, D2D 통신 기술은 기지국의 트래픽 수용 능력을 증가시키고 과부하를 줄일 수 있다는 점에서 주목할 만하다. 동일한 셀 또는 서로 인접한 셀들 내의 단말(User Equipment: UE)들이 서로 간에 D2D 링크를 설정한 뒤 기지국(evolved NodeB: eNB)을 거치지 않고 D2D 링크를 통해서 데이터를 직접 주고받으면, 기지국을 거치는 2개의 링크를 1개의 링크로 줄일 수 있다.
비허가대역에서의 연구는 사람간의 통신, 사람과 사물간의 통신, 사물간의 통신이 발생하는 요구를 인지하여 불필요한 무선 자원 낭비를 막고, 적절하게 지역적으로 발생하는 트래픽을 판단하여 서비스하는데 있다. 따라서, 다수의 디바이스가 서비스 및 컨텐츠에 대한 정보를 주변에 방송하고 수신하는 과정을 효율적으로 운용하는 방법에 초점을 맞추고 있다.
디바이스 사이에 통신을 제어하기 위해서는 디바이스들 사이의 동기를 설정하는 과정이 요구된다. 통상적으로 디바이스는 동기식 기지국으로부터 또는 GPS(Global Positioning System) 수신모듈을 통해 수신되는 시간 정보를 사용하여 디바이스들 사이의 동기를 설정하였다. 동기식 기지국으로부터 또는 GPS 수신모듈을 통해 수신되는 시간 정보를 사용하여 동기를 설정하는 경우, 디바이스는 동기식 기지국 또는 GPS 수신모듈과의 접속이 필수적으로 요구된다. 그런데, 통신 사업자가 제공하는 통신 방식에 따라 동기식 기지국을 지원하지 않을 수 있으므로, 디바이스는 동기식 기지국을 통해 수신되는 시간 정보를 사용하여 동기를 설정하지 못할 수 있다. 또한, 디바이스가 GPS 음영지역(예컨대, 고층 빌딩들 사이, 터널, 건물의 실내 등)에 위치하게 되면, 디바이스가 GPS 위성으로부터 시간 정보를 수신하지 못하게 되어 동기를 설정하지 못할 수 있다.
이와 같이, 디바이스와 동기식 기지국 또는 GPS 수신모듈의 접속이 원활하지 못할 경우, 디바이스는 D2D 통신을 개시조차 할 수 없는 문제가 존재하였다.
본 발명은 디바이스간 직접 통신을 위한 디바이스들 간의 동기화 방법 및 장치를 제공한다.
본 발명은 동일한 위상 증가율을 가지는 발진기를 사용하는 디바이스들을 동기화시키기 위한 방법 및 장치를 제공한다.
본 발명은 디바이스간 통신에 있어서 접속 상태의 데이터 교환에 대한 영향을 최소화하는 동기화 방법 및 장치를 제공한다.
본 발명은 디바이스간 통신에 있어서 접속 상태와 비접속 상태에 서로 다른 동기화 알고리즘을 사용하는 방법 및 장치를 제공한다.
본 발명은 디바이스간 통신에 있어서 접속 상태의 디바이스가 비동기를 검출하는 방법 및 장치를 제공한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 방법은; 디바이스간 직접 통신을 위한 동기화 방법에 있어서, 디바이스가 접속 상태에서 적어도 하나의 이웃 디바이스로부터 전송되는 적어도 하나의 동기 신호를 검출하는 과정과, 상기 적어도 하나의 동기 신호가 검출된 시점에 따른 적어도 하나의 위상 조정값을 누적하는 과정과, 상기 디바이스가 상기 접속 상태에서 비접속 상태로 천이할 때 상기 누적된 적어도 하나의 위상 조정값에 따라 동기화 위상 값을 조정하는 과정을 포함한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 장치는, 디바이스간 직접 통신을 위한 동기화 장치에 있어서, 적어도 하나의 이웃 디바이스로부터 적어도 하나의 동기 신호를 검출하는 수신기와, 동기화 위상 값이 미리 정해지는 최대값에 도달함에 대응하여 동기 신호를 전송하는 송신기와, 접속 상태에서 상기 적어도 하나의 동기 신호가 검출될 때마다 상기 적어도 하나의 동기 신호가 검출된 시점에 따른 적어도 하나의 위상 조정값을 누적하고, 상기 접속 상태에서 비접속 상태로 천이함에 대응하여 상기 누적된 적어도 하나의 위상 조정값에 따라 상기 동기화 위상 값을 조정하는 프로세서를 포함한다.
도 1은 본 발명이 적용되는 동기화 알고리즘을 이용하여 동기화를 수행하는 동작을 나타낸 것이다.
도 2는 동기 신호의 수신에 따른 위상 값의 조정을 나타낸 것이다.
도 3은 위상 조정 값의 함수를 나타낸 것이다.
도 4는 PCO 알고리즘에 따른 위상 값들의 변화를 나타낸 그래프이다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 실시예들에 따른 디바이스간 통신 절차를 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 접속 상태에서의 위상값 조정을 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 디바이스간 통신의 상태 천이도를 도시한 것이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 동기화 동작의 예시를 나타낸 것이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 동기화 동작의 다른 예시를 나타낸 것이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 디바이스간 통신의 상태 천이도를 도시한 것이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 동기화 동작의 예시를 나타낸 것이다.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 디바이스간 통신 절차를 나타낸 것이다.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 동기화 동작의 예시를 나타낸 것이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따라 동기화 동작을 수행하는 디바이스의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 접속 상태에서의 동기화 동작을 나타낸 흐름도이다.
도 16a 및 도 16b는 본 발명의 일 실시예에 따른 동기화 규칙의 전환 동작을 도시한 흐름도이다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
본 발명의 실시예들은 디바이스간 직접 통신을 위해 디바이스들이 동기화되도록 하기 위한 동작을 제공한다. 기준 시간을 발송하는 장치(일 예로서 GPS 위성 혹은 동기식 기지국)의 도움 없이 디바이스 간에서 동기를 맞춘다는 것은 각 디바이스가 가지고 있는 시간 기준을 동일하게 맞춘다는 것을 의미한다. 각 디바이스는 발진기(oscillator)를 가지고 있고 이를 기준으로 시간 기준을 설정한다. D2D 통신 링크에서 주고 받는 제어 신호와 데이터 신호를 충돌없이 또한 효율적으로 서로 주고 받으려면 각 디바이스들이 모두 같은 시간 기준을 가지고 동일한 프레임 구조에서 신호를 주고 받아야 한다.
초기에 각 디바이스들은 서로 다른 시점에 발진기를 시동하므로 디바이스들의 시간 기준들은 서로 다르게 된다. 예를 들어, 발진기의 시간 값이 0에서부터 100까지 상승하는 것이 반복된다고 할 때, 어떤 디바이스 A는 절대 시간 10에서 발진기를 시작하고, 어떤 디바이스 B는 절대 시간 40에서 발진기를 시작할 수 있다. 그러면 절대 시간 50에서 디바이스 A는 40의 발진기 값을 가지고, 디바이스 B는 10의 발진기 값을 가진다. 따라서 디바이스들은 서로 동기화되지 못한다.
네트워크에서 디바이스 간 동기를 맞추는 가장 간단한 방법은 각 디바이스가 가지고 있는 발진기 값을 다른 디바이스에게 알려주어 각 디바이스에서 자신의 발진기 값을 조정하도록 하는 것이다. 앞의 예에서 디바이스 A는 절대 시간 50에서 40의 발진기 값을 디바이스 B에게 알려주고, 디바이스 B는 자신의 발진기 값 10과의 차이가 30임을 다시 디바이스 A에게 알려준다. 그러면 디바이스 A는 상기 차이 값에 따라 자신의 발진기 값을 수정하여 디바이스 B와 동기를 맞출 수 있다.
하지만, 디바이스들의 개수가 늘어나면 상기와 같은 일대일 동작의 반복 수행만으로는 네트워크 동기를 일정 시간 내에 수렴시키기 어렵다.
디비이스간 기준 시간(즉 발진기 값)의 차이를 나타내는 시간 옵셋(time offset)에 대한 정보는 MAC(Media Access Control) 메시지를 통해 전달될 수 있다. 그런데, MAC 메시지를 부호화하여 보내고 수신하여 복호하는 과정에서 발생하는 여러 종류의 지연에 대해 동기화 성능이 열화하게 된다. 이러한 지연에는 부호화 지연(encoding latency), 전파 지연(propagation latency), 복호 지연(decoding latency), 처리 지연(processing latency), 채널 접속 지연(channel accessing latency) 등이 있다. 특히, 경쟁 기반으로 MAC 메시지의 전송을 위한 자원 접속을 수행할 때, 충돌에 의한 심각한 채널 접속 지연이 발생할 수 있다. 따라서 디바이스간의 통신에 의한 동기화 방식은, 네트워크가 커질수록 복잡도(대표 디바이스 선출, 관리 등의 동작을 위한)와 지연이 상승하게 되며, 넓은 영역에서의 동적인 D2D 네트워크를 위한 동기 수렴에 오랜 시간이 걸릴 수 있다.
후술되는 본 발명의 실시예는 디바이스들 간에 MAC 계층의 메시지들을 교환하는 대신, 물리(Physical: PHY) 계층에서 발신되는 동기 신호를 이용한다. 물리 계층에서 발신하는 동기신호는 일 예로서 프리앰블(preamble), 코드(code), 시퀀스(sequence)의 형태가 될 수 있으며, 다른 동기 신호들과 겹치더라도 일정 수준까지 복원이 가능하도록 설계된다.
물리 계층의 동기신호는 디바이스에서 설정한 특정 이벤트에 발신되면, 다른 디바이스는 상기 동기 신호를 수신하여 기준시간을 조정하고, 이러한 조정 동작이 디바이스들에서 반복 수행됨으로써 일정 시간 안에 디바이스들 간의 동기가 이루어질 수 있다.(즉 기준시간이 동일해질 수 있다.) 물리 계층에서 발신하는 동기신호에는 MAC 계층과 같은 정보, 이를테면 디바이스 ID, 시간차(time offset) 등을 포함하지 않기 때문에, 각 디바이스는 동기 신호의 수신 시각을 이용하여 자신의 기준시간을 조정한다.
디바이스간 직접 통신에 있어서 물리 계층의 동기신호를 이용한 동기화 방법의 하나로, PCO(Pulse-Coupled Oscillator) 알고리즘이 있다.
도 1은 본 발명이 적용되는 PCO 알고리즘을 이용하여 동기화를 수행하는 동작을 나타낸 것이다. 도시한 바와 같이 PCO 알고리즘 동작은 크게 파이어링(firing) 동작과 리스닝(listening) 동작으로 이루어 진다. 도 1에서 각 원은 PCO 알고리즘에 따라 동작하는 각 디바이스의 기준 시간, 즉 발진기 위상 값의 타임라인을 의미하며, 원 상에서의 작은 점들은 각 디바이스의 현재 기준 시간, 즉 현재 위상 값을 의미한다.
도 1을 참조하면, 디바이스 A 내지 E는 각각 위상 증가율(increment ratio)이 동일한 발진기(oscillator)를 가지고 있다. 즉 발진기들은 동일한 위상 함수에 따라 위상 값을 지속적으로 증가시키고 있다. 각 디바이스는 자신의 발진기 위상의 최대값에 도달한 시점(즉, 발진기 위상 값이 원을 따라 처음 위치로 다시 돌아온 시점)에서 파이어링(firing)되어, 주변의 다른 디바이스들이 수신할 수 있도록 동기 신호를 발신한다. 파이어링 이후 위상 값은 0으로 초기화된다. 위상 값이 0에서 상기 최대값에 도달하기까지의 시간 주기는 PCO 주기라 칭할 수 있다.
(a) 상황에서 디바이스 간 상호 접속성이 없다면 각 디바이스는 위상의 증가율과 위상 최대값에 의해서 결정되는 주기 T마다 파이어링(102)을 수행하게 된다. (a) 상황에 도시한 바와 같이 디바이스 A가 파이어링 시점에 도달하여 동기 신호를 송신하면, 다른 디바이스들은 상기 디바이스 A로부터의 동기 신호를 감지하고 이에 따라 각자 자신의 위상 값을 조정한다.
PCO 알고리즘에 따라 디바이스 A를 제외한 디바이스들 B, C, D, E는 각자 자신이 가지고 있는 위상값의 함수에 의해 위상 조정 값들(104,106,108,110)을 결정할 수 있다. 예를 들어 디바이스 B는 파이어링을 수행한 지 얼마 지나지 않았음에 비해, 디바이스 E는 파이어링을 수행한 지 많은 시간이 지났다. 그렇기 때문에 디바이스 E는 디바이스 B에 비해 큰 위상 조정 값으로 위상 값을 높이게 된다. 각 디바이스는 위상 값의 조정한 결과가 최대값 이상이 되면 바로 그 순간에 파이어링을 수행하고 위상을 0으로 되돌린다. 디바이스들이 (b)의 동작을 반복함에 의해, (c)의 상황과 같이 모든 디바이스들의 위상 값들은 동일하게 되고, 따라서 네트워크의 동기화가 이루어진다.
도 2는 동기 신호의 수신에 따른 위상 값의 조정을 나타낸 것이다.
도 2를 참조하면, t1 시점과 t2 시점에서 다른 디바이스로부터의 동기신호가 수신되었을 때, 디바이스는 동기 신호가 수신된 시점에서의 위상값 φ1과 φ2에 의해 결정되는 위상 조정 값 Δ(φ1)과 Δ(φ2)에 따라 발진기의 위상 값을 조정한다. 즉 시점 t1에서 동기 신호가 수신됨에 따라, 디바이스는 자신의 위상 값을 Δ(φ1)만큼 증가시키며, 시점 t2에서 동기 신호가 수신됨에 따라, 디바이스는 자신의 위상 값을 Δ(φ2)만큼 증가시킨다.
도 3은 위상 조정 값의 함수를 나타낸 것으로서, 도시한 바와 같이 위상 조정 값은 도 3의 곡선들 중 하나로 표현되는 함수 x=f(φ)(302)에 의해 결정되며, 일 예로 함수 x=f(φ)(302)는 하기 <수학식 1>과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112012086232907-pat00001
여기서 b는 0보다 큰 수로 곡률의 정도를 나타내며, b가 커질수록 해당 곡선의 곡률이 증가한다.
위상의 조정에 의해 새로 정해지는 위상 값은 하기 <수학식 2>와 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112012086232907-pat00002
여기서 ε은 각 디바이스가 서로 간에 어느 정도로 연결되어 있는지를 나타내는 계수이다. 즉 수학적으로는 상기 곡선에서 각 디바이스가 파이어링에 반응할 때 어느 정도의 세기로 움직이는 정도를 말한다.
일 예로서 디바이스 j가 t 시점에서 디바이스 i로부터 동기 신호를 수신한 시점에서 디바이스 j의 위상 값은 φj(t)이다. 상기 위상 값을 입력으로 하는 함수 f(φ)의 출력값 f(φj(t))에 ε을 더하고, 더해진 값을 다시 역함수 f-1(φ)의 입력으로 하여 얻은 출력값 f-1(f(φj(t)))+ε이 디바이스 j를 위한 위상 조정 값이 된다. 따라서 동기 신호를 수신하였을 때의 위상 값이 작으면 변경할 위상 값과의 차이(즉 위상 조정 값)가 작고, 동기 신호 수신하였을 때의 위상 값이 크면 위상 조정 값이 크게 된다.
도 4는 PCO 알고리즘에 따른 위상 값들의 변화를 나타낸 그래프이다. 여기에서는 1/100[ms]의 위상증가율을 가지는 10개의 디바이스들의 위상 값들이 수렴하는 동작을 도시하였다. 도시한 바와 같이, 대략적으로 400ms 시점에서 모든 디바이스들의 위상 값들이 동일, 즉 디바이스들이 동기화될 수 있다.
디바이스간 직접 통신에서, 각 디바이스는 이웃 디바이스가 브로드캐스트 송신하는 서비스 관련 정보를 먼저 수신하고, 필요한 경우에만 이웃 디바이스에 접속하여 링크를 구성한다. 이러한 과정을 효율적으로 수행하기 위해서는 각 디바이스들이 기준 시간 없이 아무 때나 서비스 정보를 브로드캐스트 하는 것보다, 이웃한 디바이스들이 모두 일정한 구간 동안에 서비스 정보를 서로 주고받는 것이 효율적이다. 이를 위해 디바이스간 통신 절차는 디스커버리(discovery) 동작, 페어링(pairing) 동작, 접속(connection) 동작을 포함하여 구성될 수 있다.
도 5a는 본 발명의 일 실시예에 따른 디바이스간 통신 절차를 나타낸 것이다.
도 5a를 참조하면, 디바이스간 통신을 위한 프레임은 디스커버리 구간(502)과 페어링 구간(504) 및 접속 구간(506)을 포함하여 구성된다. 디스커버리 구간(502) 동안에는 이웃 디바이스 간 서비스와 관련된 정보가 송수신된다. 페어링 구간(504) 동안 통신을 원하는 송신 디바이스는 디스커버리 구간(502) 동안 관심이 있는 정보를 송신한 디바이스를 수신 디바이스로 선택하여 페어(pair)로 링크를 맺고자 하는 의향을 전달하고 수신 디바이스의 응답에 따라 페어링한다(make pair). 접속 구간(506) 동안에는 페어로 맺어진 송신 디바이스와 수신 디바이스 간에 하나 혹은 그 이상의 트래픽 슬롯(Traffic Slot: TS)들을 통해 데이터가 송수신된다.
도 5b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 디바이스간 통신 절차를 나타낸 것이다.
도 5b를 참조하면, 디바이스간 통신을 위한 프레임은 디스커버리 구간(512)와 복수의 페어링 구간(514,518) 및 각 페어링 구간(514,518)에 후속하는 복수의 접속 구간(516,520)을 포함하여 구성된다. 각 페어링 구간(514,518) 동안에는 후속하는 접속 구간(516,520)에서의 데이터 교환을 준비하기 위해 페어로 맺어진 링크를 관리하는 기능이 수행될 수 있다.
애드혹(ad-hoc) 네트워크에서는 통상 네트워크 동기화를 맞추지 않고 경쟁 기반 자원 접속을 사용하거나, 혹은 네트워크에 접속이 된 디바이스들(즉 접속이 맺어진 디바이스들) 간에서만 네트워크 동기화를 수행하고 접속이 이루어지기 전에는 경쟁 기반 자원 접속을 사용한다. 일 예로 802.15.4 지그비(ZigBee)는 CAP (contention access period)과 GTS(Guaranteed Time Slot)을 사용한다. 다른 예로 802.11 Wi-Fi(Wireless Fidelity)는 기본적으로 경쟁 기반 자원 접속인 CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance)를 사용하지만 브로드캐스트 메시지(beacon 또는 probe)를 이용하여 AP(Access Point)에 접속이 된 이후에는 CSMA/CA 외에 폴링(polling) 등 비경쟁 기반 자원 접속을 사용 가능하다.
반면 디바이스간 통신 네트워크에서는 접속 동작 이전의 비접속(unconnected) 상태인 디스커버리 동작과 페어링 동작을 위해서도 디바이스들 간 동기가 맞아야 하며, 따라서 이웃 디바이스들이 디스커버리 구간과 페어링 구간에서 동일한 기준 시간을 사용하여야 한다.
따라서 후술되는 본 발명의 실시예에서는 각 디바이스가 비접속(unconnected) 상태와 접속(connected) 상태간에 동작 상태를 전환할 수 있도록 한다. 비접속 상태는 예를 들어 디바이스가 디스커버리 구간 혹은 페어링 구간에 있는 상태가 될 수 있다. 접속 상태는 예를 들어 디바이스가 접속 구간에 있는 상태가 될 수 있다.
비접속 상태의 디바이스에 있어서는 디스커버리 구간과 페어링 구간이 전체 구간에 비해 매우 적기 때문에, 기존의 PCO 알고리즘에 따라 이웃 디바이스로부터 동기신호를 수신할 때마다 즉각 위상 값을 조정하더라도, 사용자가 체감하는 지연은 허용될 수 있는 정도이다. 그러나 접속 상태에서 디바이스가 위상 값을 자주 변경하게 되면, 보내고 있던 트래픽 데이터의 손실이 많이 발생할 수 있다.
따라서 본 발명의 후술되는 실시예는 비접속 상태의 디바이스에는 기존과 동일한 PCO 알고리즘에 따른 PCO 규칙 1을 적용하지만, 접속 상태의 디바이스에는 PCO 규칙 2를 적용한다. PCO 규칙 2에 대해 설명하면 하기와 같다.
PCO 규칙 2에 따르면, 디바이스는 이웃 디바이스로부터 동기신호를 수신하면 즉각 위상값을 조정하는 것이 아니라 동기신호가 들어온 시점(혹은 그에 따른 위상 조정값)을 누적하여 저장해 두고, 접속 구간이 종료되었을 때 접속 구간 동안 수신된 모든 동기신호에 대응하는 위상값 조정을 한꺼번에 수행한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 접속 상태에서의 위상값 조정을 나타낸 것이다. PCO 규칙 2에 따라 동작하는 디바이스는 t1 시점과 t2 시점에서 이웃 디바이스들로부터 동기신호가 수신되더라도 위상값을 조정하지 않고, 각 시점에 대해 계산된 위상 조정값을 누적하여 저장한다. 지정된 접속 구간(일 예로 도 5a의 506 혹은 도 5b의 516,520)이 종료되는 시점 t3에서, 디바이스는 누적된 위상 조정값 Δ(612)에 따라 자신의 위상값을 한꺼번에 조정한다. PCO 규칙 1에 따른 동기화 동작은 도 2에 도시한 바와 같다.
도 2의 그래프와 비교하면, 도 6에서 조정 이후의 위상 값은 도 2의 대응 시점에서의 위상 값과 동일하다. 따라서 PCO 규칙 1과 PCO 규칙 2가 동시에 운용이 되어도 네트워크 동기는 일정 시간 내에 수렴될 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 디바이스간 통신의 상태 천이도를 도시한 것이다.
도 7을 참조하면, 디바이스간 통신의 상태들은, 비접속/비동기(unconnected & asynchronous: UA) 상태(702), 비접속/동기(unconnected & synchronous: US) 상태(704), 접속/비동기(connected & asynchronous: CA) 상태(708), 접속/동기(connected & synchronous: CS) 상태(706)를 포함한다. UA와 US 상태(702,704)의 디바이스는 PCO 규칙 1로 동기화 동작하고, CS와 CA 상태(706,708)의 디바이스는 PCO 규칙 2로 동기화 동작한다.
UA 상태(702)에서, 디바이스는 정해진 시구간(즉 PCO 주기) 동안 이웃 디바이스들과 동기가 맞았는지 확인하는 스캔 상태-동기(scan sync-state) 동작을 수행한다. 하나의 PCO 주기 동안 2개 이상의 동기신호가 수신되면 디바이스는 기존에 동작하고 있던 이웃 디바이스들의 동기가 맞지 않았다고 판단하여 미리 정해진 시점에 동기신호를 발신하면서 PCO 규칙 1로 참여(join)한다.
PCO 규칙 1로 참여하는 경우, 동기화 동작하면서 하나의 PCO 주기 동안 다른 동기신호가 수신되지 않으면 디바이스는 이웃 디바이스들과의 동기가 맞았다고 판단한다. 만약 PCO 규칙 1으로 참여하기 전 스캐닝의 수행 동안 하나의 PCO 주기 동안 1개의 동기신호만 수신되었으면, 상기 동기 신호가 수신된 시간에서 위상 값을 0로 설정하고 이웃 디바이스들과 동기가 맞았다고 판단한다.
동기가 맞았다고 판단하면 UA 상태(702)에서 US 상태(704)로 전환하여 디스커버리 동작을 수행한다. 이때 동기신호를 보내고 나서 미리 정해진 프레임 구조 내 디스커버리 구간의 시작 시점에 해당하는 위상값에 도달하였을 때 디바이스는 디스커버리 구간을 시작한다. 페어링 구간이나 접속 구간도 프레임 구조에 따라, 위상값 기준으로 해당하는 구간의 시작을 감지할 수 있다.
디스커버리 동작에 의해, 서비스가 관련된 상대 디바이스가 발견되면, 디바이스는 접속 링크를 구성하기 위해 페어링 동작을 수행한다. 페어링 동작이 완료되면 상대 디바이스와 접속이 설정되고 디바이스는 CS 상태(706)로 전환되며, PCO 규칙 2로 동기화를 수행하기 시작한다. CS 상태(706)에서 디바이스는 PCO 규칙 2로 동기화 동작하면서, 위상 최대값에서 파이어링 동작은 수행하지만 다른 동기신호를 수신하는 리스닝(listening) 동작은 수행하지 않을 수도 있다.
CS 상태(706)에서 미리 정해지는 방식에 따라 동기가 맞지 않음을 감지하면, 디바이스는 CA 상태(708)로 전환한다. 동기가 맞지 않음을 감지하는 방식으로는, 일 예로 패킷 에러율이 증가함을 인지하는 방식이나, 미리 정해진 감지 구간 동안 다른 디바이스로부터의 동기 신호를 리스닝(listen)하는 방식 등이 사용될 수 있다. CA 상태(708)로 전환되면, 디바이스는 접속 구간 중 트래픽 송수신을 수행하지 않는 시간 동안 이웃 디바이스들로부터의 동기신호를 리스닝하여 PCO 규칙 2로 동기화를 수행한다. CA 상태(708)에서 미리 정해지는 접속 구간이 종료되면, 디바이스는 US 상태(704)로 천이한다.
선택 가능한 실시예로서 디바이스는 디바이스간 통신(D2D) 네트워크에 대한 초기 참가(initial joining)를 위해 동기 신호를 송신하지 않으면서 동작하는 스캐닝 구간에서 미리 정해지는 발진 주기 동안 이웃 디바이스들의 파이어링에 따라 감지된 동기 신호의 개수가 1개 이상이면, 비동기(asynchrony)가 검출된 것으로 판단한다. 선택 가능한 다른 실시예로서, 디바이스는 동기 신호를 송신하면서 동작하는 동기화 절차 동안 상기 발진 주기 내에 이웃 디바이스들로부터 적어도 2개의 동기 신호가 감지되면, 비동기가 검출된 것으로 판단한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 동기화 동작의 예시를 나타낸 것이다. 여기서, 참조번호 802는 CS 상태에서 CA 상태로 천이한 디바이스 A의 동기화 동작을 나타낸 것이며, 참조번호 804는 UA 상태에 있는 디바이스 B의 동기화 동작을 나타낸 것이다.
도 8을 참조하면, 디바이스 A(802)의 위상값은 디스커버리 구간(810)의 시작에서 초기화되며, 디바이스 A(802)은 미리 지정된 접속 구간(812)에 진입하면서 PCO 규칙 2에 따른 동기화 동작을 시작한다. PCO 규칙 2에 따라 동작하는 동안, 디바이스 A(802)은 시점 t1(814)에서 디스커버리 구간(822)을 시작하는 인근의 디바이스 B(804)로부터 동기 신호를 수신하고, 상기 동기 신호를 수신한 시점 t1(814)에 대응하는 위상 조정값 Δ1을 계산하여 저장(816)한다. 상기 위상 조정값은 디바이스 A(802)의 위상 값에 바로 반영되지 않으며, 접속 구간(812)이 종료되는 시점 t2(818)에서 반영된다. 즉 디바이스 A(802)은 접속 구간(812)이 종료되는 시점 t2(818)에서, 접속 구간(812) 동안 수신된 적어도 하나의 동기 신호에 대한 누적된 위상 조정값에 따라 자신의 위상 값을 조정(820)한다. 실제로 위상 값의 조정은 시점 t2(818) 이후, 저장된 위상 조정값을 읽어내는 등의 소정 처리를 거쳐 이루어질 것이나, 상기한 처리 시간에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다. 다음 디스커버리 구간(810a)의 시작시에 디바이스 A(802)은 위상값을 초기화하고 주변의 다른 디바이스들의 동기화 동작을 위한 동기 신호를 송출, 즉 방송한다.
다른 실시예로서 디바이스 A(802)은 동기 신호를 수신하는 시점(814)에 대한 정보만을 저장하고, 접속 구간의 종료시 누적된 위상 조정값을 한꺼번에 계산할 수 있다.
디바이스 B(804)는 비접속 상태에 있으므로, 접속 구간(824) 동안 데이터 송수신을 수행하지 않으며 PCO 규칙 1에 따른 동기화 동작을 수행한다. 시점 t2(818)에서 디스커버리 구간(810a)을 시작하는 디바이스 A(802)로부터 동기 신호가 수신되면, 디바이스 B(804)는 상기 동기 신호를 수신한 시점 t2(818)에 대응하는 위상 조정값 Δ2를 계산하고, 상기 계산된 위상 조정값을 자신의 위상 조정값에 즉시 반영한다. 즉 디바이스 B(804)는 상기 시점 t2(818)에서 상기 계산된 위상 조정값에 따라 자신의 위상 값을 조정(826)한다. 실제로 위상 값의 조정은 시점 t2(818) 이후, 위상 조정값을 계산하는 등의 소정 처리를 거쳐 이루어질 것이나, 상기한 처리 시간에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 동기화 동작의 다른 예시를 나타낸 것이다. 여기에서는 한 프레임 내에 복수의 페어링 및 접속 구간들이 존재하는 경우에 대한 예시를 도시하였다. 참조번호 902는 CS 상태에서 CA 상태로 천이한 디바이스 A의 동기화 동작을 나타낸 것이며, 참조번호 904는 UA 상태에 있는 디바이스 B의 동기화 동작을 나타낸 것이다.
도 9를 참조하면, 디바이스 A(902)의 위상값은 디스커버리 구간(910)의 시작에서 초기화되며, 디바이스 A(902)은 미리 지정된 접속 구간(912)에 진입하면서 PCO 규칙 2에 따른 동기화 동작을 시작하며, 동일 프레임 내의 다수의 접속 구간들(912,912a)에서 PCO 규칙 2에 따라 동기화 동작을 수행한다. PCO 규칙 2에 따라 동작하는 동안, 디바이스 A(902)은 시점 t1(914)에서 디스커버리 구간(924)을 시작하는 인근의 디바이스 B(904)로부터 동기 신호를 수신하고, 상기 동기 신호를 수신한 시점 t1(914)에 대응하는 위상 조정값 Δ1을 계산하여 저장(916)한다. 상기 위상 조정값은 디바이스 A(902)의 위상 값에 바로 반영되지 않으며, 접속 구간(912)이 종료되는 시점 t2(918)에서 반영된다. 즉 디바이스 A(902)은 접속 구간(912)이 종료되는 시점 t2(918)에서, 접속 구간(912) 동안 수신된 적어도 하나의 동기 신호에 대한 누적된 위상 조정값에 따라 자신의 위상 값을 조정(920)한다. 다음 접속 구간(912a)에서도 유사하게 PCO 규칙 2에 따른 동기화 절차가 수행된다. 한 프레임 내의 모든 접속 구간(912,912a)이 종료하고, 다음 디스커버리 구간(910a)이 시작되는 시점 t3(922)에서, 디바이스 A(902)은 위상 값을 초기화하고 주변의 다른 디바이스들의 동기화 동작을 위한 동기 신호를 송출, 즉 방송한다.
디바이스 B(904)는 비접속 상태에 있으므로, 접속 구간(926) 동안 데이터 송수신을 수행하지 않으며, PCO 규칙 1에 따른 동기화 동작을 수행한다. 시점 t3(922)에서 디스커버리 구간(910a)을 시작하는 디바이스 A(802)로부터 동기 신호가 수신되면, 디바이스 B(904)는 상기 동기 신호를 수신한 시점 t3(922)에 대응하는 위상 조정값 Δ2를 계산하고, 상기 계산된 위상 조정값을 자신의 위상 조정값에 즉시 반영(928)한다. 즉 디바이스 B(904)는 상기 시점 t3(822)에서 상기 계산된 위상 조정값에 따라 자신의 위상 값을 조정한다. 실제로 위상 값의 조정은 시점 t3(822) 이후, 위상 조정값을 계산하는 등의 소정 처리를 거쳐 이루어질 것이나, 상기한 처리 시간에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 디바이스간 통신의 상태 천이도를 도시한 것이다.
도 10을 참조하면, 디바이스간 통신의 상태들은, 비접속/비동기(UA) 상태(1002), 비접속/동기(US) 상태(1004), 접속/동기(CS) 상태(1006)를 포함한다. UA와 US 상태(1002,1004)의 디바이스는 PCO 규칙 1로 동기화 동작을 수행하고, CS 상태(1006)의 디바이스는 PCO 규칙 2로 동기화 동작을 수행한다.
UA 상태(1002)에서, 디바이스는 정해진 시구간(즉 PCO 주기) 동안 이웃 디바이스들과 동기가 맞았는지 확인하는 스캔 상태-동기(scan sync-state) 과정을 수행한다. 이웃 디바이스들과의 동기가 맞았다고 판단하면, 디바이스는 UA 상태(1002)에서 US 상태(1004)로 전환하여 디스커버리 동작을 수행한다. 디스커버리 동작에 의해, 서비스가 관련된 상대 디바이스가 발견되면, 디바이스는 접속 링크를 구성하기 위해 페어링 동작을 수행한다. 페어링 동작이 완료되면 상대 디바이스와 접속이 설정되고 디바이스는 CS 상태(1006)로 전환되며, PCO 규칙 2로 동기화를 수행하기 시작한다. CS 상태(1006)에서 디바이스는 PCO 규칙 2로 동기화 동작을 수행한다.
CA 상태의 선택 여부는 접속 구간에서의 동기 감지 동작에서 동기의 틀어진 정도와 수행하고 있는 서비스의 종류에 따라 결정될 수 있다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 동기화 동작의 예시를 나타낸 것이다. 여기서, 참조번호 1102는 CS 상태에서 UA 상태로 천이한 디바이스 A의 동기화 동작을 나타낸 것이며, 참조번호 1104는 UA 상태에 있는 디바이스 B의 동기화 동작을 나타낸 것이다.
도 11을 참조하면, 디바이스 A(1102)의 위상값은 디스커버리 구간(1110)의 시작에서 초기화되며, 디바이스 A(1102)은 미리 지정된 접속 구간(1112)에 진입하면서 PCO 규칙 2에 따른 동기화 동작을 시작한다. PCO 규칙 2에 따라 동작하는 동안, 디바이스 A(1102)은 시점 t1(1114)에서 디스커버리 구간(1122)을 시작하는 인근의 디바이스 B(1104)로부터 동기 신호를 수신하고, 상기 동기 신호를 수신한 시점 t1(1114)에 대응하는 위상 조정값 Δ1을 계산하여 저장(1116)한다. 상기 위상 조정값은 디바이스 A(1102)의 위상 값에 바로 반영되지 않으며, 접속 구간(1112)이 종료되는 시점 t2(1118)에서 반영된다. 즉 디바이스 A(1102)은 접속 구간(1112)이 종료되는 시점 t2(1118)에서, 접속 구간(1112) 동안 수신된 적어도 하나의 동기 신호에 대한 누적된 위상 조정값에 따라 자신의 위상 값을 조정(1120)한다. 다음 디스커버리 구간(1110a)의 시작시에 디바이스 A(1102)은 위상값을 초기화하고 주변의 다른 디바이스들의 동기화 동작을 위한 동기 신호를 송출, 즉 방송한다.
다른 실시예로서 디바이스 A(1102)은 동기 신호를 수신하는 시점(1114)에 대한 정보만을 저장하고, 접속 구간의 종료시 누적된 위상 조정값을 한꺼번에 계산할 수 있다.
디바이스 B(1104)는 비접속 상태에 있으므로, 접속 구간(1124) 동안 데이터 송수신을 수행하지 않으며, PCO 규칙 1에 따른 동기화 동작을 수행한다. 시점 t2(1118)에서 디스커버리 구간(1110a)을 시작하는 디바이스 A(1102)로부터 동기 신호가 수신되면, 디바이스 B(804)는 상기 동기 신호를 수신한 시점 t2(1118)에 대응하는 위상 조정값 Δ2를 계산하고, 상기 계산된 위상 조정값을 자신의 위상 조정값에 즉시 반영한다. 즉 디바이스 B(1104)는 상기 시점 t2(818)에서 상기 계산된 위상 조정값에 따라 자신의 위상 값을 조정(1126)한다.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 디바이스간 통신 절차를 나타낸 것이다.
도 12를 참조하면, 디바이스간 통신을 위한 프레임은 디스커버리 구간(1202)와 프로브(Probe) 구간(1204)과 페어링 구간(1206) 및 접속 구간(1208)을 포함하여 구성된다. 마찬가지로 디스커버리 구간(1202)의 시작시마다 동기 신호가 송출된다. 프로브 구간(1204)는 인접 디바이스 간 동기가 맞았는지 판단하기 위해 정의되며, 디스커버리 구간(1202)와 페어링 구간(1206)의 사이에 위치할 수 있다. 즉, 접속 구간(1208)에서 인접 디바이스와 동기가 틀어져 간섭이 유입되고 있는 경우 디바이스는 패킷 에러율 만으로 동기가 맞지 않음을 정확히 감지하기가 어렵다. 따라서 디바이스는 프로브 구간(1204)에서 에너지를 검출하거나 특정 신호(예를 들어 동기신호)을 검출하고, 검출된 에너지 혹은 신호 레벨에 따라 접속 상태를 유지할지 또는 비접속 상태로 전환할지를 결정한다. 프로브 구간의 위치 또는 구조는 도 12의 구성으로 한정되지는 않으며, 프로브 구간의 앞 뒤에 주기적으로 송수신되는 구간들을 배치하는 조건에 따라 다양하게 구성할 수 있다.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 동기화 동작의 예시를 나타낸 것이다. 여기서 참조번호 1302는 그룹 A의 디바이스들 각각에 의한 동기화 동작을 나타낸 것이며, 참조번호 1304는 그룹 B의 디바이스들 각각에 의한 동기화 동작을 나타낸 것이다.
도 13을 참조하면, 그룹 A의 디바이스들과 그룹 B의 디바이스들은 각 그룹 내에서 동기화되어 있으나, 그룹 A,B는 동기화되어 있지 않다. 그룹 A의 디바이스(1302)는 프로브 구간(1310)에서 주변 디바이스들의 에너지 레벨 혹은 동기 신호 레벨(1310a)을 검출하고, 검출된 신호 레벨(1310a)이 미리 정해지는 중간 수준(moderate range)인지를 판단한다. 상기 검출된 신호 레벨(1310a)이 중간 수준이면, 디바이스(1302)는 이어지는 페어링 구간(1312) 동안 접속 상태에서 페어링 동작을 수행하고, 이어지는 접속 구간(1312a)에서 스케줄링에 참여한다. 이때 스케줄링 결과 적어도 하나의 전송 단위(transmission unit, 일 예로 traffic slot)에 대한 전송 기회(transmission opportunity)를 얻지 못하는 경우, 디바이스(1302)는 접속 구간(1302) 동안 PCO 규칙 2를 위해 주변 디바이스들로부터의 동기 신호를 검출하려고 시도하는 리스닝(listening) 동작을 수행한다.
다음 프로브 구간(1316)에서 검출된 신호 레벨(1316a)이 미리 정해지는 높은 수준(high level)이면, 즉 미리 정해지는 상위 임계값을 초과하면, 디바이스(1302)는 페어링 동작을 수행하지 않고 바로 비접속 상태로 전환하며, 이어지는 페어링 및 접속 구간들(1318,1318a)에서 PCO 규칙 1로 동작하기 위한 리스닝 동작을 수행한다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따라 동기화 동작을 수행하는 디바이스의 구성을 나타낸 블록도이다. 도시한 바와 같이 디바이스는 수신기(1410)와 프로세서(1420)와 메모리(1440) 및 송신기(1430)를 포함하여 구성된다.
도 14를 참조하면, 프로세서(1420)는 디바이스간 통신을 위한 상태에 따라 수신기(1410)과 송신기(1430)를 제어하도록 구성된다. 수신기(1410)는 적어도 하나의 이웃 디바이스로부터의 동기 신호를 수신하여 검출하도록 구성되며, 송신기(1430)는 프로세서의 명령에 따라 동기 신호를 전송하도록 구성된다.
프로세서(1420)는 내부 기준 시간 혹은 위상 값을 미리 정해지는 위상 증가율에 따라 증가시키면서 위상 값이 미리 정해지는 최대값에 도달할 시 동기 신호를 전송하도록 송신기(1430)를 제어하며, 또한 수신기(1410)에 의해 감지되는 동기신호에 따라 상기 위상 값을 조정하고, 위상 값이 미리 정해지는 최대값에 도달할 시 송신기(1430)를 통해 동기 신호를 송출한다. 상기 위상 값의 조정은 디바이스간 통신을 위한 상태에 따라 디바이스가 접속 상태에 있는 경우 PCO 규칙 2에 따라 이루어지고, 디바이스가 비접속 상태에 있는 경우 PCO 규칙 1에 따라 이루어진다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 접속 상태에서의 동기화 동작을 나타낸 흐름도이다. 즉 여기에서는 PCO 규칙 2에 따른 동기화 동작의 상세한 절차를 도시하였다.
도 15를 참조하면, 과정 1502에서 디바이스는 현재 접속 상태에 있는지를 판단하고, 접속 상태에 있는 경우 과정 1504로 진행하여 PCO 규칙 2에 따른 동기화 절차를 수행한다. 과정 1504에서 디바이스는 다른 디바이스로부터 동기 신호가 수신되는지를 모니터링한다. 만일 동기 신호가 수신되었으면, 과정 1506에서 디바이스는 동기 신호가 수신된 시점의 위상 값과 미리 정해지는 조정 함수에 따라 위상 조정 값을 계산하여 저장한다. 과정 1508에서 디바이스는 접속 구간이 종료되는지를 판단한다. 접속 구간이 종료되지 않았으면 과정 1504으로 복귀하여 다른 디바이스로부터의 동기 신호를 계속하여 리스닝한다. 만일 접속 구간이 종료되었으면, 과정 1510에서 디바이스는 저장된 모든 위상 조정값의 합에 따라 위상 값을 조정한 후 과정 1502로 복귀한다.
상기 과정 1502에서 접속 상태에 있지 않다고 판단된 경우, 과정 1512에서 디바이스는 PCO 규칙 1에 따라 동작하기 위해 다른 디바이스로부터 동기 신호를 모니터링한다. 만일 동기 신호가 수신되었으면, 과정 1514에서 상기 동기 신호가 수신된 시점의 위상 값과 미리 정해지는 조정 함수에 따른 위상 조정값을 계산하고, 상기 위상 조정값에 따라 현재 위상 값을 즉시 조정한 후 과정 1502로 복귀한다.
도 16(도 16a 및 도 16b로 구성됨)은 본 발명의 일 실시예에 따른 동기화 규칙의 전환 동작을 도시한 흐름도이다. 즉 후술되는 실시예에서 디바이스는 스케줄링 결과 전송 기회를 얻지 못한 경우에 PCO 규칙 2에 따라 동기화 동작하며, 비동기 레벨이 위험한 정도로 높은 수준라면 비접속 상태로 천이하여 PCO 규칙 1로 동작하기 위한 리스닝 동작을 수행한다.
도 16을 참조하면, 과정 1602에서 디바이스는 비접속 상태에서 동작을 개시하고, 과정 1604에서 전송 데이터가 발생하거나 수신될 데이터의 존재를 감지함으로써 서비스를 시작한다. 과정 1606에서 디바이스는 이웃 디바이스들과 동기가 맞았는지 확인하는 스캔 상태-동기 동작을 수행하고, 과정 1608에서 이웃 디바이스들과 동기가 맞았는지, 즉 디바이스간 통신(D2D) 네트워크가 동기화되었는지를 판단한다. 만일 네트워크가 동기화되어 있지 않다면, 과정 1610에서 디바이스는 PCO 규칙 1에 따른 동기화 동작을 수행하며 동기화 여부를 판단하기 위해 과정 1606으로 복귀한다. 반면 네트워크가 동기화되어 있다면 과정 1612로 진행한다.
과정 1612에서 디바이스는 디스커버리 구간 동안 서비스와 관련된 정보를 방송하고, 다른 디바이스들로부터의 관련 정보를 감지하려고 시도하며, 과정 1614에서 상기 디스커버리 구간 동안의 디스커버리 동작에 의해 발견된 상대 노드가 존재하는지를 판단한다. 만일 발견된 상대 노드가 존재하지 않으면 과정 1616에서 디바이스는 PCO 규칙 1에 따른 동기화 동작을 수행하면서, 다음 디스커버리 구간이 되기까지 대기하기 위하여 과정 1612로 복귀한다. 반면 디스커버리 동작에 의해 상대 노드가 발견되었으면 디바이스는 과정 1618로 진행하여 상기 발견된 상대 노드와 페어를 맺고, 과정 1620에서 접속 상태로 천이한 후 과정 1621에서 스캔 상태 동기 동작(혹은 프로브 상태 동기 동작)을 수행하여 비동기 레벨을 검출한다.
과정 1622에서 디바이스는 프로브 구간에서 검출된 주변 디바이스들의 신호 레벨(비동기 레벨(Asynchrony level)이라 칭함)이 미리 정해지는 상위 임계값을 초과하는지를 판단하고, 만일 초과하면 과정 1624로 진행하여 비접속 상태로 천이한 후 동기화 동작을 PCO 규칙 1로 변경하여 과정 1610을 수행한다. 반면 비동기 레벨이 높지 않으면, 즉 상기 상위 임계값을 초과하지 않으면, 과정 1626에서 디바이스는 스케줄링 절차에 참여하여 연속적인 복수의 전송 단위 중에서, 현재 전송 단위 시점에서 전송 기회를 획득하였는지를 판단한다. 전송 기회를 획득하지 못한 경우, 과정 1630에서 디바이스는 상기 과정 1621에서 검출된 비동기 레벨이 미리 정해지는 범위의 중간 수준인지를 판단하고, 만일 상기 검출된 비동기 레벨이 중간 수준이라면 과정 1632에서 PCO 규칙 2에 따른 동기화 동작을 수행한다. 반면 상기 검출된 비동기 레벨이 중간 수준이 아니라면 과정 1634에서 해당 전송 단위 동안 아이들 상태를 유지한다.
상기 과정 1628에서 적어도 하나의 전송 단위에 대한 전송 기회가 할당되었다면, 과정 1636에서 디바이스는 할당된 전송 기회 동안 트래픽 데이터를 전송한다. 디바이스는 연속적인 복수의 단위에 대해 트래픽 데이터의 전송 동작을 수행한 이후에, 과정 1638에서 현재 접속 구간이 종료되었는지를 판단하며, 만일 종료되었으면, 과정 1640에서 PCO 규칙 2에 따른 동기화 동작을 유지하면서, 과정 1618로 복귀한다. 현재 접속 구간이 종료되지 않았고, 과정 1642에서 현재 서비스가 종료되지 않은 것으로 판단되었다면, 디바이스는 PCO 규칙 1에 따른 동기화 동작을 수행하기 위해 과정 1616으로 복귀한다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능하다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (20)

  1. 디바이스간 직접 통신을 위한 동기화 방법에 있어서,
    디바이스가 접속 상태에서 적어도 하나의 이웃 디바이스로부터 전송되는 적어도 하나의 동기 신호를 검출하는 과정과,
    상기 적어도 하나의 동기 신호가 검출된 시점에 따른 적어도 하나의 위상 조정값을 누적하는 과정과,
    상기 디바이스가 상기 접속 상태에서 비접속 상태로 천이함에 대응하여 상기 누적된 적어도 하나의 위상 조정값에 따라 동기화 위상 값을 조정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 동기화 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 디바이스 및 상기 적어도 하나의 이웃 디바이스는 각각 위상 증가율이 동일한 발진기를 구비하는 것을 특징으로 하는 동기화 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 미리 정해지는 접속 구간의 종료 및 비동기 검출 중 적어도 하나에 대응하여 상기 디바이스가 상기 접속 상태에서 상기 비접속 상태로 천이하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 동기화 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 디바이스가 동기 신호를 송신하지 않으면서 동작하는 스캐닝 구간에서 미리 정해지는 발진 주기 내에 이웃 디바이스들로부터 적어도 1개의 동기 신호 감지 및, 상기 디바이스가 동기 신호를 송신하면서 동작하는 동기화 절차 도중 상기 발진 주기 내에 이웃 디바이스들로부터 적어도 2개의 동기 신호 감지 중 적어도 하나에 대응하여, 비동기가 검출된 것으로 판단하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 동기화 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 접속 상태에서 이웃 디바이스들로부터 검출된 신호 레벨이 미리 정해지는 임계값을 초과하면, 페어링 동작을 수행하지 않고 상기 비접속 상태로 천이하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 동기화 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 접속 상태에서 이웃 디바이스들로부터 검출된 신호 레벨이 미리 정해지는 중간 수준이면, 페어링 구간 동안 페어링 동작을 수행하고 이어지는 접속 구간에서 스케줄링에 참여하는 과정과,
    상기 스케줄링 결과 적어도 하나의 전송 단위에 대한 전송 기회를 획득하지 못하면, 상기 적어도 하나의 위상 조정값을 저장하는 과정을 시작하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 동기화 방법.
  7. 디바이스간 직접 통신을 위한 동기화 장치에 있어서,
    적어도 하나의 이웃 디바이스로부터 적어도 하나의 동기 신호를 검출하는 수신기와,
    동기화 위상 값이 미리 정해지는 최대값에 도달함에 대응하여 동기 신호를 전송하는 송신기와,
    접속 상태에서 상기 적어도 하나의 동기 신호가 검출될 때마다 상기 적어도 하나의 동기 신호가 검출된 시점에 따른 적어도 하나의 위상 조정값을 누적하고, 상기 접속 상태에서 비접속 상태로 천이함에 대응하여 상기 누적된 적어도 하나의 위상 조정값에 따라 상기 동기화 위상 값을 조정하는 프로세서를 포함하는 것을 특징으로 하는 동기화 장치.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 동기화 장치 및 상기 적어도 하나의 이웃 디바이스는 각각 위상 증가율이 동일한 발진기를 구비하는 것을 특징으로 하는 동기화 장치.
  9. 제 7 항에 있어서, 상기 프로세서는,
    미리 정해지는 접속 구간의 종료 및 비동기 검출 중 적어도 하나에 대응하여 상기 접속 상태에서 상기 비접속 상태로 천이하는 것을 특징으로 하는 동기화 장치.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 프로세서는,
    상기 동기화 장치가 동기 신호를 송신하지 않으면서 동작하는 스캐닝 구간에서 미리 정해지는 발진 주기 내에 이웃 디바이스들로부터 적어도 1개의 동기 신호 감지 및, 상기 동기화 장치가 동기 신호를 송신하면서 동작하는 동기화 절차 도중 상기 발진 주기 내에 이웃 디바이스들로부터 적어도 2개의 동기 신호 감지 중 적어도 하나에 대응하여, 비동기가 검출된 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 동기화 장치.
  11. 제 7 항에 있어서, 상기 프로세서는,
    상기 접속 상태에서 이웃 디바이스들로부터 검출된 신호 레벨이 미리 정해지는 임계값을 초과하면, 페어링 동작을 수행하지 않고 상기 비접속 상태로 천이하는 것을 특징으로 하는 동기화 장치.
  12. 제 7 항에 있어서, 상기 프로세서는,
    상기 접속 상태에서 이웃 디바이스들로부터 검출된 신호 레벨이 미리 정해지는 중간 수준이면, 페어링 구간 동안 페어링 동작을 수행하고 이어지는 접속 구간에서 스케줄링에 참여하고,
    상기 스케줄링 결과 적어도 하나의 전송 단위에 대한 전송 기회를 획득하지 못하면, 상기 적어도 하나의 위상 조정값을 저장하는 것을 특징으로 하는 동기화 장치.
  13. 디바이스간 직접 통신을 위해 동기화를 수행하는 무선 통신 시스템에 있어서,
    제1 디바이스를 포함하며,
    상기 제1 디바이스는:
    적어도 하나의 이웃 디바이스로부터 적어도 하나의 동기 신호를 검출하는 수신기와,
    동기화 위상 값이 미리 정해지는 값에 도달함에 대응하여 동기 신호를 전송하는 송신기와,
    접속 상태에서 상기 적어도 하나의 동기 신호가 검출될 때마다 상기 적어도 하나의 동기 신호가 검출된 시점에 따른 적어도 하나의 위상 조정값을 누적하고, 상기 접속 상태에서 비접속 상태로 천이함에 대응하여 상기 누적된 적어도 하나의 위상 조정값에 따라 상기 동기화 위상 값을 조정하는 프로세서를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 제1 디바이스 및 상기 적어도 하나의 이웃 디바이스는 각각 위상 증가율이 동일한 발진기를 구비하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템.
  15. 제 13 항에 있어서, 상기 제1 디바이스는,
    미리 정해지는 접속 구간의 종료 및 비동기 검출 중 적어도 하나에 대응하여 상기 접속 상태에서 상기 비접속 상태로 천이하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 제1 디바이스는,
    상기 제1 디바이스가 동기 신호를 송신하지 않으면서 동작하는 스캐닝 구간에서 미리 정해지는 발진 주기 내에 이웃 디바이스들로부터 적어도 1개의 동기 신호 감지 및, 상기 제1 디바이스가 동기 신호를 송신하면서 동작하는 동기화 절차 도중 상기 발진 주기 내에 이웃 디바이스들로부터 적어도 2개의 동기 신호 감지 중 적어도 하나에 대응하여, 비동기가 검출된 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템.
  17. 제 13 항에 있어서, 상기 제1 디바이스는,
    상기 접속 상태에서 이웃 디바이스들로부터 검출된 신호 레벨이 미리 정해지는 임계값을 초과하면, 페이링 동작을 수행하지 않고 상기 비접속 상태로 천이하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템.
  18. 제 13 항에 있어서, 상기 제1 디바이스는,
    상기 접속 상태에서 이웃 디바이스들로부터 검출된 신호 레벨이 미리 정해지는 중간 수준이면, 페어링 구간 동안 페어링 동작을 수행하고 이어지는 접속 구간에서 스케줄링에 참여하고,
    상기 스케줄링 결과 적어도 하나의 전송 단위에 대한 전송 기회를 획득하지 못하면, 상기 적어도 하나의 위상 조정값을 저장하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 페어링 구간에서 상기 제1 디바이스는 디스커버리 구간 동안 관심이 있는 정보를 송신한 이웃 디바이스를 수신 디바이스로 선택하고, 상기 선택된 이웃 디바이스에 페어(pair)로 링크를 맺고자 하는 의향을 전달하며, 상기 선택된 이웃 디바이스의 응답에 따라 상기 선택된 이웃 디바이스와 페어링 하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템.
  20. 제 19 항에 있어서,
    접속 구간 동안 상기 제1 디바이스는 페어링된 상기 제1 디바이스 및 상기 선택된 이웃 디바이스 사이의 하나 이상의 트래픽 슬롯을 통해 데이터를 송신 및 수신하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템.
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