KR20150007909A - 무선 통신 시스템에서 분산 스케줄링 장치 및 방법 - Google Patents

무선 통신 시스템에서 분산 스케줄링 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 디바이스 간 직접 통신을 위한 복수의 링크들이 존재하는 네트워크에서 상기 복수의 링크들 중 하나인 대상 링크를 설정하는 수신 디바이스의 분산 스케줄링 장치 및 방법에 관한 것이다,
이를 위해, 대상 링크를 설정하는 상대 송신 디바이스와, 상기 복수의 링크들 중 상기 대상 링크에 인접하여 링크를 설정하는 적어도 하나의 인접 송신 디바이스에 의해 방송되는 자원 정보에 포함된 자원 할당 요구 량들을 미리 설정된 자원 단위 (RU)별로 합산한다. 상기 상대 송신 디바이스와 상기 적어도 하나의 인접 송신 디바이스에 의해 방송되는 자원 정보에 포함된 자원 위치 정보와 상기 합산한 자원 할당 요구 량을 고려하여 자신의 자원 정보를 조정하여 상기 상대 송신 디바이스로 전송한다. 상기 방송되는 자원 정보에 대해 정해진 분산 스케줄링 규칙에 따라 결정한 자원을 이용한 데이터 전송이 이루어질 때까지 상기 상대 송신 디바이스로부터 수신한 파일럿 신호들 각각에 의해 채널 품질을 측정한다. 상기 수신한 파일럿 신호 별로 측정한 채널 품질 정보를 상기 상대 송신 디바이스로 피드-백한다.

Description

무선 통신 시스템에서 분산 스케줄링 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR DISTRIBUTED SCHEDULING IN AN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}
본 발명은 무선 통신 시스템에서의 자원 스케줄링 장치 및 방법에 관한 것으로서, 특히 디바이스 간 직접 (D2D: Device to Device) 통신을 지원하는 무선 통신 시스템 (이하 “D2D 통신 시스템”)에서의 자원 스케줄링 장치 및 방법에 관한 것이다.
최근 스마트 폰 등의 무선 디바이스의 보급이 확산됨으로 인해 데이터 트래픽이 급증하고 있다. 뿐만 아니라 스마트 폰 등의 무선 디바이스에서 지원되는 응용 서비스들의 활성화로 인한, 데이터 트래픽의 증가 또한 예상된다.
그 외에 사물(事物)인 스마트 TV, 냉장고 등의 개별 장치 간의 통신과 같은 무선 지능 통신이 활성화될 경우, 무선 네트워크에서 처리할 트래픽의 양이 감당하기 어려울 정도로 증가할 수 있다.
상술한 바와 같은 이유로 증가할 것이 충분히 예측되는 무선 네트워크에서의 트래픽을 기지국에게 부담을 주지 않으면서 처리하기 위한 하나의 대안으로 D2D 통신이 주목 받고 있다. 상기 D2D 통신은 무선 통신을 위해 허가된 주파수 대역은 물론 무선 랜과 같은 허가되지 않은 주파수 대역에서 모두 이용이 가능하다.
먼저 허가된 주파수 대역에서의 D2D 통신은 기지국의 부하를 줄임으로써, 상기 기지국에서 제한적으로 수용할 수 있는 트래픽의 용량 (트래픽 수용 용량)을 효율적으로 사용할 수 있게 될 것이다.
예컨대, 허가된 주파수 대역에서의 통신을 지원하는 이동 통신 시스템에서 동일한 셀 또는 서로 인접한 셀 내의 단말 (User Equipment: UE)들이 D2D 통신을 위한 통신 링크 (이하 “D2D 링크”라 칭함)를 설정하면, 기지국(eNode B)에 의지하지 않고도 직접 데이터를 주고 받을 수 있다. 따라서 D2D 통신을 이용하면, 기지국을 이용하는 경우에 비해 요구되는 링크의 개수를 줄일 수 있으므로, 기지국은 줄어든 링크의 개수만큼을 다른 용도로 사용할 수 있게 될 것이다.
다음으로 허가되지 않은 주파수 대역에서의 D2D 통신은 불필요하게 무선 자원이 낭비되는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 지역적으로 발생하는 트래픽에 대한 효율적인 서비스를 제공할 수 있게 한다.
한편 D2D 통신 방식은 애드-훅(ad-hoc)/센서(sensor) 통신 방식과는 달리, 디바이스 간의 동기가 이루어진 후, 탐색(discovery), 페어링(pairing), 스케줄링 동작 등이 요구된다. 예컨대 D2D 통신에서 각 디바이스는 주변의 디바이스들에 의해 방송되는 디바이스 식별 정보에 의해 인접 디바이스를 확인하는 탐색 동작을 수행한다. 그리고 각 디바이스는 탐색 동작을 통해 확인한 인접 디바이스와의 D2D 링크를 연결하기 위한 페어링 동작을 수행한다. 그 후 D2D 링크가 설정된 디바이스들은 D2D 통신을 위한 자원을 할당 받기 위한 스케줄링 동작을 수행한다.
일반적으로 애드-훅/센서 통신을 지원하는 네트워크 (이하 “애드-훅/센서 네트워크”라 칭함)는 경쟁(contention) 기반 자원 접속 방식인 CSMA-CA (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance) 방식을 사용하여 자원을 할당한다. 상기 CSMA-CA 방식은 네트워크에서 단말의 수가 적은 경우, 별도의 복잡한 네트워크의 관리 없이도 충돌을 회피한 데이터의 송/수신이 가능하였다.
하지만 애드-훅/센서 네트워크는 사용자가 많은 지역에서의 전송률이 낮아지는 문제로 인해, 사용자의 수가 급증할 것으로 예측되는 향후의 무선 통신 환경을 고려한 보다 향상된 스케줄링 방안이 마련되어야 할 것이다.
이에 반해 D2D 통신을 지원하는 네트워크 (이하 “D2D 네트워크”라 칭함)에서의 대표적인 자원 할당을 위한 스케줄링 방식으로는 “FlashLinQ 방식”이 있다.
상기 FlashLinQ 방식은 D2D 통신을 위해 설계되었으며, 효율성을 위해 TDMA 방식과 같이 슬롯을 정의한다, 그리고 상기 FlashLinQ 방식은 자원 할당을 관리하는 마스터 노드가 없기 때문에 슬롯 자원을 할당함에 있어서, 정해진 순서로 자원 할당을 수행하는 라운드 로빈(Round Robin) 방식을 사용한다.
예컨대 상기 FlashLinQ 방식은 CSMA-CA 방식에서 사용하는 RTS (Request To Send), CTS (Clear To Send) 제어 신호를 변형하여 시분할 다중 접속 (TDMA: Time Division Multiple Access) 방식에서의 자원 접속을 위해 제안되었다. 상기 FlashLinQ 방식은 Wi-Fi에서 RTS, CTS를 사용하여 신호 대 간섭 비(Signal-to-Interference Ratio: SIR)를 측정하는 것에 착안하여 동기가 맞는 네트워크에서 직교 주파수 분할 다중 접속 (OFDM: Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 방식을 기반으로 동작하도록 구현하였다. 이로 인해 상기 FlashLinQ 방식은 특정 환경에서 기존 Wi-Fi에 비해 양호한 성능을 얻을 수 있다.
또한 상기 FlashLinQ 방식은 동시 전송을 위해 각 링크에 순위를 할당하고, 상위 링크로부터의 간섭과 자기 링크의 신호 전력을 측정하여 SIR을 계산하고, 상기 계산한 SIR이 목표 임계 값(target threshold) 보다 높을 경우에 동시 전송을 수행할 수 있다. 또한 자기 링크가 상위 링크에 주는 간섭을 고려하여 SIR이 목표 임계 값 보다 높을 경우에 동시에 송신할 수 있다.
상기 FlashLinQ 방식은 라운드 로빈 방식에 의해 자원 할당 및 순위를 결정한다. 예컨대 우선 순위에 따라 한 링크를 선택하고, 상기 선택한 링크와의 간섭을 고려하여 다음 우선 순위의 링크를 선택하는 동작에 의해 동시 전송할 링크 수를 확보한다. 상기 FlashLinQ 방식은 모든 D2D 링크에게 균등한 송신 기회를 부여할 수 있도록, 매 자원을 결정할 때마다 우선 순위를 섞어준다.
따라서 FlashLinQ 방식은 네트워크에서의 간섭 정보를 고려하여 자원을 할당하는 경우에 비해 효율적인 자원 할당이 어렵다. 즉 우선 순위가 바뀜에 따라 송신하는 링크가 매번 달라지기 때문에, 이전 자원에서 간섭을 고려하여 측정한 채널 정보를 다음 자원에 대한 스케줄링 시에 활용할 수 없다.
또한 FlashLinQ 방식은 자기 링크가 상위 링크에 주는 간섭을 계산할 때, 상위 링크에서 전송하는 제어 신호에 의존하기 때문에, 자기 링크 외의 다른 링크가 상위 링크에 주는 간섭을 알 수가 없다. 즉 D2D 네트워크에서는 하나의 디바이스가 주변에 위치하는 다른 디바이스의 채널 정보를 알기가 어려워, D2D 통신 시에 부분적인 채널 정보에 의지하여 자원 할당이 이루어질 수 밖에 없다.
만약 D2D 네트워크에서 주변에 위치하는 다른 디바이스, 즉 주변 D2D 링크에 대한 채널 정보를 고려하여 스케줄링을 수행할 수 있다면, 최대의 용량(capacity)를 보장하도록 자원 할당을 할 수 있을 것이다.
본 발명의 실시 예에서는 D2D 통신 시스템에서 분산 스케줄링을 통해 효율적인 자원 할당을 수행하는 장치 및 방법을 개시한다.
또한 본 발명의 실시 예에서는 D2D 통신 시스템에서 인접한 D2D 링크에 대해 수집한 자원 정보를 고려하여 분산 스케줄링을 수행하는 장치 및 방법을 개시한다.
또한 본 발명의 실시 예에서는 D2D 통신 시스템에서 분산 스케줄링을 기반으로 간섭에 의한 영향을 최소화하면서 최적의 용량을 얻도록 하는 자원 할당장치 및 방법을 개시한다.
또한 본 발명의 실시 예에서는 D2D 통신 시스템에서 분산 스케줄링을 기반으로 자원을 할당함에 있어 제어 신호로 인한 오버헤더를 최소화하는 장치 및 방법을 개시한다.
또한 본 발명의 실시 예에서는 D2D 통신 시스템에서 인접 디바이스 간에 공유하는 간섭이 반영된 채널 정보를 이용하여 자원 할당 위치 또는 할당 자원 양을 결정하여 데이터 송신을 위한 스케줄링을 수행하는 장치 및 방법을 개시한다.
또한 본 발명의 실시 예에서는 D2D 통신 시스템에서 송신 디바이스가 수신 디바이스로 보내는 자원 정보를 인접 디바이스가 공유하도록 하여 할당하고자 하는 자원의 위치 또는 양을 변경하는 동작을 반복하여 수행하는 장치 및 방법을 개시한다.
또한 본 발명의 실시 예에서는 D2D 통신 시스템에서 수신 디바이스가 복수의 인접 송신 디바이스로부터 제공하는 파일럿 신호에 의해 채널 상태를 측정하고, 상기 측정한 채널 상태를 상기 복수의 인접 송신 디바이스로 보고하는 장치 및 방법을 개시한다.
또한 본 발명의 실시 예에서는 D2D 통신 시스템에서 송신 디바이스가 수신 디바이스에 의해 보고되는 채널 상태를 자원 정보의 변경 시에 반영하는 장치 및 방법을 개시한다.
본 발명의 실시 예에 따른 디바이스 간 직접 통신을 위한 복수의 링크들이 존재하는 네트워크에서 상기 복수의 링크들 중 하나인 대상 링크를 설정하는 수신 디바이스의 분산 스케줄링 방법은, 상기 대상 링크를 설정하는 상대 송신 디바이스와, 상기 복수의 링크들 중 상기 대상 링크에 인접하여 링크를 설정하는 적어도 하나의 인접 송신 디바이스에 의해 방송되는 자원 정보에 포함된 자원 할당 요구 량들을 미리 설정된 자원 단위 (Resource Unit)로 합산하는 과정과, 상기 상대 송신 디바이스와 상기 적어도 하나의 인접 송신 디바이스에 의해 방송되는 자원 정보에 포함된 자원 위치 정보와 상기 합산한 자원 할당 요구 량들을 고려하여 자신의 자원 정보를 조정하여 상기 상대 송신 디바이스로 전송하는 과정과, 상기 방송되는 자원 정보에 대해 정해진 분산 스케줄링 규칙에 따라 결정한 자원을 이용한 데이터 전송이 이루어질 때까지 상기 상대 송신 디바이스로부터 수신한 파일럿 신호들 각각에 의해 채널 품질을 측정하는 과정과, 상기 수신한 파일럿 신호 별로 측정한 채널 품질 정보를 상기 상대 송신 디바이스로 피드-백하는 과정을 포함한다.
또한 본 발명의 실시 예에 따른 디바이스 간 직접 통신을 위한 복수의 링크들이 존재하는 네트워크에서 상기 복수의 링크들 중 하나인 대상 링크를 설정하고, 상기 설정한 대상 링크에서의 세션을 통해 데이터를 전송하기 위해 사용할 자원의 할당을 위한 분산 스케줄링을 수행하는 수신 디바이스는, 상기 대상 링크를 설정하는 상대 송신 디바이스와, 상기 복수의 링크들 중 상기 대상 링크에 인접하여 링크를 설정하는 적어도 하나의 인접 송신 디바이스에 의해 방송되는 자원 정보를 수신하는 수신부와, 상기 상대 송신 디바이스와 상기 적어도 하나의 인접 송신 디바이스에 의해 방송되는 자원 정보에 포함된 자원 위치 정보와 상기 합산한 자원 할당 요구 량들을 고려하여 자신의 자원 정보를 조정하고, 상기 상대 송신 디바이스와 상기 적어도 하나의 인접 송신 디바이스로부터 수신한 자원 정보에 포함된 자원 할당 요구 량들을 미리 설정된 자원 단위 (Resource Unit)로 합산하며, 상기 방송되는 자원 정보에 대해 정해진 분산 스케줄링 규칙에 따라 결정한 자원을 이용한 데이터 전송이 이루어질 때까지 상기 상대 송신 디바이스로부터 수신한 파일럿 신호들 각각에 의해 채널 품질을 측정하는 제어부와, 상기 조정된 자원 정보를 상기 상대 송신 디바이스로 전송하고, 상기 수신한 파일럿 신호 별로 측정한 채널 품질 정보를 상기 상대 송신 디바이스로 피드-백하는 송신부를 포함한다.
또한 본 발명의 실시 예에 따른 디바이스 간 직접 통신을 위한 복수의 링크들이 존재하는 네트워크에서 상기 복수의 링크들 중 하나인 대상 링크를 설정하는 송신 디바이스의 분산 스케줄링 방법은, 상기 대상 링크에 대해 설정한 자원 정보를 방송하는 과정과, 상기 대상 링크를 설정하는 수신 디바이스에 의해 조정된 자원 정보를 수신하는 과정과, 상기 대상 링크에 대해 설정한 자원 정보를 기반으로 파일럿 신호와 데이터를 전송하는 과정과, 상기 전송된 파일럿 신호에 상응한 채널 품질 정보를 상기 상대 수신 디바이스로부터 수신하는 과정과, 모든 할당된 자원을 이용한 데이터 전송이 완료될 시, 상기 수신한 채널 품질 정보를 고려하여 다음 디바이스 간 직접 통신에 의해 데이터를 전송하기 위해 할당을 요구할 자원 할당 요구 량을 결정하는 과정과, 모든 할당된 자원을 이용한 데이터 전송이 완료될 시, 상기 수신한 조정된 자원 정보에 의해 다음 디바이스 간 직접 통신에 의해 데이터를 전송할 자원 할당 시작 위치를 갱신하는 과정과, 상기 결정한 자원 할당 요구 량과 상기 갱신한 자원 할당 시작 위치 및 상기 다음 디바이스 간 직접 통신을 수행할 링크의 식별 정보에 의해 구성한 자원 정보를 방송하는 과정을 포함한다.
또한 본 발명의 실시 예에 따른 디바이스 간 직접 통신을 위한 복수의 링크들이 존재하는 네트워크에서 상기 복수의 링크들 중 하나인 대상 링크를 설정하고, 상기 설정한 대상 링크에서의 세션을 통해 데이터를 전송하기 위해 사용할 자원의 할당을 위한 분산 스케줄링을 수행하는 송신 디바이스는, 상기 대상 링크에 대해 설정한 자원 정보를 방송하고, 상기 대상 링크에 대해 설정한 자원 정보를 기반으로 파일럿 신호와 데이터를 전송하는 송신부와, 상기 대상 링크를 설정하는 수신 디바이스에 의해 조정된 자원 정보를 수신하고, 상기 전송된 파일럿 신호에 상응한 채널 품질 정보를 상기 상대 수신 디바이스로부터 수신하는 수신부와, 모든 할당된 자원을 이용한 데이터 전송이 완료될 시, 상기 수신한 채널 품질 정보를 고려하여 다음 디바이스 간 직접 통신에 의해 데이터를 전송하기 위해 할당을 요구할 자원 할당 요구 량을 결정하고, 상기 수신한 조정된 자원 정보에 의해 다음 디바이스 간 직접 통신에 의해 데이터를 전송할 자원 할당 시작 위치를 갱신하며, 상기 결정한 자원 할당 요구 량과 상기 갱신한 자원 할당 시작 위치 및 상기 다음 디바이스 간 직접 통신을 수행할 링크의 식별 정보에 의해 자원 정보를 구성하는 제어부를 포함한다.
도 1은 일반적인 마스터-슬레이브 구조의 네트워크에서 자원 할당이 이루어지는 예를 보이고 있는 도면;
도 2는 일반적인 D2D 네트워크에서 각 수신 디바이스가 모든 수신 디바이스들의 채널 상태를 고려한 자원 할당의 어려움을 보이고 있는 도면;
도 3은 본 발명의 실시 예에 따라 D2D 통신 시스템에서 스케줄링을 위해 복수의 링크를 설정하는 디바이스들 간에 신호와 간섭 관계의 일 예를 보이고 있는 도면;
도 4는 본 발명의 실시 예에 따라 D2D 통신 시스템에서 자원의 분산 스케줄링을 위한 수행하는 절차를 순차적으로 보이고 있는 도면;
도 5는 본 발명의 실시 예에 따라 무선 네트워크에서 D2D 통신을 지원하는 링크 별 할당 슬롯의 변경 예를 보이고 있는 도면;
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 D2D 네트워크에서의 인접 링크의 자원 정보를 공유하는 예를 보이고 있는 도면;
도 7은 본 발명의 실시 예에 따라 D2D 통신을 위한 송신 디바이스가 자원 정보 요청 메시지를 적어도 하나의 수신 디바이스로 보내는 예를 보이고 있는 도면;
도 8은 본 발명의 실시 예에 따라 D2D 통신을 위한 수신 디바이스가 송신 디바이스로 자원 정보 응답 메시지를 보내는 예를 보이고 있는 도면;
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 OFDM 시스템에서의 스케줄링 주기의 일 예를 보이고 있는 도면;
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 자원 정보 요청 메시지의 일 예를 보이고 있는 도면;
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 자원 정보 응답 메시지의 일 예를 보이고 있는 도면;
도 12는 본 발명의 실시 예에 따라 수신 디바이스가 주변 디바이스의 자원 요구량을 고려한 목적 RU의 결정을 직관적으로 표현하고 있는 도면;
도 13은 본 발명의 실시 예에 따라 D2D 통신을 지원하는 무선 네트워크에서 자원 재사용 율을 증가시키기 위한 자원 할당 예를 보이고 있는 도면;
도 14는 본 발명의 실시 예에 따라 송신 디바이스에서 수신 디바이스로 전송되는 사용하고자 하는 자원의 시작 위치를 보이고 있는 도면;
도 15는 본 발명의 실시 예에 따라 송신 디바이스에서 수신 디바이스로 전송되는 자원 정보에 의해 자원을 할당하는 예를 보이고 있는 도면;
도 16은 본 발명의 실시 예에 따른 D2D 통신 시스템에서 분산 스케줄링을 수행하기 위한 절차를 보이고 있는 도면;
도 17은 본 발명의 실시 예에 따라 두 개의 링크에서 분산 스케줄링을 수행하는 절차의 일 예를 보이고 있는 도면;
도 18은 본 발명의 실시 예에 따라 두 개의 링크에서 분산 스케줄링을 수행하는 절차의 다른 예를 보이고 있는 도면;
도 19은 본 발명의 실시 예에 따른 자원의 분산 스케줄링 방법을 반복하여 수행하였을 때 수렴되는 자원 할당 과정의 일 예를 보이고 있는 도면;
도 20은 본 발명의 실시 예에 따른 자원의 분산 스케줄링 방법에서 주파수 재 사용률이 향상되는 일 예를 보이고 있는 도면;
도 21는 본 발명의 실시 예에 따른 D2D 통신 시스템에서 수신 디바이스가 현재의 자원 할당 시작 위치에 해당하는 RU를 기준으로 선행하는 RU 중 자신에게 간섭을 주는 RU를 찾기 위한 제어 흐름을 보이고 있는 도면;
도 22는 본 발명의 실시 예에 따른 D2D 통신 시스템에서 수신 디바이스가 현재의 자원 할당 시작 위치에 해당하는 RU를 기준으로 뒤에 위치하는 RU 중 자신에게 간섭을 주는 RU를 찾기 위한 제어 흐름을 보이고 있는 도면;
도 23은 본 발명의 제1실시 예에 따른 D2D 통신 시스템에서 분산 스케줄링을 위해, 송신 디바이스가 수행하는 제어 흐름을 보이고 있는 도면;
도 24는 본 발명의 제1실시 예에 따른 D2D 통신 시스템에서 분산 스케줄링을 위해, 수신 디바이스가 수행하는 제어 흐름을 보이고 있는 도면;
도 25는 본 발명의 제2실시 예에 따른 D2D 통신 시스템에서 분산 스케줄링을 위해, 송신 디바이스가 수행하는 제어 흐름을 보이고 있는 도면;
도 26은 본 발명의 제2실시 예에 따른 D2D 통신 시스템에서 분산 스케줄링을 위해, 수신 디바이스가 수행하는 제어 흐름을 보이고 있는 도면.
도 27은 본 발명의 실시 예에 따른 D2D 통신 시스템에서 분산 스케줄링을 수행하는 디바이스의 블록을 보이고 있는 도면;
도 28은 본 발명의 실시 예에서 제안하는 분산 스케줄링 기술의 실험 결과를 보이고 있는 도면.
이하 상세한 설명에서는 상술한 기술적 과제를 이루기 위한 대표적인 실시 예에 대해 개시할 것이다. 이때 설명의 편의를 위해 정의하고 있는 개체들의 명칭들은 상세한 설명에 있어서 동일하게 사용할 수 있다. 하지만 설명의 편의를 위해 사용된 명칭들이 권리를 한정하는 것은 아니며, 유사한 기술적 배경을 가지는 시스템에 대해 동일 또는 용이한 변경에 의해 적용이 가능함은 물론이다.
뿐만 아니라 하기에서의 상세한 설명에 있어 공지된 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 제안하는 기술적 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 구체적인 설명을 생략할 것이다.
후술될 상세한 설명에서는 D2D 네트워크로 가정하여 설명할 것이나, 개시하고 있는 기술적 특징에 상응한 기능 및 구성이 D2D 네트워크에만 한정하여 적용되는 것으로 해석되어서는 안될 것이다. 즉 상세한 설명에서 개시하고 있는 기술적 특징에 상응한 기능 및 구성은 디바이스 간 직접 통신의 종류에 한정되지 않고 동일하게 적용될 수 있음은 자명한 것으로 간주될 수 있을 것이다.
한편 후술될 상세한 설명에서는 복수의 D2D 링크들이 인접하여 존재하는 무선 환경에서, 복수의 인접한 D2D 링크 간에 자원 정보를 교환하고, 상기 교환이 이루어진 자원 정보를 기반으로 충돌을 회피하도록 사용 자원을 결정하며, 상기 결정된 사용 자원을 이용하여 각 D2D 링크에서의 데이터 전송 동작을 반복하여 수행함으로써, 스케줄링 성능을 향상시키는 것을 기술적 특징으로 개시한다.
즉 D2D 시스템에서 자원 할당을 수행하기 위하여, 디바이스들 간 자원 정보를 공유하고, 이를 통해 자원 할당 시작 위치 (RUstart )와 자원 할당 요구 량 (RUdemand ) 중 적어도 하나를 결정하도록 디바이스들 간에 자원 할당을 위한 정보를 송/수신하는 스케줄링 방안을 제안할 것이다.
또한 후술될 상세한 설명에서는 각 D2D 링크 별로 할당하고자 하는 자원의 충돌을 방지하기 위해서, 각 디바이스가 전송하는 자원 정보를 인접한 디바이스들이 공유하고, 송신 디바이스와 수신 디바이스 간에 할당하려는 자원의 위치와 자원의 양 중 적어도 하나를 협상하는 동작을 반복 수행하여 간섭에 의한 영향을 최소화하는 스케줄링 방안을 제안할 것이다.
이를 위해 D2D 링크를 설정하는 각 송신 디바이스는, 상대 수신 디바이스와 인접 수신 디바이스로 자원 정보 요청 메시지 (TxD Request message)를 방송하고, 상기 상대 수신 디바이스로부터 자원 정보 응답 메시지 (RxD Response message)를 수신하며, 초기 자원으로 할당된 자원 유닛 (RU: Resource Unit)들의 시작 인덱스를 결정하거나 상기 자원 정보 응답 메시지에 포함된 조정 자원 정보에 의해 다음 시작 인덱스를 결정한다. 그 후 각 송신 디바이스는 결정된 시작 인덱스에서 데이터의 전송을 시작하고, 할당된 자원이 모두 소진될 때까지 연속한 RU들에서의 데이터 전송을 유지한다. 상기 데이터 전송을 유지할 RU들은 논리적으로 연속된 RU들일 수 있다. 일 예로 상기 논리적으로 연속된 RU들이 할당되더라도 실제 물리적 자원은 비연속적으로 매핑될 수 있다.
그 외에 각 송신 디바이스는 상대 수신 디바이스와 적어도 하나의 인접 수신 디바이스가 수신할 수 있도록 파일럿 신호를 송신하고, 상기 상대 수신 디바이스로부터 상대 송신 디바이스가 송신한 파일럿 신호 및/또는 인접 송신 디바이스가 송신한 파일럿 신호에 의해 측정된 채널 상태 정보 (CQI: Channel Quality Information)를 보고 받아 할당 자원 갱신 시에 반영될 수 있도록 한다.
이에 대응한 각 수신 디바이스는 상대 송신 디바이스에 의해 방송되는 자기 자원 정보 요청 메시지와 적어도 하나의 인접 송신 디바이스에 의해 방송되는 주변 자원 정보 요청 메시지를 수신하고, 상기 수신한 자기 자원 정보 요청 메시지가 포함하는 자기 자원 정보 및 상기 수신한 주변 자원 정보 요청 메시지가 포함하는 주변 자원 정보를 기반으로 자원 정보를 조정하며, 상기 조정한 자원 정보를 포함하는 자원 정보 응답 메시지를 상기 상대 송신 디바이스로 전송한다. 그 후 각 수신 디바이스는 상대 송신 디바이스로부터 제공된 조정된 자원 정보 또는 자기 자원 정보에 의해 할당된 자원 유닛에 대하여 상기 상대 송신 디바이스에 의해 전송되는 데이터를 수신한다.
그 외에 각 수신 디바이스는 상대 송신 디바이스와 적어도 하나의 인접 송신 디바이스로부터 수신되는 파일럿 신호에 의해 하향 링크의 채널 품질을 측정하고, 상기 측정한 채널 품질에 따른 CQI를 상대 송신 디바이스로 보고한다.
이하 후술될 상세한 설명에서는 설명의 편의를 위해, D2D 링크를 설정하는 송신 디바이스를 ‘송신 디바이스’라 지칭하고, D2D 링크를 설정하는 수신 디바이스를 ‘수신 디바이스’라 지칭하도록 한다.
그 외에 후술될 상세한 설명에서는 스케줄링의 대상이 되는 D2D 링크의 증가로 인한 D2D 네트워크의 혼잡도를 고려하여 자원 할당을 위한 스케줄링을 수행하도록 한다. 예컨대 수신 디바이스가 인접한 각 송신 디바이스에 의해 설정된 할당 자원의 시작 위치에 상응한 슬롯에서의 수신 전력 세기 또는 자원 요구량 중 적어도 하나를 이용하여 혼잡도를 측정하고, 상기 측정한 혼잡도가 소정의 기준을 넘어갈 시에 할당 자원의 시작 위치를 재 설정하도록 하는 방안을 마련한다.
한편 후술될 상세한 설명에서 제안될 자원 할당을 위한 분산 스케줄링의 개념을 설명하면, 각 디바이스는 D2D 통신을 기반으로 데이터를 전송하기 위한 자신의 자원 정보를 상대 디바이스에게 전송한다. 예컨대 상기 자원 정보는 데이터 전송을 위한 자원으로 할당된 RU들의 시작 위치인 자원 할당 시작 위치 (RUstart )와 할당된 자원의 양 (일 예로 할당된 RU의 개수 등)을 나타내는 자원 할당 요구 량 (RUdemand )을 포함한다. 여기서의 자원은 시간, 주파수, 코드, 공간 등 다양한 형태로 할당될 수 있다. 일 예로 슬롯 단위로 자원을 할당하는 경우, 자원 정보는 슬롯의 시작 위치를 나타내는 슬롯 인덱스 (RUstart )와 슬롯의 개수 (RUdemand ) 중 적어도 하나를 포함한다.
이하 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.
도 1은 일반적인 마스터-슬레이브 구조의 네트워크에서 자원 할당이 이루어지는 예를 보이고 있다.
도 1을 참조하면, 마스터 디바이스(110)는 다수의 슬레이브 디바이스들(112, 114, 116)을 대상으로 파일럿 신호를 전송한다. 통상적으로 상기 파일럿 신호는 하향 링크에 대한 채널 상태 측정을 위해 사용될 것이다. 예컨대 상기 마스터 디바이스(110)는 파일럿 신호를 특정 슬레이브 디바이스를 대상으로 하여 전송하는 것이 아니라 불특정 다수의 슬레이브 디바이스 모두가 수신이 가능하도록 전송된다.
상기 다수의 슬레이브 디바이스들(112, 114, 116) 각각은 상기 마스터 디바이스(110)로부터 전송되는 파일럿 신호를 수신하고, 상기 파일럿 신호의 수신 신호 세기 등을 기반으로 하향 링크에 대한 채널 상태를 측정한다. 상기 다수의 슬레이브 디바이스들(112, 114, 116) 각각은 측정한 채널 상태를 기반으로 CQI를 구성하여 상기 마스터 디바이스(110)로 보고한다.
따라서 상기 마스터 디바이스(110)는 상기 다수의 슬레이브 디바이스들(112, 114, 116)에 의해 보고되는 CQI를 기반으로 하는 스케줄링 기법을 사용하여 상기 다수의 슬레이브 디바이스들(112, 114, 116)에 대한 자원을 할당한다.
상술한 바와 같이 마스터-슬레이브 구조의 네트워크에서는 하나의 마스터 디바이스가 다수의 슬레이브 디바이스들의 채널 상태를 확인하고, 이를 기반으로 각 슬레이브 디바이스에 대한 자원을 할당한다. 이와 같은 자원 할당은 자원의 효율적인 사용을 가능하도록 한다.
하지만 다수의 송신 디바이스들과 다수의 수신 디바이스들 간의 통신을 지원하는 네트워크, 일 예로 D2D 네트워크에서는 구조적으로 각 송신 디바이스가 모든 수신 디바이스들의 채널 상태를 확인하고, 이를 기반으로 자원을 할당하는 것에 어려움이 있다.
도 2는 일반적인 D2D 네트워크에서 각 수신 디바이스가 모든 수신 디바이스들의 채널 상태를 고려한 자원 할당의 어려움을 보이고 있다.
도 2에서 확인할 수 있는 바와 같이 채널 측정을 위해 복수의 송신 디바이스들 각각에 의해 전송되는 파일럿 신호는 불특정 다수의 수신 디바이스들에 의해 수신될 것이다.
이 경우 각 수신 디바이스는 자신이 직접 통신하고자 하는 상대 송신 디바이스에 의해 전송된 파일럿 신호를 수신하여 채널 상태를 측정할 수 있다. 하지만 개별 링크에서 주로 송신 디바이스에 의해 자원을 할당하기 때문에, 마스터-슬레이브 구조에서처럼 복수의 링크 전체의 채널 상태를 조망하여 효율적으로 선택하는 것이 불가능하다.
하지만 수신 및 송신 디바이스 간에 독립적으로 링크가 형성되는 D2D 네트워크에서 인접 링크의 채널 상태를 공유할 수 있다면, 자원 할당 시에 인접 링크의 채널 상태를 고려할 수 있어 자원의 사용 효율을 향상시킬 수 있을 것이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따라 D2D 통신 시스템에서 스케줄링을 위해 복수의 링크를 설정하는 디바이스들 간에 자원 정보를 공유하는 일 예를 보이고 있다.
도 3에서 다수의 디바이스들(301, 303, 305, 31311, 313, 315)은 도시되지 않은 기지국의 관여 없이 다른 디바이스와 직접 통신을 수행할 수 있는 D2D 디바이스들이다.
상기 다수의 디바이스들(301, 303, 305, 31311, 313, 315) 각각은 자신의 식별 정보를 방송한다. 따라서 상기 다수의 디바이스들(301, 303, 305, 31311, 313, 315) 각각은 다른 디바이스에 의해 방송되는 식별 정보를 이용한 탐색(discovery)을 통해 인접한 디바이스들을 인식할 수 있다.
그리고 상기 다수의 디바이스들(301, 303, 305, 31311, 313, 315) 각각은 탐색 절차에 의해 인식한 인접 디바이스와의 링크를 설정하기 위해 페어링(paring) 절차를 수행한다. 상기 탐색 절차와 페어링 절차는 D2D 통신을 위해 제안된 일반적인 방식과 동일하다.
도 3에서는 설명의 편의를 위해, 여섯 개의 디바이스들(301, 303, 305, 311, 313, 315)에 의해 세 개의 링크가 설정된 예를 가정하고 있다. 그리고 세 개의 링크들 각각은 하나의 송신 디바이스와 하나의 수신 디바이스에 의해 설정됨을 알 수 있다. 이때 여섯 개의 디바이스들(301, 303, 305, 311, 313, 315)은 송신 디바이스로써의 역할을 담당하는 세 개의 디바이스들(301, 303, 305)과, 수신 디바이스로써의 역할을 담당하는 세 개의 디바이스들(311, 313, 315)로 구성된다.
일 예로 제1송신 디바이스(301)은 제1수신 디바이스(311)와 D2D 통신을 위한 링크1(31)을 설정하고, 제2송신 디바이스(303)는 제2수신 디바이스(313)와 D2D 통신을 위한 링크2(33)를 설정하며, 제3송신 디바이스(305)는 제3수신 디바이스(315)와 D2D 통신을 위한 링크3(35)을 설정한다.
이하 설명의 편의를 위해 링크를 설정하는 대상 디바이스를 ‘상대 디바이스’라 칭하기로 하고, 인접한 링크를 설정하는 디바이스를 ‘인접 디바이스’라 칭하기로 한다. 일 예로 제2수신 디바이스(313)의 상대 디바이스는 제2송신 디바이스(303)이고, 인접 디바이스는 제1 및 제3송신 디바이스(301, 305)이다.
도 3을 참조하면, 송신 디바이스들(301, 303, 305) 각각은 데이터 전송을 위한 자원 정보를 방송한다. 수신 디바이스들(311, 313, 315) 각각은 적어도 하나의 송신 디바이스의 자원 정보를 수신한다.
예컨대 제2수신 디바이스(313)은 상대 디바이스인 제2송신 디바이스(303) (이하 “상대 송신 디바이스”라 칭함)로부터 방송되는 자원 정보를 수신한다. 뿐만 아니라 상기 제2수신 디바이스(313)는 인접 디바이스, 즉 송신 디바이스들(301, 305) (이하 “인접 송신 디바이스”라 칭함) 각각에 의해 방송되는 자원 정보(37, 39)도 수신한다.
따라서 제2수신 디바이스(313)는 상대 디바이스인 제2송신 디바이스(303)의 자원 정보 외에 인접 송신 디바이스들(301, 305)의 자원 정보 또한 수집하는 것이 가능하다. 이는 상기 제2수신 디바이스(313)가 링크2(33)에 대한 자원 할당 시, 링크1(31)과 링크3(35)에 할당된 자원과의 충돌이 발생하지 않도록 자원을 할당하는 것이 가능하도록 한다.
일 예로써, 제2수신 디바이스(313)는 자신이 설정한 링크2(33)에 대해 수집한 자기 (self) 자원 정보와 인접 링크인 링크1(31)과 링크3(35)에 대해 수집한 주변 (neighboring) 자원 정보를 기반으로 상기 자기 자원 정보를 수정할 수 있다. 즉 상기 제2수신 디바이스(313)는 자기 자원 정보를 주변 자원 정보를 고려하여 스케줄링 하는 것이 가능하다. 상기 제2수신 디바이스(313)는 수정된 자기 자원 정보 (즉 수정된 스케줄링 정보)를 상대 디바이스인 제2송신 디바이스(303)에게 제공하여 D2D 통신을 수행한다. 상기 자원 정보의 전송은 별도의 제어 채널을 통해 이루어질 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따라 D2D 통신 시스템에서 자원의 분산 스케줄링을 위한 수행하는 절차를 순차적으로 보이고 있다. 도 4에서 보이고 있는 순서도에 따른 동작에 있어서, 각 디바이스가 어느 링크에 있어서는 송신 디바이스로 동작하나 다른 링크에 있어서는 수신 디바이스로 동작할 수 있음을 가정한다. 하지만 실제 D2D 통신 시에 반 이중화 (half duplex) 모드의 제약으로 인해, 하나의 디바이스는 송신 또는 수신 디바이스로만 동작하는 것으로 간주할 수 있다.
그리고 도 4에 따르면, 송신 디바이스는 데이터 전송 절차를 반복적으로 수행한다. 상기 송신 디바이스가 데이터 전송 절차를 반복적으로 수행할 경우, 자원 할당을 위한 스케줄링 성능을 향상시킬 수 있다. 그 이유로 데이터 전송 절차는 인접 링크의 자원 정보 (주변 자원 정보)를 수집하고, 상기 수집한 주변 자원 정보를 고려하여 자신의 자원 정보 (자기 자원 정보)를 갱신하는 동작을 포함하기 때문이다. 즉 디바이스 간 상호 간섭으로 인해 변화하는 채널 상태를 반영한 스케줄링에 따라 자원 할당이 가능하다.
도 4를 참조하면, D2D 통신을 수행하고자 하는 디바이스는 자원 정보를 다른 디바이스들과 교환한다 (401 단계). 여기서 자원 정보는 D2D 통신을 위해 할당을 요청하는 자원에 관한 정보이고, 다른 디바이스들은 D2D 통신을 수행할 상대 디바이스를 포함하는 인접 디바이스들을 의미한다.
예컨대 D2D 통신을 수행하고자 하는 디바이스는 자신의 자원 정보, 즉 자기 자원 정보를 방송하고, 상대 디바이스를 제외한 인접한 다른 디바이스들의 자원 정보, 즉 주변 자원 정보를 수신한다. 이로써 각 디바이스는 자신이 D2D 통신을 수행하기 위해 설정한 링크에 대한 자기 자원 정보뿐만 아니라 인접한 다른 디바이스들이 D2D 통신을 위해 설정한 링크들에 대한 주변 자원 정보까지도 수집할 수 있다. 이로 인해, 각 디바이스는 인접 디바이스들과 자원 정보를 공유할 수 있게 된다.
상기 자원 정보는 특정 전송 시점에 해당 링크에서 데이터를 전송하기 위해 사용될 것이다. 일 예로 상기 자원 정보는 특정 전송 시점에 데이터를 전송할 슬롯의 위치 (resource ID) 또는 데이터 전송을 시작할 자원 할당 시작 위치 (RUstart )와 자원 할당 요구 량 (resource demand, RUdemand )을 포함할 수 있다.
예컨대 슬롯의 위치에 관한 정보는 사용할 자원으로 할당된 적어도 하나의 슬롯을 나타내는 위치 인덱스가 될 수 있다. 상기 위치 인덱스는 논리적으로 구분되는 무선 통신을 위한 자원을 나타낸다. 일 예로 위치 인덱스는 시간/주파수/공간 등에 구분되는 다양한 자원을 이용하는 슬롯의 위치를 나타낸다. 후술될 개시에서는 시간 자원을 구분하기 위해 슬롯의 인덱스가 사용되는 경우를 대표적인 예로 설명할 것이다. 이 경우 설명의 편의를 위해 TDMA 방식을 지원하는 16개의 타임 슬롯들 각각을 슬롯의 인덱스를 사용하여 구분하는 것을 가정한다.
그리고 자원 정보로써의 자원 할당 시작 위치 (RUstart )는 사용 자원으로 할당된 슬롯들의 시작 슬롯을 나타내는 위치 인덱스이며, 자원 할당 요구 량 (RUdemand )은 데이터 전송을 위해 사용할 슬롯의 개수가 될 수 있다. 후술될 개시에서는 자원 정보로 자원 할당 시작 위치 (RUstart )와 자원 할당 요구 량 (RUdemand ) 모두를 사용하는 것을 가정한다.
각 디바이스는 수집한 자기 및 주변 자원 정보를 토대로 다른 링크와의 충돌이 발생하지 않도록, D2D 통신을 지원하기 위한 자원을 할당하는 스케줄링을 수행한다 (403 단계). 예컨대 각 디바이스는 수신한 주변 자원 정보를 기반으로 적어도 하나의 인접 링크에서 할당이 요청된 자원을 확인하고, 상기 확인한 적어도 하나의 인접 링크에서 할당이 요청된 자원과의 충돌을 고려하여 자신의 링크에 대한 자원을 할당하기 위한 스케줄링을 수행한다.
각 디바이스는 스케줄링에 의해 조정된 자기 자원 정보를 상대 디바이스로 송신한다. 따라서 각 디바이스는 상대 디바이스로부터 스케줄링에 의해 조정된 자기 자원 정보를 수신할 수 있다. 이로써 각 디바이스는 인접 링크와의 자원 충돌을 회피하여 자신의 링크에서 D2D 통신을 위해 사용할 자원을 할당할 수 있게 된다.
상기 수신 디바이스는 조정한 자기 자원 정보 (즉 수정된 스케줄링 정보)를 상대 송신 디바이스에게 제공함으로써, 수정된 자기 자원 정보를 기반으로 해당 D2D 링크에 대한 자원 할당을 지원한다.
여기서 수신 디바이스로 자원 정보를 제공하는 복수의 송신 디바이스는 상대 송신 디바이스뿐만 아니라 적어도 하나의 인접 송신 디바이스를 포함한다.
또한, 각 디바이스는 충돌 회피를 위한 할당 자원을 결정한 후에 다음 스케줄링 때 더 향상된 성능을 얻기 위해 자원 정보를 갱신하는 동작을 수행할 수 있다 (407 단계). 이는 앞서 403 단계에서 이번 스케줄링을 위한 충돌 회피 목적의 자원 정보 조정과 달리 수신 디바이스에서 주변 상황에 대해 얻은 자원 정보들을 바탕으로 송신 디바이스에게 다음 스케줄링에서 요청할 자원 정보를 결정 또는 조정할 수 있도록 한다.
정리하면, 403 단계와 407 단계에서 복수의 송신 디바이스로부터 자기 및 주변 자원 정보를 수집한 수신 디바이스는 수집한 자원 정보 (즉 자원 할당을 위한 스케줄링 정보)를 사용하여 자기 자원 정보, 즉 자원 할당 시작 위치와 자원 할당 요구 량 중 적어도 하나를 조정한다. 상기 수신 디바이스는 자기 자원 정보를 조정하기 위해, 적어도 하나의 인접 D2D 링크를 설정하는 송신 디바이스로부터 수집한 주변 자원 정보를 참조한다.
각 디바이스는 할당된 자원 또는 조정된 자원을 이용하여 D2D 링크를 통해 상대 디바이스와의 데이터를 송/수신한다 (405 단계). 단지 각 디바이스는 조정된 자원 정보에 의해 할당된 자원을 현재 전송에 바로 적용하거나 다음 전송부터 적용할 수도 있다.
한편 앞에서 살펴본 주변 자원 정보를 이용하여 자신이 설정한 D2D 링크에 대한 자원을 조정하고, 상기 조정한 자원에 의해 D2D 통신에 의한 데이터를 송/수신하는 동작을 각 디바이스는 반복하여 수행한다 (409 단계). 즉 각 송신 디바이스는 상대 수신 디바이스에 의해 조정된 자기 자원 정보를 수신하고, 상기 수신한 자기 자원 정보를 사용하여 결정한 자원에 의해 D2D 통신 기반의 데이터 송신 동작을 반복하여 수행한다.
상기한 개시에 의하면, D2D 통신을 수행하는 다수의 디바이스들은 각 D2D 링크 간에 충돌이 발생될 수 있는 자원의 사용을 회피하여 D2D 통신의 성능을 향상시킬 수 있다. 그리고 도 4의 실시 예와 같이 자원 정보의 조정을 반복적으로 수행함으로써, D2D 통신의 성능을 향상할 수 있다.
도 4에서는 도시하고 있지 않으나 각 디바이스는 할당된 자원을 이용하여 데이터를 송신할 시에 파일럿 신호를 전송한다. 그리고 각 디바이스는 상대 디바이스뿐만 아니라 인접 디바이스에 의해 전송되는 파일럿 신호의 수신에 의해 채널 상태를 측정하고, 상기 측정에 따른 CQI를 상대 디바이스로 제공한다.
상기 각 디바이스는 상대 디바이스로부터 수신한 CQI 또는 상대 디바이스와 인접 디바이스로부터 수신한 CQI를 기반으로 다음에 방송할 자기 자원 정보를 결정 또는 갱신할 수 있다 (407 단계). 일 예로 각 디바이스는 수집한 CQI를 이용하여 자기 자원 정보로 방송할 자원 할당 요구 량 (할당 요구 슬롯 개수)을 결정할 수 있다.
그 외에 각 디바이스는 수신 디바이스로 동작할 시에 다음 슬롯의 할당 여부를 알리기 위한 정보를 추가로 상대 송신 디바이스에게 제공할 수 있다. 이로써 상대 송신 디바이스는 해당 정보에 따라, 다음 슬롯에서의 데이터 송신 여부를 결정하게 된다.
상술한 동작 설명에서 확인된 바와 같이 송신 디바이스는 적어도 하나의 인접 링크에 대한 주변 자원 정보의 수집을 완료하면, 상기 수집이 완료된 인접 링크에서의 주변 자원 정보를 기반으로 자신의 링크에서 다음 데이터를 전송할 시점에서 사용할 자원을 결정한다. 이렇게 결정된 자원은 인접 디바이스에서 사용할 자원과의 충돌을 회피할 수 있다. 그 이유는 인접 디바이스들과의 자원 정보 공유로 인해, 어떤 자원에서 충돌이 발생할 수 있는지를 미리 알 수 있기 때문이다.
예컨대 상기 인접 디바이스와의 자원 충돌이 발생하지 않도록 하기 위해, 공유된 주변 자원 정보를 기반으로 다음 데이터 전송 시에 사용할 자원을 할당하는 규칙을 미리 결정할 수 있다. 이 경우 송신 디바이스는 미리 결정된 규칙에 따라 충돌을 회피하여 자원을 할당하는 것이 용이할 것이다.
상기 송신 디바이스는 할당된 자원을 사용하여 수신 디바이스로 데이터를 전송한다. 이 경우 상기 사용된 자원이 이미 인접 디바이스와의 충돌을 회피하도록 결정되었음에 따라, D2D 통신을 지원하는 링크들에서 동일한 자원을 사용함으로 인해 성능이 감소하는 것을 방지할 수 있다.
상기 송신 및 수신 디바이스는 주변 자원 정보를 기반으로 조정된 자원에 의해 데이터를 전송하는 절차를 반복하여 수행함으로써, D2D 통신 성능은 점진적으로 향상될 수 있다.
한편 송신 디바이스는 반복적으로 수행되는 데이터 전송 절차에서 요구하는 자원 정보를 수신 디바이스에게 보내기 위해, 사용할 자원 요구량을 보내기에 앞서 미리 결정할 필요가 있다. 일 예로 상기 수신 디바이스는 송신 디바이스에 의한 데이터 전송 시에 수신되는 파일럿 신호를 이용하여 하향 링크에 대한 채널 상황 (채널 특성)을 측정한다. 상기 수신 디바이스는 측정한 채널 상황을 기반으로 이를 상기 송신 디바이스에게 보고한다. 상기 측정한 채널 상황은 인접 송신 디바이스들이 동시에 파일럿 신호를 송신하므로 인접 간섭 상황을 반영한다. 상기 송신 디바이스는 측정한 채널 상황을 기반으로 스케줄링을 위해 요구하고자 하는 자원 슬롯의 개수를 결정할 수 있다.
예컨대 채널 측정 결과를 이용하여 비례 공평 (PF: Proportional Fairness) 값을 결정하고, 상기 결정한 PF 값을 자원 슬롯의 개수로 변환하여 수신 디바이스에게 요구하는 자원 정보에 반영한다. 즉, 간섭이 너무 심하거나 전송 기회가 적었다면 PF 값이 증가하고 이에 따라 요구하는 자원 슬롯 개수가 증가한다.
한편 본 발명의 실시 예를 위해 채널 측정 결과로부터 변환되는 값이 반드시 PF 값일 필요는 없다. 즉 본 발명의 실시 예를 위해 채널 측정 결과로부터 변환되는 값은 채널 값 자체 또는 채널 값이 포함된 여러 형태의 값일 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따라 무선 네트워크에서 D2D 통신을 지원하는 링크 별 할당 슬롯의 변경 예를 보이고 있다.
도 5를 참조하면, 링크 1에서의 채널 측정 결과로부터 변환된 PF 값이 큼에 따라 데이터 전송 절차의 반복 수행에 의해 상기 링크 1에 대한 할당 슬롯의 개수가 4개에서 12개로 증가되었다. 하지만 링크 4에서의 채널 측정 결과로부터 변환된 PF 값이 작음에 따라 데이터 전송 절차의 반복 수행에 의해 상기 링크 4에 대한 할당 슬롯의 개수가 11개에서 4개로 감소되었다.
참고로 도 5에서는 시간 자원을 구분하기 위해 32개의 타임 슬롯이 사용되고, 상기 32개의 타임 슬롯들 각각을 RU0, RU1......RU31의 슬롯 인덱스로 구분하고 있다.
상술한 바에 의해 정해진 영역 내에서 최대한 많은 수의 D2D 통신을 지원하는 링크를 형성하기 위해서는 공간적으로 자원을 재사용하는 방안이 마련되어야 한다. 그 하나의 방안으로 인접 링크로부터의 간섭이 많은 링크에 대해서는 다른 링크와 공유할 수 있는 자원에 비해 독립적으로 사용할 수 있는 자원을 상대적으로 많이 할당한다. 하지만 인접 링크로부터의 간섭이 적은 링크에 대해서는 독립적으로 사용할 수 있는 자원에 비해 다른 링크와 공유할 수 잇는 자원을 상대적으로 많이 할당한다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 D2D 네트워크에서의 공간적으로 자원을 재 사용하는 예를 보이고 있다.
도 6에서 보이고 있는 D2D 네트워크의 구조를 가정할 시, 수신 디바이스 B는 인접 링크인 링크 2의 송신 디바이스 C가 공유하는 자원 정보와 링크 3의 송신 디바이스 E가 공유하는 자원 정보를 주변 자원 정보로 수집한다. 한편, 송신 디바이스 A는 인접 링크인 링크 2의 수신 디바이스 D가 공유하는 자원 정보를 주변 자원 정보로 수집하지만 링크 3의 수신 디바이스 F가 공유하는 자원 정보는 디바이스 F로부터의 신호 수신 전력이 약하기 때문에, 주변 자원 정보로 수집하지 않을 수 있다.
일 예로 상기 주변 자원 정보의 수집은 인접한 디바이스들 간의 자원 정보 교환에 의해 이루어질 수 있다. 상기 인접한 디바이스들 간의 자원 정보 교환은 다양한 방안에 의해 수행될 수 있다.
상기 자원 정보를 교환하는 대표적인 예로, 제어 신호를 이용하는 방안을 생각해 볼 수 있다. 예컨대 자원 정보 요청 메시지와 자원 정보 응답 메시지를 이용하여 자원 정보를 교환할 수 있다.
이하 설명의 편의를 위해 송신 디바이스를 TxD로 혼용하여 사용하고, 수신 디바이스를 RxD로 혼용하여 사용될 수 있음에 유념할 필요가 있다. 상기 TxD와 RxD는 제어 신호의 송/수신 방향과 무관하며, 데이터를 보내는 방향에 따라 정해진다.
상술한 방안의 경우, 자원 정보 요청 메시지는 송신 디바이스에 의해 방송되어 상대 수신 디바이스 및 적어도 하나의 인접 수신 디바이스로 보내지고, 자원 정보 응답 메시지는 수신 디바이스에 의해 상대 송신 디바이스 및 적어도 하나의 인접 송신 디바이스로 보내진다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따라 D2D 통신을 위한 송신 디바이스가 자원 정보 요청 메시지를 적어도 하나의 수신 디바이스로 보내는 예를 보이고 있다.
도 7에서는 D2D 통신을 위한 두 개의 링크 (실선으로 표시된 링크)(710, 712)가 존재하는 네트워크에서 송신 디바이스 A와 D가 자원 정보 요청 메시지를 방송하는 예를 보이고 있다.
예컨대 송신 디바이스 A에 의해 방송된 자원 정보 요청 메시지는 D2D 통신을 위한 상대 디바이스인 수신 디바이스 B뿐만 아니라 인접한 링크의 수신 디바이스인 수신 디바이스 C에 의해서도 수신된다. 그리고 송신 디바이스 D에 의해 방송된 자원 정보 요청 메시지는 D2D 통신을 위한 상대 디바이스인 수신 디바이스 C뿐만 아니라 인접한 링크의 수신 디바이스인 수신 디바이스 B에 의해서도 수신된다 (참조번호 714, 716).
따라서 수신 디바이스 B는 자신의 상대 송신 디바이스인 송신 디바이스 A가 전송한 자기 자원 정보 요청 메시지와, 인접 송신 디바이스인 송신 디바이스 D가 전송한 주변 자원 정보 요청 메시지를 모두 수신할 수 있다. 그리고 수신 디바이스 C는 자신의 상대 송신 디바이스인 송신 디바이스 D가 전송한 자기 자원 정보 요청 메시지와, 인접 송신 디바이스인 송신 디바이스 A가 전송한 주변 자원 정보 요청 메시지를 모두 수신할 수 있다.
도 7에서 자기 자원 정보 요청 메시지는 실선 (참조번호 710, 712)으로 표시하고, 주변 자원 정보 요청 메시지는 점선 (참조번호 714, 716)으로 표시하였다.
상술한 개시에 따르면, 수신 디바이스 각각은 자원 정보 요청 메시지의 수신에 의해, 상대 디바이스의 자기 자원 정보뿐만 아니라 인접 디바이스의 주변 자원 정보까지도 공유할 수 있다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따라 D2D 통신을 위한 수신 디바이스가 송신 디바이스로 자원 정보 응답 메시지를 보내는 예를 보이고 있다. 예컨대 상기 자원 정보 응답 메시지는 수신 디바이스에 의해 수정된 자기 자원 정보를 포함한다. 상기 수정된 자기 자원 정보는 수신 디바이스가 적어도 하나의 인접 디바이스의 주변 자원 정보를 고려하여 인접 링크에서 사용될 자원과의 충돌이 발생하지 않도록 상대 디바이스에 의해 제공된 자기 자원 정보를 수정한 자원 정보이다.
도 8에서는 D2D 통신을 위한 두 개의 링크 (실선으로 표시된 링크)(810, 812)가 존재하는 네트워크에서 수신 디바이스 B와 C가 자원 정보 응답 메시지를 송신 디바이스 D와 A로 전달하는 예를 보이고 있다.
예컨대 수신 디바이스 B에 의해 송신된 자원 정보 응답 메시지는 D2D 통신을 위한 상대 디바이스인 송신 디바이스 A에게 제공된다. 그리고 수신 디바이스 C에 의해 송신된 자원 정보 응답 메시지는 D2D 통신을 위한 상대 디바이스인 송신 디바이스 D에게 제공된다.
하지만 상기 자원 정보 응답 메시지가 공유 채널 또는 방송 채널 등을 통해 전송될 경우에는 송신 디바이스가 인접한 수신 디바이스에 의해 송신된 자원 정보 응답 메시지를 수신할 수도 있다. 일 예로 수신 디바이스 C에 의해 송신된 자원 정보 응답 메시지는 인접한 송신 디바이스인 송신 디바이스 A에 의해서도 수신될 수 있다.
따라서 송신 디바이스 A는 자신의 상대 수신 디바이스인 수신 디바이스 B가 전송한 자원 정보 응답 메시지를 수신한다. 그리고 필요에 의해 인접 수신 디바이스인 수신 디바이스 C가 전송한 자원 정보 응답 메시지도 수신할 수 있다.
그리고 송신 디바이스 D는 자신의 상대 수신 디바이스인 수신 디바이스 C가 전송한 자원 정보 응답 메시지를 수신한다. 그리고 필요에 의해 인접 수신 디바이스인 수신 디바이스 B가 전송한 자원 정보 응답 메시지도 수신할 수 있다.
도 8에서는 상대 수신 디바이스에 의해 전송되는 자기 자원 정보 응답 메시지를 실선 (참조번호 810, 812)으로 표시하고, 인접 수신 디바이스에 의해 전송되는 주변 자원 정보 응답 메시지를 점선 (참조번호 814, 816)으로 표시하였다.
상술한 개시에 따르면, 송신 디바이스 각각은 자원 정보 응답 메시지의 수신에 의해, 상대 디바이스에 의해 수정된 자원 정보뿐만 아니라 인접 디바이스에 의해 수정된 자원 정보까지도 공유할 수 있다.
앞에서 개시한 도 7과 도 8에서는 공통적으로 직교주파수분할다중 (OFDM) 시스템을 가정하고 있다. 그 예로써 주파수 대역과 시간 대역에 의해 구성된 전체 자원을 64개의 톤 (tone)으로 구분하고, 이를 기반으로 자원 정보 요청 메시지와 자원 정보 응답 메시지에 상응한 제어 신호를 전송한다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 OFDM 시스템에서의 스케줄링 주기의 일 예를 보이고 있다.
도 9에서 보이고 있는 하나의 스케줄링 주기는 자원 정보 요청 메시지를 보내는 구간과, 자원 정보 응답 메시지를 보내는 구간을 포함한다.
예컨대 상기 자원 정보 요청 메시지를 보내는 구간은 64개의 톤과 64개의 심볼로 이루어진 시간-주파수 영역에 의해 정의되고, 자원 정보 응답 메시지를 보내는 구간은 64개의 톤과 16개의 심볼로 이루어진 시간-주파수 영역에 의해 정의된다.
상기 자원 정보 요청 메시지를 보내는 구간은 4096개 (64 X 64, 212)의 톤-심볼 영역들로 이루어지므로, 상기 자원 정보 요청 메시지를 보내는 구간을 이루는 각 톤-심볼 영역을 식별하기 위한 인덱스는 12 비트로 표현된다.
상기 자원 정보 응답 메시지를 보내는 구간은 1024개 (64 X 16, 210)의 톤-심볼 영역들로 이루어지므로, 상기 자원 정보 응답 메시지를 보내는 구간을 이루는 각 톤-심볼 영역을 식별하기 위한 인덱스는 10 비트로 표현된다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 자원 정보 요청 메시지의 일 예를 보이고 있다.
도 10을 참조하면, 자원 정보 요청 메시지는 12 비트로 정의되는 자원 정보를 포함하고 있다. 여기서 12 비트의 자원 정보는 6 비트의 링크 ID (link ID)와, 4 비트의 슬롯 시작 점 (즉 자원 할당 시작 위치 (RUstart ))와, 4 비트의 자원 할당 요구 량 (또는 사용할 슬롯의 개수)(RUdemand )에 의해 구성된다.
상기 링크 ID (link ID)는 자원을 할당할 대상인 D2D 링크를 식별하기 위한 정보이고, 상기 자원 할당 시작 위치 (RUstart )는 링크 ID (link ID)에 상응한 D2D 링크에 대해 할당할 자원에 상응한 슬롯들 중에서 시작 슬롯을 가리키는 슬롯 인덱스이며, 상기 자원 할당 요구 량 (RUdemand )은 링크 ID (link ID)에 상응한 D2D 링크에 대해 할당할 자원에 상응한 슬롯들의 개수이다. 도 10의 예시에서 RUdemand 는 4 비트로 표현되어 1 내지 16의 슬롯 개수를 표현할 수 있다. 다른 예로 제어 신호의 부하를 줄이기 위하여 RUdemand 는 2 비트로 표현될 수도 있다. 예컨대 RUdemand 는 1, 4, 8, 16의 슬롯 개수에 해당할 수 있다.
따라서 상기 자원 정보 요청 (TxD Request) 메시지에 포함된 자원 정보에 의해, 수신 디바이스는 대상 링크 (링크 ID에 의해 구분)에 대해 시작 점에 해당하는 슬롯 (RUstart 에 의해 인지)에서부터 사용할 슬롯의 개수 (RUdemand 에 의해 인지)만큼의 자원에 대한 할당이 요청되었음을 인지할 수 있다.
예컨대 상기 자원 할당 요구 량 (RUdemand )은 송신 디바이스가 수신 디바이스에 의해 보고되는 피드-백 정보를 기반으로 계산할 수 있다. 상기 피드-백 정보는 채널 측정 값을 포함하는데, 일 예로 CQI 정보가 될 수 있다. 상기 채널 측정 값은 송신 디바이스에 의해 송신되는 신호를 사용하여 수신 디바이스에 의해 측정될 수 있다. 이를 위해 상기 송신 디바이스는 채널 측정을 위해 파일럿 신호를 주기적 또는 비주기적으로 송신할 수 있다.
하기 <수학식 1>은 송신 디바이스가 수신 디바이스로부터 보고된 피드-백 정보를 사용하여 자원 할당 요구 량 (RUdemand )을 계산하는 예를 정의하고 있다.
Figure pat00001
여기서
Figure pat00002
은 양자화 기능 (quantization function)을 의미하고,
Figure pat00003
는 스케줄링에 의해 할당된 RU에 대한 순시(instantaneous) 전송률이며,
Figure pat00004
는 디바이스의 평균 전송률을 의미한다.
하지만 송신 디바이스에 의한 자원 할당 요구 량 (RUdemand )의 계산은 상기 <수학식 1>에 의해서만 계산되는 것으로 한정되는 것이 아니라 다양한 다른 방안에 의해 구현될 수 있음은 자명할 것이다.
예컨대 자원 할당 요구 량 (RUdemand )은
Figure pat00005
에 의해 계산될 수 있고,
Figure pat00006
에 의해 계산될 수도 있다. 여기서
Figure pat00007
는 인접 수신 디바이스의 수를 의미하고,
Figure pat00008
은 전송을 위해 대기하고 있는 데이터 량을 의미한다.
그리고 상기 자원 할당 시작 위치 (
Figure pat00009
)는 상대 수신 디바이스에 의해 조정된 자원 정보에 의해 결정할 수 있다.
한편 자원 할당 시작 위치 (
Figure pat00010
)와 자원 할당 요구 량 (
Figure pat00011
)에 의해 구성된 자원 정보를 포함하는 자원 정보 요청 (TxD Request) 메시지를 보내는 구간은 도 8에서 보이고 있는 각 톤-심볼 영역 중 하나의 톤-심볼 영역으로 정의될 수 있을 것이다.
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 자원 정보 응답 메시지의 일 예를 보이고 있다.
도 11을 참조하면, 자원 정보 응답 메시지는 10 비트로 정의되는 조정된 자원 정보를 포함한다. 여기서 10 비트의 조정된 자원 정보는 6 비트의 링크 ID (link ID)와, 4 비트의 변경할 자원 할당 시작 위치 (
Figure pat00012
)와 4 비트의 자원 할당 량 (또는 사용할 슬롯의 개수,
Figure pat00013
)에 의해 구성된다. 상기
Figure pat00014
는 제어 신호의 부하를 줄이기 위하여 사용하지 않을 수도 있다. 이 경우 데이터를 전송함에 있어서 수신 단말에서 송신 단말에게 사용할 슬롯과 관련된 정보를 보내주어야 한다.
상기 링크 ID (link ID)는 자원을 할당할 대상인 D2D 링크를 식별하기 위한 정보이고, 변경할 자원 할당 시작 위치 (
Figure pat00015
)는 자원 정보 요청 메시지에 의해 해당 D2D 링크에 대한 수집한 자원 할당 시작 위치 (
Figure pat00016
)에 대신하여 변경할 시작 슬롯을 가리키는 슬롯 인덱스이다.
따라서 상기 자원 정보 응답 메시지에 포함된 조정된 자원 정보에 의해, 송신 디바이스는 대상 링크 (링크 ID에 의해 구분)에 대해 요청 시 결정되었던 시작 점에 해당하는 슬롯 (
Figure pat00017
에 의해 인지)에서부터 수신 디바이스로부터 보고된 피드-백 정보에 의해 계산된 사용할 슬롯의 개수 (
Figure pat00018
에 의해 인지)만큼의 자원을 할당할 수 있다. 상술한 예시에서 요청 시 결정되었던 자원 유닛 시작점(
Figure pat00019
를 사용하는 이유는 각 링크가 시작점을 변경하면 스케줄링 시 결정한 사용할 슬롯의 개수
Figure pat00020
정보가 부정확해질 수 있기 때문이다.
하기 <수학식 2>는 수신 디바이스가 자원 정보 요청 메시지를 통해 수집한 상대 및 인접 송신 디바이스의 자원 정보를 기반으로 변경할 자원 할당 시작 위치 (
Figure pat00021
)를 계산하는 예를 정의하고 있다.
Figure pat00022
여기서
Figure pat00023
는 자원 할당 시작 위치 (
Figure pat00024
)가 점진적으로 변경될 수 있도록 하는 평균 인자 (averaging factor)로써, 0에서 1 사이의 값에 의해 정의될 수 있다. 그리고
Figure pat00025
는 자원 정보 요청 메시지에 의해 수집한 상대 수신 디바이스의 자원 정보에 포함된 자원 할당 시작 위치이고,
Figure pat00026
는 다음 자원 할당 시작 위치의 목표 지점을 나타내는 위치 (즉 슬롯 인덱스)이며,
Figure pat00027
은 D2D 링크를 위해 할당할 수 있는 전체 RU의 개수이고,
Figure pat00028
은 모듈로 연산을 나타낸다.
상기 <수학식 2>에서 모듈로 연산을 사용하여 변경할 자원 할당 시작 위치 (
Figure pat00029
)를 정의한 것은, 자원 할당 시작 위치 (
Figure pat00030
)와, 변경할 자원 할당 시작 위치 (
Figure pat00031
)가 순환 (circular) 방식에 의해 0 내지 15 중 하나의 정수로 할당되도록 하기 위함이다. 일 예로 자원 할당 시작 위치 (
Figure pat00032
)가 14이고, 자원 할당 요구 량 (
Figure pat00033
)이 4개인 경우, 슬롯 인덱스가 14, 15, 0, 1인 4개의 슬롯들이 사용할 자원으로 할당될 것이다.
한편 상기 <수학식 2>에서
Figure pat00034
은 하기 <수학식 3>에 의해 결정될 수 있다.
Figure pat00035
여기서
Figure pat00036
는 간섭을 주는 인접 링크의 송신 디바이스가 요청한 자원 할당 시작 위치 (즉 슬롯 인덱스) 중에서 대상 링크의 송신 디바이스가 요청한
Figure pat00037
(즉 슬롯 인덱스)와 왼쪽으로 가장 인접한 인덱스이고,
Figure pat00038
는 간섭을 주는 인접 링크의 송신 디바이스가 요청한 자원 할당 시작 위치 (즉 슬롯 인덱스) 중에서 대상 링크의 송신 디바이스가 요청한
Figure pat00039
(즉 슬롯 인덱스)와 오른쪽으로 가장 인접한 인덱스이고,
Figure pat00040
은
Figure pat00041
에 해당하는 슬롯 인덱스를 자원 할당 시작 위치로 요청한 대상 및 모든 인접 링크에서 같이 요청한 자원 할당 요구 량 (
Figure pat00042
)의 합이며,
Figure pat00043
는
Figure pat00044
에 해당하는 슬롯 인덱스를 자원 할당 시작 위치로 요청한 모든 인접 링크에서 같이 요청한 자원 할당 요구 량의 합을 의미한다.
앞에서 슬롯 인덱스가 왼쪽이라 함은 슬롯 인덱스의 숫자로 보았을 때 작은 수를 의미한다. 하지만 순환 (circular) 인덱스의 경우, 0에서 왼쪽으로 가장 인접한 슬롯 인덱스는 M-1을 의미한다.
상기 <수학식 3>에서는 인지된
Figure pat00045
와
Figure pat00046
각각에서의 자원 할당 요구 량의 비율을 고려하여 다음 목표 지점인 다음 자원 할당 시작 위치를 결정함을 정의하고 있다.
도 12는 본 발명의 실시 예에 따라 수신 디바이스가 다음 자원 할당 시작 위치에 상응한 목적 RU의 결정을 직관적으로 표현하고 있다.
도 12를 참조하면, 이전 전송에서의 자원 할당 시작 위치인
Figure pat00047
에서 이번 전송에서의 목적 자원 할당 시작 위치인
Figure pat00048
사이에서의 자원 할당 요구 량과 목적 자원 할당 시작 위치인
Figure pat00049
에서 다음 전송에서의 자원 할당 시작 위치인
Figure pat00050
사이에서의 자원 할당 요구 량과의 비율이
Figure pat00051
와
Figure pat00052
의 비율과 같도록
Figure pat00053
를 결정하여야 함을 보여주고 있다.
일 예로
Figure pat00054
가 ‘1’이고,
Figure pat00055
가 ‘5’인 경우,
Figure pat00056
는 ‘3’,
Figure pat00057
은 ‘1’의 값을 가진다면, 상기 <수학식 3>을 적용할 시에 다음 자원 할당 시작 위치에 상응한 목표 지점 (
Figure pat00058
)은 ‘4 (=
Figure pat00059
)’로 결정될 것이다.
하기 <수학식 4>에서는
Figure pat00060
에서의 자원 할당 요구 량인
Figure pat00061
를 구하기 위한 일 예를 정의하고 있다.
Figure pat00062
여기서
Figure pat00063
는 송신 디바이스로부터 방송된 자원 정보 요청 메시지의 수신에 의해 획득한 자원 할당 요구 량을 나타낸다.
예컨대 상기 <수학식 4>는 이전 자원 할당 시작 위치
Figure pat00064
를
Figure pat00065
로 고려하는 인접 링크의 자원 할당 요구 량 (
Figure pat00066
)의 합에 의해
Figure pat00067
를 정의하고 있다.
하기 <수학식 5>에서는
Figure pat00068
에서의 자원 할당 요구 량인
Figure pat00069
을 구하기 위한 일 예를 정의하고 있다.
Figure pat00070
예컨대 상기 <수학식 5>는 송신 디바이스로부터 방송된 자원 정보 요청 메시지의 수신에 의해 획득한 자원 할당 시작 위치
Figure pat00071
를
Figure pat00072
로 고려하는 자기 및 인접 링크의 자원 할당 요구 량
Figure pat00073
의 합에 의해
Figure pat00074
를 정의하고 있다.
상기 <수학식 2> 내지 <수학식 5>에 따르면, 수신 디바이스는 상대 및 인접 디바이스에 의해 방송되는 자원 정보 요청 메시지를 통해 수집한 자원 정보를 기반으로 자원 할당 시작 위치를 보정함을 보이고 있다.
하지만 수신 디바이스는 SIR 검출 과정에서
Figure pat00075
와
Figure pat00076
중 하나를 인지하지 못하거나 모두를 인지하지 못할 수도 있다. 이러한 경우, 수신 디바이스는 앞에서 정의된 <수학식 3>에서는
Figure pat00077
와
Figure pat00078
를 모두 요구함에 따라,
Figure pat00079
을 구할 수 없게 된다.
하기 <표 1>은 SIR 검출 과정에서
Figure pat00080
와
Figure pat00081
의 인지 여부를 고려하여
Figure pat00082
를 구하는 변형 예를 정의하고 있다.
상태 (Condition)
Figure pat00083
Figure pat00084
Figure pat00085
set set
Figure pat00086
not set set
Figure pat00087
set not set
Figure pat00088
not set not set
Figure pat00089
not set not set
Figure pat00090
상기 <표 1>에서 새로이 정의된
Figure pat00091
는 다음 전송 시의 자원 할당 시작 위치
Figure pat00092
와 현재 자원 할당 시작 위치
Figure pat00093
간의 차이 값으로써, 하기 <수학식 6>에 의해 정의될 수 있다.
Figure pat00094
상기 <표 1>에서 새로이 정의된
Figure pat00095
는 현재 자원 할당 시작 위치
Figure pat00096
와 이전 자원 할당 시작 위치 간의 차이 값으로써, 하기 <수학식 7>에 의해 정의될 수 있다.
Figure pat00097
상기 <표 1> 및 <수학식 6>과 <수학식 7>에 의해 확인할 수 있는 바와 같이,
Figure pat00098
와
Figure pat00099
를 모두 인지한 경우에는,
Figure pat00100
에 의해 구할 수 있는
Figure pat00101
와
Figure pat00102
에 의해 구할 수 있는
Figure pat00103
를 모두 이용하여
Figure pat00104
을 계산한다. 하지만
Figure pat00105
만을 인지한 경우에는,
Figure pat00106
에 의해 구할 수 있는
Figure pat00107
만을 이용하여
Figure pat00108
을 계산하고,
Figure pat00109
만을 인지한 경우에는,
Figure pat00110
에 의해 구할 수 있는
Figure pat00111
만을 이용하여
Figure pat00112
을 계산한다. 그 외에
Figure pat00113
와
Figure pat00114
를 모두 인지할 수 없는 경우에는,
Figure pat00115
를
Figure pat00116
로 간주한다. 즉
Figure pat00117
와
Figure pat00118
를 모두 인지할 수 없는 경우에는,
Figure pat00119
를 변경하지 않는다.
한편 수신 디바이스는 자신이 설정한 D2D 링크에 대해 할당할 자원을, 간섭을 주는 인접 링크의 송신 디바이스가 요청한 자원 할당 시작 위치 중에서 대상 링크의 송신 디바이스가 요청한
Figure pat00120
와 오른쪽으로 가장 가까운 슬롯 인덱스 (
Figure pat00121
)와 현재 자원 할당 시작 시점에 해당하는 인덱스 (
Figure pat00122
) 사이의 RU들로 결정한다.
하지만 할당할 자원 슬롯 범위를 결정하는데 있어서도
Figure pat00123
와
Figure pat00124
를 인지할 수 없는 상황이 발생할 수 있다. 따라서 수신 디바이스는
Figure pat00125
와
Figure pat00126
의 인지 여부를 고려하여 할당할 RU (
Figure pat00127
)을 달리 구하는 예를 정의할 필요가 있다.
하기 <표 2>는 수신 디바이스가
Figure pat00128
와
Figure pat00129
의 인지 여부를 고려하여 할당할 RU (
Figure pat00130
)을 결정하는 예를 보이고 있다.
상태 (Condition)
Figure pat00131
Figure pat00132
Figure pat00133
set set
Figure pat00134
not set set
Figure pat00135
set not set
Figure pat00136
not set not set
Figure pat00137
상기 <표 2>에 따르면,
Figure pat00138
와
Figure pat00139
를 모두 인지하거나
Figure pat00140
만을 인지한 경우에는,
Figure pat00141
와
Figure pat00142
사이에 존재하는 RU를 자원 할당 범위 (
Figure pat00143
)로 결정하는 것에 문제가 발생하지 않는다. 따라서 이 두 가지의 경우에는 동일한 룰에 의해 할당할 RU (
Figure pat00144
) 범위를 결정한다. 하지만
Figure pat00145
만을 인지할 수 있는 경우에는
Figure pat00146
와
Figure pat00147
사이에 존재하는 RU를 할당할 자원 (
Figure pat00148
)으로 사용한다. 그 외에
Figure pat00149
와
Figure pat00150
를 모두 인지할 수 없는 경우에는, 전체 RU (
Figure pat00151
)를 할당 슬롯 RU (
Figure pat00152
) 로 간주한다. 즉
Figure pat00153
와
Figure pat00154
를 모두 인지할 수 없는 경우에는, 자원 할당 시에 전체 RU를 범위로 한다.
도 13은 본 발명의 실시 예에 따라 D2D 통신을 지원하는 무선 네트워크에서 자원 재사용 율을 증가시키기 위한 자원 할당 예를 보이고 있다.
도 13에서의 자원 할당 예는 도 6에서 도시된 무선 네트워크에서 D2D 통신을 지원하는 링크의 구조를 전제로 하고 있다. 예컨대 링크 1과 링크 2는 인접하게 위치하여 서로 같은 자원을 사용할 수 없고, 링크 1과 링크 3도 인접하게 위치하여 서로 같은 자원을 사용할 수 없다. 하지만 링크 2와 링크 3은 수신 디바이스인 디바이스 D와 F의 입장에서 서로 간섭을 미치지 않기 때문에 같은 자원을 사용하여 동시에 데이터를 전송하는데 문제가 없다.
따라서 도 13에서는 링크 1에 대해 독립적으로 사용할 수 있는 자원 만을 할당하고, 링크 2와 3에 대해서는 독립적으로 사용할 수 있는 자원이 아닌 두 링크가 공유할 수 있는 자원을 할당하였다.
하지만 결과적으로 링크 1이 데이터 전송을 위해 사용할 타임 슬롯의 개수가 16개이고, 링크 2 또는 링크 3이 데이터 전송을 위해 사용할 타임 슬롯의 개수 또한 16개로 서로 동일함을 알 수 있다. 단지 링크 2와 링크 3에서는 동일한 16개의 타임 슬롯들을 사용하여 데이터를 전송할 것이다.
즉 도 13에서는 전체 자원, 즉 32개의 타임 슬롯 중 절반에 해당하는 16개의 타임 슬롯을 링크 1에 할당하고, 나머지 16개의 타임 슬롯을 링크 2와 링크 3이 공유하여 데이터 전송 동작을 수행한다.
도 14는 본 발명의 실시 예에 따라 송신 디바이스에서 수신 디바이스로 전송되는 자원 정보에 의한 자원 할당 예를 보이고 있다.
도 14의 (A)에서 보이고 있는 바와 같이, 각 D2D 링크에 대한 자원 정보를 포함하는 자원 정보 요청 메시지는 시간-주파수 영역에서 서로 다른 톤-심볼을 통해 전송된다.
일 예로 도 14의 (B)에서 보이고 있는 바와 같이 한번의 전송 사이클에 상응한 하나의 프레임을 구성하는 타임 슬롯의 개수가 16 개임을 가정할 때, 참조 번호 1401, 1403, 1405 각각은 자원 정보를 구성하는 링크 ID에 의해 구별되는 링크 1, 링크 2, 링크 3에서의 자원 할당 시작 위치 (
Figure pat00155
)를 의미한다.
즉 RU 1 (1401)은 링크 1에 대한 자원 정보에 포함된 자원 할당 시작 위치 (
Figure pat00156
)에 해당하는 RU 인덱스이고, RU 5 (1403)는 링크 2에 대한 자원 정보에 포함된 자원 할당 시작 위치 (
Figure pat00157
)에 해당하는 RU 인덱스이며, RU 11 (1405)는 링크 3에 대한 자원 정보에 포함된 자원 할당 시작 위치 (
Figure pat00158
)에 해당하는 RU 인덱스이다.
그리고 도시되고 있지는 않으나 링크 1, 링크 2, 링크 3에 대한 자원 정보에 포함된 자원 할당 요구량(
Figure pat00159
)은 초기에는 임의의 수로 결정하거나 앞서 데이터 송신 과정이 있었다면 송신 과정에서 얻어진 채널 상태에 기반하여 구한 값으로 결정한다.
도 15는 본 발명의 실시 예에 따라 송신 디바이스에서 수신 디바이스로 전송되는 자원 정보에 의해 수신 디바이스에서 자원을 할당하고, 다음 전송을 위해 자원 시작 위치를 조정한 결과에 따라 수신 디바이스에서 송신 디바이스로 조정된 자원 정보 (자원 시작 위치)를 보내는 예를 보이고 있다.
도 15의 (A)에서 보이고 있는 바와 같이, 각 D2D 링크에 대한 조정된 자원 정보를 포함한 자원 정보 응답 메시지는 시간-주파수 영역에서 서로 다른 톤-심볼을 통해 전송된다.
한편 도 15의 (B)의 상단 자원 구조 예시에서 타임 슬롯의 개수가 16 개임을 가정할 때, 링크 1, 2, 3 각각에 대응하여 수집한 자원 정보를 구성하는 자원 할당 시작 위치 (
Figure pat00160
)에 따라 자원 할당 량 (
Figure pat00161
)을 결정하는 예를 보이고 있다.
예컨대 링크 1에 대한 자원 할당 시작 위치(
Figure pat00162
)가 ‘RU1’이고, 링크 2에 대한 자원 할당 시작 위치(
Figure pat00163
)가 ‘RU5’이므로 링크 1에 대한 자원 할당 량(
Figure pat00164
)은 ‘4개 RU (RU1, RU2, RU3, RU4)’로 결정된다.
그리고 링크 2에 대한 자원 할당 시작 위치(
Figure pat00165
)가 ‘RU5’이고 링크 2에 대한 자원 할당 시작 위치(
Figure pat00166
)가 ‘RU11’이므로 링크 2에 대한 자원 할당 량(
Figure pat00167
)은 ‘6개 RU (RU5, RU6, RU7, RU8, RU9, RU10)’로 결정된다.
또한 링크 3에 대한 자원 할당 시작 위치(
Figure pat00168
)가 ‘RU11’이고 링크 1에 대한 자원 할당 시작 위치(
Figure pat00169
)가 ‘RU1’이므로 링크 2에 대한 자원 할당 량(
Figure pat00170
)은 ‘6개 RU (RU5, RU6, RU7, RU8, RU9, RU10)’로 결정된다.
한편 도 15의 (B)의 하단 자원 구조 예시에서 타임 슬롯의 개수가 16 개임을 가정할 때, 링크 1, 2, 3 각각에 대응하여 수집한 자원 정보를 구성하는 자원 할당 시작 위치 (
Figure pat00171
)와 자원 할당 요구 량 (
Figure pat00172
)에 따라 조정된 자원 할당 시작 위치 (
Figure pat00173
)를 결정하는 예를 보이고 있다.
예컨대 링크 1에 대한 자원 할당 시작 위치 (
Figure pat00174
)의 RU 인덱스가 “RU 1”에서 “RU 0”으로 변경되었다. 그리고 링크 2에 대한 자원 할당 시작 위치 (
Figure pat00175
)의 RU 인덱스가 “RU 5”에서 “RU 6”으로 변경되었다. 또한 링크 3에 대한 자원 할당 시작 위치 (
Figure pat00176
)의 RU 인덱스가 “RU 11”에서 “RU 13”으로 변경되었다. 각 링크의 수신 디바이스는 변경된 자원 할당 시작 위치 (
Figure pat00177
)를 자원 정보에 포함하여 송신 디바이스에게 알려준다.
도 16은 본 발명의 실시 예에 따른 D2D 통신 시스템에서 분산 스케줄링을 수행하기 위한 절차를 보이고 있다.
도 16에서 보이고 있는 분산 스케줄링을 수행하기 위한 절차는 제어 구간 (Control Period), 데이터 전송 구간 (Data Transmission Period) 및 자원 정보 갱신 구간 (Resource Information Update Period)을 포함한다.
상기 제어 구간 (Control Period)은 수신 디바이스가 송신 디바이스에 의해 제공된 자원 정보에 따라 자원을 할당하고, 자원 정보를 조정하는 절차가 수행되는 구간이다. 다른 실시 예에 따르면, 상기 제어 구간에서 송신 디바이스는 수신 디바이스에 의해 제공되는 조정된 자원 정보에 따라 최종적으로 사용할 자원을 확정하고, 이에 대한 자원 정보를 수신 디바이스에게 알리는 자원 정보 확정 절차를 추가적으로 수행할 수도 있다.
상기 데이터 전송 구간 (Data Transmission Period)은 초기 또는 조정된 자원 정보를 기반으로 데이터를 전송하는 절차가 수행되는 구간으로써, 수신 디바이스에 의해 채널 품질이 측정되어 송신 디바이스로 보고되는 절차를 포함한다.
상기 자원 정보 갱신 구간 (Resource Information Update Period)은 수신 디바이스로부터 보고되는 조정된 자원 정보 및 채널 품질을 기반으로 기존 자원 정보를 갱신하는 동작을 수행하는 구간이다.
도 16를 참조하면, 송신 디바이스는 자원 정보 요청 메시지를 방송한다 (1610단계). 상기 자원 정보 요청 메시지는 도 10에서 도시한 바와 같이 링크 ID (link ID), 슬롯 시작 점 (즉 자원 할당 시작 위치 (
Figure pat00178
)) 및 자원 할당 요구 량 (또는 사용할 슬롯의 개수)(
Figure pat00179
)에 관한 정보를 포함한다.
예컨대 상기 송신 디바이스는 자원 할당 요구 량 (또는 사용할 슬롯의 개수)(
Figure pat00180
)을 앞에서 정의된 <수학식 1>에 의해 결정할 수 있다. 하지만 수신 디바이스로부터 피드-백 정보가 보고되기 이전인 초기 자원 할당 요구 량은 전송할 데이터 량, 데이터 종류 등을 고려하여 임의로 결정할 수 있다. 또한 상기 송신 디바이스는 이전에 보고된 슬롯 시작 점 (즉 자원 할당 시작 위치 (
Figure pat00181
))을 수신 디바이스에 의해 조정된 자원 정보에 의해 갱신할 수 있다.
상술한 자원 정보, 즉 슬롯 시작 점 (즉 자원 할당 시작 위치 (
Figure pat00182
)) 및 자원 할당 요구 량 (또는 사용할 슬롯의 개수)(
Figure pat00183
)을 갱신하거나 계산하는 동작은 1640단계에서 수행될 것이다.
한편 상기 송신 디바이스가 자원 정보 요청 메시지를 방송하는 것은, 상대 수신 디바이스뿐만 아니라 인접 수신 디바이스도 상기 송신 디바이스의 자원 정보 요청 메시지를 수신할 수 있도록 하기 위함이다. 이로써 수신 디바이스는 상대 송신 디바이스의 자원 할당 메시지뿐만 아니라 인접 송신 디바이스의 자원 할당 메시지까지도 수신하게 된다 (1612단계).
상술한 절차에 의해 수신 디바이스는 적어도 하나의 인접 송신 디바이스로부터의 자원 정보 요청 메시지를 수신함으로써, 상기 적어도 하나의 인접 송신 디바이스의 자원 정보를 공유하게 된다.
상기 수신 디바이스는 사정에 정의된 단위 별로 앞서 수신한 자원 정보 요청 메시지에 의해 수집한 자원 할당 요구량을 합산한다. 예컨대 수신한 자원 정보 요청 메시지에 의해 수집한 자원 할당 요구량은 RU (자원 유닛)의 인덱스 별로 합산된다.
상기 수신 디바이스는 상대 송신 디바이스로부터 수신한 자원 정보 요청 메시지에 포함된 자기 자원 정보와 상기 적어도 하나의 인접 송신 디바이스로부터 수신한 자원 정보 요청 메시지에 포함된 주변 자원 정보를 이용하여 상기 자기 자원 정보를 조정한다 (1614단계). 예컨대 상기 적어도 하나의 인접 송신 디바이스로부터 수집한 주변 자원 정보를 참조하여 인접 링크에서 사용할 자원과 충돌이 발생하지 않도록, 상기 상대 송신 디바이스에 의해 제공된 자기 자원 정보를 조정한다. 즉 상기 수신 디바이스는 상대 송신 디바이스에서 조정할 자원 정보를 결정한다.
상기 수신 디바이스는 결정된 조정할 자원 정보에 의해 자원 정보 응답 메시지를 생성하고, 상기 생성한 자원 정보 응답 메시지를 상기 상대 송신 디바이스로 전송한다 (1616단계). 예컨대 상기 자원 정보 응답 메시지는 도 11에서 도시한 바와 같이 링크 ID (link ID), 변경할 자원 할당 시작 위치 (
Figure pat00184
)에 관한 정보를 포함한다. 상기 자원 정보 응답 메시지는 변경할 자원 할당 요구 량 (또는 사용할 슬롯의 개수)(
Figure pat00185
)에 관한 정보를 추가로 포함할 수도 있다. 다른 예로 상기 자원 정보 응답 메시지는 변경할 자원 할당 시작 위치 (
Figure pat00186
)와 자원 할당 요구 량 (또는 사용할 슬롯의 개수)(
Figure pat00187
)에 관한 정보를 대신하여 할당할 자원에 상응한 슬롯들 각각의 인덱스를 포함할 수도 있다.
상기 송신 디바이스는 상대 수신 디바이스로부터 자원 정보 응답 메시지를 수신하면, 상기 수신한 자원 정보 응답 메시지에 포함된 조정할 자원 정보를 확인한다. 이때 상기 송신 디바이스는 수신한 자원 정보 응답 메시지에 포함된 링크 ID (link ID)에 의해 자신이 확인하여야 할 조정할 자원 정보의 포함 여부를 판단할 수 있다.
상기 송신 디바이스는 상술한 제어 구간에서의 절차가 완료될 시, 데이터 전송 구간에서의 동작을 수행한다.
구체적으로 상기 송신 디바이스는 하향 링크의 채널 상황을 추정하기 위해, 파일럿 신호를 주기적으로 전송한다 (1620단계, 1630단계). 상기 파일럿 신호를 수신한 상대 수신 디바이스는 상기 수신한 파일럿 신호에 의해 하향 링크의 채널 특성을 추정할 수 있다 (1622단계, 1632단계).
일 예로 수신 디바이스는 수신한 파일럿 신호에 의해 추정한 채널 특성은 스케줄링에 의해 할당된 RU에서의 순시 전송률 (
Figure pat00188
)이 될 수 있다. 이때 상기 수신 디바이스는 다수의 인접 송신 디바이스들이 전송하는 파일럿 신호를 이용하여 채널을 측정할 수 있다. 즉 상기 수신 디바이스는 상대 송신 디바이스 및 다수의 인접 송신 디바이스에 의해 전송되는 파일럿 신호를 수신하고, 상기 수신한 파일럿 신호를 기반으로 스케줄링에 의해 할당된 RU에서의 순시 전송률 (
Figure pat00189
)을 측정한다. 상기 수신 디바이스는 하나 또는 복수의 파일럿 신호로 측정한
Figure pat00190
에 상응한 CQI를 생성하여 상기 송신 디바이스로 피드-백 한다 (1624단계, 1634단계).
상기 수신 디바이스는 앞서 자원 정보 요청 메시지에 의해 수집한 자시 자원 정보에 포함된 자원 할당 시작 위치 (
Figure pat00191
)에서 송신 디바이스에 의해 주기적으로 전송되는 데이터를 수신한다 (1626단계, 1636단계). 상기 수신 디바이스는 수신한 각 데이터에 응답하여 ACK 신호를 송신 디바이스로 전달한다.
예컨대 송신 디바이스는 자기 자원 정보에 의해 전송 사이클 마다 정해진 전송 시점에서 정해진 개수의 타임 슬롯들에서 데이터를 전송한다. 일 예로 전송 사이클은 16개의 타임 슬롯으로 구성된 하나의 프레임이 될 수 있다. 이 경우 송신 디바이스는 매 프레임을 구성하는 16개의 타임 슬롯들 중 전송 시점에 상응한 타임 슬롯에서부터 할당된 개수만큼의 타임 슬롯 동안 데이터를 전송한다.
이에 응답하여 수신 디바이스는 매 프레임에서의 데이터 수신에 대한 응답 신호로 ACK 신호를 송신 디바이스로 전달한다. 이때 상기 수신 디바이스는 ACK 신호와 함께 다음 슬롯의 할당 여부를 표시하는 추가 자원 비트를 전달할 수 있다. 일 예로 다음 슬롯이 할당되어 있을 경우, 수신 디바이스는 추가 자원 비트를 ‘온 (비트 값 ‘1’)’으로 설정하여 전송한다 (1628단계). 하지만 다음 슬롯이 할당되어 있지 않은 경우, 수신 디바이스는 추가 자원 비트를 ‘오프 (비트 값 ‘0’)으로 설정하여 전송한다 (1638단계). 예컨대 상기 수신 디바이스는 앞서 합산에 의한 획득한 자원 할당 요구 량의 합에 상응한 모든 자원에 의한 데이터 전송이 이루어졌다고 판단될 시에 추가 자원 비트를 ‘오프’시켜 전송한다. 즉 할당된 자원 중에 더 이상 남은 자원이 존재하지 않을 시, 상기 수신 디바이스는 ‘오프’로 설정된 추가 자원 비트를 송신 디바이스로 제공함으로써, 상기 송신 디바이스가 자원 정보를 갱신할 수 있도록 지시할 수 있다.
상기 송신 디바이스는 추가 자원 비트가 ‘오프 (비트 값 ‘0’)으로 설정되어 있을 시, 자원 정보의 갱신을 위한 동작을 수행한다 (1640단계).
도 17은 D2D 통신 시스템에서 분산 스케줄링을 수행하는 절차의 다른 예를 보이고 있다. 즉 도 17에서는 자원 정보 요청과 응답에 의해 송/수신 자원을 결정하는 분산 스케줄링을 두 개의 링크 간에서 수행하기 위한 절차를 보이고 있다.
도 17에서는 두 개의 D2D 링크, 즉 제1링크와 제2링크가 존재하는 네트워크 상황을 가정하고 있다. 상기 제1링크는 제1송신 디바이스와 제1수신 디바이스 간의 링크이고, 상기 제2링크는 제2송신 디바이스와 제2디바이스 간의 링크이다.
도 17을 참조하면, 제1송신 디바이스와 제2송신 디바이스 각각은 송신하고자 하는 자원 정보를 결정한다 (1710 단계, 1712 단계).
상기 제1송신 디바이스는 결정한 자원 정보를 포함하는 자원 정보 요청 메시지를 방송한다 (1714 단계, 1716 단계). 상기 제1송신 디바이스에 의해 방송된 자원 정보 요청 메시지는 자신과 제1링크를 형성하고 있는 제1수신 디바이스뿐만 아니라 인접한 제2링크를 형성하는 제2수신 디바이스에 의해 수신된다.
상기 제2송신 디바이스는 결정한 자원 정보를 포함하는 자원 정보 요청 메시지를 방송한다 (1718 단계, 1720 단계). 상기 제2송신 디바이스에 의해 방송된 자원 정보 요청 메시지는 자신과 제2링크를 형성하고 있는 제2수신 디바이스뿐만 아니라 인접한 제1링크를 형성하는 제1수신 디바이스에 의해 수신된다.
상기 제1수신 디바이스는 1722 단계에서 수신한 자원 정보 요청 메시지에 포함된 자원 정보를 기반으로 응답에 필요한 자원 정보를 조정하고, 상기 제2수신 디바이스는 1724 단계에서 수신한 자원 정보 요청 메시지에 포함된 자원 정보를 기반으로 응답에 필요한 자원 정보를 조정한다.
상기 제1수신 디바이스는 1726 단계와 1730 단계에서 조정된 자원 정보를 포함하는 자원 정보 응답 메시지를 구성하고, 상기 구성한 자원 정보 응답 메시지를 방송함으로써, 자신과 제1링크를 형성하고 있는 제1송신 디바이스뿐만 아니라 인접한 제2링크를 형성하는 제2송신 디바이스에 의해 수신될 수 있도록 한다.
상기 제2수신 디바이스는 1728 단계와 1732 단계에서 조정된 자원 정보를 포함하는 자원 정보 응답 메시지를 구성하고, 상기 구성한 자원 정보 응답 메시지를 방송함으로써, 자신과 제2링크를 형성하고 있는 제2송신 디바이스뿐만 아니라 인접한 제1링크를 형성하는 제1송신 디바이스에 의해 수신될 수 있도록 한다.
상기 제1송신 디바이스는 1734 단계에서 자원 정보 응답 메시지를 통해 수신한 조정된 자원 정보를 기반으로 제1수신 디바이스와 데이터를 송/수신하며, 상기 제2송신 디바이스는 1734 단계에서 자원 정보 응답 메시지를 통해 수신한 조정된 자원 정보를 기반으로 제2수신 디바이스와의 데이터를 송/수신한다.
상기 제1 및 제2송신 디바이스는 상기 제1 및 제2수신 디바이스와의 데이터 송/수신을 완료한 후, 자원 정보를 갱신한다 (1738 단계, 1740 단계).
도 18은 본 발명의 실시 예에 따른 D2D 통신 시스템에서 채널 상태 보고에 기반하여 분산 스케줄링을 수행하는 절차의 또 다른 예를 보이고 있다. 즉 도 18에서는 채널 상태 보고에 따른 링크 간 자원 할당 요구량을 고려하여 자원 정보 요청과 응답에 의해 송/수신 자원을 결정하는 분산 스케줄링을 두 개의 링크에서 수행하기 위한 절차를 보이고 있다.
도 18에서는 두 개의 D2D 링크, 즉 제1링크와 제2링크가 존재하는 네트워크 상황을 가정하고 있다. 상기 제1링크는 제1송신 디바이스와 제1수신 디바이스 간의 링크이고, 상기 제2링크는 제2송신 디바이스와 제2디바이스 간의 링크이다.
도 18을 참조하면, 제1송신 디바이스와 제2송신 디바이스 각각은 송신하고자 하는 자원 정보를 결정한다 (1810 단계, 1812 단계).
상기 제1 및 제2송신 디바이스는 결정한 자원 정보를 포함하는 자원 정보 요청 메시지를 방송한다 (1814 단계, 1816 단계, 1818 단계, 1820 단계). 상기 제1 및 제2송신 디바이스에 의해 방송된 자원 정보 요청 메시지는 자신과 링크를 형성하고 있는 수신 디바이스뿐만 아니라 인접한 링크를 형성하는 수신 디바이스에 의해 수신된다.
상기 제1수신 디바이스는 1822 단계에서 수신한 자원 정보 요청 메시지에 포함된 자원 정보, 즉 자원 할당 요구 량을 자원 유닛 (RU) 별로 합산하고, 1826 단계에서 상기 RU 별로 합산한 자원 할당 요구 량을 기반으로 응답에 필요한 자원 정보를 조정한다.
상기 제2수신 디바이스는 1824 단계에서 수신한 자원 정보 요청 메시지에 포함된 자원 정보, 즉 자원 할당 요구 량을 RU 별로 합산하고, 1828 단계에서 상기 RU 별로 합산한 자원 할당 요구 량을 기반으로 응답에 필요한 자원 정보를 조정한다.
상기 제1 및 제2수신 디바이스는 조정된 자원 정보를 포함하는 자원 정보 응답 메시지를 구성하고, 상기 구성한 자원 정보 응답 메시지를 방송함으로써, 자신과 링크를 형성하고 있는 송신 디바이스뿐만 아니라 인접한 링크를 형성하는 송신 디바이스에 의해 수신될 수 있도록 한다 (1830 단계, 1832 단계, 1834 단계, 1836 단계).
상기 제1 및 제2송신 디바이스는 자원 정보 응답 메시지를 통해 수신한 조정된 자원 정보를 기반으로 자신과 링크를 형성한 수신 디바이스로 파일럿 신호를 송신한다 (1838 단계, 1840 단계).
상기 제1 및 제2수신 디바이스는 수신한 파일럿 신호를 기반으로 각 링크, 즉 제1 및 제2링크의 채널 상태를 측정한다. 상기 제1 및 제2수신 디바이스는 자신이 형성하고 있는 링크에 대해 측정한 채널 상태를 상대 디바이스인 송신 디바이스에게 피드-백하여 보고한다 (1842 단계, 1844 단계).
상기 제1 및 제2송신 디바이스는 자원 정보 응답 메시지를 통해 수신한 조정된 자원 정보를 기반으로 자신과 링크를 형성한 수신 디바이스로 데이터를 송/수신한다 (1846 단계, 1848 단계).
상기 제1 및 제2송신 디바이스는 상기 제1 및 제2수신 디바이스와의 데이터 송/수신을 완료한 후, 자원 정보를 갱신한다 (1850 단계, 1852 단계). 이때 상기 자원 정보는 보고 받은 채널 상태를 기반으로 갱신된다. 예컨대 상기 자원 정보는 자원 할당 시작 위치 및 자원 할당 요구량의 변경에 의해 갱신될 수 있다.
도 19는 본 발명의 실시 예에 따른 자원의 분산 스케줄링 방법을 반복하여 수행하였을 때 수렴되는 자원 할당 과정의 일 예를 보이고 있다.
도 19의 (A), (B), (C)를 참조하면, RU 인덱스 (즉 슬롯 인덱스)는 순환 할당 구조를 가지며, 각 D2D 링크 간 자원의 시작 위치(RU start)의 RU 인덱스는 구별되는 음영으로 도시되어 있다. 본 발명의 스케줄링 동작을 반복 수행하게 되면, 도 19의 (C)에서 참조 번호 1901, 1903, 1905, 1907과 같이 자원의 시작 위치(RU start)에서 전체 16 개의 슬롯들은 각 링크에서 4 슬롯씩 수렴되는 것을 알 수 있다.
도 20은 본 발명의 실시 예에 따른 자원의 분산 스케줄링 방법에서 주파수 재 사용률이 향상되는 일 예를 보이고 있다.
도 20의 (A), (B), (C)는 분한 스케줄링의 반복 수행에 따라 자원 할당 위치(
Figure pat00192
)와 자원 할당 요구 량 (
Figure pat00193
)이 수정되는 것을 나타낸 것이며, 그 스케줄링 결과 인접 링크에 대한 SIR이 임계 값 보다 큰 경우 특정 링크와 인접 링크 간에 간섭이 영향을 주지 않게 된다. 이 경우 참조 번호 2001과 같이 예컨대, 슬롯 3에서 슬롯 7까지는 두 개의 링크가 자원을 공유하여도 두 링크 간에 간섭이 발생되지 않는다.
이 경우 두 개의 링크를 링크 1, 링크 2라 하였을 때 링크 1의 송신 디바이스와 링크 2의 수신 디바이스는 서로 간섭이 발생되지 않을 정도로 먼 거리에 있고, 링크 1의 수신 디바이스와 링크 2의 송신 디바이스 또한 서로 간섭이 발생되지 않을 정도로 먼 거리에 있게 된다.
따라서 본 발명에 의하면, D2D 네트워크에서 주파수 재 사용률을 향상시킬 수 있으며, 동시 전송 링크 수를 최대화할 수 있다. 이때 링크들 간에 중복 사용되는 자원으로 인한 간섭들은 합산하여 자원 할당 스케줄링에 반영하는 것이 바람직하다.
도 21은 본 발명의 실시 예에 따른 D2D 통신 시스템에서 수신 디바이스가 현재의 자원 할당 시작 위치에 해당하는 RU를 기준으로 선행하는 RU 중 자신에게 간섭을 주는 RU를 찾기 위한 제어 흐름을 보이고 있다. 여기서 선행하는 RU 중 자신에게 간섭을 주는 RU는 다른 링크에 의해 사용되고 있기 때문이라고 간주될 수 있다. 따라서 선행하는 RU 중 자신에게 간섭을 주는 선행 RU (
Figure pat00194
)를 찾는다는 것은 선행하는 링크 중 자신이 설정한 링크에 간섭을 주는 링크를 찾는 의미를 가진다. 예컨대 도 21에서의 제어 흐름은 도 12에서 보이고 있는 이전 전송에서의 자원 할당 시작 위치인
Figure pat00195
를 결정하는 동작에 해당한다.
도 21를 참조하면, 수신 디바이스는 자신의 링크에서 현재 자원 할당 시작 위치 (RUstart )를 ‘m’으로 설정한다 (2100단계). 그리고 상기 수신 디바이스는 m 번째 링크에서의 간섭 (Im )을 측정하고, 상기 측정한 간섭 (Im )과 수신 신호의 세기 (S)에 의해 선행 링크에서의 신호 대 간섭 비 (SIRprev )를 계산한다 (2102단계).
예컨대 상기 m 번째 링크에서의 간섭 (Im )은,
Figure pat00196
에 의해 측정할 수 있고,
상기 선행 링크에서의 신호 대 간섭 비 (SIRprev )는,
Figure pat00197
에 의해 계산할 수 있다.
상기 수신 디바이스는 앞서 계산한 선행 링크에서의 신호 대 간섭 비 (SIRprev )가 미리 설정된 임계 값 (
Figure pat00198
)보다 크거나 같은지를 판단한다 (2104단계). 즉 앞서 계산한 선행 링크에서의 신호 대 간섭 비 (SIRprev )에 의해 자신의 현재 링크에서 선행하는 링크, 즉 선행하는 RU에서의 신호에 의한 간섭이 무시할 정도인지를 판단한다.
만약 계산된 SIRprev 가 미리 설정된 임계 값 (
Figure pat00199
)보다 크거나 같지 않다면, 해당 RU에서의 간섭이 무시할 수 없는 정도의 것이라 판단하여 현재 m에 대응한 슬롯 인덱스를
Figure pat00200
로 결정한다 (2112단계).
하지만 계산된 SIRprev 가 미리 설정된 임계 값 (
Figure pat00201
)보다 크거나 같다면, 현재 m에 대응한 RU에 선행하는 다음 RU를 선택하도록 m을 갱신한다 (2106단계). 예컨대 다음 RU을 선택하도록 m을 갱신하는 것은 ‘
Figure pat00202
’에 의해 이루어질 수 있다. 여기서 모듈로 연산을 사용하는 것은 순환 구조에 의해 슬롯 인덱스를 할당하는 것을 가정하고 있기 때문이다.
상기 수신 디바이스는 전체 RU에 대한 간섭 여부를 확인하였는지를 확인한다. 예컨대 수신 디바이스는 갱신된 m이
Figure pat00203
인지를 판단함으로써, 모든 RU에 대한 간섭 여부를 확인하였는지를 감지할 수 있다.
상기 수신 디바이스는 모든 RU에 대한 간섭 여부를 확인하지 않았다고 판단될 시, 갱신된 m에 상응한 RU에서의 신호 대 간섭 비 (SIRprev )를 계산하는 동작을 수행한다.
하지만 모든 RU에 대한 간섭 여부를 확인하였다고 판단될 시, 이전 RU들 중 자신에게 간섭을 미치는 RU가 존재하지 않는다고 판단하여
Figure pat00204
을 결정하지 않는다 (2110단계).
도 22는 본 발명의 실시 예에 따른 D2D 통신 시스템에서 수신 디바이스가 현재의 자원 할당 시작 위치에 해당하는 RU를 기준으로 뒤에 위치하는 RU 중 자신에게 간섭을 주는 RU를 찾기 위한 제어 흐름을 보이고 있다. 여기서 뒤에 위치하는 RU 중 자신에게 간섭을 주는 RU는 다른 링크에 의해 사용되고 있기 때문이라고 간주될 수 있다. 따라서 뒤에 위치하는 RU 중 자신에게 간섭을 주는 RU (
Figure pat00205
)를 찾는다는 것은 뒤에 위치하는 링크 중 자신이 설정한 링크에 간섭을 주는 링크를 찾는 의미를 가진다. 예컨대 도 22에서의 제어 흐름은 도 12에서 보이고 있는 이전 전송에서의 자원 할당 시작 위치인
Figure pat00206
를 결정하는 동작에 해당한다.
도 22를 참조하면, 수신 디바이스는 자신의 링크에서 현재 자원 할당 시작 위치 (RUstart )를 ‘m’으로 설정한다 (2200단계). 그리고 상기 수신 디바이스는 m 번째 링크에서의 간섭 (Im )을 측정하고, 상기 측정한 간섭 (Im )과 수신 신호의 세기 (S)에 의해 선행 링크에서의 신호 대 간섭 비 (SIRnext )를 계산한다 (2202단계).
예컨대 상기 m 번째 링크에서의 간섭 (Im )은,
Figure pat00207
에 의해 측정할 수 있고,
상기 뒤에 위치하는 링크에서의 신호 대 간섭 비 (SIRnext )는,
Figure pat00208
에 의해 계산할 수 있다.
상기 수신 디바이스는 앞서 계산한 뒤에 위치하는 링크에서의 신호 대 간섭 비 (SIRnext )가 미리 설정된 임계 값 (
Figure pat00209
)보다 크거나 같은지를 판단한다 (2204단계). 즉 앞서 계산한 선행 링크에서의 신호 대 간섭 비 (SIRnext )에 의해 자신의 현재 링크에서 뒤에 위치하는 링크, 즉 뒤에 위치하는 RU에서의 신호에 의한 간섭이 무시할 정도인지를 판단한다.
만약 계산된 SIRnext 가 미리 설정된 임계 값 (
Figure pat00210
)보다 크거나 같지 않다면, 해당 RU에서의 간섭이 무시할 수 없는 정도의 것이라 판단하여 현재 m에 대응한 슬롯 인덱스를
Figure pat00211
로 결정한다 (2212단계).
하지만 계산된 SIRnext 가 미리 설정된 임계 값 (
Figure pat00212
)보다 크거나 같다면, 현재 m에 대응한 RU를 기준으로 뒤에 위치하는 다음 RU를 선택하도록 m을 갱신한다 (2206단계). 예컨대 다음 RU을 선택하도록 m을 갱신하는 것은 ‘
Figure pat00213
’에 의해 이루어질 수 있다. 여기서 모듈로 연산을 사용하는 것은 순환 구조에 의해 슬롯 인덱스를 할당하는 것을 가정하고 있기 때문이다.
상기 수신 디바이스는 전체 RU에 대한 간섭 여부를 확인하였는지를 확인한다. 예컨대 수신 디바이스는 갱신된 m이
Figure pat00214
인지를 판단함으로써, 모든 RU에 대한 간섭 여부를 확인하였는지를 감지할 수 있다.
상기 수신 디바이스는 모든 RU에 대한 간섭 여부를 확인하지 않았다고 판단될 시, 갱신된 m에 상응한 RU에서의 신호 대 간섭 비 (SIRnext )를 계산하는 동작을 수행한다.
하지만 모든 RU에 대한 간섭 여부를 확인하였다고 판단될 시, 뒤에 위치하는 RU들 중 자신에게 간섭을 미치는 RU가 존재하지 않는다고 판단하여
Figure pat00215
을 결정하지 않는다 (2210단계).
후술될 설명에서는 수신 디바이스에서 다음 슬롯의 할당 여부를 알리기 위한 비트를 사용하는 경우를 제1실시 예로 제안하고, 수신 디바이스에서 다음 슬롯의 할당 여부를 알리기 위한 비트를 사용하지 않는 경우를 제2실시 예로 제안할 것이다. 하지만 상기 제2실시 예에서는 다음 슬롯의 할당 여부를 알리기 위한 비트를 사용하지 않는 대신에 자원 정보 응답 메시지에 할당 자원의 수 (
Figure pat00216
)가 추가로 포함될 수 있다.
그리고 하기의 설명에서 ‘시작 자원 인덱스’는 앞에서 정의된 ‘자원 할당 시작 위치의 RU 인덱스 (
Figure pat00217
)’와 동일한 의미로 사용하고, 하기의 설명에서 ‘자원 요구 량’은 앞에서 정의된 ‘자원 할당 요구 량 (
Figure pat00218
)’과 동일한 의미로 사용하며, 하기의 설명에서 ‘조정 자원 인덱스’는 앞에서 정의된 ‘변경할 자원 할당 시작 위치 (
Figure pat00219
)’ 및 ‘할당될 자원의 수정된 시작 위치 정보 (
Figure pat00220
)’와 동일한 의미로 사용한다.
도 23은 본 발명의 제1실시 예에 따른 D2D 통신 시스템에서 분산 스케줄링을 위해, 송신 디바이스가 수행하는 제어 흐름을 보이고 있다.
도 23을 참조하면, 송신 디바이스는 D2D 통신을 위해 수신 디바이스와의 링크를 설정하고, 상기 설정한 링크 상에서 새로운 세션이 시작될 시, 시작 자원 인덱스를 임의로 결정한다 (2300단계). 예컨대 상기 송신 디바이스는 새로운 세션의 시작에 따른 시작 자원 인덱스를 임의로 결정할 시에 새로이 시작된 세션에 대응한 링크의 상태 등을 고려할 수 있다.
상기 송신 디바이스는 시작 자원 인덱스와 자원 할당 량을 포함하는 자원 정보를 구성하고, 상기 구성한 자원 정보를 불특정 다수의 수신 디바이스가 수신할 수 있도록 방송한다 (2302단계). 여기서 불특정 다수의 수신 디바이스는 상기 송신 디바이스에 의해 방송되는 자원 정보를 수신할 수 있는 거리 내에 위치하는 수신 디바이스를 가리킨다.
상기 송신 디바이스에 의해 구성되는 자원 정보의 예와, 상기 자원 정보를 방송하는 자원 정보 요청 메시지의 예는 도 7, 도 9, 도 10 및 도 14에 의해 도시되고 있다.
여기서 상기 자원 정보는 초기 자원 정보와 갱신된 자원 정보를 모두 포함한다. 예컨대 상기 초기 자원 정보는 세션 시작 시에 결정된 시작 자원 인덱스 및 자원 할당 량에 의해 구성된 자원 정보를 의미한다. 그리고 상기 갱신된 자원 정보는 세션이 시작되어 데이터 전송이 이루어지는 상황에서 변화된 채널 상황을 고려하여 갱신된 시작 자원 인덱스와 자원 할당 량에 의해 구성된 자원 정보를 의미한다.
상기 송신 디바이스는 상대 수신 디바이스로부터 조정 자원 인덱스를 포함하는 조정된 자원 정보를 수신한다 (2304단계). 일 예로 상기 조정된 자원 정보는 도 8, 도 9, 도 11 및 도 15에서 도시된 바와 같이, 자원 정보 응답 메시지에 의해 수신될 수 있다.
여기서 조정된 자원 정보에 포함된 조정 자원 인덱스는 변경할 자원 할당 시작 위치 (
Figure pat00221
) 또는 할당될 자원의 수정된 시작 위치 정보 (
Figure pat00222
) 외에 자원 할당 량 또는 할당할 자원들의 인덱스를 추가로 포함할 수도 있다.
상기 송신 디바이스는 하향 링크의 채널 상황을 측정하기 위한 목적의 파일럿 신호를 전송한다 (2306단계). 상기한 목적에 의해 상기 송신 디바이스가 전송하는 파일럿 신호는 상기 파일럿 신호의 송신 전력에 의해 정하여지는 도달 거리 내에 위치하는 불특정 다수의 수신 디바이스에 의해 수신될 것이다.
상기 송신 디바이스는 앞서 전송한 파일럿 신호를 기반으로 측정된 채널 품질 정보, 즉 CQI를 수신한다 (2308단계). 예컨대 상기 CQI는 상기 송신 디바이스가 D2D 통신을 수행할 링크를 설정한 상대 수신 디바이스에 의해 보고될 것이다. 하지만 필요 시에 상기 송신 디바이스는 상대 수신 디바이스 외에 앞서 전송된 파일럿 신호를 수신한 주변 수신 디바이스로부터도 CQI를 보고 받을 수 있다. 상기 주변 디바이스는 인접하여 존재하는 D2D 통신 링크를 설정한 수신 디바이스가 될 수 있다.
상기 송신 디바이스는 앞서 구성한 자원 정보를 기반으로 데이터 패킷을 상대 수신 디바이스로 전송한다 (2310단계). 예컨대 상기 송신 디바이스는 앞서 구성한 자원 정보에 포함된 시작 자원 인덱스와 자원 요구 량에 의해 데이터 패킷을 전송한다. 즉 상기 송신 디바이스는 도 19 및 도 20을 통해 살펴본 바와 같이 시작 자원 인덱스에 상응한 타임 슬롯에서부터 자원 요구 량만큼의 타임 슬롯들에서 데이터 패킷을 전송한다.
상기 송신 디바이스는 전송한 데이터 패킷에 응답하여 상대 수신 디바이스로부터 응답 신호 (ACK) 및 추가 자원 비트를 수신한다 (2312단계). 물론 상기 송신 디바이스에 의해 전송된 데이터 패킷이 정상적으로 상기 상대 수신 디바이스에게 전달되지 않았을 시, 상기 송신 디바이스는 ACK 및 추가 자원 비트를 수신하지 못할 수 있다.
예컨대 상기 추가 자원 비트는 상기 상대 수신 디바이스가 다음 슬롯이 데이터 전송을 위해 할당되어 있음을 송신 디바이스에게 알리기 위해 사용된다. 일 예로 상기 추가 자원 비트가 ‘온’되어있다면, 상대 수신 디바이스에 의해 D2D 통신을 위한 다음 슬롯이 할당되어 있음을 의미한다. 하지만 상기 추가 자원 비트가 ‘오프’되어있다면, 상대 수신 디바이스에 의해 D2D 통신을 위한 다음 슬롯이 할당되어 있지 않음을 의미한다.
따라서 상기 송신 디바이스는 다음 슬롯이 D2D 통신을 위해 할당되어 있는지를 판단하기 위해, 수신한 추가 자원 비트의 설정 상태를 확인한다 (2314단계). 만약 상기 수신한 추가 자원 비트가 ‘온’ 상태라면, 다음 데이터 전송을 위한 동작을 수행한다 (2306단계 내지 2312단계). 하지만 상기 수신한 추가 자원 비트가 ‘오프’ 상태라면, 앞서 구성한 자원 정보에 의한 데이터 전송을 종료한다.
그 후 상기 송신 디바이스는 앞서 시작된 세션이 계속하여 유지되고 있는지를 판단한다 (2316단계). 만약 상기 세션이 계속 유지되고 있지 않다면, 더 이상의 D2D 통신이 요구되지 않는다고 판단하여 D2D 통신을 위한 모든 동작을 종료한다.
하지만 상기 세션이 계속하여 유지되고 있다면, 상기 송신 디바이스는 D2D 통신을 계속하여 수행하기 위해, 기존의 자원 정보를 갱신한다 (2318단계, 2320단계).
예컨대 상기 송신 디바이스는 앞서 보고된 CQI를 고려하여 자원 요구 량을 계산한다. 일 예로 상기 자원 요구 량의 계산은 앞에서 정의된 <수학식 1>에 의해 이루어질 수 있다. 즉 보고된 CQI를 기반으로 한 스케줄링에 의해 할당되었던 각 RU에서의 순시 전송률
Figure pat00223
와 전체 할당 RU에 대해 계산한 평균 전송률(
Figure pat00224
)을 소정의 기능 (
Figure pat00225
)에 적용한 결과 값에 의해 자원 요구 량을 계산한다.
그리고 상기 송신 디바이스는 앞서 상대 수신 디바이스로부터 수신한 조정된 자원 정보에 포함된 조정 자원 인덱스에 의해 다음 데이터 전송 구간에서의 시작 자원 인덱스를 갱신한다 (2320단계). 일 예로 상기 조정 자원 인덱스가 다음 데이터 전송 구간에서 적용될 시작 자원 인덱스가 될 수 있다.
상기한 바에 의해 자원 요구 량의 계산과 시작 자원 인덱스가 갱신될 시, 상기 송신 디바이스는 2302단계로 돌아가 상기 계산된 자원 요구 량과 상기 갱신된 시작 자원 인덱스에 의해 구성한 자원 정보를 방송한다. 한편 그 이후의 동작은 앞에서 개시된 바와 동일하므로, 중복 설명은 생략한다.
종합하여 정리하면, 송신 디바이스는 D2D 통신을 위해 설정된 링크 상에서 세션을 시작한 후 그 세션이 계속 중인 상황에서 다음 슬롯의 할당이 유지되는 동안 앞서 방송된 자원 정보를 사용하여 데이터를 전송한다. 하지만 다음 슬롯의 할당이 유지되지 않을 시, 데이터 전송 시에 측정된 CQI에 의해 계산한 자원 요구 량과 상대 수신 디바이스에 의해 제공된 조정 자원 인덱스에 상응한 시작 인덱스에 의해 자원 정보를 갱신한다. 그 후 상기 송신 디바이스는 세션이 계속 중인 상황에서 다음 슬롯의 할당이 유지될 때까지 상기 갱신한 자원 정보를 사용하여 데이터를 전송한다.
따라서 세션이 계속 중인 상황에서 시작 자원의 위치 및 자원 할당 량을 변경하는 동작을 반복하여 수행함으로써, 간섭에 의한 영향을 최소화하는 스케줄링이 이루어질 수 있도록 한다.
도 24는 본 발명의 제1실시 예에 따른 D2D 통신 시스템에서 분산 스케줄링을 위해, 수신 디바이스가 수행하는 제어 흐름을 보이고 있다.
도 24를 참조하면, 수신 디바이스는 적어도 하나의 자원 정보를 수신한다 (2400단계). 상기 적어도 하나의 자원 정보는 상대 송신 디바이스에 의해 전송된 자기 자원 정보 외에 불특정 다수의 송신 디바이스에 의해 전송된 주변 자원 정보를 포함한다. 그리고 상기 불특정 다수의 송신 디바이스는 수신 디바이스에 의해 자원 정보의 수신이 가능한 거리 내에 위치하는 송신 디바이스를 가리킨다.
예컨대 자원 정보를 포함하는 자원 정보 요청 메시지는 링크 ID에 의해 대응하는 링크를 식별할 수 있다. 상기 링크를 식별할 수 있다는 것은 자원 정보 요청 메시지를 전송한 송신 디바이스를 확인할 수 있음으로 간주될 것이다.
따라서 수신 디바이스는 수신한 적어도 하나의 자원 정보가 자기 자원 정보인지 주변 자원 정보인지를 구분할 수 있을 뿐만 아니라, 주변 자원 정보에 대해서는 어떠한 인접 송신 디바이스에 의해 전송된 것인지를 확인하는 것이 가능하다.
상기 수신 디바이스는 원하는 링크에서 원하는 자원에 대한 혼잡도를 측정하고, 상기 측정한 혼잡도를 기반으로 혼잡 레벨을 계산한다 (2402단계). 상기 혼잡 레벨을 계산하는 것은 시작 자원 인덱스의 재 설정이 필요한지를 판단하기 위함이다. 즉 현재의 자기 자원 정보에 의해 할당된 적어도 하나의 RU에서의 혼잡 정도가 소정의 기준을 넘어갈 시에 할당 자원의 시작 위치, 즉 시작 자원 위치를 재 설정함으로써, 다른 자원 (RU)을 이용하여 D2D 통신이 수행될 수 있도록 한다.
일 예로 D2D 통신에 참여하는 링크 수가 증가할수록 할당할 자원이 부족한 상황이 발생할 수 있다. 예컨대 시작 자원 인덱스 (
Figure pat00226
)에 인접한 RU에서 주변 링크들에 의한 간섭이 심한 경우, 더 이상 할당 가능한 자원 (
Figure pat00227
)이 존재하지 않는 상황이 발생할 수 있다. 이와 같은 혼잡 발생을 인지할 시에 다른 자원에 의해 D2D 통신이 이루어질 수 있도록 시작 자원 인덱스 (
Figure pat00228
)의 재 설정이 요구된다.
상기 혼잡을 인지하기 위한 혼잡 레벨의 추정 값 (
Figure pat00229
)은 하기 <수학식 8>에 의해 정의될 수 있다.
Figure pat00230
여기서
Figure pat00231
는 RU 인덱스이고,
Figure pat00232
는 링크 인덱스이며,
Figure pat00233
는
Figure pat00234
번째 RU에서
Figure pat00235
번째 링크에서 추정한 수신 전력 세기를 의미한다.
따라서 상기 <수학식 8>에 의해 정의되는 혼잡 레벨의 추정 값 (
Figure pat00236
)은 각 링크의
Figure pat00237
번째 RU에서 추정된 수신 전력 세기들을 합산한 결과 값에 의해 정의된다.
일 예로 상대 송신 디바이스에 의해 보고된 자기 자원 정보에 포함된 시작 자원 인덱스 (
Figure pat00238
)에서의 혼잡 레벨 (
Figure pat00239
)은
Figure pat00240
를 시작 자원 인덱스 (
Figure pat00241
)로 설정한 후, 링크 별로 추정한 수신 신호 세기들을 합산함에 의해 추정할 수 있다.
상기 수신 디바이스는 앞서 계산한 시작 자원 인덱스 (
Figure pat00242
)에서의 혼잡 레벨을 고려하여 시작 자원 인덱스 (
Figure pat00243
)에 상응한 RU에서 혼잡이 발생하였는지를 판단한다 (2404단계). 대표적인 예로 시작 자원 인덱스 (
Figure pat00244
)에서의 혼잡 레벨이 미리 설정된 소정의 기준 (임계 값)을 넘는지에 대한 비교에 의해 혼잡 발생 여부를 판단할 수 있다.
하기의 <수학식 9>는 시작 자원 인덱스 (
Figure pat00245
)에서의 혼잡 레벨 (
Figure pat00246
)과 소정의 기준 (임계 값)의 비교에 의해 혼잡 발생 여부를 판단하기 위한 조건의 일 예를 보이고 있다.
Figure pat00247
상기 <수학식 9>에서 정의하고 있는 예는, 최소 수신 전력 (
Figure pat00248
)과 최대 수신 전력 (
Figure pat00249
) 사이에서 적정한 비율 (
Figure pat00250
)로 결정하는 전력 값보다 해당 링크의 송신 디바이스, 즉 상대 송신 디바이스에 의해 제공된 시작 자원 인덱스 (
Figure pat00251
) 지점에서의 수신 전력 값 (
Figure pat00252
)이 더 클 경우에 한해 혼잡 상태로 판단한다. 상기 적정한 비율 (
Figure pat00253
)는 실험에 따르면, 0.5로 선택하는 것이 바람직하다고 인정된다.
상기 수신 디바이스는 혼잡 상황이 발생할 것으로 판단되면, 저 잡음 자원들 중 하나를 조정된 시작 자원 인덱스로 결정한다 (2408단계). 예컨대 혼잡 상태에 거의 도달할 것으로 판단되면, 목표 시작 자원 인덱스 (
Figure pat00254
)에 점진적으로 도달하도록 하는 계산 과정을 거치지 않고 자원 재 설정에 의한 도약적인 시작 자원 인덱스 (
Figure pat00255
) 계산을 수행할 수 있다.
하기 <수학식 10>은 혼잡 상황 발생에 따라 도약적인 시작 자원 인덱스 (
Figure pat00256
)를 계산하는 일 예를 정의하고 있다.
Figure pat00257
상기 <수학식 9>에서 정의하고 있는 새롭게 설정할 RU 인덱스 i의 예는, 최소 수신 전력과 최대 수신 전력 사이에서 적정한 비율 (
Figure pat00258
)로 결정하는 전력 값보다 낮은 수신 전력을 가지는 모든 i 중에서 임의의 하나를 m으로 선택하여 결정한다. 상기 적정한 비율 (
Figure pat00259
)은 예시와 실험에 의해 0.1로 선택하였다. 하지만 상기 적정한 비율
Figure pat00260
는 항상 앞서 정의된 적정한 비율
Figure pat00261
보다 작아야 한다.
하지만 상기 수신 디바이스는 혼잡 상황이 발생하지 않았다고 판단되면, 앞서 수신한 적어도 하나의 자원 정보를 사용하여 조정된 자원 정보를 구성한다 (2406단계). 즉 상기 수신 디바이스는 앞서 수신한 적어도 하나의 자원 정보를 사용하여 시작 자원 인덱스를 조정하고, 할당된 자원들의 수를 결정한다. 상기 수신 디바이스는 시작 자원 인덱스를 조정하고, 할당된 자원들의 수를 결정할 시에 주변 자원 정보를 고려함으로써, 인접 링크에 대해 할당된 자원과의 충돌이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 즉 상기 수신 디바이스는 주변 링크에서의 할당 자원과의 충돌을 회피하도록 할당할 자원을 조정할 수 있다.
상기 수신 디바이스는 상기 조정한 시작 자원 인덱스 및/또는 결정한 할당 자원들의 수에 의해 조정된 자원 정보를 구성할 수 있다. 일 예로 상기 수신 디바이스는 앞서 정의된 <수학식 2>에 의해, 시작 자원 인덱스를 조정할 수 있다.
상기 수신 디바이스는 조정된 자기 자원 정보를 상대 송신 디바이스로 전송한다 (2410). 즉 상기 수신 디바이스는 수신한 자원 정보 요청 메시지에 포함된 링크 ID에 의해 해당 링크를 식별할 수 있으므로, 조정된 자기 자원 정보를 상기 상대 송신 디바이스로 전송할 자원 정보 응답 메시지에 링크 ID를 추가시킬 수 있다.
한편 상기 수신 디바이스는 필요에 의해 조정된 자기 자원 정보를 상대 송신 디바이스 외에도 인접 송신 디바이스에게도 전송할 수도 있다.
상기 수신 디바이스는 적어도 하나의 수신 파일럿 신호에 의해 하향 링크의 채널 품질을 측정한다 (2412단계). 이때 상기 적어도 하나의 수신 파일럿 신호는 상대 송신 디바이스와 인접 송신 디바이스에 의해 전송되는 파일럿 신호에 해당한다. 예컨대 상기 채널 품질이 SINR인 경우, 수신 디바이스는 상대 송신 디바이스에 의해 전송된 파일럿 신호에 의해 측정한 수신 신호 세기 (수신 신호 세기)와 적어도 하나의 인접 송신 디바이스에 의해 전송된 파일럿 신호에 의해 측정한 수신 신호 세기 (간섭 신호 세기) 및 측정된 잡음 세기에 의해 상기 상대 송신 디바이스에 대응한 SINR을 측정할 수 있다.
상기 수신 디바이스는 측정한 채널 품질을 기반으로 구성한 CQI를 상기 상대 송신 디바이스로 보고한다 (2414단계). 상기 상대 송신 디바이스에 대응하여 측정한 CQI 또한 필요에 의해 인접 송신 디바이스로 제공될 수 있다.
상기 수신 디바이스는 상기 상대 송신 디바이스로부터 앞서 수신한 자원 정보를 이용하여 전송된 데이터 패킷을 수신한다 (2416). 그리고 상기 수신 디바이스는 할당된 자원이 남아있는지를 판단한다 (2418단계). 즉 다음 전송을 위해 자원 할당이 필요한지를 판단한다.
상기 수신 디바이스는 할당된 자원이 남아 있다면, 앞서 수신한 데이터 패킷에 응답한 ACK 신호와 다음 전송을 위한 자원이 할당되었음을 나타내기 위해 추가 자원 비트를 온 시켜 상기 상대 송신 디바이스로 전송한다 (2420단계). 그 후 상기 수신 디바이스는 2412단계 내지 2416단계를 반복하여 수행한다.
하지만 할당된 자원이 남아 있지 않으면, 상기 수신 디바이스는 앞서 수신한 데이터 패킷에 응답한 ACK 신호와 다음 전송을 위한 자원이 할당되어 있지 않음을 나타내기 위해 추가 자원 비트를 오프 시켜 상기 상대 송신 디바이스로 전송한다 (2422단계). 그 후 상기 수신 디바이스는 D2D 통신을 위해 시작된 세션을 종료한다.
도 25는 본 발명의 제2실시 예에 따른 D2D 통신 시스템에서 분산 스케줄링을 위해, 송신 디바이스가 수행하는 제어 흐름을 보이고 있다.
도 25에서의 제어 흐름은 다음 슬롯의 할당 여부를 알리기 위한 비트를 사용하지 않는 경우인 제2실시 예에 대한 것이다. 따라서 도 25에서의 제어 흐름은 제1실시 예에 따른 제어 흐름을 보이고 있는 도 23과 일부 동작 (2504단계, 2512단계, 2514단계) 만이 상이할 뿐, 나머지 동작 (나머지 단계들)은 동일하다.
보다 구체적으로, 송신 디바이스는 상대 수신 디바이스로부터 조정된 자기 자원 정보를 수신하는 것은 동일하다 (2504단계). 하지만 조정된 자기 자원 정보가 상대 수신 디바이스에 의해 할당된 자원들의 수를 포함하는 점에서 제1실시 예에서의 동작과 다르다고 할 것이다.
그 후 송신 디바이스가 파일럿 신호를 전송한 후 그에 대한 응답으로 CQI를 수신하며, 데이터 패킷을 전송한 후 그에 대한 응답으로 ACK 신호를 수신하는 동작은 동일하다.
하지만 제2실시 예에서는 다음 슬롯의 할당 여부를 인지하기 위한 추가 자원 비트를 사용하지 않으므로, 상기 송신 디바이스는 ACK 신호만을 수신할 뿐, 추가 자원 비트를 수신하지는 않는다 (2512단계).
그리고 상기 송신 디바이스는 추가 자원 비트를 수신하지 않으므로, 추가 자원 비트가 온 또는 오프 상태인지를 판단하는 것이 아니라 남은 할당된 자원이 존재하는 지를 판단한다 (2514단계). 상기 송신 디바이스는 남은 할당된 자원이 존재한다고 판단할 시, 파일럿 신호의 전송 및 데이터 패킷의 전송을 반복하여 수행한다.
하지만 남은 할당된 자원이 존재하지 않는다고 판단할 시, 상기 송신 디바이스는 세션의 유지 상태를 확인하고, 그 결과에 따른 동작을 추가로 수행한다. 즉 세션이 유지되고 있을 시, 상기 송신 디바이스는 보고된 CQI를 고려하여 자원 요구 량을 계산한다 (2518단계). 그리고 상기 송신 디바이스는 조정된 자원 인덱스에 의해 시작 자원 인덱스를 갱신한다 (2520단계).
그 후 상기 송신 디바이스는 D2D 통신을 위해 시작된 세션이 계속하여 유지될 때까지 자원의 위치 또는 량을 변경하는 스케줄링 동작을 반복하여 수행한다.
도 26은 본 발명의 제2실시 예에 따른 D2D 통신 시스템에서 분산 스케줄링을 위해, 수신 디바이스가 수행하는 제어 흐름을 보이고 있다.
도 26에서의 제어 흐름은 다음 슬롯의 할당 여부를 알리기 위한 비트를 사용하지 않는 경우인 제2실시 예에 대한 것이다. 따라서 도 26에서의 제어 흐름은 제1실시 예에 따른 제어 흐름을 보이고 있는 도 24와 일부 동작 (2620단계, 2622단계) 만이 상이할 뿐, 나머지 동작 (나머지 단계들)은 동일하다.
즉 수신 디바이스는 상대 송신 디바이스로부터 데이터 패킷을 수신한 후, 할당된 자원이 남아 있는지를 판단하여 채널 품질 측정 및 데이터 패킷의 수신을 위한 동작의 반복 수행 여부를 결정한다.
하지만 상기 수신 디바이스는 할당된 자원이 남아 있는지 여부에 무관하게 수신한 데이터 패킷에 응답한 ACK 신호만을 상대 송신 디바이스로 전송한다. 즉 상기 할당된 자원의 남아 있는지 여부에 대응하여 설정된 추가 자원 비트를 상대 송신 디바이스로 전송하는 동작은 이루어지지 않는다.
도 27은 본 발명의 실시 예에 따른 D2D 통신 시스템에서 분산 스케줄링을 수행하는 디바이스의 블록을 보이고 있다. 도 27에서 보이고 있는 디바이스의 구성은 송신 디바이스로서의 동작뿐만 아니라 수신 디바이스로서의 동작을 모두 수행할 수 있음을 전제로 하고 있다. 하지만 해당 디바이스가 송신 디바이스 또는 수신 디바이스로만 동작할 시, 해당 동작을 위해 필요한 구성 만으로 구현될 수 있음은 자명할 것이다.
먼저 송신 디바이스로 동작할 시, 송신부(2710)는 제어부(2700)의 제어에 의해 자기 자원 정보를 포함하는 자원 정보 요청 메시지를 방송을 통해 전송한다. 또한 상기 송신부(2710)는 상기 제어부(2700)의 제어에 의해 파일럿 신호를 전송한다. 그리고 상기 송신부(2710)는 상기 제어부(2700)의 제어에 의해 상기 자기 자원 정보를 구성하는 자원 할당 시작 위치 (
Figure pat00262
)에 대응한 RU에서의 데이터 전송을 시작하여 자원 할당 요구 량 (
Figure pat00263
)만큼의 RU들에서 데이터를 전송한다.
수신부(2720)는 상대 디바이스에 의해 전송되는 자원 정보 응답 메시지와, CQI를 수신하여 상기 제어부(2700)로 전달한다. 그리고 상기 수신부(2720)는 자원 할당 시작 위치 (
Figure pat00264
)에서부터 자원 할당 요구 량 (
Figure pat00265
)만큼의 RU들에서 전송된 데이터 각각에 대응한 ACK 신호를 수신하고, 이를 상기 제어부(2700)로 전달한다. 그리고 상기 ACK 신호와 함께 추가 자원 비트가 상대 디바이스로부터 제공될 시, 이를 수신하여 상기 제어부(2700)로 전달한다.
상기 제어부(2700)는 초기에 임의로 결정한 자원 할당 시작 위치 (
Figure pat00266
)와 자원 할당 요구 량 (
Figure pat00267
)에 의해 자기 자원 정보를 구성하여 상기 송신부(2710)를 통해 방송하기 위한 제어를 수행한다. 또한 상기 제어부(2700)는 더 이상의 할당된 자원이 남아 있지 않다고 판단될 시, 기존의 자기 자원 정보를 갱신한다. 예컨대 상기 제어부(2700)는 상대 디바이스로부터 제공된 추가 자원 비트가 ‘오프’될 시, 더 이상의 할당된 자원이 남아 있지 않다고 판단하여 기존의 자기 자원 정보를 갱신한다. 다른 예로 상대 디바이스로부터 추가 자원 비트가 제공되지 않을 시, 데이터를 수신할 때마다 남은 자원이 존재하는 지를 판단하고, 더 이상 남은 자원이 존재하지 않을 시에 기존의 자기 자원 정보를 갱신한다.
기존 자기 자원 정보의 갱신을 위해, 상기 제어부(2700)는 상기 수신부(2720)를 통해 전달되는 상대 디바이스로부터의 CQI를 고려하여 새로운 자원 할당 요구 량 (
Figure pat00268
)을 계산한다. 그리고 상기 제어부(2700)는 상기 수신부(2720)를 통해 전달되는 상대 디바이스에 의해 조정된 자기 자원 정보 (일 예로 조정된 자원 할당 시작 위치 (
Figure pat00269
)에 의해 새로운 자원 할당 시작 위치 (
Figure pat00270
)로 변경한다.
상술한 바에 의해 기존 자기 자원 정보를 갱신한 상기 제어부(2700)는 갱신된 자기 자원 정보를 이용하여 데이터를 전송하기 위한 제어를 반복하여 수행한다.
한편 송신 디바이스로 동작할 시, 상기 제어부(2700)에 의해 수행하는 대부분의 동작은 상기 제어부(2700)를 구성하는 자원 할당부(2702)에 의해 이루어진다.
다음으로 수신 디바이스로 동작할 시, 수신부(2720)는 제어부(2700)의 제어에 의해 상대 디바이스 및 인접 디바이스에 의해 방송되는 자원 정보 요청 메시지를 수신하고, 상기 수신한 자원 정보 요청 메시지를 상기 제어부(2500)로 전달한다. 또한 상기 수신부(2720)는 상기 제어부(2700)의 제어에 의해 상대 디바이스 및 인접 디바이스에 의해 전송되는 파일럿 신호를 수신하고, 상기 파일럿 신호의 수신에 따른 신호 세기를 측정하여 그 결과를 상기 제어부(2700)로 제공한다. 그리고 상기 수신부(2720)는 상기 제어부(2700)의 제어에 의해 상기 자기 자원 정보를 구성하는 자원 할당 시작 위치 (
Figure pat00271
)에 대응한 RU에서부터 자원 할당 요구 량 (
Figure pat00272
)만큼의 RU들에서 상기 상대 디바이스에 의해 전송되는 데이터를 수신하여 상기 제어부(2700)로 전달한다.
송신부(2710)는 상기 제어부(2700)의 제어에 의해 자원 정보 응답 메시지와, CQI를 상기 상대 디바이스로 전송한다. 이때 상기 자원 정보 응답 메시지는 상기 제어부(2700)에 의해 조정된 자기 자원 정보 (일 예로 조정된 자원 할당 시작 위치 (
Figure pat00273
))를 포함한다. 그리고 상기 송신부(2510)는 상기 제어부(2700)의 제어에 의해 자원 할당 시작 위치 (
Figure pat00274
)에서부터 자원 할당 요구 량 (
Figure pat00275
)만큼의 RU들에서 수신된 데이터 각각에 대응한 ACK 신호를 상기 상대 디바이스로 전송한다. 또한 상기 송신부(2510)는 상기 제어부(2700)가 있을 시에 상기 ACK 신호와 함께 추가 자원 비트를 상대 디바이스로부터 전송할 수 있다.
상기 제어부(2700)는 상기 수신부(2720)로부터 전달받은 상대 디바이스 및 인접 디바이스로부터 수신한 자원 정보 요청 메시지로부터 자기 자원 정보와 적어도 하나의 주변 자원 정보를 수집한다. 상기 제어부(2500)는 수집한 적어도 하나의 주변 자원 정보를 고려하여 링크 간의 충돌을 회피할 수 있도록 수집한 자기 자원 정보에 대한 조정을 수행함으로써, 조정된 자기 자원 정보를 생성한다.
상기 제어부(2700)는 상기 생성한 조정된 자기 자원 정보를 포함하는 자원 정보 응답 메시지를 구성하고, 상기 구성한 자원 정보 응답 메시지를 상기 상대 디바이스로 전송하도록 상기 송신부(2710)를 제어한다.
상기 제어부(2700)는 상기 수신부(2720)를 통해 수신되는 상대 디바이스 및 인접 디바이스의 파일럿 신호에 대한 수신 신호 세기를 이용하여 하향 링크에서의 채널 품질을 측정한다. 일 예로 상기 제어부(2700)는 채널 품질로써 스케줄링에 의해 할당된 자원에서의 순시 전송률
Figure pat00276
을 측정할 수 있다. 그리고 상기 제어부(2700)는 앞서 측정된 채널 품질을 기반으로 CQI를 생성하고, 상기 생성한 CQI를 상대 디바이스로 전송하도록 상기 송신부(2710)를 제어한다.
상기 제어부(2700)는 앞서 상대 디바이스로부터 수신한 자기 자원 정보를 사용하여 자원 할당 시작 위치 ()에서부터 자원 할당 요구 량 (
Figure pat00278
)만큼의 RU들에서 상기 상대 디바이스로부터 전송되는 데이터를 수신하도록 상기 수신부(2720)를 제어한다.
그리고 상기 제어부(2700)는 상기 수신부(2720)를 통해 수신한 데이터를 처리하고, 그 결과로써 ACK 신호를 전송하도록 상기 송신부(2710)를 제어한다. 이때 상기 제어부(2700)는 할당된 자원 중 남은 자원이 존재하는지에 의해 추가 자원 비트를 ‘온’ 또는 ‘오프’로 설정하고, 상기 설정한 추가 자원 비트를 상기 ACK 신호와 함께 상기 상대 디바이스로 전송하도록 상기 송신부(2710)를 제어할 수 있다.
예컨대 상기 제어부(2700)는 자원 할당부(2702)와 혼잡 제어부(2704)를 포함할 수 있다. 이 경우 상기 자원 할당부(2702)는 자원 할당 시작 위치 (
Figure pat00279
)를 점진적으로 원하는 최종 목적으로 하는 자원 할당 시작 위치 (
Figure pat00280
)로 변경하기 위한 전반적인 제어를 수행한다. 또한 상기 자원 할당부(2702)는 인접 디바이스로부터 수집한 주변 자원 정보를 이용하여 조정할 자원 할당 시작 위치 (
Figure pat00281
)를 결정하기 위한 전반적인 제어를 수행한다.
상기 혼잡 제어부(2704)는 각 RU에서의 혼잡 정도를 검사하고, 자신이 사용하고 있는 RU에서의 혼잡 정도가 설정된 임계 기준보다 높아지는지를 판단하며, 그 결과를 고려하여 변경할 새로운 자원 할당 시작 위치 (
Figure pat00282
)를 결정하기 위한 전반적인 제어를 수행한다.
메모리(2730)는 D2D 통신을 지원하기 위해 요구되는 프로그램, 데이터 등을 상기 제어부(2700)의 제어에 의해 저장하며, 상기 제어부(2700)의 제어에 의해 저장된 프로그램, 데이터 등을 출력한다. 특히 상기 메모리(2730)는 분산 스케줄링을 지원하기 위해 요구되는 다양한 정보를 저장하며, 상기 제어부(2700)의 요청에 의해 필요한 정보를 출력한다.
도 28은 본 발명의 실시 예에서 제안하는 분산 스케줄링 기술의 실험 결과를 보이고 있다.
도 28에 따르면, 제안된 분산 스케줄링에 의해 기존 기술인 benchmark 시스템에 적용된 기술에 비해 향상된 성능을 보이고 있음을 확인할 수 있다. 예컨대 링크의 길이가 20 미터 (m)인 특정 환경에서 처리 량 (throughput)이 대략 33 퍼센트 (%)정도 향상되었음을 볼 수 있다.
한편 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.

Claims (16)

  1. 디바이스 간 직접 통신을 위한 복수의 링크들이 존재하는 네트워크에서 상기 복수의 링크들 중 하나인 대상 링크를 설정하는 수신 디바이스의 분산 스케줄링 방법에 있어서,
    상기 대상 링크를 설정하는 상대 송신 디바이스와, 상기 복수의 링크들 중 상기 대상 링크에 인접하여 링크를 설정하는 적어도 하나의 인접 송신 디바이스에 의해 방송되는 자원 정보에 포함된 자원 할당 요구 량들을 미리 설정된 자원 단위 (RU)별로 합산하는 과정과,
    상기 상대 송신 디바이스와 상기 적어도 하나의 인접 송신 디바이스에 의해 방송되는 자원 정보에 포함된 자원 위치 정보와 상기 합산한 자원 할당 요구 량을 고려하여 자신의 자원 정보를 조정하여 상기 상대 송신 디바이스로 전송하는 과정과,
    상기 방송되는 자원 정보에 대해 정해진 분산 스케줄링 규칙에 따라 결정한 자원을 이용한 데이터 전송이 이루어질 때까지 상기 상대 송신 디바이스로부터 수신한 파일럿 신호들 각각에 의해 채널 품질을 측정하는 과정과,
    상기 수신한 파일럿 신호 별로 측정한 채널 품질 정보를 상기 상대 송신 디바이스로 피드-백하는 과정을 포함하는 수신 디바이스의 분산 스케줄링 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 방송되는 자원 정보는 해당 링크를 식별하는 식별 정보와, 자원 할당 시작 위치 및 자원 할당 요구 량을 포함함을 특징으로 하는 수신 디바이스의 분산 스케줄링 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 조정된 자원 정보는 조정된 자원 할당 시작 위치와 조정된 자원 할당 요구 량 중 적어도 하나와, 해당 링크를 식별하는 식별 정보를 포함함을 특징으로 하는 수신 디바이스의 분산 스케줄링 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 상대 송신 디바이스로부터 전송된 데이터의 수신에 따른 응답 신호와, 상기 조정된 자원 정보에 포함된 자원 할당량에 상응한 모든 자원 중 남은 자원이 존재하는지를 나타내는 추가 자원 비트를 상기 상대 송신 디바이스로 전송하는 과정을 더 포함하는 수신 디바이스의 분산 스케줄링 방법.
  5. 디바이스 간 직접 통신을 위한 복수의 링크들이 존재하는 네트워크에서 상기 복수의 링크들 중 하나인 대상 링크를 설정하고, 상기 설정한 대상 링크에서의 세션을 통해 데이터를 전송하기 위해 사용할 자원의 할당을 위한 분산 스케줄링을 수행하는 수신 디바이스에 있어서,
    상기 대상 링크를 설정하는 상대 송신 디바이스와, 상기 복수의 링크들 중 상기 대상 링크에 인접하여 링크를 설정하는 적어도 하나의 인접 송신 디바이스에 의해 방송되는 자원 정보를 수신하는 수신부와,
    상기 상대 송신 디바이스와 상기 적어도 하나의 인접 송신 디바이스에 의해 방송되는 자원 정보에 포함된 자원 위치 정보와 상기 합산한 자원 할당 요구 량들을 고려하여 자신의 자원 정보를 조정하고, 상기 상대 송신 디바이스와 상기 적어도 하나의 인접 송신 디바이스로부터 수신한 자원 정보에 포함된 자원 할당 요구 량들을 미리 설정된 자원 단위 (RU)로 합산하며, 상기 방송되는 자원 정보에 대해 정해진 분산 스케줄링 규칙에 따라 결정한 자원을 이용한 데이터 전송이 이루어질 때까지 상기 상대 송신 디바이스로부터 수신한 파일럿 신호들 각각에 의해 채널 품질을 측정하는 제어부와,
    상기 조정된 자원 정보를 상기 상대 송신 디바이스로 전송하고, 상기 수신한 파일럿 신호 별로 측정한 채널 품질 정보를 상기 상대 송신 디바이스로 피드-백하는 송신부를 포함하는 수신 디바이스.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 방송되는 자원 정보는 해당 링크를 식별하는 식별 정보와, 자원 할당 시작 위치 및 자원 할당 요구 량을 포함함을 특징으로 하는 수신 디바이스.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 조정된 자원 정보는 조정된 자원 할당 시작 위치와 조정된 자원 할당 요구 량 중 적어도 하나와, 해당 링크를 식별하는 식별 정보를 포함함을 특징으로 하는 수신 디바이스.
  8. 제5항에 있어서, 상기 수신부는,
    상기 제어부의 제어에 의해, 상기 상대 송신 디바이스로부터 전송된 데이터의 수신에 따른 응답 신호와, 상기 합산에 의한 자원 할당 요구 량의 합에 상응한 모든 자원 중 남은 자원이 존재하는지를 나타내는 추가 자원 비트를 상기 상대 송신 디바이스로 전송함을 특징으로 하는 수신 디바이스.
  9. 디바이스 간 직접 통신을 위한 복수의 링크들이 존재하는 네트워크에서 상기 복수의 링크들 중 하나인 대상 링크를 설정하는 송신 디바이스의 분산 스케줄링 방법에 있어서,
    상기 대상 링크에 대해 설정한 자원 정보를 방송하는 과정과,
    상기 대상 링크를 설정하는 수신 디바이스에 의해 조정된 자원 정보를 수신하는 과정과,
    상기 대상 링크에 대해 설정한 자원 정보를 기반으로 파일럿 신호와 데이터를 전송하는 과정과,
    상기 전송된 파일럿 신호에 상응한 채널 품질 정보를 상기 상대 수신 디바이스로부터 수신하는 과정과,
    모든 할당된 자원을 이용한 데이터 전송이 완료될 시, 상기 수신한 채널 품질 정보를 고려하여 다음 디바이스 간 직접 통신에 의해 데이터를 전송하기 위해 할당을 요구할 자원 할당 요구 량을 결정하는 과정과,
    모든 할당된 자원을 이용한 데이터 전송이 완료될 시, 상기 수신한 조정된 자원 정보에 의해 다음 디바이스 간 직접 통신에 의해 데이터를 전송할 자원 할당 시작 위치를 갱신하는 과정과,
    상기 결정한 자원 할당 요구 량과 상기 갱신한 자원 할당 시작 위치 및 상기 다음 디바이스 간 직접 통신을 수행할 링크의 식별 정보에 의해 구성한 자원 정보를 방송하는 과정을 포함하는 송신 디바이스의 분산 스케줄링 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 대상 링크에 대해 설정한 자원 정보는 상기 대상 링크를 식별하는 식별 정보와, 세션 시작 시에 임의의 결정된 자원 할당 시작 위치 및 자원 할당 요구 량을 포함함을 특징으로 하는 송신 디바이스의 분산 스케줄링 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 조정된 자원 정보는 조정된 자원 할당 시작 위치와 조정된 자원 할당 요구 량 중 적어도 하나와, 해당 링크를 식별하는 식별 정보를 포함함을 특징으로 하는 송신 디바이스의 분산 스케줄링 방법.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 상대 수신 디바이스로부터 데이터 수신에 따른 응답 신호와, 상기 모든 할당된 자원을 이용한 데이터 전송의 완료 여부를 나타내는 추가 자원 비트를 수신하는 과정을 더 포함하는 송신 디바이스의 분산 스케줄링 방법.
  13. 디바이스 간 직접 통신을 위한 복수의 링크들이 존재하는 네트워크에서 상기 복수의 링크들 중 하나인 대상 링크를 설정하고, 상기 설정한 대상 링크에서의 세션을 통해 데이터를 전송하기 위해 사용할 자원의 할당을 위한 분산 스케줄링을 수행하는 송신 디바이스에 있어서,
    상기 대상 링크에 대해 설정한 자원 정보를 방송하고, 상기 대상 링크에 대해 설정한 자원 정보를 기반으로 파일럿 신호와 데이터를 전송하는 송신부와,
    상기 대상 링크를 설정하는 수신 디바이스에 의해 조정된 자원 정보를 수신하고, 상기 전송된 파일럿 신호에 상응한 채널 품질 정보를 상기 상대 수신 디바이스로부터 수신하는 수신부와,
    모든 할당된 자원을 이용한 데이터 전송이 완료될 시, 상기 수신한 채널 품질 정보를 고려하여 다음 디바이스 간 직접 통신에 의해 데이터를 전송하기 위해 할당을 요구할 자원 할당 요구 량을 결정하고, 상기 수신한 조정된 자원 정보에 의해 다음 디바이스 간 직접 통신에 의해 데이터를 전송할 자원 할당 시작 위치를 갱신하며, 상기 결정한 자원 할당 요구 량과 상기 갱신한 자원 할당 시작 위치 및 상기 다음 디바이스 간 직접 통신을 수행할 링크의 식별 정보에 의해 자원 정보를 구성하는 제어부를 포함하는 송신 디바이스.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 대상 링크에 대해 설정한 자원 정보는 상기 대상 링크를 식별하는 식별 정보와, 세션 시작 시에 임의의 결정된 자원 할당 시작 위치 및 자원 할당 요구 량을 포함함을 특징으로 하는 송신 디바이스.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 조정된 자원 정보는 조정된 자원 할당 시작 위치와 조정된 자원 할당 요구 량 중 적어도 하나와, 해당 링크를 식별하는 식별 정보를 포함함을 특징으로 하는 송신 디바이스.
  16. 제14항에 있어서, 상기 수신부는,
    상기 상대 수신 디바이스로부터 데이터 수신에 따른 응답 신호와, 상기 모든 할당된 자원을 이용한 데이터 전송의 완료 여부를 나타내는 추가 자원 비트를 수신함을 특징으로 하는 송신 디바이스.
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