KR20180053638A - 셀룰러 이동 무선 네트워크 내에서 단말기-대-단말기 통신방법, 및 이 방법을 위한 시스템 - Google Patents

Abstract

특히 협력 지능형 교통 시스템 통신(cooperative intelligent transport system communication)을 위해, 셀룰러 이동 무선 네트워크 내에서 단말기-대-단말기 통신하기 위하여,
- 무선 신호 간섭 맵(110)을 제공하는 단계 10으로서, 상기 무선 신호 간섭 맵(110)은 기지국(100)의 커버 영역 안에서의 장소 의존적 무선 신호 간섭 교란을 지시하며, 상기 무선 신호 간섭 맵(110)의 제공은 지리적인 무선 신호 간섭 맵을 위한 학습 알고리즘을 토대로 해서 이루어지는 단계 10,
- 제1 이동 무선 통신 단말기(210)와 제2 이동 무선 통신 단말기(220) 사이에서의 단말기-대-단말기 통신(130)을 위한 무선 전송의 구성 세팅과 관련된 구성 정보(120)를 제공하는 단계 20으로서, 상기 구성 정보(120)의 제공은 무선 신호 간섭 맵(110)의 장소 의존적 무선 신호 간섭 교란을 토대로 해서 이루어지는 단계 20, 및
- 구성 세팅과 관련하여 제공된 구성 정보(120)를 고려하여, 제1 이동 무선 통신 단말기(210)와 제2 이동 무선 통신 단말기(220) 사이에서 단말기-대-단말기 통신(130)을 셋-업하는 단계 30이 제안되었다.

Description

셀룰러 이동 무선 네트워크 내에서 단말기-대-단말기 통신방법, 및 이 방법을 위한 시스템

본 발명은, 셀룰러 이동 무선 네트워크 내에서 단말기-대-단말기 통신방법, 및 이를 위한 시스템에 관한 것이다.

협력 지능형 교통 시스템(Cooperative Intelligent Transport System: C-ITS)은 차량들 간의 메시지 교환, 소위 차량-대-차량 통신(V2V), 및/또는 차량과 인프라 구조 유닛 간의 메시지 교환, 소위 차량-대-인프라 구조 통신(V2I)을 기반으로 한다. 이와 같은 시스템의 목적은, 교통 안전 및 교통 효율을 높이려는 것이다. 상기 메시지 교환 및 상기 통신은 일반적으로 무선 통신을 이용해서 실행되는데, 예를 들면 전기·전자 기술자 협회(Institute of Electrical and Electronics Engineers: IEEE)에 의해서 발행된 표준 IEEE 802.11p와 같은 무선 근거리 통신망(Wireless Local Area Network: WLAN) 통신 표준을 기초로 하는 통신을 이용해서 실행된다.

셀룰러 네트워크를 이용한 통신이 상기 목적과 관련이 있다는 대부분의 이론적인 생각들은 단말기-대-단말기 통신을 위한 셀룰러 네트워크, 소위 "D2D-enabled cellular networks"에 초점이 맞추어져 있고, 주로 직접적인 통신을 위해서 효율적인 프로토콜을 구성하는 것에 몰두하고 있다. 이와 같은 맥락에서, 기지국은 D2D-피어(peer)와 다수의 제어 데이터를 교환해야만 한다. 이 경우에는 항상, 상기 제어 데이터를 교환하기 위하여, 기지국과 이동 무선 통신 단말기 간의 연결이 유지되고 있다는 내용이 가정된다. 이와 같은 내용은 네트워크 지원형 단말기-대-단말기 통신으로서 간주될 수 있으며, 이로써 네트워크 지원 장치-대-장치통신(network-assisted device-to-device-communication)(aD2D)으로서 간주될 수 있다. 이와 같은 접근 방식은, 예를 들어 IEEE 802.11p를 이용하는 방식과 같은 종래의 ad-hoc 통신보다 높은 성능 및 신뢰성을 보장한다.

하지만, aD2D-통신을 위한 완전한 표준은 지금까지도 공개되지 않았거나 셋업되지 않았다. 예를 들어, 지금까지는, 자원-할당이 개념적인 수준에서, 해결되지 않은 가장 큰 문제점들 중 하나로서 존재한다. 이 경우에, 해결책을 찾고자 하는 대부분의 아이디어는 시스템 내에서의, 즉 기지국에서의 모든 연결을 위한 "채널 상태 정보의 축적"이라는 아이디어를 기반으로 한다. 이때, 무선 자원의 효율적인 이용을 보장하기 위해, 기지국은 네트워크 내 상응하는 전송 채널의 상태에 대한 정확한 정보를 필요로 한다. 더 나아가 임계적인 애플리케이션의 경우에 충분한 신뢰성을 보증하기 위해, D2D-송신기는 마찬가지로 전송 채널과 관련된 특정 지식을 필요로 한다. 이와 관련하여, 이동 통신 시스템 내에서 aD2D를 이용한 C-ITS 적용에 대한 요구 조건과 기지국에 있는 전송 채널과 관련된 정확한 지식의 결정은 경쟁적으로 대립하고 있다.

이 경우에는, 기지국과 이동 무선 통신 단말기 사이에서 교환되어야 하는 (예를 들어 채널 측정을 위한 기준 신호 및 측정 프로토콜의 전송과 같은) 다수의 신호 정보로 인해, 채널의 직접적인 측정이 어렵게 될 수 있다. 또한, 이웃 셀들로부터의 셀룰러 기준 신호와 D2D 간의 주파수 충돌을 피하기에 적합한 설계가 필요하다.

일반적으로, 미래에 폭넓은 셀 내에 있는 이동 무선 통신 단말기의 개수가 증가하는 경우에는, 모든 D2D-쌍 및 셀룰러 이동 무선 통신 단말기를 위한 채널 측정 및 그에 상응하는 측정 프로토콜을 전지 내에서 충분히 우수하게 실행하는 것은 매우 어려울 수 있다. 이동 무선 통신 단말기의 경우에는, 고가속으로 전파될 채널의 결과보다 D2D-통신 쌍을 위한 기지국에서 신뢰할만한 채널 추정을 제공하는 것이 훨씬 더 도전적일 수 있다. 이로부터, 네트워크 제어된 D2D 통신을 이용한 C-ITS 적용을 위한 조절이 기술적인 측면에서 아직까지 충분히 설명되어 있지 않다는 내용이 추론될 수 있다.

그렇기 때문에, 셀룰러 이동 무선 네트워크를 기반으로 하는 신뢰할만한 D2D 통신을 신뢰할만하게 가능하게 하는 가능성을 제공하는 것이 바람직할 수 있다.

본 발명의 목적은, 종래 기술에 공지된 단점들 중 적어도 일부를 피하거나 적어도 감소시키는 가능성을 제안하는 것이다.

상기 목적은, 독립 청구항에 따른 방법에 의해서, 그리고 독립 청구항에 따른 시스템에 의해서 달성된다.

독립 청구항의 대상은, 특히 협력 지능형 교통 시스템 통신(cooperative intelligent transport system communication)을 위해, 셀룰러 이동 무선 네트워크 내에서 단말기-대-단말기 통신방법이며, 이 방법은 다음과 같은 단계들을 포함한다:

- 무선 신호 간섭 맵을 제공하는 단계로서, 상기 무선 신호 간섭 맵은 기지국의 커버 영역 안에서의 장소 의존적 무선 신호 간섭 교란을 지시하며, 상기 장소 의존적 무선 신호 간섭 교란은 단말기-대-단말기 통신의 무선 신호 간섭 교란을 지시하며, 그리고 상기 무선 신호 간섭 맵의 제공은 지리적인 무선 신호 간섭 맵을 위한 학습 알고리즘을 기반으로하여 이루어지는 단계,

- 제1 이동 무선 통신 단말기와 제2 이동 무선 통신 단말기 사이에서의 단말기-대-단말기 통신을 위한 무선 전송의 구성 세팅과 관련된 구성 정보를 제공하는 단계로서, 상기 구성 정보의 제공은 무선 신호 간섭 맵의 장소 의존적 무선 신호 간섭 교란을 기반으로 하여 이루어지며, 그리고 상기 구성 세팅은 실행될 무선 전송의 구성과 관련된 설명을 가능하게 하는 단계, 및

- 구성 세팅과 관련하여 제공된 구성 정보를 고려하여, 제1 이동 무선 통신 단말기와 제2 이동 무선 통신 단말기 사이에서 단말기-대-단말기 통신을 셋-업하는 단계.

상기 방법 단계들은 자동화된 상태에서 실시될 수 있다.

본 발명의 의미에서 장소 의존적 무선 신호 간섭 교란은 전자기 전파의 간섭 교란일 수 있으며, 이 경우 간섭 교란은 장소 의존적이고, 이로써 기지국의 커버 영역 안에서는 일반적으로 일정하지 않다.

본 발명의 의미에서 단말기-대-단말기 통신의 무선 신호 간섭 교란은, 무선 신호의 간섭 교란이 특히 단말기-대-단말기 통신과 관련이 있을 수 있다는 것을 의미한다.

본 발명의 의미에서 위치 의존적 무선 신호 간섭 맵을 위한 학습 알고리즘은, 항상 가장 먼저 간섭이 예를 들어 추정 값으로서 학습되거나 결정되는 알고리즘을 의미할 수 있다. 그 다음에 비로소, 상기 정보를 토대로 하여, 예를 들어 단말기-대-단말기 통신을 위해서 이용되는, 더 상세하게 말하자면 D2D 통신을 위해서 이용되는 통신 채널의 채널 품질과 같은 채널 조건이 추정된다.

상기 학습 접근 방식은 2개의 구성 요소, 즉 위치 의존적 간섭 교란이 학습 및 이를 토대로 하는 D2D 통신을 위한 채널 추정으로 세분될 수 있다. 이 경우, 간섭 교란의 학습은 기지국에서 이루어지고, 그와 달리 간섭 교란의 결정을 위한 측정은 D2D 가입자에 의해서 실행되어 기지국으로 전송될 수 있다.

학습 접근 방식은 개념적인 차원에서 다음과 같이 요약될 수 있다:

통신 가입자 쌍이 경험하는 간섭 및 이와 더불어 간섭 교란을 고려하는 대신에, 지리적인 간섭 맵이 작성된다. 이 경우, 맵 내에 있는 각각의 좌표에는 간섭 값 또는 간섭 교란 값이 할당된다. 이때, 이 값은, D2D 통신 가입자가 맵 상에 있는 지리적인 장소를 따라서 이동할 때에 통상적으로 경험하는, 다시 말해 평균적으로 경험하는 간섭 또는 간섭 교란으로서 해석될 수 있다.

제2 단계는, 기지국에 의해서 학습되는 간섭 맵을 이용하는 단계이다. 이 단계는, D2D 통신 가입자에 의해서 이용되는 채널의 채널 조건의 추정을 결정하는 것을 포함한다. 이와 같은 추정을 위해서는, D2D 통신 가입자가 이 목적을 위해 시스템 내에서 측정 값을 이용할 수 있다는 내용이 가정될 수 있다.

본 발명의 의미에서 무선 전송의 구성 세팅과 관련된 구성 정보는, 단말기-대-단말기 통신을 위해서 바람직한 무선 전송이 어떻게 세팅되어야 하는지를 통신 단말기에게 알려주기에 적합한 정보일 수 있다. 이와 같은 과정은 예를 들어, 확률과 연관되어 있고 무선 전송을 위해서 이용될 무선 채널의 품질에 대한 설명을 가능하게 하는 예측에 의해서 이루어질 수 있다. 이로써, 구성 정보는 예측 정보일 수 있고, 그에 상응하게 무선 전송을 위한 구성 세팅은 무선 전송을 위해서 이용될 무선 채널에 대한 채널 품질 조건일 수 있다. 이 경우, 채널 품질 조건은 무선 채널과 관련된 채널 댐핑에 대한 설명일 수 있다.

네트워크 지원형 단말기-대-단말기 통신의 경우에, 기지국은, 송신기 출력 및/또는 변조를 포함한 직접적인 전송이 어떻게 구성되어야 하는지에 대한 정보도 전송할 수 있다. 따라서, 기지국은, 상기 구성을 채널 품질의 예측을 대신해서 또는 채널 품질의 예측에 대해 추가로 관련 통신 단말기로 전송할 수 있게 된다.

본 발명의 의미에서 단말기-대-단말기 통신은, 2개 이상의 이동 무선 통신 장치가 서로 직접 통신하는, 셀룰러 이동 무선 원격 통신 네트워크 내에서의 통신을 의미할 수 있다. 하지만, 이 경우에는 통신이 2명의 가입자로 제한되어 있을 뿐만 아니라, 제3 또는 또 다른 가입자를 가질 수도 있다. 예를 들어, 단말기-대-단말기 통신은 또한, 일 단말기가 추가의 단말기들로 브로드캐스팅-정보를 직접 전송하는 브로드캐스트-통신도 포함할 수 있다.

단말기-대-단말기 통신은, 전송이 최악의 품질 조건을 갖는 단말기에 상응하게 구성됨으로써, 원칙적으로는 브로드캐스트 전송을 실행할 수 있는 가능성이 존재할 수 있다는 것을 의미할 수 있다.

하지만, 본 발명의 의미에서 이동 무선 통신 단말기는, 기지국과 연결된 임의의 이동 무선 통신 장치와 달리 단말기-대-단말기 통신을 목적으로 설계되어 있는 이동 무선 통신 장치일 수 있다.

본 발명에 따른 교시에 의해서는, C-ITS 적용을 위한 D2D 기반 통신을 위해서 요구되는 바와 같이, 2개 이상의 이동 무선 통신 단말기를 위한 셀룰러 이동 무선 통신 네트워크 내에서 단말기-대-단말기 통신이 제공될 수 있다는 장점이 달성된다.

한 가지 추가 장점은, 본 발명에 따른 교시에 의해, 모든 D2D-쌍 및 셀룰러 이동 무선 통신 단말기를 위한 채널 측정 및 그에 상응하는 측정 프로토콜이 셀 내에서 더 이상 요구되지 않는다는 것이다.

협력 지능형 교통 시스템 통신의 경우에는, 직접적인 차량-대-차량 통신 및/또는 직접적인 차량-대-인프라 구조 통신을 가능하게 하도록 단말기-대-단말기 통신이 설계될 수 있다. 여기서 "직접적인"이라는 표현은, 기지국의 셀룰러 이동 무선 통신 네트워크 내에서는 다만, 단말기-대-단말기 통신을 가능하게 하기 위해 통신 채널 및/또는 통신 가입자에 대한 설명을 만드는 것만이 중요하다는 것을 의미한다. 이와 같은 설명은, 송신, 수신 및/또는 채널 선택과 같은 지시가 실행될 수 있는 채널 품질 정보, 또는 가입자 정보, 더 상세하게 말해서 예를 들어 브로드캐스팅의 경우에는 어느 가입자가 상응하는 브로드캐스팅에 가입하기를 원하는지와 같은 가입자 정보일 수 있다. 하지만, 기지국은 가입자들 간의 고유한 통신을 실행하려는 목적을 위해서는 더 이상 필수적이지 않으며, 이로써 기지국은 통신 데이터의 라우팅을 더 이상 실행하지 않게 된다.

대등한 일 독립 청구항의 대상은, 셀룰러 이동 무선 네트워크 내에서 단말기-대-단말기 통신하기 위한 시스템, 즉 이동 무선 시스템의 기지국, 제1 이동 무선 통신 단말기 및 제2 이동 무선 통신 단말기를 구비하는 시스템이다. 이 경우, 기지국은, 기지국과 연결된 단말기-대-단말기 이동 무선 통신 장치에 구성 정보와 관련된 상응하는 정보, 즉 단말기-대-단말기 통신을 위한 무선 전송의 구성 세팅과 관련된 상응하는 정보를 제공하도록 설계되어 있다. 또한, 이 시스템은, 본 발명에 따른 방법을 실시하도록 설계되어 있다.

이 경우, D2D 통신 연결의 구성 및/또는 셋-업은 셀의 기지국에 의해서 실행될 수 있고, 그와 달리 통신 데이터는 직접, 다시 말하자면 기지국을 통한 우회 없이 일 D2D 통신 가입자로부터 D2D 통신 연결에 가입한 다른 추가 통신 가입자 또는 통신 가입자들에게 전송될 수 있다.

본 발명에 따른 교시에 따라, C-ITS 적용을 위한 D2D 기반 통신을 위해서 요구되는 바와 같이, 2개 이상의 이동 무선 통신 단말기를 위한 셀룰러 이동 무선 통신 네트워크 내에서 단말기-대-단말기 통신이 제공될 수 있다는 장점이 달성된다.

한 가지 추가 장점은, 기존의 셀룰러 이동 무선 통신 네트워크에서 요구되고 존재하는 기지국의 비용 집약적인 장착 또는 신규 설치가 전혀 필요치 않다는 것이다.

또 다른 한 가지 추가 장점은, 중앙의 협조 유닛(coordination unit) 및 구성 유닛이 더 많은 정보를 갖고 있기 때문에, 전송의 중앙 집중형 협조 및 구성에 의해서 더욱 우수한 성능에 도달할 수 있다는 것이다.

또 다른 일 독립 청구항의 대상은, 본 발명에 따른 방법에 따라 작동될 수 있는 시스템을 위한 컴퓨터 프로그램 제품이다.

본 발명에 따른 교시에 따르면, 본 발명에 따른 방법이 자동화된 상태에서 특히 효율적으로 실시될 수 있다는 이점을 달성한다.

또 다른 일 독립 청구항의 대상은, 본 발명에 따른 컴퓨터 프로그램 제품을 포함하는 데이터 캐리어에 관한 것이다.

본 발명에 따른 교시에 의해서는, 본 발명에 따른 방법이 이 방법을 실시하는 장치 및/또는 시스템에 특히 효율적으로 할당 또는 적용될 수 있다는 이점을 달성한다.

이하에서 본 발명의 실시예들을 더욱 상세하게 기술하기 전에, 먼저 본 발명이 기술된 구성 요소들 또는 기술된 방법 단계들로 한정되어 있지 않다는 것을 유의해야 한다. 더욱이, 사용된 전문 용어도 한정을 나타내는 것이 아니라 오히려 다만 예시적인 성격만을 갖는다. 명세서 및 청구범위에서 단수가 사용되는 경우에는, 문맥상 명시적으로 제외하지 않는 한, 각각 복수를 함께 포함하는 것이다. 문맥상 명시적으로 제외하지 않는 한, 가능한 방법 단계들은 자동화된 상태로 실시될 수 있다.

이하에서, 본 발명에 따른 방법의 예시적인 추가 실시예들이 설명된다.

예시적인 제1 실시예에 상응하게, 방법은 또한, 무선 신호 간섭 맵의 제공이 수신된 신호 강도 지시 정보(Received Signal Strength Indication Information)를 토대로 해서 이루어진다는 특징을 더 포함한다.

본 발명의 의미에서 "수신된 신호 강도 지시 정보"는, 케이블이 없는 통신 적용예의 수신 전계 강도에 대한 지표(indicator)를 나타내고 RSSI로도 언급되는 정보를 의미할 수 있다. RSSI가 고정된 유닛을 갖지 않기 때문에, 값은 개별 적용예에 따라서 해석될 수 있다. IEEE로도 지칭되는 "전기·전자 기술자 협회" 802.11 표준 내부에도 다양한 규정들이 존재하며, 이 경우에는 상대적으로 더 높은 값이 더 우수한 수신에 상응한다. 측정 수신기 내에서, RSSI-값은 또한 추가 처리를 위한 고유 단자에서 아날로그 전압으로서도 출력될 수 있다. 장치 의존적 스케일링 팩터에 의해, RSSI-값은 차원이 없는 유닛(dBm) 내에서의 파워 레벨로서 출력될 수 있다. 상기 지표는 이동 무선 전화, 고주파 모듈, 및 통신을 위해서 필요할 수 있는 채널을 발견하기 위해 무선 통신에 의존하는 다른 시스템들에 의해서 요구된다. 성공적인 통신을 위해서 요구되는 신호 강도가 현재 이용되는 채널 상에서 미달하는 경우에는, RSSI-값에 의해서 필요에 따라 더 우수한 채널로 교체될 수 있다.

RSSI-정보는, "received power contributions"로도 지칭되는 모든 수신된 에너지 분배를 합산하기 위해서 중요하고, 본원에서는 총 간섭의 추정으로서 해석될 수 있다. 이 경우, 간섭 추정은 사용된 학습 알고리즘에 의해서 생성될 수 있다. 따라서, 간섭 추정은 심지어 측정 값이 전혀 이용될 수 없는 지리적인 장소를 위해서도 이루어질 수 있다. 이와 같은 장소 둘레에 간섭 측정 값이 충분히 존재하고, 학습 알고리즘이 소위 충분히 우수하게 훈련되어 있는 한, 상기 간섭 추정 값은 완전히 신뢰할만한 것으로서 간주될 수 있다.

상기와 같은 학습을 가능하게 하기 위하여, 다시 말하자면 간섭 측정값으로부터 D2D 통신 가입자가 지리적인 간섭 맵을 생성할 수 있기 위하여, "machine learning tools"로도 지칭되고 공식적으로 이미 이용 가능한 기계-학습 프로그램이 이용될 수 있다. 이와 같은 예시적인 두 가지 방법은, "어댑티브 프로젝티드 서브그래디언트 방법(Adaptive Projected Subgradient Method)"를 토대로 하고 APSM-알고리즘으로도 지칭되는 알고리즘 및 다중-커널(Multi-Kernel) 접근 방식이다.

상기 실시예는, 상응하는 프로토콜을 토대로 하고 셀룰러 이동 무선 통신 시스템 내에 제공되어 있는 것과 같은 측정 데이터가 간섭 맵의 학습을 위해서 이용될 수 있다는 장점을 갖는다. 이로써, 추가의 측정이 필요치 않게 되고, 이로 인해 자원도 절약될 수 있다.

또 다른 예시적인 일 실시예에 상응하게, 방법은 또한, 무선 신호 간섭 맵의 제공이, 적어도 롱 텀 에볼루션 표준(Long Term Evolution Standard), 특히 4G 표준 및/또는 3.9G 표준에 제공되어 있는 바와 같이, 기지국과 연결된 이동 무선 통신 단말기의 측정 정보를 토대로 해서 이루어진다는 특징을 더 포함한다.

본 발명의 의미에서 롱 텀 에볼루션 표준은, 간략히 LTE 또는 3.9G로도 지칭되는 셀룰러 이동 무선 통신 네트워크의 롱 텀 에볼루션 표준일 수 있다. 이것은, ITU-T로도 지칭되는 "Telecommunication Standardization Sector"의 4G-규정을 완전히 충족시키지 않는 3GPP의 범주 안에 있는 3.9G-표준에 대한 명칭이다. 그럼에도, 상기 표준은 마케팅의 이유에서 4G로서 출시된다. LTE의 예정된 후계자는, 표준화 과정에 있고 LTE-어드밴스드(LTE-Advanced)라는 명칭의 IMT-어드밴스드 4G-이동 무선 표준이고, LTE에 대해 다운링크 호환성을 갖는다.

이 경우, 측정 정보는, 적어도 롱 텀 에볼루션 표준 또는 3.9G 표준에 제공되어 있는 것과 같은 측정 정보 및/또는 프로토콜을 토대로 한다. 이 경우에는, 3.9G 또는 4G보다 높게 규정되어 있는, 셀룰러 이동 무선 통신 네트워크용 이동 무선 표준도 제공될 수 있다.

이로써, 기지국은, 예를 들어 LTE-표준 또는 더 높게 규정된 표준에 규정되어 있는 것과 같은 측정에 한정될 수 없는 측정을 포함할 수 있다. 이와 같은 정보는 추후에, 예를 들어 지리적인 위치 측정으로부터 간섭 맵을 결정하기 위해서 이용될 수 있다. 따라서, 상응하는 기지국은, 상응하는 단말기-대-단말기 통신을 위해, 평균적인 채널 조건의 추정을 실행할 수 있게 된다.

상기 측정값들 또는 이들 값으로부터 생성되는 리포트(report)는 예를 들어 SINR-리포트로도 지칭되는 "Signal to Interference plus Noise Ratio" 리포트, RSSI-리포트 또는 롱 텀 에볼루션 표준 안에 있거나 이를 통해서 규정된 다른 리포트일 수 있다.

상기 실시예는, 상응하는 LTE-프로토콜 및 이와 같은 프로토콜을 기초로 해서 셋-업되는 표준을 토대로 하고 셀룰러 이동 무선 통신 시스템 내에 제공되어 있는 것과 같은 측정 데이터가 간섭 맵의 학습을 위해서 이용될 수 있다는 장점을 갖는다. 이로써, 추가의 측정이 필요치 않게 되고, 이로 인해 자원도 절약될 수 있다.

또 다른 예시적인 일 실시예에 상응하게, 방법은 또한, 지리적인 무선 신호 간섭 맵에 대한 학습 알고리즘이 어댑티브 프로젝티드 서브그레디언트 방법을 토대로 하는 알고리즘을 토대로 해서 이루어진다는 특징을 더 포함한다.

이와 같은 알고리즘은, 예를 들어 "Interference Identification in Cellular Networks via Adaptive Projected Subgradient Methods"를 토대로 할 수 있을 뿐만 아니라 "MMSE Interference Estimation in LTE Networks"를 토대로 할 수도 있다. 이와 같은 두 가지 예시적인 방법은, 이와 관련된 하나의 학습 알고리즘에 사용될 수 있다. 이 경우, 제1 방법은 "Adaptive Projected Subgradient Approach to Learning in Diffusion Networks"로서도 공지되어 있는, 이산된 네트워크 내에서의 학습 방법을 위한 어댑티브 서브그래디언트 접근 방식을 기술한다. 제2의 예시적인 방법은, 상기 방법의 이용에 의해서 "MMSE 평가자"로도 지칭되는 최적의 선형의 "최소 평균 2승 오차"(Minimum Mean Square Error) 평가자가 지리적인 무선 신호 간섭 맵을 생성하기 위해 이용됨으로써, 학습 알고리즘을 위해서 이용될 수 있다.

상기 실시예는, 셀룰러 이동 무선 네트워크로 절단된 효율적인 학습 알고리즘이 간섭 맵을 생성하기 위해 이용될 수 있다는 장점을 갖는다.

또 다른 예시적인 일 실시예에 상응하게, 방법은 또한, 구성 세팅과 관련된 구성 정보가 단말기-대-단말기 이동 무선 통신 단말기를 위한 단말기-대-단말기 통신과 관련하여 그리고/또는 이동 무선 통신 단말기의 이용자와 관련하여, 전송 채널을 구성하기에 적합하고, 서비스 품질을 높이기에 적합하며, 무선 신호 간섭을 보상하기에 적합하고, 프로액티브(proactive) 자원 할당을 실행하기에 그리고/또는 링크 적응을 실행하기에 적합하다는 특징을 더 포함한다.

상기 실시예는, 더 우수한 통신 품질을 달성할 수 있다는 장점을 갖는다.

또 다른 예시적인 일 실시예에 상응하게, 방법은 또한, 다음과 같은 구성 세팅을 위한 결정을 구비한다는 특징을 더 포함한다: 수신된 이동 무선 통신 단말기에서 총 수신 파워를 결정하는 것. 송신하는 이동 무선 통신 단말기를 위한 송신 파워를 결정하는 것. 그리고 수신된 이동 무선 통신 단말기에서의 총 수신 파워에서 장소 의존적 무선 신호 간섭 교란을 뺀 값을, 송신하는 이동 무선 통신 단말기를 위한 송신 파워로 나눈 값을 토대로 하여 채널 댐핑을 결정하는 것. 이 경우, 송신하는 이동 무선 통신 단말기는 제1 이동 무선 통신 단말기에 상응하고, 수신하는 이동 무선 통신 단말기는 제2 이동 무선 통신 단말기에 상응한다.

상기 실시예는, 훨씬 더 우수한 통신 품질을 달성할 수 있다는 장점을 갖는다.

또 다른 예시적인 일 실시예에 상응하게, 방법은 또한, 제1 이동 무선 통신 단말기와 제2 이동 무선 통신 단말기 간의 단말기-대-단말기 통신의 셋업이, 구성 세팅과 관련하여 제공된 구성 정보를 고려하여, 단말기-대-단말기 통신에 참여한 이동 무선 통신 단말기들에 대한 모듈의 적응 능력, 채널 코딩의 적응 능력, 신호 전송 파워 및/또는 안테나 전송 모드의 적응 능력을 갖는다는 특징을 더 포함한다.

상기 실시예는, 훨씬 더 우수한 통신 품질을 달성할 수 있다는 장점을 갖는다.

또 다른 예시적인 일 실시예에 상응하게, 방법은 또한, 단말기-대-단말기 통신이 제1 이동 무선 통신 단말기와 제2 이동 무선 통신 단말기 사이에서 독점적으로 이루어지도록 설계되어 있다는 특징을 더 포함한다.

본 발명의 의미에서 "단말기-대-단말기 통신이 독점적으로 이루어진다"는 표현은, 단말기-대-단말기 통신이 2개의 가입자 사이에서 특히 독점적으로 이루어진다는 것, 더 상세하게 말하자면 기지국의 참여 없이 이루어진다는 것을 의미할 수 있다. 이 경우, 기지국은 예를 들어 단말기-대-단말기 통신에서 채널 품질 조건에 대한 설명을 만드는 과제만을 담당하고, 셀룰러 이동 무선 통신 네트워크 내에서 이루어지는 종래의 통신에서와 같은 가입자들 사이에서의 라우팅은 담당하지 않으며, 이로써 마치 중간자(man-in-the-middle)와 유사한 기능을 하게 되는데, 더 상세하게 말하자면 대화 패킷 및 데이터 패킷을 가입자들 자신에게 전달하는 기능을 하게 된다.

또한, 단말기-대-단말기 통신은 2명의 가입자 사이에서 독점적으로 이루어질 수 있거나 복수의 가입자들 사이에서 독점적으로 이루어질 수도 있다. 이로써, 기지국은 개별 통신 자체에 직접적으로 참여하지 않게 된다.

상기 실시예는, 단말기들 간의 고유한 통신이 기지국 없이도 충분히 이루어질 수 있다는 장점을 갖는다.

이로써, 본 발명은, 셀룰러 이동 무선 통신 네트워크 내에서 2개 이상의 이동 무선 통신 단말기를 위해, 가입자들 서로 간의 고유한 통신을 위해서 기지국이 전혀 필요치 않은 단말기-대-단말기 통신을 제공하는 것을 가능하게 한다. 이때, 기지국은 다만, 단말기-대-단말기 통신을 위한 무선 신호의 채널 품질에 대한 설명을 가능하게 하기 위한 무선 신호 간섭 맵을 제공하기 위해서만 이용된다. 이렇게 함으로써, 자원이 절약될 수 있고, C-ITS 적용예를 위한 D2D 통신이 가능해진다. 본 발명에 따른 교시에 의해서는, 셀 내에 있는 모든 D2D-쌍 및 셀룰러 이동 무선 통신 단말기를 위해, 복잡하면서도 상황에 따라서는 실행하기가 매우 어렵거나 완전히 불가능한 채널 측정 및 상응하는 측정 프로토콜이 생략된다.

본 발명은, 각각의 도면을 참조하여 이하에서 더욱 상세하게 설명된다.
도 1은 본 발명의 예시적인 일 실시예에 따른 제안된 방법의 개략도를 도시하며;
도 2는 본 발명의 또 다른 예시적인 일 실시예에 따른 제안된 방법의 개략도를 도시하고;
도 3은 본 발명의 또 다른 예시적인 일 실시예에 따른 제안된 방법의 개략도를 도시하며; 그리고
도 4는 본 발명의 또 다른 예시적인 일 실시예에 따른 제안된 시스템의 개략도를 도시한다.

도 1은, 본 발명의 예시적인 일 실시예에 따른 제안된 방법의 개략도를 보여준다.

이때, 도 1은, 셀룰러 이동 무선 네트워크 내에서 단말기-대-단말기 통신방법의 개략도를 나타내며, 이 경우 이 방법은 다음의 단계, 즉 무선 신호 간섭 맵(110)을 제공하는 단계 10을 포함한다. 이때, 무선 신호 간섭 맵(110)은 기지국(100)의 커버 영역 안에서의 장소 의존적 무선 신호 간섭 교란을 지시한다. 이때, 장소 의존적 무선 신호 간섭 교란은 단말기-대-단말기 통신(130)의 무선 신호 간섭 교란을 지시한다. 그리고 이때, 무선 신호 간섭 맵(110)의 제공은 지리적인 무선 신호 간섭 맵을 위한 학습 알고리즘을 토대로 해서 이루어진다. 이 방법은, 제1 이동 무선 통신 단말기(210)와 제2 이동 무선 통신 단말기(220) 사이에서의 단말기-대-단말기 통신(130)을 위한 무선 전송의 구성 세팅과 관련된 구성 정보(120)를 제공하는 단계 20을 포함한다. 이때, 구성 정보(120)의 제공은 무선 신호 간섭 맵(110)의 장소 의존적 무선 신호 간섭 교란을 토대로 해서 이루어진다. 그리고 이때, 구성 세팅은 실행될 무선 전송의 구성과 관련된 설명을 가능하게 한다. 그리고 이 방법은, 구성 세팅과 관련하여 제공된 구성 정보(120)를 고려하여, 제1 이동 무선 통신 단말기(210)와 제2 이동 무선 통신 단말기(220) 사이에서 단말기-대-단말기 통신(130)을 셋-업하는 단계 30을 포함한다.

수학적으로는, 다음과 같이 생각할 수 있다:

시점(n)에서의 측정(

)을 토대로 하는 지리적인 무선 신호 간섭 맵의 추정으로서, 이 경우

는 보고하는 가입자 또는 이용자의 지리적인 장소 좌표이다. 이때,

은 좌표(

)에서 측정된 총 간섭을 나타낸다.

과

사이의 관계는

로 나타나며, 이 경우

은 알려지지 않은 함수이고,

는 측정 에러를 지시한다.

실시예 지향적인 관점에서 관찰할 때의 주요 관심사는, 한 세트의 불연속적인 지리적인 장소의 간섭을 학습하는 것이다. 이들 장소는 간섭 맵의 픽셀로서 추출될 수 있다. 그렇기 때문에,

는, 지리적인 좌표를 총 간섭 값에 매핑하는 간섭 매트릭스로서 규정될 수 있다. 그렇기 때문에, 매트릭스의 각각의 요소는 상응하는 지리적인 장소에서 집계된 간섭으로서 간주될 수 있다.

의 현재 추정을 토대로 해서,

에 대한 근사치가 발견될 수 있다. 시점(t)에는, 통신 가입자 또는 통신 이용자가 셀 내에서 예를 들어 RSSI-측정과 같은 자신의 측정을 보고한다. 이 경우에는, D2D 통신 이용자뿐만 아니라 다른 이동 무선 가입자도 보고할 수 있다. 자신의 현재 위치(

)와 관련된 상기 측정(

)이 셀의 상응하는 기지국으로 전달 또는 보고된다. 상기 데이터가 기지국에 도착하자마자, 이들 데이터는 이때 추정된

을 이용해서 실제 간섭 매트릭스(

)의 갱신을 위해 이용될 수 있다.

D2D 가입자 또는 D2D 통신 수신기(r)가 수신된 총 파워를 측정할 수 있고 그에 상응하는 리포트를 발생할 수 있다는 가정하에, 상기와 같은 D2D 통신 수신기의 리포트는 시점(t)에

로서 간주될 수 있다.

상기 식에서,

는 D2D 통신 송신기의 지리적인 장소이고,

은 D2D 통신 수신기의 지리적인 장소이며,

는 D2D 통신 송신기의 전송 파워이고,

는 2명의 D2D 통신 가입자 간의 채널이다.

이때의 한 가지 해결 접근 방식은, 하기의 식을 이용해서, 채널(

)의 추정 값을

로서 얻기 위한 목적으로,

및

에 대한 지식을 기지국에서 이용하는 것일 수 있다:

도 2는, 본 발명의 또 다른 예시적인 일 실시예에 따른 제안된 방법의 개략도를 보여준다.

이때, 도 2는, 도 1에 비해 더 진척된 방법의 개략도를 나타낸다. 그렇기 때문에, 이전에 도 1에 대하여 언급된 내용이 도 2에 대해서도 적용된다.

도 2는, 채널 댐핑에 대한 설명과 관련된 채널 품질 조건을 결정하는 단계를 더 포함하는 도 1에 도시된 방법을 나타낸다: 수신된 이동 무선 통신 단말기에서 총 수신 파워를 결정하는 단계 21. 송신하는 이동 무선 통신 단말기를 위한 송신 파워를 결정하는 단계 22. 그리고 수신된 이동 무선 통신 단말기에서의 총 수신 파워에서 장소 의존적 무선 신호 간섭 교란을 뺀 값을, 송신하는 이동 무선 통신 단말기를 위한 송신 파워로 나눈 값을 토대로 하여 채널 댐핑을 결정하는 단계 23. 그리고 이 경우, 송신하는 이동 무선 통신 단말기는 제1 이동 무선 통신 단말기(210)에 상응하고, 수신하는 이동 무선 통신 단말기는 제2 이동 무선 통신 단말기(220)에 상응한다.

도 3은, 본 발명의 또 다른 예시적인 일 실시예에 따른 제안된 방법의 개략도를 나타낸다.

이때, 도 3은, 도 1에 비해 더 진척된 방법의 개략도를 나타낸다. 그렇기 때문에, 이전에 도 1에 대하여 언급된 내용이 도 2에 대해서도 적용된다.

도 3은, 기지국(100)과 연결된 이동 무선 통신 장치(200, 210, 220)의 측정 정보를 토대로 하여, 무선 신호 간섭 맵(110)을 제공하는 단계 10을 더 포함하는 도 1에 도시된 방법을 나타낸다. 그리고 이 경우, 측정 정보는, 적어도 롱 텀 에볼루션 표준 또는 3.9G 표준에 제공되어 있는 것과 같은 측정 정보 및/또는 프로토콜을 토대로 한다. 이 경우에는, 3.9G 또는 4G보다 높게 규정되어 있는, 셀룰러 이동 무선 통신 네트워크를 위한 이동 무선 표준도 제공될 수 있다.

일반적으로 기지국과 연결된 이동 무선 통신 장치(200)와 셀룰러 이동 무선 네트워크 내에서 단말기-대-단말기 통신(130)을 위해 이용되는 이동 무선 통신 장치(210, 200)를 더 우수하게 구별하기 위하여, 후자는 이동 무선 통신 단말기(210, 200)로 지칭된다.

도 4는, 본 발명의 또 다른 예시적인 일 실시예에 따른, 셀룰러 이동 무선 네트워크 내에서 단말기-대-단말기 통신(130)을 위해 제안된 시스템의 개략도를 나타낸다.

도 4에서 알 수 있는 바와 같이, 이 시스템은, 이동 무선 시스템의 기지국(100), 제1 이동 무선 통신 단말기(210) 및 제2 이동 무선 통신 단말기(220)를 포함한다. 이 경우, 기지국(100)은, 기지국(100)과 연결된 단말기-대-단말기 이동 무선 통신 장치(200, 210, 220)에 구성 정보(120)와 관련된, 단말기-대-단말기 통신(130)을 위한 무선 전송의 구성 세팅과 관련된 상응하는 정보를 제공하도록 설계되어 있다. 그리고 이 경우, 시스템은, 본 발명에 따른 방법을 실시하도록 설계되어 있다.

도 4는, 2개의 이동 무선 통신 단말기(210, 220) 외에 3개의 추가 이동 무선 통신 장치(200)를 더 나타내고 있다. 이들 추가 이동 무선 통신 장치는 단말기-대-단말기 통신(130) 자체에는 참여하지 않지만, 기지국(100)이 무선 신호 간섭 맵(110)을 현재 상태로 유지할 수 있도록 하기 위하여, 단말기-대-단말기 통신(130)을 위해서 필요한 정보를 도 4에 도시된 2명의 통신 가입자(210, 220)에게 제공할 수 있는 상기 무선 신호 간섭 맵(110)으로부터 자신들의 측정 결과를 기지국(100)으로 송신한다.

D2D 통신을 이용해서 상기와 같은 C-ITS에 적용하기 위한 적용 시나리오는, 예를 들어 하나의 국도에서 이루어지는, LKW-주행으로도 지칭되는 화물 자동차-주행 및 상기 화물 자동차 뒤에서 주행하고 PKW-주행으로도 지칭되는 승용차-주행일 수 있다. 이 경우, 화물 자동차에는, 예를 들어 차선 유지- 및 간격 유지 보조 시스템을 위한, 전방을 보여주는 비디오 카메라가 설치될 수 있다. 본 시나리오에서는 상기 카메라의 비디오 피드(video feed)가 예를 들어 D2D 통신을 경유하여 화물 자동차 뒤에서 주행하는 승용차(들)에 전송될 수 있음으로써, 결과적으로 화물 자동차 뒤에 있는 승용차(들)의 운전자(들)는 자신의 각각 내부 디스플레이상에서, 화물 자동차-카메라의 수신된 비디오 피드를 이용하여, 화물 자동차 앞에서의 교통 상황이 어떠한지를 볼 수 있다. 그럼으로써, 일 승용차의 일 운전자는, 자신이 화물 자동차를 추월하는 조작을 개시해야 하는지 아니면 더 많이 기다려야 하는지를 더 잘 결정할 수 있다. 이와 같은 방식에 의해서는 사고가 피해질 수 있는데, 그 이유는 지금까지 전혀 제공될 수 없었던, 추월 결정을 위해서 중요한 정보가 제공될 수 있기 때문이다.

본 발명의 사상은 다음과 같이 요약될 수 있다. 셀룰러 이동 무선 통신 네트워크를 위해, 단말기-대-단말기 통신으로도 지칭되는 D2D 통신을 가능하게 할 수 있는 방법, 및 이 방법과 관련된 시스템이 제공된다. 이 경우, 셀 내에서 책임을 지고 있는 기지국은 자신의 셀에 간섭 맵을 제공한다. 이때, 상기 간섭 맵의 생성을 위한 측정 데이터는 상응하는 셀 내에서 이동 무선 통신 가입자들에 의해 야기된다. 상기 생성된 간섭 맵을 이용해서, D2D 통신에 이용된 채널에 대한 채널 간섭 추정이 상기 채널을 이용하는 D2D 통신 가입자를 위해 제공될 수 있음으로써, 결과적으로 D2D 통신 가입자는 자신의 통신을 상응하게 적응시킬 수 있게 된다. 이때, D2D 통신은, 상응하는 기지국이 참여하지 않은 상태에서, 가입자들 사이에서 독점적으로 이루어질 수 있다.

10: 무선 신호 간섭 맵의 제공
20: 단말기-대-단말기 통신을 위한 무선 전송의 구성 세팅과 관련된 구성 정보의 제공
21: 수신된 이동 무선 통신 단말기에서 총 수신 파워의 결정
22: 송신하는 이동 무선 통신 단말기를 위한 송신 파워의 결정
23: 채널 댐핑의 결정
30: 단말기-대-단말기 통신의 셋-업
100: 기지국
110: 무선 신호 간섭 맵
120: 구성 세팅과 관련된 구성 정보
130: 단말기-대-단말기 통신
200: 이동 무선 통신 장치
210: 제1 이동 무선 통신 단말기
220: 제2 이동 무선 통신 단말기

Claims (11)

1. 특히 협력 지능형 교통 시스템 통신을 위해, 셀룰러 이동 무선 네트워크 내에서 단말기-대-단말기 통신방법으로서,
   - 무선 신호 간섭 맵(110)을 제공하는 단계 10으로서, 상기 무선 신호 간섭 맵(110)은 기지국(100)의 커버 영역 안에서의 장소 의존적 무선 신호 간섭 교란을 지시하며, 상기 장소 의존적 무선 신호 간섭 교란은 단말기-대-단말기 통신(130)의 무선 신호 간섭 교란을 지시하며, 그리고 상기 무선 신호 간섭 맵(110)의 제공은 지리적인 무선 신호 간섭 맵을 위한 학습 알고리즘을 토대로 해서 이루어지는 단계 10,
   - 제1 이동 무선 통신 단말기(210)와 제2 이동 무선 통신 단말기(220) 사이에서의 단말기-대-단말기 통신(130)을 위한 무선 전송의 구성 세팅과 관련된 구성 정보(120)를 제공하는 단계 20으로서, 상기 구성 정보(120)의 제공은 무선 신호 간섭 맵(110)의 장소 의존적 무선 신호 간섭 교란을 토대로 해서 이루어지며, 그리고 상기 구성 세팅은 실행될 무선 전송의 구성과 관련된 설명을 가능하게 하는 단계 20, 및
   - 구성 세팅과 관련하여 제공된 구성 정보(120)를 고려하여, 제1 이동 무선 통신 단말기(210)와 제2 이동 무선 통신 단말기(220) 사이에서 단말기-대-단말기 통신(130)을 셋-업하는 단계 30을 포함하는, 방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 무선 신호 간섭 맵(110)을 제공하는 단계 10이 수신된 신호 강도 지시 정보(Received Signal Strength Indication Information)를 토대로 해서 이루어지는, 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 무선 신호 간섭 맵(110)을 제공하는 단계 10이, 적어도 롱 텀 에볼루션 표준에 제공되어 있는 것과 같은, 기지국(100)에 연결된 이동 무선 통신 장치(200, 210, 220)의 측정 정보를 토대로 해서 이루어지는, 방법.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   지리적인 무선 신호 간섭 맵을 위한 학습 알고리즘이 어댑티브 프로젝티드 서브그래디언트 방법(Adaptive Projected Subgradient Method)을 토대로 하는 알고리즘을 토대로 해서 이루어지는, 방법.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 구성 세팅과 관련된 구성 정보(120)가 단말기-대-단말기 이동 무선 통신 단말기(210, 222)를 위한 단말기-대-단말기 통신(130)과 관련하여 그리고/또는 이동 무선 통신 단말기(210, 220)의 이용자와 관련하여, 전송 채널을 구성하기에 적합하고, 서비스 품질을 높이기에 적합하며, 무선 신호 간섭을 보상하기에 적합하고, 프로액티브 자원 할당을 실행하기에 그리고/또는 링크 적응을 실행하기에 적합한, 방법.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 구성 세팅의 결정이,
   - 수신된 이동 무선 통신 단말기에서 총 수신 파워를 결정하는 단계 21,
   - 송신하는 이동 무선 통신 단말기를 위한 송신 파워를 결정하는 단계 22,
   - 수신된 이동 무선 통신 단말기에서의 총 수신 파워에서 장소 의존적 무선 신호 간섭 교란을 뺀 값을, 송신하는 이동 무선 통신 단말기를 위한 송신 파워로 나눈 값을 토대로 하여 채널 댐핑을 결정하는 단계 23으로서, 상기 송신하는 이동 무선 통신 단말기는 제1 이동 무선 통신 단말기(210)에 상응하고, 상기 수신하는 이동 무선 통신 단말기는 제2 이동 무선 통신 단말기(220)에 상응하는 단계 23을 포함하는, 방법.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
   제1 이동 무선 통신 단말기(210)와 제2 이동 무선 통신 단말기(220) 사이에서 단말기-대-단말기 통신(130)을 셋-업하는 단계 30이, 구성 세팅과 관련하여 단계 20에서 제공된 구성 정보(120)를 고려하여, 단말기-대-단말기 통신(130)에 참여한 이동 무선 통신 단말기(210, 220)에 대한 모듈의 적응 능력, 채널 코딩의 적응 능력, 신호 전송 파워 및/또는 안테나 전송 모드의 적응 능력을 갖는, 방법.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
   단말기-대-단말기 통신이 제1 이동 무선 통신 단말기와 제2 이동 무선 통신 단말기 사이에서 독점적으로 이루어지도록 설계되어 있는, 방법.
9. 셀룰러 이동 무선 네트워크 내에서 단말기-대-단말기 통신(130)하기 위한 시스템으로서,
   - 이동 무선 시스템의 기지국(100),
   - 제1 이동 무선 통신 단말기(210), 및
   - 제2 이동 무선 통신 단말기(220)를 구비하며,
   상기 기지국(100)은, 기지국(100)과 연결된 단말기-대-단말기 이동 무선 통신 장치(200, 210, 220)에 구성 정보(120)와 관련된 상응하는 정보, 즉 단말기-대-단말기 통신(130)을 위한 무선 채널의 구성 세팅과 관련된 상응하는 정보를 제공하도록 설계되어 있으며,
   제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 방법을 실시하도록 설계되어 있는, 시스템.
10. 제9항에 따른 시스템을 위한 컴퓨터 프로그램 제품으로서, 상기 시스템이 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 방법에 따라서 작동될 수 있는, 컴퓨터 프로그램 제품.
11. 제10항에 따른 컴퓨터 프로그램 제품을 구비하는 데이터 캐리어.

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