KR102163480B1 - 단말 간 직접 통신에서 탐색 자원 할당을 위한 단말 간 스케줄링 방법 및 그 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 단말 간 직접 통신에 있어서 탐색 자원 할당을 위한 단말 간 스케줄링 방법 및 그 장치에 관한 것이다.
이에 따른 본 발명은, 단말 간 (Device to Device; D2D) 통신을 수행하는 단말의 탐색 자원 할당 방법으로, 상기 단말의 경쟁 인덱스를 명시적 또는 암시적으로 송수신하기 위해 결정된 무선 자원을 통하여 신호를 송수신하는 단계, 상기 무선 자원을 통하여 응답 신호가 수신되면, 상기 응답 신호를 기초로 탐색 자원을 선택하는 단계 및 상기 선택된 탐색 자원을 이용하여 상기 D2D 통신을 위한 탐색을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 근접 탐색 방법 및 그 장치에 관한 것이다.

Description

단말 간 직접 통신에서 탐색 자원 할당을 위한 단말 간 스케줄링 방법 및 그 장치{Method And Apparatus for UE-to-UE Scheduling for D2D Discovery Resource Allocation}

본 발명은 단말 간 직접 통신에 있어서 탐색 자원 할당을 위한 단말 간 스케줄링 방법 및 그 장치에 관한 것이다.

최근 스마트폰의 보급으로 인해 데이터 트래픽이 급격하게 증가하고 있다. 앞으로 스마트폰 사용자 수는 더욱 증가할 것이고 이를 이용한 SNS와 game과 같은 응용 서비스도 더욱 활성화될 것이기 때문에, 데이터 트래픽은 지금 보다 훨씬 더 증가할 것으로 예상된다. 특히 사람간의 통신을 넘어서 새로운 모바일 시장인 사람과 사물 간의 통신, 사물 간의 통신 등 사물을 활용하는 사물지능통신이 활성화될 경우에는 기지국으로 전송되는 트래픽은 감당하기 어려울 정도로 증가할 것으로 예상된다.

따라서 이러한 문제들을 해결할 수 있는 기술이 요구되고 있는데, 최근 장치 간 직접통신 기술이 주목받고 있다. D2D(Device to Device) 통신으로 불리는 이 기술은 이동통신의 허가 대역과 무선 랜과 같은 비허가 대역에서 모두 주목을 받고 있다.

D2D 통신이 이동통신에 융합되는 경우에는, 기지국의 트래픽 수용 능력을 증가시키고 과부하를 줄일 수 있다는 점에서 유리한 효과를 갖는다. 즉, D2D 통신에서는 동일한 셀 또는 서로 인접한 셀 내의 단말(User Equipment; UE)들이 서로 간에 D2D 링크를 설정한 뒤 기지국(evolved Node B, eNB)을 거치지 않고 D2D 링크를 통해서 데이터를 직접 주고받기 때문에, 2번의 링크를 1번의 링크로 줄일 수 있다.

비허가 대역에서의 D2D 통신에 관한 연구는 사람간의 통신, 사람과 사물 간의 통신, 사물 간의 통신이 발생하는 요구를 인지하여 불필요한 무선 자원 낭비를 막고, 적절하게 지역적으로 발생하는 트래픽을 판단하여 서비스하는데 그 목적이 있다. 따라서, 비허가 대역에서 D2D 통신은, 다수의 장치가 서비스, 콘텐츠에 대한 정보를 주변에 방송하고 수신하는 과정을 효율적으로 운용하는 방법에 초점을 맞추고 있다.

D2D 통신에서 장치들은 기존 ad-hoc/sensor 네트워크와 달리, 먼저 장치 간 동기를 동일하게 맞추고, 이후에 탐색, 페어링, 스케줄링 동작 등을 수행한다. 이와 같이 장치 간 동기를 맞추는 동작에 의하여, D2D 통신을 수행하는 장치들은 이후의 동작에서 데이터나 제어신호의 송수신을 더 효율적으로 할 수 있으며, 스케줄링 방식에 있어서도 효율적인 프로토콜을 구성할 수가 있다. 즉, 기존에는 마스터 노드 없이 네트워크를 제어하는 효율적인 분산 프로토콜을 만들기 어려웠음에 반해, D2D 통신에서는 동기를 일치시킴으로 인해서 분산 장치 간 제어 신호를 효율적으로 주고받을 수 있게 되므로, 이전에 시도하기 어려웠던 분산 프로토콜을 고려할 수 있다.

하지만, 분산 스케줄링은 하나의 마스터에서 전체 네트워크의 채널 정보 등을 파악하여 자원을 할당하는 것이 아니고, 각 지역에서 부분적인 정보에 의존해 자원 할당을 결정하는 것이므로, 스케줄링에 있어서 최대의 capacity를 달성하지가 쉽지 않다. 따라서, 분산 스케줄링에 있어서 최대 효율을 달성하면서, 제어 신호에 의한 overhead를 최소화할 수 있는 방법이 요구된다.

D2D 통신에 있어서 근접 탐색(Proximate Discovery)은 그동안 다양한 방법으로 구현되어 왔다. 예를 들어, 근접 탐색은 OTT (Over-The-Top) 또는 근거리통신을 이용한 방법들로 구현되어 왔다. OTT는 기존 인터넷 망을 기반으로 응용 서비스 제공자 (ASP-Application Service Provider) 서버가 사용자 단말에 있는 응용 프로그램의 위치 및 서비스 관련 정보를 수집하고, 관련 있는 사용자 단말이 위치적으로 서비스 가능한 거리인지 확인하는 매칭 절차를 수행하여, 매칭 결과에 따른 정보를 각 사용자 단말에게 알려줌으로써, 단말이 탐색을 수행할 수 있도록 하는 방식이다. Wi-Fi나 Bluetooth 등 근거리 통신을 이용하는 방법은, 네트워크에서 제어하지 않고 단말에 서비스 탐색 프로토콜이 탑재되어 있어 단말이 근접 탐색을 수행하는 방법으로, 주로 근거리 연결을 설정하는 데 사용되어 왔다.

종래기술 중 OTT 방식은 위치가 고정되어 있는 정보를 찾는 데는 적합한 방식이다. 그러나 OTT 방식에서 모바일 단말이 서로의 위치를 확인하고 관련된 연관 서비스를 찾기 위해서는 주기적으로 위치 정보와 사용자/서비스 인식 정보를 서버로 보내고, 관련 매칭 결과를 수신해야 하므로, 네트워크 자원을 많이 소모하게 된다. 또한, 단말이 자기 위치를 측정한 값을 서버로 보내주어야 하기 때문에 GPS나 Wi-Fi 등 제 2의 장치를 이용한 위치 인식과정에서 많은 전력이 소모될 수 있다.

상술한 문제를 해결하기 위하여 최근에는 GPS나 셀룰러 신호에 기반한 동기 네트워크를 고려하여, 탐색 주기가 고정되어 있는 시스템이 개발되었다. 도 1을 참조하면, 이러한 시스템에서는 탐색 주기(101, 103)마다 일정 크기의 탐색 구간(105, 113)을 할당하고, 탐색 구간(105, 113) 내 자원을 동일한 크기의 복수 개의 탐색 슬롯(107, 109, 111)으로 구성한다. 단말은 근접 탐색에 사용할 탐색 슬롯을 선택하기 위해서 우선 한 번의 탐색 구간(105) 동안 탐색 슬롯(107, 109, 111)의 송수신 신호 에너지 상태를 관찰한 후, 에너지가 비교적 작은 탐색 슬롯을 선택하여 다음 탐색 주기(113)에 탐색 신호를 송신한다.

상술한 시스템에서는 모든 단말이 탐색 구간에서 탐색 신호를 송신하여야 새로 진입하는 단말이 탐색 슬롯들의 에너지 상태를 판단하여 간섭이 적은 탐색 슬롯을 선택할 수 있으나, 실제로는 탐색 주기가 서비스별로 달라 모든 단말이 탐색 구간에서 탐색 신호를 송신하지 않을 수 있기 때문에 간섭 예측 오차로 인한 손실이 발생할 우려가 있다.

본 발명은 비주기적 탐색 서비스 또는 다양한 주기의 탐색 서비스가 혼재된 네트워크에서 주기성이 없이도 자원을 재사용하여 간섭이 적은 자원을 선택하는 방법을 제공한다.

또한, 본 발명은, 단말 간 명시된 스케줄링 동작을 수행하여 탐색 자원을 결정하는 방법을 제공한다.

본 발명의 다양한 실시 예에서, 탐색 자원을 결정한 후 탐색 신호는 브로드캐스트로 송신되므로, 본 발명은 단지 탐색 서비스에 국한되지 않고 다양한 브로드캐스트 기반 서비스에 적용될 수 있다.

본 발명에 따른 단말 간 (Device to Device; D2D) 통신을 수행하는 단말의 탐색 자원 할당 방법은, 상기 단말의 경쟁 인덱스를 명세적 또는 암시적으로 송수신하기 위해 결정된 무선 자원을 통하여 신호를 송수신하는 단계, 상기 무선 자원을 통하여 응답 신호가 수신되면, 상기 응답 신호를 기초로 탐색 자원을 선택하는 단계 및 상기 선택된 탐색 자원을 이용하여 상기 D2D 통신을 위한 탐색을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 단말 간 (Device to Device; D2D) 통신을 수행하는 단말의 탐색 자원 할당 방법은, 기지국으로부터 수신된 스케줄링 식별자를 기초로 선택된 무선 자원을 통하여 복수의 다른 단말이 전송하는 신호를 수신하는 단계, 상기 수신된 신호에 포함된 정보를 기초로 상기 무선 자원을 통하여, 상기 복수의 단말 중 적어도 하나의 다른 단말에 대하여 응답 신호를 전송하는 단계 및 상기 무선 자원에 대응하는 탐색 자원을 이용하여 상기 적어도 하나의 다른 단말과 상기 D2D 통신을 위한 탐색을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 단말 간 (Device to Device; D2D) 통신을 수행하는 단말은, 기지국 및 다른 단말과 데이터 통신을 수행하는 통신부 및 상기 단말의 경쟁 인덱스룰 명시적 또는 암시적으로 송수신하기 위해 결정된 무선 자원을 통하여 신호를 송수신하도록 상기 통신부를 제어하고, 상기 무선 자원을 통하여 응답 신호가 수신되면, 상기 응답 신호를 기초로 탐색 자원을 선택하고, 상기 선택된 탐색 자원을 이용하여 상기 D2D 통신을 위한 탐색을 수행하도록 상기 통신부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 단말 간 (Device to Device; D2D) 통신을 수행하는 단말은, 기지국 및 다른 단말과 데이터 통신을 수행하는 통신부 및 상기 기지국으로부터 수신된 스케줄링 식별자를 기초로 선택된 무선 자원을 통하여 복수의 다른 단말이 전송하는 신호를 수신하고, 상기 수신된 신호에 포함된 정보를 기초로 상기 무선 자원을 통하여, 상기 복수의 단말 중 적어도 하나의 다른 단말에 대하여 응답 신호를 전송하고, 상기 무선 자원에 대응하는 탐색 자원을 이용하여 상기 적어도 하나의 다른 단말과 상기 D2D 통신을 위한 탐색을 수행하도록 상기 통신부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 상기 기지국은 기지국이 없는 환경에서는 코디네이터 역할을 맡는 단말로 대체될 수 있다.

본 발명에 따르면, D2D 네트워크에서 각 단말이 중앙 집중적 제어 없이 분산적으로 단말 간 스케줄링을 수행하여 탐색 자원을 결정함으로써, 주기적/비주기적 탐색 동작 및 다양한 탐색 주기가 혼재한 네트워크에서도 효율적으로 탐색 자원을 결정할 수 있다.

또한, 본 발명은 송수신 단말이 결정되지 않은 경우, 송신 단말만 결정된 경우 또는 송수신 단말이 모두 결정된 경우에도 효율적으로 탐색 자원을 결정할 수 있도록 한다.

도 1은 종래 기술에 따른 근접 탐색 방법의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 근접 탐색을 위한 자원 할당 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 근접 탐색을 위한 자원 할당 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 4는 본 발명에 따른 송신 단말로 동작하는 단말의 동작을 나타낸 순서도이다.
도 5는 본 발명에 따른 수신 단말로 동작하는 단말의 동작을 나타낸 순서도이다.
도 6은 본 발명에 따른 동적(Dynamic) 탐색 자원 할당의 예를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 반복(Semi-persistent) 탐색 자원 할당의 예를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명에 따른 두 단계 탐색 동작을 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명에 따른 단말의 구조를 나타낸 블록도이다.
도 10은 도 3에 도시된 요청신호 309 및 응답신호 311 전송 절차의 일 예를 보다 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 11 및 도 12는 본 발명의 실시 예에 따라, 단말 간 스케줄링 동작이 적용되는 자원 구조를 나타낸 도면이다.

이하 본 발명의 실시 예를 첨부한 도면과 함께 상세히 설명한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 그리고 후술 되는 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 발명은 상술한 D2D 통신의 근접 탐색을 위하여 적용될 수 있으나, 이에 한정되지 않고, 무선 통신에서의 자원 할당을 위하여 허용 가능한 범위 내에서 변형되어 적용이 가능하다.

본 발명은 단말 및 기지국을 통하여 구현될 수 있다. 본 발명의 실시 예에서 단말은 근접 탐색을 위한 송신 단말 또는 수신 단말로써 동작할 수 있다. 단말이 송신 단말로 동작할지 수신 단말로 동작할지 여부는 기지국을 통하여 또는 미리 정해진 규칙에 따라 결정될 수 있다. 이하의 설명에서는 송신 단말 및 수신 단말을 일부 단말 및 나머지 단말, 단말 및 다른 단말 또는 제1 그룹 단말 및 제2 그룹 단말 등의 명칭으로 혼용할 수 있다.

기지국은 단말의 근접 탐색을 제어 및 지원할 수 있다. 다양한 실시 예에서, 기지국은 단말들 중에서 탐색 자원 할당 동작에 참여할 단말을 특정할 수 있다. 기지국은 송신 단말로 동작하지 않는 나머지 단말들 중 적어도 하나를 특정할 수 있다. 기지국은 수신 단말 중에서 탐색 자원 할당 동작에 참여할 단말을 특정할 수 있다. 이하에서는, 탐색 자원 할당 동작에 참여할 단말로 특정된 단말을 수신 단말로 명명하나, 모든 수신 단말이 탐색 자원 할당 동작에 참여할 단말로 특정되는 것이 아님을 명시한다. 또한, 탐색 자원 할당 동작에 참여할 단말로 특정되지 않은 단말로 근접 탐색에서 수신 단말로써 동작할 수 있음은 자명하다.

본 발명의 다양한 실시 예에서, 본 발명에 따른 기지국은 기지국이 없는 환경에서는 코디네이터 역할을 맡는 단말로 대체될 수 있다.

본 발명의 다양한 실시 예에서, 탐색 자원을 결정한 후 탐색 신호는 브로드캐스트로 송신되므로, 본 발명은 단지 탐색 서비스에 국한되지 않고 다양한 브로드캐스트 기반 서비스에 적용될 수 있다.

도 2는 본 발명에 따른 근접 탐색을 위한 자원 할당 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 2를 참조하면, 근접 탐색을 위한 무선 자원 프레임은, 스케줄링 프레임(Discovery Scheduling Frame)(201)(스케줄링 구간, 스케줄링 영역 등으로 명명될 수 있다.) 및 탐색 프레임(Discovery Frame)(203)(탐색 구간, 탐색 영역 등으로 명명될 수 있다.)으로 구성된다.

탐색 스케줄링 프레임(201)은 요청 채널(Request channel)(205)(요청 구간, 요청 영역, 전송 구간 등으로 명명될 수 있다.)과 응답 채널(Response channel)(207)(응답 구간, 응답 영역, 수신 구간 등으로 명명될 수 있다.)로 구성된다. 요청 채널(205)과 응답 채널(207)은 적어도 하나의 제어 자원(Control resource)(무선 자원, 전송 자원, 수신 자원, 슬롯, 서브 슬롯, 미니 슬롯 등으로 명명될 수 있다.)으로 구성된다. 도 2의 실시 예에서, 요청 채널(205)과 응답 채널(207)은 각각 K개의 제어 자원으로 구성된다.

요청 채널에서는 적어도 하나의 단말이 요청 신호를 전송하고, 응답 채널에서는 적어도 하나의 단말이 응답 신호를 전송한다. 요청 채널에서는 송신 단말로 동작하는 단말이 요청 신호를 전송할 수 있고, 수신 단말이 요청 신호를 들을 수 있다(listen). 반대로 응답 채널에서는 수신 단말이 응답 신호를 전송하고, 송신 단말로 동작하는 단말이 응답 신호를 듣는다. 이에 대하여는 하기에서 보다 구체적으로 설명한다.

탐색 프레임(203)은 적어도 하나의 탐색 자원 블록(Discovery Resource Blocks; DRBs)으로 구성된다. DRB의 수는 제어 자원의 수에 대응될 수 있으며, 각각의 DRB는 요청 채널(205)과 응답 채널(207)을 구성하는 각각의 제어 자원에 대응할 수 있다. 도 2의 실시 예에서 탐색 프레임(203)은 K개의 자원 블록으로 구성된다. DRB에서는 해당 DRB를 사용할 것으로 선택한 송신 단말이 근접 단말의 탐색을 위한 탐색 메시지(Discovery Message)를 전송한다.

본 발명의 다양한 실시 예에서, 단말은 근접 탐색을 위한 탐색 자원을 할당받기 위하여 기지국으로 탐색 자원 할당 요청을 전송할 수 있다. 기지국은 적어도 하나의 단말로부터 탐색 자원 할당 요청을 수신하고, 적어도 하나의 단말들로 제어 정보를 포함하는 응답을 전송할 수 있다.

기지국은 송신 단말에게는 송신 단말의 스케줄링 ID(Scheduling ID)를 할당하고 이를 송신 단말로 전송할 수 있다. 다양한 실시 예에서, 스케줄링 ID는 다운 링크 제어 채널(Physical Downlink Control Channel; PDCCH)을 통하여 할당될 수도 있다. 스케줄링 ID는 단말의 C-RNTI에 대응하거나, C-RNTI를 이용하여 결정될 수 있다. 이때, C-RNTI는 D2D 통신 용 C-RNTI일 수 있으며, D2D 통신 용 C-RNTI는 네트워크 사업자에 의하여 미리 정의된 것일 수 있다. 기지국은 하나의 제어 자원에서 하나의 송신 단말 및 적어도 하나의 수신 단말이 신호를 송수신하도록 스케줄링 ID를 할당할 수 있다. 구현하기에 따라서 기지국은 하나의 제어 자원에서 임의의 개수의 송신 단말 및 수신 단말이 신호를 송수신하도록 스케줄링 ID를 할당할 수 있다.

기지국은 송신 단말로 탐색 자원 할당 동작에 있어서 송신 단말의 경쟁 인덱스에 관한 정보를 전송할 수 있다. 경쟁 인덱스는 단말의 종류, 송수신 될 데이터의 종류, 단말의 채널 상태, 단말의 전력 상태 등을 기초로 결정될 수 있다.

기지국은 송신 단말로 근접 탐색을 위한 프레임에 관한 정보(예를 들어, 자원 할당을 수행할 프레임 인덱스, 요청 신호를 전송할 프레임 인덱스, 응답 신호를 수신할 프레임 인덱스 등), 근접 탐색에 참여하는 단말들에 관한 정보, 탐색 자원 할당에 참여할 적어도 하나의 단말들(수신 단말 및/또는 수신 단말들 중 탐색 자원 할당이 참여하도록 특정된 수신 단말)에 관한 정보, 탐색 자원 할당 참여 허용 여부에 관한 정보, 제어 채널 및 DRB의 수에 관한 정보 등을 전송할 수도 있다.

도 2의 실시 예에서, 기지국은 송신 단말인 UE 1 내지 UE 7에 대하여 스케줄링 ID를 각각 sch_ID1 내지 sch_ID7을 할당하고, 이를 각각의 단말에게 전송한다. 또한, 도 2의 실시 예에서, UE1은 기지국으로부터 할당받은 sch_ID1 또는 우선순위 정보 또는 스케줄링에 참여하는 프레임 인덱스에 기반하여 스케줄링을 위한 경쟁 인덱스 (contention index)를 결정할 수 있다.

기지국은 수신 단말로 근접 탐색을 위한 프레임에 관한 정보(예를 들어, 자원 할당을 수행할 프레임 인덱스, 요청 신호를 수신할 프레임 인덱스, 응답 신호를 전송할 프레임 인덱스 등), 근접 탐색에 참여하는 단말들에 관한 정보, 탐색 자원 할당에 참여할 적어도 하나의 단말들(수신 단말 및/또는 수신 단말들 중 탐색 자원 할당이 참여하도록 특정된 수신 단말)에 관한 정보, 탐색 자원 할당 참여 허용 여부에 관한 정보, 제어 채널 및 DRB의 수에 관한 정보 등을 전송할 수 있다. 다양한 실시 예에서, 상술한 정보들 중 일부는 시스템 정보 블록(System Information Block; SIB)를 통하여 방송(broadcast) 될 수 있다.

다양한 실시 예에서, 기지국은 탐색 자원 할당에 참여할 적어도 하나의 수신 단말들에게 송신 단말들에 할당된 스케줄링 ID를 전송할 수 있다. 기지국은, 수신 단말이 특정 제어 자원을 이용할 적어도 하나의 송신 단말과 신호를 송수신하도록, 특정 제어 자원을 이용할 적어도 하나의 송신 단말에 대한 스케줄링 ID를 수신 단말로 전송할 수 있다.

이하에서는, 도 2에 도시된 근접 탐색을 위한 프레임 내의 요청 채널(205)에서의 송수신 동작을 설명한다. 요청 채널(205)에서의 송수신 동작은, 적어도 하나의 송신 단말이 제어 자원을 통하여 경쟁 인덱스에 대응하는 요청신호를 전송하고, 적어도 하나의 수신 단말이 요청 신호를 수신하는 동작으로 구성된다. 이때, 수신 단말은 탐색 자원 할당에 참여하도록 기지국에 의하여 특정된 수신 단말일 수 있다.

송신 단말은 기지국으로부터 할당받은 스케줄링 ID 또는 우선순위 정보 또는 스케줄링에 참여하는 프레임 인덱스를 기초로 경쟁 인덱스를 결정한다. 송신 단말은 결정한 경쟁 인덱스에 대응하는 요청 채널(205) 내의 제어 자원을 선택하고, 선택된 제어 자원을 통하여 요청 신호를 전송한다.

송신 단말은 기지국으로부터 수신된 경쟁 인덱스에 관한 정보, 스케줄링 ID 및 프레임에 관한 정보 중 적어도 하나를 기초로 근접 탐색에 이용할 DRB를 선택한다. 여기서, 프레임에 관한 정보는 요청 신호를 전송할 무선 자원에 관한 정보로써, 프레임의 인덱스 등에 관한 정보일 수 있다. 또한, 송신 단말은 선택된 DRB에 대응하는 요청 채널(205) 내의 제어 자원을 선택한다.

도 2의 실시 예에서, sch_ID1을 할당받은 UE 1이 첫 번째 프레임에서 자원 할당 동작을 수행하는 경우, UE 1은 sch_ID1과 첫 번째 프레임이라는 정보 중 적어도 하나를 기초로 제1 DRB를 선택할 수 있다. 또한, UE 1은 요청 채널(205) 내에서 제1 DRB에 대응하는 제1 제어 자원을 선택할 수 있다.

제어 자원 선택은 스케줄링 ID 및 탐색 자원 할당 동작을 임의의 함수, 알고리즘 등에 입력하여, 출력되는 값에 대응하는 DRB를 선택하고, 선택된 DRB에 대응하는 제어 자원을 선택하는 방식으로 구현될 수 있으며, 임의의 함수, 알고리즘에 대하여는 특별한 제한을 두지 않는다. 송신 단말이 제어 자원을 선택하는 구체적인 알고리즘은, 기지국에 의하여 미리 설정되어 단말에게 전달될 수 있다.

송신 단말은 선택된 제어 자원을 통하여 요청 신호를 전송한다. 요청 신호는 임의의 에너지 레벨을 갖는 시퀀스 또는 톤 신호(tone signal) 또는 메시지일 수 있다.

도 2의 실시 예에서, UE 1 및 UE 3은 제1 자원을 선택하고, 선택된 제1 제어 자원을 통해 요청 신호를 전송할 수 있다.

적어도 하나의 송신 단말이 요청 신호를 전송하는 동안, 적어도 하나의 수신 단말은 요청 신호를 청취(listen)할 수 있다.

수신 단말은 기지국이 직접 알려주는 정보 또는 기지국으로부터 수신된 탐색 프레임에 관한 정보 중 적어도 하나를 기초로, 이번 스케줄링 구간에서의 요청채널(205)을 청취할 지 결정한다. 청취를 결정한 단말은 요청채널의 모든 요청신호를 수신한다.

이때, 수신 단말은 기 설정된 임계값보다 작은 에너지 레벨을 갖는 요청 신호는 무시할 수 있다.

이하에서는, 도 2에 도시된 근접 탐색을 위한 프레임 내의 응답 채널(207)에서의 송수신 동작을 설명한다. 응답 채널(207)에서의 송수신 동작은, 적어도 하나의 수신 단말이 수신된 요청 신호들에 관한 정보를 포함하는 응답 신호를 전송하고, 적어도 하나의 송신 단말이 응답 신호를 수신하는 동작으로 구성된다. 이때, 수신 단말은 탐색 자원 할당에 참여하도록 기지국에 의하여 특정된 수신 단말일 수 있다.

수신 단말은 상기에서 선택된 제어 자원, 즉 적어도 하나의 송신 단말들로부터 요청 신호를 수신한 제어 자원을 통하여 응답 신호를 전송한다. 응답 신호는 수신한 요청 신호에 대한 정보를 포함할 수 있다. 구체적으로, 응답 신호는, 적어도 하나의 요청 신호에 대응하는 송신 단말의 스케줄링 ID, 수신 전력 레벨, 송신 단말의 우선 순위, 송신 단말의 경쟁 인덱스 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에서, 수신 단말은 적어도 하나의 송신 단말들로부터 수신된 요청 신호 내의 경쟁 인덱스를 비교하여, 경쟁 인덱스가 가장 높은 송신 단말에게만 응답 신호를 전송할 수 있다. 이에 대하여는 도 10을 참조하여 후술한다.

수신 단말이 응답 신호를 전송하는 동안, 적어도 하나의 송신 단말들은 응답 신호를 청취(listen)할 수 있다. 송신 단말은 이전에 자신이 요청 신호를 전송한 제어 자원에 대응하는 응답채널 자원을 통하여 전송되는 응답 신호를 청취할 수 있다.

다양한 실시 예에서, 송신 단말은 할당 가능한 경쟁 인덱스 중에서 가장 높은 경쟁 인덱스를 선택한 경우, 응답 신호를 청취하지 않을 수 있다. 도 2의 실시 예에서, UE 6은 경쟁 인덱스 중 가장 높은 경쟁 인덱스인 50을 선택한 경우, 도 2에 도시된 바와 같이 응답 채널(207)에서 응답 신호를 청취하지 않을 수 있다.

송신 단말은 수신된 응답 신호를 기초로, 근접 탐색을 위해 사용할 DRB를 선택한다. 송신 단말은 수신된 응답 신호를 기초로, 자신이 선택한 제어 자원을 이용한 다른 송신 단말들의 경쟁 인덱스를 판단할 수 있다. 송신 단말은 자신의 경쟁 인덱스보다 높은 경쟁 인덱스를 갖는 송신 단말이 존재하는 경우, 선택한 제어 자원에 대응하는 DRB를 선택하지 않는다. 송신 단말은 자신의 경쟁 인덱스보다 높은 경쟁 인덱스를 갖는 송신 단말이 존재하지 않는 경우, 선택한 제어 자원에 대응하는 DRB를 근접 탐색에 이용할 것으로 선택한다.

본 발명의 일 실시 예에서, 수신 단말이 경쟁 인덱스가 가장 높은 송신 단말에게만 응답 신호를 전송하는 경우, 응답 신호를 수신한 송신 단말은 응답 신호에 따른 근접 탐색을 위한 DRB를 선택한다. 반면, 응답 신호를 수신하지 못한 송신 단말은 해당 DRB를 선택하지 않을 수 있다. 이에 대하여는 도 10을 참조하여 후술한다. 다양한 실시 예에서, 기지국으로부터 탐색 자원 할당 동작에 참여할 것으로 특정되지 않은 수신 단말은 탐색 스케줄링 프레임(201)에서 상술한 동작들을 수행하지 않을 수 있다. 다만, 이러한 수신 단말도, 탐색 프레임(203)에서 근접 탐색을 위한 동작을 수행할 수 있다.

이하에서는, 도 2에 도시된 근접 탐색을 위한 프레임 내의 탐색 프레임(203)에서의 송수신 동작을 설명한다.

탐색 스케줄링 프레임(201)을 통하여 최종적으로 근접 탐색에 이용할 DRB를 선택한 송신 단말은, 선택된 DRB를 이용하여 탐색 메시지를 전송한다. 탐색 스케줄링 프레임(201)을 통하여 DRB를 선택하지 못한 송신 단말은 다음 탐색 프레임에서 상술한 동작의 반복을 통해 근접 탐색에 이용할 DRB를 선택하고, 근접 탐색을 수행할 수 있다. 결과적으로 경쟁 인덱스가 높은 송신 단말은, 선택된 DRB에서 주변 송신 단말과의 충돌없이 근접 탐색을 위한 탐색 메시지를 전송할 수 있다.

도 2의 실시 예에서, 각각의 제어 자원에서 경쟁 인덱스가 높은 UE 1, UE 2, UE 4, UE 6은 각각 제1 DRB, 제2 DRB, 제3 DRB, 제4 DRB를 이용하여 탐색 메시지를 전송할 수 있다.

수신 단말은 선택된 제어 자원에 대응하는 DRB를 통하여 전송되는 탐색 메시지를 청취한다. 구현하기에 따라서, 수신 단말은 모든 DRB를 통하여 전송되는 탐색 메시지를 수신할 수도 있다. 예를 들어, 기지국으로부터 탐색 자원 할당 동작에 참여할 것으로 특정되지 않은 단말은, 모든 DRB에 대한 탐색 메시지를 수신할 수 있다.

이후, 송신 단말과 수신 단말은 탐색 메시지의 송신과 청취를 비롯하여 근접 탐색을 위한 동작들을 수행할 수 있다.

도 3은 본 발명에 따른 근접 탐색을 위한 자원 할당 방법을 나타낸 흐름도이다.

도 3을 참조하면, 송신 단말(301)은 기지국(305)으로 탐색 자원 할당 요청을 전송한다(309). 탐색 자원 할당 요청은, 스케줄링 요청, D2D 통신 요청, 근접 탐색 요청 등에 대응할 수 있다.

기지국(305)은 송신 단말(301)로 탐색 자원 할당 응답을 전송한다(311). 탐색 자원 할당 응답은 송신 단말(301)의 스케줄링 ID(Scheduling ID)를 포함할 수 있다. 다른 실시 예에서, 스케줄링 ID는 다운 링크 제어 채널(Physical Downlink Control Channel; PDCCH)을 통하여 할당될 수도 있다. 탐색 자원 할당 응답은 탐색 자원 할당 동작에 있어서 송신 단말(301)의 경쟁 인덱스에 관한 정보를 포함할 수 있다. 경쟁 인덱스는 단말의 종류, 송수신 될 데이터의 종류, 단말의 채널 상태, 단말의 전력 상태 등을 기초로 결정될 수 있다. 탐색 자원 할당 응답은 근접 탐색을 위한 탐색 자원 프레임에 관한 정보(예를 들어, 프레임 인덱스 등), 근접 탐색에 참여하는 단말들에 관한 정보, 탐색 자원 할당에 참여할 적어도 하나의 단말들(수신 단말 및/또는 수신 단말들 중 탐색 자원 할당이 참여하도록 특정된 수신 단말)에 관한 정보, 탐색 자원 할당 참여 허용 여부에 관한 정보, 제어 채널 및 DRB의 수에 관한 정보 등을 포함할 수도 있다.

송신 단말(301)은 기지국으로부터 수신된 경쟁 인덱스에 관한 정보, 수신된 스케줄링 ID 및 프레임에 관한 정보 중 적어도 하나를 기초로, DRB 및 제어 자원을 선택한다(313).

송신 단말(301)은 기지국으로부터 수신된 경쟁 인덱스에 관한 정보, 스케줄링 ID 및 요청 신호를 전송할 프레임에 관한 정보 중 적어도 하나를 기초로 근접 탐색에 이용할 DRB를 선택한다. 또한, 송신 단말(301)은 선택된 DRB에 대응하는 요청 채널 내의 제어 자원을 선택한다.

수신 단말(303, 307)은 기지국(305)으로 탐색 자원 할당 요청을 전송한다(315, 319).

기지국(305)은 수신 단말(303, 307)로 탐색 자원 할당 응답을 전송한다(317, 321). 탐색 자원 할당 응답은 근접 탐색을 위한 탐색 자원 프레임에 관한 정보(예를 들어, 프레임 인덱스 등), 근접 탐색에 참여하는 단말들에 관한 정보, 탐색 자원 할당에 참여할 적어도 하나의 단말들(수신 단말 및/또는 수신 단말들 중 탐색 자원 할당이 참여하도록 특정된 수신 단말)에 관한 정보, 탐색 자원 할당 참여 허용 여부에 관한 정보, 제어 채널 및 DRB의 수에 관한 정보 등을 포함할 수 있다. 다양한 실시 예에서, 상술한 정보들 중 일부는 시스템 정보 블록(System Information Block; SIB)를 통하여 방송(broadcast) 될 수 있다.

기지국(305)은, 수신 단말(303, 307) 중 일부를 탐색 자원 할당 동작에 참여할 단말로 특정할 수 있다. 이때, 기지국(305)은 특정된 수신 단말(303)로 탐색 수신 요청 메시지를 전송할 수 있다(323). 탐색 수신 요청 메시지는, 스케줄링 요청 메시지, 탐색 자원 할당 참여 요청 등에 대응할 수 있다. 탐색 수신 요청 메시지는, 특정된 수신 단말(303)이 특정 제어 자원을 이용할 적어도 하나의 송신 단말(301)과 신호를 송수신하도록, 특정 제어 자원을 이용할 적어도 하나의 송신 단말(301)에 대한 스케줄링 ID를 포함할 수 있다.

특정된 수신 단말(303)은 기지국(305)으로 수신 확인 메시지를 전송한다(325). 수신 확인 메시지는 스케줄링 응답 메시지, 탐색 자원 할당 참여 응답 메시지 등에 대응할 수 있다.

특정된 수신 단말(303)은 수신된 송신 단말(301)의 프레임에 관한 정보를 기초로 제어 자원을 선택한다(327). 여기서, 프레임에 관한 정보는 요청 신호를 수신할 무선 자원에 관한 정보로써 프레임의 인덱스, 탐색 자원 할당 동작이 수행된 횟수 등에 관한 정보일 수 있다. 수신 단말이 특정되지 않은 경우에는 323, 325, 327의 단계는 생략되고, 수신 단말은 모든 자원에 대해 수신 동작을 수행한다.

송신 단말(301)은 요청 채널 구간에서 선택된 제어 자원을 통하여 요청 신호를 전송한다(331). 요청 신호는 임의의 에너지 레벨을 갖는 시퀀스 또는 톤 신호(tone signal) 또는 메시지일 수 있다.

특정된 수신 단말(303)은 선택된 제어 자원을 통하여 전송되는 요청 신호를 청취할 수 있다. 이때, 특정된 수신 단말(303)은 기 설정된 임계값보다 작은 에너지 레벨을 갖는 요청신호는 무시할 수 있다.

특정된 수신 단말(303)은 응답 채널 구간에서 선택된 제어 자원을 통하여 응답 신호를 전송한다(333). 응답 신호는 수신한 요청 신호에 대한 정보를 포함할 수 있다. 구체적으로, 응답 신호는, 적어도 하나의 요청 신호에 대응하는 송신 단말(301)의 스케줄링 ID, 송신 단말의 경쟁 인덱스 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에서, 특정된 수신 단말(303)은 요청 신호들에 포함된 경쟁 인덱스들을 비교하여, 가장 높은 경쟁 인덱스를 포함한 요청 신호를 결정하고, 결정된 요청 신호를 수신한 무선 자원을 이용하여, 결정된 요청 신호를 전송한 송신 단말(301)로 응답 신호를 전송할 수 있다. 송신 단말(301)은 응답 신호를 청취(listen)할 수 있다. 송신 단말(301)은 이전에 자신이 요청 신호를 전송한 제어 자원을 통하여 전송되는 응답 신호를 청취할 수 있다.

응답 신호가 수신되면, 송신 단말(301)은 응답 신호에 포함된 경쟁 인덱스에 관한 정보 또는 응답 신호의 위치를 통해 판단되는 경쟁 인덱스에 관한 정보를 기초로 DRB를 선택한다(335). 송신 단말(301)은 수신된 응답 신호를 기초로, 자신이 선택한 제어 자원을 이용한 다른 송신 단말들의 경쟁 인덱스를 판단할 수 있다. 송신 단말(301)은 자신의 경쟁 인덱스보다 높은 경쟁 인덱스를 갖는 송신 단말이 존재하는 경우, 선택한 제어 자원에 대응하는 DRB를 선택하지 않는다. 송신 단말(301)은 자신의 경쟁 인덱스보다 높은 경쟁 인덱스를 갖는 송신 단말이 존재하지 않는 경우, 선택한 제어 자원에 대응하는 DRB를 근접 탐색에 이용할 것으로 선택한다.

본 발명의 일 실시 예에서, 수신 단말(303, 307)이 가장 높은 경쟁 인덱스를 갖는 송신 단말로만 응답 신호를 전송하는 경우, 송신 단말(301)은 응답 신호 수신 여부에 따라, DRB를 선택할 수 있다. 송신 단말(301)은 응답 신호가 수신되면, 경쟁 인덱스에 대응하는 DRB를 선택한다. 반면, 송신 단말(301)은 응답 신호가 수신되지 않으면, 경쟁 인덱스에 대응하는 DRB를 선택하지 않는다.

송신 단말(301)이 경쟁 인덱스에 따라 DRB를 선택한 경우, 송신 단말(301)은 탐색 프레임 구간에서 수신 단말(303, 307)로 탐색 메시지를 전송한다(337). 송신 단말(301)은, 특정된 수신 단말(303) 및 특정되지 않은 수신 단말(307) 모두를 위하여, 탐색 메시지를 전송한다. 탐색 메시지는 방송 채널을 통하여 방송될 수 있다.

송신 단말(301)이 DRB를 선택하지 못한 경우, 송신 단말(301)은 다음 탐색 프레임에서 상술한 동작의 반복을 통해 근접 탐색에 이용할 DRB를 선택하고, 근접 탐색을 수행할 수 있다.

도 4는 본 발명에 따른 송신 단말로 동작하는 단말의 동작을 나타낸 순서도이다.

도 4를 참조하면, 단말은 기지국에게 탐색 자원 할당 요청을 전송한다(401). 그리고 단말은 기지국으로부터 탐색 자원 할당 요청에 대한 응답으로 스케줄링 ID를 수신한다(403). 단말은 기지국으로부터 탐색 프레임에 대한 정보를 수신할 수도 있다.

단말은 스케줄링 ID를 기초로 근접 탐색에 사용할 DRB 및 DRB에 대응하는 제어 자원을 결정할 수 있다(405). 이후에 단말은 요청 채널 구간에서 선택된 제어 자원을 통해 요청 신호를 전송한다. 또한, 단말은 응답 채널 구간에서 선택된 제어 자원으로 수신되는 응답 신호를 수신한다(409). 이때, 요청 채널 구간과 응답 채널 구간에서 사용하는 자원이 시간적으로 동일하면, 요청 신호를 보내는 단말은 응답 신호 수신 동작(409)를 행하지 않는다.

응답 신호가 수신되면, 단말은 DRB가 최종 선택 가능한지 여부를 판단한다(411). 단말은 응답 신호에 포함된 다른 단말들의 경쟁 인덱스와 자신의 경쟁 인덱스를 비교하여, 자신의 경쟁 인덱스가 가장 높으면 제어 자원에 대응하는 DRB를 선택한다.

DRB 선택이 가능하면, 단말은 탐색 프레임 구간에서 선택된 DRB로 탐색 메시지를 전송한다(413). 반면, DRB 선택이 불가능하면 단말은 요청 신호 전송 단계로 회귀하여 다음 스케줄링 프레임에서 상술한 동작을 반복할 수 있다.

도 5는 본 발명에 따른 수신 단말로 동작하는 단말의 동작을 나타낸 순서도이다.

도 5를 참조하면, 단말은 기지국에게 탐색 자원 할당 요청을 전송한다(501). 그리고 단말은 기지국으로부터 탐색 자원 할당 요청에 대한 응답을 수신한다(503). 기지국으로부터 수신되는 응답에는, 탐색 프레임에 관한 정보가 포함될 수 있다.

단말은 기지국으로부터 탐색 수신 요청이 수신되는지 판단할 수 있다(505). 즉, 단말은 자신이 기지국에 의하여 탐색 자원 할당 과정에 참여할 것으로 특정되었는지 여부를 판단할 수 있다.

탐색 수신 요청이 수신되면, 단말은 기지국으로부터 적어도 하나의 송신 단말에 대한 스케줄링 ID를 수신할 수 있다(507). 단말은 수신된 스케줄링 ID 및 요청신호를 수신할 프레임에 관한 정보를 기초로, 제어 자원을 선택한다(509). 일 실시 예에서, 단말은 탐색 수신 요청에 참여하고자 하는 경우, 기지국으로 수신 확인 메시지를 전송할 수 있다. 또 다른 실시 예에서, 단말(수신 단말)은 송신 단말을 특정하지 않고 모든 스케줄링 프레임의 제어 자원을 수신할 수 있다. 이때 단말은 기지국으로부터 특정 송신 단말에 대한 스케줄링 ID를 획득하지 않는다.

이후에 단말은 요청 채널 구간에서 선택된 제어 자원으로 전송되는 요청 신호를 수신한다(511). 단말은 요청 신호를 전송한 단말들의 경쟁 인덱스를 판단할 수 있다. 단말은 응답 채널 구간에서 선택된 제어 자원을 통하여 요청 신호를 전송한 단말들 중 경쟁 인덱스가 가장 높은 단말에 대한 응답 메시지를 생성하여 응답 신호를 전송한다(513).

이후에, 단말은 탐색 프레임 구간에서 선택된 제어 자원에 대응하는 DRB를 통하여 탐색 메시지를 수신한다(515).

단말이 탐색 수신 요청을 수신하지 못한 경우, 단말은 상술한 탐색 자원 할당 과정에 참여하지 않고, DRB를 통하여 탐색 메시지를 수신할 수 있다(515). 이 경우, 단말은 모든 DRB에서 전송되는 탐색 메시지를 수신할 수 있다.

도 6은 본 발명에 따른 동적 탐색 자원 할당의 예를 나타낸 도면이다.

본 발명에 따른 탐색 자원 할당 방법은 동적(Dynamic) 탐색 자원 할당으로 적용될 수 있다. 도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 탐색 자원 할당 방법을 수행하는 기지국 및 단말들은 탐색 스케줄링 프레임 구간과 탐색 프레임 구간을 반복적으로 수행하여 동적으로 탐색 자원을 할당할 수 있다.

도 7은 본 발명에 따른 반복 탐색 자원 할당의 예를 나타낸 도면이다.

본 발명에 따른 탐색 자원 할당 방법은 반복(Semi-persistent) 탐색 자원 할당으로 적용될 수 있다. 도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 탐색 자원 할당 방법을 수행하는 기지국 및 단말들은 탐색 스케줄링 프레임 구간을 거쳐 할당된 탐색 자원을 이용하여 반복적으로 탐색 프레임 구간을 거쳐 근접 탐색을 수행할 수 있다.

도 8은 본 발명에 따른 두 단계 탐색 동작을 나타낸 도면이다. 본 발명은 두 단계 탐색 동작에도 응용될 수 있다. 도 8을 참조하면, 수신 단말로 동작하는 DUE 2는 주기적으로 도래하는 첫 번째 탐색 프레임(801)에서 Scheduling_ID를 획득하고 이에 대해 두 번째로 도래하는 탐색 스케줄링 프레임(803)에서 DUE 1이 탐색 신호를 보내려는 의향과 탐색 자원의 위치를 감지한 후, 해당되는 두 번째 탐색 프레임(805)에서 탐색 자원에서 메시지를 수신한다.

도 9는 본 발명에 따른 단말의 구조를 나타낸 블록도이다.

도 9를 참조하면, 단말(10)은 통신부(11) 및 제어부(13)를 포함하여 구성된다.

통신부(11)는 기지국 또는 다른 단말과 데이터 통신을 수행한다.

제어부(13)는 본 발명에 따른 동작을 수행하기 위하여 단말(10)의 각 구성 요소들을 제어한다. 제어부(13)의 구체적인 제어 동작은 상술한 바와 같다.

도 10은 도 3에 도시된 요청신호 331 및 응답신호 333 전송 절차의 일 예를 보다 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.

도 10을 참조하면, 데이터 송신 단말1(1001)과 데이터 송신 단말2(1005)가 같은 지역에 있고, 또한 데이터 수신 단말1(1003)과 데이터 수신 단말2(1007)가 같은 지역에 있을 때, 데이터 통신 자원에 대한 경쟁과 해결은 다음과 같은 절차로 수행된다.

데이터 송신 단말1(1001)과 데이터 송신 단말2(1005)는 각각 경쟁 인덱스와 데이터 통신 자원을 결정한다(1009, 1011). 경쟁 인덱스는 기지국이 할당한 스케줄링 ID와 프레임에 관한 정보를 기반으로 결정될 수 있다. 데이터 송신 단말1(1001)과 데이터 통신 단말2(1005)가 기지국이 탐색되지 않는 네트워크 영역에서 동작하는 경우, 데이터 송신 단말1(1001)과 데이터 통신 단말2(1005)은 자체적으로 경쟁 인덱스를 결정할 수도 있다. 데이터 통신 자원은 기지국이 할당할 수도 있고, 데이터 송신 단말1(1001)과 데이터 통신 단말2(1005)가 기지국이 탐색되지 않는 네트워크 영역에서 동작하는 경우 단말이 자체적으로 데이터 통신 자원을 결정할 수도 있다.

데이터 송신 단말 1(1001)은 결정한 데이터 통신 자원과 해당 자원에 대한 경쟁 인덱스를 인접 단말들에게 알려주기 위해 스케줄링 요청 프레임에서 스케줄링 요청 메시지를 송신한다(1013). 마찬가지로 데이터 송신 단말 2(1005)도 결정한 데이터 통신 자원과 해당 자원에 대한 경쟁인덱스를 인접 단말들에게 알려주기 위해 스케줄링 요청 프레임에서 스케줄링 요청 메시지를 송신한다(1015). 1013과 1015 과정은 동일한 스케줄링 요청 프레임에서 일어난다. 스케줄링 요청 메시지에는 경쟁 인덱스 값과 데이터 통신 자원 위치가 포함되어 있을 수도 있고, 스케줄링 요청 메시지를 보내는 자원의 위치에 따라 경쟁 인덱스 또는 데이터 통신 자원 위치가 미리 결정되어 있을 수도 있다.

데이터 수신 단말1(1003)과 데이터 수신 단말2(1007)는 데이터 송신 단말 1(1001)과 데이터 송신 단말2(1005)가 보낸 스케줄링 요청 메시지(1013, 1015)를 수신한 후, 동일한 데이터 통신 자원에서 경쟁이 일어나는 경우에 각 데이터 송신 단말의 경쟁 인덱스 값을 비교하여 경쟁에서 승리한 데이터 송신 단말을 응답 대상으로 결정한다(1017, 1019). 예를 들어 데이터 송신 단말의 경쟁 인덱스 값이 다른 데이터 송신 단말들의 경쟁 인덱스 값보다 큰 경우에, 해당 데이터 송신 단말은 경쟁에서 승리한다. 도 10의 실시 예에서는 데이터 송신 단말 1(1001)이 경쟁 인덱스 10을 제시하고 데이터 송신 단말 2(1005)는 경쟁 인덱스 5를 제시하여 데이터 송신 단말 1(1001)이 승리한 경우를 가정한다.

데이터 수신 단말1(1003)과 데이터 수신 단말2(1007)는 스케줄링 응답 메시지를 보낼 때(1021, 1023), 응답 대상으로 결정한 송신 단말, 예를 들어 데이터 송신 단말1(1001)로부터 수신한 스케줄링 요청 메시지를 기반으로, 예를 들어 수신한 스케줄링 요청 메시지와 동일한 메시지를 생성하여, 스케줄링 응답 프레임에서 스케줄링 응답 메시지를 보낸다.

스케줄링 응답 프레임에서 스케줄링 응답 메시지를 보낼 자원은 기지국에 의해 결정되거나 응답 대상으로 결정한 데이터 송신 단말로부터의 스케줄링 요청 메시지에 기반하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 데이터 수신 단말1(1003)과 데이터 수신 단말2(1007)는 응답 대상으로 결정한 데이터 송신 단말로부터 수신한 스케줄링 요청 메시지의 자원 인덱스와 동일하게 스케줄링 응답 메시지의 자원 인덱스를 결정할 수 있다. 또 다른 예로, 데이터 수신 단말1(1003)과 데이터 수신 단말2(1007)는 응답 대상으로 결정한 데이터 송신 단말로부터 수신한 스케줄링 요청 메시지로부터 획득한 경쟁 인덱스에 따라, 스케줄링 응답 메시지의 자원 인덱스를 결정할 수 있다. 또 다른 예로, 데이터 수신 단말1(1003)과 데이터 수신 단말2(1007)는 응답 대상으로 결정한 데이터 송신 단말로부터 수신한 스케줄링 요청 메시지로부터 획득한 데이터 자원 할당 인덱스에 따라 스케줄링 응답 메시지의 자원 인덱스를 결정할 수 있다.

상기와 같은 스케줄링 응답 메시지에 필요한 자원 결정 방법에 따라 복수의 데이터 수신 단말이 동일한 자원에서 스케줄링 응답 메시지를 보낼 수 있다. 이때 스케줄링 응답 메시지에 포함된 데이터는 동일한 내용을 포함하고 있어야 하고, 동일 자원에 중첩하여 전송된 스케줄링 응답 메시지를 수신하는 데이터 송신 단말은, 복수의 스케줄링 응답 메시지가 수신되어도 모두 동일한 메시지이므로 간섭이 발생하지 않아 이를 수신할 수 있다.

데이터 송신 단말1(1001)은 데이터 수신 단말1(1003)과 데이터 수신 단말2(1007)가 보낸 스케줄링 응답 메시지를 수신한다.

본 발명의 일 실시 예에서 데이터 송신 단말 1(1001)이 데이터 수신 단말 1(1003)과 데이터 수신 단말2(1007)가 동일한 자원으로 동일한 메시지를 보내어 이를 수신하는 경우, 데이터 송신 단말1(1001)은 인접 송신 단말과의 경쟁에서 승리하였음을 알게 된다.

본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 데이터 수신 단말1(1003)과 데이터 수신 단말2(3007)의 지리적인 위치가 다른 경우, 각 수신 단말이 판단한 경쟁에서 승리한 데이터 송신 단말은 다를 수 있다. 이 경우, 예를 들어, 데이터 수신 단말1(1003)은 데이터 송신 단말1(1001)을 경쟁에서 승리한 단말로 판단하고, 데이터 수신 단말2(1007)는 데이터 송신 단말2(1005)를 경쟁에서 승리한 단말로 판단하여 응답대상으로 결정할 수 있다. 그리고 데이터 수신 단말1(1003)과 데이터 수신 단말2(3007)은 각각 응답 대상으로 결정한 데이터 송신 단말로부터의 스케줄링 요청 메시지에 기반하여 스케줄링 응답 메시지를 위한 자원을 결정하므로, 서로 다른 자원을 통하여 스케줄링 응답 메시지를 수신한다. 이때, 데이터 송신 단말1(1001)과 데이터 송신 단말2(1005)가 동일 자원에 대해 경쟁이 일어남을 알게 되면, 데이터 송신 단말1(1001)과 데이터 송신 단말2(1005)도 역시 경쟁 인덱스를 기반으로 송신 여부를 판단한다. 데이터 송신 단말1(1001)과 데이터 송신 단말2(1005)는 자신의 경쟁 인덱스와 같거나 더 높은 경쟁 인덱스를 가진 스케줄링 응답 메시지가 수신된 경우 데이터 송신을 포기하고, 자신의 경쟁 인덱스와 같거나 더 높은 경쟁 인덱스를 가진 스케줄링 응답 메시지가 수신되지 않은 경우에는 데이터를 송신하기로 결정한다.

도 10에 도시된 실시 예에서는 데이터 송신 단말1(1001)의 경쟁 인덱스가 10이고 데이터 송신 단말2(1005)의 경쟁 인덱스가 5이므로, 데이터 송신 단말1(1001)이 데이터를 송신하게 된다(1029).

도 11 및 도 12는 본 발명의 실시 예에 따라, 단말 간 스케줄링 동작이 적용되는 자원 구조를 나타낸 도면이다. 즉, 도 11과 도 12는 단말 간 스케줄링의 동작이 구체적으로 어떠한 자원 구조 하에서 전개되는지 나타낸다. 도 11 및 도 12의 실시 예에서는 LTE 시스템을 기준으로 단말을 UE라고 명명하며, 메시지 송신을 위한 자원은 하나의 subframe 단위로 동작한다고 가정한다. 그러나, 이하의 실시 예는 LTE 시스템을 포함한 모든 3GPP 무선 통신 시스템에 적용될 수 있음은 자명한다.

도 11을 참조하면, 데이터 송신 단말인 UE1, UE2, UE4는 기지국으로부터 수신했거나 또는 스스로 결정한 스케줄링 ID에 따라 결정된 스케줄링 프레임의 자원 영역에서 스케줄링 송신 메시지 및/또는 스케줄링 수신 메시지를 송수신한다. 데이터 송수신을 위한 자원 위치는 스케줄링 ID에 따라 결정된다.

도 11의 실시 예에서, 데이터 송신 단말인 UE1과 UE2는 스케줄링 ID(Sch_ID)는 0으로 결정되고, 이에 따라 UE1과 UE2는 스케줄링 요청 프레임의 자원 중 스케줄링 ID가 0에 해당하는 자원 영역 중에서 하나의 제어 자원 인덱스를 선택하여 해당 자원에서 스케줄링 요청 메시지를 보낸다. 스케줄링 요청 메시지에는 기지국이 정해주거나 또는 각 UE에서 임의로 발생한 경쟁 인덱스 값이 포함될 수 있다. 예시에 따르면, UE1은 경쟁 인덱스 값을 $10으로, UE2는 경쟁 인덱스 값을 $5로 결정하고, 결정된 경쟁 인덱스 값을 스케줄링 요청 메시지에 포함시켜 전송한다.

UE3은 현재 스케줄링 구간에서 송신할 데이터가 없고, 데이터 수신만을 수행하고자 하는 단말로, UE3는 스케줄링 요청 프레임의 제어 자원 전체 또는 일부를 수신함으로써 UE1과 UE2의 경쟁 인덱스 값을 모두 알 수 있다. 도 11의 실시 예에서, UE1의 경쟁 인덱스 ($10)는 UE2의 경쟁 인덱스보다 크므로, UE3는 이후의 스케줄링 응답 프레임에서 UE1이 송신했던 제어 자원 인덱스와 연계되는(예시에서는 동일한) 제어 자원 인덱스를 선택하여 스케줄링 응답 메시지를 송신한다.

동일한 자원에서 복수의 데이터 수신 단말들이 신호를 전송할 수 있기 때문에, 하나의 데이터 송신 메시지에 대한 스케줄링 응답 메시지의 내용은 동일하여야 한다. 본 예시에서 UE3은 UE1이 UE2보다 경쟁 인덱스 값이 크기 때문에 경쟁에서 승리한 것으로 판단하고, 이에 따라 UE1의 경쟁 인덱스 값($10)이 포함된 스케줄링 응답 메시지를 인접 데이터 송신 단말들에게 송신한다.

UE1은 스케줄링 응답 메시지를 보고 데이터 송신을 하기로 결정하고 UE2는 스케줄링 응답 메시지를 보고 데이터 송신을 포기하기로 결정한다. UE1은 스케줄링 ID 0에 기반하여 결정된 자원 블록 위치에서 데이터 송신을 수행한다.

도 11에서 UE4와 UE5가 송신한 스케줄링 요청 메시지는 UE6과 UE7이 수신한다. UE6과 UE7은 각자 판단한 결과에 따라 스케줄링 응답 메시지를 보낸다. 일 실시 예에서, UE6는 UE4의 신호만을 확인할 수 있고, UE5의 신호는 확인할 수 있다. 반대로, UE7은 UE5의 신호만을 확인할 수 있고, UE4의 신호는 확인할 수 없다. 이 경우, UE6와 UE7은 각자 UE3과 UE4로부터 수신한 제어 자원 인덱스와 동일한 제어 자원 인덱스에서 스케줄링 응답 메시지를 보낸다. UE4와 UE5는 UE6와 UE7이 송신한 스케줄링 응답 메시지를 모두 수신하게 되면, 경쟁 인덱스 값을 비교하여 데이터 송신 여부를 결정한다. 만약 자신의 요청에 대한 하나의 스케줄링 응답 메시지만 수신되면, UE4와 UE5는 경쟁 없이 데이터를 송신하기로 결정한다.

도 12에 도시된 실시 예에서는 도11에서의 상황과 동일한 상황을 가정한다. 다만 도 12의 실시 예에서, 스케줄링 요청 및 응답 메시지를 위한 자원 영역은 스케줄링 ID에 따라 구분되어 있지 않고, 스케줄링 요청 또는 응답 프레임의 자원이 모두 공유된다. 그에 따라 스케줄링 ID가 자원 위치로 구분될 수 없으므로, UE들은 스케줄링 요청 또는 응답 메시지에 스케줄링 ID를 포함하여 송신하여야 한다. 그 외 동작은 도 11과 동일하다.

본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

한편, 본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시 예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.

10: 단말
11: 통신부
13: 제어부

Claims (20)

1. 단말 간 (Device to Device; D2D) 통신을 수행하는 단말의 탐색 자원 할당 방법으로,
   상기 단말의 경쟁 인덱스를 명시적 또는 암시적으로 송수신하기 위해 결정된 무선 자원을 통하여 신호를 송수신하는 단계;
   상기 무선 자원을 통하여 응답 신호가 수신되면, 상기 응답 신호를 기초로 탐색 자원을 선택하는 단계; 및
   상기 선택된 탐색 자원을 이용하여 상기 D2D 통신을 위한 탐색을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 탐색 자원 할당 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 단말의 경쟁 인덱스는,
   기지국으로부터 수신된 상기 경쟁 인덱스에 관한 정보, 상기 단말의 스케줄링 식별자 및 상기 신호를 전송할 프레임에 관한 정보 중 적어도 하나를 기초로 결정되거나, 상기 단말에 의하여 임의로 결정되는 것을 특징으로 하는 탐색 자원 할당 방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 탐색 자원을 선택하는 단계는, 상기 무선 자원을 통하여 응답 신호가 수신되면, 상기 경쟁 인덱스에 대응하는 탐색 자원을 선택하는 단계; 및
   상기 무선 자원을 통하여 응답 신호가 수신되지 않으면, 상기 탐색 자원의 선택을 포기하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 탐색 자원 할당 방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 탐색 자원을 선택하는 단계는,
   상기 응답 신호에 포함된 적어도 하나의 다른 단말의 경쟁 인덱스와 상기 단말의 경쟁 인덱스를 비교하는 단계; 및
   상기 비교 결과, 상기 단말의 경쟁 인덱스가 상기 적어도 하나의 다른 단말의 경쟁 인덱스보다 높으면, 상기 무선 자원에 대응하는 탐색 자원을 선택하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 탐색 자원 할당 방법.
5. 제1항에 있어서, 상기 신호는,
   상기 탐색을 위한 프레임의 제1 구간에서 전송되고,
   상기 응답 신호는,
   상기 탐색을 위한 프레임의 제2 구간에서 수신되며,
   상기 D2D 통신을 위한 탐색은,
   상기 탐색을 위한 프레임의 제3 구간에서 수행되는 것을 특징으로 하는 탐색 자원 할당 방법.
6. 단말 간 (Device to Device; D2D) 통신을 수행하는 단말의 탐색 자원 할당 방법으로,
   기지국으로부터 수신된 스케줄링 식별자를 기초로 선택된 무선 자원을 통하여 복수의 다른 단말이 전송하는 신호를 수신하는 단계;
   상기 수신된 신호에 포함된 정보를 기초로 상기 무선 자원을 통하여, 상기 복수의 단말 중 적어도 하나의 다른 단말에 대하여 응답 신호를 전송하는 단계; 및
   상기 무선 자원에 대응하는 탐색 자원을 이용하여 상기 적어도 하나의 다른 단말과 상기 D2D 통신을 위한 탐색을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 탐색 자원 할당 방법.
7. 제6항에 있어서, 상기 신호는, 상기 복수의 다른 단말에 대한 경쟁 인덱스를 포함하고,
   상기 경쟁 인덱스는,
   기지국으로부터 수신된 상기 경쟁 인덱스에 관한 정보, 상기 복수의 다른 단말의 스케줄링 식별자 및 상기 신호를 전송할 프레임에 관한 정보 중 적어도 하나를 기초로 결정되거나, 상기 복수의 다른 단말에 의하여 임의로 결정되는 것을 특징으로 하는 탐색 자원 할당 방법.
8. 제7항에 있어서, 상기 응답 신호를 전송하는 단계는,
   가장 우수한 경쟁 인덱스를 전송한 다른 단말로 상기 응답 신호를 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 탐색 자원 할당 방법.
9. 제7항에 있어서, 상기 응답 신호는,
   상기 복수의 다른 단말에 대한 경쟁 인덱스를 포함하고,
   상기 응답 신호에 포함된 상기 복수의 다른 단말에 대한 경쟁 인덱스는,
   상기 복수의 다른 단말이 상기 경쟁 인덱스를 기초로, 상기 탐색을 위한 상기 탐색 자원을 선택하기 위하여 사용되는 것을 특징으로 하는 탐색 자원 할당 방법.
10. 제6항에 있어서, 상기 신호는,
    상기 탐색을 위한 프레임의 제1 구간에서 수신되고,
    상기 응답 신호는,
    상기 탐색을 위한 프레임의 제2 구간에서 전송되며,
    상기 D2D 통신을 위한 탐색은,
    상기 탐색을 위한 프레임의 제3 구간에서 수행되는 것을 특징으로 하는 탐색 자원 할당 방법.
11. 단말 간 (Device to Device; D2D) 통신을 수행하는 단말로,
    기지국 및 다른 단말과 데이터 통신을 수행하는 통신부; 및
    상기 단말의 경쟁 인덱스를 명시적 또는 암시적으로 송수신하기 위해 결정된 무선 자원을 통하여 신호를 송수신하도록 상기 통신부를 제어하고, 상기 무선 자원을 통하여 응답 신호가 수신되면, 상기 응답 신호를 기초로 탐색 자원을 선택하고, 상기 선택된 탐색 자원을 이용하여 상기 D2D 통신을 위한 탐색을 수행하도록 상기 통신부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 단말.
12. 제11항에 있어서, 상기 단말의 경쟁 인덱스는,
    기지국으로부터 수신된 상기 경쟁 인덱스에 관한 정보, 상기 단말의 스케줄링 식별자 및 상기 신호를 전송할 프레임에 관한 정보 중 적어도 하나를 기초로 결정되거나, 상기 단말에 의하여 임의로 결정되는 것을 특징으로 하는 단말.
13. 제11항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 무선 자원을 통하여 응답 신호가 수신되면, 상기 경쟁 인덱스에 대응하는 탐색 자원을 선택하고, 상기 무선 자원을 통하여 응답 신호가 수신되지 않으면, 상기 탐색 자원의 선택을 포기하는 것을 특징으로 하는 단말.
14. 제11항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 응답 신호에 포함된 적어도 하나의 다른 단말의 경쟁 인덱스와 상기 단말의 경쟁 인덱스를 비교하고, 상기 비교 결과, 상기 단말의 경쟁 인덱스가 상기 적어도 하나의 다른 단말의 경쟁 인덱스보다 높으면, 상기 무선 자원에 대응하는 탐색 자원을 선택하는 것을 특징으로 하는 단말.
15. 제11항에 있어서, 상기 신호는,
    상기 탐색을 위한 프레임의 제1 구간에서 전송되고,
    상기 응답 신호는,
    상기 탐색을 위한 프레임의 제2 구간에서 수신되며,
    상기 D2D 통신을 위한 탐색은,
    상기 탐색을 위한 프레임의 제3 구간에서 수행되는 것을 특징으로 하는 단말.
16. 단말 간 (Device to Device; D2D) 통신을 수행하는 단말로,
    기지국 및 다른 단말과 데이터 통신을 수행하는 통신부; 및
    상기 기지국으로부터 수신된 스케줄링 식별자를 기초로 선택된 무선 자원을 통하여 복수의 다른 단말이 전송하는 신호를 수신하고, 상기 수신된 신호에 포함된 정보를 기초로 상기 무선 자원을 통하여, 상기 복수의 단말 중 적어도 하나의 다른 단말에 대하여 응답 신호를 전송하고, 상기 무선 자원에 대응하는 탐색 자원을 이용하여 상기 적어도 하나의 다른 단말과 상기 D2D 통신을 위한 탐색을 수행하도록 상기 통신부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 단말.
17. 제16항에 있어서, 상기 신호는, 상기 복수의 다른 단말에 대한 경쟁 인덱스를 포함하고,
    상기 경쟁 인덱스는,
    기지국으로부터 수신된 상기 경쟁 인덱스에 관한 정보, 상기 복수의 다른 단말의 스케줄링 식별자 및 상기 신호를 전송할 프레임에 관한 정보 중 적어도 하나를 기초로 결정되거나, 상기 복수의 다른 단말에 의하여 임의로 결정되는 것을 특징으로 하는 단말.
18. 제17항에 있어서, 상기 제어부는,
    가장 우수한 순위의 경쟁 인덱스를 전송한 다른 단말로 상기 응답 신호를 전송하도록 상기 통신부를 제어하는 것을 특징으로 하는 단말.
19. 제17항에 있어서, 상기 응답 신호는,
    상기 복수의 다른 단말에 대한 경쟁 인덱스를 포함하고,
    상기 응답 신호에 포함된 상기 복수의 다른 단말에 대한 경쟁 인덱스는,
    상기 복수의 다른 단말이 상기 경쟁 인덱스를 기초로, 상기 탐색을 위한 상기 탐색 자원을 선택하기 위하여 사용되는 것을 특징으로 하는 단말.
20. 제16항에 있어서, 상기 신호는,
    상기 탐색을 위한 프레임의 제1 구간에서 수신되고,
    상기 응답 신호는,
    상기 탐색을 위한 프레임의 제2 구간에서 전송되며,
    상기 D2D 통신을 위한 탐색은,
    상기 탐색을 위한 프레임의 제3 구간에서 수행되는 것을 특징으로 하는 단말.

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