KR20150110269A - 기기간 통신을 위한 저전력을 고려한 경쟁 기반 자원 할당 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 단말간 통신을 위한 저전력을 고려한 경쟁 기반 자원 할당 방법 및 단말에 관한 것이다.
이에 따른 본 발명은, 단말 간 (Device to Device; D2D) 통신을 수행하는 단말의 자원 할당 방법으로, 프레임에서 임의의 가용 자원을 선택하는 단계, 백오프 타이머를 구동하는 동안 주변 신호를 모니터링하는 단계, 및 상기 백오프 타이머가 만료될 때까지 상기 임의의 가용 자원에 대한 상기 주변 신호가 수신되지 않으면, 다음 프레임에서 상기 임의의 가용 자원을 이용하여 상기 D2D 통신을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자원 할당 방법 및 그 장치에 관한 것이다.

Description

기기간 통신을 위한 저전력을 고려한 경쟁 기반 자원 할당 방법 및 장치{Contention-based Resource Allocation Method for D2D Broadcast and Apparatus Thereof}

본 발명은 단말 간 통신을 위한 저전력을 고려한 경쟁 기반 자원 할당 방법 및 단말에 관한 것이다.

최근 스마트폰의 보급으로 인해 데이터 트래픽이 급격하게 증가하고 있다. 앞으로 스마트폰 사용자 수는 더욱 증가할 것이고 이를 이용한 SNS, game 등의 응용 서비스들은 더욱 활성화될 것이기 때문에, 데이터 트래픽은 지금 보다 훨씬 더 증가할 것으로 예상된다. 특히 사람간의 통신을 넘어서 새로운 모바일 시장인 사람과 사물 간의 통신, 사물들 간의 통신 등 사물을 활용하는 사물지능통신까지 활성화될 경우에는 기지국으로 전송되는 트래픽은 감당하기 어려울 정도로 증가할 것으로 예상된다.

따라서 이러한 문제들을 해결할 수 있는 기술이 요구되고 있는데, 최근 장치(Device) 간 직접통신 기술이 주목받고 있다. D2D(Device to Device) 통신으로 불리는 이 기술은 이동통신의 허가 대역과 무선 랜과 같은 비허가 대역에서 모두 주목을 받고 있다.

이동통신에서 D2D 통신은 특히 기지국의 트래픽 수용 능력을 증가시키고 과부하를 줄일 수 있다는 점에서 주목할 만하다. 즉, D2D 통신에서는 동일한 셀 또는 서로 인접한 셀 내의 단말(User Equipment; UE)들이 서로 간에 D2D 링크를 설정한 뒤 기지국(evolved NodeB; eNB)을 거치지 않고 D2D 링크를 통해서 데이터를 직접 주고받기 때문에, 통신을 위해 필요한 링크 수가 2개 (단말-기지국, 기지국-단말)에서 1개 (단말-단말) 로 줄어드는 장점이 있다.

LTE 기반의 D2D 통신 기술은 단말 간 탐색 (discovery)와 단말 간 통신(communication)으로 분류할 수 있다. 단말 간 탐색은 하나의 단말이 자신의 근접 거리에 존재하는 다른 단말들의 정체성(identity) 또는 관심사항(interest)을 식별하거나, 자신의 정체성 또는 관심사항을 근접 거리에 위치한 또 다른 단말들에게 알리는 일련의 과정을 의미한다. 이때 정체성 및 관심사항은 단말의 식별자(identifier: ID), 애플리케이션 식별자, 또는 서비스 식별자 등일 수 있으며, D2D 서비스 및 운용 시나리오에 따라 다양하게 구성될 수 있다.

단말기의 계층 구조가 D2D 응용계층, D2D 관리계층, 그리고 D2D 전송계층으로 구성되는 것을 가정한다. D2D 응용계층은 단말 OS (Operating System)에서 구동되는 D2D 서비스 응용 프로그램을 의미하고, D2D 관리계층은 D2D 응용 프로그램에서 생성된 탐색 정보를 전송 계층에 적합한 형식으로 변환하는 기능을 담당하며, 전송계층은 LTE 또는 WiFi 무선 통신 규격의 PHY/MAC 계층을 의미한다. 이때 단말 간 탐색은 다음과 같은 절차를 가질 수 있다. 사용자가 D2D 응용 프로그램을 실행하면, 응용계층에서 탐색을 위한 정보가 생성되고, 이를 D2D 관리계층으로 전달한다. 관리계층에서는 응용계층으로부터 전달받은 탐색정보를 관리계층 메시지로 변환한다. 이러한 관리계층 메시지는 단말기의 전송계층을 통해 송신되며, 이를 수신한 단말들은 전송과정의 역순으로 수신 동작을 수행한다.

한편, 단말간 통신은 기지국 또는 AP (Access Point) 등의 인프라를 거치지 않고, 단말 간에 직접 트래픽을 전달하는 통신 방법이다. 이때 단말 간 통신은 단말 간 탐색과정을 수행한 후, 그 결과를 바탕으로 (즉, 탐색 된 단말들과) 통신을 수행하거나, 단말 간 탐색 과정을 거치지 않고도 단말 간 통신이 이루어질 수 있다. 단말 간 통신 이전에 단말 간 탐색과정의 필요 여부는 D2D 서비스 및 운용 시나리오에 따라 달라질 수 있다.

D2D 서비스 시나리오는 상업용 서비스(commercial service 또는 non public safety service)와 공공안전과 관련된 서비스 (public safety service)로 크게 분류할 수 있다. 각각의 서비스는 무수히 많은 사용 사례를 포함할 수 있으나, 대표적으로 광고(advertisement), SNS (social network service), 게임(game), 공공안전 및 재난 망 서비스 (public safety service)를 예로 들 수 있다.

1) 광고(advertisement): D2D를 지원하는 통신망 운용자는 사전 등록된 상점, 카페, 영화관, 식당 등이 단말 간 탐색 또는 단말 간 통신을 사용하여 자신들의 정체성을 근접 거리에 위치한 D2D 사용자들에게 광고할 수 있다. 이때 관심사항은 광고자들의 프로모션, 이벤트 정보나 할인 쿠폰 등이 될 수 있다. 해당 정체성이 사용자의 관심사항과 일치할 경우, 사용자는 해당 상점을 방문하여 기존의 셀룰러 통신망 또는 단말 간 통신을 사용하여 더 많은 정보를 획득할 수 있다. 또 다른 예로, 개인 사용자는 단말 간 탐색을 통해 자신의 주변에 위치한 택시를 탐색하고, 기존의 셀룰러 통신 또는 단말 간 통신을 통해 자신의 목적지 또는 요금 정보 등에 대한 데이터를 주고받을 수 있다.

2) SNS (social network service): 사용자는 자신의 애플리케이션과 해당 애플리케이션에 대한 관심사항을, 근접한 지역에 위치한 다른 사용자들에게 전송할 수 있다. 이때 단말 간 탐색에 사용되는 정체성 또는 관심사항은 애플리케이션의 친구 리스트 또는 애플리케이션 식별자가 될 수 있다. 사용자는 단말 간 탐색을 거친 후 자신이 보유한 사진, 동영상 등의 콘텐츠를 단말 간 통신을 통해 근접 사용자들과 공유할 수 있다.

3) 게임(game): 사용자는 근접한 위치에 있는 사용자들과 함께 모바일 게임을 즐기기 위해 단말 간 탐색과정을 통해 사용자들 및 게임 애플리케이션을 탐색하고, 게임에 필요한 데이터의 전송을 위해 단말 간 통신을 수행할 수 있다.

4) 공공 안전 및 재난 망 서비스(public safety service): 경찰관 및 소방관 등이 공공안전의 목적을 위해 D2D 통신 기술을 사용할 수 있다. 즉, 화재나 산사태 등의 긴급상황 또는 지진, 화산폭발, 쓰나미 등과 같은 자연재해로 인해 기존 셀룰러 망이 일부 파손되어 셀룰러 통신이 불가능한 경우, 경찰관 및 소방관은 D2D 통신 기술을 사용하여 인접한 동료를 발견하거나 각자의 긴급상황 정보를 인접한 사용자들 간에 공유할 수 있다.

현재 3GPP LTE D2D 표준화는 단말 간 탐색과 통신 모두에 대해 진행되고 있으나, 표준화 범위는 차이가 있다. 단말 간 탐색은 상업적 용도를 목적으로 하며, 기지국의 커버리지 내 (in network coverage)에서만 동작하도록 설계되어야 한다. 즉, 단말 간 탐색은 기지국이 존재하지 않는 상황 (또는 기지국의 커버리지 밖)에서 지원하지 않는다. 단말 간 통신은 상업적 용도가 아닌 공공안전 및 재난 망 서비스를 목적으로 하며, 기지국의 커버리지 내 (in network coverage), 기지국의 커버리지 밖 (out of network coverage) 및 기지국의 부분 커버리지 상황 (partial network coverage: 일부 단말은 기지국의 커버리지에 존재하고 일부 단말은 기지국의 커버리지 밖에 존재하는 상황에서의 통신)에서 모두 지원 가능해야 한다. 따라서 공공 안전 및 재난 망 서비스에서는 단말 간 탐색의 지원 없이, 단말 간 통신이 수행되어야 한다.

현재 표준화 진행중인 LTE D2D에서 단말 간 탐색과 단말 간 통신은 모두 LTE의 상향링크 subframe에서 이루어지는 것이 특징이다. 즉, D2D 송신기는 상향링크 subframe에서 D2D 탐색신호 및 D2D 통신을 위한 데이터를 송신하고, D2D 수신기는 상향링크 subframe에서 이를 수신한다. 현재 LTE 시스템에서 단말은 기지국으로부터 하향링크를 통해 데이터 및 제어정보를 수신하고, 단말은 기지국으로 상향링크를 통해 데이터 및 제어정보를 송신하기 때문에, D2D 송/수신기의 동작은 기존 LTE와 다를 수 있다. 예를 들어, D2D 기능을 지원하지 않는 단말은 기지국으로부터의 하향링크 데이터 및 제어정보를 수신하기 위해 OFDM (orthogonal frequency division multiplexing) 기반의 수신기가 장착되어 있으며, 단말이 기지국으로 상향링크 데이터 및 제어정보를 송신하기 위해 SC-FDM (single carrier-frequency division multiplexing) 기반의 송신기가 필요하다. 그러나 D2D 단말은 셀룰러 모드와 D2D 모드를 모두 지원해야 하기 때문에, 기지국으로부터의 하향링크를 수신하기 위한 OFDM 기반의 수신기, 기지국으로 상향링크를 통해 데이터 또는 제어 정보를 송신하거나, D2D 데이터 및 제어 정보를 송신하기 위한 SC-FDM 기반의 송신기와 더불어 상향링크를 통해 D2D 데이터 및 제어정보의 수신을 위해 별도의 SC-FDM 수신기가 장착되어 있어야 한다.

현재 LTE D2D는 자원할당 방법에 따라 2가지 형태의 단말 간 탐색방법을 정의하고 있다.

1) Type 1 discovery: 기지국은 D2D 단말들에게 SIB (system information block)를 통해 D2D 탐색을 위해 사용 가능한 상향링크의 자 원pool을 자신이 관장하는 셀 내의 모든 D2D 단말들에게 방송한다. 이때, D2D를 위해 사용 가능한 자원의 크기 (예를 들어 x 개의 연속된 subframes), 자원의 주기 (예를 들어, y 초마다 반복)를 알려줄 수 있다. 이를 수신한 D2D 송신 단말들은 분산적으로 자신이 사용할 자원을 선택하여D2D 탐색신호를 송신한다. 한편, D2D 수신 단말들은 SIB 정보에 포함되어 있는 자원 pool에서 전송되는 모든 D2D 탐색신호를 수신해야 한다.

2) Type 2 discovery: 기지국은SIB를 통해D2D 수신 단말들이 수신해야 하는 탐색신호 자원의 pool을 알려준다. 한편, D2D 송신 단말들을 위한 탐색신호 자원은 기지국이 스케줄링해 준다. 이때 기지국의 스케줄링은 semi-persistent 방식 또는dynamic 방식을 통해 수행될 수 있다.

단말 간 통신방법도 단말 간 탐색방법에서와 같이 자원할당에 따라 다음과 같이 2가지 형태로 분류할 수 있다.

1) Mode 1: 기지국이D2D 송신기가 사용하는D2D 통신을 위한 데이터 전송 자원을 직접 알려준다.

2) Mode 2: 기지국은 D2D 송신기가 사용할 수 있는 자원의 pool을 알려주고, 해당 자원 pool 내에서 단말들은 분산적으로 자원을 선택하여 송신한다.

LTE 기반 D2D 통신의 또 다른 특징 중 하나는, 셀룰러 통신에서와 같이 unicast communication을 목적으로 하는 것이 아니라, public safety 시나리오를 목적으로, broadcast 방식의 communication을 지원하고 있다는 점이다. 따라서 채널측정 보고 및 HAQR (Hybrid ARQ) ACK/NACK과 같은 피드백을 지원하지 않고 있다. 따라서 별도의 피드백 없이 기지국이 없는 상황에서도 단말 간 끊김 없는 통신을 지원하며, 신뢰성 높은 링크 품질을 제공하는 것이 D2D broadcast communication의 가장 큰 숙제이다. 특히 기지국의 도움 없이 단말들 간 분산적으로 동작해야 하는 시나리오에서, 서로 다른 단말 간에 동일한 자원을 점유함으로써 발생하는 자원 충돌 문제는 반드시 해결돼야 한다.

상술한 바와 같이 공공 안전망을 위한 D2D 통신은 기지국이 없는 상황에서도 동작할 수 있어야 하고, D2D 통신에 참여하는 단말들이 피드백을 수행하지 않기 때문에, 단말끼리 효율적으로 D2D 용 자원을 제어하고 사용할 수 있는 방법이 요구된다.

D2D 통신을 위한 자원 할당 방법으로는 다음과 같은 몇 가지 공지된 기술이 제안되고 있다.

WiFi나 ZigBee 등 기존 ad-hoc/sensor 네트워크는 스케줄링에 의한 자원 할당의 개념이 없이 기본적으로 경쟁 기반 자원 접속 방식인 CSMA-CA(Carrier Sense Multiple Access)/(Collision Avoid)를 사용한다. CSMA-CA는 단말의 수가 적은 경우, 별도의 복잡한 네트워크 관리 없이 충돌이 발생하는 전송을 회피하여 데이터 송수신을 하므로, 널리 사용되어 왔다. 하지만, 최근 WiFi 사용자가 많은 지역에서 전송률 하락에 의한 사용자들의 불만족이 증가하는 문제점이 대두되고 있어, CSMA-CA를 대체할 향상된 방법에 대한 연구가 필요한 실정이다.

한편, TDMA(Time Division Multiple Access)는 앞서 기술된 단말들 간 분산적인 자원 접속과 달리, 마스터 노드가 자원을 관리하는 경우 가장 효율적인 자원 접속 방식이다. 그러나 다수의 마스터 노드가 공존하는 상황에서는 마스터 노드 간 자원 할당에 있어서 조율이 필요하기 때문에, 이를 위한 추가적인 제어 신호 overhead와 지연 시간이 발생한다. 따라서 D2D 통신과 같이 넓은 지역에 걸쳐 있는 확장성 있는 네트워크에는 적합하지 않다.

Qualcomm의 FlashLinQ는 상기 CSMA-CA에서 사용하는 RTS(Request To Send), CTS(Clear To Send) 제어 신호를 변형하여 TDMA 자원 접속을 위해 활용하였다. FlashLinQ는 out-band에서 RTS, CTS를 사용하여 신호대 간섭 비(Signal-to-Interference Ratio; SIR) 측정한 WiFi의 기존 연구를, 동기(sync)가 맞는 네트워크에서 OFDM 기반으로 동작하는 단말에 적용하여 특정 환경에서 WiFi 대비 5배 정도의 성능을 확인하였다.

종래기술 중 CSMA-CA와 같은 경쟁 기반 방식은 확장성은 뛰어나나 효율성이 떨어지고, TDMA와 같은 자원 할당 방식은 효율성은 뛰어나나 확장성이 떨어진다. 이를 극복하기 위해 고안된 FlashLinQ는 효율성을 위해 TDMA와 같이 슬롯을 정의하고, 슬롯 자원을 할당함에 있어서 Round Robin 방식을 사용하였다.

3GPP에서 논의되고 있는 공공 안전망을 위한 단말 간 브로드캐스트 통신은 연결설정을 필요로 하지 않는 통신으로써 Wi-Fi와 유사하지만, 면허대역에서 동작하고, 단말 간 동기를 맞추고 동작한다는 측면에서 FlashLinQ와 유사하다.

따라서, D2D 통신(또는 D2D 방송)의 특성을 고려하여, 경쟁 기반 자원 할당에서의 충돌 확률을 줄이면서, 기지국의 제어를 받지 않는 네트워크 영역에서 효율적으로 D2D 자원을 할당하기 위한 방법이 필요하다.

상기한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 D2D 통신에 있어서, 송신 단말에 자원을 분산적으로 할당하고자 하는 경우, 저전력으로 동작하는 수신 단말을 고려하여, 충돌 회피를 위한 백오프(backoff) 동작의 접속 지연을 최소화하여 효율적으로 자원을 할당하는 방법을 제공한다. 본 발명에서는, 백오프 수행 시 발생하는 충돌 문제를 해결하기 위하여 송신 단말 간 시그널링을 수행하는 방법을 제공한다.

본 발명은, 네트워크 영역 외(out of network coverage)와 부분적 네트워크 영역(partial network coverage)에서 동작하는 단말들을 위하여 모두 적용될 수 있다. 또한, 본 발명은, 제어 영역(control region)을 포함하는 프레임 및 제어 영역을 포함하지 않는 프레임을 이용하는 단말 모두에 적용될 수 있다.

본 발명에 따른 단말 간 (Device to Device; D2D) 통신을 수행하는 단말의 자원 할당 방법은, 프레임에서 임의의 가용 자원을 선택하는 단계, 백오프 타이머를 구동하는 동안 주변 신호를 모니터링하는 단계 및 상기 백오프 타이머가 만료될 때까지 상기 임의의 가용 자원에 대한 상기 주변 신호가 수신되지 않으면, 다음 프레임에서 상기 임의의 가용 자원을 이용하여 상기 D2D 통신을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 단말 간 (Device to Device; D2D) 통신을 수행하는 단말은, 데이터 통신을 수행하는 통신부 및 프레임에서 임의의 가용 자원을 선택하고, 백오프 타이머를 구동하는 동안 주변 신호를 모니터링하고, 상기 백오프 타이머가 만료될 때까지 상기 임의의 가용 자원에 대한 상기 주변 신호가 수신되지 않으면, 다음 프레임에서 상기 임의의 가용 자원을 이용하여 상기 D2D 통신을 수행하도록 상기 통신부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 자원 할당 방법은, 네트워크 영역 외 단말 간 또는 부분적 네트워크 영역 단말 간에 브로드캐스트를 위한 자원할당을 수행함에 있어, 데이터 송신 단말 간 충돌을 방지하고 자원 접속의 시간지연을 줄일 수 있도록 한다.

또한, 본 발명에 따른 자원 할당 방법은, 단말 간 우선순위의 차이가 있을 때, 이전에 자원을 할당받은 단말이 새로 진입하는 단말에 의해 피해를 입지 않도록 하며, 새로 진입하는 단말이 이전에 자원을 할당받은 단말로부터 양보를 받을 수 있게 한다.

도 1은 제어 영역을 포함하는 프레임에서 수신 단말의 저전력 동작을 나타낸 도면이다.
도 2는 제어 영역을 포함하지 않는 프레임에서 수신 단말의 저전력 동작을 나타낸 도면이다.
도 3은 제어 영역을 포함하는 프레임에서 송신 단말의 자원 할당 방법을 나타낸 도면이다.
도 4는 제어 영역을 포함하지 않는 프레임에서 송신 단말의 자원 할당 방법을 나타낸 도면이다.
도 5는 경쟁적 자원 할당 방법에 있어서 충돌(collision)을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 송신 단말의 백오프 동작을 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 자원 할당 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 제1 실시 예에서, 백오프 동작의 기준 시간이 프레임 단위일 때의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 제1 실시 예에서, 백오프 동작의 기준 시간이 서브프레임 단위일 때의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 자원 할당 방법을 나타낸 순서도이다.
도 11은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 자원 할당 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 자원 할당 방법을 나타낸 순서도이다.
도 13은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 자원 할당 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 자원 할당 방법을 나타낸 순서도이다.
도 15는 본 발명의 실시 예에 따른 송신 예약(Reserve to Transmit; RT) 반복 전송 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 16은 본 발명의 실시 예에 따른 비동기 단말 간 자원 할당 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 17은 본 발명에 따른 단말의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 18은 본 발명의 제4 실시 예에 따른 자원 할당 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 19는 본 발명의 제5 실시 예에 따른 자원 할당 방법을 설명하기 위한 도면이다.

본 발명은 상술한 D2D 통신의 브로드캐스트를 위하여 적용될 수 있으나, 이에 한정되지 않고, 무선 통신에서의 자원 할당을 위하여 허용 가능한 범위 내에서 변형되어 적용될 수 있다. 또한, 본 발명은 D2D 통신을 위한 브로드캐스트에만 한정되지 않고, 다양한 브로드캐스트 기반 서비스에 적용될 수 있다.

본 발명은 D2D 단말을 통하여 구현될 수 있다. 본 발명의 실시 예에서 단말은 자원 할당 및 브로드캐스트를 위한 송신 단말로써 동작할 수 있다. 단말이 송신 단말로 동작할지 수신 단말로 동작할지 여부는 기지국을 통하여 또는 미리 정해진 규칙에 따라 결정될 수 있다. 이하의 설명에서는 송신 단말 및 수신 단말을 일부 단말 및 나머지 단말, 단말 및 다른 단말 또는 제1 그룹 단말 및 제2 그룹 단말 등의 명칭으로 혼용할 수 있다.

본 발명에서 D2D 통신은 프레임을 기본 단위로 하여 수행된다. 프레임은 반복 구간, 반복 주기, D2D 프레임 등으로 명명될 수 있다. 프레임은 LTE에서 정의되는 프레임과 동일한 개념으로 사용될 수도 있으나, 그 구조와 형식은 동일하거나 상이할 수 있다. 프레임의 시간 축은 20ms 또는 40ms일 수 있으나, 특별한 제한을 두지는 않는다. 프레임의 주파수 축은 복수 개의 자원 블록(Resource Block; RB)으로 구성될 수 있다. LTE 규격을 참조하면, 본 발명에서 하나의 단말이 사용할 수 있는 자원은 TTI(Transmission Time Interval) 단위로 구분되며, 1 TTI는 하나의 서브프레임 시간과 동일하게 1ms에 해당할 수 있다. 일 실시 예에서, 5개의 RB를 하나의 D2D RB라고 할 때, 단말은 하나의 서브 프레임에서 총 10개의 D2D RB 중 어느 하나를 사용할 수 있다.

프레임은 제어 영역(control region)(제어 구간) 및 데이터 영역(data region)(데이터 구간, 공유 구간(shared region))으로 구성되거나(제어 기반 접속(control based access)), 데이터 영역만을 포함하여 구성(분산 접속(distributed access))될 수 있다.

상기 제어 영역과 데이터 영역은 기지국이 단말에게 알려 주거나 기지국의 신호가 수신되지 않는 네트워크 외 영역에서는 미리 정해져 있을 수 있다. 또한, 실시 예에 따라, 상기 제어 구간과 데이터 구간은 분리된 자원일 수도 있고 공유된 자원일 수도 있다.

상기한 프레임의 구조는 본 발명의 실시 예들을 용이하게 설명하기 위하여 정의된 것이어서, 본 발명의 기술적 사상이 변경되지 않는 한 프레임에 관련된 용어, 구조 등은 다양하게 변경될 수 있다.

본 발명의 실시 예들에서 단말이 선택하고 데이터를 송수신하는 기본 단위인 자원은 자원, 무선 자원, 자원 블록, 통신 자원, D2D 자원 등으로 명명될 수 있으며, 프레임의 제어 영역에 있는 자원은 제어 자원으로, 데이터 영역에 있는 자원은 데이터 자원 등으로 명명될 수 있다.

기지국은 본 발명에 따른 단말의 자원 할당 동작을 제어 및 지원할 수 있다. 본 명세서에서는 단말이 기지국에 의하여 제어 받지 않는 네트워크 외부 영역에서의 동작을 위주로 기술하나, 기지국과 단말이 통신을 수행하는 네트워크 내부 영역 또는 부분적 네트워크 영역에도 허용 가능한 범위 내에서 변형되어 적용이 가능하다. 다양한 실시 예에서, 기지국은 기지국이 없는 환경에서는 코디네이터 역할을 수행하는 단말로 대체될 수 있다.

이하 본 발명의 실시 예를 첨부한 도면과 함께 상세히 설명한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 그리고 후술 되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

단말 간 동기화가 이루어져 있지 않으면 수신 단말은 송신 단말의 데이터 송신을 수신하기 위해 항상 외부 신호를 들어야(listen) 한다. 전력소모를 줄이기 위해서 단말은, 시간 동기가 일치한 단말 간에 미리 정해진 구간에서 활성(Active) 상태로 수신 동작을 하고, 그 외의 구간에서는 휴지(Idle) 상태로 동작하는 낮은 의무 주기 (Low Duty Cycling) 동작을 해야 한다. 이러한 저전력 동작을 지원하기 위해서 송신 단말은 수신 단말의 활성 구간 (Active Period)에서 제어 신호 또는 데이터 신호를 송신하고 휴지 구간(Idle Period)에서 앞선 제어 신호 또는 초기 데이터 신호에 이어지는 나머지 데이터 신호를 송신하여야 한다.

도 1은 제어 영역을 포함하는 프레임(반복 구간)에서 수신 단말의 저전력 동작을 나타낸 도면이다. 도 1과 같이 제어 구간과 데이터 구간이 하나의 반복 구간을 구성하는 경우, 수신 단말은 활성 상태로 제어 구간에서 주변 신호를 청취(listen)하고, 아무런 제어신호가 청취 되지 않으면, 데이터 구간에서 휴지 상태로 동작한다. 만약 어떤 송신 단말이 제어구간에서 제어신호를 보내면, 수신 단말은 이를 수신하여 복호한 후, 제어신호에 있는 정보를 바탕으로 제어 신호에 대응하는 데이터가 자신이 수신해야 하는 데이터인지를 판단한다. 제어 신호에 대응하는 데이터가 자신이 수신해야 하는 데이터이면, 수신 단말은 데이터 구간에서 활성 상태로 동작하여 데이터 신호를 수신한다.

도 2는 제어 영역을 포함하지 않는 프레임에서 수신 단말의 저전력 동작을 나타낸 도면이다. 도 2와 같이 반복 구간에 제어 구간이 없이 데이터 구간만 있는 경우, 수신 단말은 활성 상태로 데이터 구간 1을 청취하고, 아무런 데이터신호가 청취 되지 않으면 나머지 데이터 구간 2에서 데이터 구간 5 동안에 휴지 상태로 동작한다. 만약 어떤 송신 단말이 데이터 구간 1에서 첫 번째 데이터 신호를 보내면, 수신 단말은 이를 수신한다. 수신 단말은 수신된 데이터 신호에 포함된 정보를 기초로, 이후의 데이터를 자신이 수신해야 하는지 판단한다. 송신 단말은 데이터 구간 1에서 데이터 구간 5까지 데이터를 반복하여 전송하도록 미리 설정되기 때문에, 수신 단말은 별도의 제어정보 없이 나머지 데이터 구간 2에서 데이터 구간 5까지 상기 송신 단말이 데이터를 보낼 것임을 알게 된다. 첫 번째 데이터 신호에 포함된 정보에 따라 이후의 데이터가 자신이 받아야 하는 데이터라면 수신 단말은 나머지 데이터 구간 2에서 데이터 구간 5까지 활성 상태로 동작하여 데이터 신호를 수신한다.

이하의 실시 예들은, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 반복 구간이 제어 영역을 포함하는 환경과 포함하지 않는 환경을 모두 고려하여 제시되지만, 설명의 편의를 위해 도 1 또는 도 2 중 어느 하나의 환경을 예시로 선택하여 설명한다. 그러나 이하의 실시 예들이 도 1 및 도 2의 환경에 모두 적용될 수 있음은 자명하다.

이하에서는, 상술한 저전력 동작을 수행하는 수신 단말에 대한, 송신 단말의 일반적인 송신 동작을 설명한다.

도 3은 제어 영역을 포함하는 프레임에서 송신 단말의 자원 할당 방법을 나타낸 도면이다.

D2D 브로드캐스트 통신은 음성 서비스를 주로 지원하기 위해 설계되었다. VoIP (Voice over IP) 패킷의 주기(20ms 또는 40ms)를 고려하면, 반복되는 D2D 프레임(프레임, 반복 주기)은 40ms로 설정될 수 있다. 본 발명의 실시 예들은 LTE 규격을 기반으로 설명된다. 하나의 단말이 사용할 수 있는 자원은 TTI (Transmission Time Interval) 단위로 구분되며, 1 TTI는 하나의 subframe 시간과 동일하게, 1ms에 해당한다.

도 3의 실시 예는, 단말간 구간 동기화가 이루어진 상황에서, 프레임이 제어 구간(제어 영역) 및 데이터 구간(데이터 영역)으로 구성되는 경우를 나타낸다. 제어 구간과 데이터 구간은 주파수 측에서 복수의 D2D 자원블록으로 구성될 수 있다. 일례로 LTE 시스템은 전체 상향 링크 대역을 50개의 기본 자원블록(Resource Block, RB)으로 나누고 있는데, 주파수 측에서 5개의 기본 자원블록으로 하나의 D2D 자원블록(D2D RB)을 구성한다고 하면 한 서브프레임(sub-frame)에서 총 10개의 D2D 자원블록 중에서 하나의 자원을 단말이 사용한다고 가정한다.

제어 구간에서 적어도 하나의 송신 단말은 제어 신호를 송신한다. 본 발명의 실시 예에서, 제어 신호는 스케줄링 할당(Scheduling Assignment, SA) 제어 신호일 수 있다.

도 3에서 단말 1(UE1)과 단말 2(UE2)는 하나의 스케줄링 할당(Scheduling Assignment, SA) 제어 신호와 3개의 데이터 패킷을 송신하고 있다. 단말 3(UE3)은 첫 번째 D2D Frame의 제어구간에서 에너지 센싱을 수행해보고 예를 들어 자원#3과 #4가 비어있음을 알게 된다. 단말 3은 두 번째 D2D Frame에서 비어 있는 자원 중 하나인 #3을 선택하여 SA 신호를 보내고 이어서 데이터 송신을 수행한다. 송신 단말은 SA에 송신 단말 ID, 수신 단말 ID, 그룹 ID 등 ID 정보와 SA 이후에 전송되는 데이터에 대한 자원 인덱스 (Resource Index)를 포함하여 보낼 수 있다.

도 4는 제어 영역을 포함하지 않는 프레임에서 송신 단말의 자원 할당 방법을 나타낸 도면이다.

도 4는 단말 간 구간 동기화가 이루어진 상황에서 프레임이 제어 구간을 포함하지 않는 경우를 나타낸다. 단말 1(UE1)과 단말 2(UE2)는 3개의 데이터 패킷을 송신한다. 단말 3(UE3)은 첫 번째 D2D Frame에서 에너지 센싱을 수행해보고 예를 들어 자원#3과 #4가 비어있음을 알게 된다. 단말 3은 두 번째 D2D Frame에서 비어 있는 자원 중 하나인 #3을 선택하여 데이터 송신을 수행한다.

이하에서는, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같은 송신 동작에 있어서 발생할 수 있는 충돌을 설명한다.

도 5는 경쟁적 자원 할당 방법에 있어서 충돌(collision)을 설명하기 위한 도면이다.

도 3 및 도 4의 실시 예에서 설명하였듯이, 프레임에서 송신 단말1과 송신 단말 2는 도 5의 좌측에 도시된 것처럼 서로 다른 제어자원을 사용하여 제어 신호를 송신한다. 도 5의 실시 예에서는 제어자원의 위치에 따라 데이터 자원의 위치가 미리 결정되는 경우를 가정하였다. 즉, 도 5와 같이 두 단말의 제어신호가 서로 다른 제어자원에서 전송되는 경우, 두 단말은 서로 다른 데이터 통신 자원에서 데이터 송신을 수행한다.

하지만, 도 5의 우측에 도시된 바와 같이 송신 단말1과 송신 단말 2가 서로 동일한 제어자원으로 제어신호를 보내게 되면, 제어신호에 대한 충돌이 발생할 뿐만 아니라 데이터 구간에서도 충돌이 발생한다. 하지만, D2D 통신에서는 제어신호에 대한 피드백이 없으므로, 피드백 정보를 이용하여 충돌을 방지할 수 있는 방법이 없다. 특히, 제어 구간은 저전력을 지원하기 위해서 데이터 구간에 비해 시간상으로 짧게 설정되므로, 데이터 구간을 모두 사용하여 경쟁 접속을 하는 경우에 비해 더 높은 충돌 확률을 가진다.

이러한 충돌 확률을 줄이기 위해서 단말은 백오프 동작을 수행할 수 있다.

도 6은 송신 단말의 백오프 동작을 나타낸 도면이다.

단말 간 경쟁 기반 접속을 할 때, 단말은 충돌 확률을 줄이기 위해서 백오프(Back-off) 동작을 수행할 수 있다. 도 5의 실시 예와 같이 임의의 단말이 데이터를 송신하고 있을 때 제어 구간에서 단말 1과 단말 2는 동일한 제어신호를 수신한다. 단말 1과 단말 2가 랜덤 하게 제어 신호가 수신되지 않는 자원, 즉 이용 가능한 자원을 선택하면, 단말 1과 단말 2가 동일한 프레임에서 동일한 자원을 선택할 수 있으므로, 충돌이 발생한다. 이러한 충돌을 방지하기 위해서 단말 1과 단말 2는 서로 다른 백오프 카운터를 설정하고, 백오프 카운터가 만료되는 프레임에서 이용 가능한 자원을 선택할 수 있다. 이 경우, 단말 1과 단말 2는 서로 다른 프레임에서 이용 가능한 자원을 선택하므로 충돌 확률을 줄일 수 있게 된다.

도 6에는, 단말 1은 백오프 카운터를 1로 설정하고, 단말 2는 백오프 카운터를 3으로 설정한 경우 충돌이 방지되는 예가 도시되어 있다.

단말이 백오프 동작을 수행하는 경우, 충돌 확률을 감소시킬 수 있지만, 백오프 카운터와 반복 구간의 곱의 시간만큼 지연이 발생하는 문제가 발생할 수 있다.

따라서, 본 발명에서는 단말 간 경쟁 기반으로 자원 접속을 수행할 때, 충돌 확률과 접속 지연을 최소화하는 자원 할당 방법을 제공한다.

본 발명의 다양한 실시 예들은, 송수신 단말 간 구간 정보가 일치하는 경우(동기화가 이루어진 경우)와 각 단말이 개별적인 구간 정보로 동작하는 경우(동기화가 이루어지지 않은 경우)에 모두 적용될 수 있다. 이하에서는 송수신 단말 간 구간 정보가 일치하는 경우를 가정하여 실시 예들을 설명하고 추가로 각 단말이 개별적인 구간 정보로 동작하는 경우에 대해 설명한다. 송수신 단말 간 구간 정보가 일치하면 수신 단말의 저전력 동작이 가능하다.

본 발명의 다양한 실시 예들에서는 데이터 송신 단말과 데이터 수신 단말이 자원접속 동작에 있어 구분된다고 가정한다. 공공 안전망을 위한 음성 서비스는 주로 PTT(Push-To-Talk) 방식으로 동작하며 음성을 발신하고자 하는 사용자가 버튼을 누르면 해당 단말은 데이터 송신 단말로 동작하고 그 외 사용자들은 데이터 수신 단말로 동작한다.

본 발명에서 가정하는 제어 신호 종류는 스케줄링 할당(Scheduling Assignment, SA), 송신 예약 신호 (Reserve to Transmit, RT)가 있다. SA 신호는 제어 구간에서 사용되고, RT 신호는 데이터 구간에서 사용된다. 하지만, 제어 구간에서 송신되는 제어 신호는 상기 가정한 신호 외에도 다양한 신호가 이용될 수 있다. 예를 들어 제어 신호는 스케줄링 요청(Scheduling Request), 스케줄링 응답 (Scheduling Response)과 같은 송수신 단말 간 양방향 신호일 수 있다. 또는 제어 신호는 송신 요청(Request to Send), 송신 확정(Clear to Send)과 같은 또 다른 송수신 단말 간 양방향 신호 일 수 있다. 제어 신호는 시퀀스(sequence), 톤(tone), 또는 메시지(message) 등으로 구성될 수 있다. 본 발명의 예시는 메시지 기반 제어 신호를 가정한다.

이하의 실시 예들은 40ms 길이의 프레임을 기본 단위로 하여 통신하는 경우를 가정한다. 프레임은 반복 구간, 반복 주기, D2D 프레임 등의 용어와 혼용될 수 있다. LTE 규격을 참조하면, 본 발명에서 하나의 송신 단말이 사용할 수 있는 자원은 TTI(Transmission Time Interval) 단위로 구분되며, 1 TTI는 하나의 서브프레임 시간과 동일하게 1ms에 해당할 수 있다.

프레임은 제어 영역(control region)(제어 구간) 및 데이터 영역(data region)(데이터 구간, 공유 구간(shared region))으로 구성되거나(제어 기반 접속(control based access)), 데이터 영역만을 포함하여 구성(분산 접속(distributed access))될 수 있다.

상기 제어 구간과 데이터 구간은 기지국이 단말에게 알려 주거나 기지국이 보이지 않는 네트워크 외 영역에서는 미리 정해져 있을 수 있다. 또한, 실시 예에 따라, 상기 제어 구간과 데이터 구간은 분리된 자원일 수도 있고 공유된 자원일 수도 있다.

일반적으로 분산적인 자원 선택에 있어서 송신 단말은 우선 다른 송신 단말이 자원을 사용하고 있는지를 센싱(Sensing)(에너지 센싱)하고 사용하고 있지 않은 자원에서 데이터 송신을 수행할 수 있는데, 이때 복수의 송신 단말이 동일한 자원을 점유하면 충돌이 발생한다. 충돌 확률을 줄이기 위해서는 송신 단말이 센싱 이후 가용한 자원을 바로 점유하지 않고 단말 별로 서로 다른 시간을 기다린 후에 자원을 점유하고 해당 자원을 사용한다. 한정된 제어 구간에서의 충돌 확률을 감소시키기 위해서 단말이 서로 다른 제어 구간에서 제어 신호를 보내도록 하면 대신 자원할당의 시간 지연이 늘어나므로 본 발명에서는 하나의 반복 주기 내에서 충돌 문제를 해결하는 방법을 제공한다. 또한, 본 발명에서는 적어도 하나의 송신 단말이 하나의 반복주기 내에서 자원을 선택하고, 지연 시간없이 다음 반복주기에서부터 송신 단말이 선택된 자원으로 바로 송신을 수행하는 방법을 제공한다.

본 발명에 따른 자원 할당 방법은, 송신 단말이 제어 영역 또는 첫 번째 데이터 영역에서 에너지 센싱을 통해 다른 단말의 자원할당 상태를 확인하고, 이에 따라 다른 단말에 의해서 사용되지 않는 데이터 영역에서의 가용 자원을 이용하여, 경쟁 기반의 자원 할당을 수행하는 과정을 포함한다. 또한, 본 발명에 따른 자원 할당 방법은, 자원을 점유한 송신 단말이 제어신호 또는 첫 번째 데이터 신호를 보내는 구간이, 수신 단말이 활성상태로 듣는 구간과 일치하는 경우(구간 동기 시나리오)와 각 단말들의 구간이 일치하지 않는 경우(구간 비동기 시나리오)를 모두 고려한다.

도 7은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 자원 할당 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 7을 참조하면, 단말 3, 4, 5는 프레임의 제1 영역, 즉 제어 구간(또는 첫 번째 데이터 구간)에서 에너지 센싱을 수행한다. 도 7에서는 이미 자원을 점유한 단말 1과 단말 2가 제1 영역에서 제어 신호(SA)를 전송하므로, 단말 3, 4, 5는 단말 1, 2의 SA 신호를 센싱한다. 단말 3, 4, 5는 센싱된 SA 신호를 기초로, 단말 1, 2가 점유 중인 자원(제어 자원에 대응하는 데이터 자원)을 확인한다. 단말 3, 4, 5는 SA신호에 명시적으로 포함되는 자원인덱스를 기초로 단말 1, 2가 점유 중인 자원을 확인하거나, SA신호가 보내지는 제어자원위치에 의해 암시적으로 자원위치를 확인할 수 있다.

단말 3, 4, 5는 단말 1, 2가 사용 중이지 않는 자원, 즉 가용 자원을 확인하고, 가용 자원 중 어느 하나를 임의로 선택한다. 도 7에서 단말 3, 4는 가용자원 #3을 선택하고 단말 5는 가용 자원 #4를 선택할 수 있다.

반복 구간의 제1 영역 이후의 다른 영역에서, 단말 3, 4, 5는 선택한 자원을 점유하고자 함을 주변 단말들에게 알리기 위하여, 가용 자원 #3 또는 #4에 대응하는 자원을 이용해 RT 신호를 송신한다. 이때 단말 3, 4, 5는 각자 임의의 백오프 타이머를 설정하여 시간단위에 따라 백오프 타이머를 감소시키고 백오프 타이머가 0이 되는 시점에서 RT 신호를 송신한다.

단말 3, 4, 5는 백오프 타이머(또는, 백오프 카운터)가 구동되는 동안 계속해서 에너지 센싱을 수행한다. 단말 3, 4, 5는 자신의 백오프 타이머가 만료되기 이전에 에너지 센싱에 의하여 다른 단말의 RT가 감지되는지 여부를 기초로, 선택한 자원에 대한 경쟁에서 승패 여부를 판단한다.

도 7의 실시 예에서, 단말 3, 4가 동일한 가용 자원 #3을 선택했기 때문에, 가용 자원 #3에 대하여 단말 3과 단말 4 간 경쟁이 발생한다.

도 7과 같이 동일 자원 인덱스에 대해서 경쟁이 일어나는 경우, 먼저 자원인덱스에 해당하는 자원 블록을 점유한 단말이 경쟁에서 승리한 것으로 판단할 수 있다. 즉, 본 발명의 제1 실시 예에서는, 동일한 자원에 대해 경쟁이 발생한 경우, 백오프 타이머가 먼저 만료되어 해당 자원에서 RT를 먼저 전송한 단말이 경쟁에서 승리하고 해당 자원을 점유하게 된다. 단말들은 백오프 타이머가 구동되는 동안 에너지 센싱을 수행하여 다른 단말이 전송하는 RT를 감지할 수 있으므로, 선택한 자원에 대하여 다른 단말이 먼저 RT를 전송한 것이 감지되면 경쟁에서 진 것으로 판단하고, 다른 단말이 전송하는 RT가 감지되지 않으면 경쟁에서 승리한 것으로 판단할 수 있다.

도 7에서는, 단말 3이 먼저 #3자원에 대한 RT신호를 보냈기 때문에 경쟁에서 승리하고, 같은 #3자원을 사용하고자 했던 단말 4는 경쟁에서 진다. 경쟁에서 승리한 단말 3은 이후의 반복 구간에서 자신이 선택한 자원을 이용하여 데이터를 송신한다.

본 발명의 제1 실시 예에 따른 자원 할당 방법에서는, 경쟁에서 진 단말 4는 해당 자원의 선택을 포기한다. 이후 단말 4는 다음 반복구간에서 상기한 경쟁적 자원 할당 동작을 수행하여, 가용 자원인 #1 자원을 선택할 수 있다.

한편, 도 7에서 단말 5는 백오프 타이머를 구동하는 동안, 다른 단말의 RT가 감지되지 않았으므로, 다음 반복 구간에서 선택한 #4 자원을 이용하여 데이터를 송신한다.

도 8은 본 발명의 제1 실시 예에서, 백오프 동작의 기준 시간이 프레임 단위일 때의 동작을 설명하기 위한 도면이다.

백오프 동작에 대한 일례로, 시간단위는 선택한 자원인덱스에서의 가용 자원블록이 될 수 있다. 즉, 단말은 도 8에 도시된 바와 같이 각 자원 블록마다 백오프 타이머를 1씩 감소시킨다.

예를 들어, 단말 3은 센싱구간에서 사용하고자 한 자원인덱스를 결정하고 나서 백오프 타이머를 2로 설정하고 자원인덱스 #3에서의 첫 번째 가용자원블록에 도달했을 때, 백오프 타이머를 하나 감소시켜 1로 변경한다. 그리고 단말 3은 두 번째 가용자원블록에 도달했을 때, 백오프 타이머를 하나 감소시켜 0으로 변경한다. 단말 3은 백오프 타이머가 0이 되었을 때 RT신호를 보내게 된다.

백오프 타이머는 하나 또는 복수의 D2D Frame에 걸쳐서 설정될 수 있다. 백오프 타이머의 감소 동작은 가용자원블록에 대해서만 적용되므로, 만약 중간에 다른 단말이 사용하고자 하는 자원인덱스를 점유하게 되면, 단말은 선점된 자원에 대해서는 백오프 타이머의 감소 동작을 일시정지(pausing)하고, 다시 자원이 반환이 됨을 확인하면 감소 동작을 재개한다.

도 9는 본 발명의 제1 실시 예에서, 백오프 동작의 기준 시간이 서브프레임 단위일 때의 동작을 설명하기 위한 도면이다.

백오프 동작에 대한 다른 일례로, 시간단위는 한 서브프레임이 될 수 있다. 즉, 단말은 도 9에 도시된 바와 같이 서브프레임마다 백오프 타이머를 1씩 감소시킨다.

이 경우에 단말은 서브프레임 내의 모든 가용한 자원에서 RT신호를 보낼 수 있는데, RT를 보내는 위치에 따라 실제 자원 위치가 결정되지는 않으므로, 명시적으로 RT신호에 자원인덱스를 포함하여 보낸다. 센싱구간 이후 결정한 백오프 타이머는 한 서브프레임이 지날 때마다 하나씩 감소한다.

이미 점유된 자원인덱스와 다른 송신 단말의 RT신호에서 명시된 자원인덱스를 기초로 모든 자원인덱스가 사용되고 있는 것으로 확인되면 단말은 다시 자원인덱스가 반환이 됨을 확인할 때까지, 백오프 타이머 감소 동작을 일시정지(pausing)한다.

도 10은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 자원 할당 방법을 나타낸 순서도이다.

도 10을 참조하면, 단말은 데이터 전송을 결정한다(1001).

단말은 현재 프레임의 제1 구간, 예를 들어 제어 구간(또는 첫 번째 데이터 전송 구간)에서 주변 신호를 모니터링 한다(1003). 주변 신호는 예를 들어, 제어 신호일 수 있으며, 구체적으로 SA 신호일 수 있다.

이후 단말은 감지된 SA 신호들을 기초로 선택 가능한 가용 자원이 현재 프레임에 존재하는지 판단한다(1005).

선택 가능한 가용 자원이 존재하지 않으면, 즉 SA 신호 모니터링 결과 모든 자원이 다른 단말에 의해 점유된 상태이면, 단말은 현재 프레임에서 자원 할당을 포기한다(1007).

선택 가능한 가용 자원이 존재하면, 단말은 임의의 가용 자원을 선택한다(1009).

이후, 단말은 백오프 타이머를 설정하고 이를 구동한다. 단말은 백오프 타이머 구동 중 주변 신호에 대한 모니터링(에너지 센싱)을 계속해서 수행한다(1011). 주변 신호는 예를 들어, RT 신호일 수 있다. 단말은 시간 단위로 백오프 타이머를 감소시킨다.

백오프 타이며 만료 이전에, 자신이 선택한 자원에 대하여 RT 신호가 수신되면(1013), 단말은 자신이 자원 할당 경쟁에서 패배한 것으로 판단하고, 현재 프레임에서 자원 할당을 포기한다(1007).

백오프 타이머가 만료될 때까지, 자신이 선택한 자원에 대하여 RT 신호가 수신되지 않으면(1013), 단말은 백오프 타이머 만료 시 선택된 가용자원에서 RT 신호를 전송한다(1015).

이후, 단말은 다음 프레임에서 선택된 가용 자원을 통해 D2D 방송 데이터를 송신한다(1017).

도 11은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 자원 할당 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 11을 참조하면, 단말 3, 4, 5는 프레임의 제1 영역, 즉 제어 구간(또는 첫 번째 데이터 구간)에서 에너지 센싱을 수행한다. 도 11에서는 이미 자원을 점유한 단말 1, 2가 제1 영역에서 제어 신호를 전송하므로, 단말 3, 4, 5는 단말 1, 2의 SA 신호를 센싱한다. 단말 3, 4, 5는 센싱된 SA 신호를 기초로, 단말 1, 2가 점유 중인 자원(제어 자원에 대응하는 데이터 자원)을 확인한다. 단말 3, 4, 5는 SA 신호에 명시적으로 포함되는 자원인덱스를 기초로 단말 1, 2가 점유 중인 자원을 확인하거나, SA신호가 보내지는 제어자원위치에 의해 암시적으로 자원위치를 확인할 수도 있다.

단말 3, 4, 5는 단말 1, 2가 사용 중이지 않은 자원, 즉 가용 자원을 확인하고, 가용 자원 중 어느 하나를 임의로 선택한다. 도 11에서 단말 3, 4는 가용자원 #3을 선택하고 단말 5는 가용 자원 #4를 선택할 수 있다.

반복 구간의 제1 영역 이후의 다른 영역에서, 단말 3, 4, 5는 RT 신호를 송신한다. 이때 단말 3, 4, 5는 각자 임의의 백오프 타이머를 설정하여 시간단위에 따라 백오프 타이머를 감소시키고 백오프 타이머가 0이 되는 시점에서 RT 신호를 송신한다.

단말 3, 4, 5는 백오프 타이머(또는, 백오프 카운터)가 구동되는 동안 계속해서 에너지 센싱을 수행한다. 단말 3, 4, 5는 자신의 백오프 타이머가 만료되기 이전에 에너지 센싱에 의하여 다른 단말의 RT가 감지되는지 여부를 기초로, 선택한 자원에 대한 경쟁에서 승패 여부를 판단한다.

도 11의 실시 예에서, 단말 3, 4가 동일한 가용 자원 #3을 선택했기 때문에, 가용 자원 #3에 대하여 단말 3과 단말 4 간 경쟁이 발생한다.

도 11과 같이 동일 자원 인덱스에 대해서 경쟁이 일어나는 경우, 먼저 자원인덱스에 해당하는 자원블록을 점유한 단말이 경쟁에서 승리한 것으로 판단할 수 있다. 즉, 본 발명의 제2 실시 예에서는, 동일한 자원에 대해 경쟁이 발생한 경우, 백오프 타이머가 먼저 만료되어 해당 자원에서 RT를 먼저 전송한 단말이 경쟁에서 승리하고 해당 자원을 점유하게 된다. 단말들은 백오프 타이머가 구동되는 동안 에너지 센싱을 수행하여 다른 단말이 전송하는 RT를 감지할 수 있으므로, 선택한 자원에 대하여 다른 단말이 먼저 RT를 전송한 것이 감지되면 경쟁에서 진 것으로 판단하고, 다른 단말이 전송하는 RT가 감지되지 않으면 경쟁에서 승리한 것으로 판단할 수 있다.

도 11에서는, 단말 3이 먼저 #3자원에 대한 RT신호를 보냈기 때문에 경쟁에서 승리하고, 같은 #3자원을 사용하고자 했던 단말 4는 경쟁에서 진다. 경쟁에서 승리한 단말 3은 이후의 반복 구간에서 자신이 선택한 자원을 이용하여 데이터를 송신한다.

본 발명의 제2 실시 예에 따른 자원 할당 방법에서는, 경쟁에서 진 단말 4는 해당 시점에서 다른 가용한 자원인덱스로 선택하여 백오프 동작을 재개한다. 즉, 단말 4는 다른 가용한 자원인 #4자원을 선택하여 백오프 동작을 다시 수행한다. 이때 백오프 타이머는 감소 동작을 진행 중이던 상태 그대로 유지할 수도 있고, 타이머 값을 재조정할 수도 있다.

도 11의 실시 예에서, 단말 4는 다른 가용 자원인덱스 #4를 새로이 선택하여 백오프 타이머 감소 동작을 수행한다.

이 경우, 단말 4는 새로이 선택한 #4 자원에 대하여 단말 5와 경쟁하게 된다. 단말 4의 백오프 타이머가 만료되기 이전에, 단말 5의 백오프 타이머가 만료되어 단말 5가 RT를 전송하는 경우, 단말 4는 #4 자원에 대한 경쟁에서 지게 된다. 단말 사는 더 이상 선택 가능한 가용 자원이 존재하지 않으므로, 이번 반복주기에서의 경쟁 동작을 중단한다. 이후 단말 4는 다음 반복구간에서 상기한 경쟁적 자원 할당 동작을 수행하여, 가용 자원인 #1 자원을 선택할 수 있다.

한편, 도 11에서 단말 5는 백오프 타이머를 구동하는 동안, 다른 단말의 RT가 감지되지 않았으므로, 다음 반복 구간에서 선택한 #4 자원을 이용하여 데이터를 송신한다.

도 12는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 자원 할당 방법을 나타낸 순서도이다.

도 12를 참조하면, 단말은 데이터 전송을 결정한다(1201).

단말은 현재 프레임의 제1 구간, 예를 들어 제어 구간(또는 첫 번째 데이터 전송 구간)에서 주변 신호를 모니터링 한다(1203). 주변 신호는 예를 들어, 제어 신호일 수 있으며, 구체적으로 SA 신호일 수 있다.

이후 단말은 감지된 SA 신호들을 기초로 선택 가능한 가용 자원이 현재 프레임에 존재하는지 판단한다(1205).

선택 가능한 가용 자원이 존재하지 않으면, 즉 SA 신호 모니터링 결과 모든 자원이 다른 단말에 의해 점유된 상태이면, 단말은 현재 프레임에서 자원 할당을 포기한다(1207).

선택 가능한 가용 자원이 존재하면, 단말은 임의의 가용 자원을 선택한다(1209).

이후, 단말은 백오프 타이머를 설정하고 이를 구동한다. 단말은 백오프 타이머 구동 중 주변 신호에 대한 모니터링(에너지 센싱)을 계속해서 수행한다(1211). 주변 신호는 예를 들어, RT 신호일 수 있다. 단말은 시간 단위로 백오프 타이머를 감소시킨다.

백오프 타이며 만료 이전에, 자신이 선택한 자원에 대하여 RT 신호가 수신되면(1213), 단말은 자신이 자원 할당 경쟁에서 패배한 것으로 판단하고, 선택 가능한 다른 가용 자원이 존재하는지 판단한다(1215).

선택 가능한 다른 가용 자원이 존재하지 않으면, 단말은 현재 프레임에서 자원 할당을 포기한다(1207).

반면, 선택 가능한 다른 가용 자원이 존재하면, 단말은 선택 가능한 다른 가용 자원 중 임의의 다른 가용 자원을 선택한다(1217).

이후 단말은 백오프 타이머가 만료될 때까지 1211 내지 1217 동작을 반복한다.

백오프 타이머가 만료될 때까지, 자신이 선택한 자원에 대하여 RT 신호가 수신되지 않으면(1213), 단말은 백오프 타이머 만료 시 선택된 가용자원에서 RT 신호를 전송한다(1219).

이후, 단말은 다음 프레임에서 선택된 가용 자원을 통해 D2D 방송 데이터를 송신한다(1221).

도 13은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 자원 할당 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 13을 참조하면, 단말 3, 4, 5는 프레임의 제1 영역, 즉 제어 구간(또는 첫 번째 데이터 구간)에서 에너지 센싱을 수행한다. 도 13에서는 이미 자원을 점유한 단말 1과 단말 2가 제1 영역에서 제어 신호(SA)를 전송하므로, 단말 3, 4, 5는 단말 1, 2의 SA 신호를 센싱한다. 단말 3, 4, 5는 센싱된 SA 신호를 기초로, 단말 1, 2가 점유 중인 자원(제어 자원에 대응하는 데이터 자원)을 확인한다. 단말 3, 4, 5는 SA 신호에 명시적으로 포함되는 자원인덱스를 기초로 단말 1, 2가 점유 중인 자원을 확인하거나, SA신호가 보내지는 제어자원위치에 의해 암시적으로 자원위치를 확인할 수 있다.

본 발명의 제3 실시 예에서, 단말 3, 4, 5는 단말 1, 2가 사용 중이지 않는 자원, 즉 가용 자원을 확인하고, 가용자원 #3, #4, #5를 포함하는 리스트를 설정한다.

이후에 단말 3, 4, 5는 각자 임의의 백오프 타이머를 설정하여 시간단위에 따라 백오프 타이머를 감소시키고 백오프 타이머가 0이 되는 시점에서 RT 신호를 송신한다. 단말 3, 4, 5는 백오프 타이머가 0이 되는 시점에서 리스트에 있는 가용 자원 중 어느 하나를 임의로 선택하고, 해당 자원을 통해 RT 신호를 송신한다. 일 예로, 단말 3, 4, 5는 리스트에서 첫 번째 가용 자원을 선택할 수 있다.

단말 3, 4, 5는 백오프 타이머(또는, 백오프 카운터)가 구동되는 동안 계속해서 에너지 센싱을 수행한다. 단말 3, 4, 5는 자신의 백오프 타이머가 만료되기 이전에 에너지 센싱에 의하여 다른 단말의 RT가 감지되는지를 판단한다. RT신호를 수신하여 다른 송신 단말이 먼저 자원을 사용함을 확인하면 단말 3, 4, 5는 가용자원 리스트에서 선점된 자원인덱스를 삭제한다. 리스트에 포함된 가용 자원의 인덱스가 모두 삭제되어 더 이상 가용한 자원이 없게 되면, 단말은 가용한 자원인덱스가 생길 때까지 백오프 타이머를 일시정지(pausing)한다. 이후의 동작은 제1 및 제2 실시 예에서 설명한 바와 같다.

도 14는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 자원 할당 방법을 나타낸 순서도이다.

도 14를 참조하면, 단말은 데이터 전송을 결정한다(1401).

단말은 현재 프레임의 제1 구간, 예를 들어 제어 구간(또는 첫 번째 데이터 전송 구간)에서 주변 신호를 모니터링 한다(1403). 주변 신호는 예를 들어, 제어 신호일 수 있으며, 구체적으로 SA 신호일 수 있다.

이후 단말은 감지된 SA 신호들을 기초로 선택 가능한 가용 자원이 현재 프레임에 존재하는지 판단한다(1405).

선택 가능한 가용 자원이 존재하지 않으면, 즉 SA 신호 모니터링 결과 모든 자원이 다른 단말에 의해 점유된 상태이면, 단말은 현재 프레임에서 자원 할당을 포기한다(1407).

선택 가능한 가용 자원이 존재하면, 단말은 가용 자원 목록에 선택 가능한 자원들을 추가하여 가용 자원 목록을 갱신한다(1409).

이후, 단말은 백오프 타이머를 설정하고 이를 구동한다. 단말은 백오프 타이머 구동 중 주변 신호에 대한 모니터링(에너지 센싱)을 계속해서 수행한다(1411). 주변 신호는 예를 들어, RT 신호일 수 있다. 단말은 시간 단위로 백오프 타이머를 감소시킨다.

백오프 타이며 만료 이전에, 자신이 선택한 자원에 대하여 RT 신호가 수신되면(1413), 단말은 RT 신호에 대응하는 가용 자원을 가용 자원 목록에서 삭제한다(1415). 단말은 백오프 타이머가 만료될 때까지, 상기 동작을 반복한다.

이후 단말은 백오프 타이머 만료 시 가용 자원 목록에 삭제되지 않은 가용 자원이 존재하는지 판단한다(1417).

가용 자원 목록에 가용 자원이 존재하지 않으면, 자신이 자원 할당 경쟁에서 패배한 것으로 판단하고, 현재 프레임에서 자원 할당을 포기한다(1407).

가용 자원 목록에 가용 자원이 존재하면, 단말은 목록 내에서 선택된 임의의 가용 자원에서 RT 신호를 전송한다(1419).

이후, 단말은 다음 프레임에서 선택된 가용 자원을 통해 D2D 방송 데이터를 송신한다(1421).

도 15는 본 발명의 실시 예에 따른 송신 예약(Reserve to Transmit; RT) 반복 전송 방법을 설명하기 위한 도면이다.

RT 신호를 송신함에 있어서, 복수의 송신 단말 간 백오프 타이머가 동일하게 설정되면, 동일한 자원에서 복수의 송신 단말에 의해 복수의 RT 신호가 전송될 수 있다. 수신 단말 입장에서 복수의 RT신호가 동일한 자원으로 수신될 경우, 충돌로 인하여 RT 신호가 올바르게 수신되지 않을 수 있다. 송신 단말 입장에서는 서로 같은 자원에서 송신되는 다른 송신 단말의 RT신호를 수신할 수 없는 하프-듀블렉스(Half-Duplex) 문제가 발생할 수 있다.

상기 문제를 완화하기 위하여, 송신 단말은 도 15에 도시된 바와 같이 RT신호를 패턴을 가진 복수의 신호로 송신할 수 있다. 즉 송신 단말은 서로 다른 간격으로 복수 회에 걸쳐서 RT 신호를 전송할 수 있다. 이렇게 하면, 송신 단말들이 백오프 타이머와 패턴을 모두 동일하게 선택할 가능성이 매우 낮기 때문에, 충돌이 발생할 가능성을 최소화할 수 있다.

도 15를 참조하면, 단말 3과 단말 4의 첫 번째 RT 신호가 동일한 자원에서 충돌하더라도, 첫 번째 RT 신호와 두 번째 RT신호와의 간격이 서로 다르기 때문에, 단말 4가 단말 3의 RT신호를 청취할 수 있게 된다.

이후에, 단말 4는 상술한 본 발명의 제1 내지 제3 실시 예에 따라 동작할 수 있다. 도 15에서는 RT신호에 경쟁 인덱스가 포함되어 있어 먼저 송신한 단말이 승리하는 것이 아니라 더 높은 경쟁 인덱스를 가진 RT신호가 승리한다고 가정하였다.

만약 패턴 기반 RT 신호 송신에 있어 시간 순서로 경쟁을 해결하는 경우에는, 첫 번째 RT 신호 외 신호들은 첫 번째 RT 신호의 타이밍 또는 백오프 타이머를 알 수 있는 정보를 같이 실어 보내야 한다. 예를 들어 도 15에서 단말 3의 두 번째 패킷은 첫 번째 패킷보다 하나의 백오프 타이머에 해당하는 자원블록 후에 보낸 것이므로 -1 값을 같이 보낼 수 있다. 단말 3의 RT 신호를 수신한 다른 송신 단말은 -1 값을 보고 하나 앞선 자원블록에서 첫 번째 RT 신호 송신이 일어났다는 사실을 알 수 있다.

상기 예시들은 네트워크 영역 외 단말 간의 동작을 주로 다루었다.

부분적 네트워크 영역 단말 간에는 기지국으로부터 자원을 할당받은 단말들이 기지국 영역 밖에서 스스로 자원을 선택한 단말들보다 높은 우선순위를 가진다. 따라서, 기지국 내 단말 간에는 경쟁은 발생하지 않고, 기지국 내 단말들은 기지국이 할당한 자원에 대해 SA 신호를 보낸다. 기지국 외 단말들은 우선 SA 신호를 센싱하고 자원을 선택하기 때문에 문제가 없다. 만약 비어 있는 자원을 기지국 외 단말이 먼저 선택(할당)하고 SA신호를 전송한다면 기지국 내 단말이 자원을 할당받아 사용하려고 할 때 충돌이 발생한다. 이를 해결하기 위해 기지국 내 단말은 우선 비어있는 자원에 대해 RT 신호를 전송하여 해당 자원을 선택한다. 예를 들어 기지국 내 단말은 비어 있는 자원을 통해 기지국으로부터 할당받은 자원인덱스 정보와 우선순위 또는 기지국 내 단말이라는 정보를 포함하는 RT 신호를 전송할 수 있다. 또는 기지국 외 단말은 백오프 타이머 0을 사용하지 않는다는 가정 하에 기지국 내 단말은 백오프 타이머를 0으로 설정하여 RT 신호를 송신할 수도 있다. 기지국 외 단말과의 경쟁에서 기지국 내 단말이 승리하고 자원을 할당하게 되면, 기지국 내 단말은 할당된 자원에 대해 SA신호를 사용하여 원래 사용하고자 했던 자원에 대한 반환 요청을 할 수 있다.

도 16은 본 발명의 실시 예에 따른 비동기 단말 간 자원 할당 방법을 설명하기 위한 도면이다.

단말 1은 자신의 데이터 구간 1에서 센싱을 수행하고 자원#6이 비어 있음을 감지한 후, 백오프 타이머를 2부터 시작한다. 단말 2와 3은 구간 동기가 일치되어 있다. 단말 2는 데이터 구간 1에서 센싱을 수행하고 백오프 타이머를 0으로 시작하여 바로 다음 데이터 구간 2에서 RT 신호를 송신한다. 단말 3은 앞서 백오프 타이머 감소 동작이 수행 중이었고 단말 3의 데이터 구간 2에 이르러서 백오프 카운터가 0이 되어 RT신호를 송신한다. 하지만, 단말 2와 단말 3의 RT신호가 동일한 자원을 사용하여 충돌이 발생하였다. 하지만, 단말 2와 단말 3이 사용하는 복수의 연속 RT신호의 패턴이 다르므로 단말 2의 데이터 구간 3에서 보내지는 RT신호를 단말 3이 수신하게 되어, 해당 자원 #6에 대한 이번 반복주기에서의 송신을 포기하고 다음 반복주기의 데이터 구간 1에서 다시 센싱을 수행한다. 단말 1은 단말 2 또는 단말 3의 RT신호를 수신하여 해당 자원#6에 대한 백오프 동작은 일시정지하였다가 다음 반복주기에서 센싱 수행 후 비어있는 자원(#15)에 대해 백오프 동작을 재개하여 백오프가 종료된 데이터 구간 2 시점에서 RT 신호를 송신한다.

상술한 자원 할당 방법은 미사용 자원을 활용하여 SA 및 데이터 자원을 할당하는 방법을 위주로 설명하였으나, 다양한 실시 예에서, SA 전송 주기(제어 구간 또는 첫 번째 데이터 구간)에서 자원 선택(자원 할당)을 직접 지시하는 SA 자원 할당 방법이 사용될 수 있다. 이러한 실시 예에서는, 모든 단말이 모든 SA들을 센싱하고 디코딩할 수 있다는 것을 전제로 한다. 구체적으로, SA 신호 전송을 위해 SA 자원을 선택하고자 하는 경우, 단말은 먼저 수신된 SA들을 디코딩하고 가용 SA 자원을 식별한다. 이후, 단말은 SA 전송을 위해 가용 SA 자원 중 하나를 선택한다.

상기한 실시 예에서는, SA 신호 전송 전에, 충돌 방지를 위하여 복수의 SA 주기로 구성되는 SA 선택 구간이 존재할 수 있다. 단말은 선택 지시자(reservation indicator)와 함께 SA 신호를 전송하기 위한 하나의 SA 주기를 선택하고, SA 선택 구간 종류 이후의 데이터 전송을 위하여 해당 SA 자원이 예약되었음을 지시한다. 이러한 지시는 충돌을 방지하기 위하여 다른 단말들에게 해당 SA 자원이 단말에 의해서 선택되었으며 다른 단말은 이 SA 자원을 사용할 수 없음을 알린다. 임의의 단말이 다른 단말의 SA 자원 선택을 감지하면, 단말은 해당 SA 자원이 이용 가능하지 않으며 다른 가능한 SA 자원들 중에서 SA 자원을 선택해야 함을 고려하게 된다.

도 18은 본 발명의 제4 실시 예에 따른 자원 할당 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 18을 참조하면, SA/데이터 구간 0에서 SA1은 단말 1에 의하여 사용된다.

단말 2 및 단말 3은 SA/데이터 구간 0에 도달하면, 수신되는 SA 자원을 디코딩한 후에, 이용 가능한 SA 자원이 SA2, SA3 및 SA4임을 감지한다. SA 선택 구간 동안, 단말 2는 SA/데이터 구간 2의 SA2를, 단말 3은 SA/데이터 구간 3의 SA3을 선택한다.

단말 4는 SA/데이터 구간 1에 도달하면, 수신되는 SA 신호를 디코딩한 후에, 이용 가능한 SA가 SA2, SA3 및 SA4임을 감지한다. 선택 구간 동안, 단말 4는 SA2 및 SA3을 디코딩하게 되고, 따라서 SA2 및 SA3은 선택하지 않는다. 최종적으로, 단말 4는 SA/데이터 구간 4의 SA4를 선택한다.

SA 선택 구간 이후, 각 단말은 충돌없이, 선택한 SA 자원에서 SA 신호를 전송할 수 있다.

도 19는 본 발명의 제5 실시 예에 따른 자원 할당 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 19를 참조하면, 시스템에서 설정된 스케줄링 구간은 복수(N)의 SA/데이터 구간으로 구성된다. 단말이 SA 및 데이터 자원을 선택하면, 단말은 적어도 하나의 스케줄링 구간에서 전송을 수행할 수 있다. 각각의 스케줄링 구간에는 선택 구간이 존재하며, 선택 구간은 복수(M)의 SA/데이터 구간으로 구성된다. N과 M은 시스템 정보 블록(System Information Block; SIB)을 이용한 시그널링을 통하여 설정될 수 있으며, M은 N보다 작거나 같을 수 있다.

도 19에 도시된 바와 같이, 스케줄링 구간은 선택 구간과 동일한 길이를 가질 수 있으며, 도 19의 실시 예에서 N=M=4이다. 스케줄링 구간 0에서, 단말 1은 SA1을 사용한다. 단말 2 및 단말 3은 SA/데이터 구간 0에 도달하면, 수신되는 SA 신호를 디코딩하여 이용 가능한 SA 자원이 SA2, SA3 및 SA4임을 알게 된다. 다음 스케줄링 구간에서, 단말 2 및 단말 3은 선택 구간 동안 SA 자원을 선택한다. 단말 2는 SA/데이터 구간 4에서 SA2를 선택하고, 단말 3은 SA/데이터 구간 6에서 SA3을 선택한다.

단말은 자신이 선택한 SA 자원에 관한 정보를 포함하는 SA 선택(SA reservation) 전송할 수 있다. 단말은 현재 SA/데이터 구간에서 SA 선택을 전송한 이후에, 선택 구간이 종료 될 때까지 이후의 SA/데이터 구간에서 SA 선택을 반복 전송할 수 있다. 예를 들어, 단말 2는 SA/데이터 구간 4, 5, 6, 7에서, 단말 3은 SA/데이터 구간 6, 7에서 SA 선택을 전송할 수 있다. SA 선택을 감지한 다른 단말들은 충돌 방지를 위해 이미 선택된 SA 자원을 선택하지 않는다.

상술한 실시 예에 따라, 다음 스케줄링 구간부터, 단말 2 및 단말 3은 선택된 SA 자원에서 각각 SA 신호를 전송하고 충돌은 발생하지 않게 된다.

이하에서는 SA 선택 지시 방법에 대하여 보다 구체적으로 설명한다.

이하의 표 1에는 SA 신호에 포함되는 주요 정보가 나타나 있다.

SA Field Name	Length	Usage
ID	8	RX (Group) ID and/or TX ID
Data Resource Frequency Index	5~13	Data Resource RB Index (BW dependent)
Data Resource Time Index	7	Data Resource Sub-frame Index
MCS and RV	5	Common for all TBs
TX Timing Information	6	Timing advance (TA) value is indicated
Flag for SPS Indication	1	SPS or not
TPC indication	1	Power control information
Indication of SA Reservation	1	Indicate that this SA is only reservation or for data transmission

본 발명의 다양한 실시 예에서는, 직접적 지시(explicit indication) 방법 및 암시적 지시(implicit indication) 방법이 모두 이용될 수 있다.

Option 1: 명시적 지시명시적 지시 방법의 가장 간단한 실시 예는 SA 신호에 명시적 지시 파라미터를 포함시키는 것이다. 표 1에 나타난 바와 같이, 1비트 'SA 선택 지시(Indication of SA Reservation)' 필드는 SA 자원이 선택 또는 데이터 전송을 위한 것임을 직접적으로 나타낼 수 있다. 이 경우, 다른 필드는 다른 유용한 정보를 전송하기 위해 재사용될 수 있다. 예를 들어, 다른 필드는 선택된 데이터 자원 및 데이터 전송의 선택된 길이를 포함함으로써, 다른 단말이 선택된 길이 동안 선택된 데이터 자원을 선택하지 않도록 할 수 있다.

Option 2: 암시적 지시

직접적인 1비트 지시 대신, 다양한 실시 예에서 SA 자원이 선택 또는 데이터 전송을 위한 것임을 임의로 나타낼 수 있다. 즉, 몇몇 필드는 SA 자원 선택을 지시하기 위한 특정 값으로 설정될 수 있다. 예를 들어, 'ID' 필드는 SA 자원 선택을 지시하기 위해 '00000000'으로 설정될 수 있다. 또는, 'MCS and RV' 필드는 SA 자원 선택을 지시하기 위해 '11111'로 설정될 수 있다. 또는 'ID' 필드와 'MCS and RV' 필드는 각각 '00000000' 및 '11111'로 설정됨으로써, 조합하여 SA 자원 선택을 지시할 수 있다. 또는 다른 필드들은 특정 값으로 설정됨으로써 조합하여 SA 자원 선택을 지시할 수 있다. 따라서, 1비트 지시를 사용하지 않고, SA 자원 선택은 암시적으로 지시될 수 있다.

도 17은 본 발명에 따른 단말의 구성을 나타낸 블록도이다.

도 17을 참조하면, 본 발명에 따른 단말(1700)은, 통신부(1701) 및 제어부(1703)를 포함하여 구성될 수 있다.

통신부(1701)는 데이터 통신을 수행한다. 예를 들어, 통신부(1701)는 SA 신호, RT 신호와 같은 제어 신호를 송신하거나, D2D 방송 데이터를 송신할 수 있다. 또는 통신부(1701)는 주변 단말의 신호를 모니터링하여 주변 단말의 제어 신호를 수신할 수 있다.

제어부(1703)는 D2D 통신을 위하여 단말(1700)의 각 구성 요소를 제어한다. 제어부(1703)는 상술한 본 발명에 따른 자원 할당 동작을 수행하도록 통신부(1701)를 포함한 구성 요소들을 제어할 수 있다. 제어부(1703)의 구체적인 동작은 상술한 바와 같다.

본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

한편, 본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시 예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.

1700: 단말
1701: 통신부
1703: 제어부

Claims (18)

1. 단말 간 (Device to Device; D2D) 통신을 수행하는 단말의 자원 할당 방법으로,
   프레임에서 임의의 가용 자원을 선택하는 단계;
   백오프 타이머를 구동하는 동안 주변 신호를 모니터링하는 단계; 및
   상기 백오프 타이머가 만료될 때까지 상기 임의의 가용 자원에 대한 상기 주변 신호가 수신되지 않으면, 다음 프레임에서 상기 임의의 가용 자원을 이용하여 상기 D2D 통신을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자원 할당 방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 백오프 타이머를 구동하는 동안 상기 임의의 가용 자원에 대한 상기 주변 신호가 수신되면, 상기 임의의 가용 자원에 대한 자원 할당을 포기하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자원 할당 방법.
3. 제1항에 있어서,
   상기 백오프 타이머를 구동하는 동안 상기 임의의 가용 자원에 대한 상기 주변 신호가 수신되면, 상기 프레임에서 다른 가용 자원이 존재하는지 판단하는 단계;
   상기 다른 가용 자원이 존재하면, 상기 다른 가용 자원 중 임의의 다른 가용 자원을 선택하는 단계; 및
   상기 백오프 타이머가 만료될 때까지 상기 다른 가용 자원에 대한 상기 주변 신호가 수신되지 않으면, 다음 프레임에서 상기 다른 가용 자원을 이용하여 상기 D2D 통신을 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자원 할당 방법.
4. 제3항에 있어서,
   상기 다른 가용 자원이 존재하지 않으면, 상기 프레임에서 자원 할당을 포기하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자원 할당 방법.
5. 제1항에 있어서,
   상기 백오프 타이머를 구동하는 동안 상기 주변 신호가 수신되면, 가용 자원 목록에서 상기 주변 신호에 대응하는 가용 자원을 삭제하는 단계;
   상기 백오프 타이머가 만료되면, 상기 가용 자원 목록에 가용 자원이 존재하는지 판단하는 단계; 및
   다음 프레임에서 상기 가용 자원 목록에 존재하는 임의의 가용 자원을 이용하여 상기 D2D 통신을 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자원 할당 방법.
6. 제1항에 있어서, 상기 임의의 가용 자원을 선택하는 단계는,
   상기 프레임의 제어 영역 또는 첫 번째 데이터 영역을 모니터링 하는 단계;
   상기 제어 영역에서 제어 신호가 수신되면, 상기 제어 신호를 기초로 선택 가능한 가용 자원이 존재하는지 판단하는 단계; 및
   상기 선택 가능한 가용 자원이 존재하면, 상기 선택 가능한 가용 자원 중 상기 임의의 가용 자원을 선택하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자원 할당 방법.
7. 제1항에 있어서, 상기 D2D 통신을 수행하는 단계는,
   상기 백오프 타이머가 만료될 때까지 상기 임의의 가용 자원에 대한 상기 주변 신호가 수신되지 않으면, 상기 임의의 가용 자원에서 전송 예약 신호를 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자원 할당 방법.
8. 제7항에 있어서, 상기 전송 예약 신호를 전송하는 단계는,
   임의의 전송 간격 및 임의의 횟수로 구성되는 전송 패턴에 따라 상기 전송 예약 신호를 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자원 할당 방법.
9. 제1항에 있어서, 상기 백오프 타이머는 가용 자원 블록 단위 또는 서브 프레임 단위로 감소되는 것을 특징으로 하는 자원 할당 방법.
10. 단말 간 (Device to Device; D2D) 통신을 수행하는 단말로,
    데이터 통신을 수행하는 통신부; 및
    프레임에서 임의의 가용 자원을 선택하고, 백오프 타이머를 구동하는 동안 주변 신호를 모니터링하고, 상기 백오프 타이머가 만료될 때까지 상기 임의의 가용 자원에 대한 상기 주변 신호가 수신되지 않으면, 다음 프레임에서 상기 임의의 가용 자원을 이용하여 상기 D2D 통신을 수행하도록 상기 통신부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 단말.
11. 제10항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 백오프 타이머를 구동하는 동안 상기 임의의 가용 자원에 대한 상기 주변 신호가 수신되면, 상기 임의의 가용 자원에 대한 자원 할당을 포기하는 것을 특징으로 하는 단말.
12. 제10항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 백오프 타이머를 구동하는 동안 상기 임의의 가용 자원에 대한 상기 주변 신호가 수신되면, 상기 프레임에서 다른 가용 자원이 존재하는지 판단하고, 상기 다른 가용 자원이 존재하면, 상기 다른 가용 자원 중 임의의 다른 가용 자원을 선택하고, 상기 백오프 타이머가 만료될 때까지 상기 다른 가용 자원에 대한 상기 주변 신호가 수신되지 않으면, 다음 프레임에서 상기 다른 가용 자원을 이용하여 상기 D2D 통신을 수행하도록 상기 통신부를 제어하는 것을 특징으로 하는 단말.
13. 제12항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 다른 가용 자원이 존재하지 않으면, 상기 프레임에서 자원 할당을 포기하는 것을 특징으로 하는 단말.
14. 제10항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 백오프 타이머를 구동하는 동안 상기 주변 신호가 수신되면, 가용 자원 목록에서 상기 주변 신호에 대응하는 가용 자원을 삭제하고, 상기 백오프 타이머가 만료되면, 상기 가용 자원 목록에 가용 자원이 존재하는지 판단하고, 다음 프레임에서 상기 가용 자원 목록에 존재하는 임의의 가용 자원을 이용하여 상기 D2D 통신을 수행하도록 상기 통신부를 제어하는 것을 특징으로 하는 단말.
15. 제10항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 프레임의 제어 영역 또는 첫 번째 데이터 영역을 모니터링 하고, 상기 제어 영역에서 제어 신호가 수신되면, 상기 제어 신호를 기초로 선택 가능한 가용 자원이 존재하는지 판단하고, 상기 선택 가능한 가용 자원이 존재하면, 상기 선택 가능한 가용 자원 중 상기 임의의 가용 자원을 선택하는 것을 특징으로 하는 단말.
16. 제10항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 백오프 타이머가 만료될 때까지 상기 임의의 가용 자원에 대한 상기 주변 신호가 수신되지 않으면, 상기 임의의 가용 자원에서 전송 예약 신호를 전송하도록 상기 통신부를 제어하는 것을 특징으로 하는 단말.
17. 제16항에 있어서, 상기 제어부는,
    임의의 전송 간격 및 임의의 횟수로 구성되는 전송 패턴에 따라 상기 전송 예약 신호를 전송하도록 상기 통신부를 제어하는 것을 특징으로 하는 단말.
18. 제10항에 있어서, 상기 백오프 타이머는 가용 자원 블록 단위 또는 서브 프레임 단위로 감소되는 것을 특징으로 하는 단말.

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