WO2017018593A1 - 단말간 통신 시스템에서 전송 전력을 결정하는 장치 및 방법 - Google Patents
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Definitions
- the following embodiments are related to an apparatus and method for determining transmission power in an inter-terminal communication system.
- the present invention relates to a transmission power for maximizing data transmission speed between terminals while maintaining the influence of interference on a base station below a threshold.
- the present invention relates to determining.
- D2D communication is a distributed communication technology that directly passes traffic between adjacent nodes without using infrastructure such as base stations.
- each node such as a mobile terminal, finds another terminal physically adjacent to itself, establishes a communication session, and transmits traffic. Since D2D communication can solve the traffic overload problem by distributing the traffic concentrated at the base station, it is getting the spotlight as an element technology of the next generation mobile communication technology after 4G.
- the interference signal generated during the communication degrades the performance of the base station. That is, while the terminals perform the D2D communication, a technique for maintaining the performance of the base station is required.
- An object of the following embodiments is to determine the transmission power for D2D communication between terminals without degrading the performance of the base station.
- a terminal located within the coverage of a base station wherein the third terminal located within the coverage of the base station to the second terminal paired with the terminal during the time for transmitting the first data to the base station;
- the apparatus may further include a channel state estimator and a receiver configured to estimate a second channel state from the second terminal to the terminal, wherein the transmitter transmits the second channel state to the base station and the receiver transmits the second channel state.
- the transmission power determined in consideration of the state may be received from the base station.
- the apparatus may further include a transmit power determiner configured to update and transmit the transmit power according to Equation 1 below.
- Is the first channel state Is the effect of the multipath fading channel of the channel from the terminal to the base station, Is the channel gain according to the distance from the terminal to the base station.
- Is a second channel state which is a channel state from the second terminal to the terminal, Is the influence of the multipath fading channel of the channel from the terminal to the second terminal, Is a channel gain according to the distance from the second terminal to the terminal.
- Is the power of thermal noise Is the strength of the interference transmitted from the terminal to the base station, Is the maximum transmit power of the terminal. Is It is the larger of internal value and '0'.
- Updated Is the value of, Is a threshold of the sum of interference signals received by the base station. Is the number of terminals transmitting interference to the base station, Is the value of the previous transmit power. Is any constant.
- the apparatus may further include a transmit power determiner configured to determine the transmit power according to Equation 3 below.
- I is a threshold of the sum of interference signals received by the base station.
- Is the first channel state Is the effect of the multipath fading channel of the channel from the terminal to the base station, Is the channel gain according to the distance from the terminal to the base station.
- Is a second channel state which is a channel state from the second terminal to the terminal, Is the effect of the multipath fading channel of the channel from the terminal to the second terminal, Is a channel gain according to the distance from the second terminal to the terminal.
- Is the power of thermal noise Is the strength of the interference transmitted from the terminal to the base station, Is the maximum transmit power of the terminal. Is It is the larger of internal value and '0'.
- I is a threshold of the sum of interference signals received by the base station.
- a base station in which terminals located within coverage directly transmit data to each other, the pilot receiving unit receiving a pilot signal from a first terminal among the terminals, and using the received pilot signal;
- a channel state estimator for estimating a first channel state from a first terminal to the base station, and a channel state receiver for receiving a second channel state from the first terminal to a second terminal included in the terminals from the first terminal
- a transmission power determiner for determining a transmission power for the first terminal in consideration of the first channel state and the second channel state, and a transmitter for transmitting the determined transmission power to the first terminal.
- the transmission power determiner may determine the transmission power according to Equation 7 and Equation 8 below.
- I is a threshold of the sum of interference signals received by the base station.
- Transmit power Is a set of terminals having a value of 0 Transmit power Has a value of Is a set of terminals.
- Is the first channel state Is the effect of the multipath fading channel of the channel from the terminal to the base station, Is the channel gain according to the distance from the terminal to the base station.
- Is a second channel state which is a channel state from the second terminal to the terminal, Is the influence of the multipath fading channel of the channel from the terminal to the second terminal, Is a channel gain according to the distance from the second terminal to the terminal.
- Is the power of thermal noise Is the strength of the interference transmitted from the terminal to the base station, Is the maximum transmit power of the terminal. Is It is the larger of internal value and '0'.
- the transmission power determiner may update the transmission power by repeating Equation 7 and Equation 8 until the determined transmission power satisfies Equation 9 below.
- the third terminal located within the coverage of the base station is paired with the terminal during the time for transmitting the first data to the base station
- a method of operating a terminal comprising directly transmitting second data to a second terminal at a transmission power determined in consideration of a first channel state from the terminal to the base station.
- the method may further include receiving from a base station.
- the method may further include updating and determining the transmission power according to Equation 10 below.
- Is the value of the updated transmit power Is updated as in Equation 11 below.
- Is the first channel state Is the effect of the multipath fading channel of the channel from the terminal to the base station, Is the channel gain according to the distance from the terminal to the base station.
- Is a second channel state which is a channel state from the second terminal to the terminal, Is the influence of the multipath fading channel of the channel from the terminal to the second terminal, Is a channel gain according to the distance from the second terminal to the terminal.
- Is the power of thermal noise Is the strength of the interference transmitted from the terminal to the base station, Is the maximum transmit power of the terminal. Is It is the larger of internal value and '0'.
- Updated Is the value of, Is a threshold of the sum of interference signals received by the base station. Is the number of terminals transmitting interference to the base station, Is the value of the previous transmit power. Is any constant.
- the method may further include determining the transmission power according to Equation 12 below.
- I is a threshold of the sum of interference signals received by the base station.
- the method may further include determining the transmission power according to Equation 14 below.
- Is the first channel state Is the effect of the multipath fading channel of the channel from the terminal to the base station, Is the channel gain according to the distance from the terminal to the base station.
- Is a second channel state which is a channel state from the second terminal to the terminal, Is the effect of the multipath fading channel of the channel from the terminal to the second terminal, Is a channel gain according to the distance from the second terminal to the terminal.
- Is the power of thermal noise Is the strength of the interference transmitted from the terminal to the base station, Is the maximum transmit power of the terminal. Is It is the larger of internal value and '0'.
- I is a threshold of the sum of interference signals received by the base station.
- FIG. 1 is a diagram illustrating a concept of D2D communication according to an exemplary embodiment.
- FIG. 2 is a flowchart illustrating a step-by-step method of D2D communication according to an exemplary embodiment.
- FIG. 3 is a block diagram illustrating a structure of a terminal for performing D2D communication according to another exemplary embodiment.
- Fig. 4 is a flowchart illustrating a step-by-step method of operating a terminal performing D2D communication according to another exemplary embodiment.
- Fig. 5 is a block diagram showing the structure of a base station for determining transmission power for D2D communication according to another exemplary embodiment.
- Fig. 6 is a flowchart illustrating step by step a D2D communication method according to yet another exemplary embodiment.
- a terminal located within the coverage of a base station wherein the third terminal located within the coverage of the base station to the second terminal paired with the terminal during the time for transmitting the first data to the base station;
- the apparatus may further include a channel state estimator and a receiver configured to estimate a second channel state from the second terminal to the terminal, wherein the transmitter transmits the second channel state to the base station and the receiver transmits the second channel state.
- the transmission power determined in consideration of the state may be received from the base station.
- the apparatus may further include a transmit power determiner configured to update and transmit the transmit power according to Equation 1 below.
- Is the value of the updated transmit power Is updated as in Equation 2 below.
- Is the first channel state Is the effect of the multipath fading channel of the channel from the terminal to the base station, Is the channel gain according to the distance from the terminal to the base station.
- Is a second channel state which is a channel state from the second terminal to the terminal, Is the influence of the multipath fading channel of the channel from the terminal to the second terminal, Is a channel gain according to the distance from the second terminal to the terminal.
- Is the power of thermal noise Is the strength of the interference transmitted from the terminal to the base station, Is the maximum transmit power of the terminal. Is It is the larger of internal value and '0'.
- Updated Is the value of, Is a threshold of the sum of interference signals received by the base station. Is the number of terminals transmitting interference to the base station, Is the value of the previous transmit power. Is any constant.
- the apparatus may further include a transmit power determiner configured to determine the transmit power according to Equation 3 below.
- Is the first channel state Is the effect of the multipath fading channel of the channel from the terminal to the base station, Is the channel gain according to the distance from the terminal to the base station.
- Is a second channel state which is a channel state from the second terminal to the terminal, Is the effect of the multipath fading channel of the channel from the terminal to the second terminal, Is a channel gain according to the distance from the second terminal to the terminal.
- Is the power of thermal noise Is the strength of the interference transmitted from the terminal to the base station, Is the maximum transmit power of the terminal. Is It is the larger of internal value and '0'.
- I is a threshold of the sum of interference signals received by the base station.
- the transmission power may further include a transmission power determination unit to determine according to the following equation (5).
- Is the first channel state Is the effect of the multipath fading channel of the channel from the terminal to the base station, Is the channel gain according to the distance from the terminal to the base station.
- Is a second channel state which is a channel state from the second terminal to the terminal, Is the effect of the multipath fading channel of the channel from the terminal to the second terminal, Is a channel gain according to the distance from the second terminal to the terminal.
- Is the power of thermal noise Is the strength of the interference transmitted from the terminal to the base station, Is the maximum transmit power of the terminal. Is It is the larger of internal value and '0'.
- I is a threshold of the sum of interference signals received by the base station.
- a base station in which terminals located within coverage directly transmit data to each other, the pilot receiving unit receiving a pilot signal from a first terminal among the terminals, and using the received pilot signal;
- a channel state estimator for estimating a first channel state from a first terminal to the base station, and a channel state receiver for receiving a second channel state from the first terminal to a second terminal included in the terminals from the first terminal
- a transmission power determiner for determining a transmission power for the first terminal in consideration of the first channel state and the second channel state, and a transmitter for transmitting the determined transmission power to the first terminal.
- the transmission power determiner may determine the transmission power according to Equation 7 and Equation 8 below.
- I is a threshold of the sum of interference signals received by the base station.
- Transmit power Is a set of terminals having a value of 0 Transmit power Has a value of Is a set of terminals.
- Is the first channel state Is the effect of the multipath fading channel of the channel from the terminal to the base station, Is the channel gain according to the distance from the terminal to the base station.
- Is a second channel state which is a channel state from the second terminal to the terminal, Is the influence of the multipath fading channel of the channel from the terminal to the second terminal, Is a channel gain according to the distance from the second terminal to the terminal.
- Is the power of thermal noise Is the strength of the interference transmitted from the terminal to the base station, Is the maximum transmit power of the terminal. Is It is the larger of internal value and '0'.
- the transmission power determiner may update the transmission power by repeating Equation 7 and Equation 8 until the determined transmission power satisfies Equation 9 below.
- the third terminal located within the coverage of the base station is paired with the terminal during the time for transmitting the first data to the base station
- a method of operating a terminal comprising directly transmitting second data to a second terminal at a transmission power determined in consideration of a first channel state from the terminal to the base station.
- the method may further include receiving from a base station.
- the method may further include updating and determining the transmission power according to Equation 10 below.
- Is the value of the updated transmit power Is updated as in Equation 11 below.
- Is the first channel state Is the effect of the multipath fading channel of the channel from the terminal to the base station, Is the channel gain according to the distance from the terminal to the base station.
- Is a second channel state which is a channel state from the second terminal to the terminal, Is the influence of the multipath fading channel of the channel from the terminal to the second terminal, Is a channel gain according to the distance from the second terminal to the terminal.
- Is the power of thermal noise Is the strength of the interference transmitted from the terminal to the base station, Is the maximum transmit power of the terminal. Is It is the larger of internal value and '0'.
- Updated Is the value of, Is a threshold of the sum of interference signals received by the base station. Is the number of terminals transmitting interference to the base station, Is the value of the previous transmit power. Is any constant.
- the method may further include determining the transmission power according to Equation 12 below.
- I is a threshold of the sum of interference signals received by the base station.
- the method may further include determining the transmission power according to Equation 14 below.
- Is the first channel state Is the effect of the multipath fading channel of the channel from the terminal to the base station, Is the channel gain according to the distance from the terminal to the base station.
- Is a second channel state which is a channel state from the second terminal to the terminal, Is the effect of the multipath fading channel of the channel from the terminal to the second terminal, Is a channel gain according to the distance from the second terminal to the terminal.
- Is the power of thermal noise Is the strength of the interference transmitted from the terminal to the base station, Is the maximum transmit power of the terminal. Is It is the larger of internal value and '0'.
- I is a threshold of the sum of interference signals received by the base station.
- FIG. 1 is a diagram illustrating a concept of D2D communication according to an exemplary embodiment.
- Each of the terminals 121, 122, 131, 132, 140 may transmit data according to a device-to-device (D2D) communication method of directly transmitting data to other terminals, or via the base station 110 to another terminal. You can also send data.
- D2D device-to-device
- Terminals using the D2D communication scheme form a pair (pair, 120, 130) with other terminals for transmitting and receiving data.
- the terminal 121 configures a first D2D pair 120 with the terminal 122, and the terminal 121 directly transmits data to the terminal 122 according to a D2D communication scheme.
- the terminal 131 forms a second D2D pair 130 with the terminal 132, and the terminal 131 directly transmits data to the terminal 132 according to a D2D communication scheme.
- the terminal 140 transmits data to the other terminal through the base station 110.
- a terminal for transmitting data using a D2D communication method is referred to as a D2D transmitting terminal and a terminal for receiving data using a D2D communication method is referred to as a D2D receiving terminal.
- each pair 120, 130 is Assume that they are spaced apart by the above distance. Also, in each D2D pair 120, 130, the D2D transmitting terminals 121, 131 are connected to the D2D receiving terminals 122, 132 in another D2D pair. Assume that we transmit as much interference.
- the D2D transmitting terminal (121, 131) transmits data to the D2D receiving terminal (122, 132) at the same time as the terminal 140 for transmitting data to the base station. Therefore, the D2D transmission terminals 121 and 131 transmit the interference signal to the base station 140, and as a result, the data reception performance of the base station 140 is degraded.
- the base station 140 may determine the transmission power of the D2D transmitting terminals to maximize the data rate of each D2D pair while maintaining the strength of the interference signal received from all the D2D transmitting terminals to a certain level or less.
- a channel gain according to a distance from a D2D transmitting terminal (called an i-th D2D transmitting terminal) included in an i-th D2D pair to a base station 140 is calculated.
- the effects of multipath fading channels The channel state from the i-th D2D transmitting terminal to the base station 140 can be expressed as
- the channel gain according to the distance from the ith D2D transmitting terminal to the ith D2D receiving terminal The effects of multipath fading channels , The channel state from the i th D2D transmitting terminal to the i th D2D receiving terminal Can be expressed.
- the channel gain according to the distance from the ith D2D transmitting terminal to the ith D2D receiving terminal The effects of multipath fading channels , The channel state from the i th D2D transmitting terminal to the i th D2D receiving terminal Can be expressed.
- Equation 1 the sum of normalized data rates of each D2D pair may be expressed by Equation 1 below.
- the threshold value of the strength of the interference signal received by the D2D base station 140 In this case, the base station 140 receives a certain level (the strength of the interference signal received from all the D2D transmitting terminals). Keeping below) can be expressed as Equation 2 below.
- each D2D transmission terminal Has a limiting condition as shown in Equation 3 below. here, Transmit power Is the maximum value that can have.
- the base station 140 determines the transmission power of the D2D transmission terminals so that the data rate of each D2D pair is maximized while maintaining the strength of the interference signal received from all the D2D transmission terminals below a certain level. Satisfying Equations 2 and 3 To maximize Equation 1 It can be modeled as yielding a combination of these. To satisfy these conditions A specific method for calculating the combination of these will be described in detail with reference to FIGS. 2 to 7.
- the transmission power determination method according to an exemplary embodiment can be largely divided into four embodiments according to a subject that determines the transmission power and a parameter that is considered for determining the transmission power.
- FIG. 2 is a flowchart illustrating a step-by-step method of D2D communication according to an exemplary embodiment.
- the base station 110 considers a channel state from the D2D transmitting terminals 121 and 131 to the base station 110 and a channel state from the D2D transmitting terminals 121 and 131 to the D2D receiving terminals 122 and 132.
- An embodiment of determining the transmission power of the D2D transmission terminals 121 and 131 is shown.
- step 230 the D2D transmitting terminal 210 transmits a pilot signal to the base station 220.
- the base station estimates a first channel state from the D2D transmitting terminal 210 to the base station 220 using the pilot signal received from the D2D transmitting terminal 210.
- the first channel state is a channel gain according to the distance from the D2D transmitting terminal 210 to the base station 220
- multipath fading channel effects Considering It can be expressed as
- the D2D transmitting terminal 210 estimates a second channel state from the D2D transmitting terminal 210 to the D2D receiving terminal (not shown).
- the second channel state is a channel gain according to the distance from the D2D transmitting terminal 210 to the D2D receiving terminal
- multipath fading channel effects Considering It can be expressed as
- step 241 the D2D transmitting terminal 210 transmits the second channel state to the base station 220.
- the base station 220 determines the transmit power of the D2D transmitting terminal 210 in consideration of the first channel state and the second channel state. According to one side, the base station maintains the transmission power of the D2D transmission terminals to the maximum data rate of each D2D pair while maintaining the strength of the interference signal received from all the D2D transmission terminals for a K terminal pair below a certain level. You can decide.
- Equation 1 This satisfies Equations 2 and 3 To maximize Equation 1 It can be thought of as yielding a combination of these.
- the base station 220 using the following equation (4) and (5), according to the following algorithm Can be calculated.
- base station 220 is To the empty set ( Can be initialized to here, Transmit power Is a set of D2D transmitting terminals with a value of 0.)
- base station 220 is To the empty set ( Can be initialized to here, Transmit power Has a value of Is a set of D2D transmission terminals.)
- K is a set of D2D transmission terminals.
- Step 5 Determine whether the following inequality (Equation 6) is satisfied
- step 5 If the inequality is satisfied in step 5, the determined The value is finally determined as the transmission power of the D2D transmitting terminal. If the inequality is not satisfied, the following steps 6 and 9 are repeated until the inequality is satisfied.
- Step 8 According to Equation 4 Calculation
- step 260 the base station 220 calculates the calculated transmit power To the D2D transmitting terminal 210.
- step 261 the D2D transmitting terminal 210 receives the received transmit power.
- the second data is transmitted to the D2D receiving terminal (second terminal, not shown).
- the interference signal is transmitted to the base station 220, but the total sum of the interference signals received by the base station 220 is kept below the threshold. Therefore, even when the base station 220 receives the first data at the same time as the D2D transmitting terminal 210, the performance of the base station 220 is maintained.
- the terminal according to the exemplary embodiment includes a channel state estimator 310, a transmitter 320, and a receiver 330.
- the terminal 300 and the second terminal 350 are terminals included in the same terminal pair, the terminal 300 operates as a D2D transmitting terminal, and the second terminal 350 operates as a D2D receiving terminal.
- the transmitter 320 transmits a pilot signal to the base station 340.
- the pilot signal transmitted to the base station 340 is used to estimate the first channel state from the terminal 300 to the base station 340.
- the channel state estimator 310 estimates a second channel state from the second terminal 350 to the terminal 300.
- the receiver 330 receives a pilot signal from the second terminal 350, the channel state estimator 310 using the pilot signal received from the second terminal 350, the second terminal 350
- the second channel state from the terminal to the terminal 300 can be estimated.
- the transmitter 320 transmits the second channel state to the base station 340.
- the second channel state may be used by the base station 340 to determine the transmit power of the terminal 300.
- the base station 340 may determine the transmission power of the terminal 300 in consideration of both the first channel state and the second channel state.
- the base station 340 maintains the strength of the interference signal received from all the D2D transmitting terminals for the K terminal pairs below a certain level, so that the data rate of each D2D pair to the maximum D2D transmitting terminal Can determine their transmit power.
- the base station 340 may determine the transmit power of the terminal 300 by using the algorithm according to the steps 1 to 9 described above.
- the receiver 330 receives the transmission power determined by the base station 340 from the base station 340.
- a third terminal may be additionally located within the coverage of the base station 340.
- the third terminal may transmit the first data to the base station without directly transmitting the data to another terminal.
- the transmitter 320 transmits the second data to the second terminal 350 while the third terminal transmits the first data to the base station 340.
- the transmitter 320 may transmit the second data with the received transmission power.
- the interference signal is transmitted from the terminal 300 to the base station 340.
- the total sum of the interference signals received by the base station 340 is maintained below the threshold.
- Fig. 4 is a flowchart illustrating a step-by-step method of operating a terminal performing D2D communication according to another exemplary embodiment.
- step 410 the terminal transmits a pilot signal to the base station.
- the pilot signal transmitted to the base station is used to estimate the first channel state from the terminal to the base station.
- the terminal estimates a second channel state from the second terminal to the terminal.
- the second terminal is a terminal included in the same terminal pair as the terminal.
- the terminal operates as a D2D transmitting terminal and the second terminal operates as a D2D receiving terminal.
- the terminal transmits a second channel state to the base station.
- the second channel state may be used by the base station to determine the transmit power of the terminal.
- the base station maintains the transmission power of the D2D transmission terminals to the maximum data rate of each D2D pair while maintaining the strength of the interference signal received from all the D2D transmission terminals for a K terminal pair below a certain level. You can decide.
- the base station may determine the transmit power of the terminal using the algorithm according to the steps 1 to 9 described above.
- step 440 the terminal receives the transmission power determined by the base station from the base station.
- the terminal transmits the second data to the second terminal during the time that the third terminal transmits the first data to the base station.
- the third terminal is a terminal located within the coverage of the base station and is a terminal for directly transmitting data to the base station.
- the terminal may transmit the second data at the received transmission power.
- the interference signal is transmitted from the terminal to the base station.
- the total sum of the interference signals received by the base station remains below the threshold.
- Fig. 5 is a block diagram showing the structure of a base station for determining transmission power for D2D communication according to another exemplary embodiment.
- Another base station 500 includes a pilot receiver 510, a channel state estimator 520, a channel state receiver 530, a transmit power determiner 540, and a transmitter 550.
- the pilot receiver 510 receives a pilot signal from the terminal 560.
- the channel state estimator 520 estimates a first channel state from the terminal 560 to the base station using the received pilot signal.
- the channel state receiver 530 receives the second channel state from the terminal 560.
- the second channel state is a channel state from the second terminal 570 to the terminal 560.
- the terminal 560 may receive a second pilot signal from the second terminal 570 and estimate the second channel state using the received second pilot signal.
- the transmit power determiner 540 determines the transmit power of the terminal 560 using the second channel state and the first channel state. According to one side, the transmission power determiner 540 maintains the strength of the interference signal received from all the D2D transmission terminals for the K terminal pairs below a certain level, D2D so that the data rate of each D2D pair to the maximum It is possible to determine the transmit power of the transmitting terminals. According to another aspect, the transmit power determiner 540 may determine the transmit power of the terminal 560 by using the algorithm according to the steps 1 to 9 described above.
- the transmitter 550 transmits the determined transmission power to the terminal 560.
- the terminal 560 receives the transmission power from the base station 500.
- the third terminal may be located in the coverage of the base station 500.
- the third terminal may transmit data to the base station 500 without directly transmitting data to another terminal.
- the terminal 560 transmits the second data to the second terminal 570 during the time when the third terminal transmits the first data to the base station 500.
- the terminal 560 may transmit the second data with the received transmission power.
- the interference signal is transmitted from the terminal 560 to the base station 500.
- the total sum of the interference signals received by the base station 500 remains below the threshold.
- Fig. 6 is a flowchart illustrating step by step a D2D communication method according to yet another exemplary embodiment.
- step 630 the terminal 610 transmits a pilot signal to the base station 620.
- the base station estimates a first channel state from the terminal 610 to the base station 620 using the received pilot signal.
- step 640 the terminal 610 receives the first channel state from the base station 620.
- the terminal 610 receives the first channel state estimated by the base station 620 is described. According to another embodiment, the terminal 610 is downward from the base station 620 to the terminal 610.
- the link channel state may be used as the first channel state.
- the terminal 610 estimates a second channel state from the second terminal to the terminal 610.
- the terminal 610 may receive a second pilot signal from the second terminal, and estimate the second channel state from the second terminal to the terminal 610 using the received second pilot signal.
- step 660 the terminal 610 determines the transmit power.
- the terminal 610 determines the transmission power according to some assumptions of a distributed power control scheme, a power control scheme based on average, and a power average based on a channel average value. It can be classified into a technique (Power Control Scheme Based on Averaged Channel Value).
- the terminal 610 may determine the transmit power. Accordingly, the terminal 610 does not need to feed back the second channel state to the base station 620.
- the terminal 610 is a utility for the i-th D2D pair according to Equation 7 below. Can be defined.
- the first item is the data rate between the i-th D2D pair
- the second item is the influence of interference transmitted by the D2D transmitting terminal 610 included in the i-th D2D pair to the base station.
- Equation 7 a utility Is proportional to the data rate between the D2D pairs and is inversely proportional to the effect of interference transmitted by the D2D transmitting terminal 620 to the base station 620.
- the normalization cost of interference If appropriately determined, it is possible to control the effect of the interference on the base station 620 due to the D2D transmission.
- the terminal 610 is a utility Transmit power to maximize Can be determined.
- utility Using the derivative of, the transmit power May be updated as in Equation 8 below.
- I a value determined by the base station 620 at time t, and may be determined as shown in Equation 9 below.
- step 660 the terminal is defined in Equation 9 from the base station And transmit power in accordance with Equation (8). Can be updated.
- the base station 620 may not know the second channel state between the terminal 610 and the second terminal. Can be updated. Accordingly, the terminal 610 does not have to feed back the second channel state every time, and can greatly reduce the signaling overhead.
- the transmission power may be determined according to average channel information, rather than instantaneous channel information.
- the average data rate between the D2D pairs is maximized, and the average value of the interference transmitted to the base station is controlled below the threshold.
- the average power control technique may be expressed as Equation 10 below.
- Is Is a vector whose elements are Is Vector whose elements are elements. Is the normalization cost of the interference taking the average value into account.
- the terminal 610 is optimal to satisfy the equation (10) sign
- the value of can be calculated according to the following equation (11).
- Equation 12 the condition Can be expressed as in Equation 13.
- Equation 15 the first item of Equation 12 may be expressed as Equation 15 below.
- Equation 16 Equation 16
- the terminal 610 is optimal May be calculated using Equations 11, 15, and 16.
- the terminal 610 is An approximation of can be calculated according to the following equation (17).
- the terminal 610 is a threshold value of the sum of the number K of D2D pairs and the interference signal received by the base station. Using bay You can simply determine the approximation of.
- the terminal 610 may be affected by multipath fading. , Can be assumed to be 1. In this case, the cost of interference May be determined according to Equation 18 below.
- Equation 19 The optimal solution of equation (18) can be summarized as a value satisfying Equation 19 below.
- the terminal 610 is An approximation of can be calculated according to the following equation (20).
- the terminal 610 is a threshold value of the sum of the number K of D2D pairs and the interference signal received by the base station. Using bay You can simply determine the approximation of.
- the terminal 610 may transmit second data to the second terminal at the determined transmission power. According to one side, the terminal 610 may transmit the second data during the time that the third terminal located in the coverage of the base station 620 transmits the first data to the base station 620. In this case, the interference signal is transmitted from the terminal 610 to the base station 620. However, the total sum of the interference signals received by the base station 620 remains below the threshold.
- the terminal 700 is a block diagram illustrating a structure of a terminal for performing D2D communication according to another exemplary embodiment.
- the terminal 700 according to an exemplary embodiment includes a transmission power determiner 710 and a transmitter 720.
- the transmit power determiner 710 determines the transmit power of the terminal 700.
- the transmission power determination unit 710 is a distributed power control scheme (Distributed Power Control Scheme) described above, a power control scheme based on the average (Power Control Scheme Based on Expectation) and a channel average value based on the power control scheme (The transmission power may be determined according to any one of Power Control Scheme Based on Averaged Channel Value.
- distributed Power Control Scheme distributed Power Control Scheme
- the transmission power may be determined according to any one of Power Control Scheme Based on Averaged Channel Value.
- the transmit power determiner 710 may determine transmit power according to a distributed power control technique.
- the terminal 700 costs the normalization cost of the interference from the base station (not shown).
- Receive the received The transmission power may be determined by substituting Equation (8).
- the transmission power determiner 710 may determine the transmission power according to the average power control technique.
- the transmission power determiner 710 may use the equations 11, 15, and 16 to optimize And calculate The transmission power may be determined by substituting into Equation 10.
- the transmit power determiner 710 may determine the transmit power according to a power control scheme based on the channel average value. In this case, the transmission power determining unit 710 according to the equation (19) interference cost And calculate By substituting into Equation 18, the transmission power may be determined.
- the transmitter 720 transmits the second data to the second terminal 630 according to the determined transmission power. According to one side, the transmitter 720 may transmit the second data during the time that the third terminal located in the coverage of the base station transmits the first data to the base station. In this case, the interference signal is transmitted from the transmitter 720 to the base station. However, the total sum of the interference signals received by the base station remains below the threshold.
- FIG. 8 is a flowchart illustrating a method of operating a terminal for performing D2D communication according to another exemplary embodiment.
- the terminal determines the transmit power.
- the terminal is a distributed power control scheme (Distributed Power Control Scheme) described above, a Power Control Scheme Based on Expectation and a power control scheme based on the channel average value (Power Control Scheme Based on Averaged) Channel Value) can be used to determine the transmit power according to any one of the techniques.
- the terminal may determine the transmit power according to a distributed power control technique.
- the terminal costs the normalization cost of the interference from the base station (not shown).
- Receive the received The transmission power may be determined by substituting Equation (8).
- the terminal may determine the transmission power according to the average power control scheme.
- the terminal uses the equations 11, 15, and 16 to optimize And calculate The transmission power may be determined by substituting into Equation 10.
- the terminal uses Equation 17 You can simply determine the approximation of.
- the terminal may determine the transmit power according to a power control scheme based on the channel average value.
- the terminal costs the interference according to equation (19). And calculate By substituting into Equation 18, the transmission power may be determined.
- the terminal uses Equation 20 You can simply determine the approximation of.
- the terminal transmits the second data to the second terminal according to the determined transmission power.
- the terminal may transmit the second data during the time that the third terminal located in the coverage of the base station transmits the first data to the base station.
- the interference signal is transmitted from the terminal to the base station.
- the total sum of the interference signals received by the base station remains below the threshold.
- the method according to the embodiment may be embodied in the form of program instructions that can be executed by various computer means and recorded in a computer readable medium.
- the computer readable medium may include program instructions, data files, data structures, etc. alone or in combination.
- the program instructions recorded on the media may be those specially designed and constructed for the purposes of the embodiments, or they may be of the kind well-known and available to those having skill in the computer software arts.
- Examples of computer-readable recording media include magnetic media such as hard disks, floppy disks, and magnetic tape, optical media such as CD-ROMs, DVDs, and magnetic disks, such as floppy disks.
- Examples of program instructions include not only machine code generated by a compiler, but also high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter or the like.
- the hardware device described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the embodiments, and vice versa.
- D2D device-to-device
- the total sum of the interference signals transmitted from the terminal to the base station can be controlled to a threshold or less while maximally improving the data rate of the terminal-to-terminal communication.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Mobile Radio Communication Systems (AREA)
Abstract
단말간 통신(D2D: Device-to-Device)에 있어 전송 전력을 결정하는 기법에 개시된다. 개시된 전송 전력 기법에 따르면, 단말간 통신의 데이터 전송률을 최대로 향상시키면서도, 단말기로부터 기지국으로 전송되는 간섭 신호의 총합은 임계값 이하로 제어할 수 있다.
Description
하기의 실시예들은 단말간 통신 시스템에서 전송 전력을 결정하는 장치 및 방법에 관한 것으로, 구체적으로는 기지국에 미치는 간섭의 영향을 임계값 이하로 유지하면서 단말간 데이터 전송 속도를 최대화할 수 있도록 전송 전력을 결정하는 발명에 관한 것이다.
최근 스마트폰과 태블릿 PC가 보급되고 고용량 멀티미디어 통신이 활성화되면서 모바일 트래픽이 급격하게 증가 하고 있다. 이러한 모바 일 트래픽의 대부분은 기지국을 통해 전송되고 있기 때문에 통신 서비스 사업자들은 당장 심각한 망 부하 문제에 직면해 있다. 이에 통신 사업자들은 증가하는 트래픽을 처리하기 위해 망 설비를 증가하고, 모바일 WiMAX, LTE(Long Term Evolution)와 같이 많은 양의 트래픽을 효율적으로 처리할 수 있는 차세대 이동통신 표준을 서둘러 상용화해왔다. 하지만 앞으로 더욱 급증하게 될 트래픽의 양을 감당하기 위해서는 또 다른 해결책이 필요한 시점이다.
기기 간 직접(device-to-device, D2D) 통신은 기지국과 같은 기반 시설을 이용하지 않고 인접한 노드 사이에 트 래픽을 직접 전달하는 분산형 통신 기술이다. D2D 통신 환경에서 휴대 단말 등 각 노드는 스스로 물리적으로 인 접한 다른 단말을 찾고, 통신 세션을 설정한 뒤 트래픽을 전송한다. 이처럼 D2D 통신은 기지국으로 집중되는 트래픽을 분산시켜 트래픽 과부화 문제를 해결할 수 있기 때문에 4G 이후의 차세대 이동통신 기술의 요소 기술로 써 각광을 받고 있다.
그러나, 단말기들이 D2D 통신을 수행한다면, 통신 과정에서 발생한 간섭 신호는 기지국의 성능을 저하시킨다. 즉, 단말기들이 D2D 통신을 수행하면서도, 기지국의 성능을 유지하는 기술이 요구된다.
하기의 실시예들의 목적은 기지국의 성능 저하 없이 단말기들간의 D2D 통신을 위한 전송 전력을 결정하는 것이다.
예시적 실시예에 따르면, 기지국의 커버리지 내에 위치하는 단말기에 있어서, 상기 기지국의 커버리지 내에 위치하는 제3 단말기가 상기 기지국으로 제1 데이터를 전송하는 시간 동안 상기 단말기와 페어링된 제2 단말기로 상기 단말기로부터 상기 기지국까지의 제1 채널 상태를 고려하여 결정된 전송 전력으로 제2 데이터를 직접 전송하는 전송부를 포함하는 단말기가 제공된다.
여기서, 상기 제2 단말기로부터 상기 단말기까지의 제2 채널 상태를 추정하는 채널 상태 추정부 및 수신부를 더 포함하고, 상기 전송부는 상기 제2 채널 상태를 상기 기지국으로 전송하고 상기 수신부는 상기 제2 채널 상태를 추가적으로 고려하여 결정된 전송 전력을 상기 기지국으로부터 수신할 수 있다.
그리고, 상기 전송 전력을 하기 수학식 1에 따라서 업데이트하여 결정하는 전송 전력 결정부를 더 포함할 수 있다.
[수학식 1]
여기서, 
는 업데이트된 전송 전력의 값이고, 
는 하기 수학식
2와 같이 업데이트된다. 
는 제1 채널 상태로서, 
는 단말기로부터 기지국까지 채널의 멀티 패스 페이딩 채널의 영향이고, 
는 단말기로부터 기지국까지의 거리에 따른 채널 이득이다. 
는 상기 제2 단말기로부터 상기 단말기까지의 채널 상태인 제2 채널 상태로서, 
는 상기 단말기로부터 상기 제2 단말기까지 채널의 멀티 패스 페이딩 채널의 영향이고,
는 상기 제2 단말기로부터 상기 단말기까지의 거리에 따른 채널 이득이다. 
는 열잡음의 전력이고, 
는 단말기로부터 기지국으로 전송되는 간섭의 세기이고, 
는 단말기의 최대 전송 전력이다. 
는 
내부의 값과 '0' 중에서 더 큰 값을 나타낸다.
[수학식 2]
여기서, 
는 업데이트된 
의 값이며, 
는 상기 기지국이 수신하는 간섭 신호의 총합의 임계값이다. 
는 기지국으로 간섭을 전송하는 단말기들의 개수이고, 
는 이전 전송 전력의 값이다. 
는 임의의 상수이다.
또한, 상기 전송 전력을 하기 수학식 3에 따라서 결정하는 전송 전력 결정부를 더 포함할 수 있다.
[수학식 3]
여기서, 
는 하기 수학식 4에 따라서 결정된다. 
는 제1 채널 상태로서, 
는 단말기로부터 기지국까지 채널의 멀티 패스 페이딩 채널의 영향이고, 
는 단말기로부터 기지국까지의 거리에 따른 채널 이득이다.
[수학식 4]
여기서, 
는 상기 기지국이 수신하는 간섭 신호의 총합의 임계값이다.
여기서, 상기 전송 전력을 하기 수학식 5에 따라서 결정하는 전송 전력 결정
부를 더 포함할 수 있다.
[수학식 5]
여기서, 
는 하기 수학식 6에 따라서 결정된다. 
는 제1채널 상태로서, 
는 단말기로부터 기지국까지 채널의 멀티 패스 페이딩 채널의 영향이고, 
는 단말기로부터 기지국까지의 거리에 따른 채널 이득이다. 
는 상기 제2 단말기로부터 상기 단말기까지의 채널 상태인 제2 채널 상태로서, 
는 는 상기 단말기로부터 상기 제2 단말기까지 채널의 멀티 패스 페이딩 채널의 영향이고, 
는 상기 제2 단말기로부터 상기 단말기까지의 거리에 따른 채널 이득이다. 
는 열잡음의 전력이고, 
는 단말기로부터 기지국으로 전송되는 간섭의 세기이고, 
는 단말기의 최대 전송 전력이다. 
는 
내부의 값과 '0' 중에서 더 큰 값을 나타낸다.
[수학식 6]
여기서, 
는 상기 기지국이 수신하는 간섭 신호의 총합의 임계값이다.
또 다른 예시적 실시예에 따르면, 커버리지 내에 위치한 단말기들이 서로 데이터를 직접 전송하는 기지국에 있어서, 상기 단말기들 중에서 제1 단말기로부터 파일럿 신호를 수신하는 파일럿 수신부, 상기 수신한 파일럿 신호를 이용하여 상기 제1 단말기로부터 상기 기지국까지의 제1 채널 상태를 추정하는 채널 상태 추정부, 상기 제1 단말기로부터 상기 단말기들에 포함된 제2 단말기까지의 제2 채널 상태를 상기 제1 단말기로부터 수신하는 채널 상태 수신부, 상기 제1 채널 상태 및 상기 제2 채널 상태를 고려하여 상기 제1 단말기에 대한 전송 전력을 결정하는 전송 전력 결정부 및 상기 결정된 전송 전력을 상기 제1 단말기로 전송하는 전송부를 포함하고, 상기 기지국의 커버리지 내에 위치하는 제3 단말기가 상기 기지국으로 제1 데이터를 전송하는 시간 동안, 상기 전송된 전송 전력에 따라서 상기 제1 단말기는 상기 제2 단말기로 제2 데이터를 직접 전송하는 기지국이 제공된다.
여기서, 상기 전송 전력 결정부는 하기 수학식 7 및 하기 수학식 8에 따라서 상기 전송 전력을 결정할 수 있다,
[수학식 7]
여기서, 
는 상기 기지국이 수신하는 간섭 신호의 총합의 임계값이다.
[수학식 8]
그리고, 상기 전송 전력 결정부는 상기 결정된 전송 전력이 하기 수학식 9를 만족할 때까지 상기 수학식 7 및 상기 수학식 8을 반복하여 상기 전송 전력을 업데이트할 수 있다.
[수학식 9]
또 다른 예시적 실시예에 따르면, 기지국의 커버리지 내에 위치하는 단말기의 동작 방법에 있어서, 상기 기지국의 커버리지 내에 위치하는 제3 단말기가 상기 기지국으로 제1 데이터를 전송하는 시간 동안 상기 단말기와 페어링된 제2 단말기로 상기 단말기로부터 상기 기지국까지의 제1 채널 상태를 고려하여 결정된 전송 전력으로 제2 데이터를 직접 전송하는 단계를 포함하는 단말기의 동작 방법이 제공된다.
여기서, 상기 제2 단말기로부터 상기 단말기까지의 제2 채널 상태를 추정하는 단계, 상기 전송부는 상기 제2 채널 상태를 상기 기지국으로 전송하는 단계 및 상기 제2 채널 상태를 추가적으로 고려하여 결정된 전송 전력을 상기 기지국으로부터 수신하는 단계를 더 포함할 수 있다.
그리고, 하기 수학식 10에 따라서 상기 전송 전력을 업데이트하여 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
[수학식 10]
여기서, 
는 업데이트된 전송 전력의 값이고, 
는 하기 수학식 11과 같이 업데이트된다. 
는 제1 채널 상태로서, 
는 단말기로부터 기지국까지 채널의 멀티 패스 페이딩 채널의 영향이고, 
는 단말기로부터 기지국까지의 거리에 따른 채널 이득이다. 
는 상기 제2 단말기로부터 상기 단말기까지의 채널 상태인 제2 채널 상태로서, 
는 상기 단말기로부터 상기 제2 단말기까지 채널의 멀티 패스 페이딩 채널의 영향이고, 
는 상기 제2 단말기로부터 상기 단말기까지의 거리에 따른 채널 이득이다. 
는 열잡음의 전력이고, 
는 단말기로부터 기지국으로 전송되는 간섭의 세기이고, 
는 단말기의 최대 전송 전력이다. 
는 
내부의 값과 '0' 중에서 더 큰 값을 나타낸다.
[수학식 11]
여기서, 
는 업데이트된 
의 값이며, 
는 상기 기지국이 수신하는 간섭 신호의 총합의 임계값이다. 
는 기지국으로 간섭을 전송하는 단말기들의 개수이고, 
는 이전 전송 전력의 값이다. 
는 임의의 상수이다.
또한, 하기 수학식 12에 따라서 상기 전송 전력을 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
[수학식 12]
여기서, 
는 하기 수학식 13에 따라서 결정된다. 
는 제1 채널 상태로서, 
는 단말기로부터 기지국까지 채널의 멀티 패스 페이딩 채널의 영향이고, 
는 단말기로부터 기지국까지의 거리에 따른 채널 이득이다. 
는 상기 제2 단말기로부터 상기 단말기까지의 채널 상태인 제2 채널 상태로서, 
는 는 상기 단말기로부터 상기 제2 단말기까지 채널의 멀티 패스 페이딩 채널의 영향이고, 
는 상기 제2 단말기로부터 상기 단말기까지의 거리에 따른 채널 이득이다. 
는 열잡음의 전력이고, 
는 단말기로부터 기지국으로 전송되는 간섭의 세기이고, 
는 단말기의 최대 전송 전력이다. 
는 
내부의 값과 '0' 중에서 더 큰 값을 나타낸다.
[수학식 13]
여기서, 
는 상기 기지국이 수신하는 간섭 신호의 총합의 임계값이다.
여기서, 하기 수학식 14에 따라서 상기 전송 전력을 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
[수학식 14]
여기서, 
는 하기 수학식 15에 따라서 결정된다. 
는 제1 채널 상태로서, 
는 단말기로부터 기지국까지 채널의 멀티 패스 페이딩 채널의 영향이고, 
는 단말기로부터 기지국까지의 거리에 따른 채널 이득이다. 
는 상기 제2 단말기로부터 상기 단말기까지의 채널 상태인 제2 채널 상태로서, 
는 는 상기 단말기로부터 상기 제2 단말기까지 채널의 멀티 패스 페이딩 채널의 영향이고, 
는 상기 제2 단말기로부터 상기 단말기까지의 거리에 따른 채널 이득이다. 
는 열잡음의 전력이고, 
는 단말기로부터 기지국으로 전송되는 간섭의 세기이고, 
는 단말기의 최대 전송 전력이다. 
는 
내부의 값과 '0' 중에서 더 큰 값을 나타낸다.
[수학식 15]
여기서, 
는 상기 기지국이 수신하는 간섭 신호의 총합의 임계값이다.
하기의 실시예들에 따르면, 기지국의 성능 저하 없이 단말기들간의 D2D 통신을 위한 전송 전력을 결정할 수 있다.
도 1은 예시적 실시예에 따른 D2D 통신의 개념을 도시한 도면이다.
도 2는 예시적 실시예에 따른 D2D 통신 방법을 단계별로 설명한 순서도이다.
도 3은 또 다른 예시적 실시예에 따라서 D2D 통신을 수행하는 단말기의 구조를 도시한 블록도이다.
도 4는 또 다른 예시적 실시예에 따라서 D2D 통신을 수행하는 단말기의 동작 방법을 단계별로 설명한 순서도이다.
도 5는 또 다른 예시적 실시예에 따라서 D2D 통신을 위한 전송 전력을 결정하는 기지국의 구조를 도시한 블록도이다.
도 6은 또 다른 예시적 실시예에 따른 D2D 통신 방법을 단계별로 설명한 순서도이다.
예시적 실시예에 따르면, 기지국의 커버리지 내에 위치하는 단말기에 있어서, 상기 기지국의 커버리지 내에 위치하는 제3 단말기가 상기 기지국으로 제1 데이터를 전송하는 시간 동안 상기 단말기와 페어링된 제2 단말기로 상기 단말기로부터 상기 기지국까지의 제1 채널 상태를 고려하여 결정된 전송 전력으로 제2 데이터를 직접 전송하는 전송부를 포함하는 단말기가 제공된다.
여기서, 상기 제2 단말기로부터 상기 단말기까지의 제2 채널 상태를 추정하는 채널 상태 추정부 및 수신부를 더 포함하고, 상기 전송부는 상기 제2 채널 상태를 상기 기지국으로 전송하고 상기 수신부는 상기 제2 채널 상태를 추가적으로 고려하여 결정된 전송 전력을 상기 기지국으로부터 수신할 수 있다.
그리고, 상기 전송 전력을 하기 수학식 1에 따라서 업데이트하여 결정하는 전송 전력 결정부를 더 포함할 수 있다.
[수학식 1]
여기서, 
는 업데이트된 전송 전력의 값이고, 
는 하기 수학식 2와 같이 업데이트된다. 
는 제1 채널 상태로서, 
는 단말기로부터 기지국까지 채널의 멀티 패스 페이딩 채널의 영향이고, 
는 단말기로부터 기지국까지의 거리에 따른 채널 이득이다. 
는 상기 제2 단말기로부터 상기 단말기까지의 채널 상태인 제2 채널 상태로서, 
는 상기 단말기로부터 상기 제2 단말기까지 채널의 멀티 패스 페이딩 채널의 영향이고, 
는 상기 제2 단말기로부터 상기 단말기까지의 거리에 따른 채널 이득이다. 
는 열잡음의 전력이고, 
는 단말기로부터 기지국으로 전송되는 간섭의 세기이고, 
는 단말기의 최대 전송 전력이다. 
는 
내부의 값과 '0' 중에서 더 큰 값을 나타낸다.
[수학식 2]
여기서, 
는 업데이트된 
의 값이며, 
는 상기 기지국이 수신하는 간섭 신호의 총합의 임계값이다. 
는 기지국으로 간섭을 전송하는 단말기들의 개수이고, 
는 이전 전송 전력의 값이다. 
는 임의의 상수이다.
또한, 상기 전송 전력을 하기 수학식 3에 따라서 결정하는 전송 전력 결정부를 더 포함할 수 있다.
[수학식 3]
여기서, 
는 하기 수학식 4에 따라서 결정된다. 
는 제1 채널 상태로서, 
는 단말기로부터 기지국까지 채널의 멀티 패스 페이딩 채널의 영향이고, 
는 단말기로부터 기지국까지의 거리에 따른 채널 이득이다. 
는 상기 제2 단말기로부터 상기 단말기까지의 채널 상태인 제2 채널 상태로서, 
는 는 상기 단말기로부터 상기 제2 단말기까지 채널의 멀티 패스 페이딩 채널의 영향이고, 
는 상기 제2 단말기로부터 상기 단말기까지의 거리에 따른 채널 이득이다. 
는 열잡음의 전력이고, 
는 단말기로부터 기지국으로 전송되는 간섭의 세기이고, 
는 단말기의 최대 전송 전력이다. 
는 
내부의 값과 '0' 중에서 더 큰 값을 나타낸다.
[수학식 4]
여기서, 
는 상기 기지국이 수신하는 간섭 신호의 총합의 임계값이다.
여기서, 상기 전송 전력을 하기 수학식 5에 따라서 결정하는 전송 전력 결정부를 더 포함할 수 있다.
[수학식 5]
여기서, 
는 하기 수학식 6에 따라서 결정된다. 
는 제1 채널 상태로서, 
는 단말기로부터 기지국까지 채널의 멀티 패스 페이딩 채널의 영향이고, 
는 단말기로부터 기지국까지의 거리에 따른 채널 이득이다. 
는 상기 제2 단말기로부터 상기 단말기까지의 채널 상태인 제2 채널 상태로서, 
는 는 상기 단말기로부터 상기 제2 단말기까지 채널의 멀티 패스 페이딩 채널의 영향이고, 
는 상기 제2 단말기로부터 상기 단말기까지의 거리에 따른 채널 이득이다. 
는 열잡음의 전력이고, 
는 단말기로부터 기지국으로 전송되는 간섭의 세기이고, 
는 단말기의 최대 전송 전력이다. 
는 
내부의 값과 '0' 중에서 더 큰 값을 나타낸다.
[수학식 6]
여기서, 
는 상기 기지국이 수신하는 간섭 신호의 총합의 임계값이다.
또 다른 예시적 실시예에 따르면, 커버리지 내에 위치한 단말기들이 서로 데이터를 직접 전송하는 기지국에 있어서, 상기 단말기들 중에서 제1 단말기로부터 파일럿 신호를 수신하는 파일럿 수신부, 상기 수신한 파일럿 신호를 이용하여 상기 제1 단말기로부터 상기 기지국까지의 제1 채널 상태를 추정하는 채널 상태 추정부, 상기 제1 단말기로부터 상기 단말기들에 포함된 제2 단말기까지의 제2 채널 상태를 상기 제1 단말기로부터 수신하는 채널 상태 수신부, 상기 제1 채널 상태 및 상기 제2 채널 상태를 고려하여 상기 제1 단말기에 대한 전송 전력을 결정하는 전송 전력 결정부 및 상기 결정된 전송 전력을 상기 제1 단말기로 전송하는 전송부를 포함하고, 상기 기지국의 커버리지 내에 위치하는 제3 단말기가 상기 기지국으로 제1 데이터를 전송하는 시간 동안, 상기 전송된 전송 전력에 따라서 상기 제1 단말기는 상기 제2 단말기로 제2 데이터를 직접 전송하는 기지국이 제공된다.
여기서, 상기 전송 전력 결정부는 하기 수학식 7 및 하기 수학식 8에 따라서 상기 전송 전력을 결정할 수 있다,
[수학식 7]
여기서, 
는 상기 기지국이 수신하는 간섭 신호의 총합의 임계값이다.
[수학식 8]
그리고, 상기 전송 전력 결정부는 상기 결정된 전송 전력이 하기 수학식 9를 만족할 때까지 상기 수학식 7 및 상기 수학식 8을 반복하여 상기 전송 전력을 업데이트할 수 있다
[수학식 9]
또 다른 예시적 실시예에 따르면, 기지국의 커버리지 내에 위치하는 단말기의 동작 방법에 있어서, 상기 기지국의 커버리지 내에 위치하는 제3 단말기가 상기 기지국으로 제1 데이터를 전송하는 시간 동안 상기 단말기와 페어링된 제2 단말기로 상기 단말기로부터 상기 기지국까지의 제1 채널 상태를 고려하여 결정된 전송 전력으로 제2 데이터를 직접 전송하는 단계를 포함하는 단말기의 동작 방법이 제공된다.
여기서, 상기 제2 단말기로부터 상기 단말기까지의 제2 채널 상태를 추정하는 단계, 상기 전송부는 상기 제2 채널 상태를 상기 기지국으로 전송하는 단계 및 상기 제2 채널 상태를 추가적으로 고려하여 결정된 전송 전력을 상기 기지국으로부터 수신하는 단계를 더 포함할 수 있다.
그리고, 하기 수학식 10에 따라서 상기 전송 전력을 업데이트하여 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
[수학식 10]
여기서, 
는 업데이트된 전송 전력의 값이고, 
는 하기 수학식 11과 같이 업데이트된다. 
는 제1 채널 상태로서, 
는 단말기로부터 기지국까지 채널의 멀티 패스 페이딩 채널의 영향이고, 
는 단말기로부터 기지국까지의 거리에 따른 채널 이득이다. 
는 상기 제2 단말기로부터 상기 단말기까지의 채널 상태인 제2 채널 상태로서, 
는 상기 단말기로부터 상기 제2 단말기까지 채널의 멀티 패스 페이딩 채널의 영향이고, 
는 상기 제2 단말기로부터 상기 단말기까지의 거리에 따른 채널 이득이다. 
는 열잡음의 전력이고, 
는 단말기로부터 기지국으로 전송되는 간섭의 세기이고, 
는 단말기의 최대 전송 전력이다. 
는 
내부의 값과 '0' 중에서 더 큰 값을 나타낸다.
[수학식 11]
여기서, 
는 업데이트된 
의 값이며, 
는 상기 기지국이 수신하는 간섭 신호의 총합의 임계값이다. 
는 기지국으로 간섭을 전송하는 단말기들의 개수이고, 
는 이전 전송 전력의 값이다. 
는 임의의 상수이다.
또한, 하기 수학식 12에 따라서 상기 전송 전력을 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
[수학식 12]
여기서, 
는 하기 수학식 13에 따라서 결정된다. 
는 제1 채널 상태로서, 
는 단말기로부터 기지국까지 채널의 멀티 패스 페이딩 채널의 영향이고, 
는 단말기로부터 기지국까지의 거리에 따른 채널 이득이다. 
는 상기 제2 단말기로부터 상기 단말기까지의 채널 상태인 제2 채널 상태로서, 
는 는 상기 단말기로부터 상기 제2 단말기까지 채널의 멀티 패스 페이딩 채널의 영향이고, 
는 상기 제2 단말기로부터 상기 단말기까지의 거리에 따른 채널 이득이다. 
는 열잡음의 전력이고, 
는 단말기로부터 기지국으로 전송되는 간섭의 세기이고, 
는 단말기의 최대 전송 전력이다. 
는 
내부의 값과 '0' 중에서 더 큰 값을 나타낸다.
[수학식 13]
여기서, 
는 상기 기지국이 수신하는 간섭 신호의 총합의 임계값이다.
여기서, 하기 수학식 14에 따라서 상기 전송 전력을 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
[수학식 14]
여기서, 
는 하기 수학식 15에 따라서 결정된다. 
는 제1 채널 상태로서, 
는 단말기로부터 기지국까지 채널의 멀티 패스 페이딩 채널의 영향이고, 
는 단말기로부터 기지국까지의 거리에 따른 채널 이득이다. 
는 상기 제2 단말기로부터 상기 단말기까지의 채널 상태인 제2 채널 상태로서, 
는 는 상기 단말기로부터 상기 제2 단말기까지 채널의 멀티 패스 페이딩 채널의 영향이고, 
는 상기 제2 단말기로부터 상기 단말기까지의 거리에 따른 채널 이득이다. 
는 열잡음의 전력이고, 
는 단말기로부터 기지국으로 전송되는 간섭의 세기이고, 
는 단말기의 최대 전송 전력이다. 
는 
내부의 값과 '0' 중에서 더 큰 값을 나타낸다.
[수학식 15]
여기서, 
는 상기 기지국이 수신하는 간섭 신호의 총합의 임계값이다.
이하, 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 예시적 실시예에 따른 D2D 통신의 개념을 도시한 도면이다.
여러 개의 단말기들(121, 122, 131, 132, 140)은 기지국(110)의 커버리지 내에 위치한다. 각 단말기들(121, 122, 131, 132, 140)은 다른 단말기들로 직접 데이터를 전송하는 D2D(Device to Device) 통신 방식에 따라서 데이터를 전송할 수도 있고, 기지국(110)을 경유하여 다른 단말기로 데이터를 전송할 수도 있다.
D2D 통신 방식을 이용하는 단말기들은 데이터를 송수신할 다른 단말기와 페어(pair, 120, 130)를 구성한다. 도 1에서, 단말기(121)는 단말기(122)와 제1 D2D 페어(120)를 구성하고, 단말기(121)은 단말기(122)로 D2D 통신 방식에 따라 데이터를 직접 전송한다. 또한, 단말기(131)는 단말기(132)와 제2 D2D 페어(130)를 구성하고, 단말기(131)은 단말기(132)로 D2D 통신 방식에 따라 데이터를 직접 전송한다. 단말기(140)은 기지국(110)을 통해 다른 단말기로 데이터를 전송한다.
이하 설명의 편의를 위하여, D2D 통신 방식을 이용하여 데이터를 전송하는 단말기를 D2D 전송 단말기, D2D 통신 방식을 이용하여 데이터를 수신하는 단말기를 D2D 수신 단말기라고 한다.
도 1에서, 각 페어들(120, 130)은 
이상의 거리만큼 이격되어 있다고 가정한다. 또한, 각 D2D 페어(120, 130)에서, D2D 전송 단말기(121, 131)들은 다른 D2D 페어에서의 D2D 수신 단말기(122, 132)들로 
만큼의 간섭을 전송한다고 가정한다.
일측에 따르면, D2D 전송 단말기(121, 131)는 기지국으로 데이터를 전송하는 단말기(140)와 동일한 시간에 D2D 수신 단말기(122, 132)로 데이터를 전송한다. 따라서, D2D 전송 단말기(121, 131)는 기지국(140)으로 간섭 신호를 전송하고, 그 결과로 기지국(140)의 데이터 수신 성능은 저하된다.
일측에 따르면, 기지국(140)이 모든 D2D 전송 단말기들로부터 수신한 간섭 신호의 세기를 일정 수준 이하로 유지하면서, 각 D2D 페어의 데이터 전송률이 최대가 되도록 D2D 전송 단말기들의 전송 전력을 결정할 수 있다.
도 1에서, i번째 D2D 페어에 포함된 D2D 전송 단말기(i번째 D2D 전송 단말기라고 함)로부터 기지국(140)까지의 거리에 따른 채널 이득을 
라고 하고, 멀티 패스 페이딩 채널의 영향을 
라고 한다면, i번째 D2D 전송 단말기로부터 기지국(140)까지의 채널 상태를 
로 표현할 수 있다.
또한, i번째 D2D 전송 단말기로부터 i번째 D2D 수신 단말기까지의 거리에 따른 채널 이득을 
라고 하고, 멀티 패스 페이딩 채널의 영향을 
라고 한다면, i번째 D2D 전송 단말기로부터 i번째 D2D 수신 단말기까지의 채널 상태를 
라고 표현할 수 있다.
또한, i번째 D2D 전송 단말기로부터 i번째 D2D 수신 단말기까지의 거리에 따른 채널 이득을 
라고 하고, 멀티 패스 페이딩 채널의 영향을 
라고 한다면, i번째 D2D 전송 단말기로부터 i번째 D2D 수신 단말기까지의 채널 상태를 
라고 표현할 수 있다.
여기서, 멀티 패스 페이딩의 영향인 
, 
는 상대적으로 신속히 변경되는 값이고, 거리에 따른 채널 이득 
, 
는 상대적으로 천천히 변경되는 값이다.
i번째 D2D 전송 단말기의 전송 전력을 
라고 한다면, 각 D2D 페어의 정규화한 데이터 전송률의 합(normalized sum rate)은 하기 수학식 1과 같이 표현될 수 있다.
[수학식 1]
여기서, K는 D2D 페어의 개수이고, 
는 열잡음의 전력, 
는 밑이 2인 로그(
)를 나타낸다.
또한, D2D 기지국(140)이 수신하는 간섭 신호의 세기의 임계값을 
라고 한다면, 기지국(140)이 모든 D2D 전송 단말기들로부터 수신한 간섭 신호의 세기를 일정 수준(
) 이하로 유지하는 것은 하기 수학식 2와 같이 표현할 수 있다.
[수학식 2]
또한, 각 D2D 전송 단말기의 전송 전력 
는 하기 수학식 3과 같은 제한 조건을 가진다. 여기서, 
는 전송 전력 
가 가질 수 있는 최대 값이다.
[수학식 3]
이상 살펴본 바에 따르면, 기지국(140)이 모든 D2D 전송 단말기들로부터 수신한 간섭 신호의 세기를 일정 수준 이하로 유지하면서, 각 D2D 페어의 데이터 전송률이 최대가 되도록 D2D 전송 단말기들의 전송 전력을 결정하는 것은 수학식 2, 3을 만족하는 
들 중에서 수학식 1을 최대화하는 
들의 조합을 산출하는 것으로 모델링할 수 있다. 이하 이러한 조건을 만족하는 
들의 조합을 산출하는 구체적인 방법에 대해서 도 2 내지 도 7에서 구체적으로 설명한다.
예시적 실시예에 따른 전송 전력 결정 방법은 전송 전력을 결정하는 주체 및 전송 전력을 결정하기 위하여 고려하는 파라미터에 따라서 크게 4가지 실시예로 구분될 수 있다.
<실시예 1: 중앙 집중형 전력 제어 방식(Centralized Power Control Scheme)>
도 2는 예시적 실시예에 따른 D2D 통신 방법을 단계별로 설명한 순서도이다. 도 2에서는 D2D 전송 단말기(121, 131)로부터 기지국(110)까지의 채널 상태 및 D2D 전송 단말기(121, 131)로부터 D2D 수신 단말기(122, 132)까지의 채널 상태를 고려하여 기지국(110)이 D2D 전송 단말기(121, 131)의 전송 전력을 결정하는 실시예가 도시되었다.
단계(230)에서, D2D 전송 단말기(210)는 기지국(220)으로 파일럿 신호를 전송한다.
단계(231)에서, 기지국은 D2D 전송 단말기(210)로부터 수신한 파일럿 신호를 이용하여 D2D 전송 단말기(210)로부터 기지국(220)까지의 제1 채널 상태를 추정한다. 일측에 따르면, 제1 채널 상태는 D2D 전송 단말기(210)로부터 기지국(220)까지의 거리에 따른 채널 이득 
및 멀티 패스 페이딩 채널의 영향 
를 고려하여 
와 같이 표현될 수 있다.
단계(240)에서, D2D 전송 단말기(210)는 D2D 전송 단말기(210)로부터 D2D 수신 단말기(미도시)까지의 제2 채널 상태를 추정한다. 일측에 따르면, 제2 채널 상태는 D2D 전송 단말기(210)로부터 D2D 수신 단말기까지의 거리에 따른 채널 이득 
및 멀티 패스 페이딩 채널의 영향 
를 고려하여 
와 같이 표현될 수 있다.
단계(241)에서, D2D 전송 단말기(210)는 제2 채널 상태를 기지국(220)으로 전송한다.
단계(250)에서, 기지국(220)은 제1 채널 상태 및 제2 채널 상태를 고려하여 D2D 전송 단말기(210)의 전송 전력을 결정한다. 일측에 따르면, 기지국은 K개의 단말기 페어들에 대하여 모든 D2D 전송 단말기들로부터 수신한 간섭 신호의 세기를 일정 수준 이하로 유지하면서, 각 D2D 페어의 데이터 전송률이 최대가 되도록 D2D 전송 단말기들의 전송 전력을 결정할 수 있다.
이는 수학식 2, 3을 만족하는 
들 중에서 수학식 1을 최대화하는 
들의 조합을 산출하는 것으로 생각할 수 있다.
일측에 따르면, 기지국(220)은 하기 수학식 4 및 수학식 5를 이용하여, 하기 알고리즘에 따라 
들의 조합을 산출할 수 있다.
스텝 1: 
초기화
(일측에 따르면, 기지국(220)은 
을 공집합(
)로 초기화 할 수 있다. 여기서, 
는 전송 전력 
의 값이 0인 D2D 전송 단말기들의 집합이다.)
스텝 2: 
초기화
(일측에 따르면, 기지국(220)은 
을 공집합(
)로 초기화 할 수 있다. 여기서, 
는 전송 전력 
의 값이 
인 D2D 전송 단말기들의 집합이다.)
스텝 3: 하기 수학식 4에 따라서 
계산
[수학식 4]
여기서, K는 D2D 전송 단말기들의 집합이다.
스텝 4: 하기 수학식 5에 따라서 
계산
[수학식 5]
여기서, 
는 중앙 집중형 전력 제어 방식(Centralized Power Control Scheme)에 따라 결정된 i번째 D2D 전송 단말기의 전송 전력이다. 또한, 
는 
내부의 값과 '0' 중에서 더 큰 값을 나타낸다.
스텝 5: 하기 부등식(수학식 6)을 만족하는지 여부를 판단
[수학식 6]
스텝 5에서 부등식을 만족하는 경우, 결정된 
값을 D2D 전송 단말기의 전송 전력으로 최종 결정한다. 부등식을 만족하지 않는 경우 부등식이 만족될때까지 하기 스텝 6 스텝 9를 반복하여 수행한다.
스텝 6: 
업데이트
(스텝 4에서 산출된 
값에 따라서 
를 업데이트 한다.)
스텝 7: 
업데이트
(스텝 4에서 산출된 
값에 따라서 
를 업데이트 한다.)
스텝 8: 수학식 4에 따라서 
계산
(스텝 6, 7에서 업데이트된 
, 
를 이용하여 
계산)
스텝 9: 수학식 5에 따라서 
계산
(스텝 6, 7에서 업데이트된 
, 
및 스텝 8에서 업데이트된 
를 이용하여 
를 계산)
단계(260)에서, 기지국(220)은 산출된 전송 전력 
를 D2D 전송 단말기(210)로 전송한다.
단계(261)에서, D2D 전송 단말기(210)는 수신한 전송 전력 
에 따라서 제2 데이터를 D2D 수신 단말기(제2 단말기, 미도시)로 전송한다. 간섭 신호가 기지국(220)으로 전송되나, 기지국(220)이 수신한 간섭 신호의 총 합은 임계값 이하로 유지된다. 따라서, D2D 전송 단말기(210)와 동시에 기지국(220)이 제1 데이터를 수신하는 경우에도 기지국(220)의 성능은 유지된다.
도 3은 또 다른 예시적 실시예에 따라서 D2D 통신을 수행하는 단말기의 구조를 도시한 블록도이다. 예시적 실시예에 따른 단말기는 채널 상태 추정부(310), 전송부(320) 및 수신부(330)를 포함한다.
도 3에서 단말기(300)와 제2 단말기(350)는 동일한 단말기 페어에 포함된 단말기이며, 단말기(300)는 D2D 전송 단말기로 동작하고, 제2 단말기(350)는 D2D 수신 단말기로 동작한다.
전송부(320)는 기지국(340)으로 파일럿 신호를 전송한다. 기지국(340)으로 전송된 파일럿 신호는 단말기(300)로부터 기지국(340)까지의 제1 채널 상태를 추정하기 위하여 사용된다.
채널 상태 추정부(310)는 제2 단말기(350)로부터 단말기(300)까지의 제2 채널 상태를 추정한다. 일측에 따르면, 수신부(330)는 제2 단말기(350)로부터 파일럿 신호를 수신하고, 채널 상태 추정부(310)는 제2 단말기(350)로부터 수신한 파일럿 신호를 이용하여 제2 단말기(350)로부터 단말기(300)까지의 제2 채널 상태를 추정할 수 있다.
전송부(320)는 제2 채널 상태를 기지국(340)으로 전송한다. 제2 채널 상태는 기지국(340)이 단말기(300)의 전송 전력을 결정하기 위하여 사용될 수 있다. 일측에 따르면, 기지국(340)은 제1 채널 상태 및 제2 채널 상태를 모두 고려하여 단말기(300)의 전송 전력을 결정할 수 있다. 다른 측면에 따르면, 기지국(340)은 K개의 단말기 페어들에 대하여 모든 D2D 전송 단말기들로부터 수신한 간섭 신호의 세기를 일정 수준 이하로 유지하면서, 각 D2D 페어의 데이터 전송률이 최대가 되도록 D2D 전송 단말기들의 전송 전력을 결정할 수 있다. 또 다른 측면에 따르면, 기지국(340)은 위에서 설명된 스텝 1 내지 스텝 9에 따른 알고리즘을 이용하여 단말기(300)의 전송 전력을 결정할 수 있다.
수신부(330)는 기지국(340)으로부터 기지국(340)이 결정한 전송 전력을 수신한다.
도 3에서는 미도시되었으나, 기지국(340)의 커버리지 내에는 제3 단말기가 추가적으로 위치할 수 있다. 제3 단말기는 다른 단말기로 데이터를 직접 전송하지 않고, 기지국으로 제1 데이터를 전송할 수 있다.
전송부(320)는 제3 단말기가 기지국(340)으로 제1 데이터를 전송하는 시간 동안 제2 단말기(350)로 제2 데이터를 전송한다. 전송부(320)는 수신된 전송 전력으로 제2 데이터를 전송할 수 있다. 이 경우에, 단말기(300)로부터 기지국(340)으로 간섭 신호가 전송된다. 그러나, 기지국(340)이 수신한 간섭 신호의 총 합은 임계값 이하로 유지된다.
도 4는 또 다른 예시적 실시예에 따라서 D2D 통신을 수행하는 단말기의 동작 방법을 단계별로 설명한 순서도이다.
단계(410)에서, 단말기는 기지국으로 파일럿 신호를 전송한다. 기지국으로 전송된 파일럿 신호는 단말기로부터 기지국까지의 제1 채널 상태를 추정하기 위하여 사용된다.
단계(420)에서, 단말기는 제2 단말기로부터 단말기까지의 제2 채널 상태를 추정한다. 여기서, 제2 단말기는 단말기와 동일한 단말기 페어에 포함된 단말기이다. 이 경우에, 단말기는 D2D 전송 단말기로 동작하고, 제2 단말기는 D2D 수신 단말기로 동작한다.
단계(430)에서, 단말기는 제2 채널 상태를 기지국으로 전송한다. 제2 채널 상태는 기지국이 단말기의 전송 전력을 결정하기 위하여 사용될 수 있다. 일측에 따르면, 기지국은 K개의 단말기 페어들에 대하여 모든 D2D 전송 단말기들로부터 수신한 간섭 신호의 세기를 일정 수준 이하로 유지하면서, 각 D2D 페어의 데이터 전송률이 최대가 되도록 D2D 전송 단말기들의 전송 전력을 결정할 수 있다. 또 다른 측면에 따르면, 기지국은 위에서 설명된 스텝 1 내지 스텝 9에 따른 알고리즘을 이용하여 단말기의 전송 전력을 결정할 수 있다.
단계(440)에서, 단말기는 기지국으로부터 기지국이 결정한 전송 전력을 수신한다.
단계(450)에서, 단말기는 제3 단말기가 기지국으로 제1 데이터를 전송하는 시간 동안 제2 단말기로 제2 데이터를 전송한다. 제3 단말기는 기지국의 커버리지 내에 위치하는 단말기로서, 기지국으로 데이터를 직접 전송하는 단말기이다.
단계(450)에서, 단말기는 수신된 전송 전력으로 제2 데이터를 전송할 수 있다. 그 경우, 단말기로부터 기지국으로 간섭 신호가 전송된다. 그러나, 기지국이 수신한 간섭 신호의 총 합은 임계값 이하로 유지된다.
도 5는 또 다른 예시적 실시예에 따라서 D2D 통신을 위한 전송 전력을 결정하는 기지국의 구조를 도시한 블록도이다. 예시적 실시예에 다른 기지국(500)은 파일럿 수신부(510), 채널 상태 추정부(520), 채널 상태 수신부(530), 전송 전력 결정부(540) 및 전송부(550)를 포함한다.
파일럿 수신부(510)는 단말기(560)로부터 파일럿 신호를 수신한다.
채널 상태 추정부(520)는 수신한 파일럿 신호를 사용하여 단말기(560)으로부터 기지국까지의 제1 채널 상태를 추정한다.
채널 상태 수신부(530)는 단말기(560)로부터 제2 채널 상태를 수신한다. 제2 채널 상태는 제2 단말기(570)로부터 단말기(560)까지의 채널 상태이다. 일측에 따르면, 단말기(560)는 제2 단말기(570)로부터 제2 파일럿 신호를 수신하고, 수신된 제2 파일럿 신호를 사용하여 제2 채널 상태를 추정할 수 있다.
전송 전력 결정부(540)는 제2 채널 상태 및 제1 채널 상태를 이용하여 단말기(560)의 전송 전력을 결정한다. 일측에 따르면, 전송 전력 결정부(540)는 K개의 단말기 페어들에 대하여 모든 D2D 전송 단말기들로부터 수신한 간섭 신호의 세기를 일정 수준 이하로 유지하면서, 각 D2D 페어의 데이터 전송률이 최대가 되도록 D2D 전송 단말기들의 전송 전력을 결정할 수 있다. 또 다른 측면에 따르면, 전송 전력 결정부(540)는 위에서 설명된 스텝 1 내지 스텝 9에 따른 알고리즘을 이용하여 단말기(560)의 전송 전력을 결정할 수 있다.
전송부(550)는 결정된 전송 전력을 단말기(560)로 전송한다.
단말기(560)는 기지국(500)으로부터 전송 전력을 수신한다. 기지국(500)의 커버리지에는 제3 단말기가 위치할 수 있다. 제3 단말기는 다른 단말기로 데이터를 직접 전송하지 않고, 기지국(500)으로 데이터를 전송할 수 있다.
단말기(560)는 제3 단말기가 기지국(500)으로 제1 데이터를 전송하는 시간 동안 제2 단말기(570)로 제2 데이터를 전송한다. 단말기(560)는 수신된 전송 전력으로 제2 데이터를 전송할 수 있다. 이 경우에, 단말기(560)로부터 기지국(500)으로 간섭 신호가 전송된다. 그러나, 기지국(500)이 수신한 간섭 신호의 총 합은 임계값 이하로 유지된다.
도 6은 또 다른 예시적 실시예에 따른 D2D 통신 방법을 단계별로 설명한 순서도이다.
단계(630)에서, 단말기(610)는 기지국(620)으로 파일럿 신호를 전송한다.
단계(631)에서, 기지국은 수신한 파일럿 신호를 이용하여 단말기(610)로부터 기지국(620)까지의 제1 채널 상태를 추정한다.
단계(640)에서, 단말기(610)는 기지국(620)으로부터 제1 채널 상태를 수신한다.
도 6에서는 기지국(620)이 추정한 제1 채널 상태를 단말기(610)가 수신하는 실시예가 설명되었으나, 다른 실시예에 따르면, 단말기(610)는 기지국(620)으로부터 단말기(610)까지의 하향링크 채널 상태를 제1 채널 상태로 사용할 수도 있다.
단계(650)에서, 단말기(610)는 제2 단말기로부터 단말기(610)까지의 제2 채널 상태를 추정한다. 일측에 따르면, 단말기(610)는 제2 단말기로부터 제2 파일럿 신호를 수신하고, 수신된 제2 파일럿 신호를 이용하여 제2 단말기로부터 단말기(610)까지의 제2 채널 상태를 추정할 수 있다.
단계(660)에서, 단말기(610)는 전송 전력을 결정한다.
단말기(610)가 전송 전력을 결정하는 방법은 몇 가지 가정에 따라서 분산형 전력 제어 기법(Distributed Power Control Scheme), 평균에 기반한 전력 제어 기법(Power Control Scheme Based on Expectation) 및 채널 평균값에 기반한 전력 제어 기법(Power Control Scheme Based on Averaged Channel Value) 등으로 구분될 수 있다.
<실시예 2: 분산형 전력 제어 기법(Distributed Power Control Scheme)>
분산형 전력 제어 기법에서는 단말기(610)가 전송 전력을 결정할 수 있다. 따라서, 단말기(610)는 기지국(620)으로 제2 채널 상태를 피드백할 필요가 없다.
분산형 전력 제어 기법에 따르면, 단말기(610)는 하기 수학식 7에 따라서 i번째 D2D 페어에 대한 유틸리티(Utility) 
를 정의할 수 있다.
[수학식 7]
수학식 7에서, 첫 번째 항목은 i번째 D2D 페어간의 데이터 전송률이고, 두 번째 항목은 i번째 D2D 페어에 포함된 D2D 전송 단말기(610)가 기지국으로 전송하는 간섭의 영향이다. 여기서, 
는 간섭의 정규화 비용(normalized price of interference)이다.
수학식 7에서, 유틸리티 
는 D2D 페어간의 데이터 전송률에 비례하고, D2D 전송 단말기(620)가 기지국(620)으로 전송하는 간섭의 영향에 반비례한다. 따라서, 간섭의 정규화 비용 
를 적절히 결정한다면, D2D 전송으로 인하여 기지국(620)에 미치는 간섭의 영향을 제어할 수 있다.
일측에 따르면, 단말기(610)는 유틸리티 
를 최대화하도록 전송 전력 
를 결정할 수 있다. 유틸리티 
의 도함수(derivative)를 사용하면, 전송 전력 
는 하기 수학식 8과 같이 업데이트될 수 있다.
[수학식 8]
여기서, 
는 시간 t에서 기지국(620)이 결정하는 값으로서, 하기 수학식 9와 같이 결정될 수 있다.
[수학식 9]
여기서, 
는 
의 업데이트 속도를 결정하는 상수이다.
수학식 8, 9를 참고하면, 단계(660)에서, 단말기는 기지국으로부터 수학식 9에 정의된 
를 수신하고, 수학식 8에 따라서 전송 전력 
를 업데이트할 수 있다.
분산형 전력 제어 기법(Distributed Power Control Scheme)에 따르면, 기지국(620)은 단말기(610)와 제2 단말기간의 제2 채널 상태를 알지 못하고도 
를 업데이트 할 수 있다. 따라서, 단말기(610)는 매번 제2 채널 상태를 피드백하지 않아도 되며, 시그널링 오버헤드(signaling overhead)를 크게 감소시킬 수 있다.
<실시예 3: 평균에 기반한 전력 제어 기법(Power Control Scheme Based on Expectation)>
평균에 기반한 전력 제어 기법에서는 실시간 채널 상태(instantaneous channel information)가 아니라, 평균 채널 상태(average channel information)에 따라서 전송 전력을 결정할 수 있다.
평균에 기반한 전력 제어 기법에 따르면, D2D 페어간의 평균 데이터 전송률이 최대화되며, 기지국으로 전송되는 간섭의 평균값이 임계값 이하로 제어된다. 수학식 1, 2, 5 등을 참고하면, 평균에 기반한 전력 제어 기법은 하기 수학식 10과 같이 표현할 수 있다.
[수학식 10]
여기서, 
는 
들을 원소로 하는 벡터이고, 
는 
들을 원소로 하는 벡터이다. 
는 평균값을 고려한 간섭의 정규화 비용이다.
일측에 따르면, 단말기(610)은 수학식 10을 만족하는 최적의 
인 
의 값을 하기 수학식 11에 따라서 계산할 수 있다.
[수학식 11]
수학식 11의 좌변은 하기 수학식 12와 같이 표현할 수 있다.
[수학식 12]
수학식 12에서, 조건 
은 하기 수학식 13과 같이 표현할 수 있다.
[수학식 13]
유사한 방법으로, 
는 하기 수학식 14와 같이 표현할 수 있다.
[수학식 14]
수학식 13, 14를 이용하면, 수학식 12의 첫 번째 항목은 하기 수학식 15와 같이 표현할 수 있다.
[수학식 15]
또한, 수학식 12의 두 번째 항목은 하기 수학식 16과 같이 표현할 수 있다.
[수학식 16]
여기서, 단말기(610)는 최적의 
는 수학식 11, 15, 16을 이용하여 계산할 수 있다.
또 다른 실시예에 따르면, 단말기(610)는 
의 근사값을 하기 수학식 17에 따라서 계산할 수 있다.
[수학식 17]
수학식 17을 이용하면, 단말기(610)는 D2D 페어의 개수 K와 기지국이 수신하는 간섭 신호의 총합의 임계값 
만을 이용하여 
의 근사값을 간단히 결정할 수 있다.
<실시예 4: 채널 평균값에 기반한 전력 제어 기법(Power Control Scheme Based on Averaged Channel Value)>
채널 평균값에 기반한 전력 제어 기법에 따르면, 단말기(610)는 멀티 패스 페이딩의 영향인 
, 
을 1이라고 가정할 수 있다. 이 경우에, 간섭 비용 
는 하기 수학식 18에 따라서 결정될 수 있다.
[수학식 18]
수학식 18의 최적해인 
는 하기 수학식 19을 만족하는 값으로 정리할 수 있다.
[수학식 19]
또 다른 실시예에 따르면, 단말기(610)는 
의 근사값을 하기 수학식 20에 따라서 계산할 수 있다.
[수학식 20]
수학식 20을 이용하면, 단말기(610)는 D2D 페어의 개수 K와 기지국이 수신하는 간섭 신호의 총합의 임계값 
만을 이용하여 
의 근사값을 간단히 결정할 수 있다.
단계(670)에서, 단말기(610)는 결정된 전송 전력으로 제2 데이터를 제2 단말기로 전송할 수 있다. 일측에 따르면, 단말기(610)는 기지국(620)의 커버리지에 위치하는 제3 단말기가 제1 데이터를 기지국(620)으로 전송하는 시간동안 제2 데이터를 전송할 수 있다. 이 경우에, 단말기(610)으로부터 기지국(620)으로 간섭 신호가 전송된다. 그러나, 기지국(620)이 수신한 간섭 신호의 총 합은 임계값 이하로 유지된다.
도 7은 또 다른 예시적 실시예에 따라서 D2D 통신을 수행하는 단말기의 구조를 도시한 블록도이다. 예시적 실시예에 따른 단말기(700)는 전송 전력 결정부(710) 및 전송부(720)를 포함한다.
전송 전력 결정부(710)는 단말기(700)의 전송 전력을 결정한다. 일측에 따르면, 전송 전력 결정부(710)는 위에서 설명된 분산형 전력 제어 기법(Distributed Power Control Scheme), 평균에 기반한 전력 제어 기법(Power Control Scheme Based on Expectation) 및 채널 평균값에 기반한 전력 제어 기법(Power Control Scheme Based on Averaged Channel Value) 중에서 어느 하나의 기법에 따라서 전송 전력을 결정할 수 있다.
예를 들어, 전송 전력 결정부(710)는 분산형 전력 제어 기법에 따라서 전송 전력을 결정할 수 있다. 이 경우에, 단말기(700)는 기지국(미도시)로부터 간섭의 정규화 비용 
를 수신하고, 수신된 
를 수학식 8에 대입하여 전송 전력을 결정할 수 있다.
또 다른 실시예에 따르면, 전송 전력 결정부(710)는 평균에 기반한 전력 제어 기법에 따라서 전송 전력을 결정할 수 있다. 이 경우에, 전송 전력 결정부(710)는 수학식 11, 15, 16을 이용하여 최적의 
를 계산하고, 계산된 
를 수학식 10에 대입하여 전송 전력을 결정할 수 있다.
또 다른 실시예에 따르면, 전송 전력 결정부(710)는 수학식 17을 이용하여 
의 근사값을 간단히 결정할 수 있다.
또 다른 실시예에 따르면, 전송 전력 결정부(710)는 채널 평균값에 기반한 전력 제어 기법에 따라서 전송 전력을 결정할 수 있다. 이 경우에, 전송 전력 결정부(710)는 수학식 19에 따라서 간섭 비용 
를 계산하고, 계산된 
를 수학식 18에 대입하여 전송 전력을 결정할 수 있다.
또 다른 실시예에 따르면, 전송 전력 결정부(710)는 수학식 20을 이용하여 
의 근사값을 간단히 결정할 수 있다.
전송부(720)는 결정된 전송 전력에 따라서 제2 데이터를 제2 단말기(630)로 전송한다. 일측에 따르면, 전송부(720)는 기지국의 커버리지에 위치하는 제3 단말기가 제1 데이터를 기지국으로 전송하는 시간 동안 제2 데이터를 전송할 수 있다. 이 경우에, 전송부(720)로부터 기지국으로 간섭 신호가 전송된다. 그러나, 기지국이 수신한 간섭 신호의 총 합은 임계값 이하로 유지된다.
도 8은 또 다른 예시적 실시예에 따라서 D2D 통신을 수행하는 단말기의 동작 방법을 단계별로 설명한 순서도이다.
단계(810)에서, 단말기는 전송 전력을 결정한다. 일측에 따르면, 단말기는 위에서 설명된 분산형 전력 제어 기법(Distributed Power Control Scheme), 평균에 기반한 전력 제어 기법(Power Control Scheme Based on Expectation) 및 채널 평균값에 기반한 전력 제어 기법(Power Control Scheme Based on Averaged Channel Value) 중에서 어느 하나의 기법에 따라서 전송 전력을 결정할 수 있다.
예를 들어, 단말기는 분산형 전력 제어 기법에 따라서 전송 전력을 결정할 수 있다. 이 경우에, 단말기는 기지국(미도시)로부터 간섭의 정규화 비용 
를 수신하고, 수신된 
를 수학식 8에 대입하여 전송 전력을 결정할 수 있다.
또 다른 실시예에 따르면, 단말기는 평균에 기반한 전력 제어 기법에 따라서 전송 전력을 결정할 수 있다. 이 경우에, 단말기는 수학식 11, 15, 16을 이용하여 최적의 
를 계산하고, 계산된 
를 수학식 10에 대입하여 전송 전력을 결정할 수 있다. 또 다른 실시예에 따르면, 단말기는 수학식 17을 이용하여 
의 근사값을 간단히 결정할 수 있다.
또 다른 실시예에 따르면, 단말기는 채널 평균값에 기반한 전력 제어 기법에 따라서 전송 전력을 결정할 수 있다. 이 경우에, 단말기는 수학식 19에 따라서 간섭 비용 
를 계산하고, 계산된 
를 수학식 18에 대입하여 전송 전력을 결정할 수 있다. 또 다른 실시예에 따르면, 단말기는 수학식 20을 이용하여 
의 근사값을 간단히 결정할 수 있다.
단계(820)에서, 단말기는 결정된 전송 전력에 따라서 제2 데이터를 제2 단말기로 전송한다. 일측에 따르면, 단말기는 기지국의 커버리지에 위치하는 제3 단말기가 제1 데이터를 기지국으로 전송하는 시간 동안 제2 데이터를 전송할 수 있다. 이 경우에, 단말기로부터 기지국으로 간섭 신호가 전송된다. 그러나, 기지국이 수신한 간섭 신호의 총 합은 임계값 이하로 유지된다.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.
단말간 통신(D2D: Device-to-Device)에 있어 전송 전력을 결정하는 기법에 개시된다. 개시된 전송 전력 기법에 따르면, 단말간 통신의 데이터 전송률을 최대로 향상시키면서도, 단말기로부터 기지국으로 전송되는 간섭 신호의 총합은 임계값 이하로 제어할 수 있다.
Claims (18)
- 기지국의 커버리지 내에 위치하는 단말기에 있어서,상기 기지국의 커버리지 내에 위치하는 제3 단말기가 상기 기지국으로 제1 데이터를 전송하는 시간 동안 상기 단말기와 페어링된 제2 단말기로 상기 단말기로부터 상기 기지국까지의 제1 채널 상태를 고려하여 결정된 전송 전력으로 제2 데이터를 직접 전송하는 전송부를 포함하는 단말기.
- 제1항에 있어서,상기 제2 단말기로부터 상기 단말기까지의 제2 채널 상태를 추정하는 채널 상태 추정부; 및수신부를 더 포함하고,상기 전송부는 상기 제2 채널 상태를 상기 기지국으로 전송하고상기 수신부는 상기 제2 채널 상태를 추가적으로 고려하여 결정된 전송 전력을 상기 기지국으로부터 수신하는 단말기.
- 제1항에 있어서,상기 전송 전력을 하기 수학식 1에 따라서 업데이트하여 결정하는 전송 전력 결정부를 더 포함하는 단말기.[수학식 1]
여기서,는 업데이트된 전송 전력의 값이고,
는 하기 수학식 2와 같이 업데이트된다.
는 제1 채널 상태로서,
는 단말기로부터 기지국까지 채널의 멀티 패스 페이딩 채널의 영향이고,
는 단말기로부터 기지국까지의 거리에 따른 채널 이득이다.
는 상기 제2 단말기로부터 상기 단말기까지의 채널 상태인 제2 채널 상태로서,
는 상기 단말기로부터 상기 제2 단말기까지 채널의 멀티 패스 페이딩 채널의 영향이고,
는 상기 제2 단말기로부터 상기 단말기까지의 거리에 따른 채널 이득이다.
는 열잡음의 전력이고,
는 단말기로부터 기지국으로 전송되는 간섭의 세기이고,
는 단말기의 최대 전송 전력이다.
는
내부의 값과 '0' 중에서 더 큰 값을 나타낸다.
[수학식 2]
여기서,는 업데이트된
의 값이며,
는 상기 기지국이 수신하는 간섭 신호의 총합의 임계값이다.
는 기지국으로 간섭을 전송하는 단말기들의 개수이고,
는 이전 전송 전력의 값이다.
는 임의의 상수이다.
- 제1항에 있어서,상기 전송 전력을 하기 수학식 3에 따라서 결정하는 전송 전력 결정부를 더 포함하는 단말기.[수학식 3]
여기서,는 하기 수학식 4에 따라서 결정된다.
는 제1 채널 상태로서,
는 단말기로부터 기지국까지 채널의 멀티 패스 페이딩 채널의 영향이고,
는 단말기로부터 기지국까지의 거리에 따른 채널 이득이다.
는 상기 제2 단말기로부터 상기 단말기까지의 채널 상태인 제2 채널 상태로서,
는 는 상기 단말기로부터 상기 제2 단말기까지 채널의 멀티 패스 페이딩 채널의 영향이고,
는 상기 제2 단말기로부터 상기 단말기까지의 거리에 따른 채널 이득이다.
는 열잡음의 전력이고,
는 단말기로부터 기지국으로 전송되는 간섭의 세기이고,
는 단말기의 최대 전송 전력이다.
는
내부의 값과 '0' 중에서 더 큰 값을 나타낸다.
[수학식 4]
여기서,는 상기 기지국이 수신하는 간섭 신호의 총합의 임계값이다.
- 제1항에 있어서,상기 전송 전력을 하기 수학식 5에 따라서 결정하는 전송 전력 결정부를 더 포함하는 단말기.[수학식 5]
여기서,는 하기 수학식 6에 따라서 결정된다.
는 제1 채널 상태로서,
는 단말기로부터 기지국까지 채널의 멀티 패스 페이딩 채널의 영향이고,
는 단말기로부터 기지국까지의 거리에 따른 채널 이득이다.
는 상기 제2 단말기로부터 상기 단말기까지의 채널 상태인 제2 채널 상태로서,
는 는 상기 단말기로부터 상기 제2 단말기까지 채널의 멀티 패스 페이딩 채널의 영향이고,
는 상기 제2 단말기로부터 상기 단말기까지의 거리에 따른 채널 이득이다.
는 열잡음의 전력이고,
는 단말기로부터 기지국으로 전송되는 간섭의 세기이고,
는 단말기의 최대 전송 전력이다.
는
내부의 값과 '0' 중에서 더 큰 값을 나타낸다.
[수학식 6]
여기서, K는 상기 기지국의 커버리지 내에 위치하며 서로 직접 데이터를 전송하는 단말기들(D2D 단말기 페어)의 개수를 나타낸다. - 제1항에 있어서,상기 전송 전력을 하기 수학식 7에 따라서 결정하는 전송 전력 결정부를 더 포함하는 단말기.[수학식 7]
여기서,는 하기 수학식 8에 따라서 결정된다.
는 제1 채널 상태로서,
는 단말기로부터 기지국까지 채널의 멀티 패스 페이딩 채널의 영향이고,
는 단말기로부터 기지국까지의 거리에 따른 채널 이득이다.
는 상기 제2 단말기로부터 상기 단말기까지의 채널 상태인 제2 채널 상태로서,
는 는 상기 단말기로부터 상기 제2 단말기까지 채널의 멀티 패스 페이딩 채널의 영향이고,
는 상기 제2 단말기로부터 상기 단말기까지의 거리에 따른 채널 이득이다.
는 열잡음의 전력이고,
는 단말기로부터 기지국으로 전송되는 간섭의 세기이고,
는 단말기의 최대 전송 전력이다.
는
내부의 값과 '0' 중에서 더 큰 값을 나타낸다.
[수학식 8]
여기서,는 상기 기지국이 수신하는 간섭 신호의 총합의 임계값이다.
- 제1항에 있어서,상기 전송 전력을 하기 수학식 9에 따라서 결정하는 전송 전력 결정부를 더 포함하는 단말기.[수학식 9]
여기서,는 하기 수학식 10에 따라서 결정된다.
는 제1 채널 상태로서,
는 단말기로부터 기지국까지 채널의 멀티 패스 페이딩 채널의 영향이고,
는 단말기로부터 기지국까지의 거리에 따른 채널 이득이다.
는 상기 제2 단말기로부터 상기 단말기까지의 채널 상태인 제2 채널 상태로서,
는 는 상기 단말기로부터 상기 제2 단말기까지 채널의 멀티 패스 페이딩 채널의 영향이고,
는 상기 제2 단말기로부터 상기 단말기까지의 거리에 따른 채널 이득이다.
는 열잡음의 전력이고,
는 단말기로부터 기지국으로 전송되는 간섭의 세기이고, 는 단말기의 최대 전송 전력이다.
는
내부의 값과 '0' 중에서 더 큰 값을 나타낸다.
[수학식 10]
여기서, K는 상기 기지국의 커버리지 내에 위치하며 서로 직접 데이터를 전송하는 단말기들(D2D 단말기 페어)의 개수를 나타낸다. - 커버리지 내에 위치한 단말기들이 서로 데이터를 직접 전송하는 기지국에 있어서,상기 단말기들 중에서 제1 단말기로부터 파일럿 신호를 수신하는 파일럿 수신부;상기 수신한 파일럿 신호를 이용하여 상기 제1 단말기로부터 상기 기지국까지의 제1 채널 상태를 추정하는 채널 상태 추정부;상기 제1 단말기로부터 상기 단말기들에 포함된 제2 단말기까지의 제2 채널 상태를 상기 제1 단말기로부터 수신하는 채널 상태 수신부;상기 제1 채널 상태 및 상기 제2 채널 상태를 고려하여 상기 제1 단말기에 대한 전송 전력을 결정하는 전송 전력 결정부; 및상기 결정된 전송 전력을 상기 제1 단말기로 전송하는 전송부를 포함하고,상기 기지국의 커버리지 내에 위치하는 제3 단말기가 상기 기지국으로 제1 데이터를 전송하는 시간 동안, 상기 전송된 전송 전력에 따라서 상기 제1 단말기는 상기 제2 단말기로 제2 데이터를 직접 전송하는 기지국.
- 제8항에 있어서,상기 전송 전력 결정부는 하기 수학식 11 및 하기 수학식 12에 따라서 상기 전송 전력을 결정하는 기지국.[수학식 11]
여기서,는 상기 기지국이 수신하는 간섭 신호의 총합의 임계값이다.
는 전송 전력
의 값이 0인 단말기들의 집합이고,
는 전송 전력
의 값이
인 단말기들의 집합이다.
는 제1 채널 상태로서,
는 단말기로부터 기지국까지 채널의 멀티 패스 페이딩 채널의 영향이고,
는 단말기로부터 기지국까지의 거리에 따른 채널 이득이다.
는 상기 제2 단말기로부터 상기 단말기까지의 채널 상태인 제2 채널 상태로서,
는 상기 단말기로부터 상기 제2 단말기까지 채널의 멀티 패스 페이딩 채널의 영향이고,
는 상기 제2 단말기로부터 상기 단말기까지의 거리에 따른 채널 이득이다.
는 열잡음의 전력이고,
는 단말기로부터 기지국으로 전송되는 간섭의 세기이고,
는 단말기의 최대 전송 전력이다.
는
내부의 값과 '0' 중에서 더 큰 값을 나타낸다.
[수학식 12]
- 제9항에 있어서,상기 전송 전력 결정부는 상기 결정된 전송 전력이 하기 수학식 13을 만족할 때까지 상기 수학식 11 및 상기 수학식 12를 반복하여 상기 전송 전력을 업데이트하는 기지국.[수학식 13]
- 기지국의 커버리지 내에 위치하는 단말기의 동작 방법에 있어서,상기 기지국의 커버리지 내에 위치하는 제3 단말기가 상기 기지국으로 제1 데이터를 전송하는 시간 동안 상기 단말기와 페어링된 제2 단말기로 상기 단말기로부터 상기 기지국까지의 제1 채널 상태를 고려하여 결정된 전송 전력으로 제2 데이터를 직접 전송하는 단계를 포함하는 단말기의 동작 방법.
- 제11항에 있어서,상기 제2 단말기로부터 상기 단말기까지의 제2 채널 상태를 추정하는 단계;상기 전송부는 상기 제2 채널 상태를 상기 기지국으로 전송하는 단계; 및상기 제2 채널 상태를 추가적으로 고려하여 결정된 전송 전력을 상기 기지국으로부터 수신하는 단계를 더 포함하는 단말기의 동작 방법.
- 제11항에 있어서,하기 수학식 14에 따라서 상기 전송 전력을 업데이트하여 결정하는 단계를 더 포함하는 단말기의 동작 방법.[수학식 14]
여기서,는 업데이트된 전송 전력의 값이고,
는 하기 수학식 15와 같이 업데이트된다.
는 제1 채널 상태로서,
는 단말기로부터 기지국까지 채널의 멀티 패스 페이딩 채널의 영향이고,
는 단말기로부터 기지국까지의 거리에 따른 채널 이득이다.
는 상기 제2 단말기로부터 상기 단말기까지의 채널 상태인 제2 채널 상태로서,
는 상기 단말기로부터 상기 제2 단말기까지 채널의 멀티 패스 페이딩 채널의 영향이고,
는 상기 제2 단말기로부터 상기 단말기까지의 거리에 따른 채널 이득이다.
는 열잡음의 전력이고,
는 단말기로부터 기지국으로 전송되는 간섭의 세기이고,
는 단말기의 최대 전송 전력이다.
는
내부의 값과 '0' 중에서 더 큰 값을 나타낸다.
[수학식 15]
여기서,는 업데이트된
의 값이며,
는 상기 기지국이 수신하는 간섭 신호의 총합의 임계값이다.
는 기지국으로 간섭을 전송하는 단말기들의 개수이고,
는 이전 전송 전력의 값이다.
는 임의의 상수이다.
- 제11항에 있어서,하기 수학식 16에 따라서 상기 전송 전력을 결정하는 단계를 더 포함하는 단말기의 동작 방법.[수학식 16]
여기서,는 하기 수학식 17에 따라서 결정된다.
는 제1 채널 상태로서,
는 단말기로부터 기지국까지 채널의 멀티 패스 페이딩 채널의 영향이고,
는 단말기로부터 기지국까지의 거리에 따른 채널 이득이다.
는 상기 제2 단말기로부터 상기 단말기까지의 채널 상태인 제2 채널 상태로서,
는 는 상기 단말기로부터 상기 제2 단말기까지 채널의 멀티 패스 페이딩 채널의 영향이고,
는 상기 제2 단말기로부터 상기 단말기까지의 거리에 따른 채널 이득이다.
는 열잡음의 전력이고,
는 단말기로부터 기지국으로 전송되는 간섭의 세기이고,
는 단말기의 최대 전송 전력이다.
는
내부의 값과 '0' 중에서 더 큰 값을 나타낸다.
[수학식 17]
여기서,는 상기 기지국이 수신하는 간섭 신호의 총합의 임계값이다.
- 제11항에 있어서,하기 수학식 18에 따라서 상기 전송 전력을 결정하는 단계를 더 포함하는 단말기의 동작 방법.[수학식 18]
여기서,는 하기 수학식 19에 따라서 결정된다.
는 제1 채널 상태로서,
는 단말기로부터 기지국까지 채널의 멀티 패스 페이딩 채널의 영향이고,
는 단말기로부터 기지국까지의 거리에 따른 채널 이득이다.
는 상기 제2 단말기로부터 상기 단말기까지의 채널 상태인 제2 채널 상태로서,
는 는 상기 단말기로부터 상기 제2 단말기까지 채널의 멀티 패스 페이딩 채널의 영향이고,
는 상기 제2 단말기로부터 상기 단말기까지의 거리에 따른 채널 이득이다.
는 열잡음의 전력이고,
는 단말기로부터 기지국으로 전송되는 간섭의 세기이고,
는 단말기의 최대 전송 전력이다.
는
내부의 값과 '0' 중에서 더 큰 값을 나타낸다.
[수학식 19]
여기서, K는 상기 기지국의 커버리지 내에 위치하며 서로 직접 데이터를 전송하는 단말기들(D2D 단말기 페어)의 개수를 나타낸다. - 제11항에 있어서,하기 수학식 20에 따라서 상기 전송 전력을 결정하는 단계를 더 포함하는 단말기의 동작 방법.[수학식 20]
여기서,는 하기 수학식 21에 따라서 결정된다.
는 제1 채널 상태로서,
는 단말기로부터 기지국까지 채널의 멀티 패스 페이딩 채널의 영향이고,
는 단말기로부터 기지국까지의 거리에 따른 채널 이득이다.
는 상기 제2 단말기로부터 상기 단말기까지의 채널 상태인 제2 채널 상태로서,
는 는 상기 단말기로부터 상기 제2 단말기까지 채널의 멀티 패스 페이딩 채널의 영향이고,
는 상기 제2 단말기로부터 상기 단말기까지의 거리에 따른 채널 이득이다.
는 열잡음의 전력이고,
는 단말기로부터 기지국으로 전송되는 간섭의 세기이고,
는 단말기의 최대 전송 전력이다.
는
내부의 값과 '0' 중에서 더 큰 값을 나타낸다.
[수학식 21]
여기서,는 상기 기지국이 수신하는 간섭 신호의 총합의 임계값이다.
- 제11항에 있어서,하기 수학식 22에 따라서 상기 전송 전력을 결정하는 단계를 더 포함하는 단말기의 동작 방법.[수학식 22]
여기서,는 하기 수학식 23에 따라서 결정된다.
는 제1 채널 상태로서,
는 단말기로부터 기지국까지 채널의 멀티 패스 페이딩 채널의 영향이고,
는 단말기로부터 기지국까지의 거리에 따른 채널 이득이다.
는 상기 제2 단말기로부터 상기 단말기까지의 채널 상태인 제2 채널 상태로서,
는 는 상기 단말기로부터 상기 제2 단말기까지 채널의 멀티 패스 페이딩 채널의 영향이고,
는 상기 제2 단말기로부터 상기 단말기까지의 거리에 따른 채널 이득이다.
는 열잡음의 전력이고,
는 단말기로부터 기지국으로 전송되는 간섭의 세기이고,
는 단말기의 최대 전송 전력이다.
는
내부의 값과 '0' 중에서 더 큰 값을 나타낸다.
[수학식 23]
여기서, K는 상기 기지국의 커버리지 내에 위치하며 서로 직접 데이터를 전송하는 단말기들(D2D 단말기 페어)의 개수를 나타낸다. - 제11항 내지 제17항 중에서 어느 하나의 항의 방법을 실행시키기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체.
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