KR20150086152A - 셀룰러 시스템에서의 d2d 통신을 위한 자원 할당 방법 및 그 장치 - Google Patents

셀룰러 시스템에서의 d2d 통신을 위한 자원 할당 방법 및 그 장치 Download PDF

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KR20150086152A KR1020140029048A KR20140029048A KR20150086152A KR 20150086152 A KR20150086152 A KR 20150086152A KR 1020140029048 A KR1020140029048 A KR 1020140029048A KR 20140029048 A KR20140029048 A KR 20140029048A KR 20150086152 A KR20150086152 A KR 20150086152A
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Abstract

본 발명은 셀룰러 시스템에서의 D2D 통신을 위한 자원 할당 방법 및 그 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 기지국과, 상기 기지국이 관할하는 셀 내에 존재하는 복수의 셀룰러 단말 및 복수의 D2D 단말쌍을 포함하는 셀룰러 시스템 내에서 상기 기지국을 이용한 각 단말의 자원 할당 방법에 있어서, 임의의 D2D 단말쌍에 대하여 상기 셀룰러 단말에 의한 SINR(Signal-to-Interference-plus-Noise Ratio) 값의 누적분포함수를 기 설정된 SINR의 목표값을 이용하여 연산하는 단계와, 상기 복수의 셀룰러 단말 중에서 상기 누적분포함수에 상기 목표값을 대입한 결과 값이 가장 최소인 셀룰러 단말을 선택하는 단계, 및 상기 선택된 셀룰러 단말에 대해 상기 임의의 D2D 단말쌍의 주파수 자원을 할당하여 주파수 자원을 공유하는 단계를 포함하는 셀룰러 시스템에서의 자원 할당 방법을 제공한다.
상기 셀룰러 시스템에서의 D2D 통신을 위한 자원 할당 방법 및 그 장치에 따르면, 단말 간 직접통신을 지원하는 셀룰러 시스템에서 D2D 링크가 셀룰러 링크와 효과적으로 주파수 자원을 공유할 수 있도록 하고 이와 동시에 각 단말 간의 간섭의 영향을 최소화하는 자원 할당 기술을 제공할 수 있는 이점이 있다.

Description

셀룰러 시스템에서의 D2D 통신을 위한 자원 할당 방법 및 그 장치{Method of resource allocation for Device-to Device coommunication in cellular system and apparatus thereof}
본 발명은 셀룰러 시스템에서의 D2D 통신을 위한 자원 할당 방법 및 그 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 단말 간 직접통신(D2D 통신;Device-to-Device)을 지원하는 셀룰러 시스템에서 D2D 링크가 셀룰러 링크와 효과적으로 주파수 자원을 공유할 수 있는 셀룰러 시스템에서의 D2D 통신을 위한 자원 할당 방법 및 그 장치에 관한 것이다.
최근 셀룰러 시스템에서 단말 간 직접통신(Device-to-Device 통신: D2D 통신)에 대한 연구 개발 및 표준화가 진행 중에 있다. 단말 간 직접 통신은 서로 근접한 단말들이 기지국 등의 인프라를 거치지 않고 직접 통신하도록 함으로써 근접성 기반의 신규 서비스를 가능하게 하고, 동시에 셀룰러 시스템의 주파수 효율을 향상시킬 수 있는 방법이다. 주파수 효율 향상을 위해 D2D 링크는 셀룰러 링크와 기존의 셀룰러 주파수 자원을 공유할 필요가 있다. 따라서 D2D 링크와 셀룰러 링크 간에 상호 간섭이 발생할 수 있고 이를 적절히 제어할 수 있는 자원할당 기술이 필요하다.
D2D 통신이란 지리적으로 서로 근접한 단말들이 기지국 또는 AP(Access Point)와 같은 기존 인프라를 거치지 않고, 직접적으로 정보를 주고받는 기술을 의미한다. D2D 통신 기술은 비면허 대역(Unlicensed Band)을 이용하는 기술과 면허대역(Lisensed Band)을 이용하는 기술로 분류할 수 있다. 비면허 대역을 이용한 대표적인 기술로는 Wi-Fi Direct, Bluetooth, ZigBee 등이 있으며, 이미 상용화가 이루어져 이를 이용한 다양한 제품들이 출시되고 있다. 하지만 비면허 대역은 간섭 측면이나 서비스 측면에서 제어가 어려워 서비스 품질의 보장에 대한 한계가 존재하며, 전송 범위 또한 한정적이라는 문제점을 가진다.
비면허 대역 D2D 통신 기술의 한계를 극복하기 위해, 면허 대역을 사용하는 셀룰러 시스템에서 D2D 통신 기술의 필요성이 대두되었다. 셀룰러 시스템에서 상호 근접한 거리의 단말들이 D2D 통신을 함으로써 기지국의 부하를 분산시킬 수 있으며, 기지국보다 가까운 거리를 전송함으로써 단말의 전력 소모를 줄일 수 있고 전송지연(Latency) 또한 줄일 수 있다. 전체 시스템 관점에서는 기존의 셀룰러 단말과 D2D 단말이 동일한 주파수를 공유하여 공간적으로 주파수를 재사용함으로써 주파수 이용 효율을 향상시키는 효과가 있다.
퀄컴(Qualcomm)사에서 독자 개발한 D2D 통신 기술인 FlashLinQ를 2011년 2월 MWC(Mobile Wireless Congress)에서 시연한 것을 시발점으로, 셀룰러 기반 D2D 통신 기술에 대한 관심이 증폭되기 시작하였다. IEEE 802.16에서는 GRIDMAN(Greater Reliability In Disrupted Metropolitan Area Networks)이라는 명칭 하에 이미 2009년 6월부터 재난 통신용 D2D 기술에 대한 표준화가 진행 중에 있다. 최근에는 이동통신 표준화 단체인 3GPP(3rd Generation Partnership Project)에서 LTE-Advanced release 12 표준 기술의 하나로 LTE ProSe(Proximity-based Services)라 불리는 D2D 통신 기술에 대한 표준화 및 기술 개발이 진행 중에 있다.
도 1은 일반적인 셀룰러 기반의 D2D 통신 절차의 개념도이다. 도 1을 참조하면, 셀룰러 시스템 내에는 기지국, 셀룰러 단말, 그리고 D2D 통신을 수행하는 단말들이 존재한다. 셀룰러 기반의 D2D 통신 절차는 크게 단말 탐색, 링크 생성, 데이터 전송의 세 단계로 구분할 수 있다. 본 발명에서 다루고자 하는 주요 내용은 데이터 전송 단계에 해당된다.
데이터 전송 단계는 D2D 통신을 원하는 단말들 간에 링크가 형성된 후에 실질적인 통신이 이루어지는 단계로서, D2D 통신의 성능을 결정하는 가장 중요한 요소이다. D2D 링크를 통한 데이터 전송을 위해서는 주파수 자원할당이 필요하고 주파수 이용 효율 향상을 위해 기존의 셀룰러 자원을 공유할 필요가 있다. 여기서 D2D 링크와 셀룰러 링크 간에는 간섭 문제가 발생하지만 기지국이 셀룰러 링크뿐만 아니라 D2D 링크의 자원할당에 관여함으로써 간섭을 제어할 수 있다.
도 2는 셀룰러 시스템 내에서 D2D 링크가 셀룰러 상향링크 자원을 공유하는 경우 간섭 시나리오를 나타낸다. 도 2에는 셀룰러 시스템 내에서, 기지국과 이 기지국이 관할하는 셀 내의 셀룰러 단말, 그리고 복수의 D2D 단말쌍이 도시되어 있다. D2D 단말쌍은 D2D 송신단말 및 D2D 수신단말이 서로 페어(pair)를 형성한 것으로서 도 2의 경우는 두 D2D 단말쌍(D2D Pair 1, D2D Pair 2)이 존재하는 예이다. 이러한 도 2를 참조하면, D2D 링크가 셀룰러 상향링크 자원을 공유하는 경우, 셀룰러 링크가 D2D 링크에 주는 간섭, D2D 링크가 기지국에 주는 간섭, 그리고 D2D 링크 상호 간의 간섭이 부가적으로 발생하는 것을 알 수 있다.
일반적으로 단말 근접성 기반의 D2D 통신은 셀룰러 통신에 비해 낮은 송신전력을 사용하기 때문에 D2D 링크가 셀룰러 링크에 주는 간섭의 영향은 상대적으로 적고, 또한 D2D 링크의 전력제어를 통해 제어가 가능하다. 따라서, 세 가지 간섭 중에서 D2D 링크 상호 간의 간섭은 동일한 자원을 사용하는 D2D 링크에 제한을 둠으로써 제어할 수 있다.
반면, 셀룰러 링크가 D2D 링크에 주는 간섭의 영향은 D2D 링크 자체적으로 제어가 어려우며 협력적인 자원할당을 통해 가능하다. 따라서 셀룰러 링크와 D2D 링크에 대한 자원할당의 핵심은 셀룰러 링크가 D2D 링크에 미치는 간섭의 영향을 최소화하면서 동시에 주파수 재사용을 최대화하는 것이라 할 수 있다.
셀룰러 링크와 D2D 링크의 자원할당을 위해 가장 쉬운 접근 방법은 기지국이 각 링크의 채널상태뿐만 아니라 상호 간 간섭 링크의 채널상태에 대한 정보를 수집하여 이를 기반으로 자원할당을 하는 것이다. 이러한 방법은 간섭의 영향을 정확하게 측정할 수 있는 장점이 있지만 채널정보를 측정하고 수집하기 위한 복잡도와 시그널링 오버헤드(Signaling Overhead)가 증가할 뿐만 아니라, 자원할당 알고리즘 또한 복잡한 최적화 문제를 풀어야 하므로 바람직하지 않다. 더욱이, 고속으로 변하는 시변 채널의 경우는 정확한 채널정보를 얻기 어렵다.
간섭의 영향을 측정하는 또 다른 방법은 기지국과 단말 등 노드 간의 거리정보를 이용하는 것이다. 거리정보는 GPS(Global Positioning System)를 장착한 단말이 추정한 위치정보로부터 추출하거나 또는 기지국과 단말 사이의 신호 세기 및 도래각(Angle of Arrival)을 측정하여 얻을 수 있다. 이러한 거리정보는 채널정보에 비해 상대적으로 쉽게 얻을 수 있고 시간에 따른 변화에도 덜 민감한 특성을 갖는다.
기존에 제안된 거리정보를 이용한 자원할당 방법 중의 하나는 D2D 페어로부터 일정 거리 이상 떨어진 셀룰러 단말 중 하나를 임의로 선택하여 해당 D2D 링크와 셀룰러 링크가 자원을 공유하도록 하는 방법이다. 관련 논문은 H. Wang and X. Chu, "Distance-constrained resource-sharing criteria for device-to-device communications underlaying cellular networks", Electronics Letters, vol. 48, no. 9, pp. 528-530, Apr. 2012가 있다. 하지만 이 방법은 임의의 셀룰러 단말과 D2D 페어가 자원을 공유함에 따라 간섭을 최소화하지 못하는 문제점이 있다. 또한 다수의 D2D 페어가 동일한 셀룰러 자원을 공유하는 경우에 대한 해를 제시하지 못하는 한계성을 갖는다.
본 발명은 셀룰러 시스템에서 D2D 링크가 셀룰러 링크와 효과적으로 주파수 자원을 공유할 수 있는 셀룰러 시스템에서의 D2D 통신을 위한 자원 할당 방법 및 그 장치를 제공하는데 목적이 있다.
본 발명은, 기지국과, 상기 기지국이 관할하는 셀 내에 존재하는 복수의 셀룰러 단말 및 복수의 D2D 단말쌍을 포함하는 셀룰러 시스템 내에서 상기 기지국을 이용한 각 단말의 자원 할당 방법에 있어서, 임의의 D2D 단말쌍에 대하여 상기 셀룰러 단말에 의한 SINR(Signal-to-Interference-plus-Noise Ratio) 값의 누적분포함수를 기 설정된 SINR의 목표값을 이용하여 연산하는 단계와, 상기 복수의 셀룰러 단말 중에서 상기 누적분포함수에 상기 목표값을 대입한 결과 값이 가장 최소인 셀룰러 단말을 선택하는 단계, 및 상기 선택된 셀룰러 단말에 대해 상기 임의의 D2D 단말쌍의 주파수 자원을 할당하여 주파수 자원을 공유하는 단계를 포함하는 셀룰러 시스템에서의 자원 할당 방법을 제공한다.
또한, 상기 누적분포함수는 아래의 수학식으로 정의될 수 있다.
Figure pat00001
여기서,
Figure pat00002
는 상기 목표값,
Figure pat00003
는 상기 임의의 D2D 단말쌍을 구성하는 D2D 송신 단말과 D2D 수신 단말 간의 거리,
Figure pat00004
는 상기 D2D 송신 단말의 송신전력,
Figure pat00005
는 i번째 셀룰러 단말의 송신전력,
Figure pat00006
는 상기 i번째 셀룰러 단말과 D2D 수신 단말 간의 거리,
Figure pat00007
는 경로손실 계수,
Figure pat00008
는 D2D 수신 단말에서의 잡음 신호의 전력을 나타낸다.
또한, 다음의 다른 D2D 단말쌍에 대하여 상기 셀룰러 단말의 선택 시에는, 이전의 D2D 단말쌍에 대하여 기 선택된 셀룰러 단말을 배제하여 선택할 수 있다.
그리고, 하나의 주파수 자원을 K(2 이상의 정수)개의 D2D 단말쌍이 공유하여 그룹을 형성한 경우, 상기 셀룰러 단말을 선택하는 단계는, 상기 K개의 D2D 단말쌍 각각에 대하여 상기 복수의 셀룰러 단말을 대상으로 상기 누적분포함수의 결과 값을 각각 연산한 다음, 상기 결과 값이 최소인 하나의 셀룰러 단말을 선택할 수 있다.
또한, 하나의 주파수 자원을 K(2 이상의 정수)개의 D2D 단말쌍이 공유한 경우, 상기 셀룰러 단말을 선택하는 단계는, 모든 D2D 단말쌍에 대하여 동일한 셀룰러 단말을 대상으로 연산된 상기 누적분포함수의 결과 값에 대한 합산 값을, 상기 복수의 셀룰러 단말 각각을 대상으로 획득한 다음, 상기 합산 값이 최소인 하나의 셀룰러 단말을 선택할 수 있다.
또한, 하나의 주파수 자원을 K(2 이상의 정수)개의 D2D 단말쌍이 공유한 경우, 상기 셀룰러 단말을 선택하는 단계는, 상기 K개의 D2D 단말쌍 각각에 대하여 상기 복수의 셀룰러 단말을 대상으로 상기 누적분포함수의 결과 값을 각각 연산한 다음, 상기 K개의 D2D 단말쌍 중에서 가장 최대의 결과 값이 도출된 하나의 D2D 단말쌍을 선택하고, 상기 선택한 하나의 D2D 단말쌍에 대하여 상기 복수의 셀룰러 단말을 대상으로 기 연산한 상기 누적분포함수의 결과 값 중에서 가장 최소의 값을 도출한 하나의 셀룰러 단말을 선택할 수 있다.
그리고, 본 발명은 기지국과, 상기 기지국이 관할하는 셀 내에 존재하는 복수의 셀룰러 단말 및 복수의 D2D 단말쌍을 포함하는 셀룰러 시스템 내에서 상기 기지국에 포함된 자원 할당 장치에 있어서, 임의의 D2D 단말쌍에 대하여 상기 셀룰러 단말에 의한 SINR(Signal-to-Interference-plus-Noise Ratio) 값의 누적분포함수를 기 설정된 SINR의 목표값을 이용하여 연산하는 누적분포함수 연산부와, 상기 복수의 셀룰러 단말 중에서 상기 누적분포함수에 상기 목표값을 대입한 결과 값이 가장 최소인 셀룰러 단말을 선택하는 셀룰러 단말 선택부, 및 상기 선택된 셀룰러 단말에 대해 상기 임의의 D2D 단말쌍의 주파수 자원을 할당하여 주파수 자원을 공유하는 자원 할당부를 포함하는 셀룰러 시스템에서의 자원 할당 장치를 제공한다.
본 발명에 따른 셀룰러 시스템에서의 D2D 통신을 위한 자원 할당 방법 및 그 장치에 따르면, 단말 간 직접통신을 지원하는 셀룰러 시스템에서 D2D 링크가 셀룰러 링크와 효과적으로 주파수 자원을 공유할 수 있도록 하고 이와 동시에 각 단말 간의 간섭의 영향을 최소화하는 자원 할당 기술을 제공할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 일반적인 셀룰러 기반의 D2D 통신 절차의 개념도이다.
도 2는 셀룰러 시스템 내에서 D2D 링크가 셀룰러 상향링크 자원을 공유하는 경우 간섭 시나리오를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 셀룰러 시스템 모델의 구성도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 자원 할당 장치의 구성도이다.
도 5는 도 4를 이용한 자원 할당 방법의 흐름도이다.
도 6은 종래의 거리기반 자원할당 기법과 본 발명의 실시예에 따른 자원할당 기법을 적용한 경우 D2D 링크의 평균 outage 확률을 비교한 것이다.
그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.
본 발명은 셀룰러 시스템에서의 D2D 통신을 위한 자원 할당 방법 및 그 장치로서, 단말 간 직접통신(D2D 통신;Device-to-Device)을 지원하는 셀룰러 시스템에서 D2D 링크가 기존의 셀룰러 링크와 효과적으로 주파수 자원을 공유할 수 있도록 하고 각 단말 간의 간섭의 영향을 최소화할 수 있는 방법을 제시한다.
일반적으로 셀룰러 시스템에서 주파수 자원을 할당함에 있어 가장 먼저 고려되어야 할 것은 셀룰러 단말에 의한 셀룰러 링크와 D2D 페어(이하, D2D 단말쌍)에 의한 D2D 링크에 대한 자원 할당의 순서 문제이다. 자원 할당의 방식은 기지국이 셀룰러 링크에 자원을 먼저 할당한 다음 D2D 링크에 자원을 할당하는 방식과, 반대로 D2D 링크에 자원을 먼저 할당한 다음 셀룰러 링크에 자원을 할당하는 방식으로 구분된다. 이는 셀룰러 단말과 D2D 단말쌍의 서비스 우선순위에 따라 결정될 것이다.
이하의 본 발명의 실시예는 D2D 단말쌍에 자원을 먼저 할당한 이후 셀룰러 링크에 자원을 할당하는 방식을 고려한다. 이를 위해 본 실시예의 경우 셀룰러 시스템 내에서 D2D 링크에 먼저 할당된 주파수 자원을 임의의 셀룰러 링크와 공유하되 주파수 공유에 따른 간섭의 영항이 최소화될 수 있는 셀룰러 링크를 효과적으로 선택할 수 있는 방법을 제시한다.
본 실시예의 자원할당 방법은 기지국이 단말들의 거리정보를 이용하여 D2D 링크 및 셀룰러 링크의 자원을 할당하는 방식으로 셀룰러 링크가 D2D 링크에 주는 간섭을 최소화한다. 따라서 셀룰러 링크와 D2D 링크가 동일한 자원을 효과적으로 공유할 수 있도록 하여 D2D 통신 성능 향상 및 전체 셀룰러 시스템의 주파수 효율 향상에 기여할 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 셀룰러 시스템 모델의 구성도이다. 본 발명의 실시예에서 고려하는 셀룰러 시스템은 기지국(BS;Base Station)과, 상기 기지국(BS)이 관할하는 셀 내에 존재하는 복수의 셀룰러 단말(CUE;Cellular User Equipment) 및 복수의 D2D 단말쌍(D2D Pair)을 포함한다. 여기서 D2D 단말쌍은 D2D 송신 단말(D2D-Tx)과 D2D 수신단말(D2D-Rx)이 서로 페어를 형성한 것이다.
도 3의 경우 설명의 편의상 하나의 D2D 단말쌍과 두 개의 셀룰러 단말을 도시하고 있으나, 실질적으로는 기지국이 관할하는 셀 내에 M개의 D2D 단말쌍과 N개의 셀룰러 단말이 존재하는 일반적인 시나리오를 고려한다. 셀룰러 단말(CUE)은 기지국(BS)으로 상향링크 전송을 수행하며, D2D 단말쌍을 구성하는 D2D 송신 단말(D2D-Tx)은 D2D 수신단말(D2D-Rx)로 직접 데이터를 전송한다.
도 3에는 셀룰러 단말(CUE1)과 D2D 단말쌍이 서로 주파수 자원을 공유한다고 가정할 때 발생하는 간섭 신호(interference)가 표시되어 있다. 본 발명의 실시예의 경우 기지국이 노드 간 거리정보를 기반으로 셀룰러 링크가 D2D 링크에 미치는 간섭의 영향을 최소화하는 방향으로 자원 할당을 수행한다. 자원 할당을 수행하는 주체는 기지국(BS)으로서 이하에서 설명하는 자원 할당 장치는 기지국에 포함된 것을 의미한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 자원 할당 장치의 구성도이고, 도 5는 도 4를 이용한 자원 할당 방법의 흐름도이다. 도 4 및 도 5를 참조하면, 자원 할당 장치(100)는 요구 자원량 수집부(110), 거리정보 수집부(120), 자원 할당부(130), 누적분포함수 연산부(140), 셀룰러 단말 선택부(150)를 포함한다.
먼저, 요구 자원량 수집부(110)는 D2D 단말쌍(200)과 셀룰러 단말(300)이 각각 요구하는 자원량을 수집한 다음(S510), 수집된 전체 요구 자원량을 기지국에서 사용 가능한 가용 자원량과 비교한다(S520).
만약, 수집된 요구 자원량이 가용 자원량보다 작다면, 할당할 주파수 자원량이 충분하므로 각 노드 간에 자원을 공유할 필요가 없다. 따라서, 이때에는 자원 할당부(130)는 셀룰러 링크와 D2D 링크에 서로 간섭되지 않고 직교하는 주파수 자원을 개별 할당하면 된다(S530).
그러나 본 실시예의 초점은 요구 자원량이 가용 자원량보다 많은 경우에 해당되는 것으로서, 수집된 요구 자원량이 사용 가능한 자원량보다 큰 경우에는 링크 간에 자원을 공유할 필요성이 있다. 이 경우 D2D 단말쌍에 자원을 먼저 할당하고 이후에 셀룰러 링크에 자원을 할당하되, D2D 단말쌍에 먼저 할당된 자원을 복수의 셀룰러 단말 중 가장 간섭 확률이 작은 셀룰러 단말과 공유하는 과정을 포함한다.
이를 위해, 기지국은 상기와 같이 요구 자원량이 가용 자원량보다 많은 경우, 노드 간 거리정보를 수집하여 D2D 링크에 대한 자원할당을 먼저 수행한다.
즉, 거리정보 수집부(120)는 노드 간의 거리정보를 수집한다(S540). 여기서 노드란 셀룰러 시스템을 구성하는 기지국, 셀룰러 단말, D2D 송신 단말, D2D 수신 단말을 포괄하는 개념이다. 따라서 노드 간의 거리정보란 기지국과 단말 간의 거리, 단말과 단말 간의 거리를 포함한다. 각 노드 간의 거리정보는 신호 세기, 도래각(Angle of arrival) 등을 측정하여 획득할 수 있다.
이후, 자원 할당부(130)는 먼저 각각의 D2D 단말쌍(200)에 대한 자원할당을 수행한다(S550). 거리 정보를 이용하여 각 단말에 자원 할당을 수행하는 일반적인 방법은 공지된 바 있다. 이러한 S550 단계 시에는 M개의 D2D 단말쌍(200) 각각에 대해 모두 서로 다른 주파수 대역을 할당할 수도 있으나, 기지국에서 제공 가능한 자원량이 더욱 한정적인 경우에는 여러 개의 D2D 단말쌍(200)들 끼리 서로 동일 주파수 자원을 사용하게끔 할당할 수도 있다. 물론, 이때에는 동일 주파수 자원을 사용하는 D2D 단말쌍(200)들 사이의 거리가 일정 거리 이상 떨어진 경우로 제약을 둠으로써 동일 주파수 자원을 사용하는 D2D 링크 간의 간섭을 제어할 수 있다. 거리 차이가 일정 거리 미만인 D2D 단말쌍(200)들 끼리는 서로 다른 주파수 자원을 할당하도록 하여 간섭 요인을 제거한다.
S550 단계를 통해, 모든 D2D 단말쌍(200)에 대하여 주파수 자원 할당이 완료된 이후에는, D2D 단말쌍에 기 할당된 주파수 자원을 특정 셀룰러 단말에 공유하는 과정을 수행한다. 그 과정은 특정 주파수 자원이 하나의 D2D 단말쌍에만 할당된 경우와, 주파수 자원의 한정으로 특정 주파수 자원이 여러 개의 D2D 단말쌍에 공동으로 할당된 경우로 구분 가능하다. 본 발명에서는 두 가지 경우를 구분하여 설명한다.
특정 주파수 자원이 하나의 D2D 단말쌍에 할당된 경우에 대한 자원 공유 방법을 설명하기에 앞서, 신호대간섭및잡음비(Signal-to-Interference-plus-Noise Ratio:SINR)의 개념에 대하여 상세히 설명한다.
일반적으로 i번째 셀룰러 단말이 임의의 D2D 단말쌍과 자원을 공유한다고 가정하면, 임의의 D2D 수신 단말에서의 신호대간섭및잡음비(SINR) 즉,
Figure pat00009
는 다음의 수학식 1과 같이 계산할 수 있다.
Figure pat00010
여기서,
Figure pat00011
는 상기 임의의 D2D 단말쌍을 구성하는 D2D 송신 단말과 D2D 수신 단말 간의 채널상태,
Figure pat00012
는 상기 i번째 셀룰러 단말과 상기 기지국 간의 채널상태,
Figure pat00013
는 상기 D2D 송신 단말과 D2D 수신 단말 간의 거리,
Figure pat00014
는 상기 D2D 송신 단말의 송신전력,
Figure pat00015
는 i번째 셀룰러 단말의 송신전력,
Figure pat00016
는 i번째 셀룰러 단말과 D2D 수신 단말 간의 거리,
Figure pat00017
는 경로손실 계수,
Figure pat00018
는 D2D 수신 단말에서의 잡음 신호의 전력을 나타낸다.
이러한 SINR은 SNR(신호대 잡음비)에 간섭의 개념이 포함된 것으로서, 그 값이 클수록 간섭 확률이 작다는 것을 의미한다. 즉, 임의의 D2D 단말쌍과 특정 셀룰러 단말 간의 SINR 값을 구한 결과 그 값이 기 설정된 목표값보다 작을수록 주파수 공유 시에 간섭 확률이 높을 것이다.
이러한 원리를 바탕으로, 본 실시예에서는 SINR 값이 목표값인
Figure pat00019
보다 작은 경우를 outage 사건(공유 대상 후보에서 제외될 사건)으로 정의할 수 있다. 즉, 임의의 D2D 단말쌍을 대상으로 각각의 셀룰러 단말에 의한 SINR을 구한 결과, 그 값이 목표값보다 작은 값을 도출하는 셀룰러 단말의 경우는 주파수 자원의 공유 대상 후보에서 제외시킬 수 있다.
다만, 이하의 본 실시예에서는 SINR 값을 직접적으로 연산하는 수학식 1의 방법을 사용하지 않으며, 단지
Figure pat00020
,
Figure pat00021
,
Figure pat00022
, 만으로 조건부 outage 확률을 구할 수 있다.
더 상세하게는 본 실시예의 경우 통신 효율이 좋지 않을 확률을 나타내는 SINR의 누적분포함수를 정의하며 이 누적분포함수에 SINR의 목표값를 대입한 값을 이용하여, D2D 단말쌍과 주파수 자원을 공유할 하나의 최적의 셀룰러 링크를 선택할 수 있다. 누적분포함수는 통신 효율이 좋지 않을 확률에 해당되므로 그 값이 클수록 간섭 영향 또한 커질 것이다.
여기서, 상기 누적분포함수란 SINR의 누적분포함수를 의미하나, SINR을 구할 때 사용한 수학식 1의 모든 파라미터를 활용하지 않으며, 특히 획득 과정이 복잡한 채널상태(
Figure pat00023
,
Figure pat00024
)의 정보를 전혀 사용할 필요가 없다. 그 누적분포함수에 대한 상세한 설명은 후술할 것이다.
이하에서는 상기의 내용을 바탕으로 도 5의 S550 단계에서 기 할당된 자원을 특정 셀룰러 단말과 공유하기 위하여 최적의 셀룰러 단말을 선택하는 과정을 상세히 설명한다.
우선, 특정 주파수 자원이 하나의 D2D 단말쌍에 할당된 경우에 대한 자원 공유 방법을 설명한다. 먼저, 누적분포함수 연산부(140)는 임의의 D2D 단말쌍에 대하여 상기 셀룰러 단말에 의한 SINR(Signal-to-Interference-plus-Noise Ratio) 값의 누적분포함수를 기 설정된 SINR의 목표값을 이용하여 연산한다(S560).
D2D 단말쌍에서의 SINR 값이 그 목표값인
Figure pat00025
보다 작은 경우를 outage 사건으로 정의하면, i번째 셀룰러 단말의 위치
Figure pat00026
에 따른 조건부 outage 확률(
Figure pat00027
)은 다음의 수학식 2와 같이 계산될 수 있다. 셀룰러 단말의 위치란 기지국과 떨어진 거리(수신 세기에 의해 결정)와 도래각으로 표현된 것이다.
Figure pat00028
여기서,
Figure pat00029
과
Figure pat00030
는 각각 SINR
Figure pat00031
의 확률밀도함수(Probability Density Function)와 누적분포함수(Cumulative Distribution Function)를 나타낸다.
셀룰러 링크와 D2D 링크가 서로 독집적인 Rayleigh 페이딩을 겪는 경우,
Figure pat00032
는 다음의 수학식 3과 같이
Figure pat00033
로 계산 및 근사화할 수 있다. 결과적으로
Figure pat00034
=
Figure pat00035
로 근사화된다.
조건부 outage 확률(
Figure pat00036
)이 낮다는 것, 즉 후보 제외 확률이 낮다는 것은 해당 셀룰러 단말이 공유 대상으로 선택될 확률이 큰 것이고 통신효율이 좋을 확률 또한 크다는 것을 나타낸다.
여기서, SINR의 누적분포함수
Figure pat00037
는 아래의 수학식 3으로 정의될 수 있다.
Figure pat00038
여기서,
Figure pat00039
는 상기 SINR의 목표값,
Figure pat00040
는 상기 임의의 D2D 단말쌍을 구성하는 D2D 송신 단말과 D2D 수신 단말 간의 거리,
Figure pat00041
는 상기 D2D 송신 단말의 송신전력,
Figure pat00042
는 i번째 셀룰러 단말의 송신전력,
Figure pat00043
는 상기 i번째 셀룰러 단말과 D2D 수신 단말 간의 거리,
Figure pat00044
는 경로손실 계수,
Figure pat00045
는 D2D 수신 단말에서의 잡음 신호의 전력을 나타낸다.
즉, 수학식 3은 임의의 D2D 단말쌍에 대한 i번째 셀룰러 단말에 의한 SINR의 누적분포함수를 나타내는 것으로서, 누적분포함수의 연산 시에 수학식 1에 언급된 노드 간의 채널정보(
Figure pat00046
,
Figure pat00047
)를 전혀 사용하지 않는 것을 확인할 수 있다.
여기서, 본 실시예의 경우 자원을 공유할 임의의 D2D 단말쌍에 대하여 N개의 각각의 셀룰러 단말에 의한 SINR의 누적분포함수를 각각 연산하되, 수학식 3과 같이 누적분포함수에 상기 목표값
Figure pat00048
을 대입하여 연산한다.
이후, 셀룰러 단말 선택부(150)는 상기 N개의 각각의 셀룰러 단말 중에서 상기 누적분포함수에 상기 목표값
Figure pat00049
을 대입한 결과 값이 가장 최소인 셀룰러 단말을 선택한다(S570). 누적분포함수(조건부 outage 확률)의 값이 작을수록 통신 효율이 나쁠 확률이 낮아짐(통신 효율이 높을 확률이 상승함)을 앞서 설명한 바 있다.
상기 S570 단계에서 상기 기지국은 해당 D2D 링크와 자원을 공유할 최적의 셀룰러 링크를 아래의 수학식 4와 같은 방법으로 선택한다.
Figure pat00050
여기서, i*는 선택된 최적의 셀룰러 단말의 인덱스를 나타낸다. 또한,
Figure pat00051
는
Figure pat00052
개의 셀룰러 단말 중에서 아직 자원 할당이 되지 않은 셀룰러 단말의 수를 나타내며, 물론 초기 값은 전체 셀룰러 단말의 수인
Figure pat00053
과 같다.
이후, 자원 할당부(130)는 상기 선택된 셀룰러 단말에 대해 상기 임의의 D2D 단말쌍의 주파수 자원을 할당하여 주파수 자원을 공유한다(S580).
이상의 내용을 요약하면, 기지국은 자원을 필요로 하는 D2D 링크에 먼저 자원을 할당하고 각각의 D2D 링크와 동일한 자원을 최적으로 공유할 수 있는 셀룰러 링크를 결정한다. 기지국은 단말 간의 거리정보를 이용하여 주어진 D2D 링크를 특정 셀룰러 링크가 공유하는 경우 D2D 링크의 조건부 outage 확률을 계산하고, 이를 바탕으로 조건부 outage 확률을 최소화하는 셀룰러 링크를 선택한다.
이상과 같이 조건부 outage 확률을 계산하고 셀룰러 사용자를 선택하는 과정은 D2D 링크가 할당된 자원에 대해서 순차적으로 수행된다. 여기서, 다음의 다른 D2D 단말쌍에 대하여 상기 최적의 셀룰러 단말의 선택 시에는, 이전의 D2D 단말쌍에 대하여 기 선택된 셀룰러 단말을 배제하여 선택하도록 한다.
다음은, 하나의 주파수 자원을
Figure pat00054
(2 이상의 정수)개의 D2D 단말쌍이 공유하여 그룹을 형성한 경우에 대한 자원 공유 방법을 설명한다. 이 경우에도 수학식 3의 수식을 이용하는 것은 동일하다. 즉, 그룹 내의 D2D 링크 간의 간섭을 무시한다면 상술한 바와 동일한 방법으로 계산할 수 있다.
다만, 상기 그룹에 대한 최적의 셀룰러 단말의 선택 시(S570 단계)에는 아래의 수학식 5와 같은 3가지 규칙 중 하나를 선택적으로 사용할 수 있다.
Figure pat00055
수학식 5의 이 k번째 D2D 링크에 대한 i번째 셀룰러 단말에 의한 조건부 outage 확률이라고 하면, 자원을 공유할 셀룰러 링크의 선택은 D2D 링크의 QoS(Quality of Service) 요구 조건에 따라 세 가지 규칙 중에 선택적으로 이용할 수 있다.
수학식 5의 첫 번째 규칙은 특정 k번째 D2D 링크의 outage 확률을 최소화하는 방법이다. 이 경우 셀룰러 단말 선택부(150)는 상기 K개의 D2D 단말쌍 각각에 대하여 상기 복수의 셀룰러 단말을 대상으로 상기 누적분포함수의 결과 값
Figure pat00057
을 각각 연산한다. 이후 그 중에서 상기 결과 값이 최소인 하나의 셀룰러 단말을 선택한다. 예를 들어, K=3이고, N=5인 경우, 총 15가지의
Figure pat00058
값이 연산되고 그 중 가장 최소 값을 도출한 경우에 해당하는 셀룰러 단말을 최적의 셀룰러 단말(i*)로 선택한다.
두 번째 규칙은 K개의 D2D 링크의 평균 outage 확률을 최소화하는 방법이다. 이 경우 셀룰러 단말 선택부(150)는 모든 D2D 단말쌍에 대하여 동일한 셀룰러 단말을 대상으로 연산된 상기 누적분포함수의 결과 값에 대한 합산 값을, 상기 복수의 셀룰러 단말 각각을 대상으로 획득한 다음, 상기 합산 값이 최소인 하나의 셀룰러 단말을 선택한다. 예를 들어, K=3이고, N=5인 경우, 동일 셀룰러 단말을 대상으로 연산된
Figure pat00059
의 합산 값인 ∑ 값이 총 5개가 연산된다. 5개의 값 중 가장 최소 값을 도출한 경우에 해당하는 하나의 셀룰러 단말을 최적의 셀룰러 단말로 선택한다.
마지막의 세 번째 규칙은 K개의 D2D 링크 중에서 outage 확률이 가장 큰 링크의 outage 확률을 최소화하는 특징을 갖는다. 이러한 경우 셀룰러 단말 선택부(150)는 우선, 상기 K개의 D2D 단말쌍 각각에 대하여 상기 복수의 셀룰러 단말을 대상으로 상기 누적분포함수의 결과 값을 각각 연산(ex, K=3이고, N=5인 경우 총 15개의
Figure pat00060
를 연산)한 다음, 상기 K개의 D2D 단말쌍 중에서 가장 최대의 결과 값이 도출된 하나의 D2D 단말쌍을 선택한다(세 번째 규칙의 [·] 부분 참조). 그런 다음, 상기 선택한 하나의 D2D 단말쌍에 대하여 상기 복수의 셀룰러 단말을 대상으로 기 연산한 상기 누적분포함수의 결과 값(총 5개의 값) 중에서 가장 최소의 값을 도출한 하나의 셀룰러 단말을 선택한다.
물론, 이상과 같은 규칙으로 선택된 최적의 셀룰러 단말은 해당 그룹에 기 할당된 주파수 자원을 공유할 수 있게 된다. D2D 링크와 자원을 공유하는 셀룰러 링크가 모두 결정되고 남은 나머지 셀룰러 링크에 대해서는 기존의 셀룰러 상향링크 자원할당 방법대로 자원할당을 수행한다.
이상과 같은 본 발명의 실시예에 따른 자원 할당 방법에 따르면 주파수 자원을 상호 공유하는 D2D 단말쌍과 셀룰러 단말 사이에 간섭을 최소화하면서 주파수 자원 할당의 효율을 높일 수 있다.
이하에서는 본 발명의 효과를 검증하기 위해 수행한 모의실험 결과를 제시한다. 모의실험에서 N(=10, 20, 30)개의 셀룰러 단말은 셀 내에 균일하게 분포하도록 하였다. 셀룰러 링크는 기지국에서의 수신 신호대잡음비(Signal-to-Noise Ratio: SNR)가 20dB, D2D 링크는 수신 SNR이 30dB가 되도록 전력제어를 한다고 가정하였다. 셀 반경은 500m, D2D 링크의 거리는 25m 이내로 제한하였다.
도 6은 종래의 거리기반 자원할당 기법(DRC 참조)과 본 발명의 실시예에 따른 자원할당 기법(Our proposed 참조)을 적용한 경우 D2D 링크의 평균 outage 확률을 비교한 것이다. 본 발명에서 제안한 기법을 적용하면 outage 확률이 상당히 줄어드는 것을 확인할 수 있다. 또한 본 발명에 따른 방법은 셀룰러 단말 선택에 따른 다중사용자 다이버시티(Multiuser Diversity) 효과로 인해 셀룰러 단말의 수 N이 증가할수록 D2D 링크의 성능이 개선됨을 확인할 수 있다.
이상과 같은 본 발명에 따른 셀룰러 시스템에서의 D2D 통신을 위한 자원 할당 방법 및 그 장치에 따르면, 단말 간 직접통신을 지원하는 셀룰러 시스템에서 D2D 링크가 셀룰러 링크와 효과적으로 주파수 자원을 공유할 수 있도록 하고 이와 동시에 각 단말 간의 간섭의 영향을 최소화하는 자원 할당 기술을 제공할 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명은 채널정보에 비해 상대적으로 얻기 쉬운 거리정보를 이용하여 자원할당에 필요한 복잡도 및 오버헤드를 줄일 수 있으며, 조건부 outage 확률을 이용하여 셀룰러 링크가 D2D 링크에 주는 간섭을 최소화함으로써 D2D 링크의 통신 성능을 향상시킬 수 있다. 또한 셀룰러 링크와 D2D 링크가 효과적으로 주파수를 재사용하는 것이 가능하여 전체 셀룰러 시스템의 주파수 이용 효율을 제고하는 데 기여할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
100: 셀룰러 시스템에서의 자원 할당 장치
110: 요구 자원량 수집부 120: 거리정보 수집부
130: 자원 할당부 140: 누적분포함수 연산부
150: 셀룰러 단말 선택부 200: D2D 단말쌍
300: 셀룰러 단말

Claims (12)

  1. 기지국과, 상기 기지국이 관할하는 셀 내에 존재하는 복수의 셀룰러 단말 및 복수의 D2D 단말쌍을 포함하는 셀룰러 시스템 내에서 상기 기지국을 이용한 각 단말의 자원 할당 방법에 있어서,
    임의의 D2D 단말쌍에 대하여 상기 셀룰러 단말에 의한 SINR(Signal-to-Interference-plus-Noise Ratio) 값의 누적분포함수를 기 설정된 SINR의 목표값을 이용하여 연산하는 단계;
    상기 복수의 셀룰러 단말 중에서 상기 누적분포함수에 상기 목표값을 대입한 결과 값이 가장 최소인 셀룰러 단말을 선택하는 단계; 및
    상기 선택된 셀룰러 단말에 대해 상기 임의의 D2D 단말쌍의 주파수 자원을 할당하여 주파수 자원을 공유하는 단계를 포함하는 셀룰러 시스템에서의 자원 할당 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 누적분포함수는 아래의 수학식으로 정의되는 셀룰러 시스템에서의 자원 할당 방법:
    Figure pat00061

    여기서,
    Figure pat00062
    는 상기 목표값,
    Figure pat00063
    는 상기 임의의 D2D 단말쌍을 구성하는 D2D 송신 단말과 D2D 수신 단말 간의 거리,
    Figure pat00064
    는 상기 D2D 송신 단말의 송신전력,
    Figure pat00065
    는 i번째 셀룰러 단말의 송신전력,
    Figure pat00066
    는 상기 i번째 셀룰러 단말과 D2D 수신 단말 간의 거리,
    Figure pat00067
    는 경로손실 계수,
    Figure pat00068
    는 D2D 수신 단말에서의 잡음 신호의 전력을 나타낸다.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    다음의 다른 D2D 단말쌍에 대하여 상기 셀룰러 단말의 선택 시에는,
    이전의 D2D 단말쌍에 대하여 기 선택된 셀룰러 단말을 배제하여 선택하는 셀룰러 시스템에서의 자원 할당 방법.
  4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    하나의 주파수 자원을 K(2 이상의 정수)개의 D2D 단말쌍이 공유하여 그룹을 형성한 경우,
    상기 셀룰러 단말을 선택하는 단계는,
    상기 K개의 D2D 단말쌍 각각에 대하여 상기 복수의 셀룰러 단말을 대상으로 상기 누적분포함수의 결과 값을 각각 연산한 다음,
    상기 결과 값이 최소인 하나의 셀룰러 단말을 선택하는 셀룰러 시스템에서의 자원 할당 방법.
  5. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    하나의 주파수 자원을 K(2 이상의 정수)개의 D2D 단말쌍이 공유한 경우,
    상기 셀룰러 단말을 선택하는 단계는,
    모든 D2D 단말쌍에 대하여 동일한 셀룰러 단말을 대상으로 연산된 상기 누적분포함수의 결과 값에 대한 합산 값을, 상기 복수의 셀룰러 단말 각각을 대상으로 획득한 다음,
    상기 합산 값이 최소인 하나의 셀룰러 단말을 선택하는 셀룰러 시스템에서의 자원 할당 방법.
  6. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    하나의 주파수 자원을 K(2 이상의 정수)개의 D2D 단말쌍이 공유한 경우,
    상기 셀룰러 단말을 선택하는 단계는,
    상기 K개의 D2D 단말쌍 각각에 대하여 상기 복수의 셀룰러 단말을 대상으로 상기 누적분포함수의 결과 값을 각각 연산한 다음, 상기 K개의 D2D 단말쌍 중에서 가장 최대의 결과 값이 도출된 하나의 D2D 단말쌍을 선택하고,
    상기 선택한 하나의 D2D 단말쌍에 대하여 상기 복수의 셀룰러 단말을 대상으로 기 연산한 상기 누적분포함수의 결과 값 중에서 가장 최소의 값을 도출한 하나의 셀룰러 단말을 선택하는 셀룰러 시스템에서의 자원 할당 방법.
  7. 기지국과, 상기 기지국이 관할하는 셀 내에 존재하는 복수의 셀룰러 단말 및 복수의 D2D 단말쌍을 포함하는 셀룰러 시스템 내에서 상기 기지국에 포함된 자원 할당 장치에 있어서,
    임의의 D2D 단말쌍에 대하여 상기 셀룰러 단말에 의한 SINR(Signal-to-Interference-plus-Noise Ratio) 값의 누적분포함수를 기 설정된 SINR의 목표값을 이용하여 연산하는 누적분포함수 연산부;
    상기 복수의 셀룰러 단말 중에서 상기 누적분포함수에 상기 목표값을 대입한 결과 값이 가장 최소인 셀룰러 단말을 선택하는 셀룰러 단말 선택부; 및
    상기 선택된 셀룰러 단말에 대해 상기 임의의 D2D 단말쌍의 주파수 자원을 할당하여 주파수 자원을 공유하는 자원 할당부를 포함하는 셀룰러 시스템에서의 자원 할당 장치.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 누적분포함수는 아래의 수학식으로 정의되는 셀룰러 시스템에서의 자원 할당 장치:
    Figure pat00069

    여기서,
    Figure pat00070
    는 상기 목표값,
    Figure pat00071
    는 상기 임의의 D2D 단말쌍을 구성하는 D2D 송신 단말과 D2D 수신 단말 간의 거리,
    Figure pat00072
    는 상기 D2D 송신 단말의 송신전력,
    Figure pat00073
    는 i번째 셀룰러 단말의 송신전력,
    Figure pat00074
    는 상기 i번째 셀룰러 단말과 D2D 수신 단말 간의 거리,
    Figure pat00075
    는 경로손실 계수,
    Figure pat00076
    는 D2D 수신 단말에서의 잡음 신호의 전력을 나타낸다.
  9. 청구항 7 또는 청구항 8에 있어서,
    다음의 다른 D2D 단말쌍에 대하여 상기 셀룰러 단말의 선택 시에는,
    이전의 D2D 단말쌍에 대하여 기 선택된 셀룰러 단말을 배제하여 선택하는 셀룰러 시스템에서의 자원 할당 장치.
  10. 청구항 8 또는 청구항 9에 있어서,
    하나의 주파수 자원을 K(2 이상의 정수)개의 D2D 단말쌍이 공유하여 그룹을 형성한 경우,
    상기 셀룰러 단말 선택부는,
    상기 K개의 D2D 단말쌍 각각에 대하여 상기 복수의 셀룰러 단말을 대상으로 상기 누적분포함수의 결과 값을 각각 연산한 다음,
    상기 결과 값이 최소인 하나의 셀룰러 단말을 선택하는 셀룰러 시스템에서의 자원 할당 장치.
  11. 청구항 8 또는 청구항 9에 있어서,
    하나의 주파수 자원을 K(2 이상의 정수)개의 D2D 단말쌍이 공유한 경우,
    상기 셀룰러 단말 선택부는,
    모든 D2D 단말쌍에 대하여 동일한 셀룰러 단말을 대상으로 연산된 상기 누적분포함수의 결과 값에 대한 합산 값을, 상기 복수의 셀룰러 단말 각각을 대상으로 획득한 다음,
    상기 합산 값이 최소인 하나의 셀룰러 단말을 선택하는 셀룰러 시스템에서의 자원 할당 장치.
  12. 청구항 8 또는 청구항 9에 있어서,
    하나의 주파수 자원을 K(2 이상의 정수)개의 D2D 단말쌍이 공유한 경우,
    상기 셀룰러 단말 선택부는,
    상기 K개의 D2D 단말쌍 각각에 대하여 상기 복수의 셀룰러 단말을 대상으로 상기 누적분포함수의 결과 값을 각각 연산한 다음, 상기 K개의 D2D 단말쌍 중에서 가장 최대의 결과 값이 도출된 하나의 D2D 단말쌍을 선택하고,
    상기 선택한 하나의 D2D 단말쌍에 대하여 상기 복수의 셀룰러 단말을 대상으로 기 연산한 상기 누적분포함수의 결과 값 중에서 가장 최소의 값을 도출한 하나의 셀룰러 단말을 선택하는 셀룰러 시스템에서의 자원 할당 장치.
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