KR101416122B1 - 무선 통신 시스템에서 예비 자원 할당을 통한 효율적인 자원 관리 방법 및 시스템, 중계국, 그리고 기지국 - Google Patents

무선 통신 시스템에서 예비 자원 할당을 통한 효율적인 자원 관리 방법 및 시스템, 중계국, 그리고 기지국 Download PDF

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Abstract

본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것으로서, 더 상세하게는 중계국을 포함하는 무선 통신시스템에서 예비 자원 할당을 통하여 효율적인 자원 관리를 위한 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 예비 자원(reserve resource)을 기반으로 중계국에서 효과적인 HARQ 재전송이 수행하면 전송 지연을 획기적으로 줄일 수 있다. 특히, 중계국이 스스로 자원을 할당하는 비 중앙 집중화(decentralized) 자원 할당 방식을 선택하는 시스템의 중계국에 비교하여 개별 중계국에서 구현해야 기능이 간단하며, 전송 지연 측면에서도 비 중앙 집중화(decentralized) 자원 할당을 선택한 시스템과 거의 동일한 성능을 보일 수 있다.

Description

무선 통신 시스템에서 예비 자원 할당을 통한 효율적인 자원 관리 방법 및 시스템, 중계국, 그리고 기지국{Method and System for managing effective resource through reserve resource allocation in a wireless communication system, Relay Station, and Base Station}
본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것으로서, 더 상세하게는 중계국을 포함하는 무선 통신시스템에서 예비 자원 할당을 통하여 효율적인 자원 관리를 위한 방법 및 시스템에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 예비 자원 할당을 통하여 효율적인 자원 관리를 위한 중계국 및 기지국에 대한 것이다.
무선 통신 시스템에서 중계국을 사용함으로써 기지국의 커버리지 증대와 전송률(Throughput) 개선 등의 이득을 효과적으로 얻기 위해서는 중계국을 고려한 자원 할당 기술이 필수적이다.
이러한 자원 할당 기술에는 자원 할당을 위한 정보들을 기지국에서 수집하고 모든 자원 관리를 직접 수행하는 중앙 집중화(centralized) 방식과, 각 기지국 및 중계국 등이 정보를 직접 전달하는 이동국에 한해서만 자원 할당을 담당하게 되는 비중앙 집중화(decentralized) 방식이 있다.
대표적인 광대역 무선 통신 시스템인 802.16 시스템의 중계국 지원을 위한 표준 문서인 802.16j에는 투명 모드(transparent mode)에서 중앙 집중화(centralized) 자원 할당 방식을, 비-투명 모드(non-transparent mode)에서는 중앙 집중화(centralized) 및 비중앙 집중화(decentralized) 자원 할당 방식을 사용할 수 있도록 정의되어 있다.
투명 모드(Transparent mode)와 비-투명 모드(non-transparent mode)에서 모두 사용 가능한 중앙 집중화(centralized) 자원 할당 방식의 경우, 채널 품질(quality)등 자원 할당에 필요한 정보를 수합하여, 이를 바탕으로 최적의 자원 할당을 수행할 수 있는 장점 있다.
그렇지만, 이러한 정보를 수합하기 위해서는 제어 신호의 오버헤드(overhead)가 불가피 하다. 또한, 중계국을 통해 전달되는 제어 신호가 각 중계국을 통과하는 과정에서 변조 및 복조, 인코딩 및 디코딩 등이 수행되어 상향 링크를 통해 기지국까지 제어 신호가 도달 하는데 많이 시간이 소요된다.
특히, 물리계층의 ARQ(Automatic Retransmit Request) 기술인 HARQ(Hybrid ARQ) 기술의 재전송에 필요한 자원 할당이 제어 신호 전달의 지연 때문에 늦어지게 되어, 데이터 통신의 전송 지연을 유발한다.
따라서, 무선 통신 시스템에서 중계국을 사용함으로써 기지국의 커버리지 증대와 전송률 개선 등의 이득은 있지만, 중계국에서 서비스를 받는 이동국의 경우 기지국에서 직접 서비스 받는 이동국에 비해 높은 전송 지연이 발생한다.
특히 기지국이 중앙 집중화(centralized)하게 모든 자원을 관리하는 시스템에서는 이동국의 HARQ 요청에 빠르게 대응하기 어려운 문제가 있다.
1. 한국공개특허번호 10-2007-0016398 2. 한국공개특허번호 10-2008-0045868 3. 한국공개특허번호 10-2001-0103650
본 발명은 위에서 종래기술에 따른 단점을 해소하기 위한 것으로서, 중계국을 포함한 무선 통신 시스템에서 중계국에 속한 이동국의 통신 지연을 극복하기 위해 각 중계국에 예비 자원(reserve resource)을 할당하고 제어하는 시스템 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 예비 자원 할당을 통하여 효율적인 자원 관리를 위한 중계국 및 기지국을 제공하는데 다른 목적이 있다.
본 발명은 위에서 제시된 과제를 달성하기 위해, 각 중계국에 예비 자원을 할당하고 제어하는 예비 자원 할당을 통한 효율적인 자원 관리 방법을 제공한다.
상기 자원 관리 방법은, 이동국, 중계국 및 이동국을 포함하는 무선 통신 시스템에 있어서, 상기 중계국이 상기 이동국으로부터 RS(Relay Station)-MS(Mobile Station) 링크의 HARQ-NAK(Hybrid Automatic Retransmit reQuest-Negative AcKnowledge) 신호를 수신하는 신호 수신 단계; 상기 중계국이 예비 자원(reserve resource)을 할당하는 예비 자원 할당 단계; 상기 중계국이 할당된 예비 자원을 통해 RS-MS 링크의 HARQ를 상기 이동국에 재전송하는 재전송 단계; 및 상기 중계국이 HARQ-NAK 신호 발생 및 재전송 처리를 상기 기지국에 보고하는 보고 단계;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 중계국으로부터의 보고에 따라 상기 기지국이 예비 자원을 할당하도록 통지하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
이때, 상기 기지국과 중계국 간 전송되는 신호의 전송 프레임은,
상기 기지국으로부터 직접 서비스받는 이동국 또는 중계국에 정보를 전송하는 영역인 제 1 정보 전송 영역과, 상기 중계국이 해당 중계국에서 직접 서비스받는 이동국에 정보를 전송하는 영역인 제 2 정보 전송 영역으로 이루어지는 것을 특징으로 할 수 있다.
이때, 상기 제 2 정보 전송 영역의 자원 관리는 중앙 집중화(Centralized) 자원 할당 방식의 경우, 상기 기지국에서 직접 담당하는 것을 특징으로 할 수 있다.
이때, 상기 제 2 정보 전송 영역은 중계국에서 이동국으로 빠른 HARQ 재전송을 위한 예비 자원으로 자원의 양을 상기 기지국으로부터의 피드백 정보를 이용하여 결정하는 자원양 결정영역과, 예비 자원에 한해서 상기 중계국이 직접 HARQ 재전송의 유무 결정하고 상기 이동국에 전달하는 예비자원 제어 신호 영역을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
이때, 상기 기지국의 신호가 상기 중계국으로부터 서비스를 받고 있는 상기 이동국에 직접 전달되지 않는 비-투명(non-transparent) 모드로 가정하는 것을 특징으로 할 수 있다.
이때, 상기 예비 자원 할당 단계는, 상기 기지국이 상기 중계국으로부터 피드백된 정보를 바탕으로 상기 중계국에 예비 자원을 할당할 것이지 결정하는 단계; 결정결과, 할당으로 결정되면 상기 HARQ-NAK 신호의 발생 빈도가 미리 정의된 기준치 상한 임계값을 초과하는지 판단하는 단계; 판단결과, 초과되면 기존의 예비 자원에 비해 더 많은 자원을 예비 자원에 할당하는 단계; 판단결과, 초과하지 않으면 상기 HARQ-NAK 신호의 발생 빈도와 미리 정의된 기준치 하한 임계값과 비교하는 단계; 비교결과, 상기 HARQ-NAK 신호의 발생 빈도가 기준치 하안 임계값 미만이면 예비 자원양을 줄이는 단계; 비교결과, 상기 HARQ-NAK 신호의 발생 빈도가 기준치 하안 임계값 이상이면 예비 자원을 미리 정의된 초기량 또는 이전에 결정된 예비 자원량으로 유지하는 단계; 및 결정된 예비 자원에 대한 정보를 제어 신호를 통해서 상기 중계국에 전달하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 예비 자원 할당 단계는,
상기 중계국이 상기 이동국으로부터 상기 HARQ-NAK 신호를 수신하였는지 판단하는 단계; 판단결과, 상기 HARQ-NAK 신호가 수신되면 예비 자원을 상기 이동국에 할당하고, HARQ 재전송을 수행하는 단계; 상기 이동국을 위한 데이터 버퍼에 미리 정의된 기준치 이상의 데이터가 누적 되었는 지를 확인하는 단계; 확인결과, 기준치 이상의 데이터가 누적되어 있으면 상기 이동국에 예비 자원을 할당하고, 상기 이동국에 일반 데이터로 전송하는 단계; 확인결과, 기준치 이상의 데이터가 누적도지 않았으면 상기 이동국에 예비 자원을 할당하고, 상기 이동국에 일반 데이터로 전송하는 단계; 및 예비 자원의 사용 용도를 전달하기 위한 제어 신호를 상기 기지국에 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 확인결과, 기준치 이상의 데이터가 누적도지 않았으면 상기 이동국에 예비 자원을 할당하고, 상기 이동국에 일반 데이터로 전송하는 단계에서, 상기 이동국은 채널 품질이 가장 좋은 이동국인 것을 특징으로 할 수 있다.
한 편으로 본 발명의 일실시예는, 이동국, 중계국 및 이동국을 포함하는 무선 통신 시스템에 있어서, 상기 중계국이 상기 이동국으로부터 RS(Relay Station)-MS(Mobile Station) 링크의 HARQ-NAK(Hybrid Automatic Retransmit reQuest-Negative AcKnowledge) 신호를 수신하고, 예비 자원(reserve resource)을 할당하며,
상기 중계국이 할당된 예비 자원을 통해 RS-MS 링크의 HARQ를 상기 이동국에 재전송하고,
상기 중계국이 HARQ-NAK 신호 발생 및 재전송 처리를 상기 기지국에 보고하는 것을 특징으로 하는 예비 자원 할당을 통한 효율적인 자원 관리 시스템을 제공한다.
이때, 상기 기지국은,
상기 중계국의 필요에 따라 예비 자원(reserve resource)의 할당 여부를 결정하는 할당 여부 결정부; 수신된 제어 신호를 바탕으로 상기 예비 자원의 할당 기간을 결정하는 할당 기간 결정부; 상기 예비 자원의 부채널 수를 결정하는 부채널 수 결정부; 및 상기 중계국으로부터 수신된 예비 자원의 사용에 따른 제어 신호를 처리하는 제어신호 처리부;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
이때, 상기 중계국은,
상기 이동국의 제어 신호인 HARQ-NAK(HARQ negative acknowledge) 신호를 수신 하였을 경우 예비 자원(reserve resource)을 HARQ 재전송을 위해 할당하는 재전송 할당부; 이를 상기 이동국에 알리는 제어신호를 생성 또는 전송하는 제 1 제어 신호 전송부; 상기 HARQ 재전송을 위해 예비 자원을 할당하였을 경우 상기 기지국에 HARQ 재전송을 수행하였음을 알리는 제어신호의 생성 또는 전송하는 제 2 제어 신호 전송부; 상기 이동국으로부터 HARQ-NAK 신호를 수신하지 않았을 때 상기 중계국에 상기 이동국을 위해 사용되고 있는 버퍼들의 남은 크기에 따라서 예비 자원을 일반 데이터 전송에 할당하는 데이터 전송 할당부; 이를 해당 상기 이동국에 알리는 제어신호의 생성 또는 전송하는 제 3 제어 신호 전송부; 및 예비 자원을 일반 데이터 전송에 할당하였을 때 할당한 자원의 양과 이에 해당하는 이동국을 기지국에 알리는 제어신호의 생성 또는 전송하는 제 3 제어 신호 전송부;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또 다른 한편으로, 본 발명의 또 다른 실시예는, 이동국의 제어 신호인 HARQ-NAK(HARQ negative acknowledge) 신호를 수신 하였을 경우 예비 자원(reserve resource)을 HARQ 재전송을 위해 할당하는 재전송 할당부; 이를 상기 이동국에 알리는 제어신호를 생성 또는 전송하는 제 1 제어 신호 전송부; 상기 HARQ 재전송을 위해 예비 자원을 할당하였을 경우 상기 기지국에 HARQ 재전송을 수행하였음을 알리는 제어신호의 생성 또는 전송하는 제 2 제어 신호 전송부; 상기 이동국으로부터 HARQ-NAK 신호를 수신하지 않았을 때 상기 중계국에 상기 이동국을 위해 사용되고 있는 버퍼들의 남은 크기에 따라서 예비 자원을 일반 데이터 전송에 할당하는 데이터 전송 할당부; 이를 해당 상기 이동국에 알리는 제어신호의 생성 또는 전송하는 제 3 제어 신호 전송부; 및 예비 자원을 일반 데이터 전송에 할당하였을 때 할당한 자원의 양과 이에 해당하는 이동국을 기지국에 알리는 제어신호의 생성 또는 전송하는 제 3 제어 신호 전송부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 중계국을 제공한다.
이때, 상기 예비 자원을 할당하는 방식으로는 802.16j 표준 문서를 이용하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또 다른 한편으로, 본 발명의 또 다른 실시예는 중계국의 필요에 따라 예비 자원(reserve resource)의 할당 여부를 결정하는 할당 여부 결정부; 수신된 제어 신호를 바탕으로 상기 예비 자원의 할당 기간을 결정하는 할당 기간 결정부; 상기 예비 자원의 부채널 수를 결정하는 부채널 수 결정부; 및 상기 중계국으로부터 수신된 예비 자원의 사용에 따른 제어 신호를 처리하는 제어신호 처리부;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또 다른 한편으로, 본 발명의 또 다른 실시예는 예비 자원 할당을 통한 효율적인 자원 관리 방법을 실행하는 프로그램 코드를 저장하는 저장 매체를 제공한다.
본 발명에 따르면, 예비 자원(reserve resource)을 기반으로 중계국에서 효과적인 HARQ 재전송이 수행하면 전송 지연을 획기적으로 줄일 수 있다. 특히, 중계국이 스스로 자원을 할당하는 비 중앙 집중화(decentralized) 자원 할당 방식을 선택하는 시스템의 중계국에 비교하여 개별 중계국에서 구현해야 기능이 간단하며, 전송 지연 측면에서도 비 중앙 집중화(decentralized) 자원 할당을 선택한 시스템과 거의 동일한 성능을 보일 수 있다.
도 1a는 본 발명의 일실시예에 따른 기지국(200), 중계국(210) 및 이동국(220)의 구성을 보여주는 블록도이다.
도 1b는 본 발명의 일실시예에 따른 중계국에 예비 자원(reserve resource)을 할당하여 전송 지연을 줄일 수 있는 프레임 구조의 예시이다.
도 2는 제어 신호와 데이터 신호의 전달 관계를 나타낸 프로토콜로서 기존 시스템의 프로토콜을 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따라 제어 신호와 데이터 신호의 전달 관계를 나타낸 프로토콜 예시이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 기지국에서의 예비 자원(reserve resource) 할당 처리 순서도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 중계국에서의 예비 자원(reserve resource) 할당 처리 순서도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야한다.
각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용한다.
제 1, 제 2등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다. "및/또는" 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다.
일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않아야 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실예에 따른 무선 통신 시스템에서 예비 자원 할당을 통한 효율적인 자원 관리 방법을 상세하게 설명하기로 한다.
도 1a는 본 발명의 일실시예에 따른 기지국(200), 중계국(210) 및 이동국(220)의 구성으로 구성된 무선 통신 시스템(10)을 보여주는 블록도이다.
도 1a를 참조하면, 기지국(200)에는 각 중계국(210)의 필요에 따라 스스로 자원을 할당할 수 있는 예비 자원(reserve resource)의 할당 여부를 결정하는 할당 여부 결정부(201)와, 수신된 제어 신호를 바탕으로 연속된 예비 자원(reserve resource)의 할당 기간을 결정하는 할당 기간 결정부(203)와, 수신된 제어 신호를 바탕으로 한 번에 할당되는 예비 자원(reserve resource)의 부채널 수를 결정하는 부채널 수 결정부(205)와, 중계국(200)으로부터 수신된 예비 자원(reserve resource)의 사용에 따른 제어 신호를 처리하는 제어신호 처리부(207) 등을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
다음으로, 무선 통신 시스템(10)의 중계국(210)에는 이동국(220)의 제어 신호인 HARQ-NAK(HARQ negative acknowledge) 신호를 수신 하였을 경우 예비 자원(reserve resource)을 HARQ 재전송을 위해 할당하는 재전송 할당부(211)와, 이를 해당 이동국(220)에 알리는 제어신호를 생성 및/또는 전송하는 제 1 제어 신호 전송부(213)와, HARQ 재전송을 위해 예비 자원(reserve resource)을 할당하였을 경우 기지국(200)에 HARQ 재전송을 수행하였음을 알리는 제어신호의 생성 및/또는 전송하는 제 2 제어 신호 전송부(215)와, 이동국(220)으로부터 HARQ-NAK 신호를 수신하지 않았을 때 현재 중계국(220)에 각 이동국(220)을 위해 사용되고 있는 버퍼들의 남은 크기에 따라서 예비 자원(reserve resource)을 일반 데이터 전송에 할당하는 데이터 전송 할당부(217)와, 이를 해당 이동국(220)에 알리는 제어신호의 생성 및/또는 전송하는 제 3 제어 신호 전송부(218)와, 예비 자원(reserve resource)을 일반 데이터 전송에 할당하였을 때 할당한 자원의 양과 이에 해당하는 이동국(220)을 기지국(200)에 알리는 제어신호의 생성 및/또는 전송하는 제 3 제어 신호 전송부(219) 등을 포함하는 것을 특징으로 한다.
도 1b는 본 발명의 일실시예에 따른 중계국에 예비 자원(reserve resource)을 할당하여 전송 지연을 줄일 수 있는 전송 프레임(100) 구조의 예시이다. 도 1b를 참조하면, 전송 프레임(100)은, 기지국(200)이 해당 기지국으로부터 직접 서비스받는 이동국(220) 및/또는 중계국(210)에 정보를 전송하는 영역인 제 1 정보 전송 영역(120)과, 중계국(210)이 해당 중계국에서 직접 서비스받는 이동국(220)에 정보를 전송하는 영역인 제 2 정보 전송 영역(120)으로 구성된다.
중앙 집중화(Centralized) 자원 할당 방식의 경우, 제 2 정보 전송 영역(120)의 자원 관리는 기지국(200)에서 직접 담당한다.
또한, 제 2 정보 전송 영역(120)에는 중계국((210)에서 이동국(220)으로 빠른 HARQ 재전송을 위한 예비 자원(reserve resource)으로 자원의 양을 기지국에서 피드백 정보들을 종합하여 결정하는 자원양 결정영역(123)과, 예비 자원(reserve resource)의 제어 신호 전송을 위한 영역으로, 예비 자원(reserve resource)에 한해서 중계국(210)이 직접 HARQ 재전송의 유무 결정하고 해당 이동국(220)에 그 정보를 전달하는 것을 목적으로 하는 예비자원 제어 신호 영역(124)이 추가로 구성된다.
도 2는 제어 신호와 데이터 신호의 전달 관계를 나타낸 프로토콜로서 기존 시스템의 프로토콜을 보여주는 도면이다. 기지국(200)의 제어 신호가 중계국(210)에서 서비스를 받고 있는 이동국(220)에 직접 전달되지 않는 비 투명(nontransparent) 모드를 가정한다. 위 프로토콜의 진행순서는 다음과 같다.
(1)은 이동국(220)에서 전송 신호의 오류가 발생하여 HARQ-NAK을 통한 재전송 요청을 위한 제어 신호를 나타낸다.
(2)는 중계국(210)에서 이동국(220)으로부터 받은 제어 신호를 기지국(200)으로 전송하는 과정이다.
(3)은 기지국(200)이 수신한 재전송 요청을 바탕으로 중계국(210)에 재송할 자원을 할당하는 제어 신호를 나타낸다.
(4)는 수신된 제어 신호를 바탕으로 중계국(210)이 HARQ 재전송을 시행하는 단계를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따라 제어 신호와 데이터 신호의 전달 관계를 나타낸 프로토콜 예시이다. 전달 순서를 보면 다음과 같다.
(5)는 수신된 HARQ-NAK을 통한 재전송 요청을 위한 제어 신호를 나타낸다.
(6)은 중계국(210)이 예비 자원(reserve resource)을 통해 HARQ 재전송을 처리하는 과정을 나타낸다.
(7)은 HARQ-NAK 발생 및 재전송 처리를 기지국에 보고하는 과정을 나타낸다.
따라서, 본 발명을 통해서 프로토콜 간소화가 가능하다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 기지국(200)에서의 예비 자원(reserve resource) 할당 처리 순서도이다. 도 4를 참조하면, 기지국(200)은 중계국(210)으로부터 피드백된 정보를 바탕으로 중계국(210)에 예비 자원(reserve resource)을 할당할 것이지 결정한다(단계 S400).
단계 S400에서 중계국(210)에 예비 자원을 사용하기로 결정하였다면, RS-MS(중계국-이동국)링크의 HARQ-NAK 발생 빈도가 미리 정의된 기준치 상한 임계값(upper threshold)을 초과하는지 판단한다(단계 S410).
이와 달리, 단계 S400에서 중계국(210)에 예비 자원을 사용하지 않기로 결정하였다면, 중계국(RS)의 예비 자원을 할당하지 않는다(단계 S480).
단계 S410에서 HARQ-NAK 발생 빈도가 기준치 상한 임계값을 초과하면, 기존의 예비 자원(reserve resource) 영역에 비해 더 많은 자원을 예비 자원(reserve resource)에 할당한다(단계 S440).
이와 달리, 단계 S410에서HARQ-NAK 발생 빈도가 기준치 상한 임계값을 초과하지 않을 경우, HARQ-NAK 발생 빈도와 미리 정의 된 기준치 하한 임계값(lower threshold)과 비교한다(단계 S420).
단계 S420에서 비교 결과 HARQ-NAK 발생 빈도가 하한 임계값(lower threshold)미만일 경우 예비 자원(reserve resource) 양을 줄인다(단계 S450).
이와 달리, 단계 S420에서 비교결과 HARQ-NAK 발생 빈도가 기준치 상한 임계값을 초과하는 경우 예비 자원(reserve resource)을 미리 정의된 초기량 혹은 이전에 결정된 예비 자원(reserve resource)양으로 유지한다(단계 S430).
단계 S440, 단계 S450 및 단계 S460 이후 기지국(도 1a의 200)은 결정된 예비 자원(reserve resource)에 대한 정보를 제어 신호를 통해서 각 중계국(도 1a의 210)에 전달한다(단계 S460).
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 중계국(210)에서의 예비 자원(reserve resource) 할당 처리 순서도이다. 도 5를 참조하면, 각 중계국(210)이 서비스 받고 있는 이동국(220)으로부터 HARQ-NAK 신호를 수신하였는지를 판단한다(단계 S500).
단계 S500에서 HARQ-NAK신호가 수신되었다면, 예비 자원(reserve resource)을 해당 이동국(MS)(220)에 할당하고, HARQ 재전송을 수행한다(단계 S540, S541). 또한, HARQ-NAK 발생 및 예비 자원(reserve resource)의 사용 용도를 전달하기 위한 제어 신호를 기지국(200)에 전송한다(단계 S543).
이와 달리 단계 S500에서 중계국(RS)(210)이 이동국(MS)(220)으로부터 HARQ-NAK 신호를 수신하기 않았을 경우, 예비 자원(reserve resource)은 일반 데이터 통신에 사용된다. 이 경우, 각 이동국(220)을 위한 데이터 버퍼에 미리 정의된 기준치 이상의 데이터가 누적 되었는지를 판단한다(단계 S510).
단계 S510의 판단 결과, 이동국(220)을 위한 데이터 버퍼에 미리 정의된 기준치 이상의 데이터가 누적되어 있으면, 해당 이동국(220)에 예비 자원(reserve resource)을 할당하고, 해당 이동국에 데이터를 전송한다(단계 S530,S531). 예비 자원(reserve resource)의 사용 용도를 전달하기 위한 제어 신호를 기지국(BS)(200)에 전송한다(단계 S533).
단계 S510에서 각 이동국(220)을 위한 데이터 버퍼에 미리 정의된 기준치 이상의 데이터가 누적되지 않았을 경우, 채널 품질(channel quality)이 가장 좋은 이동국(220)에 예비 자원(reserve resource)을 할당하고, 해당 이동국(220)에 데이터를 전송한다(단계 S550, S551). 또한 예비 자원(reserve resource)의 사용 용도를 전달하기 위한 제어 신호를 기지국(BS)(200)에 전송한다(단계 S553).
본 발명의 일실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 예비 자원 할당을 통한 효율적인 자원 관리 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다.
상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다.
상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.
컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다.
상기 매체는 프로그램 명령, 데이터 구조 등을 지정하는 신호를 전송하는 반송파를 포함하는 광 또는 금속선, 도파관등의 전송 매체일 수도 있다.
프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
10: 무선 통신 시스템
100: 전송 프레임
110: 제 1 정보 전송 영역
120: 제 2 정보 전송 영역
123: 자원양 결정 영역
124: 예비 자원 제어 신호 영역
200: 기지국(BS: Base Station)
210: 중계국(RS: Relay Station)
220; 이동국(MS: Mobile Station)
201: 할당 여부 결정부
203: 할당 기간 결정부
205: 부채널수 결정부
207: 제어 신호 처리부
211: 재전송 할당부
213: 제 1 제어 신호 전송부
215: 제 2 제어 신호 전송부
217: 데이터 전송 할당부
218: 제 3 제어 신호 전송부
219: 제 4 제어 신호 전송부

Claims (21)

  1. 이동국, 중계국 및 기지국을 포함하는 무선 통신 시스템에 있어서,
    상기 중계국이 상기 이동국으로부터 RS(Relay Station)-MS(Mobile Station) 링크의 HARQ-NAK(Hybrid Automatic Retransmit reQuest-Negative AcKnowledge) 신호를 수신하는 신호 수신 단계;
    상기 중계국이 예비 자원(reserve resource)을 할당하는 예비 자원 할당 단계;
    상기 중계국이 할당된 예비 자원을 통해 RS-MS 링크의 HARQ를 상기 이동국에 재전송하는 재전송 단계; 및
    상기 중계국이 HARQ-NAK 신호 발생 및 재전송 처리를 상기 기지국에 보고하는 보고 단계;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 예비 자원 할당을 통한 효율적인 자원 관리 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 중계국으로부터의 보고에 따라 상기 기지국이 예비 자원을 할당하도록 통지하는 단계를 추가로 포함하는 예비 자원 할당을 통한 효율적인 자원 관리 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 기지국과 중계국 간 전송되는 신호의 전송 프레임은,
    상기 기지국으로부터 직접 서비스받는 이동국 또는 중계국에 정보를 전송하는 영역인 제 1 정보 전송 영역과, 상기 중계국이 해당 중계국에서 직접 서비스받는 이동국에 정보를 전송하는 영역인 제 2 정보 전송 영역으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 예비 자원 할당을 통한 효율적인 자원 관리 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 2 정보 전송 영역의 자원 관리는 중앙 집중화(Centralized) 자원 할당 방식의 경우, 상기 기지국에서 직접 담당하는 것을 특징으로 하는 예비 자원 할당을 통한 효율적인 자원 관리 방법.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 2 정보 전송 영역은 중계국에서 이동국으로 빠른 HARQ 재전송을 위한 예비 자원으로 자원의 양을 상기 기지국으로부터의 피드백 정보를 이용하여 결정하는 자원양 결정영역과, 예비 자원에 한해서 상기 중계국이 직접 HARQ 재전송의 유무 결정하고 상기 이동국에 전달하는 예비자원 제어 신호 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 예비 자원 할당을 통한 효율적인 자원 관리 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 기지국의 신호가 상기 중계국으로부터 서비스를 받고 있는 상기 이동국에 직접 전달되지 않는 비-투명(non-transparent) 모드로 가정하는 것을 특징으로 하는 예비 자원 할당을 통한 효율적인 자원 관리 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 예비 자원 할당 단계는,
    상기 기지국이 상기 중계국으로부터 피드백된 정보를 바탕으로 상기 중계국에 예비 자원을 할당할 것이지 결정하는 단계;
    결정결과, 할당으로 결정되면 상기 HARQ-NAK 신호의 발생 빈도가 미리 정의된 기준치 상한 임계값을 초과하는지 판단하는 단계;
    판단결과, 초과되면 기존의 예비 자원에 비해 더 많은 자원을 예비 자원에 할당하는 단계;
    판단결과, 초과하지 않으면 상기 HARQ-NAK 신호의 발생 빈도와 미리 정의된 기준치 하한 임계값과 비교하는 단계;
    비교결과, 상기 HARQ-NAK 신호의 발생 빈도가 기준치 하안 임계값 미만이면 예비 자원양을 줄이는 단계;
    비교결과, 상기 HARQ-NAK 신호의 발생 빈도가 기준치 하안 임계값 이상이면 예비 자원을 미리 정의된 초기량 또는 이전에 결정된 예비 자원량으로 유지하는 단계; 및
    결정된 예비 자원에 대한 정보를 제어 신호를 통해서 상기 중계국에 전달하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 예비 자원 할당을 통한 효율적인 자원 관리 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 예비 자원 할당 단계는,
    상기 중계국이 상기 이동국으로부터 상기 HARQ-NAK 신호를 수신하였는지 판단하는 단계;
    판단결과, 상기 HARQ-NAK 신호가 수신되면 예비 자원을 상기 이동국에 할당하고, HARQ 재전송을 수행하는 단계;
    상기 이동국을 위한 데이터 버퍼에 미리 정의된 기준치 이상의 데이터가 누적 되었는 지를 확인하는 단계;
    확인결과, 기준치 이상의 데이터가 누적되어 있으면 상기 이동국에 예비 자원을 할당하고, 상기 이동국에 일반 데이터로 전송하는 단계;
    확인결과, 기준치 이상의 데이터가 누적도지 않았으면 상기 이동국에 예비 자원을 할당하고, 상기 이동국에 일반 데이터로 전송하는 단계; 및
    예비 자원의 사용 용도를 전달하기 위한 제어 신호를 상기 기지국에 전송하는 단계
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 예비 자원 할당을 통한 효율적인 자원 관리 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 확인결과, 기준치 이상의 데이터가 누적도지 않았으면 상기 이동국에 예비 자원을 할당하고, 상기 이동국에 일반 데이터로 전송하는 단계에서, 상기 이동국은 채널 품질이 가장 좋은 이동국인 것을 특징으로 하는 예비 자원 할당을 통한 효율적인 자원 관리 방법.
  10. 이동국, 중계국 및 기지국을 포함하는 무선 통신 시스템에 있어서,
    상기 중계국이 상기 이동국으로부터 RS(Relay Station)-MS(Mobile Station) 링크의 HARQ-NAK(Hybrid Automatic Retransmit reQuest-Negative AcKnowledge) 신호를 수신하고, 예비 자원(reserve resource)을 할당하며,
    상기 중계국이 할당된 예비 자원을 통해 RS-MS 링크의 HARQ를 상기 이동국에 재전송하고,
    상기 중계국이 HARQ-NAK 신호 발생 및 재전송 처리를 상기 기지국에 보고하는 것을 특징으로 하는 예비 자원 할당을 통한 효율적인 자원 관리 시스템.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 중계국으로부터의 보고에 따라 상기 기지국이 예비 자원을 할당하도록 통지하는 것을 추가로 포함하는 예비 자원 할당을 통한 효율적인 자원 관리 시스템.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 기지국은,
    상기 중계국으로부터 피드백된 정보를 바탕으로 예비 자원(reserve resource)의 할당 여부를 결정하는 할당 여부 결정부;
    수신된 제어 신호를 바탕으로 상기 예비 자원의 할당 기간을 결정하는 할당 기간 결정부;
    상기 예비 자원의 부채널 수를 결정하는 부채널 수 결정부; 및
    상기 중계국으로부터 수신된 예비 자원의 사용에 따른 제어 신호를 처리하는 제어신호 처리부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 예비 자원 할당을 통한 효율적인 자원 관리 시스템.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 중계국은,
    상기 이동국의 제어 신호인 HARQ-NAK(HARQ negative acknowledge) 신호를 수신 하였을 경우 예비 자원(reserve resource)을 HARQ 재전송을 위해 할당하는 재전송 할당부;
    이를 상기 이동국에 알리는 제어신호를 생성 또는 전송하는 제 1 제어 신호 전송부;
    상기 HARQ 재전송을 위해 예비 자원을 할당하였을 경우 상기 기지국에 HARQ 재전송을 수행하였음을 알리는 제어신호의 생성 또는 전송하는 제 2 제어 신호 전송부;
    상기 이동국으로부터 HARQ-NAK 신호를 수신하지 않았을 때 상기 중계국에 상기 이동국을 위해 사용되고 있는 버퍼들의 남은 크기에 따라서 예비 자원을 일반 데이터 전송에 할당하는 데이터 전송 할당부;
    이를 해당 상기 이동국에 알리는 제어신호의 생성 또는 전송하는 제 3 제어 신호 전송부; 및
    예비 자원을 일반 데이터 전송에 할당하였을 때 할당한 자원의 양과 이에 해당하는 이동국을 기지국에 알리는 제어신호의 생성 또는 전송하는 제 3 제어 신호 전송부; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 예비 자원 할당을 통한 효율적인 자원 관리 시스템.
  14. 제 10 항에 있어서,
    상기 기지국과 중계국 간 전송되는 신호의 전송 프레임은,
    상기 기지국으로부터 직접 서비스받는 이동국 또는 중계국에 정보를 전송하는 영역인 제 1 정보 전송 영역과, 상기 중계국이 해당 중계국에서 직접 서비스받는 이동국에 정보를 전송하는 영역인 제 2 정보 전송 영역으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 예비 자원 할당을 통한 효율적인 자원 관리 시스템.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 제 2 정보 전송 영역의 자원 관리는 중앙 집중화(Centralized) 자원 할당 방식의 경우, 상기 기지국에서 직접 담당하는 것을 특징으로 하는 예비 자원 할당을 통한 효율적인 자원 관리 시스템.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 제 2 정보 전송 영역은 중계국에서 이동국으로 빠른 HARQ 재전송을 위한 예비 자원으로 자원의 양을 상기 기지국으로부터의 피드백 정보를 이용하여 결정하는 자원양 결정영역과, 예비 자원에 한해서 상기 중계국이 직접 HARQ 재전송의 유무 결정하고 상기 이동국에 전달하는 예비자원 제어 신호 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 예비 자원 할당을 통한 효율적인 자원 관리 시스템.
  17. 제 10 항에 있어서,
    상기 기지국의 신호가 상기 중계국으로부터 서비스를 받고 있는 상기 이동국에 직접 전달되지 않는 비-투명(non-transparent) 모드로 가정하는 것을 특징으로 하는 예비 자원 할당을 통한 효율적인 자원 관리 시스템.
  18. 이동국의 제어 신호인 HARQ-NAK(HARQ negative acknowledge) 신호를 수신 하였을 경우 예비 자원(reserve resource)을 HARQ 재전송을 위해 할당하는 재전송 할당부;
    이를 상기 이동국에 알리는 제어신호를 생성 또는 전송하는 제 1 제어 신호 전송부;
    상기 HARQ 재전송을 위해 예비 자원을 할당하였을 경우 기지국에 HARQ 재전송을 수행하였음을 알리는 제어신호의 생성 또는 전송하는 제 2 제어 신호 전송부;
    상기 이동국으로부터 HARQ-NAK 신호를 수신하지 않았을 때 중계국에 상기 이동국을 위해 사용되고 있는 버퍼들의 남은 크기에 따라서 예비 자원을 일반 데이터 전송에 할당하는 데이터 전송 할당부;
    이를 해당 상기 이동국에 알리는 제어신호의 생성 또는 전송하는 제 3 제어 신호 전송부; 및
    예비 자원을 일반 데이터 전송에 할당하였을 때 할당한 자원의 양과 이에 해당하는 이동국을 기지국에 알리는 제어신호의 생성 또는 전송하는 제 3 제어 신호 전송부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 중계국.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 예비 자원을 할당하는 방식으로는 802.16j 표준 문서를 이용하는 것을 특징으로 하는 중계국.
  20. 중계국으로부터 피드백된 정보를 바탕으로 예비 자원(reserve resource)의 할당 여부를 결정하는 할당 여부 결정부;
    수신된 제어 신호를 바탕으로 상기 예비 자원의 할당 기간을 결정하는 할당 기간 결정부;
    상기 예비 자원의 부채널 수를 결정하는 부채널 수 결정부; 및
    상기 중계국으로부터 수신된 예비 자원의 사용에 따른 제어 신호를 처리하는 제어신호 처리부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국.
  21. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 따른 예비 자원 할당을 통한 효율적인 자원 관리 방법을 실행하는 프로그램 코드를 저장하는 저장 매체.
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