KR100866568B1 - Method for allocating resources in wireless multi-hop network - Google Patents

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Abstract

본 발명에 의한 다중 홉 무선 네트워크에서 자원을 배분하는 방법은 다중 홉 무선 네트워크에서 무선 자원을 배분하는 장치가 무선 자원을 배분하는 방법에 있어서, 상기 장치가 상·하위 노드로부터 자원할당 요청을 수신하는 단계; 상기 요청에 따라 프레임을 구성한 후 무선 자원을 할당하는 단계; 및 상기 장치와 상하위 노드간 통신 채널 정보를 모니터링하여 셀간 간섭(CCI;Co-Channel Interference)이 최소화되도록 상기 무선 자원을 재할당하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하며, 시간적으로 변화하는 비대칭 데이터 서비스를 효과적으로 지원하기 위한 D-TDD 시스템과 다중 홉 기술을 결합하고, 다중 홉 무선 네트워크를 구성하는 셀 간의 상·하향 링크 구간의 불일치에 의해 발생하는 D-TDD 시스템의 성능열화를 감소시킬 수 있도록 자원을 할당할 수 있다.In a method for allocating resources in a multi-hop wireless network according to the present invention, a method for allocating radio resources by an apparatus for allocating radio resources in a multi-hop wireless network, comprising: receiving a resource allocation request from an upper node and a lower node; step; Allocating radio resources after constructing a frame according to the request; And reallocating the radio resources so as to minimize co-channel interference (CCI) by monitoring communication channel information between the device and upper and lower nodes. To combine the D-TDD system and multi-hop technology to effectively support the system, and to reduce the performance degradation of the D-TDD system caused by the mismatch of the uplink and downlink interval between the cells constituting the multi-hop wireless network Can be assigned.

Description

다중 홉 무선 네트워크에서 자원을 배분하는 방법{Method for allocating resources in wireless multi-hop network}Method for allocating resources in wireless multi-hop network

도 1은 D-TDD(Dynamic Time Division Duplex) 시스템의 일반적인 프레임(frame) 구조를 보여주는 도면이다.1 is a diagram illustrating a general frame structure of a dynamic time division duplex (D-TDD) system.

도 2a 내지 도 2b는 기준 셀(201,202)이 상향링크일 때 동일한 주파수 자원을 사용하고 있는 주변 셀(203,214)로부터 발생하는 CCI(Co-Channel Interference) 모델의 일 예를 보여주는 도면이다.2A to 2B are diagrams illustrating an example of a Co-Channel Interference (CCI) model generated from neighboring cells 203 and 214 that use the same frequency resource when the reference cells 201 and 202 are uplink.

도 3은 본 발명에 의한 다중 홉 무선 네트워크에서 자원을 배분하는 방법의 과정을 보여주는 흐름도이다.3 is a flowchart illustrating a process of a method of allocating resources in a multi-hop wireless network according to the present invention.

도 4는 본 발명에 의하여 채널 상태 보고, 수집, 배포하는 일 예를 보여주는 도면이다.4 is a diagram illustrating an example of reporting, collecting, and distributing channel status according to the present invention.

도 5는 본 발명에 의한 다중 홉 자원할당을 위한 프레임 구조를 보여주는 도면이다.5 is a diagram illustrating a frame structure for multi-hop resource allocation according to the present invention.

본 발명은 무선통신 시스템에서 자원을 할당하는 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다중 홉(multi-hop)을 지원하는 D-TDD(Dynamic Time Division Duplex) 시스템에서 동적 자원 할당(dynamic resource allocation) 영역 내의 상향 링크(uplink) 성능을 극대화함으로써 전체적인 다중 홉 무선 네트워크(multi-hop wireless network)의 성능을 향상하기 위한 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for allocating resources in a wireless communication system. More particularly, the present invention relates to a dynamic resource allocation area in a dynamic time division duplex (D-TDD) system supporting multi-hop. A method for improving the performance of an overall multi-hop wireless network by maximizing uplink performance within the network.

D-TDD 시스템은 광대역 멀티미디어 이동통신 서비스와 같이 하향링크와 상향링크의 비가 서로 상이하고, 그 비율이 시간에 따라 가변하는 비대칭 데이터 서비스(asymmetric data services)를 지원하기 위한 시스템이다. D-TDD 시스템은 고정된 상·하향 링크 외에 별도의 동적 자원 할당영역을 설정하여 임의 시간별로 변화하는 비대칭적 데이터를 동적 자원 할당영역에 할당함으로써 유연하게 지원할 수 있다. 도 1은 D-TDD 시스템의 일반적인 프레임(frame) 구조이다. D-TDD 프레임은 고정적인 데이터 서비스 지원을 위한 하향링크 고정영역(101)과 상향링크 고정영역(103)으로 구분되며, 가운데 부분에 비대칭 데이터 서비스를 위해 동적으로 하향링크 또는 상향링크로 자원을 할당할 수 있는 동적 자원 할당영역(102)으로 구성된다.The D-TDD system is a system for supporting asymmetric data services in which the ratio of downlink and uplink is different from each other and the ratio thereof varies with time, like a broadband multimedia mobile communication service. The D-TDD system can flexibly support asymmetric data that changes at any time by setting a separate dynamic resource allocation region in addition to the fixed uplink and downlink links. 1 is a general frame structure of a D-TDD system. The D-TDD frame is divided into a downlink fixed region 101 and an uplink fixed region 103 for supporting a fixed data service, and dynamically allocates resources to downlink or uplink for asymmetric data service in the center portion. Dynamic resource allocation area 102.

고정된 상·하향 링크 비율을 사용하는 일반적인 TDD 시스템은 주변의 서비스 영역에서 TDD에 의한 상호간섭을 최소화하기 위해 상·하향 링크의 시작점을 일치시킨다. 반면 D-TDD 시스템은 프레임의 시작과 끝은 일치시킬 수 있으나 비대칭 서비스를 위한 동적 자원 할당영역에서는 상·하향 링크의 비대칭성으로 주변 서비스 영역과 링크의 방향을 일치시킬 수 없으며 이로 인한 상호 간섭이 발생한다. 특히 동일한 무선자원을 사용하는 주변 서비스 영역에서는 동일채널 간 상호간 섭(CCI, Co-Channel Interference)으로 인한 시스템 성능열화가 심각하며, 주파수 사용효율을 높이기 위해 낮은 주파수 재사용 계수(frequency reuse factor)를 사용하는 시스템일수록 그 영향이 크다.A typical TDD system using a fixed uplink / downlink ratio coincides with the starting point of uplink and downlink in order to minimize mutual interference caused by TDD in the surrounding service area. On the other hand, D-TDD system can match the start and end of frame, but in dynamic resource allocation area for asymmetric service, the link direction of neighboring service area and link cannot be matched due to asymmetry of uplink and downlink. Occurs. Especially, in the surrounding service area using the same radio resource, system performance deterioration due to co-channel interference (CCI) is severe, and low frequency reuse factor is used to increase frequency usage efficiency. The more the system is, the greater the impact.

일반적으로 D-TDD 시스템의 동적 자원 할당영역에서 발생할 수 있는 CCI는 크게 4가지로 구분된다. 기준이 되는 셀의 링크 방향을 기준으로 CCI를 발생하는 셀의 링크방향이 동일한 경우와 반대인 경우, 즉 기준 셀이 상향링크이고 주변 셀이 상향링크 또는 하향링크인 경우 그리고 기준 셀이 하향링크일 때 주변 셀이 상향링크 또는 하향링크인 경우이다.In general, four types of CCI that can occur in the dynamic resource allocation area of the D-TDD system. When the CCI-generating cell has the same link direction based on the link direction of the reference cell, that is, when the reference cell is uplink and neighbor cells are uplink or downlink, and the reference cell is downlink When the neighboring cell is uplink or downlink.

기준 셀이 하향링크일 때 즉, 기지국(BS, Base Station) 또는 액세스 포인트 (AP, Access Point)에서 이동단말(MS, Mobile Station)로 서비스 되는 경우에는 기지국 또는 액세스 포인트의 송신신호 세기가 이동단말의 송신신호보다 상대적으로 크고 기지국 또는 액세스 포인트의 위치가 이동단말보다 높은 곳에 위치하며 일반적으로 이동단말보다 성능이 우수한 안테나를 사용하기 때문에 주변 셀에서 오는 간섭의 영향이 적다. 반면 기준 셀이 상향링크인 경우에는 이동단말의 송신신호 세기, 위치, 안테나 성능 등이 기지국 또는 액세스 포인트에 비해 열악하기 때문에 주변 셀로부터 쉽게 영향을 받는다. 도 2a 내지 도 2b는 기준 셀(201,212)이 상향링크일 때 동일한 주파수 자원을 사용하고 있는 주변 셀(203, 214)로부터 발생하는 CCI 모델의 일 예를 도식화한 것이다. 먼저 도 2a에서는 기준 셀(201)이 상향링크이고 주변 셀(203)이 동일하게 상향링크인 경우이다. 기준 셀(201) 내 기지국 BS1(204)이 이동단말 MS1(205)로부터 신호를 수신하는 동안 주변 셀(203) 내 기지 국 BS2(206)는 이동단말 MS2(207)로부터 직접 신호를 수신(IMS(211))하거나, 이동단말 MS3(208)으로부터는 릴레이 스테이션 RS1(209)를 경유한 신호를 수신(IRS(210))하게 된다. 이 때 기준 셀(201)에 영향을 미치는 CCI 성분은 주변 셀(203) 내 이동단말 MS2(207)와 MS3(208)에서 송신하는 상향링크 신호(IRS(210))와 릴레이 스테이션 RS1(209)에서 기지국 BS2(206)로 송신하는 상향링크 신호(IMS(211)) 간섭의 세기는 이동단말과 릴레이 스테이션 송신신호의 경로손실(path loss)로 정의된다.When the reference cell is downlink, that is, when the base station (BS, Base Station) or access point (AP, Access Point) is serviced as a mobile station (MS, Mobile Station), the transmission signal strength of the base station or access point is a mobile terminal Since the antenna is relatively larger than the transmission signal and the location of the base station or the access point is higher than the mobile station, and generally uses an antenna that performs better than the mobile station, interference from neighboring cells is less affected. On the other hand, when the reference cell is uplink, the transmission signal strength, position, and antenna performance of the mobile station are poor compared to the base station or the access point, and thus are easily affected by neighboring cells. 2A to 2B illustrate an example of a CCI model generated from neighboring cells 203 and 214 using the same frequency resource when the reference cells 201 and 212 are uplink. First, in FIG. 2A, the reference cell 201 is uplink and the neighbor cells 203 are the same uplink. The base station BS2 206 in the neighbor cell 203 receives the signal directly from the mobile station MS2 207 while the base station BS1 204 in the reference cell 201 receives a signal from the mobile station MS1 205 (IMS Or a signal via the relay station RS1 209 from the mobile terminal MS3 208 (IRS 210). At this time, the CCI component affecting the reference cell 201 includes uplink signals (IRS 210) and relay station RS1 (209) transmitted from the mobile stations MS2 207 and MS3 208 in the neighbor cell 203. The strength of the uplink signal (IMS 211) interference transmitted to the base station BS2 206 is defined as a path loss between the mobile station and the relay station transmission signal.

도 2b는 기준 셀(212)이 상향링크이고 주변 셀(214)이 하향링크인 경우이다. 기준 셀(212) 내 이동단말 MS4(216)가 기지국 BS3(215)으로 신호를 송신하는 동안 주변 셀(214) 내 기지국 BS4(217)는 이동단말 MS5(218)에 직접 신호를 송신하고, 이동단말 MS6(220)에는 릴레이 스테이션 RS2(219)를 경유하여 신호를 송신한다. 이때 기준 셀(215)에 영향을 미치는 CCI 성분은 주변 셀(214) 내 기지국 BS4(217)가 송신하는 신호(IBS(222))와 릴레이 스테이션 RS2(219)가 송신하는 신호(IBS(221))이며, 간섭의 세기는 상기와 동일하게 각 신호의 경로손실로 정의된다.2B illustrates a case in which the reference cell 212 is uplink and the neighbor cell 214 is downlink. While the mobile station MS4 216 in the reference cell 212 transmits a signal to the base station BS3 215, the base station BS4 217 in the neighbor cell 214 transmits a signal directly to the mobile station MS5 218 and moves. The terminal MS6 220 transmits a signal via the relay station RS2 219. At this time, the CCI component affecting the reference cell 215 is a signal transmitted by the base station BS4 217 in the neighbor cell 214 (IBS 222) and a signal transmitted by the relay station RS2 219 (IBS 221). And the strength of the interference is defined as the path loss of each signal as above.

낮은 송신전력 소모량, 시스템 용량(capacity) 증대, 서비스 영역 확장 등의 가능성으로 활발하게 개발되고 있는 다중 홉 (multi-hop) 기술은 비대칭 데이터 서비스를 지원하는 기술로도 활용 가능하다. 다중 홉 릴레이를 활용하여 집중적으로 요구되는 데이터 서비스를 다른 서비스 영역으로 분산할 수 있다. 다중 홉 기술을 사용하기 위해서는 다중 홉 기능을 수행하는 이동단말 또는 별도의 다중 홉 릴레이 스테이션이 필요하며, 다중 홉 릴레이를 위한 무선자원 할당 역시 추가적으로 요구 된다. 무선자원의 할당은 다중 홉 링크와 기존 링크간 간섭을 최소화하기 위해 서로 다른 시간, 주파수, 또는 코드를 사용하여 분리할 수 있다.Multi-hop technology, which is being actively developed due to low transmission power consumption, increased system capacity, and extended service area, can be utilized as a technology supporting asymmetric data service. Multi-hop relays can be used to distribute intensively required data services to other service areas. In order to use the multi-hop technology, a mobile terminal performing a multi-hop function or a separate multi-hop relay station is required, and radio resource allocation for the multi-hop relay is additionally required. The allocation of radio resources can be separated using different times, frequencies, or codes to minimize interference between multi-hop links and existing links.

종래기술에서는 D-TDD 시스템에서 다중 홉을 위한 무선자원 할당에 대하여 고려하지 않고 있으며, 일반적인 TDD 시스템에서의 다중 홉용 무선자원 할당에 대하여만 기술하고 있다. D-TDD 시스템의 성능을 결정하는 주요 요소는 동적 자원 할당영역에서의 CCI에 의한 상향링크의 성능열화 정도이다. 따라서 D-TDD 시스템에서 다중 홉을 위한 무선자원을 할당할 때는 반드시 동적 자원 할당영역에서 발생하는 CCI를 고려하여야 한다.The prior art does not consider radio resource allocation for multi-hop in a D-TDD system, and only describes radio resource allocation for multi-hop in a general TDD system. The main factor that determines the performance of the D-TDD system is the degree of performance degradation of uplink due to CCI in the dynamic resource allocation region. Therefore, when allocating radio resources for multiple hops in the D-TDD system, the CCI occurring in the dynamic resource allocation region must be considered.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상기의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 시간적으로 변화하는 비대칭 데이터 서비스를 효과적으로 지원하기 위한 D-TDD 시스템과 다중 홉 기술을 결합하고, D-TDD 시스템 성능을 결정하는 동적 자원 할당영역에서 CCI에 의한 상향링크의 성능열화를 최소화하도록 다중 홉 자원을 할당함으로써 전체적인 다중 홉 무선 네트워크의 성능을 향상하기 위한 방법을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and combines a D-TDD system and a multi-hop technology to effectively support asymmetric data services that change in time, and determine the performance of the D-TDD system. The present invention provides a method for improving the performance of an overall multi-hop wireless network by allocating multi-hop resources to minimize performance degradation of uplink due to CCI in a dynamic resource allocation area.

상기의 기술적 과제를 이루기 위하여 본 발명에 의한 다중 홉 무선 네트워크에서 자원을 배분하는 방법은 다중 홉 무선 네트워크에서 무선 자원을 배분하는 장치가 무선 자원을 배분하는 방법에 있어서, 상기 장치가 상하위 노드로부터 자원할당 요청을 수신하는 단계; 상기 요청에 따라 프레임을 구성한 후 무선 자원을 할당 하는 단계; 및 상기 장치와 상하위 노드간 통신 채널 정보를 모니터링하여 셀간 간섭(CCI;Co-Channel Interference)이 최소화되도록 상기 무선 자원을 재할당하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above technical problem, a method for allocating resources in a multi-hop wireless network according to the present invention is a method for allocating radio resources by an apparatus for allocating radio resources in a multi-hop wireless network, wherein the apparatus allocates resources from upper and lower nodes. Receiving an allocation request; Allocating radio resources after constructing a frame according to the request; And reallocating the radio resources so as to minimize Co-Channel Interference (CCI) by monitoring communication channel information between the device and upper and lower nodes.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 일 실시예를 상세하게 설명하도록 한다. 도 3은 본 발명에 의한 다중 홉 무선 네트워크에서 자원을 배분하는 방법의 과정을 보여주는 흐름도이다. 도 4는 본 발명에 의하여 채널 상태 보고, 수집, 배포하는 일 예를 보여주는 도면이고, 도 5는 본 발명에 의한 다중 홉 자원할당을 위한 프레임 구조를 보여주는 도면이다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. 3 is a flowchart illustrating a process of a method of allocating resources in a multi-hop wireless network according to the present invention. 4 is a diagram illustrating an example of channel status report, collection, and distribution according to the present invention, and FIG. 5 illustrates a frame structure for multi-hop resource allocation according to the present invention.

크게 자원할당 요청 단계(301단계), 그에 따른 프레임 구성 단계(302단계), 상기 프레임내에서 다중 홉 자원을 할당하는 단계(303단계), 상·하향 링크를 위한 자원 할당 단계(304단계), 이러한 상태에서 채널의 상태를 모니터링 하는 단계(305단계), 각 노드에서 수집되는 채널 정보에 따라 자원을 재할당하는 단계(306단계)로 이루어진다. 각 노드에서 수집되는 채널 정보는 각 노드 즉, 다수의 기지국 또는 액세스 포인트를 제어하는 네트워크 제어기(401)에서 각각의 기지국 또는 액세스 포인트에서 보고되는 채널상태를 종합하여 다시 기지국 또는 액세스 포인트로 배포되는 채널정보로서 네트워크 설계 및 환경에 따라 선택적으로 사용할 수 있다.A resource allocation request step (step 301), a frame configuration step (302), a step of allocating multi-hop resources in the frame (step 303), a resource allocation step (304) for an uplink and a downlink, In this state, a step of monitoring a channel state (step 305) and reallocating resources according to channel information collected at each node (step 306). The channel information collected at each node is distributed to the base station or access point by combining the channel status reported by each base station or access point in each node, that is, the network controller 401 controlling a plurality of base stations or access points. The information can be selectively used according to the network design and environment.

이하 각 단계를 상술하도록 한다.Each step will be described in detail below.

먼저 무선 자원을 할당하는 장치(기지국 또는 액세스 포인트등의 장비가 될 수 있다)는 네트워크 제어기 또는 하위 노드(예를 들면 이동단말)로부터 자원할당 요청을 수신하게 된다(301단계). 이 요청을 받은 기지국 또는 액세스 포인트는 그 요청에 따라 도 5와 같이 동적 자원 할당영역을 포함하는 프레임을 구성한 후 무선 자원을 할당하게 된다. 이 때 도 5에 도시된 바와 같이 프레임을 하향 링크 영역(502), 동적 자원 링크 영역(503), 상향 링크 영역(503)으로 구분하고 나서, 상기 동적 자원 링크 영역(503)을 하향 링크를 위한 동적 영역(504), 다중 홉을 위한 동적 영역(505), 그리고 상향 링크를 위한 동적 영역(506)으로 세분한 후에 네트워크 제어기(401)가 제공하는 통신 채널 정보에 따라 무선 자원을 할당하게 된다(302 내지 304단계). First, the apparatus for allocating radio resources (which may be equipment such as a base station or an access point) receives a resource allocation request from a network controller or a lower node (for example, a mobile terminal) (step 301). In response to the request, the base station or access point configures a frame including a dynamic resource allocation area and allocates radio resources according to the request. In this case, as shown in FIG. 5, the frame is divided into a downlink region 502, a dynamic resource link region 503, and an uplink region 503, and the dynamic resource link region 503 is configured for downlink. After subdividing into dynamic region 504, dynamic region 505 for multiple hops, and dynamic region 506 for uplink, radio resources are allocated according to the communication channel information provided by network controller 401 ( 302 to 304).

그리고 상기 통신 채널 정보를 모니터링한 결과를 제공받아 셀간 간섭(CCI;Co-Channel Interference))이 최소화되도록 상기 무선 자원을 재할당하게 된다(305 내지 306단계). 이를 위하여 기지국 또는 액세스 포인트는 기지국 또는 액세스 포인트가 포함되어 있는 네트워크 제어기(401)로부터 배포되는 채널정보를 바탕으로 CCI를 최소화하고 다중 홉 무선 네트워크의 성능을 극대화할 수 있도록 다중 홉 자원 및 상·하향 링크 자원을 단계별로 할당하게 된다. 이때 네트워크 제어기로부터 배포되는 채널정보의 활용 여부는 네트워크 설계 및 환경에 따라 선택적으로 사용할 수 있다. 즉, RS(403)나 MS(404)로부터 네트워크 제어기로의 채널상태 보고(405)와 네트워크 제어기로부터의 채널정보 수집(406) 및 배포(407) 여부는 네트워크의 목적에 따라 필요하거나 필요하지 않을 수 있다.The radio resources are reassigned to receive the result of monitoring the communication channel information to minimize Co-Channel Interference (CCI) (steps 305 to 306). To this end, the base station or access point is based on the channel information distributed from the network controller 401 including the base station or access point to minimize the CCI and to maximize the performance of the multi-hop wireless network multi-hop resources and up and down Allocate link resources step by step. At this time, whether to use the channel information distributed from the network controller can be selectively used according to the network design and environment. That is, whether the channel status report 405 from the RS 403 or the MS 404 to the network controller and the channel information collection 406 and distribution 407 from the network controller may or may not be necessary depending on the purpose of the network. Can be.

이제 도 4를 참조하면서 네트워크 제어기가 채널정보를 수집한 후 각각의 기지국 또는 액세스 포인트로 채널정보를 배포하는 실시예를 살펴본다. 릴레이 스테이션(403) 또는 이동단말(404)은 데이터 송수신 과정에서 추정한 채널상태를 제어 채널을 통해 기지국 또는 액세스 포인트(402)로 보고한다(405). 제어채널을 통한 채널상태의 보고는 AMC (Adaptive Modulation Coding) 등을 위해 이미 수행되고 있으며, 별도의 부가적인 과정이 요구되지 않는다. 기지국 또는 액세스 포인트(402)는 서비스 범위 내에 포함되어 있는 릴레이 스테이션 또는 이동단말로부터 수집된 각각의 채널상태를 다수의 기지국 또는 액세스 포인트를 제어하는 네트워크 제어기로 전송한다(406). 네트워크 제어기(401)는 기지국 또는 액세스 포인트로부터 수집되는 채널상태를 종합하여 자원(시간 슬롯)에 따른 채널정보를 기지국 또는 액세스 포인트로 배포한다(407). 기지국 또는 액세스 포인트는(402) 네트워크 제어기로부터 배포된 채널정보를 바탕으로 셀간 간섭을 최소화하고 다중 홉 무선 네트워크의 성능을 극대화하도록 상이한 시간, 주파수, 또는 코드를 사용하여 상기 무선 자원을 릴레이 스테이션 또는 이동단말에 할당한다.4, an embodiment in which the network controller collects channel information and then distributes channel information to each base station or access point will be described. The relay station 403 or the mobile terminal 404 reports the channel state estimated in the data transmission / reception process to the base station or the access point 402 through the control channel (405). The reporting of the channel state through the control channel is already performed for AMC (Adaptive Modulation Coding), etc., and no additional process is required. The base station or access point 402 transmits 406 each channel state collected from a relay station or mobile station included in a service range to a network controller controlling a plurality of base stations or access points. The network controller 401 aggregates the channel state collected from the base station or the access point and distributes the channel information according to the resource (time slot) to the base station or the access point (407). The base station or access point 402 relays or moves the radio resources using different time, frequency, or code to minimize inter-cell interference and maximize the performance of a multi-hop wireless network based on channel information distributed from the network controller. Assign to the terminal.

도 5는 위에서 설명한 D-TDD 시스템에서 다중 홉 자원할당을 위한 프레임 구조를 표현한 것이다. 프레임 구조에 대하여 정리하면 다음과 같다. 다중 홉을 위한 D-TDD 프레임은 종래 D-TDD 프레임과 동일하게 고정적인 데이터 서비스 지원을 위한 하향링크 고정영역(501)과 상향링크 고정영역(503)으로 구분되며, 비대칭 데이터 서비스를 위해 동적 자원할당이 가능한 동적 자원 할당영역(502)으로 구성된다. 본 발명의 다중 홉을 위한 D-TDD 프레임은 동적 자원 할당영역에 비대칭 데이터 서비스를 위한 하향링크 동적 영역(504)과 상향링크 동적 영역(506), 그리고 다중 홉을 위한 다중 홉 동적 영역(505)으로 다시 구분된다. 동적 자원 할당영역에 대한 비대칭 데이터 서비스 및 다중 홉을 위한 자원할당은 채널정보를 이용하여 CCI를 최소화하고 다중 홉 무선 네트워크의 성능을 극대화할 수 있도록 할당된다.5 illustrates a frame structure for multi-hop resource allocation in the above-described D-TDD system. The frame structure is summarized as follows. The D-TDD frame for the multi-hop is divided into a downlink fixed region 501 and an uplink fixed region 503 for supporting a fixed data service as in the conventional D-TDD frame, and is a dynamic resource for asymmetric data service. It is composed of a dynamic resource allocation area 502 that can be allocated. The D-TDD frame for the multi-hop of the present invention includes a downlink dynamic region 504 and an uplink dynamic region 506 for asymmetric data service in a dynamic resource allocation region, and a multi-hop dynamic region 505 for multi-hop. Are divided again. Asymmetric data service for dynamic resource allocation area and resource allocation for multi-hop are allocated to minimize CCI and maximize performance of multi-hop wireless network using channel information.

하향링크와 상향링크의 비가 다르며 시간에 따라 가변하는 비대칭 데이터 서비스를 지원하기 위한 D-TDD 시스템과 낮은 송신전력 소모량, 시스템 용량 증대, 서비스 영역 확장 등이 가능한 다중 홉 기술이 결합된 시스템을 구현하기 위해서는 동적 자원 할당영역에서 CCI에 의한 성능열화를 최소화하여야 한다. 특히 기준이 되는 셀의 링크가 상향이고 간섭을 제공하는 셀이 하향링크인 경우 CCI에 의한 간섭을 최소화하여야 한다. 이는 시스템 성능에 영향을 미치는 간섭 성분 중 이동단말 또는 릴레이 스테이션에 의한 간섭보다 기지국에 의한 간섭신호가 지배적이기 때문이다. 본 발명에서는 상향링크 시 주변 셀의 기지국에 의한 간섭을 최소화하기 위해 동적 자원 할당지역에 다중 홉을 위한 자원을 할당함으로써 동적 자원 할당영역 내 주변 셀의 하향링크 할당을 최소화하고 이를 통해 시스템 전체에 대한 간섭을 최소화하였다. 특히 다중 홉을 위한 자원할당을 위해 기준이 되는 셀과 간섭을 제공하는 주변 셀의 채널정보를 기초로 자원을 할당하여 간섭을 최소화하고 다중 홉 무선 네트워크의 성능을 극대화하는 방안을 제시하였으며, 이는 네트워크 설계 및 환경에 따라 선택적으로 적용이 가능하다.Implement a system that combines a D-TDD system to support asymmetric data services that vary in downlink and uplink and vary with time, and a multi-hop technology capable of low transmission power consumption, system capacity, and service area expansion. In order to minimize the performance degradation caused by CCI in dynamic resource allocation. In particular, when a link of a reference cell is uplink and a cell providing interference is downlink, interference by CCI should be minimized. This is because the interference signal by the base station is more dominant than the interference by the mobile terminal or the relay station among the interference components affecting the system performance. The present invention minimizes downlink allocation of neighboring cells in the dynamic resource allocation region by allocating resources for multiple hops in the dynamic resource allocation region in order to minimize interference by the base stations of neighboring cells during uplink. Interference was minimized. In particular, we proposed a method of minimizing interference and maximizing the performance of a multi-hop wireless network by allocating resources based on channel information of neighboring cells that provide interference and the reference cell for resource allocation for multi-hop. It can be selectively applied according to design and environment.

본 발명에 의한 다중 홉 무선 네트워크에서 자원을 배분하는 방법은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광데이터 저장장 치 등이 있으며 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고 본 발명을 구현하기 위한 기능적인(functional) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.The method of allocating resources in a multi-hop wireless network according to the present invention can be implemented as computer readable codes on a computer readable recording medium. The computer-readable recording medium includes all kinds of recording devices in which data that can be read by a computer system is stored. Examples of computer-readable recording media include ROM, RAM, CD-ROM, magnetic tape, floppy disks, optical data storage devices, and also implemented in the form of carrier waves (for example, transmission over the Internet). Include. The computer readable recording medium can also be distributed over network coupled computer systems so that the computer readable code is stored and executed in a distributed fashion. And functional programs, codes and code segments for implementing the present invention can be easily inferred by programmers in the art to which the present invention belongs.

이상에서와 같이 도면과 명세서에서 최적 실시예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.As described above, optimal embodiments have been disclosed in the drawings and the specification. Although specific terms have been used herein, they are used only for the purpose of describing the present invention and are not intended to limit the scope of the present invention as defined in the claims or the claims. Therefore, those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible from this. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 다중 홉 무선 네트워크에서 자원을 배분하는 방법은 시간적으로 변화하는 비대칭 데이터 서비스를 효과적으로 지원하기 위한 D-TDD 시스템과 다중 홉 기술을 결합하고, 다중 홉 무선 네트워크를 구성하는 셀 간의 상·하향 링크 구간의 불일치에 의해 발생하는 D-TDD 시스템의 성능열화를 감소시킬 수 있도록 자원을 할당할 수 있다.As described above, the method for allocating resources in a multi-hop wireless network according to the present invention combines a multi-hop technology with a D-TDD system for effectively supporting time-varying asymmetric data services, and provides a multi-hop wireless network. Resources can be allocated to reduce the performance degradation of the D-TDD system caused by the mismatch of uplink and downlink intervals between constituting cells.

특히 D-TDD 시스템의 성능을 결정하는 동적 자원 할당영역에서의 동일채널 간 상호간섭, 즉 CCI에 의한 상향링크의 성능열화를 최소화하도록 동적 자원 할당영역 내 다중 홉 자원을 할당함으로써 궁극적으로 다중 홉 무선 네트워크의 전체적인 성능을 향상시킬 수 있다.In particular, multi-hop radio is ultimately allocated by allocating multi-hop resources in the dynamic resource allocation region to minimize the interference between the same channels in the dynamic resource allocation region that determines the performance of the D-TDD system, that is, the performance degradation of the uplink due to the CCI. You can improve the overall performance of your network.

Claims (3)

다중 홉 무선 네트워크에서 무선 자원을 배분하는 장치가 무선 자원을 배분하는 방법에 있어서,A method for allocating radio resources by a device for allocating radio resources in a multi-hop wireless network, (a) 상기 장치가 상·하위 노드로부터 자원할당 요청을 수신하는 단계;(a) the device receiving a resource allocation request from a parent node; (b) 상기 요청에 따라 하향 링크 영역, 동적 자원 링크 영역, 상향 링크 영역으로 구분되며, 상기 동적 자원 링크 영역은 하향 링크를 위한 동적 영역, 다중 홉을 위한 동적 영역, 그리고 상향 링크를 위한 동적 영역을 포함하는 프레임을 구성하는 단계; (b) According to the request, it is divided into a downlink region, a dynamic resource link region, and an uplink region, wherein the dynamic resource link region is a dynamic region for downlink, a dynamic region for multiple hops, and a dynamic region for uplink. Constructing a frame comprising a; (c) 상기 각 영역에 네트워크 제어기가 제공하는 통신 채널 정보를 기초로 무선 자원을 할당하는 단계; 및(c) allocating radio resources to the respective areas based on communication channel information provided by a network controller; And (d) 상기 장치와 연결되는 상·하위 노드간 통신 채널 정보를 모니터링하여 셀간 간섭(CCI;Co-Channel Interference)이 최소화되도록 상기 무선 자원을 재할당하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 홉 무선 네트워크에서 자원을 배분하는 방법.(d) reallocating the radio resource to minimize co-channel interference (CCI) by monitoring communication channel information between upper and lower nodes connected to the device; How to allocate resources in a wireless network. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 링크 간 간섭을 배제할 수 있도록 상이한 시간, 주파수, 또는 코드를 사용하여 상기 무선 자원을 할당하는 것을 특징으로 하는 다중 홉 무선 네트워크에서 자원을 배분하는 방법. And allocating said radio resources using different times, frequencies, or codes to exclude inter-link interference. 제1항에 있어서, 상기 통신 채널 정보는The method of claim 1, wherein the communication channel information is 상기 장치와 상·하위 노드들간의 제어 채널을 통하여 이루어지며, 상기 무선 자원 할당에 따른 채널 상태 정보인 것을 특징으로 하는 다중 홉 무선 네트워크에서 자원을 배분하는 방법.A method for allocating resources in a multi-hop wireless network, comprising channel state information according to the radio resource allocation, through a control channel between the device and upper and lower nodes.
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