KR20070048575A - Apparatus and method for supporting multi-link using of group of multi-hop in multi-hop relay cellular network with using two frequency band - Google Patents
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Abstract
다중 홉 중계 방식의 셀룰러 네트워크에서 다중 홉을 그룹화하여 다중 링크를 지원하기 위한 부프레임 구성 장치 및 방법에 관한 것으로서, 목적지까지의 중계링크를 구성하는 중계기들의 정보를 수집하는 과정과, 상기 수집된 중계국들의 정보에 따라 홉 그룹을 구성하는 과정과, 상기 구성된 홉 그룹에 따라 각각 다른 시간 자원을 할당하는 과정과, 상기 할당된 시간 자원정보를 각 중계기들로 전송하는 과정을 포함하여, 상기 셀룰러 네트워크에서 기지국의 서비스 영역 확대 및 동작 전환 갭에 의한 오버헤드를 줄여 시스템 용량 증대 등 시스템 효율을 증가시킬 수 있는 이점이 있다.An apparatus and method for configuring a subframe to support multiple links by grouping multiple hops in a cellular network of a multi-hop relay method, the method comprising: collecting information of relays constituting a relay link to a destination; In the cellular network, comprising the steps of configuring a hop group according to the information of each other, allocating different time resources according to the configured hop groups, and transmitting the allocated time resource information to the respective repeaters. There is an advantage that the system efficiency can be increased by reducing the overhead due to the expansion of the service area of the base station and the operation switching gap.
다중 홉, 셀룰러 네트워크, 프레임 구조, 부프레임, 홀수/짝수 홉, 슈퍼 프레임 Multi-hop, cellular network, frame structure, subframe, odd / even hops, superframe
Description
도 1은 일반적인 다중 홉 중계 방식의 셀룰러 네트워크의 다중 링크구성을 도시하는 도면,1 is a diagram illustrating a multi-link configuration of a typical multi-hop relay cellular network;
도 2는 일반적인 다중 홉으로 구성되는 셀룰러 네트워크의 구성을 도시하는 도면,2 is a diagram illustrating a configuration of a cellular network composed of a general multi-hop;
도 3은 일반적인 다중 홉 중계 방식의 셀룰러 네트워크에서 인접 홉 사이의 다중 링크를 도시하는 도면,3 illustrates multiple links between adjacent hops in a typical multi-hop relay cellular network;
도 4는 일반적인 시분할 복신 시스템의 프레임 구조를 도시하는 도면,4 is a diagram showing a frame structure of a general time division duplex system;
도 5는 종래기술에 따른 다중 홉 링크의 부프레임 구조를 도시하는 도면,5 illustrates a subframe structure of a multi-hop link according to the prior art;
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 다중 홉을 그룹화하는 그룹 홉 링크를 지원하는 부프레임 구조를 도시하는 도면,6 illustrates a subframe structure supporting group hop links for grouping multiple hops according to an embodiment of the present invention;
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 다중 홉 중계 방식을 사용하는 셀룰러 네트워크에서 신호의 흐름과 간섭 경로를 도시하는 도면,7 is a diagram illustrating a signal flow and an interference path in a cellular network using a multi-hop relay method according to an embodiment of the present invention;
도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 다중 홉 중계 방식을 사용하는 셀룰러 네트워크에서 신호의 흐름과 간섭 경로를 도시하는 도면,8 is a diagram illustrating a signal flow and an interference path in a cellular network using a multi-hop relay method according to another embodiment of the present invention;
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 다중 홉 중계 방식에서 다중 홉을 그룹화하여 구성된 부프레임의 자원할당을 도시하는 도면,9 is a diagram illustrating resource allocation of subframes configured by grouping multiple hops in a multi-hop relay method according to an embodiment of the present invention;
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 다중 홉 중계 방식을 사용하는 셀룰러 네트워크에서 다중 홉 링크 구조를 도시하는 도면,10 illustrates a multi-hop link structure in a cellular network using a multi-hop relay method according to an embodiment of the present invention;
도 11은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 다중 홉 중계 방식을 사용하는 셀룰러 네트워크에서 다중 홉을 그룹화하여 구성된 부프레임 구조를 도시하는 도면,11 is a diagram illustrating a subframe structure configured by grouping multiple hops in a cellular network using a multi-hop relay method according to another embodiment of the present invention;
도 12는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 다중 홉 중계 방식을 사용하는 셀룰러 네트워크에서 다중 홉을 그룹화하여 구성된 부프레임 구조를 도시하는 도면,12 illustrates a subframe structure configured by grouping multiple hops in a cellular network using a multi-hop relay method according to another embodiment of the present invention;
도 13은 본 발명에 따른 다중 홉을 그룹화하기 위한 기지국 장치를 도시하는 도면, 13 illustrates a base station apparatus for grouping multiple hops according to the present invention;
도 14는 본 발명의 실시 예에 따른 다중 홉 중계 방식을 사용하는 셀룰러 네트워크에서 다중 홉을 그룹화하기 위한 기지국의 동작 절차를 도시하는 도면,14 illustrates an operation procedure of a base station for grouping multiple hops in a cellular network using a multi-hop relay method according to an embodiment of the present invention;
도 15는 본 발명의 실시 예에 따른 다중 홉을 그룹화한 그룹 홉 링크와 직접 링크를 갖는 BS-MS 링크를 동시에 지원하는 부프레임 구조를 도시하는 도면,FIG. 15 illustrates a subframe structure simultaneously supporting a group hop link grouping multiple hops and a BS-MS link having a direct link according to an embodiment of the present invention; FIG.
도 16은 본 발명의 실시 예에 따른 다중 홉을 그룹화한 그룹 홉 링크를 하나의 프레임 단위로 제공하는 슈퍼프레임 구조를 도시하는 도면, 및16 is a diagram illustrating a superframe structure for providing group hop links grouping multiple hops according to an embodiment of the present invention in one frame unit; and
도 17은 본 발명의 실시 예에 따른 두 홉의 광대역 무선 접속 시스템에서 기 지국과 중계국이 제공하는 통신 링크를 위한 슈퍼 프레임을 도시하는 도면. FIG. 17 illustrates a superframe for a communication link provided by a base station and a relay station in a two-hop broadband wireless access system according to an embodiment of the present invention. FIG.
본 발명은 다중 홉 중계(Multi-Hop Relay) 방식을 사용하는 셀룰러 네트워크(Cellular Network)에 관한 것으로서, 특히, 상기 다중 홉 중계 방식을 사용하는 셀룰러 네트워크에서 다중 홉을 그룹화하여 다중 링크를 지원하기 위한 부프레임을 구성하기 위한 구조 및 이를 지원하는 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a cellular network using a multi-hop relay scheme, and more particularly, to support multiple links by grouping multiple hops in a cellular network using the multi-hop relay scheme. The present invention relates to a structure for configuring a subframe and an apparatus supporting the same.
최근 활발히 연구가 진행 중인 4세대 이동통신 시스템의 가장 중요한 요구 조건 중의 하나는 자율적 적응형 (Self-Configurable) 무선 네트워크의 구성이다. 상기 자율적 적응형 무선 네트워크는, 중앙 시스템의 제어 없이 무선 네트워크를 자율적으로 또한 분산적으로 구성하여 이동통신 서비스를 제공할 수 있는 무선 네트워크를 일컫는다. 또한, 상기 4세대 이동통신 시스템에서는 고속 통신을 가능하게 하고 더 많은 통화량을 수용하기 위하여 반경이 매우 작은 셀들이 설치된다. 이 경우에는 현재의 무선망 설계 방식을 그대로 사용한 중앙 집중적인 설계가 불가능해질 것이다. 이러한 무선 네트워크는 분산적으로 제어되고 구축되면서도, 새로운 기지국(Base station)의 추가와 같은 환경 변화에 능동적으로 대처할 수 있어야 한다. 상술한 이유로 4세대 이동통신 시스템에서는 자율적 적응형 무선 네트워크의 구성이 요구된다. One of the most important requirements of the 4th generation mobile communication system, which is being actively researched recently, is the configuration of a self-configurable wireless network. The autonomous adaptive wireless network refers to a wireless network capable of providing a mobile communication service by autonomously and distributedly configuring a wireless network without control of a central system. In addition, in the fourth generation mobile communication system, cells having a very small radius are installed to enable high-speed communication and to accommodate a larger amount of communication. In this case, centralized design using the current wireless network design method will not be possible. While such wireless networks must be distributed and controlled, they must be able to actively respond to environmental changes, such as the addition of new base stations. For the reasons described above, the 4G mobile communication system requires the configuration of an autonomous adaptive wireless network.
상기 4세대 이동통신 시스템에서 요구되는 상기 자율적 적응형 무선 네트워크를 현실적으로 구현하기 위해서는 Ad hoc 네트워크에서 적용된 기술을 이동통신 시스템에 도입해야 한다. 상기의 대표적인 사례가 다중 홉 중계 (Multi-hop relay) 셀룰러 네트워크로서, 고정 기지국으로 구성된 셀룰러 네트워크에 Ad hoc 네트워크에서 적용된 기술인 다중 홉 중계 기법을 도입한 것이다. 상기 셀룰러 네트워크에서는 기지국과 단말기(Mobile station) 간에 하나의 직접 링크(direct link)로 통신이 이루어지므로, 상기 단말기와 기지국 간에 신뢰도가 높은 무선 통신링크를 쉽게 구성할 수 있다. In order to realistically implement the autonomous adaptive wireless network required in the fourth generation mobile communication system, the technology applied in the ad hoc network should be introduced into the mobile communication system. A typical example of the above is a multi-hop relay cellular network, in which a multi-hop relay scheme, which is a technology applied in an ad hoc network, is introduced to a cellular network composed of fixed base stations. In the cellular network, since a communication is performed through a direct link between a base station and a mobile station, a reliable wireless communication link can be easily configured between the terminal and the base station.
그러나, 기지국의 위치가 고정되어 있으므로 무선망 구성의 유연성(flexibility)이 낮아 트래픽 분포나 통화 요구량의 변화가 심한 무선환경에서 효율적인 서비스를 제공하기 어렵다. 이와 같은 단점을 극복하기 위해 주변의 여러 단말기 또는 고정 중계국(Relay station)들을 이용하여 다중 홉 형태로서 데이터를 전달하는 중계 기법을 적용한다. 또한, 상기 다중 홉 중계 기법은 주변 환경 변화에 대해 빠르게 네트워크를 재구성할 수 있으며, 전체 무선망을 보다 효율적으로 운용할 수 있게 된다. 그러므로 4세대 이동통신 시스템에서 요구되는 자율 적응형 무선망은 상기의 다중 홉 중계 방식의 셀룰러 네트워크를 모델로 하여 현실적으로 구현할 수 있다.However, since the location of the base station is fixed, it is difficult to provide an efficient service in a wireless environment in which the traffic distribution or the call demand is changed due to low flexibility of the wireless network configuration. In order to overcome this drawback, a relay technique is used to deliver data in the form of a multi-hop form by using a plurality of neighboring terminals or fixed relay stations. In addition, the multi-hop relay scheme can quickly reconfigure the network in response to changes in the surrounding environment, and more efficiently operate the entire wireless network. Therefore, the autonomous adaptive wireless network required in the 4G mobile communication system can be realistically implemented using the multi-hop relay cellular network as a model.
상기 다중 홉 중계 기술이 셀룰러 네트워크에 도입되게 된 또 다른 동기는, 전계강도가 부족하여 발생하는 부분적인 음영지역을 커버하거나, 서비스 요구가 적 은 초기 상황에 중계국을 설치함으로써 초기 설치 비용에 대한 부담을 줄일 수 있다. 또한, 셀 서비스 영역을 넓히고 시스템 용량을 증대시킬 수 있는 장점을 갖고 있다는 것이다.Another incentive for the multi-hop relay technology to be introduced into cellular networks is the burden of initial installation costs by covering a partial shadow area caused by insufficient field strength or by installing a relay station in an initial situation where service requirements are low. Can be reduced. It also has the advantage of widening cell service area and increasing system capacity.
도 1은 일반적인 다중 홉 중계 방식 셀룰러 네트워크의 구성을 도시하고 있다.1 shows a configuration of a typical multi-hop relay cellular network.
상기 도 1에 도시된 바와 같이 기지국(100)의 영역(101)에 포함되는 단말(110)은 상기 기지국(100)과 직접 링크로 연결되고, 상기 기지국의 영역(110) 밖에 위치하여 상기 기지국(100)으로부터의 채널 상태가 열악한 단말(120)은 중계국(130)을 통해 중계 링크로 연결된다.As shown in FIG. 1, the
즉, 상기 기지국은 통신 중인 상기 단말들(110, 120)에 보다 우수한 무선 채널을 제공하기 위해, 상기 기지국 영역(101)의 외곽에 위치하거나, 건물 등에 의해 차폐현상이 심한 음영지역에서 상기 중계국(130)을 이용하여 링크를 연결하여 상기 기지국과 통신을 수행한다. 따라서, 상기 기지국(100)은 채널 상태가 열악한 셀 경계지역에서 다중홉 중계 기법을 적용하여 고속의 데이터 채널을 제공할 수 있으며, 상기 셀 서비스 영역을 확장시킬 수 있다. 또한, 다중 홉 중계 방식을 사용하는 셀룰라 네트워크에서는 기지국과 단말(BS-MS) 링크, 기지국과 중계국(BS-RS) 링크 및 중계국과 단말(RS-MS) 링크가 존재한다. That is, the base station is located in the outer area of the
상기 도 1과 같이 중계기를 이용한 다중 홉 중계 방식은 도 2에 도시된 바와 같이 복수 개의 중계기를 이용하여 중계링크를 설정할 수 있다.In the multi-hop relay method using a repeater as shown in FIG. 1, a relay link may be set using a plurality of repeaters as shown in FIG. 2.
도 2는 일반적인 다중 홉으로 구성되는 셀룰러 네트워크의 구성을 도시하고 있다.Figure 2 shows the configuration of a cellular network consisting of a typical multi-hop.
상기 도 2에 도시된 바와 같이 기지국(201)과 중계링크로 연결된 단말(219)이 하나의 중계기를 이용하여 통신 링크가 설정된 것이 아닌 여러 개의 중계기들(211, 213, 215, 217)을 이용하여 상기 기지국(201)과 통신 링크를 설정한다.As shown in FIG. 2, the
이때, 상기 중계기들(211, 213, 215, 217) 사이의 동작을 상세히 살펴보면, 도 3에 도시된 바와 같이 나타낸다.In this case, the operation between the
도 3은 일반적인 다중 홉 중계 방식의 셀룰러 네트워크에서 인접 홉 사이의 다중 링크를 도시하고 있다. 이하 설명은 2홉 사이의 다중링크를 나타낸다.3 illustrates multiple links between adjacent hops in a typical multi-hop relay cellular network. The description below shows multiple links between two hops.
상기 도 3에 도시된 바와 같이, 두 홉 사이의 네트워크는 (M-1)홉 중계기(301), M홉 중계기(303), M홉 단말기(305), (M+1)홉 단말기(307) 및 (M+1)홉 중계기(309)로 구성된다.As shown in FIG. 3, a network between two hops includes (M-1) hop repeater 301,
상기 (M-1)홉 중계기(301)는 M홉 중계기(303)와 M홉 단말기(305)와 통신 링크를 설정하고, M홉 중계기(303)는 (M+1)홉 단말기(307)와 (M+1)홉 중계기(309)와 통신 링크를 설정한다.The (M-1) hop repeater 301 establishes a communication link with the
이와 같은 방식으로 상기 기지국(201)에서부터 최종단의 단말(219)까지 통신 링크를 다중 홉으로 확장한다.In this way, the communication link is extended from the
상기 셀룰러 네트워크에서 이동성을 갖는 단말이 기지국과 통신뿐만 아니라 다중 홉 중계기와의 통신을 수행하기 위해서는 무선 인터페이스(Air Interface)에서 제공되는 자원(채널)이 다중 홉의 각 링크에 동적으로 분배되어야 한다. 그리고 다중 홉 중계 방식을 사용하는 셀룰러 네트워크를 구성하는 중계기들은 각 중계기 에 따라서 고정된 형태의 장치로서 지속적인 에너지를 공급받을 수 있다. 그러나, 상기 중계국이 이동성을 지원하는 경우에는 제한된 용량의 배터리를 에너지원으로 사용한다. 예를 들어, 노트북 PC(Personal Computer)나 PDA(Personal Digital Assistants)등이 이동되는 경우에는 안정된 에너지 공급이 어렵다. 따라서 효율적인 에너지 사용 또는 에너지를 절약할 수 있는 메커니즘(Mechanism)이 연구되고 있다.In order to communicate not only with a base station but also with a multi-hop repeater, the mobile terminal in the cellular network needs to dynamically distribute resources (channels) provided in an air interface to each link of the multi-hop. In addition, the repeaters that make up the cellular network using the multi-hop relay method can receive continuous energy as a fixed type device according to each repeater. However, when the relay station supports mobility, a limited capacity battery is used as an energy source. For example, when a notebook PC (Personal Computer) or PDA (Personal Digital Assistants) is moved, it is difficult to supply stable energy. Therefore, the mechanism (Mechanism) that can save energy or save energy is being studied.
일반적인 셀룰러 네트워크는 지원하기 위한 프레임 구조는 도 4에 도시된 바와 같다.A frame structure for supporting a general cellular network is shown in FIG. 4.
도 4는 일반적인 시분할 복신 시스템의 프레임 구조를 도시하고 있다. 이하 설명에서 가로축은 시간 영역을 나타내고, 세로축은 주파수 영역을 나타낸다.4 shows the frame structure of a typical time division duplex system. In the following description, the horizontal axis represents the time domain and the vertical axis represents the frequency domain.
상기 도 4에 도시된 바와 같이 하나의 프레임(400)은 하향 링크 부 프레임(411)과 상향 링크 부 프레임(421)으로 구분된다. 먼저 상기 하향링크 부 프레임(411)은 기지국에서 다수의 이동국으로 신호를 송신하는 기능을 수행하며, 상기 기지국의 프리앰블 신호와 하향링크 버스트에 할당된 데이터의 위치 정보 등을 포함하는 제어정보를 포함한다.As illustrated in FIG. 4, one
다음으로 상기 상향링크 부 프레임(421)은 상기 다수의 이동국에서 기지국으로 신호를 송신하는 기능을 수행하며, 상기 기지국 레인징 신호를 포함한다.Next, the uplink subframe 421 performs a function of transmitting a signal from the plurality of mobile stations to a base station, and includes the base station ranging signal.
또한, 상기 하향 링크 부 프레임(411)과 상향 링크 부 프레임(421)의 사이에는 기지국이 송신에서 수신동작으로 모드 전환을 위한 시간가드영역(Guard region)인 TTG(Transmit/Receive Transition Gap)(431)과 상향 링크 부프레임과 하향링크 부프레임사이에는 기지국이 수신에서 송신동작으로 모드 전환을 위한 RTG(Receive/Transmit Transition Gap)(441)가 존재한다. In addition, between the
상술한 바와 같이 시분할 복신 시스템의 프레임 구조에서 다중 홉 중계 방식을 사용하는 셀룰러 네트워크를 지원하기 위해서는 하기 도 5와 같은 프레임 구조를 사용해야 한다.As described above, in order to support a cellular network using a multi-hop relay scheme in a frame structure of a time division duplex system, a frame structure as shown in FIG. 5 should be used.
도 5는 종래기술에 따른 다중 홉 링크의 부프레임 구조를 도시하고 있다. 이하 설명에서 가로축은 시간 영역을 나타내고, 세로축은 주파수 영역을 나타낸다.5 shows a subframe structure of a multi-hop link according to the prior art. In the following description, the horizontal axis represents the time domain and the vertical axis represents the frequency domain.
상기 도 5에 도시된 바와 같이 하나의 부 프레임내에서 각 홉 링크의 부프레임을 순차적으로 서로 다른 시간 슬롯을 할당받아 프레임을 구성한다. 즉, m-1 홉 링크의 부프레임(501)과 m 홉 링크의 부프레임(503)과 m+1 홉 링크의 부프레임(505)에 순차적으로 서로 다른 시간 슬롯을 할당한다. 예를 들어 상기 도 3에 도시된 두 홉 사이의 네트워크를 고려하면, M홉 링크의 전송에 할당된 시간 슬롯(503)에는 상기 (M-1)홉 중계기(301)와 M홉 단말(305) 사이의 링크와 (M-1)홉 중계기(301)와 M홉 중계기(303) 사이의 링크에 대한 신호가 존재한다. As shown in FIG. 5, subframes of each hop link are sequentially allocated with different time slots in one subframe to configure a frame. That is, different time slots are sequentially assigned to the
상술한 바와 같이 각 홉에서의 신호전송이 순차적인 시간 슬롯을 통해 수행되는 경우, 각 홉에서는 이전 홉으로부터 신호를 수신하고 다음 홉으로 신호를 전송해야 하므로 각 홉의 전송 사이에 동작전환 갭이 필요하게 된다. 일반적으로 시분할 복신 프레임은 TCP(Transmit Control Protocol) 전송률(throughput), ARQ/H-ARQ(Automatic Repeat Request), 폐루프 제어(Closed Loop Control) 성능에 심각한 영향을 미치는 피드백 지연을 고려하여 짧은 프레임 길이를 가진다. 따라서, 상기 짧은 프레임 길이 내에서 다중 홉을 위한 다수 개의 TTG/RTG는 큰 오버헤드로 영향을 준다. 그리고 상술한 바와 같이 하나의 부 프레임을 다수개의 시간 슬롯으로 구분하게 되면, 각 홉의 자원할당의 입상(granularity)에 대한 오버헤드가 되고, 하나의 시간 슬롯의 길이가 줄어들어 전력집중으로 인한 링크 공급(link budget) 이득이 감소하게 되는 문제가 발생한다.As described above, when signaling on each hop is performed through a sequential time slot, an operation switching gap is required between transmissions of each hop since each hop needs to receive a signal from a previous hop and transmit a signal to a next hop. Done. In general, time-division duplex frames have a short frame length, taking into account feedback delays that seriously affect TCP (Transmit Control Protocol) throughput, ARQ / H-ARQ (Automatic Repeat Request), and closed loop control (Closed Loop Control) performance. Has Thus, multiple TTG / RTGs for multiple hops within the short frame length have a large overhead. As described above, when one subframe is divided into a plurality of time slots, it becomes an overhead for granularity of resource allocation of each hop, and a length of one time slot is reduced, thereby supplying a link due to power concentration. The problem arises in that the link budget is reduced.
따라서, 본 발명의 목적은 다중 홉 중계 방식을 사용하는 셀룰러 네트워크에서 전송 오버헤드를 줄이기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide an apparatus and method for reducing transmission overhead in a cellular network using a multi-hop relay scheme.
본 발명의 다른 목적은 다중 홉 중계 방식을 사용하는 셀룰러 네트워크에서 전송 오버헤드를 줄이기 위해 다중 홉을 그룹화하여 전송하기 위한 프레임 구성 방법 및 이를 지원하는 장치를 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide a frame configuration method and apparatus for supporting the multi-hop grouping in order to reduce transmission overhead in a cellular network using a multi-hop relay scheme.
상기 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 견지에 따르면, 다중 홉 중계 방식의 셀룰러 네트워크에서 다중 홉을 그룹화하여 다중 링크를 지원하기 위한 기지국의 동작방법은, 목적지까지의 중계링크를 구성하는 중계기들의 정보를 수집하는 과정과, 상기 수집된 중계국들의 정보에 따라 홉 그룹을 구성하는 과정과, 상기 구성된 홉 그룹에 따라 각각 다른 시간 자원을 할당하는 과정과, 상기 할당된 시간 자원정보를 각 중계기들로 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.According to a first aspect of the present invention for achieving the above object, the operation method of a base station for supporting multiple links by grouping multiple hops in a cellular network of the multi-hop relay method, the repeater of the relays constituting the relay link to the destination Collecting information, configuring a hop group according to the collected relay stations, assigning different time resources according to the configured hop groups, and assigning the allocated time resource information to each of the repeaters. It characterized in that it comprises a process of transmitting.
본 발명의 제 2 견지에 따르면, 다중 홉 중계 방식의 셀룰러 네트워크에서 다중 홉을 그룹화하여 다중 링크를 지원하기 위한 부 프레임 구성 방법은, 상기 부 프레임의 제 1 구간은, n 홉 그룹 링크의 부프레임을 구성하는 과정과, 상기 부프레임이 제 2 구간으로 천이 시, n+1홉 그룹 링크의 부프레임을 구성하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.According to a second aspect of the present invention, a subframe configuration method for supporting multiple links by grouping multiple hops in a cellular network of a multi-hop relay method, wherein a first section of the subframe is a subframe of an n-hop group link. And a subframe of n + 1 hop group link when the subframe transitions to the second section.
본 발명의 제 3 견지에 따르면, 다중 홉 중계 방식의 셀룰러 네트워크에서 다중 홉을 그룹화하여 다중 링크를 지원하기 위한 부 프레임 구성 방법은, 상기 부프레임의 제 1 구간은, 기지국과 직접 링크의 부프레임을 구성하는 과정과, 상기 부프레임의 제 2 구간으로 천이 시, n 홉 그룹 링크의 부프레임을 구성하는 과정과, 상기 부프레임이 제 3 구간으로 천이 시, n+1홉 그룹 링크의 부프레임을 구성하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.According to a third aspect of the present invention, a method of configuring a subframe for supporting multiple links by grouping multiple hops in a cellular network of a multi-hop relay method, wherein a first interval of the subframe is a subframe of a direct link with a base station And subframes of n-hop group links when transitioning to the second section of the subframe, and subframes of n + 1-hop group link when the subframe transitions to the third section. It characterized in that it comprises a process of configuring.
본 발명의 제 4 견지에 따르면, 다중 홉 중계 방식의 셀룰러 네트워크에서 다중 홉을 그룹화하여 다중 링크를 지원하기 위한 프레임 구성 방법은, i번째 프레임의 부프레임은, 기지국과 직접 링크의 부프레임과, n 홉 그룹 링크의 부프레임으로 구성하는 과정과, i+1번째 프레임의 부프레임은, 기지국과 직접 링크의 부프레임과, n+1홉 그룹 링크의 부프레임으로 구성하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.According to a fourth aspect of the present invention, a frame configuration method for supporting multiple links by grouping multiple hops in a cellular network of a multi-hop relay method includes: a subframe of an i th frame includes a subframe of a base station and a direct link, a subframe of the n-hop group link, and a subframe of the i + 1 th frame includes a subframe of the direct link with the base station, and a subframe of the n + 1 hop group link. It is done.
본 발명의 제 5 견지에 따르면, 다중 홉 중계 방식의 셀룰러 네트워크에서 다중 홉을 그룹화하여 다중 링크를 지원하기 위한 프레임 구성 방법은, i번째 프레임은, 기지국과 단말의 직접 링크 부프레임과, n 홉 그룹 링크의 부프레임으로 구성하는 과정과, i+1번째 프레임은, 상기 기지국과 단말의 링크 부프레임과, n+1홉 그룹 링크의 부프레임으로 구성하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.According to a fifth aspect of the present invention, a frame configuration method for supporting multiple links by grouping multiple hops in a cellular network of a multi-hop relay method includes an i-th frame, a direct link subframe of an eNB and a UE, and n hops. The subframe of the group link, and the i + 1 th frame, characterized in that it comprises a step of configuring the sub-frame of the link base frame of the base station and the terminal, and the subframe of the n + 1 hop group link.
본 발명의 제 6 견지에 따르면, 다중 홉 중계를 사용하는 셀룰러 네크워크에서 다중링크를 지원하기 위한 프레임 구성 장치는, 상기 프레임 구성 방식에 따라 각 부프레임들의 전송할 타이밍 신호를 제공하는 타이밍 제어기와, 상기 타이밍 신호에 따라 상기 부프레임들을 이용하여 프레임을 구성하는 프레임 생성기와, 상기 구성된 프레임에 포함된 각 부프레임들을 각 링크의 버스트에 할당된 자원으로 매핑하는 자원 스케줄러를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to a sixth aspect of the present invention, a frame configuration apparatus for supporting multiple links in a cellular network using multi-hop relay includes: a timing controller for providing a timing signal for transmission of each subframe according to the frame configuration scheme; And a frame generator for constructing a frame using the subframes according to a timing signal, and a resource scheduler for mapping each subframe included in the configured frame to a resource allocated to a burst of each link.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면의 참조와 함께 상세히 설명한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단 된 경우 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In describing the present invention, when it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.
이하 본 발명은 다중 홉 중계(Multi-Hop Relay) 방식을 사용하는 셀룰러 네트워크(Cellular Network)에서 다중 홉을 그룹화하여 전송 오버헤드를 줄이기 위한 부프레임 구성 방법 및 이를 지원하는 장치에 대해 설명한다. 다시 말해, 각 홉은 이전 홉으로부터 신호를 수신하고, 다음 홉으로 신호를 송신하는 동작을 동시에 수행하기 때문에 동작 전환 갭이 필요하다. 하지만, 두 홉 이전 링크와 두 홉 이후의 링크 신호에 대해서는 동작 전환 갭이 필요하지 않으므로 상기 각 홉들을 짝수 홉과 홀수 홉으로 그룹화하여(두 홉 이전/두 홉 이후 홉들의 집합을 구성) 두개의 홉 그룹이 신호를 전송하도록 하기 위한 부프레임 구성 방법 및 이를 지원하는 장치에 대해 설명한다. Hereinafter, a method for configuring a subframe for reducing transmission overhead by grouping multiple hops in a cellular network using a multi-hop relay scheme and an apparatus supporting the same will be described. In other words, an operation switching gap is necessary because each hop simultaneously performs an operation of receiving a signal from a previous hop and transmitting a signal to a next hop. However, since the operation switching gap is not required for the link signals before the two hops and the link after the two hops, each of the hops is grouped into even and odd hops (which constitute a set of hops before and after two hops). A subframe configuration method and a device supporting the hop group to transmit a signal will be described.
이하 설명은, 시분할 복신(Time Division Duplex) 및 직교주파수 분할 다중 접속(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 방식을 사용하는 무선통신시스템을 예를 들어 설명하며, 다른 다중 접속 방식에도 동일하게 적용된다. The following description exemplifies a wireless communication system using a time division duplex and an orthogonal frequency division multiple access scheme, and the same applies to other multiple access schemes.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 다중 홉 중계 방식을 사용하는 셀룰러 네트워크에서 다중 홉을 그룹화하여 다중링크를 지원하는 부프레임 구조를 도시하고 있다. 이하 설명에서 가로축은 시간 영역을 나타내고, 세로축은 주파수 영역을 나타낸다.6 illustrates a subframe structure supporting multiple links by grouping multiple hops in a cellular network using a multi-hop relay method according to an exemplary embodiment of the present invention. In the following description, the horizontal axis represents the time domain and the vertical axis represents the frequency domain.
상기 도 6에 도시된 바와 같이 하나의 부프레임은 홀수 홉 그룹링크의 부프레임(601)과 짝수 홉 그룹 링크의 부프레임(603)으로 구성된다. 즉, 각 홉 내의 통신 시스템은 두 홉 이전 링크와 두 홉 이후의 링크 신호는 고려하지 않아도 되므로 상기 각 홉들을 짝수 홉과 홀수 홉으로 그룹화하여(두 홉 이전/두 홉 이후 홉들의 집합을 구성) 그룹내 홉들은 같은 구간 내에서 신호를 전송하도록 두개의 홉 그룹 링크의 부프레임을 구성한다. As shown in FIG. 6, one subframe includes a
또한, 상기 홀수 홉 그룹 링크의 부프레임(601)과 짝수 홉 그룹 링크의 부프레임(603) 사이에는 하나의 동작 전환 갭(Transition Gap)(605)만이 존재한다. 따라서, 짧은 프레임 길이에서 동작 전환 갭에 대한 오버헤드를 해결할 수 있다. 그리고, 하나의 부프레임을 각 홉별 시간 슬롯으로 분할하는 것이 아니라, 두 홉-그룹을 위한 시간 슬롯으로 구분하므로 할당된 시간 슬롯이 길어지므로 데이터 입상(Data Granularity)의 오버헤드도 해결할 수 있다. 또한, 각 홉에서의 전송이 상기 도 5에 비해 긴 시간 슬롯을 가지므로 점유하는 대역이 작아지므로 저전력을 가지는 중계기가 얻을 수 있는 전력 집중으로 링크 공급(Link Budget)을 향상시킬 수 있다.In addition, there is only one
상기 도 6에 도시된 바와 같이 다중 홉을 그룹화하여 다중링크를 지원하는 부프레임을 구성한다. 이때, 기지국과 단말의 직접링크를 상기 중계국에 의해 설정되는 다중 홉 중계링크와 무관한 링크로 간주하면, 하기 도 15와 같이 상기 다중 홉 중계 링크와 상기 기지국과 단말의 직접 링크를 동시에 제공할 수 있다. 여기서, 상기 다중 홉 중계 링크는 상기 홀수 홉 그룹 링크와 짝수 홉 그룹 링크를 의미한다.As shown in FIG. 6, multiple hops are grouped to form a subframe supporting multiple links. In this case, when the direct link between the base station and the terminal is regarded as a link irrelevant to the multi-hop relay link established by the relay station, as shown in FIG. 15, the multi-hop relay link and the direct link between the base station and the terminal may be simultaneously provided. have. Here, the multi-hop relay link means the odd hop group link and the even hop group link.
도 15는 본 발명의 실시 예에 따른 다중 홉을 그룹화한 홉 그룹 링크와 직접 링크를 갖는 BS-MS 링크를 동시에 지원하는 부프레임 구조를 도시하고 있다.FIG. 15 illustrates a subframe structure simultaneously supporting a hop group link grouping multiple hops and a BS-MS link having a direct link according to an embodiment of the present invention.
상기 도 15에 도시된 바와 같이 상기 중계국에 의해 설정되는 다중 홉 중계 링크의 부프레임은 홀수 홉 그룹 링크의 부프레임(1501)과 짝수 홉 그룹 링크의 부프레임(1511)으로 구성된다. 이때, 각 홉 그룹 링크 부프레임(1501, 1511)은 상기 기지국과 단말의 직접링크(BS-MS 링크) 정보를 포함한다. 여기서, 상기 각 홉 그룹 링크의 부프레임과 상기 기지국과 단말의 직접 링크는 서로 다른 무선 자원(예 : 시간, 주파수)을 이용하여 구분된다.As shown in FIG. 15, the subframe of the multi-hop relay link set by the relay station includes a
상술한 바와 같이, 상기 도 6과 도 15는 하나의 부프레임을 짝수 홉 그룹 링크 부프레임과 홀수 홉 그룹 링크 부프레임으로 구분하여 구성한다. 이뿐만 아니라, 하나의 홉 그룹에서의 전송을 프레임 단위로 고려할 수 있다.As described above, FIGS. 6 and 15 divide one subframe into an even hop group link subframe and an odd hop group link subframe. In addition, transmission in one hop group may be considered in units of frames.
도 16은 본 발명의 실시 예에 따른 다중 홉을 그룹화한 그룹 홉 링크를 하나의 프레임 단위로 제공하는 슈퍼프레임 구조를 도시하고 있다.16 illustrates a superframe structure in which group hop links grouping multiple hops are provided in units of frames according to an embodiment of the present invention.
상기 도 16에 도시된 바와 같이 (L-1)번째 프레임은 홀수(2n-1) 홉 그룹 링크와 상기 기지국과 단말의 직접 링크를 포함하고, L번째 프레임은 짝수(2n) 홉 그룹 링크와 상기 기지국과 단말의 직접 링크를 포함한다.As shown in FIG. 16, the (L-1) -th frame includes an odd (2n-1) -hop group link and a direct link between the base station and the terminal, and the L-th frame includes an even (2n) -hop group link and the It includes a direct link between the base station and the terminal.
즉, 다수의 프레임으로 구성되는 슈퍼 프레임(Super frame) 구조로 확장하여 홉 그룹별 전송이 하나의 프레임 내에서 수행될 수 있다. 여기서, 하나의 프레임은 시간 연속적으로 하향링크 부프레임과 상향링크 부프레임을 포함한다. 또한, 상기 기지국과 단말의 직접링크는 다중 홉 중계 링크와 독립적으로 고려될 경우, 각 프레임에 포함되지만, 1홉 링크로 간주될 경우, 홀수 홉 그룹 링크 프레임에 포함된다.That is, the transmission for each hop group may be performed in one frame by extending the super frame structure including a plurality of frames. Here, one frame includes a downlink subframe and an uplink subframe continuously in time. In addition, the direct link between the base station and the terminal is included in each frame when considered independently of a multi-hop relay link, but is included in an odd hop group link frame when considered as a 1-hop link.
상기 도 16에 도시된 바와 같이 슈퍼 프레임을 사용하는 경우, 상기 슈퍼 프레임을 사용하는 기지국과 중계국은 하기 도 17과 같이 통신 링크를 제공한다.When using the super frame as shown in FIG. 16, the base station and the relay station using the super frame provide a communication link as shown in FIG.
도 17은 본 발명의 실시 예에 따른 두 홉의 광대역 무선 접속 시스템에서 기지국과 중계국이 제공하는 통신 링크를 위한 슈퍼 프레임을 도시하고 있다.17 illustrates a super frame for a communication link provided by a base station and a relay station in a two-hop broadband wireless access system according to an exemplary embodiment of the present invention.
상기 도 17에 도시된 바와 같이 상기 기지국은 매 프레임마다 단말과의 직접 링크를 제공한다. 즉, (L-1)번째 프레임(1701)은 상기 기지국과 단말의 직접 링크와 기지국과 중계국 링크를 제공한다. 이후, L번째 프레임(1711)은 상기 기지국과 단말의 직접 링크를 제공한다.As shown in FIG. 17, the base station provides a direct link with the terminal every frame. That is, the (L-1)
반면에, 상기 중계국은 송신 동작과 수신 동작을 시간 분할 다중화되어 수행 되도록 상기 기지국과 중계 링크와 중계국과 단말 링크가 분할된 형태로 제공한다. 예를 들어, 하향링크의 경우, (L-1)번째 프레임(1701)에서 상기 기지국과 중계 링크를 통해 상기 기지국으로부터 데이터를 수신받는다. 이후, L번째 프레임(1711)에서 상기 중계국과 단말 링크를 통해 상기 단말로 데이터를 전송한다. 여기서, 프레임 단위의 시분할을 고려할 경우, 각 통신링크(예 : BS-RS링크, RS-MS 링크)는 하향링크 와 상향링크를 포함한다. On the other hand, the relay station provides the base station, the relay link, the relay station and the terminal link in a divided form so that transmission and reception operations are performed by time division multiplexing. For example, in the case of downlink, data is received from the base station through the relay link with the base station in the (L-1)
하지만, 상기 도 6과 도 15에 도시된 바와 같이 구성되는 부프레임 또는 슈퍼 프레임 송수신을 수행할 경우, 도 7과 도 8에 도시된 바와 같이 간섭이 발생한다. 이하 설명에서 도 7은 2홉 사이의 다중링크로 가정하고, 도 8은 5홉 사이의 다중링크로 가정하여 설명한다.However, when performing subframe or superframe transmission and reception configured as shown in FIGS. 6 and 15, interference occurs as illustrated in FIGS. 7 and 8. In the following description, FIG. 7 assumes multiple links between two hops, and FIG. 8 assumes multiple links between five hops.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 다중 홉 중계 방식을 사용하는 셀룰러 네트워크에서 신호의 흐름과 간섭 경로를 도시하고 있다.7 illustrates signal flow and interference paths in a cellular network using a multi-hop relay method according to an exemplary embodiment of the present invention.
상기 도 7에 도시된 바와 같이 제 1구간에서는 (M-1)홉(701)에서 M홉(703))으로 데이터를 전송할 경우, (M+1)홉(705)에서의 신호전송은 상기 M홉(703)에 위치한 수신단에 간섭으로 작용하고, 상기 M홉(703)에서 상기 (M+1)홉(705)로 데이터를 송신할 경우, 상기 M홉(703)의 송신 신호는 상기 (M-1)홉(701)의 간섭으로 작용한다.As shown in FIG. 7, when data is transmitted from the (M-1)
도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 다중 홉 중계 방식을 사용하는 셀룰러 네트워크에서 신호의 흐름과 간섭 경로를 도시하고 있다. 8 illustrates a signal flow and an interference path in a cellular network using a multi-hop relay method according to another embodiment of the present invention.
상기 도 8에 도시된 바와 같이 홀수 홉(801, 805, 809) 그룹이 신호를 송신하고, 짝수 홉(803, 807, 811) 그룹이 신호를 수신하는 경우, 상기 모든 홉들이 동일 채널을 통해 신호를 송신하면, 목표 홉뿐만 아니라, 목표 홉을 포함하고 있는 홉 그룹 내의 다른 홉에 간섭을 야기하게 된다. 예를 들어, 중계국3(805)이 목표 홉인 중계국4(807)로 신호를 송신하는 경우, 중계국2(803)와 중계국6(811)에 간섭으로 작용한다.As shown in FIG. 8, when the odd-
상술한 바와 같이 홉 그룹 링크를 이용하여 신호를 송수신할 경우, 같은 홉 그룹 링크를 사용하는 신호에 의해 간섭이 발생하므로, 도 9에 도시된 바와 같이 하나의 홉 그룹 링크에 포함되는 각 홉 링크의 부프레임들은 각각 별도의 OFDM 버스트로 나누어 서로 다른 직교 자원을 할당한다. 즉, 서로 직교 자원을 할당받아 동시에 신호를 전송하여 간섭을 줄일 수 있다.As described above, when a signal is transmitted and received using a hop group link, interference occurs due to a signal using the same hop group link. As shown in FIG. 9, each hop link included in one hop group link as shown in FIG. The subframes are divided into separate OFDM bursts to allocate different orthogonal resources. In other words, interference can be reduced by allocating orthogonal resources to each other and simultaneously transmitting signals.
다음으로 도 10에 도시된 바와 같이 직접 링크와 몇 홉 떨어져서 위치한 중계기라 하더라도 기지국과 통신 링크를 설정해야하는 경우를 고려해 볼 수 있다.Next, as shown in FIG. 10, even if the repeater is located a few hops away from the direct link, it may be considered to establish a communication link with the base station.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 다중 홉 중계 방식을 사용하는 셀룰러 네트워크에서 다중 홉 링크 구조를 도시하고 있다.10 illustrates a multi-hop link structure in a cellular network using a multi-hop relay method according to an embodiment of the present invention.
상기 도 10에 도시된 바와 같이 직접 링크와 몇 홉 떨어져서 위치하는 중계국들(1005, 1007) 또는 단말(1009)은 기지국과 직접 링크를 설정할 수 있다. 따라서, 상기 다수 홉 떨어진 링크의 중계국 또는 단말에서도 직접 링크 및 중계 링크를 설정할 수 있어야 하므로 상기 직접 링크와 중계 링크가 구분되어야 한다.As illustrated in FIG. 10, the
도 11은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 다중 홉 중계 방식을 사용하는 셀룰러 네트워크에서 다중 홉을 그룹화하는 부프레임 구조를 도시하고 있다. 이하 설명은 도 10에 도시된 바와 같이 직접 링크와 중계 링크를 위한 부프레임을 하나의 프레임 내에서 구성하는 방법을 설명한다. 또한, 이하 설명에서 가로축은 시간 영역을 나타내고, 세로축은 주파수 영역을 나타낸다.FIG. 11 illustrates a subframe structure for grouping multiple hops in a cellular network using a multi-hop relay method according to another embodiment of the present invention. Hereinafter, a method of configuring a subframe for a direct link and a relay link in one frame as shown in FIG. 10. In the following description, the horizontal axis represents the time domain and the vertical axis represents the frequency domain.
상기 도 11에 도시된 바와 같이 하나의 프레임은 직접링크 부프레임(1101)과 다중 홉 링크의 홀수 홉 그룹 링크의 부프레임(1103)과 짝수 홉 그룹 링크의 부프레임(1105)으로 구성된다. As shown in FIG. 11, one frame includes a
상기 직접 링크와 중계 링크를 구분하기 위해 상기 직접링크 부프레임(1101)과 중계 링크 부프레임(1103, 1105)을 서로 다른 시간 슬롯을 할당한다. 또한, 상기 중계 링크의 부프레임도 두 홉 이전과 두 홉 이후의 링크 신호에 대해서는 동작 전환 갭이 필요하지 않으므로 상기 각 홉들을 짝수 홉과 홀수 홉으로 그룹화하여(두 홉 이전/두 홉 이후 홉들의 집합을 구성) 두개의 홉 그룹 링크의 부프레임을 구성한다. In order to distinguish between the direct link and the relay link, the
즉, 상기 직접 링크의 신호전송은 중계 링크의 신호 전송과는 시분할 다중(Time Division Multiplexing) 형태로 다중화되어 동시에 수행되지 않는다. 여기서, 상기 짝수 홉 그룹 링크의 부프레임(1105)과 홀수 홉 그룹 링크의 부프레임(1103)의 시간 슬롯의 위치는 서로 바뀔 수 있다.That is, the signal transmission of the direct link is multiplexed with the signal transmission of the relay link in the form of time division multiplexing and is not simultaneously performed. Here, the positions of the time slots of the
또한, 상기 직접링크 부프레임(1101)과 상기 홀수 홉 그룹 링크의 부프레임(1103) 사이와 상기 홀수 홉 그룹 링크의 부프레임(1103)과 짝수 홉 그룹 링크의 부프레임(1105) 사이에는 각각 동작 전환 갭(Transition Gap)(1107, 1109)이 존재한다.In addition, operations are performed between the
상기 설명한 구조에서 상기 부프레임에서의 각 시간 구간은 하나의 프레임내에서 존(zone) 형태로 구분되는 시간 슬롯일뿐만 아니라, 하나 이상의 프레임 구간 동안의 시간 슬롯으로 간주하여 슈퍼 프레임(super-frame) 형태로 구성할 수 있다. In the above-described structure, each time period in the subframe is not only a time slot divided into zones in one frame but also a super-frame in consideration of time slots for one or more frame periods. It can be configured in the form.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 다중 홉 중계 방식을 사용하는 셀룰러 네트워크에서 다중 홉을 그룹화하는 부프레임 구조를 도시하고 있다. 이하 설명에서는 직접 링크 및 중계링크를 위한 부프레임을 두 프레임에 걸쳐 구성하는 방법을 설명한다.12 illustrates a subframe structure for grouping multiple hops in a cellular network using a multi-hop relay method according to another embodiment of the present invention. In the following description, a method of configuring a subframe for a direct link and a relay link over two frames will be described.
상기 도 12에 도시된 바와 같이 i번째 프레임(1200)은 직접 링크의 부프레임(1201)과 홀수 홉 그룹 링크의 부프레임(1203)으로 구성되고, i+1번째 프레임(1210)은 직접 링크의 부프레임(1211)과 짝수 홉 그룹 링크의 부프레임(1213)으로 구성된다.As shown in FIG. 12, the i-
또한, 상기 기지국과 단말의 직접 링크는 상기 중계국에 의해 설정되는 다중 홉 링크와 무관하게 설정될 수 있으므로, 상기 홀수 홉 그룹 링크의 부프레임(1203)과 짝수 홉 그룹 링크의 부프레임(1213) 또는 각 프레임(1200, 1210)에 모두 존재할 수 있다.In addition, since the direct link between the base station and the terminal can be set independently of the multi-hop link set by the relay station, the
상술한 부프레임 구성은, 하나의 부프레임 내에 하나의 동작 전환 갭이 필요하므로 상기 동작 전환 갭에 대한 오버헤드를 줄여 시스템 용량을 증대시킬 수 있 다. 또한, 하나의 부프레임을 두 개의 시간 슬롯으로 구분하기 때문에 다수의 시간 슬롯으로 구분되는 경우에 비해 데이터 입상(Data Granularity)이 작아져 스펙트럼 효율이 높다. 또한, 동일 용량의 자원에 대해 점유하는 시간 슬롯이 증가함에 따라 점유할 수 있는 주파수 대역이 작아져 전력 집중으로 링크 공급(Link Budget)을 향상 시킬 수 있다.In the above-described subframe configuration, since one operation switching gap is required in one subframe, the system capacity can be increased by reducing the overhead for the operation switching gap. In addition, since one subframe is divided into two time slots, data granularity is smaller than that of a plurality of time slots, thereby increasing spectral efficiency. In addition, as time slots occupy for resources of the same capacity increase, the frequency band that can be occupied becomes smaller, thereby improving link budget due to power concentration.
도 13은 본 발명에 따른 다중 홉을 그룹화하여 전송하기 위한 기지국(중계국) 장치를 도시하고 있다.13 shows a base station (relay station) device for grouping and transmitting multiple hops according to the present invention.
상기 도 13에 도시된 상기 프레임 구성장치는, 프레임 구성기(1301), 타이밍 제어기(1303), 자원 스케줄러(1305), 변조기(1307), 디지털/아날로그 변환기(Digital/Analog Converter)(1309) 및 RF(Radio Frequency)처리기(1311)를 포함하여 구성된다.The frame arrangement shown in FIG. 13 includes a
프레임 구성기(1301)는 상위단으로부터 제공받은 데이터들을 목적지로 전송하기 위한 부프레임을 생성한다. 예를 들어, 상기 프레임 구성기(1301)가 기지국에 포함될 경우, 상기 직접링크로 연결된 단말 또는 중계국으로 전송할 부프레임을 구성한다. 만일, 중계기에 포함될 경우, 상기 중계링크로 연결된 단말 또는 중계국으로 전송할 부프레임을 구성한다.The
이때 상기 프레임 구성기(1301)는 타이밍 제어기(1303)로부터 한 프레임에 상기 중계국이 상기 생성된 부프레임을 전송할 타이밍 신호를 제공받아 다음 중계기 또는 단말로 출력한다.In this case, the
자원 스케줄러(1305)는 상기 프레임 구성기(1301)로부터 제공받은 부프레임들을 각 부프레임에 할당된 각 링크의 버스트에 상기 부프레임들을 할당하여 출력한다.The
변조기(1307)는 상기 자원 스케줄러(1305)로부터 각 링크의 버스트에 할당된 부프레임들을 제공받아 미리 정해진 변조 방식에 따라 변조한 후, 디지털/아날로그 변환기(1309)에서 디지털신호를 아날로그 신호로 변환한다.The
RF처리기(1311)는 상기 디지털/아날로그 변환기(1309)에서 제공받은 디지털 신호를 주파수 상향시켜 RF신호로 변환하여 안테나를 통해 송신한다.The
상술한 바와 같이 짝수 홉 그룹과 홀수 홉 그룹의 두 개의 홉 그룹을 구분하여 부프레임을 구성하기 위해서 기지국은 목적지까지의 경로를 검색하여 각 중계국들이 데이터를 전송하기 위한 자원할당 정보를 각 중계국들로 전송한다.As described above, in order to configure a subframe by dividing two hop groups of an even hop group and an odd hop group, a base station searches a path to a destination and transmits resource allocation information for each relay station to each relay station. send.
도 14는 본 발명의 실시 예에 따른 다중 홉 중계 방식을 사용하는 셀룰러 네트워크에서 다중 홉을 그룹화하기 위한 기지국의 동작 절차를 도시하고 있다.14 illustrates an operation procedure of a base station for grouping multiple hops in a cellular network using a multi-hop relay method according to an exemplary embodiment of the present invention.
상기 도 14를 참조하면, 먼저 기지국은 1401단계에서 셀룰러 네트워크 망에서 목적지(단말)까지 중계링크를 설정하기 위한 중계국들의 정보를 수집한다.Referring to FIG. 14, in
이후, 상기 기지국은 1403단계와 1405단계로 진행하여 상기 수집된 정보를 기반으로 짝수 홉과 홀수 홉으로 구분하여 홉 그룹을 구성한다. Thereafter, the base station proceeds to
상기 홉 그룹이 구성되면, 상기 기지국은 1407단계로 진행하여 스케쥴러를 이용하여 상기 두 홉 그룹(짝수 홉 그룹, 홀수 홉 그룹)에 부프레임 내의 시간 슬 롯을 할당한다. If the hop group is configured, the base station proceeds to step 1407 and allocates time slots in subframes to the two hop groups (even-hop group and odd-hop group) using a scheduler.
이후, 상기 기지국은 1409단계로 진행하여 상기 두 홉 그룹에 할당된 시간 슬롯에 따라 상기 두 홉 그룹(짝수 홉 그룹, 홀수 홉 그룹)에 구성된 중계기에 버스트형태의 자원을 할당하게 된다. 여기서, 상기 각 홉 그룹에 할당된 시간 슬롯 정보는 공통제어정보로써, 상기 기지국을 통해 전송되며, 중계기를 통해 중계될 수 있다.In
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Meanwhile, in the detailed description of the present invention, specific embodiments have been described, but various modifications are possible without departing from the scope of the present invention. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be determined not only by the scope of the following claims, but also by the equivalents of the claims.
상술한 바와 같이, 다중 홉 중계 방식을 사용하는 셀룰러 네트워크에서 다중 홉을 그룹화하여 홉 그룹 링크에 대한 부프레임을 구성함으로써, 상기 셀룰러 네트워크에서 기지국의 서비스 영역 확대 및 동작 전환 갭에 의한 오버헤드를 줄여 시스템 용량 증대 등 시스템 효율을 증가시킬 수 있는 이점이 있다.As described above, by configuring a subframe for a hop group link by grouping multiple hops in a cellular network using a multi-hop relay scheme, the cellular network reduces overhead due to an expansion of a service area and an operation switching gap. There is an advantage that can increase the system efficiency, such as increased system capacity.
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