KR20150035435A - 전자장치들간 무선 통신을 위한 동기화 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전자장치들간 동기화를 위한 방법 및 장치에 관한 것으로, 특히 전자장치들간 무선 통신을 위한 동기화 방법 및 장치에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 방법은, 다른 전자장치와 무선 통신을 위한 전자장치에서 동기화 방법으로, 미리 설정된 주기 내에 둘 이상의 기준 동기 신호가 수신되는 경우 수신된 동기 신호들이 동기화 되어 있는지를 검사하는 단계; 상기 기준 동기신호들간 동기화되어 있지 않는 경우 상기 수신된 기준 동기 신호들 중 가장 낮은 등급 이하 등급의 기준 동기신호 송출 단말을 선출하는 단계; 상기 기준 동기신호 송출 단말로 선출될 시 동기 프레임 내에 각 등급간 시간적인 직교성을 갖도록 미리 설정된 시점에 기준 동기신호를 생성하여 송신하는 단계; 및 상기 기준 동기신호를 송출하는 다른 전자장치들과 기준 동기 신호를 동기화하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

전자장치들간 무선 통신을 위한 동기화 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR SYNCHRONIZING OF WIRELESS COMMUNICATION BETWEEN ELECTRONIC DEVICES}

본 발명은 전자장치들간 동기화를 위한 방법 및 장치에 관한 것으로, 특히 전자장치들간 무선 통신을 위한 동기화 방법 및 장치에 관한 것이다.

최근 스마트폰의 보급으로 인해 데이터 트래픽이 급격하게 증가하고 있다. 방송통신위원회에 따르면 스마트폰 보급이 가속화됨에 따라 모바일 데이터 트래픽이 지난 1년간 3배 증가된 것으로 보고되었다. 앞으로 스마트폰 사용자 수가 더욱 증가할 것이고, 이를 이용한 응용 서비스들은 더욱 더 활성화될 것으로 예상되기 때문에 데이터 트래픽이 지금 보다 훨씬 더 증가할 것으로 예상된다. 특히 사람간의 통신을 넘어서 새로운 모바일 시장인 사람과 사물간의 통신, 사물간의 통신 등 사물을 활용하는 사물 지능 통신까지 활성화될 경우에는 기지국으로 전송되는 트래픽은 감당하기 어려울 정도로 증가할 것으로 예상된다.

따라서 이러한 문제들을 해결할 수 있는 기술이 요구되고 있는데, 최근 디바이스간 직접 통신 기술이 주목받고 있다. D2D(Device to Device) 통신으로 불리는 이 기술은 이동통신의 허가대역과 무선랜과 같은 비허가대역에서 모두 주목을 받고 있다.

전자장치간 통신이 이동통신에 융합되는 경우 기지국의 트래픽 수용 능력을 증가시키고 과부하를 줄일 수 있다는 점에서 주목할 만하다. 즉, 동일한 셀 또는 서로 인접한 셀 내의 전자장치(단말, User Equipment)들이 서로 간에 D2D 링크를 설정한 뒤 기지국(기지국, evolved NodeB)을 거치지 않고 데이터를 D2D 링크를 통해서 직접 주고받으면, 2번의 링크를 1번의 링크로 줄일 수 있으므로 이득이다.

비허가대역에서의 연구는 사람간의 통신, 사람과 사물간의 통신, 사물간의 통신이 발생하는 요구를 인지하여 불필요한 무선 자원 낭비를 막고, 적절하게 지역적으로 발생하는 트래픽을 판단하여 서비스하는데 있다. 따라서 다수의 디바이스가 서비스, 컨텐츠에 대한 정보를 주변에 방송하고 수신하는 과정을 효율적으로 운용하는 방법에 초점을 맞추고 있다.

디바이스 사이에 통신을 제어하기 위해서는 디바이스들 사이의 동기를 설정하는 과정이 요구되는데, 디바이스는 동기식 기지국 또는 GPS 수신 모듈을 통해 수신되는 시간 정보를 사용하여 디바이스들 사이의 동기를 설정하였다. 이와 같이 디바이스가 동기식 기지국 또는 GPS 수신모듈을 시간 정보를 획득하여 동기를 설정하는 방식에서, 디바이스는 동기식 기지국 또는 GPS 수신모듈과 접속이 필수적으로 요구된다. 그런데, 통신 사업자가 제공하는 통신 방식에 따라, 동기식 기지국을 지원하지 않을 수 있으므로, 동기식 기지국을 통해 수신되는 시간 정보를 사용하여 동기를 설정하지 못할 수 있다. 또한, 디바이스가 GPS 음영지역(예컨대, 고층 빌딩들 사이, 터널, 건물의 실내 등)에 위치하게 되면, 디바이스가 GPS로부터 시간 정보를 수신하지 못하게 되어 디바이스의 동기를 설정하지 못할 수 있다. 이와 같이, 디바이스가, 동기식 기지국 또는 GPS 수신모듈과의 접속이 원활하지 않을 경우, D2D 통신을 개시 조차할 수 없는 문제가 발생하게 된다.

따라서 본 발명에서는 전자장치간 무선 통신을 위한 동기화 방법 및 장치를 제공한다.

또한 본 발명에서는 동기식 기지국 또는 GPS와 같은 절대적인 동기 제공 시스템에 의존하지 않고 전자장치간 무선 통신을 위한 동기화 방법 및 장치를 제공한다.

또한 본 발명에서는 전자장치간 중앙집중식 동기 방식과 분산식 동기 방식을 혼용할 수 있는 무선 통신을 위한 동기화 방법 및 장치를 제공한다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 방법은, 다른 전자장치와 무선 통신을 위한 전자장치에서 동기화 방법으로, 미리 설정된 주기 내에 둘 이상의 기준 동기 신호가 수신되는 경우 수신된 동기 신호들이 동기화 되어 있는지를 검사하는 단계; 상기 기준 동기신호들간 동기화되어 있지 않는 경우 상기 수신된 기준 동기 신호들 중 가장 낮은 등급 이하 등급의 기준 동기신호 송출 단말을 선출하는 단계; 상기 기준 동기신호 송출 단말로 선출될 시 동기 프레임 내에 각 등급간 시간적인 직교성을 갖도록 미리 설정된 시점에 기준 동기신호를 생성하여 송신하는 단계; 및 상기 기준 동기신호를 송출하는 다른 전자장치들과 기준 동기 신호를 동기화하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 실시 예에 따른 방법은, 다른 전자장치와 무선 통신을 위한 전자장치에서 동기화 방법으로, 동기 프레임 내에 각 등급간 시간적인 직교성을 갖도록 미리 설정된 시점들 중 어느 한 시점에서 기준 동기신호를 송출하는 단계; 상기 기준 동기신호와 다른 동기를 갖는 기준 동기신호를 송출하는 제2전자장치와 비동기 상태임을 알리는 신호를 제3전자장치로부터 수신할 시 상기 제3전자장치로 비동기 확인 신호를 송신하는 단계; 및 상기 제3전자장치와 네트워크 분산 방법으로 동기화를 수행하는 단계;를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 장치는, 다른 전자장치와 동기화되어 무선 통신을 수행하기 위한 전자장치로, 적어도 하나의 상기 다른 전자장치와 무선 통신을 수행하며, 기준 동기신호를 송출하기 위한 통신부; 및 상기 통신부를 제어하는 제어부;를 포함하며,

상기 제어부는, 상기 다른 전자장치와 통신이 요구될 시 상기 통신부를 통해 미리 설정된 주기 내에 둘 이상의 기준 동기 신호가 수신되는 경우 수신된 동기 신호들이 동기화 되어 있는지를 검사하고, 상기 기준 동기신호들간 동기화되어 있지 않는 경우 상기 수신된 기준 동기 신호들 중 가장 낮은 등급 이하 등급의 기준 동기신호 송출 단말을 선출하며, 상기 기준 동기신호 송출 단말로 선출될 시 동기 프레임 내에 각 등급간 시간적인 직교성을 갖도록 미리 설정된 시점에 기준 동기신호를 생성하여 상기 통신부를 통해 송신하도록 제어하고, 상기 기준 동기신호를 송출하는 다른 전자장치들과 기준 동기 신호를 동기화하도록 제어할 수 있다.

본 발명의 다른 실시 예에 따른 장치는, 다른 전자장치와 동기화되어 무선 통신을 수행하기 위한 전자장치로, 적어도 하나의 상기 다른 전자장치와 무선 통신을 수행하며, 기준 동기신호를 송출하기 위한 통신부; 및 상기 통신부를 제어하는 제어부;를 포함하며,

상기 제어부는, 상기 통신부를 제어하여 동기 프레임 내에 각 등급간 시간적인 직교성을 갖도록 미리 설정된 시점들 중 어느 한 시점에서 기준 동기신호를 송출하도록 제어하고, 상기 통신부를 통해 상기 기준 동기신호와 다른 동기를 갖는 기준 동기신호를 송출하는 제2전자장치와 비동기 상태임을 알리는 신호를 제3전자장치로부터 수신할 시 상기 제3전자장치로 비동기 확인 신호를 상기 통신부를 통해 송신하도록 제어하며, 상기 제3전자장치와 네트워크 분산 방법으로 동기화를 수행할 수 있다.

본 발명에 따른 방법 및 장치를 사용하면, D2D 네트워크에 효율적으로 동기화를 제공할 수 있다. 또한 본 발명에 따른 방법 및 장치는 동기식 기지국 또는 GPS와 같은 절대적인 동기 제공 시스템에 의존하지 않고 전자장치간 무선 통신을 위한 동기화를 제공할 수 있으며, 전자장치간 중앙집중식 동기 방식과 분산식 동기 방식을 혼용할 수 있다. 이를 통해 D2D 네트워크에서 일대일, 일대다 통신에 있어서 중앙집중식 동기 방법과 분산식 동기 방법을 혼용하여 안정성과 효율성을 동시에 만족할 수 있다.

도 1a 및 도 1b는 무선 통신이 가능한 전자장치들 중에서 대표 전자장치를 선정하여 통신을 수행하는 방법을 설명하기 위한 네트워크 개념도,
도 2a 내지 도 2d는 본 발명의 일 실시예에 따라 서로 다른 2개의 네트워크가 중첩되는 경우 동기화를 위한 방법을 설명하기 위한 시스템 개념도,
도 3a 및 도 3b는 기준 동기 전자장치들간 동기를 맞추는 경우 하프 듀플렉스 문제를 설명하기 위한 타이밍도,
도 4a 내지 도 4c는 본 발명에 따라 서로 다른 등급을 갖는 기준 동기 전자장치들간 직교성을 갖도록 동기 신호를 송신하여 동기를 맞추는 경우를 설명하기 위한 예시도,
도 5a 내지 도 5c는 본 발명에 따라 3개의 네트워크가 중첩지역에서 보다 많은 네트워크로 구성되어 전체의 전자장치들이 동기화되는 과정을 설명하기 위한 개념도,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자장치의 블록 구성도,
도 7은 본 발명에 따른 전자장치가 D2D 네트워크를 구성하는 경우의 제어 흐름도,
도 8a 내지 도 8f는 본 발명의 실시예에 따라 동기 신호를 송출하여 D2D 네트워크가 동기화가 이루어지는 경우를 설명하기 위한 예시도,
도 9a 내지 도 9d는 본 발명의 다른 실시 예에 따라 동기 신호를 송출하여 D2D 네트워크가 동기화가 이루어지는 경우를 설명하기 위한 예시도들.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 다양한 실시예들을 상세히 설명한다. 이때, 첨부된 도면들에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한 이하에 첨부된 본 발명의 도면은 본 발명의 이해를 돕기 위해 제공되는 것으로, 본 발명의 도면에 예시된 형태 또는 배치 등에 본 발명이 제한되지 않음에 유의해야 한다. 또한 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다. 하기의 설명에서는 본 발명의 다양한 실시 예들에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며, 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.

먼저 이하에서 설명될 본 발명의 기본적인 개념에 대하여 살펴보기로 한다. 무선 통신이 가능한 전자장치(Terminal or Device or User Equipment) 간 동기화를 수행한다는 것은 기준 시간을 발송하는 장치 예를 들어, GPS, 동기식 기지국 등의 도움 없이 무선 전자장치 간 가지고 있는 시간 기준을 동일하게 맞춘다는 것을 의미한다. 각 전자장치들은 전자장치 내부에 진동자(oscillator)를 가지고 있고, 이를 기준으로 시간 기준을 설정한다. D2D 통신 링크에서 주고받는 제어 신호와 데이터 신호를 충돌 없이 또한 효율적으로 상호간 주고받으려면 각 전자장치들이 모두 같은 시간 기준을 가지고 있어야 하며, 같은 프레임 구조를 가져야만 통신이 가능하다.

그런데 초기에 각 전자장치들은 서로 다른 시점에 진동자를 구동하므로 각각 알고 있는 시간 기준이 다르게 된다. 예를 들어, 진동자의 값이 0에서부터 100까지 상승하여 반복된다고 할 때, 어떤 전자장치 A는 절대 시간 10에서 진동자를 시작하였고, 어떤 전자장치 B는 절대 시간 40에서 진동자를 시작하였다고 하면, 절대 시간 50에서 전자장치 A는 40의 진동자 값을 가지고, 전자장치 B는 10의 진동자 값을 가진다.

따라서 기존의 네트워크에서 전자장치 간 동기를 맞추는 방법은 가지고 있는 진동자 값의 차이를 서로 알게 하여 이를 조정하는 것이다. 앞의 예에서 전자장치 A는 절대 시간 50에서 40의 진동자 값을 전자장치 B에게 알려주고, 전자장치 B는 자신의 진동자 값 10과의 차이가 30이 난다는 사실을 다시 전자장치 A에게 알려주면 전자장치 A가 이를 반영하여 진동자 값을 수정하여, 전자장치 A와 전자장치 B 간의 동기를 맞출 수 있다.

하지만, 전자장치들의 숫자가 늘어나면 상기와 같은 일대일 동작의 반복 수행만으로는 네트워크를 일정 시간 내에 수렴시키기 어렵게 되므로, 대표 전자장치를 선출하여 그 시간 기준을 따라가던지, 일대다 동작을 반복 수행하는 방법 등의 여러 방안들이 제안되어 왔다.

본 발명에서는 하나의 대표 전자장치를 선출하되, 필요한 경우 대표 전자장치들 간 일대일 또는 일대다의 동기화 과정을 통해 전체 네트워크의 동기화가 이루어지도록 하는 방법을 제안한다. 이하의 설명에서 전자장치들간 동기화를 위해 사용되는 신호 또는 프레임은 사용되는 시스템 또는 표준 또는 단체 또는 회사마다 서로 다른 용어를 사용할 수 있다. 이하에서 전자장치들간 동기화를 위해 사용되는 신호 또는 프레임은 기준 신호, 기준 프레임, 동기 신호, 동기 프레임, 시간동기, 동기 시간, 시간 기준, 동기 시간 정보, 기준 동기 신호, 기준 동기 프레임 등 다양한 형태로 사용될 수 있다. 하지만, 본 발명에서 설명하는 바와 동일한 형태의 동작을 한다면, 신호 또는 프레임 등 어떠한 형태를 가지더라도 무방하며, 사용되는 용어에 의해 본 발명이 한정되어서는 안됨에 유의해야 한다.

먼저 하나의 대표 전자장치가 선출되는 경우를 첨부된 도면을 참조하여 살펴보기로 한다.

도 1a 및 도 1b는 무선 통신이 가능한 전자장치들 중에서 대표 전자장치를 선정하여 통신을 수행하는 방법을 설명하기 위한 네트워크 개념도이다.

도 1a는 무선 통신이 가능한 전자장치들 중에서 대표 전자장치를 선정하는 경우 각각의 네트워크 중첩된(overlapped) 영역이 존재하지 않는 경우이며, 도 1b는 무선 통신이 가능한 전자장치들 중에서 대표 전자장치를 선정하는 경우 각각의 네트워크 중첩된(overlapped) 영역이 존재하는 경우를 예시하였다.

도 1a를 참조하면, 제1네트워크(10) 내에 존재하는 각각의 전자장치들(11, 12, 13, 14, 15)은 동기 신호를 송출하는 제1기준 동기 전자장치(1st Reference Synch Device)(11)가 송신한 동기 신호에 근거하여 동기화된 네트워크를 구성하고 있으며, 제2네트워크(20) 내에 존재하는 각각의 전자장치들(21, 22, 23, 24, 25)은 동기 신호를 송출하는 제2기준 동기 전자장치(2nd Reference Synch Device)(21)가 송신한 동기 신호에 근거하여 동기화된 네트워크를 구성하고 있다.

여기서 제1네트워크(10) 및 제2네트워크(20) 내에 존재하는 전자장치들(11, 12, 13, 14, 15, 21, 22, 23, 24, 25)은 모두 D2D 무선 통신이 가능한 전자장치들이다. 도 1a에 도시한 바와 같이 제1네트워크(10)와 제2네트워크(20) 상호간 중첩된(overlapped) 영역이 존재하지 않는 경우 서로 다른 네트워크에 속한 전자장치들 간 간섭이 발생하지 않아 데이터를 주고받는데 아무런 지장을 초래하지 않을 수 있다. 따라서 제1네트워크(10)의 제1기준 동기 전자장치(1st Reference Synch Device)(11)와 제2네트워크(20)의 제2기준 동기 전자장치(2nd Reference Synch Device)(21)간 동기화가 이루어지지 않아도 아무런 문제가 없을 수 있다.

다음으로 중첩된 지역을 갖는 경우를 도 1b를 참조하여 살펴보기로 한다. 도 1b를 참조하면, 제1네트워크(10) 내에 존재하는 각각의 전자장치들(11, 12, 13, 14, 31, 32) 중 제1네트워크(10) 내에만 존재하는 전자장치들(11, 12, 13, 14)은 동기 신호를 송출하는 제1기준 동기 전자장치(1st Reference Synch Device)(11)가 송신한 동기 신호에 근거하여 동기화된 네트워크를 구성하고 있으며, 제2네트워크(20) 내에 존재하는 각각의 전자장치들(21, 22, 23, 24, 31, 32) 중 제2네트워크(20) 내에만 존재하는 전자장치들(21, 22, 23, 24)은 동기 신호를 송출하는 제2기준 동기 전자장치(2nd Reference Synchy Device)(21)가 송신한 동기 신호에 근거하여 동기화된 네트워크를 구성하고 있다.

하지만, 도 1b에 도시한 바와 같이 제1네트워크(10)와 제2네트워크(20)가 중첩된 지역(overlapped area)(30)이 존재할 수 있으며, 두 네트워크가 중첩된 지역(30)에 존재하는 전자장치들(31, 32)은 제1네트워크(10)와 제2네트워크(20)로부터 각각 기준 동기 신호를 수신하게 된다. 여기서도 제1네트워크(10) 및 제2네트워크(20) 내에 존재하는 전자장치들(11, 12, 13, 14, 21, 22, 23, 24, 31, 32)은 모두 D2D 무선 통신이 가능한 전자장치들이다.

이때, 제1네트워크(10)의 제1기준 동기 전자장치(11)와 제2네트워크(20)의 제2기준 동기 전자장치(21)간 서로 동기가 맞지 않는 경우 두 네트워크가 중첩지역(30)에 존재하는 전자장치들(31, 32)은 무선 통신을 수행할 수 없게 될 수 있다. 뿐만 아니라 중첩된 지역(30)에 위치한 전자장치가 데이터를 송신하는 경우 다른 인접한 단말들은 심한 간섭을 받거나 일부 또는 모든 수신 단말과 통신을 위한 자원 제어가 불가능할 수도 있다.

예를 들어, 제1네트워크(10)와 제2네트워크(20)간 동기가 맞지 않는 상황에서 중첩지역(30)에 존재하는 제1전자장치(31)가 제1네트워크(10) 내에서 제1기준 동기 전자장치(11)와 동기를 맞춰 통신하고자 하는 경우를 가정해 보자. 이러한 경우 제1전자장치(31)가 송신한 신호는 제2네트워크(20) 내에만 존재하는 다른 전자장치들(21, 22, 23, 24) 중 적어도 하나의 전자장치까지 신호가 전달될 수 있다. 그러면 제2네트워크(20) 내에만 존재하는 전자장치들(21, 22, 23, 24) 중 적어도 하나의 전자장치는 중첩지역(30)에 제1전자장치(31)에서 송신한 신호로 인하여 간섭이 발생한다. 또한 이러한 간섭으로 인해 중첩지역(30)에 속한 제1전자장치(31)로부터 신호가 수신되는 제2네트워크(20) 내의 적어도 하나의 전자장치는 데이터 전송 효율이 저하되거나 통신이 불가능할 수도 있다.

다른 예로, 중첩지역(30) 내에 위치한 제1전자장치(31)는 제1네트워크(10)의 기준 시간에 따르고, 중첩지역(30) 내에 위치한 제2전자장치(32)는 제2네트워크(20)의 기준 시간에 따르는 경우 제1전자장치(31)와 제2전자장치(32)가 비슷한 시간에 데이터를 주고받는 경우에는 보다 심각한 통신 장애가 발생할 수 있다.

또 다른 예로, 중첩지역(30) 내에 위치한 제1전자장치(31)는 제1네트워크(10)의 기준 시간에 따르고, 중첩지역(30) 내에 위치한 제2전자장치(32)는 제2네트워크(20)의 기준 시간에 따르는 경우를 살펴보자. 이러한 경우 제1전자장치(31)가 방송 신호를 송출하면, 제2전자장치(32)는 제1전자장치(31)에 근접하여 위치하고 있음에도 상호간 동기가 맞지 않아 정확한 수신 시간을 알 수 없게 되며, 이로 인해 통신 장애가 발생할 수 있다.

도 1a 및 도 1b의 경우는 중앙집중식 동기방식으로 D2D 네트워크를 형성하는 경우에 발생할 수 있는 문제점이다. 하지만, 각각의 전자장치들 상호간 일대다로 동기를 맞춰 네트워크를 형성하는 경우에도 서로 다른 동기를 갖는 네트워크가 점차로 확산되어 서로 다른 동기를 갖는 둘 이상의 네트워크가 만나게 되는 경우에도 도 1b에서 설명한 바와 유사한 상황이 발생할 수 있다. 다만, 분산식 동기 방법의 경우 상기 상황에서 동기를 맞추기 위해 비교적 많은 시간과 자원이 소모되지만 점진적으로 동기화가 이루어질 수 있다. 하지만, 중앙집중식 동기방식의 경우 동기를 맞출 수 없다는 문제가 있다.

도 2a 내지 도 2c는 본 발명의 일 실시 예에 따라 서로 다른 2개의 네트워크가 중첩되는 경우 동기화를 위한 방법을 설명하기 위한 시스템 개념도이다.

도 2a를 참조하면, 제1네트워크(100)에는 서로 다른 다수의 전자장치들(101, 102, 103, 104, 105, 151, 152, 153, 154)이 포함되어 있으며, 제2네트워크(200)에도 서로 다른 다수의 전자장치들(151, 152, 153, 154, 201, 202, 203, 204, 205)이 포함되어 있다. 또한 도 1b에서 설명한 바와 같이 제1네트워크(100)와 제2네트워크(200)는 중첩지역(150)을 가진다. 중첩지역(150)에 포함된 전자장치들(151, 152, 153, 154)은 앞서 설명한 바와 같이 크게 2가지 문제를 가질 수 있다.

이를 다시 살펴보면, 첫째는 하나의 네트워크 내에서의 문제이며, 다른 하나는 네트워크간의 문제이다. 도 2a에 도시한 바와 같이 각각의 네트워크들(100, 200) 내에는 기준 동기 신호를 송신하는 서로 다른 기준 동기 전자장치들(Reference Synch Devices)(101, 201)이 존재한다. 또한 각각의 네트워크들(100, 200) 내에는 기준 동기 신호를 제공하지 않는 하나 이상의 일반 전자장치들이 포함된다. 일반 전자장치의 경우 하나의 기준 동기 신호를 수신하여 해당하는 기준 동기 전자장치와 동기화되어야만 데이터를 송수신할 수 있다. 그런데, 앞서 설명한 바와 같이 서로 다른 기준 동기 전자장치들(101, 201)로부터 서로 다른 기준 동기 신호를 수신하는 중첩지역(150)의 전자장치들(151, 152, 153, 154)은 특정한 선택 기준에 근거해 하나의 기준 동기 전자장치를 선택해야만 한다. 가령, 기준 동기 전자장치들(101, 201)로부터 수신된 수신 전력에 근거하거나 별도의 선택 방법에 근거하여 하나의 기준 동기 전자장치를 선택할 수 있다.

하지만, 전자장치들이 이동하거나 채널 상황이 변화하는 경우 일반 전자장치는 선택한 기준 동기 전자장치를 변경해야만 하는 경우가 빈번하게 발생할 수 있다. 예컨대, 수신 신호를 기준으로 하는 경우 채널 상황의 변화 또는 전자장치가 이동하거나 장애물이 발생하거나 기타 다른 이유로 채널의 변화가 발생하는 경우 이러한 채널 변화에 기인하여 수신 신호의 세기가 변경될 수 있다. 이처럼 채널의 상태가 변화하면, 전자장치는 수신 신호 세기에 따라 동기 기준 전자장치를 변경해야만 한다. 뿐만 아니라 중첩지역(150)에 위치한 전자장치들(151, 152, 153, 154)은 복수개의 동기 신호가 겹쳐서 수신될 경우, 동기 신호 탐지 성능이 감소하게 된다.

본 발명에서는 이를 해소하기 위해 첫 번째로 도 2b와 같이 중첩지역에 새로운 네트워크를 형성하도록 한다. 도 2a의 중첩지역(150)에 위치한 전자장치들 중 하나를 기준 동기 전자장치로 설정하여 도 2b와 같은 형태로 제3의 네트워크를 형성하는 것이다.

도 2b를 참조하면, 도 2a의 중첩지역(150)에 위치한 전자장치들(151, 152, 153, 154) 중 하나의 전자장치(151)가 제3네트워크(300)의 제3기준 동기 전자장치(3rd Reference Synch Device)로 설정되었음을 확인할 수 있다. 제3네트워크(300)는 제1네트워크(100)와 제2네트워크(200)의 중첩지역(150)에 위치한 전자장치들 중 하나의 전자장치(301)가 기준 동기 전자장치가 된 것이므로, 제1네트워크(100)의 제1기준 동기 전자장치(101)는 물론 제2네트워크(200)의 제2기준 동기 전자장치(201)까지 신호를 송출할 수 있다.

도 2b와 같이 네트워크를 구성하는 경우에도 아직 모든 문제가 해결된 것은 아니다. 도 2b와 같이 구성하는 경우의 문제점을 도 2c를 참조하여 살펴보기로 한다.

도 2c는 제3네트워크(300)를 구성하는 경우 발생하는 동기화 문제를 설명하기 위한 일 예시도이다. 도 2c를 참조하면, 제1네트워크(100)의 제1기준 동기 전자장치(101)로부터만 신호를 수신하는 전자장치들은 2개의 전자장치들(103, 104)이며, 제1기준 동기 전자장치(101)와 제3네트워크(300)의 제3기준 동기 전자장치(301)로부터 기준 동기 신호를 수신하며, 제1네트워크(100)에 속하는 전자장치들은 3개의 전자장치들(102, 105, 302)이 된다.

제3네트워크(300)의 제3기준 동기 전자장치(301)가 동기 신호를 출력하는 전자장치로 설정됨에 따라 제1네트워크(100)와 제3네트워크(300)에 속하게 된 전자장치들(102, 105, 302) 중 하나의 전자장치에서 기준 신호가 수신되는 경우를 살펴보자. 전자장치(105)는 제1기준 동기 전자장치(101)로부터 기준 신호를 수신하며, 동시에 제3기준 동기 전자장치(301)로부터 기준 신호를 수신하게 된다. 이처럼 서로 다른 2개의 기준 동기 전자장치들(101, 301)로부터 기준 동기 신호를 수신하려면, 각각의 기준 동기 전자장치들(101, 201, 301)간 동기가 맞아야만 가능하다. 따라서 제1기준 동기 전자장치(101)와 제3기준 동기 전자장치(301) 상호간 동기가 맞아야 한다. 그러면, 이하에서 각각의 기준 동기 전자장치들(101, 201, 301)간 동기를 맞추는 방법을 도 2d를 참조하여 살펴보기로 하자.

도 2d는 본 발명에 따라 서로 다른 기준 동기 전자장치들 사이의 동기화를 설명하기 위한 개념도이다.

도 2d에 도시한 바와 같이 제3네트워크(300)를 구성하는 제3기준 동기 전자장치(3rd Reference Synch Device)(301)는 제1네트워크(100)의 제1기준 동기 전자장치(1st Reference Synch Device)(101)는 물론 제2네트워크(200)의 제2기준 동기 전자장치(2nd Reference Synch Device)(201)와 통신이 가능하다. 따라서 서로 다른 3개의 기준 동기 전자장치들(101, 201, 301)간 동기화가 이루어진다면, 제1네트워크(100), 제2네트워크(200) 및 제3네트워크(300)간 모두 동기화가 이루어질 수 있다.

하지만, 현재까지 알려진 방법을 사용하는 경우 아래와 같은 문제가 발생할 수 있다. 각각의 동기 기준 전자장치들(101, 201, 301)간 서로 동기화를 수행하는 경우에 모두 동일한 시간으로 인지하고 있는 시간에서 송신하게 된다. 그러면, 각각의 기준 동기 전자장치들(101, 201, 301)은 하프 듀플렉스(Half Duplex) 문제로 인해 완벽한 동기가 불가능해지는 문제가 있다.

도 3a 및 도 3b는 기준 동기 전자장치들간 동기를 맞추는 경우 하프 듀플렉스 문제를 설명하기 위한 타이밍도이다.

도 3a를 참조하면, 제1기준 동기 전자장치(Reference Synch Device #1, RSD #1)의 동기 신호(Synch Signal, SS) 전송 시점이 t1 시점이고, 제2기준 동기 전자장치(Reference Synch Device #2, RSD #2)의 동기 신호(Synch Signal, SS) 전송 시점이 t3 시점이며, 제3기준 동기 전자장치(Reference Synch Device #3, RSD #3)의 동기 신호(Synch Signal, SS) 전송 시점이 t2 시점인 경우를 도시하고 있다.

이처럼 서로 다른 3개의 기준 동기 전자장치들이 서로 다른 시점에서 동기 신호를 송신하는 경우 상호간 통신이 가능하므로, 동기시점을 일치시키기 위해 분산 방식 등의 방법을 통해 동기화를 시도할 수 있다. 하지만, 이처럼 분산 방식을 이용하여 동기화를 시도하는 경우에도 도 3b에 도시한 바와 같이 정확한 동기화가 이루어지기는 어려운 문제가 있다.

도 3b는 기준 동기 전자장치들간 동기를 맞추는 경우 하프 듀플렉싱으로 인하여 동기가 틀어진 경우를 예시한 타이밍도이다. 도 3b를 참조하면, 제1기준 동기 전자장치(Reference Synch Device #1, RSD #1)의 동기 신호(Synch Signal, SS) 전송 시점이 기존 t1 시점에서 t1' 시점으로 이동한 상태이고, 제3기준 동기 전자장치(Reference Synch Device #3, RSD #3)의 동기 신호(Synch Signal, SS) 전송 시점이 기존 t2 시점에서 t2' 시점으로 이동한 상태이며, 제2기준 동기 전자장치(Reference Synch Device #2, RSD #2)의 동기 신호(Synch Signal, SS) 전송 시점이 기존 t3 시점에서 t3' 시점으로 이동한 상태를 도시하고 있다.

도 3b에 도시한 바와 같이 D2D 방식 또는 에드-혹(ad-hoc) 방식으로 통신하는 전자장치들에서 현재까지 알려진 방법을 이용하여 일부의 전자장치들간 동기를 맞추고자 하는 경우 완벽한 동기화를 이룰 수 없다. 이는 각각의 동기 기준 전자장치가 동기 신호를 송신하면서 다른 동기 기준 전자장치가 송신하는 동기 신호를 수신할 수 없는 상황이 발생하기 때문이다.

따라서 본 발명에서는 기준 동기 전자장치들간 등급의 차이를 두어 동기화를 수행하도록 한다. 또한 하프 듀플렉싱 문제를 해결하기 위해 서로 다른 등급을 갖는 전자장치들간 동기 신호를 송신하는 시점을 다르게 구성할 수 있다.

도 4a 내지 도 4c는 본 발명에 따라 서로 다른 등급을 갖는 기준 동기 전자장치들간 직교성을 갖도록 동기 신호를 송신하여 동기를 맞추는 경우를 설명하기 위한 예시도이다.

도 4a를 참조하면, 본 발명에 따라 송신되는 프레임에는 직교성을 갖는 2개의 동기 프레임을 가진다. 도 4a에 도시한 구성(400)을 하나의 패킷(one packet) 또는 하나의 전체 프레임(full frame)이라 가정하자. 이하에서는 설명의 편의를 위해 전체 구성을 하나의 패킷(400)으로 가정하기로 한다.

하나의 패킷(400)에는 제1동기 프레임(1st Sync Frame)(401)과 제2동기 프레임(2nd Sync Frame)을 가질 수 있다. 도 4a와 같이 2개의 직교성(Orthogonality)을 갖는 동기 프레임으로 구성하는 경우는 전자장치들의 등급을 2가지로 구분하는 경우이다. 따라서 3가지 이상의 등급을 갖도록 하는 경우 하나의 패킷(400) 내에 3개 이상의 직교성을 갖는 동기 프레임들로 구성할 수 있다. 본 발명은 한 가지 등급에 대해 복수 개의 동기 프레임을 구성하는 것으로 확장할 수도 있다. 이러한 경우 한 가지 등급 내 복수 개의 동기 프레임들을 구분할 수 있도록 서로 다른 시간 위치를 알려주는 정보가 동기 신호 또는 동기 채널에서 추가적으로 포함되어야 한다. 예를 들어, 두 번째 등급에 대해 3개의 동기 프레임이 구성된 경우 동기 신호의 시퀀스로 등급을 나타내고, 이어서 수신하는 동기채널에서 두 번째 등급용의 동기 프레임 중 몇 번째 프레임을 사용하는지 알려줄 수 있다.

앞서 설명한 도 2c 및 도 2d의 구성을 갖는 경우 도 4a와 같은 형태의 패킷을 송신하면, 최초 전송은 도 4b와 같은 형태로 이루어질 수 있다.

도 2c 및 도 2d의 구성을 갖는 경우 제1기준 동기 전자장치(1st Reference Synch Device)(101)와 제2기준 동기 전자장치(2nd Reference Synch Device)(201)는 우선순위가 높은 전자장치가 될 수 있다. 제1기준 동기 전자장치(101)와 제2기준 동기 전자장치(201)는 최초 기준 동기 전자장치로 선정될 시 인접한 다른 전자장치들로부터 기준 동기 신호를 수신하지 않는 경우였기 때문이다. 이처럼 최초 기준 동기 전자장치로 설정된 제1기준 동기 전자장치(101)와 제2기준 동기 전자장치(201)를 제1등급이라 하고, 서로 다른 2개 이상의 기준 동기 전자장치로부터 기준 동기 신호를 수신함으로 인하여 기준 동기 전자장치가 된 제3기준 동기 전자장치(301)를 제2등급의 기준 전자장치로 가정한다.

이처럼 제1등급의 기준 동기 전자장치들(101, 201)은 제1동기 프레임(401)의 위치에 동기 신호를 삽입하여 전송하며, 제2등급의 제3기준 동기장치(301)는 제2동기 프레임(402)의 위치에 동기 신호를 삽입하여 전송하도록 구성한다.

따라서 도 4b를 참조하면, 제1기준 동기 전자장치(1st Reference Synch Device)(101)는 제1등급의 기준 동기 전자장치이므로, 패킷(410)을 송신할 때, 제1동기 프레임(411)의 위치에 동기 신호를 삽입하여 t1의 시점에 전송하며, 제2기준 동기 전자장치(2nd Reference Synch Device)(201) 또한 제1등급의 기준 동기 전자장치이므로, 패킷(430)을 송신할 때, 제1동기 프레임(431)의 위치에 동기 신호를 삽입하여 t3의 시점에 전송한다. 또한 제1기준 동기 전자장치(1st Reference Synch Device)(101)는 제2동기 프레임(412)의 위치에는 동기 신호를 삽입하지 않으며, 제2기준 동기 전자장치(2nd Reference Synch Device)(201) 또한 제2동기 프레임(432)의 위치에는 동기 신호를 삽입하지 않는다.

제2등급의 기준 동기 전자장치인 제3기준 동기 전자장치(301)는 패킷(420)을 송신할 때, 제1동기 프레임(421)의 위치에는 동기 신호를 삽입하지 않고, 제2동기 프레임의 위치(422)에 동기 신호를 삽입하여 전송하도록 한다.

이와 같은 프레임 구조(410, 420, 430)에 따라 동기 신호를 전송하도록 함으로써, 제1기준 동기 전자장치(1st Reference Synch Device)(101)는 t1의 시점에 동기 신호를 삽입하여 송신하며, 제2기준 동기 전자장치(2nd Reference Synch Device)(201)는 t3의 시점에 동기 신호를 삽입하여 송신하고, 제3기준 동기 전자장치(3rd Reference Synch Device)(301)는 t5의 시점에 동기 신호를 삽입하여 송신하게 된다.

따라서 각각의 기준 동기 전자장치들(101, 201, 301)은 상호간 동기가 어느 정도 틀어졌는지를 확인할 수 있다. 이처럼 각 기준 동기 전자장치들(101, 201, 301) 상호간 동기가 어느 정도 틀어졌는지 확인이 이루어지면, 각 기준 동기 전자장치들(101, 201, 301)은 상호간 동기화를 수행할 수 있다. 상호간 동기화 동작은 네트워크간 분산 방식으로 재동기화를 수행할 수 있다. 이때, 특정한 전자장치가 GPS와 같이 절대시간 정보를 획득할 수 있고, 이러한 정보를 다른 기준 동기 전자장치들로 제공할 수 있다면, 절대시간 정보를 갖는 전자장치에 맞춰 동기화를 수행하도록 할 수도 있다. 또한 이러한 본 발명의 구성에 따르면, 절대시간 정보를 갖는 전자장치는 제1등급의 기준동기 전자장치로 동작하는 것이 바람직하다.

이처럼 서로 다른 동기를 갖는 장치들 상호간 동기화를 통해 앞서 설명한 하프 듀플렉스 문제를 해소할 수 있어 도 4c에 도시한 바와 같이 정확한 동기화가 이루어질 수 있다. 즉, 각각의 기준 동기 전자장치들(101, 201, 301)은 모두 t1'의 시점에 동기를 맞출 수 있으며, 제1기준 동기 전자장치(101) 및 제2기준 동기 전자장치(201)는 t1'의 시점에 동기 신호를 송신할 수 있고, 제3기준 동기 전자장치(301)는 t2'의 시점에 동기 신호를 송신할 수 있다.

이상에서는 네트워크가 2개이며, 2개의 네트워크가 중첩되는 경우 제3의 네트워크를 구성하는 경우를 가정하여 설명하였다. 이에 따라 전자장치들의 등급이 2개로 구분되는 경우를 살펴보았다. 그러면 보다 많은 네트워크들이 구성되는 경우 3개의 등급으로 구성되어야 하는 경우를 살펴보기로 한다.

도 5a 내지 도 5c는 본 발명에 따라 3개의 네트워크 중 일부 네트워크가 중첩지역을 가짐에 따라 보다 많은 네트워크로 구성되어 전체의 전자장치들이 동기화되는 과정을 설명하기 위한 개념도이다.

도 5a를 참조하면, 제1기준 동기 전자장치(1st Reference Synch Device)(511)는 제1네트워크(510)를 구성하며, 제2기준 동기 전자장치(2nd Reference Synch Device)(521)는 제2네트워크(520)를 구성하며, 제3기준 동기 전자장치(3rd Reference Synch Device)(531)는 제3네트워크(530)를 구성한다. 각각의 기준 동기 장치들(511, 521, 531)은 다른 인접한 전자장치들로부터 신호를 수신하지 않는 전자장치들이므로, 최상위 등급 예컨대, 제1등급의 전자장치가 될 수 있다.

제1네트워크(510)는 제1기준 동기 전자장치(511)를 포함하며, 제1네트워크(510)에만 포함된 전자장치들(512, 513, 514)과 제1네트워크(510)와 제3네트워크(530)의 중첩지역에 포함된 전자장치(541)가 존재한다. 제2네트워크(520)는 제2기준 동기 전자장치(521)를 포함하며, 제2네트워크(520)에만 포함된 전자장치(522) 및 제2네트워크(520)와 제3네트워크(530)의 중첩지역에 포함된 전자장치(551)가 존재한다. 또한 제3네트워크(530)는 제3기준 동기 전자장치(531)를 포함하며, 제3네트워크(530)에만 포함된 전자장치들(532, 533, 534)과 제1네트워크(510)와 제3네트워크의 중첩지역에 포함된 전자장치(541) 및 제2네트워크(520)와 제3네트워크의 중첩지역에 포함된 전자장치(551)가 존재한다.

이처럼 구성되면, 앞서 설명한 바와 같이 제1네트워크(510)와 제3네트워크(530)의 중첩지역에 위치한 전자장치(541)는 제1네트워크(510)의 제1기준 동기 전자장치(511)로부터 기준 동기 신호를 수신하며, 제3네트워크(530)의 제3기준 동기 전자장치(531)로부터 기준 신호를 수신하는 전자장치(541)는 자체적으로 제2등급의 기준 동기 전자장치가 될 수 있다. 이때, 만일 제1네트워크(510)와 제3네트워크(530)의 중첩지역에 위치한 둘 이상의 전자장치가 제1네트워크(510)의 제1기준 동기 전자장치(511)로부터 기준 동기 신호를 수신하며, 제3네트워크(530)의 제3기준 동기 전자장치(531)로부터 기준 신호를 수신하는 경우 둘 중 하나의 전자장치가 제2등급의 기준 동기 전자장치가 될 수 있다. 이에 대하여는 후술되는 도면을 참조하여 더 상세히 설명하기로 한다.

또한 제2네트워크(520)와 제3네트워크(530)의 중첩지역에 위치한 전자장치(551)는 제2네트워크(520)의 제2기준 동기 전자장치(521)로부터 기준 동기 신호를 수신하며, 제3네트워크(530)의 제3기준 동기 전자장치(531)로부터 기준 신호를 수신하므로 자체적으로 제2등급의 기준 동기 전자장치가 될 수 있다. 이때에도 만일 제2네트워크(520)와 제3네트워크(530)의 중첩지역에 위치한 둘 이상의 전자장치가 제2네트워크(520)의 제2기준 동기 전자장치(521)로부터 기준 동기 신호를 수신하며, 제3네트워크(530)의 제3기준 동기 전자장치(531)로부터 기준 신호를 수신하는 경우 둘 중 하나의 전자장치가 제2등급의 기준 동기 전자장치가 될 수 있다.

도 5a에 도시한 바와 같이 둘 이상의 전자장치로부터 기준 동기 신호를 수신하는 각각의 전자장치들(541, 551)은 각각 제2등급의 기준 동기 전자장치가 되어 제4네트워크(540) 및 제5네트워크(550)를 구성할 수 있다.

도 5b는 둘 이상의 전자장치로부터 기준 동기 신호를 수신하는 전자장치들이 각각 제2등급의 기준 동기 전자장치로 설정된 경우를 예시한 도면이다.

도 5b에 도시한 바와 같이 제2등급의 전자장치들(541, 551)은 각각 제4네트워크(540) 및 제5네트워크(550)를 구성하며, 각각의 네트워크들(540, 550)로 제2등급의 기준 동기 신호를 송신한다. 이처럼 송신되는 제2등급의 기준 동기 신호는 앞서 설명한 도 4a와 같은 형태일 수도 있으며, 셋 이상의 등급을 설정하기 위한 다른 형태일 수도 있다. 셋 이상의 등급을 설정하기 위한 다른 형태는 이하에서 첨부된 도면을 참조하여 더 살펴보기로 한다.

또한 도 5b를 참조하면, 도 5a에서와 달리 제1네트워크(510), 제2네트워크(520) 및 제3네트워크(530) 중 어느 하나에도 속하지 않은 전자장치(561)가 제4네트워크(540) 및 제5네트워크(550)의 형성에 따라 중첩된 지역에 위치한 전자장치가 될 수 있다. 이처럼 제4네트워크(540) 및 제5네트워크(550)의 형성에 따라 중첩된 지역에 위치한 전자장치(561)는 앞서 설명한 바와 같이 다시 자체적으로 또는 다른 전자장치와의 경쟁을 통해 기준 동기 신호를 송출하는 전자장치가 될 수 있다.

도 5c는 둘 이상의 제2등급 전자장치로부터 기준 동기 신호를 수신하는 전자장치가 제3등급의 기준 동기 전자장치로 설정된 경우를 예시한 도면이다.

도 5c에 도시한 바와 같이 제6네트워크(560)를 구성하는 전자장치(561)는 제3등급의 전자장치가 될 수 있다. 만일 이때에도 제4네트워크(540)와 제5네트워크(550)의 중첩지역에 위치한 둘 이상의 전자장치가 제4네트워크(540)의 제4기준 동기 전자장치(541)로부터 기준 동기 신호를 수신하며, 제5네트워크(550)의 제5기준 동기 전자장치(551)로부터 기준 신호를 수신하는 경우 둘 중 하나의 전자장치가 제3등급의 기준 동기 전자장치가 될 수 있다. 또한 만일 네트워크의 등급이 2개의 등급만을 가지는 경우 제6네트워크(560)를 구성하는 전자장치(561)는 제2등급의 기준 동기 신호를 송신하는 전자장치가 될 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전자장치의 블록 구성도이다.

도 6을 참조하면, 전자장치는 무선 통신을 위한 통신부(610)를 가진다. 통신부(610)는 안테나(ANT)를 통해 미리 설정된 대역으로 신호를 송수신할 수 있다. 이에 따라 통신부(610)는 송수신할 신호를 대역상승 변환 및 대역하강 변환하는 RF(Radio Frequency) 처리부(미도시)를 포함할 수 있으며, 송신할 신호 또는 데이터 또는 시퀀스를 처리하기 위한 제1계층(L1 Layer)(612)과 미리 설정된 데이터의 형태에 맞춰 데이터를 처리하기 위한 제2계층(L2 Layer)(611)을 포함할 수 있다. 또한 통신부(610)는 송수신되는 데이터의 부호화 및 복호화를 위한 코덱 또는 모뎀을 포함할 수 있다. 이러한 통신부(610)는 본 발명에 따라 D2D 방식으로 데이터 또는 신호 또는 시그널 등을 송수신할 수 있다.

메모리(613)는 전자장치의 구동에 필요한 제어 데이터와 제어 시 발생되는 데이터를 임시 저장할 수 있다. 또한 메모리(613)는 본 발명에 따라 D2D 통신을 위한 알고리즘 또는 제어 데이터를 저장할 수 있다. 그 외에 메모리(613)는 전자장치를 사용하는 사용자의 요구에 따라 사용자 데이터를 저장하기 위한 하나 이상의 영역을 가질 수 있다.

제어부(621)는 전자장치의 전반적인 제어를 수행하며, 본 발명에 따라 D2D 통신 시에 필요한 제어를 수행할 수 있다. 가령, D2D 통신 방식에서 일반 단말로 동작하기 위한 제어와 D2D 통신 방식에서 기준 동기 신호를 송신하는 단말로의 동작하기 위한 제어 및 D2D 통신 방식에서 기준 동기 신호를 송신하는 다른 단말과의 동기화 등에 대한 동작의 제어를 수행할 수 있다.

표시부(614)는 LCD 또는 LED 또는 OLED 등으로 구현할 수 있으며, 제어부(621)의 제어에 의해 전자장치의 동작 상태 및 상황을 전자장치의 사용자에게 문자, 기호, 이모티콘, 그래픽 등의 다양한 형태로 제공할 수 있다. 또한 표시부(614)는 경우에 따라서는 포함하지 않을 수도 있다.

사용자 입력부(615)는 사용자가 전자장치로 사용자가 원하는 데이터를 입력하기 위한 인터페이스로 키, 터치스크린, 근접센서 등으로 구현할 수 있다. 사용자 입력부(615)는 사용자가 입력하는 입력 신호를 검출하고, 검출된 신호를 처리 가능한 형태의 신호로 생성하여 제어부(621)로 제공한다. 사용자 입력부(615) 또한 경우에 따라서는 포함하지 않을 수도 있다.

도 6에서 설명한 전자장치의 내부 블록 구성은 본 발명에 따른 하나의 실시예에 따른 구성이므로, 도 6에 도시한 구성 외에 더 많은 구성을 포함할 수도 있다. 예컨대, 인공위성으로부터 위치 신호를 수신하기 위한 구성, 사용자의 입력을 검출하기 위한 다양한 센서들, 이동통신 네트워크와 통신을 위한 구성, 마이크, 스피커, 보코더 등의 음성 신호의 처리를 위한 구성 등 다양한 구성들을 더 포함하도록 구성할 수도 있다. 반대로, 앞서 설명한 바와 같이 표시부(614) 및 사용자 입력부(615)를 포함하지 않을 수도 있다.

도 7은 본 발명에 따른 전자장치가 D2D 네트워크를 구성하는 경우의 제어 흐름도이다.

도 7은 D2D 네트워크에 진입하거나 또는 전자장치에서 D2D 통신이 시작되는 경우의 제어 흐름도이다. 도 7을 참조하면, 제어부(621)는 700단계에서 미리 설정된 시간 동안 통신부(610)를 제어하여 D2D 방식으로 통신하는 대역을 스캔하여 기준 동기 신호가 수신되는가를 검사한다. 여기서 미리 설정된 시간은 기준 동기 신호를 검색하기 위함이기 때문에 최소 기준 동기 신호가 송신되는 주기 이상의 시간이어야 한다.

이후 제어부(621)는 702단계로 진행하여 미리 설정된 시간동안 통신대역을 스캔한 결과 기준 동기 신호가 존재하지 않는가를 검사한다. 702단계의 검사는 제1기준 동기 전자장치가 되기 위한 조건을 충족하는가를 검사하는 경우가 된다. 702단계의 검사결과 미리 설정된 시간 동안 통신대역을 스캔한 결과 어떠한 기준 동기 신호가 수신되지 않는 경우는 704단계로 진행하고, 하나 이상의 기준 동기 신호가 수신된 경우 708단계로 진행한다.

먼저 704단계로 진행하면, 제어부(621)는 전자장치의 등급을 최상위 등급의 기준 동기 신호를 송출하는 전자장치로 설정한다. 앞서 설명한 바와 같이 제1등급, 제2등급으로 구성되거나 또는 제1등급, 제2등급 및 제3등급의 3가지 등급을 갖는 경우 중 704단계에서는 모두 전자장치를 제1등급의 기준 동기 신호를 송출하는 전자장치로 설정하는 것이다. 이하의 설명에서는 전자장치가 가질 수 있는 등급의 수가 3개인 경우로 가정하여 설명하기로 한다. 하지만, 2개의 등급만을 갖거나 4개 이상의 등급을 갖는 경우에도 본 발명에 기재된 내용을 기반으로 동일한 방법을 통해 구현할 수 있음은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다.

제어부(621)는 704단계에서 전자장치를 최상위 등급으로 설정하면, 704단계에서 설정된 등급을 메모리(613)에 저장할 수도 있다. 이후 제어부(621)는 706단계로 진행하여 최상위 등급으로 네트워크를 구성하고, 최상위 등급에 대응한 기준 동기 신호를 송출한다. 이처럼 704단계 및 706단계를 통해 설정된 전자장치들은 앞서 설명한 도 5a에 도시한 하나의 네트워크를 구성하는 전자장치들이 될 수 있다. 예를 들어, 제1기준 동기 전자장치(511), 제2기준 동기 전자장치(521) 및 제3기준 동기 전자장치(531)가 될 수 있다.

706단계에서 네트워크를 구성하는 경우 도 5a 내지 도 5c에서 살펴본 바와 같이 제1등급의 전자장치는 임의의 시점에서 기준 동기 신호를 송출할 수 있다. 이후 제1등급의 전자장치는 다른 기준 동기 신호를 송출하는 인접한 전자장치가 출현하는 경우 기준 동기 신호의 송출 시점을 도 5a 및 도 5c에서 살펴본 바와 같이 변경할 수 있다. 다만, 이때에도 전자장치의 등급은 변경되지 않을 수 있다.

한편, 702단계에서 708단계로 진행하면, 제어부(621)는 미리 설정된 시간동안 통신대역을 스캔한 결과 하나의 기준 동기 신호만 검출되었는가를 검사한다. 708단계의 검사결과 하나의 기준 동기 신호만 검사된 경우 제어부(621)는 714단계로 진행하고, 둘 이상의 기준 동기 신호가 검출된 경우 710단계로 진행한다.

먼저 미리 설정된 시간동안 통신대역을 스캔한 결과 하나의 기준 동기 신호만 검출되어 714단계로 진행하는 경우를 살펴보기로 한다. 제어부(621)는 714단계로 진행하면, 기준 동기 신호를 송출하는 전자장치의 기준 동기 신호에 동기화되어 해당 네트워크 내에서 통신을 수행하는 일반 단말로 설정하고, 일반 단말로서의 동작을 수행한다.

본 발명에 실시 예에 따르면, 특정한 네트워크 내에 속하는 일반 단말은 하나의 기준 동기 신호를 송출하는 전자장치에 동기화되어 해당 네트워크 내에서 통신을 수행할 수 있다. 이는 특정 네트워크 내에서는 중앙집중식 통신 방식으로 D2D 통신이 이루어지는 것을 의미한다. 714단계에서 해당하는 네트워크에서 일반 단말로 동작하는 경우에도 기준 동기 신호가 변경될 수 있다. 가령 앞서 설명한 도 5a 내지 도 5c에서와 같이 기준 동기 신호를 송출하는 전자장치가 다른 기준 동기 신호를 송출하는 인접한 전자장치가 출현하는 경우 기준 동기 신호의 송출 시점이 변경될 수 있기 때문이다. 이처럼 기준 동기 신호가 변경되면, 일반 단말로 동작하는 전자장치는 자신이 속한 네트워크에서 기준 동기 신호를 송출하는 전자장치가 제공하는 동기 신호 또는 기준 시간 변경 신호에 맞춰 재동기화를 수행할 수 있다. 예컨대, 앞서 설명한 도 4b 내지 도 4c와 같은 형태로 일반 단말이 동기 기준 단말에 의존하여 네트워크간 분산 방식으로 재동기화가 이루어질 수 있다. 즉, 하나의 기준 동기 신호가 수신된다는 의미는 동기 신호를 시퀀스로 사용하는 경우, 하나의 기준시간을 나타내는 신호가 수신된다는 의미와 같다. 다른 예로, 동기 신호를 메시지로 사용하는 경우, 하나의 기준시간 만을 보내는 하나 이상의 메시지가 수신된다는 의미와 같다. 또한, 하나의 기준시간은 동기가 맞은 동기단말로부터 받음으로 인하여 이전에 유지하고 있던 기준시간과 동일할 수도 있고, 새로운 동기단말로부터 받음으로 인하여 이전에 유지하고 있던 기준시간과 달라질 수도 있다.

다른 한편, 708단계의 검사결과 미리 설정된 시간동안 통신대역을 스캔한 결과 둘 이상의 기준 동기신호가 검출되는 경우 제어부(621)는 710단계로 진행하여 수신된 기준 동기 신호들 상호간 동기가 불일치하는가를 검사한다. 이는 앞서 설명한 도 4b의 경우인지 또는 도 4c의 경우인지를 판별하는 경우에 해당할 수 있다. 둘 이상의 기준 동기신호들간 동기가 맞지 않는 경우 720단계로 진행하고, 기준 신호들간 동기가 맞는 경우 712단계로 진행할 수 있다. 또한 이때, 기준 동기신호들간 동기가 맞는가를 검출할 시 전자장치가 원래 소속되어 있는 동기 기준단말로부터의 신호도 포함될 수 있다. 따라서 전자장치는 자신이 원래 소속되어 있는 동기 기준단말로부터 동기신호의 타이밍을 신뢰하여 기준 동기 신호를 검색하는 스캐닝 구간에서 자신이 소속되어 있지 않은 동기 기준단말로부터의 동기 신호만 스캔하거나 또는 동기 기준단말이 스캐닝 구간에서 일부러 동기신호 송신을 억제한 경우에, 소속되어 있는 동기 기준단말로부터의 동기신호 타이밍과 다른 타이밍을 가지는 하나 이상의 동기신호를 수신한 경우도 상기 둘 이상의 동기가 맞지 않는 동기신호를 검출한 경우에 포함될 수 있다.

이처럼 수신된 기준 동기 신호들 중 동기가 맞지 않는 기준 신호가 둘 이상이 아닌 경우 제어부(621)는 712단계로 진행하여 통신할 네트워크를 선택한다. 이때, 선택 기준은 여러 가지 방법이 있을 수 있다. 한 실시 예에 따른 방법으로, 수신된 둘 이상의 기준 동기 신호들 중 수신 신호의 세기가 가장 센 기준 동기 신호를 송출한 전자장치의 네트워크에 포함되어 D2D 방식으로 통신을 수행할 수 있다. 다른 한 실시 예에 따른 방법으로, 수신된 둘 이상의 기준 동기 신호들 중 등급이 높은 기준 동기 신호를 송출한 전자장치의 네트워크에 포함되어 D2D 방식으로 통신을 수행할 수 있다. 또 다른 한 실시 예에 따른 방법으로, 하나의 네트워크에 많은 수의 전자장치가 통신하는 것을 방지하기 위해 임의의 수신된 등급에 대응한 임의의 수(random number)를 생성하고, 생성된 수에 대응하는 기준 동기 신호를 송출한 전자장치의 네트워크 중 조건을 만족하는 네트워크 예를 들어 수신한 동기 신호 중 가장 높은 수에 대응하는 경우의 네트워크에 포함되어 D2D 방식으로 통신을 수행할 수 있다. 또는 상기 임의의 수 대신 단말에게 주어진 정보(예를 들어 동기 기준단말의 ID, 동기 기준단말로 동작하는 잔여 유효기간, 동기 기준단말로 활동한 기간, 배터리 잔량, GPS와 같은 절대시간 사용 여부, 네트워크 접속 여부 등)를 기반으로 특정한 수를 생성할 수도 있다. 이 밖에 상기 방법의 조합 또는 하나의 네트워크 부하가 집중되는 것을 방지하기 위한 다양한 다른 방법들을 취할 수도 있다.

이후 제어부(621)는 714단계로 진행하여 해당 네트워크에서 일반 단말로 동작한다. 이처럼 714단계에서 전자장치가 일반 단말로 동작하는 경우에도 앞서 설명한 바와 같이 지속적인 재동기화가 필요하다. 가령 앞서 설명한 도 5a 내지 도 5c에서와 같이 기준 동기 신호를 송출하는 전자장치가 다른 기준 동기 신호를 송출하는 인접한 전자장치가 출현하는 경우 기준 동기 신호의 송출 시점이 변경될 수 있기 때문이다. 이처럼 기준 동기 신호가 변경되면, 일반 단말로 동작하는 전자장치는 자신이 속한 네트워크에서 기준 동기 신호를 송출하는 전자장치가 제공하는 동기 신호 또는 기준 시간 변경 신호에 맞춰 재동기화를 수행할 수 있다. 이러한 재동기화는 저전력 동작을 위해 동기 기준단말에 의해 미리 정해진 시간 구간에서 재동기화를 수행할 수도 있다.

또 다른 한편, 710단계에서 720단계로 진행하는 경우 즉, 동기가 맞지 않는 기준 동기 신호들이 둘 이상 존재하는 경우 제어부(621)는 수신된 둘 이상의 기준 동기신호가 수신 단말 입장에서 서로 다른 시간 기준에 맞춰진 상태임을 인지할 수 있다. 따라서 제어부(621)는 전자장치를 기준 동기 단말의 후보(Candidate Reference Synch Device)로 설정하고, 기준 동기 단말의 선출을 수행한다.

기준 동기 단말의 선출(election) 또는 경쟁(competition)은 여러 가지 방법을 통해 수행할 수 있다. 먼저 본 발명에서 기준 동기 단말의 선출(election) 또는 경쟁(competition)은 대체될 수 있거나 동일한 의미로 이해될 수 있다. 기준 동기 단말의 선출(election) 또는 경쟁(competition) 방법의 일 실시 예에 따르면, 후보가 된 하나 이상의 전자장치들간 미리 설정된 임의의(random) 대기시간을 설정하고, 임의의 대기시간 후에 먼저 동기 신호를 송신하는 후보가 기준 동기 신호를 송출하는 기준 동기 전자장치가 될 수 있다. 기준 동기 단말의 선출(election) 또는 경쟁(competition) 방법의 다른 일 실시 예에 따르면, 후보가 된 전자장치들간 특정한 파라미터 예컨대, 배터리 잔량, 거주 예상 시간 또는/및 랜덤하게 발생한 수 등의 파라미터를 이용하여 우선순위 값을 상호간 교환하도록 하고, 이 중 가장 높은 수 또는 가장 낮은 수를 제시한 후보가 기준 동기 단말로 선출하도록 할 수도 있다. 또한 기준 동기 신호를 송출하는 단말로 선출되지 않은 전자장치는 일반 단말로 동작할 수 있다. 기준 동기 단말의 선출(election) 또는 경쟁(competition) 방법의 또 다른 일 실시 예에 따르면, 경쟁하는 후보 전자장치들이 하나 또는 복수 개의 기존 전자장치들에게 기준 동기 단말로 선출되기 위한 요청을 보내고, 상기 기존 전자장치들로부터 수신된 응답을 기반으로 기준 동기 단말을 선출할 수도 있다.

또한 기준 동기 단말의 선출 시에 이미 서로 다른 둘 이상의 네트워크들이 동기화를 진행하고 있는 중일 수도 있다. 따라서 전자장치는 동기화가 진행되고 있는지를 자체적으로 판별하도록 할 수도 있다. 가령, 특정한 기준 동기 전자장치로부터 송신된 기준 동기 신호를 두 주기 이상 동안 검사하여 기준 동기 신호가 변경되고 있는 경우라면, 기준 동기 신호를 송출할 후보 전자장치에서 바로 일반 단말로 전환할 수 있다. 다른 예로, D2D 방식에서 특정한 제어 정보를 이용하여 서로 다른 네트워크간 동기화가 이루어지고 있는 상태임을 알리도록 구성하는 경우에는 해당 제어 정보를 이용하여 후보 단말로 설정하지 않도록 구성할 수도 있다.

이상에서 설명한 방법을 통해 720단계에서 기준 동기 단말을 선출 또는 경쟁을 통해 기준 동기 단말이 될 수도 있고, 일반 단말로 남을 수도 있다.

이후 제어부(621)는 722단계로 진행하여 전자장치가 기준 동기 단말로 선출되었는가를 검사한다. 722단계의 검사결과 전자장치가 기준 동기 단말로 선출된 경우 제어부(621)는 724단계로 진행하고, 그렇지 않은 경우 712단계로 진행하여 통신할 네트워크를 선택하고, 714단계로 진행하여 해당 네트워크에서 일반 단말로 동작한다. 712단계 및 714단계에서의 동작은 앞서 설명하였으므로 여기서 더 설명하지 않기로 한다.

제어부(621)는 724단계로 진행하면, 동기가 불일치하는 기준 동기신호들 중 낮은 등급의 기준 동기신호와 같거나 낮은 등급의 기준 동기 전자장치로 설정한 후 기준 동기 전자장치로 동작한다. 여기서 기준 신호를 송출하기 위한 등급 설정을 좀 더 살펴보기로 하자.

전자장치는 기준 동기 전자장치로 선출될 시 등급을 설정하는 기준을 살펴본다. 기준 동기 전자장치로 설정되면, 전자장치는 기준 동기 신호를 송출할 등급을 결정해야 한다. 이는 앞서 설명한 도 4a에서와 같이 어떠한 위치에서 기준 동기 신호를 송신할 것인가를 결정하도록 하는 것이 될 수 있다. 이하에서는 도 4a 및 도 4b의 경우를 가정하여 살펴보기로 한다.

기준 동기 전자장치의 기준 동기 신호 송신 등급 결정은 수신된 기준 동기 신호들의 등급에 의거하여 결정할 수 있다. 동일한 등급에 대해 동기가 맞은 경우 기준 동기 신호는 하나만 검출된다. 하지만, 동기가 맞지 않는 경우 동일한 등급의 기준 시간이 서로 다른 기준 동기 신호는 둘 이상이 검출될 것이다. 이하에서는 기준 동기 전자장치들이 3가지 등급으로 기준 동기 신호를 송신하는 경우를 예를 들어 살펴보기로 하자.

먼저 1등급의 기준 동기 신호가 둘 이상 검출된 경우 둘 이상의 1등급으로 설정된 기준 동기 전자장치들간 모두 동기가 맞지 않는 경우이다. 따라서 이러한 경우 동일 등급을 갖는 기준 신호들이 1등급이므로, 기준 동기 전자장치로 설정된 전자장치는 2등급의 기준 동기 신호를 송출하는 전자장치로 설정하여 동작할 수 있다.

다른 예로, 1등급의 기준 동기 신호는 1개만 검출되었으나, 2등급의 서로 다른 기준 시간을 가지는 기준 동기 신호가 둘 이상 검출된 경우가 존재할 수 있다. 이러한 경우 기준 동기 전자장치로 설정된 전자장치는 3등급의 기준 동기 신호를 송출하는 전자장치로 설정하여 동작할 수 있다.

또 다른 예로, 1등급의 기준 동기 신호와 2등급의 기준 동기 신호는 하나만 검출되었으나, 3등급의 서로 다른 기준 시간을 가지는 기준 동기 신호가 둘 이상 검출되는 경우가 존재할 수 있다. 이러한 경우 기준 동기 전자장치로 설정된 전자장치는 3등급의 기준 동기 신호를 송출하는 전자장치로 설정하여 동작할 수 있다.

또 다른 예로, 1등급의 기준 동기 신호와 2등급의 기준 동기 신호는 하나만 검출되었으나, 각 기준 동기 신호가 서로 다른 기준 시간을 가지는 경우가 존재할 수 있다. 이러한 경우 1등급의 기준 동기 신호를 송신하는 단말과 2등급의 기준 동기 신호를 송신하는 단말은 서로 등급이 다르므로, 기준 동기 전자장치로 설정된 전자장치는 1등급 또는 2등급 중 하나의 단말에 동기를 맞추고, 조건이 성립하면 동기를 맞춘 단말보다 하나 아래 등급의 기준 동기를 송출하는 전자장치로 설정하여 동작할 수 있다. 여기서 조건이 성립한다는 것은 기준 동기 신호를 송출하기 위한 전자장치로의 선출 조건이 될 수 있다.

이상에서 예시한 바와 같이 기준 동기 전자장치로 설정된 전자장치가 기준 동기 신호를 송신하는 등급을 결정할 시 전자장치는 둘 이상이 검출된 기준 동기 신호의 등급 이하의 등급이 되도록 설정할 수 있다.

그러므로 동일 등급을 갖는 기준 동기 신호가 일치하지 않는 경우 일치하지 않는 기준 동기 신호들 중 가장 낮은 등급보다 하나 더 낮은 등급으로 설정하는 것이 바람직하다. 만일 수신된 동일 등급을 갖는 기준 동기 신호가 일치하지 않는 경우 일치하지 않는 기준 동기 신호들의 등급이 최하위 등급인 경우 최하위 등급으로 설정한다. 724단계에서 설정된 등급의 기준 동기 단말로 동작하는 경우 하나의 네트워크를 구성하게 된다. 또한 하나의 네트워크를 구성한 경우 앞서 설명한 바와 같이 전자장치는 기준 동기 신호의 송출 시점이 다른 기준 동기 신호를 송출하는 인접한 전자장치들과 동기화를 위해 기준 동기 신호의 송출 시점이 변경될 수 있다. 다만, 이때에도 전자장치의 등급은 변경되지 않을 수 있다. 이처럼 각 네트워크에서 기준 동기 신호를 송출하는 전자장치들간에는 분산 방식으로 상호간 동기화가 이루어질 수 있다.

또한 724단계에서 전자장치는 특정 등급의 기준 동기 단말로 동작하고자 할 때 상기 등급에 대한 동기 프레임에서의 동기 자원을 기존 동기 단말이 사용하고 있는지를 확인할 수 있다. 만일 사용하고자 하는 등급의 동기 프레임에서의 동기 자원이 비어 있는 경우 전자장치는 사용하고자 하는 동기 프레임에서 동기 신호를 송신 할 수 있다. 동기 프레임의 사용 여부는 기존 동기 단말로부터의 동기 신호에 대한 수신 전력이 될 수 있다. 또 다른 일례로, 상기 등급에 대한 동기 프레임이 복수의 동기 단말을 위해 구비되어 있다면, 가능한 동기 프레임의 동기 자원을 모두 검색하고, 검색된 동기 자원들 중 비어 있는 자원이 있으면 해당 자원을 사용할 수 있다. 반면에 검색된 동기 자원들 중 비어 있는 자원이 존재하지 않는다면, 기준 동기 단말로 동작하지 못하기 때문에 714단계로 진행하여 일반 단말로 동작하게 된다.

분산 방식으로 동기화를 수행하는 경우를 살펴보기로 하자. 일 실시 예에 따르면, 서로 다른 동기를 갖는 기준 동기 전자장치간 동기의 시점을 검사하고, 검사된 동기 시점들의 차이에 대한 평균을 이용하여 분산 동기화를 수행할 수도 있다. 다른 실시 예에 따르면, 서로 다른 동기를 갖는 기준 동기 전자장치간 동기의 시점을 검사하고, 검사된 동기 시점들 중 가장 먼저 동기 신호를 송출하는 전자장치의 동기 시점에 맞추도록 할 수도 있다. 또 다른 실시 예에 따르면, 서로 다른 동기를 갖는 기준 동기 전자장치간 동기의 시점을 검사하고, 검사된 동기 시점에 따른 미리 정해진 함수의 출력 값에 동기 시점을 맞추도록 할 수도 있다. 또 다른 실시 예에 따르면, 서로 다른 동기를 갖는 기준 동기 전자장치 중 특정한 전자장치가 위성 통신이나 동기식 이동통신 네트워크와 통신을 수행할 수 있어 절대적인 기준 동기를 획득할 수 있는 경우 제어 신호들의 교환을 통해 해당하는 전자장치에 동기를 맞추도록 구성할 수도 있다. 이를 위해 절대적인 기준 동기의 획득 여부를 동기신호에 실어 보내는 것은 자명하다.

한편, 이상에서 설명한 720단계 또는/및 704단계에서 한 번 설정된 기준 동기 전자장치는 이후 일반 단말로 전환될 수도 있다. 이하에서 기준 동기 전자장치가 일반 단말로 전환되는 경우를 720단계를 기준으로 살펴보기로 한다. 하지만 704단계의 동작에 대응한 결과에 따라서도 동일하거나 유사한 방법으로 기준 동기 전자장치가 일반 단말로 전환될 수도 있다.

기준 동기 단말의 중 하나의 전자장치가 기준 동기 신호를 송출하는 전자장치로 선출된 후 계속 동일한 전자장치가 기준 동기 신호를 송출하는 전자장치의 역할을 맡고 있지 않도록 은퇴(retirement) 메시지를 방송하여 다른 전자장치들이 다시 선출 과정을 진행하도록 지시할 수 있다.

이처럼 은퇴 과정을 두면, D2D 방식으로 통신하는 전자장치들 중 배터리를 사용하는 휴대용 전자장치의 경우 과도한 배터리 소모로 인한 네트워크 상실의 위험을 줄일 수 있다. 이처럼 기준 동기 신호를 송출하는 전자장치들간 경쟁 방법은 선출이나 은퇴 과정 없이, 단순히 각 후보 전자장치들이 동기 신호와 함께 우선순위 값을 보내면, 이를 수신한 전자장치들이 가장 높은 수를 제시한 전자장치를 기준 동기 신호를 송출하는 전자장치로 간주하는 방법을 사용할 수도 있다. 또 다른 실시 예에 따르면, 후보 전자장치간 방송 신호로 서로 정보를 주고받아 어떤 전자장치를 최종적으로 새로운 기준 동기 전자장치로 선출할지 결정하도록 구성할 수도 잇다.

도 8a 내지 도 8f는 본 발명의 실시 예에 따라 동기 신호를 송출하여 D2D 네트워크가 동기화가 이루어지는 경우를 설명하기 위한 예시도이다.

도 8a는 본 발명의 실시 예에 따라 동기 신호를 송출하기 위한 패킷 또는 프레임의 한 주기(T)를 예시한 도면이다. 이하에서는 동기 신호를 송출하기 위한 한 주기 동안 하나의 프레임이 전송되는 것으로 가정하여 설명하기로 한다.

도 8a를 참조하면, 동기 채널(801)에는 제1기준 시퀀스(1st Reference Sequence)(801a), 제2기준 시퀀스(2nd Reference Sequence)(802b) 및 제3기준 시퀀스(3rd Reference Sequence)(803c)를 송신할 수 있다. 각각의 기준 시퀀스 위치는 앞서 설명한 등급에 따른 위치일 수 있다. 예컨대, 제1등급의 기준 동기 신호를 송신하는 경우 제1기준 시퀀스(801a)의 위치에서만 기준 동기 신호를 송출하고, 제2등급의 기준 동기 신호를 송신하는 경우 제2기준 시퀀스(801b)의 위치에서만 기준 동기 신호를 송출하며, 제3등급의 기준 동기 신호를 송신하는 경우 제3기준 시퀀스(801c)의 위치에서만 기준 동기 신호를 송출하도록 구성할 수 있다.

또한 프레임 내에는 임의 접속 채널(802)을 포함할 수 있으며, 제어 채널(803)을 포함할 수 있다. 이후 나머지 데이터 채널들(804a, 804b, 804c, …, 804n)을 통해서는 D2D 방식으로 데이터를 송수신할 수 있다. 이처럼 동기 채널(801)에 전송되어 온 동기 신호 또는 기준 시퀀스를 이용하여 해당 네트워크에 존재하는 일반 단말들은 중앙 집중식으로 동기화가 이루어질 수 있다. 상기 예시에서 시퀀스 대신 메시지를 사용하는 경우, 1번째, 2번째, 3번째에 대한 인덱스 또는 위치에 상응하는 정보가 메시지로 보내져야 한다.

그러면 도 8b 내지 도 8f를 참조하여 네트워크간 동기화(inter Synchronizing) 방법에 대하여 살펴보기로 한다.

도 8b에서 제1기준 신호 전자장치(RSD#1)는 t11의 시점에서 동기 채널을 통해 자신의 네트워크 내에 존재하는 전자장치들로 동기 신호 또는 기준 시퀀스를 전송할 수 있다. 또한 제3기준 신호 전자장치(RSD#3)는 t13의 시점에서 동기 채널을 통해 자신의 네트워크 내에 존재하는 전자장치들로 동기 신호 또는 기준 시퀀스를 전송할 수 있다. 제1기준 신호 전자장치(RSD#1)와 제3기준 신호 전자장치(RSD#3)간에는 상호간 신호가 송달되지 않으며, 제1기준 신호 전자장치(RSD#1)의 네트워크와 제3기준 신호 전자장치(RSD#3)의 네트워크간 중첩 지역이 존재하는 것으로 가정한다.

두 기준 신호 전자장치간 중첩 지역에 위치한 제2기준 신호 전자장치(RSD#2)는 미리 설정된 시간 예컨대, 한 프레임 주기(T)동안 기준 신호를 스캔한다. 도 8b에서는 t12시점부터 t15시점까지 스캔이 이루어지는 경우를 가정하였다. 따라서 도 8b에서 제2기준 신호 전자장치(RSD#2)는 t13의 시점에서 제3기준 신호 전자장치(RSD#3)가 송신한 제1등급의 기준 동기 신호 또는 기준 시퀀스를 수신할 수 있다. 또한 제2기준 신호 전자장치(RSD#2)는 t14의 시점에서 제1기준 신호 전자장치(RSD#1)가 송신한 제1등급의 기준 동기 신호 또는 기준 시퀀스를 수신할 수 있다.

이처럼 서로 다른 두 기준 동기 신호가 동기화되지 않은 신호들을 수신하는 둘 이상의 전자장치들이 존재하는 경우 앞서 설명한 과정들을 통해 특정한 하나의 전자장치를 제2기준 신호 전자장치(RSD#2)로 선출할 수 있다.

이후 동작은 도 8c를 참조하여 살펴보기로 한다. 도 8c를 참조하면, 제2기준 신호 전자장치(RSD#2)는 t22시점에서 제3기준 신호 전자장치(RSD#3)가 송신한 동기 채널을 수신하고, 제3기준 신호 전자장치(RSD#3)의 임의 접속 채널(842)로 비동기 지시 정보(852)를 송신한다. 이는 제3기준 신호 전자장치(RSD#3)와 제1기준 신호 전자장치(RSD#1)간 동기가 맞지 않음을 지시하기 위한 정보가 될 수 있다.

제3기준 신호 전자장치(RSD#3)는 비동기 지시 정보(852)를 수신하면, 제어 채널(843)을 통해 제2기준 신호 전자장치(RSD#2)로 비동기 확인(853) 신호를 송신하여 비동기 상황을 인지하였음을 알릴 수 있다. 이후 제3기준 신호 전자장치(RSD#3)는 네트워크간 분산 방식의 동기화를 위해 데이터 전송을 수행하지 않고 동기 신호의 수신을 대기한다. 다만, t24의 시점과 같이 자신의 기준 동기 신호를 송신해야 하는 시점에서는 자신의 기준 동기 신호를 송신할 수 있다.

또한 제2기준 신호 전자장치(RSD#2)는 t23시점에서 제1기준 신호 전자장치(RSD#1)가 송신하는 동기 채널을 수신하고, 제1기준 신호 전자장치(RSD#1)의 임의 접속 채널(862)로 비동기 지시 정보(872)를 송신한다. 이는 제3기준 신호 전자장치(RSD#3)와 제1기준 신호 전자장치(RSD#1)간 동기가 맞지 않음을 지시하기 위한 정보가 될 수 있다.

제1기준 신호 전자장치(RSD#1)는 비동기 지시 정보(872)를 수신하면, 제어 채널(863)을 통해 제2기준 신호 전자장치(RSD#2)로 비동기 확인(873) 신호를 송신하여 비동기 상황을 인지하였음을 알릴 수 있다. 이후 제1기준 신호 전자장치(RSD#1) 또한 네트워크간 분산 방식의 동기화를 위해 데이터 전송을 수행하지 않고 동기 신호의 수신을 대기한다. 다만, 제1기준 신호 전자장치(RSD#1)도 자신의 기준 동기 신호를 송신해야 하는 시점에서는 자신의 기준 동기 신호를 송신할 수 있다.

도 8d를 참조하면, 이처럼 분산 방식으로 네트워크간 동기화가 이루어지는 경우 제1기준 신호 전자장치(RSD#1), 제2기준 신호 전자장치(RSD#2), 제3기준 신호 전자장치(RSD#3)는 각각 자신의 프레임 시작 시점들 t31, t32, t33에 맞춰 자신의 등급에 따라 기준 동기 신호들(881, 882, 883)을 송신할 수 있다. 제1기준 신호 전자장치(RSD#1), 제2기준 신호 전자장치(RSD#2), 제3기준 신호 전자장치(RSD#3)는 그 외의 구간에서는 동기 신호를 수신하기 위해 채널을 스캔하게 된다. 이는 네트워크간 분산 동기화 방법에 1회만 이루어질 수도 있고, 수차례 반복될 수도 있다. 도 8d에서는 t34, t35, t36의 시점과 같이 수차례 반복될 수 있음을 도시하고 있다. 저전력 동작을 위하여 스캐닝 구간은 네트워크에 따라 주기적으로 실시될 수 있다.

도 8e를 참조하면, 앞서 설명한 과정을 통해 제1기준 신호 전자장치(RSD#1), 제2기준 신호 전자장치(RSD#2), 제3기준 신호 전자장치(RSD#3)가 모두 동기가 맞춰지게 되는 경우를 도시하였다. 즉, t41의 시점과 t42의 시점에 제1기준 신호 전자장치(RSD#1), 제2기준 신호 전자장치(RSD#2), 제3기준 신호 전자장치(RSD#3) 모두 프레임의 시작 시점이 될 수 있다.

도 8f는 이처럼 동기화가 이루어진 이후 각각의 네트워크에서 이루어지는 일반적인 데이터 송/수신 과정을 도시하였다. 이때에도 제1기준 신호 전자장치(RSD#1), 제2기준 신호 전자장치(RSD#2), 제3기준 신호 전자장치(RSD#3)는 모두 t51의 시점 및 t52의 시점에 동기가 맞은 상태이다. 또한 제1기준 신호 전자장치(RSD#1), 제2기준 신호 전자장치(RSD#2), 제3기준 신호 전자장치(RSD#3)는 각각 동기 채널들에서 자신의 등급에 따라 기준 동기 신호들(894, 895, 896)을 송출할 수 있다.

다음으로 첨부된 도 9a 내지 도 9d를 참조하여 동기 신호를 송출하여 D2D 네트워크가 동기화가 이루어지는 다른 경우를 살펴보기로 하자.

도 9a 내지 도 9d는 본 발명의 다른 실시 예에 따라 동기 신호를 송출하여 D2D 네트워크가 동기화가 이루어지는 경우를 설명하기 위한 예시도들이다.

도 9a를 참조하면, 서로 다른 3개의 전자장치들(UE, User Equipment)(UE1, UE2, UE3)을 도시하고 있으며, 서로 다른 3개의 전자장치들(UE1, UE2, UE3)은 하나의 네트워크 예컨대, 도 1a의 제1네트워크(10) 또는 제2네트워크(20) 내에 위치한 전자장치들일 수 있다.

각각의 전자장치들(UE1, UE2, UE3)은 상호간 통신을 위해 기준 신호를 송신하는 전자장치를 설정해 하나의 전자장치에 동기를 맞춰야만 통신할 수 있다. 따라서 도 9a에 도시한 바와 같이 제1전자장치(UE1)가 먼저 한 주기 동안 기준 프레임(Sync. Frame)을 포함한 하나의 프레임을 송신할 수 있다. 이때, 제1전자장치(UE1)는 앞서 설명한 바와 같이 초기에 일정 시간 무선 자원을 모니터링 하고 기존 동기 또는 시퀀스 신호가 수신되지 않으면, 기준신호 전자장치로 전환하고 동기 또는 시퀀스 신호를 송신하기 시작할 수 있다.

또한 기존 동기 또는 시퀀스 신호가 수신되는 경우라면, 기준신호 전자장치의 역할을 부여받기 위해 기존 기준신호 전자장치에게 요청 신호를 보내게 된다. 이처럼 기준 동기 또는 시퀀스 신호를 수신한 경우는 도 9a의 제2전자장치(UE2) 및 제3전자장치(UE3)가 될 수 있다.

이를 도 9a를 참조하여 살펴보면, 기준 동기 신호를 송신하는 전자장치 예컨대, 제1전자장치(UE1)는 한 주기(T) 동안 전송되는 하나의 프레임을 전송할 수 있다. 예를 들어 첫 번째 전송되는 프레임(900)을 참조하여 살펴보면, 첫 번째 프레임(900)은 기준 프레임(Sync. Frame)(901), 데이터 프레임(Data Frame)(902) 및 요구/응답 프레임(Req/Resp Frame)(903)을 포함할 수 있다.

여기서 데이터 프레임(922)은 다른 전자장치들 예컨대, 제2전자장치(UE2) 또는/및 제3전자장치(UE3)와 데이터를 주고받는 경우를 포함할 수 있다. 또한 요구/응답 프레임들(903, 913)은 다른 전자장치 예컨대, 제2전자장치(UE2) 또는 제3전자장치(UE3)가 기준 신호를 송신하는 전자장치로 선출되기 위해 제1전자장치(UE1)로 요구 신호(Req)를 송신하며, 현재 기준 신호를 송출하는 전자장치에서 요구 신호(Req)에 응답하여 특정한 하나의 전자장치를 기준 신호를 송출하는 전자장치로 선택한 응답 신호(Res)를 송신하기 위한 프레임이 될 수 있다.

도 9a에 도시한 바와 같이 제1전자장치(UE1)는 첫 번째 프레임(900)을 송신하고, 이후 두 번째 프레임(910)을 송신할 수 있다. 이는 첫 번째 프레임(900)을 송신한 이후 다른 전자장치들(UE2, UE3)로부터 요구 신호(Req)를 수신하지 못한 경우이기 때문이다. 하지만, 두 번째 프레임(910)을 송신하는 주기에서 제2전자장치(UE2)와 제3전자장치(UE3)로부터 각각 요구 신호(Req)를 참조부호 914 및 915와 같이 수신할 수 있다.

제1전자장치(UE1)는 제2전자장치(UE2)로부터 수신된 요구 신호(Req)(914)와 제3전자장치(UE3)로부터 수신된 요구 신호(Req)(915)를 수신하면, 둘 이상의 요구 신호를 수신하였기 때문에 하나의 전자장치를 기준 동기 신호를 송출하는 전자장치로 설정해야만 한다. 도 9a에서는 제2전자장치(UE2)가 다음 시점에서 기준 동기 신호를 송출하는 전자장치로 할당된 예를 도시하고 있다. 즉, 도 9a에 도시한 바와 같이 제1전자장치(UE1)는 참조부호 916과 같이 응답 신호(Res)를 제2전자장치(UE2)로 송신할 수 있다. 이처럼 응답 신호(Res)를 수신한 전자장치는 다음에 기준 동기 신호를 송출하는 전자장치가 될 수 있다.

따라서 제2전자장치(UE2)는 한 주기(T)동안 기준 프레임(Sync. Frame)(921), 데이터 프레임(Data Frame)(922) 및 요구/응답 프레임(Req/Resp Frame)(923)을 포함 프레임(920)을 송신할 수 있다. 여기서 데이터 프레임(922)은 다른 전자장치와 데이터를 주고받는 경우를 포함할 수 있다. 또한 요구/응답 프레임 또한 두 번째 프레임(910)에서 설명한 바와 같이 다른 전자장치들(UE1, UE3)과 신호를 주고받는 경우가 될 수 있다.

여기서 앞서 설명한 예시들과 다른 점으로 다음에 기준 동기 신호를 송신하는 제2전자장치(UE2)는 앞선 시점에서의 기준 동기 신호와 다른 시간 기준을 사용할 수 있다. 예컨대, 첫 번째 프레임(900) 및 두 번째 프레임(910)은 제1전자장치(UE1)가 선택한 시간 기준에 따른 동기신호이며, 제2전자장치(UE2)가 송신하는 세 번째 프레임(920)은 제1전자장치(UE1)가 설정한 기준과 다른 시간 기준에 따라 기준 동기 신호를 송출할 수 있다. 도 9a에서는 이러한 시간 갭(TG)(930)이 존재할 수 있음을 도시하고 있다. 그러므로, 도 9a의 방법을 사용하는 경우 기준신호 송신 및 프레임 구성은 각 전자장치들(UE1, UE2, UE3)이 자체적인 시간 기준에 따라 설정하고, 인접한 전자장치는 데이터를 수신할 때 기준 신호를 송출하는 전자장치로부터의 기준신호에 따른다.

또한 제3전자장치(UE3)는 제1전자장치(UE1)가 제2전자장치(UE2)를 다음 시점에서 기준 동기 신호를 송출하는 전자장치로 설정한 응답 신호(Res)(916)를 제2전자장치(UE2)와 함께 수신할 수 있다. 따라서 제3전자장치(UE3)는 다음 시점에서 자신이 기준 동기 신호를 송출하는 전자장치로 설정되지 않았음을 인지할 수 있다.

이처럼 각각의 전자장치들(UE1, UE2, UE3)이 상호간 기준 동기 신호를 송출하는 전자장치로 설정되는 동작은 1주기 단위 또는 2주기 단위 또는 4주기 단위 등과 같이 미리 설정된 소정의 주기 단위로 수행할 수 있다. 뿐만 아니라 각각의 전자장치들(UE1, UE2, UE3)이 상호간 기준 동기 신호를 송출하는 전자장치로 설정할 시 특정 전자장치들간 불균형하게 기준 동기 신호를 송출하는 전자장치로 설정되는 것을 방지하기 위해 랜덤한 확률 값을 발생시켜 전자장치들을 설정하도록 할 수도 있다. 그 외의 다른 방법으로, 요구 신호(Req)를 송신할 시 해당하는 전자장치의 배터리 잔량 정보를 삽입하도록 하여 배터리 잔량을 이용할 수도 있고, 수신된 신호의 세기 등 전자파의 환경을 고려하여 다음 시점에서 기준 동기 신호를 송신할 전자장치를 설정하도록 할 수도 있다.

도 9b는 특정한 하나의 기준 신호를 송신하는 전자장치가 존재하는 경우에 데이터 송수신을 위한 타이밍도이다.

도 9b에 도시한 바와 같이 기준 동기 신호를 송출하는 전자장치(RSD)는 미리 정해진 주기(T) 단위로 기준 동기 신호를 송출할 수 있다. 따라서 기준 동기 신호를 송출하는 전자장치(RSD)로부터 기준 동기 신호를 수신할 수 있는 영역에 위치한 전자장치들(UE1, UE2, UE3)은 모두 기준 동기 신호를 송출하는 전자장치(RSD)로부터 수신된 기준 동기 신호에 동기되어 데이터를 주고받을 수 있다. 그러므로 전자장치들(UE1, UE2, UE3)은 모두 기준 동기 신호를 송출하는 전자장치(RSD)를 중심으로 한 하나의 네트워크를 형성할 수 있다.

또한 도 9b를 참조하면, t0의 시점부터 t3의 시점까지가 하나의 주기가 되며, t3의 시점부터 t6의 시점까지가 다른 하나의 주기가 되고, t6의 시점부터 t9의 시점까지가 또 다른 하나의 주기가 될 수 있다.

도 9b와 같이 동작하는 경우 제1전자장치(UE1)는 도 9b의 첫 번째 주기와 두 번째 주기 중 데이터를 송신할 수 있는 시점인 t1~t2의 시점과 t4~t5의 시점에서 데이터를 송신할 수 있다. 또한 도 9b에서 요청/응답 프레임들은 각 전자장치들(UE1, UE2, UE3)간 데이터 송신에 대한 자격을 획득하기 위한 요청(Req)들을 t5의 시점에서 제2전자장치(UE2)와 제3전자장치(UE3)가 제1전자장치(UE1)로 참조부호 941, 942와 같이 송신할 수 있다. 그러면 제1전자장치(UE1)는 요청 신호들(Req)(941, 942)을 수신하면, 수신된 요청 신호(941, 942)들 중 어느 하나를 다음 주기에서 데이터를 송신할 수 있는 전자장치로 선택할 수 있다. 예컨대, 도 9b에서는 제3전자장치(UE3)가 데이터를 송신하는 전자장치로 선택된 경우이다. 따라서 제1전자장치(UE1)는 제3전자장치(UE3)로 응답 신호(Res)(943)를 송신하여 제3전자장치(UE3)가 세 번째 주기(T)의 데이터를 송신할 수 있는 시점인 t7~t8의 시점에서 데이터를 송신하는 경우를 도시하였다.

이때, 제1전자장치(UE1)가 둘 이상의 요청 신호들(Req)을 수신하여 다음 주기에서 데이터를 송신할 수 있는 전자장치로 선택할 시 요청 신호에 포함된 정보를 이용하여 결정할 수도 있고, 임의로 선택하도록 할 수도 있다. 예를 들어, 서비스 품질(QoS)의 등급에 따라 우선순위를 결정할 수도 있고, 전송해야 하는 데이터의 양을 기준으로 선택할 수도 있으며, 무작위로 선택할 수도 있다. 마찬가지로 도 9b에서는 생략되어 있지만, 제1전자장치(UE1)가 t5 시점에서 응답 신호(Res)를 송신할 때, 제4전자장치(UE4, 미도시)에서도 응답신호를 송신할 수 있다. 요청 신호를 송신했던 제2전자장치(UE2)와 제3전자장치(UE3)는 둘 이상의 응답 신호들(Res)을 수신하여 다음 주기에서 데이터를 송신할 수 있는 전자장치로 선택할 시 응답 신호(Res)에 포함된 정보를 이용하여 결정할 수도 있다. 예를 들어, 응답 신호(Res)에 포함된 임의의 수(Random Number)를 기준으로 결정할 수도 있고, 응답 신호(Res)에서 특정 전자장치의 식별자(ID)를 지정한 경우, 전자장치 간 식별자(ID)의 우선 순위를 기준으로 결정할 수도 있고, 응답 신호에 포함된 품질 등급(QoS) 또는 응급 여부에 따른 우선순위에 따라 결정할 수도 있다.

다음으로 도 9c를 참조하여 본 발명의 다른 실시 예에 따라 전자장치들간 동기화 과정을 살펴보기로 하자. 도 9c는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따라 전자장치들간 동기화를 수행하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.

도 9c에서 기준 동기 신호를 송신하는 전자장치들은 앞서 설명한 도 2c 및 도 2d에 도시한 각각의 전자장치들이 될 수 있다. 이하에서는 제1기준 동기 전자장치(RSD #1)가 도 2c 및 도 2d에 도시한 참조부호 101의 전자장치에 대응하며, 제2기준 동기 전자장치(RSD #2)가 도 2c 및 도 2d에 도시한 참조부호 201이 전자장치에 대응하고, 제3기준 동기 전자장치(RSD #3)가 도 2c 및 도 2d에 도시한 참조부호 301이 전자장치에 대응하는 것으로 가정하여 설명하기로 한다.

이러한 가정에 따르면, 제1기준 동기 전자장치(RSD #1)와 제2기준 동기 전자장치(RSD #2)는 상호간 신호가 수신되지 않는 전자장치들이 된다. 따라서 제1기준 동기 전자장치(RSD #1)와 제2기준 동기 전자장치(RSD #2)간에는 기준 신호가 서로 시간적으로 다를 수 있다. 이하에서는 제1기준 동기 전자장치(RSD #1)와 제2기준 동기 전자장치(RSD #2)가 서로 다른 시간 기준을 갖는 경우를 가정한다.

제3기준 동기 전자장치(RSD #3)는 제1기준 동기 전자장치(RSD #1)와 제2기준 동기 전자장치(RSD #2)로부터 신호를 수신할 수 있다. 따라서 제3기준 동기 전자장치(RSD #3)는 제1기준 동기 전자장치(RSD #1)와 제2기준 동기 전자장치(RSD #2)가 서로 다른 시간 기준을 갖는 동기 신호를 수신하므로, 제1기준 동기 전자장치(RSD #1)와 제2기준 동기 전자장치(RSD #2)의 시간 기준이 서로 다름을 인지할 수 있다.

이러한 상황에서 제3기준 동기 전자장치(RSD #3)는 제1기준 동기 전자장치(RSD1)의 시간 기준에 맞춰 소정의 주기 예컨대, t111 ~ t115의 주기 중 요구/응답 프레임 내에서 참조부호 951과 같이 제1기준 동기 전자장치(RSD #1)로 기준 신호를 송신하는 역할의 이양을 요구 신호(Req)로 송신할 수 있다. 그러면 제1기준 동기 전자장치(RSD #1)는 참조부호 952와 같이 응답 신호를 송신하여 제3기준 동기 전자장치(RSD #3)가 기준 동기를 송신하도록 할 수 있다.

제3기준 동기 전자장치(RSD #3)가 제1기준 동기 전자장치(RSD #1)로부터 기준 신호를 송신하는 역할을 이양받는 것과 동일한 방법으로 제3기준 동기 전자장치(RSD #3)는 제2기준 동기 전자장치(RSD #2)로부터 기준 신호를 송신하는 역할을 이양받을 수 있다.

이후 제3기준 동기 전자장치(RSD #3)는 t115가 종료된 이후 소정의 시간 예컨대, t116 시점과 같이 제1기준 동기 전자장치(RSD #1)의 주기가 종료된 이후 소정의 시간 T_G(960)만큼 지연된 시간에 동기 프레임을 송신할 수 있다. 이처럼 동작하는 경우는 앞서 도 9b에서 설명한 바와 같이 특정한 기준 동기 신호만을 송신하는 전자장치가 존재하는 형태와 동일한 상황이 될 수 있다.

이상에서와 같이 제3기준 동기 전자장치(RSD #3)가 기준 동기 신호를 송신하는 경우 제1기준 동기 전자장치(RSD #1) 및 제2기준 동기 전자장치(RSD #2)는 제3기준 동기 전자장치(RSD #3)가 송신하는 기준 신호를 수신할 수 있다. 이때, 제1기준 동기 전자장치(RSD #1)가 도 9c에 도시한 바와 같이 데이터를 주고받을 필요가 있는 경우 t116의 시점에 송신되는 동기 프레임에 동기되어 t117시점부터 t118시점까지 데이터를 주고받을 수 있다. 또한 이처럼 제3기준 동기 전자장치(RSD #3)가 기준신호를 송신하는 주기 동안 다른 전자장치들 간에는 다음 기준신호를 송신할 전자장치를 정하기 위한 요청/응답 신호를 주고받을 수 있다. 이는 참조부호 953 및 954에 도시한 바와 같다.

또한 도 9c의 예에서 제1기준 동기 전자장치(RSD #1)는 제3기준 동기 전자장치(RSD #3)로 기준 신호를 송신하는 역할은 이양했지만, 기준 동기 장치를 결정하는 역할은 계속 수행할 수 있다. 따라서 참조부호 953 및 참조부호 954와 같이 다음 기준 신호를 송신하기 위한 전자장치를 결정하기 위한 주체는 제1기준 동기 전자장치(RSD #1)가 될 수 있다. 그러므로 제2기준 동기 전자장치(RSD #2)로부터 참조부호 953과 같이 기준 신호를 송신하는 역할의 이양을 요구 신호(Req)를 수신할 시 참조부호 954와 같은 응답 신호(Res)를 송신할 수 있다.

이때, 일반 전자장치 가령, 도 2c에 도시한 바와 같이 제1네트워크(100) 및 제2네트워크(200)에 포함되어 데이터를 수신하기만 하는 전자장치들은 제1기준 동기 전자장치(RSD #1) 및 제2기준 동기 전자장치(RSD #2)로부터 기준 신호가 수신될 경우 보다 등급이 높은 제1기준 동기 전자장치(RSD #1) 및 제2기준 동기 전자장치(RSD #2)의 기준 신호에 동기를 맞춰 동작할 수 있다. 이러한 과정이 반복적으로 이루어지게 되면, 각 기준 동기 전자장치들간 분산 방식으로 동기를 맞출 수 있게 된다.

도 9d는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따라 전자장치들간 동기화를 수행하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.

도 9d는 앞서 설명한 도 9c의 동작과 유사한 형태로 동작할 수 있다. 다만, 새롭게 선정된 제3기준 동기 전자장치(RSD #3)가 다음 기준 신호 전자장치를 결정하기 위한 동작까지 모두 수행한다는 점에서 차이를 가진다. 그러면 이를 도 9c를 참조하여 더 살펴보기로 하자.

앞서 설명한 도 9c에서는 도 2c의 경우를 가정하여 살펴보면, 제1네트워크(100)에서 기준 동기 신호를 송신할 전자장치의 결정은 제1기준 동기 전자장치(RSD #1)가 수행하며, 제2네트워크에서 기준 동기 신호를 송신할 전자장치의 결정은 제2기준 동기 전자장치(RSD #2)가 수행하도록 구성하였다.

반면에 도 9d에서는 제3기준 동기 전자장치(RSD #3)가 제1기준 동기 전자장치(RSD #1) 및 제2기준 동기 전자장치(RSD #2)로부터 기준신호를 송신하는 역할을 이양받는 동작은 동일하다. 예컨대, 도 9d에 도시한 바와 같이 제3기준 동기 전자장치(RSD #3)는 이양 요구 신호(Req)(951)를 송신하고, 제1기준 동기 전자장치(RSD #1)로부터 응답 신호(Res)(952)를 수신할 수 있다. 제2기준 동기 전자장치(RSD #2)로부터 이양 받는 동작 또한 동일하므로, 도 9d에서는 생략되었음에 유의하자.

이처럼 기준신호를 송신하는 역할을 이양받은 제3기준 동기 전자장치(RSD #3)는 소정의 시간 갭(TG)(970)만큼 지연 시간을 갖고, 제1기준 동기 전자장치(RSD #1) 및 제2기준 동기 전자장치(RSD #2)로 동기 프레임을 송신할 수 있다. 이후 제3기준 동기 전자장치(RSD #3)로 제1기준 동기 전자장치(RSD #1) 및 제2기준 동기 전자장치(RSD #2)로부터 참조부호 981, 982와 같이 기준신호 역할에 대한 이양을 요청받을 수 있다. 이때, 제3기준 동기 전자장치(RSD #3)는 둘 이상의 이양 요청이 존재하면 둘 중 하나를 선택하여 이양할 수 있다. 즉, 이처럼 한 주기 단위 또는 미리 설정된 몇 주기 단위로 기준신호를 송신하는 역할이 변경되는 것은 앞서 설명한 도 9a에서와 동일한 동작이 될 수 있다.

또한 이처럼 기준신호를 송신하는 역할을 이양할 시 데이터 송신도 이양할 것인지에 대해서는 한 번에 모두 이양할 수도 있고, 등급에 따라 이양하지 않도록 구성할 수도 있다. 예컨대, 동일한 등급간 기준신호의 송신 역할이 이양되는 경우 데이터 송신도 동일하게 이양할 수 있다. 반면에 서로 다른 등급을 갖는 경우 낮은 등급의 전자장치가 기준신호를 송신하는 역할을 이양받을 시 데이터 송신에 대해서는 등급이 높은 전자장치에서 계속 수행하도록 구성할 수도 있다.

또한 데이터를 수신하는 일반 전자장치들도 데이터 수신에 대해서는 등급이 높은 기준 동기 전자장치를 유지할 수 있으며, 만일 서로 다른 동기 신호가 수신되고, 두 동기 신호의 등급이 서로 다른 경우 높은 등급을 갖는 기준신호에 따라 시간 동기 및 데이터 송수신을 수행할 수 있다.

이처럼 서로 다른 전자장치들이 한 주기 단위로 또는 미리 설정된 몇 주기 단위로 기준 신호를 송신하는 역할을 이양하게 되면, 서로 다른 기준 동기 전자장치들이 동기 프레임을 전송하는 시간 갭(TG)들(970, 971, 972)은 점차로 줄어들게 되며, 나중에는 모두 동기를 맞출 수 있게 된다.

이처럼 모든 전자장치들간 동기가 맞게 되는 경우 기준신호를 송신하는 전자장치의 역할 이양을 하지 않도록 구성하거나 동기를 맞추는 동안보다 상당히 긴 시간 예컨대, 수 분 또는 수십 분 또는 몇 시간으로 늘려, 네트워크의 부하를 줄일 수도 있다. 한편, 상기 예시들에서 각 기준신호를 송신하는 기준 동기 전자장치들은 동일한 주파수 자원에서 동작함을 가정하였으나, 상기 예시들의 동작은 반드시 동일한 주파수 자원에서의 동작으로 한정되지는 않는다. 예를 들어, 동기신호에 어떤 주파수 자원을 사용하는지에 대한 정보가 포함될 수 있다. 예시한 D2D에서의 송수신에서는, 가까이 있는 전자장치로부터의 송신전력이 상대적으로 멀리 있는 전자장치로부터의 송신전력보다 클 때, 멀리 있는 전자장치로부터의 신호가 가까이 있는 전자장치와 다른 주파수를 사용하더라도 주파수 간 간섭 효과가 커서 수신이 어려울 수 있다.

또한 같은 그룹에 속한 전자장치들 간 그룹통신을 수행하고자 할 경우, 송신하고 있는 전자장치는 동일한 시간에 다른 주파수 자원에서의 신호를 수신할 수 없는 하프-듀플렉스(Half-Duplex)의 제약 사항이 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해, 상기 동기신호가 공통의 주파수 자원으로 송수신되고, 이를 수신한 인접 전자장치들은 특정 주파수 자원이 사용되고 있음을 알고, 비어 있는 주파수 자원을 선택하여 동작할 수 있다. 상기 공통의 주파수 자원은 하나 또는 복수 개 또는 전체의 주파수 자원일 수 있다.

이러한 가정에 따르면 본 발명에서 설명한 예시에서 동기신호가 사용하는 주파수 자원과 데이터 송신에 사용하는 주파수 자원은 반드시 일치할 필요는 없다. 또한 동기신호에 자원정보를 포함하는 방법은 예를 들어 동기시퀀스 정보의 일부를 자원정보용으로 미리 할당할 수 있다. 예를 들어, 0000에서 1111까지의 시퀀스 정보 중 하위 두 자리를 4개의 자원을 구분하는데 사용할 수 있다. 또는 동기신호가 메시지 형태로 자원정보를 포함할 수도 있다. 자원정보는 주파수 자원일 수도 있고, 시간 자원일 수도 있고, 주파수와 시간 자원일 수도 있다.

이상에서 설명한 발명에 따른 기준 동기 신호들은 도 6의 제1계층(L1)(612)인 물리계층(PHY Layer)에서 구현하는 경우와 제2계층(L2)(611)인 맥 계층(MAC Layer)에서 구현될 때 약간의 차이가 있을 수 있으나, 전반적인 동작과 구성은 동일하다. 물리계층에서 구현될 때는, 동기신호를 시퀀스로 보내게 되며, 프레임 구조에서 정해진 시간에 보내게 된다. 따라서 기준 동기 전자장치가 동기 이외의 송신 동작을 할 때, 동기 신호를 받지 못하는 경우가 생길 수 있으므로 이를 해결하기 위해서 기준 동기 전자장치의 역할을 주기적으로 바꾸는 동작이 추가될 수 있다.

반면에 맥 계층(MAC Layer)에서 구현될 때는, 동기신호를 비콘(Beacon)으로 보내게 되며, 비콘 안에 메시지 형태로 시간정보가 포함될 수 있다. 비콘을 보낼 때는 CSMA/CA 방식으로 자원의 사용 여부를 보고 보내게 되므로 비콘 간 충돌은 없으나, 비콘의 송신 시간이 지연될 수는 있다. 비콘 안에는 지연 시간까지 고려하여 시간 정보를 보내고, 단말이 수신하여 지연 시간을 고려하여 원래의 시간을 계산하게 되므로, 기준 동기 전자장치 간 분산 동기 및 일반 단말의 동기화에는 문제가 없게 된다.

그리고 본 명세서와 도면에 개시된 실시 예들은 본 발명의 내용을 쉽게 설명하고, 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 따라서 본 발명의 범위는 여기에 개시된 실시 예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상을 바탕으로 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

10, 11, 12, 13, 14, 15, 21, 22, 23, 24, 25, 101, 102, 103, 104, 105, 151, 152, 153, 154, 201, 202, 203, 204, 205, 301, 302, 303, 304, 511, 512, 513, 514, 521, 522, 531, 532, 533, 543, 541, 551, 561 : 전자장치
10, 20, 100, 200, 300, 510, 520, 530, 540, 550, 560 : 네트워크
RSD#1, RSD#2, RSD#3 : 기준 동기 전자장치
400, 410, 420, 430, 800, 810, 820, 830, 840, 860 : 패킷 또는 프레임
401, 402, 411, 412, 421, 422, 431, 432 : 동기 프레임
610 : 통신부
611 : L1 계층
612 : L2 계층
613 : 메모리
614 : 표시부
615 : 사용자 입력부
621 : 제어부

Claims (22)

1. 다른 전자장치와 무선 통신을 위한 전자장치에서 동기화 방법에 있어서,
   미리 설정된 주기 내에 둘 이상의 기준 동기 신호가 수신되는 경우 수신된 동기 신호들이 동기화 되어 있는지를 검사하는 단계;
   상기 기준 동기신호들간 동기화되어 있지 않는 경우 상기 수신된 기준 동기 신호들 중 가장 낮은 등급 이하 등급의 기준 동기신호 송출 단말을 선출하는 단계;
   상기 기준 동기신호 송출 단말로 선출될 시 동기 프레임 내에 각 등급간 시간적인 직교성을 갖도록 미리 설정된 시점에 기준 동기신호를 생성하여 송신하는 단계; 및
   상기 기준 동기신호를 송출하는 다른 전자장치들과 기준 동기 신호를 동기화하는 단계를 포함하는, 전자장치들간 무선 통신을 위한 동기화 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 기준 동기 신호의 동기화는,
   상기 다른 기준 동기신호를 송신하는 기준 동기 전자장치로 비동기 상태임을 알리는 단계; 및
   상기 다른 기준 동기 신호를 송신하는 전자장치로부터 비동기 확인 신호 수신 시 네트워크 분산 방법으로 동기를 맞추는 단계를 더 포함하는, 전자장치들간 무선 통신을 위한 동기화 방법.
3. 제1항에 있어서,
   상기 기준 동기 신호 송출 단말로 설정은,
   임의의(random) 대기시간을 설정하고, 상기 설정된 대기시간 동안 상기 설정된 등급의 기준 동기신호가 수신되지 않을 시 상기 기준 동기 신호 송출 단말로 설정하는, 전자장치들간 무선 통신을 위한 동기화 방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 동기 프레임 내의 기준 동기신호는,
   제1계층에서 송신하는 시퀀스로 구성하거나 또는 제2계층에서 송신하는 비콘(Beacon)으로 구성하는, 전자장치들간 무선 통신을 위한 동기화 방법.
5. 제1항에 있어서,
   상기 기준 동기신호들간 동기화되어 있는 경우 서로 다른 동기 신호들 중 하나의 기준 동기신호를 송출하는 네트워크를 선택하여 통신을 수행하는 단계;를 더 포함하는, 전자장치들간 무선 통신을 위한 동기화 방법.
6. 제5항에 있어서, 상기 하나의 네트워크를 선택은,
   수신 전력인 가장 센 동기 신호를 송출한 전자장치의 네트워크를 선택하거나 또는 등급이 높은 기준 동기 신호를 송출한 전자장치의 네트워크를 선택하거나 또는 각 기준 동기 신호를 송신한 전자장치의 등급에 대응한 임의의 수(random number)를 생성하여 해당 전자장치의 네트워크를 선택하는, 전자장치들간 무선 통신을 위한 동기화 방법.
7. 제1항에 있어서,
   상기 미리 설정된 주기 내에 기준 동기신호가 수신되지 않는 경우 최상위 등급의 기준 동기 전자장치로 설정하는 단계; 및
   상기 설정된 등급에 대응한 기준 동기신호를 생성하여 송신하는 단계를 더 포함하는, 전자장치들간 무선 통신을 위한 동기화 방법.
8. 제1항에 있어서,
   상기 기준 동기 신호를 송출하는 전자장치가 미리 설정된 조건이 충족되는 경우 상기 기준 동기 전자장치의 은퇴(retirement) 메시지를 해당 네트워크 내에 방송하여 상기 해당 네트워크 내에서 다른 전자장치들 중 하나가 기준 동기 전자장치로 선출되도록 하는 단계를 더 포함하는, 전자장치들간 무선 통신을 위한 동기화 방법.
9. 다른 전자장치와 무선 통신을 위한 전자장치에서 동기화 방법에 있어서,
   동기 프레임 내에 각 등급간 시간적인 직교성을 갖도록 미리 설정된 시점들 중 어느 한 시점에서 기준 동기신호를 송출하는 단계;
   상기 기준 동기신호와 다른 동기를 갖는 기준 동기신호를 송출하는 제2전자장치와 비동기 상태임을 알리는 신호를 제3전자장치로부터 수신할 시 상기 제3전자장치로 비동기 확인 신호를 송신하는 단계; 및
   상기 제3전자장치와 네트워크 분산 방법으로 동기화를 수행하는 단계;를 포함하는, 전자장치들간 무선 통신을 위한 동기화 방법.
10. 제9항에 있어서, 상기 동기 프레임 내의 기준 동기신호는,
    제1계층에서 송신하는 시퀀스로 구성하거나 또는 제2계층에서 송신하는 비콘(Beacon)으로 구성하는, 전자장치들간 무선 통신을 위한 동기화 방법.
11. 제9항에 있어서,
    미리 설정된 은퇴 조건이 충족되는 경우 상기 기준 동기 전자장치의 은퇴(retirement) 메시지를 해당 네트워크 내에 방송하여 상기 해당 네트워크 내에서 다른 전자장치들 중 하나가 기준 동기 전자장치로 선출되도록 하는 단계를 더 포함하는, 전자장치들간 무선 통신을 위한 동기화 방법.
12. 다른 전자장치와 동기화되어 무선 통신을 수행하기 위한 전자장치에 있어서,
    적어도 하나의 상기 다른 전자장치와 무선 통신을 수행하며, 기준 동기신호를 송출하기 위한 통신부; 및
    상기 통신부를 제어하는 제어부;를 포함하며,
    상기 제어부는, 상기 다른 전자장치와 통신이 요구될 시 상기 통신부를 통해 미리 설정된 주기 내에 둘 이상의 기준 동기 신호가 수신되는 경우 수신된 동기 신호들이 동기화 되어 있는지를 검사하고,
    상기 기준 동기신호들간 동기화되어 있지 않는 경우 상기 수신된 기준 동기 신호들 중 가장 낮은 등급 이하 등급의 기준 동기신호 송출 단말을 선출하며,
    상기 기준 동기신호 송출 단말로 선출될 시 동기 프레임 내에 각 등급간 시간적인 직교성을 갖도록 미리 설정된 시점에 기준 동기신호를 생성하여 상기 통신부를 통해 송신하도록 제어하고,
    상기 기준 동기신호를 송출하는 다른 전자장치들과 기준 동기 신호를 동기화하도록 제어하는, 전자장치들간 무선 통신을 위한 동기화 장치.
13. 제12항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 기준 동기신호의 동기화 시 상기 통신부를 제어하여 상기 다른 기준 동기신호를 송신하는 기준 동기 전자장치로 비동기 상태임을 알리도록 제어하고, 상기 다른 기준 동기 신호를 송신하는 전자장치로부터 비동기 확인 신호 수신 시 네트워크 분산 방법으로 동기화를 수행하는, 전자장치들간 무선 통신을 위한 동기화 장치.
14. 제12항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 기준 동기 신호 송출 단말로 설정 시 임의의(random) 대기시간을 설정하고, 상기 설정된 대기시간 동안 상기 통신부로 상기 설정된 등급의 기준 동기신호가 수신되지 않을 시 상기 기준 동기 신호 송출 단말로 설정하는, 전자장치들간 무선 통신을 위한 동기화 장치.
15. 제12항에 있어서, 상기 동기 프레임 내의 기준 동기신호는,
    제1계층에서 송신하는 시퀀스로 구성하거나 또는 제2계층에서 송신하는 비콘(Beacon)으로 구성하는, 전자장치들간 무선 통신을 위한 동기화 장치.
16. 제12항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 통신부를 통해 수신된 상기 기준 동기신호들간 동기화되어 있는 경우 서로 다른 동기 신호들 중 하나의 기준 동기신호를 송출하는 네트워크를 선택하여 통신을 수행하도록 제어하는, 전자장치들간 무선 통신을 위한 동기화 장치.
17. 제16항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 하나의 네트워크를 선택 시 수신 전력인 가장 센 동기 신호를 송출한 전자장치의 네트워크를 선택하거나 또는 등급이 높은 기준 동기 신호를 송출한 전자장치의 네트워크를 선택하거나 또는 각 기준 동기 신호를 송신한 전자장치의 등급에 대응한 임의의 수(random number)를 생성하여 해당 전자장치의 네트워크를 선택하는, 전자장치들간 무선 통신을 위한 동기화 장치.
18. 제12항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 미리 설정된 주기 내에 기준 동기신호가 수신되지 않는 경우 최상위 등급의 기준 동기 전자장치로 설정하고, 상기 설정된 등급에 대응한 기준 동기신호를 생성하여 상기 통신부를 통해 송신하도록 제어하는, 전자장치들간 무선 통신을 위한 동기화 장치.
19. 제12항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 기준 동기 신호를 송출하는 전자장치가 미리 설정된 조건이 충족되는 경우 상기 통신부를 통해 상기 기준 동기 전자장치의 은퇴(retirement) 메시지를 해당 네트워크 내에 방송하도록 제어하는, 전자장치들간 무선 통신을 위한 동기화 장치.
20. 다른 전자장치와 동기화되어 무선 통신을 수행하기 위한 전자장치에 있어서,
    적어도 하나의 상기 다른 전자장치와 무선 통신을 수행하며, 기준 동기신호를 송출하기 위한 통신부; 및
    상기 통신부를 제어하는 제어부;를 포함하며,
    상기 제어부는, 상기 통신부를 제어하여 동기 프레임 내에 각 등급간 시간적인 직교성을 갖도록 미리 설정된 시점들 중 어느 한 시점에서 기준 동기신호를 송출하도록 제어하고, 상기 통신부를 통해 상기 기준 동기신호와 다른 동기를 갖는 기준 동기신호를 송출하는 제2전자장치와 비동기 상태임을 알리는 신호를 제3전자장치로부터 수신할 시 상기 제3전자장치로 비동기 확인 신호를 상기 통신부를 통해 송신하도록 제어하며, 상기 제3전자장치와 네트워크 분산 방법으로 동기화를 수행하는, 전자장치들간 무선 통신을 위한 동기화 장치.
21. 제20항에 있어서, 상기 동기 프레임 내의 기준 동기신호는,
    제1계층에서 송신하는 시퀀스로 구성하거나 또는 제2계층에서 송신하는 비콘(Beacon)으로 구성하는, 전자장치들간 무선 통신을 위한 동기화 장치.
22. 제20항에 있어서, 상기 제어부는,
    미리 설정된 은퇴 조건이 충족되는 경우 상기 통신부를 통해 상기 기준 동기 전자장치의 은퇴(retirement) 메시지를 해당 네트워크 내에 방송하도록 제어하는, 전자장치들간 무선 통신을 위한 동기화 장치.
    

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