KR102187426B1 - 단말의 가드 존 및 우선순위에 기반하여 단말 간 연결을 결정하는 장치 및 방법 - Google Patents

단말의 가드 존 및 우선순위에 기반하여 단말 간 연결을 결정하는 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 실시예들은 기존의 단말 및 D2D 연결을 요청하는 단말들 간의 간섭현상 모델에 기반하여 단말의 가드 존의 범위를 산출하고, 가드 존의 범위 및 단말들의 우선순위를 고려하여 D2D 연결을 결정함으로써, 우선순위가 높은 단말들의 무선성능을 보장하고 우선순위가 높은 단말들의 D2D 연결이 제한되는 것을 방지할 수 있는 단말 간 연결 결정 장치 및 방법을 제공한다.

Description

단말의 가드 존 및 우선순위에 기반하여 단말 간 연결을 결정하는 장치 및 방법 {Method and Apparatus for Determining Device-to-Device Link Based on Guard Zone and Priority of Device}
본 실시예가 속하는 기술 분야는 단말 간 연결을 결정하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.
단말 간(Device-to-Device, D2D) 통신(Communication)은 기지국 또는 액세스포인트(Access Point, AP) 등의 인프라를 거치지 않고, 단말 간에 트래픽을 직접 전송하는 통신 방식이다.
LTE 기반의 D2D 통신 기술은 크게 단말 간 탐색(Discovery)과 단말 간 통신(Communication)으로 분류된다. 단말 간 탐색 및 단말 간 통신은 LTE의 상향링크 서브프레임(Subframe)에서 이루어지는 것이 특징이다. 즉, D2D 송신기는 상향링크 서브프레임에서 D2D 탐색신호 및 D2D 통신을 위한 데이터를 송신하고, D2D 수신기는 상향링크 서브프레임에서 D2D 탐색신호 및 D2D 통신을 위한 데이터를 수신한다.
D2D 통신에서 중요하게 고려할 사항 중 하나는 단말 간의 간섭현상이다. 지금까지 D2D 통신에서의 단말 간의 간섭현상에 관한 연구가 많이 존재했지만, 기존의 단말 간의 간섭현상에 관한 해결방안들은 효율성에 집중하고 있다.
기존의 D2D 통신을 위한 연결 할당 방식은 단말들의 통신 서비스 품질(Quality of Service, QoS)을 보장할 수 있으면 D2D 연결 요청을 승인하고, QoS를 보장할 수 없으면 D2D 연결 요청을 거절한다.
본 발명의 발명자는 D2D 연결을 요청하는 단말들 및 다른 단말 간의 우선순위를 비교할 필요성을 인식하여, 우선순위가 높은 단말들의 무선성능을 보장하고자 한다.
본 발명의 실시예들은 기존의 단말 및 D2D 연결을 요청하는 단말들 간의 간섭현상 모델에 기반하여 단말의 가드 존의 범위를 산출하고, 가드 존의 범위 및 단말들의 우선순위를 고려하여 D2D 연결을 결정함으로써, 우선순위가 높은 단말들의 무선성능을 보장하고 우선순위가 높은 단말들의 D2D 연결이 제한되는 것을 방지하는 데 발명의 주된 목적이 있다.
본 발명의 명시되지 않은 또 다른 목적들은 하기의 상세한 설명 및 그 효과로부터 용이하게 추론할 수 있는 범위 내에서 추가적으로 고려될 수 있다.
본 실시예의 일 측면에 의하면, 무선통신 시스템에서 단말 간(Device-to-Device, D2D) 연결을 결정하는 장치에 있어서, 제1단말 및 제2단말들 간의 간섭현상 모델에 기반하여 상기 제1단말에 관한 가드 존의 범위를 산출하는 가드 존 산출부, 상기 제2단말들의 위치를 결정하는 위치 결정부, 및 상기 제2단말들의 위치가 상기 제1단말에 관한 가드 존의 범위 내에 존재하는지 여부를 판단하여 상기 제2단말들의 D2D 연결 허용 여부를 결정하는 연결 결정부를 포함하는 단말 간 연결 결정 장치를 제공한다.
본 실시예의 다른 측면에 의하면, 무선통신 시스템에서 단말 간 연결 결정 장치가 단말 간(Device-to-Device, D2D) 연결을 결정하는 방법에 있어서, 제1단말 및 제2단말들 간의 간섭현상 모델에 기반하여 상기 제1단말에 관한 가드 존의 범위를 산출하는 과정, 상기 제2단말들의 위치를 결정하는 과정, 및 (i) 상기 제1단말에 관한 가드 존의 범위, (ii) 상기 제2단말들의 위치, 및 (iii) 기 설정된 제1단말 및 제2단말들의 우선순위 중 적어도 하나에 기반하여 상기 제2단말들의 D2D 연결 허용 여부를 결정하는 과정을 포함하는 단말 간 연결 결정 방법을 제공한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 실시예들에 의하면, 기존의 단말 및 D2D 연결을 요청하는 단말들 간의 간섭현상 모델에 기반하여 단말의 가드 존의 범위를 산출하고, 가드 존의 범위 및 단말들의 우선순위를 고려하여 D2D 연결을 결정함으로써, 우선순위가 높은 단말들의 무선성능을 보장하고 우선순위가 높은 단말들의 D2D 연결이 제한되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
여기에서 명시적으로 언급되지 않은 효과라 하더라도, 본 발명의 기술적 특징에 의해 기대되는 이하의 명세서에서 기재된 효과 및 그 잠정적인 효과는 본 발명의 명세서에 기재된 것과 같이 취급된다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명의 실시예들에 따른 무선통신 시스템을 예시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 단말 간 연결 결정 장치를 예시한 블록도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 단말 간 연결 결정 장치의 동작을 예시한 흐름도이다.
이하, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기능에 대하여 이 분야의 기술자에게 자명한 사항으로서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하고, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명의 실시예들에 따른 무선통신 시스템을 예시한 도면이다. 무선통신 시스템(10)은 적어도 하나의 기지국(Base Station, BS)과 적어도 하나의 단말(User Equipment, UE)을 포함한다. 각 기지국은 특정한 지리적 영역인 셀(Cell)에 대해 통신 서비스를 제공한다. 셀은 다시 다수의 영역인 섹터(Sector)로 나뉠 수 있다. 기지국에서 단말로의 통신을 하향링크라고 하고, 단말에서 기지국으로의 통신을 상향링크라고 한다.
도 1a를 참조하면, 기지국(102, 104)은 단말과 통신하는 지점(Station)으로서, eNB(evolved-NodeB), 기지국 송수신기(Base Transceiver System, BTS), 액세스 포인트(Access Point) 등 다른 명칭으로 지칭될 수 있다.
단말(112, 114, 116, 122, 124)은 통신망을 통하여 통신하는 장치로서, 이동국(Mobile Station, MS), 이동단말(Mobile Terminal), 사용자단말(User Terminal, UT), 가입자지국(Subscriber Station, SS), 무선기기(Wireless Device), 휴대정보단말(Personal Digital Assistant, PDA), 무선 모뎀(Wireless Modem), 휴대기기(Handheld Device) 등의 다른 명칭으로 지칭될 수 있다.
무선통신 시스템(10)에는 다양한 다중접속(Multiple Access) 전송기술이 적용될 수 있다. 다중접속은 코드, 주파수, 시간, 및 공간 등을 여러 사용자가 공동으로 사용하기 위한 기술이다. 다중접속은 고정할당 접근방식과 동적할당 접근방식으로 나뉜다. 고정할당 접근방식의 예로는 코드분할다중접속(Code Division Multiple Access, CDMA) 방식, 주파수분할다중접속(Frequency Division Multiple Access, FDMA) 방식, 시분할다중접속(Time Division Multiple Access, TDMA) 방식, 직교주파수분할다중접속(Orthogonal Frequency Division Multiple Access, OFDMA) 방식 등이 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 동적할당 접근방식의 예로는 반송파감지다중접속(Carrier Sense Multiple Access, CSMA) 방식 등이 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
무선통신 시스템(10)에는 양방향 통신을 위한 다양한 이중화(Duplexing) 기술이 적용될 수 있다. 이중화 기술의 예로는 주파수분할듀플렉싱(Frequency Division Duplexing, FDD), 시분할듀플렉싱(Time Division Duplexing, TDD) 등이 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
무선 통신 시스템(10)에는 다중안테나 기술이 적용될 수 있다. 다중안테나는 안테나의 구성을 기준으로 단일 전송 안테나 단일 수신 안테나(Single Input Single Output, SISO), 단일 전송 안테나 다중 수신 안테나(Single Input Multiple Output, SIMO), 다중 전송 안테나 단일 수신 안테나(Multiple Input Single Output, MISO), 및 다중 전송 안테나 다중 수신 안테나(Multiple Input Multiple Output, MIMO)로 나뉜다. 전송 안테나는 하나의 신호 또는 스트림을 전송하는 데 사용되는 물리적 또는 논리적 안테나를 의미하고, 수신 안테나는 하나의 신호 또는 스트림을 수신하는 데 사용되는 물리적 또는 논리적 안테나를 의미한다.
도 1a에서는 기지국(102, 104), 제1단말(112, 114, 116), 및 제2단말(122, 124)가 도시되어 있고, 도 1b에서는 제3단말(132) 및 가드 존(140)이 추가로 도시되어 있다.
제1단말(112, 114, 116)는 셀룰러 단말 및/또는 기존의 D2D 연결된 단말이다. 셀룰러 단말은 기지국(102, 104)과 셀룰러 통신을 수행한다. D2D 연결 단말은 무선통신 시스템(10)의 상향링크 또는 하향링크의 무선 프레임을 사용하여 단말 간에 단방향 또는 쌍방향으로 통신을 수행한다. 셀룰러 통신과 단말 간 통신이 동일한 주파수 대역(Frequency Band) 내에서 혼재할 수 있으므로, 단말(112, 114, 116, 122, 124) 간의 신호 간섭을 최소화할 필요가 있다.
제2단말(122, 124)는 단말 간 연결 결정 장치로 새로운 D2D 연결을 요청하는 단말이다. 제2단말(122, 124)는 단말 간 연결 결정 장치, 예컨대, 기지국(102, 104)에 초기접속하고, D2D 통신에 필요한 절차 및 정보를 기지국(102, 104)으로부터 송수신한다. 제3단말(132)는 제2단말(122, 124)의 D2D 연결 요청이 승인됨으로써, 통신이 제한되는 단말이다. 가드 존(140)은 기존의 셀룰러 단말 또는 D2D 연결 단말에 요구되는 통신 서비스 품질(Quality of Service, QoS)을 보장하기 위하여 산출된 영역이다.
무선통신 시스템(10)의 통신망은 재난안전통신망으로 구축될 수 있고, 제1단말(112, 114, 116) 및 제2단말들(122, 124) 중 적어도 하나는 재난안전통신망을 이용하여 셀룰러 통신 및/또는 D2D 통신을 수행할 수 있다. 재난안전통신망은 경찰, 소방, 국방, 철도, 지방자치단체 등 국가기관의 무선통신망을 하나로 통합한 통신망으로서, 재난 발생시 국민의 건강과 안전을 보호하고 국가적 피해를 최소화하기 위한 것이다. 재난안전통신망으로는 3GPP가 표준화한 Public Safety-LTE(PS-LTE) 등이 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. PS-LTE는 LTE 기술을 기반으로 공공안전 통신에 필요한 기능들을 수용한 기술 방식이고, 그룹통신, 단말 간 통신, 망 생존성 등의 요구사항을 지원하도록 정의하고 있다.
경찰, 소방관 등의 구조요원들은 단말을 이용하여 의사소통하고, 단말들은 재난안전통신망을 사용하여 통신을 수행할 수 있다. 구조요원들이 수행하는 업무는 높은 중요도 및 긴급도가 요구되므로, 구조요원들이 사용하는 단말들은 다른 단말보다 통신망을 우선적으로 사용할 필요가 있다. 예컨대, 구조요원들이 사용하는 단말이 D2D 연결을 요청하는 경우, 다른 단말의 무선성능을 제한하고 우선적으로 구조요원들이 사용하는 단말의 D2D 연결이 승인될 필요가 있다.
이하에서는 우선순위가 높은 단말들의 무선성능을 보장하고 우선순위가 높은 단말들의 D2D 연결이 제한되는 것을 방지할 수 있는 단말 간 연결 결정 장치를 설명한다. 단말 간 연결 결정 장치는 무선통신 시스템의 일부로 구현될 수 있고, 기지국, 단말, 또는 별도의 서버 등에 구현될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 단말 간 연결 결정 장치를 예시한 블록도이다. 도 2에 도시한 바와 같이, 단말 간 연결 결정 장치(200)는 가드 존 산출부(210), 위치 결정부(220), 연결 결정부(230), 간섭현상 모델 갱신부(240), 및 무선성능 조절부(250)를 포함한다. 단말 간 연결 결정 장치(200)는 도 2에서 예시적으로 도시한 다양한 구성요소들 중에서 일부 구성요소를 생략하거나 다른 구성요소를 추가로 포함할 수 있다. 도 2에서 각 구성요소는 장치 내부의 소프트웨어적인 모듈 및/또는 하드웨어적인 모듈을 연결하는 통신 경로에 연결되어 상호 간에 유기적으로 동작할 수 있다. 도 2에서 각각의 구성요소는 독립적으로 존재하는 것으로 표현되어 있으나, 실시예에 따라 복수의 구성요소가 하나의 구성 단위로 합쳐져 구현될 수 있다.
가드 존 산출부(210)는 제1단말(112, 114, 116) 및 제2단말들(122, 124) 간의 간섭현상 모델에 기반하여 제1단말에 관한 가드 존의 범위를 산출한다.
간섭현상 모델은 (i) 제1단말(112, 114, 116) 및 제2단말들(122, 124) 간의 거리, (ii) 제1단말(112, 114, 116) 및 제2단말들(122, 124) 간의 경로 손실 지수(Pass Loss Exponent), 및 (iii) 제1단말(112, 114, 116) 및/또는 제2단말(122, 124)의 전송 파워 중 적어도 하나를 고려하여 모델링될 수 있다. 단말 간의 간섭현상을 계산하는 것은 단말 간의 간섭현상을 어떻게 모델링하느냐에 따라 달라질 수 있다. 간섭현상 모델에 관한 일 예는 수학식 1과 같이 표현된다.
Figure 112016060491124-pat00001
수학식 1에서 I는 간섭현상 모델이고, P는 제2단말(122)의 전송 파워이고, D는 제1단말(112) 및 제2단말(122) 간의 거리이고, α는 임의의 제1단말(112) 및 제2단말(122) 간의 경로 손실 지수를 나타낸다.
가드 존 산출부(210)는 (i) 제1단말(112, 114, 116)의 위치, (ii) 제1단말(112, 114, 116) 및 제2단말들(122, 124) 간의 거리, (iii) 제1단말(112, 114) 및 제2단말들(122, 124) 간의 경로 손실 지수(Pass Loss Exponent), (iv) 제1단말(112, 114, 116) 및/또는 제2단말(122, 124)의 전송 파워, (v) 제1단말(112, 114, 116) 및/또는 제2단말(122, 124)에 요구되는 무선성능 조건, 및 (vi) 무선통신 시스템의 무선통신망의 상황 중 적어도 하나를 고려하여 가드 존의 범위를 산출한다. 도 1b를 참조하면, 제1단말(112)에 관한 가드 존(140)이 도시되어 있다. 제1단말(112)에 관한 가드 존(140)은 제1단말(112)의 무선성능을 보장하기 위해 제2단말들(122, 124)이 위치하면 안 되는 지역을 의미한다.
단말에 요구되는 무선성능 조건은 신호 대 간섭 및 잡음 비(Signal to Interference and Noise Ratio, SINR) 또는 수신신호강도(Received Signal Strength Indication, RSSI) 등을 이용할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 단말에 요구되는 무선성능 조건에 관한 일 예는 수학식 2와 같이 표현된다.
Figure 112016060491124-pat00002
수학식 2에서 SINR1은 제1단말(112)의 SINR 값이고, θ1는 제1단말(112)에 보장되어야 하는 SINR 값을 나타낸다. 예컨대, 제1단말(112)의 SINR이 20 dB이고, 제1단말(112)에 보장되어야 하는 최소 SINR이 18 dB이며, 새로운 D2D 연결을 요청한 제2단말들(122, 124)의 최대 송신 파워가 +20 dBm이라고 한다면, 가드 존 산출부(210)는 제2단말들(122, 124)과의 관계에서 제1단말(112)의 SINR이 최소 18 dB를 만족시키기 위한 제1단말(112)의 가드존 영역을 계산한다.
위치 결정부(220)는 제2단말들(122, 124)의 위치를 결정한다. 제2단말들(122, 124)의 위치는 (i) 제2단말(122, 124)의 각각의 위치, (ii) 제2단말(122, 124) 간의 중간 위치, 또는 (iii) 상기 제2단말들(122, 124)의 위치를 대표하는 특정 위치일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
위치 결정부(220)는 A-GNSS(Assisted-Global Navigation Satellite System), E-Cell ID(Enhanced-Cell Identification), 및 OTDOA(Observed Time Difference Of Arrival) Positioning 등의 위치 측정 기술을 이용할 수 있다.
연결 결정부(230)는 제2단말들(122, 124)의 위치가 제1단말(112, 114, 116)에 관한 가드 존의 범위 내에 존재하는지 여부를 판단하여 제2단말들(122, 124)의 D2D 연결 허용 여부를 결정한다. 즉, 제2단말들(122, 124)의 위치와 제1단말(112, 114, 116)에 관한 가드 존의 범위가 겹치는지를 확인한다. 제2단말들(122, 124)의 위치와 제1단말(112, 114, 116)에 관한 가드 존의 범위가 겹치지 않는다면, 연결 결정부(230)는 제2단말들(122, 124)의 D2D 연결 요청을 승인한다.
연결 결정부(230)는 (i) 제1단말(112, 114, 116)에 관한 각각의 가드 존의 범위, (ii) 제2단말들(122, 124)의 위치, 및 (iii) 기 설정된 제1단말(112, 114) 및 제2단말들(122, 124)의 우선순위 중 적어도 하나에 기반하여 제2단말들(122, 124)의 D2D 연결을 결정할 수 있다.
제1단말(112, 114, 116) 및 제2단말들(122, 124)의 우선순위는 (i) 각각의 단말(112, 114, 116, 122, 124)의 사용자의 소속그룹, (i) 각각의 단말(112, 114, 116, 122, 124)의 사용자의 계급, (iii) 각각의 단말(112, 114, 116, 122, 124)의 사용자의 업무 중요도, 및 (iv) 각각의 단말(112, 114, 116, 122, 124)의 사용자의 업무 긴급도 중 적어도 하나에 기반하여 설정될 수 있다. 단말의 우선순위는 사전에 설정되고 변경이 가능하다. 예컨대, 사용자의 소속그룹은 구조요원에 해당하는지 여부, 사용자의 계급은 사용자가 지휘관인지 여부 등을 나타낼 수 있다. 즉, 소방관들을 위해 보급된 단말들은 하나의 그룹으로 포함될 수 있다. 각 소속그룹들 내에 속한 단말들은 동일한 목적지(Destination) 식별정보를 할당받는다. 따라서 임의의 단말이 목적지 식별정보를 이용하여 단말 간 통신을 통해 하나의 그룹에 포함된 다수의 단말들에게 동시에 데이터를 전송할 수 있다.
제2단말들(122, 124)의 우선순위가 제1단말(112, 114, 116)의 우선순위보다 높으면, 연결 결정부(230)는 제2단말들(122, 124)의 D2D 연결 요청을 승인한다. 연결 결정부(230)는 제1단말(112, 114, 116) 중에서 상기 제2단말들(122, 124)보다 우선순위가 낮은 단말(제3단말, 132)의 셀룰러 통신 및/또는 D2D 통신을 제한한다.
제2단말들(122, 124)의 우선순위가 제1단말(112, 114, 116)의 우선순위보다 낮거나 동일하면, 연결 결정부(230)는 제2단말들(122, 124)의 D2D 연결을 승인하지 않고, 제1단말(112, 114, 116)의 셀룰러 통신 또는 D2D 통신을 유지한다.
연결 결정부(230)가 제2단말들(122, 124)의 D2D 연결 요청을 승인하면, 간섭현상 모델 갱신부(240)는 (i) D2D 연결 요청이 승인된 제2단말들(122, 124) 및 (ii) 통신이 제한된 제3단말(132)에 관한 정보를 반영하여 간섭현상 모델을 업데이트한다. D2D 연결 요청이 승인된 제2단말들(122, 124) 및 통신이 제한된 제3단말(132)에 관한 정보는 단말의 위치, 단말들 간의 거리, 단말들 간의 경로 손실 지수, 단말의 전송 파워, 단말의 무선성능 등이 있다.
연결 결정부(230)는 통신이 제한된 제3단말(132)의 연결을 시도한다.
무선성능 조절부(250)는 업데이트된 간섭현상 모델에 기반하여 제1단말(112, 114) 및/또는 제2단말들(122, 124)에 요구되는 무선성능 조건을 만족하도록 제3단말(132)의 무선성능을 증감시킨다. 새롭게 D2D 연결된 제2단말(122)에 요구되는 무선성능 조건에 관한 일 예는 수학식 3과 같이 표현된다.
Figure 112016060491124-pat00003
수학식 3에서 SINR2은 새롭게 D2D 연결된 제2단말(122)의 SINR 값이고, θ2는 제2단말(122)에 보장되어야 하는 SINR 값을 나타낸다.
무선성능 조절부(250)는 새롭게 D2D 연결된 제2단말들(122, 124)의 무선성능 조건을 만족시키기 위한 제3단말(132)의 전송 파워를 조절한다. 새롭게 D2D 연결된 제2단말들(122, 124)의 무선성능 조건을 만족시키면서 제3단말(132)의 연결을 수행할 수 있으면, 연결 결정부(230)는 제3단말(132)의 연결을 승인한다. 새롭게 D2D 연결된 제2단말들(122, 124)의 무선성능 조건을 만족시키면서 제3단말(132)의 연결을 수행할 수 없으면, 연결 결정부(230)는 제3단말(132)의 연결을 비승인한다.
단말 간 연결 결정 장치(200)는 기존의 단말 및 D2D 연결을 요청하는 단말들 간의 간섭현상 모델에 기반하여 단말의 가드 존의 범위를 산출하고, 가드 존의 범위 및 단말들의 우선순위를 고려하여 D2D 연결을 결정함으로써, 우선순위가 높은 단말들의 무선성능을 보장하고 우선순위가 높은 단말들의 D2D 연결이 제한되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
이하에서는 도 3 및 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 단말 간 연결 결정 장치의 동작을 설명한다.
도 3을 참조하면, 과정 S310에서 단말 간 연결 결정 장치는 제1단말 및 제2단말들 간의 간섭현상 모델에 기반하여 제1단말에 관한 가드 존의 범위를 산출한다. 과정 S320에서 단말 간 연결 결정 장치는 제2단말들의 위치를 결정한다. 단말 간 연결 결정 장치는 가드 존의 범위를 산출하기 위해 단말들 간의 간섭현상 정보를 산출한다. 단말 간 연결 결정 장치는 제1단말의 SINR 값을 계산한다. 단말 간 연결 결정 장치는 새로운 D2D 연결을 요청한 제2단말들에 대한 전송 파워 정보 및 제2단말들의 위치에 따라 제1단말 및 제2단말들 간에 발생하는 간섭현상 정보를 산출한다. 간섭현상 정보와 제1단말에 관한 정보들(예컨대, 단말의 전송 파워, 위치, 요구되는 무선성능 등)을 기반으로 제1단말의 가드 존을 산출한다. 즉, 단말 간 연결 결정 장치는 D2D 연결을 요청하는 제2단말들이 기존의 제1단말에 주는 영향으로 인해 제1단말에 요구되는 성능을 보장하지 못하게 되는 영역을 찾는다.
과정 S330에서 단말 간 연결 결정 장치는 (i) 제1단말에 관한 가드 존의 범위, (ii) 제2단말들의 위치, 및 (iii) 기 설정된 제1단말 및 제2단말들의 우선순위 중 적어도 하나에 기반하여 제2단말들의 D2D 연결 허용 여부를 결정한다.
도 4를 참조하면, 과정 S410에서 단말 간 연결 결정 장치는 제2단말들의 위치가 제1단말에 관한 가드 존의 범위 내에 존재하는지 판단한다. 과정 S420에서 제2단말들의 위치가 제1단말에 관한 가드 존의 범위 내에 존재하지 않으면, 단말 간 연결 결정 장치는 제2단말들의 D2D 연결을 승인한다.
과정 S430에서 제2단말들의 위치가 제1단말에 관한 가드 존의 범위 내에 존재하면, 단말 간 연결 결정 장치는 제2단말들의 우선순위가 제1단말의 우선순위보다 높은지 판단한다.
과정 S440에서 제2단말들의 우선순위가 제1단말의 우선순위보다 높으며, 단말 간 연결 결정 장치는 제2단말들의 D2D 연결 요청을 승인하고, 제1단말 중에서 제2단말들보다 우선순위가 낮은 제3단말의 통신을 제한한다. 과정 S450에서 단말 간 연결 결정 장치는 (i) D2D 연결 요청이 승인된 제2단말들 및 (ii) 통신이 제한된 제3단말에 관한 정보를 반영하여 간섭현상 모델을 업데이트한다.
과정 S460에서 단말 간 연결 결정 장치는 제3단말의 무선성능을 조절하여 제1단말 및/또는 제2단말들에 요구되는 무선성능 조건을 만족하는지를 판단한다. 제1단말 및/또는 제2단말들에 요구되는 무선성능 조건은 업데이트된 간섭현상 모델에 기반한다.
과정 S470에서 제3단말의 무선성능을 조절하여 제1단말 및/또는 제2단말들에 요구되는 무선성능 조건을 만족할 수 있으며, 단말 간 연결 결정 장치는 제3단말의 연결을 승인한다. 과정 S480에서 제3단말의 무선성능을 조절하여 제1단말 및/또는 제2단말들에 요구되는 무선성능 조건을 만족할 수 없으면, 단말 간 연결 결정 장치는 제3단말의 연결을 비승인한다.
과정 S490에서 제2단말들의 우선순위가 제1단말의 우선순위보다 낮거나 동일하면, 단말 간 연결 결정 장치는 제2단말들의 D2D 연결 요청을 비승인한다. 단말 간 연결 결정 장치는 제1단말의 셀룰러 통신 또는 D2D 통신을 유지한다.
도 3 및 도 4에서는 각각의 과정을 순차적으로 실행하는 것으로 기재하고 있으나 이는 예시적으로 설명한 것에 불과하고, 이 분야의 기술자라면 본 발명의 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 도 3 및 도 4에 기재된 순서를 변경하여 실행하거나 또는 하나 이상의 과정을 병렬적으로 실행하거나 다른 과정을 추가하는 것으로 다양하게 수정 및 변형하여 적용 가능할 것이다.
본 명세서에서 ‘부(Unit)’, ‘모듈(Module)’, 또는 ‘장치(Device)’는 각종 기기 또는 유무선 통신망과 통신을 수행하기 위한 통신 모뎀 등의 통신장치, 프로그램을 실행하기 위한 데이터를 저장하는 메모리, 프로그램을 실행하여 연산 및 명령하기 위한 마이크로프로세서 등을 전부 또는 일부 구비한 다양한 장치를 의미할 수 있다. 여기서 ‘부’, ‘모듈’, 또는 ‘장치’는 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어 또는 이들의 조합에 의해 로직회로 내에서 구현될 수 있고, 범용 또는 특정 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수도 있다. ‘부’, ‘모듈’, 또는 ‘장치’는 고정배선형(Hardwired) 기기, 필드 프로그램 가능한 게이트 어레이(Field Programmable Gate Array, FPGA), 주문형 반도체(Application Specific Integrated Circuit, ASIC) 등을 이용하여 구현될 수 있다. 또한, ‘부’, ‘모듈’, 또는 ‘장치’는 하나 이상의 프로세서 및 컨트롤러를 포함한 시스템온칩(System on Chip, SoC)으로 구현될 수 있다.
본 실시예들에 따른 장치의 동작은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능한 매체에 기록될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능한 매체는 실행을 위해 프로세서에 명령어를 제공하는 데 참여한 임의의 매체를 나타낸다. 컴퓨터 판독 가능한 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 예를 들면, 자기 매체, 광기록 매체, 메모리 등이 있으며, 전송되는 신호파(Signal Wave) 형태로도 구체화(Embody)될 수 있다. 컴퓨터 프로그램은 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어 분산 방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수도 있다. 본 실시예를 구현하기 위한 기능적인(Functioinal) 프로그램, 코드, 및 코드 세그먼트들은 본 실시예가 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있을 것이다.
본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 실시예들은 기존의 단말 및 D2D 연결을 요청하는 단말들 간의 간섭현상 모델에 기반하여 단말의 가드 존의 범위를 산출하고, 가드 존의 범위 및 단말들의 우선순위를 고려하여 D2D 연결을 결정함으로써, 우선순위가 높은 단말들의 무선성능을 보장하고 우선순위가 높은 단말들의 D2D 연결이 제한되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있어 유용한 발명이다.
10: 무선통신 시스템 102, 104: 기지국
112, 114, 116: 제1단말 122, 124: 제2단말
132: 제3단말 140: 가드 존
200: 단말 간 연결 결정 장치 210: 가드 존 산출부
220: 위치 결정부 230: 연결 결정부
240: 간섭현상 모델 갱신부 250: 무선성능 조절부

Claims (14)

  1. 무선통신 시스템에서 단말 간(Device-to-Device, D2D) 연결을 결정하는 장치에 있어서,
    제1단말 및 제2단말들 간의 간섭현상 모델에 기반하여 상기 제1단말에 관한 가드 존의 범위를 산출하는 가드 존 산출부;
    상기 제2단말들의 위치를 결정하는 위치 결정부; 및
    (i) 상기 제1단말에 관한 가드 존의 범위, (ii) 상기 제2단말들의 위치, 및 (iii) 상기 제1단말 및 상기 제2단말들 각각의 사용자 및/또는 상기 사용자의 업무 특성에 기초하여 기 설정되는 우선순위 중 적어도 하나에 기반하여 상기 제2단말들의 D2D 연결 허용 여부를 결정하는 연결 결정부
    를 포함하는 단말 간 연결 결정 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1단말은 셀룰러 단말 및/또는 기존의 D2D 연결된 단말이고, 상기 제2단말은 D2D 연결을 요청하는 단말이고, 상기 D2D 연결은 상기 무선통신 시스템의 상향링크 또는 하향링크의 무선 프레임을 사용하여 단말 간에 단방향 또는 쌍방향으로 통신하는 것을 특징으로 하는 단말 간 연결 결정 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 간섭현상 모델은 (i) 상기 제1단말 및 상기 제2단말들 간의 거리, (ii) 상기 제1단말 및 상기 제2단말들 간의 경로 손실 지수(Pass Loss Exponent), 및 (iii) 상기 제1단말 및/또는 상기 제2단말의 전송 파워 중 적어도 하나를 고려하여 모델링되는 것을 특징으로 하는 단말 간 연결 결정 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 가드 존 산출부는 (i) 상기 제1단말의 위치, (ii) 상기 제1단말 및 상기 제2단말들 간의 거리, (iii) 상기 제1단말 및 상기 제2단말들 간의 경로 손실 지수(Pass Loss Exponent), (iv) 상기 제1단말 및/또는 상기 제2단말의 전송 파워, (v) 상기 제1단말 및/또는 상기 제2단말에 요구되는 무선성능 조건, 및 (vi) 상기 무선통신 시스템의 무선통신망의 상황 중 적어도 하나를 고려하여 가드 존의 범위를 산출하는 것을 특징으로 하는 단말 간 연결 결정 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2단말들의 위치는 (i) 상기 제2단말의 각각의 위치, (ii) 상기 제2단말 간의 중간 위치, 또는 (iii) 상기 제2단말들의 위치를 대표하는 특정 위치인 것을 특징으로 하는 단말 간 연결 결정 장치.
  6. 삭제
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 연결 결정부는,
    상기 제2단말들의 우선순위가 상기 제1단말의 우선순위보다 높으면, 상기 제2단말들의 D2D 연결 요청을 승인하고, 상기 제1단말 중에서 상기 제2단말들보다 우선순위가 낮은 단말(이하, ‘제3단말’라 함)의 셀룰러 통신 및/또는 D2D 통신을 제한하는 것을 특징으로 하는 단말 간 연결 결정 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 연결 결정부가 상기 제2단말들의 D2D 연결 요청을 승인하면, (i) 상기 D2D 연결 요청이 승인된 제2단말들 및 (ii) 상기 통신이 제한된 제3단말에 관한 정보를 반영하여 상기 간섭현상 모델을 업데이트하는 간섭현상 모델 갱신부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 단말 간 연결 결정 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 업데이트된 간섭현상 모델에 기반하여 상기 제1단말 및/또는 상기 제2단말들에 요구되는 무선성능 조건을 만족하도록 상기 제3단말의 무선성능을 증감시키는 무선성능 조절부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 단말 간 연결 결정 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 연결 결정부는,
    상기 제2단말들의 우선순위가 상기 제1단말의 우선순위보다 낮거나 동일하면, 상기 제2단말들의 D2D 연결을 승인하지 않고, 상기 제1단말의 셀룰러 통신 또는 D2D 통신을 유지하는 것을 특징으로 하는 단말 간 연결 결정 장치.
  11. 무선통신 시스템에서 단말 간 연결 결정 장치가 단말 간(Device-to-Device, D2D) 연결을 결정하는 방법에 있어서,
    제1단말 및 제2단말들 간의 간섭현상 모델에 기반하여 상기 제1단말에 관한 가드 존의 범위를 산출하는 과정;
    상기 제2단말들의 위치를 결정하는 과정; 및
    (i) 상기 제1단말에 관한 가드 존의 범위, (ii) 상기 제2단말들의 위치, 및 (iii) 상기 제1단말 및 상기 제2단말들 각각의 사용자 및/또는 상기 사용자의 업무 특성에 기초하여 기 설정되는 우선순위 중 적어도 하나에 기반하여 상기 제2단말들의 D2D 연결 허용 여부를 결정하는 과정
    을 포함하는 단말 간 연결 결정 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제2단말들의 D2D 연결 허용 여부를 결정하는 과정은,
    상기 제2단말들의 우선순위가 상기 제1단말의 우선순위보다 높으면, 상기 제2단말들의 D2D 연결 요청을 승인하고, 상기 제1단말 중에서 상기 제2단말들보다 우선순위가 낮은 단말(이하, ‘제3단말’라 함)의 셀룰러 통신 및/또는 D2D 통신을 제한하는 것을 특징으로 하는 단말 간 연결 결정 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제2단말들의 D2D 연결 요청을 승인하면, (i) 상기 D2D 연결 요청이 승인된 제2단말들 및 (ii) 상기 통신이 제한된 제3단말에 관한 정보를 반영하여 상기 간섭현상 모델을 업데이트하는 과정을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 단말 간 연결 결정 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 업데이트된 간섭현상 모델에 기반하여 상기 제1단말 및/또는 상기 제2단말들에 요구되는 무선성능 조건을 만족하도록 상기 제3단말의 무선성능을 조절하는 과정을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 단말 간 연결 결정 방법.
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