KR20140059513A - Ｄ2ｄ 자원 할당 방법 및 이를 위한 기지국 - Google Patents

Abstract

D2D 자원 할당 방법 및 이를 위한 기지국이 개시된다. 개시된 방법은 셀 내의 위치한 단말들로부터 해당 단말이 다른 셀과의 경계에 위치하는지 여부 및 해당 단말과 인접한 주변 셀 정보를 수신하는 단계(a); 주변 셀들로부터 각 주변 셀의 경계에 위치하는 단말들에 할당한 자원 정보를 수신하는 단계(b); 및 상기 주변 셀이 경계 지역에 위치한 단말들에게 할당한 자원 정보를 이용해여 셀 내에 위치한 단말들에 대해 D2D 자원을 할당하는 단계(c)를 포함한다. 개시된 방법에 의하면, D2D 방식을 지원하는 네트워크에서 D2D 단말로 인해 발생하는 간섭을 효율적으로 제거할 수 있는 장점이 있다

Description

Ｄ2Ｄ 자원 할당 방법 및 이를 위한 기지국{Method for allocating Resource in D2D and Base Station for the Method}

본 발명의 실시예들은 D2D 통신에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 D2D 통신에서 D2D 단말에 발생하는 간섭 제거를 위한 자원 할당 방법 및 그 방법이 적용되는 기지국에 관한 것이다.

D2D 통신은 단말이 서로 근접 거리에 위치할 경우에 기지국(e-NodeB)을 통하지 않고 단말 간 직접 통신이 가능하게 하는 근거리 통신 방식으로서 기존의 통신 방식보다 높은 데이터 전송률을 달성할 수 있을 뿐만 아니라 기지국을 통하지 않는 통신 방식으로 인해 동시에 같은 자원을 사용할 수 있는 단말의 수를 증가시킬 수 있기 때문에 자원활용의 효율을 높일 수 있다.

D2D 통신을 지원하는 네트워크 상에서는 기존의 셀룰러 방식으로 기지국을 경유하여 통신을 하는 단말과 D2D 방식에 의해 직접 통신을 수행하는 단말이 공존하게 된다.

셀룰러 방식에 의해 통신하는 단말은 간섭을 피하기 위해 전용의 자원을 할당받아야 하지만, D2D 단말은 다른 셀룰러 단말이 사용 중인 자원을 공유하여 데이터를 전송하는 것이 가능하며, 이러한 주파수 재사용을 통해 자원 활용 효율을 극대화시킬 수 있다.

그러나, D2D 방식이 사용될 때 D2D 방식을 사용하는 단말이 셀 경계에 있을 경우 다른 셀에 존재하는 단말과의 간섭이 발생할 수 있으며, 특히 다른 셀에 존재하는 단말 역시 D2D 방식을 사용하는 단말일 경우 이러한 간섭은 더욱 심화될 수 밖에 없다.

본 발명에서는 D2D 방식을 지원하는 네트워크에서 D2D 단말로 인해 발생하는 간섭을 효율적으로 제거할 수 있는 자원 할당 방법 및 이를 위한 기지국을 제안한다.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 셀 내의 위치한 단말들로부터 해당 단말이 다른 셀과의 경계에 위치하는지 여부 및 해당 단말과 인접한 주변 셀 정보를 수신하는 위치 정보 수신부; 주변 셀들로부터 각 주변 셀의 경계에 위치하는 단말들에 할당한 자원 정보를 수신하는 자원 할당 정보 수신부; 및 상기 주변 셀이 경계 지역에 위치한 단말들에게 할당한 자원 정보를 이용해여 셀 내에 위치한 단말들에 대해 D2D 자원을 할당하는 자원 할당부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국이 제공된다.

상기 단말들은 자신이 속한 셀의 기지국으로부터의 동기 신호 및 주변 셀 기지국으로부터의 동기 신호를 이용하여 다른 셀과의 경계에 위치하는지 여부를 판단한다.

상기 자원 할당부는 자원을 할당할 D2D 단말이 셀의 경계 지역에 위치할 경우 상기 주변 셀이 경계에 위치한 단말들에 할당한 자원을 회피하여 자원을 할당한다.

상기 셀의 경계 지역에 위치한 단말에 할당한 자원은 일정 시간 동안 고정적으로 유지된다.

상기 자원 할당부는 주변 셀의 기지국에 상기 경계 지역에 위치한 D2D 단말에 할당한 자원 정보를 제공한다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 셀 내의 위치한 단말들로부터 해당 단말이 다른 셀과의 경계에 위치하는지 여부 및 해당 단말과 인접한 주변 셀 정보를 수신하는 단계(a); 주변 셀들로부터 각 주변 셀의 경계에 위치하는 단말들에 할당한 자원 정보를 수신하는 단계(b); 및 상기 주변 셀이 경계 지역에 위치한 단말들에게 할당한 자원 정보를 이용해여 셀 내에 위치한 단말들에 대해 D2D 자원을 할당하는 단계(c)를 포함하는 D2D 통신에서 간섭 제거를 위한 자원 할당 방법이 제공된다.

본 발명에 의하면, D2D 방식을 지원하는 네트워크에서 D2D 단말로 인해 발생하는 간섭을 효율적으로 제거할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 D2D 자원 할당 방법이 적용되는 통신 시스템의 일례를 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국의 모듈 구성을 도시한 블록도.
도 3은 동기 신호를 이용하여 셀 인접 단말인지 여부를 판단하는 방법을 설명하기 위한 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 각 셀의 기지국에서 인접 기지국에 자원할당 정보를 제공하는 과정을 설명하기 위한 도면.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 간섭 제거를 위한 기지국의 동작을 도시한 순서도.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 간섭 제거를 위한 단말기의 동작을 도시한 도면.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.

이하에서, 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 D2D 자원 할당 방법이 적용되는 통신 시스템의 일례를 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명은 다수의 셀(cell1, cell2)에 각각의 기지국이 구비되는 셀룰라 통신 시스템에 적용된다. 각 셀(cell1, cell2)의 기지국은 셀 영역에 존재하는 특정 단말에 대해 D2D 통신을 위한 자원 할당을 수행한다.

도 1에서, 셀1의 D2D1 단말 및 D2D2 단말은 D2D 통신을 수행하는 단말이며, 셀1의 기지국으로부터 D2D를 위한 자원 할당 정보를 제공받는다. 셀2에서는, D2D3 단말 및 D2D4 단말이 D2D 통신을 수행하며, 셀2의 기지국으로부터 D2D를 위한 자원 할당 정보를 제공받는다.

셀1에서 D2D를 수행하는 단말(D2D1, D2D2)이 셀1과 셀2의 경계에 인접할 경우, 셀1의 D2D 단말(D2D1, D2D2)은 셀2에서 셀1의 경계와 인접한 단말들(D2D3, D2D4, celluar1)과의 간섭이 발생할 수 있다.

이와 같은 간섭은 셀1의 D2D 단말이 셀 경계에 인접하고, 인접 셀에서도 동일 자원을 사용하는 D2D 단말 또는 셀룰러 단말이 존재할 때 발생하는 것으로서, D2D가 주로 셀 경계에 인접하는 단말들에 허용되는 점을 감안할 때 이러한 간섭이 빈번히 발생할 것으로 예상된다.

본 발명에서는 이와 같은 간섭을 방지하기 위한 D2D 자원 할당 방법이 제안된다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국의 모듈 구성을 도시한 블록도이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 시스템의 기지국 모듈 구성을 도시한 블록도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국은 자원 할당 정보 수신부(200), 위치 정보 수신부(202) 및 자원 할당부(204)를 포함할 수 있다.

자원 할당 정보 수신부(200)는 인접 셀의 기지국으로부터 인접 셀이 셀 경계에 단말들에 할당한 자원 정보를 수신한다. 예를 들어, 셀1과 셀2과 서로 인접한 셀일 경우, 셀1의 기지국은 셀2로부터 셀1의 경계에 인접한 단말들에 할당한 자원 정보를 수신하는 것이다.

이때, 셀2는 셀1의 경계에 인접한 D2D 단말들에 할당한 자원 정보만을 제공할 수도 있으며, D2D 단말 및 셀룰러 단말에 할당한 자원 정보를 모두 제공할 수도 있다.

자원 할당 정보는 기지국이 인접 셀의 기지국에 요청을 통해 수신할 수도 있으며, 미리 설정된 시간 간격으로 인접 셀의 기지국으로부터 수신할 수도 있다.

수신된 인접 셀의 자원 할당 정보는 별도의 데이터베이스에 저장되며, 수신되는 정보가 바뀔 때마다 데이터베이스는 갱신된다.

위치 정보 수신부(202)는 셀에 존재하는 D2D 단말로부터 해당 단말의 위치 정보 및 해당 단말과 인접한 셀 정보를 수신한다. 여기서 위치 정보는 해당 단말이 다른 셀과의 경계에 인접해 있는지 여부에 대한 정보를 의미한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 단말은 동기 신호를 이용하여 위치 정보를 제공할 수 있다.

도 3은 동기 신호를 이용하여 셀 인접 단말인지 여부를 판단하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 3을 참조하면, 셀1의 D2D 단말(D2D1)은 셀1과 셀2의 경계에 인접해 있으며, 이 경우 셀1의 D2D 단말(D2D1)은 셀1의 기지국(e-NodeB1) 및 셀2의 기지국(e-NodeB2)으로부터 모두 동기 신호(SS1, SS2)를 수신한다.

D2D 단말(D2D1)은 셀1의 기지국으로부터 전송되는 동기 신호(SS1) 및 셀2의 기지국으로부터 전송되는 동기 신호(SS2)를 이용하여 자신이 셀의 경계에 인접한 단말인지 여부를 판단한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 두 개의 동기 신호(SS1, SS2)의 파워의 비를 이용하여 셀 경계에 단말인지 여부를 판단한다. 다음의 수학식1 및 다음의 수학식 2와 같이, 두 개의 동기 신호의 파워의 비가 미리 설정된 경계값(

)보다 작을 경우 단말은 셀 경계에 인접해 있다고 판단하며, 두 개의 동기 신호의 파워의 비가 미리 설정된 경계값(

)보다 클 경우 단말은 셀 경계에 인접해있지 않다고 판단한다.

셀 경계에 있다고 판단

셀 경계게 있지 않다고 판단

물론, 동기 신호가 아닌 다른 신호를 이용하여 셀 경계에 위치하는지 여부를 판단할 수도 있다는 점은 당업자에게 있어 자명할 것이다.

또한, 단말은 동기 신호를 통해 단말의 주변에 위치한 기지국 정보를 확인할 수 있으며, 이를 이용하여 주변 셀 정보를 제공할 수 있다.

자원 할당부(204)는 자원 할당 정보 수신부(200)로부터 수신한 주변 셀의 자원 할당 정보와 위치 정보 수신부(202)로부터 수신한 단말의 위치 정보를 이용하여 D2D 단말에 D2D를 위한 자원을 할당한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 자원 할당부(204)는 자원을 할당하려는 D2D 단말이 다른 주변 셀과의 경계에 인접하지 않을 경우 통상적인 D2D 자원할당을 수행할 수 있다.

그러나, 자원을 할당하려는 D2D 단말이 다른 주변 셀과의 경계에 인접할 경우 주변 셀의 단말에 의해 발생하는 간섭을 회피하기 위해 주변 셀의 단말에 할당된 자원과 다른 자원을 할당한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 각 셀의 기지국에서 인접 기지국에 자원할당 정보를 제공하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.

도 4를 참조하면, 인접한 세 개의 셀이 도시되어 있으며, 각 셀에는 기지국(e-NodeB1, e-NodeB2, e-NodeB3)이 구비되고, D2D 단말(D2D1, D2D2, D2D3)이 존재한다.

각 기지국(e-NodeB1, e-NodeB2, e-NodeB3)은 단말(D2D1, D2D2, D2D3)이 전송하는 위치 정보를 통해 단말이 셀 경계에 위치하는지 여부 및 셀 경계에 위치한다면 어떠한 셀에 인접해 있는지 여부를 확인할 수 있다.

셀1의 셀룰러 단말(celluar 1)은 위치 정보를 통해 셀2 및 셀3의 경계와 인접한다는 점을 확인할 수 있고, 셀1의 D2D 단말(D2D1)은 위치 정보를 통해 셀3의 경계에 인접한다는 점을 확인할 수 있다.

셀2의 D2D 단말(D2D2)은 위치 정보를 통해 셀1 및 셀2의 경계와 인접한다는 점을 확인할 수 있다.

또한, 셀3의 셀룰러 단말(celluar 2)은 셀1 및 셀2의 경계에 인접하고 D2D 단말(D2D3)은 셀2의 경계에 인접한다는 점을 확인할 수 있다.

한편, 각 기지국(e-NodeB1, e-NodeB2, e-NodeB3)은 셀 경계에 위치한 단말들에 할당한 자원 정보를 주변 기지국에 제공한다. 예를 들어, 셀2의 기지국(e-NodeB2)은 셀 경계에 위치한 단말(예를 들어, D2D2 단말)에 할당한 자원 정보를 주변 기지국인 셀1의 기지국(e-NodeB1) 및 셀2의 기지국(-NodeB3)에 전송한다.

각 셀의 기지국의 자원 할당부(204)는 단말의 위치 정보 및 주변 기지국으로 전송되는 자원 할당 정보를 이용하여 셀 경계에 위치한 D2D 단말의 자원을 할당한다.

예를 들어, 셀3의 기지국(e-NodeB3)은 셀2와 근접한 D2D 단말(D2D3)에 셀2의 인접 단말(D2D2)에 할당된 자원을 회피하여 자원을 할당한다.

또 다른 예로, 셀2의 기지국은 셀1 및 셀3와 근접한 D2D 단말(D2D2)에 셀1의 인접 단말인 celluar 1과 셀3의 인접 단말인 celluar2 및 D2D3에 할당된 자원을 회피하여 자원을 할당한다.

만일, 셀룰러 단말들이 동적으로 자원을 할당받는다면, 셀룰러 단말들의 자원 할당 정보는 고려하지 않을 수도 있다.

본 발명과 같은 자원 할당이 이루어지려면, 일정 기간 동안은 고정된 자원을 사용하여야 하므로, 셀 경계에 위치하는 단말들에 자원을 할당할 때에는 동적 자원할당이 아닌 일정 기간 동안 자원이 고정되는 고정 자원 할당 방식이 사용된다.

다만, 자원을 할당하고자 하는 D2D 단말이 셀 경계에 위치하지 않는 경우에는 동적 자원 할당 방식 및 고정 자원 할당 방식 중 어떠한 자원 할당 방식을 이용하여도 무방하다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 간섭 제거를 위한 기지국의 동작을 도시한 순서도이다.

도 5를 참조하면, 셀 내의 단말들로부터 위치 정보 및 인접한 셀 리스트 정보를 수신한다(단계 500).

각 단말은 자신이 속한 기지국 및 주변 기지국으로부터 전성되는 동기 신호의 파워비를 이용하여 셀 경계에 위치하는지 여부 및 인접한 셀 리스트 정보를 기지국에 제공한다.

또한, 기지국은 인접 셀의 기지국에게 해당 셀의 경계에 위치한 단말들의 자원 할당 정보를 요청한다. 예를 들어, 기지국은 인접한 기지국이 자신과 인접한 단말들에게 할당한 자원 정보를 요청하는 것이다.

기지국은 요청한 자원 할당 정보를 수신한다(단계 504). 전술한 바와 같이, 인접 기지국의 자원 할당 정보는 요청이 아닌 미리 설정된 시간 간격에 의해 주기적으로 제공받을 수도 있다.

자원을 할당하려는 D2D 단말이 셀 경계에 위치할 경우, 인접한 셀의 자원 할당 정보를 이용하여 해당 .D2D 단말에 자원을 고정적으로 할당한다(단계 506). 자원을 할당하려는 D2D 단말이 셀 경계에 위치하지 않을 경우, 동적으로 자원을 할당할 수도 있으며, 고정적으로 자원 할당을 하여도 무방하다.

자원 할당이 완료되면, 셀 경계에 위치한 D2D 단말에 할당한 자원 정보를 주변 기지국에 제공한다(단계 506).

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 간섭 제거를 위한 단말기의 동작을 도시한 도면이다.

도 6을 참조하면, 단말은 자신이 속한 기지국 및 인접한 기지국으로부터 동기 신호를 수신한다(단계 600). 수신된 동기 신호를 이용하여 단말은 자신이 셀 경계에 위치하는지 여부를 판단한다.

또한, 단말은 수신되는 동기 신호를 이용하여 인접한 셀 정보를 확인한다(단계 602).

인접 셀 정보 및 셀 인접 여부가 확인되면, 단말은 해당 정보를 기지국에 전송한다(단계 604).

단말은 상술한 정보를 전송한 후 기지국으로부터 D2D 통신을 위한 자원을 할당받는다(단계 606).

자원을 할당받은 단말은 해당 자원을 이용하여 D2D 통신을 수행하며, 할당된 자원을 일정시간 동안 고정적으로 유지된다(단계 608).

이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

Claims (10)

1. 셀 내의 위치한 단말들로부터 해당 단말이 다른 셀과의 경계에 위치하는지 여부 및 해당 단말과 인접한 주변 셀 정보를 수신하는 위치 정보 수신부;
   주변 셀들로부터 각 주변 셀의 경계에 위치하는 단말들에 할당한 자원 정보를 수신하는 자원 할당 정보 수신부; 및
   상기 주변 셀이 경계 지역에 위치한 단말들에게 할당한 자원 정보를 이용해여 셀 내에 위치한 단말들에 대해 D2D 자원을 할당하는 자원 할당부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국.
2. 제1항에 있어서,
   상기 단말들은 자신이 속한 셀의 기지국으로부터의 동기 신호 및 주변 셀 기지국으로부터의 동기 신호를 이용하여 다른 셀과의 경계에 위치하는지 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 기지국.
3. 제1항에 있어서,
   상기 자원 할당부는 자원을 할당할 D2D 단말이 셀의 경계 지역에 위치할 경우 상기 주변 셀이 경계에 위치한 단말들에 할당한 자원을 회피하여 자원을 할당하는 것을 특징으로 하는 기지국.
4. 제3항에 있어서,
   상기 셀의 경계 지역에 위치한 단말에 할당한 자원은 일정 시간 동안 고정적으로 유지되는 것을 특징으로 하는 기지국.
5. 제1항에 있어서,
   상기 자원 할당부는 주변 셀의 기지국에 상기 경계 지역에 위치한 D2D 단말에 할당한 자원 정보를 제공하는 것을 특징으로 하는 기지국.
6. 셀 내의 위치한 단말들로부터 해당 단말이 다른 셀과의 경계에 위치하는지 여부 및 해당 단말과 인접한 주변 셀 정보를 수신하는 단계(a);
   주변 셀들로부터 각 주변 셀의 경계에 위치하는 단말들에 할당한 자원 정보를 수신하는 단계(b); 및
   상기 주변 셀이 경계 지역에 위치한 단말들에게 할당한 자원 정보를 이용해여 셀 내에 위치한 단말들에 대해 D2D 자원을 할당하는 단계(c)를 포함하는 것을 특징으로 하는 D2D 통신에서 간섭 제거를 위한 자원 할당 방법.
7. 제6항에 있어서,
   
   상기 단말들은 자신이 속한 셀의 기지국으로부터의 동기 신호 및 주변 셀 기지국으로부터의 동기 신호를 이용하여 다른 셀과의 경계에 위치하는지 여부를 판단하는 D2D 통신에서 간섭 제거를 위한 자원 할당 방법.
8. 제6항에 있어서,
   상기 단계(c)는 자원을 할당할 D2D 단말이 셀의 경계 지역에 위치할 경우 상기 주변 셀이 경계에 위치한 단말들에 할당한 자원을 회피하여 자원을 할당하는 것을 특징으로 하는 D2D 통신에서 간섭 제거를 위한 자원 할당 방법.
9. 제8항에 있어서,
   상기 셀의 경계 지역에 위치한 단말에 할당한 자원은 일정 시간 동안 고정적으로 유지되는 것을 특징으로 하는 D2D 통신에서 간섭 제거를 위한 자원 할당 방법.
10. 제6항에 있어서,
    상기 단계(c)는 주변 셀의 기지국에 상기 경계 지역에 위치한 D2D 단말에 할당한 자원 정보를 제공하는 것을 특징으로 하는 D2D 통신에서 간섭 제거를 위한 자원 할당 방법.

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