KR101360394B1 - Apparatus and method for subcarrier allocation in broadband wireless communication system - Google Patents

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Abstract

본 발명은 다중 홉 중계방식을 사용하는 광대역 무선통신시스템의 부채널 할당 장치 및 방법에 관한 것으로서, 기지국과 단말 링크, 기지국과 중계국 링크, 중계국과 단말 링크의 채널 정보를 이용하여 상기 단말까지 1홉으로 전송할 데이터와 2홉으로 전송할 데이터의 자원을 할당하는 자원 할당기와, 상기 자원 할당 정보에 따라 상기 1홉으로 전송할 데이터와 2홉으로 전송할 데이터에 상기 자원을 매핑하는 자원 매핑기와, 상기 자원 매핑된 데이터를 전송하는 송신기를 포함하여, 상기 시스템의 합 용량이 증가하고, 상기 부최적 부채널 할당 방식을 이용하여 부채널 할당 방식의 복잡도를 줄일 수 있는 이점이 있다.The present invention relates to an apparatus and method for allocating subchannels in a broadband wireless communication system using a multi-hop relay method, wherein a channel is assigned to a terminal by using channel information of a base station and a terminal link, a base station and relay station link, and a relay station and terminal link. A resource allocator for allocating data to be transmitted and data to be transmitted at two hops; a resource mapper for mapping the resource to data to be transmitted at one hop and data to be transmitted at two hops according to the resource allocation information; Including a transmitter for transmitting data, the total capacity of the system is increased, and the complexity of the subchannel allocation scheme may be reduced by using the suboptimal subchannel allocation scheme.

다중 홉 중계, 하프 듀플렉스(Half-Duplex), 중계국, 부채널 할당 Multi-hop relay, half duplex, relay station, subchannel assignment

Description

다중 홉 중계방식을 사용하는 광대역 무선 통신시스템의 부채널 할당 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR SUBCARRIER ALLOCATION IN BROADBAND WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}Apparatus and method for subchannel allocation in broadband wireless communication system using multi-hop relay method {APPARATUS AND METHOD FOR SUBCARRIER ALLOCATION IN BROADBAND WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}

도 1은 일반적인 다중 홉 중계방식을 사용하는 광대역 무선통신시스템의 구성을 도시하는 도면,1 is a diagram showing the configuration of a broadband wireless communication system using a general multi-hop relay method;

도 2는 본 발명에 따른 다중 홉 중계방식을 사용하는 광대역 무선통신시스템의 구성을 도시하는 도면,2 is a diagram showing the configuration of a broadband wireless communication system using a multi-hop relay method according to the present invention;

도 3은 본 발명에 따른 다중 홉 중계방식을 사용하는 광대역 무선통신시스템에서 기지국의 블록구성을 도시하는 도면,3 is a block diagram of a base station in a broadband wireless communication system using a multi-hop relay method according to the present invention;

도 4는 본 발명에 따른 다중 홉 중계방식을 사용하는 광대역 무선통신시스템의 기지국에 할당되는 부채널을 도시하는 도면,4 is a diagram illustrating a subchannel allocated to a base station of a broadband wireless communication system using a multi-hop relay method according to the present invention;

도 5는 본 발명에 따른 다중 홉 중계방식을 사용하는 광대역 무선통신시스템에서 중계국의 블록구성을 도시하는 도면,5 is a block diagram of a relay station in a broadband wireless communication system using a multi-hop relay method according to the present invention;

도 6은 본 발명에 따른 다중 홉 중계방식을 사용하는 광대역 무선통신시스템의 중계국에 할당되는 부채널을 도시하는 도면,6 is a diagram illustrating a subchannel allocated to a relay station of a broadband wireless communication system using a multi-hop relay method according to the present invention;

도 7은 본 발명에 따른 다중 홉 중계방식을 사용하는 광대역 무선통신시스템 에서 단말의 블록구성을 도시하는 도면,7 is a block diagram of a terminal in a broadband wireless communication system using a multi-hop relay method according to the present invention;

도 8은 본 발명에 따른 다중 홉 중계방식을 사용하는 광대역 무선통신시스템의 단말에 할당되는 부채널을 도시하는 도면, 8 is a diagram illustrating a subchannel allocated to a terminal of a broadband wireless communication system using a multi-hop relay method according to the present invention;

도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 다중 홉 중계방식을 사용하는 광대역 무선통신시스템에서 부채널 할당 절차를 도시하는 도면, 9 is a diagram illustrating a subchannel allocation procedure in a broadband wireless communication system using a multi-hop relay method according to an embodiment of the present invention;

도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 다중 홉 중계방식을 사용하는 광대역 무선통신시스템에서 기지국의 동작 절차를 도시하는 도면,10 is a diagram illustrating an operation procedure of a base station in a broadband wireless communication system using a multi-hop relay method according to an embodiment of the present invention;

도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 다중 홉 중계방식을 사용하는 광대역 무선통신시스템에서 중계국의 동작 절차를 도시하는 도면,11 is a diagram illustrating an operation procedure of a relay station in a broadband wireless communication system using a multi-hop relay method according to an embodiment of the present invention;

도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 다중 홉 중계방식을 사용하는 광대역 무선통신시스템에서 단말의 동작 절차를 도시하는 도면, 및12 is a diagram illustrating an operation procedure of a terminal in a broadband wireless communication system using a multi-hop relay method according to an embodiment of the present invention; and

도 13은 본 발명의 실시 예에 따른 다중 홉 중계방식을 사용하는 광대역 무선통신시스템의 성능 그래프를 도시하는 도면.FIG. 13 is a diagram illustrating a performance graph of a broadband wireless communication system using a multi-hop relay method according to an exemplary embodiment of the present invention. FIG.

본 발명은 다중 홉 중계방식을 사용하는 광대역 무선통신시스템에 관한 것으로서, 특히, 상기 다중 홉 중계방식을 사용하는 광대역 무선통신시스템에서 전송 용량을 최대화하기 위한 부채널 할당 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a broadband wireless communication system using a multi-hop relay method, and more particularly, to an apparatus and method for allocating subchannels for maximizing transmission capacity in a broadband wireless communication system using the multi-hop relay method.

무선 이동통신 시장의 급성장으로 인하여 무선 환경에서 다양한 멀티미디어 서비스가 요구된다. 따라서, 4세대 이동통신 시스템은 고속 통신을 가능하게 하고 더 많은 통화량을 수용하기 위하여 반경이 매우 작은 셀들이 설치된다. 이러한 무선 네트워크는 분산적으로 제어되고 구축되면서도, 새로운 기지국(Base station)의 추가와 같은 환경 변화에 능동적으로 대처할 수 있어야 한다. 상술한 이유로 4세대 이동통신 시스템에서는 자율적 적응형 무선 네트워크의 구성이 요구된다. Due to the rapid growth of the wireless mobile communication market, various multimedia services are required in a wireless environment. Therefore, the fourth generation mobile communication system is provided with cells of very small radius in order to enable high speed communication and to accommodate more traffic. While such wireless networks must be distributed and controlled, they must be able to actively respond to environmental changes, such as the addition of new base stations. For the reasons described above, the 4G mobile communication system requires the configuration of an autonomous adaptive wireless network.

상기 4세대 이동통신 시스템에서 요구되는 상기 자율적 적응형 무선 네트워크를 구현하기 위해 기지국과 단말 사이에 신호를 중계하는 중계국을 이용하는 다중 홉 중계방식을 사용하는 무선 통신시스템의 연구가 진행되고 있다.In order to implement the autonomous adaptive wireless network required in the 4th generation mobile communication system, a research on a wireless communication system using a multi-hop relay method using a relay station which relays a signal between a base station and a terminal is being conducted.

즉, 상기 다중 홉 중계방식을 사용하는 광대역 무선통신시스템은 상기 중계국을 이용하여 주변 환경변화에 대해 빠르게 네트워크를 재구성할 수 있으며, 전체 무선망을 보다 효율적으로 운용할 수 있게 된다. 또한, 상기 다중 홉 중계 기법은 상기 기지국과 단말 사이에 중계국을 설치하여 상기 중계국을 통한 다중 홉 중계 경로를 구성함으로써, 채널 상태가 보다 우수한 무선 채널을 상기 단말에 제공할 수 있다. 더욱이 상기 광대역 무선통신시스템은 상기 다중 홉 중계 경로를 이용하여 음영 지역과 같이 상기 기지국과 통신을 수행할 수 없는 지역의 단말들에 고속의 데이터 채널을 제공할 수 있어, 셀 영역을 확장시킬 수 있다.That is, the broadband wireless communication system using the multi-hop relay method can quickly reconfigure the network in response to changes in the surrounding environment by using the relay station, and can operate the entire wireless network more efficiently. In addition, the multi-hop relay scheme may provide a wireless channel having a better channel state by providing a relay station between the base station and the terminal to configure a multi-hop relay path through the relay station. In addition, the broadband wireless communication system can provide a high-speed data channel to terminals in a region that cannot communicate with the base station, such as a shaded region, by using the multi-hop relay path, thereby expanding a cell area. .

도 1은 일반적인 다중 홉 중계방식을 사용하는 광대역 무선통신시스템의 구성을 도시하고 있다.1 illustrates a configuration of a broadband wireless communication system using a general multi-hop relay method.

상기 도 1에 도시된 바와 같이 기지국(100)은 서비스 영역에 포함되는 단말 과 직접 링크로 연결한다. 반면에, 상기 기지국(100)은 서비스 영역 밖에 위치하거나 서비스 영역 외곽에 위치하여 채널 상태가 열악한 단말들(120, 130, 140)과 중계국(110)을 통해 중계 링크로 연결한다.As shown in FIG. 1, the base station 100 connects directly with a terminal included in a service area. On the other hand, the base station 100 is located outside the service area or outside the service area and connects to the relay link through the terminal (120, 130, 140) having a poor channel state through the relay station 110.

즉, 상기 기지국(100)은 서비스 영역의 외곽 또는 건물 등에 의해 차폐현상이 심한 음영지역에 위치하여 채널 상태가 열악한 단말들(120, 130, 140)에 상기 중계국(110)을 이용하여 더욱 우수한 무선 채널을 제공할 수 있다. 이때 상기 중계국은 수신된 신호를 단순히 증폭하여 재전송하는 증폭 전송(Amplify and Forward) 방식과 수신 신호를 복조 및 복호화한 후, 다시 변조 및 부호화하여 전송하는 복호 전송(Decode and Forward) 방식으로 운용될 수 있다.That is, the base station 100 is located in a shaded area where shielding is severe due to the outside of a service area or a building, so that the relay station 110 is better used for the terminals 120, 130, and 140 having poor channel conditions. A channel can be provided. In this case, the RS may be operated by an amplify and forward method of simply amplifying and retransmitting a received signal and a decode and forward method of demodulating and decoding a received signal, and then modulating and encoding and transmitting the received signal again. have.

상기 다중 홉 중계방식을 사용하는 광대역 무선통신시스템의 중계국이 상기 증폭 전송 방식을 사용하는 경우, 상기 중계국은 각 데이터 스트림들을 수신하는 주파수 대역과 송신하는 주파수 대역이 동일해야한다. 만일, 상기 광대역 무선통신시스템의 송신 주파수 대역과 수신 주파수 대역이 다르게 할당되는 경우, 상기 중계국은 수신 주파수 대역의 수와 송신 주파수 대역의 수가 동일해야한다. 따라서, 상기 증폭 전송 방식을 사용하는 중계국은 주파수 활용 상의 자유도를 제약하게 되므로, 주파수 사용 효율이 감소한다.When the relay station of the broadband wireless communication system using the multi-hop relay method uses the amplification transmission method, the relay station should have the same frequency band for receiving each data stream and transmitting frequency band. If the transmission frequency band and the reception frequency band of the broadband wireless communication system are allocated differently, the relay station should have the same number of reception frequency bands and transmission frequency bands. Therefore, the relay station using the amplified transmission scheme restricts the degree of freedom in frequency utilization, thereby reducing the frequency usage efficiency.

또한, 상기 중계국이 복호 전송방식을 사용하는 경우, 상기 중계국은 상기 기지국으로부터 여러 사용자들의 스트림이 한꺼번에 긴 채널 부호로 부호화된 신호를 다수의 부채널을 통해 수신받는다. 이후, 상기 중계국은 상기 긴 채널 부호로 부호화된 신호를 복호하여 사용자 데이터 스트림 별로 각각 짧은 길이의 채널 부호 로 부호화하여 다수의 부채널을 사용하여 각 단말로 전송한다. 이때, 상기 복호 전송 방식의 중계국은 기지국과 중계국 링크에 할당한 부채널 및 그 개수를 상기 중계국과 단말 링크에 할당된 부채널 및 그 개수가 일치시켜야 한다. 따라서, 상기 복호 전송 방식의 중계국은 주파수 활용 상의 자유도를 보장하여 주파수 사용 효율을 향상시킬 수 있다.In addition, when the RS uses a decoding transmission scheme, the RS receives a signal encoded by a long channel code from a plurality of user streams at once through a plurality of subchannels. Subsequently, the RS decodes the signal encoded with the long channel code, encodes the short coded channel code for each user data stream, and transmits the same to the MS using a plurality of subchannels. In this case, the RS in the decoding transmission method must match the number of subchannels allocated to the BS and the RS link and the number of subchannels allocated to the RS and the UE link. Therefore, the RS of the decoding transmission method can improve the frequency use efficiency by guaranteeing the degree of freedom in frequency utilization.

하지만, 상기 다중 홉 중계방식을 사용하는 광대역 무선통신시스템이 상기 중계국을 사용하는 경우, 상기 기지국은 상기 중계국을 거쳐 2홉(hop)으로 상기 단말에게 신호를 전송한다. 반대로 상기 단말도 상기 중계국을 거쳐 2홉으로 상기 기지국에게 신호를 전송한다. 이 경우, 상기 광대역 무선통신시스템은 상기 기지국과 중계국 링크와 중계국과 단말 링크에 각각 부채널을 할당해야 하므로 주파수 사용 효율이 반으로 감소하는 문제점이 발생한다.However, when the broadband wireless communication system using the multi-hop relay method uses the relay station, the base station transmits a signal to the terminal in two hops through the relay station. In contrast, the terminal also transmits a signal to the base station through the relay station in two hops. In this case, the broadband wireless communication system needs to allocate a subchannel to the base station, the relay station link, and the relay station and the terminal link, respectively, which causes a problem that the frequency use efficiency is reduced by half.

따라서, 상기 문제점을 해결하기 위해 본 발명의 목적은 다중 홉 중계방식을 사용하는 광대역 무선통신시스템에서 하프 듀플렉스(Half Duplex) 방식을 사용하여 주파수 효율을 높이기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다Accordingly, an object of the present invention to solve the above problems is to provide an apparatus and method for improving the frequency efficiency by using the half duplex method in a broadband wireless communication system using a multi-hop relay method.

본 발명의 다른 목적은 다중 홉 중계방식을 사용하는 광대역 무선통신시스템에서 하프 듀플렉스 방식을 사용하는 경우, 전송 용량을 최적화하기 위한 부채널 할당 장치 및 방법을 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide a subchannel allocation apparatus and method for optimizing a transmission capacity when using a half duplex scheme in a broadband wireless communication system using a multi-hop relay scheme.

상기 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 견지에 따르면, 다중 홉 중계 방식을 사용하는 광대역 무선통신시스템의 기지국 장치는, 기지국과 단말 링크, 기지국과 중계국 링크, 중계국과 단말 링크의 채널 정보를 이용하여 상기 단말까지 1홉으로 전송할 데이터와 2홉으로 전송할 데이터의 자원을 할당하는 자원 할당기와, 상기 자원 할당 정보에 따라 상기 1홉으로 전송할 데이터와 2홉으로 전송할 데이터에 상기 자원을 매핑하는 자원 매핑기와, 상기 자원 매핑된 데이터를 전송하는 송신기를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.According to a first aspect of the present invention for achieving the above objects, a base station apparatus of a broadband wireless communication system using a multi-hop relay method, using the channel information of the base station and the terminal link, the base station and relay station link, the relay station and the terminal link A resource allocator for allocating data of data to be transmitted in one hop and data to be transmitted in two hops to the terminal; and mapping the resource to data to be transmitted in one hop and data to be transmitted in two hops according to the resource allocation information. And a transmitter for transmitting the resource-mapped data.

본 발명의 제 2 견지에 따르면, 다중 홉 중계방식을 사용하는 광대역 무선통신시스템에서 기지국의 동작 방법은, 기지국과 단말 링크, 기지국과 중계국 링크, 중계국과 단말 링크의 채널 정보를 이용하여 상기 단말까지 1홉으로 전송할 데이터와 2홉으로 전송할 데이터의 자원을 할당하는 과정과, 상기 자원할당 정보에 따라 상기 단말까지 1홉으로 전송할 데이터와 상기 중계국을 거쳐 2홉으로 전송할 데이터를 포함하는 제 1 프레임을 구성하는 과정과, 상기 자원할당 정보에 따라 상기 단말까지 1홉으로 전송할 데이터를 포함하는 제 2 프레임을 구성하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.According to a second aspect of the present invention, a method of operating a base station in a broadband wireless communication system using a multi-hop relay method includes a base station and a terminal link, a base station and relay station link, and a relay station and terminal link to channel information to the terminal. Allocating resources of data to be transmitted in one hop and data to be transmitted in two hops; and a first frame including data to be transmitted in one hop to the terminal and data to be transmitted in two hops through the relay station according to the resource allocation information. And a second frame including data to be transmitted in one hop to the terminal according to the resource allocation information.

본 발명의 제 3 견지에 있어서, 다중 홉 중계방식을 사용하는 광대역 무선통신시스템의 단말 장치는, 기지국으로부터 수신되는 자원할당 정보를 확인하는 자원할당 정보 확인부와, 상기 자원할당 정보에 따라 상기 기지국으로부터 1홉으로 전송되는 데이터와, 상기 중계국을 거쳐 2홉으로 전송되는 데이터를 수신하는 수신부를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to a third aspect of the present invention, a terminal apparatus of a broadband wireless communication system using a multi-hop relay system includes: a resource allocation information confirmation unit for confirming resource allocation information received from a base station; and the base station according to the resource allocation information. It characterized in that it comprises a receiving unit for receiving data transmitted in one hop from, and data transmitted in two hops through the relay station.

본 발명의 제 4 견지에 있어서, 다중 홉 중계방식을 사용하는 광대역 무선통 신시스템에서 단말의 동작방법은, 기지국으로부터 수신되는 자원할당 정보를 확인하는 과정과, 상기 자원할당 정보에 따라 상기 기지국으로부터 1홉으로 전송되는 데이터와, 상기 중계국을 거쳐 2홉으로 전송되는 데이터를 수신하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.According to a fourth aspect of the present invention, a method of operating a terminal in a broadband wireless communication system using a multi-hop relay method includes: checking resource allocation information received from a base station; And receiving data transmitted in one hop and data transmitted in two hops through the relay station.

본 발명의 제 5 견지에 있어서, 다중 홉 중계서비스를 지원하기 위한 광대역 무선통신시스템은, 기지국과 단말 및 중계국 사이 링크들의 채널 정보에 따라 자원을 할당하여 제 1 프레임을 통해 상기 단말까지 1홉으로 전송할 데이터와 상기 중계국을 거쳐 2홉으로 전송할 데이터를 전송하고, 제 2 프레임을 이용하여 상기 단말까지 1홉으로 전송할 데이터를 전송하는 기지국과, 상기 자원 할당 정보에 따라 상기 제 1 프레임을 통해 상기 기지국으로부터 데이터를 수신받고, 상기 제 2 프레임을 통해 상기 수신 데이터를 상기 단말로 전송하는 중계국과, 상기 자원할당 정보에 따라 상기 제 1 프레임과 제 2 프레임을 통해 상기 기지국으로부터 1홉으로 전송되는 데이터와, 상기 제 2 프레임을 통해 상기 중계국을 거쳐 2홉으로 전송되는 데이터를 수신하는 단말을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.According to a fifth aspect of the present invention, a broadband wireless communication system for supporting a multi-hop relay service allocates resources according to channel information of links between a base station, a terminal, and a relay station to one terminal to the terminal through a first frame. A base station transmitting data to be transmitted in two hops through the relay station and data to be transmitted, and transmitting data to be transmitted in one hop to the terminal using a second frame; and the base station through the first frame according to the resource allocation information. A relay station receiving data from the base station and transmitting the received data to the terminal through the second frame, and data transmitted from the base station through the first frame and the second frame to one hop according to the resource allocation information; And a terminal receiving data transmitted in two hops through the relay station through the second frame. It is characterized in that comprises.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단 된 경우 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

이하 본 발명은 다중 홉 중계방식을 사용하는 광대역 무선통신시스템에서 전송 용량을 최대화하기 위한 부채널 할당 기술에 대해 설명한다. 이하 설명은 직교 주파수 분할 다중 접속(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 방식을 사용하는 광대역 무선통신시스템을 예를 들어 설명하지만, 다른 통신 방식의 광대역 무선통신 시스템에도 동일하게 적용할 수 있다.Hereinafter, a description will be given of a subchannel allocation technique for maximizing transmission capacity in a broadband wireless communication system using a multi-hop relay method. In the following description, a wideband wireless communication system using an Orthogonal Frequency Division Multiple Access method is described as an example, but the same may be applied to a wideband wireless communication system having another communication method.

이하 설명은 상기 광대역 무선통신시스템은 기지국과 단말 링크와 기지국과 중계국 링크 및 중계국과 단말 링크의 채널 상태에 따라 상기 단말로 전송하는 신호를 1홉 또는 2홉으로 전송하는 하프 듀플렉스(Half Duplex) 방식을 사용한다. 여기서, 상기 하프 듀플렉스 방식에서 2홉으로 전송되는 신호를 상기 중계국에서 복호 전송(Decode and Forward) 방식을 사용하는 것으로 가정하여 설명한다. Hereinafter, the broadband wireless communication system is a half duplex scheme in which a signal transmitted to the terminal is transmitted in one hop or two hops according to the channel state of the base station, the terminal link, the base station, the relay station link, and the relay station and the terminal link. Use Here, it is assumed that a signal transmitted in two hops in the half duplex method uses a decode and forward method in the RS.

도 2는 본 발명에 따른 다중 홉 중계방식을 사용하는 광대역 무선통신시스템의 구성을 도시하고 있다.2 is a block diagram of a broadband wireless communication system using a multi-hop relay method according to the present invention.

상기 도 2에 도시된 바와 같이 기지국(200)은 채널 상황이 좋은 단말(250)로 1홉 링크를 통해 데이터를 전송한다. 또한, 상기 기지국(200)은 채널 상황이 열악한 단말들에게는 상기 중계국들(210, 220, 230)을 통해 데이터를 전송한다.As shown in FIG. 2, the base station 200 transmits data through the 1-hop link to the terminal 250 having a good channel condition. In addition, the base station 200 transmits data through the relay stations 210, 220, 230 to the terminal having a poor channel condition.

만일, 단말 1(240)의 채널 상황이 좋으면, 상기 기지국(200)은 전송 데이터의 일부를 1홉 링크로 상기 단말 1(240)로 전송하고, 나머지 데이터는 상기 중계국1(210)을 통해 2홉 링크로 상기 단말 1(240)로 전송한다. 여기서, 상기 광대역 무선통신시스템은 j번째 프레임을 이용하여 상기 기지국(200)에서 1홉 링크를 통해 단말 또는 중계국으로 전송하는 데이터를 포함한다. 또한, 상기 광대역 무선통신시 스템은 (j+1)번째 프레임을 이용하여 상기 기지국(200)이 1홉 링크를 통해 단말로 전송하는 데이터와 상기 중계국들(210, 220, 230)이 상기 단말들(240, 260)로 전송하는 데이터를 포함한다. 이때, 상기 j번째 프레임과 (j+1)번째 프레임은 주파수 자원 또는 시간 자원으로 분할된다.If the channel condition of the terminal 1 240 is good, the base station 200 transmits a part of transmission data to the terminal 1 240 through a 1-hop link, and the remaining data is transmitted through the relay station 1 210. It transmits to the terminal 1 240 on a hop link. Here, the broadband wireless communication system includes data transmitted from the base station 200 to the terminal or the relay station through the 1-hop link by using the j-th frame. In addition, the broadband wireless communication system transmits data transmitted from the base station 200 to the terminal through a 1-hop link using the (j + 1) th frame, and the relay stations 210, 220, and 230 transmit the data to the terminals. Data to be transmitted to (240, 260). In this case, the j th frame and the (j + 1) th frame are divided into frequency resources or time resources.

이하 설명은 상기 광대역 무선 통신시스템이 하프 듀플렉스 방식을 사용하는 경우, 기지국과 중계국 및 단말의 블록 구성에 대해 설명한다. Hereinafter, a description will be given of a block configuration of a base station, a relay station, and a terminal when the broadband wireless communication system uses a half duplex scheme.

도 3은 본 발명에 따른 다중 홉 중계방식을 사용하는 광대역 무선통신시스템에서 기지국의 블록구성을 도시하고 있다.3 is a block diagram of a base station in a broadband wireless communication system using a multi-hop relay method according to the present invention.

상기 도 3에 도시된 바와 같이 상기 기지국은 부호기(301), 변조기(303), 자원 매핑기(305), 자원 할당기(307), 피드백 수신기(309) 및 OFDM 변조기(311), RF 처리기(313)를 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 3, the base station includes an encoder 301, a modulator 303, a resource mapper 305, a resource allocator 307, a feedback receiver 309, an OFDM modulator 311, and an RF processor ( 313).

상기 부호기(301)는 단말 또는 중계국으로 전송할 데이터를 미리 정해진 부호율에 따라 부호화하여 출력한다. 상기 변조기(303)는 상기 부호기(301)로부터 제공받은 데이터를 미리 정해진 변조방식에 따라 변조하여 출력한다. The encoder 301 encodes and outputs data to be transmitted to a terminal or relay station according to a predetermined code rate. The modulator 303 modulates and outputs data provided from the encoder 301 according to a predetermined modulation scheme.

상기 자원 매핑기(305)는 상기 자원 할당기(307)로부터 제공받은 부채널 할당 정보에 따라 상기 변조기(303)로부터 제공받은 데이터에 해당 부채널을 할당한다. 예를 들어, 상기 자원 매핑기(305)는 하기 도 4에 도시된 바와 같이 상기 자원 할당기(307)로부터 제공받은 부채널 할당 정보에 따라 상기 전송할 데이터에 대한 부채널을 할당한다.The resource mapper 305 allocates a corresponding subchannel to data provided from the modulator 303 according to the subchannel allocation information provided from the resource allocator 307. For example, the resource mapper 305 allocates a subchannel for the data to be transmitted according to the subchannel allocation information provided from the resource allocator 307 as shown in FIG. 4.

도 4는 본 발명에 따른 다중 홉 중계방식을 사용하는 광대역 무선통신시스템의 기지국에 할당되는 부채널을 도시하고 있다.4 illustrates a subchannel allocated to a base station of a broadband wireless communication system using a multi-hop relay method according to the present invention.

상기 도 4에 도시된 바와 같이 상기 기지국은 1홉으로 전송할 데이터와 2홉으로 전송할 데이터를 구분한다. 또한, 상기 1홉으로 전송할 데이터를 j번째 프레임에 전송할 데이터와 (j+1)번째 프레임에 전송할 데이터로 구분하여 각각의 데이터를 상기 부호기(301)와 변조기(303)에서 부호화한다. 이후, 상기 자원 매핑기(305)는 상기 자원 할당기(307)로부터 제공받은 부채널 할당 정보에 따라 상기 j번째 프레임에 포함된 1홉으로 전송할 데이터와 상기 (j+1)번째 프레임에 포함된 1홉으로 전송할 데이터 및 2홉으로 전송할 데이터의 부채널을 할당한다. As shown in FIG. 4, the base station distinguishes data to be transmitted in one hop and data to be transmitted in two hops. In addition, the data to be transmitted in the first hop is divided into data to be transmitted in the j-th frame and data to be transmitted in the (j + 1) th frame, and each data is encoded by the encoder 301 and the modulator 303. Thereafter, the resource mapper 305 transmits data to the first hop included in the j th frame and the (j + 1) th frame included in the j th frame according to the subchannel allocation information provided from the resource allocator 307. Subchannels of data to be transmitted in one hop and data to be transmitted in two hops are allocated.

상기 자원 할당기(307)는 상기 피드백 수신기(309)로부터 제공받은 기지국과 중계국 링크, 기지국과 단말 링크 및 중계국과 단말 링크의 채널 정보를 이용하여 데이터를 전송하기 위한 용량이 최적이 되도록 데이터들을 전송하기 위한 부채널을 할당한다.The resource allocator 307 transmits data such that the capacity for transmitting data is optimal using channel information of the base station and the relay station link, the base station and the terminal link, and the relay station and the terminal link provided from the feedback receiver 309. Allocates subchannels for

상기 피드백 수신기(309)는 상기 중계국과 단말로부터 수신되는 기지국과 중계국 링크, 기지국과 단말 링크 및 중계국과 단말 링크의 채널 정보를 수집하여 상기 자원 할당기(307)로 제공한다.The feedback receiver 309 collects channel information of the base station and the relay station link, the base station and the terminal link, and the relay station and the terminal link received from the relay station and the terminal, and provides them to the resource allocator 307.

상기 OFDM변조기(311)는 상기 자원 매핑기(305)로부터 제공받은 데이터를 역 고속 푸리에 변환(Inverse Fast Fourier Transform)하여 샘플데이터(OFDM심볼)를 출력한다. The OFDM modulator 311 outputs sample data (OFDM symbols) by performing an inverse fast Fourier transform on the data provided from the resource mapper 305.

상기 RF처리기(313)는 상기 OFDM 변조기(311)로부터 제공받은 기저대역 신호 를 RF(Radio Frequency)신호로 변환하여 안테나를 통해 송신한다.The RF processor 313 converts the baseband signal provided from the OFDM modulator 311 into an RF (Radio Frequency) signal and transmits the same through an antenna.

도 5는 본 발명에 따른 다중 홉 중계방식을 사용하는 광대역 무선통신시스템에서 중계국의 블록구성을 도시하고 있다.5 is a block diagram of a relay station in a broadband wireless communication system using a multi-hop relay method according to the present invention.

상기 도 5에 도시된 바와 같이 상기 중계국은 수신단(500), 송신단(520) 및 자원할당 정보 확인부(530)를 포함하여 구성된다.As illustrated in FIG. 5, the RS includes a receiver 500, a transmitter 520, and a resource allocation information checker 530.

상기 자원할당 정보 확인부(530)는 상기 기지국으로부터 제공받은 자원할당 정보를 확인하여 저장한다. 즉, 상기 자원할당 정보 확인부(530)는 상기 자원할당 정보를 확인하여 상기 기지국으로부터 수신받는 데이터의 자원 할당 정보를 상기 수신단(500)으로 전송한다. 또한, 상기 자원할당 정보 확인부(530)는 상기 자원할당 정보를 확인하여 상기 단말로 데이터를 전송할 자원 할당 정보를 상기 송신단(520)으로 전송한다.The resource allocation information checking unit 530 checks and stores the resource allocation information provided from the base station. That is, the resource allocation information checking unit 530 checks the resource allocation information and transmits resource allocation information of the data received from the base station to the receiving terminal 500. In addition, the resource allocation information checking unit 530 checks the resource allocation information and transmits resource allocation information to transmit data to the terminal to the transmitting end 520.

상기 수신단(500)은 RF처리기(501), OFDM 복조기(503), 자원 디매핑기(505), 복조기(507), 복호기(509) 및 채널 추정기(511)를 포함하여 구성된다.The receiver 500 includes an RF processor 501, an OFDM demodulator 503, a resource demapper 505, a demodulator 507, a decoder 509, and a channel estimator 511.

상기 RF처리기(501)는 안테나를 통해 수신되는 RF(Radio Frequency)신호를 기저대역 아날로그 신호로 변환한다. 상기 OFDM복조기(503)는 RF처리기(501)로부터 제공받은 샘플데이터를 고속 푸리에 변환(Fast Fourier Transform)하여 주파수 영역의 데이터를 출력한다.The RF processor 501 converts a radio frequency (RF) signal received through an antenna into a baseband analog signal. The OFDM demodulator 503 performs fast Fourier transform on the sample data provided from the RF processor 501 and outputs data in the frequency domain.

상기 자원 디매핑기(505)는 상기 자원할당 정보 확인부(530)로부터 제공받은 상기 중계국의 자원 할당 정보에 따라 수신되는 프레임에서 상기 중계국에 해당하 는 데이터를 검출한다.The resource demapper 505 detects data corresponding to the relay station in a frame received according to the resource allocation information of the relay station provided from the resource allocation information checking unit 530.

상기 복조기(507)는 상기 자원 디매핑기(505)로부터 제공받은 데이터를 미리 정해진 변조방식에 따라 복조(demodulation)하여 출력한다. 상기 복호기(509)는 상기 복조기(507)로부터 제공받은 데이터를 해당 부호율에 따라 복호(decoding)하여 데이터를 복원한다.The demodulator 507 demodulates and outputs data provided from the resource demapper 505 according to a predetermined modulation scheme. The decoder 509 decodes the data provided from the demodulator 507 according to the code rate to restore the data.

상기 채널추정기(511)는 상기 RF처리기(501)로부터 제공받은 수신신호를 이용하여 기지국과 중계국 링크의 채널을 추정하여 상기 기지국으로 상기 채널 정보를 피드백한다.The channel estimator 511 estimates the channel of the base station and the relay station link using the received signal provided from the RF processor 501 and feeds back the channel information to the base station.

상기 송신단(520)은 부호기(521), 변조기(523), 자원 매핑기(525), OFDM 변조기(527) 및 RF 처리기(529)를 포함하여 구성된다.The transmitter 520 includes an encoder 521, a modulator 523, a resource mapper 525, an OFDM modulator 527, and an RF processor 529.

상기 부호기(521)는 상기 수신단(500)에서 상기 단말로 전송할 데이터를 제공받아 미리 정해진 부호율에 따라 부호화하여 출력한다. 상기 변조기(523)는 상기 부호기(521)로부터 제공받은 데이터를 미리 정해진 변조방식에 따라 변조하여 출력한다. The encoder 521 receives data to be transmitted from the receiver 500 to the terminal, encodes the data according to a predetermined code rate, and outputs the encoded data. The modulator 523 modulates the data provided from the encoder 521 according to a predetermined modulation scheme and outputs the modulated data.

상기 자원 매핑기(525)는 상기 자원할당 정보 확인부(530)로부터 제공받은 부채널 할당 정보에 따라 상기 변조기(523)로부터 제공받은 데이터에 해당 부채널을 할당한다. 예를 들어, 상기 자원 매핑기(525)는 하기 도 6에 도시된 바와 같이 상기 자원할당 정보 확인부(530)로부터 제공받은 부채널 할당 정보에 따라 상기 전송할 데이터들에 대한 부채널을 할당한다.The resource mapper 525 allocates a corresponding subchannel to data provided from the modulator 523 according to the subchannel allocation information provided from the resource allocation information checking unit 530. For example, the resource mapper 525 allocates a subchannel for the data to be transmitted according to the subchannel allocation information provided from the resource allocation information checking unit 530 as shown in FIG. 6.

도 6은 본 발명에 따른 다중 홉 중계방식을 사용하는 광대역 무선통신시스템의 중계국에 할당되는 부채널을 도시하고 있다.6 shows a subchannel allocated to a relay station of a broadband wireless communication system using a multi-hop relay method according to the present invention.

상기 도 6에 도시된 바와 같이 상기 중계국은 상기 수신단(500)에서 확인된 데이터를 상기 부호기(521)와 변조기(523)에서 부호화한다. 이후, 상기 자원 매핑기(525)는 상기 변조기(523)로부터 제공받은 데이터를 상기 자원할당 정보 확인부(530)로부터 제공받은 부채널 할당 정보에 따라 (j+1)번째 프레임의 부채널을 할당한다. As shown in FIG. 6, the RS encodes data confirmed by the receiver 500 by the encoder 521 and the modulator 523. Thereafter, the resource mapper 525 allocates the subchannel of the (j + 1) th frame based on the subchannel allocation information provided from the resource allocation information checking unit 530 to the data provided from the modulator 523. do.

상기 OFDM변조기(527)는 상기 자원 매핑기(525)로부터 제공받은 데이터를 역 고속 푸리에 변환(Inverse Fast Fourier Transform)하여 샘플데이터(OFDM심볼)를 출력한다. The OFDM modulator 527 outputs sample data (OFDM symbols) by performing inverse fast Fourier transform on the data provided from the resource mapper 525.

상기 RF처리기(529)는 상기 OFDM 변조기(527)로부터 제공받은 기저대역 신호를 RF(Radio Frequency)신호로 변환하여 안테나를 통해 송신한다.The RF processor 529 converts the baseband signal provided from the OFDM modulator 527 into a radio frequency (RF) signal and transmits the same through an antenna.

도 7은 본 발명에 따른 다중 홉 중계방식을 사용하는 광대역 무선통신시스템에서 단말의 블록구성을 도시하고 있다.7 is a block diagram of a terminal in a broadband wireless communication system using a multi-hop relay method according to the present invention.

상기 도 7에 도시된 바와 같이 상기 단말은 RF처리기(701), OFDM 복조기(703), 자원디매핑기(705), 복조기(707), 복호기(709) 및 채널 추정기(711)를 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 7, the terminal includes an RF processor 701, an OFDM demodulator 703, a resource demapper 705, a demodulator 707, a decoder 709, and a channel estimator 711. do.

상기 RF처리기(701)는 안테나를 통해 수신되는 RF(Radio Frequency)신호를 기저대역 아날로그 신호로 변환한다. 상기 OFDM복조기(703)는 RF처리기(701)로부터 제공받은 샘플데이터를 고속 푸리에 변환(Fast Fourier Transform)하여 주파수 영역의 데이터를 출력한다.The RF processor 701 converts a radio frequency (RF) signal received through an antenna into a baseband analog signal. The OFDM demodulator 703 outputs data in the frequency domain by fast Fourier transforming the sample data provided from the RF processor 701.

상기 자원 디매핑기(705)는 상기 기지국으로부터 제공받은 자원할당 정보에 따라 수신되는 프레임에서 상기 단말에 해당하는 데이터를 검출한다. 예를 들어, 상기 자원 디 매핑기(705)는 하기 도 8에 도시된 바와 같이 상기 j번째 프레임과 (j+1)번째 프레임에서 상기 단말에 해당하는 데이터를 검출한다. 여기서, 상기 자원 디매핑기(705)는 미 도시되었지만, 상기 기지국으로부터 제공받은 자원할당 정보를 확인 및 저장하는 자원할당 정보 확인부로부터 상기 자원할당 정보를 제공받는다.The resource demapper 705 detects data corresponding to the terminal in a frame received according to the resource allocation information provided from the base station. For example, the resource demapper 705 detects data corresponding to the terminal in the j th frame and the (j + 1) th frame as shown in FIG. 8. Here, although not shown, the resource demapper 705 is provided with the resource allocation information from a resource allocation information checking unit for checking and storing the resource allocation information provided from the base station.

도 8은 본 발명에 따른 다중 홉 중계방식을 사용하는 광대역 무선통신시스템의 단말에 할당되는 부채널을 도시하고 있다.8 illustrates a subchannel allocated to a terminal of a broadband wireless communication system using a multi-hop relay method according to the present invention.

상기 도 8에 도시된 바와 같이 상기 자원 디매핑기(705)는 상기 기지국으로부터 제공받은 자원할당 정보에 따라 상기 j번째 프레임과 상기 (j+1)번째 프레임을 통해 상기 기지국과 중계국으로부터 제공받은 데이터를 확인한다.As illustrated in FIG. 8, the resource demapper 705 receives data provided from the base station and the relay station through the j th frame and the (j + 1) th frame according to the resource allocation information provided from the base station. Check it.

상기 복조기(707)는 상기 자원 디매핑기(705)로부터 제공받은 데이터를 미리 정해진 변조방식에 따라 복조(demodulation)하여 출력한다. 상기 복호기(709)는 상기 복조기(707)로부터 제공받은 데이터를 해당 부호율에 따라 복호(decoding)하여 데이터를 복원한다.The demodulator 707 demodulates and outputs data provided from the resource demapper 705 according to a predetermined modulation scheme. The decoder 709 decodes the data provided from the demodulator 707 according to the code rate to restore the data.

상기 채널추정기(711)는 상기 RF처리기(701)로부터 제공받은 수신신호를 이용하여 기지국과 단말 링크와 중계국과 단말 링크의 채널을 추정하여 상기 기지국으로 상기 채널 정보를 피드백한다.The channel estimator 711 estimates a channel of a base station, a terminal link, a relay station, and a terminal link by using the received signal provided from the RF processor 701 and feeds back the channel information to the base station.

상술한 바와 같이 상기 기지국은 상기 기지국과 중계국 링크, 기지국과 단말 링크 및 중계국과 단말 링크의 채널 정보를 이용하여 데이터를 전송하기 위한 용량이 최적이 되도록 데이터들을 전송하기 위한 부채널을 할당한다. 이때, 상기 기지국은 하기 <수학식 1>을 이용하여 상기 전송용량이 최적이 되도록 부채널을 할당한다. As described above, the base station allocates a subchannel for transmitting data such that the capacity for transmitting data is optimal using channel information of the base station and the relay station link, the base station and the terminal link, and the relay station and the terminal link. In this case, the base station allocates a subchannel so that the transmission capacity is optimal by using Equation 1 below.

Figure 112006088221753-pat00001
Figure 112006088221753-pat00001

Figure 112006088221753-pat00002
Figure 112006088221753-pat00002

Figure 112006088221753-pat00003
Figure 112006088221753-pat00003

여기서, 상기 N은 OFDM 부채널 수를 나타내고, 상기 M은 중계국의 수를 나타내며, 상기 K는 단말의 수를 나타낸다. 또한, 상기

Figure 112006088221753-pat00004
는 기지국과 i번째 중계국의 n번째 부채널의 채널 이득(1 ≤i≤M) 또는 상기 기지국과 (i-M)번째 단말의 n번째 부채널의 채널 이득((M+1)≤i≤(M+K))을 나타내고, 상기
Figure 112006088221753-pat00005
는 j번째 프레임에서 n번째 부채널을 i번째 중계국 또는 단말이 사용하는지를 나타내며, 상기
Figure 112006088221753-pat00006
는 (j+1)번째 프레임에서 n번째 부채널을 m번째 기지국(m=0) 또는 중계국(m=1, …,M)이 k번째 단말 사이에 할당되었는지를 나타낸다. 또한, 상기
Figure 112006088221753-pat00007
는 m번째 중계국과 k번째 단말 사이의 n번째 부채널의 채널 이득을 나타내고, 상기 Rm (1)는 상기 m번째 중계국에서 N개의 OFDM 부채널을 사용하여 수신 가능한 데이터 양을 나타내며, 상기 Rm (2)는 상기 m번째 중계국에서 N개의 OFDM 부채널을 사용하여 송신 가능한 데이터 양을 나타낸다.Here, N represents the number of OFDM subchannels, M represents the number of relay stations, and K represents the number of terminals. In addition,
Figure 112006088221753-pat00004
Is the channel gain of the nth subchannel of the base station and the i-th relay station (1 ≦ i ≦ M) or the channel gain of the nth subchannel of the base station and the (iM) th terminal ((M + 1) ≦ i ≦ (M +). K)), and
Figure 112006088221753-pat00005
Indicates whether the i th relay station or the terminal uses the n th subchannel in the j th frame.
Figure 112006088221753-pat00006
Denotes whether the m-th base station (m = 0) or the relay station (m = 1, ..., M) is allocated between the k-th terminals in the (j + 1) th frame. In addition,
Figure 112006088221753-pat00007
Is the channel gain of the n-th subchannel between the m-th relay station and the k-th terminal, and R m (1) represents the amount of data that can be received using N OFDM subchannels at the m-th relay station, and R m (2) shows the amount of data that can be transmitted using N OFDM subchannels in the mth relay station.

상기 <수학식 1>과 같이 상기 기지국은 M개의 중계국들을 거쳐 K개의 단말로 데이터를 전송하는 총량(

Figure 112006088221753-pat00008
)과 j번째 프레임을 이용하여 K개의 단말로 1홉으로 전송하는 데이터 량(
Figure 112006088221753-pat00009
) 및 (j+1)번째 프레임을 이용하여 K개의 단말로 1홉으로 전송하는 데이터 량(
Figure 112006088221753-pat00010
)의 합이 최대가 되도록 자원(부채널)을 할당한다.As shown in Equation 1, the base station transmits data through M relay stations to K terminals.
Figure 112006088221753-pat00008
) And the amount of data transmitted in one hop to K terminals using the j th frame (
Figure 112006088221753-pat00009
) And amount of data transmitted in one hop to K terminals using the (j + 1) th frame (
Figure 112006088221753-pat00010
Allocate resources (subchannels) so that the sum of

하지만, 상기 기지국이 상기 <수학식 1>을 이용하여 최적의 자원 할당을 수행하는 경우, 모든 기지국과 중계국 링크, 기지국과 단말 링크 및 중계국과 단말 링크의 채널 정보를 검색해야하므로 복잡도가 매우 크다. 따라서, 상기 기지국은 하기 도 9와 같이 복잡도를 줄이면서 부채널 할당을 최적화하기 위한 방법에 대해 설명한다.However, when the base station performs the optimal resource allocation using Equation 1, the complexity of the base station and the terminal link, the base station and the terminal link, and the channel information of the relay station and the terminal link must be searched. Therefore, the base station will be described a method for optimizing the sub-channel allocation while reducing the complexity as shown in FIG.

도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 다중 홉 중계방식을 사용하는 광대역 무선통신시스템에서 부채널 할당 절차를 도시하고 있다.9 illustrates a subchannel allocation procedure in a broadband wireless communication system using a multi-hop relay method according to an exemplary embodiment of the present invention.

상기 도 9를 참조하면 먼저 상기 기지국은 901단계에서 상기 중계국들과 단말들로부터 피드백 정보가 수신되는지 확인한다. 즉, 상기 기지국은 상기 중계국들과 단말들로부터 기지국과 중계국 링크, 중계국과 단말 링크 및 기지국과 단말 링크의 채널 정보를 포함하는 피드백 신호가 수신되는지 확인한다.Referring to FIG. 9, in step 901, the base station determines whether feedback information is received from the relay stations and terminals. That is, the base station determines whether a feedback signal including channel information of the base station and the relay station link, the relay station and the terminal link, and the base station and the terminal link is received from the relay stations and the terminals.

상기 피드백 신호가 수신되면, 상기 기지국은 903단계로 진행하여 상기 피드백 신호에서 상기 기지국과 중계국 링크, 중계국과 단말 링크 및 기지국과 단말 링크의 채널 정보를 확인한다.When the feedback signal is received, the base station proceeds to step 903 and checks the channel information of the base station and the relay station link, the relay station and the terminal link, and the base station and the terminal link in the feedback signal.

이후, 상기 기지국은 905단계로 진행하여 상기 기지국과 중계국 링크와 기지국과 단말 링크의 채널 정보를 이용하여 j번째 프레임의 부채널을 할당한다. 예를 들어, 상기 기지국은 하기 <수학식 2>와 같이 상기 기지국과 중계국 링크와 기지국과 단말 링크 중 전송량이 가장 큰 링크에 상기 j 번째 프레임의 n번째 부채널을 할당한다. 상기 기지국은 하기 <수학식 2>를 이용하여 상기 j번째 프레임의 모든 부채널들을 전송량이 가장 큰 링크에 할당한다. 여기서, 상기 각 링크에 할당하는 부채널을 상기 부채널 별로 전송량이 가장 큰 링크를 선택하여 할당하므로 하나의 링크에 다수개의 부채널을 할당할 수 있다.In step 905, the base station allocates a subchannel of the j-th frame using channel information of the base station, the relay station link, and the base station and the terminal link. For example, the base station allocates the n-th subchannel of the j-th frame to a link having the largest transmission amount among the base station, the relay station link, and the base station and the terminal link as shown in Equation 2 below. The base station allocates all subchannels of the j-th frame to a link having the largest transmission amount by using Equation 2 below. In this case, since a subchannel allocated to each link is selected and assigned to a link having the largest transmission amount for each subchannel, a plurality of subchannels can be allocated to one link.

Figure 112006088221753-pat00011
Figure 112006088221753-pat00011

여기서, 상기 M은 상기 중계국의 수를 나타내고, 상기 K는 상기 단말의 수를 나타낸다. 또한, 상기

Figure 112006088221753-pat00012
는 상기 기지국과 i번째 중계국의 n번째 부채널의 채널 이득(1 ≤i≤M) 또는 상기 기지국과 (i-M)번째 단말의 번째 부채널의 채널 이득((M+1)≤i≤(M+K))을 나타내고, 상기
Figure 112006088221753-pat00013
는 j번째 프레임에서 n번째 부채널을 i번째 중계국 또는 단말이 사용하는지를 나타낸다.Here, M represents the number of the relay station, and K represents the number of the terminal. In addition,
Figure 112006088221753-pat00012
Is the channel gain of the nth subchannel of the base station and the i-th relay station (1 ≦ i ≦ M) or the channel gain of the first subchannel of the base station and (iM) th terminal ((M + 1) ≦ i ≦ (M +). K)), and
Figure 112006088221753-pat00013
Indicates whether the i-th RS or the UE uses the n-th subchannel in the j-th frame.

상기 j번째 프레임의 부채널을 할당한 후, 상기 기지국은 907단계로 진행하여 상기 기지국에서 각 중계국으로 전송하는 데이터량(Rm (1))을 측정한다. After allocating the subchannel of the j-th frame, the base station proceeds to step 907 to measure the amount of data R m (1) transmitted from the base station to each relay station.

이후, 상기 기지국은 909단계로 진행하여 상기 기지국과 단말 링크와 중계국과 단말 링크의 채널 정보를 이용하여 (j+1)번째 프레임의 부채널을 할당한다. 예를 들어, 상기 기지국은 하기 <수학식 3>과 같이 상기 기지국과 단말 링크와 중계국과 단말 링크 중 전송량이 가장 큰 링크에 상기 (j+1) 번째 프레임의 n번째 부채널을 할당한다. 상기 기지국은 하기 <수학식 3>을 이용하여 상기 (j+1)번째 프레임의 모든 부채널들을 전송량이 가장 큰 링크에 할당한다. 여기서, 상기 각 링크에 할당하는 부채널을 상기 부채널 별로 전송량이 가장 큰 링크를 선택하여 할당하므로 하나의 링크에 다수개의 부채널을 할당할 수 있다.In step 909, the base station allocates the subchannel of the (j + 1) th frame by using channel information of the base station, the terminal link, the relay station, and the terminal link. For example, the base station allocates the n-th subchannel of the (j + 1) th frame to the link having the largest transmission amount among the base station, the terminal link, the relay station, and the terminal link as shown in Equation 3 below. The base station allocates all subchannels of the (j + 1) th frame to a link having the largest transmission amount by using Equation 3 below. In this case, since a subchannel allocated to each link is selected and assigned to a link having the largest transmission amount for each subchannel, a plurality of subchannels can be allocated to one link.

Figure 112006088221753-pat00014
Figure 112006088221753-pat00014

여기서, 상기 M은 상기 중계국의 수를 나타내고, 상기 K는 상기 단말의 수를 나타낸다. 또한, 상기

Figure 112006088221753-pat00015
는 (j+1)번째 프레임에서 n번째 부채널을 m번째 기지국(m=0) 또는 중계국(m-1, …,M)이 k번째 단말 사이에 할당되었는지를 나타내고, 상기
Figure 112006088221753-pat00016
는 m번째 중계국과 k번째 단말 사이의 n번째 부채널의 채널 이득을 나타낸다.Here, M represents the number of the relay station, and K represents the number of the terminal. In addition,
Figure 112006088221753-pat00015
Indicates whether the nth subchannel in the (j + 1) th frame is allocated between the mth base station (m = 0) or the relay station (m-1, ..., M) between the kth terminals.
Figure 112006088221753-pat00016
Denotes the channel gain of the n th subchannel between the m th relay station and the k th terminal.

상기 (j+1)번째 프레임의 부채널을 할당한 후, 상기 기지국은 911단계로 진행하여 상기 각 중계국들이 단말들로 전송하는 데이터량(Rm (2))을 측정한다. After allocating the subchannel of the (j + 1) th frame, the base station proceeds to step 911 to measure the amount of data R m (2) transmitted by the relay stations to the terminals.

이후, 상기 기지국은 913단계로 진행하여 상기 중계국들이 상기 기지국으로부터 수신받는 데이터량(Rm (1))과 상기 중계국이 단말로 전송하는 데이터량(Rm (2))이 비슷한지 확인하기 위해 상기 Rm (1)과 Rm (2)의 차와 기 설정된 기준값을 비교한다.In step 913, the base station determines whether the amount of data R m (1) received by the relay stations is similar to the amount of data R m (2) transmitted by the relay station to the terminal. The difference between R m (1) and R m (2) is compared with a preset reference value.

만일, 상기 중계국들이 수신받는 데이터량과 전송하는 데이터량이 비슷한 경우(| Rm (1)- Rm (2)| < 기준값), 상기 기지국은 본 알고리즘을 종료한다.If the amount of data received and the amount of data transmitted by the relay stations are similar (| R m (1) -R m (2) | <reference value), the base station terminates the present algorithm.

한편, 상기 중계국들이 수신받는 데이터량과 전송하는 데이터량이 다른 경 우(| Rm (1)- Rm (2)| ≥ 기준값), 상기 기지국은 915단계로 진행하여 상기 중계국들 중 상기 기지국으로부터 수신받은 데이터량과 상기 단말로 전송하는 데이터량의 차이가 가장 큰 중계국(RSk)을 선택한다.On the other hand, if the amount of data received and the amount of data transmitted by the relay stations are different (| R m (1) -R m (2) | ≥ reference values), the base station proceeds to step 915 from the base station among the relay stations. The relay station RS k having the largest difference between the amount of data received and the amount of data transmitted to the terminal is selected.

이후, 상기 기지국은 917단계로 진행하여 상기 선택된 중계국이 수신받는 데이터량과 전송하는 데이터량을 비교한다.In step 917, the base station compares the amount of data received by the selected relay station with the amount of data transmitted.

만일, 상기 중계국의 수신받은 데이터량이 상기 전송하는 데이터량보다 많은 경우(Rm (1)> Rm (2)), 상기 기지국은 919단계로 진행하여 상기 기지국과 상기 선택된 중계국 링크에 할당된 부채널 중 데이터 전송량이 가장 작은 부채널을 선택한다.If the received data amount of the relay station is greater than the transmitted data amount (R m (1) > R m (2) ), the base station proceeds to step 919 in which the base station and the selected relay station link are allocated to the base station. Select the subchannel with the smallest data transmission rate among the channels.

상기 데이터 전송량이 가장 작은 부채널을 선택한 후, 상기 기지국은 921단계로 진행하여 상기 기지국과 중계국 링크와 상기 기지국과 단말 링크 중 현재 상기 선택된 부채널에 할당된 링크를 제외하고, 전송량이 가장 큰 링크에 상기 선택된 부채널을 재 할당한다. 이후, 상기 기지국은 상기 913단계로 진행하여 상기 중계국들이 상기 기지국으로부터 수신받는 데이터량(Rm (1))과 상기 중계국이 단말로 전송하는 데이터량(Rm (2))이 비슷한지 확인하기 위해 상기 Rm (1)과 Rm (2)의 차와 기 설정된 기준값을 비교한다.After the subchannel having the smallest data transmission amount is selected, the base station proceeds to step 921 in which the link having the largest transmission rate is excluded, except for a link allocated to the currently selected subchannel among the base station and relay station link and the base station and terminal link. Reassigns the selected subchannel to. In step 913, the base station determines whether the amount of data R m (1) received by the relay stations is similar to the amount of data R m (2) transmitted by the relay station to the terminal. To compare the difference between R m (1) and R m (2) and a predetermined reference value.

한편, 상기 중계국이 전송하는 데이터량이 상기 수신받는 데이터량보다 많은 경우(Rm (1)< Rm (2)), 상기 기지국은 923단계로 진행하여 상기 기지국과 상기 선택된 중계국 링크에 할당된 부채널 중 데이터 전송량이 가장 작은 부채널을 선택한다.On the other hand, if the amount of data transmitted by the RS is greater than the received data amount (R m (1) < R m (2) ), the base station proceeds to step 923 in which the base station and the selected relay station are allocated to the link. Select the subchannel with the smallest data transmission rate among the channels.

상기 데이터 전송량이 가장 작은 부채널을 선택한 후, 상기 기지국은 925단계로 진행하여 상기 중계국과 단말 링크 중 현재 상기 선택된 부채널에 할당된 링크를 제외하고, 전송량이 가장 큰 링크에 상기 선택된 부채널을 재 할당한다. 이후, 상기 기지국은 상기 913단계로 진행하여 상기 중계국들이 상기 기지국으로부터 수신받는 데이터량(Rm (1))과 상기 중계국이 단말로 전송하는 데이터량(Rm (2))이 비슷한지 확인하기 위해 상기 Rm (1)과 Rm (2)의 차와 기 설정된 기준값을 비교한다.After the subchannel having the smallest data transmission amount is selected, the base station proceeds to step 925 to remove the selected subchannel in the link having the largest transmission rate, except for the link currently allocated to the selected subchannel among the relay station and the terminal link. Reallocate. In step 913, the base station determines whether the amount of data R m (1) received by the relay stations is similar to the amount of data R m (2) transmitted by the relay station to the terminal. To compare the difference between R m (1) and R m (2) and a predetermined reference value.

상술한 바와 같이 상기 기지국에서 최적의 부채널을 할당하는 경우, ((MS 개수+1) × (RS 개수+1)-1)×(OFDM 부채널 수)만큰의 채널 정보가 필요하다. 즉, 상기 중계국들과 단말들이 상기 기지국으로 피드백하는 정보 량이 많아진다. As described above, when the base station allocates an optimal subchannel, channel information of only ((number of MSs + 1) × (number of RSs + 1)-1) × (number of OFDM subchannels) is required. That is, the amount of information fed back by the relay stations and the terminals to the base station increases.

따라서, 상기 단말은 상기 중계국들 중 평균 채널 상태가 가장 좋은 한개의 중계국으로부터만 데이터를 제공받는다. 이 경우, 상기 기지국은 (2×(MS 개수) + (RS 개수)) × (OFDM 부채널 수) 만큼의 채널 정보를 필요로 하므로 상기 중계국들과 단말들이 피드백하는 정보를 줄일 수 있다.Accordingly, the terminal receives data only from one relay station having the best average channel state among the relay stations. In this case, since the base station needs channel information of (2 × (number of MSs) + (number of RSs)) × (OFDM subchannels), the information fed back by the relay stations and terminals can be reduced.

도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 다중 홉 중계방식을 사용하는 광대역 무 선통신시스템에서 기지국의 동작 절차를 도시하고 있다.10 is a flowchart illustrating an operation procedure of a base station in a broadband wireless communication system using a multi-hop relay method according to an exemplary embodiment of the present invention.

상기 도 10을 참조하면, 먼저 상기 기지국은 1001단계에서 상기 중계국들과 단말들로부터 피드백 정보가 수신되는지 확인한다. 즉, 상기 기지국은 상기 중계국들과 단말들로부터 기지국과 중계국 링크, 중계국과 단말 링크 및 기지국과 단말 링크의 채널 정보를 포함하는 피드백 신호가 수신되는지 확인한다.Referring to FIG. 10, first, the base station determines whether feedback information is received from the relay stations and terminals in step 1001. That is, the base station determines whether a feedback signal including channel information of the base station and the relay station link, the relay station and the terminal link, and the base station and the terminal link is received from the relay stations and the terminals.

상기 피드백 신호가 수신되면, 상기 기지국은 1003단계로 진행하여 상기 피드백 신호에 포함된 각 링크의 채널 정보를 이용하여 상기 도 9와 같이 상기 기지국과 중계국 및 단말의 부채널을 할당한다.When the feedback signal is received, the base station proceeds to step 1003 and allocates subchannels of the base station, the relay station, and the terminal as shown in FIG. 9 by using channel information of each link included in the feedback signal.

상기 부채널을 할당한 후, 상기 기지국은 1005단계로 진행하여 상기 부채널 할당 정보를 상기 중계국과 단말로 전송한다.After allocating the subchannel, the base station proceeds to step 1005 and transmits the subchannel allocation information to the relay station and the terminal.

이후, 상기 기지국은 1007단계로 진행하여 상기 부채널 할당 정보에 따라 상기 중계국과 단말로 전송할 프레임을 구성한다. 예를 들어, 상기 기지국은 1홉으로 전송할 데이터와 2홉으로 전송할 데이터를 구분한다. 또한, 상기 1홉으로 전송할 데이터를 j번째 프레임에 전송할 데이터와 (j+1)번째 프레임에 전송할 데이터로 구분한다. 이후, 상기 기지국은 상기 부채널 할당 정보에 따라 상기 j번째 프레임에 포함된 1홉으로 전송할 데이터와 상기 (j+1)번째 프레임에 포함된 1홉으로 전송할 데이터 및 2홉으로 전송할 데이터의 부채널을 할당한다. In step 1007, the base station configures a frame to be transmitted to the relay station and the terminal according to the subchannel allocation information. For example, the base station distinguishes data to be transmitted in one hop and data to be transmitted in two hops. In addition, the data to be transmitted in the first hop is divided into data to be transmitted in the j-th frame and data to be transmitted in the (j + 1) th frame. Subsequently, the base station performs subchannels of data to be transmitted in one hop included in the jth frame, data to be transmitted in one hop included in the (j + 1) th frame and data to be transmitted in two hops according to the subchannel allocation information. Allocate

이후, 상기 기지국은 본 알고리즘을 종료한다.Thereafter, the base station terminates the present algorithm.

도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 다중 홉 중계방식을 사용하는 광대역 무 선통신시스템에서 중계국의 동작 절차를 도시하고 있다.11 is a flowchart illustrating an operation procedure of a relay station in a broadband wireless communication system using a multi-hop relay method according to an exemplary embodiment of the present invention.

상기 도 11을 참조하면, 먼저 상기 중계국은 1101단계에서 상기 기지국으로부터 수신되는 부채널 할당 정보를 확인한다.Referring to FIG. 11, first, the RS checks subchannel allocation information received from the BS in step 1101.

이후, 상기 중계국은 1103단계로 진행하여 상기 기지국으로부터 신호가 수신되는지 확인한다.In step 1103, the RS checks whether a signal is received from the BS.

만일, 상기 신호가 수신되면, 상기 중계국은 1105단계로 진행하여 상기 수신신호의 채널을 추정하여 상기 기지국과 중계국 링크의 채널 정보를 상기 기지국으로 피드백한다.If the signal is received, the RS proceeds to step 1105 to estimate a channel of the received signal and feeds back channel information of the base station and RS link to the base station.

이후, 상기 중계국은 1107단계로 진행하여 상기 부채널 할당 정보에 따라 상기 기지국으로부터 수신받은 j번째 프레임에서 상기 기지국이 상기 중계국으로 전송한 데이터를 복원한다.Thereafter, the RS proceeds to step 1107 to restore data transmitted from the BS to the RS in the j th frame received from the BS according to the subchannel allocation information.

상기 데이터를 복원한 후, 상기 중계국은 1109단계로 진행하여 상기 복원된 데이터에 상기 단말로 전송하기 위한 상기 부채널 할당 정보에 따라 상기 복원된 데이터에 (j+1)번째 프레임의 부채널을 할당한다. 이후, 상기 중계국은 상기 (j+1)번째 프레임을 상기 단말로 전송한다.After reconstructing the data, the RS proceeds to step 1109 and allocates a subchannel of the (j + 1) th frame to the reconstructed data according to the subchannel allocation information for transmitting the reconstructed data to the terminal. do. Thereafter, the RS transmits the (j + 1) th frame to the UE.

이후, 상기 중계국은 본 알고리즘을 종료한다.The relay station then terminates this algorithm.

도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 다중 홉 중계방식을 사용하는 광대역 무선통신시스템에서 단말의 동작 절차를 도시하고 있다.12 illustrates an operation procedure of a terminal in a broadband wireless communication system using a multi-hop relay method according to an embodiment of the present invention.

상기 도 12를 참조하면, 먼저 상기 단말은 1201단계에서 상기 기지국으로부 터 수신되는 부채널 할당 정보를 확인한다.Referring to FIG. 12, first, in step 1201, the terminal checks subchannel allocation information received from the base station.

이후, 상기 단말은 1203단계로 진행하여 상기 기지국과 중계국으로부터 신호가 수신되는지 확인한다.In step 1203, the terminal determines whether a signal is received from the base station and the relay station.

만일, 상기 신호가 수신되면, 상기 단말은 1205단계로 진행하여 상기 수신신호의 채널을 추정하여 상기 기지국과 중계국 링크와 중계국과 단말 링크의 채널 정보를 확인한다. 이후, 상기 단말은 상기 기지국과 중계국 링크와 중계국과 단말 링크의 채널 정보를 상기 기지국으로 피드백한다.If the signal is received, the terminal proceeds to step 1205 to estimate the channel of the received signal to check the channel information of the base station and the relay station link, the relay station and the terminal link. Thereafter, the terminal feeds back channel information of the base station, the relay station link, and the relay station and the terminal link to the base station.

이후, 상기 단말은 1207단계로 진행하여 상기 부채널 할당 정보에 따라 상기 기지국과 중계국으로부터 수신받은 j번째 프레임과 (j+1)번째 프레임에서 상기 기지국과 중계국이 전송한 데이터를 복원한다.In step 1207, the terminal restores the data transmitted by the base station and the relay station in the jth frame and the (j + 1) th frame received from the base station and the relay station according to the subchannel allocation information.

이후, 상기 단말은 본 알고리즘을 종료한다.Thereafter, the terminal ends the algorithm.

도 13는 본 발명의 실시 예에 따른 다중 홉 중계방식을 사용하는 광대역 무선통신시스템의 성능 그래프를 도시하고 있다. 이하 설명에서 상기 도 13의 (b)에서 가로축은 부채널 할당 방식의 종류를 나타내고, 세로축은 성능 이득(합 용량(Sum rate))을 나타낸다.13 illustrates a performance graph of a broadband wireless communication system using a multi-hop relay method according to an embodiment of the present invention. In the following description, in FIG. 13B, the horizontal axis represents a type of subchannel allocation scheme, and the vertical axis represents a performance gain (sum rate).

상기 도 13을 참조하여 상기 도 13의 (a)에 도시된 바와 같이 하나의 기지국 주변에 4개의 중계국이 위치하여 10개의 단말이 셀 가장자리에 위치하는 경우 본 발명에 따른 부채널 할당 방식의 성능을 측정한다.As shown in (a) of FIG. 13 with reference to FIG. 13, when four relay stations are located around one base station and 10 terminals are located at a cell edge, the performance of the subchannel allocation scheme according to the present invention is improved. Measure

상기 도 13의 (b)에 도시된 바와 같이 상기 도 13의 (a)와 같은 환경에서 중 계국을 활용하지 않는 1번 시스템, 단말이 자신이 종속된 한개의 중계국과 2홉으로만 통신을 수행하는 2번 시스템, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 단말이 자신이 종속된 중계국과 1홉 또는 2홉으로 통신을 수행하는 3번 시스템, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 상기 단말이 M개의 중계국과 자유롭게 1홉 또는 2홉으로 통신을 수행하는 4번 시스템의 성능을 나타낸다. 즉, 상기 3번 시스템은 피드백 량을 줄이기 위해 상기 단말을 상기 중계국들 중 평균 채널 상태가 가장 좋은 한 개의 중계국으로부터만 데이터를 제공받도록 설정한 시스템이다. As shown in (b) of FIG. 13, in the environment as shown in (a) of FIG. 13, system 1 does not utilize a relay station, and the terminal communicates with only one relay station to which it depends. No. 2 system, the third system in which the terminal communicates with the relay station to which the terminal is dependent 1 or 2 hops, the terminal according to another embodiment of the present invention with the M relay stations It shows the performance of system 4 to communicate freely with one hop or two hops. That is, the third system is a system in which the terminal is configured to receive data only from one relay station having the best average channel state among the relay stations in order to reduce the amount of feedback.

상기 2번 시스템은 1번 시스템에 비해 65.4%의 합 용량(Sum rate)이 증가하고, 상기 3번 시스템은 상기 2번 시스템에 비해 25.8%의 합 용량이 증가한다. 또한, 상기 4번 시스템은 상기 3번 시스템에 비해 0.64%의 합 용량이 증가한다. 따라서, 본 발명에 따라 부채널을 할당하는 경우, 상기 광대역 무선통신시스템의 성능이 향상되는 것을 나타낸다. System 2 increases the sum rate of 65.4% compared to System 1, and System 3 increases the sum of 25.8% compared to System 2. In addition, the fourth system increases the total capacity of 0.64% compared to the third system. Accordingly, when subchannels are allocated in accordance with the present invention, it indicates that the performance of the broadband wireless communication system is improved.

한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be the most practical and preferred embodiment, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but is capable of various modifications within the scope of the invention. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be determined not only by the scope of the following claims, but also by the equivalents of the claims.

상술한 바와 같이, 다중 홉 중계방식을 사용하는 광대역 무선통신시스템에서 기지국은 각 링크의 채널 상태에 따라 단말로 1홉 또는 2홉으로 데이터를 전송함으로써, 상기 광대역 무선통신시스템의 합 용량을 증가시킬 수 있는 이점이 있다. 그리고 상기 기지국은 부최적 부채널 할당 알고리즘을 이용하여 부채널 할당 방식의 복잡도를 줄일 수 있는 이점이 있다. As described above, in a broadband wireless communication system using a multi-hop relay method, a base station transmits data in one or two hops to a terminal according to a channel state of each link, thereby increasing the total capacity of the broadband wireless communication system. There is an advantage to this. The base station has an advantage of reducing the complexity of the subchannel allocation scheme using a suboptimal subchannel allocation algorithm.

Claims (22)

다중 홉 중계방식을 사용하는 광대역 무선통신시스템의 기지국 장치에 있어서,A base station apparatus of a broadband wireless communication system using a multi-hop relay method, 기지국과 단말 링크, 기지국과 중계국 링크, 중계국과 단말 링크의 채널 정보들을 이용하여 상기 단말까지 1홉으로 전송할 데이터와 2홉으로 전송할 데이터의 자원을 할당하는 자원 할당기와,A resource allocator for allocating data of data to be transmitted in one hop and data to be transmitted in two hops to the terminal by using channel information of the base station and the terminal link, the base station and the relay station link, and the relay station and the terminal link; 상기 자원 할당 정보에 따라 상기 1홉으로 전송할 데이터와 상기 2홉으로 전송할 데이터에 자원을 매핑하는 자원 매핑기와,A resource mapper for mapping a resource to data to be transmitted to the first hop and data to be transmitted to the second hop according to the resource allocation information; 상기 자원이 매핑된 데이터를 전송하는 송신기를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.And a transmitter for transmitting the mapped data of the resource. 제 1항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 자원 할당기는, 상기 각 링크의 채널 정보에 따라 상기 각 링크를 통해 상기 단말까지 1홉으로 전송할 데이터와 2홉으로 전송할 데이터를 구분하고, 상기 1홉으로 전송할 데이터를 제 1 프레임으로 전송할 것인지 제 2 프레임으로 전송할 것인지 구분하여 자원을 할당하는 것을 특징으로 하는 장치.The resource allocator may classify data to be transmitted in one hop and data to be transmitted in two hops to the terminal through each link according to channel information of each link, and determine whether to transmit data to be transmitted in the first hop in a first frame. Device for allocating resources by dividing whether to transmit in two frames. 제 2항에 있어서,3. The method of claim 2, 상기 제 1 프레임과 제 2 프레임은, 시간 자원 또는 주파수 자원으로 분할되는 것을 특징으로 하는 장치.And the first frame and the second frame are divided into time resources or frequency resources. 제 1항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 자원 매핑기는, 상기 자원 할당 정보에 따라 제 1 프레임에 상기 단말까지 1홉으로 전송할 데이터와 상기 중계국을 거쳐 2홉으로 전송할 데이터를 매핑하고, 제 2 프레임에 상기 단말로 1홉으로 전송할 데이터를 매핑하는 것을 특징으로 하는 장치.The resource mapper maps data to be transmitted in one hop to the terminal in the first frame and data to be transmitted in two hops through the relay station according to the resource allocation information, and transmits data to be transmitted in one hop to the terminal in the second frame. Device for mapping. 제 1항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 중계국들과 단말들로부터 피드백되는 기지국과 단말 링크, 기지국과 중계국 링크, 중계국과 단말 링크의 채널 정보를 확인하는 피드백 수신기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.And a feedback receiver for checking channel information of the base station and the terminal link, the base station and the relay station link, and the relay station and the terminal link fed back from the relay stations and the terminals. 다중 홉 중계방식을 사용하는 광대역 무선통신시스템에서 기지국의 동작 방법에 있어서,A method of operating a base station in a broadband wireless communication system using a multi-hop relay method, 기지국과 단말 링크, 기지국과 중계국 링크, 중계국과 단말 링크의 채널 정보들을 이용하여 상기 단말까지 1홉으로 전송할 데이터와 2홉으로 전송할 데이터의 자원을 할당하는 과정과,Allocating resources of data to be transmitted in one hop and data to be transmitted in two hops to the terminal using channel information of the base station and the terminal link, the base station and the relay station link, and the relay station and the terminal link; 상기 자원할당 정보에 따라 상기 단말까지 1홉으로 전송할 데이터와 상기 중계국을 거쳐 2홉으로 전송할 데이터를 포함하는 제 1 프레임을 구성하는 과정과,Configuring a first frame including data to be transmitted in one hop to the terminal and data to be transmitted in two hops through the relay station according to the resource allocation information; 상기 자원할당 정보에 따라 상기 단말까지 1홉으로 전송할 데이터를 포함하는 제 2 프레임을 구성하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.And constructing a second frame including data to be transmitted in one hop to the terminal according to the resource allocation information. 제 6항에 있어서,The method according to claim 6, 상기 중계국들과 단말들로부터 피드백되는 신호를 이용하여 기지국과 단말 링크, 기지국과 중계국 링크, 중계국과 단말 링크의 채널 정보를 확인하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.And identifying channel information of the base station and the terminal link, the base station and the relay station link, and the relay station and the terminal link by using the signals fed back from the relay stations and the terminals. 제 6항에 있어서,The method according to claim 6, 상기 제 1 프레임과 제 2 프레임은, 시간 자원 또는 주파수 자원으로 분할되는 것을 특징으로 하는 방법.The first frame and the second frame, characterized in that divided into time resources or frequency resources. 제 6항에 있어서,The method according to claim 6, 상기 자원을 할당하는 과정은,The process of allocating the resource, 상기 기지국과 단말 링크, 기지국과 중계국 링크, 중계국과 단말 링크의 채널 정보들을 이용하여 상기 제 1 프레임과 제 2 프레임의 자원을 각 링크에 할당하는 과정과,Allocating resources of the first frame and the second frame to each link by using channel information of the base station and the terminal link, the base station and the relay station link, and the relay station and the terminal link; 상기 각 링크의 자원 할당정보에 따라 상기 중계국으로 전송하는 데이터량과 상기 중계국에서 단말로 전송하는 데이터량을 비교하는 과정과,Comparing the amount of data transmitted to the relay station with the amount of data transmitted from the relay station to the terminal according to the resource allocation information of each link; 상기 중계국으로 전송하는 데이터량과 상기 중계국에서 전송하는 데이터량의 차가 기준 값보다 큰 경우, 상기 자원을 재 할당하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.And reallocating the resource when the difference between the amount of data transmitted to the relay station and the amount of data transmitted from the relay station is greater than a reference value. 제 9항에 있어서,10. The method of claim 9, 상기 자원을 각 링크에 할당하는 과정은,The process of allocating the resource to each link, 상기 기지국과 단말 링크들과 기지국과 중계국 링크들 중 데이터 전송량이 가장 큰 링크에 상기 제 1 프레임의 부채널을 할당하는 과정과,Allocating a subchannel of the first frame to a link having the largest data transmission rate among the base station and terminal links and the base station and relay station links; 상기 기지국과 단말 링크들과 중계국과 단말 링크들 중 데이터 전송량이 가장 큰 링크에 상기 제 2 프레임의 부채널을 할당하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.And allocating a subchannel of the second frame to a link having the largest data transmission rate among the base station and terminal links and the relay station and terminal links. 제 9항에 있어서,10. The method of claim 9, 상기 자원을 재 할당하는 과정은,The process of reallocating the resource, 상기 중계국으로 전송하는 데이터량과 상기 중계국에서 전송하는 데이터량의 차가 기준 값보다 큰 경우, 상기 중계국으로 전송하는 데이터량과 상기 중계국에서 전송하는 데이터량의 차가 가장 큰 중계국을 선택하는 과정과,When the difference between the amount of data transmitted to the relay station and the amount of data transmitted from the relay station is greater than a reference value, selecting a relay station having a largest difference between the amount of data transmitted to the relay station and the amount of data transmitted from the relay station; 상기 선택된 중계국으로 전송하는 데이터량이 상기 중계국에서 전송하는 데이터량보다 큰 경우, 상기 기지국과 상기 선택된 중계국 링크에 할당된 부채널 중 데이터 전송량이 가장 낮은 부채널을 선택하는 과정과,When the amount of data transmitted to the selected RS is greater than the amount of data transmitted from the RS, selecting a subchannel having the lowest data transmission amount among the subchannels allocated to the BS and the selected RS link; 상기 기지국과 중계국 링크들과 기지국과 단말 링크들 중 데이터 전송량이 가장 큰 링크에 상기 선택된 부채널을 재 할당하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.And reassigning the selected subchannel to a link having the largest data transmission rate among the base station and relay station links and the base station and terminal links. 제 11 항에 있어서,The method of claim 11, 상기 선택된 중계국으로 전송하는 데이터량이 상기 중계국에서 전송하는 데이터량보다 작은 경우, 상기 선택된 중계국과 단말 링크에 할당된 부채널 중 데이터 전송량이 가장 낮은 부채널을 선택하는 과정과,When the amount of data transmitted to the selected RS is smaller than the amount of data transmitted from the RS, selecting a subchannel having the lowest data transmission amount among the subchannels allocated to the selected RS and the terminal link; 상기 중계국과 단말 링크들 중 데이터 전송량이 가장 큰 링크에 상기 선택된 부채널을 재 할당하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.And reassigning the selected subchannel to a link having the largest data transmission rate among the relay station and the terminal links. 제 9 항에 있어서,10. The method of claim 9, 상기 자원을 재 할당하는 과정은,The process of reallocating the resource, 상기 모든 중계국으로 전송하는 데이터량과 상기 중계국들에서 전송하는 데이터량의 차가 기준 값보다 작거나 같을 때까지 상기 자원을 재 할당하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.And reallocating the resource until a difference between the amount of data transmitted to all the relay stations and the amount of data transmitted from the relay stations is less than or equal to a reference value. 다중 홉 중계방식을 사용하는 광대역 무선통신시스템의 단말 장치에 있어서,A terminal device of a broadband wireless communication system using a multi-hop relay method, 기지국으로부터 수신되는 자원할당 정보를 확인하는 자원할당 정보 확인부와,A resource allocation information confirmation unit for confirming resource allocation information received from the base station; 상기 자원할당 정보에 따라 제 1 프레임을 통해 상기 기지국으로부터 1홉으로 전송되는 데이터를 수신하고, 제 2 프레임을 통해 상기 기지국으로부터 1홉으로 전송되는 데이터와 중계국을 거쳐 2홉으로 전송되는 데이터를 수신하는 수신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.Receives data transmitted in one hop from the base station through a first frame according to the resource allocation information, receives data transmitted in one hop from the base station through a second frame and data transmitted in two hops through a relay station Apparatus comprising a receiving unit to. 제 14항에 있어서,15. The method of claim 14, 수신신호를 이용하여 상기 기지국과 단말 링크와 중계국과 단말 링크의 채널을 추정하고, 상기 기지국과 단말 링크와 중계국과 단말 링크의 채널 정보를 상기 기지국으로 피드백하는 채널 추정부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.And estimating a channel of the base station, the terminal link, the relay station, and the terminal link by using a received signal, and feeding back channel information of the base station, the terminal link, the relay station, and the terminal link to the base station. Device. 삭제delete 다중 홉 중계방식을 사용하는 광대역 무선통신시스템에서 단말의 동작방법에 있어서,In the operation method of a terminal in a broadband wireless communication system using a multi-hop relay method, 기지국으로부터 수신되는 자원할당 정보를 확인하는 과정과,Checking resource allocation information received from the base station; 상기 자원할당 정보에 따라 제 1 프레임을 통해 상기 기지국으로부터 1홉으로 전송되는 데이터를 수신하는 과정과,Receiving data transmitted in one hop from the base station through a first frame according to the resource allocation information; 상기 자원 할당 정보에 따라 제 2 프레임을 통해 상기 기지국으로부터 1홉으로 전송되는 데이터와 중계국을 거쳐 2홉으로 전송되는 데이터를 수신하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.And receiving data transmitted in one hop from the base station and data transmitted in two hops through a relay station according to the resource allocation information. 제 17항에 있어서,18. The method of claim 17, 수신신호를 이용하여 상기 기지국과 단말 링크와 중계국과 단말 링크의 채널을 추정하는 과정과, Estimating a channel of the base station and the terminal link and the relay station and the terminal link using the received signal; 상기 기지국과 단말 링크와 중계국과 단말 링크의 채널 정보를 상기 기지국으로 피드백하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.And feeding back channel information of the base station and the terminal link and the relay station and the terminal link to the base station. 삭제delete 다중 홉 중계서비스를 지원하기 위한 광대역 무선통신시스템에 있어서,A broadband wireless communication system for supporting a multi-hop relay service, 기지국과 단말 및 중계국 사이 링크들의 채널 정보에 따라 자원을 할당하여 제 1 프레임을 통해 상기 단말까지 1홉으로 전송할 데이터와 상기 중계국을 거쳐 2홉으로 전송할 데이터를 전송하고, 제 2 프레임을 이용하여 상기 단말까지 1홉으로 전송할 데이터를 전송하는 기지국과,Allocates resources according to channel information of links between a base station, a terminal, and a relay station, and transmits data to be transmitted in one hop to the terminal through a first frame and data to be transmitted in two hops through the relay station, and uses the second frame. A base station transmitting data to be transmitted in one hop to a terminal, 상기 자원 할당 정보에 따라 상기 제 1 프레임을 통해 상기 기지국으로부터 데이터를 수신받고, 상기 제 2 프레임을 통해 상기 수신 데이터를 상기 단말로 전송하는 중계국과,A relay station which receives data from the base station through the first frame according to the resource allocation information and transmits the received data to the terminal through the second frame; 상기 자원할당 정보에 따라 상기 제 1 프레임과 제 2 프레임을 통해 상기 기지국으로부터 1홉으로 전송되는 데이터와, 상기 제 2 프레임을 통해 상기 중계국을 거쳐 2홉으로 전송되는 데이터를 수신하는 단말을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 시스템.And a terminal receiving data transmitted in one hop from the base station through the first frame and the second frame and data transmitted in two hops through the relay station through the second frame according to the resource allocation information. System configured. 상기 20항에 있어서,The method of claim 20, 상기 기지국은, 기지국과 단말 링크, 기지국과 중계국 링크, 중계국과 단말 링크의 채널 정보들을 이용하여 상기 단말까지 1홉으로 전송할 데이터와 2홉으로 전송할 데이터의 자원을 할당하고,The base station allocates resources of data to be transmitted in one hop and data to be transmitted in two hops to the terminal by using channel information of the base station and the terminal link, the base station and the relay station link, and the relay station and the terminal link. 상기 자원할당 정보에 따라 상기 제 1 프레임을 통해 상기 단말까지 1홉으로 전송할 데이터와 상기 중계국을 거쳐 2홉으로 전송할 데이터를 전송하고, 제 2 프레임을 통해 상기 단말까지 1홉으로 전송할 데이터를 전송하는 것을 특징으로 하는 시스템.Transmitting data to be transmitted in one hop to the terminal through the first frame and data to be transmitted in two hops through the relay station according to the resource allocation information, and transmitting data to be transmitted in one hop to the terminal through the second frame. System characterized in that. 제 20항에 있어서,21. The method of claim 20, 상기 제 1 프레임과 제 2 프레임은, 시간 자원 또는 주파수 자원으로 분할되는 것을 특징으로 하는 시스템.The first frame and the second frame, characterized in that divided into time resources or frequency resources.
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