KR20140058644A

KR20140058644A - 단말 간 직접 통신을 수행하는 방법과 이를 지원하는 방법 및 이를 위한 장치

Info

Publication number: KR20140058644A
Application number: KR1020147007651A
Authority: KR
Inventors: 임동국; 조한규; 박규진
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2011-08-25
Filing date: 2012-08-27
Publication date: 2014-05-14
Also published as: WO2013028044A3; US9319931B2; WO2013028044A2; US20140219095A1

Abstract

단말 간 직접 통신을 수행하는 방법과 이를 지원하는 방법 및 이를 위한 장치가 개시된다. 단말 간(Device-to-Device, D2D) 통신을 지원하는 무선통신 시스템에서 기지국이 D2D 통신을 지원하는 방법은, D2D 통신을 원하는 요청 신호인 전송 요청 신호를 수신한 적어도 하나의 D2D 단말로부터 D2D 단말들 간의 링크에 대한 수신신호 세기 또는 신호 대 잡음비(Signal to Noise Ratio, SNR) 정보 및 상기 전송 요청 신호를 전송한 적어도 하나의 다른 D2D 단말로 인한 간섭의 정도에 대한 정보 중 적어도 하나의 정보를 포함하는 D2D 링크 정보를 수신하는 단계; 상기 수신한 D2D 단말들 간의 링크에 대한 수신신호 세기 또는 SNR 정보 및 상기 간섭의 정도에 대한 정보 중 적어도 하나의 정보에 기초하여 D2D 단말들 간의 적어도 하나의 D2D 링크를 설정하는 단계를 포함하되, 상기 설정된 D2D 링크 정보는 D2D 통신을 수행할 D2D 단말 페어에 대한 정보를 포함할 수 있다.

Description

단말 간 직접 통신을 수행하는 방법과 이를 지원하는 방법 및 이를 위한 장치{METHOD OF PERFORMING DIRECT COMMUNICATION BETWEEN TERMINALS, METHOD OF SUPPORTING SAME, AND APPARATUS FOR SAME}

본 발명은 무선통신에 관한 것으로, 보다 상세하게는 단말 간 직접 통신을 수행하는 방법과 이를 지원하는 방법 및 이를 위한 장치에 관한 것이다.

최근 스마트폰과 태블릿 PC가 보급되고 고용량 멀티미디어 통신이 활성화되면서 모바일 트래픽이 급격하게 증가하고 있다. 앞으로의 모바일 트래픽의 증가 추세가 해마다 약 2배 정도의 트래픽 증가가 예상된다. 이러한 모바일 트래픽의 대부분은 기지국을 통해 전송되고 있기 때문에 통신 서비스 사업자들은 당장 심각한 망 부하 문제에 직면해 있다. 이에 통신 사업자들은 증가하는 트래픽을 처리하기 위해 망 설비를 증가하고, 모바일 WiMAX, LTE(Long Term Evolution)와 같이 많은 양의 트래픽을 효율적으로 처리할 수 있는 차세대 이동통신 표준을 서둘러 상용화해왔다. 하지만 앞으로 더욱 급증하게 될 트래픽의 양을 감당하기 위해서는 또 다른 해결책이 필요한 시점이다.

기기 간 직접(device-to-device, D2D) 통신은 기지국과 같은 기반 시설을 이용하지 않고 인접한 노드 사이에 트래픽을 직접 전달하는 분산형 통신 기술이다. D2D 통신 환경에서 휴대 단말 등 각 노드는 스스로 물리적으로 인접한 다른 단말을 찾고, 통신 세션을 설정한 뒤 트래픽을 전송한다. 이처럼 D2D 통신은 기지국으로 집중되는 트래픽을 분산시켜 트래픽 과부화 문제를 해결할 수 있기 때문에 4G 이후의 차세대 이동통신 기술의 요소 기술로써 각광을 받고 있다. 이러한 이유로 3GPP나 IEEE 등의 표준 단체는 LTE-A 나 Wi-Fi에 기반하여 D2D 통신 표준 제정을 추진하고 있으며, 퀄컴 등에서도 독자적인 D2D 통신 기술을 개발하고 있다.

D2D 통신은 이동통신 시스템의 성능을 높이는데 기여할뿐만 아니라 새로운 통신 서비스를 창출할 것으로도 기대된다. 또한 인접성 기반의 소셜 네트워크 서비스나 네트워크 게임 등의 서비스를 지원할 수 있다. D2D 링크를 릴레이로 활용하여 음영지역 단말의 연결성 문제를 해결할 수도 있다. 이처럼 D2D 기술은 다양한 분야에서 새로운 서비스를 제공해 줄 것으로 예상된다.

사실 적외선 통신, ZigBee, RFID(radio frequency identification)와 이에 기반한 NFC(near field communi- cations) 등의 기기 간 통신 기술은 이미 널리 사용되고 있다. 하지만 이 기술들은 굉장히 제한적인 거리(1m 내외) 내에서 특수한 목적의 통신만을 지원하기 때문에 엄밀하게는 기지국의 트래픽을 분산시키는 D2D 통신 기술로 분류하기 어렵다.

지금까지 D2D 통신에 대해 설명하였으나, 아직까지는 중앙집중화된(centralized) 스케줄링에 의해 D2D 통신을 위한 방법에 대해서는 구체적으로 제안된 바가 없었다.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제는 단말 간(Device-to-Device, D2D) 통신을 지원하는 무선통신 시스템에서 단말 간 직접 통신을 수행하는 D2D 단말이 통신을 수행하는 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명에서 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 단말 간(Device-to-Device, D2D) 통신을 지원하는 무선통신 시스템에서 기지국이 D2D 통신을 지원하는 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명에서 또 다른 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 단말 간(Device-to-Device, D2D) 통신을 지원하는 무선통신 시스템에서 단말 간 직접 통신을 수행하는 D2D 단말을 제공하는 데 있다.

본 발명에서 또 다른 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 단말 간(Device-to-Device, D2D) 통신을 지원하는 무선통신 시스템에서 D2D 통신을 지원하는 기지국을 제공하는 데 있다.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 상기 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명에 따른 단말 간(Device-to-Device, D2D) 통신을 지원하는 무선통신 시스템에서 단말 간 직접 통신을 수행하는 D2D 단말이 통신을 수행하는 방법은, 적어도 하나의 다른 D2D 단말로부터 각각 D2D 통신을 원하는 요청 신호인 전송 요청 신호를 수신하는 단계; 상기 수신한 적어도 하나의 전송 요청 신호에 대한 수신신호 세기 또는 신호 대 잡음비(Signal to Noise Ratio, SNR)를 측정하는 단계; 상기 측정에 기초하여 상기 D2D 단말과 상기 적어도 하나의 다른 D2D 단말간의 D2D 링크에 대한 수신신호 세기 또는 SNR 정보 및 상기 적어도 하나의 다른 D2D 단말로 인한 간섭의 정도에 대한 정보 중 적어도 하나의 정보를 포함하는 D2D 링크 정보를 생성하는 단계; 및 상기 생성된 D2D 링크 정보와 상기 D2D 통신을 위한 대역폭 요청을 기지국으로 전송하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 전송 요청 신호는 상기 전송 요청 신호를 전송하는 전송 D2D 단말 및 상기 전송 요청 신호를 수신하는 수신 D2D 단말의 식별자, 서비스 품질(QoS) 정보, 전송 파워 레벨 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 D2D 링크 정보는 상기 D2D 단말과 D2D 통신을 원하는 전송 요청 신호를 전송한 적어도 하나의 다른 D2D 단말 간의 D2D 링크 정보이다. 상기 D2D 링크 정보는 상기 D2D 단말과 채널 상태가 가장 양호한 다른 D2D 단말 간의 D2D 링크에 대한 수신신호 세기 또는 SNR 정보를 포함할 수 있다. 상기 생성된 D2D 링크 정보는 데이터 채널, 상기 대역폭 요청은 제어 채널을 통해 전송될 수 있다.

상기의 다른 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명에 따른 단말 간(Device-to-Device, D2D) 통신을 지원하는 무선통신 시스템에서 기지국이 D2D 통신을 지원하는 방법은, D2D 통신을 원하는 요청 신호인 전송 요청 신호를 수신한 적어도 하나의 D2D 단말로부터 D2D 단말들 간의 링크에 대한 수신신호 세기 또는 신호 대 잡음비(Signal to Noise Ratio, SNR) 정보 및 상기 전송 요청 신호를 전송한 적어도 하나의 다른 D2D 단말로 인한 간섭의 정도에 대한 정보 중 적어도 하나의 정보를 포함하는 D2D 링크 정보를 수신하는 단계; 상기 수신한 D2D 단말들 간의 링크에 대한 수신신호 세기 또는 SNR 정보 및 상기 간섭의 정도에 대한 정보 중 적어도 하나의 정보에 기초하여 D2D 단말들 간의 적어도 하나의 D2D 링크를 설정하는 단계를 포함하되, 상기 설정된 D2D 링크 정보는 D2D 통신을 수행할 D2D 단말 페어에 대한 정보를 포함할 수 있다. 상기 수신된 D2D 링크 정보는 상기 전송 요청 신호를 전송한 적어도 하나의 D2D 단말 및 상기 전송 요청 신호를 수신한 적어도 하나의 D2D 단말의 식별자와 상기 전송 요청 신호를 전송한 상기 적어도 하나의 D2D 단말의 서비스 품질(QoS) 정보를 더 포함하며, 상기 D2D 링크 설정 단계는 상기 서비스 품질을 더 고려하여 상기 D2D 단말들 간의 D2D 링크를 설정한다. 상기 설정된 적어도 하나의 D2D 링크들 간의 간섭 정도를 고려하여 상기 설정된 적어도 하나의 D2D 링크에 대해 자원을 할당하는 단계를 더 포함할 수 있다. 서로 간섭을 미치지 않는 상기 설정된 적어도 하나의 D2D 링크들 간에 대해서는 동일한 자원을 할당할 수 있다. 서로 간섭을 미치는 상기 설정된 적어도 하나의 D2D 링크들 간에 대해서는 서로 다른 자원을 할당할 수 있다.

상기의 또 다른 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명에 따른 단말 간(Device-to-Device, D2D) 통신을 지원하는 무선통신 시스템에서 단말 간 직접 통신을 수행하는 D2D 단말은, 적어도 하나의 다른 D2D 단말로부터 각각 D2D 통신을 원하는 요청 신호인 전송 요청 신호를 수신하는 수신기; 상기 수신한 적어도 하나의 전송 요청 신호에 대한 수신신호 세기 또는 신호 대 잡음비(Signal to Noise Ratio, SNR)를 측정하고, 상기 측정에 기초하여 상기 D2D 단말과 상기 적어도 하나의 다른 D2D 단말간의 D2D 링크에 대한 수신신호 세기 또는 SNR 정보 및 상기 적어도 하나의 다른 D2D 단말로 인한 간섭의 정도에 대한 정보 중 적어도 하나의 정보를 포함하는 D2D 링크 정보를 생성하는 프로세서; 및 상기 생성된 D2D 링크 정보와 상기 D2D 통신을 위한 대역폭 요청을 기지국으로 전송하는 송신기를 포함할 수 있다.

상기의 또 다른 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명에 따른 단말 간(Device-to-Device, D2D) 통신을 지원하는 무선통신 시스템에서 D2D 통신을 지원하는 기지국은, D2D 통신을 원하는 요청 신호인 전송 요청 신호를 수신한 적어도 하나의 D2D 단말로부터 D2D 단말들 간의 링크에 대한 수신신호 세기 또는 신호 대 잡음비(Signal to Noise Ratio, SNR) 정보 및 상기 전송 요청 신호를 전송한 적어도 하나의 다른 D2D 단말로 인한 간섭의 정도에 대한 정보 중 적어도 하나의 정보를 포함하는 D2D 링크 정보를 수신하는 수신기; 상기 수신한 D2D 단말들 간의 링크에 대한 수신신호 세기 또는 SNR 정보 및 상기 간섭의 정도에 대한 정보 중 적어도 하나의 정보에 기초하여 D2D 단말들 간의 적어도 하나의 D2D 링크를 설정하는 프로세서를 포함하되, 상기 설정된 D2D 링크 정보는 D2D 통신을 수행할 D2D 단말 페어에 대한 정보를 포함할 수 있다. 상기 수신된 D2D 링크 정보는 상기 전송 요청 신호를 전송한 적어도 하나의 D2D 단말 및 상기 전송 요청 신호를 수신한 적어도 하나의 D2D 단말의 식별자와 상기 전송 요청 신호를 전송한 상기 적어도 하나의 D2D 단말의 서비스 품질(QoS) 정보를 더 포함하며, 상기 프로세서는 상기 D2D 링크 설정에서 상기 서비스 품질을 더 고려하여 상기 D2D 단말들 간의 D2D 링크를 설정할 수 있다. 상기 프로세서는 상기 설정된 적어도 하나의 D2D 링크들 간의 간섭 정도를 고려하여 상기 설정된 적어도 하나의 D2D 링크에 대해 자원을 할당할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따라, D2D 단말들은 최적의 D2D 링크 및 최적으로 할당된 자원을 이용하여 D2D 통신을 효율적으로 수행할 수 있다.

본 발명에서 얻은 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는, 첨부 도면은 본 발명에 대한 실시예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 설명한다.
도 1은 무선 통신 시스템(100)에서의 기지국(105) 및 단말(110)의 구성을 도시한 블록도이다.
도 2는 D2D 통신을 위한 프레임 구조를 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 D2D 통신을 위해 주변 단말을 탐색하는 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 4는 D2D 링크를 위한 D2D 링크 설정 및 자원 할당을 설명하기 위한 예시적 도면이다.
도 5는 D2D 단말이 D2D 통신을 통해서 데이터를 전송하기 위한 과정을 설명하기 위한 예시적 도면이다.

본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다. 이하의 상세한 설명은 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해서 구체적 세부사항을 포함한다. 그러나, 당업자는 본 발명이 이러한 구체적 세부사항 없이도 실시될 수 있음을 안다. 예를 들어, 이하의 상세한 설명은 이동통신 시스템이 3GPP LTE, LTE-A 시스템인 경우를 가정하여 구체적으로 설명하나, 3GPP LTE, LTE-A의 특유한 사항을 제외하고는 다른 임의의 이동통신 시스템에도 적용 가능하다.

몇몇 경우, 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시될 수 있다. 또한, 본 명세서 전체에서 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하여 설명한다.

아울러, 이하의 설명에 있어서 단말은 UE(User Equipment), MS(Mobile Station), AMS(Advanced Mobile Station) 등 이동 또는 고정형의 사용자단 기기를 통칭하는 것을 가정한다. 또한, 기지국은 Node B, eNode B, Base Station, AP(Access Point) 등 단말과 통신하는 네트워크 단의 임의의 노드를 통칭하는 것을 가정한다. 본 명세서에서는 IEEE 802.16 시스템에 근거하여 설명하지만, 본 발명의 내용들은 각종 다른 통신 시스템에도 적용가능하다.

이동 통신 시스템에서 단말(User Equipment)은 기지국으로부터 하향링크(Downlink)를 통해 정보를 수신할 수 있으며, 단말은 또한 상향링크(Uplink)를 통해 정보를 전송할 수 있다. 단말이 전송 또는 수신하는 정보로는 데이터 및 다양한 제어 정보가 있으며, 단말이 전송 또는 수신하는 정보의 종류 용도에 따라 다양한 물리 채널이 존재한다.

이하의 기술은 CDMA(code division multiple access), FDMA(frequency division multiple access), TDMA(time division multiple access), OFDMA(orthogonal frequency division multiple access), SC-FDMA(single carrier frequency division multiple access) 등과 같은 다양한 무선 접속 시스템에 사용될 수 있다. CDMA는 UTRA(Universal Terrestrial Radio Access)나 CDMA2000과 같은 무선 기술(radio technology)로 구현될 수 있다. TDMA는 GSM(Global System for Mobile communications)/GPRS(General Packet Radio Service)/EDGE(Enhanced Data Rates for GSM Evolution)와 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. OFDMA는 IEEE 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802-20, E-UTRA(Evolved UTRA) 등과 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. UTRA는 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)의 일부이다. 3GPP(3rd Generation Partnership Project) LTE(long term evolution)는 E-UTRA를 사용하는 E-UMTS(Evolved UMTS)의 일부로서 하향링크에서 OFDMA를 채용하고 상향링크에서 SC-FDMA를 채용한다. LTE-A(Advanced)는 3GPP LTE의 진화된 버전이다.

또한, 이하의 설명에서 사용되는 특정(特定) 용어들은 본 발명의 이해를 돕기 위해서 제공된 것이며, 이러한 특정 용어의 사용은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경될 수 있다.

도 1은 무선 통신 시스템(100)에서의 기지국(105) 및 단말(110)의 구성을 도시한 블록도이다.

무선 통신 시스템(100)을 간략화하여 나타내기 위해 하나의 기지국(105)과 하나의 단말(110)(D2D 단말을 포함)을 도시하였지만, 무선 통신 시스템(100)은 하나 이상의 기지국 및/또는 하나 이상의 단말을 포함할 수 있다.

도 1을 참조하면, 기지국(105)은 송신(Tx) 데이터 프로세서(115), 심볼 변조기(120), 송신기(125), 송수신 안테나(130), 프로세서(180), 메모리(185), 수신기(190), 심볼 복조기(195), 수신 데이터 프로세서(197)를 포함할 수 있다. 그리고, 단말(110)은 송신(Tx) 데이터 프로세서(165), 심볼 변조기(175), 송신기(175), 송수신 안테나(135), 프로세서(155), 메모리(160), 수신기(140), 심볼 복조기(155), 수신 데이터 프로세서(150)를 포함할 수 있다. 송수신 안테나(130, 135)가 각각 기지국(105) 및 단말(110)에서 하나로 도시되어 있지만, 기지국(105) 및 단말(110)은 복수 개의 송수신 안테나를 구비하고 있다. 따라서, 본 발명에 따른 기지국(105) 및 단말(110)은 MIMO(Multiple Input Multiple Output) 시스템을 지원한다. 또한, 본 발명에 따른 기지국(105)은 SU-MIMO(Single User-MIMO) MU-MIMO(Multi User-MIMO) 방식 모두를 지원할 수 있다.

하향링크 상에서, 송신 데이터 프로세서(115)는 트래픽 데이터를 수신하고, 수신한 트래픽 데이터를 포맷하여, 코딩하고, 코딩된 트래픽 데이터를 인터리빙하고 변조하여(또는 심볼 매핑하여), 변조 심볼들("데이터 심볼들")을 제공한다. 심볼 변조기(120)는 이 데이터 심볼들과 파일럿 심볼들을 수신 및 처리하여, 심볼들의 스트림을 제공한다.

심볼 변조기(120)는, 데이터 및 파일럿 심볼들을 다중화하여 이를 송신기(125)로 전송한다. 이때, 각각의 송신 심볼은 데이터 심볼, 파일럿 심볼, 또는 제로의 신호 값일 수도 있다. 각각의 심볼 주기에서, 파일럿 심볼들이 연속적으로 송신될 수도 있다. 파일럿 심볼들은 주파수 분할 다중화(FDM), 직교 주파수 분할 다중화(OFDM), 시분할 다중화(TDM), 또는 코드 분할 다중화(CDM) 심볼일 수 있다.

송신기(125)는 심볼들의 스트림을 수신하여 이를 하나 이상의 아날로그 신호들로 변환하고, 또한, 이 아날로그 신호들을 추가적으로 조절하여(예를 들어, 증폭, 필터링, 및 주파수 업 컨버팅(upconverting) 하여, 무선 채널을 통한 송신에 적합한 하향링크 신호를 발생시킨다. 그러면, 송신 안테나(130)는 발생된 하향링크 신호를 단말로 전송한다.

단말(110)의 구성에서, 수신 안테나(135)는 기지국으로부터의 하향링크 신호를 수신하여 수신된 신호를 수신기(140)로 제공한다. 수신기(140)는 수신된 신호를 조정하고(예를 들어, 필터링, 증폭, 및 주파수 다운컨버팅(downconverting)), 조정된 신호를 디지털화하여 샘플들을 획득한다. 심볼 복조기(145)는 수신된 파일럿 심볼들을 복조하여 채널 추정을 위해 이를 프로세서(155)로 제공한다.

또한, 심볼 복조기(145)는 프로세서(155)로부터 하향링크에 대한 주파수 응답 추정치를 수신하고, 수신된 데이터 심볼들에 대해 데이터 복조를 수행하여, (송신된 데이터 심볼들의 추정치들인) 데이터 심볼 추정치를 획득하고, 데이터 심볼 추정치들을 수신(Rx) 데이터 프로세서(150)로 제공한다. 수신 데이터 프로세서 (150)는 데이터 심볼 추정치들을 복조(즉, 심볼 디-매핑(demapping))하고, 디인터리빙(deinterleaving)하고, 디코딩하여, 전송된 트래픽 데이터를 복구한다.

심볼 복조기(145) 및 수신 데이터 프로세서(150)에 의한 처리는 각각 기지국(105)에서의 심볼 변조기(120) 및 송신 데이터 프로세서(115)에 의한 처리에 대해 상보적이다.

단말(110)은 상향링크 상에서, 송신 데이터 프로세서(165)는 트래픽 데이터를 처리하여, 데이터 심볼들을 제공한다. 심볼 변조기(170)는 데이터 심볼들을 수신하여 다중화하고, 변조를 수행하여, 심볼들의 스트림을 송신기(175)로 제공할 수 있다. 송신기(175)는 심볼들의 스트림을 수신 및 처리하여, 상향링크 신호를 발생시킨다. 그리고 송신 안테나(135)는 발생된 상향링크 신호를 기지국(105)으로 전송한다.

기지국(105)에서, 단말(110)로부터 상향링크 신호가 수신 안테나(130)를 통해 수신되고, 수신기(190)는 수신한 상향링크 신호를 처리되어 샘플들을 획득한다. 이어서, 심볼 복조기(195)는 이 샘플들을 처리하여, 상향링크에 대해 수신된 파일럿 심볼들 및 데이터 심볼 추정치를 제공한다. 수신 데이터 프로세서(197)는 데이터 심볼 추정치를 처리하여, 단말(110)로부터 전송된 트래픽 데이터를 복구한다.

단말(110) 및 기지국(105) 각각의 프로세서(155, 180)는 각각 단말(110) 및 기지국(105)에서의 동작을 지시(예를 들어, 제어, 조정, 관리 등)한다. 각각의 프로세서들(155, 180)은 프로그램 코드들 및 데이터를 저장하는 메모리 유닛(160, 185)들과 연결될 수 있다. 메모리(160, 185)는 프로세서(180)에 연결되어 오퍼레이팅 시스템, 어플리케이션, 및 일반 파일(general files)들을 저장한다.

프로세서(155, 180)는 컨트롤러(controller), 마이크로 컨트롤러(microcontroller), 마이크로 프로세서(microprocessor), 마이크로 컴퓨터(microcomputer) 등으로도 호칭될 수 있다. 한편, 프로세서(155, 180)는 하드웨어(hardware) 또는 펌웨어(firmware), 소프트웨어, 또는 이들의 결합에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어를 이용하여 본 발명의 실시예를 구현하는 경우에는, 본 발명을 수행하도록 구성된 ASICs(application specific integrated circuits) 또는 DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays) 등이 프로세서(155, 180)에 구비될 수 있다.

한편, 펌웨어나 소프트웨어를 이용하여 본 발명의 실시예들을 구현하는 경우에는 본 발명의 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차 또는 함수 등을 포함하도록 펌웨어나 소프트웨어가 구성될 수 있으며, 본 발명을 수행할 수 있도록 구성된 펌웨어 또는 소프트웨어는 프로세서(155, 180) 내에 구비되거나 메모리(160, 185)에 저장되어 프로세서(155, 180)에 의해 구동될 수 있다.

단말과 기지국이 무선 통신 시스템(네트워크) 사이의 무선 인터페이스 프로토콜의 레이어들은 통신 시스템에서 잘 알려진 OSI(open system interconnection) 모델의 하위 3개 레이어를 기초로 제 1 레이어(L1), 제 2 레이어(L2), 및 제 3 레이어(L3)로 분류될 수 있다. 물리 레이어는 상기 제 1 레이어에 속하며, 물리 채널을 통해 정보 전송 서비스를 제공한다. RRC(Radio Resource Control) 레이어는 상기 제 3 레이어에 속하며 UE와 네트워크 사이의 제어 무선 자원들을 제공한다. 단말, 기지국은 무선 통신 네트워크와 RRC 레이어를 통해 RRC 메시지들을 교환할 수 있다.

이하에서 단말이 단말 간 직접 통신(device to device communication(이하, D2D 통신 또는 D2D 직접 통신 등으로 호칭될 수 있다)을 수행하는 경우에 중앙집중화된 스케줄링(centralized scheduling)을 통하여 다른 단말에게 데이터를 전송할 자원(혹은 대역)을 할당 받아 전송을 수행하는 방법을 제안한다. 이러한 제안 방법은 자세한 설명을 위하여 3GPP LTE/LTE-A을 예를 들어 설명하지만, 상기 제안된 발명은 다른 통신 시스템(IEEE 802.16, WiMAX 등)에서 적용되어 사용될 수 있다.

본 발명에서 D2D 통신을 수행하는 단말은 다음 도 2와 같은 프레임 구조를 이용하여 D2D 통신을 수행하게 된다.

도 2는 D2D 통신을 위한 프레임 구조를 예시적으로 나타낸 도면이다.

도 2와 같은 프레임 구조를 이용하여 D2D 통신를 수행하며 도 2에서 나타낸 프레임은 탐색 구간(discovery interval), 요청 및 응답 구간(Req＆Rsp interval), 트래픽 블록 구간(traffic block interval)을 포함할 수 있다. D2D 통신을 수행할 수 있거나 수행하는 단말(이하, D2D 단말이라 칭함)은 상기 탐색 구간(discovery interval)을 통하여 주변에 있는 D2D 단말들의 존재 여부를 판단할 수 있다.

요청 및 응답 구간(Req＆Rsp interval)을 통하여 D2D 통신을 수행하기 위하여 D2D 단말은 상기 요청 및 응답 구간을 통하여 전송 요청 신호(Tx request signal)의 송수신, 기지국으로의 D2D 요청 전송 및 자원 할당(resource allocation, RA) 정보 수신 등과 같은 동작을 수행할 수 있다. 도 2에서 나타낸 각 구간에 대한 이름, 호칭은 일 예일뿐이며 다른 명칭으로도 나타낼 수 있다. 또한 D2D 단말에 대한 동작(operation) 영역은 도 2와 다르게 시간이 아니라 주파수로 구분하여 정의할 수도 있다.

단말은 상기 D2D 통신을 위한 프레임 구조에 대한 정보(예를 들어, 구간 길이(탐색 구간 길이, 요청 및 응답 구간 길이), 주기(period), 심볼/슬롯/서브프레임/의 수에 대한 정보, 시작점 정보(심볼/슬롯/서브프레임의 인덱스 등에 대한 정보)를 기지국으로부터 방송채널(예를 들어, PBCH(Physical Broadcasting CHannel) 혹은 제어채널(예를 들어, PDCCH(Physical Downlink Control CHannel))를 통하여 수신할 수 있다.

단말은 D2D 통신을 수행하기 전에 주변 단말을 파악하기 위해서 D2D 탐색(discovery)를 수행하는데 탐색을 위하여 크게 두 가지 동작을 수행한다. 첫 번째동작으로, 자신의 주변에 있는 단말들이 방송 신호를 통하여 전송하는 탐색 신호를를 수신하고 상기 수신 신호를 통하여 전송한 단말들에 대한 식별자(identifier) 정보를 획득함으로써 자신 주변에 있는 다른 단말들에 대한 존재 여부를 알 수 있다. 그리고 두 번째 동작으로, 단말 자신의 식별자 정보를 탐색 신호를 통하여 방송하여 자신의 존재를 주변의 단말들에게 알리는 동작을 수행한다. 이때 상기 방송하는 탐색 신호는 다른 단말들이 탐색 신호를 전송하기 위해 사용하지 않은 방송 채널 내 자원(즉, 빈 자원)을 이용하여 전송할 수 있다. 이하 도면을 참조하여 D2D 통신을 위해 주변 단말을 탐색하는 방법을 구체적으로 설명한다.

본 명세서에서는 전송 D2D 단말은 전송 요청 신호(Transmit Request signal, TRS)를 신호를 전송한 단말을 의미하고, 수신 D2D 단말은 TRS 신호를 수신한 단말을 의미한다. D2D 단말은 다른 D2D 단말로 TRS 신호를 전송할 수도 있고 다른 D2D 단말로부터 TRS 신호를 수신할 수도 있는데, D2D 단말간에 있어서 TRS 신호를 전송한 경우에는 전송 D2D 단말이 되고, TRS 신호를 수신한 경우에는 수신 D2D 단말이 된다. TRS 신호는 다른 명칭으로도 호칭될 수 있다.

도 3은 D2D 통신을 위해 주변 단말을 탐색하는 방법을 설명하기 위한 개념도이다.

전송 D2D 단말 1(310)은 탐색을 통하여 단말 자신의 주변에 있는 다른 단말들의 존재 여부를 파악한 후 D2D 통신을 수행하기 위하여 주변에 있는 다른 D2D 단말인 수신 D2D 단말 2(320)에게 전송 요청 신호(Transmit Request signal, TRS)를 전송할 수 있다. 상기 TRS는 전송 D2D 단말 1(310))의 식별자, 이 전송 요청 신호를 수신하는 수신 D2D 단말 2(320)의 식별자, 전송 D2D 단말 1(310)의 Qos(Quality of Service), 전송 전력 레벨 등의 정보를 포함할 수 있으며, 방송 채널을 통해 전송될 수 있다.

수신 D2D 단말 2(320)는 주변에 있는 전송 D2D 단말들(310, 330, 340, 350 등)이 전송하는 TRS를 수신할 수 있다. 즉, TRS를 수신하는 D2D 단말 입장에서는 자신 주변의 액티브(active)한 D2D 단말들이 전송하는 TRS를 수신함으로써 자신 주변에서 동작하거나 동작하려는 D2D 단말들의 정보를 파악할 수 있으며, TRS에 대한 수신 신호 세기, 신호 대 잡음비(Signal to Noise Ratio, SNR)등을 측정함으로써 다른 D2D 링크에 의한 혹은 D2D 링크에 대한 간섭의 정도를 측정할 수 있다.

이와 같이, D2D 통신 수행을 위해서 전송 D2D 단말 1(310) 등이 전송하는 TRS를 모니터링하는 수신 D2D 단말 2(320)는 전송 D2D 단말1 (310) 뿐만 아니라 주변 D2D 단말들로부터 수신한 TRS 정보에 기초하여 주변 D2D 링크 및 간섭 정도에 대한 정보(수신신호 세기, SNR)를 측정하고, 측정된 수신신호 세기 또는 SNR, 간섭 정도에 대한 정보를 이용하여 인접 D2D 링크 리스트나 테이블(즉, 수신 D2D 단말 2(320)와 TRS를 전송한 전송 D2D 단말들 간의 수신신호 세기 또는 SNR 값에 기초한 리스트나 테이블)을 작성할 수 있다. 즉, 이 리스트 또는 테이블은 주변 D2D 단말들에 대한 간섭 정도 정보를 포함하고 있을 수 있다. 일 예로서 수신 D2D 단말 2(320)의 입장에서는 주변 D2D 단말이 전송한 TRS를 수신할 때, 수신된 TRS에 목적지(즉 수신자)가 수신 D2D 단말 2(320)로 하지 않은 경우에는 이 신호는 자신에게 간섭으로 작용하는 것으로 사전에 예측할 수 있다. 도 3에서는 수신 D2D 단말 1(320) 뿐만 아니라 다른 수신 D2D 단말이 TRS에 기초하여 작성한 리스트까지 포함되어 도시되어 있다.

상기 수신 D2D 단말 2(320)에 의해서 작성된 리스트 또는 테이블은 D2D 대역폭 요청 또는 D2D 지시자(indicator), D2D 식별자(identifier) 등을 함께 포함하는 D2D 링크 정보를 상향링크 제어 채널(예를 들어, PUCCH(Physical Uplink Control CHannel)이나 또는 상향링크 데이터 채널(예를 들어, PUSCH(Physical Uplink Shared CHannel)를 통하여 기지국으로 전송할 수 있다. 여기서, D2D 단말 2(320)에 의해서 작성된 리스트 또는 테이블과 대역폭 요청 또는 D2D 지시자, D2D 식별자(identifier)를 포함하여 D2D 링크 정보라고 칭한다.

또한 D2D 단말 2(320)가 전송하는 리스트 또는 테이블 정보의 양이 많아서 PUCCH를 통해서 전송하기 힘든 경우에는 PUCCH에는 D2D 대역폭 요청 또는 D2D 지시자와 리스트를 정보를 전송하는 PUSCH에 대한 정보를 전송할 수 있으며, 측정을 통해서 획득한 리스트 정보는 PUSCH를 통해서 전송할 수 있다.

그리고 수신 D2D 단말(예를 들어, D2D 단말 2(320))은 전송 D2D 단말(예를 들어, D2D 단말 1(310))에 대한 정보(예를 들어, 작성한 인접 D2D 링크 리스트나 테이블을 포함) 및 D2D 대역폭 요청 또는 D2D 지시자를 D2D 요청 신호를 통해서 기지국으로 전송할 수 있다. 여기서, 수신 D2D 단말 2(320)이 기지국으로 전송하는 리스트에는 전송 D2D 단말이 TRS에 포함된 D2D 링크 간 QoS에 대한 정보도 포함될 수 있다. 이와 같이, 수신 D2D 단말 2(320)은 주변에 있는 전송 D2D 단말들(310, 330, 340, 350)로부터 TRS를 수신하여 획득한 이웃 D2D 단말에 대한 정보를 일정 주기 혹은 이벤트 트리거링(event triggering)에 의해서 TRS가 전송될 때마다 TRS 신호를 측정하여 파악한 정보를 기지국에 전송할 수 있다. 이때, 수신 D2D 단말이 수신한 TRS 신호를 통해서 알아낸 정보에서 D2D 통신을 수행하기를 원하는 D2D 요청을 전송한 전송 D2D 단말이 있는 경우(자신에 대한 D2D 요청 및/또는 다른 수신 D2D 단말에 대한 D2D 요청)에만 측정한 정보를 기지국에 전송하여 준다. 또한, 수신 D2D 단말은 자신에 대한 D2D 요청이 있을 경우에만 기지국에 측정 정보를 피드백하게 함으로써 D2D를 수행하지 않은 단말에 대한 정보까지 전송해야하는 오버헤드를 줄일 수 있다.

도 3에서는 D2D 단말 2(320) 만이 TRS를 수신하는 것으로 예시적으로 도시하고 있으나, 나머지 D2D 단말(310, 330, 340, 350)도 D2D 통신을 수행을 위해 D2D 단말들로부터 각각 TRS를 수신할 수 있다.

이와 같이 전송 D2D 단말들로부터 수신한 TRS 정보 및 D2D 요청 정보를 수신 D2D 단말로부터 기지국은 전송 받은 측정 정보를 이용하여 1) D2D 링크 형성, 2)D2D 링크에 대한 자원 할당을 수행할 수 있다. 이하에서 D2D 링크 형성 및 D2D 링크에 대한 자원 할당 동작을 설명한다.

D2D 링크 설정( D2D link establishment )

상술한 바와 같이, 전송 D2D 단말은 D2D 통신을 수행하기 위하여 원하는 수신 D2D 단말에게 TRS 신호를 전송하고, 이때 수신 D2D 단말은 전송 D2D 단말들로부터 수신한 TRS에 대한 측정을 수행하여 리스트를 작성한다. 수신 D2D 단말은 상기 작성된 리스트를 기지국에 전송함으로써, 기지국은 수신한 리스트을 통하여 전송 D2D 단말이 D2D를 수행하기 원하는 수신 D2D 단말, 즉 D2D 통신 수행시 목적지(destination)에 대한 정보 혹은 D2D 링크에 대한 정보를 파악할 수 있다.

따라서, 기지국은 상기 리스트 정보를 통해서 수신 D2D 단말과 D2D 통신을 수행하기 원하는 전송 D2D 단말들에 대한 정보(식별자, Qos, 전송 파워 레벨)와 각 전송 D2D 단말과 수신 D2D 단말간 수신 신호 세기에 대한 정보를 획득할 수 있다. 이러한 획득한 정보에 기초하여 기지국은 수신 신호 세기와 QoS를 가지고 수신 D2D 단말과 D2D 통신을 수행할 전송 D2D 단말을 설정(혹은 결정)할 수 있다.

예를 들어, 수신 D2D 단말 1(Rx 1)과 D2D 통신을 수행하기 원하는 전송 D2D 단말이 전송 D2D 단말 1과 전송 D2D 단말 3(Tx1 과 Tx 3)인 경우에, 전송 D2D 단말 1(Tx1)로부터 수신한 신호 세기 레벨과 QoS 레벨이 5 와 7이고 전송 D2D 단말 3(Tx 3)로부터 수신한 Qos 레벨과 수신 신호 세기가 3 과 4일 때, 기지국은 각 전송 D2D 단말들이 전송한 QoS 레벨과 수신 신호 세기를 비교한다. 여기서, 두 단말간의 신호 세기는 전송 D2D 단말 1(Tx1)과 수신 D2D 단말 1(Rx1)이 좋지만 상기 링크는 요구하는 QoS 레벨(즉, 7)을 만족하기 어려우므로, QoS 레벨을 만족시킬 수 있는 전송 D2D 단말 3(Tx3)과 수신 D2D 단말 1(Rx1)과의 연결을 D2D 링크로 선택할 수 있다. 이와 같이 기지국은 수신 D2D 단말에게 D2D를 통하여 데이터를 전송할 전송 D2D 단말을 선택하며 상기 설정된 D2D 페어(특정 전송 D2D 단말과 특정 전송 D2D 단말)에게 이를 지시(indication)해 줄 수 있다.

또한 이와 다르게 기지국은 QoS 레벨 혹은 SNR(또는 수신 신호 세기) 별로 리스트에 포함된 링크들을 나열한 후에 높은 순서대로 링크를 형성하여 줄 수도 있다.

D2D 통신을 위한 자원 할당( Resource allocation for D2D )

D2D 링크 설정을 통해 수신 D2D 단말들에 대하여 D2D를 수행할 전송 D2D 단말을 설정한 기지국은 수신 D2D 단말이 전송한 리스트 정보에 포함된 다른 전송 D2D 단말들로부터 수신한 신호 세기를 이용하여 설정한 D2D 링크에 대한 자원 할당을 수행할 수 있다. 이때 설정된 D2D 링크의 수신 D2D 단말에서 측정한 수신 신호 세기가 큰 전송 D2D 단말이 포함된 D2D 링크는 상기 D2D 링크와 서로 간에 영향을 미치는 간섭의 세기가 크므로 기지국은 두 D2D 링크에 서로 다른 자원(혹은 대역)을 할당함으로써 서로간의 간섭의 영향을 줄일 수 있다. 또한, 수신 신호의 세기가 미약하거나 수신 D2D 단말이 전송한 리스트에 포함되지 않은 전송 D2D 단말의 D2D 링크는 동일한 자원(혹은 대역)에 할당할 수 있다. 즉 동일한 자원을 서로 간에 간섭을 미치지 않은 여러 D2D 링크에에 할당함으로써 주파수 효율을 높일 수 있다. 또한, 기지국은 설정한 D2D 링크에 대하여 하나의 자원만을 할당하지 않고 자원 별로 우선순위(priority)를 설정하여 여러 개의 자원 또는 대역을 할당하여 줄 수도 있다.

도 4는 D2D 링크를 위한 D2D 링크 설정 및 자원 할당을 설명하기 위한 예시적 도면이다.

도 4에서는 도 3에서 설명한 D2D 통신을 위해 주변 단말을 탐색 과정을 통해 형성된 D2D 링크와 자원 할당을 도시하고 있다. 도 4에 도시한 바와 같이, 일 예로서 수신 D2D 단말 1(420)(Rx 1)은 자신과 D2D 통신을 수행하기 원하는 전송 D2D 단말 1(410)(Tx 1)과 전송 D2D 단말 5(460)(Tx 5)로부터 TRS를 수신한다. 또한 수신 D2D 단말 1(420)(Rx 1)은 인근에 있는 전송 D2D 단말 3(430)(Tx 3), 전송 D2D 단말 4(440)(Tx 4), 전송 D2D 단말 6(450)(Tx 6) 단말들이 각기 다른 수신 D2D 단말에게 전송하는 TRS도 수신하여 단말의 식별자, QoS, 전송 파워, 수신신호 세기 등으로 리스트를 작성한다. 그리고 수신 D2D 단말 2, 3, 4(475, 465, 470)(Rx 2, Rx 3, Rx 4)도 상기 수신 D2D 단말 1(420)(Rx 1)과 같이 자신에게 오는 TRS와 다른 수신 D2D 단말에게 전송되는 TRS를 수신하여 리스트를 작성한다.

각 수신 D2D 단말들(420, 475, 465, 470)은 이렇게 작성된 리스트(전송 D2D 단말 및 수신 D2D 단말의 식별자, QoS, 수신 신호 세기 또는 SNR등을 포함)를 각 기지국으로 전송하고, 기지국은 이러한 리스트 정보에 기초하여 D2D 링크 즉 전송 D2D 단말과 수신 D2D 단말의 페어링 작업을 수행한다. 이때 도 4와 같이 형성된 D2D 링크(Tx1-Rx1, Tx2-Rx2, Tx3-Rx3, Tx4-Rx4, Tx6-Rx6)에 대하여 D2D를 수행하기 위한 자원(혹은 대역)을 할당하기 위하여 기지국은 상기 수신 D2D 단말들(420, 475, 465, 470) 단말로부터 전송 받은 리스트 내 다른 D2D 링크로부터 전송 받은 간섭의 레벨 또는 수신 신호 세기를 고려하여 서로 간에 간섭이 없는 링크들을 동일한 자원에 할당하여 준다.

예를 들어, 도 4에서와 같이 기지국이 형성한 D2D 링크 1(Tx1-Rx1)에 대한 간섭은 수신 D2D 단말이 전송한 리스트를 통하여 전송 D2D 단말 3, 4, 6(403, 440, 460)(Tx3, Tx4, Tx6)로부터 전송됨을 알 수 있다. 상기 전송 D2D 단말 3, 4, 6(430, 440, 460)(Tx3, Tx4, Tx6) 단말들도 D2D 링크를 형성하였기 때문에 기지국은 상기 전송 D2D 단말 3, 4, 6(430, 440, 460)(Tx3, Tx4, Tx6) 단말들이 포함된 D2D 링크와 D2D 링크 1(Tx1-Rx1)에 대해서는 서로 다른 자원을 할당해 줌으로써 간섭의 영향을 줄일 수 있다. 반면에, 수신 D2D 단말에 의해서 측정되지 않은 전송 D2D 단말(480)(Tx2)의 D2D 링크와는 서로 간섭이 없으므로 기지국은 D2D 링크 1(Tx1-Rx1)와 전송 D2D 단말 3, 4, 6(430, 440, 460)(Tx3, Tx4, Tx6) 단말들이 포함된 D2D 링크 간에는 동일한 자원을 할당하여 줄 수 있다. 이때 간섭의 영향을 미치는 D2D 링크라 하더라도 간섭의 정도 또는 레벨이 D2D 전송을 위한 임계치를 넘지 않은 경우에는 동일한 자원에 할당할 수 있다.

수신 D2D 단말에 대한 전송 D2D 단말의 설정 및 설정된 D2D 링크에 대한 자원 할당을 수행한 기지국은 상기 정보를 제어채널(예를 들어, PDCCH(Physical Downlink Control CHannel))를 통하여 각각의 D2D 단말에게 전송해 줄 수 있다. 이때 기지국이 PDCCH를 통하여 D2D 링크 단말에게 전송하는 정보 또는 신호는 할당된 채널 또는 자원을 통해 두 단말간 채널 상태를 측정하기 위한 측정 정보(파일럿 시퀀스, 전송 파워, 순환천이 값(cyclic shift value), 설정 정보(configuration information) 등을 포함)와 측정 지시자(measurement indicator) 및 D2D 전송을 위한 임계치값을 포함하여 전송할 수 있다.

한편, 기지국은 동일한 자원에 할당된 여러 D2D 링크를 페어링/그룹핑하여 자원 할당 정보를 한번에 D2D 단말로 전송하여 줄 수도 있다. 이와 같이 기지국이 할당해 준 자원(채널 또는 대역)에 대해서 전송 D2D 단말과 수신 D2D 단말은 채널 상태를 고려하여 D2D 통신을 수행할 수 있다. 즉, 전송 D2D 단말은 할당받은 자원(채널 또는 대역)을 통해 수신 D2D 단말로 참조신호(혹은 파일럿 신호)를 전송하고, 수신 D2D 단말은 이 참조신호를 수신하고 측정하여 채널상태를 파악할 수 있다. 즉, 수신 D2D 단말은 전송 D2D 단말이 전송한 파일럿 또는 참조신호를 통하여 채널 상태(CQI(Channel Quality Information), CSI(Channel State Imformation), SINR(Signal to Interference plus Noise to Ratio) 등)를 파악하여 참조 신호를 송신한 전송 D2D 단말에게 피드백해 줄 수 있다. 수신 D2D 단말로부터 채널에 대한 측정 결과를 전송받은 전송 D2D 단말은 기지국으로부터 수신한 임계치와 비교하여 해당 자원 또는 채널에서의 D2D 통신의 수행 여부를 결정할 수 있다. 예를 들어, 측정한 CQI, SINR이 임계치보다 작거나 낮은 경우에 전송 D2D 단말은 상기 채널을 통한 D2D 통신을 수행하지 않고 기지국에 대역폭 요청(Bandwidth Request, BR)을 전송하여 D2D 통신를 위한 자원을 재할당 받거나, 또는 기지국이 전송한 여러 채널 중 다음 순위에 해당하는 자원 또는 채널을 이용하여 측정을 다시 수행한다. 반대로 측정한 CQI, SINR 값이 임계치 보다 높은 경우에는 해당 채널을 이용하여 D2D 통신을 수행한다.

도 5는 D2D 단말이 D2D 통신을 통해서 데이터를 전송하기 위한 과정을 설명하기 위한 예시적 도면이다.

도 5를 참조하면, 수신 D2D 단말 5(Rx 5)는 전송 D2D 단말들(Tx 4, Tx 5, Tx 6, Tx 7)들로부터 TRS 신호를 수신하고, 수신 D2D 단말 1(Rx 1)는 전송 D2D 단말들(Tx 1, Tx 2, Tx 3, Tx 4)들로부터 TRS 신호를 수신할 수 있다(S510).

이때, 수신 D2D 단말 1, 5(Rx 1, Rx 5)는 각각 TRS를 통하여 얻어진 정보를 바로 기지국에 전송하지 않고 대역 또는 자원에 대한 측정을 통하여 각 대역 또는 자원에 대한 신호 세기/간섭의 세기 정도를 파악한다(S520). 여기서, 수신 D2D 단말 1, 5(Rx 1, Rx 5)는 측정을 통해서 얻은 각 대역 또는 자원에 대한 정보를 모두 기지국에 전송해 줄 수도 있으나 시그널링 오버헤드를 고려하여 가장 양호한 대역/자원(best band/resource)이나 가장 좋지 않은 대역/자원(worst band/resource)에 대한 정보를 상기 주변 단말에 대한 리스트 정보와 함께 기지국에 전송하여 줄 수 있다(S520). 상기에서 가장 양호한 대역/자원(best band/resource)는 측정한 신호 세기/간섭의 세기 정도가 가장 작은 것으로 D2D 통신을 수행하기 원하는 대역 또는 자원에 해당하며 반대로 가장 좋지 않은 대역/자원(worst band/resource)는 신호 세기/간섭의 세기 정도가 가장 큰 것으로 D2D 통신 수행시 간섭의 영향이 많아 피해야 할 대역 또는 자원을 의미한다. 여기서 수신 D2D 단말 1, 5(Rx 1, Rx 5)이 기지국에 전송하는 가장 양호한 또는 가장 좋지 않은 대역(혹은 자원) 정보는 하나의 대역 또는 자원에 대한 정보이거나 여러 개로 구성된 세트일 수 있다. 세트를 전송하는 경우에는 순서대로 오더링(ordering) 하여 전송하여 준다.

수신 D2D 단말 1, 5(Rx 1, Rx 5)은 파악한 각 대역 또는 자원에 대한 정보를 상기 주변 D2D 단말에 대한 정보와 같이 기지국에 전송하여 준다(S530). 수신 D2D 단말 1, 5(Rx 1, Rx 5)이 전송한 주변 D2D 단말 및 간섭의 정보를 포함한 리스트와 가장 양호한 혹은 가장 좋지 않은 대역/자원에 대한 정보를 전송 받은 기지국은 상기 정보를 통하여 D2D 페어를 결정하고, D2D 링크 별로 할당할 자원을 결정할 수 있다(S540). 이때, D2D 링크 별로 가장 양호한 대역/자원을 할당하여 주거나 가장 좋지 않은 대역/자원을 제외한 다른 대역/자원을 할당하여 줄 수 있다.

수신 D2D 단말 1(Rx 1)이 전송한 가장 양호한 대역/자원이 예를 들어 수신 D2D 단말 5(Rx 5)이 전송한 가장 양호한 대역/자원과 서로 중복되는 경우에는 기지국은 각 링크에 대한 QoS 및 신호의 세기/간섭의 정도를 비교하여 더 좋은 성능을 가지는 D2D 링크(즉, 간섭의 세기가 작은 링크 또는 높은 QoS를 갖는 링크)에 가장 양호한 대역/자원을 할당할 수 있다.

이와 같이, 기지국은 D2D 단말이 전송하는 이웃 D2D 단말들에 대한 정보와 측정을 통해서 얻은 자원/대역에 대한 채널상태, 간섭 정보를 이용하여 각 D2D 링크에 최적의 자원/대역을 할당하여 줄수 있다.

또한, 두 D2D 링크가 서로간의 간섭이 작거나 간섭이 거의 없는 경우에는 기지국은 두 D2D 링크에 동일한 자원을 할당하여 줄 수도 있다.

D2D 링크에 대한 자원/대역을 할당한 기지국은 자원할당 정보(RA info), D2D 페어 정보, 일딩(yielding) 정보를 포함하는 응답 메시지를 전송 D2D 단말들 및 수신 D2D 단말에게 전송하여 줄 수 있다(S550). 여기서 일딩(yielding) 정보는 현재 특정 D2D 단말이 다른 특정 D2D 단말과는 통신을 할 수 없다고 지시하는 정보를 말한다.

이후, 기지국으로부터 할당받은 자원/대역에 대하여 채널 상태를 알기 위하여, 전송 D2D 단말들(예를 들어, 전송 D2D 단말 1(Tx 1) 및 전송 D2D 단말 5(Tx 5))는 각각 수신 D2D 단말 1(Rx 1)) 및 수신 D2D 단말 5(Rx 5))에게 참조신호를 전송할 수 있다(S560). 그러면, 수신 D2D 단말 1(Rx 1)) 및 수신 D2D 단말 5(Rx 5))는 각각 수신한 참조신호에 기초하여 채널 상태를 측정할 수 있고(S570), 측정된 채널 상태에 대해 각각 전송 D2D 단말 1(Tx 1) 및 전송 D2D 단말 5(Tx 5)에게 피드백해 줄 수 있다(S580).

그러면, 전송 D2D 단말 1(Tx 1)은 피드백된 채널 상태가 D2D 전송을 위한 임계치와 비교하여 임계치 보다 상태가 양호한 경우에는 각각 D2D 통신을 수행하게 된다(S590). 이와 달리, 전송 D2D 단말 5(Tx 5)는 피드백된 채널 상태가 D2D 전송을 위한 임계치와 비교하여 임계치 보다 상태가 양호하지 않은 경우에는 기지국에 대역폭 요청을 전송하고(S585), 다시 할당받은 자원을 통해 D2D 통신을 수행하게 된다(S590).

이상에서 설명한 본 발명의 실시예들에 따라, D2D 단말들은 최적의 D2D 링크 및 최적으로 할당된 자원을 이용하여 D2D 통신을 효율적으로 수행할 수 있다.

이상에서 설명된 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들이 소정 형태로 결합된 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려되어야 한다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성하는 것도 가능하다. 본 발명의 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다. 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함시킬 수 있음은 자명하다.

본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

단말 간 직접 통신을 수행하는 방법과 이를 지원하는 방법 및 이를 위한 장치는 3GPP LTE, LTE-A, IEEE 802 등 다양한 통신 시스템에서 산업상으로 이용가능하다.

Claims

단말 간(Device-to-Device, D2D) 통신을 지원하는 무선통신 시스템에서 단말 간 직접 통신을 수행하는 D2D 단말이 통신을 수행하는 방법에 있어서,
적어도 하나의 다른 D2D 단말로부터 각각 D2D 통신을 원하는 요청 신호인 전송 요청 신호를 수신하는 단계;
상기 수신한 적어도 하나의 전송 요청 신호에 대한 수신신호 세기 또는 신호 대 잡음비(Signal to Noise Ratio, SNR)를 측정하는 단계;
상기 측정에 기초하여 상기 D2D 단말과 상기 적어도 하나의 다른 D2D 단말간의 D2D 링크에 대한 수신신호 세기 또는 SNR 정보 및 상기 적어도 하나의 다른 D2D 단말로 인한 간섭의 정도에 대한 정보 중 적어도 하나의 정보를 포함하는 D2D 링크 정보를 생성하는 단계; 및
상기 생성된 D2D 링크 정보와 상기 D2D 통신을 위한 대역폭 요청을 기지국으로 전송하는 단계를 포함하는, D2D 단말의 통신 수행 방법.
제 1항에 있어서,
상기 전송 요청 신호는 상기 전송 요청 신호를 전송하는 전송 D2D 단말 및 상기 전송 요청 신호를 수신하는 수신 D2D 단말의 식별자, 서비스 품질(QoS) 정보, 전송 파워 레벨 정보 중 적어도 하나를 포함하는, D2D 단말의 통신 수행 방법.
제 1항에 있어서,
상기 D2D 링크 정보는 상기 D2D 단말과 D2D 통신을 원하는 전송 요청 신호를 전송한 적어도 하나의 다른 D2D 단말 간의 D2D 링크 정보인, D2D 단말의 통신 수행 방법.
제 1항에 있어서,
상기 D2D 링크 정보는 상기 D2D 단말과 채널 상태가 가장 양호한 다른 D2D 단말 간의 D2D 링크에 대한 수신신호 세기 또는 SNR 정보를 포함하는, D2D 단말의 통신 수행 방법.
제 1항에 있어서,
상기 생성된 D2D 링크 정보는 데이터 채널, 상기 대역폭 요청은 제어 채널을 통해 전송되는, D2D 단말의 통신 수행 방법.
단말 간(Device-to-Device, D2D) 통신을 지원하는 무선통신 시스템에서 기지국이 D2D 통신을 지원하는 방법에 있어서,
D2D 통신을 원하는 요청 신호인 전송 요청 신호를 수신한 적어도 하나의 D2D 단말로부터 D2D 단말들 간의 링크에 대한 수신신호 세기 또는 신호 대 잡음비(Signal to Noise Ratio, SNR) 정보 및 상기 전송 요청 신호를 전송한 적어도 하나의 다른 D2D 단말로 인한 간섭의 정도에 대한 정보 중 적어도 하나의 정보를 포함하는 D2D 링크 정보를 수신하는 단계;
상기 수신한 D2D 단말들 간의 링크에 대한 수신신호 세기 또는 SNR 정보 및 상기 간섭의 정도에 대한 정보 중 적어도 하나의 정보에 기초하여 D2D 단말들 간의 적어도 하나의 D2D 링크를 설정하는 단계를 포함하되,
상기 설정된 D2D 링크 정보는 D2D 통신을 수행할 D2D 단말 페어에 대한 정보를 포함하는, D2D 통신 지원 방법.
제 6항에 있어서,
상기 수신된 D2D 링크 정보는 상기 전송 요청 신호를 전송한 적어도 하나의 D2D 단말 및 상기 전송 요청 신호를 수신한 적어도 하나의 D2D 단말의 식별자와 상기 전송 요청 신호를 전송한 상기 적어도 하나의 D2D 단말의 서비스 품질(QoS) 정보를 더 포함하며,
상기 D2D 링크 설정 단계는 상기 서비스 품질을 더 고려하여 상기 D2D 단말들 간의 D2D 링크를 설정하는 것을 특징으로 하는, D2D 통신 지원 방법.
제 6항에 있어서,
상기 설정된 적어도 하나의 D2D 링크들 간의 간섭 정도를 고려하여 상기 설정된 적어도 하나의 D2D 링크에 대해 자원을 할당하는 단계를 더 포함하는, D2D 통신 지원 방법.
제 8항에 있어서,
서로 간섭을 미치지 않는 상기 설정된 적어도 하나의 D2D 링크들 간에 대해서는 동일한 자원을 할당하는, D2D 통신 지원 방법.
제 8항에 있어서,
서로 간섭을 미치는 상기 설정된 적어도 하나의 D2D 링크들 간에 대해서는 서로 다른 자원을 할당하는, D2D 통신 지원 방법.
단말 간(Device-to-Device, D2D) 통신을 지원하는 무선통신 시스템에서 단말 간 직접 통신을 수행하는 D2D 단말에 있어서,
적어도 하나의 다른 D2D 단말로부터 각각 D2D 통신을 원하는 요청 신호인 전송 요청 신호를 수신하는 수신기;
상기 수신한 적어도 하나의 전송 요청 신호에 대한 수신신호 세기 또는 신호 대 잡음비(Signal to Noise Ratio, SNR)를 측정하고, 상기 측정에 기초하여 상기 D2D 단말과 상기 적어도 하나의 다른 D2D 단말간의 D2D 링크에 대한 수신신호 세기 또는 SNR 정보 및 상기 적어도 하나의 다른 D2D 단말로 인한 간섭의 정도에 대한 정보 중 적어도 하나의 정보를 포함하는 D2D 링크 정보를 생성하는 프로세서; 및
상기 생성된 D2D 링크 정보와 상기 D2D 통신을 위한 대역폭 요청을 기지국으로 전송하는 송신기를 포함하는, D2D 단말.
단말 간(Device-to-Device, D2D) 통신을 지원하는 무선통신 시스템에서 D2D 통신을 지원하는 기지국에 있어서,
D2D 통신을 원하는 요청 신호인 전송 요청 신호를 수신한 적어도 하나의 D2D 단말로부터 D2D 단말들 간의 링크에 대한 수신신호 세기 또는 신호 대 잡음비(Signal to Noise Ratio, SNR) 정보 및 상기 전송 요청 신호를 전송한 적어도 하나의 다른 D2D 단말로 인한 간섭의 정도에 대한 정보 중 적어도 하나의 정보를 포함하는 D2D 링크 정보를 수신하는 수신기;
상기 수신한 D2D 단말들 간의 링크에 대한 수신신호 세기 또는 SNR 정보 및 상기 간섭의 정도에 대한 정보 중 적어도 하나의 정보에 기초하여 D2D 단말들 간의 적어도 하나의 D2D 링크를 설정하는 프로세서를 포함하되,
상기 설정된 D2D 링크 정보는 D2D 통신을 수행할 D2D 단말 페어에 대한 정보를 포함하는, 기지국.
제 12항에 있어서,
상기 수신된 D2D 링크 정보는 상기 전송 요청 신호를 전송한 적어도 하나의 D2D 단말 및 상기 전송 요청 신호를 수신한 적어도 하나의 D2D 단말의 식별자와 상기 전송 요청 신호를 전송한 상기 적어도 하나의 D2D 단말의 서비스 품질(QoS) 정보를 더 포함하며,
상기 프로세서는 상기 D2D 링크 설정에서 상기 서비스 품질을 더 고려하여 상기 D2D 단말들 간의 D2D 링크를 설정하는 것을 특징으로 하는, 기지국.
제 12항에 있어서,
상기 프로세서는 상기 설정된 적어도 하나의 D2D 링크들 간의 간섭 정도를 고려하여 상기 설정된 적어도 하나의 D2D 링크에 대해 자원을 할당하는 것을 특징으로 하는, D2D 통신 지원 방법.