KR100918394B1 - 무선통신 시스템에서의 데이터 중계 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 IEEE 802.16 시스템에서 기지국과 이동국 사이에 위치한 중계국이 데이터를 중계하는 방법 및 데이터 중계를 위한 자원을 할당하는 방법이 개시된다. 무선통신 시스템에서 중계국은 기지국으로부터 하향링크의 프레임을 수신하면, 프레임으로부터 리피팅할 신호길이정보를 파악한 후, 신호길이정보에 해당하는 구간을 리피팅한다. 또한 중계국은 상향링크/하향링크의 자원할당정보 및 상기 자원할당정보를 수신할 중계국들에 대한 정보를 포함하는 정보요소가 MAP에 포함된 프레임을 수신하여 상향링크/하향링크에 대한 자원을 할당받는다.

Description

무선통신 시스템에서의 데이터 중계 방법{Data relaying method in wireless communication system}

본 발명은 기지국, 중계국 및 이동국으로 구성되는 무선통신 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 중계국의 데이터 중계 방법 및 데이터 중계를 위한 자원 할당 방법에 관한 것이다.

본 발명은 정보통신부 및 정보통신연구진흥원의 표준화지원환경조성사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[국가관리번호:2006-P10--03, 과제명: WiBro Evol. 표준화 기술 연구].

이동통신 시스템은 이동하는 단말로 데이터를 전송하는데 사용하는 무선 채널의 변화 때문에 극복하여야할 많은 기술적 문제들을 안고 있다. 송신 단말로부터 수신 단말까지의 무선 채널은 단말의 이동, 사용하는 주파수 및 대역, 지리적 및 기후적 요인 등의 다양한 원인에 의해 변화된다.

IEEE 802.16 WG에서는 BWA(Broadband Wireless Access)에 대한 무선접속규격을 권고하고 있으며, 이러한 권고에 따라 IEEE 802.16-2004 규격 및 이동성이 보완된 IEEE 802.16e-2005 규격이 발표되었다. 현재 IEEE 802.16-2004 및 IEEE 802.16- 2005의 두 가지 규격을 구현하고 서비스를 촉진할 목적으로 WiMAX 포럼이 활발히 진행되고 있으며, 이 포럼에서는 무선 규격뿐 아니라 망 규격까지 다루고 있다.

도 1은 종래의 이동중계(Moblie Relay) 시스템의 일 예를 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 이동중계 시스템은 기지국(Base Station, 이하 BS)(100), 이동국(Mobile Station, 이하 MS)(120) 그리고 BS(100)와 MS(120) 사이에서 신호를 중계하는 중계국(Relay Staion, 이하 RS)(110)으로 구성된다. MS(120)은 일반 단말기인 SS(Subscriber Station)와 호환가능하다. 이하에서, IEEE 802.16-2004 규격 및 IEEE 802.16e-2005 규격을 통칭하여 16 규격이라고 명명한다.

무선접속규격에서 BS(100)가 주도적으로 셀 내에서 무선 자원 및 절차를 제어하고, SS 또는 MS(120)는 BS(100)가 허용하는 자원을 이용하여 메시지 및 데이터를 전송한다. 이때 BS(100)는 자원의 허용 여부를 프레임별로 표시하기 위하여 MAP 제어 메시지(이하, MAP)를 방송하며, 이 방송 메시지에 포함된 DL(Down-Link) 및 UL(Up-Link) 프레임 정보를 통해 SS 또는 MS(120)는 할당된 자원을 인지한다. 프레임별로 할당된 자원을 이용하여 SS 또는 MS(120)는 MAC(Medium Access Control) 계층의 PDU(Protocol Data Unit)를 전송한다.

현재, IEEE 802.16은 BS(100)와 MS(120) 사이에서 신호를 중계하는 장치인 RS(110)에 대한 규격을 제안하고 있다. 하향링크의 경우 BS(100)가 송신한 신호는 RS(110)를 거쳐 MS(120)로 전달되고, 상향링크의 경우 MS(120)가 송신한 신호는 RS(110)를 거쳐 BS(100)로 전달된다.

도 1에서 BS(100)와 MS(120) 사이에는 다수개의 RS가 존재할 수 있으며, 이 경우 인접한 RS들 사이의 통신도 요구된다. IEEE 802.16j에서 RS 용으로 제안되는 규격은 RS와 BS 사이에만 적용되고, MS의 기능에는 변동 없다.

본 발명이 이루고자 하는 과제는, 중계국이 수신한 프레임의 전체가 아닌 프레임 중 중계할 필요가 있는 일정 구간만을 선택하여 리피팅하는 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 중계국의 데이터 중계를 위한 상향링크/하향링크의 자원을 할당하는 방법을 제공하는 데 있다.

상기의 기술적 과제를 해결하기 위한, 본 발명에 따른 무선통신 시스템의 중계국에서의 중계 방법의 일 실시예는, 기지국으로부터 하향링크의 프레임을 수신하는 단계; 상기 프레임으로부터 리피팅할 신호길이정보를 파악하는 단계; 및 상기 신호길이정보에 해당하는 구간을 리피팅하는 단계;를 포함한다.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명에 따른 무선통신 시스템의 기지국에서의 자원 할당 방법의 일 실시예는, 적어도 하나 이상의 중계국에 대한 하향링크의 자원할당정보 및 상기 자원할당정보를 수신할 중계국들에 대한 정보를 포함하는 하향링크 정보요소가 MAP에 포함된 프레임을 구성하는 단계; 및 상기 프레임을 전송하는 단계;를 포함한다.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위한, 무선통신 시스템의 기지국에서의 자원 할당 방법의 다른 실시예는, 상기 기지국과 상기 기지국에 직접 연결된 제1 중계국 사이의 상향링크에 대한 제1 자원할당정보를 포함하는 제1 상향링크 정보요소를 구 성하는 단계; 이동국의 상향링크에 할당된 제2 자원할당정보를 수신할 제2 중계국들에 대한 정보를 포함하는 제2 상향링크 정보요소를 구성하는 단계; 상기 제1 중계국 및 제2 중계국 사이의 상향링크에 대한 제3 자원할당정보 및 상기 제3 자원할당정보를 수신할 중계국들에 대한 정보를 포함하는 제3 상향링크 정보요소를 구성하는 단계; 및 상기 제1 상향링크 정보요소, 상기 제2 상향링크 정보요소 및 상기 제3 상향링크 정보요소가 MAP에 포함된 프레임을 전송하는 단계;를 포함한다.

본 발명에 따르면, BS와 MS 사이에서 신호를 중계하는 RS가 추가된 IEEE 802.16j 시스템에서, RS가 프레임 내 데이터를 그 기능적인 특성에 맞게 시간별로 처리하는 방법을 제시하고, DL 및 UL에 대하여 할당된 자원을 인식하도록 MAP을 RS에게 제공한다.

RS가 프레임을 처리함에 있어서 기능적인 특성에 맞추어 프레임을 처리하는 경우 다음과 같은 장점이 있다. 첫째, MAP과 방송정보들에 대해 리피터 기능을 적용함으로써, 동적방송 정보와 MAP을 셀 내 모든 사용자들이 인식할 수 있다. 둘째, 프리앰블과 같은 고정 정보들은 RS에서 생성할 수 있어 신호량을 감소시키거나 좋은 신호로 전송할 수 있다. 셋째, 프레임별로 변환되는 길이를 알려주는 방식을 통해 가변적인 길이의 MAP과 동적 방송정보를 리피팅할 수 있다. 넷째, 정적 방송정보의 경우 이전 데이터와 차이를 BS가 RS에게 알려주는 방식을 통해, BS가 RS로 전송하는 신호 크기를 줄일 수 있다.

BS와 MS 사이에 있는 RS에게 할당된 자원을 알려주는 방식으로 프레임별로 MAP에 정보요소(Inforamtion Element)로서 DL_Relay_IE()를 구성하는 방법은 다음과 같은 장점이 있다. 첫째, 프레임별로 MAP을 구성하여 크기를 최소화했다. 둘째, 단말기에서 전송되는 MAP은 변화가 없다. 셋째, 다중 경로를 수용하도록 설계되어 협력적 중계국(Cooperative Relay) 개념을 적용할 수 있다. 넷째, 수신하는 프레임과 다른 프레임으로 데이터를 전송하는 경우 수신 후 코딩을 수행하여 전송시간을 감소시킨다. 다섯째, 수신하는 MAP과 전송하는 MAP의 프레임이 다른 경우 다르게 구성하고, 자원이 있는 프레임에서 MAP을 구성하는 원칙이 적용된다. 여섯째, MAP을 연관시키는 방법으로 Frame offset과 DL_MAP_IE offset을 사용하여 동일 프레임에서 다수개 프레임이 떨어진 경우를 모두 수용하고, 목적 DL_MAP_IE의 offset 만을 전달하여 할당정보를 최소화한다. 일곱째, RS가 신호를 전송할 때 파워를 조절하는 필드를 추가하여 RS별로 파워 조절이 가능한다.

BS와 MS 사이에 있는 RS에게 할당된 자원을 알려주는 방식으로 프레임별로 MAP에 UL_Relay_IE()을 구성하는 방법은, DL_Relay_IE()을 구성하는 방법의 장점이 그대로 적용되며, 또한 UL_Relay_IE()내 제어 필드들에 의하여 필요한 기능이 요구될 때만 사용되도록 최적화된다.

BS와 MS 사이에 있는 RS에게 할당된 자원을 알려주는 방식으로 홉 별로 MAP을 구성하는 개념의 일 예로 UL_MAP_IE()를 구성하는 방식은 다음과 같은 장점이 있다. 첫째, UL_Relay_IE()와 비교하여 자원을 낭비하는 요소가 있지만 MAP 구성이 가장 개념적으로 기술되고 있다. 둘째, UL_Relay_IE()가 표현하는 모든 기능을 수용한다.

이하에서, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 데이터 중계 방법 및 자원 할당 방법에 대해 상세히 설명한다.

IEEE 802.16j 시스템에서 다수개의 RS가 위치하고, RS는 한 위치에 고정된 FRS(Fixed RS)와 차량 등에 탑재되어 이동 가능한 MRS(Mobile RS)로 구분된다. RS 종류에 상관없이 RS들 사이의 채널은 RS가 설치되는 단계 또는 채널이 변경되는 단계에 형성된다. BS와 MS 사이에 전송되는 신호가 RS를 경유하는 경우, 종래 16규격과 다른 기능이 요구된다. 16 규격에 정의된 기능만을 수행하는 MS는 RS의 운영을 제한한다. 그럼에도 불구하고 RS와 BS 사이의 기능 변경을 통해 성능향상 및 셀 경계지역 확대라는 목표를 이루어야 한다.

종래 리피터(repeater)는 무선 신호를 수신하여 아날로그 및 디지털 신호 처리를 통해 필터링 등의 기능을 수행한 후, 동일한 무선 신호를 무선으로 재전송한다. 모든 시간 구간에서 데이터를 처리하는 리피터와 달리 본 발명이 적용되는 이동 중계(Mobile Relay) 시스템은 프레임의 일부 구간만 전송하는 방법이 요구된다. 특히 프레임의 앞 부분에 위치한 MAP에 존재하는 방송정보에 대해서는 리피터 기능의 적용이 요구된다.

방송정보를 전송하는 과정에서 방송정보의 크기를 아는 것은 방송정보를 처리하는 과정에서 중요하다. 특히, 기존 16 규격에서는 프레임의 FCH(Frame Control Head)를 통해 방송정보 중 MAP 메시지에 해당하는 길이를 알 수 있다. 그러나 매 프레임마다 그 길이가 변경되는 동적 방송정보 때문에, 해당 프레임에서 리피 팅(repeating)할 구간을 파악하는 것이 필요하다.

기존 16규격에서 프레임은 크게 다운링크(DL:Down Link) 서브프레임(subframe)과 업링크(UL:Up Link) 서브프레임으로 구분된다. 각 서브 프레임은 RS에서 처리되는 방식에 따라 기능적으로 구별되는 부분들로 구성된다. DL 서브프레임을 기능적으로 구분하면, CellID와 SegmentID 등의 정보들을 기초로 생성가능한 프리앰블(preamble) 부분, MAP, 동적 방송정보 부분, 그리고 UCD/DCD/NBR 등의 정적 방송정보 부분 등으로 구분된다. UL 서브프레임은 RNG 영역/피드백 채널 영역 등이 포함되는 제어 영역을 포함한다. DL 서브프레임 및 UL 서브프레임에서는 이러한 부분들 외에 유니캐스트 데이터(unicast data)를 처리하는 부분들이 많은 부분을 차지한다.

BS와 MS 사이에 다수개의 RS가 존재하는 경우, MS에게 좋은 신호가 전송될 수 있도록 경로를 구성하여야 한다. 경로 구성이라 함은 데이터가 전송될 RS를 선택하고, 할당된 자원을 선택된 RS들에게 알려주고, 각 RS들이 할당된 자원을 통해 데이터를 수신하고 전송하는 과정에 요구되는 정보들을 획득하는 과정이다.

기존 16 규격에서 자원을 할당하는 절차는, DL 및 UL에서 자원의 사용권한과 방법을 기술하는 MAP을 BS가 전송하는 단계 및 MAP을 수신한 MS들이 할당된 자원들을 이용하여 데이터를 전송하는 단계로 구성된다. 본 발명에서는 16 규격과 차별화되는 데이터 중계(relay) 기능을 포함한다. 따라서, 중계 기능을 위한 새로운 MAP_IE()들이 MAP에 필요하다. 새로운 MAP_IE()들은 DL과 UL의 각각에 대해 정의되고, 각 경로에 포함된 RS들의 동작에 필요한 정보를 기술한다. MS는 16 규격의 기 존 정의를 그대로 따라야 하므로, MS와 경계하는 접속부분은 변경이 없고 RS용으로 정의된 규격에 의하여 영향을 받지 않아야 한다.

데이터를 전송하는 방법은 다양성이 존재하는데, 전송 방법은 자원을 할당하는 방법과 가용한 자원 및 요구되는 대역에 따라서 변경된다. 본 발명은 데이터가 동일 프레임을 통해 중계되는 경우, 하나의 영역에 다수개의 RS가 동작하는 협력(Cooperative) RS 기능을 통해 중계되는 경우, 2홉(hop) 이상으로 중계되는 경우 등에 대한 데이터 전송방법을 제공한다.

RS는 BS와 MS 사이에서 데이터 전송에 있어 이득이 있는 경우에 경로 구성에 포함된다. MS가 다루는 프레임은 기존 16 규격을 준수하고, BS와 RS는 MS에 영향을 주지않는 범위 내에서 프레임에 새로운 기능을 추가할 수 있는 원칙이 IEEE 802.16j에 정의되어 있다. 본 발명은 RS 관점에서 프레임의 기능적 부분들의 특성을 고려하여 경로 구성 방법을 제공한다.

프레임에서 자원을 기술하는 영역과 방송정보를 다루는 영역(이하, 방송영역)은 정보의 특성상 셀 내 모든 영역으로 전송되어야 한다. 그러므로, 이 방송 영역에 대해서는, 데이터를 수신 후 다른 영역으로 전송하는 중계기능보다는 동일 영역에서 신호를 증폭하는 개념인 리피팅기능이 적용되는 것이 바람직하다.

도 2는 본 발명에 따른 중계국이 프레임 내 방송 영역을 리피팅하는 개념을 개략적으로 도시한 도면이다.

도 2를 참조하면, 다운링크 서브프레임(200,210,220)의 앞 부분에 위치한 방송 영역(202,212,222)은 프레임별로 그 길이가 변경된다. 따라서 방송영역에 속하 는 MAP과 동적 방송부분 등을 리피팅을 통해 전달하기 위해서는, 매 프레임별로 변화되는 방송영역의 길이를 RS가 인지하는 것이 중요하다. 방송영역의 길이를 인지하는 경우, RS는 그 길이에 해당하는 시간 동안만 리피팅 기능을 수행한다. 방송 영역의 길이를 인지하는 구체적인 방법에 대해서는 도 5 내지 도 7을 참조하여 상세히 설명한다.

도 3 및 도 4는 본 발명에 따라 일정 시간 동안만 리피팅 기능을 수행하는 아날로그 리피터 및 디지털 리피터의 각 구성의 일 실시예를 도시한 도면이다.

도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 아날로그 리피터는 RF 수신부 및 IF 변환부(300), IF 증폭부 및 필터(310), RF 변환부 및 RF 송신부(320) 및 전송시간 제어부(330)를 포함한다. 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 디지털 리피터는 RF 수신부 및 IF 변환부(400), A/D(410), 디지털 필터(420), D/A(430), RF 변환부(440) 및 RF 송신부(450)를 포함한다. 도 3 및 도 4의 구성요소 중 전송시간 제어부(330,450)를 제외한 나머지 구성요소는 종래의 리피터의 구성을 도시한 것이므로 여기서 전송시간 제어부(330,450)를 제외한 나머지 구성요소에 대한 상세한 설명은 생략한다.

아날로그/디지털 리피터의 전송시간 제어부(330,450)는 아래에서 설명할 방법을 통해 프레임 내 리피팅 구간의 길이를 파악하고, 파악한 길이에 해당하는 시간만큼 프레임에 대해 리피팅 동작을 수행한다. 즉, 전송시간 제어부(330,450)는 프레임 내에서 특정 시간 동안 심벌단위로 리피팅을 동작시키고 정지시키는 동작을 번갈아 수행한다.

도 5는 본 발명에 따라 프레임의 FCH를 이용하여 리피팅하는 방법의 일 실시 예를 도시한 도면이다.

16 규격에 정의된 바에 따르면, FCH(500)는 DL-MAP 길이를 포함하고, 압축(compressed) MAP을 사용하는 WiMAX와 WiBro 시스템에서 FCH는 MAP 길이를 나타낸다. RS는 리피팅 기능을 수행함과 동시에 데이터를 수신하는 기능을 수행한다. 데이터 수신 기능을 통해, RS는 수신한 프레임의 FCH(500)를 통해 MAP 길이를 인식한다. 따라서, 도 3 및 도 4의 전송 시간 제어부(330,450)는 FCH(500)를 통해 파악한 MAP 길이에 해당하는 시간 동안 리피팅을 수행한다.

도 6은 본 발명에 따라 프레임의 가변길이를 리피팅하는 방법의 일 실시예를 도시한 도면이다.

도 6을 참조하면, 매 프레임마다 변경되는 동적 방송정보들로 인해, RS는 매 프레임마다 리피팅 시간을 다르게 결정하여야 한다. 본 실시예에서는 MAP과 동적 방송정보들을 포함하는 심벌의 길이에 관한 정보(600,610)를 MAP에 포함한다. 즉 리피팅 길이를 방송할 목적으로 MAP에 포함되는 Broadcast_Relay_IE()를 도 7과 같이 정의한다.

RS는 수신한 프레임의 MAP에서 Broadcast_Relay_IE()를 획득한 후, Broadcast_Relay_IE()를 통해 리피팅 할 길이 정보를 인식한다. 이 경우, 도 3 및 도 4에 도시된 전송 시간 제어부(330,450)는 인식된 길이 정보에 해당하는 시간 동안 리피팅을 수행함으로써, 결과적으로 MAP 및 동적 방송정보에 대해서 리피팅을 수행할 수 있다.

도 7은 본 발명에 따라 리피팅 길이를 방송할 목적으로 MAP 내에 정의되는 Broadcast_Relay_IE()의 구성의 일 실시예를 도시한 도면이다.

도 7을 참조하면, MAP에 새롭게 정의되는 Broadcast_Relay_IE()는 리피팅 길이를 나타내는 "Broadcast Relay Symbols" 필드 및 리피팅을 적용할 프레임 시점을 나타내는 "Frame Offset" 필드를 포함한다.

따라서, RS는 BS로부터 수신한 프레임의 MAP 내에 포함된 "Broadcast_Relay_IE()를 인식하여, "Broadcast Relay Symblos" 필드로부터 리피팅 길이 정보를 취득하고, "Frame Offset" 필드로부터 리피팅 시작 프레임의 위치를 파악한다. 만약, "Frame Offset" 필드가 "0"이면, 리피팅을 현재 프레임에 적용한다는 의미이다. 리피팅 할 동적 방송정보의 일 예로서, IEEE 802.16에 정의된 RNG-RSP 메시지가 있다.

프레임 내 방송정보 길이가 가변적이지만 길이 정보를 RS에게 전송하지 않는 경우에는, RS는 고정 영역에 대해 리피팅 기능을 적용한다. 여기서, 고정 영역이라 함은 가변 영역의 최대 크기를 의미한다. 이 경우 실제 리피팅이 적용되는 길이와 실제 방송 정보의 길이가 차이가 나는 만큼 원치않는 리피팅 기능이 적용될 수 있다.

도 8은 본 발명에 따른 리피팅 기능을 적용한 중계국이 전송하는 프레임의 일 실시예를 도시한 도면이다.

도 8을 참조하면, 중계국은 리피팅이 적용되는 MAP(810) 및 가변적 방송정보(820) 이 외의 구간에 대한 신호를 생성하여 전송한다. 즉, 중계국은 정해진 프레임 전송 시간에 프리앰블(800)을 생성하여 전송하고, 리피팅되지 않은 방송 정 보(830) 또한 정해진 시간에 생성하여 전송한다. 이때, 프리앰블 및 리피팅되지 않은 방송 정보는 이전 프레임을 통해 생성에 필요한 데이터를 미리 수신하여 생성할 수 있다. 이하, 도 9 내지 도 11을 참조하여 신호 생성에 대해서 살펴본다.

도 9는 본 발명에 따른 RS에서 프리앰블을 생성하는 방법의 일 실시예를 도시한 도면이다.

신호 생성이라 함은 알려진 자원을 이용하여 정해진 시간에 정의된 데이터를 전송하는 것을 의미한다. 따라서, RS는 신호 생성 전에 미리 전송할 데이터를 알고 있어야 한다. RS는 이전 프레임의 MAP 구간 외의 영역(900)에 포함된 CellID 및 SegmentID 정보를 기초로 16 규격에 정의된 규칙에 따라 프리앰블(910)을 정해진 시간에 미리 생성한다. 따라서 이미 알려진 자원을 이용하여 미리 정해진 전송 시간에 프리앰블(910)을 전송할 수 있다. 경우에 따라 프리앰블(910)에도 리피팅 기능을 적용할 수 있다.

RS에서 생성되는 데이터는 전송 시점으로부터 데이터 생성을 위한 처리 시간보다 이전에 RS에 도착하여야 한다. 도 9는 한 프레임 이전에 전송할 데이터가 수신되는 상황을 실시예로 나타내고 있으나, 처리 시간이 보장된다면 한 프레임 내부에서 데이터를 수신 후 생성하여 전송하는 기능 또한 가능하다.

도 10은 본 발명에 따른 RS에서 동적 방송정보를 생성하는 방법의 일 실시예를 도시한 도면이다.

도 10을 참조하면, RS는 동적 방송을 생성하는 시점에 해당 자원, 시간, 전송 방식 등과 전송할 데이터를 알고 있어야 한다. 이를 위해, RS는 프레임의 동적 방송 정보 영역이 아닌 다른 영역(1000)을 통해 미리 동적 방송 정보(1010) 생성을 위해 필요한 정보들을 수신한다. 동적 방송 정보는 매번 변화되는 정보이며, RS는 동적 방송 정보를 생성하는 시점보다 빠르게 동적 방송정보와 전송과 관련된 정보들을 수신한다.

도 11은 본 발명에 따른 RS에서 정적 방송정보를 생성하는 방법의 일 실시예를 도시한 도면이다.

정적 방송정보로는 16규격의 UCD/DCD/NBR 등의 메시지가 해당한다. 주기적으로 전송되고 거의 동일한 데이터가 전송된다. 이때 RS가 정적 방송정보에 대한 데이터(1100)를 송신할 때 필요한 정보는 이전 정적 방송정보를 저장함으로써 최소화할 수 있다. RS가 이전 프레임 데이터와 변경된 차이 부분과 전송에 요구되는 자원, 시간, 전송 방법 등에 대한 정보(1105)를 수신 후 해당 시점에서 정적 방송 정보(1110)를 생성 후 전송한다.

전송하는 위치가 변경되지 않으면, RS는 항상 정해진 위치에서 데이터를 전송할 수 있다. 전송하는 위치와 전송정보가 변경되는 경우에 RS는 BS로부터 해당 정보를 수신하여 처리한다.

도 12는 본 발명에 따른 프레임의 MAP에 포함되는 중계국의 데이터 중계에 필요한 정보의 일 예를 도시한 도면이다.

BS와 MS 사이의 경로상에 존재하는 RS는 데이터를 중계하는데 필요한 정보를 MAP을 통해 얻으며, MAP은 위에서 언급한 바와 같이 리피팅 기능으로 셀 내에 전송된다. RS가 데이터 중계에 필요한 정보를 얻기 위한 목적으로, 본 실시예에서는 BS 와 RS 사이에서 사용되는 새로운 DL_Relay_IE()(1200)를 MAP에 정의한다. MS에는 종래 DL_MAP_IE()가 적용되며 BS와 RS 사이에 새롭게 정의된 DL_Relay_IE()에 영향을 받지 않는다.

도 12를 참조하면, MAP에 새롭게 정의되는 DL_MAP_IE()(1200)는 중계국들에게 할당된 무선 자원을 알려주는 부분(1210), 자원을 수신해야하는 RS들을 알려주는 부분(1220) 및 다음 전송하는 자원(즉 다음 MAP 위치)을 알려주는 부분(1230)을 포함한다. 여기서, 다음 전송하는 자원을 알려주는 부분이 다른 프레임에 존재하는 경우에는 그 프레임 번호와 그 프레임의 MAP에서의 DL_MAP_IE()의 위치를 인덱스를 통하여 알려준다. 새롭게 정의된 DL_Relay_IE()의 상세 구조에 대해서는 도 14에서 설명한다.

도 13은 도 12에 도시된 DL_Relay_IE()를 적용한 일 실시예를 도시한 도면이다.

도 13을 참조하면, RS를 경유하는 BS와 MS의 경로에 Cooperative Relay 개념을 적용하여 RS2와 RS3과 동시에 데이터를 수신하여 MS에게 동일한 시간에 도착할 수 있도록 신호를 전송하도록 한다.

도 14는 본 발명에 따라 MAP에 새롭게 정의되는 DL_Relay_IE()의 구성의 일 실시예를 도시한 도면이다.

도 14를 참조하면, 새롭게 정의된 DL_Relay_IE()는 BS가 RS들에게 할당한 자원에 대한 정보, 할당된 자원을 이용하여 데이터를 수신해야 할 RS에 대한 정보, 다음에 할당될 자원의 알림 정보 등으로 구성된다. 여기서 BS가 할당한 자원에 대 한 정보는 기존 16 규격에서 표시하는 방법을 따르고 있으나, RS가 활용한다는 점에서 종래와 차이를 갖는다. 할당된 자원을 이용하여 데이터를 수신해야 할 RS에 대한 정보는 다수 개의 RS들에 대한 정보를 포함할 수 있다.

MS에 도착하는 신호의 파워를 일정수준으로 맞추기 위하여 RS마다 전송 신호의 파워를 조절해야 한다. 이를 위해 새롭게 정의된 DL_Relay_IE()에는 RS별 파워정보를 전송하는 필드를 포함한다. RS가 전송하는 시점까지 자원의 위치정보 없이 최대한 많은 일을 수행할 목적으로, 채널코딩이 가능한 DIUC 및 Repetition Coding 필드들이 활용될 수 있다. RS가 전송할 자원을 알려주는 방법으로 묵시적으로 2가지가 표현된다. N_Burst에서 Nth loop에 해당하는 RS는 N+1th loop 자원으로 전송한다. DL_Relay_IE()는 다음 MAP을 지정하는 목적으로 "Frame offset"과 "DL_MAP_IE offset" 필드를 사용한다. "Frame offset" 필드는 다수 프레임 이후에 나타나는 MAP를 지정하는 목적으로 사용되고, 값이 "0"인 경우는 현재 프레임을 나타낸다. "DL_MAP_IE offset" 필드는 지정된 프레임에서 DL_MAP_IE() 위치를 나타낸다.

도 15 및 도 16은 프레임에 UL_Relay_Tx_IE(), UL_Relay_Relay_IE() 및 UL_Relay_Rx_IE()가 적용되는 일 실시예를 도시한 도면이다. 도 17은 UL_Relay_Rx_IE()의 구성을 도시한 도면이고, 도 18은 UL_Relay_Relay_IE()의 구성을 도시한 도면, 도 19는 UL_Relay_Tx_IE()의 구성을 도시한 도면이다.

도 15를 참조하면, MS에서 BS로 데이터를 전송하는 상향링크에 자원을 할당할 목적으로 BS와 RS 사이에 UL_Relay_Tx_IE()(1500)를 정의하고, BS와 RS 사이에 UL_Relay_Relay_IE()(1510)를 정의하고, RS와 BS 사이에 UL_Relay_Rx_IE()(1520)을 정의한다. 다만, MS 접속부는 종래 UL_MAP_IE()를 적용하여 MAP를 구성한다.

도 15 및 도 19를 참조하면, UL_Relay_Tx_IE()(1500)는 RS에게 전송하는 자원 정보(1502)로만 구성된다.

도 15 및 도 18을 참조하면, UL_Relay_Relay_IE()(1510)는 RS가 수신해야 하는 무선 자원을 알려주는 부분(1512)과, 자원을 수신해야 하는 RS들을 알려주는 알림 부분(1514)과, 다음 전송하는 자원의 위치를 알려주는 부분(1516)으로 구성된다. 여기서, 다음 전송하는 자원을 알려주는 부분이 다른 프레임에 존재하는 경우에는 그 프레임 번호와 그 프레임에서 UL_Relay_Relay_IE()(1510)의 위치를 인덱스를 통하여 알려준다.

도 15 및 도 17을 참조하면, 종래의 UL_MAP_IE()(1530)는 MS가 신호를 전송하기 위하여 사용하는 자원을 알려주는 부분(1532)을 포함하고, UL_Relay_Rx_IE()(1520)는 BS가 RS에게 할당한 자원을 수신해야 하는 RS들에 대한 알림부분(1522)과 다음 MAP 위치(1524) 등으로 구성된다.

즉, UL_Relay_Tx_IE(), UL_Relay_Relay_IE() 및 UL_Relay_Rx_IE()는 BS가 할당한 자원, 이들 자원에서 데이터를 수신하는 RS 정보, 다음 자원 알림 등으로 구성된다. 여기서 할당되는 자원은 기존 16규격에서 표시하는 방법을 따르고 있으나, RS가 활용한다는 차원에서 차이를 갖는다. 자원을 수신하는 정보는 다수개 RS가 가능하다. 도착하는 신호를 일정수준으로 맞추는 목적으로 인해 신호를 전송하는 RS마다 신호를 조절해야 한다. 이를 위해 RS별로 파워를 전송하는 필드를 구성한다. RS가 전송하는 시점까지 자원의 위치 정보 없이 최대한 많은 일을 수행하는 목적으로 채널코딩이 가능한 UIUC 및 Repetition Coding 필드들이 활용될 수 있다. UL_Relay_Relay_IE(), UL_Relay_Rx_IE() 들은 다음 MAP을 지정하는 목적으로 "Frame offset" 필드와 "UL_MAP_IE offset" 필드를 사용한다. "Frame offset" 필드는 다수 프레임 이후에 나타나는 MAP을 지정하는 목적으로 사용되고, 값이 0인 경우는 현재 프레임을 나타낸다. "UL_MAP_IE offst" 필드는 지정된 프레임에서 UL_MAP_IE 위치를 나타낸다.

도 16을 참조하면, 경로에서 Cooperative Relay 개념을 사용하여 RS2와 RS3가 동시에 데이터를 수신하여 MS에게 동일한 시간에 도착할 수 있도록 신호를 전송한다.

또 다른 실시예로서, 업링크에서 홉(hop)별로 MAP을 작성하는 개념과 차별되는 개념으로 프레임별로 MAP을 작성하는 방법이 있다. 이 경우 도 12 내지 도 14에서 설명한 DL_Relay_IE()의 구성방법과 유사한다. BS와 MS 사이의 경로를 구성하는 RS가 데이터를 중계하는데 필요한 정보를 MAP을 통해 얻고 MAP은 위에서 살핀 바와 같이 리피팅 기능으로 셀 내에 전달된다고 가정하다. 이를 위해 BS와 RS 사이 새로운 UL_Relay_IE()를 정의하고, MS 접속부는 종래 UL_MAP_IE()를 적용하는 MAP 구성방법을 제시한다.

도 20은 UL_Relay_IE()의 구성을 도시한 도면이다.

도 20을 참조하면, UL_Relay_IE()는 RS가 수신해야 하는 무선 자원을 알려주는 부분과, 자원을 수신해야 하는 RS들 알림부분과, 다음 전송하는 자원의 위치를 을 알려주는 부분으로 구성된다. 여기서, 다음 전송하는 자원의 위치를 알려주는 부분은 다음 자원의 위치가 다른 프레임에 있는 경우 그 프레임 번호와 그 프레임 내에서 UL_Relay_IE()의 위치를 인덱스를 통해 알려준다. UL_Relay_IE()는 도 15 및 도 16의 과정을 통해 적용될 수 있다.

UL_Relay_IE()는 BS가 할당한 자원, 이들 자원에서 데이터를 수신하는 RS 정보, 다음 자원 알림 등으로 구성된다. 여기서 할당되는 자원은 기존 16규격에서 표시하는 방법을 따르고 있으나, RS가 활용한다는 차원에서 차이를 갖는다. 자원을 수신하는 정보는 다수개 RS가 가능하다. 도착하는 신호를 일정수준으로 맞추는 목적으로 인해 신호를 전송하는 RS마다 신호를 조절해야 한다. 이를 위해 RS별로 파워를 전송하는 필드를 구성한다. RS가 전송하는 시점까지 자원의 위치정보 없이 최대한 많은 일을 수행하는 목적으로 채널 코딩이 가능한 DIUC 및 Repetition Coding 필드들이 활용될 수 있다. RS가 전송할 자원을 알려주는 방법으로 묵시적으로 2가지로 표현된다. N_Burst에서 Nth loop에 해당하는 RS는 N+1th Loop 자원으로 전송한다. UL_Relay_IE()는 다음 MAP을 지정하는 목적으로 "Frame offset"과 "UL-MAP_IE offset" 필드를 사용한다. "Frame offset" 필드는 다수 프레임 이후에 나타나는 MAP을 지정하는 목적으로 사용되고, 값이 0인 경우는 현재 프레임을 나타낸다. "UL_MAP_IE offst" 필드는 지정된 프레임에서 UL_MAP_IE 위치를 나타낸다.

도 20에서, "Rx Resource Allocation" 필드와 "Relay Information" 필드와 "Tx Resource Indication" 필드들은 UL_Relay_IE() 내용을 제어하는 목적으로 사용된다. "Rx Resource Allocation" 필드는 UL_Relay_IE()에 해당하는 Burst에서 자원 이 표현되는지를 나타내고 목적에 따라서 표현을 각각 달리한다. "Relay Information" 필드는 RS 정보 유무를 담고 있다. "Tx Resource Indication" 필드는 전송하는 자원이 있는지를 나타내는 필드로 다음 프레임에 해당하는 위치를 나타낸다.

도 21은 프레임의 업링크에서 자원이 할당되는 일 예를 도시한 도면이다.

도 21을 참조하면, MS를 위한 업링크의 OFDMA 슬롯의 할당은 왼쪽에서 오른쪽 및 위쪽에서 아래쪽으로 할당되며, RS를 위한 OFDMA 슬롯의 할당은 오른쪽에서 왼쪽 및 아래쪽에서 위쪽으로 할당된다.

본 발명은 또한 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 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)에 의한 표시의 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.

이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관 점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

도 1은 종래의 이동중계(Moblie Relay) 시스템의 일 예를 도시한 도면,

도 2는 본 발명에 따른 RS가 프레임 내 일정 구간을 리피팅하는 개념을 개략적으로 도시한 도면,

도 3 및 도 4는 일정 시간 동안만 리피팅 기능을 수행하는 아날로그 리피터 및 디지털 리피터의 각 구성의 일 실시예를 도시한 도면,

도 5는 본 발명에 따라 프레임의 MAP에 대해 리피팅하는 방법의 일 실시예를 도시한 도면,

도 6은 본 발명에 따라 프레임의 MAP과 동적 방송정보를 함께 리피팅하는 방법의 일 실시예를 도시한 도면,

도 7은 본 발명에 따라 리피팅 길이를 방송할 목적으로 MAP 내에 정의되는 Broadcast_Relay_IE()의 구성의 일 실시예를 도시한 도면,

도 8은 신호 생성 부분과 리피팅 부분으로 구성되는 본 발명에 따른 프레임의 일 실시예를 도시한 도면,

도 9는 본 발명에 따른 RS에서 프리앰블을 생성하는 방법의 일 실시예를 도시한 도면이다.

도 10은 본 발명에 따른 RS에서 동적 방송정보를 생성하는 방법의 일 실시예를 도시한 도면,

도 11은 본 발명에 따른 RS에서 정적 방송정보를 생성하는 방법의 일 실시예를 도시한 도면,

도 12는 본 발명에 따른 하향 경로 설정 방법의 일 실시예를 도시한 도면,

도 13은 본 발명에 따른 하향 경로 설정 예를 도시한 도면,

도 14는 본 발명에 따른 하향 경로 설정에 사용되는 DL_Relay_IE()의 구성의 일 실시예를 도시한 도면,

도 15는 본 발명에 따른 상향 경로 설정 방법의 일 실시예를 도시한 도면,

도 16은 본 발명에 따른 상향 경로 설정 예를 도시한 도면,

도 17은 본 발명에 따른 상향 경로 설정 과정에서 MS가 RS에게 전송하는 UL_Relay_Rx_IE()의 구성의 일 실시예를 도시한 도면,

도 18은 본 발명에 따른 상향 경로 설정 과정에서 BS 사이에 전송되는 UL_Relay_Relay_IE()의 구성의 일 실시예를 도시한 도면,

도 19는 본 발명에 따른 상향 경로 설정 과정에서 RS가 BS에게 전송하는 UL_Relay_Tx_IE()의 구성의 일 실시예를 도시한 도면,

도 20은 본 발명에 따른 상향 경로 설정에 사용되는 UL_Relay_IE()의 구성의 일 실시예를 도시한 도면,

도 21은 본 발명에 따른 RS를 위하여 MAP에 UL 방향의 자원을 할당하는 일 실시예를 도시한 도면이다.

Claims (16)

1. 삭제
2. 무선통신 시스템의 중계국에서의 중계 방법에 있어서,

   기지국으로부터 하향링크의 프레임을 수신하는 단계;

   상기 프레임으로부터 리피팅할 신호길이정보를 파악하는 단계; 및

   상기 신호길이정보에 해당하는 구간을 리피팅하는 단계;를 포함하고,

   상기 신호길이정보를 파악하는 단계는, 상기 프레임의 프레임 제어 헤드(FCH)에 포함된 MAP 길이 정보를 파악하는 단계; 및

   상기 리피팅하는 단계는, 상기 프레임의 MAP 구간을 리피팅하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 중계국에서의 중계 방법.
3. 무선통신 시스템의 중계국에서의 중계 방법에 있어서,

   기지국으로부터 하향링크의 프레임을 수신하는 단계;

   상기 프레임으로부터 리피팅할 신호길이정보를 파악하는 단계; 및

   상기 신호길이정보에 해당하는 구간을 리피팅하는 단계;를 포함하고,

   상기 신호길이정보를 파악하는 단계는, 상기 프레임의 MAP에 정의된 리피팅할 신호길이 정보 및 리피팅 시작 프레임의 위치 정보를 파악하는 단계; 및

   상기 리피팅하는 단계는, 상기 리피팅 시작 프레임의 위치 정보에 해당하는 리피팅 대상 프레임이 수신되면, 상기 리피팅 대상 프레임 중 상기 신호길이 정보에 해당하는 구간을 리피팅하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 중계국에서의 중계 방법.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 리피팅할 신호길이 정보는 MAP 및 가변적 방송 정보를 포함하는 신호의 길이 정보인 것을 특징으로 하는 중계국에서의 중계 방법.
5. 무선통신 시스템의 중계국에서의 중계 방법에 있어서,

   기지국으로부터 하향링크의 프레임을 수신하는 단계;

   상기 프레임으로부터 리피팅할 신호길이정보를 파악하는 단계; 및

   상기 신호길이정보에 해당하는 구간을 리피팅하는 단계;를 포함하고,

   이전 프레임을 통해 CellID 및 SegmentID를 포함하는 프리앰블 생성정보를 수신하는 단계; 및

   상기 프리앰블 생성정보를 기초로 현 프레임의 프리앰블을 생성하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 중계국에서의 중계 방법.
6. 무선통신 시스템의 중계국에서의 중계 방법에 있어서,

   기지국으로부터 하향링크의 프레임을 수신하는 단계;

   상기 프레임으로부터 리피팅할 신호길이정보를 파악하는 단계; 및

   상기 신호길이정보에 해당하는 구간을 리피팅하는 단계;를 포함하고,

   이전 프레임을 통해 동적방송정보 생성을 위한 자원정보를 수신하는 단계; 및

   상기 수신한 자원정보를 기초로 현 프레임의 동적방송정보를 생성하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 중계국에서의 중계 방법.
7. 무선통신 시스템의 중계국에서의 중계 방법에 있어서,

   기지국으로부터 하향링크의 프레임을 수신하는 단계;

   상기 프레임으로부터 리피팅할 신호길이정보를 파악하는 단계; 및

   상기 신호길이정보에 해당하는 구간을 리피팅하는 단계;를 포함하고,

   이전 프레임의 정적방송정보를 저장하는 단계; 및

   이전 프레임을 통해 상기 저장된 정적방송정보와의 차이정보만을 수신하고, 상기 차이정보를 기초로 현 프레임의 정적방송정보를 생성하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 중계국에서의 중계 방법.
8. 무선통신 시스템의 기지국에서의 자원 할당 방법에 있어서,

   적어도 하나 이상의 중계국에 대한 하향링크의 자원할당정보 및 상기 자원할당정보를 수신할 중계국들에 대한 정보를 포함하는 하향링크 정보요소가 MAP에 포함된 프레임을 구성하는 단계; 및

   상기 프레임을 전송하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국에서의 자원 할당 방법.
9. 제 8항에 있어서,

   상기 하향링크 정보요소는 다음의 하향링크 정보요소가 위치한 프레임의 위치를 가리키는 알림 정보를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국에서의 자원 할당 방법.
10. 제 8항에 있어서,

    상기 하향링크의 자원할당정보는 중계국별 파워 정보를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국에서의 자원 할당 방법.
11. 제 8항에 있어서,

    적어도 하나 이상의 중계국에 대한 상향링크의 자원할당정보 및 상기 상향링크의 자원할당정보를 수신할 중계국들에 대한 정보를 포함하는 상향링크 정보요소가 MAP에 포함된 프레임을 전송하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국에서의 자원 할당 방법.
12. 제 11항에 있어서,

    상기 상향링크 정보요소는 다음 상향링크 정보요소가 위치한 프레임의 위치를 가리키는 알림 정보를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국에서의 자원 할당 방법.
13. 제 11항에 있어서,

    상기 상향링크의 자원할당정보는 중계국별 파워 정보를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국에서의 자원 할당 방법.
14. 제 11항에 있어서,

    상기 중계국에 대한 프레임의 상향링크 OFDMA 슬롯의 할당방향은 이동국에 대한 상향링크 OFDMA 슬롯의 할당방향과 반대인 것을 특징으로 하는 기지국에서의 자원 할당 방법.
15. 무선통신 시스템의 기지국에서의 자원 할당 방법에 있어서,

    상기 기지국과 상기 기지국에 직접 연결된 제1 중계국 사이의 상향링크에 대한 제1 자원할당정보를 포함하는 제1 상향링크 정보요소를 구성하는 단계;

    이동국의 상향링크에 할당된 제2 자원할당정보를 수신할 제2 중계국들에 대한 정보를 포함하는 제2 상향링크 정보요소를 구성하는 단계;

    상기 제1 중계국 및 제2 중계국 사이의 상향링크에 대한 제3 자원할당정보 및 상기 제3 자원할당정보를 수신할 중계국들에 대한 정보를 포함하는 제3 상향링크 정보요소를 구성하는 단계; 및

    상기 제1 상향링크 정보요소, 상기 제2 상향링크 정보요소 및 상기 제3 상향링크 정보요소가 MAP에 포함된 프레임을 전송하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국에서의 자원 할당 방법.
16. 제 15항에 있어서,

    상기 제2 상향링크 정보요소 및 상기 제3 상향링크 정보요소는 각각 다음 상향링크 정보요소가 위치한 프레임의 위치를 가리키는 알림 정보를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국에서의 자원 할당 방법.

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