KR100922738B1 - 이동통신 시스템에서의 레인징 방법 및 상기 방법이 적용된중계국 - Google Patents

이동통신 시스템에서의 레인징 방법 및 상기 방법이 적용된중계국 Download PDF

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Abstract

이동통신 시스템에서의 레인징 방법 및 상기 방법이 적용된 중계국이 개시된다. 중계국은 이동국으로부터 수신한 레인징 코드들의 상태가 "성공(success)/계속(continue)/중지(abort)" 중 어디에 해당하는지에 따라 CDMA 할당 정보 요소와 대역을 함께 또는 각각 요청하는 메시지를 생성하여 전송함으로써 레인징 과정을 효율적으로 수행한다.

Description

이동통신 시스템에서의 레인징 방법 및 상기 방법이 적용된 중계국{Ranging method in mobile communication system and relay station for the method}
본 발명은 기지국, 중계국 및 이동국으로 구성된 이동통신 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 이동통신 시스템에서 이동국이 중계국을 통해 기지국과 레인징을 수행하는 방법에 관한 것이다.
본 발명은 정보통신부 및 정보통신연구진흥연구원의 IT성장동력기술개발 사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제번호: 2006-S-011-02, 과제명: 멀티홉 WiBro용 relay mesh 통신 시스템 개발].
이동통신 시스템에서 중계국(Relay Station:RS)은 음영 지역 해소를 위해 도입되어 사용중이다. IEEE 802.16 WirelessMAN에서는 시스템의 서비스 영역 확장과 시스템 효율 향상을 위한 표준화 논의가 시작되었다.
집중화된 스케줄링 방식의 Non-Transparent RS가 이동국(Mobile Station:MS)의 대역 요구 코드(Bandwidth Request Code)를 이용하여 자원을 요청하고 할당받고자 하는 경우, RS는 MS로부터 성공적으로 레인징 코드를 받으면 MR_Code-REP(Multihop Relay Code Report) Header를 이용하여 전송받은 코드의 정보를 기지 국(Base Station:BS)에게 알려준다. 또한 RS는 MS로부터 CDMA(Code Division Multiple Access) 코드를 성공적으로 전송받으면, 레인징 응답메시지(이하, RNG-RSP)를 MS에게 전송한다. RNG-RSP를 전송하기 위하여 RS는 BS에게 RS BR(Bandwidth Request) Header를 통해서 RNG-RSP의 전송을 위한 대역 등의 자원 요청을 하고, BS는 요청받은 크기의 자원을 하향링크 맵(DL-MAP)의 RS_DL_MAP-IE를 통해 할당한다. 만약 RS가 성공적인 레인징을 위한 주기적 레인징 코드를 전송받지 못하면, MS는 성공적으로 레인징 코드가 전송되도록 시간(time)과 파워(power)를 조정하여 다시 주기적 레인징을 수행한다.
도 1은 이동국이 중계국을 통해 기지국에게 자원을 요청하여 할당받는 종래 과정의 일 실시예를 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, BS(120)는 주기적으로 UL-MAP을 하향으로 전송한다(S130,S165,S185). MS(100)는 자원을 요청하고자 하는 경우에 대역 요구 코드(BW Req Code)를 RS(110)에게 전송한다(S135). RS(110)는 수신한 대역 요구 코드를 BS(120)에게 중계한다(S140). 그리고, RS(110)는 MS(100)로부터 대역 요구 코드를 성공적으로 수신하면, MR_Code-REP를 이용하여 MS(100)로부터 전송받은 대역 요구 코드의 정보를 BS(120)에게 전송한다(S150). 그러면, BS(120)는 CDMA Alloc IE를 UL-MAP를 통해서 MS(100)에게 전송한다(S155). MS(100)는 전송받은 CDMA Alloc IE를 통해 자원을 할당받기 위하여 BW Req GMH(Bandwidth Request Generic MAC Header)를 RS(110)에게 전송한다(S160). RS(110)는 전송받은 BW Req GMH를 BS(120)에게 중계하고(S170), BS(120)로부터 자원을 할당받는다(S175). MS(100)는 할당받 은 자원을 통해 데이터를 RS(110)에게 전송하고(S180), RS(110)는 전송받은 데이터를 BS(120)에게 포워딩한다(S190).
도 2는 이동국이 중계국을 통해 기지국과 레인징을 수행하는 종래 과정의 일 실시예를 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, BS(220)는 RS 기본 연결 식별자(RS Basic CID(Connetion ID))를 가지는 레인징 정보 요소(Ranging Information Element, RNG IE)를 포함하는 RS 상향링크 맵(UL-MAP)을 주기적으로 전송하면(S230), RS(210)는 브로트캐스트 CID를 가지는 UL-MAP를 MS(200)에게 중계한다(S232). MS(200)는 주어진 레인징 영역에서 랜덤하게 CDMA 레인징 코드를 선택하여 RS(210)에게 전송한다(S234). RS(210)는 수신한 레인징 코드의 상태가 "계속(continue)"이면(S235), 대역 요청을 위한 RS BR Header를 BS(220)에게 전송하고(S236) BS(220)로부터 RNG-RSP 전송을 위한 다운링크 대역을 포함하는 하향 자원을 할당받는다(S238). RS(210)는 할당받은 하향 자원을 통해 조정 정보(adjustment info.), 상태(status) 등을 포함하는 RNG-RSP를 MS(200)에게 전송한다(S242). MS(200)는 수신한 RNG-RSP를 통해 시간 및 파워 파리미터를 조정하고(S244) 다시 CDMA 레인징 코드를 전송한다(S250). RS는 레인징이 성공적으로 수행되었다고 MS에게 알려주기 위해 RNG-RSP 전송을 위한 자원요청을 BS에게 하고(S252), 자원을 할당받은 후(S254), 상태가 "Success"인 RNG-RSP를 MS에게 전송한다(S256,S258). 이상에서 살핀 바와 같이, 종래의 레인징에서는 지속적으로 RS BR Header를 통해 자원 할당을 요청하여야 하는 부담감이 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 광대역 무선 접속 시스템에서 non-transparent RS를 지원하는 BS의 집중화 스케줄링(centralized scheduling)에서 수신한 레인징 코드의 정보와 자원 요청을 한 번에 수행하는 효율을 향상시킨 레인징 방법과 그 레인징 방법이 적용되는 중계국을 제공하는 데 있다.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명에 따른 중계국에서의 레인징 방법의 일 실시예는, 기지국, 중계국 및 적어도 하나 이상의 이동국으로 구성된 이동통신시스템에서 상기 중계국의 레인징 방법에 있어서, 상기 적어도 하나 이상의 이동국으로부터 수신한 레인징 코드들의 상태를 파악하는 단계; 상기 레인징 코드들의 일부분의 상태가 "계속" 또는 "중지"이면 CDMA 할당 정보 요소와 대역을 함께 요청하는 메시지를 생성하는 단계; 및 상기 생성한 메시지를 기지국으로 전송하는 단계;를 포함한다.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명에 따른 중계국의 일 실시예는, 적어도 하나 이상의 이동국으로부터 수신한 레인징 코드들의 상태를 파악하는 레인징 코드 체크부; 상기 레인징 코드들의 일부분의 상태가 "계속" 또는 "중지"이면 CDMA 할당 정보 요소와 대역을 함께 요청하는 메시지를 생성하는 메시지 생성부; 및 상기 생성한 메시지를 기지국으로 전송하는 메시지 전송부;를 포함한다.
본 발명에 따르면, 중계국이 둘 이상의 MS으로부터 레인징 코드를 받는 경우, MR_Code-REP 헤더와 RS BR 헤더를 BS에게 동시에 전송하는 오버헤드를 줄일 수 있으며, 특히 수신한 레인징 코드의 정보의 전송과 자원 요청을 한 번에 수행하여 효율적인 레이징이 가능토록 한다.
이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 레인징 방법 및 그 방법이 적용된 중계국에 대해 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 중계국의 일 실시예의 구성을 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 중계국은 레인징코드 체크부(300), 메시지 생성부(310), 메시지 전송부(320) 및 메시지 수신부(330)를 포함한다.
레인징 코드 체크부(300)는 적어도 하나 이상의 MS들로부터 수신한 레인징 코드의 상태(status)가 각각 성공/계속/중지(success/continue/abort) 중 어디에 해당하는지 체크한다.
메시지 생성부(310)는 수신한 레인징 코드의 상태에 따라 CDMA 할당 정보 요소((CDMA Allocation Information Element, 이하 CDMA Alloc IE)의 요청, 대역 및 CDMA Alloc IE를 함께 요청 또는 대역만을 요청하는 메시지를 생성한다. 여기서, CDMA Alloc IE는 IEEE 802.16에서 정의되어 있으므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
구체적으로 레인징 코드들의 상태가 모두 "성공(success)"이면, 메시지 생성부(310)는 CDMA Alloc IE를 요청하는 메시지를 생성한다. CDMA Alloc IE를 요청하 는 메시지는 RS가 MS로부터 수신한 레인징 코드들에 대한 정보를 포함하는 것이 바람직하며, 일 예로 도 5a 도시된 MR_Code-REP 헤더가 있다. 레인징 코드들의 일부 상태가 "계속(continue)" 또는 "중지(abort)"이면, 메시지 생성부(310)는 CDMA Alloc IE 및 대역을 요구하는 메시지를 생성한다. 이러한 메시지의 일 예로 도 5a에 도시된 MR_Code-REP 헤더의 보류 MSB/LSB 필드에 대역 요구 정보를 포함시킨 도 5b의 메시지를 이용할 수 있다. 마지막으로 레인징 코드들의 상태가 모두 "계속(continue)" 또는 "중지(abort)"이면, 메시지 생성부(310)는 대역을 요구하는 메시지를 생성한다. 대역 요구 메시지의 일 예로 종래 IEEE 802.16에서 정의된 RS(Relay Station) BR(Bandwidth Request) 헤더를 이용할 수 있다. RS BR 헤더는 RS에서 구성되는 메시지를 전송할 목적으로 액세스 링크를 위한 대역을 요청하는 IEEE 802.16에 정의된 메시지이므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다. 메시지 전송부(310)는 생성된 메시지를 BS에게 전송한다.
메시지 수신부(320)는 메시지 생성부(310)에 의해 생성되어 BS에게 전송된 메시지에 포함된 요청에 따라, CDMA Alloc IE 및/또는 대역 등의 자원 할당 정보를 포함하는 메시지를 수신한다. 메시지 수신부(320)는 CDMA Alloc IE를 상향링크 맵(UL-MAP)을 통해 수신하는 것이 바람직하다.
도 4는 본 발명에 따른 중계국에서의 레인징 방법의 일 실시예를 도시한 흐름도이다.
도 4를 참조하면, RS는 MS로부터 레인징 코드를 수신하면(S300), 수신한 레인징 코드(Ranging Code)의 상태(status)를 체크한다.
먼저, 수신한 레인징 코드의 상태(Status)가 모두 "성공(Success)"이면(S405), RS는 CDMA Alloc IE를 요청하는 메시지를 BS에게 전송한다(S410). CDMA Alloc IE를 요청하는 메시지의 일 예로서, 도 5a에 도시된 종래 IEEE 802.16의 MR_Code-REP 헤더를 이용하거나 도 5b에 도시된 메시지를 이용할 수 있다. BS는 CDMA Alloc IE 요청 메시지를 수신하면, CDMA Alloc IE를 RS에게 전송한다(S415). 이때 BS는 CDMA Alloc IE를 상향링크 맵(UL-MAP)에 포함시켜 RS에게 전송하는 것이 바람직하다.
수신한 레인징 코드들의 일부분의 상태가 "성공(success)"이 아닌 "계속(continue)" 또는 "중지(abort)"이면(S405, S420), RS는 대역 및 CDMA Alloc IE를 요구하는 메시지를 BS에게 전송한다(S425). 본 발명에 따른 BS는 대역 요구 및 CDMA Alloc IE 요청을 각각 별도의 메시지로 BS에게 전송하는 것이 아니라 이를 하나의 메시지로 통합하여 BS에게 전송한다. 이러한 요청 메시지의 일 실시예로서, 도 5b에 도시된 바와 같이 종래의 MR_Code-REP 헤더의 보류된 MSB 및 LSB 필드에 대역 요청 정보를 포함시킨 메시지를 이용할 수 있다. 대역 요구 및 CDMA Alloc IE 요청을 수신한 BS는 RS에게 RNG-RSP를 위한 자원을 할당하고 CDMA Alloc IE를 BS에게 전송한다(S430). CDMA Alloc IE는 UL-MAP을 통해 RS에게 전송되는 것이 바람직하다.
수신한 레인징 코드들의 상태가 모두 "계속" 또는 "중지"이면, RS는 BS에게 대역을 요청하는 메시지를 전송한다(S435). 대역 요청 메시지의 일 예로는 IEEE 802.16에서 정의된 RS BR 헤더를 이용할 수 있다. 대역 요구를 수신한 BS는 RNG- RSP 전송을 위한 하향 링크 대역을 RS에게 할당한다(S440). 자원을 할당받은 RS는 레인징을 다시 수행한다.
도 5a는 종래의 CDMA 할당 요소 정보들을 요구하기 위한 메시지 포맷의 일 예를 도시한 도면이고, 도 5b는 본 발명에 따른 CDMA 할당 요소 정보들을 요구하기 위한 메시지 포맷의 일 예를 도시한 도면이다.
도 5a를 참조하면, 종래 CDMA 할당 요소 정보들을 요구하기 위한 메시지 포맷은 IEEE 802.16j에서 정의된 MR_Code-REP(Mutihop Relay Code Repoter) 헤더이다. MR_Code-REP 헤더는 헤더 타입(Header Type, HT) 필드, 암호 제어 필드(Encryption Control, EC) 필드, 타입(type) 필드, 확장 타입(extended type) 필드, 수신된 BS CDMA 코드들의 수, 보류된(reserved) MSB(Most Significant Bit), 보류된 LSB(Least Significant Bit) 필드, 기본 연결 식별(Basic CID) MSB 필드, 기본 연결 식별 LSB, HCS(Header Check Sequence) 필드로 구성된다.
도 5b를 참조하면, 본 발명에 따른 메시지 포맷은 도 5a에 도시된 종래의 메시지 포맷과 다만, 보류된 MSB 및 LSB를 각각 대역 요구를 위한 필드(500,510)로 사용한다. 따라서, 종래에 MR_Code-REP 및 RS BR 헤더의 두 메시지를 전송하는 대신에 도 5b에 도시된 메시지를 한 번만 전송하여 레인징을 수행할 수 있다.
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, 플로피 디스크, 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 관점에서 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 이동국이 중계국을 통해 기지국에게 자원을 요청하여 할당받는 종래 과정의 일 실시예를 도시한 도면,
도 2는 이동국이 중계국을 통해 기지국과 레인징을 수행하는 종래 과정의 일 실시예를 도시한 도면,
도 3은 본 발명에 따른 중계국의 일 실시예의 구성을 도시한 도면,
도 4는 본 발명에 따른 중계국에서의 레인징 방법의 일 실시예를 도시한 흐름도,
도 5a는 종래의 CDMA 할당 요소 정보들을 요구하기 위한 메시지 포맷의 일 예를 도시한 도면, 그리고,
도 5b는 본 발명에 따른 CDMA 할당 요소 정보들을 요구하기 위한 메시지 포맷의 일 예를 도시한 도면이다.

Claims (8)

  1. 기지국, 중계국 및 적어도 하나 이상의 이동국으로 구성된 이동통신시스템에서 상기 중계국의 레인징 방법에 있어서,
    상기 적어도 하나 이상의 이동국으로부터 수신한 레인징 코드들의 상태를 파악하는 단계;
    상기 레인징 코드들의 일부분의 상태가 "계속" 또는 "중지"이면 CDMA 할당 정보 요소와 대역을 함께 요청하는 메시지를 생성하는 단계; 및
    상기 생성한 메시지를 기지국으로 전송하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 중계국의 레인징 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 CDMA 할당 정보 요소와 대역을 함께 요청하는 메시지에 대응하여 상기 기지국으로부터 레인징 응답 메시지의 전송을 위한 대역을 할당받고 CDMA 할당 정보 요소를 포함하는 상향링크 맵을 수신하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 중계국의 레인징 방법.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 메시지를 생성하는 단계는,
    상기 레인징 코드들의 상태가 모두 "성공"이면 CDMA 할당 정보 요소를 요청하는 메시지를 생성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 중계국의 레인징 방 법.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 메시지를 생성하는 단계는,
    상기 레인징 코드들의 상태가 모두 "계속"이거나 "중지"이면 대역을 요청하는 메시지를 생성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 중계국의 레인징 방법.
  5. 적어도 하나 이상의 이동국으로부터 수신한 레인징 코드들의 상태를 파악하는 레인징 코드 체크부;
    상기 레인징 코드들의 일부분의 상태가 "계속" 또는 "중지"이면 CDMA 할당 정보 요소와 대역을 함께 요청하는 메시지를 생성하는 메시지 생성부; 및
    상기 생성한 메시지를 기지국으로 전송하는 메시지 전송부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 레인징을 수행하는 중계국.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 CDMA 할당 정보 요소와 대역을 함께 요청하는 메시지에 대응하여 상기 기지국으로부터 레인징 응답 메시지의 전송을 위한 대역을 할당받고 CDMA 할당 정보 요소를 포함하는 상향링크 맵을 수신하는 메시지 수신부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레인징을 수행하는 중계국.
  7. 제 5항에 있어서, 상기 메시지 생성부는,
    상기 레인징 코드들의 상태가 모두 "성공"이면 CDMA 할당 정보 요소를 요청하는 메시지를 생성하는 것을 특징으로 하는 레인징을 수행하는 중계국.
  8. 제 5항에 있어서, 상기 메시지 생성부는,
    상기 레인징 코드들의 상태가 모두 "계속"이거나 "중지"이면 대역을 요청하는 메시지를 생성하는 것을 특징으로 하는 레인징을 수행하는 중계국.
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