WO2013009090A2 - 피어 투 피어 통신 시스템에서 우선순위에 기반한 데이터 송신 방법 - Google Patents

피어 투 피어 통신 시스템에서 우선순위에 기반한 데이터 송신 방법 Download PDF

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WO2013009090A2
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조한규
장지웅
김동철
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    • H04W88/02—Terminal devices
    • H04W88/06—Terminal devices adapted for operation in multiple networks or having at least two operational modes, e.g. multi-mode terminals

Definitions

  • the present invention relates to a radio access system of the present invention, and more particularly, to methods of transmitting and receiving data in a peer-to-peer communication system and apparatuses for supporting the same.
  • Peer-to-peer (P2P) communication refers to communication between the electronic device and the electronic device as it is. Broadly, it means wired or wireless communication between electronic devices or communication between a device controlled by a person and a machine. In recent years, however, it is generally referred to wireless communication between an electronic device and an electronic device performed without human involvement.
  • P2P communication In the early 1990s, when the concept of P2P communication was first introduced, it was recognized as a concept of remote control or telematics, and the derived market itself was very limited. However, in the past few years, P2P communication has been rapidly gaining attention worldwide. Grew. Especially in point of sales (POS) and security-related applications markets, intelligent management that measures flow management, remote monitoring of machinery and equipment, uptime measurements on construction machinery, and automatic measurement of heat or electricity usage. It showed great influence in the field of (Smart Meter). In the future, P2P communication will be utilized for more diverse purposes in connection with existing mobile communication and wireless high speed internet, or low power communication solutions such as Wi-Fi and Zigbee, and will no longer be limited to the business to business (B2B) market. It will be the foundation to expand into the market.
  • POS point of sales
  • Smart Meter Smart Meter
  • P2P may be used interchangeably with terms such as device to device (D2D) and machine to machine (M2M).
  • D2D device to device
  • M2M machine to machine
  • a specific transmitting device arbitrarily retransmits in accordance with a NACK signal transmitted by a specific receiving device, this may affect data transmission of other peer devices.
  • the problem may be more severe if the retransmission affects a P2P communication link having a higher priority than the P2P communication link. Therefore, there is a need for a solution to this problem.
  • the present invention has been made to solve the problems of the general technology as described above, an object of the present invention is to support efficient P2P communication.
  • Another object of the present invention is to provide methods for determining whether each peer device transmits or yields data based on the priority by transmitting and receiving an acknowledgment signal based on the priority.
  • the present invention provides methods for transmitting and receiving data in a peer-to-peer communication system and apparatuses supporting the same.
  • a method of transmitting data from a first device, which is a peer device, in a peer-to-peer communication system includes updating a device list for neighboring peer devices through a peer discovery process. And determining the priority of the link between peer devices through the step of establishing the connection identifier and the request / response of the transmission, and determining the resource region of the acknowledgment signal according to the priority.
  • the method may further include receiving an acknowledgment signal broadcast from the second device and comparing the priority of the P2P communication link of the second device and the P2P communication link of the first device based on the resource region where the acknowledgment signal was broadcast. And the first device may further include determining whether to transmit data or yield data transmission in consideration of priority.
  • the method may further include determining a retransmission resource region for retransmitting data in consideration of the priority and the number of links between peer devices in the first device.
  • the acknowledgment signal is a negative acknowledgment signal (NACK) and the priority of the P2P communication link of the second device is higher than that of the P2P communication link of the first device, the first device yields data transmission and is idle. You can enter the mode.
  • NACK negative acknowledgment signal
  • the first device may perform data transmission. Can be.
  • NACK negative acknowledgment signal
  • the interference level of the acknowledgment signal may be measured by the first device, and even if the priority of the P2P communication link of the second device is higher than that of the P2P communication link of the first device, the interference level is higher than a predetermined threshold. If low, the first device may perform data transmission.
  • the interference level may be measured in at least one of a connection identifier setting process and a transmission request / response process in the first device, and the priority of the P2P communication link of the second device is higher than that of the P2P communication link of the first device. Even if high, if the interference level is lower than the predetermined threshold, the first device may perform data transmission.
  • a first device for transmitting data in a peer-to-peer (P2P) communication system may include a transmitter, a receiver, and a processor for controlling data transmission.
  • P2P peer-to-peer
  • the receiver receives the acknowledgment signal broadcast from the second device, and the processor compares the priority of the P2P communication link of the second device and the P2P communication link of the first device based on the resource region where the acknowledgment signal was broadcast. Can be. Thereafter, the processor may determine whether to transmit data or yield data transmission in consideration of the priority.
  • the processor updates a device list for neighboring peer devices through a peer discovery process, determines a priority of links between peer devices through a connection identifier setting process and a transmission request / response process, and according to the priority.
  • the resource region of the acknowledgment signal can be determined.
  • the processor may determine a retransmission resource region for retransmitting data in consideration of the priority and the number of links between peer devices.
  • the acknowledgment signal is a negative acknowledgment signal (NACK) and the priority of the P2P communication link of the second device is higher than that of the P2P communication link of the first device, the first device yields data transmission and is idle. You can enter the mode.
  • NACK negative acknowledgment signal
  • the first device may perform data transmission. Can be.
  • NACK negative acknowledgment signal
  • the processor may measure an interference level for an acknowledgment signal. At this time, even if the priority of the P2P communication link of the second device is higher than the priority of the P2P communication link of the first device, if the interference level is lower than a predetermined threshold, the first device may perform data transmission using the transmitter. have.
  • the processor may measure the interference level in one or more of a connection identifier setting process and a transmission request / response process. At this time, even if the priority of the P2P communication link of the second device is higher than the priority of the P2P communication link of the first device, if the interference level is lower than a predetermined threshold, the first device may perform data transmission using the transmitter. have.
  • peer devices of a P2P network can efficiently perform P2P communication.
  • peer devices on a P2P communication link that receive a NACK signal and decide to yield their data transmissions will immediately enter a power saving mode without having to perform connection scheduling in the next traffic slot. Can be.
  • transmitting peer devices performing retransmission also have an advantage of omitting connection scheduling in the next traffic slot and preempting resources for retransmission.
  • the gain proposed by the present invention may be greater.
  • peer devices can transmit data more efficiently by determining whether to transmit or yield data in consideration of priority and data interference.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a P2P network used in an ad hoc communication system in connection with a wide area network.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a timing sequence for a traffic channel slot that can be used by a wireless device to deliver traffic after a P2P communication connection is established between the wireless devices.
  • connection (link) setting process used in the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a channel structure associated with transmission of a time-frequency based wireless signal used in the present invention.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating one of methods for configuring a priority-based resource zone in a peer-to-peer communication system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating one of methods for transmitting data based on priority in a peer-to-peer system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating another method of configuring a priority-based resource zone in a peer-to-peer communication system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a diagram schematically illustrating a device configuration of peer devices to which the embodiments of the present invention described with reference to FIGS. 1 to 7 may be applied as an embodiment of the present invention.
  • Embodiments of the present invention relate to methods and apparatuses for supporting data transmission and reception in a peer-to-peer communication system, which is a radio access system supporting a peer-to-peer (P2P) environment.
  • a peer-to-peer communication system which is a radio access system supporting a peer-to-peer (P2P) environment.
  • P2P peer-to-peer
  • each component or feature may be considered to be optional unless otherwise stated.
  • Each component or feature may be embodied in a form that is not combined with other components or features.
  • some components and / or features may be combined to form an embodiment of the present invention.
  • the order of the operations described in the embodiments of the present invention may be changed. Some components or features of one embodiment may be included in another embodiment or may be replaced with corresponding components or features of another embodiment.
  • embodiments of the present invention have been described based on data transmission / reception relations between peer devices. However, embodiments of the present invention can be applied not only to data transmission and reception between peer devices, but also to data transmission and reception relationships between a peer device and a base station (eg, an access node).
  • a base station eg, an access node
  • the base station is meant as a terminal node of a network that directly communicates with a mobile station.
  • the specific operation described as performed by the base station in this document may be performed by an upper node of the base station in some cases.
  • 'base station' is defined by terms such as a fixed station, a Node B, an eNode B (eNB), an advanced base station (ABS), an access node (AN) or an access point. Can be replaced.
  • a peer device may include a mobile station (MS), a user equipment (UE), a subscriber station (SS), a mobile subscriber station (MSS), a mobile terminal, and an advanced mobile terminal (AMS). It may be replaced with terms such as mobile station or terminal.
  • a peer device may be used as the same meaning as a machine to machine (M2M) device.
  • M2M machine to machine
  • the transmitting end refers to a fixed and / or mobile node that provides a data service or a voice service
  • the receiving end refers to a fixed and / or mobile node that receives a data service or a voice service. Therefore, in uplink, a mobile station may be a transmitting end and a base station may be a receiving end. Similarly, in downlink, a mobile station may be a receiving end and a base station may be a transmitting end.
  • Embodiments of the present invention may be supported by standard documents disclosed in at least one of the wireless access systems IEEE 802.xx system, 3GPP system, 3GPP LTE system and 3GPP2 system. That is, obvious steps or portions not described among the embodiments of the present invention may be described with reference to the above documents.
  • Embodiments of the present invention provide peer-to-peer for one-to-one transmission, one-to-many transmission, and many-to-one transmission over a frequency spectrum.
  • the present invention relates to a data channel structure and a control channel structure supporting peer to peer (P2P) signaling.
  • the time-frequency structure in the channel is used by the transmitting device and receiving device pairs to signal a request and response to send traffic on a specific traffic time slot.
  • the time-frequency structure is defined by a number of tones and symbols, and a subset of the tones within symbols (e.g., Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) symbol) is used to establish a particular P2P connection. It can be used to identify. Protocols may be defined to further support one-to-many and many-to-one transmissions within a P2P network, such that a particular device may use multiple peer devices using a contiguous set of tones and symbols in a time-frequency structure. Can identify P2P connections.
  • OFDM Orthogonal Frequency Division Multiplexing
  • Tone-symbols for one-to-many P2P connections may be assigned to peer devices via a paging channel, and selected adjacent tone-symbols may be known as implications within the protocol of the P2P network.
  • Ad-hoc communication systems may include P2P wireless networks.
  • a P2P wireless network may be established between two peer devices without intervention of a central network controller.
  • a P2P wireless network can operate within a frequency spectrum shared between multiple wireless devices.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a P2P network used in an ad hoc communication system in connection with a wide area network.
  • the communication system 100 may include one or more wireless devices (eg, the first device 102, the second device 106, and the third device 112). Although only three wireless devices are illustrated in FIG. 1, the communication system 100 may include three or more or three or less wireless devices.
  • the wireless devices are P2P devices used in P2P system / P2P communication.
  • the first device 102, the second device 106 and the third device 112 are cellular telephones, smartphones, laptops, small communication devices, small computing devices, satellite radios, global Positioning systems, PDAs, and / or any other suitable device for communication via wireless communication system 100.
  • the P2P communication system 100 may support a wide area network (WAN), where the wide area network may include one or more wireless devices (eg, first device 102, first) in one or more sectors / cells / areas.
  • the second device 106 and the third device 112, any number of heterogeneous access nodes (not shown) and one or more access nodes (AN) for receiving, transmitting, repeating, etc. wireless communication signals to each other; ) May include AN-A 104 and AN-B 110.
  • AN may be referred to as a base station (BS) or access point (AP).
  • Each access node AN-A 104 and AN-B 110 may comprise a plurality of transmitter chains and a receiver chain, each of which includes a number of components (eg, a processor) associated with the transmission and reception of a wireless signal. , Modulators, multiplexers, demodulators, demultiplexers, antennas, ). Wireless devices may receive signals from or transmit wireless signals to the AN when communicating over a wide area infrastructure-structured network supported by the communication system 100. For example, when the first device 102 and the second device 106 communicate with the network via the AN-A 104, the third device 112 may communicate with the network via the AN-B 110. Can communicate.
  • Wireless devices can also communicate directly with one another in a local area via a P2P network (eg, an ad hoc network) without a controller such as AN.
  • P2P communications may be performed by directly transmitting and receiving signals between wireless devices. Thus, these signals do not need to be traversed through an access node (eg, base station) or a centrally managed network.
  • the P2P network may provide short range high speed data rate communication (eg, type setting at home, office, etc.).
  • the first device 102 and the second device 106 may constitute a first P2P network 108
  • the second device 106 and the third device 112 may include a second P2P network ( 114).
  • the P2P network may be used as the same meaning as the P2P link or P2P connection.
  • Links 108 and 114 of each P2P network may be established between wireless devices within a similar geographic area (eg, within each other's area). However, wireless devices need not be associated with the same sector and / or cell to be included in a common P2P network.
  • P2P networks may be configured with one P2P network within an area overlapping each other or included in another larger P2P network.
  • P2P communication between wireless devices can be synchronized.
  • the first device and the second device may use a common clock reference to synchronize with each other.
  • the first device 102 and the second device 106 can obtain timing signals from the AN-A 104.
  • the first device 102 and the second device 106 may also obtain timing signals from other sources (eg, GPS satellites or television broadcast stations).
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a timing sequence for a traffic channel slot that can be used by a wireless device to deliver traffic after a P2P communication connection is established between the wireless devices.
  • traffic slot 210 may include a traffic management channel 201 and a traffic channel 203.
  • Traffic management channel 201 may be used for signaling (eg, scheduling and interference management) related to traffic data transmission on traffic channel 206.
  • the traffic management channel 201 may include an access scheduling segment 202, a rate scheduling segment 204, and an acknowledgment segment 208.
  • Data transmission segment 206 may be referred to as traffic channel 203.
  • the connection scheduling segment 202, the rate scheduling segment 204, the data segment 206 and the acknowledgment 208 segment shown in FIG. 2 include a traffic signal.
  • a wireless device that intends to transmit data (or traffic) is called a transmission device, and a wireless device that receives data is called a reception device.
  • the connection scheduling segment 202 may be used to indicate to the receiving device that the transmitting device is ready to send traffic data.
  • Rate scheduling segment 204 enables a transmitting / receiving device to obtain a transmission rate and / or power to be used for transmission of traffic data.
  • the data transmission segment 206 is then used to transmit the desired traffic data at the obtained transmission rate and / or rate.
  • the acknowledgment segment 208 may be used by the receiving device to indicate that traffic data has been received or not received at the data transmission segment 206.
  • the time duration of a traffic slot is approximately 2 milliseconds.
  • the time sequence structure shown in FIG. 2 represents one period of traffic slots. Prior to transmitting traffic data in the traffic slot 210, the transmitting device and the receiving device may have a P2P connection established through the control slot 214.
  • Control slot 214 may sometimes be inserted between traffic slots.
  • Traffic slots 210 represent time intervals in which a transmitting device can transmit P2P traffic data over a transmission channel to a receiving device.
  • Each control slot 214 may include a CID broadcast channel (Connection Identifier Broadcast Channel) 216 and a paging channel (218).
  • Control slot 214 may occur at longer intervals than traffic slots. For example, control slot 214 may occur every second or so.
  • the control slot 214 is responsible for establishing and maintaining a P2P connection between the transmitting device and the receiving device.
  • the CID broadcast channel 216 may be used to indicate P2P connection identifiers (CIDs) being used by peripheral connections and to indicate whether the P2P connection is still active.
  • the transmitting device and the receiving device may monitor the CID broadcast channel 216 to determine which CID is in use.
  • the paging channel 218 is used by the transmitting device and the receiving devices to configure new CIDs for the new P2P connection, and may include a paging request channel and a paging response channel. .
  • connection (link) setting process used in the present invention.
  • connection (link) setup process includes peer discovery (S310), CID setup (S320), transmission (Tx: Transmission) request and transmission response exchange (S330), data rate (Data Rate) determination and data transmission (S340). ) And an acknowledgment process (S350).
  • the peer discovery process S310 refers to a process of identifying each other between peer devices performing P2P communication.
  • Each peer device may maintain and update a device list for peer devices in its vicinity. To this end, each peer device can send and receive specific beacons that can identify which beacon for which peer device.
  • the CID setup process (S320) is a process in which one peer device establishes a connection with a target peer device that will actually perform P2P communication. Peer devices establish a CID between peers to perform P2P communication through a CID setting process.
  • the Tx request / response exchange process (S330) is a process of transmitting and receiving an indication signal for transmitting and receiving actual data traffic.
  • Peer devices can send and receive request / response signals to each other to determine whether a particular peer device performs data transmission or yields its data transmission for data transmission of another peer device.
  • the data rate determination and data transmission process is a step in which the peer device determines a data rate of data to be transmitted and performs actual data transmission. Peer devices may transmit and receive a specific pilot signal and a response signal to determine a data rate.
  • the acknowledgment process (S350) is a process in which each peer device informs the transmitting peer device whether to ACK / NACK for data transmission.
  • Peer discovery is a process in which two or more P2P wireless devices detect and identify each other before traffic delivery of the P2P connection occurs.
  • the P2P system 100 may support the peer discovery process by constructing a P2P network and providing short messages periodically to peers (terminals). For example, in FIG. 1, when the first device 102 is a transmitting device, the first device may periodically broadcast or transmit signals to second and third devices, which are other receiving devices. The periodically transmitted signals enable the second device 106 to identify the first device 102 when the second device 106 is in the vicinity of the first device 102. After the second device identifies the first device, an active P2P link 108 may be established between the first device and the second device.
  • Transmissions of a wireless signal for peer discovery may be performed periodically during specified times referred to as peer discovery intervals. This transmission timing may be predetermined by the protocol and known to the wireless devices.
  • wireless devices may each transmit separate signals to identify themselves. For example, the first device and / or the second device may transmit a signal during a portion of the peer discovery interval.
  • each wireless device can monitor the signals potentially transmitted by other wireless devices at the remainder of the peer discovery interval.
  • the wireless signal may be a beacon signal.
  • the peer discovery interval may include a plurality of symbols (eg, OFDM symbols).
  • the first device 102 can select at least one symbol in the peer discovery interval.
  • the first device 102 can transmit a corresponding signal in one tone in a symbol selected by the first device.
  • the wireless devices may proceed with a connection establishment process. For example, in FIG. 1, the first device and the second device may be linked to each other through an access process. Thereafter, the first device 102 can transmit traffic to the second device 106 using the P2P link 108. The second device 106 can also send traffic to the first device 102 using the P2P link 108.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a channel structure associated with transmission of a time-frequency based wireless signal used in the present invention.
  • the signal used in FIG. 4 may be an OFDM signal.
  • the time-frequency structure 400 spans the P2P network during control slots (eg, control slot 214 of FIG. 2) and / or traffic channel slots (traffic slot 210 within traffic management channel 201). Resources that can be used to send or receive signals.
  • the x-axis may include N symbols (N is any integer) in the time axis, and the y-axis may include M tones (M is any integer) in the frequency axis.
  • time-frequency structure 400 may be considered a connection identifier (CID) resource region from which a CID resource unit corresponding to the CID of each peer device may be selected.
  • CID connection identifier
  • a transmitting device may select a CID resource unit to signal a transmission request to a receiving device corresponding to a connection associated with its CID.
  • the receiving device may select the CID resource unit to signal a request response to the transmitting device.
  • CID available to the transmitting device and the receiving device such that the transmitting device selects the CID resource unit from a specific subset of the entire time-frequency structure in the traffic management channel, and the receiving device selects the CID resource unit from the other specific subset.
  • Resource units may be pre-divided.
  • the CID resource space of FIG. 4 may be used in control slot 214 and / or traffic slot 210 of FIG. 2.
  • a CID resource unit may be referred to as a "tile" and may be defined by multiple tones along with a particular OFDM symbol.
  • the CID resource unit may be defined by a time-frequency combination or a symbol-tone combination.
  • certain symbols eg, transmission times
  • a specific tone corresponding to the selected symbol can be determined.
  • the particular tone may be determined based on the identifier and / or time variable of the wireless device.
  • a hash function for a time variable or an identifier of the wireless device may be used to calculate the position of the selected symbol and / or the position of the tone.
  • the wireless device uses a hash function to send a single-tone signal P1 in the CID resource unit shown in FIG. 4 to symbol y1 and tone y1. Can be calculated.
  • the wireless device may calculate a symbol x2 and tone y2 to transmit a single-tone signal P2 like the CID resource unit shown in FIG. 4 using a hash function when the time variable takes a second value.
  • resource units e.g. tiles 402 as a subset of the CID resource unit may be connected to the corresponding P2P connection. Can be used to identify At this time, the tiles 402 may be continuously located or pseudo-randomly selected between the CID resource units 400.
  • the first P2P connection (between wireless devices A and B) may be identified by the resource unit PAB
  • the second P2P connection (between wireless devices A and C) may be identified by the resource unit PAC
  • the third P2P connection (between wireless devices A and D) may be identified by the resource unit PAD.
  • the fourth P2P connection (wireless devices A and E) may be identified by the resource unit PAE.
  • the location of the tone-symbol (ie, resource unit) selected in FIG. 4 may serve to indicate the priority of radio signal transmission for traffic slots of a particular time. For example, after one peer device acknowledges a request for transmission, the corresponding peer device sends back an echo or request response at different pseudo-random locations in the received (Rx) symbols of the time-frequency structure. Can be.
  • Transmitting devices and / or receiving devices may determine whether to transmit their data (ie, traffic) in the current time slot based on power measurement and position-based priority information from the transmission request and echo locations.
  • the position of the left column and / or bottom row of the CID resource unit 400 may be considered a lower priority than the position of the right column and the top row.
  • a specific transmitting device arbitrarily retransmits in accordance with a NACK signal transmitted by a specific receiving device, this may affect data transmission of other peer devices.
  • the problem may be more severe if the retransmission affects a P2P communication link having a higher priority than the P2P communication link.
  • Peer devices can determine the priority of the P2P communication link to which they belong based on the resource region through which the ACK / NACK signal is transmitted and received.
  • a method of setting a priority based resource zone will be described.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating one of methods for configuring a priority-based resource zone in a peer-to-peer communication system according to an embodiment of the present invention.
  • the transmitting device may determine the priority (or QoS level) of adjacent P2P communication links through a previous step (e.g., CID setup, Tx request / response signaling). You can set high or low.
  • the transmitting device may be aware of the transmission time point and / or the area of the time-frequency resource unit of the P2P communication link, and thus may control its retransmission.
  • the transmitting device receives a NACK signal. After that, it is possible to retransmit its data in the slot for the transmission of the next data. If there is a P2P communication link of higher priority (or QoS level) than its own P2P communication link, the transmitting device yields retransmission after transmitting the NACK signal.
  • one peer device may find adjacent peer devices through a peer discovery process, and manage and update a device list for neighboring peer devices.
  • the resource region for transmitting the ACK / NACK signal may be variably set according to the number of peer devices included in the device list and the number of adjacent links making a connection (S510).
  • the first device may determine how many connection links are currently established at which priority through CID setting and Tx request and response processes. Accordingly, peer devices may set a resource region or a set of resource tone (s) for ACK / NACK transmission as a function dependent on these parameters (S520).
  • s resource tone
  • peer devices may check a resource region where an ACK / NACK signal is received and compare whether a priority of a corresponding link is higher or lower than its priority.
  • the resource region for retransmitting the corresponding data may be pre-reserved in consideration of the maximum number of retransmissions allowed by the system.
  • the retransmission resource region may be determined based on the number of adjacent communication links and the priority of each link (S530).
  • the retransmittable resource region of the P2P communication link having the highest priority may be allocated by the number of all monitored communication links. For example, if the number of communication links lower than the priority of a specific peer device is x, resource areas for x retransmissions may be allocated.
  • the priority may be applied at the same value as the priority determined in the CID setting process (S520). In this case, the priority may be applied to the most recently updated priority level. That is, although the priority may be fixed for each communication link, the priority may be applied to the most recently applied priority level in an environment where the level may vary in time.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating one of methods for transmitting data based on priority in a peer-to-peer system according to an embodiment of the present invention.
  • NACK negative acknowledgment signal
  • neighboring peer devices refer to the priority according to the transmission position of the ACK / NACK signal, and other adjacent P2P communication links perform their data transmission. It may be determined whether to proceed as it is or to yield its data transmission for the peer device of the P2P communication link broadcasting the acknowledgment signal.
  • peer devices of the P2P communication link transmit an ACK / NACK signal of the link. Transmit using a time-frequency resource unit (see FIGS. 2 and 4) associated with the priority (or QoS level).
  • Peer devices in other nearby P2P communication links may identify priorities according to the location of the time-frequency resource unit used in the broadcasted corresponding ACK / NACK signal. Accordingly, neighboring peer devices may determine whether to transmit their data by comparing their priority with the priority of the corresponding ACK / NACK signal.
  • neighboring peer devices For example, if neighboring peer devices have a higher priority (or QoS level) than their link and a NACK signal is sent, they will yield their data transmission and broadcast an ACK / NACK signal to the new location of that data transmission. One transmitting peer device may yield to perform retransmission. However, when an ACK signal is transmitted with a higher priority (or QoS level) than its link, neighboring peer devices may perform their own data transmission as it is.
  • the transmitting peer device has a time-frequency resource whose position of the time-frequency resource unit of the broadcast ACK / NACK signal has a lower priority (or QoS level) than its P2P communication link. If it is a unit, it can transmit its data as it is regardless of ACK / NACK signal.
  • FIG. 6 it is assumed that three peer devices are included in a P2P network, and the A device, the B device, and the C device configure different P2P communication links.
  • a transmission slot i.e., a traffic slot
  • device A transmits data at the highest priority.
  • receiving devices which are counterparts of device A broadcast an acknowledgment signal (ACK / NACK) according to data transmission of device A.
  • ACK / NACK acknowledgment signal
  • the ACK / NACK resource area for the device A in the CID resource unit area is located in the tone at the top right side. Also, since device B has the next priority, it is located in the next tone of the ACK / NACK resource area for device A, and device C has the lowest priority. Located in the tone
  • the receiving peer device broadcasts an acknowledgment signal to all peer devices through the ACK / NACK resource region for device A.
  • the device B and the device C may receive an acknowledgment signal through the ACK / NACK resource region for the A device having the highest priority, and determine the priority based on the reception position of the acknowledgment signal.
  • device B yields data transmission for retransmission of device A in a transmission slot to transmit its data. If the NACK occurs for the retransmission data of the A device, the C device also yields data transmission for the third retransmission of the A device in the slot to transmit its data.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating another method of configuring a priority-based resource zone in a peer-to-peer communication system according to an embodiment of the present invention.
  • one peer device may find adjacent peer devices through a peer discovery process, and manage and update a device list for neighboring peer devices.
  • the resource region for transmitting the ACK / NACK signal may be set variably according to the number of peer devices included in the device list and the number of adjacent links making a connection (S710).
  • the first device may determine how many connection links are currently established at which priority through CID setting and Tx request and response processes.
  • peer devices can establish a resource region for data transmission and a resource region or set of resource tone (s) for ACK / NACK transmission as a function dependent on these parameters. This may be set in advance with identifier information (eg, RNTI) of peer devices that are known in the peer discovery process (S720 and S730).
  • identifier information eg, RNTI
  • peer-to-peer devices in P2P communication may check the resource region in which the ACK / NACK signal is received to determine whether the priority of the corresponding link is higher or lower than its priority.
  • the resource region for retransmitting the corresponding data may be pre-reserved in consideration of the maximum number of retransmissions allowed by the system.
  • the retransmission resource region may be determined based on the number of adjacent communication links and the priority of each link (S740).
  • the retransmittable resource region of the P2P communication link having the highest priority may be allocated by the number of all monitored communication links. For example, if the number of communication links lower than the priority of a specific peer device is y, resource areas for y retransmissions may be allocated.
  • the priority may be applied to the same value as the priority determined in the CID setting process (step S720). In this case, the priority may be applied to the most recently updated priority level. That is, although the priority may be fixed for each communication link, the priority may be applied to the most recently applied priority level in an environment where the level may vary in time.
  • An ACK / NACK signal is received through the ACK / NACK resource region determined in step S730 (S750).
  • peer devices of other P2P communication links have a higher priority than that of their own link in the time-frequency resource region (ACK / NACK resource region) to which the broadcast NACK signal is transmitted. Or, the QoS level, the peer devices may yield their data transmissions so that the P2P communication link that broadcasts the ACK / NACK signal to the original location of the data transmissions performs retransmissions.
  • the peer devices may determine whether to transmit data in consideration of the priority of the NACK signal as well as the interference (or channel state) level of the tone in which the NACK signal is transmitted. Accordingly, peer devices may measure the interference level of the tone on which the ACK / NACK signal is transmitted (S760).
  • the peer devices may measure the interference level value in advance through signaling (eg, CID broadcast, Tx request / response signaling) previously transmitted and received with other peer devices. .
  • signaling eg, CID broadcast, Tx request / response signaling
  • the peer devices may determine whether to transmit their data based on the transmission position of the ACK / NACK signal and the measured interference level (S770).
  • the peer device may receive data even if it receives a NACK signal broadcast through a resource zone higher than its own priority. You can perform your own data transfer without yielding the transfer.
  • the data rate may be lowered in order to minimize the influence on the P2P communication link.
  • rate control can be variably adjusted according to the interference (or channel state) measurement value.
  • peer devices may transmit using only some tones (partial tone sets) of the tone sets of the original transmission.
  • the peer device If the ACK signal is transmitted but has a higher priority than its own link, the peer device performs its own data transmission.
  • Transmitting devices of other P2P communication links may or may not receive an ACK / NACK signal if the location of the time-frequency resource on which the broadcast ACK / NACK signal is used has a lower priority (or QoS level) than its link. Perform your own data transfer without.
  • the second device attempting retransmission does not have the highest priority, it does not affect the transmission of peer devices having a higher priority than itself (eg, the first device or the third device).
  • the second device may monitor the Tx request / response exchange process of other peer devices in advance before retransmission, and may know that a peer device having a higher priority than it is ready to send and receive transmissions so that it may retransmit. It can be determined.
  • the receiving peer device when the priority of the P2P communication link to which the receiving peer device that broadcasts the ACK / NACK signal belongs is very high or the number of retransmissions is high on the link, the receiving peer device may be configured for the ACK / NACK signal. It is possible to transmit with a particularly high transmission power. This may be particularly effective when feeding back a NACK signal.
  • the reception power is measured to determine that the signal is NACK when the specific threshold value is exceeded and yield data transmission.
  • the threshold may be indicated by a specific master / control tower or main device according to the system environment.
  • the peer devices themselves may set and apply a threshold value in the corresponding P2P communication link based on the various channel environment values measured when the peer devices establish the communication link.
  • the interference level may be determined based on a carrier to interference ratio (CIR), a carrier to interference ratio (CINR), a signal to interference ratio (SIR), a signal to interference plus noise ratio (SINR), and the like.
  • CIR carrier to interference ratio
  • CINR carrier to interference ratio
  • SIR signal to interference ratio
  • SINR signal to interference plus noise ratio
  • the transmitting peer device may retransmit data using IR, which is one of HARQ schemes, with respect to previous data. For example, the transmitting peer device may retransmit only additional parity bits for data initially transmitted when the NACK signal is received.
  • additional parity bits may be transmitted at an extremely low code rate and an extremely low power level.
  • the power level and code rate may be determined based on the priority of the transmitting peer device and the interference level on the neighboring peer devices or the interference level it receives.
  • the determined power level and code rate may yield the retransmission if it does not exceed a certain threshold set by the P2P network system.
  • modules and functions that calculate power levels and code rates can be applied until they meet specific target requirements.
  • the transmitting peer device may not perform retransmission for the existing transmission. In this case, the transmitting peer device may transmit an additional parity bit multiplexed with the next data by using an IR method when transmitting the next data traffic.
  • peer devices on other P2P communication links may operate in a power saving mode, such as idle mode or sleep mode, for power saving. have.
  • the peer which yields its own data transmission with low priority other than peer devices of the P2P communication link operating in the power saving mode because there is no data to be transmitted in the period where the specific P2P communication link retransmits the data.
  • Devices e.g., second devices
  • peer devices e.g. third devices
  • that want to wake up from a power saving mode to perform data transmission receive an acknowledgment signal broadcast on that particular P2P communication link. In order to do so, it must wake up in advance according to the time when the acknowledgment signal is transmitted.
  • the second devices and the third devices do not wake up to the connection scheduling segment of the next transmission / traffic slot (the transmission slot to be retransmitted in that particular P2P communication link), but rather the acknowledgment segment. It is preferable to wake up as early as (see FIG. 2) to receive the broadcasted ACK / NACK signal.
  • the transmitting peer device may arbitrarily raise an existing priority level to perform a next connection scheduling step. This method may be particularly useful when the NACK signal is continuously broadcast.
  • the transmitting peer device that failed the previous transmission may determine whether to transmit priority-based data with other P2P communication links through a Tx request / response process in the next traffic slot period. In this case, the transmitting peer device may transmit by raising the priority level to a specific level.
  • communication between P2P devices refers to a form of communication performed between devices via a base station, between a base station and devices without human intervention, or a form of communication between P2P devices excluding a base station.
  • a P2P device refers to a terminal capable of supporting communication of the P2P device as described above.
  • An access service network for a P2P service is defined as a P2P ASN (P2P Access Service Network), and a network entity communicating with P2P devices is called a P2P server.
  • the P2P server executes P2P applications and provides P2P specific services for one or more P2P devices.
  • P2P features are features of P2P applications, and one or more features may be required to provide the application.
  • a P2P device group refers to a group of P2P devices that share one or more features in common.
  • P2P devices may be variously called
  • P2P communication devices may increase in number in a certain network as the machine application type increases.
  • Device application types include (1) security, (2) public safety, (3) tracking and tracing, (4) payment, and (5) healthcare. (6) remote maintenance and control, (7) metering, (8) consumer devices, (9) point of sales and security-related applications.
  • Fleet Management in the market (10) Vending Machine Communication between devices, (11) Remote monitoring of machinery and equipment, operating hours on construction machinery and intelligent metering to automatically measure heat or electricity usage. (Smart Meter), (12) Surveillance Video communication of surveillance cameras.
  • the device application type need not be limited thereto, and various device application types may be applied.
  • FIG. 8 is a diagram schematically illustrating a device configuration of peer devices to which the embodiments of the present invention described with reference to FIGS. 1 to 7 may be applied as an embodiment of the present invention.
  • the first device 800 and the second device 850 each include a radio frequency unit (RF unit) 810, 860, a processor 820, 870, and optionally a memory 830, 880. It may include.
  • RF unit radio frequency unit
  • FIG. 8 illustrates the configuration of two P2P devices, a plurality of P2P devices may establish a P2P communication environment.
  • Each RF unit 810, 860 may include a transmitter 811, 861 and a receiver 812, 862, respectively.
  • the transmitter 811 and the receiver 812 of the P2P device 800 are configured to transmit and receive signals with the base station 850 and other P2P devices, and the processor 820 is configured with the transmitter 811 and the receiver 812. Functionally connected, the transmitter 811 and the receiver 812 may be configured to control a process of transmitting and receiving signals with other devices.
  • the processor 820 may perform various processing on the signal to be transmitted, transmit the signal to the transmitter 811, and may perform processing on the signal received by the receiver 812.
  • the processor 820 may store information included in the exchanged message in the memory 830.
  • the P2P device 800 can perform the method of the various embodiments of the present invention described above.
  • the P2P device 800 may include various additional components according to the device application type.
  • the corresponding P2P device 800 may include an additional configuration for measuring power, and such a power measuring operation is illustrated in FIG. 8. It may be controlled by the processor 820 or may be controlled by a separately configured processor (not shown).
  • FIG. 8 illustrates a case where communication is performed between one or more P2P devices
  • P2P communication may be performed between the P2P device 800 and the base station.
  • each device may perform the method according to the various embodiments described below in the same form as each device configuration shown in FIG. 8.
  • the second device 850 may be a base station.
  • the transmitter 861 and the receiver 862 of the base station are configured to transmit and receive signals with other base stations, P2P servers, and P2P devices, and the processor 870 is functionally connected with the transmitter 861 and the receiver 862.
  • the transmitter 861 and the receiver 862 may be configured to control a process of transmitting and receiving signals with other devices.
  • the processor 870 may perform various types of processing on a signal to be transmitted and then transmit the signal to the transmitter 861, and may process the signal received by the receiver 862. If necessary, the processor 870 may store information included in the exchanged message in the memory 830.
  • the base station 850 can perform the methods of the various embodiments described above.
  • the processors 820 and 870 of the first device 810 and the second device 850 respectively instruct the operation of the first device 810 and the second device 850 (eg, control). , Coordination, management, etc.).
  • Respective processors 820 and 870 may be connected to memories 830 and 880 that store program codes and data.
  • the memories 830 and 880 are coupled to the processors 820 and 870 to store operating systems, applications, and general files.
  • the processors 820 and 870 of the present invention may also be referred to as a controller, a microcontroller, a microprocessor, a microcomputer, or the like.
  • the processors 820 and 870 may be implemented by hardware or firmware, software, or a combination thereof.
  • ASICs application specific integrated circuits
  • DSPs digital signal processors
  • DSPDs digital signal processing devices
  • PLDs programmable logic devices
  • FPGAs Field programmable gate arrays
  • firmware or software when implementing embodiments of the present invention using firmware or software, the firmware or software may be configured to include a module, a procedure, or a function for performing the functions or operations of the present invention, and to perform the present invention.
  • Firmware or software configured to be may be provided in the processors 820 and 870 or stored in the memory 830 and 880 to be driven by the processors 820 and 870.
  • Embodiments of the present invention can be applied to various wireless access systems.
  • various radio access systems include 3rd Generation Partnership Project (3GPP), 3GPP2 and / or IEEE 802.xx (Institute of Electrical and Electronic Engineers 802) systems.
  • Embodiments of the present invention can be applied not only to the various radio access systems, but also to all technical fields to which the various radio access systems are applied.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

본 발명의 무선접속시스템에 관한 것으로서, 특히 피어 투 피어 통신 시스템에서 데이터를 송수신하는 방법들 및 이를 지원하는 장치들에 관한 것이다. 본 발명의 일 양태로서 피어 투 피어(P2P) 통신 시스템에서 피어 기기(Peer Device)인 제1기기에서 데이터를 전송하는 방법은, 제2기기로부터 방송된 확인응답신호를 수신하는 단계와 확인응답신호가 방송된 자원영역을 기반으로 제2기기의 P2P 통신 링크와 제1기기의 P2P 통신 링크의 우선순위를 비교하는 단계와 제1기기는 우선순위를 고려하여 데이터를 전송할지 또는 데이터 전송을 양보할지 여부를 판단하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

피어 투 피어 통신 시스템에서 우선순위에 기반한 데이터 송신 방법
본 발명의 무선접속시스템에 관한 것으로서, 특히 피어 투 피어 통신 시스템에서 데이터를 송수신하는 방법들 및 이를 지원하는 장치들에 관한 것이다.
이하에서는 본 발명에서 기기 간 통신 환경에 대해서 간략히 설명한다.
피어-투-피어(P2P: Peer to Peer) 통신이란, 그 표현 그대로 전자 장치와 전자 장치 간의 통신을 의미한다. 광의로는 전자 장치 간의 유선 혹은 무선 통신이나, 사람이 제어하는 장치와 기계간의 통신을 의미한다. 하지만, 최근에는 사람의 관여 없이 수행되는 전자 장치와 전자 장치 사이의 무선 통신을 지칭하는 것이 일반적이다.
P2P 통신의 개념이 처음 도입된 1990년대 초반에는 원격 조정이나 텔레매틱스 정도의 개념으로 인식되었고, 파생되는 시장 자체도 매우 한정적이었으나, 지난 몇 년간 P2P 통신은 고속 성장을 거듭하며 전 세계적으로 주목받는 시장으로 성장하였다. 특히, 판매 관리 시스템(POS: Point Of Sales)과 보안 관련 응용 시장에서 물류 관리(Fleet Management), 기계 및 설비의 원격 모니터링, 건설 기계 설비 상의 작동시간 측정 및 열이나 전기 사용량을 자동 측정하는 지능 검침(Smart Meter) 등의 분야에서 큰 영향력을 발휘하였다. 앞으로의 P2P 통신은 기존 이동 통신 및 무선 초고속 인터넷이나 Wi-Fi 및 Zigbee 등 소출력 통신 솔루션과 연계하여 더욱 다양한 용도로 활용되어 더 이상 B2B(Business to Business) 시장에 국한하지 않고 B2C(Business to Consumer) 시장으로 영역을 확대할 수 있는 토대가 될 것이다.
이러한, P2P라는 용어는 D2D(Device to Device), M2M(Machine to Machine) 등의 용어로 서로 혼용되어 사용될 수 있다.
집중화된 스케줄링(Centralized scheduling)이 부재하는 P2P 통신에서는 특정 시간 슬롯(time slot)들에 기반한 프레임 구조에 맞춰서 데이터 전송이 이뤄진다. 다만, 기존에 ACK/NACK 여부를 기지국이 판단하고 이에 대한 재전송을 지시하던 기존의 일반 셀룰러(cellular) 시스템과 달리, 재전송을 제어할 중앙 제어기(central controller)가 부재한 상황에서 이를 스케줄링하기는 쉽지 않은 문제가 있다.
만약, 특정 수신 기기가 전송한 부정 확인응답신호(NACK signal)에 맞춰서 특정 전송 기기가 임의로 재전송을 수행하는 경우, 이는 다른 피어 기기들의 데이터 전송에 영향을 미칠수 있다. 특히, 해당 재전송이 P2P 통신 링크보다 높은 우선순위(higher priority)를 가지는 P2P 통신 링크에 영향을 주는 경우 그 문제는 더 심각해질수 있다. 따라서, 이를 해결할 방안이 필요하다.
본 발명은 상기한 바와 같은 일반적인 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 효율적인 P2P 통신을 지원하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 우선순위에 기반하여 확인응답 신호를 송수신함으로써, 각 피어 기기들이 해당 우선순위를 토대로 데이터를 전송할지 양보할지를 결정하는 방법들을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 피어 기기들이 우선순위 및 데이터의 간섭을 고려하여 데이터를 전송할지 또는 양보할지 여부를 결정하는 방법들을 제공하는 것이다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 목적들은 이상에서 언급한 사항들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 이하 설명할 본 발명의 실시예들로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 고려될 수 있다.
상기의 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명에서는 피어 투 피어 통신 시스템에서 데이터를 송수신하는 방법들 및 이를 지원하는 장치들을 제공한다.
본 발명의 일 양태로서 피어 투 피어(P2P) 통신 시스템에서 피어 기기(Peer Device)인 제1기기에서 데이터를 전송하는 방법은, 피어 발견 과정을 통해 인근의 피어 기기들에 대한 기기 리스트를 갱신하는 단계와 연결 식별자 설정 과정 및 전송 요청/응답 과정을 통해 피어 기기들간 링크의 우선순위를 결정하는 단계와 우선순위에 따라 상기 확인응답신호의 자원영역을 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 방법은 제2기기로부터 방송된 확인응답신호를 수신하는 단계와 확인응답신호가 방송된 자원영역을 기반으로 제2기기의 P2P 통신 링크와 제1기기의 P2P 통신 링크의 우선순위를 비교하는 단계와 제1기기는 우선순위를 고려하여 데이터를 전송할지 또는 데이터 전송을 양보할지 여부를 판단하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 방법은 제1기기에서 우선순위 및 피어 기기들간의 링크의 개수를 고려하여 데이터를 재전송하기 위한 재전송 자원영역을 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
만약, 확인응답신호가 부정의 확인응답신호(NACK)이고 제2기기의 P2P 통신 링크의 우선순위가 제1기기의 P2P 통신 링크의 우선순위보다 높으면, 제1기기는 데이터의 전송을 양보하고 유휴모드로 진입할 수 있다.
만약, 확인응답신호가 부정의 확인응답신호(NACK)이고 제2기기의 P2P 통신 링크의 우선순위가 제1기기의 P2P 통신 링크의 우선순위보다 낮으면, 제1기기는 데이터의 전송을 수행할 수 있다.
또한, 제1기기에서 확인응답신호에 대한 간섭 레벨을 측정할 수 있으며, 제2기기의 P2P 통신 링크의 우선순위가 제1기기의 P2P 통신 링크의 우선순위보다 높더라도 간섭 레벨이 소정의 임계치보다 낮으면, 제1기기는 데이터 전송을 수행할 수 있다.
또는, 제1기기에서 연결 식별자 설정 과정 및 전송 요청/응답 과정 중 하나 이상에서 간섭 레벨을 측정할 수 있으며, 제2기기의 P2P 통신 링크의 우선순위가 제1기기의 P2P 통신 링크의 우선순위보다 높더라도 간섭 레벨이 소정의 임계치보다 낮으면, 제1기기는 데이터 전송을 수행할 수 있다.
본 발명의 다른 양태로서 피어 투 피어(P2P) 통신 시스템에서 데이터를 전송하는 제1기기는 송신기, 수신기, 및 데이터 전송을 제어하기 위한 프로세서를 포함할 수 있다.
이때, 수신기는 제2기기로부터 방송된 확인응답신호를 수신하고, 프로세서는 확인응답신호가 방송된 자원영역을 기반으로 제2기기의 P2P 통신 링크와 제1기기의 P2P 통신 링크의 우선순위를 비교할 수 있다. 이후, 프로세서는 우선순위를 고려하여 데이터를 전송할지 또는 데이터 전송을 양보할지 여부를 판단할 수 있다.
또한, 상기 프로세서는 피어 발견 과정을 통해 인근의 피어 기기들에 대한 기기 리스트를 갱신하고, 연결 식별자 설정 과정 및 전송 요청/응답 과정을 통해 피어 기기들간 링크의 우선순위를 결정하고, 우선순위에 따라 확인응답신호의 자원영역을 결정할 수 있다.
이때, 상기 프로세서는 우선순위 및 피어 기기들간의 링크의 개수를 고려하여 데이터를 재전송하기 위한 재전송 자원영역을 결정할 수 있다.
만약, 확인응답신호가 부정의 확인응답신호(NACK)이고 제2기기의 P2P 통신 링크의 우선순위가 제1기기의 P2P 통신 링크의 우선순위보다 높으면, 제1기기는 데이터의 전송을 양보하고 유휴모드로 진입할 수 있다.
만약, 확인응답신호가 부정의 확인응답신호(NACK)이고 제2기기의 P2P 통신 링크의 우선순위가 제1기기의 P2P 통신 링크의 우선순위보다 낮으면, 제1기기는 데이터의 전송을 수행할 수 있다.
상기 프로세서는 확인응답신호에 대한 간섭 레벨을 측정할 수 있다. 이때, 제2기기의 P2P 통신 링크의 우선순위가 제1기기의 P2P 통신 링크의 우선순위보다 높더라도 간섭 레벨이 소정의 임계치보다 낮으면, 제1기기는 송신기를 이용하여 데이터 전송을 수행할 수 있다.
상기 프로세서는 연결 식별자 설정 과정 및 전송 요청/응답 과정 중 하나 이상에서 간섭 레벨을 측정할 수 있다. 이때, 제2기기의 P2P 통신 링크의 우선순위가 제1기기의 P2P 통신 링크의 우선순위보다 높더라도 간섭 레벨이 소정의 임계치보다 낮으면, 제1기기는 송신기를 이용하여 데이터 전송을 수행할 수 있다.
상술한 본 발명의 양태들은 본 발명의 바람직한 실시예들 중 일부에 불과하며, 본원 발명의 기술적 특징들이 반영된 다양한 실시예들이 당해 기술분야의 통상적인 지식을 가진 자에 의해 이하 상술할 본 발명의 상세한 설명을 기반으로 도출되고 이해될 수 있다.
[유리한 효과]
본 발명의 실시예들에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, P2P 네트워크의 피어 기기들이 효율적으로 P2P 통신을 수행할 수 있다.
둘째, 각 피어 기기들이 방송된 확인응답신호의 우선순위를 토대로 데이터를 전송할지 양보할지를 결정함으로써, 매 트래픽 슬롯마다 연결 스케줄링(Connection Scheduling)을 수행해야 하는 기존의 데이터 방법보다 데이터 송수신의 오버헤드 및 전력 소모를 줄일 수 있다.
예를 들어, NACK 신호를 수신하고, 자신의 데이터 전송을 양보하기로 결정한 P2P 통신 링크의 피어 기기들은 다음 트래픽 슬롯에서 연결 스케줄링 과정을 수행할 필요 없이 바로 전력 절약 모드(power saving mode)로 진입할 수 있다.
셋째, 재전송을 수행하는 전송 피어 기기들도 다음 트래픽 슬롯에서 연결 스케줄링 단계를 생략하고 재전송을 위한 자원을 선점할 수 있는 장점이 있다. 특히, 전송해야 하는 데이터량이 많거나 실시간으로 계속해서 데이터를 전송을 해야 하는 P2P 통신 링크들이 많은 경우 본 발명에서 제안하는 이득이 더 커질 수 있다.
넷째, 피어 기기들이 우선순위 및 데이터의 간섭을 고려하여 데이터를 전송할지 또는 양보할지 여부를 결정함으로써, 보다 효율적으로 데이터를 전송할 수 있다.
본 발명의 실시예들에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 이하의 본 발명의 실시예들에 대한 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 도출되고 이해될 수 있다. 즉, 본 발명을 실시함에 따른 의도하지 않은 효과들 역시 본 발명의 실시예들로부터 당해 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 도출될 수 있다.
이하에 첨부되는 도면들은 본 발명에 관한 이해를 돕기 위한 것으로, 상세한 설명과 함께 본 발명에 대한 실시예들을 제공한다. 다만, 본 발명의 기술적 특징이 특정 도면에 한정되는 것은 아니며, 각 도면에서 개시하는 특징들은 서로 조합되어 새로운 실시예로 구성될 수 있다.
도 1은 광역 네트워크와 관련하여 애드 혹 통신 시스템에서 사용되는 P2P 네트워크의 일례를 나타내는 도면이다.
도 2는 무선 기기들 사이에서 P2P 통신 접속이 수립된 이후에 트래픽을 전달하기 위해 무선 기기들이 이용할 수 있는 트래픽 채널 슬롯에 대한 타이밍 시퀀스의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명에서 사용되는 연결(링크) 설정 과정의 일례를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명에서 사용되는 시간-주파수 기반의 무선 신호의 전송과 관련된 채널 구조의 일례를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예로서 피어 투 피어 통신 시스템에서 우선순위 기반의 자원영역을 설정하는 방법 중 하나를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예로서 피어 투 피어 시스템에서 우선순위에 기반하여 데이터를 전송하는 방법 중 하나를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예로서 피어 투 피어 통신 시스템에서 우선순위 기반의 자원영역을 설정하는 방법 중 다른 하나를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예로서 도 1 내지 도 7에서 설명한 본 발명의 실시예들이 적용될 수 있는 피어 기기들의 장치 구성을 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 실시예들은 피어-투-피어(P2P) 환경을 지원하는 무선접속 시스템인 피어 투 피어 통신 시스템에서 데이터를 송수신하는 방법들 및 이를 지원하는 장치들에 관한 것이다.
이하의 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들을 소정 형태로 결합한 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려될 수 있다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성할 수도 있다. 본 발명의 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다.
도면에 대한 설명에서, 본 발명의 요지를 흐릴 수 있는 절차 또는 단계 등은 기술하지 않았으며, 당업자의 수준에서 이해할 수 있을 정도의 절차 또는 단계는 또한 기술하지 아니하였다.
본 명세서에서 본 발명의 실시예들은 피어 기기들간의 데이터 송수신 관계를 중심으로 설명되었다. 다만, 본 발명의 실시예들은 피어 기기들간의 데이터 송수신뿐 아니라, 피어 기기와 기지국(예를 들어, 접속 노드(Access Node))간의 데이터 송수신 관계에도 적용이 가능하다.
여기서, 기지국은 이동국과 직접적으로 통신을 수행하는 네트워크의 종단 노드(terminal node)로서의 의미가 있다. 본 문서에서 기지국에 의해 수행되는 것으로 설명된 특정 동작은 경우에 따라서는 기지국의 상위 노드(upper node)에 의해 수행될 수도 있다.
즉, 기지국을 포함하는 다수의 네트워크 노드들(network nodes)로 이루어지는 네트워크에서 이동국과의 통신을 위해 수행되는 다양한 동작들은 기지국 또는 기지국 이외의 다른 네트워크 노드들에 의해 수행될 수 있다. 이때, '기지국'은 고정국(fixed station), Node B, eNode B(eNB), 발전된 기지국(ABS: Advanced Base Station), 접속 노드(AN: Access Node) 또는 접속점(access point) 등의 용어에 의해 대체될 수 있다.
또한, 피어 기기(Peer Device)는 이동국(MS: Mobile Station), UE(User Equipment), SS(Subscriber Station), MSS(Mobile Subscriber Station), 이동 단말(Mobile Terminal), 발전된 이동단말(AMS: Advanced Mobile Station) 또는 단말(Terminal) 등의 용어로 대체될 수 있다. 특히, 본 발명에서는 피어 기기는 M2M(Machine to Machine) 기기와 동일한 의미로 사용될 수 있다.
또한, 송신단은 데이터 서비스 또는 음성 서비스를 제공하는 고정 및/또는 이동 노드를 말하고, 수신단은 데이터 서비스 또는 음성 서비스를 수신하는 고정 및/또는 이동 노드를 의미한다. 따라서, 상향링크에서는 이동국이 송신단이 되고, 기지국이 수신단이 될 수 있다. 마찬가지로, 하향링크에서는 이동국이 수신단이 되고, 기지국이 송신단이 될 수 있다.
본 발명의 실시예들은 무선 접속 시스템들인 IEEE 802.xx 시스템, 3GPP 시스템, 3GPP LTE 시스템 및 3GPP2 시스템 중 적어도 하나에 개시된 표준 문서들에 의해 뒷받침될 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예들 중 설명하지 않은 자명한 단계들 또는 부분들은 상기 문서들을 참조하여 설명될 수 있다.
또한, 본 문서에서 개시하고 있는 모든 용어들은 상기 표준 문서에 의해 설명될 수 있다. 특히, 본 발명의 실시예들은 IEEE 802.16 시스템의 표준 문서인 P802.16e-2004, P802.16e-2005, P802.16m, P802.16p 및 P802.16.1b 표준 문서들 중 하나 이상에 의해 뒷받침될 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에서 사용되는 특정(特定) 용어들은 본 발명의 이해를 돕기 위해서 제공된 것이며, 이러한 특정 용어의 사용은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경될 수 있다.
1. 피어 투 피어 시스템 일반
본 발명의 실시예들은 주파수 스펙트럼에 걸쳐 일대일(one-to-one) 전송, 일대다(one-to-many) 전송, 및 다대일(many-to-one) 전송에 대한 피어-투-피어(P2P: Peer to Peer) 시그널링을 지원하는 데이터 채널 구조 및 제어 채널 구조에 관한 것이다. 채널 내의 시간-주파수 구조는 특정 트래픽 타임 슬롯 상에서 트래픽을 전송하도록 요청 및 응답을 시그널링하기 위해서 전송 기기 및 수신 기기 쌍들에 의해서 이용된다.
시간-주파수 구조는 다수의 톤들 및 심볼들에 의해서 정의되고, 심볼들(예를 들어, 직교 주파수분할 멀티플렉싱(OFDM: Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 심볼) 내의 톤들의 부분 집합은 특정 P2P 접속(connection)을 식별하는데 이용될 수 있다. P2P 네트워크 내에서 일대다 및 다대일 전송을 추가로 지원하기 위해서 프로토콜이 정의될 수 있으며, 이에 따라 특정 기기가 시간-주파수 구조 내의 톤들 및 심볼들의 인접하는 집합을 이용하여 다수의 피어 기기(Peer device)들로의 P2P 접속들을 식별할 수 있다.
일대다 P2P 접속들에 대한 톤-심볼들은 페이징 채널을 통해서 피어 기기들에 할당될 수 있으며, 선택된 인접한 톤-심볼들이 P2P 네트워크의 프로토콜 내에서 묵시적으로(implication)으로 알려질 수 있다.
1.1 애드 혹 통신 시스템
애드 혹(Ad-hoc) 통신 시스템은 P2P 무선 네트워크를 포함할 수 있다. 본 발명의 실시예들에서 P2P 무선 네트워크는 중앙 네트워크 컨트롤러의 개입 없이 두 개의 피어 기기들 사이에서 성립될 수 있다. 예를 들어, P2P 무선 네트워크는 다수의 무선 기기들 사이에 공유된 주파수 스펙트럼 내에서 동작할 수 있다.
도 1은 광역 네트워크와 관련하여 애드 혹 통신 시스템에서 사용되는 P2P 네트워크의 일례를 나타내는 도면이다.
P2P 네트워크 및 광역 네트워크는 동일한 주파수 스펙트럼을 공유할 수 있다. 또한, P2P 네트워크는 상이한 주파수 스펙트럼, 예를 들어 P2P 네트워크의 이용에 전용되는 스펙트럼에서 동작할 수 있다. 통신 시스템(100)은 하나 이상의 무선 기기들(예를 들어, 제1기기(102), 제2기기(106), 및 제3기기(112))을 포함할 수 있다. 도 1에서는 세 개의 무선 기기들만을 도시하였지만, 통신 시스템(100)에는 3개 이상 또는 3개 이하의 무선 기기들이 포함될 수 있다.
본 발명의 실시예들에서 무선 기기들은 P2P 시스템/P2P 통신에서 사용되는 P2P 기기이다. 도 1에서 제1기기(102), 제2기기(106) 및 제3기기(112)는 셀룰러 전화들, 스마트폰들, 랩탑들, 소형 통신 장치들, 소형 연산 장치들, 위성 라디오들, 글로벌 포지셔닝 시스템들, PDA들, 및/또는 무선 통신 시스템(100)을 통한 통신을 위한 임의의 다른 적절한 장치 중 하나일 수 있다.
P2P 통신 시스템(100)은 광역 네트워크(WAN: Wide Area Network)를 지원할 수 있고, 광역 네트워크는 하나 이상의 섹터들/셀들/영역들에서 하나 이상의 무선 기기들(e.g., 제1기기(102), 제2기기(106), 및 제3기기(112)), 서로에게 무선 통신 신호를 수신, 전송, 반복 등 하는 임의의 개수의 이종 액세스 노드들(미도시) 및 하나 이상의 액세스 노드(AN: Access Node)들인 AN-A(104) 및 AN-B(110)을 포함할 수 있다. 본 발명에서 AN은 기지국(BS) 또는 접속점(AP)으로 불릴 수 있다.
각각의 액세스 노드 AN-A(104) 및 AN-B(110)는 다수의 전송기 체인 및 수신기 체인을 포함할 수 있고, 이들 각각은 무선 신호의 전송 및 수신과 관련된 다수의 컴포넌트들(예컨대, 프로세서들, 변조기들, 멀티플렉서들, 복조기들, 디멀티플렉서들, 안테나들,...)을 포함할 수 있다. 무선 기기들은 통신 시스템(100)에 의해서 지원되는 광역 인프라-구조 네트워크를 통해 통신할 때에 AN으로부터 신호들을 수신하거나 AN으로 무선 신호를 전송할 수 있다. 예를 들어, 제1기기(102) 및 제2기기(106)가 AN-A(104)를 통해 네트워크와 통신하는 경우에, 제3기기(112)는 AN-B(110)를 통해 네트워크와 통신할 수 있다.
무선 기기들은 또한 로컬 영역에서 AN과 같은 컨트롤러 없이 P2P 네트워크(예를 들어, 애드 혹 네트워크)를 통하여 서로 직접적으로 통신할 수 있다. P2P 통신들은 무선 기기들 사이의 신호들을 직접적으로 송수신함으로써 수행될 수 있다. 따라서, 이러한 신호들은 액세스 노드(예를 들어, 기지국) 또는 중앙 관리되는 네트워크를 통해서 트래버스(traverse)될 필요가 없다. P2P 네트워크는 단거리(short range)의 고속 데이터 레이트 통신(예컨대, 가정, 사무실 등 타입 세팅)을 제공할 수 있다. 예를 들어, 제1기기(102) 및 제2기기(106)는 제1 P2P 네트워크(108)를 구성할 수 있고, 제2기기(106) 및 제3기기(112)는 제2 P2P 네트워크(114)를 구성할 수 있다. 이때, P2P 네트워크는 P2P 링크 또는 P2P 접속과 동일한 의미로 사용될 수 있다.
각각의 P2P 네트워크의 링크(108 및 114)는 유사한 지리적 영역 내에서(예를 들어, 서로의 영역 내에서) 무선 기기들 사이에서 성립될 수 있다. 하지만, 무선 기기들이 공통의 P2P 네트워크에 포함될 동일한 섹터 및/또는 셀과 관련될 필요는 없다. 게다가, P2P 네트워크들은, 서로 중첩되거나 또는 다른 더 큰 P2P 네트워크에 포함되는 영역 내에서 하나의 P2P 네트워크가 구성될 수 있다.
또한, 무선 기기들 사이의 P2P 통신이 동기화될 수 있다. 예를 들어, 제1기기 및 제2기기는 서로 동기화하기 위해서 공통의 클럭 기준을 이용할 수 있다. 제1기기(102) 및 제2기기(106)는 AN-A(104)로부터 타이밍 신호들을 획득할 수 있다. 또는, 제1기기(102) 및 제2기기(106)는 다른 소스들(예를 들어, GPS 위성들 또는 텔레비전 방송국들)로부터 타이밍 신호들을 또한 획득할 수 있다.
1.2 프레임 구조
이하에서는 본 발명의 실시예들에서 사용될 수 있는 프레임 구조에 대해서 설명한다.
도 2는 무선 기기들 사이에서 P2P 통신 접속이 수립된 이후에 트래픽을 전달하기 위해 무선 기기들이 이용할 수 있는 트래픽 채널 슬롯에 대한 타이밍 시퀀스의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 2에서, 트래픽 슬롯(210)은 트래픽 관리 채널(201) 및 트래픽 채널(203)을 포함할 수 있다. 트래픽 관리 채널(201)은 트래픽 채널(206)에서의 트래픽 데이터 전송과 관련된 시그널링(예를 들어, 스케줄링 및 간섭 관리)에 대해 이용될 수 있다. 이때, 트래픽 관리 채널(201)은 접속 스케줄링 세그먼트(202), 레이트 스케줄링 세그먼트(204), 및 확인응답 세그먼트(208)를 포함할 수 있다. 데이터 전송 세그먼트(206)는 트래픽 채널(203)로 불릴 수 있다. 도 2에 도시된 접속 스케줄링 세그먼트(202), 레이트 스케줄링 세그먼트(204), 데이터 세그먼트(206) 및 확인응답(208) 세그먼트는 트래픽 신호를 포함한다.
이하에서는 설명의 편의를 위해, 도 2에서는 데이터(또는 트래픽)를 전송하려는 무선 기기를 전송 기기라 하고, 데이터를 수신하는 무선 기기를 수신 기기라 부르기로 한다.
접속 스케줄링 세그먼트(202)는 전송 기기가 트래픽 데이터를 전송할 준비가 되어 있음을 수신 기기에 나타내기 위해 이용될 수 있다. 레이트 스케줄링 세그먼트(204)는 전송/수신 기기로 하여금 트래픽 데이터의 전송에 사용될 전송 레이트 및/또는 전력을 획득하는 것을 가능하게 한다. 이후에 데이터 전송 세그먼트(206)는 획득된 전송 레이트 및/또는 레이트에서 원하는 트래픽 데이터를 전송하기 위해 이용된다.
또한, 확인응답 세그먼트(208)는 수신 기기에 의해서 이용되어 트래픽 데이터가 데이터 전송 세그먼트(206)에서 수신되었거나 또는 수신되지 않았음을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 트래픽 슬롯의 시간 지속시간은 대략 2 밀리 초이다. 도 2에 도시된 시간 시퀀스 구조는 트래픽 슬롯들의 하나의 주기(period)를 나타낸다. 트래픽 슬롯(210)에서 트래픽 데이터를 전송하기 이전에, 전송 기기 및 수신 기기들은 제어 슬롯(214)을 통해 P2P 접속이 성립되어 있을 수 있다.
제어 슬롯(214)은 트래픽 슬롯들 사이에 때때로 삽입될 수 있다. 트래픽 슬롯들(210)은, 전송 기기가 전송 채널을 통해 수신 기기로 P2P 트래픽 데이터를 전송할 수 있는 시간 간격들을 나타낸다. 각 제어 슬롯(214)은 CID 브로드캐스트 채널(Connection Identifier Broadcast Channel, 216) 및 페이징 채널(Paging Channel, 218)을 포함할 수 있다.
제어 슬롯(214)은 트래픽 슬롯들보다 더 긴 간격들에서 발생할 수 있다. 예를 들어, 제어 슬롯(214)은 매 초 정도마다 발생할 수 있다. 제어 슬롯(214)은 전송 기기 및 수신 기기들 사이의 P2P 접속을 구성하고 유지하는 역할을 수행한다. CID 브로드캐스트 채널(216)은 주변 접속들에 의해 이용되고 있는 P2P 접속 식별자(CID)들을 나타내고 그리고 P2P 접속이 아직 활동 상태(alive)인지 여부를 나타내는 데에 이용될 수 있다.
예를 들어, 전송 기기 및 수신 기기들은 CID 브로드캐스트 채널(216)을 모니터링하여 어떠한 CID가 이용 중인지를 확인할 수 있다. 페이징 채널(218)은 새로운 P2P 접속에 대한 새로운 CID들을 구성하기 위해서 전송 기기 및 수신 기기들에 의해 이용되며, 페이징 요청 채널(Paging Request Channel) 및 페이징 응답 채널(Paging Response Channel)을 포함할 수 있다.
1.3 P2P 통신 시스템의 연결(링크) 설정 과정
도 3은 본 발명에서 사용되는 연결(링크) 설정 과정의 일례를 나타내는 도면이다.
연결(링크) 설정 과정은 피어 발견 과정(S310), CID 설정과정(S320), 전송(Tx: Transmission) 요청 및 전송 응답 교환 과정(S330), 데이터 전송율(Data Rate) 결정 및 데이터 전송 과정(S340) 및 확인응답(Acknowledgement)과정(S350)으로 구성된다.
피어 발견 과정(S310)은 P2P 통신을 수행하는 피어 기기들 간에 서로를 식별하는 과정을 의미한다. 각 피어 기기들은 자신의 근처 존재하는 피어 기기들에 대한 기기 리스트(device list)를 유지 및 갱신할 수 있다. 이를 위해 각 피어 기기들은 어떤 피어 기기에 대한 비콘(beacon)인지를 식별할 수 있는 특정 비콘을 송수신할 수 있다.
CID 설정과정(S320)은 하나의 피어 기기가 실제 P2P 통신을 수행할 타겟 피어 기기와 연결(connection)을 설정하는 과정이다. 피어 기기들은 CID 설정 과정을 통해 P2P 통신을 수행할 피어 간의 CID를 설정한다.
Tx 요청/응답 교환 과정(S330)은 실제 데이터 트래픽을 송수신하기 위한 지시 신호(Indication Signal)를 송수신하는 과정이다. 피어 기기들은 서로 요청/응답 신호를 송수신함으로써, 특정 피어 기기가 데이터 전송을 수행할지 또는 다른 피어 기기의 데이터 전송을 위해 자신의 데이터 전송을 양보(yielding)할지 여부를 결정할 수 있다.
데이터 전송률 결정 및 데이터 전송 과정(S340)은 피어 기기가 전송할 데이터의 전송률(data rate)을 결정하고, 실제 데이터 전송을 수행하는 단계이다. 피어 기기들은 데이터 전송률을 결정하기 위해 특정 파일롯 신호(Pilot Signal)을 전송하고 이에 대한 응답 신호를 주고 받을 수 있다.
확인응답 과정(S350)은 각 피어 기기들이 데이터 전송에 대한 ACK/NACK 여부를 전송 피어 기기로 알려주는 과정이다.
1.4 피어 발견 과정
이하에서는 피어 기기들 간에 상호 탐지 및 식별을 가능하게 하는 피어 발견(peer discovery) 과정에 대해서 보다 상세하게 설명한다. 피어 발견 과정은 P2P 접속의 트래픽 전달이 발생하기 이전에, 둘 이상의 P2P 무선 기기들이 서로를 검출하고 식별하는 과정이다.
P2P 시스템은(100)은 P2P 네트워크를 구성하고 단문 메시지들을 주기적으로 피어들(단말들)에 제공함으로써 피어 발견 과정을 지원할 수 있다. 예를 들어,도 1에서 제1기기(102)가 전송 기기인 경우에, 제1기기는 다른 수신 기기인 제2기기 및 제3기기들에 주기적으로 신호들을 브로드캐스팅 또는 전송할 수 있다. 주기적으로 전송되는 신호들은 제2기기(106)가 제1기기(102)의 근처에 있을 때에 제2기기(106)가 제1기기(102)를 식별할 수 있게 한다. 제2기기가 제1기기를 식별한 이후에, 제1기기와 제2기기 간에 활성 P2P 링크(108)가 수립될 수 있다.
피어 발견을 위한 무선 신호의 전송들은 피어 발견 간격들로 지칭되는 특정된 시간들 동안에 주기적으로 수행될 수 있다. 이러한 전송 타이밍은 프로토콜에 의해 미리 결정되어 무선 기기들에 알려질 수 있다. 또한, 무선 기기들은 그들 자신들을 식별하기 위해 개별 신호들을 각각 전송할 수 있다. 예를 들어, 제1기기 및/또는 제2기기는 피어 발견 간격의 일부 동안에 신호를 전송할 수 있다. 게다가, 각각의 무선 기기들은 다른 무선 기기들에 의해 잠재적으로 전송되는 신호들을 피어 발견 간격의 나머지에서 모니터링할 수 있다.
예를 들어, 무선 신호는 비콘 신호(beacon signal)일 수 있다. 이때, 피어 발견 간격은 다수의 심볼들(예를 들어, OFDM 심볼들)을 포함할 수 있다. 제1기기(102)는 피어 발견 간격에서 적어도 하나의 심볼을 선택할 수 있다. 또한, 제1기기(102)는 제1기기가 의해 선택한 심볼에 있는 하나의 톤(tone)에서의 대응하는 신호를 전송할 수 있다.
무선 기기들이 피어 발견 과정을 통해 서로를 발견한 이후에, 무선 기기들은 접속(Connection) 수립 과정을 진행할 수 있다. 예를 들어, 도 1에서 제1기기 및 제2기기는 접속 과정을 통해 서로 링크될 수 있다. 이후에 제1기기(102)는 P2P 링크(108)를 이용하여 제2기기(106)로 트래픽을 전송할 수 있다. 제2기기(106)는 또한 P2P 링크(108)를 이용하여 제1기기(102)로 트래픽을 전송할 수 있다.
1.5 채널 구조
도 4는 본 발명에서 사용되는 시간-주파수 기반의 무선 신호의 전송과 관련된 채널 구조의 일례를 나타내는 도면이다.
도 4에서 사용되는 신호는 OFDM 신호일 수 있다. 시간-주파수 구조(400)는 제어 슬롯(예를 들어, 도 2의 제어 슬롯(214)) 및/또는 트래픽 채널 슬롯(트래픽 관리 채널(201) 내에서 트래픽 슬롯(210)) 동안에 P2P 네트워크를 걸쳐 신호들을 전송하거나 수신하기 위해 이용될 수 있는 자원들이다. 도 4에서 x축은 시간축으로 N개의 심볼들(N은 임의의 정수)을 포함할 수 있고, y축은 주파수 축으로 M개의 톤들(M은 임의의 정수)을 포함할 수 있다.
전송 기기 및/또는 수신 기기는 트래픽 관리 채널에서 시간-주파수 구조(400)를 이용할 수 있다. 예를 들어, 시간-주파수 구조(400)는 각 피어 기기의 CID에 대응하는 CID 자원 유닛을 선택할 수 있는 접속 식별자(CID) 자원 영역으로 고려될 수 있다. 예를 들어, 트래픽 슬롯에서 전송 기기는 자신의 CID와 관련되는 접속에 대응하는 수신 기기로 전송 요청을 시그널링하기 위해서 CID 자원 유닛을 선택할 수 있다. 또한, 수신 기기는 전송 기기로 요청 응답을 시그널링하기 위해서 CID 자원 유닛을 선택할 수 있다.
전송 기기가 트래픽 관리 채널에서 전체 시간-주파수 구조의 특정 부분 집합에서 CID 자원 유닛을 선택하고, 수신 기기는 이와 다른 특정 부분집합에서 CID 자원 유닛을 선택하도록, 전송 기기 및 수신 기기에 대해 이용 가능한 CID 자원 유닛들이 미리 구분 되어 있을 수 있다. 예를 들어, 도 4의 CID 자원 공간은 도 2의 제어 슬롯(214) 및/또는 트래픽 슬롯(210)에서 이용될 수 있다. CID 자원 유닛은 "타일(tile)"로 지칭될 수 있으며, 특정 OFDM 심볼과 함께 다수의 톤들에 의해 정의될 수 있다.
CID 자원 유닛은 시간-주파수 조합 또는 심볼-톤 조합에 의해서 정의될 수 있다. 또한, 트래픽 슬롯의 트래픽 관리 채널 또는 제어 슬롯에서 현재 슬롯 간격을 식별하기 위해 P2P 네트워크 내에서 특정 심볼(예를 들어, 전송 시간)이 사용될 수 있다. 이러한 경우, 선택된 심볼에 대응하는 특정한 톤이 결정될 수 있다. 특정 톤은 무선 기기의 식별자 및/또는 시간 변수에 기초하여 결정될 수 있다. 이때, 시간 변수 또는 무선 기기의 식별자에 대한 해쉬 함수(hash function)가 선택된 심볼의 위치 및/또는 톤의 위치를 산출하기 위해 이용될 수 있다.
예를 들어, 주어진 접속에 대해 시간 변수가 제1 값을 취할 때에, 무선 기기는 해쉬 함수를 이용하여 도 4에 도시된 CID 자원 유닛에서 단일-톤 신호(P1)를 전송하도록 심볼 x1 및 톤 y1을 산출할 수 있다. 또한, 무선 기기는 시간 변수가 제2 값을 취할 때에 해쉬 함수를 이용하여 도 4에 도시된 CID 자원 유닛과 같이 단일-톤 신호(P2)를 전송하도록 심볼 x2 및 톤 y2를 산출할 수 있다.
하나의 무선 기기와 다수의 무선 기기들 사이(예를 들어, 일대다)의 P2P 접속에 대해서, CID 자원 유닛의 부분 집합으로서 자원 유닛들(예를 들어, 타일들(402))이 해당 P2P 접속을 식별하기 위해 사용될 수 있다. 이때, 타일들(402)은 CID 자원 유닛(400) 사이로부터 연속적으로 위치하거나 또는 의사-랜덤하게 선택될 수 있다.
도 4에서, 제1 P2P 접속(무선 기기 A 및 B 사이)은 자원 유닛 PAB에 의해 식별될 수 있고, 제2 P2P 접속(무선 기기들 A 및 C 사이)은 자원 유닛 PAC에 의해서 식별될 수 있으며, 제3 P2P 접속(무선 기기들 A 및 D 사이)은 자원 유닛 PAD에 의해서 식별될 수 있다. 또한, 제4 P2P 접속(무선 기기들 A와 E)은 자원 유닛 PAE에 의해서 식별될 수 있다.
도 4에서 선택된 톤-심볼(즉, 자원 유닛)의 위치는 특정 시간의 트래픽 슬롯에 대한 무선 신호 전송의 우선순위를 나타내는 역할을 할 수 있다. 예를 들어, 하나의 피어 기기가 전송 요청을 인지한 이후에, 대응하는 피어 기기는 시간-주파수 구조의 수신(Rx) 심볼들에서의 서로 다른 의사-랜덤 위치에서 에코 또는 요청 응답을 역으로 전송할 수 있다.
전송 기기들 및/또는 수신 기기들은 전송 요청 및 에코 위치들로부터의 전력 측정 및 포지션-기반의 우선순위 정보에 기초하여 현재 시간 슬롯에서 자신의 데이터(즉, 트래픽)를 전송할지 여부를 결정할 수 있다. 예를 들어, CID 자원 유닛 (400)의 좌측열 및/또는 하단 행의 위치는 우측 열 및 상단 행들의 위치보다 더 낮은 우선순위로 고려될 수 있다.
2. 우선순위 기반의 확인응답신호에 따른 데이터 전송 방법
집중화된 스케줄링이 부재하는 P2P 통신에서는 특정 시간 슬롯(time slot)들에 기반한 프레임 구조에 맞춰서 데이터 전송이 이뤄진다. 다만, 재전송을 제어할 중앙 제어기(예를 들어, 기지국)가 부재한 상황에서 재전송을 스케줄링하기는 쉽지 않다.
만약, 특정 수신 기기가 전송한 부정 확인응답신호(NACK signal)에 맞춰서 특정 전송 기기가 임의로 재전송을 수행하는 경우, 이는 다른 피어 기기들의 데이터 전송에 영향을 미칠수 있다. 특히, 해당 재전송이 P2P 통신 링크보다 높은 우선순위(higher priority)를 가지는 P2P 통신 링크에 영향을 주는 경우 그 문제는 더 심각해질수 있다.
이하에서는 상술한 P2P 통신에서의 문제점을 해결하기 위해, 우선순위, 서비스 품질 및/또는 간섭 레벨을 고려한 데이터 송수신 방법들에 대해서 상세하게 설명한다.
2.1 우선순위 기반의 재전송 제어 방법
피어 기기들은 ACK/NACK 신호가 송수신되는 자원영역을 토대로 자신이 속한 P2P 통신 링크의 우선순위를 파악할 수 있다. 이하에서는 우선순위 기반의 자원영역을 설정하는 방법에 대해서 설명한다.
도 5는 본 발명의 실시예로서 피어 투 피어 통신 시스템에서 우선순위 기반의 자원영역을 설정하는 방법 중 하나를 나타내는 도면이다.
ACK/NACK 신호를 방송하는 P2P 통신 링크에서, 전송 기기는 이전 단계의 과정(예를 들어, CID 설정과정, Tx 요청/응답 시그널링)들을 통하여 인접한 P2P 통신 링크들의 우선순위(또는, QoS 레벨)의 높음 혹은 낮음을 설정할 수 있다. 또한, 전송 기기는 P2P 통신 링크의 전송 시점 및/또는 시간-주파수 자원유닛의 영역을 알고 있을 수 있으므로, 자신의 재전송을 제어할 수 있다.
만약, 이전 전송의 데이터 디코딩이 실패하여 재전송이 요구되는 상황에서 (예를 들어, NACK 신호 수신시) 주변에 자신의 링크보다 더 높은 우선순위의 통신 링크가 없는 경우, 전송 기기는 NACK 신호를 수신한 이후, 다음 데이터의 전송을 위한 슬롯에서 자신의 데이터를 재전송할 수 있다. 만약, 주변에 자신의 P2P 통신 링크보다 더 높은 우선순위(혹은 QoS레벨)의 P2P 통신 링크가 존재하는 경우, 전송 기기는 NACK 신호를 전송한 뒤 재전송을 양보(yielding)한다.
도 5를 참조하면, 하나의 피어 기기(예를 들어, 제1기기)는 피어 발견 과정을 통해 인접한 피어 기기들을 찾을 수 있고, 인근의 피어 기기들에 대해 기기 리스트를 관리 및 갱신할 수 있다. 이때, ACK/NACK 신호 전송을 위한 자원영역은 기기 리스트에 포함되어 있는 피어 기기들의 개수 및 연결을 맺고 있는 인접 링크 수에 따라 가변적으로 설정될 수 있다(S510).
또한, 제1기기는 CID 설정 및 Tx 요청 및 응답 과정들을 통하여 현재 어느 우선순위로 얼마만큼의 연결 링크가 맺어지고 있는지 확인할 수 있다. 따라서, 피어 기기들은 이러한 파라미터들에 종속적인 함수로 ACK/NACK 전송을 위한 자원영역 또는 자원 톤(들) 집합을 설정할 수 있다(S520).
따라서, P2P 통신에서 피어 기기들은 ACK/NACK 신호가 수신되는 자원영역을 확인하여 해당 링크의 우선순위가 자신의 우선순위보다 높은지 또는 낮은지를 비교할 수 있다.
만약, NACK 신호가 발생하였을 경우에 해당 데이터를 재전송하는 자원영역은 시스템에서 허용하는 최대 재전송 횟수까지 고려하여 미리 설정(pre-reserved)될 수 있다. 또는, 재전송 자원영역은 인접 통신 링크들의 개수 및 각 링크의 우선순위를 기반으로 결정될 수 있다(S530).
S530 단계에서, 최상의 우선순위(highest priority)를 가지는 P2P 통신 링크의 재전송 가능 자원영역은 모니터링되는 모든 통신 링크의 개수만큼 할당될 수 있다. 예를 들어, 특정 피어 기기의 우선순위보다 낮은 통신 링크의 수가 x개라 한다면, x개 만큼의 재전송을 위한 자원영역이 할당될 수 있다.
ACK/NACK 신호의 전송에 사용되는 자원영역을 우선순위 기반으로 적용하는 경우, 우선순위는 CID 설정 과정(S520 단계)에서 결정된 우선순위와 같은 값으로 적용될 수 있다. 이때, 우선순위는 가장 최근에 갱신된 우선순위 레벨로 적용할 수 있다. 즉, 각 통신 링크 별로 우선순위가 고정될 수 있지만, 우선순위는 시간적으로 그 레벨이 가변할 수 있는 환경에서는 가장 최근에 적용된 우선순위 레벨로 적용할 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예로서 피어 투 피어 시스템에서 우선순위에 기반하여 데이터를 전송하는 방법 중 하나를 나타내는 도면이다.
도 6에서, 특정 P2P 통신 링크의 수신 피어 기기는 데이터 수신에 실패하였을 경우, 부정의 확인응답신호(NACK)를 전송 피어 기기에게만 유니캐스트로 전송하지 않고 인접한 모든 피어 기기들이 청취할 수 있도록 방송한다.
이때, ACK/NACK 신호가 우선순위에 기반하여 전송되는 경우(도 5참조), 인근의 피어 기기들은 ACK/NACK 신호의 전송 위치에 따른 우선순위 참조하여 인접한 다른 P2P 통신 링크들이 자신들의 데이터 전송을 그대로 진행할 것인지 아니면 확인응답신호를 방송한 P2P 통신 링크의 피어 기기를 위하여 자신의 데이터 전송을 양보(yielding)할 것인지를 판단할 수 있다.
따라서, P2P 통신 링크의 데이터 전송을 해당 링크의 우선순위(또는, 서비스품질(QoS: Quality of Service)레벨)를 기반으로 제어하기 위하여, P2P 통신 링크의 피어 기기들은 ACK/NACK 신호를 해당 링크의 우선순위(또는, QoS 레벨)와 연계되는 시간-주파수 자원유닛(도 2 및 도 4 참조)을 이용하여 전송한다.
인근의 다른 P2P 통신 링크들의 피어 기기들은 방송된 해당 ACK/NACK 신호에서 사용된 시간-주파수 자원 유닛의 위치에 따른 우선순위를 확인할 수 있다. 따라서, 인근의 피어 기기들은 해당 ACK/NACK 신호의 우선순위와 자신의 우선순위를 비교하여 자신의 데이터를 전송할지 여부를 결정할 수 있다.
예를 들어, 인근의 피어 기기들은 자신의 링크보다 높은 우선순위(또는, QoS 레벨)인데 NACK 신호가 전송된 경우, 자신의 데이터 전송을 양보하여 그 데이터 전송의 윈래 위치에 ACK/NACK 신호를 방송한 전송 피어 기기가 재전송을 수행할 수 있도록 양보할 수 있다. 다만, 자신의 링크보다 높은 우선순위(또는, QoS레벨)이지만 ACK 신호가 전송된 경우는, 인근의 피어 기기들은 그대로 정해진 자신의 데이터 전송을 수행할 수 있다.
즉, 인근의 P2P 통신 링크들에서 전송 피어 기기는 방송된 ACK/NACK 신호의 시간-주파수 자원유닛의 위치가 자신의 P2P 통신 링크보다 낮은 우선순위(또는, QoS레벨)에 해당하는 시간-주파수 자원유닛이면 ACK/NACK 신호에 관계없이 자신의 데이터를 그대로 전송할 수 있다.
이하에서는 상술한 내용을 도 6을 참조하여 다시 설명한다. 도 6에서는 3개의 피어 기기들이 P2P 네트워크에 포함되어 있고, A 기기, B 기기 및 C 기기는 서로 다른 P2P 통신 링크를 구성하고 있는 경우를 가정한다.
전송 피어 기기인 A 기기를 위한 전송 슬롯(즉, 트래픽 슬롯)에서 A 기기는 최상의 우선순위로써 데이터를 전송한다. 이때, A 기기의 상대방인 수신 기기들은 A 기기의 데이터 전송에 따른 확인응답신호(ACK/NACK)를 방송한다.
이때, A 기기가 최상의 우선순위를 가지므로, CID 자원유닛영역에서 A 기기에 대한 ACK/NACK 자원영역은 우측 최상단의 톤에 위치한다. 또한, B 기기는 그 다음의 우선순위를 가지므로 A 기기에 대한 ACK/NACK 자원영역의 다음 톤에 위치하며, C 기기는 최하의 우선순위를 가지므로 B 기기에 대한 ACK/NACK 자원영역의 다음 톤에 위치한다.
A 기기에 대한 데이터 전송에 대해서, 수신 피어 기기는 A 기기를 위한 ACK/NACK 자원영역을 통해 확인응답신호를 모든 피어 기기들에게 방송한다. 이때, B 기기 및 C 기기는 최상의 우선순위를 갖는 A 기기에 대한 ACK/NACK 자원영역을 통해 확인응답신호를 수신하고, 확인응답신호의 수신 위치를 기반으로 우선순위를 파악할 수 있다.
따라서, B 기기는 자신의 데이터를 전송할 전송 슬롯에서 A 기기의 재전송을 위해 데이터 전송을 양보한다. 만약, A 기기의 재전송 데이터에 대해서도 NACK이 발생하는 경우, C 기기 또한 자신의 데이터를 전송할 슬롯에서 A 기기의 세 번째 재전송을 위해 데이터 전송을 양보한다.
2.2 우선순위 및 간섭레벨 기반의 재전송 제어 방법
이하에서는 P2P 통신 네트워크에서 ACK/NACK 신호의 우선순위뿐 아니라 전송 데이터의 간섭레벨을 함께 고려하여 재전송을 제어하는 방법에 대해서 상세히 설명한다.
도 7은 본 발명의 실시예로서 피어 투 피어 통신 시스템에서 우선순위 기반의 자원영역을 설정하는 방법 중 다른 하나를 나타내는 도면이다.
도 7을 참조하면, 하나의 피어 기기(예를 들어, 제1기기)는 피어 발견 과정을 통해 인접한 피어 기기들을 찾을 수 있고, 인근의 피어 기기들에 대해 기기 리스트를 관리 및 갱신할 수 있다. 이때, ACK/NACK 신호 전송을 위한 자원영역은 기기 리스트에 포함되어 있는 피어 기기들의 개수 및 연결을 맺고 있는 인접 링크 수에 따라 가변적으로 설정될 수 있다(S710).
또한, 제1기기는 CID 설정 및 Tx 요청 및 응답 과정들을 통하여 현재 어느 우선순위로 얼마만큼의 연결 링크가 맺어지고 있는지 확인할 수 있다. 따라서, 피어 기기들은 이러한 파라미터들에 종속적인 함수로 데이터 전송을 위한 자원영역 및 ACK/NACK 전송을 위한 자원영역 또는 자원 톤(들) 집합을 설정할 수 있다. 이는 피어 발견 과정에서 알 수 있는 피어 기기들의 식별자 정보(예를 들어, RNTI)를 가지고 미리 설정될 수도 있다(S720, S730).
따라서, P2P 통신에서 피어 기기들은 ACK/NACK 신호가 수신되는 자원영역을 확인하여 해당 링크의 우선순위가 자신의 우선순위보다 높은지 또는 낮은지를 알 수 있다.
만약, NACK 신호가 발생하였을 경우에 해당 데이터를 재전송하는 자원영역은 시스템에서 허용하는 최대 재전송 횟수까지 고려하여 미리 설정(pre-reserved)될 수 있다. 또는, 재전송 자원영역은 인접 통신 링크들의 개수 및 각 링크의 우선순위를 기반으로 결정될 수 있다(S740).
S740 단계에서, 최상의 우선순위(highest priority)를 가지는 P2P 통신 링크의 재전송 가능 자원영역은 모니터링되는 모든 통신 링크의 개수만큼 할당될 수 있다. 예를 들어, 특정 피어 기기의 우선순위보다 낮은 통신 링크의 수가 y개라 한다면, y개 만큼의 재전송을 위한 자원영역이 할당될 수 있다.
ACK/NACK 신호의 전송에 사용되는 자원영역을 우선순위 기반으로 적용하는 경우, 우선순위는 CID 설정 과정(S720 단계)에서 결정된 우선순위와 같은 값으로 적용될 수 있다. 이때, 우선순위는 가장 최근에 갱신된 우선순위 레벨로 적용할 수 있다. 즉, 각 통신 링크 별로 우선순위가 고정될 수 있지만, 우선순위는 시간적으로 그 레벨이 가변할 수 있는 환경에서는 가장 최근에 적용된 우선순위 레벨로 적용할 수 있다.
S730 단계에서 결정된 ACK/NACK 자원영역을 통해 ACK/NACK 신호가 수신된다(S750).
만약, S750 단계에서 NACK 신호가 수신된 경우, 다른 P2P 통신 링크들의 피어 기기들은 방송된 NACK 신호가 전송되는 시간-주파수 자원영역(ACK/NACK 자원영역)의 위치가 자신의 링크보다 높은 우선순위(또는, QoS 레벨)를 갖는 경우, 해당 피어 기기들은 자신의 데이터 전송을 양보하여 그 데이터 전송의 원래 위치에 ACK/NACK 신호를 방송한 P2P 통신 링크가 재전송을 수행하도록 할 수 있다.
이때, 피어 기기들은 NACK 신호의 우선순위뿐 아니라 NACK 신호가 전송된 톤(tone)의 간섭(또는, 채널 상태) 레벨을 고려하여 데이터 전송 여부를 결정할 수 있다. 따라서, 피어 기기들은 ACK/NACK 신호가 전송된 톤의 간섭 레벨을 측정할 수 있다(S760).
본 발명의 다른 실시예로서, S760 단계에서 피어 기기들은 이전에 다른 피어 기기들과 송수신한 시그널링(예를 들어, CID 방송, Tx 요청/응답 시그널링) 등을 통해 미리 간섭 레벨 값을 측정할 수 있다.
피어 기기들은 ACK/NACK 신호의 전송 위치 및 측정한 간섭레벨을 기반으로 자신의 데이터에 대한 전송 여부를 판단할 수 있다(S770).
예를 들어, 간섭 레벨이 미리 설정되어 있는 특정 임계값(threshold)과 비교하여 그 임계값을 넘지 않을 경우, 해당 피어 기기는 자신의 우선순위보다 높은 자원영역을 통해 방송된 NACK 신호를 받았을지라도 데이터 전송을 양보하지 않고 그대로 자신의 데이터 전송을 수행할 수 있다.
다만, 이러한 경우 P2P 통신 링크에서의 영향을 최소화하기 위해서 데이터의 전송률을 낮춰서 전송할 수 있다. 이러한, 전송률 제어는 간섭(또는, 채널 상태) 측정 값에 따라 가변적으로 조절이 가능하다. 또는, 피어 기기들은 원래 전송의 톤 집합 중 일부 톤(부분 톤 집합)만을 이용하여 전송할 수 있다.
자신의 링크보다 높은 우선순위를 갖지만 ACK 신호가 전송된 경우에는, 해당 피어 기기는 자신의 데이터 전송을 수행한다.
다른 P2P 통신 링크들의 전송 기기들은 방송된 ACK/NACK 신호가 사용된 시간-주파수 자원의 위치가 자신의 링크보다 낮은 우선순위(또는, QoS레벨)를 갖는 경우에는 ACK/NACK 신호의 수신 여부에 상관없이 자신의 데이터 전송을 수행한다.
예를 들어, 재전송을 시도하는 제2기기가 가장 높은 우선순위를 가지지 않을 경우, 자신 보다 높은 우선순위를 가지는 피어 기기들(예를 들어, 제1기기 혹은 제3기기)의 전송에 영향을 주지 않게 하기 위하여 제2기기는 다른 피어 기기들의 Tx 요청/응답 교환 과정을 재전송 전에 미리 모니터링하여 자신보다 높은 우선순위를 가지는 피어 기기가 전송을 주고 받을 준비를 하고 있다는 것을 알게 됨으로써 자신이 재전송을 해도 되는지 여부를 판단할 수 있다.
본 발명의 실시예들에서, ACK/NACK 신호를 방송하는 수신 피어 기기가 속한 P2P 통신 링크의 우선순위가 매우 높거나 해당 링크에서 재전송 횟수가 많은 경우에는, 수신 피어 기기는 ACK/NACK 신호에 대한 전송 파워를 특별히 높여서 전송할 수 있다. 이는, 특히 NACK 신호를 피드백할 때 더 그 적용효과가 클 수 있다.
예를 들어, 다른 인접 통신 링크의 송신 단말들이 방송된 ACK/NACK 신호에 대한 디코딩이 실패하였을 경우에도, 그 수신 파워를 측정하여 특정 임계값을 넘을 경우 이 신호가 NACK이라 판단하여 데이터 전송을 양보하게 할 수도 있다.
상술한 실시예들에서 임계값은 특정 마스터/제어 타워(master/control tower) 또는 메인 기기(main device)에 의해 시스템 환경에 맞춰 지시(indication)해 줄 수도 있다. 또는, 피어 기기들이 통신 링크를 설정할 때 측정한 여러 채널 환경 값들을 기반으로 피어 기기들 스스로 해당 P2P 통신 링크 내에서 임계값을 설정하여 적용할 수 있다.
상술한 실시예들에서 간섭 레벨은 CIR(Carrier to Interference Ratio), CINR(Carrier to Interference Ratio), SIR(Signal to Interference Ratio), SINR(Signal to Interference plus Noise Ratio) 등을 기반으로 결정될 수 있다.
2.3 IR(Incremental Redundancy) 재전송 제어 방법
상술한 실시예들에서 확인응답신호로서 NACK 신호을 피드백받았을 경우, 전송 피어 기기는 이전 데이터에 대해서 HARQ 방식 중 하나인 IR 방식으로 데이터를 재전송할 수 있다. 예를 들어, 전송 피어 기기는 NACK 신호 수신시 최초 전송한 데이터에 대한 추가적인 패리티 비트(parity bits)만 재전송시켜 줄 수 있다.
이때, 다른 P2P 통신 링크에 대한 영향을 최소화하기 위하여, 추가 패리티 비트들은 매우 낮은 코드 레이트(extremely low code rate) 및 매우 낮은 전력 레벨(extremely low power level)로 전송할 수 있다. 전력 레벨과 코드 레이트는 전송 피어 기기의 우선순위 및 주변 피어 기기들에 미치는 간섭 레벨 또는 자신이 받는 간섭 레벨에 기반하여 결정할 수 있다.
결정된 전력 레벨 및 코드 레이트는 P2P 네트워크 시스템이 정해 놓은 특정 임계값을 넘지 않을 경우 그 재전송을 양보할 수도 있다. 이를 위하여 특정 타겟 요건(target requirement)을 만족할 때 까지 전력 레벨 및 코드 레이트를 계산하는 모듈 및 기능이 적용될 수 있다.
만약, NACK이 발생한 경우 해당 P2P 통신 링크의 전송 피어 기기가 전송할 다음 데이터 트래픽이 존재한다면, 전송 피어 기기는 기존 전송에 대한 재전송을 수행하지 않을 수 있다. 이때, 전송 피어 기기는 다음 데이터 트래픽 전송시 IR 방식으로 추가적인 패리티 비트를 다음 데이터와 함께 멀티플렉싱하여 전송할 수 있다.
2.4 전력절약모드에서 ACK/NACK 신호 확인 방법
특정 P2P 통신 링크가 데이터를 송수신하고 있는 구간 동안에는 다른 P2P 통신 링크의 피어 기기들은 전력 절약(power saving)을 위해 유휴모드(Idle mode) 또는 수면모드(Sleep Mode)와 같은 전력절약모드로 동작할 수 있다.
이때, 특정 P2P 통신 링크가 데이터를 재전송하는 구간에 전송할 데이터가 없어서 전력 절약 모드(power saving mode)로 동작하고 있는 P2P 통신 링크의 피어 기기들 이외에, 우선순위가 낮아 자신의 데이터 전송을 양보한 피어 기기들(예를 들어, 제2기기들) 또는 전력 절약 모드에서 깨어나서 데이터 전송을 수행하려는 피어 기기들(예를 들어, 제3기기들)은 해당 특정 P2P 통신 링크에서 방송된 확인응답 신호를 수신하기 위해서 확인응답 신호가 전송되는 시점에 맞춰서 미리 깨어나야 한다.
이러한 경우, 제2기기들 및 제3기기들은 다음 전송/트래픽 슬롯(해당 특정 P2P 통신 링크에서는 재전송할 전송 슬롯)의 연결 스케줄링 세그먼트에 딱 맞추어서(e.g. connection scheduling segment) 깨어나는 것이 아니라, 확인응답 세그먼트(도 2참조)만큼 일찍 일어나서 방송되는 ACK/NACK 신호를 수신하는 것이 바람직하다.
2.5 재전송을 위한 우선순위 조정 방법
본 발명의 실시예들에서, P2P 통신 링크에서 수신 피어 기기가 데이터 디코딩에 실패하여 NACK 신호를 방송하면, 전송 피어 기기는 기존의 우선순위 레벨을 임의로 올려서 다음 연결 스케줄링 단계를 수행할 수 있다. 이러한 방법은 특히 NACK 신호가 연속적으로 방송되는 경우에 유용하게 적용될 수 있다.
예를 들어, 이전 전송에 실패한 전송 피어 기기는 다음 트래픽 슬롯 구간에서 Tx 요청/응답 과정을 통해 다른 P2P 통신 링크들과 우선순위 기반의 데이터 전송 여부를 결정할 수 있다. 이때, 전송 피어 기기는 특정 레벨로 우선순위 레벨을 높여서 전송할 수 있다.
3. P2P 기기
본 발명의 실시예들에서 P2P 기기 간의 통신은 기지국을 경유한 기기들 사이, 사람의 개입 없이 기지국과 기기들 사이에서 수행하는 통신 형태, 또는 기지국을 배제한 P2P 기기 간의 통신 형태를 의미한다. 따라서 P2P 기기(Device)는 상기와 같은 P2P 기기의 통신의 지원이 가능한 단말을 의미한다.
P2P 서비스를 위한 접속 서비스 네트워크는 P2P ASN(P2P Access Service Network)으로 정의하고, P2P 기기들과 통신하는 네트워크 엔터티를 P2P 서버라 한다. P2P 서버는 P2P 어플리케이션을 수행하고, 하나 이상의 P2P 기기를 위한 P2P 특정 서비스를 제공한다. P2P 피쳐(feature)는 P2P 어플리케이션의 특징이고, 어플리케이션을 제공하는 데 하나 이상의 특징이 필요할 수 있다. P2P 기기 그룹은 공통의 하나 이상의 특징을 공유하는 P2P 기기의 그룹을 의미한다.
P2P 방식으로 통신하는 기기(즉, P2P 기기, P2P 통신 기기 등 다양하게 호칭될 수 있다)들은 그 기기 어플리케이션 타입(Machine Application Type)이 증가함에 따라 일정한 네트워크에서 그 수가 점차 증가할 것이다.
기기 어플리케이션 타입으로는 (1) 보안(security), (2) 치안(public safety), (3) 트래킹 및 트레이싱(tracking and tracing), (4) 지불(payment), (5) 건강관리(healthcare), (6) 원격 유지 및 제어(remote maintenance and control), (7)검침(metering), (8) 소비자 장치(consumer device), (9) 판매 관리 시스템(POS, Point Of Sales)과 보안 관련 응용 시장에서 물류 관리(Fleet Management), (10) 자동 판매기(Vending Machine)의 기기간 통신, (11) 기계 및 설비의 원격 모니터링, 건설 기계 설비상의 작동시간 측정 및 열이나 전기 사용량을 자동 측정하는 지능 검침(Smart Meter), (12) 감시 카메라의 감시 영상(Surveillance Video) 통신 등이 있다. 다만, 기기 어플리케이션 타입은 이에 한정될 필요는 없으며, 그 밖에 다양한 기기 어플리케이션 타입이 적용될 수 있다.
도 8은 본 발명의 실시예로서 도 1 내지 도 7에서 설명한 본 발명의 실시예들이 적용될 수 있는 피어 기기들의 장치 구성을 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 8에서 피어 기기로서 제1기기(800) 및 제2기기(850)는 각각 무선 주파수 유닛(RF 유닛; 810, 860), 프로세서(820, 870), 및 선택적으로 메모리(830, 880)를 포함할 수 있다. 도 8에서는 P2P 기기 2개의 구성을 나타내었으나, 다수의 P2P 기기들이 P2P 통신 환경을 구축할 수 있다.
각 RF 유닛(810, 860)은 각각 송신기(811, 861) 및 수신기(812, 862)를 포함할 수 있다. P2P 기기(800)의 송신기(811) 및 수신기(812)는 기지국(850) 및 다른 P2P 기기들과 신호를 송신 및 수신하도록 구성되며, 프로세서(820)는 송신기(811) 및 수신기(812)와 기능적으로 연결되어, 송신기(811) 및 수신기(812)가 다른 기기들과 신호를 송수신하는 과정을 제어하도록 구성될 수 있다. 또한, 프로세서(820)는 전송할 신호에 대한 각종 처리를 수행한 후 송신기(811)로 전송하며, 수신기(812)가 수신한 신호에 대한 처리를 수행할 수 있다.
필요한 경우 프로세서(820)는 교환된 메시지에 포함된 정보를 메모리(830)에 저장할 수 있다. 이와 같은 구조를 가지고 P2P 기기(800)는 상술한 본 발명의 다양한 실시형태의 방법을 수행할 수 있다.
한편, 도 8에 도시되지는 않았으나, P2P 기기(800)는 그 기기 어플리케이션 타입에 따라 다양한 추가 구성을 포함할 수 있다. 예를 들어, 해당 P2P 기기(800)가 지능형 계량을 위한 것인 경우, 해당 P2P 기기(800)는 전력 측정 등을 위한 추가적인 구성을 포함할 수 있으며, 이와 같은 전력 측정 동작은 도 8에 도시된 프로세서(820)의 제어를 받을 수도, 별도로 구성된 프로세서(미도시)의 제어를 받을 수도 있다.
도 8은 하나 이상의 P2P 기기들 사이에서 통신이 이뤄지는 경우를 도시하고 있으나, P2P 기기(800)와 기지국 사이에서 P2P 통신이 이루어질 수도 있다. 이때, 각각의 기기들은 도 8에 도시된 각 장치 구성과 동일한 형태로 이하에서 설명한 다양한 실시형태들에 따른 방법을 수행할 수 있다.
예를 들어, 제2기기(850)는 기지국일 수 있다. 이때, 기지국의 송신기(861) 및 수신기(862)는 다른 기지국, P2P 서버, P2P 기기들과 신호를 송신 및 수신하도록 구성되며, 프로세서(870)는 송신기(861) 및 수신기(862)와 기능적으로 연결되어, 송신기(861) 및 수신기(862)가 다른 기기들과 신호를 송수신하는 과정을 제어하도록 구성될 수 있다. 또한, 프로세서(870)는 전송할 신호에 대한 각 종 처리를 수행한 후 송신기(861)로 전송하며, 수신기(862)가 수신한 신호에 대한 처리를 수행할 수 있다. 필요한 경우 프로세서(870)는 교환된 메시지에 포함된 정보를 메모리(830)에 저장할 수 있다. 이와 같은 구조를 가지고 기지국(850)은 상기에서 설명한 다양한 실시형태의 방법을 수행할 수 있다.
도 8에서 제1기기(810) 및 제2기기(850) 각각의 프로세서(820, 870)는 각각 제1기기(810) 및 제2기기(850)에서의 동작을 지시(예를 들어, 제어, 조정, 관리 등)한다. 각각의 프로세서들(820, 870)은 프로그램 코드들 및 데이터를 저장하는 메모리(830, 880)들과 연결될 수 있다. 메모리(830, 880)는 프로세서(820, 870)에 연결되어 오퍼레이팅 시스템, 어플리케이션, 및 일반 파일(general files)들을 저장한다.
본 발명의 프로세서(820, 870)는 컨트롤러(controller), 마이크로 컨트롤러(microcontroller), 마이크로 프로세서(microprocessor), 마이크로 컴퓨터(microcomputer) 등으로도 호칭될 수 있다. 한편, 프로세서(820, 870)는 하드웨어(hardware) 또는 펌웨어(firmware), 소프트웨어, 또는 이들의 결합에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어를 이용하여 본 발명의 실시예를 구현하는 경우에는, 본 발명을 수행하도록 구성된 ASICs(application specific integrated circuits) 또는 DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays) 등이 프로세서(820, 870)에 구비될 수 있다.
한편, 펌웨어나 소프트웨어를 이용하여 본 발명의 실시예들을 구현하는 경우에는 본 발명의 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차 또는 함수 등을 포함하도록 펌웨어나 소프트웨어가 구성될 수 있으며, 본 발명을 수행할 수 있도록 구성된 펌웨어 또는 소프트웨어는 프로세서(820, 870) 내에 구비되거나 메모리(830, 880)에 저장되어 프로세서(820, 870)에 의해 구동될 수 있다.
본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다. 또한, 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들은 다양한 무선접속 시스템에 적용될 수 있다. 다양한 무선접속 시스템들의 일례로서, 3GPP(3rd Generation Partnership Project), 3GPP2 및/또는 IEEE 802.xx (Institute of Electrical and Electronic Engineers 802) 시스템 등이 있다. 본 발명의 실시예들은 상기 다양한 무선접속 시스템뿐 아니라, 상기 다양한 무선접속 시스템을 응용한 모든 기술 분야에 적용될 수 있다.

Claims (14)

  1. 피어 투 피어(P2P) 통신 시스템에서 제1기기에서 데이터를 전송하는 방법에 있어서,
    제2기기로부터 방송된 확인응답신호를 수신하는 단계;
    상기 확인응답신호가 방송된 자원영역을 기반으로 상기 제2기기의 P2P 통신 링크와 상기 제1기기의 P2P 통신 링크의 우선순위를 비교하는 단계; 및
    상기 제1기기는 상기 우선순위를 고려하여 데이터를 전송할지 또는 데이터 전송을 양보할지 여부를 판단하는 단계를 포함하는, 데이터 전송방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1기기에서 피어 발견 과정을 통해 인근의 피어 기기들에 대한 기기 리스트를 갱신하는 단계;
    연결 식별자 설정 과정 및 전송 요청/응답 과정을 통해 상기 피어 기기들간 링크의 우선순위를 결정하는 단계; 및
    상기 우선순위에 따라 상기 확인응답신호의 자원영역을 결정하는 단계를 더 포함하는, 데이터 전송방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 우선순위 및 상기 피어 기기들간의 링크의 개수를 고려하여 데이터를 재전송하기 위한 재전송 자원영역을 결정하는 단계를 더 포함하는, 데이터 전송방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 확인응답신호가 부정의 확인응답신호(NACK)이고 상기 제2기기의 P2P 통신 링크의 우선순위가 상기 제1기기의 P2P 통신 링크의 우선순위보다 높으면, 상기 제1기기는 상기 데이터의 전송을 양보하고 유휴모드로 진입하는 단계를 더 포함하는, 데이터 전송방법.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 확인응답신호가 부정의 확인응답신호(NACK)이고 상기 제2기기의 P2P 통신 링크의 우선순위가 상기 제1기기의 P2P 통신 링크의 우선순위보다 낮으면, 상기 제1기기는 상기 데이터의 전송을 수행하는 단계를 더 포함하는, 데이터 전송방법.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 제1기기는 확인응답신호에 대한 간섭 레벨을 측정하는 단계를 더 포함하고,
    상기 제2기기의 P2P 통신 링크의 우선순위가 상기 제1기기의 P2P 통신 링크의 우선순위보다 높더라도 상기 간섭 레벨이 소정의 임계치보다 낮으면, 상기 제1기기는 데이터 전송을 수행하는 것을 특징으로 하는, 데이터 전송방법.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 제1기기는 상기 연결 식별자 설정 과정 및 상기 전송 요청/응답 과정 중 하나 이상에서 간섭 레벨을 측정하는 단계를 더 포함하고,
    상기 제2기기의 P2P 통신 링크의 우선순위가 상기 제1기기의 P2P 통신 링크의 우선순위보다 높더라도 상기 간섭 레벨이 소정의 임계치보다 낮으면, 상기 제1기기는 데이터 전송을 수행하는 것을 특징으로 하는, 데이터 전송방법.
  8. 피어 투 피어(P2P) 통신 시스템에서 데이터를 전송하는 제1 기기에 있어서,
    송신기;
    수신기; 및
    상기 데이터 전송을 제어하기 위한 프로세서를 포함하되,
    상기 수신기는 제2기기로부터 방송된 확인응답신호를 수신하고;
    상기 프로세서는 상기 확인응답신호가 방송된 자원영역을 기반으로 상기 제2기기의 P2P 통신 링크와 상기 제1기기의 P2P 통신 링크의 우선순위를 비교하고;
    상기 프로세서는 상기 우선순위를 고려하여 데이터를 전송할지 또는 데이터 전송을 양보할지 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는, 제1기기.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 프로세서는:
    피어 발견 과정을 통해 인근의 피어 기기들에 대한 기기 리스트를 갱신하고;
    연결 식별자 설정 과정 및 전송 요청/응답 과정을 통해 상기 피어 기기들간 링크의 우선순위를 결정하고;
    상기 우선순위에 따라 상기 확인응답신호의 자원영역을 결정하는, 제1기기.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 우선순위 및 상기 피어 기기들간의 링크의 개수를 고려하여 데이터를 재전송하기 위한 재전송 자원영역을 결정하는, 제1기기.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 확인응답신호가 부정의 확인응답신호(NACK)이고 상기 제2기기의 P2P 통신 링크의 우선순위가 상기 제1기기의 P2P 통신 링크의 우선순위보다 높으면, 상기 제1기기는 상기 데이터의 전송을 양보하고 유휴모드로 진입하는, 제1기기.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 확인응답신호가 부정의 확인응답신호(NACK)이고 상기 제2기기의 P2P 통신 링크의 우선순위가 상기 제1기기의 P2P 통신 링크의 우선순위보다 낮으면, 상기 제1기기는 상기 데이터의 전송을 수행하는, 제1기기.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 프로세서는 확인응답신호에 대한 간섭 레벨을 측정하고,
    상기 제2기기의 P2P 통신 링크의 우선순위가 상기 제1기기의 P2P 통신 링크의 우선순위보다 높더라도 상기 간섭 레벨이 소정의 임계치보다 낮으면, 상기 제1기기는 상기 송신기를 이용하여 데이터 전송을 수행하는, 제1기기.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 연결 식별자 설정 과정 및 상기 전송 요청/응답 과정 중 하나 이상에서 간섭 레벨을 측정하고,
    상기 제2기기의 P2P 통신 링크의 우선순위가 상기 제1기기의 P2P 통신 링크의 우선순위보다 높더라도 상기 간섭 레벨이 소정의 임계치보다 낮으면, 상기 제1기기는 상기 송신기를 이용하여 데이터 전송을 수행하는, 제1기기.
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