KR102207628B1 - 무선 네트워크에서의 디바이스간 직접 통신에서 자원 할당 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 무선 네트워크에서의 디바이스간 직접 통신에서 D2D 탐색 신호 전송을 위한 자원 할당 방법 및 장치에 관한 것이다.
본 발명의 실시 예에 따른 자원 할당 방법은 무선 네트워크에서의 디바이스간 직접 통신에서의 자원 할당 방법에 있어서, 기지국으로 자원 블록에 대해 자원 할당을 요청하는 과정; 상기 기지국으로부터 상기 자원 블록에 대한 자원 할당 받는 과정을 포함하고, 상기 자원 할당 받는 과정은, 상기 자원 블록의 시간 또는 주파수의 위치를 할당 받음을 특징으로 한다.

Description

무선 네트워크에서의 디바이스간 직접 통신에서 자원 할당 장치 및 방법{APPRATUS AND METHOD FOR ALLOCATING RESOURCE IN DEVICE TO DEVICE COMMUNICATION IN WIRELESS NETWORK}

본 발명은 무선 네트워크에 관한 것으로, 특히 디바이스간 직접 통신에서 자원 할당 장치 및 방법에 관한 것이다.

최근 스마트 폰 등과 같은 무선 데이터 통신을 지원하는 무선 디바이스의 확산과 더불어 무선 자원에 대한 효율적인 이용 방안이 기술적으로뿐만 아니라 사회적 이슈가 되고 있다. 이러한 수요를 반영하는 기술 가운데 기지국과 네트워크의 경유 없이 무선 디바이스 사용자 간 직접 통신을 수행하는 디바이스 간 직접(D2D: Device-to-Device) 통신에 대한 관심이 급속하게 높아지고 있는 추세이다.

무선 네트워크 내부에서 수행되는 D2D 통신은 무선 자원의 효율성 증대뿐만 아니라 디바이스와 네트워크의 소비 전력 감소 및 무선 네트워크의 서비스 영역 확대 등의 장점을 가진다. 또한 D2D 통신은 디바이스의 근접성(proximity)을 이용하여 대용량 콘텐트의 지원으로 인한 기지국의 부하를 효율적으로 분산시킬 수 있다.

상기 D2D 통신은 이동 디바이스 간 직접(M2M: Mobile-to-Mobile) 통신, 사물 간 직접(M2M: Machine-to-Machine) 통신, 단말기 간 직접(T2T: Terminal-to-Terminal) 통신 및 개인 간 직접(P2P: Peer-to-Peer) 통신 등 다양한 방법으로 물리적인 응용에 있어서의 확산이 이루어질 수 있다.

상기 D2D 통신을 기반으로, 단말에서 주변 단말을 찾기 위한 탐색 신호의 전송이 필요하며, 이를 지원하는 자원 할당 방안이 마련되어야 할 것이다.

본 발명은 D2D 단말들의 자원 요청에 의해 기지국이 D2D discovery의 자원을 할당하기 위한 장치 및 방법을 제공한다.

본 발명은 자원 할당 시, 오버헤드 증가를 최소화하는 무선 네트워크에서의 디바이스간 직접 통신에서 자원 할당 장치 및 방법을 제공한다.

본 발명은 디스커버리에 우선순위가 존재할 경우, 탐색 신호를 전송하기 위한 자원(Resource Block: RB) 선택의 우선순위를 제어하는 무선 네트워크에서의 디바이스간 직접 통신에서 자원 할당 장치 및 방법을 제공한다.

본 발명은 자원을 효율적으로 이용하도록 할당하는 무선 네트워크에서의 디바이스간 직접 통신에서 자원 할당 장치 및 방법을 제공한다.

본 발명은 단말로부터 자원할당을 요청 받은 기지국은 영구 자원할당, 반영구 자원할당, 또는 다이나믹 자원할당을 통해 단말에게 디스커버리 정보(discovery information)을 송신할 자원 또는 단말 간 직접 통신을 위한 데이터 및 제어정보를 송신할 자원을 할당하는 무선 네트워크에서의 디바이스간 직접 통신에서 자원 할당 장치 및 방법을 제공한다.

본 발명의 실시 예에 따른 자원 할당 방법은, 무선 네트워크에서의 디바이스간 직접 통신에서의 자원 할당 방법에 있어서, 기지국으로 디바이스간 직접 통신을 위한 자원 블록에 대해 자원 할당을 요청하는 과정; 상기 기지국으로부터 상기 자원 블록에 대한 자원 할당 받는 과정을 포함하고, 상기 자원 할당 받는 과정은, 상기 자원 블록의 시간 또는 주파수의 위치를 할당 받음을 특징으로 한다.

본 발명의 실시 예에 따른 자원 할당 방법은, 무선 네트워크에서의 디바이스간 직접 통신에서의 자원 할당 방법에 있어서, 단말로부터 디바이스간 직접 통신을 위한 자원 블록에 대해 자원 할당 요청을 수신하는 과정; 상기 단말로 상기 자원 블록에 대한 자원 할당하는 과정을 포함하고, 상기 자원 할당하는 과정은, 상기 자원 블록의 시간 또는 주파수의 위치를 할당함을 특징으로 한다.

본 발명의 실시 예에 따른 자원 할당 장치는, 무선 네트워크에서의 디바이스간 직접 통신에서의 자원 할당 장치에 있어서, 기지국으로 디바이스간 직접 통신을 위한 자원 블록에 대해 자원 할당을 요청하고, 상기 기지국으로부터 상기 자원 블록에 대한 자원을 할당 받는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 자원 블록의 시간 또는 주파수의 위치를 할당 받음을 특징으로 한다.

본 발명의 실시 예에 따른 자원 할당 장치는, 무선 네트워크에서의 디바이스간 직접 통신에서의 자원 할당 장치에 있어서, 단말로부터 디바이스간 직접 통신을 위한 자원 블록에 대해 자원 할당 요청을 수신하고, 상기 단말로 상기 자원 블록에 대한 자원을 할당하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 자원 블록의 시간 또는 주파수의 위치를 할당함을 특징으로 한다.

본 발명의 실시 예에 따른 자원 할당 요청 방법은, 무선 네트워크에서의 디바이스간 직접 통신에서의 자원 할당 요청 방법에 있어서, 수신된 SIB를 통해 디바이스간 직접 통신을 위한 자원 블록에 대한 정보를 획득하는 과정; 상기 자원 블록에 대한 에너지 레벨을 스캐닝하는 과정; 스캐닝 결과, 소정의 조건을 만족하는가를 판단하는 과정; 상기 소정의 조건을 만족할 경우, 기지국으로 다이나믹 자원 할당을 요청하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.

본 발명의 실시 예에 따른 자원 할당 요청 방법은, 무선 네트워크에서의 디바이스간 직접 통신에서의 자원 할당 요청 방법에 있어서, 단말로부터 기지국으로 다이나믹 자원 할당 요청을 수신하는 과정을 포함하고, 상기 단말은 수신된 SIB(System Information Block)를 통해 디바이스간 직접 통신을 위한 자원 블록에 대한 정보를 획득하고, 상기 자원 블록에 대한 에너지 레벨을 스캐닝하고, 스캐닝 결과, 소정의 조건을 만족하는가를 판단함을 포함함을 특징으로 한다.

본 발명의 실시 예에 따른 자원 할당 요청 장치는, 무선 네트워크에서의 디바이스간 직접 통신에서의 자원 할당 요청 장치에 있어서, 수신된 SIB(System Information Block)를 통해 디바이스간 직접 통신을 위한 자원 블록에 대한 정보를 획득하고, 상기 자원 블록에 대한 에너지 레벨을 스캐닝하고, 스캐닝 결과, 소정의 조건을 만족하는가를 판단하고, 상기 소정의 조건을 만족할 경우, 기지국으로 다이나믹 자원 할당을 요청하는 제어부를 포함함을 특징으로 한다.

본 발명의 실시 예에 따른 자원 할당 요청 방법은, 무선 네트워크에서의 디바이스간 직접 통신에서의 자원 할당 요청 방법에 있어서, 단말은 기지국으로 디바이스간 직접 통신을 위한 자원 할당 요청을 송신하는 과정을 포함하고, 상기 단말은 기지국으로부터 송신된 PDCCH(Physical Downlink Control CHannel)를 수신하고, 이를 통해 D2D 신호 전송을 위한 자원 블록 정보를 획득하고, 해당 자원에서 송신하는 과정을 포함하며, 상기 단말을 제외한 단말들(디바이스간 직접 통신을 위한 데이터 및 제어정보 전송을 수행하지 않는 D2D 단말들: D2D 수신 단말들)은 SIB를 통해 D2D 신호가 송신되는 해당 자원영역의 모든 자원을 수신하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.

본 발명의 실시 예에 따른 자원 할당 요청 장치는, 무선 네트워크에서의 디바이스간 직접 통신에서의 자원 할당 요청 장치에 있어서, 소정의 조건을 만족할 경우, 단말로부터 기지국으로 자원 할당 요청을 수신하는 제어부를 포함하고, 상기 단말은 수신된 SIB(System Information Block)를 통해 디바이스간 직접 통신을 위한 자원 블록에 대한 정보를 획득하고, 상기 자원 블록에 대한 에너지 레벨을 스캐닝하고, 스캐닝 결과, 소정의 조건을 만족하는가를 판단함을 포함함을 특징으로 한다.

본 발명은 자원할당 시, 오버헤드 증가를 최소화할 수 있다.

본 발명은 디바이스간 직접 통신에서 우선순위가 존재할 경우, RB 선택의 우선순위를 효율적으로 제어할 수 있다.

본 발명은 자원을 효율적으로 이용하도록 할당할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예인 LTE 시스템에서 스태틱 할당 방법과 다이나믹 할당 방법의 일 예를 도시한 프레임 구조도;
도 2는 본 발명의 실시 예에 따라 스태틱(또는 세미-스태틱) 할당 방법에서 기지국이 D2D 자원을 할당하는 방법의 일 예시도;
도 3은 본 발명의 실시 예에 따라 스태틱(또는 세미-스태틱) 할당 방법에서 기지국이 D2D 자원을 할당하는 방법의 또 다른 예시도;
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 디스커버리 자원할당 방법의 일 예를 도시한 흐름도;
도 5는 본 발명의 실시 예인 DRAR 전송 방법의 예시도;
도 6은 본 발명의 실시 예에 따라 SRBI를 보고하는 방법에 대한 예시도;
도 7은 본 발명의 실시 예인 기지국에서의 동작 방법의 일 예를 도시한 흐름도;
도 8은 본 발명의 실시 예에 따라 기지국에서 D2D 단말이 측정한 인접 기지국들의 신호 세기 또는 신호-대-간섭 및 잡음비를 이용하여 자원 할당하는 방법에 대한 예시도;
도 9는 본 발명의 실시 예인 기지국에서 D2D discovery 및 통신(communication)을 수신해야 하는 단말들을 paging 하는 예시도;
도 10은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 자원 할당 방법을 도시한 흐름도;
도 11은 본 발명의 실시 예에 따라 네트워크 디스커버리 방식 이용 시, 동일 셀 내에 위치한 D2D 단말의 discovery 과정을 예시한 도면;
도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 네트워크에서의 디바이스간 직접 통신에서 단말의 구성을 나타낸 도면;
도 13은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 네트워크에서의 디바이스간 직접 통신에서 기지국의 구성을 나타낸 도면;
도 14는 하향링크 내에 포함된 D2D를 위한 프레임 구조도;
도 15는 상향링크 내에 포함된 D2D를 위한 프레임 구조도; 및
도 16은 본 발명의 비교 대상인 스태틱 할당 방법에서 각 단말이 자신의 discovery information을 전송할 자원을 분산적으로 선택하는 greedy approach를 예시한 도면.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예들을 상세히 설명한다. 이때 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의하여야 한다. 또한 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다.

또한 이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

후술될 본 발명의 실시 예에서는 디바이스 간 직접 통신을 지원하는 무선 네트워크를 D2D 네트워크로 가정하여 설명할 것이다. 하지만 본 발명의 실시 예에서 제안하는 기술적 구성이 D2D 네트워크에 한정하여 적용되는 것으로 해석되어서는 안될 것이다. 즉, 본 발명의 실시 예에서 제안하는 기술적 구성은 디바이스 간 직접 통신을 지원하는 무선 네트워크 또는 셀룰러 시스템에 대해 동일하게 적용될 수 있음은 동일 기술 분야에서 자명으로 간주될 수 있을 것이다. 특히, 본 발명의 실시 예에서는 무선 네트워크에서 송신 단말이 적어도 하나의 수신 단말과의 D2D 통신을 기반으로 선택된 어플리케이션의 구동에 따른 동작을 개시한다. 상기 송신 단말은 D2D 통신에 따른 링크를 형성할 적어도 하나의 수신 단말을 발견하기 위해 디스커버리 신호(Discovery Signal) 또는 디스커버리 정보(Discovery Information)를 전송한다. 즉, 이는 송신 단말의 정체성(identity) 및 관심사항(interest)을 근접 거리에 위치한 또 다른 단말들에게 알리는 일련의 과정을 의미한다. 이때 정체성 및 관심사항은 단말의 식별자(identifier: ID), 어플리케이션 식별자, 또는 서비스 식별자 등일 수 있으며, D2D 서비스 및 운용 시나리오에 따라 다양하게 구성될 수 있다.

D2D 단말기의 계층 구조는 도면에 도시하지 않았지만, D2D 응용계층, D2D 관리계층, 그리고 D2D 전송계층으로 구성되는 것을 가정한다. D2D 응용계층은 단말 OS(operating system)에서 구동되는 D2D 서비스 응용 프로그램을 의미하고, D2D 관리계층은 D2D 응용 프로그램에서 생성된 디스커버리 정보를 전송계층에 적합한 형식으로 변환하는 기능을 담당하며, 전송계층은 LTE 또는 Wi-Fi 무선 통신 규격의 물리계층/맥계층(PHY/MAC) 계층을 의미한다. 이때 단말 간 디스커버리는 다음과 같은 절차를 가질 수 있다. 사용자가 D2D 응용 프로그램을 실행하면, 응용계층에서 디스커버리를 위한 정보가 생성되고, 이를 D2D 관리계층으로 전달한다. D2D 관리계층에서는 D2D 응용계층으로부터 전달받은 디스커버리정보를 관리계층 메시지로 변환한다. 이러한 관리계층 메시지는 단말기의 전송계층을 통해 송신되며, 이를 수신한 단말들은 전송과정의 역순으로 수신 동작을 수행한다.

한편, 단말간 통신은 기지국 또는 AP(access point) 등의 인프라를 거치지 않고, 단말 간에 직접 트래픽을 전달하는 통신 방법이다. 이때 단말 간 통신은 단말 간 디스커버리과정을 수행한 후, 그 결과를 바탕으로(즉, 디스커버리된 단말들과) 통신을 수행하거나, 단말 간 디스커버리 과정을 거치지 않고도 단말 간 통신이 이루어질 수 있다. 단말 간 통신 이전에 단말 간 디스커버리과정의 필요 여부는 D2D 서비스 및 운용 시나리오에 따라 달라질 수 있다.

D2D 서비스 시나리오는 상업용 서비스(예컨대, commercial service 또는 non public safety service)와 공공 안전과 관련된 서비스(public safety services)로 크게 분류할 수 있다. 각각의 서비스는 무수히 많은 사용 사례를 포함할 수 있으나, 대표적으로 광고(advertisement), SNS(social network service), 게임(game), 공공안전 및 재난 망 서비스(public safety service)를 일 예로 들 수 있다.

1) 광고(advertisement): D2D를 지원하는 통신망 운용자는 사전 등록된 상점, 카페, 영화관, 식당 등이, 단말 간 디스커버리 또는 단말 간 통신을 사용하여 자신들의 정체성을 근접 거리에 위치한 D2D 사용자들에게 광고할 수 있다. 이때 관심사항은 광고자들의 프로모션, 이벤트 정보나 할인 쿠폰 등이 될 수 있다. D2D 사용자들 중, 특정 상품의 할인 및 쿠폰 발행에 관심이 있는 사람들은 이러한 자신들의 관심 사항들을 D2D 서버에 업로드시킨다. D2D 사용자들이 수신한 정체성이 사용자의 관심사항과 일치할 경우, 사용자는 해당 상점을 방문하여 기존의 셀룰러 통신망 또는 단말 간 통신을 사용하여 더 많은 정보를 획득할 수 있다. 또 다른 일예로, 개인 사용자는 단말 간 디스커버리를 통해 자신의 주변에 위치한 택시를 디스커버리하고, 기존의 셀룰러 통신 또는 단말 간 통신을 통해 자신의 목적지 또는 요금 정보 등에 대한 데이터를 주고받을 수 있다.

2) SNS(social network service): 사용자는 자신의 어플리케이션과 해당 어플리케이션에 대한 관심사항을, 근접한 지역에 위치한 다른 사용자들에게 전송할 수 있다. 이때 단말 간 디스커버리에 사용되는 정체성 또는 관심사항은 어플리케이션의 친구 리스트 또는 어플리케이션 식별자가 될 수 있다. 사용자는 단말 간 디스커버리를 거친 후 자신이 보유한 사진, 동영상 등의 컨텐츠를 단말 간 통신을 통해 근접 사용자들과 공유할 수 있다.

3) 게임(game): 사용자는 근접한 위치에 있는 사용자들과 함께 모바일 게임을 즐기기 위해 단말 간 디스커버리과정을 통해 사용자들 및 게임 어플리케이션을 디스커버리하고, 게임에 필요한 데이터의 전송을 위해 단말 간 통신을 수행할 수 있다.

4) 공공 안전 및 재난 망 서비스(public safety service): 경찰관 및 소방관 등이 공공안전의 목적을 위해 D2D 통신 기술을 사용할 수 있다. 즉, 화재나 산사태 등의 긴급상황 또는 지진, 화산폭발, 쓰나미 등과 같은 자연재해로 인해 기존 셀룰러 망이 일부 파손되어 셀룰러 통신이 불가능한 경우, 경찰관 및 소방관은 D2D 통신 기술을 사용하여 인접한 동료를 발견하거나 각자의 긴급상황 정보를 인접한 사용자들 간에 공유할 수 있다.

이하에서 기재될 D2D 단말은 송신 단말 및 수신 단말 중 하나를 포함할 수 있다. 특히, 본 명세서에는 셀룰러 단말(cellular mode device)와 D2D 단말을 구분하여 설명할 수 있는데, 상기 셀룰러 단말은 단말 간의 직접 링크(direct link) 없이, 종래의 셀룰러 통신 네트워크를 이용하여 기지국 또는 타 단말과 통신하는 단말을 지칭하고, D2D 단말은, 단말 간의 직접 링크를 통해 D2D 디스커버리 또는 D2D 직접 통신을 수행하는 단말을 지칭하는 것으로 한다. 이때 D2D 단말은 다양한 제어 정보의 송신 및 수신을 위해 기지국과 통신을 수행할 수 있다. 본 명세서에서 특별한 구분이 없이 사용되는 용어 '단말'는 D2D 단말뿐만 아니라 셀룰러 단말을 지칭하는 것으로 해석될 수 있다.

이하에서 기재될 단말은 communication 없이 discovery 만 따로 동작할 수도 있고, discovery 없이 communication 만 따로 동작할 수도 있고, discovery와 communication이 연계되어 동작할 수도 있다(discovery 이후에 communication을 수행).

디스커버리 신호를 전송하기 위한 자원 할당 방법은 크게 2 가지로 분류할 수 있다.

첫 번째 방법은 스태틱 또는 세미-스태틱 자원 할당(Static/Semi-static resource allocation) 방법이다.

스태틱 또는 세미-스태틱 자원 할당 시, 기지국은 하향링크 프레임에서 전송하는 SIB(System Information Block)을 통해 자원할당을 한다. 예를 들어, 기지국은 D2D 디스커버리신호에 대한 자원할당 정보를 SI-RNTI(system information-radio network temporary identifier) 또는 기지국 내에 존재하는 모든 D2D 단말이 공통적으로 사용하는 D2D-RNTI(D2D radio network temporary identifier)로 스크림블링(scrambling)하여 PDCCH(physical downlink control channel)로 전송한다. 즉, SIB의 존재 여부는 SI-RNTI(또는 D2D-RNTI)로 표시된 PDCCH의 전송에 의해 알려진다. 셀 내의 모든 단말은 SI-RNTI(또는 D2D-RNTI)를 미리 알고 있으며, SI-RNTI(또는 D2D-RNTI)를 이용하여 PDCCH로부터 SIB의 할당정보를 획득한다. 상기 SIB(110)는 PDSCH(physical downlink shared channel)를 통해 전송된다. 즉, 단말은 PDCCH로부터 PDSCH에 할당된 SIB의 자원할당 정보를 획득하고, SIB를 복호한 후 D2D 디스커버리신호 전송을 위한 자원할당 정보(120, 140)를 최종적으로 획득하게 된다. 상기 SIB(110)는 D2D 수신 단말을 위한 resource pool 정보, D2D 송신 단말을 위한 resource pool 정보가 포함될 수 있다. resource pool 정보에는 D2D 디스커버리 또는 D2D 통신을 사용할 수 있는 시간 축의 자원영역(subframe의 수)과 상기 시간 축 자원영역의 주기, 그리고 주파수 축의 자원영역에 대한 정보(예컨대, subframe 내에서 D2D 용도로 사용할 수 있는 자원 블록(resource block, 이하에서는 "RB"이라 칭함)의 수) 등이 포함될 수 있다. 이러한 스태틱 또는 세미-스태틱 자원 할당 방법을 통해 D2D 디스커버리신호 전송 또는 D2D 단말 간 통신을 위한 자원이 할당되면, D2D 송신을 원하는 단말들은 할당된 자원영역(resource pool) 내에서 분산적으로(distributed) D2D 송신을 위한 자원(예를 들어, RB)을 선택한다. 즉, D2D 단말들은 Greedy한 방식으로 D2D 송신을 위한 RB를 선택하며, 다음의 절차를 따른다.

1) 미리 정의된 피어 디스커버리 구간 동안, 구간 내의 모든 RB의 에너지 레벨을 측정한다.

2) 측정한 RB 중 에너지 레벨이 가장 낮은 RB를 선택하고, 선택된 RB에 피어 디스커버리 정보를 송신하거나 또는 에너지 레벨이 하위 x%내(예를 들어, 5%)가 되는 RB들 중 하나를 랜덤(random)하게 선택하고, 선택된 RB에 피어 디스커버리 정보를 송신한다.

Greedy한 방식 이외에 D2D 단말들은 랜덤(random)하게 자원을 선택할 수 있다. 즉, D2D 송신 자원영역 내에서 랜덤하게 하나의 RB를 선택하여 D2D 송신을 수행할 수 있다.

두 번째 방법은 다이나믹 자원 할당(dynamic resource allocation) 방법이다.

다이나믹 자원 할당 시, 기지국은 기존의 LTE(Long Term Evolution) 시스템에서 단말들의 하향링크 자원 및 상향링크 자원을 할당했던 방법과 동일한 방법을 사용한다. 즉, 하향링크 프레임에서 전송하는 PDCCH를 통해 D2D 신호를 전송하고자 하는 단말들에게 하향링크 자원 또는 상향링크 자원을 할당할 수 있다. 기존의 LTE 시스템에서는 하향링크에 대한 자원할당은 단말이 수신해야 하는 자원을 의미하고, 상향링크에 대한 자원할당은 단말이 송신해야 하는 자원을 의미한다.

그러나 D2D 통신 방식에서는 D2D 신호의 전송을 위해 하향링크 자원을 할당할 경우, D2D 신호를 전송하는 송신 단말들은 할당된 하향링크 자원에서 송신하도록 기지국이 설정하고, D2D 신호를 수신하는 수신 단말들은 할당된 하향링크 자원에서 수신하도록 기지국이 설정해야 한다. 이러한 동작을 위해 하향링크에서 D2D 송신 단말이 송신을, D2D 수신 단말이 수신하는 동작이 지원되어야 한다.

또한 D2D 신호의 전송을 위해 상향링크 자원을 할당할 경우, D2D 신호를 전송하는 송신 단말들은 할당된 상향링크 자원에서 송신하도록 기지국이 설정하고, D2D 신호를 수신하는 수신 단말들은 할당된 상향링크 자원에서 수신하도록 기지국이 설정해야 한다. 이러한 동작을 위해, 상향링크에서 D2D 송신단말이 송신을, D2D 수신단말이 수신하는 동작이 지원되어야 한다.

일반적인 자원 할당 방법은 스태틱 자원 할당 방법을 통해 D2D 자원을 할당하며, 할당된 D2D 자원 내에서 탐색신호를 전송하고자 하는 단말은 Greedy 또는 랜덤한 방법으로 자신이 사용하고자 하는 RB를 선택한다. 이러한 스태틱 자원 할당 방법에서 Greedy(또는 랜덤 자원 선택) 방식은 혼잡 제어(congestion control) 또는 로드 밸랜싱(load balancing)에 어려움이 있다. 즉, Greedy 방식에 의해 탐색신호를 전송하고자 하는 단말이 에너지 레벨을 스캔(scan)했을 때, 대부분 RB의 에너지 레벨이 높으면서도 유사할 경우, congestion이 발생하는데, 이를 해결하는 방법이 없다. 또한 단말이 자체적으로 랜덤 백오프(random back-off)하는 방법이 있을 수 있으나, 기본적으로 스태틱 자원 할당 방법에서 discovery의 주기는 길 수 있기 때문에 실시간 서비스와 같이 지연 요구(delay requirement) 사항이 시스템 성능을 좌우하는 중요한 척도가 되는 경우, 즉 탐색을 빨리 수행해야 할 경우, 이를 해결할 수 있는 방안이 없다. 또한 discovery에 우선순위(priority)가 존재할 경우, RB 선택의 우선순위를 제어할 수 있는 방안이 없다. 또한, 랜덤 자원선택 방식에서는 D2D 송신 단말이 아무런 사전 정보 없이 자신이 사용할 D2D 송신 자원을 랜덤하게 선택하기 때문에, Greedy 방식과 같이 혼잡 제어(congestion control) 또는 로드 밸랜싱(load balancing), 그리고 discovery에 우선순위(priority)가 존재할 경우, RB 선택의 우선순위를 제어할 수 있는 방안이 없다.

한편, 기존 셀룰러 시스템에서 기지국이 단말에게 자원을 할당할 경우, 반영구(semi-persistent) 할당, 영구(persistent) 할당, 그리고 다이나믹 할당(dynamic allocation)의 방법을 통해 자원할당을 수행하게 된다. 그러나 이때 주의할 것은 D2D discovery에서는 D2D 단말들 간에 링크가 형성되기 이전의 상태이므로, 기존 셀룰러 시스템에서 자원할당을 위해 수행되었던 제어 시그널링(control signaling)을 그대로 D2D discovery에 적용할 수 없다. 또한 현재 LTE Rel-12에서 고려하는 D2D 단말 간 직접통신 에서는 L1/L2(layer 1/layer 2)의 feedback이 불가능한 multicast/broadcast 통신만을 지원하기 때문에 기존 셀룰러 시스템에서 기지국이 단말로부터 피드백을 수신하여 수행한 자원할당 방식 및 시그널링을 그대로 D2D 단말 간 직접통신에 적용할 수 없다. 따라서 D2D discovery/communication에서 자원할당을 위해 추가적인 control signaling 방안이 필요하며, 이러한 control signaling을 설계할 때는 추가적인 오버헤드의 증가를 최소화해야 한다.본 발명은 D2D 신호 전송을 위한 자원할당 방법 및 장치에 관한 것으로, 단말이 기지국에게 자원할당을 요청하기 위한 조건(예컨대, congestion, delay requirement, priority)과 자원할당을 요청하는 방법, 그리고 이를 요청 받은 기지국이 discovery 자원을 할당하는 방법 등으로 구성된다.

D2D 단말은 SIB를 통해 D2D 송신 및 수신을 위한 자원할당 정보를 획득할 수 있다. 즉, 기지국은 해당 셀 내에 존재하는 D2D 단말들에게 SIB를 통해 자원할당 정보를 송신하며(몇 번째 서브 프레임(subframe), 또는 몇 번째 서브 프레임부터 몇 번째 서브 프레임까지가 D2D 송신 또는 수신을 위해 할당되었는지, 이러한 서브 프레임들이 얼마의 주기로 할당되는지, 서브 프레임 내에서 몇 개의 RB들이 D2D 자원으로 할당되었는 지 등), 이때 각 D2D 단말이 해당 D2D 서브 프레임(D2D subframe)에서 디스커버리 정보(discovery information) 또는 단말 간 직접 통신을 위한 데이터(D2D 데이터) 및 제어정보(SA: Scheduling Assignment)를 송신하기 위한 RB는 기지국으로부터 SIB를 통해 할당 받은 D2D 자원영역(resource pool) 내에서 일반적인 자원 할당 방법(Greedy 방법 또는 랜덤 자원선택 방법)에 따라 D2D 송신 단말 스스로가 결정할 수도 있고, 기지국이 송신 RB를 결정하여 D2D 송신 단말에게 할당할 수 있다. 기지국이 D2D 송신을 위한 RB를 단말에게 할당할 때에는 특정 D2D 단말에게 매 subframe 마다, 다이나믹하게 할당할 자원의 시간 또는 주파수 위치를 변경하여 할당할 수 있으며, 또는, 특정 D2D 단말에게 연속된 subframe에 동일한 시간 또는 동일한 주파수 위치를 갖는 RB를 할당할 수 있다(영구 또는 반영구 자원 할당). 반면에, SIB를 통해 특정 subframe을 D2D discovery 또는 communication을 위해 할당하는 경우, discovery information을 송신하지 않는 단말(discovery 수신 단말) 또는 D2D communication을 수신하는 단말은 해당 D2D subframe에서 송신되는 discovery information 또는 communication을 위한 data 및 제어정보를 수신해야 한다(즉, 복호한다).

1) 단말이 기지국에게 D2D 자원할당을 요청하기 위한 조건: discovery information 또는 communication data 및 제어정보를 전송하고자 하는 단말들은 하기의 이유로 인해 D2D 자원할당을 기지국에게 요청할 수 있다.

- 앞서 언급한 일반적인 자원 할당 방법에 따라 단말 스스로가 discovery information을 송신할 RB를 결정할 때, congestion 또는 load balancing을 고려할 경우, D2D 단말은 자원할당을 기지국에게 요청할 수 있다. 즉 모든 RB의 에너지 레벨이 특정 임계치 보다 높을 경우, 또는 에너지 레벨이 특정 임계치 보다 낮은 RB가 하나도 없을 경우 또는 에너지 레벨이 특정 임계치 보다 낮은 RB가 존재하지만, 상기 RB의 에너지 레벨이 임계치를 기준으로 마진(margin)이 별로 없는 경우와 에너지 레벨이 특정 임계치 보다 낮은 RB의 수가 특정개수 이하인 경우에 D2D 단말들은 기지국에게 자원할당을 요청할 수 있다.

- 앞서 언급한 일반적인 자원 할당 방법에 따라 단말 스스로가 discovery information을 송신할 RB를 결정할 때, priority(예를 들어, delay requirement에 따른 우선순위)가 특정 값 이상인 D2D 단말들이 discovery에 참여하는 과정에서, 모든 RB의 에너지 레벨이 특정 임계치 보다 높을 경우에 D2D 단말들은 기지국에게 자원할당을 요청할 수 있다. 이때 priority(delay requirement class) 정보는 D2D 단말의 초기 진입(initial entry) 또는 D2D 단말의 어플리케이션(application)이 온(on)되거나 실행될 때, 네트워크에 존재하는 로지컬 엔터티(logical entity)(도면에 도시하지 않았지만, 예를 들어, 우선순위 처리부 또는 지연 요구 처리부 등)를 통해 획득할 수 있다. 로지컬 엔터티의 위치는 D2D 서버, 어플리케이션 서버에 별도로 위치하거나 또는 MME(Mobility Management Entity), S-Gateway(Serving Gateway), P-Gateway(Packet Data Network Gateway) 등에 위치할 수 있다.

- 앞서 언급한 일반적인 자원 할당 방법에 따라 단말 스스로가 discovery information을 송신할 RB를 결정할 때, discovery information 양이 증가하여 기지국에게 추가적인 자원할당을 요청할 수 있다. 예를 들어, priority(delay requirement class)가 3 이상인 D2D 단말들이 discovery에 참여하는 과정에서, 모든 RB의 에너지 레벨이 특정 임계치 보다 높지는 않지만, discovery information의 양에 변화가 생겨, 추가적인 자원할당이 필요한 경우가 이에 해당한다.

- 기지국이 앞서 언급한 일반적인 자원 할당을 지원하지 않는 경우에, D2D discovery 또는 communication data 및 제어정보를 송신하고자 하는 단말은 기지국에게 자원할당을 요청하고, 기지국이 D2D discovery 또는 communication data 및 제어정보를 송신하기 위한 RB를 단말에게 할당한다. 기지국이 D2D discovery 또는 communication data 및 제어정보를 송신하기 위한 RB를 단말에게 할당할 때에는 특정 D2D 단말에게 매 subframe 마다, 다이나믹하게 자원의 시간 또는 주파수 위치를 변경하여 할당할 수 있으며 또는, 특정 D2D 단말에게 연속된 subframe에 동일한 시간 또는 주파수 위치를 동일하게 할당할 수 있다(영구 또는 반영구 자원 할당). 이때 단말은 자신의 payload 크기에 따라(즉, discovery information 크기, communication data 및 제어정보의 크기)에 따라 자신이 사용할 D2D 송신 자원을 기지국에게 요청할 수 있다.

2) 단말이 기지국에게 자원할당을 요청하는 방법: 단말이 자원할당을 요청하는 방법으로 크게 세 가지를 고려한다.

첫째, 단말은 기지국에게 D2D Resource Allocation Request(DRAR)를 송신한다.

둘째, 단말은 기지국에게 D2D DBSR(Buffer Status Report)을 송신한다.

세째, 단말은 기지국으로 자신이 선택한 RB들의 index를 보고(report)한다.

- D2D DRAR: 이는 기존 LTE-A에서 단말이 기지국으로 자원할당을 요청하는 스케쥴링 리퀘스트(scheduling request : SR)와 유사하다. LTE-A에서 SR은 1-bit의 정보이며, 상향링크 제어채널인 PUCCH(Physical Uplink Control CHannel)를 통해 전송된다. 보다 구체적으로는, SR 전송을 위해 PUCCH format 1(only SR), PUCCH format 1a(1-bit HARQ ACK/NACK과 SR의 전송), 그리고 PUCCH format 1b(2-bit HARQ ACK/NACK과 SR의 전송)를 사용하고 있다. 현재 LTE-A의 SR은 셀룰러 단말들을 위한 자원요청이므로, D2D 단말들을 위한 별도의 SR이 필요하다. 이를 위해, LTE-A의 변경이 필요하며, 본 발명에서는 LTE-A의 PUCCH format 2(CSI: Channel State Information), PUCCH format 2a(CSI와 1-bit HARQ ACK/NACK의 전송) 또는 PUCCH format 2b(CSI와 2-bit HARQ ACK/NACK 전송)에 1-bit의 SR 정보를 추가할 수 있다.

DRAR의 전제 조건은 모든 D2D 단말들이 동일한 크기의 탐색 신호 전송 자원을 사용한다는 것이다. 따라서 기지국은 1-bit 정보인 DRAR만의 수신으로도 D2D 송신단말들에게 자원을 할당해 줄 수 있다. 그러나 이러한 방법으로 한정하지 않는다.

한편, LTE-A에서 CQI(Channel Quality indicator), PMI(Precode Matrix Index), RI(Rank Indicator), HARQ ACK과 같은 제어정보들은 PUSCH(physical uplink shared channel)을 통해 기지국으로 피드백(feedback) 될 수 있다. 본 발명에서 DRAR은 상기 제어정보와 같이 PUSCH를 통해 기지국으로 전송될 수 있다.

- DBSR(D2D Buffer Status Report): 앞서 언급한 DRAR을 통한 자원할당 요청에서는 모든 D2D 단말이 동일한 크기의 탐색신호 전송 자원을 사용한다는 전제 조건이 있었다. 만일 D2D 단말마다 탐색신호 전송 자원의 크기가 상이할 경우(특히 단말 간 직접통신에서 D2D data 및 제어정보를 전송할 경우), 기지국은 이를 인지하여 각 D2D 단말에게 필요한 양의 D2D 전송 자원을 할당해 줄 수 있다. 이는 기존 LTE-A에서 단말이 기지국으로 자신의 버퍼 상태 즉, 버퍼에 쌓여 있는 데이터의 크기를 송신하고(Buffer Status Report: BSR), 기지국은 이를 바탕으로 단말의 상향링크 자원을 할당해 준다. LTE의 BSR은 MAC PDU로 전송된다. 현재 LTE-A의 BSR은 셀룰러 단말들을 위한 자원요청이므로, D2D 단말들을 위한 별도의 BSR이 필요하다. 이를 위해 LTE-A의 변경이 필요하며(DBSR을 위한 논리 채널 식별자의 추가), 이는 다음에 설명할 선택한 RB들의 인덱스 보고와 동일하다.

- 선택한 RB들의 인덱스 보고: 1-bit 정보만을 송신하는 DRAR과 달리 선택한 RB들의 인덱스 보고는 많은 bit들의 feedback을 요구할 수도 있다. 따라서 PUCCH나 PUSCH와 같은 물리 채널로 전송하기 보다는 상위 계층 시그널링을 통해 송신하는 것이 바람직할 수 있다. LTE-A의 MAC 헤더에는 다양한 논리 채널 식별자(Logical Channel IDentifier : LCID)가 다중화될 수 있으며, 상기 LCID는 버퍼 상태 보고(Buffer Status Report : BSR)와 파워 헤드룸 보고(Power Headroom Report : PHR)처럼 그 용도에 따라 서로 다른 MAC control element를 인덱싱(indexing)하고 있다. D2D discovery 자원 요청을 위해 선택한 RB들의 인덱스를 보고하는 경우, 추가적인 MAC 제어 엘리먼트와 LCID가 필요하다. 한편, MAC PDU의 마지막 부분에 패딩(padding) 비트 또는 더미 비트(dummy bit)가 선택적으로 들어가게 되는데, 이 부분을 이용하여 선택한 RB들의 인덱스를 보고 할 수 있도록 설계할 수 있다.

3) 기지국이 송신 D2D 단말에게 자원할당하는 방법: 기지국이 송신 D2D 단말이 사용할 자원을 할당하기 위해 기지국은, 자원할당을 요청한 D2D 단말들에게 인접 기지국들의 신호를 측정하고 보고할 것을 명령한다(또는 D2D 단말들은 셀룰러 모드에서 기지국에게 주기적으로 인접 기지국들의 신호를 보고하기 때문에 이때 보고 받은 정보를 그대로 이용할 수도 있다). 기지국은 송신 D2D 단말로부터의 측정 결과를 이용하여 각 송신 D2D 단말의 위치를 대략적으로 예측할 수 있으므로, 이를 바탕으로 자원할당을 수행한다. 즉 자원할당을 요청한 송신 D2D 단말의 위치가 멀리 떨어져 있을 경우에는, 서로 동일한 자원에서 discovery 신호를 송신하도록 자원을 할당하고, 자원할당을 요청한 송신 D2D 단말의 위치가 상대적으로 가까이 있을 경우에는 서로 직교하는 자원에서 discovery 신호를 송신하도록 자원을 할당할 수 있다. 또한 기지국은 앞서 언급한 자원할당에 앞서, 기지국이 송신 D2D 단말에게 할당할 자원이 자신이 관장하는 셀에 위치한 셀룰러 단말들 또는 인접한 셀에 위치한 셀룰러 단말들에게 간섭을 야기하는지의 여부를 독자적으로 또는 인접 셀과의 협력을 통해 판단하고 간섭을 야기할 수 있을 것이라 판단되면, 자원할당을 멈추거나 다음 discovery subframe에서 discovery를 수행할 것을 명령한다.

4) D2D 단말들의 수신이 가능하도록 하는 방법: D2D discovery 단계에서는 D2D 단말들 간에 링크 연결이 아직 설정되기 전이고, D2D communication에서는 broadcast 방식으로 동작하기 때문에 D2D 송신 단말이 전송하는 discovery information들은 D2D 송신 단말 근처에 위치한 불특정 다수의 D2D 단말들이 수신할 수 있어야 한다. 한편, 모든 단말들은 전력 소모를 줄이기 위해 대부분의 시간에 아이들 모드(idle mode)로 동작한다는 점에 주목해야 한다. 즉, 모든 단말들은 각자의 DRX(discontinuous reception) 사이클(cycle)에 따라 On duration 모드(또는 활성화 구간)에서 기지국이 전송하는 하향링크 제어 채널(PDCCH: physical downlink control channel)을 수신한다. PDCCH는 매 subframe 마다 전송되며, 단말이 몇 개의 subframe 동안 PDCCH를 디코딩해야 하는지는 각 단말의 On duration timer에 따라 결정된다. On duration 모드를 제외한 나머지 시간에 단말은 아이들 모드로 동작하며, 기지국이 전송하는 PDCCH를 수신하지 않는다. 따라서 기지국은 D2D 단말들이 discovery information을 수신할 수 있도록, 즉 아이들 모드에 있는 단말들이 PDCCH를 수신하도록 페이징(paging)을 수행해야 한다. 이를 위해 기지국은 자신이 다이나믹 자원 할당을 수행할 시점과 D2D 단말이 On duration 모드에서 PDCCH를 수신하는 시점과의 차이를 측정하여(그 차이를 offset으로 명명함), offset이 미리 정해진 임계치 이하로 되는 단말에 한해 계속 깨어있을 것을 명령한다.

도 1은 본 발명의 실시 예인 LTE 시스템에서 스태틱 할당 방법과 다이나믹 할당 방법의 일 예를 도시한 프레임 구조도이다.

도 1은 FDD(frequency division duplexing) 시스템을 예시하고 있으나, FDD 시스템에 국한되지는 않는다. FDD 시스템에서 하향링크과 상향링크는 서로 다른 주파수 대역을 사용하고 있다. 도 1에 도시한 바와 같이, 길이 10ms의 하나의 프레임(one frame)(100)은 10개의 서브 프레임들로 구성된다. 하나의 각 서브 프레임은 2 개의 슬롯들로 구성된다. 그리고, 도 1에 도시하지 않았지만, 한 슬롯 내에는 normal CP(Cyclic Prefix)를 사용할 경우에는 7 개, 그리고 extended CP를 사용할 경우에는 6개의 심벌들로 구성된다(하향링크에서는 OFDM 심벌, 상향링크에서는 SC-FDMA 심벌).

D2D discovery를 위한 스태틱 할당은 자원할당 정보가 SIB(System Information Block)을 통해 전송되며, SIB의 전송 주기는 적게는 40ms ~ 640ms 또는 그 이상으로 설계가 가능하다. D2D 단말들은 시스템과 동기신호를 통해 하향링크 동기를 맞추고, PBCH(Physical Broadcast CHannel)로 전송되는 MIB(Master Information Block)를 이용하여 자신이 접속한 셀의 정보를 수신한다. 예를 들어 MIB에는 하향링크 시스템 대역폭(DL system bandwidth), 시스템 프레임 넘버(System Frame Number), PHICH(physical hybrid-ARQ indication channel) 설정 등과 같은 필수 파라미터 정보들로 구성되어 있다. MIB를 수신한 단말들은 매 subframe 마다 기지국으로부터 전송되는 PDCCH를 수신할 수 있다. 기본적으로 PDCCH는 하향링크/상향링크 자원할당 정보를 전송한다. 각 단말은 미리 알고 있는 SI-RNTI를 이용하여 PDCCH내에 존재하는 SIB 자원의 할당 정보를 복호한다. 즉, SI-RNTI를 이용한 PDCCH의 복호를 통해 SIB가 위치하는 주파수-시간 영역에 대한 정보를 알게 되고, 해당 주파수-시간 영역의 복호를 통해 SIB를 복호한다. SIB의 복호에 성공한 단말들은 SIB에 포함된 discovery subframe 정보를 획득함으로써 해당 frame 내에 몇 번째 subframe(s) 또는 연속된 subframes가 discovery 용도의 subframe인지와 discovery subframe의 주기에 대한 정보를 알 수 있다. 만일 해당 frame 내에서 discovery subframe의 위치에 변동이 생길 경우(예를 들어, discovery subframe이 3번 subframe에서 5번 subframe으로 변동하거나, discovery subframe의 양이 1개 subframe에서 2개 subframe으로 증가할 경우 등), SIB를 통해 변동사항을 알려 주거나 페이징 채널을 통해 변동사항을 알려 줄 수 있다. D2D discovery information을 송신하는 단말은 해당 subframe(s)에서 단말 스스로 자신이 송신할 discovery 자원을 선택할 수도 있고, 기지국이 discovery 자원을 선택하여 단말에게 알려줄 수도 있다. 한편, D2D discovery information을 수신하는 단말은 SIB를 통해 할당된 해당 discovery subframe(s)을 수신하고 복호한다. 한편, discovery subframe 내에는 주파수 축으로 위 그리고 아래 부분에 셀룰러 상향링크 피드백(SR, HARQ ACK/NACK 등) 전송을 위한 PUCCH가 있다. 기지국의 스케줄링에 따라, 매 subframe에서 PUCCH가 차지하는 RB의 수는 가변일 수 있으므로, SIB에 포함된 discovery 자원 할당 정보에는 PUCCH의 RB 수를 제외한 나머지 RB들이 discovery를 위해 사용될 수 있다는 것을 알려주기 위해서 discovery RB의 수가 포함될 수 있다.

자원할당 정보가 SIB를 통해 전송되는 스태틱 할당 방법과 달리 다이나믹 할당 방법에서 자원할당 정보는 PDCCH를 통해 전송된다. 이는 기존 LTE 시스템에서 셀룰러 단말의 자원할당 정보 전송과 동일하다. 그러나 기존 셀룰러 시스템과 달리, D2D discovery에서 D2D 단말들은 아직 링크 설정을 하고 있지 않다. 따라서 불특정 다수의 D2D 단말들이 discovery information을 수신하도록 해야 한다. 즉, 기존 LTE에서 송신 및 수신 셀룰러 단말이 각각 사용할 자원에 대한 할당 정보를 PDCCH로 전송하며 각 단말은 자신의 C-RNTI(Cell-Radio Network Temporary Identifier)를 이용하여 자신에게 해당하는 정보를 PDCCH로부터 획득할 수 있다. 그러나, D2D 통신 방식에서는 discovery의 브로드캐스트 특성으로 인해, 다이나믹 할당을 할 경우에 송신 D2D 단말은 자신의 C-RNTI를 사용하여 PDCCH로부터 자신이 송신해야 하는 자원할당 영역에 대한 정보를 획득할 수 있으나, 수신 D2D 단말들을 위해 새로운 RNTI의 정의가 필요하다. D2D discovery 과정에서 D2D 단말이 송신하지 않을 때는 모든 D2D 자원 영역을 수신해야 하기 때문에, 단말 개별적으로 C-RNTI를 할당하기 보다는, 하나의 RNTI로 D2D 수신단말들이 공통된 자원할당 영역에 대한 정보를 획득할 수 있도록 브로드캐스트 용 RNTI 또는 그룹 캐스트 용 RNTI가 필요하다. 본 발명에서는 이를 D2D-RNTI로 명명한다. Discovery information을 전송하지 않는 모든 D2D 수신 단말 들은 D2D-RNTI를 이용하여 자신이 수신해야 할 자원영역에 대한 정보를 획득하게 된다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따라 스태틱(또는 세미-스태틱) 할당 방법에서 기지국이 D2D 자원을 할당하는 방법의 일 예를 도시한 것이다.

도 2는 FDD(frequency division duplex) 시스템에서 상향링크 밴드에서 D2D 송/수신이 수행된다고 가정하였다. WAN(wide area network)은 셀룰러 단말이 상향링크 데이터 전송을 위한 서브 프레임이며, D2D는 D2D discovery 또는 D2D communication을 위한 서브 프레임을 나타낸다. 도 2에서 하나의 radio frame(220)은 10개의 서브 프레임으로 구성되어 있으며, 하나의 radio frame(220) 내에서 6개의 서브 프레임은 셀룰러 상향링크 통신을 위해 할당되었으며, 나머지 4개의 서브 프레임은 D2D 자원으로 할당되었다고 가정한다. 도 2에서 연속된 4개의 서브 프레임이 D2D 자원으로 할당된 것을 예시하였으나, 연속된 서브 프레임이 아닐 수도 있다. 이러한 D2D 자원은 discovery period(240) 마다 반복되어 할당된다. 기지국은 SIB를 통해 D2D reception pool(210, 230)의 위치를 알려주며, D2D transmission pool은 SIB를 통해 알려줄 수 있다. 예를 들어, 스태틱 할당 방법과 다이나믹 할당 방법과 같은 두 개의 서로 다른 D2D transmission mode가 동시에 지원될 때를 고려한다. D2D 수신 단말은 스태틱 할당 또는 다이나믹 할당에 관계없이 모든 영역을 수신해야 한다. 따라서, D2D 수신 단말 입장에서는 SIB를 통한 D2D reception resource pool 정보만 있으면 D2D 수신이 가능하다. 단, D2D 송신 단말 입장에서 스태틱 할당 방법과 다이나믹 할당 방법으로 할당된 자원 영역이 다르기 때문에, D2D transmission resource pool은 별도의 시그널링을 통해 D2D 단말에게 전송되어야 한다. 예를 들어, 도 2에서 reception resource pool = 4 서브 프레임(서브 프레임 인덱스 4, 5, 6, 7)이고, transmission resource pool = 3(서브 프레임 인덱스 4, 5, 6)으로 SIB를 통해 할당할 경우, D2D 수신 단말은 서브 프레임 인덱스 4, 5, 6, 7에 해당하는 4개의 서브 프레임을 수신하고, D2D 송신 단말은 서브 프레임 4, 5, 6에 해당하는 3개의 서브 프레임에서 Greedy 방법 또는 랜덤 자원선택에 의해 D2D 송신을 위한 RB를 선택한다. 나머지 서브 프레임 인덱스는(인덱스 7) 기지국이 다이나믹 자원할당을 위해 사용하는 자원이라는 것을 알 수 있다. 기지국이 다이나믹 자원할당을 수행할 때에는 서브 프레임 인덱스(인덱스 7) 내에서 특정 시간-주파수에 해당되는 RB를 D2D 송신에 사용하라고 PDCCH 또는 RRC 시그널링(signaling)을 통해 D2D 송신 자원을 요청한 D2D 송신 단말에게 할당할 수 있다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따라 스태틱(또는 세미-스태틱) 할당 방법에서 기지국이 D2D 자원을 할당하는 방법의 또 다른 예시이며, 서로 다른 D2D transmission mode가 D2D reception pool 내에서 FDM 되는 경우이다. 도 3을 참조하면, 도 2에서와 마찬가지로 D2D 단말은 SIB를 통해 D2D reception pool(310, 330)을 수신한다. D2D 수신 단말은 D2D reception pool(310, 330)에 위치한 모든 RB들을 수신하고 복호한다. D2D 자원은 discovery period(340) 마다 반복되어 할당된다. 한편, 스태틱 자원할당과 다이나믹 자원할당의 서로 다른 D2D 송신 모드를 지원하기 위해, 기지국은 스태틱 할당을 위한 주파수 축에서의 RB 수를 SIB를 통해 전송한다.

도 3에서 스태틱 할당과 다이나믹 할당의 RB수가 매 서브 프레임마다 동일한 것처럼 예시되었으나, 매 서브 프레임마다 다를 수도 있다. 이러한 경우 각 서브 프레임 별로 스태틱 할당을 위해 사용될 수 있는 RB의 수를 SIB를 통해 D2D 단말들에게 알려줘야 한다.도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 디스커버리 자원할당 방법의 일 예를 도시한 흐름도이다.

기지국은 401 단계에서 D2D 단말들로부터 다이나믹 자원 할당 요청 메시지를 수신한다. 이때 다이나믹 자원 할당 요청 메시지에는 1-bit으로 이루어진 D2D DRAR 또는, D2D 송신 단말이 discovery subframe에서 선택했던 하나의 RB 또는 다수의 RB들의 인덱스를 포함할 수 있다. 이때, 선택한 RB(들)의 인덱스는 수-bit 또는 수십-bit로 이루어질 수 있다. DRAR은 상향링크 제어채널인 PUCCH를 통해 전송되거나 상향링크 데이터 채널인 PUSCH를 통해 전송될 수 있다. PUSCH로 DRAR을 전송할 경우에는, 다른 제어정보들(예를 들어, CQI(channel quality indicator), RI(rank indicator), PMI(precoding matrix indicator), HARQ(hybrid automatic repeat request)-ACK 등)과 함께 다중화 될 수 있다.

한편, DBSR 또는 선택한 RB(들)의 인덱스(selected RB index: SRBI)는 상위 계층 시그널링을 통해 전송할 수 있다. 즉, MAC 헤더에 선택한 RB(들)의 인덱스를 나타내는 새로운 LCID를 정의하거나 MAC PDU의 마지막에 위치한 패딩 부분을 사용할 수도 있다.

401 단계 이후, 기지국은 403 단계로 진행하여 인접 기지국들의 신호를 측정해서 보고할 것을 401 단계에서 다이나믹 자원 할당 요청 메시지를 전송한 적어도 하나의 단말들에게 전송한다.

기지국은 405 단계에서 적어도 하나의 단말들로부터 측정 결과를 수신한다.

기지국은 407 단계에서 측정 결과를 기반으로 하여 적어도 하나의 단말들에게 자원 할당한다. 기지국은 자원 할당과 동시에 RRC_IDLE 상태의 D2D 단말들이 수신 가능하도록 한다.

도 5는 본 발명의 실시 예인 DRAR 전송 방법의 예시로 상향링크 데이터 채널인 PUSCH를 사용하는 경우를 나타낸다.

LTE-A에서 CQI, PMI, RI, HARQ ACK과 같은 제어정보들은 PUSCH를 통해 기지국으로 피드백(feedback) 될 수 있다. 본 발명에서 DRAR와 같은 D2D 자원 할당 요청 메시지는 상기 제어정보와 같이 PUSCH를 통해 기지국으로 전송될 수 있다. 도 5에서는 도시하지 않았지만, 채널 인코딩하기 전에 코드 블록 분할(segmentation)을 하고, 코드 블록 별로 CRC를 삽입하여 FEC(forward error correction) 단으로 보낸다. 이후, UL-SCH를 통해 전송되는 데이터 정보와 CQI, PMI, RI과 같은 제어정보들은 각각 터보 인코딩, 콘볼루셔널 인코딩, 블록 인코딩을 수행하고, 그 출력을 레이트 매칭과 채널 상황에 적합한 변조 방식을 통해 변조한다(RI의 경우 제외: RI는 항상 QPSK 변조 방식을 사용).

다중화기(MUX)(510)는 역다중화기(DEMUX)(도면에 도시하지 않음)에 의해 구성 요소별로 분리되어 레이트 정합기들(520a~520c)를 통과한 세 개의 데이터를 하나의 데이터로 만든다. 이때, 다중화기(510)는 참조번호 530과 같이, D2D 자원 할당 요청 메시지가 천공된 HARQ ACK와 함께 다중화되도록 한다.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따라 DBSR 및 SRBI를 보고하는 방법에 대한 예시이다.

본 발명의 실시 예에 따라 DBSR 및 SRBI를 보고하는 방법의 일 예로 LCID를 이용한다.

LTE-A의 MAC 헤더(600)에는 다양한 논리 채널 식별자(logical channel identifier : LCID)가 다중화될 수 있으며, 상기 LCID는 버퍼 상태 보고와 파워 헤드룸 보고처럼 그 용도에 따라 서로 다른 MAC 제어 엘리먼트를 인덱싱(indexing)하고 있다. 이를 도 6에서는 논리 채널 인덱스(610, 620)라 칭한다. D2D discovery 자원 할당 요청을 위해, DBSR 및 SRBI를 보고하는 경우, 추가적인 MAC 제어 엘리먼트와 LCID가 필요하다. 예컨대, DBSR 및 SRBI는 추가 논리 채널 인덱스를 통해 나타낼 수 있다.

한편, MAC PDU의 마지막 부분에 패딩(padding)(630)이 선택적으로 들어가게 되는데, 이 부분을 이용하여 DBSR 및 SRBI를 보고 할 수 있도록 설계할 수 있다.

도 7은 본 발명의 실시 예인 기지국에서의 동작 방법을 나타낸다.

기지국은 701 단계에서 DRAR 또는 DBSR 및 SRBI를 수신한다. DRAR 또는 SRBI를 수신한 기지국은 703 단계에서 DRAR 또는 DBSR 및 SRBI를 송신한 D2D 단말들에게 인접 기지국들의 신호를 측정하고 보고할 것을 명령한다. 이때 D2D 단말들은 셀룰러 모드에서 기지국에게 주기적으로 인접 기지국들의 신호를 보고하기 때문에 보고받은 정보를 그대로 이용할 수도 있다. 기지국은 705 단계에서 DRAR 또는 DBSR 및 SRBI를 송신한 D2D 단말이 측정한 인접 기지국들로부터의 수신신호 세기 또는 신호-대-간섭 및 잡음비 측정에 대한 결과를 수신한다.

이때, 기지국은 707 단계에서 송신 D2D 단말에게 할당할 자원이 셀룰러 단말들에게 간섭을 야기하는지의 여부를 판단한다. 만약, 간섭을 야기할 수 있을 것이라 판단되면, 기지국은 711 단계로 진행하여 자원할당을 멈추거나 다음 discovery subframe에서 discovery를 수행할 것을 명령한다.

그러나, 간섭을 야기하지 않을 것이라 판단되면, 기지국은 709 단계에서 측정에 대한 결과를 바탕으로 자원할당을 수행한다. 이때, 기지국은 D2D 단말로부터의 측정 결과를 이용하여 각 송신 D2D 단말의 위치를 대략적으로 예측할 수 있으므로, 이를 바탕으로 자원할당을 수행한다. 즉, 자원할당을 요청한 송신 D2D 단말의 위치가 멀리 떨어져 있을 경우에는 서로 동일한 자원에서 discovery 신호를 송신하도록 자원을 할당하고, 자원할당을 요청한 송신 D2D 단말의 위치가 상대적으로 가까이 있을 경우에는 서로 직교하는 자원에서 discovery 신호를 송신하도록 자원을 할당할 수 있다.

도 8은 본 발명의 실시 예에 따라 기지국에서 D2D 단말이 측정한 인접 기지국들의 신호 세기 또는 신호-대-간섭 및 잡음비를 이용하여 자원할당하는 방법에 대한 예시이다.

본 발명의 실시 예에 따라서 설명의 편의를 위해 세 개의 셀을 도식화 하였으며, 각 셀은 각각 세 개의 섹터로 이루어져 있다. 각 셀을 관장하는 기지국은 eNB-1, eNB-2, eNB-3으로 명명하며, 각 셀의 섹터는 A, B, C로 표기하였다. 또한 eNB-1이 관장하는 셀의 섹터 C와 섹터 B에서 각각 단말 X1과 Y1이 기지국으로 인접 기지국들의 신호를 측정하여 보고했다고 가정한다(즉 단말 X1과 Y1은 자원 할당을 요청했던 단말 임). eNB-2가 관장하는 셀의 섹터 B에서 단말 X2와 Y2는 기지국(eNB-2)으로 인접 기지국들의 신호를 측정하여 보고했다고 가정한다. 먼저 eNB-1에서의 동작을 살펴보면, X1과 Y1이 보고한 인접 기지국들의 신호 세기는 서로 상이할 수 있으므로 기지국은 이를 바탕으로 X1과 Y1이 서로 멀리 떨어져 있다고 생각할 수 있다. 따라서 기지국은 X1과 Y1이 서로 동일한 자원(820)을 사용해서 discovery를 수행하도록 자원할당을 수행할 수 있다.

한편, eNB-2는 X2와 Y2의 보고를 바탕으로 두 단말이 서로 멀리 떨어져 있지 않음을 판단하고, X2와 Y2가 서로 직교하는 자원(810)을 할당 받을 수 있도록 스케줄링 할 수 있다.

도9는 본 발명의 실시 예인 기지국에서 D2D discovery 및 communication를 수신해야 하는 단말들을 paging 하는 예시를 나타낸다.

단말 ①, 단말 ②, 단말 ③, 그리고 단말 ④는 각자의 DRX(discontinuous reception) cycle(810)에 따라 On duration(920) 모드에서 기지국이 전송하는 하향링크 제어 채널(PDCCH: physical downlink control channel)을 수신한다. 여기서, DRX cycle(910)는 임의의 활성화 기간과 다음 활성화 기간 사이의 거리이며, DRX cycle length가 길수록, 수면 기간이 길고, 아울러 단말의 전력 소모도 줄어든다. 그러나 DRX cycle length가 길면 단말에 대한 호출 지연이 증가한다는 단점이 발생한다. DRX cycle length는 네트워크에 의해서 시그널링된다.

On duration(920)의 길이는 단말이 한 번의 활성화기간 동안 깨어 있는 기간의 길이를 의미하며, 통상적으로 미리 정해진 값이 사용된다.

PDCCH는 매 subframe마다 전송되며, 단말이 몇 개의 subframe 동안 PDCCH를 디코딩해야 하는지는 각 단말의 On duration timer에 따라 결정된다. On duration 모드를 제외한 나머지 시간에 단말은 IDLE mode로 동작하며, 기지국이 전송하는 PDCCH를 수신하지 않는다. 따라서 기지국은 D2D 단말들이 discovery information을 수신할 수 있도록, 즉 IDLE mode에 있는 단말들이 깨어나서 PDCCH를 수신하도록 페이징을 수행해야 한다. 이를 위해 기지국은 자신이 단말에게 자원 할당을 수행할 시점(930)과 D2D 단말이 On duration 모드에서 PDCCH를 수신하는 시점과의 차이를 측정하여(그 차이를 offset으로 명명함), offset이 미리 정해진 임계치 이하로 되는 단말에 한해 계속 깨어있을 것을 명령해야 한다. 즉, 도 9에서 T1, T2, T3, T4는 기지국이 자원 할당을 수행할 시점과 D2D 단말이 On duration 모드에서 PDCCH를 수신하는 시점과의 차이인 offset을 나타낸다. 이 offset이 미리 정의된 임계치 이하로 되는 단말에 한해 계속 깨어있을 것을 명령한다.

이하에서는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 자원 할당 방법에 대해 설명하기로 한다.

본 발명은 D2D 탐색신호 전송을 위한 자원할당 방법 및 장치에 관한 것으로, 특히 스태틱/세미 스태틱 자원 할당으로 동작하는 단말이 기지국에게 다이나믹 자원할당을 요청하기 위한 조건(congestion, delay requirement, priority)과 다이나믹 자원할당을 요청하는 방법, 그리고 이를 요청 받은 기지국이 discovery 자원을 할당하는 방법으로 구성된다.

도 10은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 자원 할당 방법을 도시한 흐름도이다.

D2D 단말은 1001 단계에서 PDCCH를 통해 SIB를 수신한다. D2D 단말은 003 단계에서 수신한 SIB를 통해 디스커버리 자원 영역에 대한 자원 정보를 획득한다. 이후, D2D 단말은 1005 단계에서 디스커버리 자원 영역의 RB들에 대한 에너지 레벨을 스캐닝한다.

스캐닝 결과, D2D 단말은 1007 단계에서 소정의 조건을 만족하는가를 판단한다. 만약 소정의 조건을 만족하지 않을 경우, D2D 단말은 1009 단계에서 디스커버리 신호를 전송한다.

그러나, 소정의 조건을 만족할 경우, D2D 단말은 1011 단계에서 본 발명의 실시 예에 따라서 다이나믹 할당 요청 메시지를 전송한다. 스태틱 자원할당에서 다이나믹 자원할당으로 전환하기 위한 조건 즉, 상기 소정의 조건은 다음과 같다.

1) 스태틱 자원할당에서 다이나믹 자원할당으로 전환하기 위한 조건

- Congestion

. 사후조치: 모든 RB의 에너지 레벨이 특정 임계치보다 높을 경우, 또는 에너지 레벨이 특정 임계치보다 낮은 RB가 하나도 없을 경우

. 사전조치: 에너지 레벨이 특정 임계치보다 낮은 RB가 존재하지만, 그 RB의 에너지 레벨이 임계치를 기준으로 margin이 별로 없는 경우, 또는 에너지 레벨이 특정 임계치보다 낮은 RB의 수가 특정개수 이하인 경우

- Priority(delay requirement)

. 예를 들어 priority(delay requirement class)가 3 이상인 D2D 단말들이 discovery에 참여하는 과정에서, 모든 RB의 에너지 레벨이 특정 임계치보다 높을 경우

. 이때, priority(delay requirement class) 정보는 D2D 단말의 초기 진입 또는 D2D 단말의 어플리케이션이 온 될 때, 네트워크에 존재하는 로지컬 엔터티(도면에 도시하지 않았지만, 예를 들어, 우선순위 처리부 또는 지연 요구 처리부 등)를 통해 획득할 수 있다. 로지컬 엔터티의 위치는 D2D 서버, 어플리케이션 서버에 별도로 위치하거나 또는 MME, S-Gateway, P-Gateway 등에 위치할 수 있다.

- Discovery 정보 양에 변화

예를 들어, priority(delay requirement class)가 3 이상인 D2D 단말들이 discovery에 참여하는 과정에서, 모든 RB의 에너지 레벨이 특정 임계치 보다 높지는 않지만, discovery 정보 양에 변화가 생겨, 추가적인 자원할당이 필요한 경우

2) 단말이 기지국에게 자원할당을 요청하는 방법

- Congestion 사후조치, priority, delay requirement: D2D resource allocation request(scheduling request)

- Congestion 사전조치: 선택한 RB(s)의 index report

. 에너지 레벨이 특정 임계치보다 낮은 RB가 있어서 해당 RB를 선택했지만, 그 RB의 에너지 레벨이 임계치를 기준으로 margin이 별로 없는 경우

. 에너지 레벨이 특정 임계치보다 낮은 RB들의 수가 특정 개수 이하일 경우

3) 기지국이 자원할당과 동시에 Idle mode의 단말들이 수신 가능하도록 하는 과정

도 11은 본 발명의 실시 예에 따라 네트워크 디스커버리 방식 이용 시, 동일 셀 내에 위치한 D2D 단말의 discovery 과정을 예시한 것이다.

기지국은 1101 단계에서 Discovery를 수행하고자 하는 D2D 단말로부터 discovery 요청을 수신한다. D2D 단말로부터 discovery를 요청 받은 기지국은 1103 단계에서 D2D 서버로, 찾고자 하는 D2D 단말 또는 단말들의 존재를 확인해 줄 것을 요청한다. 즉, D2D 서버는 자신이 관장하는 셀 내에 존재하는 지, 아니면 다른 셀에 존재하는 지의 여부를 확인한다. 이때 D2D 서버는 MME(Mobility management Entity), HSS(Home Subscriber Server), S-GW(Serving Gateway), P-GW(PDN Gateway), 위치 서버 내에 존재하거나 또는 별도의 로지컬 엔터티를 의미한다. 기지국은 1105 단계에서 D2D 서버로부터 D2D 단말 또는 단말들의 존재를 수신한다. 자신이 관장하는 셀 내에 찾고자 하는 D2D 단말 또는 단말들이 존재하는 것을 D2D 서버로부터 확인한 기지국은 1107 단계에서 셀 내의 D2D 단말 또는 단말들로 discovery 정보를 유니캐스팅/멀티캐스팅/브로드캐스팅(unicasting/multicasting/broadcasting)의 방법을 통해 전송한다.

본 발명은 세미-스태틱/스태틱 자원 할당 방법에서 발생할 수 있는 congestion을 해결하거나, delay requirements를 만족시키기 위해 상대적으로 긴 탐색신호 전송의 주기를 기다리지 않고, 다이나믹 자원 할당 방법을 통해 자원을 할당할 수 있다. 또한 본 발명은 priority가 높은 D2D 단말들은 자원의 양이 부족해서 D2D 탐색신호를 전송하지 못할 경우, 요청에 의해서 기지국으로부터 dynamic하게 D2D 탐색신호를 위한 자원을 할당 받을 수 있다. 본 발명은 이러한 자원할당을 통해서 D2D discovery를 효율적으로 수행할 수 있다.

본 발명은 종래의 기술처럼 스태틱 할당 방법에 기반하여 특정 하나의 subframe 또는 다수의 subframe들을 D2D discovery를 위해 할당할 수 있다. 그리고 이러한 스태틱 할당을 통해 할당 받은 subframe(s) 내에서 discovery information을 송신하고자 하는 각 단말은, 자신의 주변에 위치한 단말로부터 수신되는 discovery 신호들의 수신 에너지 레벨에 기반하여, 자신이 전송하고자 하는 discovery 자원을 선택할 수 있다. 그러나 이러한 방법은 세미-스태틱/스태틱 자원 할당 방법에서 발생할 수 있는 congestion 문제나, delay requirements, 그리고 priority 문제를 해결할 수 없다. 기지국의 커버리지(coverage) 내에서(즉, 기지국이 존재하는 환경에서)는 기지국이 이러한 문제를 해결할 수 있기 때문에 앞서 언급한 문제가 발생할 경우 단말은 기지국에게 discovery 자원할당을 요청할 수 있다. 단말로부터 자원할당을 요청 받은 기지국은 영구, 반영구, 또는 다이나믹 자원할당을 통해 단말에게 discovery information을 송신할 자원을 할당할 수 있다.

본 발명은 이러한 기지국의 도움을 통한 자원할당으로, D2D discovery 자원을 효율적으로 사용할 수 있다.

도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 네트워크에서의 디바이스간 직접 통신에서 단말의 구성을 나타낸 도면이다.

도 12를 참조하면, 단말은 송/수신부(1230), 수신부(1210), 제어부(1210), 메모리부(1240), 사용자 인터페이스부(1220)를 포함한다.

상기 송/수신부(1230)는 무선 네트워크에서의 디바이스간 직접 통신에서 본 발명의 실시 예에 따라 기지국과 데이터를 송수신하기 위한 송신 모듈과 수신 모듈을 각각 포함한다. 또한, 상기 송/수신부(1230)는 기지국으로 자원 요청하기 위한 메시지 전송한다. 본 발명의 실시 예에서 상기 송/수신부(1230)는 기지국으로 DRAR 또는 SRBI를 전송한다.

상기 송/수신부(1230)는 상기 제어부(1010)의 제어에 의해 D2D 통신을 위한 주변 단말을 발견하고, 상기 발견한 주변 단말의 전부 또는 일부와의 링크를 형성하는 위한 동작을 수행한다. 또한 상기 송/수신부(1230)는 상기 제어부(1210)의 제어에 의해 탐색 신호를 송신한다.

상기 제어부(1220)는 본 발명의 실시 예에 따라서, 기지국으로 자원 할당을 요청한다. 상기 제어부(1220)는 수신된 SIB를 통해 디스커버리를 위한 자원 블록에 대한 정보를 획득하고, 상기 자원 블록에 대한 에너지 레벨을 스캐닝하고, 스캐닝 결과, 소정의 조건을 만족하는가를 판단하고, 상기 소정의 조건을 만족할 경우, 기지국으로 다이나믹 자원 할당을 요청한다.

상기 메모리부(1240)는 무선 네트워크에서의 디바이스간 직접 통신에서 본 발명의 실시 예에 따라 기지국으로 디스커버리 자원을 할당을 요청하기 위해 필요한 각종 데이터를 저장 또는 추출한다.

상기 사용자 인터페이스부(1220)는 사용자의 조작에 의해 입력되는 정보를 상기 제어부(1210)로 전달하거나 상기 제어부(1210)의 제어에 의해 사용자에게 필요한 정보를 제공한다.

도 13은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 네트워크에서의 디바이스간 직접 통신에서 기지국의 구성을 나타낸 도면이다.

도 13를 참조하면, 기지국은 송/수신부(1320), 메모리부(1330), 제어부(1210)를 포함한다.

상기 송/수신부(1320)는 무선 네트워크에서의 디바이스간 직접 통신에서 본 발명의 실시 예에 따라 단말에게 디스커버리 자원을 할당하기 위해 데이터를 송/수신한다.

상기 메모리부(1330)는 무선 네트워크에서의 디바이스간 직접 통신에서 본 발명의 실시 예에 따라 단말에게 디스커버리 자원을 할당하기 위해 필요한 각종 데이터를 저장 또는 추출한다.

제어부(1310)는 무선 네트워크에서의 디바이스간 직접 통신에서 본 발명의 실시 예에 따라 다이나믹 할당 방법 또는 세미 영구 할당 방법에 의해 디스커버리 자원을 할당한다.

제어부(1310)는 기지국이 discovery information을 송신하기 위한 RB를 단말에게 할당할 때에는 특정 D2D 단말에게 매 subframe 마다, 다이나믹하게 자원의 시간 또는 주파수 위치를 변경하여 할당할 수 있으며 또는, 특정 D2D 단말에게 연속된 subframe에 동일한 시간 또는 주파수 위치를 동일하게 할당할 수 있다.

자원 할당을 위해, 기지국은 단말이 하향링크 또는 상향링크에서 송/수신할 자원 영역을 PDCCH를 통해 할당한다(하향링크: 도 14, 상향링크: 도 15). 이러한 할당 정보는 PDCCH 내의 DCI format을 이용하여 전달된다. 기지국은 송/수신 단말들의 C-RNTI를 사용하여 CRC 스크램블링을 하고, 단말들은 자신의 C-RNTI를 사용하여 DCI format들을 블라인드 디코딩을 수행한다. 이러한 자원 할당을 위해 discovery information은 불특정 다수의 단말들에게 전달되어야 한다. 이때, 송신 단말은 기존의 C-RNTI 재사용하고, 수신 단말은 새로운 D2D-RNTI가 필요하다.

도 14는 하향링크 내에 포함된 D2D를 위한 프레임 구조도를 나타내고, 도 15는 상향링크 내에 포함된 D2D를 위한 프레임 구조도를 나타낸다.

기지국은 단말이 도 14와 같은 하향링크 또는 도 15와 같은 상향링크에서 송/수신할 자원 영역을 PDCCH를 통해 할당한다.

도 14에서 하향링크 내에 포함된 프레임의 일부는 PDCCH를 통해 할당된 D2D 통신을 위한 자원으로 할당하고, 일부는 셀룰러 통신을 위해 자원을 할당한다.

도 15에서 PUCCH(Physical Uplink Control Channel; 물리 상향링크 제어 채널)(1510, 1520)을 제외한 영역의 일부는 PDCCH를 통해 할당된 D2D 통신을 위한 자원으로 할당하고, 상기 영역의 일부는 셀룰러 통신을 위해 자원을 할당한다.

상향링크에서 수신하고 하향링크에서 수신하기 위해서는 새로운 DCI format 또는 기존 DCI format들의 수정이 필요하다. 하향링크 스케줄링 할당 정보는 신호가 전송되는 동일한 서브 프레임 동안 유효하고 스케줄링 할당 정보는 DCI format 중 하나를 선택하여 전송된다.

상향링크 할당 시에는 DCI format 0을 사용하고, 하향링크 할당 시에는 DCI format 1/1A/1B/1C/1D/2/2A/2B을 사용하고, 상향링크 전력 제어시에는 DCI format 3/3A를 사용한다. 그러나, 이러한 방법으로 한정하지 않는다.

도 16은 본 발명의 비교 대상인 스태틱 할당 방법에서 각 단말이 자신의 discovery information을 전송할 자원을 분산적으로 선택하는 greedy approach를 예시한 것이다.

D2D 단말이 SIB 정보를 통해 frame 내에서 몇 번째 subframe(s)이 discovery subframe(1600)인지를 알게 되면, 각 D2D 단말은 해당 discovery subframe(s)(1600)을 미리 정의된 일정 시간 동안 수신해야 한다. 수신이 끝나게 되면, 각 D2D 단말은 discovery 신호를 송신해야 하는데, 이를 위해서 각 D2D 단말은 수신된 discovery subframe을 구성하는 RB의 에너지를 측정하여 분류한다. 분류가 끝나면, 하위 x%(예를 들어: 5%)의 에너지 레벨을 갖는 RB에서 discovery information을 전송한다. Discovery information이 전송되는 RB(1610)의 구조는 주파수 축으로 12개의 subcarriers, 시간 축으로 14 개의 symbols을 갖는다. 이때, OFDM일 경우는 14 개의 OFDM 심볼들을 갖고, SC-FDMA(Single-Carrier Frequency Division Multiple Access)일 경우는 14 개의 SC-FDMA 심볼들을 갖는다. 이러한 스태틱 할당 기반의 greedy approach는 앞서 설명한 것처럼 congestion, load balancing, priority handling 또는 discovery information 양에 변화가 발생할 경우, 이를 효율적으로 다루지 못할 수 있다.

또한 본 발명의 실시 예에 따른 방법과 시스템은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다.

이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.

Claims (44)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제
9. 삭제
10. 삭제
11. 삭제
12. 삭제
13. 삭제
14. 삭제
15. 삭제
16. 삭제
17. 삭제
18. 삭제
19. 삭제
20. 삭제
21. 삭제
22. 삭제
23. 삭제
24. 삭제
25. 삭제
26. 삭제
27. 삭제
28. 삭제
29. 삭제
30. 삭제
31. 삭제
32. 삭제
33. 무선 네트워크에서의 디바이스간 직접 통신에서의 자원 할당 방법에 있어서,
    기지국으로 자원 할당 요청을 송신하는 과정;
    상기 기지국으로부터 PDCCH(Physical Downlink Control CHannel)를 수신하는 과정;
    상기 PDCCH를 통해 탐색신호 전송을 위한 자원 블록 정보를 획득하는 과정; 및
    상기 자원 블록 정보에 해당하는 자원에서 데이터를 전송하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 무선 네트워크에서의 디바이스간 직접 통신에서의 자원 할당 방법.
34. 제33항에 있어서,
    상기 탐색신호를 전송하지 않은 단말은 SIB(System Information Block)를 통해 탐색 신호가 송신되는 해당 자원 영역 정보에 해당하는 모든 자원을 수신함을 특징으로 하는 무선 네트워크에서의 디바이스간 직접 통신에서의 자원 할당 방법.
35. 제33항에 있어서,
    상기 PDCCH는 하향링크 및 상향링크 중 하나에서 송/수신할 자원 블록 정보를 포함함을 특징으로 하는 무선 네트워크에서의 디바이스간 직접 통신에서의 자원 할당 방법.
36. 무선 네트워크에서의 디바이스간 직접 통신에서의 자원 할당 방법에 있어서,
    단말로부터 자원 할당 요청을 수신하는 과정;
    상기 단말로 PDCCH(Physical Downlink Control CHannel)를 전송하는 과정; 및
    상기 PDCCH에 포함된 탐색신호 전송을 위한 자원 블록 정보에 해당하는 자원에서 데이터를 수신하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 무선 네트워크에서의 디바이스간 직접 통신에서의 자원 할당 방법.
37. 제36항에 있어서,
    상기 탐색신호를 전송하지 않은 단말은 SIB(System Information Block)를 통해 탐색 신호가 송신되는 해당 자원 영역 정보에 해당하는 모든 자원을 수신함을 특징으로 하는 무선 네트워크에서의 디바이스간 직접 통신에서의 자원 할당 방법.
38. 제36항에 있어서,
    상기 PDCCH는 하향링크 및 상향링크 중 하나에서 송/수신할 자원 블록 정보를 포함함을 특징으로 하는 무선 네트워크에서의 디바이스간 직접 통신에서의 자원 할당 방법.
39. 무선 네트워크에서의 디바이스간 직접 통신에서의 자원 할당 장치에 있어서,
    단말로부터 자원 할당 요청을 수신하는 수신부; 및
    상기 단말로 PDCCH(Physical Downlink Control CHannel)를 전송하는 전송부를 포함하고,
    상기 수신부는 상기 PDCCH에 포함된 탐색신호 전송을 위한 자원 블록 정보에 해당하는 자원에서 데이터를 수신하도록 더 구성함을 특징으로 하는 무선 네트워크에서의 디바이스간 직접 통신에서의 자원 할당 장치.
40. 제39항에 있어서,
    상기 탐색신호를 전송하지 않은 단말은 SIB(System Information Block)를 통해 탐색 신호가 송신되는 해당 자원 영역 정보에 해당하는 모든 자원을 수신함을 특징으로 하는 무선 네트워크에서의 디바이스간 직접 통신에서의 자원 할당 장치.
41. 제39항에 있어서,
    상기 PDCCH는 하향링크 및 상향링크 중 하나에서 송/수신할 자원 블록 정보를 포함함을 특징으로 하는 무선 네트워크에서의 디바이스간 직접 통신에서의 자원 할당 장치.
42. 무선 네트워크에서의 디바이스간 직접 통신에서의 자원 할당 장치에 있어서,
    단말로부터 자원 할당 요청을 수신하는 수신부; 및
    상기 단말로 PDCCH(Physical Downlink Control CHannel)를 전송하는 송신부를 포함하고,
    상기 수신부는 상기 PDCCH에 포함된 자원 블록 정보에 해당하는 자원에서 데이터를 수신하고,
    상기 PDCCH는 탐색신호 전송을 위한 상기 자원 블록 정보를 포함함을 특징으로 하는 무선 네트워크에서의 디바이스간 직접 통신에서의 자원 할당 장치.
43. 제42항에 있어서,
    상기 탐색신호를 전송하지 않은 단말은 SIB(System Information Block)를 통해 탐색 신호가 송신되는 해당 자원 영역 정보에 해당하는 모든 자원을 수신함을 특징으로 하는 무선 네트워크에서의 디바이스간 직접 통신에서의 자원 할당 장치.
44. 제42항에 있어서,
    상기 PDCCH는 하향링크 및 상향링크 중 하나에서 송/수신할 자원 블록 정보를 포함함을 특징으로 하는 무선 네트워크에서의 디바이스간 직접 통신에서의 자원 할당 장치.

Images