KR20140124088A - 무선 통신 시스템에서 단말간 직접 통신을 수행하는 장치 및 방법 - Google Patents

무선 통신 시스템에서 단말간 직접 통신을 수행하는 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 무선 통신 시스템에서 단말간 직접 (Device to Device: D2D) 통신을 수행하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
이를 위해 D2D 통신을 위한 전체 주파수 대역에서 D2D 통신을 위해 선택한 자기 주파수 대역에 관한 정보를 상기 제2단말로 전송하고, 상기 제2단말로부터 D2D 통신을 위해 선택된 상대 주파수 대역에 관한 정보를 수신한다. 상기 자기 주파수 대역에 관한 정보와 상기 상대 주파수 대역에 관한 정보를 기반으로 D2D 통신을 위해 사용할 송신 및 수신 주파수 대역을 결정한다, 상기 결정한 송신 주파수 대역에서 상기 제2단말로 데이터를 전송하고, 상기 결정한 수신 주파수 대역에서 상기 제2단말로부터 데이터를 수신한다.

Description

무선 통신 시스템에서 단말간 직접 통신을 수행하는 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR PERFORMING DEVICE TO DEVICE COMMUNICATION IN AN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}
본 발명은 무선 통신 시스템에서 통신을 수행하는 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 무선 통신 시스템에서 단말간 직접 통신을 수행하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 무선 통신은 주파수 등을 자원을 기반으로 수행되므로, 무선 통신을 위해서는 사용할 자원, 즉 주파수 할당이 이루어져야 한다. 이때 주파수는 다른 신호와의 간섭을 고려하여 할당하는 것이 바람직하다.
이와 같이 무선 통신을 위한 자원 할당 시에 다른 신호와의 간섭을 고려하는 것은 대부분의 무선 통신 시스템에서 공통적으로 적용되어야 한다. 대표적인 예로 셀룰러 네트워크를 구성하는 기지국은 주변 기지국과의 간섭을 고려하여 배치되고, 각 기지국에서 사용하는 주파수 또한 주변 기지국에서 사용하는 주파수와의 충돌을 고려하여 할당한다. 뿐만 아니라 셀룰러 네트워크 내에서 이루어지는 단말간 직접 통신(D2D: Device to Device communication)을 위한 자원 또한 각 단말이 속하는 기지국에서 사용하는 주파수와의 충돌을 고려하여 할당하여야 한다.
예컨대 D2D 통신을 위한 통상적인 자원 할당 절차에 대해 살펴보면, 단말은 수신 신호에 사용된 주파수를 모니터링 한다. 그리고 상기 모니터링 된 결과를 기반으로 자신이 사용할 주파수를 선택한다. 이때 상기 주파수의 선택을 위해 모니터링을 통해 획득한 수신 신호의 세기를 고려할 수 있다. 일 예로 수신 신호의 세기들 중 가장 낮은 신호 세기가 획득된 주파수를 선택한다. 상기 수신 신호의 세기가 낮다는 것은 해당 주파수로 인한 간섭이 가장 작을 것이라고 예측할 수 있기 때문이다. 상기 단말은 D2D 통신을 위해 자신이 선택한 주파수를 할당하거나 할당 받을 것이다.
상술한 바에 의하면, D2D 통신을 위해 링크를 맺을 두 단말 각각은 상대 단말을 고려하지 않고, 자신이 선호하는 주파수를 선택한다. 그러므로 상대 단말의 입장을 고려하지 않고 선택한 주파수가 D2D 통신을 수행하기에 최적의 주파수라고 인정하기는 어렵다. 예컨대 D2D 통신을 위한 송신 단말이 자신이 선택한 주파수를 이용하여 발견 메시지를 송신하였으나 상기 송신 단말이 선택한 주파수를 간섭 등의 이유로 수신 단말이 사용할 수 없는 경우를 가정하면, 상기 수신 단말은 상기 송신 단말에 의해 송신된 발견 메시지를 수신할 수가 없을 것이다. 이러한 이유로 발견 메시지를 수신하지 못한다면, 상기 수신 단말은 송신 단말의 존재를 알 수 없어 서로 간에 D2D 통신을 수행하는 것은 불가능할 것이다.
본 발명의 실시 예에서는 무선 통신 시스템에서 D2D 통신을 위한 주파수 자원을 간섭을 고려하여 할당하는 장치 및 방법을 제공한다.
또한, 본 발명의 실시 예에서는 무선 통신 시스템에서 D2D 통신을 수행하는 단말이 상대 단말이 사용 가능한 주파수 대역을 고려하여 자신이 사용할 주파수를 선택하는 장치 및 방법을 제공한다.
본 발명의 실시 예에서 제안하는 무선 통신 시스템에서 제1단말이 제2단말과 단말간 직접 (Device to Device: D2D) 통신에 의해 데이터를 전송하는 방법은, D2D 통신을 위한 전체 주파수 대역에서 D2D 통신을 위해 선택한 자기 주파수 대역에 관한 정보를 상기 제2단말로 전송하고, 상기 제2단말로부터 D2D 통신을 위해 선택된 상대 주파수 대역에 관한 정보를 수신하고, 상기 자기 주파수 대역에 관한 정보와 상기 상대 주파수 대역에 관한 정보를 기반으로 D2D 통신을 위해 사용할 송신 및 수신 주파수 대역을 결정하며, 상기 결정한 송신 주파수 대역에서 상기 제2단말로 데이터를 전송하고, 상기 결정한 수신 주파수 대역에서 상기 제2단말로부터 데이터를 수신한다.
또한 본 발명의 실시 예에서 제안하는 무선 통신 시스템에서 제1단말이 제2단말과 단말간 직접 (Device to Device: D2D) 통신에 의해 데이터를 전송하는 방법은, D2D 통신을 위한 전체 주파수 대역에서 D2D 통신을 위해 선택한 상대 주파수 대역에 관한 정보를 상기 제2단말로부터 수신하고, 상기 수신한 상대 주파수 대역에 관한 정보를 기반으로 자신이 D2D 통신을 위해 사용할 주파수 대역을 선택하고, 상기 선택한 자기 주파수 대역에 관한 정보를 상기 제2단말로 전송하고, 상기 상대 주파수 대역에 관한 정보와 상기 자기 주파수 대역에 관한 정보를 기반으로 D2D 통신을 위해 사용할 송신 및 수신 주파수 대역을 결정하며, 상기 결정한 송신 주파수 대역에서 상기 제2단말로 데이터를 전송하고, 상기 결정한 수신 주파수 대역에서 상기 제2단말로부터 데이터를 수신한다.
또한 본 발명의 실시 예에서 제안하는 무선 통신 시스템에서 제2단말과 단말간 직접 (Device to Device: D2D) 통신에 의해 데이터를 전송하는 제1단말은, 자기 주파수 대역에 관한 정보를 상기 제2단말로 전송하고, 송신 주파수 대역에서 상기 제2단말로 데이터를 전송하는 송신부와, 상기 제2단말로부터 D2D 통신을 위해 선택된 상대 주파수 대역에 관한 정보를 수신하며, 수신 주파수 대역에서 상기 제2단말로부터 데이터를 수신하는 수신부와, D2D 통신을 위한 전체 주파수 대역에서 D2D 통신을 위한 상기 자기 주파수 대역을 선택하고, 상기 자기 주파수 대역에 관한 정보와 상기 상대 주파수 대역에 관한 정보를 기반으로 D2D 통신을 위해 사용할 상기 송신 주파수 대역과 상기 수신 주파수 대역을 결정하는 제어부를 포함한다.
또한 본 발명의 실시 예에서 제안하는 무선 통신 시스템에서 제2단말과 단말간 직접 (Device to Device: D2D) 통신에 의해 데이터를 전송하는 제1단말은, 자기 주파수 대역에 관한 정보를 상기 제2단말로 전송하고, 송신 주파수 대역에서 상기 제2단말로 데이터를 전송하는 송신부와, 상기 제2단말로부터 D2D 통신을 위해 선택된 상대 주파수 대역에 관한 정보를 수신하며, 수신 주파수 대역에서 상기 제2단말로부터 데이터를 수신하는 수신부와, 상기 수신한 상대 주파수 대역에 관한 정보를 기반으로 D2D 통신을 위한 전체 주파수 대역에서 D2D 통신을 위한 상기 자기 주파수 대역을 선택하고, 상기 상대 주파수 대역에 관한 정보와 상기 자기 주파수 대역에 관한 정보를 기반으로 D2D 통신을 위해 사용할 송신 및 수신 주파수 대역을 결정하는 제어부를 포함한다.
본 발명의 실시 예에서는 무선 네트워크에서 D2D 통신을 위한 링크를 구성할 상대 단말과 사용 주파수에 관한 정보를 교환하여 D2D 통신을 위한 최적의 주파수를 선택함으로써, 원활한 D2D 통신이 이루어질 수 있도록 한다.
그 외에 본 발명의 실시 예로 인해 얻을 수 있거나 추정되는 효과에 대해서는 본 발명의 실시 예에 대한 상세한 설명에서 직접적 또는 암시적으로 개시하도록 한다. 즉 본 발명의 실시 예에 따라 추정되는 다양한 효과에 대해서는 후술될 상세한 설명 내에서 개시될 것이다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템의 구성도,
도 2는 본 발명의 제1실시 예에 따른 무선 통신 시스템의 구성도,
도 3은 본 발명의 제1실시 예에 따른 무선 통신 시스템의 흐름도,
도 4는 본 발명의 제1실시 예에 따른 단말S의 순서도,
도 5는 본 발명의 제1실시 예에 따른 단말D의 순서도,
도 6은 본 발명의 제2실시 예에 따른 무선 통신 시스템의 구성도,
도 7은 본 발명의 제2실시 예에 따른 무선 통신 시스템의 흐름도,
도 8은 본 발명의 제2실시 예에 따른 단말S의 순서도,
도 9는 본 발명의 제2실시 예에 따른 단말D의 순서도,
도 10은 본 발명의 제3실시 예에 따른 무선 통신 시스템의 구성도,
도 11은 본 발명의 제3실시 예에 따른 무선 통신 시스템의 흐름도,
도 12는 본 발명의 제3실시 예에 따른 단말S의 순서도,
도 13은 본 발명의 제3실시 예에 따른 단말D의 순서도,
도 14는 본 발명의 제4실시 예에 따른 무선 통신 시스템의 구성도,
도 15는 본 발명의 제4실시 예에 따른 무선 통신 시스템의 흐름도,
도 16는 본 발명의 제4실시 예에 따른 단말S의 순서도,
도 17은 본 발명의 제4실시 예에 따른 단말D의 순서도,
도 18은 본 발명의 실시 예에 따른 단말S의 블록 구성도,
도 19는 본 발명의 실시 예에 따른 단말D의 블록 구성도.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 동작 원리를 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 기술적 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 한하여 구체적인 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
후술될 상세한 설명에서는 무선 네트워크에서 D2D 통신을 통해 데이터를 전송하거나 수신하기 위한 다양한 실시 예들에 대해 구체적으로 설명할 것이다. 이를 위해서는 무선 네트워크에서 D2D 통신을 위해 링크를 형성할 두 개의 단말 각각에서 사용할 주파수 자원을 자신이 위치하는 셀 내에서 사용하는 주파수 자원과의 충돌을 고려하여 할당하는 방안이 마련되어야 할 것이다. 즉 무선 네트워크에서 D2D 통신을 위해 링크를 형성할 두 개의 단말들 간에 간섭 정보의 공유가 가능하도록 하여야 할 것이다.
이하 본 발명의 실시 예들에 대한 상세 동작은 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 설명될 것이다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템의 구성을 보이고 있다.
도 1에서 보이고 있는 무선 통신 시스템은 세 개의 기지국들을 포함함을 가정하고 있다. 상기 세 개의 기지국들, 즉 제1기지국(111), 제2기지국(122) 및 제3기지국(133)은 서로 다른 주파수 대역을 사용한다. 일 예로 상기 제1기지국(111)은 서비스 영역 내에 위치하는 단말들과의 통신을 위해 제1주파수 대역 (이하 "f1"이라 칭함)(110)을 사용하고, 상기 제2기지국(122)은 서비스 영역 내에 위치하는 단말들과의 통신을 위해 제2주파수 대역 (이하 "f2"이라 칭함)(120)을 사용하며, 상기 제3기지국(133)은 서비스 영역 내에 위치하는 단말들과의 통신을 위해 제3주파수 대역 (이하 "f3"이라 칭함)(130)을 사용한다.
그리고 D2D 통신을 위한 두 개의 단말들 중 하나인 소스 단말 (Source Station, 이하 "단말S"라 칭함)(100)은 상기 제1기지국(111)의 서비스 영역에 위치하고, 다른 하나인 목적 단말 (Destination Station, 이하 "단말D"라 칭함)(200)은 상기 제2기지국(122)의 서비스 영역에 위치하는 것을 가정한다. 즉 상기 단말S(100)는 f1(110)을 사용하여 제1기지국(111)과 신호를 송/수신하고, 상기 단말D(200)는 f2(120)을 사용하여 제2기지국(122)과 신호를 송/수신하는 것을 가정한다.
상기한 가정에 의하면, D2D 통신을 위해 단말S(100)는 f1(110)을 사용할 수 없고, 단말D(200)는 f2(120)를 사용할 수 없다.
만약 상기 단말S(100)와 상기 단말D(200) 간의 D2D 통신을 수행함에 있어, 상기 단말S(100)가 f2(120)를 사용하여 신호를 송신하였다면, 제2기지국(122)으로부터 송신되는 신호가 상기 단말S(100)에 의해 송신된 신호에 간섭으로 작용함에 따라, 상기 단말D(200)는 상기 단말S(100)에 의해 송신된 신호를 정상적으로 수신하는 것이 어려울 수도 있다.
뿐만 아니라 상기 단말D(200)와 상기 단말S(100) 간의 D2D 통신을 수행함에 있어, 상기 단말D(200)가 f1(110)을 사용하여 신호를 송신하였다면, 제1기지국(111)으로부터 송신되는 신호가 상기 단말D(200)에 의해 송신된 신호에 간섭으로 작용함에 따라, 상기 단말S(100)는 상기 단말D(200)에 의해 송신된 신호를 정상적으로 수신하는 것이 어려울 수도 있다.
이러한 문제를 해소하기 위해서는 상기 단말D(200)와 상기 단말S(100)에서 D2D 통신을 수행할 수 있는 주파수를 간섭을 고려하여 선택하는 것이 필요하다. 일 예로 상기 단말D(200)와 상기 단말S(100)에서 간섭을 고려하여 D2D 통신을 수행하기 위해서는 f1(110)과 f2(120)를 제외한 주파수, 즉 f3(130)을 선택할 수 있어야 한다.
하지만 상기 단말S(100)는 상기 단말D(200)가 D2D 통신을 위해 f2(120)를 사용할 수 없음을 알지 못하고, 상기 단말D(200)는 상기 단말S(100)가 D2D 통신을 위해 f1(110)을 사용할 수 없음을 알지 못한다.
따라서 상기 단말S(100)와 상기 단말D(200)가 간섭을 고려하여 D2D 통신을 위한 주파수를 선택하도록 하기 위해서는 서로의 간섭 정보를 공유하도록 하는 방안이 마련되어야 할 것이다. 여기서 간섭 정보는 자신이 D2D 통신을 위해 사용할 수 없는 주파수 정보이거나 자신이 D2D 통신을 위해 사용할 수 있는 주파수 정보일 수 있다.
이하 D2D 통신을 위해 링크를 형성할 두 단말들이 서로의 간섭 정보를 공유하도록 하는 방안을 다양한 실시 예들에 의해 설명하도록 한다.
후술할 다양한 실시 예들은 D2D 통신을 수행할 단말이 상대 단말에서의 간섭 정보를 예측하는 방안과, 상대 단말에서의 간섭 정보를 메시지를 이용하여 직접 제공하는 방안으로 크게 구분할 수 있다.
여기서 상기 간섭 정보를 예측하는 방안은 단말이 D2D 통신을 위해 자신이 사용할 수 없는 주파수를 이용하는 방안과, 단말이 D2D 통신을 위해 자신이 사용할 수 있는 주파수를 이용하는 방안이 있다.
먼저 D2D 통신을 위해 사용할 수 없는 주파수를 이용하는 방안에 대해 설명하면, D2D 통신을 수행할 두 개의 단말 중 제1단말은 자신이 위치하는 셀에서 이미 사용중인 주파수 대역을 이용하여 신호 (일 예로 정보 메시지 (Discovery Message))를 전송한다. 상기 D2D 통신을 수행할 두 개의 단말 중 다른 하나의 단말인 제2단말은 무선 네트워크에서 사용 가능한 모든 주파수 대역들을 순환 선택하여 상기 제1단말에 의해 전송되는 신호의 수신을 감시한다. 상기 제2단말은 상기 제1단말로부터의 신호를 수신한 주파수 대역을 상기 제1단말이 D2D 통신을 위해 사용할 수 없는 주파수 대역임을 인지할 수 있다.
예컨대 D2D 통신을 수행할 소스 단말은 자신이 위치하는 셀에서 사용 중인 주파수 대역 f1(110)의 일부 주파수를 사용하여 정보 메시지를 전송한다. 상기 D2D 통신을 수행할 목적 단말은 무선 네트워크에서 사용 가능한 모든 주파수 대역 f1(110), f2(120) 및 f3(130)를 소정 간격에 의해 돌아가며 선택하고, 상기 선택한 주파수 대역에서 상기 정보 메시지가 수신되는지를 감시한다.
상기 목적 단말은 상기한 감시를 통해, 주파수 대역 f1(110)에서 정보 메시지를 수신할 것이다. 그러므로 상기 목적 단말은 상기 소스 단말이 D2D 통신을 위한 주파수 대역으로 f1(110)을 선택할 수 없음을 인지한다.
따라서 상기 목적 단말은 자신이 위치하는 셀에서 주파수 대역 f2(120)를 사용하고 있으므로, 무선 네트워크에서 사용 가능한 모든 주파수 대역 f1(110), f2(120) 및 f3(130) 중 자신과 소스 단말이 사용할 수 없는 주파수 대역인 f1(110)과 f2(120)를 제외한 나머지 주파수 대역인 f3(130)을 D2D 통신을 위해 사용할 주파수 대역으로 선택할 수 있다.
다음으로 D2D 통신을 위해 사용할 수 있는 주파수를 이용하는 방안에 대해 설명하면, D2D 통신을 수행할 두 개의 단말 중 제1단말은 무선 네트워크에서 사용 가능한 모든 주파수 대역들 중 자신이 위치하는 셀에서 이미 사용중인 주파수 대역을 제외한 나머지 주파수 대역을 순환 선택하고, 상기 순환 선택되는 주파수 대역을 이용하여 신호 (일 예로 정보 메시지)를 전송한다. 상기 D2D 통신을 수행할 두 개의 단말 중 다른 하나의 단말인 제2단말은 무선 네트워크에서 사용 가능한 모든 주파수 대역들 중 자신이 위치하는 셀에서 이미 사용중인 주파수 대역을 제외한 나머지 주파수 대역을 순환 선택하고, 상기 순환 선택되는 주파수 대역에서 상기 제1단말에 의해 전송된 신호가 수신되는지를 감시한다. 단지 상기 제1단말이 순환 선택된 하나의 주파수 대역을 이용하여 신호를 전송하는 전송 구간의 길이와, 상기 제2단말이 순환 선택된 하나의 주파수 대역을 이용하여 신호가 수신되는지를 감시하는 감시 구간의 길이는 상이하여야 한다. 바람직하기로는 두 개의 주파수 대역에 의한 전송 구간의 길이가 하나의 주파수 대역에 의한 감시 구간의 길이를 갖거나 하나의 주파수 대역에 의한 전송 구간의 길이가 두 개의 주파수 대역에 의한 감시 구간의 길이를 갖도록 하는 것이다.
상기 제2단말은 상기 제1단말로부터의 신호를 수신한 주파수를 자신과 상기 제1단말이 D2D 통신을 위해 공통으로 사용할 수 있는 주파수라고 인지할 수 있다.
예컨대 D2D 통신을 수행할 소스 단말은 무선 네트워크에서 사용 가능한 모든 주파수 대역 f1(110), f2(120) 및 f3(130) 중 자신이 위치하는 셀에서 사용 중인 주파수 대역 f1(110)을 제외한 나머지 주파수 대역 f2(120)와 f3(130) 각각의 일부 주파수를 교번적으로 사용하여 정보 메시지를 전송한다. 상기 D2D 통신을 수행할 목적 단말은 무선 네트워크에서 사용 가능한 모든 주파수 대역 f1(110), f2(120) 및 f3(130) 중 자신이 위치하는 셀에서 사용 중인 주파수 대역 f2(120)를 제외한 나머지 주파수 대역 f1(110)와 f3(130) 각각의 일부 주파수를 교번적으로 선택하여 상기 정보 메시지가 수신되는지를 감시한다. 이때 상기 소스 단말이 주파수 대역을 한번 선택할 때에 상기 목적 단말은 주파수 대역을 적어도 한번 변경하여 선택하거나 상기 소스 단말이 적어도 한번 변경하여 선택할 때에 상기 목적 단말은 주파수 대역을 한번 선택한다.
상기 목적 단말은 상기한 감시를 통해, 주파수 대역 f3(130)에서 정보 메시지를 수신할 것이다. 그러므로 상기 목적 단말은 자신과 상기 소스 단말이 D2D 통신을 위한 주파수 대역으로 f3(130)을 사용할 수 있음을 인지한다. 따라서 상기 목적 단말은 인지한 주파수 대역인 f3(130)를 D2D 통신을 위해 사용할 주파수 대역으로 선택할 수 있다.
한편 메시지를 이용하여 상대 단말에서의 간섭 정보를 직접 제공하는 방안은, D2D 통신을 수행할 두 개의 단말 각각은 무선 네트워크에서 사용 가능한 모든 주파수 대역 중 자신이 위치하는 셀에서 사용 중인 주파수 대역을 제외한 나머지 주파수 대역에 관한 정보를 상대 단말에게 제공한다. 그로써 상기 D2D 통신을 수행할 두 개의 단말들은 서로의 간섭 정보를 공유할 수 있게 된다.
예컨대 D2D 통신을 수행할 소스 단말은 무선 네트워크에서 사용 가능한 모든 주파수 대역 f1(110), f2(120) 및 f3(130) 중 자신이 위치하는 셀에서 사용 중인 주파수 대역 f1(110)을 제외한 나머지 주파수 대역 f2(120)와 f3(130)에서 선택한 하나의 주파수 대역에 관한 정보를 정보 메시지에 포함시켜 전송한다. 그리고 D2D 통신을 수행할 목적 단말은 무선 네트워크에서 사용 가능한 모든 주파수 대역 f1(110), f2(120) 및 f3(130) 중 자신이 위치하는 셀에서 사용 중인 주파수 대역 f2(120)를 제외한 나머지 주파수 대역 f1(110)과 f3(130)에서 선택한 하나의 주파수 대역에 관한 정보를 연결 요청 메시지 (Connection Request Message)에 포함시켜 전송한다.
이로써 상기 소스 단말은 D2D 통신을 위해 상기 목적 단말이 어떠한 주파수 대역을 사용할 것인지를 인지할 수 있고, 상기 목적 단말 또한 D2D 통신을 위해 상기 소스 단말이 어떠한 주파수 대역을 사용할 것인지를 인지할 수 있다.
도 2는 본 발명의 제1실시 예에 따른 무선 통신 시스템의 구성도이다.
도 2를 참조하면, 단말S(100)는 f1(110)을 사용하는 기지국으로부터 상기 f1(110)에서의 일부 자원을 할당 받는다. 이후, 상기 단말S(100)는 할당 받은 자원을 사용하여 자신의 정보가 포함된 정보 메시지를 전송한다. 상기 정보 메시지의 일 예로는 탐색 메시지(Discovery Message)가 있을 수 있다. 상기 정보 메시지와 상기 탐색 메시지는 동일한 의미로 사용될 수 있다. 상기 정보 메시지는 일반 데이터에 비해 크기가 상대적으로 작다. 따라서, 기지국은 자원 할당으로 인한 셀룰러 네트워크의 수율 저하(Throughput Degradation)는 거의 일어나지 않는다.
한편, 단말D(200)는 상기 정보 메시지를 수신하기 위해서 모니터링 할 주파수 대역을 사용 가능한 모든 주파수 대역 (f1(110), f2(120), f3(130))으로부터 주기 또는 비주기적으로 변경하여 선택한다. 이후 상기 단말D(200)는 사용 가능한 모든 주파수 대역 중 하나의 주파수 대역에서 상기 단말S(100)로부터 상기 정보 메시지를 수신하게 된다. 따라서 상기 단말D(200)는 상기 단말S(100)의 간섭 정보를 파악할 수 있게 된다.
도 2에서는 이에 대한 일 예로 모든 주파수 대역을 f1(110), f2(120), f3(130)으로 한정하여 도시하였다. 하지만 본 발명의 제1실시 예에서는 도시된 바와 같이 3개의 주파수 대역으로 한정되어서는 안될 것이다.
도 3은 본 발명의 제1실시 예에 따른 무선 통신 시스템의 흐름도이다.
도 3을 참조하면, 단말S(100)는 f1(110)을 사용하여 정보 메시지를 단말D(200)로 전송한다 (302 단계). 상기 정보 메시지는 상기 단말S(100)가 사용 가능한 주파수 대역 정보, 주파수 대역 별 간섭 레벨, 주파수 대역의 사용 빈도, 주파수 대역을 사용하는 단말의 개수 등의 정보를 포함할 수 있다. 즉, 상기 정보 메시지는 상기 단말S(100)가 f1(110)을 제외한 f2(120) 및 f3(130)를 사용해야 함을 나타내는 정보가 포함할 수도 있다.
단말D(200)는 다수의 주파수 대역들 중 f3(130)에서 미리 설정된 구간 동안 정보 메시지의 수신을 대기한다. 상기 단말D(200)는 미리 설정된 구간 동안 상기 정보 메시지를 수신하지 못하면, 주파수 대역을 f1(110)으로 변경한다 (304 단계).
상기 단말S(100)는 f1(110)을 사용하여 상기 정보 메시지를 다시 전송한다 (306 단계). 상기 단말S(100)는 상기 단말D(200)가 상기 정보 메시지를 수신할 때까지, f1(110)을 사용하여 정보 메시지를 계속하여 전송한다.
상기 단말D(200)는 상기 단말S(100)로부터 전송된 상기 정보 메시지를 수신한다. 이후, 상기 단말D(200)는 상기 정보 메시지를 기반으로 자신의 주파수 간섭 및 대역 사용 빈도 등을 고려한다. 즉, 상기 단말D(200)는 상기 단말S(100)와 D2D 통신을 수행해야 할 주파수 대역이 f3(130)임을 판단하고 선택한다 (308 단계).
상기 단말D(200)는 f3(130)을 사용하여 D2D 통신을 수행할 것을 요청하는 정보가 포함된 연결 요청 메시지를 상기 단말S(100)로 전송한다 (310단계).
상기 단말S(100)는 상기 연결 요청 메시지를 수신하면, 상기 연결 요청 메시지의 정보를 기반으로 상기 단말D(200)와 D2D 통신을 수행할 주파수 대역 f3(130)을 선택한다 (312 단계).
상기 단말S(100)는 f3(130)을 사용하여 D2D 통신을 수행할 것을 나타내는 정보가 포함된 확인 메시지를 상기 단말D(200)로 전송한다 (314 단계). 상기 확인 메시지에는 상기 연결 요청 메시지에 대한 수신 확인(ACK) 정보 및 주파수 사용 정보가 포함될 수 있다.
상기 단말S(100)과 상기 단말D(200) 각각은 D2D 통신을 수행할 주파수 대역을 f3(130)으로 변경한다 (316 단계). 그리고 상기 단말S(100)과 상기 단말D(200)는 Tx 스케줄링 및 Rx 스케줄링을 수행한다 (318 단계 및 320 단계).
이후, 상기 단말S(100)는 D2D 통신을 기반으로 상기 단말D(200)로 데이터를 전송한다 (322 단계).
도 4는 본 발명의 제1실시 예에 따른 단말S의 순서도이다.
도 4를 참조하면, 단말S(100)는 402 단계에서 가장 인접한 기지국으로부터 주파수 자원을 할당 받는다.
상기 단말S(100)는 404 단계에서 상기 기지국으로부터 f1(110)로부터 일부 할당 받은 주파수 자원을 사용하여 정보 메시지를 전송한다.
도 4에 도시되어 있지는 않지만, 상기 단말S(100)는 상기 단말D(200)가 수신할 때까지 상기 정보 메시지를 계속하여 전송할 수 있다.
상기 단말S(100)는 406 단계에서 상기 단말D(200)로부터 연결 요청 메시지를 수신한다. 이때 상기 연결 요청 메시지에는 상기 단말D(200)가 f3(130)을 사용하여 D2D 통신을 수행할 것을 요청하는 정보가 포함될 수 있다. 이후 상기 단말S(100)는 408 단계에서 상기 연결 요청 메시지의 정보를 기반으로 상기 단말D(200)와 D2D 통신을 수행할 주파수 대역을 선택한다. 즉, 상기 단말S(100)는 주파수 대역을 f3(130)으로 선택한다.
상기 단말S(100)는 410 단계에서 f3(130)을 사용하여 D2D 통신을 수행할 것을 나타내는 정보가 포함된 확인 메시지를 상기 단말D(200)로 전송한다. 상기 확인 메시지는 상기 연결 요청 메시지에 대한 수신 확인(ACK) 정보 및 주파수 사용 정보를 포함될 수 있다.
상기 단말S(100)는 412 단계에서 주파수 대역을 f3(130)으로 변경한다. 그리고 상기 단말S(100)는 상기 단말D(200)와 414 단계 및 416 단계에서 Tx 스케줄링 및 Rx 스케줄링을 수행한다.
이후, 상기 단말S(100)는 418 단계에서 상기 단말D(200)로 데이터를 전송한다.
도 5는 본 발명의 제1실시 예에 따른 단말D의 순서도이다.
단말D(200)는 502 단계에서 f3(130)에서 미리 설정된 구간 동안 정보 메시지를 수신 대기한다.
상기 단말D(200)는 504 단계에서 상기 정보 메시지를 수신하지 못하면, 506 단계에서 주파수 대역을 f3(130)에서 f1(110)으로 변경한다. 상기 단말D(200)는 미리 설정된 구간 동안 f1(110)에서 상기 정보 메시지를 수신 대기한다.
상기 단말D(200)는 508 단계에서 상기 단말S(100)로부터 상기 정보 메시지를 수신한다. 이후, 상기 단말D(200)는 상기 정보 메시지를 기반으로 자신의 주파수 간섭 및 대역 사용 빈도 등을 고려한다. 즉, 상기 단말D(200)는 510 단계에서 상기 단말S(100)와 D2D 통신을 수행해야 할 주파수 대역이 f3(130)임을 판단하고 선택한다.
상기 단말D(200)는 512 단계에서 상기 단말S(100)로 f3(130)을 사용하여 D2D 통신을 수행할 것을 요청하는 정보가 포함된 연결 요청 메시지를 전송한다.
상기 단말D(200)는 514단계에서 상기 단말S(100)로부터 상기 연결 요청 메시지에 대한 수신 확인(ACK) 정보가 포함된 확인 메시지를 수신한다.
상기 단말D(200)는 516 단계에서 주파수 대역을 f1(110)에서 f3(130)으로 변경한다.
이후, 상기 단말D(200)는 518 단계 및 520 단계에서 Tx 스케줄링 및 Rx 스케줄링을 수행한다. 이후 상기 단말D(200)는 522 단계에서 상기 단말S(100)로부터 데이터를 수신한다.
도 6은 본 발명의 제2실시 예에 따른 무선 통신 시스템의 구성도이다.
도 6을 참조하면, 단말S(100)는 기지국에서 사용 중인 f1(110)로부터 일부 자원을 할당 받지 않고, 상기 기지국에 의해 사용되고 있지 않는 주파수 대역 f2(120)와 f3(130) 중에서 일부 자원을 할당 받는다. 이에 따라 상기 단말S(100)는 f1(110)을 제외한 소정의 주파수 대역을 통해 정보 메시지를 단말D(200)로 전송한다. 이때 상기 소정의 주파수 대역은 주기 또는 비주기적으로 변경된다. 상기 주기 또는 비주기적으로 변경할 주파수 대역은 사전에 소정 개수로 설정할 수 있다.
도 6에서는 이에 대한 일 예로 상기 변경할 주파수 대역을 f2(120)와 f3(130)으로 한정하여 도시하였다. 하지만 본 발명의 제2실시 예에서는 도시된 바와 같이 두 개의 주파수를 번갈아 사용하는 것에 의해 한정되어서는 안될 것이다.
상기 단말D(200)는 상기 소스 단말(100)로부터 소정의 주파수 대역을 통해 정보 메시지를 수신한다. 이때 상기 정보 메시지를 수신한 소정의 주파수 대역은 상기 단말D(200)가 속하는 기지국에서 사용하는 주파수 대역이 될 수도 있고, 상기 기지국에서 사용하는 주파수 대역과 상이한 주파수 대역이 될 수 있다.
일 예로 직접 통신을 위한 주파수 대역들이 f1(110), f2(120) 및 f3(130)이라 가정하고, 자신이 위치하는 기지국에서 사용하는 주파수 대역이 f2(120)라 가정할 시, 상기 단말D(200)는 f1(110)과 f3(130)를 교번적으로 선택하여 사용하는 것이 바람직할 것이다.
이후 상기 단말D(200)는 상기 정보 메시지를 수신하게 된다. 따라서 상기 단말D(200)는 상기 단말S(100)의 정보를 파악할 수 있게 된다.
상기 단말S(100)와 상기 단말D(200)의 주파수 대역 변경에 대한 주기가 일치할 경우, 상기 단말D(200)가 정보 메시지를 수신하기가 어려울 수 있다. 그러므로 본 발명의 제2실시 예에서는 상기 단말D(200)의 주파수 대역 변경 주기를 상기 단말S(100)의 주파수 대역 변경 주기보다 정수 배 시간만큼(2배) 변경될 수 있다.
제2실시 예에서는 상기 단말S(100)의 주파수 대역 변경 주기보다 상기 단말D(200)의 주파수 대역 변경 주기에 대하여 정수 배 시간을 2배로 도시하였다. 하지만 제1실시 예에서는 도시된 바와 같이 정수 배 시간을 2배로 한정되어서는 안될 것이다.
도 7은 본 발명의 제2실시 예에 따른 무선 통신 시스템의 흐름도이다.
도 7을 참조하면, 단말S(100)는 702 단계에서 정보 메시지를 f3(130)으로 전송한다.
상기 단말S(100)는 704 단계에서 미리 설정된 구간 동안 정보 메시지에 대한 응답을 수신하지 못하면 주파수 대역을 f2(120)로 변경한다.
이후, 상기 단말S(100)는 706 단계에서 정보 메시지를 f2(120)로 전송한다.
상기 단말S(100)는 708 단계에서 미리 설정된 구간 동안 상기 정보 메시지에 대한 응답을 수신하지 못하면 주파수 대역을 f3(130)으로 변경한다. 상기 단말S(100)는 상기 정보 메시지에 대한 응답을 수신할 때까지 주기 또는 비주기적으로 주파수 대역 변경을 계속할 수도 있다.
도 6에서 도시된 바와 같이, 상기 단말S(100)가 주파수 대역의 주기를 2번 변경하는 동안, 상기 단말D(200)는 주파수 대역의 주기를 1번 변경한다.
상기 단말D(200)는 f1(110)에서 상기 단말S(100)로부터 상기 정보 메시지를 수신하지 못하면 710 단계에서 주파수 대역을 f3(130)으로 변경한다.
상기 단말S(100)는 712 단계에서 상기 정보 메시지를 f3(130)으로 다시 전송한다.
상기 단말D(200)는 상기 단말S(100)로부터 상기 정보 메시지를 수신한다. 이에 따라 상기 단말D(200)는 714 단계에서 상기 정보 메시지 대한 응답으로 연결 요청 메시지를 상기 단말S(100)로 전송한다. 상기 연결 요청 메시지에는 상기 정보 메시지를 수신한 f3(130)에서 D2D 통신을 수행할 것을 나타내는 정보가 포함될 수 있다.
상기 단말S(100)는 상기 연결 요청 메시지를 수신하면, 716 단계에서 이에 대한 응답으로 확인 메시지를 상기 단말D(200)로 전송한다. 상기 확인 메시지에는 상기 연결 요청 메시지에 대한 수신 확인(ACK) 정보 및 주파수 사용 정보가 포함될 수 있다.
이후, 상기 단말S(100)와 상기 단말D(200)는 718 단계 및 720 단계에서 Tx 스케줄링 및 Rx 스케줄링을 수행하며, 상기 단말S(100) 722 단계에서 상기 단말D(200)로 데이터를 전송한다.
도 8은 본 발명의 제2실시 예에 따른 단말S의 순서도이다.
도 8을 참조하면, 상기 단말S(100)는 802 단계에서 f3(130)을 사용하여 정보 메시지를 전송한다.
상기 단말S(100)는 804 단계에서 미리 설정된 구간 동안 상기 정보 메시지에 대한 응답을 수신하지 못하면 주파수 대역을 f2(120)로 변경한다.
이후 상기 단말S(100)는 806 단계에서 상기 정보 메시지를 f2(120)을 사용하여 다시 전송한다.
상기 단말S(100)는 808 단계에서 미리 설정된 구간 동안 상기 정보 메시지에 대한 응답을 수신하지 못하면 주파수 대역을 다시 f3(130)으로 변경한다.
상기 단말S(100)는 810 단계에서 상기 정보 메시지를 f3(130)을 사용하여 다시 전송한다. 상기 단말S(100)는 상기 정보 메시지에 대한 응답을 수신할 때까지 주기 또는 비주기적으로 주파수 대역을 변경하여 계속하여 전송할 수 있다.
상기 단말S(100)는 812 단계에서 상기 연결 요청 메시지를 수신하면, 이에 대한 응답으로 814 단계에서 확인 메시지를 상기 단말D(200)로 전송한다. 상기 확인 메시지에는 상기 연결 요청 메시지에 대한 수신 확인(ACK) 정보 및 주파수 사용 정보가 포함될 수 있다.
이후, 상기 단말S(100)와 상기 단말D(200)는 816 단계 및 818 단계에서 Tx 스케줄링 및 Rx 스케줄링을 수행하며, 상기 단말S(100)은 820 단계에서 상기 단말D(200)로 데이터를 전송한다.
도 9는 본 발명의 제2실시 예에 따른 단말D의 순서도이다.
도 9를 참조하면, 단말D(200)는 902 단계에서 f3(130)을 사용하여 미리 설정된 구간 동안 정보 메시지에 대한 수신을 대기한다.
상기 단말D(200)는 904 단계에서 상기 정보 메시지를 수신하지 못하면, 906 단계에서 주파수 대역을 f3(130)에서 f1(110)로 변경한다. 상기 단말D(200)는 미리 설정된 구간 동안 f1(110)에서 정보 메시지가 수신되는지를 대기한다.
상기 단말D(200)는 908 단계에서 상기 단말S(100)로부터 상기 정보 메시지를 수신한다. 이에 따라 상기 단말D(200)는 910 단계에서 상기 정보 메시지에 대한 응답으로 연결 요청 메시지를 상기 단말S(100)로 전송한다. 상기 연결 요청 메시지에는 상기 정보 메시지를 수신한 f3(130)에서 D2D 통신을 수행할 것을 나타내는 정보가 포함될 수 있다.
상기 단말D(200)는 912 단계에서 상기 연결 요청 메시지에 대한 확인 메시지를 상기 단말S(100)로부터 수신한다.
이후, 상기 단말S(100)와 상기 단말D(200)는 914 단계 및 916 단계에서 Tx 스케줄링 및 Rx 스케줄링을 수행하며, 상기 단말D(200)는 918 단계에서 상기 단말S(100)로부터 데이터를 수신한다.
도 10은 본 발명의 제3실시 예에 따른 무선 통신 시스템의 구성도이다.
도 10을 참조하면, 단말S(100)는 기지국이 사용하는 주파수 대역 f1(110)에서의 일부 자원을 할당 받지 않고, 상기 기지국이 사용하지 않는 주파수 대역 f2(120)와 f3(130) 중 어느 하나의 주파수 대역에서의 일부 자원을 할당 받는다. 이에 따라 상기 단말S(100)는 정보 메시지를 f1(110)을 제외한 소정의 주파수 대역을 통해 단말D(200)로 전송한다. 이때 상기 소정의 주파수 대역은 주기 또는 비주기적으로 변경된다. 상기 주기 또는 비주기적으로 변경할 주파수 대역은 사전에 소정 개수로 설정할 수 있다. 도 10에서는 이에 대한 일 예로 상기 변경할 주파수 대역을 f2(120)와 f3(130)으로 한정하여 도시하였다. 하지만 본 발명의 제3실시 예에서는 도시된 바와 같이 두 개의 주파수를 번갈아 사용하는 것에 의해 한정되어서는 안될 것이다.
상기 단말D(200)는 상기 소스 단말(100)로부터 소정의 주파수 대역을 통해 정보 메시지를 수신한다. 이때 상기 정보 메시지를 수신한 소정의 주파수 대역은 상기 단말D(200)가 속하는 기지국에서 사용하는 주파수 대역이 될 수 있고 상기 기지국에서 사용하는 주파수 대역과 상이한 주파수 대역이 될 수도 있다.
일 예로 D2D 통신을 위한 주파수 대역들이 f1(110), f2(120) 및 f3(130)이라 가정하고, 자신이 위치하는 기지국에서 사용하는 주파수 대역이 f2(120)라 가정할 시, 상기 단말D(200)는 f1(110)과 f3(130)를 교번적으로 선택하여 사용하는 것이 바람직할 것이다.
이후 상기 단말D(200)는 상기 정보 메시지를 수신하게 된다. 따라서 상기 단말D(200)는 상기 단말S(100)의 정보를 파악할 수 있게 된다.
상기 단말S(100)와 상기 단말D(200)의 주파수 대역 변경에 대한 주기가 일치할 경우, 상기 단말D(200)가 정보 메시지를 수신하기가 어려울 수 있다. 그러므로 본 발명의 제3실시 예에서는 상기 단말S(100)의 주파수 대역 변경 주기를 상기 단말D(200)의 주파수 대역 변경 주기보다 정수 배만큼(2배) 더 길게 설정할 수 있다.
제3실시 예에서는 상기 단말D(200)의 주파수 대역 변경 주기보다 상기 단말S(100)의 주파수 대역 변경 주기가 2배 더 짧은 경우를 가정하였다. 하지만 단말S(100)의 주파수 변경 주기가 단말D(200)의 주파수 변경 주기보다 2배 긴 경우에 반드시 한정될 필요는 없다.
도 11은 본 발명의 제3실시 예에 따른 무선 통신 시스템의 흐름도이다.
도 11을 참조하면, 단말S(100)는 1102 단계에서 정보 메시지를 f2(120)로 전송한다.
상기 단말D(200)는 1104 단계에서 f3(130)을 통해 상기 단말S(100)로부터 상기 정보 메시지를 수신하지 못하면, 주파수 대역을 f3(130)에서 f1(110)로 변경한다.
도 10에서 도시된 바와 같이, 상기 단말S(100)가 하나의 주파수 대역을 유지하는 동안, 상기 단말D(200)는 주파수 대역을 한번 변경하여 두 개의 주파수 대역에서 정보 메시지가 수신되는지를 감시한다. 만약 무선 네트워크에서 사용할 수 있는 주파수 대역이 8개라면, 단말S(100)가 하나의 주파수 대역을 유지하는 구간에서 단말D(200)는 주파수 대역을 6번 변경하여 7개의 주파수 대역들에서 정보 메시지가 수신되는지를 감시할 수 있다.
이를 일반화시키면, 무선 네트워크에서 사용할 수 있는 주파수 대역이 n개라면, 단말S(100)가 하나의 주파수 대역을 유지하는 구간에서 단말D(200)는 주파수 대역을 n-2번 변경함으로써, n-1개의 주파수 대역에 대한 감시를 수행한다. 그 외의 방안으로 무선 네트워크에서 사용할 수 있는 주파수 대역이 n개라면, 단말S(100)가 주파수 대역을 1번 변경하는 구간에서 단말D(200)는 주파수 대역을 n-2번 변경함으로써, n-1개의 주파수 대역에 대한 감시를 수행할 수도 있다. 상술한 바와 같이 단말S(100)가 감시해야 할 주파수 대역이 증가할수록, 이에 대응한 단말S(100)가 주파수 대역을 변경하는 횟수가 증가된 구간을 대상으로 할 수 있다.
상기 단말S(100)는 1106 단계에서 상기 정보 메시지를 f2(120)를 사용하여 다시 전송한다.
상기 단말S(100)는 1108 단계에서 미리 설정된 구간 동안 상기 정보 메시지에 대한 응답을 수신하지 못하면 주파수 대역을 f3(130)으로 변경한다. 상기 단말S(100)는 상기 정보 메시지에 대한 응답을 수신할 때까지 주기 또는 비주기적으로 주파수 대역 변경을 계속할 수도 있다.
상기 단말D(200)는 f3(130)에서 상기 단말S(100)로부터 상기 정보 메시지를 수신하지 못하면, 1110 단계에서 주파수 대역을 f1(110)로 변경한다.
상기 단말S(100)는 1112 단계에서 주파수 대역을 f2(120)에서 f3(130)으로 변경하고, 상기 변경에 따른 f3(130)을 사용하여 정보 메시지를 다시 전송한다.
상기 단말D(200)는 상기 단말S(100)로부터 상기 정보 메시지를 수신한다. 이에 따라 상기 단말D(200)는 1114 단계에서 상기 정보 메시지에 대한 응답으로 연결 요청 메시지를 상기 단말S(100)로 전송한다. 상기 연결 요청 메시지에는 상기 정보 메시지를 수신한 f3(130)에서 D2D 통신을 수행할 것을 나타내는 정보가 포함될 수 있다.
상기 단말S(100)는 상기 연결 요청 메시지를 수신하면, 1116 단계에서 이에 대한 응답으로 확인 메시지를 상기 단말D(200)로 전송한다. 상기 확인 메시지에는 상기 연결 요청 메시지에 대한 수신 확인(ACK) 정보 및 주파수 사용 정보가 포함될 수 있다.
이후, 상기 단말S(100)와 상기 단말D(200)는 1118 단계 및 1120 단계에서 Tx 스케줄링 및 Rx 스케줄링을 수행하며, 상기 단말S(100)는 1122 단계에서 상기 단말D(200)로 데이터를 전송한다.
도 12는 본 발명의 제3실시 예에 따른 단말S의 순서도이다.
도 12를 참조하면, 단말S(100)는 1202 단계에서 f2(120)를 사용하여 정보 메시지를 전송한다.
상기 단말S(100)는 1204 단계에서 미리 설정된 구간 동안 상기 정보 메시지에 대한 응답을 수신하지 못하면 주파수 대역을 f3(130)으로 변경한다.
이후 상기 단말S(100)는 1206 단계에서 상기 정보 메시지를 f3(130)을 사용하여 다시 전송한다.
상기 단말S(100)는 상기 정보 메시지에 대한 응답을 수신할 때까지 주기 또는 비주기적으로 정보 메시지를 전송할 주파수 대역을 계속하여 변경할 수 있다.
상기 단말S(100)는 1208 단계에서 상기 단말D(200)로부터 상기 정보 메시지에 대한 응답으로 상기 연결 요청 메시지를 수신한다.
상기 단말S(100)는 상기 연결 요청 메시지에 대한 응답으로 1210 단계에서 확인 메시지를 상기 단말D(200)로 전송한다. 상기 확인 메시지에는 상기 연결 요청 메시지에 대한 수신 확인(ACK) 정보 및 주파수 사용 정보가 포함될 수 있다.
이후, 상기 단말S(100)와 상기 단말D(200)는 1212 단계 및 1214 단계에서 Tx 스케줄링 및 Rx 스케줄링을 수행하며, 상기 단말S(100)는 1216 단계에서 상기 단말D(200)로 데이터를 전송한다.
도 13은 본 발명의 제3실시 예에 따른 단말D의 순서도이다.
도 13을 참조하면, 단말D(200)는 1302 단계에서 f3(130)을 사용하여 미리 설정된 구간 동안 정보 메시지에 대한 수신을 대기한다.
상기 단말D(200)는 1304 단계에서 상기 정보 메시지를 수신하지 못하면, 1306 단계에서 주파수 대역을 f3(130)에서 f1(110)로 변경한다. 상기 단말D(200)는 미리 설정된 구간 동안 f1(110)에서 상기 정보 메시지의 수신을 대기한다.
상기 단말D(200)는 1308 단계에서 상기 단말S(100)로부터 상기 정보 메시지를 수신하지 못하면, 1310 단계에서 주파수 대역을 f1(110)에서 f3(130)으로 변경한다. 상기 단말D(200)는 미리 설정된 구간 동안 f3(130)에서 상기 정보 메시지의 수신을 대기한다.
상기 단말D(200)는 1312 단계에서 상기 단말S(100)로부터 상기 정보 메시지를 수신한다. 이에 따라 상기 단말D(200)는 1314 단계에서 상기 정보 메시지 대한 응답으로 연결 요청 메시지를 상기 단말S(100)로 전송한다. 상기 연결 요청 메시지에는 상기 정보 메시지를 수신한 f3(130)에서 D2D 통신을 수행할 것을 나타내는 정보가 포함될 수 있다.
상기 단말D(200)는 1316 단계에서 상기 연결 요청 메시지에 대한 확인 메시지를 상기 단말S(100)로부터 수신한다.
이후, 상기 단말S(100)와 상기 단말D(200)는 1318 단계 및 1320 단계에서 Tx 스케줄링 및 Rx 스케줄링을 수행하며, 상기 단말D(200)는 1312 단계에서 상기 단말S(100)로부터 데이터를 수신한다.
도 14는 본 발명의 제4실시 예에 따른 무선 통신 시스템의 구성도이다.
도 14를 참조하면, 단말S(100)는 기지국에서 사용하는 주파수 대역 f1(110)에서 일부 자원을 할당 받는다. 이후, 상기 단말S(100)는 할당 받은 자원을 사용하여 자신의 간섭 정보가 포함된 정보 메시지를 전송한다. 상기 정보 메시지는 일반 데이터에 비해 크기가 상대적으로 작다. 따라서, 기지국은 자원 할당으로 인한 셀룰러 네트워크의 수율 저하(Throughput Degradation)는 거의 일어나지 않는다.
상기 정보 메시지를 수신한 상기 단말D(200)는 연결 요청 메시지를 상기 단말S(100)로 전송한다. 이때, 상기 단말S(100)와 상기 단말D(200)는 주파수 대역 상황에 따라 상기 단말S(100)가 데이터 전송에 사용할 주파수 대역과 상기 단말D(200)가 데이터 전송에 사용할 주파수 대역을 다르게 설정될 수 있다. 상기 데이터 전송에 사용할 주파수 대역을 다르게 설정하여 도시하였다. 도시된 바와 같이 주파수 대역을 다르게 설정하는 것에 한정되어서는 안될 것이다.
도 15는 본 발명의 제4실시 예에 따른 무선 통신 시스템의 흐름도이다.
도 15를 참조하면, 단말S(100)는 1502 단계에서 정보 메시지를 f1(110)을 사용하여 전송한다. 상기 정보 메시지에는 상기 단말S(100)가 사용 가능한 주파수 대역 정보, 주파수 대역 별 간섭 레벨, 주파수 대역의 사용 빈도, 주파수 대역을 사용하는 단말의 개수 등의 정보를 포함될 수 있다. 즉, 상기 정보 메시지에는 상기 단말S(100)가 f1(110)을 제외한 f2(120) 및 f3(130)를 사용해야 함을 나타내는 정보가 포함되어 있다.
단말D(200)는 다수의 주파수 대역들 중 f3(130)에서 미리 설정된 구간 동안 수신 대기한다. 이후, 상기 단말D(200)는 미리 설정된 구간 동안 상기 단말S(100)로부터 상기 정보 메시지를 수신한다. 상기 단말D(200)는 1504 단계에서 상기 정보 메시지를 기반으로 자신의 주파수 간섭 및 대역 사용 빈도 등을 고려한다. 즉, 상기 단말D(200)는 1504 단계에서 상기 단말S(100)가 데이터 전송에 사용해야 할 주파수 대역이 f3(130)임을 판단하고 선택한다.
상기 단말D(200)는 1506 단계에서 f3(130)에서 통신을 수행할 것을 요청하는 정보가 포함된 연결 요청 메시지를 상기 단말S(100)로 전송한다.
상기 단말S(100)는 상기 연결 요청 메시지를 수신하면, 1508 단계에서 상기 연결 요청 메시지의 정보를 기반으로 상기 단말D(200)가 데이터 전송에 사용해야 할 주파수 대역이 f2(120)임을 판단하고 선택한다.
상기 단말S(100)는 1510 단계에서 상기 단말S(100)가 데이터 전송에 사용할 주파수 대역과, 상기 단말D(200)가 데이터 전송에 사용할 주파수 대역에 대한 정보가 포함된 확인 메시지를 상기 단말D(200)로 전송한다. 상기 확인 메시지에는 상기 연결 요청 메시지에 대한 수신 확인(ACK) 정보 및 주파수 사용 정보가 포함될 수 있다. 또한 주파수 대역에서 D2D 통신의 시작 시점을 알려주는 정보도 포함한다.
따라서, 상기 단말S(100)과 상기 단말D(200)는 1512 단계에서 D2D 통신의 시작 시점에 맞추어 해당 주파수 대역으로 변경한다.
이후, 상기 단말S(100)와 상기 단말D(200)는 1514 단계 및 1516 단계에서 Tx 스케줄링 및 Rx 스케줄링을 수행한다. 상기 Tx 스케줄링 및 Rx 스케줄링 수행은 상기 단말S(100)와 상기 단말D(200) 각각이 데이터를 전송할 시점에 대한 스케줄링 수행을 나타낸다.
1518 단계 및 1520 단계에서 상기 단말S(100) 및 상기 단말D(200)는 각각이 데이터를 전송할 스케줄링된 시점에서 D2D 통신을 수행한다.
도 16는 본 발명의 제4실시 예에 따른 단말S의 순서도이다.
도 16를 참조하면, 단말S(100)는 1602 단계에서 가장 인접한 기지국으로부터 주파수 자원을 할당 받는다. 즉 상기 단말S(100)는 상기 기지국에서 사용하는 주파수 대역 f1(110)에서 일부 자원을 할당 받는다.
상기 단말S(100)는 1604 단계에서 상기 기지국으로부터 할당 받은 주파수 자원을 사용하여 정보 메시지를 전송한다.
도 16에 도시되진 않았지만, 상기 단말S(100)는 상기 단말D(200)가 수신할 때까지 상기 정보 메시지를 f1(110)로부터 할당 받은 주파수 자원을 사용하여 계속하여 전송할 수 있다.
상기 단말S(100)는 1606 단계에서 상기 단말D(200)로부터 상기 연결 요청 메시지를 수신하면, 1608 단계에서 상기 연결 요청 메시지의 정보를 기반으로 상기 단말D(200)가 데이터 전송에 사용해야 할 주파수 대역이 f2(120)임을 판단하고 선택한다.
상기 단말S(100)는 1610 단계에서 상기 단말S(100)가 데이터 전송에 사용할 주파수 대역과, 상기 단말D(200)가 데이터 전송에 사용할 주파수 대역에 대한 정보가 포함된 확인 메시지를 상기 단말D(200)로 전송한다. 상기 확인 메시지에는 상기 연결 요청 메시지에 대한 수신 확인(ACK) 정보 및 주파수 사용 정보가 포함될 수 있다. 또한 주파수 대역에서 D2D 통신의 시작 시점을 알려주는 정보도 포함한다.
따라서, 상기 단말S(100)는 1612 단계에서 D2D 통신의 시작 시점에 맞추어 해당 주파수 대역으로 변경한다.
이후, 상기 단말S(100)는 1614 단계 및 1616 단계에서 Tx 스케줄링 및 Rx 스케줄링을 수행한다. 상기 Tx 스케줄링 및 Rx 스케줄링 수행은 상기 단말S(100)와 상기 단말D(200) 각각이 데이터를 전송할 시점에 대한 스케줄링 수행을 나타낸다.
1618 단계에서 상기 단말S(100)는 데이터 전송이 스케줄링된 시점에서 D2D 통신을 수행한다.
도 17은 본 발명의 제4실시 예에 따른 단말D의 순서도이다.
도 17을 참조하면, 단말D(200)는 1702 단계에서 다수의 주파수 대역들 중 f1(110)에서 미리 설정된 구간 동안 수신 대기한다.
이후, 상기 단말D(200)는 1704 단계에서 미리 설정된 구간 동안 상기 단말S(100)로부터 상기 정보 메시지를 수신하면, 상기 정보 메시지를 기반으로 자신의 주파수 간섭 및 대역 사용 빈도 등을 고려한다. 즉, 상기 단말D(200)는 1706 단계에서 상기 단말S(100)가 데이터 전송에 사용해야 할 주파수 대역이 f3(130)임을 판단하고 선택한다.
상기 단말D(200)는 1708 단계에서 f3(130)에서 통신을 수행할 것을 요청하는 정보가 포함된 연결 요청 메시지를 상기 단말S(100)로 전송한다.
상기 단말D(200)는 1710 단계에서 상기 단말S(100)가 데이터 전송에 사용할 주파수 대역과, 상기 단말D(200)가 데이터 전송에 사용할 주파수 대역에 대한 정보가 포함된 확인 메시지를 상기 단말S(100)로부터 수신한다. 상기 확인 메시지에는 상기 연결 요청 메시지에 대한 수신 확인(ACK) 정보 및 주파수 사용 정보가 포함될 수 있다. 또한 주파수 대역에서 D2D 통신의 시작 시점을 알려주는 정보도 포함한다.
따라서, 상기 단말D(200)는 1712 단계에서 D2D 통신의 시작 시점에 맞추어 해당 주파수 대역으로 변경한다.
이후, 상기 단말D(200)는 1714 단계 및 1716 단계에서 Tx 스케줄링 및 Rx 스케줄링을 수행한다. 상기 Tx 스케줄링 및 Rx 스케줄링 수행은 상기 단말S(100)와 상기 단말D(200) 각각이 데이터를 전송할 시점에 대한 스케줄링 수행을 나타낸다.
상기 단말D(200)는 1718 단계에서 데이터 전송이 스케줄링된 시점에서 D2D 통신을 수행한다.
도 18은 본 발명의 실시 예에 따른 단말S의 블록 구성도이다.
도 18을 참조하면, 단말S(100)는 제어부(1810), 송수신부(1820) 및 메모리부(1830)를 포함한다.
상기 제어부(1810)는 상기 단말S(100)가 사용 가능한 주파수 대역 정보, 주파수 대역 별 간섭 레벨, 주파수 대역의 사용 빈도, 주파수 대역을 사용하는 단말의 개수 등의 정보를 포함한 메시지를 생성한다. 또한, 주파수 대역을 선택 및 변경한다. 그리고 상기 제어부(1810)는 송수신부(1820) 및 메모리부(1830)를 제어하며 상기 단말S(100)의 전반적인 동작을 제어한다.
상기 송수신부(1820)는 상기 제어부(1810)에 의해 생성된 메시지를 전송하며, D2D 통신을 수행하는 단말과 데이터를 전송 및 수신한다.
상기 메모리부(1830)는 D2D 통신을 수행하는 단말로부터 메시지를 수신하면 상기 메시지의 정보를 저장한다.
도 19는 본 발명의 실시 예에 따른 단말D의 블록 구성도이다.
도 19를 참조하면, 단말D(200)는 제어부(1910), 송수신부(1920) 및 메모리부(1930)를 포함한다.
상기 제어부(1910)는 상기 단말D(100)가 사용 가능한 주파수 대역 정보, 주파수 대역 별 간섭 레벨, 주파수 대역의 사용 빈도, 주파수 대역을 사용하는 단말의 개수 등의 정보를 포함한 메시지를 생성한다. 또한, 주파수 대역을 선택 및 변경한다. 그리고 상기 제어부(1910)는 송수신부(1920) 및 메모리부(1930)를 제어하며 상기 단말D(200)의 전반적인 동작을 제어한다.
상기 송수신부(1920)는 상기 제어부(1910)에 의해 생성된 메시지를 전송하며, D2D 통신을 수행하는 단말과 데이터를 전송 및 수신한다.
상기 메모리부(1930)는 D2D 통신을 수행하는 단말로부터 메시지를 수신하면 상기 메시지의 정보를 저장한다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (18)

  1. 무선 통신 시스템에서 제1단말이 제2단말과 단말간 직접 (Device to Device: D2D) 통신에 의해 데이터 송/수신하는 방법에 있어서,
    D2D 통신을 위한 전체 주파수 대역에서 D2D 통신을 위해 선택한 자기 주파수 대역에 관한 정보를 상기 제2단말로 전송하고, 상기 제2단말로부터 D2D 통신을 위해 선택된 상대 주파수 대역에 관한 정보를 수신하고, 상기 자기 주파수 대역에 관한 정보와 상기 상대 주파수 대역에 관한 정보를 기반으로 D2D 통신을 위해 사용할 송신 및 수신 주파수 대역을 결정하며, 상기 결정한 송신 주파수 대역에서 상기 제2단말로 데이터를 전송하고, 상기 결정한 수신 주파수 대역에서 상기 제2단말로부터 데이터를 수신하는 데이터 송/수신방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 D2D 통신을 위해 선택한 자기 주파수 대역에 관한 정보를 상기 제2단말로 전송하는 것은, 자신이 위치하는 셀에서 사용하는 주파수 대역에 의해 할당된 일부 주파수 자원을 사용하여 신호를 전송함에 의해 수행됨을 특징으로 하는 데이터 송/수신방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 D2D 통신을 위해 선택한 자기 주파수 대역에 관한 정보를 상기 제2단말로 전송하는 것은, 상기 제1단말이 상기 D2D 통신을 위한 전체 주파수 대역에서 자신이 위치하는 셀에서 사용하는 주파수 대역을 제외한 나머지 주파수 대역들을 순차적으로 선택하고, 상기 선택한 주파수 대역에서 할당된 일부 주파수 자원을 사용하여 신호를 전송함에 의해 수행됨을 특징으로 하는 데이터 송/수신방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 선택한 주파수 대역에서 할당된 일부 주파수 자원을 사용하여 신호를 전송하는 구간을 상기 제2단말이 하나의 주파수 대역에서 자신이 전송한 신호의 수신을 감시하는 구간의 정수 배로 설정함을 특징으로 하는 데이터 송/수신방법.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 선택한 주파수 대역에서 할당된 일부 주파수 자원을 사용하여 신호를 전송하는 구간을 상기 제2단말이 하나의 주파수 대역에서 자신이 전송한 신호의 수신을 감시하는 구간의 1/n (n은 양의 정수) 배로 설정함을 특징으로 하는 데이터 송/수신방법.
  6. 무선 통신 시스템에서 제1단말이 제2단말과 단말간 직접 (Device to Device: D2D) 통신에 의해 데이터를 전송하는 방법에 있어서,
    D2D 통신을 위한 전체 주파수 대역에서 D2D 통신을 위해 선택한 상대 주파수 대역에 관한 정보를 상기 제2단말로부터 수신하고, 상기 수신한 상대 주파수 대역에 관한 정보를 기반으로 자신이 D2D 통신을 위해 사용할 주파수 대역을 선택하고, 상기 선택한 자기 주파수 대역에 관한 정보를 상기 제2단말로 전송하고, 상기 상대 주파수 대역에 관한 정보와 상기 자기 주파수 대역에 관한 정보를 기반으로 D2D 통신을 위해 사용할 송신 및 수신 주파수 대역을 결정하며, 상기 결정한 송신 주파수 대역에서 상기 제2단말로 데이터를 전송하고, 상기 결정한 수신 주파수 대역에서 상기 제2단말로부터 데이터를 수신하는 데이터 송/수신방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 상대 주파수 대역에 관한 정보는, 상기 D2D 통신을 위한 전체 주파수 대역들을 순차적으로 선택하고, 상기 선택한 주파수 대역에서 상기 제2단말로부터 전송된 신호를 감지함에 의해 수신함을 특징으로 하는 데이터 송/수신방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 상대 주파수 대역에 관한 정보는, 상기 제1단말이 상기 D2D 통신을 위한 전체 주파수 대역에서 자신이 위치하는 셀에서 사용하는 주파수 대역을 제외한 나머지 주파수 대역들을 순차적으로 선택하고, 상기 선택한 주파수 대역에서 상기 제2단말로부터 전송된 신호를 감지함에 의해 수신하며,
    여기서 상기 선택한 주파수 대역에서 상기 제2단말로부터 전송된 신호를 감지하는 구간은 상기 제2단말이 하나의 주파수 대역에서 신호를 전송하는 구간의 정수 배임을 특징으로 하는 데이터 송/수신방법.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 상대 주파수 대역에 관한 정보는, 상기 제1단말이 상기 D2D 통신을 위한 전체 주파수 대역에서 자신이 위치하는 셀에서 사용하는 주파수 대역을 제외한 나머지 주파수 대역들을 순차적으로 선택하고, 상기 선택한 주파수 대역에서 상기 제2단말로부터 전송된 신호를 감지함에 의해 수신하며,
    여기서 상기 선택한 주파수 대역에서 상기 제2단말로부터 전송된 신호를 감지하는 구간은 상기 제2단말이 하나의 주파수 대역에서 신호를 전송하는 구간의 1/n (n은 양의 정수) 배임을 특징으로 하는 데이터 송/수신방법.
  10. 무선 통신 시스템에서 제2단말과 단말간 직접 (Device to Device: D2D) 통신에 의해 데이터를 전송하는 제1단말에 있어서,
    자기 주파수 대역에 관한 정보를 상기 제2단말로 전송하고, 송신 주파수 대역에서 상기 제2단말로 데이터를 전송하는 송신부와,
    상기 제2단말로부터 D2D 통신을 위해 선택된 상대 주파수 대역에 관한 정보를 수신하며, 수신 주파수 대역에서 상기 제2단말로부터 데이터를 수신하는 수신부와,
    D2D 통신을 위한 전체 주파수 대역에서 D2D 통신을 위한 상기 자기 주파수 대역을 선택하고, 상기 자기 주파수 대역에 관한 정보와 상기 상대 주파수 대역에 관한 정보를 기반으로 D2D 통신을 위해 사용할 상기 송신 주파수 대역과 상기 수신 주파수 대역을 결정하는 제어부를 포함하는 제1단말.
  11. 제10항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 제2단말로 상기 D2D 통신을 위해 선택한 자기 주파수 대역에 관한 정보를 전송하기 위해, 자신이 위치하는 셀에서 사용하는 주파수 대역에 의해 할당된 일부 주파수 자원을 사용하여 신호를 전송하도록 상기 송신부를 제어함을 특징으로 하는 제1단말.
  12. 제10항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 제2단말로 상기 D2D 통신을 위해 선택한 자기 주파수 대역에 관한 정보를 전송하기 위해, 상기 제1단말이 상기 D2D 통신을 위한 전체 주파수 대역에서 자신이 위치하는 셀에서 사용하는 주파수 대역을 제외한 나머지 주파수 대역들을 순차적으로 선택하고, 상기 선택한 주파수 대역에서 할당된 일부 주파수 자원을 사용하여 신호를 전송하도록 상기 송신부를 제어함을 특징으로 하는 제1단말.
  13. 제12항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 선택한 주파수 대역에서 할당된 일부 주파수 자원을 사용하여 신호를 전송하는 구간을 상기 제2단말이 하나의 주파수 대역에서 자신이 전송한 신호의 수신을 감시하는 구간의 정수 배로 설정함을 특징으로 하는 제1단말.
  14. 제12항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 선택한 주파수 대역에서 할당된 일부 주파수 자원을 사용하여 신호를 전송하는 구간을 상기 제2단말이 하나의 주파수 대역에서 자신이 전송한 신호의 수신을 감시하는 구간의 1/n (n은 양의 정수) 배로 설정함을 특징으로 하는 제1단말.
  15. 무선 통신 시스템에서 제2단말과 단말간 직접 (Device to Device: D2D) 통신에 의해 데이터를 전송하는 제1단말에 있어서,
    자기 주파수 대역에 관한 정보를 상기 제2단말로 전송하고, 송신 주파수 대역에서 상기 제2단말로 데이터를 전송하는 송신부와,
    상기 제2단말로부터 D2D 통신을 위해 선택된 상대 주파수 대역에 관한 정보를 수신하며, 수신 주파수 대역에서 상기 제2단말로부터 데이터를 수신하는 수신부와,
    상기 수신한 상대 주파수 대역에 관한 정보를 기반으로 D2D 통신을 위한 전체 주파수 대역에서 D2D 통신을 위한 상기 자기 주파수 대역을 선택하고, 상기 상대 주파수 대역에 관한 정보와 상기 자기 주파수 대역에 관한 정보를 기반으로 D2D 통신을 위해 사용할 송신 및 수신 주파수 대역을 결정하는 제어부를 포함하는 제1단말.
  16. 제15항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 D2D 통신을 위한 전체 주파수 대역들을 순차적으로 선택하고, 상기 선택한 주파수 대역에서 상기 제2단말로부터 전송된 신호를 상기 수신부를 통해 수신함으로써, 상기 상대 주파수 대역에 관한 정보를 제공받음을 특징으로 하는 제1단말.
  17. 제15항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 D2D 통신을 위한 전체 주파수 대역에서 자신이 위치하는 셀에서 사용하는 주파수 대역을 제외한 나머지 주파수 대역들을 순차적으로 선택하고, 상기 선택한 주파수 대역에서 상기 제2단말로부터 전송된 신호를 상기 수신부를 통해 수신함으로써, 상기 상대 주파수 대역에 관한 정보를 제공받으며,
    여기서 상기 선택한 주파수 대역에서 상기 제2단말로부터 전송된 신호를 감지하는 구간은, 상기 제2단말이 하나의 주파수 대역에서 신호를 전송하는 구간의 정수 배임을 특징으로 하는 제1단말.
  18. 제15항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 D2D 통신을 위한 전체 주파수 대역에서 자신이 위치하는 셀에서 사용하는 주파수 대역을 제외한 나머지 주파수 대역들을 순차적으로 선택하고, 상기 선택한 주파수 대역에서 상기 제2단말로부터 전송된 신호를 상기 수신부를 통해 수신함으로써, 상기 상대 주파수 대역에 관한 정보를 제공받으며,
    여기서 상기 선택한 주파수 대역에서 상기 제2단말로부터 전송된 신호를 감지하는 구간은, 상기 제2단말이 하나의 주파수 대역에서 신호를 전송하는 구간의 1/n (n은 양의 정수) 배임을 특징으로 하는 제1단말.
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