KR20100118450A - Apparatus and method for resource management in relay based cellular networks - Google Patents

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KR20100118450A
KR20100118450A KR1020090037306A KR20090037306A KR20100118450A KR 20100118450 A KR20100118450 A KR 20100118450A KR 1020090037306 A KR1020090037306 A KR 1020090037306A KR 20090037306 A KR20090037306 A KR 20090037306A KR 20100118450 A KR20100118450 A KR 20100118450A
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김수민
김성환
윤수하
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엘지전자 주식회사
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Abstract

PURPOSE: A device and a method for managing resource in a relay-based mobile communication network are provided to control the size of the dedicated resource about a relay-base station link, thereby reducing the signaling overhead and delay in every frame. CONSTITUTION: A repeater receives an initial resource allocation and window time from a base station(S121). If it is a window time cycle, the repeater feeds back average virtual required band information which is estimated by every frame time within current window time(S122,S123). If the repeater receives band allocation information from the base station through R-MAP, the repeater allocates real-time traffic preferentially. The repeater allocates the rest of the resources to non real-time traffic(S126).

Description

중계기 기반 이동통신 네트워크에서의 자원관리 장치 및 방법{Apparatus and Method for Resource Management in Relay Based Cellular Networks}Apparatus and Method for Resource Management in Relay Based Cellular Networks}

본 발명은 무선통신 자원관리에 관한 것으로, 보다 상세하게는 중계기와 기지국 사이의 상향링크 데이터 전송에서의 무선 자원 관리에 관한 것이다.The present invention relates to radio communication resource management, and more particularly, to radio resource management in uplink data transmission between a repeater and a base station.

오늘날 고속의 이동통신을 위해서 많은 무선통신 기술들이 제안되었다. Many wireless communication technologies have been proposed for high speed mobile communication.

이와 같이 고속 통신 및 더 많은 통화량을 수용하기 위해 셀들이 반경은 점차 작아지고 있다. 이 경우, 현재의 무선망 설계 방식을 그대로 사용하는 중앙 집중적인 설계는 불가능할 것으로 예상된다. 따라서, 차세대 통신시스템은 분산적으로 제어되고 구축되면서도, 새로운 기지국(Base station)의 추가와 같은 환경 변화에 능동적으로 대처할 수 있어야 한다. As such, the cells are becoming smaller and smaller in order to accommodate high-speed communication and higher call volume. In this case, it is expected that a centralized design using the current wireless network design method is not possible. Therefore, the next generation communication system should be able to actively cope with environmental changes such as the addition of a new base station while being distributedly controlled and constructed.

이를 위해 셀룰러 네트워크에서 중계기의 추가가 제안되었다. For this purpose, the addition of repeaters in cellular networks has been proposed.

도 1은 셀룰러 네트워크에서 중계기를 나타낸다.1 shows a repeater in a cellular network.

도 1에 도시된 바와 같이 기지국(30)의 영역에 포함되는 단말(11)은 상기 기지국(30)과 직접 링크로 연결되고, 상기 기지국(30)의 영역밖에 위치하여 상기 기지국으로부터의 채널 상태가 열악한 단말(12)은 중계기(20)를 통해 상기 기지 국(30)에 연결된다. As shown in FIG. 1, the terminal 11 included in the area of the base station 30 is directly connected to the base station 30 by a link, and is located outside the area of the base station 30 so that the channel state from the base station 30 is changed. The poor terminal 12 is connected to the base station 30 through the repeater 20.

이때, 상기 중계기(20)는 비교적 상기 단말(10) 보다 높은 건물 옥상에 위치하고, 고정적으로 설치되어 운용된다. 따라서 상기 중계기와 상기 기지국 간의 채널 환경은 상기 단말과 상기 중계기 간의 채널에 비해서 변화도가 작고, 평균적으로 높은 채널 이득을 가진다.At this time, the repeater 20 is located on the building roof relatively higher than the terminal 10, and is fixedly installed and operated. Therefore, the channel environment between the repeater and the base station is smaller in variation than the channel between the terminal and the repeater and has a high channel gain on average.

이와 같이 상기 중계기를 이용하여 기지국과 단말 사이의 신호를 중계하기 때문에, 기지국-단말 링크, 기지국-중계국 링크 및 중계국-단말 링크가 구성된다. 즉, 단말이 상기 기지국의 셀 경계에 위치하거나, 건물 등에 의한 차폐현상이 심한 음영지역에 위치할 경우, 상기 단말은 상기 중계기를 통해 상기 기지국과 통신을 수행한다. 이와 같이, 채널 상태가 열악한 셀 경계 지역에서 중계기 기법을 적용하여 고속의 데이터 채널을 제공할 수 있으며, 상기 셀 서비스 영역을 확장시킬 수 있다.In this way, since the signal is relayed between the base station and the terminal using the repeater, a base station-terminal link, a base station-relay station link, and a relay station-terminal link are configured. That is, when the terminal is located at the cell boundary of the base station or in a shaded area where the shielding phenomenon is severe due to a building, the terminal communicates with the base station through the repeater. As described above, a repeater technique may be applied in a cell boundary region having a poor channel state to provide a high speed data channel and expand the cell service region.

이와 같이 중계기가 도입된 환경은, 차세대 이동통신 시스템인 WiMAX 표준에서도 논의가 되고 있다.The environment in which the repeater has been introduced is being discussed in the WiMAX standard, which is a next generation mobile communication system.

상기 Wimax 표준에서는 중계기가 도입한 IEEE 802.16j 표준을 채택하였으며, 상기 IEEE 802.16j 표준에서는 크게 2가지, 즉 전용채널할당 방식과 스케쥴링 기반의 다중 접속 방식을 제안하였다.The Wimax standard adopts the IEEE 802.16j standard introduced by the repeater, and the IEEE 802.16j standard mainly proposes two types, a dedicated channel allocation method and a scheduling-based multiple access method.

먼저, 첫 번째 방식, 즉 상기 전용 채널 자원 할당 방식을 간단히 설명하면, 중계기는 전용채널 할당 요청 메시지를 이용하여 기지국으로부터 고정크기의 자원을 할당, 변경, 또는 반납할 수 있다.First, a brief description of the first method, that is, the dedicated channel resource allocation method, the repeater may allocate, change, or return a fixed size resource from the base station using the dedicated channel allocation request message.

구체적으로, 상기 전용 채널 할당 방식에 따르면, 중계기는 자원 할당을 위한 시그널링 메시지를 기지국으로 전송하고, 상기 기지국은 전용으로 할당하는 자원의 크기를 결정한다. 이때 상기 기지국은 중계기의 트래픽 요구도에 따라 적절한 크기를 할당한다. 그리고 시그널링을 통해서 자원할당을 변경하거나, 종료할 수 있다.Specifically, according to the dedicated channel allocation method, the repeater transmits a signaling message for resource allocation to the base station, and the base station determines the size of the resource allocated to the dedicated. At this time, the base station allocates an appropriate size according to the traffic demand of the repeater. Resource allocation can be changed or terminated through signaling.

다음으로, 두 번째 방식, 상기 스케쥴링 기반의 다중 접속 방식을 설명하면, 단말은 상향링크 데이터를 전송하기 전에, 자원을 요청하여 할당받는다. Next, referring to the second scheme, the scheduling-based multiple access scheme, the terminal requests and allocates resources before transmitting uplink data.

상기 스케쥴링 기반의 다중 접속 방식은 상기 IEEE 802.16j 표준에 의하면, 중계기의 형태와 능력에 따라 기지국이 직접 스케쥴링을 하는 중앙집중식 스케쥴링 기반 다중접속 방법과 기지국과 중계기가 분산적으로 각자 스케쥴링을 하는 분산식 스케쥴링 기반 다중접속 방식과, 그리고 지연 감소 분산식 스케쥴링 (Distributed Scheduling for Reducing Latency) 기반 다중접속 방식이 존재한다.According to the IEEE 802.16j standard, the scheduling-based multiple access method includes a central scheduling-based multiple access method in which a base station directly schedules according to the type and capability of a repeater, and a distributed type in which the base station and the repeater are individually distributed. Scheduling-based multiple access schemes, and delayed scheduling for reducing scheduling (Multi-Access) based multiple access schemes exist.

이와 같은 3가지의 스케쥴링 기반 다중 접속 방식에 대해서, 이하 도 2 내지 도 4를 참조하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.Such three scheduling-based multiple access schemes will be described in more detail with reference to FIGS. 2 to 4.

도 2는 종래 기술에 따른 중앙집중식 스케쥴링 (Centralized Scheduling) 기반 다중접속을 나타낸 흐름도이다.2 is a flowchart illustrating centralized scheduling based multiple access according to the prior art.

도 2에 도시된 바와 같이, 종래의 중앙 집중식 스케줄링 방식에 따르면, 단말(MS: Mobile Station)(10)은 전송할 데이터가 있을 경우, 자원 할당의 요청(BW REQ: Bandwidth Request)을 상기 중계기(RS: Relay Station)(20)로 전송하고, 상기 중계기(20)는 상기 요청을 상기 기지국(BS: Base Station)(30)으로 전송한다. 그러 면, 상기 기지국(30)은 상기 단말(10)에 대한 자원 할당을 결정하여, 전송한다(CDMA Allocation Information Element).As shown in FIG. 2, according to the conventional centralized scheduling scheme, when there is data to be transmitted, the mobile station (MS) 10 transmits a resource allocation request (BW REQ: Bandwidth Request) to the relay RS. : Relay Station (20), and the repeater 20 transmits the request to the base station (BS) (30). Then, the base station 30 determines the resource allocation for the terminal 10 and transmits it (CDMA Allocation Information Element).

즉, 중앙 집중식 스케쥴링 방식에 따르면, 상기 기지국이 단말과 중계기에 대한 모든 자원 할당을 관리한다. That is, according to the centralized scheduling scheme, the base station manages all resource allocation for the terminal and the repeater.

도 3은 종래 기술에 따른 분산식 스케쥴링 (Distributed Scheduling) 기반 다중접속을 나타낸 흐름도이다.3 is a flowchart illustrating distributed scheduling based multiple access according to the prior art.

도 3에 도시된 바와 같이, 종래의 분산식 스케쥴링 방식에 따르면, 중계기(20)가 단말의 요청을 기지국(30)까지 전달해야 하는 오버헤드를 줄이기 위해서, 상기 중계기(20)는 자신에게 주어진 무선 자원을 이용하여, 상기 단말(10)과 중계기(20) 간의 채널 링크, 즉 무선 자원을 관리한다. 즉, 상기 중계기(20)는 자신에게 주어진 무선 자원을 이용하여 상기 단말(10)에게 무선 자원을 적절히 할당한다. 그리고, 상기 기지국(30)은 자신과 상기 중계기(20)간의 채널 링크, 즉 무선 자원을 관리한다. 즉, 상기 기지국(30)은 상기 중계기(20)에게 자원을 할당해준다. 상기 채널 링크는 프레임 단위로 구성된다. 상기 채널 링크 프레임은 초기 레인징을 위한 Initial Maintenance Opportunities 영역과, 유지 관리 레인징, 즉 주기적 레인징 및 대역폭 요청 레인징을 위한 Request Contention Opportunities 영역과, 상기 단말 및 중계기들의 상향 링크 데이터들을 포함하는 SS scheduled data 영역들을 포함한다.As shown in FIG. 3, according to the conventional distributed scheduling scheme, in order to reduce the overhead that the repeater 20 has to transmit a request of the terminal to the base station 30, the repeater 20 has a radio given to it. By using the resources, the channel link between the terminal 10 and the repeater 20, that is, manages radio resources. That is, the repeater 20 appropriately allocates radio resources to the terminal 10 by using the radio resources given to it. The base station 30 manages a channel link, that is, a radio resource, between itself and the repeater 20. That is, the base station 30 allocates resources to the repeater 20. The channel link is configured in units of frames. The channel link frame includes an Initial Maintenance Opportunities area for initial ranging, a Request Contention Opportunities area for maintenance ranging, that is, periodic ranging and bandwidth request ranging, and an SS including uplink data of the terminal and repeaters. Contains scheduled data areas.

상기 중계기(20)는 단말의 자원 요청을 상기 기지국(30)으로 전달할 필요가 없이 자신에게 포함된 단말만 관리하고, 상기 기지국(30)은 자신에게 연결된 중계 기(20)만 관리한다. The repeater 20 manages only the terminals included therein without transmitting the resource request of the terminal to the base station 30, and the base station 30 manages only the repeater 20 connected to the base station 30.

도 4는 종래 기술에 따른 지연 감소 분산식 스케쥴링 (Distributed Scheduling for Reducing Latency) 기반 다중접속 방식을 나타낸 흐름도이다.4 is a flowchart illustrating a delayed distributed scheduling based multiple access scheme according to the prior art.

도 4에 도시된 바와 같이, 종래의 지연 감소 분산식 스케쥴링 방식에 따르면, 전술한 분산식 스케쥴링 방식의 지연을 줄이기 위해서, 상기 중계기(20)가 상기 단말(10)로부터 데이터를 수신하기 전에, 상기 중계기(20)는 상기 중계기와 상기 기지국 간의 자원을 상기 기지국에 미리 요청해 둠으로써, 상기 중계기(20)가 상기 단말(10)로부터 데이터를 수신한 즉시 상기 기지국(30)으로 전달할 수 있도록 한다. As shown in FIG. 4, according to the conventional delay reduction distributed scheduling scheme, before the relay 20 receives data from the terminal 10 in order to reduce the delay of the aforementioned distributed scheduling scheme, The repeater 20 requests the base station the resources between the repeater and the base station in advance so that the repeater 20 can transfer the data from the terminal 10 to the base station 30 immediately.

따라서 지연 감소 분산식 스케쥴링 방식은 중계기가 단말로부터 성공적으로 데이터를 수신한 이후에, 기지국에 요청하는 분산식 스케쥴링 방식에 비해서 지연을 줄일 수 있다. Therefore, the delay reduction distributed scheduling scheme may reduce delay compared to the distributed scheduling scheme that requests the base station after the relay successfully receives data from the terminal.

이상에서는 IEEE 802.16j 표준에 따른 스케쥴링 기반의 다중접속 방법을 설명하였다. In the above, the scheduling-based multiple access method according to the IEEE 802.16j standard has been described.

또한, 이미 언급한 바와 같이 IEEE 802.16j 표준에서는 중계기-기지국 링크에 대해서 크게 2가지의 다중 접속 방식, 즉 스케쥴링 방식과 전용 채널 할당 방식이 존재한다고 설명하였다.In addition, as mentioned previously, the IEEE 802.16j standard has described that there are two types of multiple access schemes for a relay-base station link, that is, a scheduling scheme and a dedicated channel allocation scheme.

그러나, 상기 스케쥴링 방식은 채널에 적응적으로 운용하여 자원을 효율적으로 사용할 수 있는 반면, 자원 요청 및 할당 과정으로 인해 오버헤드와 지연이 커질 수 있다. However, while the scheduling scheme is adaptive to the channel to efficiently use resources, the overhead and delay may be increased due to the resource request and allocation process.

더구나, 상기 스케쥴링 방식에 의하면, 단말이 상향링크, 즉 기지국으로 데이터를 송신하기 전에, 미리 자원 요청 및 할당 과정을 거쳐야 하기 때문에 접속 지연과 시그널링 오버헤드가 크다. 또한, 기존의 스케쥴링 방식을 단말-중계기 링크 뿐만 아니라, 중계기-기지국 링크에도 적용하면, 자원 요청 및 할당 과정이 중계기와 기지국에 의해서 반복적으로 수행되어야 하기 때문에, 접속 지연과 시그널링 오버헤드는 훨씬 심각하게 된다.In addition, according to the scheduling method, since the terminal needs to go through a resource request and allocation process in advance before transmitting data to the uplink, that is, the base station, the access delay and signaling overhead are large. In addition, if the existing scheduling scheme is applied not only to the terminal-relay link but also to the relay-base station link, since the resource request and allocation process must be repeatedly performed by the relay and the base station, connection delay and signaling overhead are much more serious. do.

또한, 상기 스케쥴링 방식 중 전술한 중앙집중식 스케쥴링 방식과 지연 감소 분산식 스케쥴링 방식은 중계기에서 개별 트래픽의 병합(aggregation)이 고려되지 않아서, 단말의 요청 하나에 대해 기지국까지의 자원 할당 및 데이터 전송이 개별적으로 이루어 진다. 이러한 개별 전송은 중계기에서의 병합(aggregation) 전송에 비해서 효율성이 떨어져서 시그널링 오버헤드를 증가시키게 된다.In addition, in the above-described centralized scheduling method and delayed-reduced distributed scheduling method, aggregation of individual traffics is not considered in the repeater, so that resource allocation and data transmission to the base station for each request of the terminal are separately performed. It is made of. These individual transmissions are less efficient than aggregation transmissions at the repeater and increase signaling overhead.

또한, 중계기에서의 트래픽은 각 중계기에 소속된 단말들의 트래픽이 병합되기 때문에 트래픽의 양이 단말에 비해서 크고, 변화도는 상대적으로 작음에도 불구하고, 기존의 스케쥴링 방식은 이러한 중계기-기지국 채널의 특성이 반영되지 않고, 중계기-기지국 링크의 채널과 트래픽 양의 변화도가 작음에도 불구하고, 단순히 반복적으로 중계기과 기지국에서 스케쥴링을 수행하기 때문에 앞서 언급한 것처럼 시그널링 오버헤드와 접속 지연이 커지는 단점을 가지고 있다. In addition, since the traffic of the repeater is the traffic volume of the terminals belonging to each repeater is merged, the amount of traffic is larger than the terminal and the change is relatively small, the existing scheduling method is characterized by the characteristics of the repeater-base station channel This is not reflected, and despite the small variation in the amount of channel and traffic of the relay-base station link, since the scheduling is repeatedly performed at the repeater and the base station, the signaling overhead and connection delay as described above are increased. .

반면, 전용채널할당 방식은 전용으로 할당 받은 자원을 이용하여 추가적인 시그널링 없이 즉시 데이터를 전송할 수 있기 때문에 오버헤드와 지연을 줄일 수 있으나, 매번 채널에 적응적으로 운용할 수 없기 때문에 자원 사용에 있어 비효율 적일 수 있다.On the other hand, the dedicated channel allocation method reduces overhead and delay because data can be sent immediately without additional signaling by using dedicated resources, but it is inefficient in resource usage because it cannot be adaptively applied to the channel every time. It can be enemy.

또한, 상기 전용채널할당 방식은 언급된 스케쥴링 방식과 같이, 기지국에 포함된 전체 중계기를 기준으로 자원 할당이 이루어지는 것이 아니라, 개별 중계기의 자원 요청에 따라 할당으로 이루어지고, 실시간성과 비실시간성 트래픽의 특성을 별도로 고려하지 않기 때문에 자원 사용이 비효율적으로 이루어지는 단점을 가지고 있다.In addition, the dedicated channel allocation scheme, like the aforementioned scheduling scheme, does not allocate resources based on the entire repeaters included in the base station, but rather allocates them according to resource requests of individual repeaters. Since the characteristics are not considered separately, there is a disadvantage in that resource use is inefficient.

따라서, 본 발명의 목적은 전술한 문제점을 해결하는 데에 있다. 즉, 본 발명의 목적은 종래의 스케쥴링 기반 다중접속 방식과 전용 채널 할당 방식 기반의 다중 접속 방식의 문제점인 오버헤드, 지연으로 인한 비효율성을 해결하는데에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to solve the above problems. That is, an object of the present invention is to solve the inefficiency due to overhead and delay, which are problems of the conventional scheduling-based multiple access scheme and the dedicated channel allocation scheme-based multiple access scheme.

다시 말해서, 본 발명은 기지국과 중계기 간의 링크에서 효율성을 높이는데에 있다.In other words, the present invention is to increase the efficiency in the link between the base station and the repeater.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 중계기-기지국 간의 링크에 대해서 채널 상황과 트래픽 상황을 고려하여, 특정 윈도우 시간(Tw)마다 주기적으로 전용 자원을 할당한다.In order to achieve the above object, the present invention periodically allocates a dedicated resource for each specific window time Tw in consideration of channel conditions and traffic conditions for the link between the relay station and the base station.

이와 같이, 본 발명이 특정 윈도우 시간(Tw) 마다 전용 자원을 할당하는 이유는, 상기 중계기-기지국 링크는 단말들로부터 전송받은 트래픽들(또는, 데이터)을 합친 병합 트래픽(aggregation traffic)을 전송하는데 사용되는 채널로서, 단말-중계기 링크에 비해서 비교적 큰 크기의 병합 트래픽이 전송되어, 전송 데이터의 크기가 크고 변화량이 적기 때문이다. 그리고, 다른 이유는 상기 중계기가 고정형 중계기라면, LOS (Line-Of-Sight) 이거나 비교적 가변성이 적은 채널 특성을 지녀서 단말-중계기 링크보다 상대적으로 좋은 채널 상황이기 때문에, 단말-중계기 링크보다 높은 MCS를 사용할 수 있기 때문이다. As such, the reason why the present invention allocates dedicated resources for each specific window time Tw is that the relay-base station link transmits aggregation traffic summed with traffics (or data) received from terminals. This is because, as a channel used, merge traffic of a relatively large size is transmitted as compared with the terminal-relay link, so that the size of transmitted data is large and the amount of change is small. And, another reason is that if the repeater is a fixed repeater, it is a line condition of LOS (Line-Of-Sight) or a relatively good channel situation than the terminal-relay link because it has a relatively low channel characteristics, MCS higher than the terminal-relay link Because you can use

이러한 특성을 고려하여, 본 발명은 중계기-기지국 링크에 대해서 특정 윈도우 시간마다 업데이트되는 중계기에서 요구되는 대역 크기를 기반으로 자원을 할당, 관리하는 윈도우 기반 가상대역 다중접속(window-based virtual bandwidth multiple access; W-VBMA) 방식을 제안한다.In view of these characteristics, the present invention provides a window-based virtual bandwidth multiple access for allocating and managing resources based on the bandwidth required by the relay, which is updated at a specific window time for the relay-base station link. ; W-VBMA) method.

구체적으로, 본 발명은 중계기에서 자원을 관리하는 방법을 제공한다. 상기 방법은 기지국으로부터 윈도우 시간(Tw)에 대한 정보를 수신하는 단계와; 상기 윈도우 시간 내에 상기 기지국에 필요한 대역의 할당을 요청하는 단계와; 상기 할당된 대역에 기반하여, 하나 이상의 단말로부터 수신한 데이터에 상기 할당받은 대역을 분배 할당하는 단계와; 상기 윈도우 시간이 도래하기 전이라도, 추가 대역폭이 필요한 경우 상기 기지국에 대역의 재할당을 요청하는 단계를 포함한다.Specifically, the present invention provides a method for managing resources in a repeater. The method includes receiving information about a window time Tw from a base station; Requesting allocation of a band required by the base station within the window time; Allocating the allocated band to data received from at least one terminal based on the allocated band; Requesting reallocation of a band from the base station if additional bandwidth is needed, even before the window time arrives.

한편, 본 발명은 기지국이 중계기에 자원을 할당하는 방법을 제공한다. 상기 방법은 하나 이상의 중계기로부터 대역 할당 요청을 수신하는 단계와; 미리 결정된 윈도우 주기 내에서 상기 하나 이상의 중계기에 대역을 할당하는 단계와; 상기 미리 결정된 윈도우 주기가 도래하기 전에, 상기 하나 이상의 중계기로부터 대역 재할당 요청을 수신하면, 상기 하나 이상의 중계기에 대역을 재할당하는 단계를 포함한다.On the other hand, the present invention provides a method for the base station to allocate resources to the repeater. The method includes receiving a band allocation request from one or more repeaters; Allocating a band to the one or more repeaters within a predetermined window period; Reallocating a band reassignment request from the one or more repeaters before the predetermined window period arrives.

본 발명은 중계기가 도입되면서 생긴 채널 및 트래픽 특성을 고려하여, 중계기-기지국 링크에 대해서 특정 윈도우 시간마다 각 중계기의 트래픽 양을 토대로 전용 자원의 크기를 조절, 관리하여 매 프레임에서 전송을 위해서 필요한 시그널링 오버헤드와 지연을 줄인다. The present invention considers the channel and traffic characteristics generated by the introduction of the repeater, and controls the size of the dedicated resource based on the amount of traffic of each repeater for a specific window time for the repeater-base station link, thereby signaling for transmission in every frame. Reduce overhead and delay

그리고 본 발명은 중계기가 실시간성 트래픽과 비실시간성 트래픽을 구분하여, 실시간성 트래픽을 우선적으로 처리해 줌으로써 실시간성 트래픽에 대해서는 시그널링 오버헤드와 지연을 줄이고, 실시간성 트래픽 양이 적을 때는 할당 받은 자원을 비실시간성 트래픽에 대부분 할당함으로써 전용으로 할당 받은 자원을 비실시간성 트래픽에 대해서도 보다 효율적으로 운용할 수 있다.In addition, the present invention divides the real-time traffic from the non-real-time traffic and handles the real-time traffic preferentially, thereby reducing signaling overhead and delay for the real-time traffic, and when the amount of the real-time traffic is small, allocated resources are allocated. By allocating most non-real time traffic, dedicated resources can be managed more efficiently for non-real time traffic.

또한, 본 발명은 윈도우시간마다 MCS 레벨도 새로이 결정하여 변경할 수 있기 때문에, MCS 레벨을 고정적으로 사용하는 기존의 전용채널 할당 방식보다 채널변화에 대한 자원사용의 효율성을 높일 수 있다.In addition, since the present invention can change and change the MCS level for each window time, it is possible to increase the efficiency of resource use for channel change over the existing dedicated channel allocation method that uses the MCS level fixedly.

마지막으로, 본 발명은 중계기에서 트래픽이 급증하여 훨씬 많은 자원을 갑자기 필요로 하는 경우, 이를 중계기가 판단하고 재할당 요청 메시지를 기지국에 보냄으로써 즉각적으로 자원을 재할당 받을 수 있도록 한다. 이를 통해서 특정 중계기에서 트래픽이 급증하는 경우에도 전용채널할당 방식의 비효율적인 면을 극복할 수 있고, 중계기 간의 자원 사용을 보다 균등하게 할 수 있다.Finally, the present invention allows the repeater to immediately receive reallocation of resources by sending a reassignment request message to the base station when the traffic suddenly requires much more resources due to a sudden increase in traffic. This can overcome the inefficiency of the dedicated channel allocation method even in the case of a sudden increase in traffic in a specific repeater, and more evenly use the resources between the repeaters.

본 발명은 IEEE 802.16에 적용된다. 그러나 본 발명은 이에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상이 적용될 수 있는 모든 통신 시스템, 예컨대 3GPP(3rd Generation Partnership Project) LTE(Long Term Evolution) 및 방법에도 적용될 수 있다.The present invention applies to IEEE 802.16. However, the present invention is not limited thereto, and may be applied to all communication systems to which the technical idea of the present invention can be applied, such as 3rd Generation Partnership Project (3GPP) Long Term Evolution (LTE) and methods.

본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위 해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 본 명세서에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적인 용어가 본 발명의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는, 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이다. 또한, 본 발명에서 사용되는 일반적인 용어는 사전에 정의되어 있는 바에 따라, 또는 전후 문맥상에 따라 해석되어야 하며, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.It should be noted that the technical terms used herein are merely used to describe particular embodiments, and are not intended to limit the present invention. It is also to be understood that the technical terms used herein are to be interpreted in a sense generally understood by a person skilled in the art to which the present invention belongs, Should not be construed to mean, or be interpreted in an excessively reduced sense. In addition, when the technical terms used herein are incorrect technical terms that do not accurately express the spirit of the present invention, they should be replaced with technical terms that can be understood correctly by those skilled in the art. In addition, the general terms used in the present invention should be interpreted as defined in the dictionary or according to the context before and after, and should not be interpreted in an excessively reduced sense.

또한, 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.Also, the singular forms "as used herein include plural referents unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, terms such as “consisting of” or “comprising” should not be construed as necessarily including all of the various components, or various steps described in the specification, wherein some of the components or some of the steps It should be construed that it may not be included or may further include additional components or steps.

또한, 본 명세서에서 사용되는 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어 나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다. In addition, terms including ordinal numbers, such as first and second, as used herein may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as the second component, and similarly, the second component may also be referred to as the first component.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.When an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, but other elements may be present in between. On the other hand, when a component is said to be "directly connected" or "directly connected" to another component, it should be understood that there is no other component in between.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 발명의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일뿐, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니됨을 유의해야 한다. 본 발명의 사상은 첨부된 도면외에 모든 변경, 균등물 내지 대체물에 까지도 확장되는 것으로 해석되어야 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, and the same or similar components will be given the same reference numerals regardless of the reference numerals, and redundant description thereof will be omitted. In addition, in describing the present invention, when it is determined that the detailed description of the related known technology may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. In addition, it should be noted that the accompanying drawings are only for easily understanding the spirit of the present invention and should not be construed as limiting the spirit of the present invention by the accompanying drawings. The spirit of the present invention should be construed to extend to all changes, equivalents, and substitutes in addition to the accompanying drawings.

이하, 단말(Terminal)이라는 용어가 사용되나, 상기 단말은 UE(User Equipment), ME(Mobile Equipment), MS(Mobile Station)로 불릴 수 있다. 또한, 상기 단말은 휴대폰, PDA, 스마트 폰(Smart Phone), 노트북 등과 같이 휴대 가능한 기기일 수 있거나, PC, 차량 탑재 장치와 같이 휴대 불가능한 기기일 수 있다. Hereinafter, the term “terminal” is used, but the terminal may be referred to as a user equipment (UE), a mobile equipment (ME), or a mobile station (MS). In addition, the terminal may be a portable device such as a mobile phone, a PDA, a smart phone, a laptop, or the like, or may be a non-portable device such as a PC or a vehicle-mounted device.

도 5는 본 발명의 자원할당 및 관리의 개념을 나타낸 예시도이다.5 is an exemplary view showing a concept of resource allocation and management of the present invention.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명은 중계기-기지국 상향링크에 대해서 채널 상황과 트래픽 상황, 즉 데이터의 전송 양을 고려하여, 특정 윈도우 시간(Tw) 마다 주기적으로 전용자원을 할당한다. 이를 위해 본 발명은, 기지국이 중계기에게 전송한 자원 할당 메시지는 특정 윈도우 시간(Tw) 동안 유효한 것으로 설정하고, 상기 중계기는 해당 유효 기간 동안의 매 프레임 시간 (Tf) 마다 별도의 자원 할당 메시지 수신 없이도 기존에 할당된 자원을 활용할 수 있도록 한다.As shown in FIG. 5, the present invention allocates dedicated resources periodically for a specific window time Tw in consideration of channel conditions and traffic conditions, i.e., amount of data transmission, for the relay-base station uplink. To this end, in the present invention, the resource allocation message transmitted from the base station to the repeater is set to be valid for a specific window time (Tw), and the repeater does not receive a separate resource allocation message at every frame time (Tf) during the validity period. Allows you to leverage existing resources.

본 발명의 윈도우 기반 가상대역 다중접속 방식은 기지국과 중계기 사이에 정해진 특정 윈도우 시간(Tw)마다 중계기가 실시간성과 비실시간성 트래픽(데이터) 전체에 대해서 요구되는 대역 정보를 기지국에 피드백하고, 상기 기지국은 피드백 받은 중계기들의 요구 대역 비율로써 중계기들에게 상기 특정 윈도우 시간(Tw) 내에서 유지되는 가상 대역을 할당한다. According to the present invention, the window-based virtual band multiple access method feeds back to the base station the band information required for the entire real-time and non-real-time traffic (data) for each specific window time (Tw) defined between the base station and the repeater. Assigns the virtual bands maintained within the specific window time Tw to the repeaters as the required band ratios of the feedback relays.

상기 특정 윈도우 시간(Tw)은 여러 데이터, 예컨대 재할당 요청의 빈도, 트래픽 초과 시간대 정보 등을 기초로 설정될 수 있다. 상기 특정 윈도우 시간(Tw)은 도 5에 도시된 바와 같이 미리 설정된 개수의 프레임들(Tw=k x Tf)을 포함한다. 상기 프레임은 다수의 시간 슬롯(Time slot), 다수의 TTI(Transmission Time Interval), 또는 다수의 서브프레임(Sub-frame)으로 이루진다. The specific window time Tw may be set based on various data, for example, the frequency of reassignment requests, traffic time zone information, and the like. The specific window time Tw includes a predetermined number of frames Tw = kx T f , as shown in FIG. 5. The frame consists of a plurality of time slots, a plurality of transmission time intervals (TTIs), or a plurality of sub-frames.

상기 특정 윈도우 시간(Tw) 내에서는, 상기 중계기는 상기 가상대역으로 할 당 받은 자원을 사용하여 전송하기 때문에, 종래 기술과 달리 상기 중계기가 기지국에 접속하기 위한 지연이나 시그널링 오버헤드는 발생하지 않는다. 단지, 상기 특정 윈도우 시간마다 업데이트된 요구 대역 정보의 피드백과 자원 재할당이 필요하다. Within the specific window time Tw, since the repeater transmits using resources allocated to the virtual band, there is no delay or signaling overhead for the repeater to access the base station unlike the prior art. However, feedback and resource reallocation of required bandwidth information updated for each specific window time are required.

상기 중계기는 상기 특정 윈도우 시간(Tw) 내에서 전용으로 사용할 수 있는 자원을 할당 받으면, 먼저 실시간성 트래픽(데이터)에 대해서 추정된 요구 대역만큼 실시간성 트래픽(데이터)에 대해 할당하고, 나머지 자원을 비실시간성 트래픽(데이터)에 대해서 할당하여 사용한다. When the repeater is allocated a resource that can be used exclusively within the specific window time (Tw), first allocates the real-time traffic (data) as much as the required bandwidth estimated for the real-time traffic (data), and allocates the remaining resources Allocated and used for non-real time traffic (data).

이는 실시간성 트래픽(또는 데이터)을 우선적으로 처리하여, 큐에 거의 쌓이지 않도록 함으로써, 실시간성 트래픽(또는 데이터)의 서비스 품질을 만족시키기 위함이다. This is to satisfy the quality of service of the real-time traffic (or data) by first processing the real-time traffic (or data) so that it is hardly accumulated in the queue.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 윈도우 기반 가상대역 다중접속 방식은 윈도우 시간 내에서는 할당된 가상대역을 전용으로 사용하는 것과 동일한 효과를 얻을 수 있기 때문에 데이터 전송에 대해 시그널링 오비헤드와 지연을 줄일 수 있다.As described above, the window-based virtual band multiple access scheme of the present invention can achieve the same effect as using the allocated virtual band exclusively within the window time, thereby reducing signaling overhead and delay for data transmission. have.

이하에서는 중계기-기지국 링크에 대해 윈도우 기반 가상대역 다중접속 (W-VBMA) 방식을 적용하는 다양한 실시예들을 설명하기로 한다.Hereinafter, various embodiments of applying a window-based virtual band multiple access (W-VBMA) scheme to a relay-base station link will be described.

도 6은 본 발명에 따른 중계기와 기지국의 구성을 개념적으로 나타낸 블록도이다.6 is a block diagram conceptually illustrating a configuration of a repeater and a base station according to the present invention.

도 6에 도시된 바와 같이, 중계기(200)은 가상 요구 대역 추정부(210), 자원 할당 요청부(220), 자원 조정부(230), 트래픽 급증 판단부(240) 및 재할당 요처부(250)를 포함한다.As shown in FIG. 6, the repeater 200 may include a virtual request band estimator 210, a resource allocation requester 220, a resource adjuster 230, a traffic spike determination unit 240, and a reallocation requester 250. ).

상기 가상 요구 대역 추정부(210)는 상기 중계기의 트래픽의 양을 트래픽 종류별로 추정한다. 상기 자원할당 요청부(220)는 상기 추정된 가상요구대역을 토대로 상기 기지국(220)에 자원의 할당을 요청하고, 자원을 할당받는다. The virtual required band estimator 210 estimates the amount of traffic of the repeater for each type of traffic. The resource allocation request unit 220 requests the base station 220 to allocate a resource based on the estimated virtual request band, and receives the resource.

상기 자원 조정부(230)는 상기 할당받은 자원을 트래픽의 종류별로 나누어, 각 단말에게 할당한다.The resource adjusting unit 230 divides the allocated resources by types of traffic and allocates them to each terminal.

상기 트래픽 급증 판단부(240)는 갑자기 트래픽의 양이 급격하게 늘어나서 추가적인 자원이 즉각적으로 필요한지 여부를 판단한다.The traffic spike determination unit 240 suddenly increases the amount of traffic so as to determine whether additional resources are needed immediately.

상기 재할당 요청부(250)는 상기 추가적인 자원이 필요한 것으로 판단되면, 상기 기지국에 재할당을 요청한다. If it is determined that the additional resources are necessary, the reassignment requester 250 requests reassignment to the base station.

상기 기지국(300)은 윈도우 설정부(300)와 자원 할당 및 재할당부(320)를 포함한다. The base station 300 includes a window setting unit 300 and a resource allocation and reassignment unit 320.

상기 윈도우 설정부(310)는 상기 특정 윈도우 시간(Tw)를 설정한다. 이때, 상기 특정 윈도우 시간을 설정하기 위해서, 여러 데이터, 예컨대 재할당 요청의 빈도, 트래픽 초과 시간대 정보 등 이용될 수 있다. The window setting unit 310 sets the specific window time Tw. In this case, in order to set the specific window time, various data, for example, the frequency of reassignment request, traffic over time information, and the like may be used.

상기 자원 할당 및 재할당부(320)는 상기 중계기(200)로부터 자원 할당 요청 및 재할당 요청을 수신하고, 그에 따라 자원을 할당한다.The resource allocation and reassignment unit 320 receives a resource allocation request and a reallocation request from the relay 200 and allocates resources accordingly.

이상에서는 상기 중계기(200)와 상기 기지국(300)의 개념적인 구성을 나타내 었다. 그러나 상기 중계기(200)와 상기 기지국(300)의 개념적인 구성은 물리적으로 프로세서(예컨대 CPU), 저장수단(예컨대, 메모리, 하드디스크, SSD(Solid State Disk)) 등의 조합으로 구현될 수 있다. 즉, 상기 중계기(200)의 개념적인 구성은 프로그램으로 구현되어 저장수단에 저장될 수 있고, 상기 프로세서에 의해서 실행될 수 있다.In the above, the conceptual configuration of the repeater 200 and the base station 300 is shown. However, the conceptual configuration of the repeater 200 and the base station 300 may be physically implemented by a combination of a processor (for example, a CPU), a storage unit (for example, a memory, a hard disk, and a solid state disk (SSD)). . That is, the conceptual configuration of the repeater 200 may be implemented as a program, stored in a storage means, and executed by the processor.

도 7은 본 발명에 따른 기지국에서의 동작을 예시적으로 나타낸 흐름도이다.7 is a flowchart illustrating an operation at a base station according to the present invention.

도 7에 도시된 바와 같이 상기 기지국(300)은 중계기를 검색하고, 윈도우시간(Tw)을 설정하고, 각 중계기(RS: Relay Station)(200)에게 균등하게 초기 자원을 할당한다(S111). 그리고, 상기 기지국(300)은 자원 할당 정보와 상기 윈도우 시간을 중계기를 위한 맵, 즉 R-MAP(Relay-MAP)을 통해서 각 중계기에게 알려준다. As shown in FIG. 7, the base station 300 searches for a repeater, sets a window time Tw, and allocates initial resources to each relay station 200 evenly (S111). The base station 300 informs each relay of resource allocation information and the window time through a map for a relay, that is, a relay-MAP (R-MAP).

상기 R-MAP은 상기 할당된 자원 영역 정보 및 신호의 코딩 정보를 포함한다. 여기서, 상기 기지국(300)의 프레임은 프레임은 크게 하향 링크(DL : Downlink) 부프레임과 상향링크(UL : Uplink) 부프레임으로 나누어지고, 각 부프레임은 단말구간과 중계구간으로 나누어진다. 상기 중계 구간의 시작부분에 R-FCH(Relay-FCH) 및 상기 중계 맵(Relay-MAP)이 위치한다.The R-MAP includes the allocated resource region information and coding information of a signal. Herein, the frame of the base station 300 is divided into a downlink (DL) subframe and an uplink (UL) subframe, and each subframe is divided into a terminal section and a relay section. The relay-FCH and the relay map are located at the beginning of the relay section.

이어서, 상기 기지국(300)은 매 윈도우 시간(Tw) 마다 각 중계기(200)로부터 가상요구대역 정보(Qi)를 수신한다(S112~S113). 이때, 상기 중계기(200)는 자신에게 이전에 할당된 자원을 이용하여 상기 가상 요구 대역 정보(Qi)를 상기 기지국(300)으로 전송한다.Subsequently, the base station 300 receives virtual request band information Qi from each repeater 200 at every window time Tw (S112 to S113). In this case, the repeater 200 transmits the virtual request band information Qi to the base station 300 by using a resource previously allocated to the repeater 200.

상기 기지국(300)은 상기 수신한 가상 요구 대역(Qi)의 비율로써 자원을 분할하여 각 중계기에 할당한다(S114). 그리고 할당된 자원에 대한 정보를 R-MAP(Relay-MAP)을 통해서 각 중계기에 알려준다. The base station 300 divides the resource by the ratio of the received virtual request band Qi and allocates it to each repeater (S114). Information on the allocated resources is informed to each relay through the relay-MAP (R-MAP).

한편, 상기 기지국(300)은 상기 윈도우 시간 주기(Tw)가 아니더라도 재할당 메시지를 수신한다면(S115), 요청한 중계기의 가상요구대역 정보를 이전 윈도우시간에서 중계기들로부터 수신한 가상요구대역 정보에 업데이트하여, 자원을 다시 분할 및 재할당한다(S116). 그리고 상기 기지국(300)은 이를 R-MAP을 이용하여 각 중계기에 알려준다. 이때, 상기 윈도우 시간은 변화되지 않도록 하기 위해서 다음 윈도우 주기까지 남은 시간 동안만 재할당 해준 자원을 적용하고, 상기 윈도우 시간 주기(Tw)가 다시 도래하면, 모든 중계기들로부터 수신한 가상 요구 대역 정보를 이용하여 자원을 할당한다. On the other hand, if the base station 300 receives the reassignment message even if the window time period (Tw) (S115), the virtual request band information of the requested repeater to the virtual request band information received from the repeaters in the previous window time Thus, the resource is divided and reallocated again (S116). The base station 300 informs each repeater of this using the R-MAP. In this case, in order to prevent the window time from being changed, the reallocated resource is applied only for the remaining time until the next window period, and when the window time period Tw comes again, the virtual request band information received from all the repeaters is received. Allocate resources.

이와 같이 자원을 할당 및 재할당한 후, 상기 기지국(300)은 각 중계기로부터 할당해 준 자원 영역에서 데이터를 수신한다(S117).After allocating and reallocating resources as described above, the base station 300 receives data from the resource area allocated from each repeater (S117).

도 8은 본 발명에 따른 중계기에서의 동작을 예시적으로 나타낸 흐름도이다.8 is a flowchart illustrating an operation in a repeater according to the present invention.

도 8에 도시된 바와 같이, 상기 중계기(200)는 자신이 서비스 받을 기지국을 선택하고, 해당 기지국으로부터 초기 자원 할당과 윈도우 시간(Tw)을 수신한다(S121). 이는 R-MAP을 통해서 수신될 수 있다. As shown in FIG. 8, the repeater 200 selects a base station to be serviced by itself, and receives an initial resource allocation and window time Tw from the base station (S121). This can be received via R-MAP.

상기 중계기(200)는 상기 윈도우 시간 주기(Tw)가 되면 현재 윈도우시간 내에서 매 프레임시간마다 추정한 평균 가상요구대역정보(Qi)를 상기 기지국(300)에 피드백한다(S213). When the window time period Tw is reached, the repeater 200 feeds back the average virtual request band information Qi estimated at every frame time within the current window time to the base station 300 (S213).

이후, 상기 중계기(200)가 상기 기지국(300)으로부터 대역할당 정보를 R-MAP을 통해서 수신하면(S124), 자신이 할당받은 자원을 현재 프레임 시간에서 자신의 실시간성 트래픽 (RT: Real-time Traffic) 큐의 점유량과 비실시간성 트래픽(NRT: Non-Real-time Traffic) 큐의 점유량을 이용하여 다시 분할한다. 이때, 실시간성 트래픽(RT)에 대해서 우선적으로 자원을 할당하고(S125), 나머지를 비실시간성 트래픽(NRT)에 할당(S126)한다. 이를 통해 상기 중계기(200)는 실시간성 트래픽의 지연을 줄인다. Then, when the relay 200 receives the band allocation information from the base station 300 through the R-MAP (S124), the real-time traffic (RT: Real-time) of the resources allocated by them at the current frame time The traffic is divided again using the occupancy of the queue and the occupancy of the non-real-time traffic (NRT) queue. At this time, the resources are allocated to the real-time traffic (RT) preferentially (S125), and the rest are allocated to the non-real-time traffic (NRT) (S126). Through this, the repeater 200 reduces the delay of the real-time traffic.

한편, 상기 윈도우 시간 주기(Tw)에 해당하지 않더라도(S122), 상기 중계기(200)는 상기 기지국(300)과 달리 매 프레임시간 주기(Tf)에 해당하면(S127), 실시간성 트래픽 및 비실시간성 트래픽에 대한 가상요구대역(Qi)을 추정하고, 변화량(ΔQi)을 계산한다(S128). On the other hand, although not corresponding to the window time period (Tw) (S122), unlike the base station 300, if the repeater 200 corresponds to every frame time period (Tf) (S127), real-time traffic and non-real-time The virtual demand band Qi for the traffic is estimated and the change amount ΔQi is calculated (S128).

만약, 현재 가상요구대역 대비 변화량이 정해진 문턱값을 넘을 경우(ΔQi / Qi(t-1)> Qth)(S129), 트래픽 양이 급증한 것으로 판단하고, 상기 기지국(300)에 현재의 가상요구대역 정보를 담은 재할당 요청 메시지를 송신한다(S130). If the amount of change compared to the current virtual demand band exceeds a predetermined threshold value (ΔQi / Q i (t-1)> Q th ) (S129), it is determined that the traffic amount has surged, and the current virtual to the base station 300 The reassignment request message containing the request band information is transmitted (S130).

상기 기지국(300)으로부터 재할당 요청 메시지에 대한 응답으로 대역 재할당 정보를 R-MAP을 통해 수신하면(S131), 현재 프레임 사간에서의 실시간성 트래픽과 비실시간성 트래픽 큐의 점유량 정보로 자원을 다시 분배한다(S125~S126). When the band reallocation information is received through the R-MAP in response to the reassignment request message from the base station 300 (S131), resources are allocated to the occupancy information of the real-time traffic and the non-real-time traffic queue between the current frames. Distribute again (S125 ~ S126).

반면, 가상요구대역의 변화량이 문턱값보다 작더라도(S129), 현재의 프레임 시간에서 실시간성 트래픽과 비실시간성 트래픽 큐의 점유량 정보를 반영하여 실시간성과 비실시간성을 위한 자원을 재분배한다(S125~S126). On the other hand, even if the amount of change in the virtual request band is smaller than the threshold (S129), the resources for real-time and non-real time are redistributed by reflecting the occupancy information of the real-time traffic and the non-real time traffic queue at the current frame time (S125). ~ S126).

상기 윈도우시간과 프레임시간 주기 외에는 할당된 자원을 이용하여 기지국에 데이터를 송신한다(S132).In addition to the window time and the frame time period, data is transmitted to the base station using the allocated resources (S132).

도 9는 본 발명에 따른 기지국의 상향 링크 서브 프레임 구조를 나타내며, 도 10은 본 발명에 따른 중계기의 상향 링크 서브 프레임 구조를 나타낸다.9 shows an uplink subframe structure of a base station according to the present invention, and FIG. 10 shows an uplink subframe structure of a repeater according to the present invention.

도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 상향 링크 서브 프레임의 자원은 UL Access Zone과 UL Relay Zone으로 나뉜다. 9 and 10, resources of an uplink subframe are divided into a UL access zone and a UL relay zone.

도 9에서 상기 UL Access Zone은 기지국에 의해 직접 서비스 받는 단말에 의해 사용이 되고, 상기 UL Relay Zone은 기지국에 포함된 중계기에 의해서 사용이 된다. 단말-중계기 링크에 해당하는 상기 UL Access Zone은 기존의 스케쥴링 방식으로 사용된다. 반면, 중계기-기지국 링크는 윈도우 기반 가상대역 다중접속 방식(W-VBMA)을 사용하는 것을 나타낸다.In FIG. 9, the UL Access Zone is used by a terminal directly serviced by a base station, and the UL Relay Zone is used by a repeater included in the base station. The UL Access Zone corresponding to the terminal-relay link is used in a conventional scheduling scheme. In contrast, the repeater-base station link represents the use of a window-based virtual band multiple access scheme (W-VBMA).

도 10에서 상기 UL Access Zone은 상기 중계기에 의해 서비스 받는 단말에 의해 사용되고, 상기 UL Relay Zone은 각 중계기가 상기 기지국에 상향 데이터를 전송할 때 사용된다. 상기 UL Access Zone은 상기 중계기가 스케쥴링 기반으로 단말에 자원을 할당한다.In FIG. 10, the UL Access Zone is used by a terminal serviced by the repeater, and the UL Relay Zone is used when each repeater transmits uplink data to the base station. In the UL Access Zone, the repeater allocates resources to the terminal on a scheduling basis.

도 9 및 도 10에서 사용된 용어를 설명하면 다음과 같다.The terms used in FIGS. 9 and 10 are as follows.

Ranging Subchannel은 동기화 및 BW request 등의 용도의 자원을 나타내며, UL burst (Uplink burst)는 스케쥴링 방식에 의해 할당되는 상향링크 자원 블록을 의미하며, R-UL W-VBMA burst는 W-VBMA 방식에 의해 사용되는 중계기-기지국 상향링크 자원 블록을 의미하며, UL Subframe은 상향링크 하위 프레임을 의미한다.Ranging Subchannel represents a resource for a purpose such as synchronization and BW request, UL burst (Uplink burst) means an uplink resource block allocated by a scheduling method, R-UL W-VBMA burst is a W-VBMA method The relay-base station uplink resource block is used, UL subframe means the uplink subframe.

이하에서는 지금까지 설명한 본 발명에 따른 윈도우 기반 가상대역 다중접속 방식(W-VBMA)을 도 11 및 수식을 참조하여 보다 구체적으로 설명하기로 한다.Hereinafter, a window-based virtual band multiple access method (W-VBMA) according to the present invention described so far will be described in more detail with reference to FIG. 11 and an equation.

도 11은 본 발명에 따른 윈도우 기반 가상대역 다중접속 방식을 차트로 나타낸 예시도이다. 도 11에는 윈도우 기반 가상대역 다중접속(W-VBMA) 방식을 이해를 도모하기 위하여 크게 2 단계(Phase)로 나타내었다. 11 is an exemplary diagram showing a chart based on a window-based virtual band multiple access method according to the present invention. In FIG. 11, in order to understand the window-based virtual band multiple access (W-VBMA) scheme, it is shown in two phases.

먼저, 첫 번째 단계(BS allocation으로 도시됨)에서는 상기 기지국(300)이 중계기들(200)로부터 실시간성과 비실시간성 트래픽 전체에 대한 요구 대역의 크기를 피드백 받고, 각 중계기의 요구 대역 크기 비율로써 도시된 바와 같이 윈도우 주기(Tw)내에서 UL Relay Zone의 자원을 할당한다. First, in a first step (shown as BS allocation), the base station 300 receives feedback of the size of the required band for the real-time and non-real-time traffic from the repeaters 200 as a ratio of the required band size of each repeater. As shown in the drawing, resources of the UL relay zone are allocated within the window period Tw.

전체 요구 대역의 크기(

Figure 112009025904373-PAT00001
: 중계기i 의 전체 요구 대역)는 실시간성 트래픽에 대한 요구 대역 추정치(
Figure 112009025904373-PAT00002
)와 비실시간성 트래픽에 대한 큐 점유량 추정치(
Figure 112009025904373-PAT00003
)의 합
Figure 112009025904373-PAT00004
으로 구성된다. 따라서 중계기i에 할당되는 자원은
Figure 112009025904373-PAT00005
로 결정된다. 여기서 R은 기지국이 중계기들에 대해 할당하는 전체 자원의 크기이고, Q는 중계기들의 전체 요구 대역 크기의 합(
Figure 112009025904373-PAT00006
)이다. The size of the total required band (
Figure 112009025904373-PAT00001
Is the total required bandwidth of the repeater i).
Figure 112009025904373-PAT00002
) And queue occupancy estimates for non-real time traffic (
Figure 112009025904373-PAT00003
Sum of)
Figure 112009025904373-PAT00004
It consists of. Thus, the resources allocated to repeater i
Figure 112009025904373-PAT00005
Is determined. Where R is the total size of resources allocated by the base station for the repeaters, and Q is the sum of the total required bandwidth sizes of the repeaters (
Figure 112009025904373-PAT00006
)to be.

중계기에서의 실시간성 트래픽에 대한 요구 대역 추정치(Qi RT)와 비실시간성 트래픽에 대한 큐 점유량 기반의 요구 대역 추정치(Qi NRT)에 대한 예를 상세히 설명하면 다음과 같다. An example of a request band estimate (Q i RT ) for real-time traffic in a repeater and a request band estimate (Q i NRT ) based on queue occupancy for non-real-time traffic will be described in detail.

실시간성 트래픽은 큐에 거의 쌓이지 않도록 처리하기 위해서 매 윈도우 시간마다 중계기들의 트래픽 양 추정치에 의해서 다음 윈도우 시간에서의 요구 대역 추정치를 결정한다. 윈도우 시간 t에서 중계기i의 실시간성 트래픽에 대한 요구대역 추정치는 아래의 수학식으로 나타낸다.In order to process the real-time traffic so that it hardly accumulates in the queue, the estimated bandwidth estimate at the next window time is determined by the traffic amount estimates of the repeaters every window time. The estimated bandwidth demand for real-time traffic of repeater i at window time t is expressed by the following equation.

Figure 112009025904373-PAT00007
Figure 112009025904373-PAT00007

윈도우 시간 t에서 다음 윈도우 시간 (t+1)에 요구되는 대역의 추정치는 크게 두가지 항으로 구성된다. 두가지 항은 t에서 실시간성 트래픽의 발생 추정치(Q i RT (t))와 실시간성 트래픽 발생 추정치의 변화량(Δαi RT(t))이다. α i RT (t)는 중계기가 자신에게 접속해 있는 실시간성 트래픽을 가진 단말들로부터 추정이 가능하다. 위의 수학식에서처럼

Figure 112009025904373-PAT00008
이며, 여기서 K는 실시간성 트래픽 클래스의 집합, nk(t)는 t에서 중계기에 연결되어 있는 실시간성 트래픽 클래스 k의 단말 개수, VK는 실시간성 트래픽 클래스 k의 활성도(activity) 등을 고려한 인자 (
Figure 112009025904373-PAT00009
),r k 는 실시간성 트래픽 클래스 k의 최대 전송률(peak data rate), Tf는 프레임 시간을 나타낸다. 결국, αi RT(t)는 윈도우 시간 t에 프레임 시간 동안 전송 해야할 중계기i에서 단말들에 의해서 발생할 것으로 추정되는 실시간성 트래픽의 양을 나타낸다. 여기서 VK가 1이면 최대 전송률로써 예측이 되고, 트래픽 클래스의 평균 활성도 값이면 평균 전송률로써 예측이 된다실시간성 트래픽 양의 추정치는 시간에 따라서 변하고, 정확한 값이 아니기 때문에 그의 변화량을 이용하여 추가 조정이 가능하다. 위의 수학식에서 αΔα i RT (t)가 이에 해당하며, α를 이용하여 변화량에 대한 민감도를 조절할 수 있다. 이를 위해서 중계기는 윈도우 시간 내에서 프레임 시간 단위로 트래픽을 모니터링 할 필요가 있다. The estimate of the band required for the next window time t + 1 at the window time t consists of two terms. Two terms are the estimation of the occurrence of real-time traffic at t ( Q i RT (t)) and the amount of change of the estimation of the occurrence of real-time traffic at Δα i RT (t). α i RT (t) can be estimated from terminals with real-time traffic connected to the repeater. As in the equation above
Figure 112009025904373-PAT00008
Where k is the set of real-time traffic classes, n k (t) is the number of terminals of real-time traffic class k connected to the repeater at t, and V K is the activity of real-time traffic class k. factor (
Figure 112009025904373-PAT00009
) , r k represents the peak data rate of the real-time traffic class k, T f represents the frame time. After all, α i RT (t) represents the amount of real-time traffic estimated to be generated by the terminals in the relay i to be transmitted during the frame time at the window time t. If V K is 1, it is predicted as the maximum data rate, and if the average activity value of the traffic class is predicted as the average data rate, the estimate of the amount of real-time traffic varies over time and is not an exact value. This is possible. In the above equation, αΔα i RT (t) corresponds to this, and the sensitivity can be adjusted to the change amount using α. For this purpose, the repeater needs to monitor traffic in frame time units within window time.

비실시간성 트래픽은 현재 윈도우 시간에서의 큐 점유량 기반의 요구 대역의 추정치를 이용하여 다음 윈도우 시간에서의 요구 대역 크기를 결정한다. 윈도우 시간 t에서 중계기i의 비실시간성 트래픽에 대한 요구 대역 크기는 다음 수학식으 로 결정된다. Non-real-time traffic uses the estimate of the demand band based on queue occupancy at the current window time to determine the required band size at the next window time. The bandwidth required for the non-real time traffic of the relay i at the window time t is determined by the following equation.

Figure 112009025904373-PAT00010
Figure 112009025904373-PAT00010

여기서 qi NRT(t+1)는 t+1 시작점에서 비실시간성 트래픽 큐의 점유량, A i NRT (t+1)는 t+1 에서 프레임 시간당 비실시간성 트래픽 큐의 트래픽 도착 예측량, [Tw/Tf]는 윈도우 시간 내의 프레임 개수이다. 따라서 Q i NRT (t+1)는 t+1 에서 프레임 당 비트 단위의 비실시간성 트래픽을 전송하기 위한 요구대역 추정치를 나타낸다. 여기서 q i NRT (t=1)=(q i NRT (t)+α i NRT (t)-d i NRT (t)) + 으로 표현되고, qi NRT(t)는 t 시작점에서 비실시간성 트래픽 큐 점유량, αi NRT(t)는 t에서 윈도우 시간 동안 비실시간성 트래픽 큐의 트래픽 도착량, di NRT(t)는 t에서 윈도우 시간 동안 비실시간성 트래픽 큐의 서비스 양을 나타난다. A i NRT (t+1)값은 이전 윈도우 시간내에서 중계기에 의해 매 프레임 시간에서의 값을 모니터링 하여 얻은 값으로 추정할 수 있고, 아래의 수 학식과 같이 각각 평균값과 변화량으로 나타낼 수 있다.Where q i NRT (t + 1) is the occupancy of the non-real-time traffic queue at the t + 1 starting point, A i NRT (t + 1) is the traffic arrival estimate of the non-real-time traffic queue per frame time at t + 1, [T w / T f ] is the number of frames in the window time. Therefore, Q i NRT (t + 1) represents the required band estimate for transmitting non-real-time traffic in bits per frame at t + 1. Where q i NRT (t = 1) = (q i NRT (t) + α i NRT (t) -d i NRT (t)) + , where q i NRT (t) is non-real time at the beginning of t The traffic queue occupancy, α i NRT (t) represents the traffic arrival amount of the non-real time traffic queue during window time at t, and d i NRT (t) represents the amount of service of the non-real time traffic queue during window time at t. The A i NRT (t + 1) value can be estimated from the value obtained by monitoring the value at every frame time by the repeater within the previous window time, and can be expressed as the average value and the change amount as shown in the following equation.

Figure 112009025904373-PAT00011
Figure 112009025904373-PAT00011

여기서

Figure 112009025904373-PAT00012
는 윈도우 시간 t에서 프레임 당 비실시간성 트래픽 큐의 도착량 의 평균값이고, ΔAi NRT(t)는 변화량에 해당한다. 그리고, α를 이용하여 변화량에 대한 민감도를 조절할 수 있다.here
Figure 112009025904373-PAT00012
Is the average of the arrivals of the non-real-time traffic queues per frame at window time t, and ΔA i NRT (t) corresponds to the variation. And, the sensitivity to the amount of change can be adjusted using α .

한편, 두 번째 단계(RS adjustment로 도시됨)에서는 릴레이가 기지국으로부터 할당 받은 자원을 먼저, 현재 프레임 시간에서 자신의 실시간성 트래픽에 대한 큐 점유량에 의해서 결정된 필요한 자원의 크기(

Figure 112009025904373-PAT00013
)만큼 할당하고, 나머지를 비실시간성 트래픽에 대해서 할당하여 기지국으로 각각의 실제 데이터를 전송한다. 이는 실시간성 트래픽을 우선적으로 전송하여, 큐에 거의 쌓이지 않도록 함으로써 실시간성 트래픽의 서비스 품질을 만족시키기 위함이다. 여기서
Figure 112009025904373-PAT00014
의 결정은 아래의 수학식으로 정해진다.On the other hand, in the second stage (shown as RS adjustment), the relay first allocates the resources allocated from the base station to the size of the required resources determined by the queue occupancy rate for its real-time traffic at the current frame time.
Figure 112009025904373-PAT00013
), And the rest for non-real-time traffic to transmit each actual data to the base station. This is to satisfy the quality of service of the real-time traffic by transmitting the real-time traffic preferentially, so that it rarely accumulates in the queue. here
Figure 112009025904373-PAT00014
Is determined by the following equation.

Figure 112009025904373-PAT00015
Figure 112009025904373-PAT00015

여기서

Figure 112009025904373-PAT00016
는 비트 단위의 큐 점유량을 채널에 따른 MCS(Modulation and Coding Scheme)를 고려하여 자원의 최소 단위(i.g. PUSC slot)로 변환하는 함수이 고,
Figure 112009025904373-PAT00017
는 현재 프레임에서의 비트 단위의 실시간성 트래픽 큐의 점유량을 나타내고, Ri,max RT=βRi이고, R i,max RT 는 릴레이i의 실시간성 트래픽에 대한 최대 자원 할당 크기를 나타낸다. 그리고 이 값은 β∈[0,1]에 따라서 조정이 가능하다. 따라서 이 수학식에서 Ri, Ri RT, Ri,max RT는 자원의 최소 단위인 슬롯의 개수로 정해진다. 실시간성 트래픽에 대한 자원의 크기(R i RT )가 결정되면 릴레이가 할당 받은 전체 자원(R i )에서 나머지를 비실시간성 트래픽에 대한 자원의 크기(R i,max RT )로 결정한다. 따라서 비실시간성 트래픽에 대한 자원의 크기는
Figure 112009025904373-PAT00018
가 된다. 다음으로 릴레이는 1, 2단계에 따라 나누어진 자원을 이용하여 실시간성, 비실시간성 병합 트래픽을 기지국으로 전송한다. 1단계는 기지국에 의해서 정해진 윈도우 시간마다 수행 되고, 2단계는 릴레이에 의해서 프레임 시간마다 수행된다. 윈도우 시간은 채널, 트래픽 상황에 따라 기지국이 조정 가능하다.here
Figure 112009025904373-PAT00016
Is a function that converts the queue occupancy in bits to the minimum unit of resource (ig PUSC slot) in consideration of Modulation and Coding Scheme (MCS) according to channels.
Figure 112009025904373-PAT00017
Denotes the occupancy of the real-time traffic queue in bits in the current frame, R i, max RT = βR i , and R i, max RT indicate the maximum resource allocation size for the real-time traffic of relay i. This value can be adjusted according to β∈ [0,1]. Therefore, in this equation, R i , R i RT , R i, max RT is determined by the number of slots which are the minimum units of resources. When the resource size ( R i RT ) for the real-time traffic is determined, the rest of the total resources ( R i ) allocated by the relay determines the rest as the resource size ( R i, max RT ) for the non-real time traffic. Therefore, the size of resources for non-real time traffic
Figure 112009025904373-PAT00018
Becomes Next, the relay transmits real-time and non-real-time merged traffic to the base station by using the resources divided according to steps 1 and 2. Step 1 is performed every window time determined by the base station, and step 2 is performed every frame time by the relay. The window time can be adjusted by the base station according to the channel and traffic conditions.

각 중계기에서 트래픽이 급증하여 다음 윈도우 시간까지 기다릴 수 없는 경우, 즉각적인 자원의 재할당이 필요로 된다. 이를 지원하기 위해서 각 중계기는 매 프레임시간마다 가상요구대역을 추정하는 것과 병행하여 변화량을 계산한다. 가상 요구대역의 변화량은 아래의 수학식으로 계산한다. If the traffic spikes on each repeater and cannot wait until the next window time, immediate resource reallocation is required. To support this, each repeater calculates the amount of change in parallel with estimating the virtual demand band every frame time. The change amount of the virtual required band is calculated by the following equation.

Figure 112009025904373-PAT00019
Figure 112009025904373-PAT00019

여기서 i는 중계기 인덱스이고, t 는 현재 윈도우시간, n 은 현재 윈도우시간 내에서 n번째 프레임을 의미한다(

Figure 112009025904373-PAT00020
). 따라서 ΔQ(t,n)는 이전 윈도우시간 (t-1)에서의 가상요구대역(
Figure 112009025904373-PAT00021
)으로부터 현재 프레임에서 가상요구대역이 얼마나 증가했는지를 나타내는 수치이다.Where i is the repeater index, t is the current window time, and n is the nth frame within the current window time (
Figure 112009025904373-PAT00020
) . Therefore, ΔQ (t, n) is the virtual demand band at the previous window time (t-1)
Figure 112009025904373-PAT00021
) Shows how much the virtual requirement band has increased in the current frame.

가상요구대역의 변화량이 급증하였는지는 아래의 수학식으로써 판단한다.It is determined by the following equation whether the amount of change in the virtual demand band has soared.

Figure 112009025904373-PAT00022
Figure 112009025904373-PAT00022

여기서 Ti(t;n)는 윈도우시간 t의 n번째 프레임에서 변화량 테스트 값이고, 이 값이 미리 설정된 0보다 큰 실수(□+) 인자인 Qth보다 크면 트래픽이 급증한 것으로 판단한다. 따라서

Figure 112009025904373-PAT00023
를 조정하여 변화량 판단의 민감도를 조절할 수 있다. 트래픽이 급증한 것으로 판단되면, 중계기는 윈도우시간 t의 n번째 프레임에서 추정된 현재 가상요구대역 Q i (t;n)을 포함하여 재할당 요청 메시지를 기지국에 전송한다. 기지국은 재할당 요청 메시지를 수신하면, 이전 윈도우시간에서 중계기들로부터 수신한 가상대역정보에 재할당 요청 메시지로부터 수신한 해당 중계기의 가상대 역정보를 업데이트하여 자원을 재할당하고, R-MAP(Relay-MAP)을 이용하여 각 중계기에 알려준다. 이러한 과정을 통해서 특정 중계기에서 갑자기 트래픽이 급증할 경우에도 즉각적으로 대처할 수 있다.Here, T i (t; n) is a change test value in the nth frame of the window time t, and when this value is larger than Q th, which is a real number ( + ) factor larger than 0, it is determined that the traffic has surged. therefore
Figure 112009025904373-PAT00023
You can adjust the sensitivity of the change judgment by adjusting. If it is determined that the traffic has surged, the repeater transmits a reassignment request message to the base station including the current virtual demand band Q i (t; n) estimated at the nth frame of the window time t. When the base station receives the reassignment request message, the base station updates the virtual band information of the corresponding repeater received from the reassignment request message to the virtual band information received from the repeaters at the previous window time, and reallocates resources. Relay-MAP) is used to inform each repeater. Through this process, even if the traffic suddenly increases in a specific repeater, it can respond immediately.

이상에서는 중계기-기지국 링크에 대해 본 발명의 윈도우 기반 가상대역 다중접속 방식을 적용하는 것으로 설명하였으나, 본 발명의 윈도우 기반 가상대역 다중접속 방식은 기지국-단말 간의 링크에 대해서도 적용될 수 있다. 즉, 기지국은 윈도우 기반 가상대역 다중접속 방식으로 단말의 자원을 할당할 수도 있다.In the above description, the window-based virtual band multiple access scheme of the present invention is applied to the relay-base station link. However, the window-based virtual band multiple access scheme of the present invention may be applied to the link between the base station and the terminal. That is, the base station may allocate resources of the terminal in a window-based virtual band multiple access scheme.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니므로, 본 발명은 본 발명의 사상 및 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 다양한 형태로 수정, 변경, 또는 개선될 수 있다.While the present invention has been described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, May be modified, modified, or improved.

도 1은 셀룰러 네트워크에서 중계기를 나타낸다.1 shows a repeater in a cellular network.

도 2는 종래 기술에 따른 중앙집중식 스케쥴링 (Centralized Scheduling) 기반 다중접속을 나타낸 흐름도이다.2 is a flowchart illustrating centralized scheduling based multiple access according to the prior art.

도 3은 종래 기술에 따른 분산식 스케쥴링 (Distributed Scheduling) 기반 다중접속을 나타낸 흐름도이다.3 is a flowchart illustrating distributed scheduling based multiple access according to the prior art.

도 4는 종래 기술에 따른 지연 감소 분산식 스케쥴링 (Distributed Scheduling for Reducing Latency) 기반 다중접속 방식을 나타낸 흐름도이다.4 is a flowchart illustrating a delayed distributed scheduling based multiple access scheme according to the prior art.

도 5는 본 발명의 자원할당 및 관리의 개념을 나타낸 예시도이다.5 is an exemplary view showing a concept of resource allocation and management of the present invention.

도 6은 본 발명에 따른 중계기와 기지국의 구성을 개념적으로 나타낸 블록도이다.6 is a block diagram conceptually illustrating a configuration of a repeater and a base station according to the present invention.

도 7은 본 발명에 따른 기지국에서의 동작을 예시적으로 나타낸 흐름도이다.7 is a flowchart illustrating an operation at a base station according to the present invention.

도 8은 본 발명에 따른 중계기에서의 동작을 예시적으로 나타낸 흐름도이다.8 is a flowchart illustrating an operation in a repeater according to the present invention.

도 9는 본 발명에 따른 기지국의 상향 링크 서브 프레임 구조를 나타낸다.9 shows an uplink subframe structure of a base station according to the present invention.

도 10은 본 발명에 따른 중계기의 상향 링크 서브 프레임 구조를 나타낸다.10 shows an uplink subframe structure of a repeater according to the present invention.

도 11은 본 발명에 따른 윈도우 기반 가상대역 다중접속 방식을 차트로 나타낸 예시도이다.11 is an exemplary diagram showing a chart based on a window-based virtual band multiple access method according to the present invention.

Claims (16)

중계기에서 자원을 관리하는 방법으로서,As a method of managing resources in a relay, 기지국으로부터 윈도우 시간(Tw)에 대한 정보를 수신하는 단계와;Receiving information about the window time Tw from the base station; 상기 윈도우 시간 내에 상기 기지국에 필요한 대역의 할당을 요청하는 단계와;Requesting allocation of a band required by the base station within the window time; 상기 할당된 대역에 기반하여, 하나 이상의 단말에 상기 할당받은 대역을 분배 할당하는 단계와;Allocating the allocated band to at least one terminal based on the allocated band; 상기 윈도우 시간이 도래하기 전이라도, 추가 대역폭이 필요한 경우 상기 기지국에 대역의 재할당을 요청하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자원 관리 방법.Requesting reallocation of a band from the base station if additional bandwidth is needed, even before the window time arrives. 제1항에 있어서, 상기 대역의 할당 요청 단계에서The method of claim 1, wherein 가상 요구 대역 정보가 상기 기지국으로 전송되는 것을 특징으로 하는 자원 관리 방법.And resource request information is transmitted to the base station. 제2항에 있어서, 상기 가상 요구 대역은 The method of claim 2, wherein the virtual required band is 실시간 대역 정보(Qi RT)와 비실시간 대역 정보(Qi NRT)를 포함하는 것을 특징으 로 하는 자원 할당 방법.Resource allocation method comprising real-time band information (Q i RT ) and non-real time band information (Q i NRT ). 제3항에 있어서,The method of claim 3, 상기 실시간 대역 정보(Qi RT)는 The real time band information (Q i RT ) is
Figure 112009025904373-PAT00024
에 의해서 산출되고,
Figure 112009025904373-PAT00024
Calculated by
여기서, di RT(t)는 실시간성 트래픽의 발생 추정치이고, i는 중계기 인덱스이고,
Figure 112009025904373-PAT00025
는 실시간성 트래픽 발생 추정치의 변화량이며,
Where d i RT (t) is an estimate of the occurrence of real-time traffic, i is a repeater index,
Figure 112009025904373-PAT00025
Is the change in real-time traffic occurrence estimates,
상기 비실시간 대역 정보(Qi NRT)는The non-real time band information (Q i NRT ) is
Figure 112009025904373-PAT00026
에 의해서 산출되고
Figure 112009025904373-PAT00026
Calculated by
여기서 qi NRT(t+1)는 윈도우 시간 (t+1) 시작점에서 비실시간성 트래픽 큐의 점유량, Ai NRT(t+1)는 윈도우 시간 (t+1)에서 프레임 당 비실시간성 트래픽 큐의 트래픽 도착량의 예측값, Tf는 프레임 주기를 나타내고, Tw는 윈도우 주기를특징으로 하는 자원 할당 방법.Where q i NRT (t + 1) is the occupancy of the non-real time traffic queue at the start of window time (t + 1), and A i NRT (t + 1) is the non-real time traffic per frame at window time (t + 1) A predicted value of the traffic arrival amount of the queue, T f represents a frame period, and T w is a window period characterized by the window period.
제 4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 실시간성 트래픽 발생 추정치(
Figure 112009025904373-PAT00027
)는
The real-time traffic occurrence estimate (
Figure 112009025904373-PAT00027
)
Figure 112009025904373-PAT00028
에 의해 산출되고,
Figure 112009025904373-PAT00028
Calculated by
여기서
Figure 112009025904373-PAT00029
는 실시간성 트래픽 클래스의 집합,
Figure 112009025904373-PAT00030
는 t에서 릴레이에 연결되어 있는 실시간성 트래픽 클래스 k의 단말 개수, vk∈[0,1]는 실시간성 트래픽 클래스 k의 활성도(activity) 등을 고려한 인자 (
Figure 112009025904373-PAT00031
),
Figure 112009025904373-PAT00032
는 실시간성 트래픽 클래스 k의 평균최대 전송률(peak data rate), Tf는 프레임 시간을 나타내는 것을 특징으로 하는 자원 할당 방법.
here
Figure 112009025904373-PAT00029
Is a set of real-time traffic classes,
Figure 112009025904373-PAT00030
Is the number of terminals of real-time traffic class k connected to the relay at t, and v k ∈ [0,1] is a factor considering the activity of the real-time traffic class k (
Figure 112009025904373-PAT00031
),
Figure 112009025904373-PAT00032
Is the average peak data rate (peak data rate) of the real-time traffic class k, T f represents the frame time.
제1항에 있어서, 상기 재할당 요청 단계는The method of claim 1, wherein the reassignment request step 매 프레임(Tf) 마다 필요한 대역을 추정하는 단계와;Estimating a required band every frame Tf; 상기 매 프레임에서 필요한 대역의 변화량을 계산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자원 할당 방법.And calculating a change amount of the required band in each frame. 제6항에 있어서, 상기 변화량은 The method of claim 6, wherein the amount of change 수학식
Figure 112009025904373-PAT00033
에 의해서 계산되고
Equation
Figure 112009025904373-PAT00033
Calculated by
여기서 i는 중계기 인덱스이고, t 는 현재 윈도우시간, n 은 현재 윈도우시간 내에서 n번째 프레임을 의미하고(
Figure 112009025904373-PAT00034
), Tf는 프레임 주기를 나타내고, Tw는 윈도우 주기를 나타내고, ΔQi(t,n)는 이전 윈도우시간 (t-1)에서의 가상요구대역으로부터 현재 프레임에서 가상요구대역이 얼마나 증가했는지를 나타내고, Qth를 조정하여 판단의 민감도를 조절할 수 있는 것을 특징으로 하는 자원 할당 방법.
Where i is the repeater index, t is the current window time, and n is the nth frame within the current window time (
Figure 112009025904373-PAT00034
), Tf denotes a frame period, Tw denotes a window period, and ΔQ i ( t, n) denotes how much the virtual requirement band is increased in the current frame from the virtual requirement band at the previous window time (t-1). Resource allocation method, characterized in that the sensitivity of the decision can be adjusted by adjusting Q th .
제6항에 있어서, 상기 재할당 요청 단계는7. The method of claim 6 wherein the reassignment request step is 상기 변화량이 미리 설정된 임계값을 넘는지 판단하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자원 할당 방법.And determining whether the change amount exceeds a preset threshold. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 할당 및 재할당받은 대역폭을 하나 이상의 단말에 분배하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자원 할당 방법.And distributing the allocated and reassigned bandwidth to one or more terminals. 제9항에 있어서, 상기 분배 단계에서10. The method of claim 9, wherein in the dispensing step 상기 할당 및 재할당받은 대역 중 상기 하나 이상의 단말에 실시간 트래픽을 위한 대역을 분배하는 단계와;Allocating a band for real-time traffic to the at least one terminal among the allocated and reallocated bands; 상기 분배되고 남은 대역을 상기 하나 이상의 단말에 비실시간 트래픽을 위한 대역으로 분배하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자원 할당 방법.And allocating the remaining bands to the one or more terminals as bands for non-real-time traffic. 제1항에 있어서, 상기 윈도우 시간(Tw)는 The method of claim 1, wherein the window time (Tw) is 여러 개의 서브 프레임으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 자원 할당 방법.Resource allocation method comprising a plurality of sub-frames. 기지국이 중계기에 자원을 할당하는 방법으로서,As the base station allocates resources to the repeater, 하나 이상의 중계기로부터 대역 할당 요청을 수신하는 단계와;Receiving a band allocation request from one or more repeaters; 미리 결정된 윈도우 주기 내에서 상기 하나 이상의 중계기에 대역을 할당하는 단계와;Allocating a band to the one or more repeaters within a predetermined window period; 상기 미리 결정된 윈도우 주기가 도래하기 전에, 상기 하나 이상의 중계기로부터 대역 재할당 요청을 수신하면, 상기 하나 이상의 중계기에 대역을 재할당하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자원 할당 방법.And reallocating a band to the one or more repeaters upon receiving a band reallocation request from the one or more repeaters before the predetermined window period arrives. 제12항에 있어서, 상기 미리 결정된 윈도우 주기가 도래하면13. The method of claim 12, wherein when the predetermined window period arrives 상기 하나 이상의 중계기로부터 새로운 대역 할당 요청을 수신하는 단계와;Receiving a new band allocation request from the one or more repeaters; 상기 새로운 대역 할당 요청에 따라 대역을 할당하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자원 할당 방법.And allocating a band according to the new band allocation request. 제12항에 있어서, 상기 대역 할당 단계는 The method of claim 12, wherein the band allocation step 상기 중계기로부터 수신되는 가상 요구 대역 정보에 기초하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 자원 할당 방법.And resource allocation method based on the virtual request band information received from the repeater. 제14항에 있어서, 상기 가상 요구 대역 정보는15. The method of claim 14, wherein the virtual request band information is 실시간 대역 정보(Qi RT)와 비실시간 대역 정보(Qi NRT)를 포함하는 것을 특징으로 하는 자원 할당 방법.Resource allocation method comprising real-time band information (Q i RT ) and non-real-time band information (Q i NRT ). 제12항에 있어서, 상기 윈도우 시간(Tw)는 13. The method of claim 12, wherein the window time Tw is 여러 개의 서브 프레임으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 자원 할당 방법.Resource allocation method comprising a plurality of sub-frames.
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