KR20140073079A - 셀룰러 기반 단말간 직접통신의 디스커버리와 통신 자원 설정 방법 및 장치 - Google Patents

셀룰러 기반 단말간 직접통신의 디스커버리와 통신 자원 설정 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

셀룰러 기반 단말간 직접통신의 디스커버리와 통신자원 설정 방법 및 장치가 개시된다. 셀룰러 기반 단말간 직접통신을 위한 디스커버리 자원과 통신 자원을 설정하는 방법은 이동통신망을 이용하여 단말간 직접통신을 수행하는 단말들을 관리하는 장치가 상기 단말간 직접통신 방식으로 서비스를 제공하고자 하는 단말로부터 상기 서비스에 대해 설정된 서비스 유형에 대한 정보 및 디스커버리 유형과 통신 유형 중 적어도 하나에 대한 정보를 포함하는 단말간 직접통신 서비스 요청 메시지를 수신하는 단계, 상기 수신한 단말간 직접통신 서비스 요청 메시지를 기초로 상기 단말의 단말간 직접통신을 위한 식별자를 할당하는 단계 및 기지국이 상기 서비스에 대해 디스커버리 자원 및 통신 자원을 할당할 수 있도록 상기 할당한 식별자, 상기 서비스 유형에 대한 정보 및 디스커버리 유형과 통신 유형 중 적어도 하나에 대한 정보를 상기 단말을 서빙하는 기지국으로 전송하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

셀룰러 기반 단말간 직접통신의 디스커버리와 통신 자원 설정 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR COMBINING DISCOVERY AND COMMUNICATION RESOURCE OF CELLULAR BASED DEVICE TO DEVICE COMMUNICATION}
본 발명의 실시예들은 셀룰러 자원을 사용하는 단말간 직접통신(D2D: Device to Device)을 위하여 디스커버리 자원과 통신 자원을 설정하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
기존 무선통신시스템에서의 단말간의 통신은 사회 기반 시설(Infrastructure)을 통하여 이루어지고 있다. 단말간 직접통신 기술은 기지국이나 AP(Access Point) 등의 사회 기반 시설을 거치지 않고 단말간에 직접 통신을 하는 기술로, 크게 직접통신을 위한 근접단말 찾기, 근접단말간 통신분야로 나누어 연구되어 오고 있다. 이는 또한 무선 접속 기술에 따라 와이파이(WiFi), 블루투스(Bluetooth)를 이용할 수도 있고 셀룰러(Cellular) 이동통신 등을 이용할 수도 있다.
그러나, 와이파이(WiFi)나 블루투스(Bluetooth) 등 비면허 대역을 이용한 단말간 직접통신의 경우 계획되고 통제된 서비스를 제공하기 어렵고 간섭에 의하여 성능이 급격하게 나빠 질 수 있기 때문에, 면허 대역인 셀룰러 이동통신을 이용한 단말간 직접통신에 대한 연구가 시작되고 있다.
디바이스간 직접통신에 대한 일 예로, 한국공개특허공보 제10-2012-0100833호(공개일 2012년 9월 12일) "단말간 직접통신 수행 방법 및 이를 지원하는 단말"에는 모든 셀에 대하여 공통으로 할당되고, 고정된 크기와 위치를 가지는 공통 직접통신 자원을 이용하여 제1 단말이 제2 단말과 직접통신을 수행하는 것이 개시되어 있다.
셀룰러 이동통신을 이용한 단말간 직접통신 기술은 단말간 직접통신 디스커버리(D2D Discovery) 기술과 단말간 직접통신(D2D Communication) 기술 분야로 나누어 표준화를 진행 중에 있으며, 이 중에 단말간 직접통신 디스커버리 기술은 제한적 디스커버리(Restricted Discovery)와 개방형 디스커버리(Open Discovery) 기술로 나누어 표준화를 진행 중에 있다. 제한적 디스커버리 기술은 친구로 등록된 이동단말과 같은 특정 이동단말을 발견하기 위한 기술이며, 개방형 디스커버리 기술은 공개된 이동단말을 발견하기 위한 기술이다.
단말간 직접통신 기술을 이용한 서비스는 일 예로, 근거리에 위치한 상점들로부터의 근거리 광고 서비스가 있을 수 있으며, 이러한 근거리 광고 서비스는 개방형 디스커버리 기술을 사용할 것으로 예측된다. 그러나, 근거리 광고 서비스를 위하여 디스커버리 기술 만을 사용하는 경우 단말간의 근접성은 확인할 수는 있으나, 광고 내용을 얻기 위해서는 셀룰러 통신을 하거나 단말간 직접통신 서비스를 사용하여야 한다.
셀룰러 기반 단말간 직접통신에서 단말간 직접통신 디스커버리(D2D Discovery)와 통신(D2D Communication)을 동시에 사용할 수 있는 셀룰러 기반 단말간 직접통신의 디스커버리와 통신자원 설정 방법 및 장치가 제공된다.
디스커버리와 통신이 동시에 요구되는 서비스의 제공이 가능한 셀룰러 기반 단말간 직접통신의 디스커버리와 통신자원 설정 방법 및 장치가 제공된다.
셀룰러 기반 단말간 직접통신을 위한 디스커버리 자원과 통신 자원을 설정하는 방법은 이동통신망을 이용하여 단말간 직접통신을 수행하는 단말들을 관리하는 장치가 상기 단말간 직접통신 방식으로 서비스를 제공하고자 하는 단말로부터 상기 서비스에 대해 설정된 서비스 유형에 대한 정보 및 디스커버리 유형과 통신 유형 중 적어도 하나에 대한 정보를 포함하는 단말간 직접통신 서비스 요청 메시지를 수신하는 단계, 상기 수신한 단말간 직접통신 서비스 요청 메시지를 기초로 상기 단말의 단말간 직접통신을 위한 식별자를 할당하는 단계 및 상기 할당한 식별자를 상기 단말로 전송하고, 기지국이 상기 서비스에 대해 디스커버리 자원 및 통신 자원을 할당할 수 있도록 상기 서비스 유형에 대한 정보 및 디스커버리 유형과 통신 유형 중 적어도 하나에 대한 정보를 상기 단말을 서빙하는 기지국으로 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
일측에 따르면, 상기 단말간 직접통신을 위한 식별자는 디스커버리용, 직접통신용 또는 디스커버리와 직접통신에 공동으로 사용될 수 있다.
다른 측면에 따르면, 상기 전송하는 단계는 상기 단말을 위한 디스커버리 및 통신에 대한 QoS 정보와 상기 서비스 유형에 대한 정보 및 디스커버리 유형과 통신 유형 중 적어도 하나에 대한 정보를 상기 서빙하는 기지국으로 전송하는 단계일 수 있다.
또 다른 측면에 따르면, 상기 수신하는 단계 이후에 상기 단말에 대한 디스커버리용 인증 절차 및 직접통신용 인증 절차 중 적어도 하나를 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.
셀룰러 기반 단말간 직접통신을 위한 디스커버리 자원과 통신 자원의 설정을 위하여 이동통신망을 이용하여 단말간 직접통신을 수행하는 단말들을 관리하는 장치는 상기 단말간 직접통신 방식으로 서비스를 제공하고자 하는 단말로부터 상기 서비스에 대해 설정된 서비스 유형에 대한 정보 및 디스커버리 유형과 통신 유형 중 적어도 하나에 대한 정보를 포함하는 단말간 직접통신 서비스 요청 메시지를 수신하는 수신부, 상기 수신한 단말간 직접통신 서비스 요청 메시지를 기초로 상기 단말의 단말간 직접통신을 위한 식별자를 할당하는 할당부 및 상기 할당한 식별자를 상기 단말로 전송하고, 기지국이 상기 서비스에 대해 디스커버리 자원 및 통신 자원을 할당할 수 있도록 상기 서비스 유형에 대한 정보 및 디스커버리 유형과 통신 유형 중 적어도 하나에 대한 정보를 상기 단말을 서빙하는 기지국으로 전송하는 전송부를 포함할 수 있다.
단말간 직접통신 기능을 갖는 단말의 특성 별로 디스커버리용 자원과 통신용 자원을 각각 혹은 동시에 설정 또는 해제할 수 있으므로 디스커버리와 통신 기능을 분리하거나 결합한 경우 쉽게 사용될 수 있다.
디스커버리와 통신을 동시에 사용하는 단말간 직접통신 방식의 경우 요구되는 절차를 현저히 줄일 수 있다.
디스커버리와 통신을 동시에 제공하는 근거리 광고 서비스와 같은 셀룰러 기반 직접통신용 단말에서 유용하게 사용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 있어서, 근거리 광고서비스를 위한 셀룰러 기반 단말간 직접통신 망 구조를 나타내는 도면이다.
도 2은 본 발명의 일실시예에 있어서, 단말간 직접통신 기능을 갖는 단말이 근거리 광고 서비스를 제공하기 위한 절차를 나타내는 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 있어서, 셀룰러 기반 단말간 직접통신을 위한 디스커버리 자원과 통신 자원의 설정을 위한 D2D 서버를 나타내는 블록도이다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 있어서, 근거리 광고서비스를 위한 셀룰러 기반 단말간 직접통신 망 구조를 나타내는 도면이다. 이하, 도 1을 참조하여 제1 단말(102)이 단말간 직접통신(D2D: Device to Device) 기술을 이용하여 제2 단말(103) 및 제3 단말(104)에게 근거리 광고 서비스를 제공하는 방법에 대해 예를 들어 설명한다.
도 1을 참조하면, 근거리 광고 서비스를 위한 셀룰러 기반 단말간 직접통신은 단말간 직접통신 기능을 갖는 단말(102, 103, 104) 및 기지국(101)으로 구성되는 무선 액세스 망과, MME(105), PDN-GW(106), D2D 서버(107) 및 AAA 서버(108)로 구성되는 코어 망을 통해 수행될 수 있다.
기지국(101)은 셀룰러 기반 단말간 직접통신 서비스를 지원하기 위하여 단말간 직접통신용 디스커버리 자원을 할당하고 해제할 수 있다. 또한, 기지국(101)은 단말간 직접통신에 사용하는 D2D 통신 베어러를 할당하고 해제할 수 있다.
단말간 직접통신 기술을 이용하여 근거리 광고 서비스를 제공하는 제1 단말(102)은 개방형 디스커버리(Open Discovery)를 위하여 디스커버리 자원을 할당 받아 자신의 존재를 알리는 기능과 단말간 직접통신 링크를 사용하여 광고 서비스를 제공하는 기능을 수행할 수 있다. 여기서, 개방형 디스커버리란 해당 단말에 근접한 불특정 다수의 단말이 해당 단말과 단말간 직접통신을 수행할 수 있도록 신호를 송출하는 것을 의미한다. 한편, 제한적 디스커버리(Restricted Discovery)는 해당 단말에 친구로 등록된 이동단말과 같이, 특정 이동단말만이 해당 단말과 단말간 직접통신을 수행할 수 있도록 하는 것을 의미한다.
제2 단말(103) 및 제3 단말(104)은 개방형 디스커버리 절차를 수행하여 제1 단말(102)을 발견할 수 있으며, 단말간 직접통신 절차를 수행하여 제1 단말(102)로부터 근거리 광고 서비스를 수신할 수 있다.
MME((Mobility Management Entity)(105)는 디스커버리 자원과 D2D 통신 자원에 대한 세션 및 베어러 관리 기능을 수행한다.
PDN-GW(Packet Data Network Gateway)(106)는 D2D 디스커버리 자원과 D2D 통신 자원에 대한 베어러 관리 기능을 수행하며, D2D 통신과 셀룰러 통신 간의 서비스 연속성을 지원한다.
D2D 서버(107)는 단말간 직접통신 서비스에 대한 권한검증, 디스커버리용 식별자, 단말간 직접통신용 식별자 또는 디스커버리와 통신용 식별자에 대한 할당을 수행하며, 단말간 직접통신을 위하여 단말들의 QoS(Quality of Service), 베어러 설정 종류 등의 정보를 관리할 수 있다.
AAA 서버(108)는 인증(Authentication), 권한검증(Authorization), 과금(Accounting)을 제공하는 서버로, D2D 자원에 대한 권한검증, 인증, 보안 기능이 필요할 때 D2D 서버(107)와 연동하여 단말에 대한 인증 기능을 지원할 수 있다.
도 2은 본 발명의 일실시예에 있어서, 단말간 직접통신 기능을 갖는 단말이 근거리 광고 서비스를 제공하기 위한 절차를 나타내는 흐름도이다. 도 2에 도시된 절차는 D2D 디스커버리와 통신 절차를 동시에 수행하는 절차로, 근거리 광고 서비스뿐만 아니라 어떠한 D2D 서비스의 디스커버리 절차와 통신 절차에도 사용될 수 있다.
단말(D-UE1)이 단말간 직접통신 기능을 통해 근거리 광고 서비스를 제공하기 위해서는 먼저 셀룰러 망에 접속된 상태여야 한다(201). 근거리 광고 서비스는 이동통신망을 통해 단말간 직접통신 방식으로 단말(D-UE1)에 근접한 단말들에게 제공되는 광고 서비스로서, 서비스를 제공하고자 하는 단말(D-UE1)의 선택에 의하여 시작될 수 있다(202).
예를 들어, 지역 광고와 같은 근거리 광고 서비스가 시작되면, 단말은 단말간 직접통신 방식의 근거리 광고 서비스 제공을 요청하는 단말간 직접통신 서비스 요청 메시지(D2D-ServiceRequest)를 eNB(기지국)와 MME를 통하여 PDN-GW로 전송한다(203). 여기서, D2D-ServierRequest 메시지는 해당 단말에 설정된 D2D 서비스 유형(Type: Discovery-Only, Communication-Only 혹은 Discovery and Communication), 디스커버리 유형(D_type: Restricted(제한형), Open(개방형)), 통신 유형(C_type: Unicast, Multicast) 등에 대한 정보를 포함할 수 있다.
도 2에는 일 예로, D2D 서비스 유형이 디스커버리 및 통신(Discovery and Communication), 디스커버리 유형이 개방형(Open), 통신 유형이 멀티캐스트(Multicast)로 각각 설정된 경우에 대해 도시되어 있다. 이와 같이 각 유형이 설정된 경우, 디스커버리 유형 및 통신 유형에 대한 정보는 추후 단말간 직접통신을 위한 디스커버리 자원 또는 통신 자원의 할당 시 사용될 수 있다.
PDN-GW가 수신한 D2D-ServiceRequest 메시지는 D2D 서버로 전송되며(204), 이를 수신한 D2D 서버는 필요에 따라 D2D 서비스를 요청한 단말에 대한 디스커버리용 인증 절차, 직접통신용 인증 절차를 수행하고(205), 해당 단말에 대해 단말간 직접통신을 위한 식별자(D2D ID)를 할당하여 이를 포함하는 단말간 직접통신 서비스 응답 메시지(D2D-ServiceResponse)를 PDN-GW로 송신한다(206).
광고 서비스를 제공하고자 하는 단말은 PDN-GW로부터 수신한 D2D-ServiceResponse 메시지를 통하여 단말간 직접통신을 위한 식별자(D2D ID)를 할당 받을 수 있다(207). 이 때, 단말간 직접통신을 위한 식별자(D2D ID)는 디스커버리용으로 사용되거나 직접통신용으로 사용될 수 있으며, 디스커버리와 직접통신에 공동으로 사용될 수도 있다.
한편, D2D 서버는 단말에게 D2D-ServiceResponse 메시지를 제공한 후 해당 단말을 위한 디스커버리 및 통신에 대한 QoS 정보를 확인하여 PDN-GW로 베어러 생성 요청 메시지(CreateD2DBearerReq)를 송신한다(208). 여기서, CreateD2DBearerRequest 메시지에는 D2D 서비스 유형, 디스커버리 유형 및 통신 유형에 대한 정보와 QoS 정보가 포함될 수 있다. D2D 서비스 유형이 Discovery Only인 경우는 디스버커리에 대한 베어러만이 설정되며, Communication Only인 경우는 통신에 대한 자원만이 할당되고, Discovery and Communication인 경우 두 가지 자원이 모두 할당될 수 있다.
이후, CreateD2DBearerRequest 메시지는 PDN-GW로부터 MME로 전송되며(209), 이를 수신한 MME는 해당 기지국(eNB)으로 D2D 베어러 셋업 요청 메시지(D2DBearerSetupReq)를 전송한다(210).
D2DBearerSetupRequest 메시지를 수신한 기지국은 D2D용 디스커버리 자원 및 통신 자원을 할당하여, 그 정보를 RRC(Radio Resource Control) 접속 재설정 메시지(RRCConnectionReconfiguration)를 통하여 해당 단말로 전송한다(211).
단말은 기지국으로부터 디스커버리용 자원과 통신용 자원을 할당 받으면, 그 결과를 RRC 접속 재설정 완료 메시지(RRCConnnectionReconfig.Comp.)를 통해 기지국으로 전송한다(212).
RRCConnnectionReconfigurationComplete 메시지를 수신한 기지국은 MME로 D2D 베어러 셋업 응답 메시지(D2DBearerSetupRes)를 전송하고(213), 이를 수신한 MME는 PDN-GW로 D2D 베어러 생성 응답 메시지(CreateD2DBearerRes)를 전송한다(214). 그러면, PDN-GW는 CreateD2DBearerResponse 메시지를 D2D 서버로 전송한다(215).
이와 같은 과정을 통해 디스커버리용 자원을 할당 받은 단말은 할당된 자원을 사용하여 디스커버리 메시지를 송신할 수 있다(216). 이 때, 상기 디스커버리 메시지는 해당 단말로부터 주기적으로 송신될 수 있다.
한편, 해당 단말은 기지국으로부터 수신한 D2D 통신 자원 정보를 기초로 D2D 통신 자원을 주기적으로 혹은 동적으로 할당 요청할 수 있다(217). 기지국은 이러한 요청이 있을 때 해당 단말에게 광고용 자원 즉, 해당 단말이 단말간 직접통신 방식으로 광고 서비스를 제공하기 위한 자원을 할당할 수 있다(218).
도 3은 본 발명의 일실시예에 있어서, 셀룰러 기반 단말간 직접통신을 위한 디스커버리 자원과 통신 자원의 설정을 위한 D2D 서버를 나타내는 블록도이다.
D2D 서버(300)는 이동통신망을 이용하여 단말간 직접통신을 수행하는 단말들을 관리하는 한편, 도 3에 도시된 것과 같이 셀룰러 기반 단말간 직접통신을 위한 디스커버리 자원과 통신 자원의 설정을 위하여 수신부(301), 할당부(302) 및 전송부(303)를 포함할 수 있다.
수신부(301)는 단말간 직접통신 방식으로 서비스를 제공하고자 하는 단말로부터 해당 서비스에 대해 설정된 서비스 유형에 대한 정보(Discovery-Only, Communication-Only 또는 Discovery and Communication) 및 디스커버리 유형(제한형 또는 개방형)과 통신 유형(유니캐스트 또는 멀티캐스트) 중 적어도 하나에 대한 정보를 포함하는 단말간 직접통신 서비스 요청 메시지를 수신할 수 있다.
할당부(302)는 수신부(301)가 수신한 단말간 직접통신 서비스 요청 메시지를 기초로 해당 단말의 단말간 직접통신을 위한 식별자(D2D ID)를 할당한다. 상기 단말간 직접통신을 위한 식별자는 디스커버리용, 직접통신용 또는 디스커버리와 직접통신에 공동으로 사용될 수 있다.
전송부(303)는 상기 할당부(302)에서 할당된 식별자(D2D ID)를 해당 단말로 전송하는 한편, 기지국이 상기 서비스에 대해 디스커버리 자원 및 통신 자원을 할당할 수 있도록 상기 서비스 유형에 대한 정보 및 디스커버리 유형과 통신 유형 중 적어도 하나에 대한 정보를 상기 단말을 서빙하는 기지국으로 전송한다. 이 때, 전송부(303)는 기지국으로 해당 단말을 위한 디스커버리 및 통신에 대한 QoS 정보도 전송할 수 있다.
한편, 도 3에는 도시되지 않았지만 D2D 서버(300)는 D2D 서비스를 요청한 단말에 대한 디스커버리용 인증 절차, 직접통신용 인증 절차를 수행하는 인증부를 더 포함할 수 있다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
101: 기지국
102, 103, 104: D2D 단말
105: MME
106: PDN-GW
107: D2D 서버
108: AAA 서버

Claims (1)

  1. 셀룰러 기반 단말간 직접통신을 위한 디스커버리 자원과 통신 자원을 설정하는 방법에 있어서,
    이동통신망을 이용하여 단말간 직접통신을 수행하는 단말들을 관리하는 장치가 상기 단말간 직접통신 방식으로 서비스를 제공하고자 하는 단말로부터 상기 서비스에 대해 설정된 서비스 유형에 대한 정보 및 디스커버리 유형과 통신 유형 중 적어도 하나에 대한 정보를 포함하는 단말간 직접통신 서비스 요청 메시지를 수신하는 단계;
    상기 수신한 단말간 직접통신 서비스 요청 메시지를 기초로 상기 단말의 단말간 직접통신을 위한 식별자를 할당하는 단계; 및
    기지국이 상기 서비스에 대해 디스커버리 자원 및 통신 자원을 할당할 수 있도록 상기 할당한 식별자, 상기 서비스 유형에 대한 정보 및 디스커버리 유형과 통신 유형 중 적어도 하나에 대한 정보를 상기 단말을 서빙하는 기지국으로 전송하는 단계
    를 포함하는 자원 설정 방법.
KR1020120140786A 2012-12-06 2012-12-06 셀룰러 기반 단말간 직접통신의 디스커버리와 통신 자원 설정 방법 및 장치 KR20140073079A (ko)

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