KR20090089985A - Apparatus and method for processing call for mobiles out of cell coverage based on point-to-point communication - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 호(call) 처리에 관한 것으로서, 특히, P2P 통신에 기반하여 셀 커버리지 밖의 단말에 대한 호를 처리하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to call processing, and more particularly, to an apparatus and method for processing a call to a terminal out of cell coverage based on P2P communication.
기존 셀룰러 시스템에서의 호 시나리오를 살펴보면, 셀 커버리지 내의 단말은 호 요청 메시지를 기지국으로 전송함으로써 호를 설정할 수 있으며, 다만 셀 커버리지 밖의 단말, 혹은 천재지변 등의 이유로 셀 내에 음영지역이 생성되는 경우 상기 생성된 음영지역 내의 단말에 대해서는 호 설정을 지원하지 않는다. Referring to a call scenario in an existing cellular system, a terminal in cell coverage may set up a call by transmitting a call request message to a base station, except when a shadow area is generated in a cell due to a terminal out of cell coverage or a natural disaster. Call setup is not supported for terminals in the created shadow area.
한편, 애드 혹(Ad hoc) 기술은 기본적으로 기지국의 도움없이 단말 간 직접 통신을 가능하게 하는 기술이다. 따라서, 상기 애드 혹 기술을 도입할 경우, 상기 셀 커버리지 밖의 단말들은 기지국의 도움없이 단말 간 직접 통신을 수행할 수 있다. 여기서, 상기 호는 기지국을 통해 백본 망까지 닿아야 하며, 따라서 셀 커버리 지 밖의 단말에 대한 호 서비스를 지원하기 위해서는 셀 커버리지 내 단말과의 애드 혹 연결이 필요하다. Ad hoc technology is basically a technology that enables direct communication between terminals without the help of a base station. Therefore, when the ad hoc technology is introduced, terminals outside the cell coverage may perform direct communication between terminals without the help of a base station. In this case, the call must reach the backbone network through the base station. Therefore, in order to support a call service for the terminal outside the cell coverage, an ad hoc connection with the terminal within the cell coverage is required.
하지만, 기존의 애드 혹 시스템에서의 단말은 다른 단말의 애드 혹 연결 요청에 대해 항상 준비를 하고 있는 반면, 기존 셀룰러 시스템에서의 셀 커버리지 내 단말은 기지국과 통신을 하고 있거나 기지국의 브로드캐스팅(broadcasting) 정보를 수신하고 있기 때문에 주변 단말의 애드 혹 연결 요청 메시지를 수신하기 어렵다. 이런 한계점으로 인해 기존의 애드 혹 기술의 도입만으로는 셀 커버리지 밖의 단말에 대한 호 서비스를 지원하기 어려운 문제점이 있다. However, while the terminal in the conventional ad hoc system is always ready for the ad hoc connection request of the other terminal, the terminal in cell coverage in the existing cellular system is communicating with the base station or broadcasting (broadcasting) of the base station Since the information is received, it is difficult to receive the ad hoc connection request message of the neighboring terminal. Due to this limitation, there is a problem that it is difficult to support a call service for a terminal out of cell coverage only by introducing an existing ad hoc technology.
따라서, 본 발명의 목적은 P2P 통신에 기반하여 셀 커버리지 밖의 단말에 대한 호를 처리하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다. Accordingly, an object of the present invention is to provide an apparatus and method for processing a call to a terminal out of cell coverage based on P2P communication.
본 발명의 다른 목적은 셀 커버리지 밖의 단말이 호를 요청할 경우, 기지국과 통신이 가능한 주변 단말이 이를 감지하여 상기 기지국으로 중계(relay)함으로써, 상기 셀 커버리지 밖의 단말이 호 서비스를 제공받을 수 있는 장치 및 방법을 제공함에 있다. Another object of the present invention is to provide a call service to the terminal outside the cell coverage, when the terminal outside the cell coverage requests the call, the neighboring terminal that can communicate with the base station detects the relay and relays to the base station; And providing a method.
본 발명의 다른 목적은 브로드캐스트 메시지 오류 기반 헬핑 신호 전송 방법과, 하향링크 채널 품질 지시자(Channel Quality Indicator : CQI) 왜곡 기반 헬핑 신호 전송 방안을 제공함에 있다. Another object of the present invention is to provide a broadcast message error based help signal transmission method and a downlink channel quality indicator (CQI) distortion based help signal transmission method.
본 발명의 다른 목적은 호 요청 단말의 전력 소모를 최소화시킴과 동시에 헬핑 신호에 의해 셀룰러 시스템 성능의 저하를 최소화시키기 위한 헬핑 신호 전송 방안을 제공함에 있다. Another object of the present invention is to provide a help signal transmission scheme for minimizing power consumption of a call request terminal and minimizing degradation of cellular system performance by a help signal.
본 발명의 다른 목적은 송신 전력 제어를 통해 헬핑 신호 수신 가능 영역을 점차 넓게 설정하는 방식으로 헬핑 신호를 전송하는 방안을 제공함에 있다. Another object of the present invention is to provide a method for transmitting a help signal by gradually setting a helpable signal reception region through a transmission power control.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 실시 예에 따르면, 단말의 호(call) 처리 방법은, 호 요청 이벤트가 발생할 시, 호에 대한 중계를 요청하기 위해 주변 단말들로 헬핑(helping) 신호를 전송하는 과정과, 상기 헬핑 신호에 대한 응답 메시지가 수신될 시, 상기 응답 메시지를 전송한 주변 단말과의 직접 전송 연결을 설정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an embodiment of the present invention to achieve the above object, a call processing method of the terminal, when a call request event occurs, to transmit a helping (helping) signal to the surrounding terminals to request the relay for the call And establishing a direct transmission connection with a neighboring terminal that has transmitted the response message when a response message to the helping signal is received.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 실시 예에 따르면, 단말의 호(call) 처리 장치는, 호 요청 이벤트가 발생할 시, 호에 대한 중계를 요청하기 위해 주변 단말들로 헬핑(helping) 신호를 전송하는 수단과, 상기 헬핑 신호에 대한 응답 메시지가 수신될 시, 상기 응답 메시지를 전송한 주변 단말과의 직접 전송 연결을 설정하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an embodiment of the present invention to achieve the above object, a call processing device of the terminal, when a call request event occurs, to transmit a helping signal to the surrounding terminals to request the relay for the call And means for establishing a direct transmission connection with a neighboring terminal which transmitted the response message when a response message to the helping signal is received.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 실시 예에 따르면, 단말의 호(call) 처리 방법은, 단말이, 호 요청 이벤트가 발생할 시, 호에 대한 중계를 요청하기 위해 주변 단말들로 헬핑(helping) 신호를 전송하는 과정과, 상기 헬핑 신호를 인식한 주변 단말이 상기 단말로 응답 메시지를 전송하는 과정과, 상기 단말과 상기 응답 메시지를 전송한 주변 단말이, 직접 전송 연결을 설정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an embodiment of the present invention to achieve the above object, a call processing method of the terminal, the terminal, when the call request event occurs, help (helping) to the neighboring terminals to request the relay for the call Transmitting a signal, transmitting a response message to the terminal by a neighboring terminal that recognizes the help signal, and establishing a direct transmission connection between the terminal and the neighboring terminal transmitting the response message. It is characterized by.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 실시 예에 따르면, 단말의 호(call) 처리 장치는, 호 요청 이벤트가 발생할 시, 호에 대한 중계를 요청하기 위해 주변 단말들로 헬핑(helping) 신호를 전송하고, 상기 헬핑 신호에 대한 응답 메시지가 수신될 시, 상기 응답 메시지를 전송한 주변 단말과의 직접 전송 연결을 설정하는 단말과, 상기 헬핑 신호가 감지될 시, 상기 헬핑 신호를 전송한 단말로 응답 메시지를 전송하고, 상기 단말과 직접 전송 연결을 설정하는 상기 주변 단말을 포함하 는 것을 특징으로 한다.According to an embodiment of the present invention to achieve the above object, a call processing device of the terminal, when a call request event occurs, to transmit a helping signal to the surrounding terminals to request the relay for the call When a response message for the help signal is received, the terminal establishes a direct transmission connection with the neighboring terminal that transmitted the response message, and when the help signal is detected, the terminal transmits the help signal. And a peripheral terminal for transmitting a message and establishing a direct transmission connection with the terminal.
본 발명은 P2P 통신에 기반하여, 셀 커버리지 밖의 단말이 호를 요청할 경우, 기지국과 통신이 가능한 주변 단말이 이를 감지하여 상기 기지국으로 중계(relay)하는 방안을 제시함으로써, 상기 셀 커버리지 밖의 단말이 호 서비스를 제공받을 수 있는 이점이 있다. 즉, 본 발명은 호 서비스의 커버리지를 확장시키는 효과를 가져오며, 이는 사고 발생 시 호 서비스의 가능 여부에 따라 인명 구조 등 해당 사고에 대한 조치의 성공 여부가 결정된다는 점에서 매우 큰 의미를 지닌다. 즉, 본 발명에 따라 사고 발생 시 호 서비스를 가능하게 함으로써 인명이나 재산 등의 피해 규모를 줄이는 데 공헌을 할 수 있다. 더욱이, 본 발명은 셀 커버리지 밖의 단말이 호 설정을 최적화된 전력으로 수행하게 하므로, 이로 인해 호 요청 단말의 수명을 연장시키는 효과를 가져올 수 있다. 또한, 본 발명은 기존 방안에 비해 주변 단말에 대한 간섭을 최소화 시키므로 시스템 성능 저하를 최소화 시킬 수 있는 이점이 있다. According to the present invention, when a terminal out of cell coverage requests a call based on P2P communication, a neighboring terminal capable of communicating with the base station detects this and relays it to the base station. There is an advantage in that the service can be provided. That is, the present invention has the effect of extending the coverage of the call service, which has a great meaning in that the success of the action for the accident, such as a lifesaving, is determined depending on the availability of the call service when an accident occurs. That is, by enabling the call service in the event of an accident according to the present invention can contribute to reducing the scale of damage of life or property. In addition, the present invention allows the terminal out of cell coverage to perform the call setup with the optimized power, thereby bringing the effect of extending the life of the call requesting terminal. In addition, the present invention has the advantage of minimizing the degradation of the system performance because it minimizes the interference to the neighboring terminal compared to the conventional scheme.
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 판단된 경우 그 상세 한 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 gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.
이하, 본 발명은 P2P 통신에 기반하여 셀 커버리지 밖의 단말에 대한 호를 처리하기 위한 장치 및 방법으로, 특히 셀 커버리지 밖의 단말이 호를 요청할 경우, 기지국과 통신이 가능한 주변 단말이 이를 감지하여 상기 기지국으로 중계(relay)함으로써, 상기 셀 커버리지 밖의 단말이 호 서비스를 제공받을 수 있는 방안에 대해 설명한다.Hereinafter, the present invention is an apparatus and method for processing a call for a terminal outside the cell coverage based on P2P communication, in particular, when the terminal outside the cell coverage requests a call, the neighboring terminal that can communicate with the base station detects it and the base station By relaying, a method in which a terminal outside the cell coverage may be provided with a call service will be described.
도 1은 본 발명에 따른 P2P 통신에 기반하여 셀 커버리지 밖의 단말의 호 처리를 위한 네트워크를 도시한 도면이다. 1 is a diagram illustrating a network for call processing of a terminal out of cell coverage based on P2P communication according to the present invention.
도시된 바와 같이, 상기 호 처리를 위한 네트워크는, 기지국(110)과 직접 통신이 불가능한 위치에서 호 서비스를 받고자 하는 단말(100-1, 100-4), 상기 단말(100-1, 100-4)과 직접 통신이 가능한 거리 내에 존재하면서 기지국(110)과 직접 통신이 가능한 셀 커버리지(101) 내의 단말(100-2, 100-3), 상기 호 서비스를 제공하는 기지국(110)을 포함하여 구성된다. 본 발명에서는 상기 기지국(110)과 직접 통신이 불가능한 위치에 존재하는 단말(100-1, 100-4)을 '셀 커버리지 밖의 단말'이라 통칭하기로 한다. 즉, 상기 셀 커버리지 밖의 단말이란, 일정 수준 이하의 거리 내에 기지국(110)이 존재하지 않는 단말(100-1), 혹은 거리상 가까운 기지국(110)이 존재한다 하더라도 음영지역(102)에서 중계기의 고장 등으로 인해 기지국(110)과 통신이 불가능한 상태에 있는 단말(100-4)을 의미한다. As shown, the network for the call processing, the terminal (100-1, 100-4), and the terminal (100-1, 100-4) to receive a call service at a location where direct communication with the
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 P2P 통신에 기반하여 셀 커버리지 밖의 단말에 대한 호를 처리하기 위한 방법을 도시한 신호 흐름도이다. 2 is a signal flow diagram illustrating a method for processing a call to a terminal out of cell coverage based on P2P communication according to an embodiment of the present invention.
상기 도 2를 참조하면, 기지국(210)은 주기적으로 셀 커버리지 내 단말들에게 브로드캐스트 메시지를 전송한다. 이때, 상기 기지국(210)과 직접 통신이 가능한 셀 커버리지 내의 단말은 상기 기지국(210)이 전송한 브로드캐스트 메시지를 수신할 수 있으나, 셀 커버리지 밖의 단말은 상기 기지국(210)이 전송한 브로드캐스트 메시지를 수신할 수 없다. 따라서, 상기 기지국(210)이 전송한 브로드캐스트 메시지를 일정 시간동안 수신하지 못한 단말은, 자신이 상기 기지국(210)과의 직접 통신이 불가능한 셀 커버리지 밖의 단말임을 인식할 수 있다. 상기 도 2에서 제 1 단말(200-1)과 제 4 단말(200-4)은 상기 셀 커버리지 밖의 단말이고, 제 2 단말(200-2)과 제 3 단말(200-3)은 상기 셀 커버리지 내의 단말임을 가정한다. 이때, 상기 셀 커버리지 밖의 단말인 제 1 단말(200-1)이 호를 요청하는 경우의 호 처리 과정을 살펴보면 다음과 같다. Referring to FIG. 2, the
먼저, 상기 셀 커버리지 밖의 제 1 단말(200-1)은 201단계에서 사용자의 호 요청에 따른 호 요청 이벤트의 발생을 감지하고, 203단계에서 주변 단말로 호 중계를 위한 헬핑(helping) 신호를 저전력으로 전송한다. 여기서, 상기 헬핑 신호는 헬핑 신호 전송 구간에서 전송되며, 본 발명에서는 상기 헬핑 신호 전송 방법으로, 브로드캐스트 메시지 오류 기반 헬핑 신호 전송 방법과, 하향링크 채널 품질 지시자(Channel Quality Indicator : 이하 ‘CQI’라 칭함) 왜곡 기반 헬핑 신호 전송 방법을 제안하며, 이후 도 3과 도 4를 통해 자세히 설명하기로 한다. First, in
이때, 상기 셀 커버리지 내의 제 2 단말(200-2)과 제 3 단말(200-3)은 각각 205 단계와 207단계에서 상기 헬핑 신호를 인식하고, 각각 211 단계와 213단계에서 상기 제 1 단말(200-1)로 응답 메시지를 전송한다. 여기서, 상기 응답 메시지는, 상기 제 1 단말(200-1)이 수신할 수 있도록, 헬핑 신호를 전송하지 않는 구간에 전송한다. 또한, 상기 응답 메시지는 상기 제 1 단말(200-1)과 제 2 단말(200-2)이 직접 통신을 수행하기 위한 정보(예, 통신 시 사용할 프리앰블(preamble) 번호, 타이밍 및 프레임 동기화 정보)와 중계 단말 정보(예, 중계 단말의 ID 정보)를 포함하여 구성된다. 반면, 상기 셀 커버리지 밖의 제 4 단말(200-4)은 209단계에서 상기 헬핑 신호를 인식하지 못한다. In this case, the second terminal 200-2 and the third terminal 200-3 within the cell coverage recognize the help signal in
이후, 상기 응답 메시지를 수신한 제 1 단말(200-1)은 상기 헬핑 신호의 전송을 중단하고, 215단계에서 상기 응답 메시지를 전송한 단말(200-2, 200-3) 중 하나의 단말(200-2)을 중계 단말로 선택하여 ACK 메시지를 전송한 후, 단말 간 직접 전송 모드로 진입한다. 이때, 상기 ACK 메시지를 수신한 제 2 단말(200-2) 역시 상기 ACK 메시지를 통해 자신이 중계 단말로 선택되었음을 인식하고, 단말 간 직접 전송 모드로 진입한다. 이때, 상기 제 1 단말(200-1)과 제 2 단말(200-2)은, 단말 간 직접 전송 모드에서의 연결 설정 방식을 수행하여 단말 간 직접 전송 연결을 설정함으로써, 단말 간 직접적으로 데이터 패킷을 주고받을 수 있도록 한다. 이후, 상기 제 2 단말(200-2)은 217단계에서 호 데이터 패킷을 상기 기지국(210)에게 중계하기 위해 상기 중계국(210)과 중계를 위한 호를 설정하고, 219단계에서 상기 제 1 단말(200-1)로 호 설정 성공을 알리는 메시지를 전송한다. After receiving the response message, the first terminal 200-1 stops the transmission of the help signal, and in
이와 같이 모든 연결이 설정되면, 상기 제 1 단말(200-1)은 221단계에서 상기 제 2 단말(200-2)로 호 데이터 패킷을 전송하고, 상기 제 2 단말(200-2)은 상기 호 데이터 패킷을 상기 기지국(210)으로 중계한다. 반대로, 상기 기지국(210)으로부터 호 데이터 패킷이 발생할 경우, 상기 기지국(210)은 상기 제 2 단말(200-2)로 호 데이터 패킷을 전송하고, 상기 제 2 단말(200-2)은 상기 호 데이터 패킷을 상기 제 1 단말(200-1)로 중계한다. When all connections are established in this manner, the first terminal 200-1 transmits a call data packet to the second terminal 200-2 in
도 3 및 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 헬핑 신호 전송 방법을 도시한 도면으로, 각각 브로드캐스트 메시지 오류 기반 헬핑 신호 전송 방법과 하향링크 CQI 왜곡 기반 헬핑 신호 전송 방법을 도시하고 있다.3 and 4 are diagrams illustrating a method for transmitting a help signal according to an embodiment of the present invention, which shows a method for transmitting a broadcast message error based help signal and a method for transmitting a downlink CQI distortion based help signal, respectively.
먼저, 상기 도 3을 참조하여 브로드캐스트 메시지 오류 기반 헬핑 신호 전송 방법을 설명하면, 아이들(Idle) 모드이거나 상/하향링크 통신을 수행하는 단말들은 모두 기지국으로부터 자원 할당 정보나 기지국 관련 정보를 포함하는 브로드캐스팅 메시지를 수신하게 된다. 따라서, 상기 단말들이 상기 브로드캐스팅 메시지를 수신하여 디코딩을 할 때 오류가 발생하도록, 호 요청 단말이 헬핑 신호를 이용하여 간섭 신호를 제공하게 되면, 상기 단말들은 상기 브로드캐스팅 메시지의 디코딩 오류를 감지하고, 이로써 주변의 헬핑 신호로 인한 간섭 신호를 받고 있음을 인식할 수 있다. First, referring to FIG. 3, a method of transmitting a broadcast message error-based help signal is described. All terminals in idle mode or uplink / downlink communication include resource allocation information or base station related information from a base station. You will receive a broadcasting message. Accordingly, when a call requesting terminal provides an interference signal using a help signal so that an error occurs when the terminals receive and decode the broadcasting message, the terminals detect a decoding error of the broadcasting message. Therefore, it can be recognized that the interference signal from the surrounding help signal is being received.
한편, 상기 호 요청 단말이 단순하게 간섭 신호를 발생시키면, 상기 단말들 은 상기 브로드캐스팅 메시지 디코딩 오류 감지 시, 상기 헬핑 신호에 의한 오류인지, 단순히 신호 감쇄나 인접 셀로부터의 간섭에 의해 신호 대 잡음 및 간섭 비(Signal to Interference and Noise Ratio : 이하 ‘SINR’이라 칭함)가 감소함으로 인한 오류인지 여부를 구분할 수 없다. On the other hand, if the call requesting terminal simply generates an interference signal, the terminals are signal-to-noise due to whether the error is caused by the helped signal when the broadcasting message decoding error is detected, or simply by signal attenuation or interference from an adjacent cell. And whether the error is caused by a decrease in the Signal to Interference and Noise Ratio (hereinafter referred to as 'SINR').
따라서, 상기 호 요청 단말이 Ns1 프레임 주기동안 헬핑 신호를 전송하고, Ns2 프레임 주기동안 헬핑 신호를 전송하지 않는 것을 여러 번 반복을 하면, 상기 단말들은 Ns1 프레임 주기동안에는 오류가 발생한 브로드캐스팅 정보를 수신하고, Ns2 프레임 주기동안에는 오류가 발생하지 않은 브로드캐스팅 정보를 수신하게 되며, 이러한 현상을 관찰하면서 주변의 헬핑 신호를 감지할 수 있게 된다. 즉, 상기 헬핑 신호가 모스 부호와 같은 패턴을 가지도록 하여, 브로드캐스팅 메시지의 오류 발생 패턴이 단순한 SINR의 감소에 의한 것과는 다르게 보이도록 함으로써, 주변의 헬핑 신호를 감지할 수 있게 한다. Therefore, if the call requesting terminal repeatedly transmits a help signal during the N s1 frame period and does not transmit the help signal during the N s2 frame period, the terminals receive broadcasting information in which an error occurs during the N s1 frame period. And receive broadcasting information without error during the N s2 frame period, and it is possible to detect the surrounding help signal while observing this phenomenon. That is, the help signal is made to have the same pattern as the Morse code, so that the error occurrence pattern of the broadcast message may be different from the simple reduction of the SINR, thereby making it possible to detect the surrounding help signal.
여기서, 상기 도 3은 Ns1 = Ns2 = 2인 경우의 예시를 도시하고 있다. 셀룰러 시스템에서의 프레임 구조는 상기 브로드캐스팅 메시지를 전송하는 구간과, 상/하향링크 데이터를 전송하는 구간으로 구성된다. 이때, 상기 호 요청 단말은 2 프레임 주기 동안 헬핑 신호를 전송하고, 2 프레임 주기동안 헬핑 신호를 전송하지 않는 것을 여러 번 반복하여, 셀 커버리지 내 단말로 하여금 자신의 헬핑 신호를 감지할 수 있도록 한다. 3 illustrates an example of a case where N s1 = N s2 = 2. In the cellular system, a frame structure includes a section for transmitting the broadcasting message and a section for transmitting uplink / downlink data. In this case, the call requesting terminal transmits the help signal during two frame periods and repeatedly does not transmit the help signal during the two frame periods so that the terminal within the cell coverage can detect its own help signal.
다음으로, 상기 도 4를 참조하여 하향링크 CQI 왜곡 기반 헬핑 신호 전송 방법을 설명하면, 셀룰러 단말은 항상 하향링크의 채널 상태를 모니터링하며, 모니터링된 채널 상태를 양자화(Quantization)하여 하향링크 CQI 형태로 저장하게 된다. 이때, 상기 단말은 CQI가 높으면 해당 채널의 상태가 양호하다고 판단하며, CQI가 낮으면 해당 채널의 상태가 양호하지 않다고 판단할 수 있다. Next, referring to FIG. 4, a method of transmitting a downlink CQI distortion-based help signal is performed. The cellular terminal always monitors a downlink channel state, and quantizes the monitored channel state in a downlink CQI form. Will be saved. In this case, the UE may determine that the state of the channel is good when the CQI is high, and may determine that the state of the channel is not good when the CQI is low.
이런 채널 상태는 시간에 따라 변하는 특성을 가지며, 특정 부채널이 오랜 시간동안 계속 CQI가 낮게 유지되는 일은 드물다. 따라서, 호 요청 단말이 특정 부채널에 대해서 간섭 신호를 일정 시간 동안 전송하면, 주변 단말은 하향링크 CQI가 특정 부채널에 대해서만 계속 낮게 유지됨을 통해 주변의 헬핑 신호로 인한 간섭 신호를 받고 있음을 인식할 수 있다. This channel condition is time-varying, and it is rare for certain subchannels to keep CQI low for a long time. Accordingly, when the call requesting terminal transmits an interference signal for a specific subchannel for a predetermined time, the neighboring terminal recognizes that the downlink CQI is continuously low only for the specific subchannel, thereby receiving the interference signal due to the surrounding help signal. can do.
한편, 실제로 헬핑 신호가 없는 상태에서 특정 부채널의 하향링크 CQI가 낮게 유지되는 경우와 상기 헬핑 신호가 전송되는 경우를 더욱 명확하게 구분하기 위해서, 호 요청 단말은 상기 헬핑 신호를 전송하는 부채널을 호핑(hopping)할 수 있다. 호에 대한 호핑 패턴을 사전에 알고 있으면, 주변 단말은 하향링크 CQI가 낮은 부채널의 호핑 패턴이 사전에 약속된 패턴과 일치함을 확인하여 주변의 헬핑 신호를 감지할 수 있다. 이런 방안을 사용하면 호핑 없이 특정 부채널에 대해서만 헬핑 신호를 전송하는 방안에 비해 헬핑 신호를 잘못 감지할 확률이 감소하게 된다.On the other hand, in order to more clearly distinguish the case where the downlink CQI of a particular subchannel is kept low and the help signal is transmitted in the absence of the help signal, the call requesting terminal selects the subchannel transmitting the help signal. Hopping can be performed. If the hopping pattern for the call is known in advance, the neighboring terminal may detect the help signal of the surrounding by confirming that the hopping pattern of the subchannel having the low downlink CQI matches the previously promised pattern. Using this approach reduces the probability of falsely detecting the helped signal compared to transmitting a help signal only for a specific subchannel without hopping.
이와 같이, 상기 브로드캐스트 메시지 오류 기반 헬핑 신호 전송 방법은 시간 패턴으로 헬핑 신호를 전송하는 방법이고, 상기 하향링크 CQI 왜곡 기반 헬핑 신호 전송 방법은 주파수 패턴으로 헬핑 신호를 전송하는 방법이다. As described above, the broadcast message error-based help signal transmission method is a method of transmitting a help signal in a time pattern, and the downlink CQI distortion-based help signal transmission method is a method of transmitting a help signal in a frequency pattern.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 P2P 통신에 기반하여 셀 커버리지 밖의 단말에 대한 호를 처리하기 위한 방법의 절차를 도시한 흐름도이다. 상기 도 5는 본 발명에 따른 헬핑 신호 전송 방법으로 브로드캐스트 메시지 오류 기반 헬핑 신호 전송 방법을 적용한 호 처리 방안에 관한 것이다. 5 is a flowchart illustrating a procedure of a method for processing a call to a terminal out of cell coverage based on P2P communication according to an embodiment of the present invention. 5 is a call processing method using a broadcast message error based help signal transmission method as a help signal transmission method according to the present invention.
상기 도 5를 참조하면, 단말은 501단계에서 사용자의 호 요청에 따른 호 요청 이벤트의 발생이 감지되는지 여부를 검사하고, 상기 호 요청 이벤트의 발생이 감지될 시, 503단계에서 상기 단말 자신이 셀 커버리지 밖의 단말인지 여부를 검사한다. 여기서, 상기 단말 자신이 셀 커버리지 밖의 단말인지 여부는, 기지국이 전송한 브로드캐스트 메시지의 수신 여부에 따라 인식할 수 있으며, 일정 시간동안 상기 브로드캐스트 메시지를 수신하지 못한 경우, 해당 단말은 자신이 상기 기지국과의 직접 통신이 불가능한 셀 커버리지 밖의 단말임을 인식할 수 있다. Referring to FIG. 5, the terminal determines whether a call request event is generated according to a call request of a user in
상기 503단계에서, 상기 단말 자신이 상기 기지국과의 직접 통신이 불가능한 셀 커버리지 밖의 단말일 시, 상기 단말은 기지국과의 직접 통신이 가능한 주변 단말의 중계를 통해 상기 기지국과의 호를 설정하기 위해, 중계 가능한 주변 단말을 검색하고, 검색된 주변 단말로 호에 대한 중계를 요청하기 위한 헬핑 신호를 전송한다. In
한편, 본 발명의 동작을 수행함에 있어서 호 요청 단말에게는 매우 중요한 전력 소모를 최소화시킴과 동시에 헬핑 신호에 의해 셀룰러 시스템 성능의 저하를 최소화시킬 필요가 있다. 따라서 본 발명에서는 송신 전력 및 부채널(subchannel) 개수 제어를 수행하여, 상기 송신 전력 제어를 통해 헬핑 신호 수신 가능 영역을 점차 넓게 설정하는 방식으로 헬핑 신호를 전송하는 방안을 제안한다. Meanwhile, in performing the operation of the present invention, it is necessary to minimize the power consumption which is very important for the call requesting terminal and to minimize the degradation of the cellular system performance by the help signal. Accordingly, the present invention proposes a method of transmitting a help signal by performing transmission power and subchannel number control and gradually setting a helpable signal reception region through the transmission power control.
여기서, 상기 헬핑 신호가 영향을 미치는 거리 R을 지정하면, 이에 맞는 송신 전력 Pt와 부채널 개수 N은 하기 <수학식 1>의 조건을 만족시켜야 한다.In this case, if the distance R affecting the help signal is specified, the transmission power Pt and the number of subchannels N corresponding thereto must satisfy the following Equation 1.
여기서, 상기 PERth는 목표로 하는 방송 메시지(예, MAP)의 오류 확률을 의미하며, 거의 1에 가까운 값을 가진다. 상기 Pmax는 호 상황에서의 최대 송신 전력을 의미하며, 상기 Nmax는 단말이 동시에 전송 가능한 최대 부채널 개수를 의미한다. 상기 P(Pt,N,R)은 거리 R에 있는 단말의 방송 메시지 오류 확률이며, 이는 송신 전력 Pt와 전송하는 부채널 개수 N의 함수로 표현될 수 있다. 구체적으로 표시하면 하기 <수학식 2>와 같다.Here, the PER th means an error probability of a target broadcast message (eg, MAP) and has a value close to one. The P max means the maximum transmission power in a call situation, and the N max means the maximum number of subchannels that the terminal can transmit simultaneously. P (Pt, N, R) is a broadcast message error probability of a terminal at a distance R, which may be expressed as a function of the transmission power Pt and the number of subchannels N to transmit. Specifically, it is shown in
여기서, 상기 S는 SINR을 의미하고, 상기 Pr은 주변 단말이 기지국으로부터 받는 브로드캐스팅 메시지의 신호 세기 추정값이며, 상기 M은 주변 단말의 잡음량 추정값을 의미한다. 상기 I(Pt,N,R)은 송신 전력이 Pt이고 부채널 개수가 N일 때 거리가 R만큼 떨어진 단말이 헬핑 신호를 수신함으로써 받게 될 평균 간섭량 추정값으로, 경로 손실(path loss) 모델과 N개의 부채널에 대한 전력 할당 방식에 의해 계산이 가능하다. Here, S denotes SINR, Pr denotes a signal strength estimation value of a broadcasting message received by a neighboring terminal from a base station, and M denotes an estimated noise amount of the neighboring terminal. The I (Pt, N, R) is an average interference estimation value received by a terminal receiving a help signal from a distance of R when the transmission power is Pt and the number of subchannels is N. A path loss model and N It can be calculated by the power allocation scheme for the two subchannels.
여기서, 상기 송신 전력 제어를 통해 헬핑 신호 수신 가능 영역을 점차 넓게 설정하는 방식으로 헬핑 신호를 전송하기 위해, 상기 단말은 505단계에서 목표로 하는 방송 메시지(예, MAP)의 오류 확률이 일정 수준 이상이 되는 SINR로서 목표 SINR Sth를 결정하고, 507단계에서 상기 헬핑 신호가 영향을 미치는 거리 R에 대한 초기값을 지정한다. 이후, 상기 단말은 509단계로 진행하여 R 거리만큼 떨어진 단말의 SINR이 상기 Sth 이하가 되도록 간섭량 I를 결정하고, 511단계에서 상기 결정된 간섭량 I을 만족하기 위한 송신 전력 Pt와 부채널 개수 N을 결정한 후, 513단계에서 상기 결정된 송신 전력과 부채널 개수를 이용하여 상기 R 거리만큼 떨어진 단말로 호 중계를 위한 헬핑 신호를 전송한다. 여기서, 상기 헬핑 신호는 헬핑 신호 전송 구간에서 일정 시간동안 저전력으로 전송된다. Here, in order to transmit the help signal in a manner of gradually setting a helpable signal reception region through the transmission power control, the terminal has an error probability of a target broadcast message (eg, MAP) at a predetermined level or more in
이후, 상기 단말은 515단계로 진행하여 일정 시간 동안 상기 주변 셀 커버리 지 내 단말로부터 상기 헬핑 신호에 대한 응답 메시지가 수신되는지 여부를 검사한다. 여기서, 상기 응답 메시지는 상기 단말이 수신할 수 있도록, 헬핑 신호를 전송하지 않는 구간에 전송되며, 상기 단말과의 직접 통신을 수행하기 위한 정보(예, 통신 시 사용할 프리앰블(preamble) 번호, 타이밍 및 프레임 동기화 정보)와 중계 단말 정보(예, 중계 단말의 ID 정보)를 포함하여 구성된다. In
상기 응답 메시지가 수신될 시, 상기 단말은 517단계에서 상기 헬핑 신호의 전송을 중단하고, 상기 응답 메시지를 전송한 셀 커버리지 내 단말을 중계 단말로 선택하여 ACK 메시지를 전송하고, 단말 간 직접 전송 모드에서의 연결 설정 방식을 수행하여 단말 간 직접 전송 연결을 설정함으로써, 이후 단말 간 직접적으로 데이터 패킷을 주고받을 수 있도록 한 후, 상기 셀 커버리지 내 단말로부터 중계를 위한 기지국과의 호 설정 성공을 알리는 메시지를 수신한다. 여기서, 상기 응답 메시지를 동시에 전송한 다수의 셀 커버리지 내 단말이 존재할 경우, 하나의 단말을 중계 단말로 선택하여 상기 ACK 메시지를 전송한다. 이와 같이 모든 연결이 설정되면, 상기 단말은 519단계에 상기 셀 커버리지 내 중계 단말로 호 데이터 패킷을 전송한다. 이때, 상기 중계 단말에 의해 상기 호 데이터 패킷은 기지국으로 전송된다. When the response message is received, the terminal stops transmitting the help signal in step 517, selects a terminal within cell coverage that has transmitted the response message as a relay terminal, and transmits an ACK message, and directly transmits between terminals. By setting the direct transmission connection between the terminals by performing the connection setup method in the above, the message to inform the success of the call setup with the base station for the relay from the terminal in the cell coverage after the direct transmission and reception of data packets between the terminals thereafter Receive Here, when there are a plurality of terminals in cell coverage that simultaneously transmit the response message, one terminal is selected as a relay terminal and the ACK message is transmitted. When all connections are established as described above, the terminal transmits a call data packet to the relay terminal within the cell coverage in
반면, 상기 응답 메시지가 수신되지 않을 시, 상기 단말은 521단계에서 상기 R을 갱신한 후, 상기 509단계로 돌아가 이하 단계를 반복 수행한다. 이때, 상기 R은 상기 R에 일정 값을 더함으로써 갱신할 수 있다. 이와 같이 상기 R을 증가시키면서 상기 헬핑 신호의 전송은 수차례 시도될 수 있으며, 이렇게 하면, 최대한 거 리상으로 가까운 중계 단말을 찾을 수 있으므로, 호 요청 단말은 헬핑 신호 전송에 의한 전력 소모를 최소화시킬 뿐 아니라 이보다 먼 거리에 존재하는 단말에 대한 필요없는 간섭을 발생시키지 않을 수 있다.On the other hand, when the response message is not received, the terminal updates the R in
반면, 상기 503단계에서, 상기 단말 자신이 상기 기지국과의 직접 통신이 가능한 셀 커버리지 내의 단말일 시, 상기 단말은 상기 기지국과 직접 호 설정 과정을 수행하여 호를 설정하고, 상기 설정된 호를 통해 상기 기지국과 호 데이터 패킷을 송수신한다. On the other hand, in
이후, 상기 단말은 본 발명에 따른 알고리즘을 종료한다.Thereafter, the terminal terminates the algorithm according to the present invention.
한편, 상기 도 5의 호 처리 방안에, 본 발명에서 제안하는 또 다른 헬핑 신호 전송 방법인 하향링크 CQI 왜곡 기반 헬핑 신호 전송 방법을 적용할 수도 있으며, 이 경우 상기 SINR 대신에 CQI를 이용하게 된다. 즉, 헬핑 신호에 의한 왜곡이라 판단되는 최대 CQI 값을 목표 CQI Sth로 결정하고, R 거리만큼 떨어진 단말의 CQI가 Sth 이하가 되도록 간섭량을 결정한다. 이 경우, 특정 부채널에 헬핑 신호를 전송하므로, 부채널의 개수를 결정할 필요가 없다. Meanwhile, in the call processing method of FIG. 5, another help signal transmission method according to the present invention, a downlink CQI distortion-based help signal transmission method, may be applied. In this case, the CQI may be used instead of the SINR. That is, the maximum CQI value determined as the distortion caused by the help signal is determined as the target CQI S th , and the amount of interference is determined so that the CQI of the UE separated by the R distance is equal to or less than S th . In this case, since a help signal is transmitted to a specific subchannel, it is not necessary to determine the number of subchannels.
한편, 본 발명에서 중계 요청 대상이 되는 단말은 전력 소모를 절약하기 위한 슬립(sleep) 모드에 있는 단말을 제외한 모든 단말에 해당된다. 즉, 상기 중계 요청 대상 단말로, 아이들(idle) 모드에서 기지국으로부터 브로드캐스팅 정보만 수 신하고 있을 수도 있는 단말, 직접 통신 모드에서 다른 주변 단말과 직접 데이터 패킷을 주고 받고 있는 단말, 기지국과 상/하향링크 연결을 가지고 있는 액티브(active) 모드의 단말이 가능하다. 그 중 상기 중계 요청 대상이 되는 단말로서, 직접 통신 모드에서 다른 주변 단말과 직접 데이터 패킷을 주고 받고 있는 단말에 우선 순위를 둘 수도 있으며, 이 경우, 상기 단말은 주변에 직접 통신 모드에 있는 단말의 존재를 먼저 검색하고, 해당 단말이 검색되지 않을 경우, 아이들(idle) 모드에서 기지국으로부터 브로드캐스팅 정보만 수신하고 있을 수도 있는 단말이나, 기지국과 상/하향링크 연결을 가지고 있는 액티브(active) 모드의 단말의 존재를 검색할 수 있다. Meanwhile, in the present invention, a terminal subject to a relay request corresponds to all terminals except for a terminal in a sleep mode to save power consumption. That is, the relay request target terminal, a terminal that may only receive broadcasting information from the base station in idle mode, a terminal directly exchanging data packets with other neighboring terminals in direct communication mode, and the base / An active mode terminal having a downlink connection is possible. Among them, the terminal to which the relay request is made may be given priority to a terminal that is directly exchanging data packets with another neighboring terminal in a direct communication mode. If the first terminal is searched for the existence and the corresponding terminal is not found, the terminal may be receiving only broadcasting information from the base station in idle mode, or the active mode has an uplink / downlink connection with the base station. It is possible to search for the existence of the terminal.
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.
도 1은 본 발명에 따른 P2P 통신에 기반하여 셀 커버리지 밖의 단말의 호 처리를 위한 네트워크를 도시한 도면,1 is a diagram illustrating a network for call processing of a terminal out of cell coverage based on P2P communication according to the present invention;
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 P2P 통신에 기반하여 셀 커버리지 밖의 단말에 대한 호를 처리하기 위한 방법을 도시한 신호 흐름도,2 is a signal flow diagram illustrating a method for processing a call to a terminal out of cell coverage based on P2P communication according to an embodiment of the present invention;
도 3 및 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 헬핑 신호 전송 방법을 도시한 도면, 및3 and 4 illustrate a help signal transmission method according to an embodiment of the present invention, and
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 P2P 통신에 기반하여 셀 커버리지 밖의 단말에 대한 호를 처리하기 위한 방법의 절차를 도시한 흐름도.5 is a flowchart illustrating a procedure of a method for processing a call to a terminal out of cell coverage based on P2P communication according to an embodiment of the present invention.
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