KR20130134821A - 통신 시스템에서 단말간 직접 통신의 자원 스케줄링 방법 및 장치 - Google Patents

통신 시스템에서 단말간 직접 통신의 자원 스케줄링 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 통신 시스템에서 단말간 직접 통신을 위한 자원 스케쥴링 방법에 있어서, 기지국이 점유하는 이동 통신 자원을 분할한 채널 별로 상기 기지국과 통신하는 이동 통신 단말을 선택하는 과정과, 상기 채널 별로 상기 선택된 이동 통신 단말 및 상기 기지국의 서비스 커버리지 내에 위치한 단말간 직접 통신을 위한 단말 페어들 각각이 할당된 경우를 가정하여 상기 이동 통신 단말의 신호 대 간섭 잡음비를 계산하는 과정과, 상기 채널 별로 상기 계산된 이동 통신 단말의 신호 대 간섭 잡음비와 제1임계값을 비교하여, 상기 채널 별로 상기 제1임계값을 초과하는 신호 대 간섭 잡음 비를 갖는 단말 페어들을 해당 채널을 공유하는 조합의 후보 구성원으로 결정하는 과정과, 상기 채널 별로 결정된 조합의 후보 구성원들 각각에 대해 해당 채널을 할당할 지 여부를 결정하는 과정을 포함한다.

Description

통신 시스템에서 단말간 직접 통신의 자원 스케줄링 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR RESOURCE SCHEDULING OF DEVICE TO DEVICE COMMUNICATION IN A COMMUNICATION SYSTEM}
발명은 통신 시스템에서 단말간 직접 통신을 위한 자원 스케쥴링 방법 및 장치에 관한 것이다.
일반적인 단말간 직접 통신(Device to Device communication, 이하, 'D2D'라 칭함)의 자원 스케쥴링 방식은, 이동 통신 시스템의 자원을 활용한다. 즉, 기지국이 자원할당을 결정하는 중앙집중 자원관리 방식을 기반으로, 하나의 이동 통신 단말이 점유하고 있는 자원을 D2D를 위한 단말 페어(pair)(이하, 'D2D 페어'라 칭하기로 함)의 통신과 공유하여 1개의 D2D 페어를 할당하는 방식과 D2D 페어들 간의 공간 재사용을 통하여 다수의 D2D 페어를 할당하는 방법을 포함한다.
상기 이동 통신 단말의 점유 자원을 1개의 D2D 페어에만 할당하는 방식은 1개의 단위 자원에 1개의 D2D 페어만을 할당하게 되므로, D2D 통신을 위한 자원이 매우 제한적으로 할당된다.
그리고, 하나의 단위 자원을 상기 단말 페어들 간의 공간 재사용을 통해 다수의 D2D 페어에 할당하는 방법은 기지국이 동일 자원을 공유하는 D2D페어를 결정하기 위하여 요구되는 피드백 정보가 추가로 발생한다. 그로 인해 추가 피드백 정보를 위한 제어채널의 자원을 사용하게 되므로, 셀 성능의 하락을 가져오는 문제점이 존재하게 된다. 더욱이, 기지국은 특정 자원을 다수의 D2D 페어들에게 할당할 경우 발생하는 복잡도가 크게 증가하게 된다.
그러므로, 이동 통신 시스템에서 성능을 감소시키지 않고도 다수의 D2D 통신을 지원하기 위한 자원을 할당하는 스케쥴링 방법이 요구된다.
본 발명은 이동 통신 시스템에서 동일한 통신 자원을 공간 재사용하여 다수의 D2D 페어에게 공유하여 할당하는 방법 및 장치를 제안한다.
본 발명의 실시 에에 따른 방법은; 통신 시스템에서 단말간 직접 통신을 위한 자원 스케쥴링 방법에 있어서, 기지국이 점유하는 이동 통신 자원을 분할한 채널 별로 상기 기지국과 통신하는 이동 통신 단말을 선택하는 과정과, 상기 채널 별로 상기 선택된 이동 통신 단말 및 상기 기지국의 서비스 커버리지 내에 위치한 단말간 직접 통신을 위한 단말 페어들 각각이 할당된 경우를 가정하여 상기 이동 통신 단말의 신호 대 간섭 잡음비를 계산하는 과정과, 상기 채널 별로 상기 계산된 이동 통신 단말의 신호 대 간섭 잡음비와 제1임계값을 비교하여, 상기 채널 별로 상기 제1임계값을 초과하는 신호 대 간섭 잡음 비를 갖는 단말 페어들을 해당 채널을 공유하는 조합의 후보 구성원으로 결정하는 과정과, 상기 채널 별로 결정된 조합의 후보 구성원들 각각에 대해 해당 채널을 할당할 지 여부를 결정하는 과정을 포함한다.
본 발명의 실시 예에 따른 장치는; 통신 시스템에서 단말간 직접 통신을 위한 자원 스케쥴링 장치에 있어서, 기지국이 점유하는 이동 통신 자원을 분할한 채널 별로 상기 기지국과 통신하는 이동 통신 단말을 선택하고, 상기 채널 별로 상기 선택된 이동 통신 단말 및 상기 기지국의 서비스 커버리지 내에 위치한 단말간 직접 통신을 위한 단말 페어들 각각이 할당된 경우를 가정하여 상기 이동 통신 단말의 신호 대 간섭 잡음비를 계산하는 SINR부와, 상기 채널 별로 상기 계산된 이동 통신 단말의 신호 대 간섭 잡음비와 제1임계값을 비교하여, 상기 채널 별로 상기 제1임계값을 초과하는 신호 대 간섭 잡음 비를 갖는 단말 페어들을 해당 채널을 공유하는 조합의 후보 구성원으로 결정하고, 상기 채널 별로 결정된 조합의 후보 구성원들 각각에 대해 해당 채널을 할당할 지 여부를 결정하는 스케쥴링부를 포함한다.
본 발명은 기지국이 점유한 이동 통신 자원을 단위 자원으로 분할하고, 분할된 단위 자원 별로 이동 통신 단말에 대해 추가로 할당되는 D2D 페어들 각각의 신호 대 간섭 잡음비를 계산하여 임계값을 초과하는 D2D 페어들을 선별하고, 해당 단위 자원 별로 D2D 페어 각각이 추가로 할당된 경우를 가정하고, 해당 단위 자원이 할당된 D2D 페어들 간의 신호 대 간섭 잡음비를 계산하여 임계값을 초과하는 D2D 페어들을 추가로 선별하고, 추가로 해당 단위 자원을 할당하고자 하는 D2D 페어의 위치 정보를 추가로 고려하여, 실질적으로 해당 단위 자원을 중첩하여 할당할 D2D 페어를 선별함으로써, 계산의 복잡도를 감소시키고, 이동 통신 시스템의 성능을 유지하면서도, 다수의 D2D페어들에게 해당 단위 자원을 공유시키는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시 예에 따른 D2D를 위한 단말 페어들 간의 공간 재사용 자원 할당을 설명하기 위한 도면.
도 2는 본 발명의 제2실시 예에 따라 자원 별 조합을 구성하는 과정의 일 예를 도시한 흐름도.
도 3은 본 발명의 제2실시 예에 따라 해당 조합을 구성하는 구성원들 간의 간섭을 최소화하기 위한 자원 할당 과정의 흐름도.
도 4는 본 발명의 제2실시 예에서 단말의 위치정보를 사용하여 D2D를 위한 단말 페어들에게 자원을 할당하는 방법을 설명하기 위한 도면.
도 5는 본 발명의 실시 예들에 따른 기지국의 개략적인 구성도.
도 6a는 본 발명의 실시 예들에 따라 D2D를 지원하는 공간 재사용 자원 할당에 따른 비교 후보 수를 기존 자원 할당과 비교한 그래프.
도 6b는 본 발명의 실시 예들에 따라 공용 자원이 할당된 단말 페어와 이동 통신 단말과의 거리에 따라 성능 손실을 비교한 그래프.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 동작 원리를 상세히 설명한다. 도면상에 표시된 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 참조번호로 나타내었으며, 다음에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
본 발명은 이동 통신 시스템의 성능을 유지하면서, 피드백 오버 헤드(feedback overhead)가 증가하지 않도록 하는 단말간 직접 통신(Device to Device communication, 이하, 'D2D'라 칭함)을 위한 자원 할당 방법을 제안한다.
구체적으로, 본 발명은 크게 3가지 실시 예로 구분된다. 본 발명의 제1실시 예는 이동 통신 자원을 분할한 단위 자원을 해당 이동 통신 단말과 공유하는 조합의 후보 구성원들 즉, D2D들을 위한 단말 페어(이하, 'D2D 페어'라 칭함) 후보들을 선택한다. 그리고, 본 발명의 제2실시 예에서는 채널 정보를 기반으로 조합 별로 선택된 후보 구성원들에 대해 해당 단위 자원을 실질적으로 할당할 지 여부를 결정한다. 그리고, 본 발명의 제3실시 예에서는 위치 정보를 기반으로 조합 별로 선택된 후보 구성원들에 대해 해당 단위 자원을 실질적으로 할당할 지 여부를 결정한다.
<이동 통신과 자원을 공유하는 후보 D2D 페어들을 선택하는 방법 >
본 발명의 제1실시 예에서는 이동 통신에 이용하는 단위 자원을 공간 재사용을 통하여 다수의 D2D 페어들과 공유하기 위한, 해당 단위 자원을 공유하는 D2D 페어 후보를 결정하는 방법을 제안한다. 구체적으로, 이동 통신 시스템에서 이동 통신 단말과, 상기 이동 통신 단말과 동일한 서비스 커버리지 내에 위치한 D2D 페어들과의 거리가 충분히 떨어져 있을 경우, 상호간의 간섭이 작게 된다. 따라서 해당 이동 통신 단말에 대해 상호간의 간섭이 적도록 충분히 떨어진 거리에 위치한 D2D 페어들을 상기 이동 통신 단말과의 자원을 공유하기 위한 후보 조합의 구성원(이하, '후보 D2D 페어'라 칭함)들로 선택함으로써, 공간 재사용을 수행할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시 예에 따라 이동 통신과 자원을 공유하는 조합 별 후보 D2D 페어들을 선택하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 이동 통신 시스템의 서비스 커버리지(100)내에 이동 통신 및 D2D를 위한 자원을 할당하는 기지국(102)과, 이동 통신 단말1, 2, 3, 4(104, 106, 108, 110)과, D2D 페어(D2D 1, D2D 2, D2D 3, D2D 4)(112, 114, 116, 118)를 포함한다.
일 예로, 기지국(102)은 이동 통신을 위해서 점유하는 총 자원 중 D2D 통신에 할당할 자원을 단위 자원들로 분할하고, 분할된 각 단위 자원에 대해 상기 이동 통신 단말1, 2, 3, 4(104, 106, 108, 110) 중 미리 정해진 기준을 만족하는 이동 통신 단말을 해당 단위 자원을 사용할 이동 통신 단말로 할당한다. 상기 기준의 일 예로, 이동 통신 단말1, 2, 3, 4(104, 106, 108, 110) 각각이 해당 채널을 다른 D2D 페어와 공유하지 않고 단독으로 사용하는 경우를 가정하여 계산한 신호 대 간섭 잡음 비(SINR: Signal to Interference-plus-Noise Ratio)가 최대값인 경우를 만족하는 경우를 들 수 있다. 이하, 본 명세서에서는 채널을 상기 분할한 단위 자원과 동일한 의미로 사용한다.
다음으로, 상기 이동 통신 단말1, 2, 3, 4(104, 106, 108, 110) 별로 할당된 채널을 중첩하여 할당할 후보 D2D페어를 선별하여 조합을 구성한다. 구체적으로, 상기 기지국(102)은 각 채널 별로 해당 이동 통신 단말만이 할당된 상태를 기준으로 상기 D2D 1, D2D 2, D2D 3, D2D 4(112, 114, 116, 118) 각각의 D2D 페어가 해당 채널에 추가로 할당된 경우를 가정하고, 해당 이동 통신 단말의 SINR(이하, '이동 통신 단말 관점의 SINR'이라 칭함)을 하기 <수학식 1>을 사용하여 계산된다.
Figure pat00001
여기서, c는 이동 통신 단말 지시자, m은 D2D 페어의 지시자를 나타내고, B는 기지국의 지시자를 나타내고, r은 상기 기지국의 점유 자원을 나타내고, N0는 수신기의 열잡음을 고려한 값을 나타내고, I는 인접 셀의 간섭 값을 나타내고,
Figure pat00002
은 이동 통신 단말 c에게 자원 r이 할당된 경우, 이동 통신 단말 C관점의 SINR을 나타내고, Pc ,r는 이동 통신 단말 c가 자원 r을 사용하는 경우의 송신 전력을 나타내고, Pm ,r는 D2D 페어 m이 자원 r을 사용하는 경우의 송신 전력을 나타내고, GcB ,r은 자원 r이 할당된 경우 이동 통신 단말 c와 기지국B 사이의 채널 이득값을 나타내고,
Figure pat00003
은 이동 통신 단말 c에게 할당된 자원을 단말 페어 m과 공유하는지 여부를 나타내는 지시자로, 공유하는 경우 1, 공유하지 않는 경우 0 값을 갖는 이진 변수이다.
상기 D2D 1, D2D 2, D2D 3, D2D 4(112, 114, 116, 118) 각각에 대해 상기 <수학식 1>을 사용하여 계산된 이동 통신 단말 관점의 SINR이 상기 제1임계값을 초과하는 조건을 만족하는 D2D페어를 해당 채널에서 이동 통신 단말과 자원을 공유할 수 있는 조합의 후보 구성원들로 선택한다.
예를 들어, 채널 1에 이동 통신 단말 1(104)만이 할당된 상태에서 상기 채널 1에 상기 이동 통신 단말1(104)과 상기 D2D 1, D2D 2, D2D 3, D2D 4(112, 114, 116, 118) 각각이 할당된 경우를 가정하고, 상기 <수학식 1>을 사용하여 상기 D2D 1, D2D 2, D2D 3, D2D 4(112, 114, 116, 118) 각각에 대한 이동 통신 단말1(104) 관점의 SINR을 계산한다. 이때, 상기 D2D 3(116) 및 D2D 4(118) 각각에 대한 이동 통신 단말1(104) 관점의 SINR이 상기 제1임계값을 초과하는 조건을 만족하는 경우를 가정한다. 그러면, 상기 채널 1을 공유하는 조합의 후보 구성원들은 상기 D2D 3(116) 및 D2D 4(118)로 구성된다.
한편, 채널 2에 상기 이동 통신 단말 4(110)만이 할당된 상태에서 상기 채널 2에 상기 D2D 1, D2D 2, D2D 3, D2D 4(112, 114, 116, 118) 각각이 할당된 경우를 가정하고, 상기 <수학식 1>을 사용하여 계산된 상기 D2D 1, D2D 2, D2D 3, D2D 4(112, 114, 116, 118) 각각에 대한 이동 통신 단말4(110) 관점의 SINR이 모두 상기 제1임계값 이상이라 가정하자. 그러면, 상기 이동 통신 단말4(110)의 경우, 상기 D2D 1, D2D 2, D2D 3, D2D 4(112, 114, 116, 118)에 대해 모두 간섭이 크지 않다. 따라서 상기 기지국(102)은 상기 D2D 1, D2D 2, D2D 3, D2D 4(112, 114, 116, 118)를 상기 채널 2를 공유하는 조합의 후보 구성원들로 결정한다.
상기한 바와 같은 방식으로 상기 이동 통신 단말1, 2, 3, 4(104, 106, 108, 110) 각각에게 할당된 채널을 공유하는 조합의 후보 구성원들 즉, 후보 D2D 페어가 결정된다.
도 2는 본 발명의 제1실시 예에 따라 채널 별 조합의 후보 D2D 페어들을 결정하는 과정의 일 예를 도시한 흐름도이다.
도 2를 참조하면, 200단계에서 상기 기지국은 이동 통신을 위해서 점유하고 있는 자원을 단위 자원(이하, '채널(Channel)'이라 칭함)들로 분할한다. 그리고 분할된, 각 채널 별로 미리 결정된 기준에 따라 이동 통신 단말을 할당한다. 여기서는 상기 기준의 일 예로, 각 채널에 해당 이동 통신 단말이 단독으로 할당된 경우, 해당 이동 통신 단말의 SINR이 최대값을 갖는 경우를 만족하는 경우를 들 수 있다.
205단계에서 상기 기지국은 상기 채널 별로 할당된 해당 이동 통신 단말이 상기 기지국의 서비스 커버리지 내에 위치한 D2D 페어들 하나 하나와 자원을 공유하는 경우를 가정한다. 이에 따라, 상기 기지국은 상기 채널들 각각에 대해 해당 이동 통신 단말을 기준으로 상기 D2D 페어들 각각이 할당된 경우의 이동 통신 단말 관점의 SINR을 상기 <수학식 1>을 사용하여 계산한다.
210단계에서 상기 기지국은 각 채널 별로 이동 통신 단말 관점의 SINR이 제1임계값을 초과하는 D2D 페어들을 해당 채널의 자원을 공유하는 조합의 후보 구성원들로 결정한다.
<채널 정보를 기반으로 조합 별 후보 D2D 페어 중 실질적으로 자원을 할당할 D2D 페어를 선택하는 방법 >
본 발명의 제1실시 예에 따른 공간 재사용 자원 할당 방법을 사용할 경우, 이동 통신 시스템 내의 이동 통신을 위해서 점유되는 단위 자원들 각각은 다수 개의 D2D 페어들과 공유될 수 있게 된다. 그러나, 해당 단위 자원을 공유하는 D2D 페어들이 다수임으로 인하여, 상기 다수의 D2D페어들 간의 상호 간섭이 발생하게 된다. 그리고, 각 조합 별로 후보 D2D 페어들의 부분 집합들 모두에 대해 해당 단위 자원이 할당될 경우, 이동 통신 및 D2D 통신의 기준 성능을 모두 만족하는 지 여부의 확인이 요구된다. 상기 확인 절차는 각 조합 별 후보 D2D 페어들의 부분 집합들 모두에 대해 수행되어야 하므로, 계산 복잡도가 상당히 높아지게 된다. 그러므로, 본 발명의 제2실시 예에서는 해당 단위 자원을 공유하는 조합 별 후보 D2D 페어들 간의 상호 간섭과 이동 통신 단말과의 간섭으로 인한 기준 성능을 만족하는 지 여부를 보다 낮은 복잡도로 계산할 수 있는 저 복잡도 공간 재사용 스케쥴링 방법을 제안한다.도 3a,b 는 본 발명의 제2실시 예에 따라 조합 별 후보 D2D 페어들 중 실질적으로 해당 자원을 할당할 D2D 페어(이하, '자원 공유 D2D 페어'라 칭함)를 선택하는 과정의 일 예를 도시한 흐름도이다. 여기서의 기지국은 앞서 설명한 제1실시 예에 따라 각 채널 별로 해당 채널을 할당할 이동 통신 단말 및 해당 이동 통신 단말과 자원을 공유할 조합의 후보 구성원들을 결정한 상태임을 가정한다.
도 3a를 참조하면, 300단계에서 상기 기지국은 이동 통신을 위해서 점유하고 있는 자원을 단위 자원(이하, '채널(Channel)'이라 칭함)들로 분할한다. 그리고 설명의 편의상, 상기 분할된 채널들 중 하나의 채널에 대해, 210 단계에서 결정한 해당 채널에 대응되는 조합의 후보 구성원들 전체로 구성되는 제1 조합을 선택한다. 여기서, 상기 기지국이 전체 채널 중 임의의 채널을 선택하는 순서는 본원 발명과 큰 연관을 갖지 않으므로, 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 여기서는 설명의 편의상 상기 분할된 채널들 중 하나의 채널에 대해 설명하지만 상기 분할된 채널들 하나 하나에 대해 도 3a의 절차가 동일하게 적용된다.
305단계에서 상기 기지국은 상기 제1조합의 후보 구성원들을 대상으로 이동 통신 단말 관점의 SINR 크기 순으로 정렬하여 최대값을 갖는 제1 D2D 페어를 선택한다. 상기 제1조합의 후보 구성원들에 대한 이동 통신 단말 관점의 SINR은, 상기 제1조합에 대응되는 채널이 미리 결정된 이동 통신 단말과 상기 제1조합의 후보 구성원들 각각에게만 할당된 경우를 가정하여 상기 <수학식1>에 따라 계산된다.
310단계에서 상기 제1조합에 대응되는 채널이 추가로 상기 제1 D2D 페어에게 할당된 경우를 가정한다. 그리고, 상기 기지국은 상기 <수학식 1>에 따라 상기 제1조합에 대응되는 채널이 추가로 상기 제1D2D 페어에게 할당된 경우의 이동 통신 단말 관점의 SINR을 계산한다. 만약, 상기 제1조합에 대응되는 채널이 이미 할당된, 적어도 하나의 D2D 페어가 존재하는 경우, 상기 이동 통신 단말 관점의 SINR은, 상기 제1조합에 대응되는 채널이 상기 이동 통신 단말과, 상기 존재하는 적어도 하나의 D2D 페어 및 상기 제1D2D 페어에게 할당된 경우를 가정하여 계산된 값이다.
315단계에서 상기 기지국은 상기 제1조합에 대응되는 채널이 추가로 상기 제1D2D 페어에게 할당된 경우의 이동 통신 단말 관점의 SINR이 상기 제1임계값을 초과하는 지 비교한다. 상기 비교 결과 상기 제1임계값 이하인 경우, 상기 기지국은 320단계에서 상기 제1조합에 대응되는 채널을 추가로 상기 제1D2D 페어에게 할당하지 않기로 결정한다. 그리고, 335단계로 진행하여 상기 제 1조합의 후보 구성원들 중에서 상기 제 1 D2D 페어를 삭제한다. 그리고, 상기 345단계로 진행하여 자원의 할당 여부가 결정되지 않은 상기 제1조합의 후보 구성원이 남아 있는지의 여부를 확인한다.
상기 비교 결과 상기 제1조합에 대응하는 채널이 추가로 상기 제1D2D 페어에게 할당된 경우의 이동 통신 단말 관점의 SINR이 상기 제1임계값을 초과하는 경우, 325단계에서 상기 기지국은 하기 <수학식 2>를 사용하여 상기 제1D2D 페어의 SINR(이하, 'D2D 페어 관점의 SINR'이라 칭함)을 계산한다. 이때, 제1D2D페어 관점의SINR은 상기 제1조합에 대응하는 채널을 상기 미리 결정된 이동 통신 단말과 사용하는 경우 상기 제1D2D 페어의 SINR을 나타낸다. 그리고, 상기 제1조합에 대응하는 채널이 추가로 상기 제1D2D 페어에게 할당된 경우를 가정하고, 상기 제1D2D 페어를 포함하는, 상기 제1조합에 대응하는 채널이 할당된 D2D 페어들 관점의 SINR 역시 하기 <수학식 2>를 사용하여 계산한다.
Figure pat00004
여기서, m은 자원 r 을 추가로 할당할 D2D 페어의 지시자이고, m'은 이미 상기 r을 해당 이동 통신 단말과 공유하고 있는 D2D 페어의 지시자이다.
Figure pat00005
은 D2D 페어 m에게 자원 r이 할당된 경우, D2D 페어 m 관점의 SINR을 나타내고, Pc ,r는 이동 통신 단말 c가 자원 r을 사용하는 경우의 송신 전력을 나타내고, Pm ,r는 D2D 페어 m이 자원 r을 사용하는 경우의 송신 전력을 나타내고, Gcm ,r은 자원 r이 할당된 경우 이동 통신 단말 c와 단말 페어 m 사이의 채널 이득값을 나타내고, Gmm' ,r은 자원 r이 할당된 경우 단말 페어 m 및 m' 사이의 채널 이득값을 나타내고,
Figure pat00006
은 이동 통신 단말 c에게 할당된 자원을 단말 페어 m과 공유하는지 여부를 나타내는 지시자로, 공유하는 경우 1, 공유하지 않는 경우 0 값을 갖는 이진 변수이다.
그리고, 330단계에서 상기 기지국은 '상기 제1D2D 페어 관점의 SINR'과 '상기 제1D2D 페어를 포함하는 상기 제1조합에 대응되는 채널이 할당된 D2D 페어들 관점의 SINR'이 제2임계값을 초과하는 지 비교한다. 상기 비교 결과 상기 제1D2D 페어 관점의 SINR과 상기 제1D2D 페어를 포함하는 제1조합의 단위 자원이 할당된 D2D 페어들 관점의 SINR 중 적어도 하나가 상기 제2임계값 이하인 경우, 상기 기지국은 320단계로 진행한다. 그리고, 320단계에서 상기 제1조합에 대응되는 채널을 추가로 상기 제1D2D 페어에게 할당하지 않기로 결정하고, 335단계에서 선택한 상기 제 1조합의 후보 구성원들 중에서 상기 제 1D2D 페어를 삭제한다. 그리고, 상기 345단계로 진행하여 자원 할당 여부가 결정되지 않은 상기 제1조합의 후보 구성원이 남아있는 지의 존재 여부를 확인한다.
상기 비교 결과 상기 제1D2D 페어 관점의 SINR과 상기 제1D2D 페어를 포함하는 제1조합에 대응하는 채널이 할당된 D2D 페어들 관점의 SINR 모두가 상기 제2임계값을 초과하는 경우, 340단계에서 상기 기지국은 상기 제1D2D 페어에게 상기 제1조합에 대응하는 채널을 할당한다. 그리고 335단계로 진행하여 상기 기지국은 제 1 조합의 후보 구성원들에서 상기 제 1 D2D 페어를 삭제하고, 345단계로 진행한다.
345단계에서 상기 기지국은 자원 할당 여부가 결정되지 않은, 상기 제1조합의 후보 구성원이 남아 있는지 여부를 확인한다. 상기 확인 결과 자원할당 여부가 결정되지 않은 상기 제1조합의 후보 구성원이 존재하는 경우, 상기 305단계로 복귀한다. 그리고, 상기 기지국은 상기 305단계에서 상기 제1D2D 페어가 삭제된 상기 제1 조합의 후보 구성원들 중 이동 통신 단말 관점의 최대 SINR을 갖는 D2D 페어를 선택한다. 그리고, 상기 기지국은 상기 310 단계 내지 345를 반복한다.
상기 345단계에서의 확인 결과 상기 제1조합의 후보 구성원들 모두에 대해 자원 할당 여부가 결정된 경우, 350단계로 진행한다. 도 3b 를 참조하면, 350단계에서 상기 기지국은 자신의 서비스 커버리지 내에 위치한 D2D 페어들 모두에 대해 상기 300단계에서 분할된 모든 채널들의 할당 여부가 결정되었는 지 여부를 확인한다. 상기 확인 결과, 모든 채널들의 할당 여부가 결정되지 않은 D2D 페어가 존재하는 경우, 300단계로 복귀한다. 300단계에서 상기 기지국은 미리 결정된 기준에 따라 자원 할당 여부가 결정되지 않은 채널들 중 하나를 선택하고, 305단계 내지 345를 반복한다. 그리고, 350단계의 확인 결과 서비스 커버리지 내에 위치한 D2D 페어들 모두에 모든 채널의 자원 할당 여부가 결정된 경우, 상기 기지국은 각 채널에 대한 자원 할당 절차를 종료한다.
상기한 바와 같이 도 3a, b에 도시된 절차에 따라 기지국은 자신의 서비스 커버리지 내 위치한 D2D 페어들 모두에 대해 모든 채널에 대응하는 각 조합의 후보 구성원들 모두에 대해 상기 모든 채널의 자원 할당 여부가 결정될 때까지 300단계 내지 345단계를 반복한다.
상기한 바와 같은 조합 별 후보 구성원에게 자원 할당 절차가 수행되는 과정에서 해당 후보 구성원에게 이미 다른 채널이 할당되었는 지 여부에 관계없이 자원을 할당하게 되면, 상기 기지국의 서비스 커버리지 내의 D2D 페어들 중 다수의 채널들이 동시에 할당되는 D2D 페어가 발생할 수 있다. 이 경우, 상기 다수의 채널들에 대한 사용 여부는 상기 다수의 채널이 할당된 D2D 페어가 자율적으로 결정할 수 있다.
<위치 정보를 기반으로 조합 별 후보 D2D 페어 중 실질적으로 자원을 할당할 자원 공유 D2D 페어를 선택하는 방법 >
상기한 바와 같은 본 발명의 실시 예에 따르면, 해당 자원을 공유하고 있는 D2D 페어들 간의 채널 정보가 추가적으로 요구된다. 그리고, 상기 채널 정보는 D2D 페어의 수가 증가할수록 D2D 페어의 수의 제곱에 비례하여 증가하게 된다. 따라서 이로 인해 추가 채널 전송 등의 사용을 막아 셀 성능을 감소시키는 방안이 고려되어야 한다.
그리고, 본 발명의 실시 예에 따라 동일한 채널을 다수의 D2D 페어들이 공유할 경우, 상기 D2D 페어들이 충분히 공간적으로 이격되어야만 서로 간의 간섭이 감소하고 이로 인해 성능이 높아지게 된다.
그러므로, 본 발명의 제3실시 예에서는 D2D 페어들 간의 채널 정보 피드백을 감소시키기 위해서 기지국의 서비스 커버리지 내에 위치한 단말들의 위치 정보를 미리 획득하고, 이를 이용하는 자원 할당 방법을 제안한다. 본 발명의 제3실시 예에서는 해당 단말의 위치를 획득하기 위해서 위성 항법 장치(GPS: Global Positioning System) 또는 도래각(DOA: Direction Of Arrival) 추정을 사용한다.
예를 들어, 해당 단말이 스마트 폰(smart phone) 등과 같이 GPS를 장착한 경우, 장착된 GPS를 통해서 해당 단말의 위치 정보를 획득할 수 있다. 이 경우, 기지국은 해당 단말들 각각이 GPS를 통해서 획득한 자신의 위치 정보를 수집한다. 상기 위치 정보들이 정확하다고 가정한다면, 상기 기지국은 위치 정보를 획득한 이동 통신 단말에 대해 상기 이동 통신 단말의 위치와 충분히 이격되어 있는 위치 정보를 송신한 단말이 포함된 D2D페어를 선택하고, 선택된 D2D 페어가 상기 이동 통신 단말에게 할당한 자원을 공유하도록 스케쥴링한다. 이 경우, GPS를 내장하지 않은 단말에 대해서는 기지국이 위치 정보를 획득하기 어렵다는 단점이 존재한다.
따라서, 본 발명의 제3실시 예에서는 GPS 도움 없이도 단말들의 위치를 획득하기 위해서 DOA 추정 방식을 통해서도 단말들 각각의 위치를 획득하는 경우도 포함한다.
도 4a는 본 발명의 제3실시 예에서 단말의 위치 정보를 이용하여 D2D 페어들에게 자원을 할당하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4a를 참조하면, 기지국(402)의 서비스 커버리지(400) 내에 이동 통신 단말(404)과, D2D 페어들 즉, D2D 1(406), D2D 2(408) 및 D2D 3(410)가 존재한다.
상기 기지국(402)은 상기 이동 통신 단말(404)과, 상기 D2D 1(406), D2D 2(408) 및 D2D 3(410) 각각을 구성하는 단말들 각각에 대해 DOA 추정을 사용하여 해당 단말의 위치 정보를 획득한다. 상기 DOA 추정을 위해서 상기 기지국(402)은 임의 접근(random access)용 프리엠블(preamble) 또는 파일럿(pilot)과 같은 기준 신호(Reference signal)을 사용할 수 있다.
일 예로, 상기 기지국(402)은 DOA 추정을 통해 상기 이동 통신 단말(404)의 각도와, D2D 1(406), D2D 2(408) 및 D2D 3(410) 각각의 평균각을 추정한다. 여기서, 평균각은 D2D 1(406), D2D 2(408) 및 D2D 3(410) 각각을 구성하는 2쌍의 단말간의 거리의 중간값에 대한 DOA 추정을 의미한다. 이후, 추정된 DOA를 기반으로 상기 기지국(402)은 상기 이동 통신 단말(404)과 해당 단말 페어 간의 DOA가 미리 설정된 임계 각도를 초과하는 단말 페어에게 상기 이동 통신 단말(204)에게 할당한 자원을 할당한다.
도 4b는 본 발명의 제3실시 예에 따라 위치 정보를 이용하여 조합 별 후보 D2D 페어들 중 실질적으로 해당 자원을 할당할 자원 공유 D2D 페어를 선택하는 과정의 일 예를 도시한 흐름도이다. 여기서의 기지국은 앞서 설명한 제1실시 예에 따라 각 채널 별로 해당 채널을 할당할 이동 통신 단말 및 해당 이동 통신 단말과 자원을 공유할 조합의 후보 구성원들을 결정한 상태임을 가정한다.
도 4b를 참조하면, 400단계에서 상기 기지국은 이동 통신을 위해서 점유하고 있는 자원을 단위 자원들로 분할한다. 그리고, 설명의 편의상 상기 분할된 채널들 중 하나의 채널에 대해, 210 단계에서 결정한 해당 채널에 대응되는 조합의 후보 구성원들 전체로 구성되는 제1 조합을 선택한다. 여기서, 상기 기지국이 전체 채널 중 임의의 채널을 선택하는 순서는 본원 발명과 큰 연관을 갖지 않으므로, 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 여기서는 설명의 편의상 상기 분할된 채널들 중 하나의 채널에 대해 설명하지만 상기 분할된 채널들 하나 하나에 대해 도 4b의 절차가 동일하게 적용된다.
405단계에서 상기 기지국은 상기 제1조합의 후보 구성원들을 대상으로 이동 통신 단말 관점의 SINR 크기 순으로의 정렬하여 상기 제1조합의 구성원들 중 최대 SINR을 갖는 제1 D2D 페어를 선택한다. 상기 제1조합의 후보 구성원들에 대한 이동 통신 단말 관점의 SINR은, 상기 제1조합에 대응되는 미리 결정된 이동 통신 단말과 상기 제1조합의 후보 구성원들 각각에만 할당된 경우를 가정하여 상기 <수학식1>에 따라 계산된다.
410단계에서 상기 제1조합에 대응하는 채널이 추가로 상기 제1 D2D 페어에게 할당된 경우를 가정한다. 그리고, 상기 기지국은 상기 <수학식 1>에 따라 상기 제1조합에 대응되는 채널이 추가로 상기 제1D2D 페어에게 할당된 경우의 이동 통신 단말 관점의 SINR을 계산한다. 만약, 상기 제1조합에 대응되는 채널이 이미 할당된, 적어도 하나의 D2D 페어가 존재하는 경우, 상기 이동 통신 단말 관점의 SINR은, 상기 제1조합에 대등되는 채널이 상기 이동 통신 단말과, 상기 존재하는 적어도 하나의 D2D 페어 및 상기 제1D2D 페어에게 할당된 경우를 가정하여 계산된 값이다.
415단계에서 상기 기지국은 상기 제1조합에 대응되는 채널이 추가로 상기 제1D2D 페어에게 할당된 경우의 이동 통신 단말 관점의 SINR이 상기 제1임계값을 초과하는 지 비교한다. 상기 비교 결과 상기 제1임계값 이하인 경우, 상기 기지국은 420단계에서 상기 제1조합에 대응되는 채널을 추가로 상기 제1D2D 페어에게 할당하지 않기로 결정한다. 그리고, 435단계로 진행하여, 상기 제1조합의 후보 구성원들 중에서 상기 제 1 D2D 페어를 삭제한다. 그리고, 상기 445단계로 진행하여 자원 할당 여부가 결정되지 않은 상기 제1조합의 후보 구성원이 남아 있는 지의 여부를 확인한다.
상기 비교 결과 상기 제1조합에 대응하는 채널이 추가로 상기 제1D2D 페어에게 할당된 경우의 이동 통신 단말 관점의 SINR이 상기 제1임계값을 초과하는 경우, 425단계에서 상기 기지국은 제1 D2D 페어와 상기 제1조합의 단위 자원이 할당된 D2D 페어 간의 거리를 계산한다. 이때, 상기 제1조합에 대응되는 채널이 할당된 D2D 페어들이 다수일 경우, 상기 다수의 D2D 페어들 각각에 대해 상기 제1D2D 페어와의 거리가 계산된다. 상기 D2D 페어간 거리는 도 4a에 예시된 바와 같이 상기 제1D2D 페어를 구성하는 2개의 단말간의 위치, 또는 각도의 중간값과, 상기 제1조합에 대응하는 채널이 이미 할당된 D2D 페어들 각각을 구성하는 2개의 단말의 위치 또는 각도의 중간값 간의 차이, 또는 단말간의 거리 또는 각도 중 최소값으로 정의된다.
430단계에서 상기 기지국은 제1 D2D 페어와 상기 제1조합의 단위 자원이 할당된 D2D 페어들 각각 간의 거리들 중 제3임계값 이하인 거리가 존재하는 지 비교한다. 상기 비교 결과, 상기 계산된 D2D 페어 간 거리들 중 상기 제3임계값 이하인 적어도 하나의 거리가 존재하는 경우, 420단계에서 상기 기지국은 상기 제1조합에 대응하는 채널을 추가로 상기 제1D2D 페어에게 할당하지 않기로 결정한다. 그리고, 435단계에서 상기 기지국은 상기 제1조합의 후보 구성원들 중에서 상기 제 1 D2D 페어를 삭제한다. 그리고, 상기 445단계로 진행하여 자원 할당 여부가 결정되지 않은 상기 제1조합의 후보 구성원이 남아있는 지 여부를 확인한다.
상기 430단계의 비교 결과, 상기 계산된 D2D 페어간 거리들 모두 상기 제3임계값을 초과하는 경우, 440단계에서 상기 기지국은 상기 제1D2D 페어에게 상기 제1조합에 대응되는 채널을 할당한다. 그리고, 435단계로 진행하여 상기 제 1 조합의 후보 구성원들에서 상기 제 1 D2D 페어를 삭제한 후, 445단계로 진행한다.
445단계에서 상기 기지국은 자원 할당 여부가 결정되지 않은 상기 제1조합의 후보 구성원이 남아 있는지 여부를 확인한다. 상기 확인 결과 자원 할당 여부가 결정되지 않은 상기 제1조합의 후보 구성원이 존재하는 경우, 상기 405단계로 복귀한다. 그리고, 상기 기지국은 상기 405단계에서 상기 제1D2D 페어가 삭제된 상기 제1조합의 후보 구성원들 중 이동 통신 단말 관점의 최대 SINR을 갖는 D2D 페어를 선택한다. 그리고, 상기 기지국은 상기 410 단계 내지 445를 반복한다.
상기 445단계에서의 확인 결과 상기 제1조합의 후보 구성원들 모두에 대해 자원 할당 여부가 결정된 경우, 450단계에서 상기 기지국은 자신의 서비스 커버리지 내에 위치한 D2D 페어들 모두에 대해 400단계에서 분할된 모든 채널들의 할당 여부가 결정되었는 지 확인한다. 상기 확인 결과 모든 채널들의 할당 여부가 결정되지 않은 D2D 페어가 존재하는 경우, 400단계로 복귀한다. 400단계에서 상기 기지국은 미리 결정된 기준에 따라 자원 할당 여부가 결정되지 않은 채널들 중 하나를 선택하고, 405단계 내지 445를 반복한다. 그리고, 450단계의 확인 결과 서비스 커버리지 내에 위치한 D2D 페어들 모두에 모든 채널의 자원 할당 여부가 결정된 경우, 상기 기지국은 각 채널에 대한 자원 할당 절차를 종료한다.
상기한 바와 같이 도 4b 도시된 절차에 따라 기지국은 모든 채널에 대한 조합 별 후보 구성원들에 대해 해당 조합에 대응되는 채널의 할당 여부가 결정될 때까지 400단계 내지 445단계를 반복한다.
상기한 바와 같은 조합 별 후보 구성원에게 자원 할당 절차가 수행되는 과정에서 해당 후보 구성원에게 이미 다른 채널이 할당되었는 지 여부에 관계없이 자원을 할당하게 되면, 상기 기지국의 서비스 커버리지 내의 D2D 페어들 중 다수의 채널들이 동시에 할당되는 D2D 페어가 발생할 수 있다. 이 경우, 상기 다수의 채널들에 대한 사용 여부는 상기 다수의 채널이 할당된 D2D 페어가 자율적으로 결정할 수 있다. 도 5는 본 발명의 실시 예들에 따른 기지국의 개략적인 구성도이다.
도 5를 참조하면, 기지국(500)은 수신부(505)와, SINR 계산부(510) 및 스케쥴러(515)를 포함한다.
상기 수신부(505)는 상기 기지국(500)의 서비스 커버리지 내에 위치한 이동 통신 단말과, D2D 페어를 구성하는 단말들 각각으로부터 위치 정보를 수신한다. 또는, 상기 수신부(505)는 상기 기지국(500)이 송신한 기준 신호 또는 프리엠블에 의한 응답 정보를 위치 정보로서 획득한다. 여기서, 위치 정보는 해당 단말의 GPS를 통해서 획득되거나, DOA 추정 등을 통해서 획득될 수 있다.
그러면, 본 발명의 제3실시 예에 따른 상기 스케쥴러(515)는 각 조합 별로 후보 구성원들에게 해당 단위 자원 여부의 할당을 결정하기 위해서 상기 위치 정보를 사용한다. 이때, 상기 스케쥴러(515)는 도 4a에 도시된 바와 같이 현재 채널에 추가로 할당할 지 여부를 결정하고자 하는 후보 구성원을 구성하는 2개의 단말간의 거리의 중간값과 상기 현재 채널이 이미 할당된 D2D 페어들 각각을 구성하는 2개의 단말간의 거리의 중간값들의 차이로 정의되는 거리들과 상기 제3임계값을 비교한 후, 상기 계산된 거리가 상기 제3임계값을 초과하는 후보 구성원에게만 현재 채널을 할당한다. 만약, 상기 계산된 거리들 중 적어도 하나의 거리가 상기 제3임계값 이하인 경우, 해당 후보 구성원에게는 해당 단위 자원을 할당하지 않기로 결정한다.
상기 SINR 계산부(510)는 각 채널 별로 해당 이동 통신 단말만이 할당된 경우의 SINR 을 계산한다. 그리고, 상기 SINR 계산부(510)는 각 채널 별로 상기 계산된 이동 통신 단말 관점의 SINR 중 최대값을 갖는 이동 통신 단말을 해당 채널에게 할당한다.
그리고, 본 발명의 제1실시 예에 따른 상기 SINR 계산부(515)는 각 채널 별로 상기 기지국(500)의 서비스 커버리지 내에 위치한 D2D 페어들 각각과 미리 결정된 이동 통신 단말이 할당된 경우의 이동 통신 단말 관점의 SINR을 상기 <수학식 1>을 사용하여 계산한다. 그리고, 상기 SINR 계산부(515)는 상기 채널들 각각에 대해 계산된 이동 통신 단말 관점의 SINR들 중 제1임계값을 초과하는 이동 통신 단말 관점의 SINR을 갖는 D2D 페어를 해당 채널의 후보 구성원들로 결정한다.
상기한 바와 같이 각 채널 별로 후보 구성원들이 결정되면, 상기 SINR 계산부(510)는 각 채널 별로 해당 후보 구성원들 각각에 대해 실질적으로 해당 채널을 할당할 지 여부를 여부를 결정한다. 구체적으로, 본 발명의 제2실시 예에 따른 상기 SINR 계산부(510)는 선택된 채널의 후보 구성원들을 대상으로, 각 후보 구성원들이 추가로 상기 선택된 채널에 할당된 경우를 가정하여 상기 <수학식 1>에 따른 이동 통신 단말 관점의 SINR을 계산하여 상기 제1임계값과 초과하지 않는 경우를 선별한다. 만약, 상기 제1임계값을 초과하지 않는 이동 통신 단말 관점의 SINR이 존재하면, 상기 스케쥴러(515)는 상기 후보 구성원에게 해당 채널을 할당하지 않기로 결정하고, 상기 채널의 후보 구성원들 중 상기 후보 구성원을 삭제한다. 만약, 상기 상기 제1임계값을 초과하는 이동 통신 단말 관점의 SINR이 최대값을 갖는 후보 구성원의 경우, 상기 SINR 계산부(510)는 상기 후보 구성원이 할당된 경우를 가정하고, 상기 후보 구성원에 대응하는 D2D 페어 관점의 SINR을 상기 <수학식 2>를 사용하여 계산한다. 그리고, 상기 후보 구성원을 포함하는, 이미 해당 채널이 할당된 D2D 페어들 관점의 SINR을 계산한다. 이후, 상기 스케쥴러는 상기 후보 구성원에 대응하는 D2D 페어 관점의 SINR 및 이미 해당 단위 자원이 할당된 D2D 페어들 관점의 SINR 모두가 상기 제2임계값을 초과하는 지 비교한다. 상기 비교 결과, 상기 후보 구성원에 대응하는 D2D 페어 관점의 SINR 및 이미 해당 단위 자원이 할당된 D2D 페어들 관점의 SINR 모두가 상기 제2임계값을 초과하는 경우에만 상기 후보 구성원에게 해당 채널을 할당한다. 그리고, 상기 기지국(500)은 자신의 서비스 커버리지 내에 위치한 모든 D2D페어들 각각에 대해 자원 할당 여부가 상기 동작을 반복한다.
도 6a는 본 발명의 실시 예들에 따라 D2D를 지원하는 공간 재사용 자원 할당에 따른 비교 대상이 되는 후보 구성원의 수를 기존 자원 할당과 비교한 그래프이다.
도 6a를 참조하면, 기존 스케쥴링 방식에 의해서 채널 별 중첩 할당 즉, 자원 공유를 고려하지 않고 D2D를 위한 자원 할당을 수행할 경우, 채널 별로 자원을 할당할 후보 D2D 페어의 수가 증가함에 따라 비교해야 할 후보의 수가 선형적으로 증가함을 볼 수 있다. 반면, 본 발명의 실시 예들에서와 같이 채널 별 자원의 공유를 고려하여 D2D를 위한 공간 재사용 자원 할당을 수행할 경우, 채널 별로 자원을 공유할 후보 D2D 페어의 수가 증가함에 따라 비교해야 할 후보의 수가 지수적으로 증가함을 볼 수 있다.
도 6b는 본 발명의 실시 예들에 따라 공용 자원이 할당된 D2D 페어와 이동 통신 단말과의 거리에 따라 성능 손실을 비교한 그래프이다.
도 6b를 참조하면, 이동 통신 단말의 자원을 공유한 D2D 페어와 상기 이동 통신 단말간의 거리가 멀수록 성능 손실이 낮아짐을 알 수 있다.
결과적으로, 본 발명의 제3실시 예를 사용할 경우, 비교해야 할 후보 D2D 페어의 수는 기존 방식에 비해 크게 늘지 않으면서, 자원을 공유하는 이동 통신 단말의 성능은 유지되는 효과에 도달하게 된다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허 청구의 범위뿐만 아니라 이 특허 청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (14)

  1. 통신 시스템에서 단말간 직접 통신을 위한 자원 스케쥴링 방법에 있어서,
    기지국이 점유하는 이동 통신 자원을 분할한 채널 별로 상기 기지국과 통신하는 이동 통신 단말을 선택하는 과정과,
    상기 채널 별로 상기 선택된 이동 통신 단말 및 상기 기지국의 서비스 커버리지 내에 위치한 단말간 직접 통신을 위한 단말 페어들 각각이 할당된 경우를 가정하여 상기 이동 통신 단말의 신호 대 간섭 잡음비를 계산하는 과정과,
    상기 채널 별로 상기 계산된 이동 통신 단말의 신호 대 간섭 잡음비와 제1임계값을 비교하여, 상기 채널 별로 상기 제1임계값을 초과하는 신호 대 간섭 잡음 비를 갖는 단말 페어들을 해당 채널을 공유하는 조합의 후보 구성원으로 결정하는 과정과,
    상기 채널 별로 결정된 조합의 후보 구성원들 각각에 대해 해당 채널을 할당할 지 여부를 결정하는 과정을 포함하는 단말간 직접 통신을 위한 자원 스케쥴링 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 채널 별로 결정된 조합의 후보 구성원들 각각에 대해 해당 채널을 할당할 지 여부를 결정하는 과정은,
    상기 채널 중 D2D 페어 할당을 수행할 제 1 채널을 선택하고, 상기 제1 채널에 대응되는 조합의 모든 후보 구성원들로 구성되는 제1조합을 선택하고, 상기 제1 채널이 상기 제1조합의 후보 구성원들 각각에 대해 할당된 경우를 가정하여 상기 제1조합의 후보 구성원들 각각에 대해 상기 제1 채널이 할당된 이동 통신 단말의 신호 대 간섭 잡음비를 계산하는 과정과,
    상기 이동 통신 단말의 신호 대 간섭 잡음비들 중 최대값을 갖는 제1단말 페어를 선택하고, 상기 최대값과 상기 제 1 임계값을 비교하는 과정과,
    상기 비교 결과 상기 제 1 임계값 이하인 경우 상기 제 1 단말 페어에게 상기 제1채널을 할당하지 않도록 결정하고, 상기 제1조합의 후보 구성원들에서 상기 제 1단말 페어를 제거하고, 상기 제1단말 페어를 제외한 상기 제1조합의 후보 구성원들 중 상기 제1채널의 할당 여부가 결정되지 않은 나머지 후보 구성원의 존재 여부를 확인하는 과정과,
    상기 확인 결과, 상기 나머지 후보 구성원이 존재하는 경우, 상기 나머지 후보 구성원에게 상기 제1채널의 추가 할당 여부를 결정하는 과정을 더 포함하는 단말간 직접 통신을 위한 자원 스케쥴링 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 비교 결과 상기 제1임계값을 초과하는 경우, 상기 제1채널이 추가로 상기 제1단말 페어에게 할당된 경우를 가정하여, 상기 제1단말 페어와 상기 제1채널이 할당된 이동 통신 단말간의 제1신호 대 간섭 잡음비를 계산하고, 상기 제1단말 페어와 상기 제1채널을 이미 할당받은 단말 페어들 간의 제2신호 대 간섭 잡음 비를 계산하는 과정과,
    상기 제1신호대 간섭 잡음비와 상기 제2신호대 간섭 잡음비를 제2임계값과 비교하는 과정과,
    상기 비교 결과, 상기 제1신호 대 간섭 잡음비 및 상기 제2신호 대 간섭 잡음 비가 상기 제2임계값을 초과하는 경우, 상기 제1단말 페어에게 상기 제1채널을 할당하는 과정을 포함하는 단말간 직접 통신을 위한 자원 스케쥴링 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    기 비교 결과, 상기 제1신호 대 간섭 잡음비 및 상기 제2신호 대 간섭 잡음 비 중 적어도 하나가 상기 제2임계값 이하이면, 상기 제1단말 페어에게 상기 제1채널을 할당하지 않도록 결정하고, 상기 제 1 조합의 후보 구성원들에서 상기 제 1 단말 페어를 제거하는 과정과,
    상기 제1단말 페어를 제외한 상기 제1조합의 후보 구성원들 중 상기 나머지 후보 구성원들이 존재할 경우, 상기 나머지 후보 구성원들에게 상기 제1채널의 추가 할당 여부를 결정하는 과정을 더 포함하는 단말간 직접 통신을 위한 자원 스케쥴링 방법.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제1단말 페어에게 상기 제1채널을 할당 후, 상기 제1조합의 후보 구성원들에서 상기 제 1 단말 페어를 삭제하고, 상기 나머지 후보 구성원이 존재하는 지 확인하는 과정과,
    상기 확인 결과 상기 나머지 후보 구성원이 존재하지 않는 경우, 상기 기지국의 서비스 커버리지 내에 위치한 상기 단말 페어들에 대해 해당 채널의 할당 여부가 결정되지 않은 채널의 존재 여부를 확인하는 과정과,
    상기 확인 결과, 해당 채널의 할당 여부가 결정되지 않은 채널이 적어도 하나 존재하는 경우, 상기 적어도 하나의 채널에 대해 해당 채널에 대응되는 조합을 구성하는 후보 구성원들 각각에 대해 해당 채널을 할당할 지 여부를 결정하는 과정을 더 포함하는 단말간 직접 통신을 위한 자원 스케쥴링 방법.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 비교 결과 상기 제 1 임계값을 초과하는 경우, 상기 제 1 단말 페어와 상기 제1채널이 할당된 단말 페어들 각각과의 거리를 계산하는 과정과,
    상기 계산된 거리들 각각과 제 3임계값을 비교하는 과정과,
    상기 비교 결과 상기 계산된 거리들 모두 상기 제3임계값을 초과하는 경우, 상기 제1단말 페어에게 상기 제1채널을 추가로 할당하는 과정과,
    상기 비교 결과 상기 계산된 거리들 중 상기 제3임계값 이하인 거리가 적어도 하나 존재할 경우, 상기 제1단말 페어에게 상기 제1채널을 추가로 할당하지 않기로 결정하는 과정을 포함하는 단말간 직접 통신을 위한 자원 스케쥴링 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제 1 단말 페어와 상기 제1채널이 할당된 단말 페어들 각각과의 거리는, 상기 제1단말 페어와 상기 제1채널이 할당된 단말 페어들 각각을 구성하는 단말들 각각에서 추정한 위치 정보 값을 기지국이 수신하거나, 상기 기지국에서 측정한 상기 단말들 각각의 도래각(Direction Of Arrival) 중 하나 이상의 정보를 이용하여 획득하는 과정을 포함하는 단말간 직접 통신을 위한 자원 스케쥴링 방법.
  8. 통신 시스템에서 단말간 직접 통신을 위한 자원 스케쥴링 장치에 있어서,
    기지국이 점유하는 이동 통신 자원을 분할한 채널 별로 상기 기지국과 통신하는 이동 통신 단말을 선택하고, 상기 채널 별로 상기 선택된 이동 통신 단말 및 상기 기지국의 서비스 커버리지 내에 위치한 단말간 직접 통신을 위한 단말 페어들 각각이 할당된 경우를 가정하여 상기 이동 통신 단말의 신호 대 간섭 잡음비를 계산하는 SINR부와,
    상기 채널 별로 상기 계산된 이동 통신 단말의 신호 대 간섭 잡음비와 제1임계값을 비교하여, 상기 채널 별로 상기 제1임계값을 초과하는 신호 대 간섭 잡음 비를 갖는 단말 페어들을 해당 채널을 공유하는 조합의 후보 구성원으로 결정하고, 상기 채널 별로 결정된 조합의 후보 구성원들 각각에 대해 해당 채널을 할당할 지 여부를 결정하는 스케쥴링부를 포함하는 단말간 직접 통신을 위한 자원 스케쥴링 장치.
  9. 제8에 있어서,
    상기 채널 중 D2D 페어 할당을 수행할 제1채널을 선택하고, 상기 제1채널에 대응되는 조합의 모든 후보 구성원들로 구성되는 제1조합을 선택하고, 상기 제1채널이 상기 제1조헙의 후보 구성원들 각각에 할당된 경우를 가정하여, 상기 SINR 계산부가 상기 제1조합의 후보 구성원들 각각에 대해 상기 제1채널이 할당된 이동 통신 단말의 신호 대 간섭 잡음비를 계산하고,
    상기 스케쥴러는, 상기 이동 통신 단말의 신호 대 간섭 잡음비들 중 최대값을 갖는 제1단말 페어를 선택하고, 상기 최대값과 상기 제 1 임계값을 비교하고, 상기 비교 결과 상기 제 1 임계값 이하인 경우 상기 제 1 단말 페어에게 상기 제1채널을 할당하지 않도록 결정하고, 상기 제1조합의 후보 구성원들에서 상기 제1단말 페어를 제거하고, 상기 제1단말 페어를 제외한 상기 제1조합의 후보 구성원들 중 상기 제1채널의 할당 여부가 결정되지 않은 나머지 후보 구성원의 존재 여부를 확인하고, 상기 확인 결과, 상기 나머지 후보 구성원이 존재할 경우, 상기 나머지 후보 구성원이 존재하는 경우, 상기 나머지 후보 구성원에게 상기 제1채널의 추가 할당 여부를 결정함을 특징으로 하는 단말간 직접 통신을 위한 자원 스케쥴링 장치.
  10. 제9에 있어서,
    상기 비교 결과 상기 제1임계값을 초과하는 경우, 상기 SINR 계산부는 상기 제1채널이 추가로 상기 제1단말 페어에게 할당된 경우를 가정하여, 상기 제1단말 페어와 상기 제1채널이 할당된 이동 통신 단말간의 제1신호 대 간섭 잡음비를 계산하고, 상기 제1단말 페어와 상기 제1채널을 이미 할당받은 단말 페어들 간의 제2신호 대 간섭 잡음 비를 계산하고,
    상기 스케쥴러는 상기 제1 신호 대 간섭 잡음비 및 상기 제2 신호 대 간섭 잡음 비를 제2임계값과 비교하고, 상기 비교 결과, 상기 제1 신호 대 간섭 잡음비 및 상기 제2신호 대 간섭 잡음 비가 상기 제2임계값을 초과하는 경우, 상기 제1단말 페어에게 상기 제1채널을 할당함을 특징으로 하는 단말간 직접 통신을 위한 자원 스케쥴링 장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 스케쥴러는,
    상기 비교 결과, 상기 제1 신호 대 간섭 잡음비 및 상기 제2신호 대 간섭 잡음 비 중 적어도 하나가 상기 제2임계값 이하이면, 상기 제1단말 페어에게 상기 제1채널을 할당하지 않도록 결정하고, 상기 제 1 조합의 후보 구성원들에서 상기 제 1 단말 페어를 제거하고, 상기 제1단말 페어를 제외한 상기 제1조합의 후보 구성원들 중 상기 나머지 후보 구성원들이 존재할 경우, 상기 나머지 후보 구성원들에게 상기 제1채널의 추가 할당 여부를 결정함을 특징으로 하는 단말간 직접 통신을 위한 자원 스케쥴링 장치.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 스케쥴러는,
    상기 제1단말 페어에게 상기 제1채널을 할당 후, 상기 제1조합의 후보 구성원들에서 상기 제1단말 페어를 삭제하고, 상기 나머지 후보 구성언이 존재하는 지 확인하는 과정과,
    상기 확인 결과 상기 나머지 후보 구성원이 존재하지 않는 경우, 상기 기지국의 서비스 커버리지 내에 위치한 상기 단말 페어들에 대해 해당 채널의 할당 여부가 결정되지 않은 채널의 존재 여부를 확인하고, 상기 확인 결과 해당 채널의 할당 여부가 결정되지 않은 채널이 적어도 하나 존재하는 경우, 상기 적어도 하나의 채널에 대해 해당 채널에 대응되는 조합을 구성하는 후보 구성원들 각각에 대해 해당 채널을 할당할 지 여부를 결정함을 특징으로 하는 단말간 직접 통신을 위한 자원 스케쥴링 장치.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 스케쥴러는
    상기 비교 결과 상기 제 1 임계값을 초과하는 경우, 상기 제 1 단말 페어와 상기 제1채널이 할당된 단말 페어들 각각과의 거리를 계산하고, 상기 계산된 거리들 각각과 제 3임계값을 비교하고, 상기 비교 결과 상기 계산된 거리들 모두 상기 제3임계값을 초과하는 경우, 상기 제1단말 페어에게 상기 제1채널을 추가로 할당하고,
    상기 비교 결과 상기 계산된 거리들 중 상기 제3임계값 이하인 거리가 적어도 하나 존재할 경우, 상기 제1단말 페어에게 상기 제1채널을 추가로 할당하지 않기로 결정함을 특징으로 하는 단말간 직접 통신을 위한 자원 스케쥴링 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제 1 단말 페어와 상기 제1채널이 할당된 단말 페어들 각각과의 거리는, 상기 제1단말 페어와 상기 제1채널이 할당된 단말 페어들 각각을 구성하는 단말들 각각에서 추정한 위치 정보 값을 기지국이 수신하거나, 상기 기지국에서 측정한 상기 단말들 각각의 도래각(Direction Of Arrival) 중 하나 이상의 정보를 이용하여 획득함을 특징으로 하는 단말간 직접 통신을 위한 자원 스케쥴링 장치.
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