KR20120073147A - 단말간의 직접통신을 수행하는 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 한 실시예에 따른 제1 단말이 단말간 직접통신을 수행하는 방법은 직접통신 자원에 포함되는 제1 영역을 통하여 직접통신 자원 할당을 위한 제어 메시지를 적어도 하나의 제2 단말에게 전송하는 단계, 상기 직접통신 자원에 포함되는 제2 영역을 통하여 동기 정보를 상기 적어도 하나의 제2 단말에게 전송하는 단계, 그리고 상기 직접통신 자원에 포함되는 제3 영역을 통하여 데이터 패킷을 상기 적어도 하나의 제2 단말에게 전송하는 단계를 포함한다.

Description

단말간의 직접통신을 수행하는 방법{METHOD FOR PERFORMING DIRECT COMMUNICATION BETWEEN TERMINALS}

본 발명은 직접통신에 관한 것이다. 특히 본 발명은 단말간 직접통신을 수행하는 방법에 관한 것이다.

직접통신은 기지국의 중재 또는 제어 없이 단말 간에 신호를 송수신하는 것이다. 현재까지 직접통신은 TETRA 기술을 기반으로 구현되었으나, 고속 전송을 위해 광대역이 사용될 필요가 있다. 그러면서도 통화 거리 확대 및 음성 트래픽 전송을 위해 여전히 협대역이 사용될 필요가 있다. 즉, 광대역과 협대역의 동시 사용을 위한 시스템이 요구되고 있다.

또한, 다수 사용자 사이의 동시 통신에 대한 요구도 늘어가고 있다.

뿐만 아니라, 이동 단말기의 연속적인 직접통신 운용을 위하여 이동 단말기는 인프라스트럭처 모드와 그린 필드(Green Field) 모드에서 운용될 필요도 있다.

그리고, 간섭이 인식되는 경우, 할당된 자원을 변경 가능하게 하는 수단도 제시될 필요가 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 단말 간 직접통신을 수행하는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 양태에 따른 제1 단말이 단말간 직접통신을 수행하는 방법은 직접통신 자원에 포함되는 제1 영역을 통하여 직접통신 자원 할당을 위한 제어 메시지를 적어도 하나의 제2 단말에게 전송하는 단계, 그리고 상기 직접통신 자원에 포함되는 제2 영역을 통하여 데이터 패킷을 상기 적어도 하나의 제2 단말에게 전송하는 단계를 포함한다.

본 발명의 다른 양태에 따른 제1 단말이 단말간 직접통신을 수행하는 방법은 직접통신 자원에 포함되는 제1 영역을 통하여 직접통신 자원 할당을 위한 제어 메시지를 적어도 하나의 제2 단말에게 전송하는 단계, 상기 직접통신 자원에 포함되는 제2 영역을 통하여 동기 정보를 상기 적어도 하나의 제2 단말에게 전송하는 단계, 그리고 상기 직접통신 자원에 포함되는 제3 영역을 통하여 데이터 패킷을 상기 적어도 하나의 제2 단말에게 전송하는 단계를 포함한다.

본 발명의 특징에 따르면, 광대역과 협대역의 동시 사용, 다수 사용자 사이의 동시 통신, 인프라스트럭처 모드와 그린 필드(Green Field) 모드의 운용 및 간섭에 대한 자원 변경을 가능하게 한다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 직접통신을 위한 자원을 나타내는 프레임 구조이다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 FDM 방식의 자원 할당 구조를 보여준다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 TDM 방식의 자원 할당 구조를 보여준다.
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 직접통신 자원을 나타낸다.
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 직접통신 자원의 구조를 나타낸다.
도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 동기 절차를 보여준다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 동기 절차를 보여준다.
도 8은 본 발명의 한 실시예에 따른 직접통신을 위한 자원 관리 방법을 나타낸다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 직접통신을 위한 자원 관리 방법을 보여준다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

명세서 전체에서, 이동국(mobile station, MS)은 단말(terminal), 이동 단말(mobile terminal, MT), 가입자국(subscriber station, SS), 휴대 가입자국(portable subscriber station, PSS), 접근 단말(access terminal, AT), 사용자 장치(user equipment, UE) 등을 지칭할 수도 있고, 단말, MT, SS, PSS, AT, UE 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다.

또한, 기지국(base station, BS)은 노드B(node B), 고도화 노드B(evolved node B, eNodeB), 접근점(access point, AP), 무선 접근국(radio access station, RAS), 송수신 기지국(base transceiver station, BTS), MMR(mobile multihop relay)-BS 등을 지칭할 수도 있고, 노드B, eNodeB, AP, RAS, BTS, MMR-BS 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 단말간 직접통신을 위한 자원 관리 방법에 대해 설명한다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 직접통신을 위한 자원을 나타내는 프레임 구조이다.

도 1을 참고하면 슈퍼프레임(Superframe)은 복수의 프레임(frame)을 포함하고, 각 프레임은 복수의 서브프레임(subframe)을 포함한다. 각 프레임 내의 일부 서브프레임은 상향링크(Uplink, UL) 자원영역으로 할당되고, 나머지 일부 서브프레임은 하향링크(Downlink, DL) 자원영역으로 할당될 수 있다.

본 명세서에서는 상향링크 자원영역의 일부를 직접통신을 위한 무선자원으로 예시하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 기지국과 단말 간의 인프라 통신에서는 직접통신을 위한 무선자원을 사용하지 않을 수 있다. 직접통신에 참여하는 단말들은 직접통신을 위한 전용자원을 통하여 직접통신 프로토콜과 절차를 이용하여 직접통신을 수행할 수 있다. 이하, 직접통신을 위한 전용자원은 직접모드 존 또는 직접통신 자원과 혼용될 수 있다.

각 슈퍼프레임에 포함되는 복수의 프레임 중 일부 프레임에 할당되는 직접통신 자원과 나머지 일부 프레임에 할당되는 직접통신 자원을 구분될 수 있다. 예를 들면, 각 슈퍼프레임의 첫 번째 프레임에 포함되는 직접통신 자원은 직접 모드 레인 번호 1에 해당하는 직접 모드 레인을 형성하고, 각 슈퍼프레임의 두 번째 프레임에 포함되는 직접통신 자원은 직접 모드 레인 번호 2에 해당하는 직접 모드 레인을 형성하고, 슈퍼프레임의 세 번째 프레임에 포함되는 직접통신 자원은 직접 모드 레인 번호 3에 해당하는 직접 모드 레인을 형성하며, 각 슈퍼프레임의 네 번째 프레임에 포함되는 직접통신 자원은 직접 모드 레인 번호 4에 해당하는 직접 모드 레인을 형성한다.

하나의 단말에 대해서 하나의 직접 모드 레인은 수신 전용 또는 송신 전용으로 사용된다. 예를 들어 이동 단말은 직접 모드 레인 번호 1에 해당하는 직접 모드 레인을 수신을 위해 사용하는 경우, 동일 레인을 송신을 위해 사용할 수는 없다.

도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 FDM 방식의 자원 할당 구조를 보여준다.

도 2를 참고하면, 직접통신 자원은 주파수 분할 다중(Frequency Division Multiplex, FDM) 방식으로 할당될 수 있다. 즉, 상향링크 자원의 일부 주파수 구간이 직접통신을 위하여 할당될 수 있다. 이에 따르면, 특정 시점에서 자원 당 높은 파워가 할당될 수 있어 전송 거리가 길어지는 장점이 있다. 반면, 직접통신 자원과 인프라 통신용 상향링크 자원이 종속적이다. 따라서, 직접통신 자원을 이용하여 직접통신을 수행하는 상대 단말로부터 신호를 수신함과 동시에 인프라 통신으로 기지국에게 상향링크 신호를 전송할 수 없는 문제가 있다.

도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 TDM 방식의 자원 할당 구조를 보여준다.

도 3을 참고하면, 직접통신 자원은 시분할 멀티플렉스(Time Division Multiplex, TDM) 방식으로 할당될 수 있다. 즉, 일부 상항링크 서브프레임이 직접통신을 위하여 할당될 수 있다. 도 3에 따르면, 직접통신 자원과 인프라모드의 상향링크 자원이 독립적이다. 따라서, 직접통신 자원의 송수신과 인프라모드 상향링크 자원의 송신이 무관한 장점이 있다. 반면, 특정 시점에서 자원당 상대적으로 낮은 파워가 할당되므로 전송거리가 감소할 수 있다.

도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 직접통신 자원을 나타낸다.

도 4를 참고하면, 직접통신을 위한 전용자원(Dedicate Resource for Direct Communication)은 복수의 최소 자원 유닛(Minimum resource unit)을 포함할 수 있다. 최소 자원 유닛은 직접통신을 위한 최소 자원의 할당 단위 이며, 기존 PRU와 다른 구조를 가질 수 있다. 현재 최소 자원 유닛은 FFS이며 개념적인 단위이다.

도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 직접통신 자원의 구조를 나타낸다.

도 5를 참고하면, 직접통신 자원은 동기 채널(Synchronization Channel), 경쟁 기반 전송 채널(Contention Based Transmission Channel), 전용 전송 채널(Dedicate Transmission Channel)을 포함하고, 전용 전송 채널은 고정 전용 채널(fixed BW channel)과 가변 전용 채널(variable BW channel)을 포함한다.

동기 채널은 직접통신 자원의 고정된 위치에 위치할 수 있다. 단말은 경쟁 방식으로 802.11의 비콘(beacon)을 동기 채널을 통해 전송할 수 있다. 동기 채널은 동기 정보를 전송할 수 있다.

경쟁 기반 전송 채널은 직접통신 자원의 고정된 위치에 위치할 수 있다. 경쟁 기반 전송 채널은 직접통신 자원 할당을 위한 제어 메시지를 전송할 수 있다. 즉, 단말은 경쟁 기반 전송 채널을 이용하여 고정 전용 채널의 자원을 할당할 수 있다. 경쟁 기반 전송 채널은 경쟁 채널과 혼용될 수 있다.

고정 전용 채널은 하나의 직접통신 자원에서 지속적으로 점유되는 채널이며, Inband신호로 해제될 수 있다.

가변 전용 채널은 고정 전용 채널의 Inband 신호로 할당되고 해제되는 채널이다. 고정 전용 채널과 가변 전용 채널을 포함하는 전용 전송 채널은 전용 채널과 혼용될 수 있다.

도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 동기 절차를 보여준다.

도 6을 참고하면, 직접통신을 위하여 인프라 통신 영역 내의 단말(20)뿐만 아니라 인프라 통신 영역 밖의 단말(21, 22)도 동기를 획득하여야 한다. 기지국(10)의 셀 내에 존재하는 단말(20)은 기지국으로부터 신호를 수신할 수 있다. 이에 따라, 단말(20)은 인프라스트럭처의 동기 정보를 획득할 수 있다. 그러나, 기지국(10)의 셀 밖에 존재하는 단말(21, 22))은 기지국(10)으로부터 신호를 수신할 수 없다. 이에 따라, 인프라스트럭처의 동기 정보를 직접적으로 획득할 수는 없다.

따라서, 셀 내에 존재하는 단말(20)은 특정 조건에서 획득한 인프라스트럭처 동기 정보(특히 상향링크 서브프레임 구성 정보)를 주변 단말(21)에 전파한다. 특히, 단말(20)은 앞서 설명한 고정된 위치의 동기 채널을 이용하여 인프라스트럭처 동기 정보를 전파할 수 있다.

셀 내에 존재하는 단말로부터 인프라스트럭처 동기 정보를 획득한 단말(21) 또한 동기 정보를 전파하여 셀로부터 먼 거리에 존재하는 단말(22)이 인프라스트럭처 동기 정보를 획득할 수 있도록 한다.

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 동기 절차를 보여준다.

도 7을 참고하면, 단말(30)은 주변의 복수의 단말(31, 32, 33, 34)에게 인프라스트럭처 동기 정보를 제공할 수 있다.

한편, 기지국 영역 내의 단말과 기지국 영역 밖의 단말이 동기 정보 전송을 위한 대기 구간을 차별화 하여 동기 정보를 전파할 수 있다.

도 8은 본 발명의 한 실시예에 따른 직접통신을 위한 자원 관리 방법을 나타낸다.

도 8을 참고하면, 단말은 경쟁 채널과 전용 채널을 포함하는 직접통신 자원을 이용하여 적어도 하나의 단말과 직접통신을 할 수 있다(S800). 이를 위하여, 단말은 자원 할당 정보를 포함하는 경쟁 메시지를 경쟁 채널을 통해 송신한다(S810). 이로써, 단말은 전용 채널의 일부 영역을 전용 자원으로 획득할 수 있다(S820). 전용 자원은 적어도 하나의 최소 자원 유닛을 포함할 수 있다. 경쟁 채널에서의 충돌 해결을 위하여 단말은 Binary exponential back off 알고리즘을 사용할 수 있다. 이외에도, 추가적인 충돌 검출 방안과 충돌 해소 방안이 고려될 수도 있다. 또한, 할당된 자원의 충돌 검출을 위한 추가적인 방안과 충돌 해소를 위한 추가적인 방안이 고려될 수 있다. 뿐만 아니라, 추가적인 할당 정보의 신뢰성 확보를 위한 방안과 정도 동기 오류 방안이 고려될 수 있다.

이후 단말은 획득한 전용 자원을 통해 사용자 트래픽 및 제어 정보와 같은 데이터 패킷을 다른 단말 또는 단말 그룹에 전송한다(S830).

획득한 전용 자원이 더 이상 불필요하다고 판단하는 경우, 단말은 전용 자원을 통해 전용 자원 해제 메시지를 보낼 수 있다(S840). 이로써, 단말의 직접통신을 위한 전용 자원은 해제된다(S850).

도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 직접통신을 위한 자원 관리 방법을 보여준다.

도 9를 참고하면, 단말은 직접통신을 위한 전용 자원을 이용하여 직접통신을 수행하는 중에 추가 자원을 더 필요로 할 수 있다(S900). 이때, 단말은 전용 자원을 통해 데이터를 전송하는 경우 이 전용 자원이 속한 직접통신 자원에서 이용 가능한 자원 영역을 모니터링할 수 없는 상황이 발생할 수 있다. 이는 하나의 단말에 대해서 하나의 직접통신 자원(레인)은 전송 전용 또는 수신 전용으로만 선택될 수 있기 때문이다. 따라서, 단말은 통신의 상대방 단말로부터 이용 가능한 자원 영역에 대한 정보를 전용 자원이 속한 레인 이외의 레인에서 수신하고, 이 이용 가능한 자원 영역 중 일부에 대한 자원 할당 정보를 포함하는 자원 할당 메시지를 전용 자원을 통해 전송하여 추가 전용 자원을 확보할 수 있다(S910). 이후, 단말은 전용 자원 및 추가 전용 자원을 이용하여 트래픽 및 제어 신호를 전송한다(S920, S930). 추가 전용 자원이 더 이상 불필요한 경우, 단말은 추가 전용 자원 해제 메시지를 전용 자원을 통해 전송할 수 있다(S940). 이로써, 추가 전용 자원은 해제될 수 있다(S950).

한편, 단말은 추가 전용 자원을 전용 자원이 속한 레인과 다른 레인에서 확보할 수 있다. 이때, 단말은 도 8을 참조하여 설명한 바와 같이, 다른 레인의 경쟁 채널을 통해 추가 전용 자원 할당 메시지를 전송하여 추가 전용 자원을 확보한다.

이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 장치 및 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있다.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (8)

1. 제1 단말이 단말간 직접통신을 수행하는 방법에 있어서,
   직접통신 자원에 포함되는 제1 영역을 통하여 직접통신 자원 할당을 위한 제어 메시지를 적어도 하나의 제2 단말에게 전송하는 단계, 그리고
   상기 직접통신 자원에 포함되는 제2 영역을 통하여 데이터 패킷을 상기 적어도 하나의 제2 단말에게 전송하는 단계
   를 포함하는 방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 직접통신 자원은 복수의 슈퍼프레임을 포함하는 자원 영역에 포함되고,
   각 슈퍼프레임은 복수의 프레임을 포함하고,
   각 프레임은 복수의 서브프레임을 포함하고,
   상기 복수의 서브프레임의 일부는 상향링크 자원영역으로 할당되고, 나머지 일부는 하향링크 자원영역으로 할당되고,
   상기 직접통신 자원은 상기 상향링크 자원영역의 일부에 할당되는 방법.
3. 제2항에 있어서,
   상기 직접통신 자원은 주파수 분할 다중(Frequency Division Multiplex, FDM) 방식 또는 시분할 다중(Time Division Multiplex, TDM) 방식으로 할당되는 방법.
4. 제2항에 있어서,
   상기 직접통신 자원은 각 슈퍼프레임에 포함되는 복수의 프레임 중 일부 프레임에 할당되는 제1 직접통신 자원과 나머지 일부 프레임에 할당되는 제2 직접통신 자원을 포함하는 방법.
5. 제4항에 있어서,
   상기 제1 직접통신 자원을 통하여 상기 제2 직접통신 자원의 가용한 자원할당 정보가 전송되는 방법.
6. 제1항에 있어서,
   상기 직접통신 자원은 복수의 최소 자원 유닛(Minimum resource unit)을 포함하는 방법.
7. 제1 단말이 단말간 직접통신을 수행하는 방법에 있어서,
   직접통신 자원에 포함되는 제1 영역을 통하여 직접통신 자원 할당을 위한 제어 메시지를 적어도 하나의 제2 단말에게 전송하는 단계,
   상기 직접통신 자원에 포함되는 제2 영역을 통하여 동기 정보를 상기 적어도 하나의 제2 단말에게 전송하는 단계, 그리고
   상기 직접통신 자원에 포함되는 제3 영역을 통하여 데이터 패킷을 상기 적어도 하나의 제2 단말에게 전송하는 단계
   를 포함하는 방법.
8. 제7항에 있어서,
   상기 동기 정보는 인프라스트럭처의 동기 정보인 방법.

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