KR20140101316A

KR20140101316A - 디바이스간 직접 통신 네트워크의 전송전력 제어 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20140101316A
Application number: KR1020140014472A
Authority: KR
Inventors: 류현석; 정민영; 김동현; 배성재; 김경규; 김대균; 박승훈; 임치우
Original assignee: 삼성전자주식회사; 성균관대학교산학협력단
Priority date: 2013-02-07
Filing date: 2014-02-07
Publication date: 2014-08-19
Also published as: US9538484B2; US20150373651A1; KR101908951B1

Abstract

D2D 통신 네트워크의 각 D2D 링크에서 자신이 받을 영향 뿐만 아니라 자신이 이웃 링크에 미칠 영향을 종합적으로 고려하여 전송 전력을 제어하는 방법 및 장치를 제공하기 위한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 적어도 제1 링크의 단말들과, 상기 제1 링크에 이웃한 제2 링크의 단말들을 포함하는 디바이스간 직접(D2D) 통신 네트워크에서, 상기 링크들의 송신 단말들의 전송 전력을 제어하기 위한 상기 제1 링크의 송신 단말에서의 처리 방법은: 상기 제1 링크 및 상기 제2 링크의 수신 단말들로부터 전송된 제1 탐지신호들의 세기를 측정하는 과정; 및 상기 측정된 제1 탐지신호들의 세기에 기반하여 상기 제2 링크의 신호대간섭비가 일정 임계값 이상이 되도록 하기 위한, 상기 제1 링크의 송신 단말에 대한 제1 전송전력 조정비를 결정하는 과정을 포함한다.

Description

디바이스간 직접 통신 네트워크의 전송전력 제어 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR CONTROLLING TRANSMISSION POWER IN A D2D COMMUNICATION NETWORK}

본 발명은 D2D 통신 네트워크에 관한 것으로, 특히 전송 전력을 제어하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.

디바이스간 직접(Device-to-Device, 이하 ‘D2D’라 칭함)(또는 Peer-to-Peer) 통신 네트워크는 기지국, AP(Access Point) 등의 중앙 집중형 접속점으로 구성된 인프라 구조(infrastructure) 없이 인접한 기기들이 직접 통신을 수행하는 네트워크를 말한다. D2D 통신 네트워크에서는 무선 단말이 스스로 지리적으로 인접한 이웃 단말들을 식별하고, 필요할 경우 특정 이웃 단말과의 무선 링크를 설립하여 데이터를 전송한다. 이러한 과정은 타 장치의 도움 없이 단말들 사이에서 분산적으로 수행되는 것을 기본으로 하고 있기 때문에, D2D 통신은 타 무선통신 네트워크와 대비하여 별도의 인프라 구조 없이 신속한 시장 도입이 가능하다는 장점을 가진다. 또한 D2D 통신은 데이터 트래픽들을 지역적으로 수용함으로써 현재 기지국 또는 AP로 집중되고 있는 트래픽의 과부하 문제를 해결할 수 있다. 이러한 이유로 3GPP(3^rd Generation Partnership Project), IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers)와 같은 표준화 단체에서는 LTE(Long Term Evolution)-advanced나 Wi-Fi(Wireless-Fidelity)에 기반하여 D2D 통신 표준 제정을 추진하고 있으며, Qualcomm사 등에서도 독자적인 D2D 통신 기술을 개발하고 있다.

D2D 통신 네트워크에서 단말들(또는 디바이스들)은 기지국 또는 AP의 도움 없이 스스로 타 단말과의 D2D 링크를 형성하고 이를 통해 데이터 통신을 수행할 수 있어야 한다. 이러한 과정에서 다수의 D2D 링크 각각이 언제 어떠한 무선 자원을 통해 데이터를 전송할지를 결정하는 분산적 링크 스케줄링(distributed link scheduling) 방법은 D2D 통신 네트워크의 성능과 관련하여 매우 중요하다. Qualcomm 사는 단말들이 동기화된 무선 환경에서 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 신호구조 기반의 단일-톤 탐지신호 교환을 통한 링크간 신호대간섭비(Signal to Interference Ratio, 이하 ‘SIR’이라 칭함)를 고려하는 분산적 링크 스케줄링 기법을 제안하였다: X. Wu, S. Tabildar, S. Shakkottai, T. Richardson, J. Li, R. Laroia, and A. Jovicic. FlashLinQ: A synchronous Distributed Scheduler for Peer-to-Peer Ad Hoc Networks, Technical Report, 2010.

상기 FlashLinQ는 각 단말 별로 1km 반경에 대해 타 단말과 단일 홉(hop) 통신이 가능한 무선통신 기술로, 각 링크의 전송여부를 결정함에 있어 반송파 감지(carrier sensing) 대신 예상 간섭량을 고려함으로써, 다수의 D2D 링크들에 대한 고성능의 D2D 통신을 지원한다. 그러나 상기 FlashLinQ에서 각 D2D 링크가 임의로 전송 전력을 수행할 경우, 전송 전력 제어의 정도가SIR을 기반으로 하는 분산적 링크 스케줄링 결과에 직접적으로 영향을 미치기 때문에 전체 D2D 네트워크의 성능의 저하를 가져올 수 있다. 따라서, 분산적 링크 스케줄링을 사용하는 D2D 통신 네트워크에서 전체 네트워크의 성능을 향상시킬 수 있도록 각 D2D 링크의 전송 전력을 제어하는 방안이 강구될 필요가 있다.

따라서 본 발명의 실시예들은 D2D 통신 네트워크에서 각 D2D 링크의 전송 전력을 제어하는 방법 및 장치를 제공하기 위한 것이다.

또한, 본 발명의 실시예들은 D2D 통신 네트워크의 각 D2D 링크에서 자신이 받을 영향 뿐만 아니라 자신이 이웃 링크에 미칠 영향을 종합적으로 고려하여 전송 전력을 제어하는 방법 및 장치를 제공하기 위한 것이다.

또한, 본 발명의 실시예들은 D2D 통신 네트워크의 각 D2D 링크에서 전송 전력 제어의 정도가 SIR을 기반으로 하는 분산적 링크 스케줄링 결과에 미치는 영향을 고려하여 각 D2D 링크별로 분산적으로 전송 전력을 제어함으로써 전체 D2D 네트워크의 성능을 향상시키는 방법 및 장치를 제공하기 위한 것이다.

또한, 본 발명의 실시예들은 D2D 통신 네트워크의 각 D2D 링크에서 전송 전력 제어의 정도가 SIR을 기반으로 하는 분산적 링크 스케줄링 결과에 미치는 영향을 고려하여 각 D2D 링크들의 전송 전력을 중앙 집중적으로 제어함으로써 전체 D2D 네트워크의 성능을 향상시키는 방법 및 장치를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 적어도 제1 링크의 단말들과, 상기 제1 링크에 이웃한 제2 링크의 단말들을 포함하는 디바이스간 직접(D2D) 통신 네트워크에서, 상기 링크들의 송신 단말들의 전송 전력을 제어하기 위한 상기 제1 링크의 송신 단말에서의 처리 방법은: 상기 제1 링크 및 상기 제2 링크의 수신 단말들로부터 전송된 제1 탐지신호들의 세기를 측정하는 과정; 및 상기 측정된 제1 탐지신호들의 세기에 기반하여 상기 제2 링크의 신호대간섭비가 일정 임계값 이상이 되도록 하기 위한, 상기 제1 링크의 송신 단말에 대한 제1 전송전력 조정비를 결정하는 과정을 포함한다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 적어도 제1 링크의 단말들과, 상기 제1 링크에 이웃한 제2 링크의 단말들을 포함하는 디바이스간 직접(D2D) 통신 네트워크에서, 상기 링크들의 송신 단말들의 전송 전력을 제어하기 위한 상기 제1 링크의 수신 단말에서의 처리 방법은: 상기 제1 링크 및 상기 제2 링크의 송신 단말들로부터 전송된 탐지신호들의 세기를 측정하는 과정; 및 상기 측정된 탐지신호들의 세기에 기반하여 상기 제1 링크의 신호대간섭비가 일정 임계값 이상이 되도록 하기 위한, 상기 제1 링크의 송신 단말에 대한 제1 전송전력 조정비를 결정하는 과정을 포함한다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 서로 이웃하는 다수의 링크들의 단말들과, 제어기를 포함하는 디바이스간 직접(D2D) 통신 네트워크에서, 상기 링크들의 송신 단말들의 전송 전력을 제어하기 위한 상기 제어기에서의 처리 방법은: 상기 링크들의 각 송신 단말들로부터 자신의 링크의 신호대간섭비 및 이웃한 링크의 신호대간섭비가 일정 임계값 이상이 되도록 하기 위한 양보 지표를 포함하는 제어메시지를 수신하는 과정; 상기 다수의 링크들중에서 전송전력 조정을 위한 링크를 선택하는 과정; 상기 제어메시지에 포함된 양보 지표를 이용하여 상기 선택된 링크의 송신 단말에 대한 전송전력 조정비를 결정하는 과정; 및 상기 결정된 전송전력 조정비를 상기 선택된 링크의 송신 단말로 송신하는 과정을 포함한다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 적어도 제1 링크의 단말들과, 상기 제1 링크에 이웃한 제2 링크의 단말들을 포함하는 디바이스간 직접(D2D) 통신 네트워크에서, 상기 링크들의 송신 단말들의 전송 전력을 제어하기 위한 상기 제1 링크의 송신 단말 장치는: 상기 제1 링크 및 상기 제2 링크의 수신 단말들로부터 전송된 제1 탐지신호들의 세기를 측정하는 송수신부; 및 상기 측정된 제1 탐지신호들의 세기에 기반하여 상기 제2 링크의 신호대간섭비가 일정 임계값 이상이 되도록 하기 위한, 상기 제1 링크의 송신 단말에 대한 제1 전송전력 조정비를 결정하는 제어부를 포함한다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 적어도 제1 링크의 단말들과, 상기 제1 링크에 이웃한 제2 링크의 단말들을 포함하는 디바이스간 직접(D2D) 통신 네트워크에서, 상기 링크들의 송신 단말들의 전송 전력을 제어하기 위한 상기 제1 링크의 수신 단말에서의 장치는: 상기 제1 링크 및 상기 제2 링크의 송신 단말들로부터 전송된 탐지신호들의 세기를 측정하는 송수신부; 및 상기 측정된 탐지신호들의 세기에 기반하여 상기 제1 링크의 신호대간섭비가 일정 임계값 이상이 되도록 하기 위한, 상기 제1 링크의 송신 단말에 대한 제1 전송전력 조정비를 결정하는 제어부를 포함한다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 서로 이웃하는 다수의 링크들의 단말들과, 제어기를 포함하는 디바이스간 직접(D2D) 통신 네트워크에서, 상기 링크들의 송신 단말들의 전송 전력을 제어하기 위한 상기 제어기 장치는: 상기 링크들의 각 송신 단말들로부터 자신의 링크의 신호대간섭비 및 이웃한 링크의 신호대간섭비가 일정 임계값 이상이 되도록 하기 위한 양보 지표를 포함하는 제어메시지를 수신하는 수신부; 상기 다수의 링크들중에서 전송전력 조정을 위한 링크를 선택하고, 상기 제어메시지에 포함된 양보 지표를 이용하여 상기 선택된 링크의 송신 단말에 대한 전송전력 조정비를 결정하는 제어부; 및 상기 결정된 전송전력 조정비를 상기 선택된 링크의 송신 단말로 송신하는 송신부를 포함한다.

본 발명의 실시예들은, D2D 통신 네트워크의 각 D2D 링크에서 자신이 받을 영향 뿐만 아니라 자신이 이웃 링크에 미칠 영향을 종합적으로 고려하여 전송 전력을 제어하기 때문에, 고정적인 송신전력을 사용하는 경우에 비해 전체 D2D 네트워크의 성능을 향상시킬 수 있다.

본 개시 및 그의 효과에 대한 보다 완벽한 이해를 위해, 첨부되는 도면들을 참조하여 하기의 설명들이 이루어질 것이고, 여기서 동일한 참조 부호들은 동일한 부분들을 나타낸다.
도 1은 본 발명이 적용되는 분산적 링크 스케줄링 방식에 따른 기본 전송 구조를 도시한다.
도 2는 도 1에 도시된 트래픽 구간을 구성하는 트래픽 슬롯 구조를 도시한다.
도 3a는 도 2에 도시된 링크 스케줄링 구간의 구조를 도시한다.
도 3b는 도 1에 도시된 페이징 구간의 구조를 도시한다.
도 4는 SIR 기반 링크 스케줄링 동작을 설명하기 위한 D2D 통신 네트워크의 예를 도시한다.
도 5는 SIR 기반 링크 스케줄링 동작에 따른 D2D 통신 네트워크의 각 D2D 링크들에서 새로운 전송전력 제어가 필요함을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예들에 따른 D2D 링크에서의 전송전력 제어를 위한 기준이 되는 양보관계 지표를 산출하는 동작을 설명하기 위한 D2D 통신 네트워크의 예를 도시한다.
도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 중앙집중적 전력제어 동작을 위한 통신 네트워크의 예를 도시한다.
도 8은 도 7에 도시된 디바이스들의 구체적인 구성을 도시한다.
도 9는 도 7에 도시된 기지국의 구체적인 구성을 도시한다.
도 10은 본 발명의 제1 실시예에 따른 중앙집중적 전력제어 동작의 처리 흐름을 도시한다.
도 11은 도 7에 도시된 통신 네트워크의 구성요소들에 의한 본 발명의 제1 실시예에 따른 중앙집중적 전력제어 동작의 처리 흐름을 도시한다.
도 12a는 본 발명의 실시예에 따른 중앙집중적 전력제어 동작시 도 9에 도시된 기지국의 테이블에 저장되는 값들의 예를 도시한다.
도 12b는 본 발명의 실시예에 따른 중앙집중적 전력제어 동작시 도 9에 도시된 기지국의 테이블에 저장된 값들로부터 전력조정비를 계산하는 예를 도시한다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 분산적 전력제어 동작을 위한 통신 네트워크의 예를 도시한다.
도 14는 도 13에 도시된 디바이스들의 구체적인 구성을 도시한다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 분산적 전력제어 동작의 처리 흐름을 도시한다.
도 16은 도 13에 도시된 통신 네트워크의 구성요소들에 의한 본 발명의 제2 실시예에 따른 분산적 전력제어 동작의 처리 흐름을 도시한다.
도 17a는 본 발명의 제2 실시예에 따른 전력제어 동작시 도 14에 도시된 디바이스들의 테이블에 저장되는 값들의 예를 도시한다.
도 17b는 본 발명의 제2 실시예에 따른 전력제어 동작시 도 14에 도시된 디바이스들의 테이블에 저장되는 값들로부터 전력조정비가 계산되는 예를 도시한다.
도 18은 본 발명의 다른 실시예에 따른 분산적 전력제어 동작의 처리 흐름을 도시한다.
도 19a 내지 도 19c는 본 발명의 실시예들에 따른 전력제어 동작의 성능을 대비적으로 도시한다.

이 특허문서에서 본 개시의 원리들을 기술하기 위해 사용되어지는, 하기에서 논의되는 도 1 내지 도 19c와 다양한 실시예들은 단지 일예를 보여주기 위한 것이지, 개시의 범위를 제한하는 어떠한 것으로도 해석되어져서는 아니된다. 당해 분야에서 숙련된 자는 본 개시의 원리들이 적절하게 배치된 임의의 D2D 통신 네트워크에서 구현되어질 수도 있음을 이해할 것이다.

하기에서 설명될 본 발명의 실시예들은 무선통신 기기로 구성되는 D2D 통신 네트워크에서 효과적으로 각 D2D 링크의 전송전력을 조정하기 위한 방안을 제공하기 위한 것이다. 본 발명의 실시예들에 따르면, 각 D2D 링크가 이웃한 링크들로부터 송신(Tx) 및 수신(Rx) 양보영향 및 정도를 나타내는 두 가지의 지표들이 정의된다. 본 발명의 실시예들은 두 가지의 지표들을 바탕으로 각 링크 별로 분산적으로, 또는 이동통신 기지국 등과 같은 제어기의 지원을 통하여 중앙 집중적으로 D2D 링크들의 전송전력을 조정할 수 있는 방법 및 장치를 제안한다. 이러한 본 발명의 실시예들이 제안하는 전력제어 방법은 D2D 링크들 사이의 지리적 및 전파적 관계 및 링크 스케줄링 영향을 고려하여 각 링크의 전송전력을 효율적으로 제어함으로써 D2D 네트워크의 성능을 향상시킬 수 있다는 장점을 가진다.

이하에서는 먼저, 본 발명의 실시예들이 적용되는 D2D 통신 네트워크에서의 분산적 링크 스케줄링과, 분산적 링크 스케줄링을 수행하는 D2D 통신 네트워크에서 새로운 전송 전력 제어 동작의 필요성이 설명될 것이다. 다음에, 본 발명의 실시예들에 따른 전송 전력 제어 동작의 기준이 되는 양보관계 지표들이 설명될 것이다. 그 다음에, 본 발명의 제1 실시예에 따른 중앙집중적 전송 전력 제어 동작이 설명될 것이다. 그 다음에, 본 발명의 제2 실시예에 따른 분산적 전송 전력 제어 동작이 설명될 것이다. 마지막으로, 본 발명의 실시예들에 따른 전송 전력 제어 동작의 성능 평가 결과가 설명될 것이다.

A. 분산적 링크 스케줄링

분산적 링크 스케줄링 방식에 따르면, 단말들은 기지국 등의 도움없이 분산적으로 제한된 무선 자원을 사용하게 함으로써 D2D 통신 네트워크를 형성 및 유지한다. 이러한 기능 수행을 위한 기본 전송 구조는 도 1과 같이 주기적으로 반복되는 기능 구조를 가질 수 있다. 매 주기는 동기화 구간 10, 피어(peer) 탐색 구간 20, 페이징(paging) 구간 30, 및 트래픽 구간 40으로 구성된다. 동기화 구간 10에서는 GPS(Global Positioning System) 등을 통해 단말들 사이의 기본적인 시간 및 주파수 동기화가 수행된다. 피어 탐색구간 20에서는 각 단말이 브로드캐스팅(broadcast)하는 단말정보를 통해 지리적으로 인접한 이웃 단말들을 식별한다. 페이징 구간 30에서는 통신을 수행하고자 하는 단말들 사이의 단방향 전송을 위한 D2D 링크를 형성한다. 이러한 과정을 통해 형성된 링크를 바탕으로 트래픽 구간 40에서는 링크 스케줄링과 이에 수반한 데이터 전송이 수행된다.

트래픽 구간은 다수의 트래픽 슬롯들로 구성되어 있으며, 각 트래픽 슬롯 별로 독립적인 링크 스케줄링 및 데이터 전송이 수행된다. 트래픽 슬롯은 도 2와 같은 기본 구조를 가지며, 이는 기능별로 링크 스케줄링(link scheduling) 구간 42, 전송률 스케줄링 구간 44, 데이터 전송 구간 46, 및 확인응답(acknowledgment) 전송 구간 48의 4개의 구간들로 구분된다. 링크 스케줄링 구간 42에서는 각 단방향 통신을 위한 D2D 링크 별로 OFDM 신호구조를 활용한 단일-톤 탐지신호를 전송함으로써 링크들 사이의 신호간섭 관계를 측정하고 해당 트래픽 슬롯에서의 데이터 전송 가능여부를 결정한다. 전송률 스케줄링 구간 44에서는 해당 트래픽 슬롯에서 데이터를 전송하기로 결정한 링크들에 대한 세부 전송률의 조율을 수행한다. 데이터 전송 구간 46에서는 송신단말들이 피어 수신단말로의 데이터 전송을 수행하며, 이에 대한 확인응답 메시지는 확인응답 전송 구간 48에서 전송된다.

분산적 링크 스케줄링 방식에 따르면, 도 2의 링크 스케줄링 구간 42에서 단일 홉 단방향 D2D 링크들에 대한 링크 스케줄링, 즉 링크 사용여부를 결정하기 위해, 시간 및 주파수 평면에서 직교하는 무선자원들이 정의된 OFDM 신호구조가 정의되며, 이를 통해 다수의 D2D 단말들은 상호간의 신호간섭 없이 동시에 단일-톤(single-tone) 탐지신호들을 전송한다. 이 과정에서 측정된 자신 및 이웃 D2D 링크들에 대한 신호대간섭비(SIR)를 계산하고 이를 기반으로 링크 스케줄링을 수행한다.

한편, 무선 자원의 특성상 특정 시점에 동일한 무선 자원을 이용할 수 있는 D2D 링크의 수는 한정적이다. 이와 같은 이유로 이동통신과 같은 중앙 집중형 무선통신 기술에서는 기지국 등의 중앙 제어기에 의해 단말들의 무선자원 이용이 제한되고 있다. 반면 각 단말들이 분산적으로 링크 스케줄링을 수행하여야 하는 D2D 통신에서는 신호간섭을 고려하여 링크의 무선 자원에 대한 점유를 제한할 수 있는 방법이 요구된다. 이에 분산적 링크 스케줄링 방식은 각 링크 별로 지역적으로 고유하게 할당되는 식별자인 CID(Connection Identifier)를 할당하고, 이를 이용하여 매 트래픽 슬롯마다 링크에게 고유한 우선순위를 부여한다. 이러한 우선순위를 바탕으로 각 링크는 자신과 상위 우선순위를 가지는 링크들에 대한 SIR들을 고려하여 현 트래픽 슬롯에서의 통신 수행여부를 결정한다. 이때 링크들 사이의 형평성을 보장하기 위해 우선순위는 해쉬(Hash), PN(Pseudo Noise) 코드 등을 활용하여 매 트래픽 슬롯마다 균등하게 변화한다.

우선순위를 바탕으로 자신 및 상위 우선순위 링크들의 SIR을 고려한 링크 스케줄링을 수행하기 위해서 링크를 구성하는 송수신 단말들은 이웃한 송수신 단말들과의 채널 상태를 알 수 있어야 한다. 이를 위해 분산적 링크 스케줄링 방식에서는 도 3a와 같은 OFDM 신호구조(블록) 기반의 단일-톤 탐지신호 전송 방법을 정의한다. 링크 스케줄링 구간 42는 송신단말들을 위한 Tx OFDM 블록 42A와 수신단말들을 위한 Rx OFDM 블록 42B로 구성된다. 각 OFDM 블록은 주파수 평면에서 N개의 부반송파들로, 시간 평면에서 M개의 OFDM 심볼들로 구성되며, 총 N·M개 전송단위들을 포함한다. N·M개의 전송단위들에는 도 3a에 도시된 바와 같이 위에서 아래로 및 좌측에서 우측으로의 순서대로 1부터 N·M 까지의 우선순위가 할당되며, 각 링크는 자신의 우선순위와 일치하는 자원단위를 단일-톤 탐지신호의 송수신을 위해 사용한다. 여기서 우선순위는 1이 가장 높으며 N·M이 가장 낮다.

단일-톤 신호는 주파수 평면에서 하나의 부반송파만을 갖는 톤 신호를 의미한다. 해당 신호는 점유하는 주파수 대역폭이 좁아 다중-톤 신호와 대비하여 더 높은 전력으로 송신이 가능하다. 이러한 단일-톤 신호를 활용함으로써 1km 반경의 넓은 통신영역을 가질 수 있다.

지역적으로 유일하도록 할당 받은 우선순위를 바탕으로 한 D2D 링크들에 대한 스케줄링 방식은 다음과 같이 수행된다. 피어 수신단말에게 보낼 데이터를 가지는 송신단말은 Tx OFDM 블록에서 자신의 링크 우선순위에 해당하는 전송단위를 통해 단일-톤 신호를 전송한다. 수신단말은 데이터를 수신 받기 위해 매 트래픽 슬롯마다 해당 전송단위를 관찰한다. 만약 송신단말로부터의 단일-톤 신호가 수신될 경우, 수신단말은 상위 우선순위를 가지는 링크들로부터의 간섭신호 세기와 피어 송신단말로부터의 신호세기를 비교하여 해당 링크의 통신 가능여부를 판단한다. 해당 링크의 통신이 가능하다고 판단된다면, 수신단말은 Rx OFDM 블록에서 해당하는 전송단위에 단일-톤 신호를 전송한다. Rx OFDM 블록에서 피어 수신단말 및 상위 우선순위를 가지는 수신단말들로부터 단일-톤 신호들을 수신한 송신단말은, 자신이 상위 우선순위를 가지는 수신단말들에게 일정 수준 이하의 신호간섭을 미친다고 판단할 경우 해당 링크에서의 통신을 수행하기로 결정한다.

링크 스케줄링의 일 예를 도 4를 참조하여 설명하기로 한다. 본 예에서는 도 4와 같이 두 링크가 공존하는 D2D 통신 네트워크에서 단말 C 100C로부터 단말 D 100D로의 데이터 전송을 위한 링크의 스케줄링을 수행하는 절차를 고려한다. 여기서 단말 A 100A는 단말 B 100B로(링크 1) 전송할 데이터를 가지며, 단말 C 100C는 단말 D 100D로(링크 2) 전송할 데이터를 가지며, 링크 1의 우선순위가 링크 2보다 높다고 가정한다. 또한 h_xy는 단말 X와 단말 Y 사이의 채널 이득을 나타낸다.

Tx OFDM 블록에서 단말 A 100A와 단말 C 100C는 각각의 우선순위에 따른 전송단위를 통해 P_A와 P_C의 전송전력을 가지는 단일-톤 신호(Direct Power Signal, 이하 ‘DPS’라 칭함)를 전송한다. 수신단말 D 100D는 자신의 피어 단말(단말 C 100C)로부터 수신된 DPS의 세기(P_C?|h_CD|² [Watt])와 상위 우선순위를 가지는 송신단말(단말 A 100A)로부터 수신된 DPS의 세기(P_A?|h_AD|² [Watt])를 바탕으로 상위 우선순위 링크로부터의 신호간섭에 따른 링크 2의 예상 신호대간섭비(SIR_{link_2})을 다음과 같이 계산한다.

만약 SIR_{link_2}가 사전에 정의된 임계값(

)보다 작을 경우, 단말 D 100D는 상위 송신단말로부터의 강한 간섭에 의해 링크 2의 통신을 수행할 수 없다고 판단하고, 수신 양보(Rx yielding)를 한다. 반면 SIR이

보다 클 경우, 단말 D 100D는 링크 2의 통신이 가능하다고 판단한다. 통신이 가능하다고 판단한 단말 D 100D와 단말 B 100B는 이어지는 Rx OFDM 블록에서 각각 링크 2과 1의 우선순위에 해당하는 전송단위를 통해 IPE(Inverse Power Echo)라 불리는 단일-톤 신호를 다음과 같은 신호세기로 전송한다.

여기서 K는 시스템에서 정의된 상수이며, P_Tx는 피어 송신단말의 송신전력 세기를 나타내고, h_Tx,Rx는 자신과 송신단말 사이의 채널 이득을 나타낸다. 본 예의 경우, 단말 B 100B와 단말 D 100D가 전송하는 IPE 신호의 세기는 각각 K/(P_A |h_AB|²) [Watt]와 K/(P_C |h_CD|²) [Watt]이다. 링크 2에 대한 전송단위를 통해 단말 D 100D로부터의 IPE 신호를 수신한 단말 C 100C는, 단말 B 100B로부터 수신된 IPE 신호의 세기((K|h_BC|²)/(P_A|h_AB|²) [Watt])를 활용하여 상위 우선순위를 가지는 링크 1의 통신에 자신이 미칠 것으로 예상되는 SIR 영향(SIR_link _{_1})이 다음 수학식 3에 부합하는지를 판단한다.

상기 수학식 3에서의 조건이 만족할 경우 송신단말 100C는 이어지는 전송률 스케줄링 구간에서 파일럿 신호를 전송함으로써 링크 2의 전송을 시작한다. 반면 계산된 SIR_{link_1}이 임계값

보다 작을 경우, 송신단말 100C는 자신의 데이터 전송이 링크 1의 SIR에 큰 영향을 준다고 판단하고 링크 2의 전송을 포기하여 송신 양보(Tx yielding)한다.

전술한 바와 같이 분산적 스케줄링 방식에 따르면, 각 D2D 링크를 구성하는 송신단말과 수신단말은 매체접근 여부를 결정하기 위하여 Tx 및 Rx OFDM 블록에서 링크의 CID에 따라 지역적으로 유일하게 주어지는 자원단위를 통하여 단일-톤 신호들을 교환한다. 해당 과정에서 송신 및 수신 단말들은 각각 상위 우선순위를 가지는 D2D 링크들의 수신단말에게 자신이 미칠 것으로 예상되는 신호간섭의 정도, 상기 링크들의 송신단말들로부터의 신호간섭 정도를 바탕으로 예상되는 SIR들을 계산하고, 해당 SIR들이 각각 일정 임계값(

및

) 이상일 경우 매체를 통한 데이터 전송을 수행하기로 결정한다. 이와 같은 SIR 기반 링크 스케줄링은 송신 및 수신단말들이 교환하는 단일-톤 신호의 세기에 큰 영향을 받는다.

특정 D2D 링크 j의 송신단말이 전송전력을 조정할 경우 발생되는 영향이 표 1에 나타나 있다. 링크 j가 전송전력을 상향 조정할 경우, 해당 링크 j의 수신단말에서 수신 받는 신호의 세기가 커지기 때문에 링크 j의 SIR이 향상되어 해당 링크가 이웃 D2D 링크들에 의해 Rx 양보를 수행할 가능성이 감소한다. 반면 상기 경우에서 링크 j가 자신보다 높은 우선순위를 가지는 링크들에 미치는 영향이 증가하기 때문에, 링크 j가 상기 링크들의 SIR을 상기 수학식 3과 같이 보장하기 위하여 Tx 양보를 수행할 가능성이 증가한다. 링크 j에 인접한 D2D 링크들에서는 링크 j로부터의 신호간섭 영향이 커지기 때문에 Rx 양보를 수행할 가능성이 증가하는 반면, 상기 링크들이 링크 j의 SIR을 보장할 가능성이 높아지기 때문에 이들이 링크 j에 의해 Tx 양보를 수행할 가능성은 감소하게 된다. 링크 j가 전송전력을 하향 조정할 경우 상기 설명의 반대 영향이 발생한다.

양보 가능성 링크 j전송전력	링크 j		인접 링크
양보 가능성 링크 j전송전력	Tx양보가능성	Rx 양보가능성	Tx 양보가능성	Rx 양보가능성
전송전력 상향조정	증가	감소	감소	증가
전송전력 하향조정	감소	증가	증가	감소

표 1과 같이 특정 D2D 링크에서의 전송전력 조정은 해당 링크가 Rx 양보를 수행할 경우와 Tx 양보를 수행할 경우에 상반된 영향을 미친다. 더불어 해당 링크의 전송전력 조정은 인접한 D2D 링크들의 Tx 및 Rx 양보 가능성을 변화시킬 수 있다. 따라서 D2D 링크의 송신전력 조정은 자신이 받을 영향뿐만 아니라 자신이 이웃 링크에 미칠 영향을 종합적으로 고려하여 신중하게 수행될 필요가 있다. 그럼에도 불구하고 전송전력이 SIR 기반 링크 스케줄링에 미치는 영향에 대한 고려 없이 단지 D2D 링크의 상태만을 고려하여 전송전력을 수행하는 방법만을 고려한다면 효과적인 전력 제어라고 하기 어렵다. 링크 스케줄링 결과에 미치는 영향을 고려하지 않고 링크의 전송전력을 조정할 경우 특정 링크들의 성능이 저하될 수 있다.

도 5는 SIR 기반 링크 스케줄링 동작에 따른 D2D 통신 네트워크의 각 D2D 링크들에서 새로운 전송전력 제어가 필요함을 설명하기 위한 도면이다. D2D 통신 네트워크에서는 전 링크들이 동일한 전송 전력을 사용하는 환경이 주로 고려되고 있다. 이러한 환경하에서 특정 D2D 링크(Tx1 100T1과 Rx1 100R1 사이의 링크)는 다수의 타 링크들(Tx1 100T1과 Rx2-Rx5 100R2-100R5) 사이의 링크들)에 대한 Tx/Rx 양보를 야기하며, 또한 SINR 저하에 따른 채널용량이 저하된다. 따라서, D2D 링크에 대한 새로운 전력제어 방식이 요구된다. 전력 제어시 전력감소에 따라 링크품질이 저하되고, 타 링크의 전송에 따라 네트워크의 용량이 증가하는 문제를 고려할 필요가 있다.

따라서, 앞서서 언급한 바와 같이, 본 발명의 실시예들은 무선통신 기기로 구성되는 D2D 통신 네트워크에서 효과적으로 각 D2D 링크의 전송전력을 조정하기 위한 방안을 제공하기 위한 것이다. 본 발명의 실시예들에 따르면, 각 D2D 링크가 이웃한 링크들로부터 송신(Tx) 및 수신(Rx) 양보영향 및 정도를 나타내는 두 가지의 지표들이 정의된다. 본 발명의 실시예들은 두 가지의 지표들을 바탕으로 각 링크 별로 분산적으로, 또는 이동통신 기지국 등과 같은 제어기의 지원을 통하여 중앙 집중적으로 D2D 링크들의 전송전력을 조정할 수 있는 방법 및 장치를 제안한다. 이러한 본 발명의 실시예들이 제안하는 전력제어 방법은 D2D 링크들 사이의 지리적 및 전파적 관계 및 링크 스케줄링 영향을 고려하여 각 링크의 전송전력을 효율적으로 제어함으로써 D2D 네트워크의 성능을 향상시킬 수 있다는 장점을 가진다.

이하에서 설명될 본 발명의 실시예들은 D2D 통신이 수행 가능한 무선통신 단말 기기에 적용 가능하다. 본 발명의 실시예들은 D2D 링크들이 링크 스케줄링을 위해 상호 교환되는 단일-톤 신호 정보를 바탕으로 서로간의 수신(Rx) 양보관계를 나타내는 지표

와 송신(Tx) 양보관계를 나타내는 지표

를 계산하는 내용과, 이를 바탕으로 D2D 링크들이 분산적으로 각각이 사용할 전송전력을 결정하거나, 중앙 제어기를 바탕으로 중앙 집중적으로 D2D 링크들이 사용할 전송전력을 결정하는 내용을 포함한다. 본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 가정하고 있는 사항은 다음과 같다. 우선 도 1에 도시된 바와 같은 동기화 구간에서 전체 단말들 사이의 시간 및 주파수 동기화가 수행되어 있다고 가정한다. 또한 D2D 링크들은 도 2에 도시된 트래픽 슬롯 구조를 바탕으로 SIR 기반의 링크 스케줄링을 수행하는 환경을 고려한다.

B. 양보관계 지표들

본 발명의 실시예들에 따르면, 양보관계 지표는 이웃한 D2D 링크에 의한 Tx 및 Rx 양보 발생여부 및 정도를 나타내는 지표이다. 양보관계 지표

는 링크 X가 이웃 링크 Y로부터 야기받는 Rx 양보 관계를 나타낸다. 양보관계 지표

는 링크 X가 이웃 링크 Y로부터 야기받는 Tx 양보 관계를 나타낸다. 이러한 양보관계 지표들은 특정 D2D 링크가 각 이웃 D2D 링크에 의한 Tx 양보 및 Rx 양보 발생 여부를 판단하는 기준으로 사용된다. 예를 들어, 양보관계 지표

가 1보다 작은 경우(

< 1), 링크 X는 링크 Y에 의해 Rx 양보를 수행하고, 양보관계 지표

가 1보다 큰 경우(

> 1), 링크 X는 링크 Y에 의해 Tx 양보를 수행한다. 또한, 상기 양보관계 지표들은 특정 D2D 링크가 Tx 및 Rx 양보를 하지 않기 위해 요구되는 이웃 D2D 링크의 전력조정 범위의 계산에도 사용된다. 예를 들어, P^Y _new/P^Y _current가

보다 작은 경우(P^Y _new/P^Y _current <

)는, 링크 X가 링크 Y에 의해 Rx 양보하지 않기 위한 조건이고, P^Y _new/P^Y _current가

보다 큰 경우(P^Y _new/P^Y _current >

)는, 링크 X가 링크 Y에 의해 Tx 양보하지 않기 위한 조건이다.

도 6은 본 발명의 실시예들에 따른 D2D 링크에서의 전송전력 제어를 위한 기준이 되는 양보관계 지표를 산출하는 동작을 설명하기 위한 D2D 통신 네트워크의 예를 도시한다. 도 6에 도시된 구성은 단지 예시를 위한 것으로, 다른 실시예들이 본 개시의 범위를 벗어나지 않고 사용되어질 수 있다. 예를 들어, 도 6에서는 양보관계 지표를 계산하는 D2D 링크 X와, 상기 링크 X에서의 Tx/Rx 양보여부 판단에 영향을 미치는 D2D 링크 Y를 포함하는 D2D 통신 네트워크를 도시하고 있다. D2D 링크 Y는 송신단말 A 100A와 수신단말 B 100B로 구성되며, D2D 링크 X는 송신단말 C 100C와 수신단말 D 100D로 구성된다. 현재 송신단말 A 100A와 송신단말 C 100C가 전송하는 신호의 세기는 각각

[Watt] 와

[Watt] 이며, 특정 단말 a와 b 사이의 무선채널 이득은

로 표기한다.

양보관계 지표

는 임의의 D2D 링크 X가 자신과 인접하여 위치한 D2D 링크 Y에 의해 Rx 양보를 수행하는지의 여부와 Rx 양보를 수행하지 않기 위해 D2D 링크 X 또는 링크 Y에서의 전송전력을 어느 정도까지 조정 가능한지를 나타내는 지표이다. 양보관계 지표

를 계산하기 위한 절차는 다음과 같다. D2D 통신 네트워크에서 전송할 데이터가 있는 각 링크의 송신단말A 100A 및 송신단말C 100C는 트래픽 슬롯의 도 3과 같은 Tx OFDM 블록 42A를 구성하는 다수의 자원단위중 하나를 자신에게 할당된 CID를 통해 선택하고, 해당 자원단위를 통해 단일-톤 DPS 신호를 전송한다. 단일 자원단위는 주파수 영역에서 하나의 반송파, 시간 영역에서 하나의 OFDM 심볼로 구성된다. 양보관계 지표

를 측정하고자 하는 D2D 링크 X의 수신단말 D 100D는 상기 Tx OFDM 블록 42A 전체를 경청함으로써 인접한 링크들의 송신단말들이 각자 서로 다른 자원단위를 통해 송신한 DPS(Direct Power Signal)의 세기를 측정한다. 이때 수신단말은 CID를 자원단위 위치(우선순위)로 변환하는 함수(해쉬 함수 등)의 역함수를 활용하여 각 자원단위를 통해 수신된 DPS가 어떠한 CID를 가지는 링크의 송신단말이 전송한 것인지를 확인할 수 있다.

D2D 링크 Y의 송신단말 100A로부터 수신 받은 DPS 신호의 신호세기를 바탕으로 링크 X의 수신단말 D 100D가 링크 Y와의 양보관계 지표

를 계산하는 방법은 (1) 링크(가해 링크) Y의 전력제어 관점에서 계산하는 방법과, (2) 링크(피해 링크) X의 전력제어 관점에서 계산하는 방법으로 구분된다.

링크 X에게 Rx 양보를 일으킬 수 있는 링크 Y의 전력 관점에서 양보관계 지표

를 계산하는 방법은 다음과 같다. 수신단말 D 100D에서의 Rx 양보를 일으키지 않기 위해서는, 링크 Y의 송신단말 A 100A가 자신의 전송전력을

[Watt]에서

[Watt]으로 변경한다고 가정하였을 때 링크 X의 SIR은 다음의 수학식 4에 나타낸 바와 같은 조건을 충족하여야 한다.

상기 수학식 4에서

대신에

를 대입하면, 링크 Y의 송신단말 A 100A가 수신단말 D 100D에서의 Rx 양보를 일으키지 않기 위한 송신단말 A 100A의 전송전력 조정비

의 상한치는 다음의 수학식 5와 같이 구할 수 있다.

다음의 수학식 6과 같이 송신단말 A의 전송전력 조정비

의 상한치를 정의하는 수학식 5의 우변은 본 발명의 실시예들에서 양보관계 지표

로 정의된다.

링크(피해 링크) X의 송신단말 C의 전력 관점에서 양보관계 지표

를 계산하는 방법은 다음과 같다. 송신단말 C 100C가 링크 Y로부터의 신호간섭에 의해 수신단말 D 100D에서의 Rx 양보를 일으키지 않기 위해 자신의 전송전력을

[Watt]에서

[Watt]으로 변경한다고 가정하였을 때, 링크 X의 SIR은 다음의 수학식 7과 같은 조건을 충족하여야 한다.

상기 수학식 7에서

대신에

를 대입하면 수신단말 D 100D에서의 Rx 양보를 일으키지 않기 위한 송신단말 C 100C의 전송전력 조정비

의 하한치를 다음과 같이 구할 수 있으며, 이는 수학식 6에서 구한

의 역수 형태를 가진다.

상기와 같은 절차를 통해 Rx 양보관계 지표

를 구한 링크 X의 수신단말 D는 도 2에 도시된 확인응답전송 구간 48에서 송신단말 C 100C에게 전송하는 확인응답 메시지에 상기 과정에서 구한

값을 포함하여 전송한다. 이를 수신한 송신단말 C 100C는 해당 값을 고려하여 전력제어를 수행하거나(분산적 전력제어) 해당 값을 중앙 제어기에게 보고한다(중앙 집중적 전력제어).

Tx 양보관계를 나타내는 지표인

는 송신단말이 Rx OFDM 블록 42B에서 감지되는 IPE 신호들의 세기를 통하여 계산한다. 링크 X의 송신단말 C 100C가 링크 Y에 대한

를 계산하기 위해, Rx OFDM 블록 42B에서 수신단말 B로부터 수신 받은 IPE 신호의 세기(

[Watt]를 측정한다. 이를 바탕으로

를 계산하는 방법은 (1) 링크(가해 링크) Y의 전력제어 관점에서 계산하는 방법과 (2) 링크(피해 링크) X의 전력제어 관점에서 계산하는 방법으로 구분된다.

링크 Y의 전력제어 관점에서

를 계산하는 방법은 다음과 같다. 링크 Y의 송신단말 A 100A가 자신의 전송전력을

[Watt]에서

[Watt]으로 변경한다고 가정하였을 때, 송신단말 C 100C가 자신이 Tx 양보를 수행하지 않기 위해서는 링크 X가 예측한 링크 Y의 SIR은 다음 수학식 9의 조건을 만족하여야 한다.

상기 수학식 9에서

대신에

를 대입하면, 링크 Y의 송신단말 A 100A가 송신단말 C 100C에서의 Tx 양보를 일으키지 않기 위한 송신단말 A 100A의 전송전력 조정비

의 하한치는 다음의 수학식 10과 같이 구할 수 있다.

상기 수학식 10에서

는 앞서 측정한 IPE 신호의 세기에

를 시스템 파라미터인

로 나누고 구할 수 있다. 본 발명의 실시예들에서는 링크 X의 송신단말 C 100C가 링크 Y에 의해 Tx 양보를 수행하지 않기 위한 송신단말 A 100A의 전력조정비의 하한치를 다음의 수학식 11과 같이

로 정의한다.

링크 X의 송신단말 C 100C의 전력 관점에서 양보관계 지표

를 계산하는 방법은 다음과 같다. 송신단말 C 100C가 자신이 링크 Y로 미칠 예상 간섭량을 줄여 자신이 Tx 양보를 하지 않기 위해 전송전력을

[Watt]에서

[Watt]으로 변경한다고 하였을 때, 링크 X가 예측한 링크 Y의 SIR은 다음 수학식 12에 나타낸 바와 같은 조건을 충족하여야 한다.

상기 수학식 12에서

대신에

를 대입하면 수신단말 D에서의 Rx 양보를 일으키지 않기 위한 송신단말 C 100C의 전송전력 조정비

의 상한치를 다음의 수학식 13과 같이 구할 수 있으며, 이는 수학식 11에서 구한

의 역수 형태를 가진다.

매 트래픽 슬롯의 각 D2D 링크의 송신단말은 수신단말로부터 보고받은

와 자신이 직접 측정한

를 바탕으로 다음의 표 2과 같은 양보관계 테이블을 형성 및 갱신한다.

D2D 링크 (CID=X)
CID	DPS 수신신호 세기
1	13 dBm	0.42	1.53
2	7 dBm	1.21	0.73
…	…	…	…
MxN	9 dBm	0.85	2.51

앞서 구한 양보관계 지표들

및

는 Rx 및 Tx 양보를 회피하기 위한 링크 X 또는 링크 Y의 송신단말에 대한 전송전력 제어범위의 상한치와 하한치를 제공한다. 뿐만 아니라 상기 지표들은 현재 상태에서 특정 D2D 링크 X가 링크 Y에 의해 Rx 및 Tx 양보를 겪고 있는지를 판단하는 용도로 활용될 수 있다. 현재 상태에서는

및

이기 때문에,

이다. 이를 수학식 5에 대입하면,

인지의 여부를 확인하여 링크 X가 링크 Y에 의해 Rx 양보를 하지 않음을 확인할 수 있다. 또한

를 수학식 10에 대입하면,

임을 확인하여 링크 X가 링크 Y에 의해 현재 Tx 양보를 하지 않고 있음을 식별할 수 있다.

현재 상태에서 링크 X의 Rx/Tx 양보 여부는 다음의 표 3과 같이 정리될 수 있으며, 링크 X의 Tx/Rx 양보를 회피하기 위한 전력제어 범위는 다음의 표 4와 같이 정리될 수 있다.

	< 1	> 1
< 1	Rx 양보 수행 Tx 양보 수행 안함	Rx 양보 수행 안함 Tx 양보 수행 안함
> 1	Rx 양보 수행 Tx 양보 수행	Rx 양보 수행 안함 Tx 양보 수행

	가해링크 Y	피해링크 X
링크 X에서의 Rx 양보 회피	<	> 1/
링크 X에서의 Tx 양보 회피	>	< 1/

위에서 설명한 바와 같은 본 발명의 일 실시예에 따르면, 피해 링크 X의 수신단말은 매 트래픽 슬롯(도 2)의 Tx OFDM 블록(도 3의 42A)을 통해 이웃 송신단말들로부터 전송된 DPS 신호들의 세기를 측정하여 양보관계 지표

를 계산하고, 송신단말은 매 트래픽 슬롯(도 2)의 Rx OFDM 블록(도 3의 42B)을 통해 이웃 수신단말들로부터 전송된 IPE 신호들의 세기를 측정하여 양보관계 지표

를 계산한다. 이와 같이 각 단말이 모든 이웃 링크들에 대한 양보관계 지표

와

를 계산하는데 있어 다수의 트래픽 슬롯을 관찰하여야 하기 때문에, 양보관계 지표의 계산에 따른 지연시간 및 전력소모가 높아질 수도 있다.

이러한 한계를 개선하기 위하여, 본 발명의 다른 실시예는 도 3b에 도시된 DP/IPE 브로드캐스트 구간 36을 이용하여 양보관계 지표를 계산한다.

도 3b를 참조하면, 페이징 구간 30은 퀵 페이징(Quick Paging) 구간 32, CID 브로드캐스트(CID Broadcast) 구간 34, DP/IPE 브로드캐스트 구간 36, 페이징 요청 구간 38을 포함한다. DP/IPE 브로드캐스트 구간 36은 DP 브로드캐스팅 OFDM 블록 36A와, IPE 브로드캐스팅 OFDM 블록 36B을 포함한다. 예를 들어, 각 OFDM 블록 36A,36B는 주파수 평면에서 28개의 서브채널들을 포함하고, 시간 평면에서 4개의 OFDM 심볼들을 포함한다.

D2D 링크를 형성한 모든 송신단말은 DP 브로드캐스팅 OFDM 블록 36A에서 기본적으로 설정된 전송전력(예를 들어 20 dBm)의 전송전력을 사용하여 자신의 링크에 대한 CID(1~112)에 해당하는 전송단위를 통해 DP 단일-톤 신호를 전송한다. 수신단말들은 DP 브로드캐스팅 OFDM 블록 36A를 관찰함으로써 모든 이웃 링크들에 대한 양보관계 지표

를 계산할 수 있다.

D2D 링크를 형성한 모든 수신단말은 IPE 브로드캐스팅 OFDM 블록 36B에서 자신의 링크에 대한 CID(1~112)에 해당하는 전송단위를 통해 IPE 단일-톤 신호를 전송한다. 이 때 IPE 단일-톤 신호의 세기는 전술한 <수학식 2>와 같이 결정된다. 송신단말들은 IPE 브로드캐스팅 OFDM 블록 36B를 관찰함으로써 모든 이웃 링크들에 대한 양보관계 지표

를 계산할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 각 D2D 링크의 송신단말이 수집한 양보관계 지표

및

를 바탕으로 링크 별 전송전력을 조정하는 방법은 크게 분산적 전력제어 방법과, 중앙 집중적 전력제어 방법으로 구분될 수 있다. 분산적 전력제어는 각 D2D 링크의 송신단말이 수집한

및

정보를 바탕으로 일정 기준 내에서 자신의 전송전력을 조정하는 방법이며, 중앙 집중적 전력제어는 이동통신 기지국, 중계기 등과 같은 중앙 제어기가 각 단말에서 수집된 양보관계 지표들을 바탕으로 특정 D2D 링크에 대한 전력제어를 지시하는 방법이다.

C. 중앙집중적 전송 전력 제어

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 중앙집중적 전력제어 동작을 위한 D2D 통신 네트워크의 예를 도시한다. 도 7에 도시된 구성은 단지 예시를 위한 것으로, 다른 실시예들이 본 개시의 범위를 벗어나지 않고 사용되어질 수 있다.

D2D 통신 네트워크는 D2D 링크를 통해 연결되는 단말들인 디바이스1 101과, 디바이스 2 102를 포함한다. 상기 디바이스들 101,102는 송신 단말 또는 수신 단말이 될 수 있으며, 이 디바이스들 101,102에는 이웃 링크의 송신 단말 및 수신 단말(도시하지 않음)이 위치할 수 있다. 상기 디바이스들 101, 102는 각각 D2D 통신을 위해 PHY 계층부 L12, MAC 계층부 L22 및 상위 계층부 L30을 포함한다.

상기 디바이스들 101, 102에는 본 발명의 실시예에 따른 중앙집중적 전송 전력 제어 동작을 제어기로서 이동 통신 기지국(eNB) 200이 연결된다. 즉, 상기 디바이스들 101, 102는 셀룰라 링크를 통해 기지국 200에 연결된다. 상기 기지국 200과의 접속을 위해 상기 디바이스들 101, 102는 각각 PHY 계층부 L11, MAC 계층부 L21 및 상위 계층부 L30을 포함한다. 예를 들어, 상기 이동 통신 기지국 200은 LTE 기지국이 될 수 있다. 상기 이동 통신 기지국 103는 코어 네트워크를 통해 인터넷 300에 연결될 수 있다.

도 8은 도 7에 도시된 디바이스들 101,102의 구체적인 구성을 도시한다. 도 8에 도시된 구성은 단지 예시를 위한 것으로, 다른 실시예들이 본 개시의 범위를 벗어나지 않고 사용되어질 수 있다. 상기 디바이스들 101,102는 제1 송수신부 110, 제어부 120 및 제2 송수신부 130을 포함한다. 제1 송수신부 110은 D2D 링크를 통한 신호 송수신을 위한 것이다. 제2 송수신부 130은 셀룰라 링크를 통한 신호 송수신을 위한 것이다. 제어부 120은 디바이스들 101,102의 전반적인 동작을 제어한다. 특히 제어부 120은 본 발명의 실시예에 따른 동작을 위해 양보지표 계산부 122 및 송신전력 조정부 124를 포함한다.

상기 디바이스들 101,102가 송신 단말인 경우 다음과 같은 동작을 수행할 수 있다. 제1 송수신부 110은 제1 링크(자신의 링크)의 수신 단말 및 제2 링크(이웃 링크)의 수신 단말로부터 전송된 제1 탐지신호들(예; IPE)를 수신하고, 이 수신된 탐지신호들의 세기를 측정한다. 제어부 120의 양보지표 계산부 122는 상기 측정된 제1 탐지신호들의 세기에 기반하여 제2 링크의 신호대간섭비가 일정 임계값 이상이 되도록 하기 위한, 제1 링크의 송신 단말에 대한 제1 전송전력 조정비로서 양보 지표를 결정한다. 제1 전송전력 조정비는 제1 전송전력 조정비의 상한값이 될 수 있다. 송신전력 조정부 124는 제1 전송전력 조정비의 상한값을 포함하는 범위 내에서 전송 전력을 제어한다.

또한, 상기 양보지표 계산부 122는 상기 측정된 제1 탐지신호들의 세기에 기반하여 제2 링크의 신호대간섭비가 일정 임계값 이상이 되도록 하기 위한, 제2 링크의 송신 단말에 대한 제2 전송전력 조정비로서 양보 지표를 결정한다. 제2 전송전력 조정비는 제2 전송전력 조정비의 하한값이 될 수 있다.

또한, 제1 송수신부 110은 제1 링크의 신호대간섭비가 일정 임계값 이상이 되도록 하기 위한, 제1 링크의 송신 단말에 대한 제3 전송전력 조정비를 포함하는 제어메시지를 제1 링크의 수신 단말로부터 수신할 수 있다. 제3 전송전력 조정비는, 제1 링크 및 제2 링크의 송신 단말들로부터 전송된 제2 탐지신호들의 세기의 측정 결과에 기반하여 결정된다. 제3 전송전력 조정비는 제3 전송전력 조정비의 하한값이 될 수 있다. 송신전력 조정부 124는 제3 전송전력 조정비의 하한값을 포함하는 범위 내에서 전송 전력을 제어할 수 있다.

상기 디바이스들 101,102가 수신 단말인 경우 다음과 같은 동작을 수행할 수 있다. 제1 송수신부 110은 제1 링크(자신의 링크) 및 제2 링크(이웃 링크)의 송신 단말들로부터 전송된 탐지신호들(예; DPS)을 수신하고, 이 수신된 탐지신호들의 세기를 측정한다. 제어부 120의 양보지표 계산부 122는 상기 측정된 탐지신호들의 세기에 기반하여 제1 링크의 신호대간섭비가 일정 임계값 이상이 되도록 하기 위한, 제1 링크의 송신 단말에 대한 제1 전송전력 조정비로서 양보 지표를 결정한다. 제1 전송전력 조정비는 제1 전송전력 조정비의 하한값이 될 수 있다. 제1 송수신부 110은 제1 링크의 송신 단말이 제1 전송전력 조정비의 하한값을 포함하는 범위 내에서 전송 전력을 제어하도록, 제1 전송전력 조정비의 하한값을 제1 링크의 송신 단말로 송신한다.

또한, 상기 양보지표 계산부 122는 상기 측정된 탐지신호들의 세기에 기반하여 제1 링크의 신호대간섭비가 일정 임계값 이상이 되도록 하기 위한, 제2 링크의 송신 단말에 대한 제2 전송전력 조정비를 결정한다. 제2 전송전력 조정비는 제2 전송전력 조정비의 상한값이 될 수 있다.

도 9는 도 7에 도시된 기지국 200의 구체적인 구성을 도시한다. 도 9에 도시된 구성은 단지 예시를 위한 것으로, 다른 실시예들이 본 개시의 범위를 벗어나지 않고 사용되어질 수 있다. 기지국 200은 제1 송수신부 210, 제어부 220 및 제2 송수신부 230을 포함한다. 제1 송수신부 210은 D2D 디바이스들 101,102와의 신호 송수신을 위한 것이다. 제2 송수신부 230은 코어 네트워크 300과의 신호 송수신을 위한 것이다. 제어부 220은 기지국 200의 전반적인 동작을 제어한다. 특히 제어부 220은 본 발명의 실시예에 따른 동작을 위해 테이블 222 및 전력조정비 계산부 224를 포함한다.

제1 송수신부 210은 D2D 링크들의 각 송신 단말들로부터 자신의 링크의 신호대간섭비 및 이웃한 링크의 신호대간섭비가 일정 임계값 이상이 되도록 하기 위한 양보 지표를 포함하는 제어메시지를 수신한다. 제어부 220은 다수의 링크들중에서 전송전력 조정을 위한 링크를 선택하고, 상기 제어메시지에 포함된 양보 지표를 이용하여 상기 선택된 링크의 송신 단말에 대한 전송전력 조정비를 결정한다. 제1 송수신부 210은 상기 결정된 전송전력 조정비를 상기 선택된 링크의 송신 단말로 송신한다. 상기 제어메시지에 포함된 양보 지표는, 자신의 링크의 신호대간섭비가 일정 임계값 이상이 되도록 하기 위한 수신 양보 지표와, 이웃한 링크의 신호대간섭비가 일정 임계값 이상이 되도록 하기 위한 송신 양보 지표를 포함한다.

제어부 220는 테이블 222 및 전력조정비 계산부 224를 포함한다. 테이블 222는 D2D 링크들의 각 송신 단말들로부터 수신된 제어메시지에 포함된 송신 및 수신 양보관계 지표들을 저장하기 위한 것이다. 전력조정비 계산부 224는 테이블 222에 저장된 송신 및 수신 양보관계 지표들을 이용하여 각 링크별로 송신 양보 및 수신 양보를 유발하는 이웃 링크들의 수를 파악하고, 이웃 링크들에게 많은 송신 양보 또는 수신 양보를 유발할 것으로 예상되는 링크를 선택한다. 다른 예로, 전력조정비 계산부 224는 각 링크에서의 송신 단말과 수신 단말 사이의 링크 품질을 이용하여 이웃 링크들에게 많은 송신 양보 또는 수신 양보를 유발할 것으로 예상되는 링크를 선택한다. 전력조정비 계산부 224는 상기 선택된 링크가 미치는 송신 양보 및 수신 양보와, 상기 선택된 링크가 받는 송신 양보 및 수신 양보를 고려하여 상기 선택된 링크의 송신 단말에 대한 전송전력 조정비를 결정한다.

도 10은 본 발명의 실시예에 따른 중앙집중적 전력제어 동작의 처리 흐름을 도시한다. 310단계에서 D2D 링크의 단말은 D2D 링크들 사이의 양보 상관관계를 파악하고 이를 지표들로 표현한다. 구체적으로, D2D 링크의 송신단말 및 수신단말은 Tx/Rx 블록에서 수신되는 스케줄링 신호(DPS, IPE)의 수신세기를 바탕으로 인접 링크들과의 Tx/Rx 양보관계 및 전력조정 범위를 나타내는 지표들을 계산한다. 320단계에서 송신 단말은 계산된 지표 중 필요한 정보를 기지국(eNB) 200에 보고한다. 330단계에서 eNB 200은 특정 D2D 링크의 전력 조정비를 계산한다. 즉, 330단계에서 eNB 200은 보고 받은 지표들을 바탕으로 성능에 큰 영향을 미치는 링크들에 대한 송신전력 제어 범위를 결정한다. 340단계에서 eNB 200은 결정된 송신전력 제어 범위를 해당하는 링크에 전달한다. 350단계에서 해당 D2D 링크는 전달받은 송신전력 제어 범위에 따라 송신전력을 조정한다.

도 11은 도 7에 도시된 통신 네트워크의 구성요소들에 의한 본 발명의 제1 실시예에 따른 중앙집중적 전력제어 동작의 처리 흐름을 도시한다. 본 실시 예에서는 이동통신 기지국이 자신의 통신영역에 속한 D2D 링크들에 대한 전송전력 제어를 지원하는 환경을 가정한다.

412단계에서, 전송할 데이터를 가지는 각 D2D 링크 X 및 Y의 송신단말들은 n번째 트래픽 슬롯의 Tx OFDM 블록에서 각각에 주어진 CID에 따른 전송단위를 통해 DPS 신호를 전송한다. 414단계에서, 링크 X의 수신단말은 수신 받은 DPS 신호들의 세기를 바탕으로

정보를 계산한다. 422단계에서, 두 링크들 각각의 수신단말들은 이어지는 Rx OFDM 블록에서 주어진 OFDM 전송단위를 통해 IPE 신호를 전송한다. 424단계에서, 링크 X의 송신단말은 수신된 IPE 신호 세기를 바탕으로

정보를 계산한다.

432 단계 및 434단계에서, DPS 신호 및 IPE 신호의 교환을 통해 매체접근을 수행하기로 한 링크 X의 송수신 단말들은 파일롯(pilot) 및 채널품질지시자(Channel Quality Indicator) 신호를 교환하여 데이터 전송 과정에서 사용할 변조기법 및 코딩률을 결정한다. 이후 442단계에서 링크 X의 송신단말은 수신단말에게 데이터를 전송하며, 이에 대한 응답으로서 444단계에서 수신단말은 앞서 측정한

정보를 포함하는 확인응답 메시지를 전송한다. 이와 같은 과정들을 바탕으로 송신단말은 표 2와 같은 테이블을 정리한다. 452단계 및 454단계에서, 송신단말은 제어메시지를 이동통신 기지국으로 주기적으로(예; 셀룰러 페이징 주기) 보고한다. 이때 제어메시지는 해당 테이블 정보(양보관계 지표

,

)와 자신의 링크 상태(자신의 CID, 이용 중인 서비스 정보, 링크 신호품질(

) 등)를 포함한다. 이와 같은 보고에 있어 송신단말은 실제 전력제어에 사용될 값(양보관계 지표

,

)만을 추려 보고하기 때문에 다수의 송신단말에 의한 기지국으로의 보고에 따른 무선 채널의 혼잡을 방지할 수 있다. 송신단말은 이동통신 페이징 응답 메시지에 상기 제어메시지의 정보를 포함시켜 전송할 수 있다.

462단계에서, 각 링크의 송신단말로부터 양보관계 정보를 수신받은 이동통신 기지국은 주어진 정보 및 네트워크 사업자 정보 등을 바탕으로 전력 조정을 위한 특정 링크(예; 링크 Y)를 선택하고, 선택된 링크의 전송전력 조정 비를 결정한다. 이후 464단계에서, 기지국은 결정된 전송전력 조정 비(P’/P)를 제어 메시지(페이징 메시지 등)을 통해 해당하는 D2D 링크(Y)의 송신단말로 전달한다. 470단계에서 이를 수신 받은 링크 Y의 송신단말은 권고된 조정 비로 자신의 전송전력을 조정한다.

본 실시예에서 이동통신 기지국이 특정 D2D 링크의 전송전력 조정 비를 결정하는 방법은 다음과 같다. 본 실시 예에서는 타 D2D 링크들에 양보 영향을 많이 미치는 D2D 링크들부터 우선적으로 전송전력 제어를 수행하는 방법을 고려한다. 이를 위해 기지국은 송수신 단말들 사이의 거리가 먼, 즉 링크 품질이 좋지 않아 타 링크들에게 다수의 Tx 양보를 야기하는 D2D 링크의 전송전력을 우선적으로 조정한다. 상기와 같은 기준으로 선택된 링크에 대해 앞서 D2D 링크들로부터 보고 받은 테이블을 바탕으로 전송전력 조정비(

)를 계산한다. 본 실시 예에서는 선택된 링크(

)가 타 인접 링크들로부터 추가적인 Rx 양보를 당하지 않거나, 타 링크에게 추가적인 Tx 양보를 야기하지 않는 범위 내에서 자신의 전송전력을 낮춤으로써 인접 링크들로의 Tx/Rx 양보 영향을 최소화하는 것을 목표로 전송전력비를 결정한다. 우선 기지국은 선택된 링크

가 전송전력을 줄임으로써 인접 링크들로부터 추가적인 Rx 양보를 당하지 않는 전력조정비(

)를 수학식 8에 의거하여 다음의 수학식 14와 같이 계산한다.

상기 수학식 14에서

는 현재 링크

에게 Rx 양보를 일으키지 않는 D2D 링크들의 집합이다.

이어서 기지국은 링크

가 전송전력을 줄임으로써 추가적으로 인접 링크에 Tx 양보를 일으키지 않는 전력조정비(

)를 수학식 10에 의거하여 다음의 수학식 15와 같이 계산한다.

상기 수학식 15에서

는 현재 링크

에게 Rx 양보를 일으키지 않는 D2D 링크들의 집합이다.

이후 기지국은 링크

가 타 인접 링크들로부터 추가적인 Rx 양보를 당하지 않거나 타 링크에게 추가적인 Tx 양보를 야기하지 않는 전송전력비를 다음의 수학식 16과 같이 결정한다. 즉, 기지국은 수학식 14 및 수학식 15에서 구한 전력조정비

와

중 작은 값을 가지는 것으로 전송전력비를 결정한다.

기지국은 자신이 관리하는 D2D 링크들에 대한 α 및 β 관리 테이블을 업데이트한다. 업데이트된 테이블의 예가 도 12a에 도시되어 있다. 예를 들어, 도 12a에는 링크 4에 의해 보고된 값들이 저장된다. 기지국은 상기 업데이트된 테이블 222의 내용을 바탕으로 전력조정 대상 링크를 선택한다. 전력조정 대상 링크로는 타 링크에게 가장 많은 영향을 미치는 가해 링크가 선택된다. 예를 들어, 링크 길이가 길수록 이웃 단말들에게 Tx 또는 Rx 양보를 야기하며, 이러한 링크는 네트워크 전체 성능에 미치는 영향이 크기 때문에 우선적으로 전력 제어를 수행할 필요가 있다.

다음에, 기지국의 전력조정비 계산부 224는 다양한 조건, 목적에 따라 1/α 및 β 관리 테이블을 활용하여 선택된 링크에 대한 전력조정비 Pnew/Pcurrent를 계산한다. 이러한 전력조정비는 선택된 링크 j가 타 링크로부터 추가적인 Rx 양보를 당하지 않거나, 타 링크에게 추가적인 Tx 양보를 일으키지 않는 범위 내에서 전력을 낮춤으로써 타 링크로의 영향을 줄이는 것을 목적으로 한다. 추가적인 Rx 양보를 당하지 않는 임의의 링크 j의 전력 조정비는 앞서서 살펴본 수학식 14와 같이 계산된다. 추가적인 Tx 양보를 일으키지 않는 임의의 링크 j의 전력 조정비는 수학식 15와 같이 계산된다. 그리고 선택된 링크의 최종 전력 조정비는 수학식 16과 같이 결정된다.

전력조정비 계산의 예가 도 12b에 도시되어 있다. 도 12b에는 링크 2에 대한 전력 조정을 수행하는 예가 도시되어 있다. 1/α 및 β 관리 테이블의 두 테이블을 통해 추가적인 Rx 양보를 당하지 않는 링크 2의 전력 조정비(0.32)와, 추가적인 Tx 양보를 일으키지 않는 링크 2의 전력 조정비(0.038)가 도출된다. 이 도출된 전력 조정비들중에서 작은 전력 조정비 0.038(-14.2dB)이 최종 전력 조정비로서 결정된다.

기지국의 제1 송수신부 210은 선택된 링크에 대해 결정된 전력조정비를 해당하는 링크에 전달한다. 예를 들어, 상기 결정된 전력조정비는 주기적인 셀룰러 페이징 메시지 등을 이용하여 전달된다.

제어부 220은 전력조정 이후 수신받는 D2D 링크들로부터의 보고를 바탕으로 자신이 관리하는 테이블 222를 업데이트하고, 기준에 적합한 링크들에 대한 전력 제어를 지속적으로 수행한다.

기지국으로부터 전력조정비를 수신받은 D2D 링크의 송신단말은 해당 조정비로 단일-톤 및 다중-톤의 전송전력을 변경한다. 전송전력 변경 후 송신단말은 업데이트된 양보 상관관계 정보(지표)를 기지국에 보고한다.

D. 분산적 전송 전력 제어

도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 분산적 전력제어 동작을 위한 D2D 통신 네트워크의 예를 도시한다. 도 13에 도시된 구성은 단지 예시를 위한 것으로, 다른 실시예들이 본 개시의 범위를 벗어나지 않고 사용되어질 수 있다.

D2D 통신 네트워크는 D2D 링크를 통해 연결되는 단말들인 디바이스1 101과, 디바이스 2 102를 포함한다. 상기 디바이스들 101,102는 송신 단말 또는 수신 단말이 될 수 있으며, 이 디바이스들 101,102에는 이웃 링크의 송신 단말 및 수신 단말(도시하지 않음)이 위치할 수 있다. 상기 디바이스들 101, 102는 각각 DD2 통신을 위해 PHY 계층부 L12, MAC 계층부 L22 및 상위 계층부 L30을 포함한다.

도 14는 도 13에 도시된 디바이스들 101,102의 구체적인 구성을 도시한다. 도 14에 도시된 구성은 단지 예시를 위한 것으로, 다른 실시예들이 본 개시의 범위를 벗어나지 않고 사용되어질 수 있다. 상기 디바이스들 101,102는 송수신부 110 및 제어부 120을 포함한다. 제1 송수신부 110은 D2D 링크를 통한 신호 송수신을 위한 것이다. 제어부 120은 디바이스들 101,102의 전반적인 동작을 제어한다. 특히 제어부 120은 본 발명의 실시예에 따른 동작을 위해 양보지표 계산부 122, 테이블 126, 전력조정비 계산부 128 및 송신전력 조정부 124를 포함한다.

상기 디바이스들 101,102가 송신 단말인 경우 다음과 같은 동작을 수행할 수 있다. 제1 송수신부 110은 제1 링크(자신의 링크)의 수신 단말 및 제2 링크(이웃 링크)의 수신 단말로부터 전송된 제1 탐지신호들(예; IPE)를 수신하고, 이 수신된 탐지신호들의 세기를 측정한다. 제어부 120의 양보지표 계산부 122 및 전력조정비 계산부 128은 상기 측정된 제1 탐지신호들의 세기에 기반하여 제2 링크의 신호대간섭비가 일정 임계값 이상이 되도록 하기 위한, 제1 링크의 송신 단말에 대한 제1 전송전력 조정비로서 양보 지표를 결정한다. 제1 전송전력 조정비는 제1 전송전력 조정비의 상한값이 될 수 있다. 송신전력 조정부 124는 제1 전송전력 조정비의 상한값을 포함하는 범위 내에서 전송 전력을 제어한다.

또한, 상기 양보지표 계산부 122 및 전력조정비 계산부 128은 상기 측정된 제1 탐지신호들의 세기에 기반하여 제2 링크의 신호대간섭비가 일정 임계값 이상이 되도록 하기 위한, 제2 링크의 송신 단말에 대한 제2 전송전력 조정비로서 양보 지표를 결정한다. 제2 전송전력 조정비는 제2 전송전력 조정비의 하한값이 될 수 있다.

상기 디바이스들 101,102가 수신 단말인 경우 다음과 같은 동작을 수행할 수 있다. 제1 송수신부 110은 제1 링크(자신의 링크) 및 제2 링크(이웃 링크)의 송신 단말들로부터 전송된 탐지신호들(예; DPS)을 수신하고, 이 수신된 탐지신호들의 세기를 측정한다. 제어부 120의 양보지표 계산부 122 및 전력조정비 계산부 128은 는 상기 측정된 탐지신호들의 세기에 기반하여 제1 링크의 신호대간섭비가 일정 임계값 이상이 되도록 하기 위한, 제1 링크의 송신 단말에 대한 제1 전송전력 조정비로서 양보 지표를 결정한다. 제1 전송전력 조정비는 제1 전송전력 조정비의 하한값이 될 수 있다. 제1 송수신부 110은 제1 링크의 송신 단말이 제1 전송전력 조정비의 하한값을 포함하는 범위 내에서 전송 전력을 제어하도록, 제1 전송전력 조정비의 하한값을 제1 링크의 송신 단말로 송신한다.

또한, 상기 양보지표 계산부 122 및 전력조정비 계산부 128은 는 상기 측정된 탐지신호들의 세기에 기반하여 제1 링크의 신호대간섭비가 일정 임계값 이상이 되도록 하기 위한, 제2 링크의 송신 단말에 대한 제2 전송전력 조정비를 결정한다. 제2 전송전력 조정비는 제2 전송전력 조정비의 상한값이 될 수 있다.

도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 분산적 전력제어 동작의 처리 흐름을 도시한다. 510단계에서 D2D 링크의 단말은 D2D 링크들 사이의 양보 상관관계를 파악하고 이를 지표들로 표현한다. 구체적으로, D2D 링크의 송신단말 및 수신단말은 이웃 링크들로부터 수신받은 신호(DPS, IPE)의 수신세기를 바탕으로 해당 이웃 링크들과의 Rx 및 Tx 양보관계 및 전력조정 범위를 나타내는 지표들을 계산한다. 양보관계를 파악한 링크 자체에서 전력제어를 수행해야 하기 때문에 Rx 및 Tx 양보관계 지표를 상기 수학식 2 및 수학식 4와 같이 계산한다. 520단계에, 단말은 자신의 링크에 대한 송신전력 조정비를 계산한다. 앞서 파악된 Tx 및 Rx 양보관계에 따른 해당 링크이 송신전력 조정비를 계산한다. 목적에 따라 다양한 조정 방법이 존재한다. 530단계에서, 단말은 계산된 조정비로 송신단말의 전송전력을 조정한다. 예를 들어, 계산된 조정비로 송신단말의 단일-톤 및 다중-톤 송신전력이 조정된다.

도 16은 도 13에 도시된 통신 네트워크의 구성요소들에 의한 본 발명의 일 실시예에 따른 분산적 전력제어 동작의 처리 흐름을 도시한다. 본 실시 예에서는 이동통신 기지국이 자신의 통신영역에 속한 D2D 링크들에 대한 전송전력 제어를 지원하는 환경을 가정한다.

412단계에서, 전송할 데이터를 가지는 각 D2D 링크 X 및 Y의 송신단말들은 n번째 트래픽 슬롯의 Tx OFDM 블록에서 각각에 주어진 CID에 따른 전송단위를 통해 DPS 신호를 전송한다. 414단계에서, 링크 X의 수신단말은 수신 받은 DPS 신호들의 세기를 바탕으로 1/

정보를 계산한다. 422단계에서, 두 링크들 각각의 수신단말들은 이어지는 Rx OFDM 블록에서 주어진 OFDM 전송단위를 통해 IPE 신호를 전송한다. 424단계에서, 링크 X의 송신단말은 수신된 IPE 신호 세기를 바탕으로 1/

정보를 계산한다.

432 단계 및 434단계에서, DPS 신호 및 IPE 신호의 교환을 통해 매체접근을 수행하기로 한 링크 X의 송수신 단말들은 파일롯(pilot) 및 채널품질지시자(Channel Quality Indicator) 신호를 교환하여 데이터 전송 과정에서 사용할 변조기법 및 코딩률을 결정한다. 이후 442단계에서 링크 X의 송신단말은 수신단말에게 데이터를 전송하며, 이에 대한 응답으로서 444단계에서 수신단말은 앞서 측정한 1/

정보를 포함하는 확인응답 메시지를 전송한다.

480단계에서, 송신단말은 앞서서 구해진 양보관계 지표들(1/

, 1/

)을 이용하여 전송전력 조정 비를 계산한다. 이후 490단계에서 송신단말은 계산된 전송전력 조정 비로 자신의 전송전력을 조정한다.

본 발명의 실시예에 따른 분산적 전력제어 동작은 특정 D2D 링크 X의 송신 단말이 이웃한 D2D 링크들에 의해 추가적인 Tx 양보를 겪지 않는 범위 내에서 자신의 링크의 신호 품질을 향상시키기 위해 전송전력을 높인다. 이웃 D2D 링크에 대한 양보관계 테이블을 형성한 D2D 링크의 송신단말은 현재 자기에게 Tx 양보를 일으키지 않는 이웃 D2D 링크들을 식별하고 이들을 집합

로 구분한다. 즉

는 D2D 링크 X에 Tx 양보를 일으키지 않는 D2D 링크들의 집합이다.

현재 자신에게 Tx 양보를 일으키지 않고 있는 링크들 사이의 관계를 유지하며 전송전력을 조정하기 위해, 본 전력제어 방법에서는 수학식 13에 나타난

와 스스로의 전송전력 조정비인

사이의 관계(

)를 고려한다. 즉 추가적인 Tx 양보를 수행하지 않기 위해서 링크 X의 송신단말은 자신에게 현재 양보를 일으키지 않는 링크들에 대한 모든

낮은 전송전력 조정비를 가져야 한다. 이를 위해 링크 X의 송신단말은 다음의 수학식 17과 같이 자신의 전송전력 조정비(

)를 결정한다.

본 발명의 실시예에 따른 분산적 전력제어 방법은 양보관계를 측정하는 링크 스스로 전력을 조정해야 하기 때문에 피해 링크의 전력제어 범위를 제공하는 양보관계 지표들 1/

, 1/

를 계산한다.

양보관계 지표 1/

은 이웃 링크들로부터 Tx OFDM 블록을 통해 수신받은 DPS 신호를 바탕으로 수신단말에 의해 계산된다. 이렇게 계산된 양보관계 지표에 의해 Rx 양보를 야기하는 이웃 링크의 송신단말이 파악된다. 즉, 지표 1/

> 1일 경우, 링크 X는 링크 Y에 의해 Rx 양보된다. 계산된 지표 1/

은 ACK 프레임 전송시 송신 단말에 전달된다.

양보관계 지표 1/

은 이웃 링크들로부터 Rx OFDM 블록을 통해 수신받은 IPE 신호를 바탕으로 송신단말에 의해 계산된다. 이렇게 계산된 양보관계 지표에 의해 Tx 양보를 야기하는 이웃 링크의 수신단말이 파악된다. 즉, 지표 1/

< 1일 경우, 링크 X는 링크 Y에 의해 Tx 양보된다.

도 17a는 본 발명의 일 실시예에 따른 분산적 전력제어 동작시 도 14에 도시된 디바이스들의 테이블에 저장되는 값들의 예를 도시한다. 링크 9는 링크 3, 링크 4 및 링크 5에 의해 Rx 양보되고, 링크 1, 링크 4 및 링크 7에 의해 Tx 양보된다.

도 17b는 본 발명의 일 실시예에 따른 분산적 전력제어 동작시 도 14에 도시된 디바이스들의 테이블에 저장되는 값들로부터 전력조정비가 계산되는 예를 도시한다. 계산된 양보 관계 지표를 바탕으로 전력조정비를 계산하는 목적은 인접 D2D 링크들로부터 추가적인 Tx 양보를 야기당하지 않는 범위 내에서 전력을 조정함으로써 링크 용량을 향상하기 위한 것이다. 링크 X의 전송전력 조정비는 수학식 17과 같이 계산된다. 이러한 본 발명의 일 실시 예에 제시된 분산적 전력제어 방법은 송신단말이 자신이 직접 측정하여 계산한 양보관계

만을 활용하여 링크의 신호 품질을 향상시키기 위해 전력을 조정하는 방법으로서, 간단한 적용을 통해 D2D 네트워크의 성능을 향상시킬 수 있다는 점에서 장점을 가진다. 또한 상기 전력제어 방법은 종래 D2D 링크들이 맺은 Tx 양보관계를 깨지 않는 범위 내에서 각 D2D 링크에서의 분산적인 전력제어를 지원하기 때문에, 고정된 전송전력을 사용하거나 링크 품질만을 고려하여 전력제어를 수행하였던 것 대비 높은 성능을 달성할 수 있다.

도 18은 본 발명의 다른 실시예에 따른 분산적 전력제어 동작의 처리 흐름을 도시한다. 이 실시예는 이웃 링크들의 매체접근 여부와 상관 없이 모든 이웃 링크들에 대한 양보관계 지표들을 고려하여 전송전력을 조정하는 전술한 분산적 전력 제어 동작의 실시예와 달리, 매 트래픽 슬롯에서 실제 매체접근을 수행하는 링크들에 대한 양보관계 지표들만을 고려하여 전송전력을 조정함으로써 더욱 높은 성능 향상이 가능하도록 한다.

도 18을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 분산적 전력제어 방법은 현 트래픽 슬롯에서 가장 높은 우선순위를 가짐과 동시에 매체접근을 시도한 송신단말이 동시에 매체접근을 수행할 것으로 예상되는 링크들을 식별하는 과정 610, 상기 송신단말이 타 링크의 양보관계에 영향을 미치지 않으면서 전송전력을 조정 가능한 범위를 확인하는 과정 620 및 전송전력 조정 비를 조정하고 이에 따른 파일롯 및 데이터를 전송하는 과정 630을 포함한다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 분산적 전력제어 방법은 매 트래픽 슬롯에서 가장 높은 우선순위를 가짐과 동시에 매체접근을 시도한 송신단말만이 전송전력을 조정하도록 한다. 그 이유는 SIR 기반 분산적 매체접근 방법에서는 링크들 사이의 제어정보 교환이 어렵기 때문에 둘 이상의 링크들에 대하여 전송전력 제어를 수행할 경우 의도와는 다른 효과가 발생할 수 있기 때문이다.

가장 높은 우선순위를 가짐과 동시에 매체접근을 시도한 송신단말이 동시에 매체접근을 수행할 것으로 예상되는 링크들을 식별하는 과정 610은 다음과 같이 수행된다.

특정 링크

의 송신단말

는 트래픽 슬롯의 링크 스케줄링 구간의 Rx OFDM 블록(도 3A의 42B)을 통해 수신되는 IPE 신호들 중 자신의 링크의 수신단말

가 가장 우선순위가 높은 전송단위를 통해 IPE 신호를 전송하였다는 것을 통해 자신의 링크(

)가 가장 높은 우선순위를 가짐을 확인한다. IPE 신호를 전송한 각 이웃 링크 j에 대한 양보관계 지표

가 1보다 작을 경우(표 3 참조), 송신단말

는 해당 이웃 링크 j가 자신과 동시에 매체접근이 가능한 링크라고 판단한다. 상기 과정을 모든 이웃 링크에 대해 반복함으로써 송신단말

는 자신과 동시에 매체접근을 수행할 가능성이 있는 이웃 링크들의 집합

를 계산한다.

송신단말이 타 링크의 양보관계에 영향을 미치지 않으면서 전송전력을 조정 가능한 범위를 확인하는 과정 620은 다음과 같이 수행된다.

송신단말

는 집합

에 속한 이웃 링크들 모두에 대해 Rx 양보를 야기하지 않을 수 있는 자신의 전송전력 조정 비(

)의 상한

을 다음의 수학식 18과 같이 계산한다.

여기서

에 속한 링크들은 링크

에 의해 Tx 및 Rx 양보를 하지 않는 단말들이기 때문에,

는 1보다 크다(표 3 참조).

전송전력 조정 비를 조정하고 이에 따른 파일롯 및 데이터를 전송하는 과정 630은 다음과 같이 수행된다.

링크

는 현 트래픽 슬롯에서 가장 높은 우선순위를 가지기 때문에 가장 높은 전송률을 보장해 줄 필요가 있다. 이를 위해 본 발명의 다른 실시 예에 따른 분산적 전력제어 방법에서는 송신단말

이 가능한 가장 높은 전송전력을 사용하도록 하기 위해 다음의 수학식 19와 같이 전송전력 조정 비를 결정한다.

여기서

는 채널 영향 등으로 인한 타 링크에서의 Rx 양보를 일으키지 않기 위한 마진 값이다.

만약 상기 전송전력 조정 비에 따른 새로운 전송전력 세기

[Watt]이 단말의 최대 전송전력

[Watt]보다 작다면, 송신단말

은

[Watt]의 신호세기를 가지고 추후 이루어지는 파일롯 및 데이터 신호 전송을 수행한다. 반면에, 새로운 전송전력 세기

[Watt]이 단말의 최대 전송전력

[Watt]보다 크다면, 송신단말

은

[Watt]의 신호세기를 가지고 추후 이루어지는 파일롯 및 데이터 신호 전송을 수행한다.

만약

인 경우, 즉 자신이 유일하게 해당 트래픽 슬롯에서 매체접근을 수행하는 단말이라면, 송신단말

은 자신의 송신전력을

[Watt]로 설정하고

[Watt]의 신호세기를 가지고 추후 이루어지는 파일롯 및 데이터 신호 전송을 수행한다. 이는 링크

이 유일하게 매체접근을 수행하는 단말이기 때문에 무선 채널의 활용을 최대화하기 위함이다.

E. 성능 평가

도 19a 내지 도 19c는 본 발명의 실시예들에 따른 전력제어 동작의 성능을 대비적으로 도시한다. 성능은 고정된 전송 전력을 사용하는 기존 기술과, 본 발명의 실시예에 따른 중앙집중적(centralized) 전력제어 동작과, 본 발명의 일 실시예에 따른 분산적(distributed) 전력제어 동작이 대비적으로 도시되어 있다. 도 19a는 네트워크 총 수율(bps) 측면에서의 성능을 도시하고, 도 19b는 평균 동시전송 링크 수 측면에서의 성능을 도시하고, 도 19c는 단말들 사이의 형평성 측면에서의 성능을 도시한다.

이러한 성능 평가에 있어서, 네트워크 형태는 1Km x 1Km 정사각형의 네트워크 영역을 전제하였다. 단말은 네트워크 영역내에 균등 확률로 배치되고, 10초마다 모든 단말들을 재배치되었다. 각 링크에서 단말 쌍 사이의 거리는 [0, 500]m 내에서 균등한 확률로 결정되었다. 송신 단말과 수신 단말의 역할은 결정되었으며, 송신 단말에서 수신 단말로의 단방향 통신을 고려하였다. 쉐이딩 및 다중경로 페이딩은 고려하지 않았다. 링크별 송신 전력은 최초 링크들은 20dBm의 송신 전력을 사용하였고, 중앙집중적 기법은 하위 30%의 링크 품질을 가지는 D2D 링크들에 대한 전력제어를 수행하고, 분산적 기법은 모든 단말들이 제안된 방법에 의해 분산적으로 전력제어를 수행하였다. 그리고 1000초에 대한 성능평가를 수행하였다.

전술한 바와 같은 본 발명의 실시예들에 따른 양보관계 지표는 다양한 활용이 가능하다. 예를 들어, 중앙 제어를 수행하는 개체(기지국), 이웃 D2D 링크 등에서 특정 D2D 링크에서의 Tx/Rx 양보 수행과 관련된 다양한 정보를 알 수 있도록 한다. 또한, 해당 Tx/Rx 양보 관계를 유지/개선하는데 요구되는 특정 링크의 전송전력 조정비를 결정함에도 사용된다. 본 발명의 실시예에 따른 중앙 집중적 전력 제어 방식은 D2D 링크들 사이의 양보 관계를 고려한 체계적인 전력제어 및 링크 관리가 가능하다. 또한, 사업자/관리자 정책에 따른 양보관계 지표를 활용한 다양한 전력제어 기법으로 확장도 가능하다. 본 발명의 실시예에 따른 분산적 전력제어 방식은 별도의 코디네이터 없이 현재의 양보 관계를 유지/개선할 수 있는 전력제어의 수행이 가능하다.

전술한 바와 같이 본 발명의 실시예들은 D2D 통신 네트워크의 각 D2D 링크에서 자신이 받을 영향 뿐만 아니라 자신이 이웃 링크에 미칠 영향을 종합적으로 고려하여 전송 전력을 제어하기 때문에, 고정적인 송신전력을 사용하는 경우에 비해 전체 D2D 네트워크의 성능을 향상시킬 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. 본 발명의 실시예에 따라 다양한 컴퓨터로 구현되는 동작을 수행하기 위한 프로그램 명령이 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판단 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM이나 DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드 뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 본 발명에서 설명된 기지국 또는 릴레이의 전부 또는 일부가 컴퓨터 프로그램으로 구현된 경우 상기 컴퓨터 프로그램을 저장한 컴퓨터 판독 가능 기록 매체도 본 발명에 포함된다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위 뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 할 것이다.

101, 102 : 디바이스
200 : 기지국
110 : 제1 송수신부
120 : 제어부
130 : 제2 송수신부
210 : 제1 송수신부
220 : 제어부
230 : 제2 송수신부

Claims

적어도 제1 링크의 단말들과, 상기 제1 링크에 이웃한 제2 링크의 단말들을 포함하는 디바이스간 직접(D2D) 통신 네트워크에서, 상기 링크들의 송신 단말들의 전송 전력을 제어하기 위한 상기 제1 링크의 송신 단말에서의 처리 방법에 있어서:
상기 제1 링크 및 상기 제2 링크의 수신 단말들로부터 전송된 제1 탐지신호들의 세기를 측정하는 과정; 및
상기 측정된 제1 탐지신호들의 세기에 기반하여 상기 제2 링크의 신호대간섭비가 일정 임계값 이상이 되도록 하기 위한, 상기 제1 링크의 송신 단말에 대한 제1 전송전력 조정비를 결정하는 과정을 포함하는, 방법.
청구항 1에 있어서, 상기 제1 전송전력 조정비는 상기 제1 전송전력 조정비의 상한값을 포함하는, 방법.
청구항 2에 있어서, 상기 제1 전송전력 조정비의 상한값을 포함하는 범위 내에서 전송 전력을 제어하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 방법.
청구항 1에 있어서, 상기 측정된 제1 탐지신호들의 세기에 기반하여 상기 제2 링크의 신호대간섭비가 일정 임계값 이상이 되도록 하기 위한, 상기 제2 링크의 송신 단말에 대한 제2 전송전력 조정비를 결정하는 과정을 더 포함하는, 방법.
청구항 4에 있어서, 상기 제2 전송전력 조정비는 상기 제2 전송전력 조정비의 하한값을 포함하는, 방법.
청구항 1에 있어서, 상기 제1 링크의 신호대간섭비가 일정 임계값 이상이 되도록 하기 위한, 상기 제1 링크의 송신 단말에 대한 제3 전송전력 조정비를 포함하는 제어메시지를 상기 제1 링크의 수신 단말로부터 수신하는 과정을 더 포함하고,
상기 제3 전송전력 조정비는, 상기 제1 링크 및 상기 제2 링크의 송신 단말들로부터 전송된 제2 탐지신호들의 세기의 측정 결과에 기반하여 결정되는, 방법.
청구항 6에 있어서, 상기 제3 전송전력 조정비는 상기 제3 전송전력 조정비의 하한값을 포함하는, 방법.
청구항 7에 있어서, 상기 제3 전송전력 조정비의 하한값을 포함하는 범위 내에서 전송 전력을 제어하는 과정을 더 포함하는, 방법.
적어도 제1 링크의 단말들과, 상기 제1 링크에 이웃한 제2 링크의 단말들을 포함하는 디바이스간 직접(D2D) 통신 네트워크에서, 상기 링크들의 송신 단말들의 전송 전력을 제어하기 위한 상기 제1 링크의 수신 단말에서의 처리 방법에 있어서:
상기 제1 링크 및 상기 제2 링크의 송신 단말들로부터 전송된 탐지신호들의 세기를 측정하는 과정; 및
상기 측정된 탐지신호들의 세기에 기반하여 상기 제1 링크의 신호대간섭비가 일정 임계값 이상이 되도록 하기 위한, 상기 제1 링크의 송신 단말에 대한 제1 전송전력 조정비를 결정하는 과정을 포함하는, 방법.
청구항 9에 있어서, 상기 제1 전송전력 조정비는 상기 제1 전송전력 조정비의 하한값을 포함하는, 방법.
청구항 10에 있어서, 상기 제1 링크의 송신 단말이 상기 제1 전송전력 조정비의 하한값을 포함하는 범위 내에서 전송 전력을 제어하도록, 상기 제1 전송전력 조정비의 하한값을 상기 제1 링크의 송신 단말로 송신하는 과정을 더 포함하는, 방법.
청구항 9에 있어서, 상기 측정된 탐지신호들의 세기에 기반하여 상기 제1 링크의 신호대간섭비가 일정 임계값 이상이 되도록 하기 위한, 상기 제2 링크의 송신 단말에 대한 제2 전송전력 조정비를 결정하는 과정을 더 포함하는, 방법.
청구항 12에 있어서, 상기 제2 전송전력 조정비는 상기 제2 전송전력 조정비의 상한값을 포함하는, 방법.
서로 이웃하는 다수의 링크들의 단말들과, 제어기를 포함하는 디바이스간 직접(D2D) 통신 네트워크에서, 상기 링크들의 송신 단말들의 전송 전력을 제어하기 위한 상기 제어기에서의 처리 방법에 있어서:
상기 링크들의 각 송신 단말들로부터 자신의 링크의 신호대간섭비 및 이웃한 링크의 신호대간섭비가 일정 임계값 이상이 되도록 하기 위한 양보 지표를 포함하는 제어메시지를 수신하는 과정;
상기 다수의 링크들중에서 전송전력 조정을 위한 링크를 선택하는 과정;
상기 제어메시지에 포함된 양보 지표를 이용하여 상기 선택된 링크의 송신 단말에 대한 전송전력 조정비를 결정하는 과정; 및
상기 결정된 전송전력 조정비를 상기 선택된 링크의 송신 단말로 송신하는 과정을 포함하는, 방법.
청구항 14에 있어서, 상기 제어메시지에 포함된 양보 지표는, 자신의 링크의 신호대간섭비가 일정 임계값 이상이 되도록 하기 위한 수신 양보 지표와, 이웃한 링크의 신호대간섭비가 일정 임계값 이상이 되도록 하기 위한 송신 양보 지표를 포함하는, 방법.
청구항 15에 있어서, 상기 다수의 링크들중에서 전송전력 조정을 위한 링크를 선택하는 과정은,
상기 송신 및 수신 양보관계 지표들을 이용하여 각 링크별로 송신 양보 및 수신 양보를 유발하는 이웃 링크들의 수를 파악하고, 이웃 링크들에게 많은 송신 양보 또는 수신 양보를 유발할 것으로 예상되는 링크를 선택하는 과정을 포함하는, 방법.
청구항 15에 있어서, 상기 다수의 링크들중에서 전송전력 조정을 위한 링크를 선택하는 과정은,
각 링크에서의 송신 단말과 수신 단말 사이의 링크 품질을 이용하여 이웃 링크들에게 많은 송신 양보 또는 수신 양보를 유발할 것으로 예상되는 링크를 선택하는 과정을 포함하는, 방법.
청구항 15에 있어서, 상기 제어메시지에 포함된 양보 지표를 이용하여 상기 선택된 링크의 송신 단말에 대한 전송전력 조정비를 결정하는 과정은,
상기 선택된 링크가 미치는 송신 양보 및 수신 양보와, 상기 선택된 링크가 받는 송신 양보 및 수신 양보를 고려하여 상기 선택된 링크의 송신 단말에 대한 전송전력 조정비를 결정하는 과정을 포함하는, 방법.
청구항 14에 있어서, 상기 제어기는, 이동통신 기지국을 포함하는, 방법.
적어도 제1 링크의 단말들과, 상기 제1 링크에 이웃한 제2 링크의 단말들을 포함하는 디바이스간 직접(D2D) 통신 네트워크에서, 상기 링크들의 송신 단말들의 전송 전력을 제어하기 위한 상기 제1 링크의 송신 단말 장치에 있어서:
상기 제1 링크 및 상기 제2 링크의 수신 단말들로부터 전송된 제1 탐지신호들의 세기를 측정하는 송수신부; 및
상기 측정된 제1 탐지신호들의 세기에 기반하여 상기 제2 링크의 신호대간섭비가 일정 임계값 이상이 되도록 하기 위한, 상기 제1 링크의 송신 단말에 대한 제1 전송전력 조정비를 결정하는 제어부를 포함하는, 장치.
청구항 20에 있어서, 상기 제1 전송전력 조정비는 상기 제1 전송전력 조정비의 상한값을 포함하는, 장치.
청구항 21에 있어서, 상기 제어부는, 상기 제1 전송전력 조정비의 상한값을 포함하는 범위 내에서 전송 전력을 제어하는 동작을 더 수행하는 것을 특징으로 하는, 장치.
청구항 20에 있어서, 상기 제어부는, 상기 측정된 제1 탐지신호들의 세기에 기반하여 상기 제2 링크의 신호대간섭비가 일정 임계값 이상이 되도록 하기 위한, 상기 제2 링크의 송신 단말에 대한 제2 전송전력 조정비를 결정하는 동작을 더 수행하는, 장치.
청구항 23에 있어서, 상기 제2 전송전력 조정비는 상기 제2 전송전력 조정비의 하한값을 포함하는, 장치.
청구항 20에 있어서, 상기 송수신부는,
상기 제1 링크의 신호대간섭비가 일정 임계값 이상이 되도록 하기 위한, 상기 제1 링크의 송신 단말에 대한 제3 전송전력 조정비를 포함하는 제어메시지를 상기 제1 링크의 수신 단말로부터 수신하는 동작을 더 수행하고,
상기 제3 전송전력 조정비는, 상기 제1 링크 및 상기 제2 링크의 송신 단말들로부터 전송된 제2 탐지신호들의 세기의 측정 결과에 기반하여 결정되는, 장치.
청구항 25에 있어서, 상기 제3 전송전력 조정비는 상기 제3 전송전력 조정비의 하한값을 포함하는, 장치.
청구항 26에 있어서, 상기 제어부는, 상기 제3 전송전력 조정비의 하한값을 포함하는 범위 내에서 전송 전력을 제어하는 동작을 더 수행하는, 장치.
적어도 제1 링크의 단말들과, 상기 제1 링크에 이웃한 제2 링크의 단말들을 포함하는 디바이스간 직접(D2D) 통신 네트워크에서, 상기 링크들의 송신 단말들의 전송 전력을 제어하기 위한 상기 제1 링크의 수신 단말 장치에 있어서:
상기 제1 링크 및 상기 제2 링크의 송신 단말들로부터 전송된 탐지신호들의 세기를 측정하는 송수신부; 및
상기 측정된 탐지신호들의 세기에 기반하여 상기 제1 링크의 신호대간섭비가 일정 임계값 이상이 되도록 하기 위한, 상기 제1 링크의 송신 단말에 대한 제1 전송전력 조정비를 결정하는 제어부를 포함하는, 장치.
청구항 28에 있어서, 상기 제1 전송전력 조정비는 상기 제1 전송전력 조정비의 하한값을 포함하는, 장치.
청구항 29에 있어서, 상기 송수신부는, 상기 제1 링크의 송신 단말이 상기 제1 전송전력 조정비의 하한값을 포함하는 범위 내에서 전송 전력을 제어하도록, 상기 제1 전송전력 조정비의 하한값을 상기 제1 링크의 송신 단말로 송신하는 동작을 더 수행하는, 장치.
청구항 28에 있어서, 상기 제어부는, 상기 측정된 탐지신호들의 세기에 기반하여 상기 제1 링크의 신호대간섭비가 일정 임계값 이상이 되도록 하기 위한, 상기 제2 링크의 송신 단말에 대한 제2 전송전력 조정비를 결정하는 동작을 더 수행하는, 장치.
청구항 31에 있어서, 상기 제2 전송전력 조정비는 상기 제2 전송전력 조정비의 상한값을 포함하는, 장치.
서로 이웃하는 다수의 링크들의 단말들과, 제어기를 포함하는 디바이스간 직접(D2D) 통신 네트워크에서, 상기 링크들의 송신 단말들의 전송 전력을 제어하기 위한 상기 제어기 장치에 있어서:
상기 링크들의 각 송신 단말들로부터 자신의 링크의 신호대간섭비 및 이웃한 링크의 신호대간섭비가 일정 임계값 이상이 되도록 하기 위한 양보 지표를 포함하는 제어메시지를 수신하는 수신부;
상기 다수의 링크들중에서 전송전력 조정을 위한 링크를 선택하고, 상기 제어메시지에 포함된 양보 지표를 이용하여 상기 선택된 링크의 송신 단말에 대한 전송전력 조정비를 결정하는 제어부; 및
상기 결정된 전송전력 조정비를 상기 선택된 링크의 송신 단말로 송신하는 송신부를 포함하는, 장치.
청구항 33에 있어서, 상기 제어메시지에 포함된 양보 지표는, 자신의 링크의 신호대간섭비가 일정 임계값 이상이 되도록 하기 위한 수신 양보 지표와, 이웃한 링크의 신호대간섭비가 일정 임계값 이상이 되도록 하기 위한 송신 양보 지표를 포함하는, 장치.
청구항 34에 있어서, 상기 제어부는,
상기 송신 및 수신 양보관계 지표들을 이용하여 각 링크별로 송신 양보 및 수신 양보를 유발하는 이웃 링크들의 수를 파악하고, 이웃 링크들에게 많은 송신 양보 또는 수신 양보를 유발할 것으로 예상되는 링크를 상기 다수의 링크들중에서 전송전력 조정을 위한 링크로 선택하는, 장치.
청구항 34에 있어서, 상기 제어부는,
각 링크에서의 송신 단말과 수신 단말 사이의 링크 품질을 이용하여 이웃 링크들에게 많은 송신 양보 또는 수신 양보를 유발할 것으로 예상되는 링크를 상기 다수의 링크들중에서 전송전력 조정을 위한 링크로 선택하는, 장치.
청구항 34에 있어서, 상기 제어부는,
상기 선택된 링크가 미치는 송신 양보 및 수신 양보와, 상기 선택된 링크가 받는 송신 양보 및 수신 양보를 고려하여 상기 선택된 링크의 송신 단말에 대한 전송전력 조정비를 결정하는, 장치.
청구항 33에 있어서, 상기 제어기는, 이동통신 기지국을 포함하는, 장치.