(19) 대한민국특허청(KR) (12) 공개특허공보(A)
(11) 공개번호 10-2016-0019056 (43) 공개일자 2016년02월18일 (51) 국제특허분류(Int. Cl.)
H04W 56/00
(2009.01) (52) CPC특허분류(Coo. Cl.)H04W 56/0015
(2013.01)H04W 56/004
(2013.01)(21) 출원번호 10-2015-0110762 (22) 출원일자 2015년08월05일 심사청구일자 없음
(30) 우선권주장
1020140101925 2014년08월07일 대한민국(KR) 1020150003574 2015년01월09일 대한민국(KR) 기술이전 희망 : 기술양도
(71) 출원인
한국전자통신연구원
대전광역시 유성구 가정로 218 (가정동) (72) 발명자
이창희
서울특별시 강남구 압구정로 151, 121동 901호 (압구정동, 현대아파트)
신우람
대전광역시 유성구 엑스포로 501, 106동 1401호 (전민동, 청구나래아파트)
(뒷면에 계속)
(74) 대리인팬코리아특허법인 전체 청구항 수 : 총 17 항
(54) 발명의 명칭 직접 통신 네트워크의 동기화 방법 및 장치 (57) 요 약
적어도 하나의 D2D 동기 소스로부터 제1 D2D 동기 신호를 수신하는 단계, 그리고 제1 D2D 동기 신호를 통해 제공 된 동기 시간 기준에 따라 동기화 하는 단계를 통해 D2D 통신 네트워크에서 D2D 단말이 동기화하는 방법 및 적어 도 하나의 D2D 동기 소스로부터 D2D 동기 신호 및 D2D 동기 채널을 수신한 경우, D2D 동기 채널에 포함된 동기 소스 간 협상을 위한 협상 정보를 바탕으로 독립 동기 소스로서의 역할을 유지할지 판단하는 단계, 그리고 독립 동기 소스로서의 역할을 유지하지 않는 경우, 릴레이 동기 소스로 동작하는 단계를 통해 다른 D2D 동기 소스와 동기 소스 역할 수행 여부를 협상하는 방법이 제공된다.
대 표 도
(72) 발명자 박애순
대전광역시 유성구 어은로57, 122동 1201호(
어은동, 한빛아파트 ) 오성민
대전광역시 서구 청사로 282, 16동 1305호 ( 둔산동, 수정타운아파트)
이정환
경기도 화성시 동탄나루로 55, 642동 904호 (반송 동, 동탄나루마을월드메르디앙 반도유보라)
이 발명을 지원한 국가연구개발사업 과제고유번호 14-000-04-001 부처명 미래부
연구관리전문기관 정보통신기술진흥센터 연구사업명 ETRI통합과제
연구과제명 초연결 스마트 모바일 서비스를 위한 5G 이동통신 핵심기술 개발 기 여 율 1/1
주관기관 한국전자통신연구원 연구기간 2014.03.01~2018.02.28
특허청구의 범위 청구항 1
단말대단말(device to device, D2D) 통신을 수행하는 D2D 단말의 동기화 방법으로서, 적어도 하나의 D2D 동기 소스로부터 제1 D2D 동기 신호를 수신하는 단계, 그리고 상기 제1 D2D 동기 신호를 통해 제공된 동기 시간 기준에 따라 동기화 하는 단계 를 포함하는 동기화 방법.
청구항 2 제1항에서,
상기 적어도 하나의 D2D 동기 소스로부터 제1 D2D 동기 채널을 수신하는 단계, 그리고
상기 D2D 동기 채널에 포함된, 전파 지연에 관한 지연 정보를 바탕으로 상기 동기 시간 기준을 조정하는 단계 를 더 포함하는 동기화 방법.
청구항 3 제2항에서, 상기 지연 정보는,
상기 D2D 통신에서 지원하는 순환 전치(cyclic prefix, CP)의 종류 및 동기 조절 간격을 바탕으로 미리 결정된 길이로 결정된 비트열인 동기화 방법.
청구항 4 제2항에서,
상기 조정된 동기 시간 기준에 따른 제2 D2D 동기 신호를 방송하는 단계 를 더 포함하는 동기화 방법.
청구항 5 제2항에서,
상기 제1 D2D 동기 채널에 포함된 제1 계층 레벨에서 1이 증가된 제2 계층 레벨에 관한 정보를 제2 D2D 동기 채 널을 통해 방송하는 단계
를 더 포함하는 동기화 방법.
청구항 6 제2항에서,
상기 조정하는 단계는,
상기 전파 지연의 누적 시간이 상기 D2D 통신에서 지원하는 순환 전치(cyclic prefix, CP)보다 길지 않도록 상 기 동기 시간 기준을 조정하는 단계
를 포함하는 동기화 방법.
청구항 7 제1항에서,
상기 동기화 하는 단계는,
상기 제1 D2D 동기 신호의 수신 세기를 바탕으로 전파 지연을 추정하는 단계, 그리고
상기 추정된 전파 지연을 바탕으로 상기 제1 D2D 동기 신호를 통해 제공된 동기 시간 기준을 조정하는 단계 를 포함하는 동기화 방법.
청구항 8
단말대단말(device to device, D2D) 통신을 수행하는 D2D 단말의 동기화 방법으로서, 적어도 하나의 D2D 동기 소스로부터 제1 D2D 동기 신호를 수신하는 단계,
상기 제1 D2D 동기 신호를 바탕으로 상기 적어도 하나의 D2D 동기 소스와의 왕복 지연(round-trip delay, RTD) 을 추정하는 단계, 그리고
상기 왕복 지연을 바탕으로 구성된 지연 정보를 포함하는 D2D 동기 채널을 전송하는 단계 를 포함하는 동기화 방법.
청구항 9 제8항에서,
상기 적어도 하나의 D2D 동기 소스로 제2 D2D 동기 신호를 전송하는 단계 를 더 포함하고,
상기 제1 D2D 동기 신호는 상기 제2 D2D 동기 신호의 동기 시간 기준을 바탕으로 생성된 동기 신호인 동기화 방 법.
청구항 10
단말대단말(device to device, D2D) 통신 네트워크에 포함된 독립 동기 소스의 동기 소스 협상 방법으로서, 적어도 하나의 D2D 동기 소스로부터 D2D 동기 신호 및 D2D 동기 채널을 수신한 경우, 상기 D2D 동기 채널에 포 함된 동기 소스 간 협상을 위한 협상 정보를 바탕으로 독립 동기 소스로서의 역할을 유지할지 판단하는 단계, 그리고
상기 독립 동기 소스로서의 역할을 유지하지 않는 경우, 릴레이 동기 소스로 동작하는 단계 를 포함하는 동기 소스 협상 방법.
청구항 11 제10항에서, 상기 협상 정보는,
상기 독립 동기 소스가 상기 독립 동기 소스로서의 역할을 선택할 때 결정한 협상 정수(negotiation number)를 포함하는 동기 소스 협상 방법.
청구항 12 제11항에서,
상기 판단하는 단계는,
상기 독립 동기 소스의 협상 정수와, 상기 적어도 하나의 D2D 동기 소스의 협상 정수를 비교하는 단계, 그리고 상기 비교 결과를 바탕으로 상기 독립 동기 소스로서의 역할을 유지할지 판단하는 단계
를 포함하는 동기 소스 협상 방법.
청구항 13 제10항에서,
상기 협상 정보는,
상기 독립 동기 소스가 독립 동기 소스로서 동작한 시간을 나타내는 타임 스탬프를 포함하는 동기 소스 협상 방 법.
청구항 14 제13항에서,
상기 판단하는 단계는,
상기 독립 동기 소스의 타임 스탬프와, 상기 적어도 하나의 D2D 동기 소스의 타임 스탬프를 비교하는 단계, 그 리고
상기 비교 결과를 바탕으로 상기 독립 동기 소스로서의 역할을 유지할지 판단하는 단계 를 포함하는 동기 소스 협상 방법.
청구항 15 제10항에서,
상기 독립 동기 소스로서의 역할을 유지하지 않는 경우, 계층 레벨을 1 증가시키는 단계 를 더 포함하는 동기 소스 협상 방법.
청구항 16 제10항에서,
상기 판단하는 단계는,
상기 적어도 하나의 D2D 동기 소스의 계층 레벨을 확인하는 단계, 그리고
상기 적어도 하나의 D2D 동기 소스의 계층 레벨이 0 또는 1인 경우 상기 독립 동기 소스로서의 역할을 유지할지 판단하는 단계
를 포함하는 동기 소스 협상 방법.
청구항 17 제16항에서,
상기 판단하는 단계는,
상기 적어도 하나의 D2D 동기 소스의 계층 레벨이 2 이상인 경우 상기 독립 동기 소스로서의 역할을 유지하는 단계
를 더 포함하는 동기 소스 협상 방법.
명 세 서 기 술 분 야
본 발명은 직접 통신 네트워크에서 D2D 단말이 다른 D2D 단말과 동기화 하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
[0001]
배 경 기 술
롱텀 에볼루션(long term evolution, LTE) 이동통신 시스템에서는 단말대단말(device to device, D2D) 통신을 [0002]
지원하기 위한 연구가 진행 중이다. D2D 통신에서 단말은 기지국을 경유하지 않고 인접한 단말과 직접 데이터를 송수신할 수 있다. 3GPP 표준화 회의에서 논의 중인 LTE D2D에서는, D2D 통신을 지원하기 위해 D2D 단말이 동기 를 제공하는 방법을 논의 중이며, 결정된 사항(agreement)에 따르면 D2D 단말 중 일부는 D2D 동기 소스(D2D Synchronization Source)로 동작할 수 있다. D2D 동기 소스는 동기를 맞추기 위한 동기 신호(D2D Synchronization Signal, D2DSS) 및 동기를 위한 추가적 정보를 전달하기 위한 D2D 동기 채널(physical D2D
Synchronization Channel, PD2DSCH)을 전송함으로써 인접한 D2D 단말에게 동기 시간 기준(timing reference)을 제공할 수 있다. 인접한 D2D 동기 소스로부터 D2D 동기 신호 및 D2D 동기 채널을 수신한 D2D 단말은 수신된 D2D 동기 신호 및 D2D 동기 채널에 포함된 정보를 바탕으로 동기 시간 기준을 설정한다.
D2D 통신을 지원하는 단말이 이웃한 D2D 단말과 동기를 맞추기 위한 방법은, D2D 단말이 기지국에 의해 제어되 [0003]
는지 여부에 따라 달라질 수 있다. D2D 단말이 기지국으로부터 직접 제어될 수 있는 경우, D2D 단말은 기지국이 전송하는 동기 신호(예를 들어, 주 동기 신호(primary Synchronization Signal) 및 보조 동기 신호(secondary Synchronization Signal))를 통해 기지국의 다운링크 동기 시간 기준을 제공받을 수 있다. 또한 인접한 D2D 단 말에 동기 시간을 제공하기 위해서, 기지국은 특정 D2D 단말이 D2D 동기 소스로 동작할 것을 명령한다.
발명의 내용 해결하려는 과제
본 발명이 이루고자 하는 과제는, D2D 단말이 기지국에 의해 제어될 수 없는 경우 인접한 D2D 단말로 동기 정보 [0004]
를 전달하고, 인접한 D2D 단말과 동기화하는 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
과제의 해결 수단
본 발명의 한 실시 예에 따르면, D2D 통신을 수행하는 D2D 단말의 동기화 방법이 제공된다. 상기 동기화 [0005]
방법은, 적어도 하나의 D2D 동기 소스로부터 제1 D2D 동기 신호를 수신하는 단계, 그리고 제1 D2D 동기 신호를 통해 제공된 동기 시간 기준에 따라 동기화 하는 단계를 포함한다.
상기 동기화 방법은, 적어도 하나의 D2D 동기 소스로부터 제1 D2D 동기 채널을 수신하는 단계, 그리고 D2D 동기 [0006]
채널에 포함된, 전파 지연에 관한 지연 정보를 바탕으로 동기 시간 기준을 조정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 동기화 방법에서 지연 정보는, D2D 통신에서 지원하는 CP의 종류 및 동기 조절 간격을 바탕으로 미리 결정 [0007]
된 길이로 결정된 비트열일 수 있다.
상기 동기화 방법은, 조정된 동기 시간 기준에 따른 제2 D2D 동기 신호를 방송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
[0008]
상기 동기화 방법은, 제1 D2D 동기 채널에 포함된 제1 계층 레벨에서 1이 증가된 제2 계층 레벨에 관한 정보를 [0009]
제2 D2D 동기 채널을 통해 방송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 동기화 방법에서 조정하는 단계는, 전파 지연의 누적 시간이 D2D 통신에서 지원하는 CP 보다 길지 않도록 [0010]
동기 시간 기준을 조정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 동기화 방법에서 동기화 하는 단계는, 제1 D2D 동기 신호의 수신 세기를 바탕으로 전파 지연을 추정하는 [0011]
단계, 그리고 추정된 전파 지연을 바탕으로 제1 D2D 동기 신호를 통해 제공된 동기 시간 기준을 조정하는 단계 를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예에 따르면, D2D 통신을 수행하는 D2D 단말의 동기화 방법이 제공된다. 상기 동기화 방법 [0012]
은, 적어도 하나의 D2D 동기 소스로부터 제1 D2D 동기 신호를 수신하는 단계, 제1 D2D 동기 신호를 바탕으로 적 어도 하나의 D2D 동기 소스와의 왕복 지연(round-trip delay, RTD)을 추정하는 단계, 그리고 왕복 지연을 바탕 으로 구성된 지연 정보를 포함하는 D2D 동기 채널을 전송하는 단계를 포함한다.
상기 동기화 방법은, 적어도 하나의 D2D 동기 소스로 제2 D2D 동기 신호를 전송하는 단계를 더 포함하고, 제1 [0013]
D2D 동기 신호는 제2 D2D 동기 신호의 동기 시간 기준을 바탕으로 생성된 동기 신호일 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예에 따르면, D2D 통신 네트워크에 포함된 독립 동기 소스의 동기 소스 협상 방법이 제공 [0014]
된다. 상기 동기 소스 협상 방법은, 적어도 하나의 D2D 동기 소스로부터 D2D 동기 신호 및 D2D 동기 채널을 수 신한 경우, D2D 동기 채널에 포함된 동기 소스 간 협상을 위한 협상 정보를 바탕으로 독립 동기 소스로서의 역 할을 유지할지 판단하는 단계, 그리고 독립 동기 소스로서의 역할을 유지하지 않는 경우, 릴레이 동기 소스로 동작하는 단계를 포함한다.
상기 동기 소스 협상 방법에서 협상 정보는, 독립 동기 소스가 독립 동기 소스로서의 역할을 선택할 때 결정한 [0015]
협상 정수를 포함할 수 있다.
상기 동기 소스 협상 방법에서 판단하는 단계는, 독립 동기 소스의 협상 정수와, 적어도 하나의 D2D 동기 소스 [0016]
의 협상 정수를 비교하는 단계, 그리고 비교 결과를 바탕으로 독립 동기 소스로서의 역할을 유지할지 판단하는
단계를 포함할 수 있다.
상기 동기 소스 협상 방법에서 협상 정보는, 독립 동기 소스가 독립 동기 소스로서 동작한 시간을 나타내는 타 [0017]
임 스탬프를 포함할 수 있다.
상기 동기 소스 협상 방법에서 판단하는 단계는, 독립 동기 소스의 타임 스탬프와, 적어도 하나의 D2D 동기 소 [0018]
스의 타임 스탬프를 비교하는 단계, 그리고 비교 결과를 바탕으로 독립 동기 소스로서의 역할을 유지할지 판단 하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 동기 소스 협상 방법은, 독립 동기 소스로서의 역할을 유지하지 않는 경우, 계층 레벨을 1 증가시키는 단 [0019]
계를 더 포함할 수 있다.
상기 동기 소스 협상 방법에서 판단하는 단계는, 적어도 하나의 D2D 동기 소스의 계층 레벨을 확인하는 단계, [0020]
그리고 적어도 하나의 D2D 동기 소스의 계층 레벨이 0 또는 1인 경우 독립 동기 소스로서의 역할을 유지할지 판 단하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 동기 소스 협상 방법에서 판단하는 단계는, 적어도 하나의 D2D 동기 소스의 계층 레벨이 2 이상인 경우 독 [0021]
립 동기 소스로서의 역할을 유지하는 단계를 더 포함할 수 있다.
발명의 효과
본 발명의 한 실시 예에 따르면, D2D 단말은 기지국의 커버리지 외곽에서 기지국의 제어 없이 계층적 구조를 통 [0022]
해 인접한 D2D 단말과 동기화를 수행할 수 있다. 이때, 본 발명의 한 실시 예에 따른 D2D 단말은 동기 시간 기 준을 조정하여 전파 지연에 따른 신호 충돌 또는 신호 간섭을 회피할 수 있다. 또한, 독립 동기 소스인 경우 D2D 단말은 다른 동기 소스와의 협상을 통해 독립 동기 소스의 개수를 적절히 조절함으로써, D2D 단말의 배터리 소모 및 연산 복잡도 증가 문제를 해결할 수 있다
도면의 간단한 설명
도 1은 본 발명의 한 실시 예에 따른 D2D 통신 네트워크의 토폴로지를 나타낸 도면이다.
[0023]
도 2는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 D2D 통신 네트워크의 토폴로지를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 D2D 데이터의 간섭 및 충돌을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 한 실시 예에 따른 동기 신호 전송 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 지연 정보를 측정하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 동기 신호 전송 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 한 실시 예에 따른 동기 소스 간 협상 방법을 나타낸 개념도이다.
도 8은 본 발명의 한 실시 예에 따른 동기 소스 간 협상 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 9는 본 발명의 한 실시 예에 따른 무선 통신 시스템을 나타낸 블록도이다.
발명을 실시하기 위한 구체적인 내용
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지 [0024]
식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현 될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위 해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 단말(terminal)은 이동국(mobile station, MS), 이동 단말(mobile terminal, MT), 진보된 이 [0025]
동국(advanced mobile station, AMS), 고신뢰성 이동국(high reliability mobile station, HR-MS), 가입자국 (subscriber station, SS), 휴대 가입자국(portable subscriber station, PSS), 접근 단말(access terminal, AT), 사용자 장비(user equipment, UE) 등을 지칭할 수도 있고, MT, MS, AMS, HR-MS, SS, PSS, AT, UE 등의 전 부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다.
또한, 기지국(base station, BS)은 진보된 기지국(advanced base station, ABS), 고신뢰성 기지국(high [0026]
reliability base station, HR-BS), 노드B(node B), 고도화 노드B(evolved node B, eNodeB), 접근점(access point, AP), 무선 접근국(radio access station, RAS), 송수신 기지국(base transceiver station, BTS), MMR(mobile multihop relay)-BS, 기지국 역할을 수행하는 중계기(relay station, RS), 기지국 역할을 수행하는 중계 노드(relay node, RN), 기지국 역할을 수행하는 진보된 중계기(advanced relay station, ARS), 기지국 역 할을 수행하는 고신뢰성 중계기(high reliability relay station, HR-RS), 소형 기지국[펨토 기지국(femoto BS), 홈 노드B(home node B, HNB), 홈 eNodeB(HeNB), 피코 기지국(pico BS), 매크로 기지국(macro BS), 마이크 로 기지국(micro BS) 등] 등을 지칭할 수도 있고, ABS, 노드B, eNodeB, AP, RAS, BTS, MMR-BS, RS, RN, ARS, HR-RS, 소형 기지국 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다.
도 1은 본 발명의 한 실시 예에 따른 D2D 통신 네트워크의 토폴로지를 나타낸 도면이다.
[0027]
D2D 단말이 기지국으로부터 다운링크 동기 신호를 제공 받을 수 있거나, 또는 인접한 D2D 동기 소스로부터 D2D [0028]
동기 신호 및 D2D 동기 채널을 제공 받을 수 있는 경우, D2D 단말은 제공된 동기 신호를 통해 동기 시간 기준을 얻을 수 있다.
D2D 단말이 기지국으로부터 직접적으로 동기 시간 기준을 제공 받는 경우, D2D 단말은 기지국이 방송하는 동기 [0029]
신호(예를 들어, 주 동기 신호(primary synchronization signal, PSS) 또는 보조 동기 신호(secondary synchronization signal, SSS))를 통해 동기 시간 기준을 획득할 수 있다. 이때 기지국에서 제공하는 동기 신호 의 품질은 미리 결정된 크기의 임계값 이상이 될 수 있다.
D2D 단말이 인접한 D2D 동기 소스로부터 동기 시간 기준을 제공 받는 경우, D2D 단말은 인접한 D2D 동기 소스에 [0030]
서 전송된 D2D 동기 신호 및 D2D 동기 채널을 통해 동기 시간 기준을 획득할 수 있다. 이때 동기 시간 기준은 기지국의 동기 신호를 통해 직접적으로 D2D 동기 소스에 제공될 수도 있고, 기지국의 동기 시간 기준을 적용한 인접 D2D 동기 소스로부터 제공될 수도 있다.이 경우, D2D 단말은 기지국의 동기 시간 기준을 간접적으로 획득 하게 된다.
또는 D2D 동기 소스에 제공된 동기 시간 기준은, 독립 동기 소스로부터 직접적으로 제공될 수도 있고, 독립 동 [0031]
기 소스로부터 동기 시간 기준을 제공 받은 다른 D2D 동기 소스로부터 제공될 수도 있다. 이 경우, D2D 단말은 독립 동기 소스의 시간 기준을 직접적 또는 간접적으로 획득하게 된다.
D2D 단말이 기지국에 의해 제어되거나, 기지국에 의해 동기 시간 기준이 제공된 다른 D2D 단말로부터 D2D 동기 [0032]
신호 및 D2D 동기 채널을 수신하는 경우, D2D 단말은 기지국에서 제공되는 공통 동기 시간 기준을 획득할 수 있 다. 하지만, D2D 단말이 기지국의 동기 시간 기준을 제공 받을 수 없는 경우, D2D 단말은 독립 동기 소스로부터 제공된 동기 시간 기준을 적용할 수 있다. 본 발명의 한 실시 예에 따른 D2D 단말은 아래와 같이 동기 시간 기 준에 대한 우선 순위를 가질 수 있다.
- 먼저, 기지국에서 제공된 D2D 동기 신호는 가장 높은 우선 순위를 갖는다.
[0033]
- 간접적으로 수신한 기지국의 D2D 동기 신호는 독립 동기 소스로부터 제공된 D2D 동기 신호보다 높은 우선 순 [0034]
위를 갖는다. 즉, 동기 시간 기준의 근원이 기지국인 경우, 그 동기 시간 기준에 관한 정보가 포함된 D2D 동기 신호의 우선 순위가 높다.
- 독립 동기 소스로부터 수신된 D2D 동기 신호만 존재하는 경우, 공공 안전을 위한 D2D 통신의 동기 시간 기준 [0035]
이 그 외의 경우에 비해 높은 우선 순위를 갖는다. 그리고, D2D 동기 채널이 홉의 개수 또는 계층 레벨(stratum level)에 대한 정보를 포함하는 경우, 홉의 개수 또는 계층 레벨이 낮은 D2D 동기 소스에서 전송된 동기 신호가 더 높은 우선 순위를 갖는다.
- 마지막으로, 적어도 두 개의 동기 신호의 우선 순위가 같은 경우, 수신 세기가 더 강한 신호가 더 높은 우선 [0036]
순위를 갖는다.
본 발명의 한 실시 예에 따른 D2D 통신 네트워크에서 공공 안전(public safety)을 위한 D2D 통신 및 공공 안전 [0037]
이외의 단말간 데이터 전송 및 교환을 위한 D2D 통신이 모두 지원되는 경우, 공공 안전을 위한 D2D 통신은 공공 안전 이외의 목적을 위한 D2D 통신에 비해 우선시 된다. 따라서 D2D 단말은 동기 시간 기준을 설정할 때, 공공 안전을 위한 D2D 통신의 D2D 동기 신호에 대한 우선 순위를 가장 높게 설정할 수 있다.
D2D 단말이, 공공 안전을 위한 D2D 동기 신호에 높은 우선 순위를 부여하기 위해서, 공공 안전을 위한 D2D 동기 [0038]
신호와 그 외의 D2D 통신의 D2D 동기 신호를 구분할 수 있어야 한다. 본 발명의 한 실시 예에 따르면, D2D 동기
신호의 구분을 위해 공공 안전을 위한 D2D 동기 신호의 시퀀스와 그 외 D2D 동기 신호의 시퀀스가 그룹으로 나 누어 질 수 있다. 또는 D2D 동기 채널을 통해 D2D 동기 신호가 공공 안전을 위한 것임을 나타낼 수 있다.
공공 안전을 위한 D2D 동기 신호의 시퀀스와 그 외 D2D 동기 신호의 시퀀스가 그룹으로 나누어 지는 [0039]
방법에서는, D2D 동기 신호로 사용될 수 있는 전체 시퀀스 중 일부 시퀀스가 공공 안전을 위한 D2D 동기 신호를 위해 지정될 수 있다. 따라서, D2D 동기 신호를 수신하는 D2D 단말이 D2D 동기 신호를 정확히 수신 한다면, D2D 단말은 수신된 D2D 동기 신호를 통해 동기 시간 기준이 공공 안전을 위한 D2D 통신에서 사용되는 것인지, 다른 D2D 단말과의 데이터 통신에서 사용되는 것인지 판단할 수 있다.
D2D 동기 채널을 통해 D2D 동기 신호의 목적이 알려지는 방법에서는, D2D 동기 신호의 목적을 나타내는 지시자 [0040]
(예를 들어, 공공 안전 지시자(public safety indicator)), 또는 공공 안전을 위한 D2D 통신과 그 외의 D2D 통 신을 구분할 수 있는 구분자가 D2D 동기 채널에 포함될 수 있다. 이때, 지시자 및 구분자는 적은 개수의 비트수 로 구성될 수 있다. 예를 들어, D2D 동기 소스는 공공 안전을 위한 D2D 통신의 동기 시간 기준을 제공할 때 D2D 동기 채널에 포함된 공공 안전 구분자를 1로 설정하고, 그 외 D2D 통신의 동기 시간 기준을 제공할 때는 공공 안전 구분자를 0으로 설정할 수 있다. 이후 D2D 동기 채널을 수신한 D2D 단말은 공공 안전 구분자를 통해 제공 된 동기 시간 기준의 사용 목적(공공 안전을 위한 것인지 아니면 그 외의 목적을 위한 것인지)을 알 수 있다.
D2D 단말이 기지국의 다운링크 동기 신호 또는 인접한 D2D 동기 소스로부터 D2D 동기 신호를 제공받을 수 없는 [0041]
경우, D2D 단말은 인접한 다른 D2D 단말에게 동기 시간 기준을 제공하기 위하여 미리 결정된 조건 하에서 독립 동기 소스(independent synchronization source, I-SS)로 동작할 수 있다. 독립 동기 소스는 동기 시간 기준을 결정하고, 결정된 동기 시간 기준을 인접한 D2D 단말에게 방송(broadcast)할 수 있다. 이때, 독립 동기 소스에 서 결정된 동기 시간 기준은 단말 내부의 타이머 또는 범지구적 위치 결정 시스템(global positioning system, GPS) 등을 통해 독립 동기 소스로 제공될 수 있다. 본 발명의 한 실시 예에서 D2D 단말은 기지국 또는 인접한 D2D 단말로부터 동기 신호(기지국의 다운링크 동기 신호 또는 D2D 동기 신호 및 D2D 동기 채널)를 제공 받지 못 한 경우, 제공된 동기 신호의 세기가 동기 시간 기준의 품질을 보장하기 위한 특정 임계값을 만족하지 못하는 경우, 또는 동기 시간 기준을 안정적으로 제공하기 위해 필요한 서로 다른 동기 시간 기준 개수의 최솟값을 만 족하지 못하는 경우에 독립 동기 소스로 동작할 수 있다.
독립 동기 소스로부터 동기 시간 기준을 제공 받은 D2D 단말은 자신의 하위 D2D 단말에게 D2D 동기 신호 및 D2D [0042]
동기 채널을 통해 자신의 동기 시간 기준을 전달할 수 있다. 이때, D2D 단말은 릴레이 동기 소스(relaying synchronization source, R-SS)로 동작한다. 릴레이 동기 소스는 스스로 생성한 D2D 동기 신호 및 D2D 동기 채 널을 통해, 상위 독립 동기 소스(독립 동기 소스 또는 인접한 릴레이 동기 소스)로부터 제공된 동기 시간 기준 을 인접한 D2D 단말에 전달할 수 있다.
본 발명의 한 실시 예에 따른 계층적 동기 절차에 따르면, 릴레이 동기 소스는, 상위 D2D 동기 소스로부터 제공 [0043]
받은 동기 시간 기준을 하위 D2D 단말에게 D2D 동기 신호 및 D2D 동기 채널을 통해 전달할 수 있다. D2D 동기 신호 및 D2D 동기 채널은 D2D 동기 신호 및 D2D 동기 채널을 위해 지정된 적어도 하나의 자원 풀(resource pool)에서 전송될 수 있으며, 각 자원 풀은 미리 결정된 주기를 가질 수 있다. 릴레이 동기 소스로 동작하는 D2D 단말이 하나의 D2D 동기 자원 풀로부터 D2D 동기 신호 및 D2D 동기 채널을 수신하면, D2D 단말은 나머지 D2D 동기 자원 풀 중 하나를 임의로 선택하여 스스로 생성한 D2D 동기 신호 및 D2D 동기 채널을 전송할 수 있다. 예를 들어, D2D 동기 자원 풀이 2개인 경우, 릴레이 동기 소스는 둘 중 하나의 자원 풀로부터 D2D 동기 신호 및 D2D 동기 채널을 수신하고, 나머지 하나의 자원 풀을 통해 자신의 D2D 동기 신호 및 D2D 동기 채널을 전송할 수 있다. 릴레이 동기 소스는 위에서 설명한 동기 소스로서의 동작 기준 및 동기 시간 기준의 우선 순위 에 따라 상위 D2D 동기 소스로부터 제공된, D2D 동기 신호를 통해 동기 시간 기준을 결정하고, D2D 동기 신호 및 D2D 동기 채널을 전송할 수 있다. 릴레이 동기 소스가 D2D 동기 신호 및 D2D 동기 채널을 전송하는 방법은 아래와 같다.
먼저, 릴레이 동기 소스는 상위 D2D 동기 소스로부터 제공된 D2D 동기 신호와 동일한 D2D 동기 신호(즉, 같은 [0044]
시퀀스)를 전송할 수 있다. 이때, 동일한 D2D 동기 신호는 동일한 D2D 동기 소스로부터 제공된 동기 시간 기준 이다. 예를 들어, D2D 단말이 상위 D2D 동기 소스로부터 n번째 D2D 동기 신호를 수신하고 릴레이 동기 소스로 동작할 때, D2D 단말은 제공된 동기 신호와 동일한, n번째 D2D 동기 신호를 전송할 수 있다. 그리고, D2D 단말 은 수신된 D2D 동기 신호를 통해 자신이 속한 동기 그룹을 확인할 수 있다. D2D 동기 신호로 특정 그룹별(공공 안전 여부, 기지국의 커버리지 내/외 등)로 구분된 시퀀스가 사용되는 경우, D2D 동기 신호를 수신하는 D2D 단 말은 D2D 동기 신호를 수신함으로써 동기 그룹 등의 정보(앞으로 '그룹 정보'라 함)를 추가적으로 제공 받을 수
있다.
한편, 릴레이 동기 소스는 상위 D2D 동기 소스로부터 제공된 D2D 동기 신호와 다른 D2D 동기 신호를 전송할 수 [0045]
있다. 이때, 릴레이 동기 소스는 동기 시간 기준을 제공한 D2D 동기 신호와 인접한 D2D 동기 소스로부터 수신 가능한 D2D 동기 신호를 제외한, 나머지 선택 가능한 D2D 동기 신호 중 하나를 임의로 선택하고, 선택된 D2D 동 기 신호를 전송할 수 있다. D2D 동기 신호를 위해 사용되는 시퀀스는 직교성을 갖고 있으며, 서로 다른 D2D 동 기 소스는 최대한 서로 다른 시퀀스를 D2D 동기 신호로 사용하기 때문에, 아직 동기화 되지 않은 D2D 단말은 인 접한 D2D 동기 소스에서 전송된 D2D 동기 신호를 성공적으로 수신할 수 있는 확률이 증가할 수 있다. D2D 동기 신호의 동기 시간 기준을 제공한 그룹에 관한 정보(그룹 정보)를 추가적으로 제공하기 위하여 D2D 동기 신호의 시퀀스가 미리 결정된 그룹 별로 분류되거나, D2D 동기 채널에 그룹 정보가 포함될 수 있다.
릴레이 동기 소스로 제공된 동기 시간 기준이 인접한 D2D 단말에게 전송될수록, 동기 시간 기준은 전파 지연 [0046]
(propagation delay), 다중 경로 지연(multi-path fading), D2D 단말의 처리 지연(processing delay) 등이 누 적될 수 있고 누적된 지연으로 인해 오차가 증가할 수 있다. 본 발명의 한 실시 예에서는 동기 시간 기준이 전 달되는 홉의 개수가 증가함에 따라 발생할 수 있는 시간 오차를 줄이기 위해 계층 레벨(stratum level)을 사용 할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 한 실시 예에 따른 하나의 동기 소스는 계층 레벨이 포함된 D2D 동기 채널을 전송할 수 있다. 하나의 D2D 동기 소스는 상위 D2D 동기 소스로부터 제공된 D2D 동기 신호 및 D2D 동기 채널을 통해 동기 시간 기준을 획득하고, D2D 동기 신호 및 D2D 동기 채널을 생성하여, 생성된 D2D 동기 신호 및 D2D 동기 채널을 인접한 D2D 단말에 전송할 수 있다. 이때 D2D 동기 소스의 D2D 동기 채널에 포함된 계층 레벨의 값 이 증가된다. 계층 레벨은 홉(hop)의 개수 정보를 전달하기 위한 정보이며, D2D 동기 채널에 포함될 수 있다.
D2D 동기를 위한 D2D 동기 신호가 한 번의 홉을 지날 때마다 계층 레벨의 값도 하나씩 증가할 수 있다. 독립 동 기 소스에서 방송된 D2D 동기 채널에서 계층 레벨은 0으로 설정된다. 계층 레벨 값이 작을수록 누적 지연으로 인한 시간 오차가 작기 때문에, D2D 단말이 동기 시간 기준을 선택할 때는 계층 레벨 값이 D2D 동기 신호의 세 기(D2D 동기 신호가 제대로 수신될 수 있는 기준을 나타내는 임계값 이상의 세기)에 비해 우선된다. 그리고, D2D 단말이 복수의 상위 D2D 동기 소스로부터 동기 시간 기준을 제공 받는 경우, 동기 시간 기준을 제공한 D2D 동기 소스의 계층 레벨이 낮을수록 동기 시간 기준의 우선 순위가 높아질 수 있다. 같은 계층 레벨의 복수의 D2D 동기 소스로부터 동기 시간 기준을 제공 받는 경우, D2D 단말은 수신 신호의 세기가 더 강한 D2D 동기 신호 를 제공하는 D2D 동기 소스의 동기 시간 기준에 따라 동기화할 수 있다.
도 1을 참조하면, UE1(110)은 독립 동기 소스이고, 계층 레벨은 0이다. UE2(120), UE3(130), UE4(140), 그리고 [0047]
UE5(150)는 릴레이 동기 소스이고 UE2(120)의 계층 레벨은 1, UE3(130) 및 UE4(140)의 계층 레벨은 2이며, UE5(150)의 계층 레벨은 3이다. UE6(160)의 계층 레벨은 4이다. UE1(110)의 주변에 도시된 두 개의 동심원 중 실선(111)은 UE1(110)에서 송신된 신호가 수신 신호 세기 X [dBm]로 수신되는 범위를 나타내고, 점선(112)은 UE1(110)의 동기 시간 기준이 획득될 수 있는 가용 범위(available range)를 나타낸다.
UE4(140)는 계층 레벨이 1인 UE2(120)과, 계층 레벨이 2인 UE3(130)으로부터 D2D 동기 신호 및 D2D 동기 채널 [0048]
을 수신할 수 있다. 이때 UE4(140)는 계층 레벨이 더 낮은 UE2(120)로부터 수신된 동기 시간 기준에 따라 동기 화를 수행할 수 있다. UE5(150)는 같은 계층 레벨인 UE3(130) 및 UE4(140)으로부터 D2D 동기 신호 및 D2D 동기 채널을 수신하는데, 이때, 더 강한 세기의 D2D 동기 신호를 제공하는 UE4(140)의 동기 시간 기준에 따라서 자신 의 동기를 설정할 수 있다.
도 2는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 D2D 통신 네트워크의 토폴로지를 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명의 다 [0049]
른 실시 예에 따른 D2D 데이터의 간섭 및 충돌을 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 한 실시 예에 따라 D2D 단말이 계층적 구조를 통해 동기화를 수행하는 경우, D2D [0050]
동기 신호가 홉을 거쳐 전달될수록 전파 지연 및 다중 경로 지연이 누적되어 동기 시간의 오차가 발생할 수 있 다. 즉, 하나의 동기 시간 기준을 제공하는 독립 동기 소스와 동기화하는 D2D 단말 간의 동기 시간 오차가 증가 할 수 있으며, 이로 인해 D2D 단말 간 D2D 데이터의 전송 시 간섭 및 충돌이 발생할 수 있다. 특히, 누적된 지 연의 합이 D2D 통신에서 지원하는 순환 전치(cyclic prefix, CP)의 길이보다 긴 경우, D2D 단말은 간섭 또는 충 돌된 데이터를 제대로 수신할 수 없다.
도 2 및 도 3을 참조하면, UE1(110)이 독립 동기 소스이고, UE2(120)이 릴레이 동기 소스인 경우, UE3(130)과 [0051]
UE1(110)의 동기 시간 차이는 아래 수학식 1과 같다.
수학식 1
[0052]
이때, △1은 UE1(110) 및 UE2(120) 사이의 전파 지연이고, △2는 UE2(120) 및 UE3(130) 사이의 전파 지연이다.
[0053]
본 발명의 한 실시 예에서 UE3(130)에서 UE1(110)으로 전송된 신호는 UE3(130) 및 UE1(110) 사이의 전파 지연 (△3) 때문에 △1+△2+△3 늦게 UE1(110)에 도달할 수 있다.
본 발명의 한 실시 예에 따른 D2D 동기 소스는 동기 시간 기준을 적절히 조절함으로써 동기 신호의 오차로 발생 [0054]
할 수 있는 신호 간섭 또는 신호 충돌 문제를 해결할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 한 실시 예에 따른 D2D 동 기 소스는, 홉의 개수(또는 계층 레벨)의 증가에 따른 전파 지연 및 다중 경로 지연의 누적 시간이 CP의 시간 길이보다 길지 않도록 동기 시간 기준을 조절할 수 있다. 이때, D2D 동기 소스는 수신된 상위 계층의 D2D 동기 신호를 바탕으로 시간 기준을 설정하고, D2D 동기 신호를 전송할 때는 누적된 전파 지연에 관한 정보(앞으로 ' 지연 정보'라 함)를 반영하여 동기 시간 기준을 조정할 수 있다. D2D 동기 소스는 D2D 동기 채널에 지연 정보를 포함시키거나, D2D 동기 신호의 수신 세기를 통해 지연을 추정하여 동기 신호를 조정하기 위한 지연 정보를 다 른 단말에 제공할 수 있다. 이때, 상위 및 하위의 개념은 인접한 D2D 동기 소스로부터 제공된 동기 시간 기준의 전달 과정을 설명하기 위한 것으로서, 계층 레벨이 적용되지 않는 경우 동기 시간 기준의 송신 단말과 수신 단 말 사이의 우선 순위는 존재하지 않을 수 있다.
도 4는 본 발명의 한 실시 예에 따른 동기 신호 전송 방법을 나타낸 흐름도이다.
[0055]
도 4를 참조하면, D2D 동기 소스가 D2D 동기 채널을 통해 하위 계층의 D2D 동기 소스로 지연 정보를 제공하는 [0056]
방법이 도시되어 있다.
먼저, 상위 계층의 D2D 동기 소스(410)는 D2D 동기 신호를 전송할 때 D2D 동기 채널에 지연 정보를 함께 전송한 [0057]
다(S401). 이때, D2D 동기 채널에 포함되는 지연 정보는, D2D 동기 신호의 송신 세기, CP의 종류(예를 들어, 보 통(normal) 또는 확장(extended)) 및 동기 조절 간격 등을 바탕으로 미리 결정된 길이의 비트열로 결정될 수 있 다. 상위 계층의 D2D 동기 소스는 독립 동기 소스일수도 있고, 릴레이 동기 소스일수도 있다.
이후, 하위 계층의 D2D 동기 소스(421, 422)는, 상위 계층의 D2D 동기 소스(410)로부터 수신한 D2D 동기 신호를 [0058]
이용하여 동기 시간 기준을 설정하고, D2D 동기 채널에 포함된 지연 정보를 이용하여 동기 시간 기준을 조정할 수 있다(S402). 즉, D2D 동기 소스(421, 422)는, D2D 동기 채널에 포함된 지연 정보를 바탕으로, D2D 동기 신호 를 통해 설정된 소스에서 제공된 D2D 동기 신호를 통해 동기 시간 기준을 설정하고, D2D 동기 채널에 포함된 지 연 정보를 바탕으로 설정된 동기 시간 기준을 조정할 수 있다.
이후, 하위 계층의 D2D 동기 소스(421, 422)는, D2D 동기 신호를 방송함으로써 인접한 D2D 단말로 조정된 동기 [0059]
시간 기준을 제공할 수 있다(S403).
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 지연 정보를 측정하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
[0060]
본 발명의 한 실시 예에 따른 동기 채널에 포함되는 지연 정보는, D2D 동기 신호의 전송 세기 및 D2D 동기 소스 [0061]
의 커버리지 등의 정보를 적용하여 D2D 단말에 내장되거나(pre-configured), 기지국에 의해 직접 설정 (configured)될 수 있다. 기지국에 의해 지연 정보가 설정되는 경우, 기지국은 시스템 정보 블록(system information block, SIB) 메시지 또는 무선 자원 제어(radio resource control, RRC) 메시지를 통해 D2D 동기 소스에 지연 정보를 제공할 수 있다. 기지국에 의해 지연 정보가 설정되지 않는 경우 혹은 기지국에 의해 설정 된 지연 정보가 유효기한이 지난 경우, D2D 동기 소스는 D2D 동기 신호의 전송 세기 등을 고려하여 내장된 지연 정보를 가져온다. D2D 동기 소스는 단말에 내장된 혹은 기지국에 의해 설정된 지연 정보를 D2D 동기 채널에 반 영하여 전송할 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 지연 정보는 경로 손실 계산을 통해 설정될 수 있다. D2D 동기 소스는 자신 [0062]
이 전송한 D2D 동기 신호의 기준 세기(reference strength)에 관한 정보(앞으로 '기준 세기 정보'라 함)가 포함 된 D2D 동기 채널을 전송할 수 있다. D2D 동기 채널을 통해서 전송될 수 있는 데이터의 양이 많지 않기 때문에, D2D 동기 소스는 D2D 동기 신호의 기준 세기로 사용될 수 있는 복수의 기준 세기 중 하나를 선택할 수 있다.
D2D 동기 신호의 기준 세기는 D2D 동기 신호를 전송하는 D2D 동기 소스의 상황(기지국의 커버리지 내부/외부, 공공 안전, 수신 가능한 인접 D2D 동기 소스의 개수 등)에 따라 달라질 수 있다. 따라서, D2D 동기 소스가 선택 할 수 있는 D2D 동기 신호의 기준 세기는 기지국에 의해 설정되거나 사전에 미리 설정(pre-configured) 혹은 내 장될 수 있다. 경로 손실 계산을 통한 지연 정보의 설정 방법은 다음과 같다.
먼저, D2D 동기 소스는 제공된 동기 시간 기준 또는 스스로 생성한 동기 시간 기준을 전송한다. 이때, D2D 동기 [0063]
채널에 포함된 D2D 동기 신호의 기준 세기 정보는 동기 신호의 송신 세기에 따라서 선택될 수 있으며, 지연 정 보로는 초기값(default value)이 저장된다.
이후, D2D 동기 신호 및 D2D 동기 채널을 수신한 D2D 단말 중, 릴레이 동기 소스로 동작할 단말(즉, 하위 계층 [0064]
의 D2D 동기 소스)은, 수신된 동기 시간 기준을 적용하고, D2D 동기 신호 및 D2D 동기 채널을 방송한다. 이때, D2D 동기 신호 및 D2D 동기 채널을 전송하는 하위 계층의 D2D 동기 소스는 상위 계층의 D2D 동기 소스 (독립 동 기 소스 혹은 상위 계층의 릴레이 동기 소스)로부터 수신한 D2D 동기 채널에 포함된 기준 세기 정보를 적용하여 D2D 동기 신호 및 D2D 동기 채널을 방송한다.
하위 계층의 릴레이 동기 소스로부터 D2D 동기 신호 및 D2D 동기 채널을 수신한 독립 동기 소스 또는 상위 계층 [0065]
의 릴레이 동기 소스는, D2D 동기 신호의 수신 세기 및 D2D 동기 채널을 통해 제공된 D2D 동기 신호의 기준 세 기 정보를 바탕으로 경로손실을 계산함으로써, 지연 정보를 설정할 수 있다. 이후, 독립 동기 소스 또는 상위 계층의 릴레이 동기 소스는, 설정된 지연 정보를 D2D 동기 채널에 반영하고, D2D 동기 신호 및 D2D 동기 채널을 전송한다.
독립 동기 소스 또는 상위 계층의 릴레이 동기 소스로부터 지연 정보가 포함된 D2D 동기 채널을 수신한 하위 계 [0066]
층의 동기 소스는, 지연 정보를 반영하여 동기 시간 기준을 조정할 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 지연 정보는 핸드쉐이크(hand-shake) 방법을 통해 설정될 수 있다. 핸드쉐이 [0067]
크 방법에서, 동일한 D2D 독립 동기 소스로부터 직접적으로 혹은 릴레이 동기 소스를 통해 동기 시간 기준을 제 공받고 그 기준이 적용된 하나 혹은 복수의 D2D 동기 소스는 동일한 그룹으로 동작하며, 각 D2D 동기 소스는, 자신이 속한 그룹을 확인할 수 있다. 예를 들어, 동일한 동기 시간 기준을 갖는 D2D 동기 소스는, 동일한 D2D 동기 신호를 사용하거나, 그룹으로 구분된 D2D 동기 신호를 사용하거나, D2D 동기 채널에 포함된 그룹 식별자를 통해 자신이 속한 그룹을 확인할 수 있다. 본 발명의 한 실시 예에 따른 상위 계층의 D2D 동기 소스는, 하위 계 층의 D2D 동기 소스와 D2D 동기 신호 및 D2D 동기 채널을 송수신 함으로써 왕복 지연(round-trip delay, RTD) 을 측정하고, 측정된 왕복 지연을 바탕으로 지연 정보를 구성할 수 있다. 핸드쉐이크를 통한 지연 정보의 구성 방법은, 미리 결정된 주기에 따라 적용될 수 있고, 이때 적용 주기에는 D2D 단말의 D2D 동기 신호에 대한 측정 (measure) 주기 및 D2D 단말의 전력 소모량 등이 고려될 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예에 따라, 동일한 D2D 동기 신호가 사용되는 경우의 단말간 핸드쉐이크를 통한 지연 정보 [0068]
구성 방법을 설명한다.
먼저, D2D 동기 소스는 제공된 동기 시간 기준 또는 스스로 생성한 동기 시간 기준을 방송한다. 이때, D2D 동기 [0069]
채널에 포함된 지연 정보는 초기값으로 설정될 수 있다.
D2D 동기 신호 및 D2D 동기 채널을 수신한 D2D 단말 중, 릴레이 동기 소스(즉, 하위 계층의 D2D 동기 소스)로 [0070]
동작할 단말은, 수신된 동기 시간 기준을 적용하고, 수신된 D2D 동기 신호와 동일한 신호(즉, 동일한 시퀀스)를 선택한다. 그리고, 릴레이 동기 소스는 선택된 D2D 동기 신호 및 D2D 동기 채널을 방송한다. 이때, D2D 동기 신 호 및 D2D 동기 채널을 위에서 설명된 바와 같이 적어도 하나의 자원 풀을 통해 전송될 수 있다.
상위 계층의 D2D 동기 소스는, 인접 D2D 동기 소스로부터 수신된 D2D 동기 신호 및 D2D 동기 채널 중 하위 계층 [0071]
의 D2D 동기 소스에서 제공된 D2D 동기 신호를 탐색하여 하위 계층의 D2D 동기 소스의 D2D 동기 신호를 디코딩 하고, 동기 시간 기준을 획득할 수 있다. 그리고, 상위 계층의 D2D 동기 소스는 획득된 동기 시간 기준을 바탕 으로 왕복 시간 지연을 계산하고, 계산된 왕복 시간 지연을 자신의 D2D 동기 채널에 포함될 지연 정보에 반영할 수 있다. 이때, 상위 계층의 D2D 동기 소스가 복수의 하위 계층 D2D 동기 소스로부터 D2D 동기 신호를 수신하고, 왕복 시간 지연을 복수 개 계산한 경우, 상위 계층의 D2D 동기 소스는 복수 개의 왕복 시간 지연의 평균값을 계산하고, 왕복 시간 지연의 평균값을 D2D 동기 채널에 반영할 수 있다.
이후, 상위 계층의 D2D 동기 소스로부터 D2D 동기 신호 및 D2D 동기 채널을 수신한 하위 계층의 D2D 동기 소스 [0072]
는, 왕복 시간 지연이 반영된 지연 정보를 바탕으로 동기 시간 기준을 조정할 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예에 따라, 각 그룹별로 D2D 동기 신호가 사용되거나, D2D 동기 채널에 그룹에 관한 정보 [0073]
(예를 들어, 그룹 인덱스 등)가 포함되는 경우의 단말간 핸드쉐이크를 통한 지연 정보 구성 방법을 설명한다.
D2D 동기 신호가 그룹별로 구분되는 경우, 하나의 그룹에는 D2D 동기 신호로 사용 가능한 시퀀스 중 일부를 포 [0074]
함하고 있다. 따라서 D2D 동기 신호를 수신하는 단말은 D2D 동기 신호의 시퀀스로 해당 동기 기준이 어떤 그룹 에 속하는 지 알 수 있다. 각각의 그룹이 D2D 동기 신호로 구분되지 않는 경우, D2D 동기 소스는 D2D 동기 채널 에 그룹에 관한 정보(예를 들어, 그룹 인덱스)를 포함하여 해당 동기 기준이 어떤 그룹에 속하는 지에 대한 정 보를 제공한다.
먼저, D2D 동기 소스는 제공된 동기 시간 기준 또는 스스로 생성한 동기 시간 기준을 전송한다. 이때, D2D 동기 [0075]
채널에 포함된 지연 정보는 초기값으로 설정될 수 있다.
다른 D2D 동기 소스에서 전송된 D2D 동기 신호 또는 D2D 동기 채널을 수신한 D2D 단말 중, 릴레이 동기 소스로 [0076]
동작할 단말(즉, 하위 계층의 D2D 동기 소스)은, 수신된 동기 시간 기준을 적용한다. 그리고 하위 계층의 D2D 동기 소스는, 그룹별로 구분된 D2D 동기 신호를 사용하는 경우, 해당 그룹에서 D2D 동기 신호로 사용가능 한 시 퀀스 중 하나를 동기 신호로 선택하고, D2D 동기 채널에 포함된 그룹 인덱스로 구분하는 경우, 해당 그룹 인덱 스를 D2D 동기 채널에 포함시킨다. 이때, D2D 동기 신호 및 D2D 동기 채널은 위에서 설명된 대로 적어도 하나의 자원 풀을 통해 전송될 수 있다.
상위 계층의 D2D 동기 소스는, 인접 D2D 동기 소스로부터 수신된 D2D 동기 신호 및 D2D 동기 채널 중 하위 계층 [0077]
의 D2D 동기 소스가 제공하는 D2D 동기 신호를 디코딩 하고, 동기 시간 기준을 획득할 수 있다. 그리고, 상위 계층의 D2D 동기 소스는, 획득된 동기 시간 기준을 통해 왕복 시간 지연을 계산하고, 계산된 왕복 시간 지연을 D2D 동기 채널에 포함된 지연 정보에 반영한다. 이때, 상위 계층의 D2D 동기 소스가 복수의 하위 계층 D2D 동기 소스로부터 D2D 동기 신호를 수신하고, 왕복 시간 지연을 복수 개 계산한 경우, 상위 계층의 D2D 동기 소스는 복수 개의 왕복 시간 지연의 평균값을 지연 정보에 반영할 수 있다.
이후, 상위 계층의 D2D 동기 소스로부터 D2D 동기 신호 및 D2D 동기 채널을 수신한 하위 계층의 D2D 동기 소스 [0078]
는, D2D 동기 채널에 포함된 지연 정보를 바탕으로 동기 시간 기준을 조정할 수 있다.
도 5를 참조하면, 먼저 상위 계층의 D2D 동기 소스(510)가 D2D 동기 신호를 방송한다(S501). 상위 계층의 D2D [0079]
동기 소스(510)로부터 D2D 동기 신호를 수신한 릴레이 동기 소스(521, 522)는, 상위 계층의 D2D 동기 소스(51 0)의 동기 시간 기준(또는, 기준 타이밍(reference timing))을 유도(derive)하고(S502), 추정된 기준 타이밍을 바탕으로 D2D 동기 신호를 생성하고 생성된 D2D 동기 신호를 방송한다(S503).
하위 계층의 D2D 동기 소스(521, 522)에서 방송된 D2D 동기 신호를 수신한 상위 계층의 D2D 동기 소스(510)는, [0080]
왕복 지연의 평균(average RTD)를 추정(estimate)하고(S504), 평균 왕복 지연을 바탕으로 구성된 지연 정보를 D2D 동기 채널에 포함시켜서 D2D 동기 채널을 전송한다(S505).
상위 계층의 D2D 동기 소스(510)로부터 D2D 동기 채널을 수신한 하위 계층의 D2D 동기 소스(521, 522)는, D2D [0081]
동기 채널의 지연 정보를 바탕으로 동기 시간 기준을 수정(modification)할 수 있다(S506).
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 동기 신호 전송 방법을 나타낸 흐름도이다.
[0082]
도 6을 참조하면, D2D 동기 소스가 D2D 동기 신호의 수신 세기를 바탕으로 지연을 추정하고, 추정된 지연의 시 [0083]
간 길이를 바탕으로 동기 시간 기준이 조정될 수 있다. 즉, 상위 계층의 D2D 동기 소스(610)가 D2D 동기 신호를 전송하면(S601), 하위 계층의 D2D 동기 소스(621, 622)는 수신된 D2D 동기 신호의 수신 세기를 바탕으로 전파 지연을 추정하고, 추정된 전파 지연을 바탕으로 D2D 동기 신호를 통해 제공된 동기 시간 기준을 조정할 수 있다 (S602).
이때, 전파 지연은, 수신 신호의 세기 및 수신 신호의 세기에 따른 전파 지연값이 기재된 테이블을 바탕으로 추 [0084]
정될 수 있으며, 또는 미리 결정된 알고리즘을 통해 수신 신호의 세기로부터 전파 지연이 추정될 수 있다.
본 발명의 한 실시 예에 따르면, 전파 지연을 더욱 정교하게 추정하기 위하여, D2D 동기 소스는 자신이 전송한 [0085]
D2D 동기 신호의 기준 세기 정보를 D2D 동기 채널에 포함시킬 수 있다. 이때, D2D 동기 채널을 통해 전송될 수 있는 데이터 양이 많지 않기 때문에, D2D 동기 소스는 복수의 기준 세기 선택지 중 하나를 선택하여 D2D 동기 신호를 전송할 수 있다. D2D 동기 신호의 세기는 D2D 동기 신호를 전송하는 D2D 동기 소스의 상황(기지국의 커 버리지 내부/외부, 공공 안전, 수신 가능한 인접 D2D 동기 소스의 개수 등)에 따라 달라질 수 있다. 따라서 D2D 동기 소스가 선택할 수 있는 복수의 기준 세기 선택지는 기지국에 의해 설정되거나, 사전에 미리 설정(pre-
configured)될 수 있다. 기준 세기 정보가 포함된 D2D 동기 채널 및 기준 세기로 전송된 D2D 동기 신호를 수신 한 D2D 수신 단말(또는 릴레이 동기 소스)은, D2D 동기 채널에 포함된 기준 세기 정보와 D2D 동기 신호의 수신 세기를 비교하여 경로 손실을 계산하고, 계산된 경로 손실 값을 바탕으로 전파 지연으로 인한 시간 오차를 추정 할 수 있다. 그리고, D2D 동기 신호를 수신한 D2D 수신 단말(또는 릴레이 동기 소스)은, 추정된 시간 오차를 바 탕으로 동기 시간 기준을 조정할 수 있다.
한편, D2D 동기 신호의 세기가 D2D 그룹 등의 상황과 무관하게 미리 결정된 세기로 전송되도록 기지국 등에 의 [0086]
해 미리 설정된 경우(즉, D2D 동기 소스 및 수신 D2D 단말에서 미리 결정된 세기를 아는 경우), D2D 동기 채널 에서 D2D 동기 신호의 기준 세기 정보를 위한 비트는 사용되지 않을 수 있으며, 이 비트는 다른 정보를 추가적 으로 제공하기 위해 사용될 수 있다.
이후, 하위 계층의 D2D 동기 소스(621, 622)는, D2D 동기 신호를 방송하여 인접한 D2D 단말에게 조정된 동기 시 [0087]
간 기준을 제공할 수 있다(S603).
본 발명의 한 실시 예에서, D2D 동기 채널에 포함된 지연 정보는, D2D 동기 소스가 D2D 동기 신호 및 D2D 동기 [0088]
채널을 통해 동기 시간 기준을 제공할 때, D2D 단말 또는 릴레이 동기 소스에서 누적된 전파 지연으로 인해 동 기 시간 오차가 발생하는 것을 방지하고, 시간 오차로 인한 심볼 간 간섭(inter-symbol interference, ISI), 캐리어 간 간섭(inter-carrier interference, ICI) 등의 간섭 또는 충돌을 방지할 수 있다. 이때 지연 정보는, D2D 동기 소스와 가까운 D2D 단말 또는 릴레이 동기 소스에 적용되는 것보다, 충분한 길이의 전파 지연이 발생 할 만큼 D2D 동기 소스로부터 떨어진 지점에 위치한 D2D 단말 또는 릴레이 동기 소스에 적용되는 것이 효과적일 수 있다. 그리고, 본 발명의 한 실시 예에 따른 지연 정보가 효과적으로 사용될 수 있도록, D2D 동기 소스는 지 연 정보와 함께, 지연 정보의 사용 여부를 판단할 수 있는 추가적인 정보(앞으로 '추가 정보'라 함)를 D2D 동기 채널을 통해 전송할 수 있다.
본 발명의 한 실시 예에서, 추가 정보는, D2D 동기 소스가 제공하는 D2D 동기 신호의 수신 세기를 통하여 지연 [0089]
정보의 사용 여부를 판단할 수 있는 기준을 제공할 수 있다. 즉, D2D 동기 소스는 추가 정보로서, D2D 수신 단 말 입장에서의 신호 세기를 D2D 동기 채널을 통해 전송할 수 있다. D2D 수신 단말 입장에서의 신호 세기에 관한 정보를 수신 신호 세기 정보 Y(dB 또는 dBm 단위)라고 하면, D2D 수신 단말 또는 릴레이 동기 소스는 수신된 D2D 동기 신호의 수신 세기가 Y보다 작을 때에는 D2D 동기 채널에 포함된 지연 정보를 활용하여 동기 시간 기준 을 조정할 수 있다. 이때, 수신 신호 세기 정보 Y는 D2D 동기 소스에서 전송되는 D2D 동기 신호의 송신 세기, 일반 CP 또는 확장 CP의 사용 여부, 인접 D2D 동기 소스의 존재 여부 등을 고려하여 설정될 수 있다.
본 발명의 한 실시 예에 따르면, 추가 정보는, 아래와 같이 하위 계층의 D2D 동기 소스 또는 D2D 단말에서 사용 [0090]
될 수 있다. 먼저, 상위 계층의 D2D 동기 소스는, 전송될 D2D 동기 신호의 송신 세기, CP의 길이 등을 고려하여 지연 정보 및 추가 정보를 D2D 동기 채널을 통해 전송한다. D2D 동기 채널을 수신한 하위 계층의 D2D 동기 소스 는, 수신된 D2D 동기 신호의 수신 세기를 추가 정보를 통해 제공된 신호 세기와 비교한다. 수신된 D2D 동기 신 호의 수신 세기가 추가 정보를 통해 제공된 신호 세기보다 작다면, 하위 계층의 D2D 동기 소스는, 제공된 지연 정보를 적용하여 자신의 동기 시간 기준을 조정할 수 있다.
도 7은 본 발명의 한 실시 예에 따른 동기 소스 간 협상 방법을 나타낸 개념도이고, 도 8은 본 발명의 한 실시 [0091]
예에 따른 동기 소스 간 협상 방법을 나타낸 흐름도이다.
계층적 구조를 이용한 D2D 단말의 동기 절차는, 복수 개의 서로 다른 독립 동기 소스가 존재할 수 있으므로 하 [0092]
나의 D2D 단말에 서로 다른 동기 시간 기준이 제공될 수 있다. 복수의 독립 동기 소스에 의한 복수의 서로 다른 동기 시간 기준이 존재하는 경우, 동기를 추적하는 D2D 단말의 배터리 소모 및 연산 복잡도가 증가하고, 전체 D2D 네트워크의 측면에서 동기 성능 또한 저하될 수 있다. 따라서, 계층적 구조를 이용하여 D2D 단말을 동기화 하기 위해서, 각 독립 동기 소스는 독립 동기 소스의 개수를 줄이기 위하여 서로 협상할 필요가 있다.
본 발명의 한 실시 예에서, 하나의 독립 동기 소스가 인접한 독립 동기 소스 또는 계층 레벨이 1인 릴레이 동기 [0093]
소스(즉, 독립 동기 소스의 동기 시간 기준을 독립 동기 소스가 직접 방송하는 D2D 동기 신호 및 동기 채널을 통해 제공받은 동기 소스)로부터 D2D 동기 신호 및 D2D 동기 채널을 수신하면, 각 독립 동기 소스는 자신의 동 기 소스 역할을 유지하거나 포기함으로써 독립 동기 소스의 개수를 감소시킬 수 있다. 이때, 각 독립 동기 소스 에는 협상을 위해서 적절한 협상 정보가 제공될 수 있다. 본 발명의 한 실시 예에 따른 독립 동기 소스 또는 계 층 레벨이 1인 릴레이 동기 소스는, 동기 소스 간 협상을 위한 정보(앞으로 '협상 정보'라 함)를 D2D 동기 채널 을 통해 인접한 D2D 동기 소스에게 제공할 수 있다.
협상 정보는 다음 두 가지 방법을 통해 설정될 수 있다. 먼저, 첫 번째 방법에 따르면, 하나의 D2D 단말이 독립 [0094]
동기 소스로 역할을 선택할 때, D2D 단말은 독립 동기 소스 간 협상을 위한 협상 정수(negotiation number)를 임의로 선택할 수 있다. 이때, 협상 정수는 미리 결정된 길이의 비트열로 결정될 수 있다. 협상 정수를 선택한 독립 동기 소스는 자신의 D2D 동기 채널에 협상 정수를 포함시킬 수 있다.
다음 두 번째 방법에 따르면, 독립 동기 소스가 독립 동기 소스로서 동작한 시간을 나타내는 타임 스탬프를 D2D [0095]
동기 채널을 통해 전송할 수 있다. 이때, 타임 스탬프 정보는 미리 결정된 시간 간격에 따라 증가하는 정수이거 나, 독립 동기 소스로서 동작하기 시작한 시간을 의미하는 정수일 수 있다.
이후, 독립 동기 소스로부터 협상 정보를 제공 받은 하위 계층의 D2D 동기 소스는 D2D 동기 신호 또는 D2D 동기 [0096]
채널을 통해 협상 정보를 전송한다. 따라서, 독립 동기 소스는 독립 동기 소스 또는 계층 레벨이 1인 릴레이 동 기 소스가 인접한 지역에 위치하는 경우, D2D 동기 신호 및 D2D 동기 채널을 수신함으로써 협상 정보를 제공 받 을 수 있다. 도 7을 참조하면, 독립 동기 소스로 동작하던 UE4는, 협상 이후 릴레이 동기 소스로 역할을 변경하 였다.
도 8을 참조하면, 먼저, 본 발명의 한 실시 예에 따른 독립 동기 소스는 인접한 D2D 동기 소스로부터 제공된 [0097]
D2D 동기 신호 및 D2D 동기 채널을 탐색한다(S801). 그리고, 독립 동기 소스는 D2D 동기 신호 및 D2D 동기 채널 을 방송한 D2D 동기 소스가 독립 동기 소스 또는 계층 레벨이 1인 릴레이 동기 소스인지 판단한다(S802). 예를 들어 독립 동기 소스는, D2D 동기 채널에 포함된 계층 레벨에 관한 정보를 통해, D2D 동기 채널을 방송한 D2D 동기 소스의 계층 레벨을 알 수 있다. 수신된 D2D 동기 신호 및 D2D 동기 채널을 방송한 D2D 동기 소스가 독립 동기 소스 또는 계층 레벨이 1인 릴레이 동기 소스가 아니라면(즉, 계층 레벨이 2 이상임), 독립 동기 소스는 독립 동기 소스로서의 역할을 유지한다(S803).
하지만, D2D 동기 신호 및 D2D 동기 채널을 방송한 D2D 동기 소스가 독립 동기 소스 또는 계층 레벨이 1인 릴레 [0098]
이 동기 소스라면(즉, D2D 동기 채널의 계층 레벨이 0 또는 1), 독립 동기 소스는 D2D 동기 채널에 포함된 협상 정수 또는 타임 스탬프와 자신의 협상 정수 또는 타임 스탬프를 비교한다(S804). 비교 결과, 자신의 협상 정수 의 우선권이 인접한 D2D 동기 소스의 협상 정수의 우선권보다 더 높거나 같다면, 독립 동기 소스는 독립 동기 소스로서의 역할을 유지한다. 또는, 비교 결과, 자신의 타임 스탬프에 나타난 시간이 인접한 D2D 동기 소스의 D2D 동기 채널에 제공된 타임 스탬프에 나타난 시간보다 상대적으로 오래 되었다면, 독립 동기 소스는 독립 동 기 소스로서의 역할을 유지한다.
하지만, 자신의 협상 정수 또는 타임 스탬프의 우선권이 인접한 D2D 동기 소스의 그것보다 더 낮다면, 독립 동 [0099]
기 소스는 독립 동기 소스 역할을 포기하고(즉, 독립 동기 소스로서의 동작을 멈추고), 인접한 D2D 동기 소스의 동기 시간 기준에 자신을 동기화한다(즉, 릴레이 동기 소스 역할을 수행함)(S805). 이후, 독립 동기 소스의 역 할을 포기한 D2D 동기 소스는, 계층 레벨을 하나 증가시키고, 수정된 동기 시간 기준을 바탕으로 D2D 동기 신호 및 D2D 동기 채널을 방송한다(S806).
위와 같이 본 발명의 실시 예에 따르면, D2D 단말은 기지국의 커버리지 외곽에서 기지국의 제어 없이 계층적 구 [0100]
조를 통해 인접한 D2D 단말과 동기화를 수행할 수 있다. 이때, 본 발명의 한 실시 예에 따른 D2D 단말은 동기 시간 기준을 조정하여 전파 지연에 따른 신호 충돌 또는 신호 간섭을 회피할 수 있다. 또한, 독립 동기 소스인 경우 D2D 단말은 다른 동기 소스와의 협상을 통해 독립 동기 소스의 개수를 적절히 조절함으로써, D2D 단말의 배터리 소모 및 연산 복잡도 증가 문제를 해결할 수 있다.
도 9는 본 발명의 한 실시 예에 따른 무선 통신 시스템을 나타낸 블록도이다.
[0101]
도 9를 참조하면, 본 발명의 한 실시 예에 따른 무선 통신 시스템은, 송신 단말(910)과 수신 단말(920)을 포함 [0102]
한다.
송신 단말(910)은, 프로세서(processor)(911), 메모리(memory)(912), 그리고 무선 통신부(radio frequency [0103]
unit, RF unit)(913)를 포함한다. 메모리(912)는 프로세서(911)와 연결되어 프로세서(911)를 구동하기 위한 다 양한 정보를 저장할 수 있다. 무선 통신부(913)는 프로세서(911)와 연결되어 무선 신호를 송수신 할 수 있다.
프로세서(911)는 본 발명의 실시 예에서 제안한 기능, 과정, 또는 방법을 구현할 수 있다. 이때, 본 발명의 한 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 무선 인터페이스 프로토콜 계층은 프로세서(911)에 의해 구현될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 송신 단말(910)의 동작은 프로세서(911)에 의해 구현될 수 있다.
수신 단말(920)은, 프로세서(921), 메모리(922), 그리고 무선 통신부(923)를 포함한다. 메모리(922)는 프로세서 [0104]
(921)와 연결되어 프로세스(921)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장할 수 있다. 무선 통신부(923)는 프로세서 (921)와 연결되어 무선 신호를 송수신 할 수 있다. 프로세서(921)는 본 발명의 실시 예에서 제안한 기능, 단계, 또는 방법을 구현할 수 있다. 이때, 본 발명의 한 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 무선 인터페이스 프로 토콜 계층은 프로세서(921)에 의해 구현될 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따른 수신 단말(920)의 동작은 프로세 서(921)에 의해 구현될 수 있다.
본 발명의 실시 예에서 메모리는 프로세서의 내부 또는 외부에 위치할 수 있고, 메모리는 이미 알려진 다양한 [0105]
수단을 통해 프로세서와 연결될 수 있다. 메모리는 다양한 형태의 휘발성 또는 비휘발성 저장 매체이며, 예를 들어, 메모리는 읽기 전용 메모리(read-only memory, ROM) 또는 랜덤 액세스 메모리(random access memory, RAM)를 포함할 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 [0106]
다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
도면 도면1
도면2
도면3
도면4
도면5
도면6
도면7
도면8
도면9
