D2D(Device to Device)

1. 기술 등장 배경

 - 최근 몇 년간 스마트폰과 태블릿 기기의 급격한 보급으로 고용량 멀티미디어 통신이 활성화되면서 모바일 인터넷 트래픽이 매년 급격히 증가---> 이로 인해 셀룰러 통신망의 과부하가 심화

 - 이를 해결하기 위해서 통신 사업자들은 최근에 셀룰러 네트워크를 중앙 집중형 기지국 구조로 변경하여 트래픽 과부하에 대처하려고 있음

 - 더불어 4G 셀룰러 시스템인 LTE 외에도 펨토셀, Wi-Fi 무선 랜 등을 도입하여 네트워크 트래픽 분산을 통해서 과부하 문제를 해결하려고 함

 - 네트워크 인프라의 변경 및 확장을 통해 기지국의 과부하를 줄이는 방법에 추가하여 네트워크 인프라를 거치지 않고 단말기 간에 직접 통신하는 방법이 부각되고 있음

 

2. D2D(Device to Device)

 - D2D 통신이란 기지국, 무선접속 공유기의 인프라를 거치지 않고 단말기 간에 직접 통신하는 기술을 의미

 - 큰 틀에서 모든 사물을 통신 주체로 하는 `M2M(Machine to Machine)` 기술에 포함되지만 범위가 모바일 기기 간 통신에 국한된다.
 - 대표적인 D2D 기술은 모바일 블루투스(블루투스에 접속해 자신의 휴대폰과 지인의 휴대폰을 맞부딪히면 사진 등 콘텐츠를 전송가능), WiFi D2D 등이 있음

 - LTE D2D 기술이 차세대 LTE 표준 기술 후보로 확정

 - LTE D2D 기술은 근거리 안에 있는 스마트폰 등 통신기기끼리 LTE로 통신할 수 있다. LTE D2D가 상용화되면 서로 가까운 기기들은 데이터는 기지국을 거치지 않고 데이터를 주고받는다

 

3. D2D 장점

 - 단말기 간에 직접 통신을 통해서 셀룰러 네트워크의 부하를 줄일 수 있음

 - D2D 통신에서는 셀룰러 네트워크와 같은 무선 주파수 자원을 공간 재활용(spatial reuse)하므로 셀룰러 시스템의 사용률과 주파수 효율을 높일 수 있다

 - 단말기 간의 근거리 통신으로 통신 시 발생하는 지연과 전력을 줄일 수 있으며 단말기 간의 릴레이(relay)통신을 통해서 셀 커버리지를 확장

 - 새로운 다양한 서비스인 소셜 네트워킹, 개인별 모바일 광고나 근거리 파일 전송 및 멀티 게임 등 다양한 통신서비스를 창출 하는데 활용 될 것으로 기대

  (LTE D2D는 다양한 서비스 시장을 새롭게 만들 것으로 보인다. 위치기반 소셜네트워크서비스(SNS)를 비롯, 특정 지역 범죄 정보 전송이나 새로운 방식의 모바일 광고, 차량 간 통신 등이 그 예다. 특정 지역의 기지국이 갑자기 가동이 중단돼도 기기 간 통신이 유지되기 때문에 재난 등에 관련한 획기적인 공공 서비스가 등장할 수 있을 것으로 기대된다.)

 

 

4. D2D 통신 절차

 가. 단말 탐색 과정

    - 각 D2D 단말이 자신의 주변에 있는 D2D 통신이 가능한 다른 단말들을 탐색하는 단
계

    -  이 단계에서 각 단말들은 다른 단말들이 자신을 탐색할 수 있도록 탐색 신호를 송신하고 다른 단말들이 보내는 탐색 신호를 수신하여 D2D 통신이 가능한 다른 단말들이 범위 내에 있음을 발견

 

 나. 링크 생성 과정

    - 링크 생성 단계에서는 단말 탐색 단계에서 발견한 주변의 D2D 단말들 중에서 데이터를 전송하고자 하는 단말과 데이터 전송을 위한 링크를 맺는 단계

 

 다. 데이터 통신 과정

   - 데이터를 주고 받을 단말들 간에 링크를 맺고 나면 링크를 맺은 두 단말은 데이터를 서로 주고 받게 된다. 이 단계를 데이터 전송 단계하고 함

 

5. 면허/비면허 대역의 D2D 통신

 - 면허대역 기반의 D2D 통신 기술은 미국 Qualcomm 사의 LTE Direct(FlashLinQ 기
반)와 현재 3GPP에서 논의 되고 있는 LTE 기반 단말간 직접 통신인 ProSe(Proximity Services)가 있다

 - 비면허대역에서의 D2D 통신은 현재 스마트폰에 상용화 되어있는 Wi-Fi Direct가 있으며 현재 IEEE 802.15에서 PAC(Peer Aware Communication) 라는 이름으로 새롭게 표준화가 진행 중

 

6. 전망

 - 최근 모바일 인터넷 트래픽 증가로 인해서 셀룰러 네트워크 분산을 위해서 D2D 통신에 대한 필요성이 증가되고 있다.

 - 그러나 셀룰러 통신과 D2D 통신이 같은 주파수 대역으로 공존하는 경우에 기존 셀룰러 사용자들과 새롭게 정의된 D2D 단말 사이에서 발생하는 자원할당 및 상호 간섭문제 등은 앞으로 해결해야 할 문제이다

 - D2D 통신은 차세대 5G통신의 요소기술 중 하나로 시스템의 성능을 증가시키고 사용자들에게 다양한 서비스를 제공할 수 있는 서비스 중의 하나로 부각되고 있다 

 

 

 

<참조>

 

 

<참조>

http://www.etnews.com/glossary/detail.html?t_idx=315

http://mediaus.co.kr/news/articleView.html?idxno=45611

 

B4G.pdf

 

IEEEK201304_D2D.pdf