KR101507613B1 - 무선통신 시스템에서 중계기의 동작 방법 - Google Patents

무선통신 시스템에서 중계기의 동작 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101507613B1
KR101507613B1 KR20080092928A KR20080092928A KR101507613B1 KR 101507613 B1 KR101507613 B1 KR 101507613B1 KR 20080092928 A KR20080092928 A KR 20080092928A KR 20080092928 A KR20080092928 A KR 20080092928A KR 101507613 B1 KR101507613 B1 KR 101507613B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
mode
repeater
station
packet
buffer
Prior art date
Application number
KR20080092928A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20100019920A (ko
Inventor
서한별
김병훈
Original Assignee
엘지전자 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지전자 주식회사 filed Critical 엘지전자 주식회사
Priority to PCT/KR2009/001848 priority Critical patent/WO2010018908A1/en
Priority to US12/453,439 priority patent/US8761690B2/en
Publication of KR20100019920A publication Critical patent/KR20100019920A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101507613B1 publication Critical patent/KR101507613B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/14—Relay systems
    • H04B7/15—Active relay systems
    • H04B7/155—Ground-based stations
    • H04B7/15557—Selecting relay station operation mode, e.g. between amplify and forward mode, decode and forward mode or FDD - and TDD mode
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L47/00—Traffic control in data switching networks
    • H04L47/10—Flow control; Congestion control
    • H04L47/24—Traffic characterised by specific attributes, e.g. priority or QoS
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L47/00—Traffic control in data switching networks
    • H04L47/10—Flow control; Congestion control
    • H04L47/29—Flow control; Congestion control using a combination of thresholds

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

무선통신 시스템에서 중계기의 동작 방법은 중계 모드를 결정하는 단계 및 소스 스테이션으로부터 수신한 신호를 상기 중계 모드에 따라 목표 스테이션으로 전송하는 단계를 포함하되, 상기 중계 모드는 트래픽의 QoS(Quality of Service)에 대한 요구 사항, 패킷의 전송 시도 횟수 및 중계기의 버퍼에 저장된 패킷의 양 가운데 적어도 하나 이상을 고려하여 결정한다. 상황에 따라 동적으로 중계 모드를 선택하는 기준 및 중계기의 동작 방법을 제공하여, 신호 전달의 신뢰도를 유지하면서 시간 지연을 줄일 수 있다.

Description

무선통신 시스템에서 중계기의 동작 방법{A METHOD OF OPERATING A RELAY STATION IN A WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}
본 발명은 무선통신에 관한 것으로, 보다 상세하게는 중계기(Relay Station)를 사용하는 무선통신 시스템에서 상기 중계기의 동작 방법에 관한 것이다.
IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.16 표준은 광대역 무선 접속(broadband wireless access)을 지원하기 위한 기술과 프로토콜을 제공한다. 1999년부터 표준화가 진행되어 2001년 IEEE 802.16-2001이 승인되었다. 이는 'WirelessMAN-SC'라는 단일 반송파(single carrier) 물리계층에 기반한다. 이후 2003년에 승인된 IEEE 802.16a 표준에서는 물리계층에 'WirelessMAN-SC' 외에'WirelessMAN-OFDM'과 'WirelessMAN-OFDMA'가 더 추가되었다. IEEE 802.16a 표준이 완료된 후 개정된(revised) IEEE 802.16-2004 표준이 2004년 승인되었다. IEEE 802.16-2004 표준의 결함(bug)과 오류(error)를 수정하기 위해 'corrigendum'이라는 형식으로 IEEE 802.16-2004/Cor1(이하, IEEE 802.16e)이 2005년에 완료되었다.
현재, IEEE 802.16e를 기반으로 하여 IEEE 802.16 태스크 그룹 j(IEEE 802.16 Task Group j;이하, IEEE 802.16j라 한다)에서는 서비스 지역의 확 장(Coverage Extension) 및 성능 강화(Throughput Enhancement)를 제공하기 위하여 중계기(Relay Station)를 도입하고, 이에 대한 표준화를 진행하고 있다. 즉, IEEE 802.16j 표준에서는 중계기를 통하여 기지국 영역 밖에 있는 단말에 대하여 신호 전달이 가능해지도록 하고, 기지국 영역 내에 있는 단말에 대하여 높은 수준의 적응변조코딩(Adaptive Modulation and Coding, AMC) 방식을 가지는 고품질의 경로를 설정할 수 있도록 함으로써 동일한 무선 자원으로 시스템 용량을 증대시킬 수 있도록 한다.
중계기가 기지국과 단말 사이의 신호를 중계하는 대표적인 중계 모드로는 AF(Amplify and Forward; 증폭 후 전달) 모드와 DF(Decode and Forward; 복호 후 전달) 모드가 있다. 여기서, AF 모드는 기지국 또는 단말로부터 수신한 신호를 증폭한 후 단말 또는 기지국으로 전달하는 방식이다. DF 모드는 기지국 또는 단말로부터 수신한 신호를 복조(Demodulation) 및 복호(Decoding) 등의 과정을 거쳐 정보를 복구한 후, 다시 부호(Coding) 및 변조(Modulation) 등의 과정을 거쳐 신호를 생성하여 단말 또는 기지국으로 전달하는 방식이다.
AF 모드에 따르면 신호의 전달에 걸리는 시간 지연이 짧은 장점이 있으나, 전달되는 신호에 잡음이 전파되거나 증폭되는 단점이 있다. 반면에, DF 모드에 따르면 신호에 포함된 잡음을 제거할 수 있고 전송 신호의 신뢰성을 높일 수 있는 장점이 있으나, 복조 및 복호 과정을 거치므로 신호의 전달에 걸리는 시간 지연이 긴 단점이 있다.
따라서, 상황에 따라 적절한 중계 모드로 신호를 전달하는 방법이 필요하다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 무선통신 시스템에서 중계기의 중계 모드 결정 기준을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는 무선통신 시스템에서 동적으로 선택된 중계 모드에 따른 중계기의 동작 방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는 무선통신 시스템에서 신호 전달의 신뢰도를 유지하면서 시간 지연을 줄일 수 있는 중계기의 동작 방법을 제공하는 것이다.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예는 무선통신 시스템에서 중계기의 동작 방법으로써, 중계 모드를 결정하는 단계 및 소스 스테이션으로부터 수신한 신호를 상기 중계 모드에 따라 목표 스테이션으로 전송하는 단계를 포함하되, 상기 중계 모드는 트래픽의 QoS(Quality of Service)에 대한 요구 사항, 패킷의 전송 시도 횟수 및 중계기의 버퍼에 저장된 패킷의 양 가운데 적어도 하나 이상을 고려하여 결정한다.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 실시예는 무선통신 시스템에서 중계기의 동작 방법으로써, 동작 가능한 중계 모드의 목록을 포함하는 제 1 메시지를 소스 스테이션 또는 목표 스테이션으로 전송하는 단계, 상기 소스 스테이션 또는 목표 스테이션에 의하여 선택된 중계 모드를 포함하는 제 2 메시지를 수신하는 단계 및 상기 제 2 메시지에 포함된 상기 중계 모드에 따라 상기 소스 스테이션으로부터 수신한 신호를 상기 목표 스테이션으로 전송하는 단계를 포함한다.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 또 다른 실시예는 무선통신 시스템에서 중계 모드 결정 방법으로써, 동작 가능한 중계 모드들의 목록을 수신하는 단계, 상기 목록에 포함된 모드들 가운데 하나를 중계 모드로 결정하는 단계 및 결정된 상기 중계 모드를 중계기에 알려주는 단계를 포함하되, 상기 중계 모드는 트래픽의 QoS(Quality of Service)에 대한 요구 사항, 패킷의 전송 시도 횟수 및 중계기의 버퍼에 저장된 패킷의 양 가운데 적어도 하나 이상을 고려하여 결정한다.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 또 다른 실시예는 무선통신 시스템에서 중계기의 동작 방법으로써, 트래픽의 QoS(Quality of Service)에 대한 요구 사항을 고려하여 AF(Amplify and Forward; 증폭 후 전달) 모드와 DF(Decode and Forward; 복호 후 전달) 모드 가운데 하나의 중계 모드를 선택하는 단계 및 소스 스테이션으로부터 수신한 신호를 선택된 상기 중계 모드에 따라 목표 스테이션으로 전송하는 단계를 포함한다.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 또 다른 실시예는 무선통신 시스템에서 중계 모드 선택 방법으로써, 트래픽의 QoS(Quality of Service)에 대한 요구 사항을 고려하여 AF(Amplify and Forward; 증폭 후 전달) 모드와 DF(Decode and Forward; 복호 후 전달) 모드 가운데 하나의 중계 모드를 선택하는 단계 및 선택된 상기 중계 모드를 중계기에 알려주는 단계를 포함한다.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 또 다른 실시예는 무선통신 시스템 에서 중계기의 동작 방법으로써, 소스 스테이션으로부터 수신한 패킷을 AF 모드에 따라 목표 스테이션으로 전송하는 단계, 상기 소스 스테이션 또는 상기 목표 스테이션으로부터 패킷의 재전송 요청 메시지를 수신하는 단계 및 상기 패킷을 DF 모드에 따라 상기 목표 스테이션으로 재전송하는 단계를 포함한다.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 또 다른 실시예는 무선통신 시스템에서 중계기의 동작 방법으로써, 소스 스테이션으로부터 수신한 패킷의 에러를 검출하는 단계, 상기 패킷의 에러를 검출한 경우, 상기 소스 스테이션에 상기 패킷의 재전송을 요청하는 단계 및 상기 소스 스테이션으로부터 상기 패킷을 재수신하면, AF 모드에 따라 상기 패킷을 목표 스테이션으로 전송하는 단계를 포함한다.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 또 다른 실시예는 무선통신 시스템에서 중계기의 동작 방법으로써, 소스 스테이션으로부터 패킷들을 수신하는 단계, 상기 패킷들을 DF 모드에 따라 목표 스테이션으로 전송하는 단계 및 상기 소스 스테이션들로부터 수신한 패킷들이 버퍼에 일정량 이상 쌓이면 상기 패킷의 전부 또는 일부를 AF 모드에 따라 상기 목표 스테이션으로 전송하는 단계를 포함한다.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 또 다른 실시예는 무선통신 시스템에서 중계기의 동작 방법으로써, 소스 스테이션으로부터 패킷들을 수신하는 단계, 상기 패킷들을 DF 모드에 따라 목표 스테이션으로 전송하는 단계 및 상기 소스 스테이션들로부터 수신한 패킷들이 버퍼에 일정량 이상 쌓이면 상기 소스 스테이션으로 중계 모드 전환요청 메시지를 전송하는 단계를 포함한다.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 또 다른 실시예는 무선통신 시스템 에서 중계 모드 전환 방법으로써, 중계기로 패킷들을 전송하는 단계, 상기 중계기로부터 중계 모드 전환요청 메시지를 수신하는 단계 및 상기 중계기의 버퍼에 쌓여 있는 패킷의 전부 또는 일부를 AF 모드에 따라 목표 스테이션으로 전송하도록 지시하는 중계 모드 전환 메시지를 전송하는 단계를 포함한다.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 또 다른 실시예는 무선통신 시스템의 중계기로써, 소스 스테이션으로부터 수신한 패킷들이 저장되는 제 1 버퍼, 상기 제 1 버퍼에 저장된 패킷들이 복호화되는 복호기, 상기 복호기를 통하여 복호화된 패킷들이 부호화되는 부호기 및 상기 부호기를 통하여 부호화된 패킷들이 목표 스테이션으로 전송되기 위하여 저장되는 제 2 버퍼를 포함하되, 상기 제 1 버퍼는 버퍼 컨트롤러를 포함하고, 상기 버퍼 컨트롤러는 상기 제 1 버퍼에 저장된 패킷의 양을 고려하여 중계 모드를 동적으로 결정한다.
상황에 따라 동적으로 중계 모드를 선택하는 기준 및 중계기의 동작 방법을 제공하여, 신호 전달의 신뢰도를 유지하면서 시간 지연을 줄일 수 있다.
각 사용자에게 적절한 수준의 QoS를 제공할 수 있고, 패킷의 재전송에 따른 시간 지연을 줄일 수 있으며, 중계기의 과도한 부하를 줄일 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.
도 1은 중계기를 사용하는 무선통신 시스템을 나타낸 도면이다. 무선통신 시 스템은 음성, 패킷 데이터 등과 같은 다양한 통신 서비스를 제공하기 위해 널리 배치된다.
도 1을 참조하면, 무선통신 시스템은 단말(10, 11, 12, 13; Mobile Station, MS), 기지국(20; Base Station, BS) 및 중계기(30, 31; Relay Station, RS)를 포함한다. 단말(10, 11, 12, 13)은 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, UE(User Equipment), UT(User Terminal), SS(Subscriber Station), 무선기기(wireless device) 등 다른 용어로 불릴 수 있다. 기지국(20)은 일반적으로 단말(10, 11, 12, 13)과 통신하는 고정된 지점(fixed station)을 말하며, 노드-B(Node-B), BTS(Base Transceiver System), 액세스 포인트(Access Point) 등 다른 용어로 불릴 수 있다. 하나의 기지국(20)에는 하나 이상의 셀이 존재할 수 있다. 중계기(30, 31)는 커버리지의 확장 또는 다이버시티 효과에 따른 전송속도의 향상을 위한 것으로, 단말과 기지국 사이에 위치한다. 즉, 기지국(20)의 커버리지 내에 있는 단말들(10, 11)은 기지국(20)과 직접 통신할 수 있고, 기지국(20)의 커버리지 밖에 있는 단말들(12, 13)은 중계기(30, 31)를 거쳐서 기지국(20)과 통신한다. 또는, 기지국(20)의 커버리지 내에 있는 단말들(10, 11)이라 할지라도, 다이버시티 효과에 따른 전송속도의 향상을 위하여 중계기(30, 31)를 거쳐서 기지국(20)과 통신할 수 있다.
이하에서 하향링크(Downlink;DL)는 기지국(20)에서 단말(10)로의 통신을 의미하고, 상향링크(Uplink;UL)는 단말(10)에서 기지국(20)으로의 통신을 의미한다. 따라서, 하향링크에서 소스 스테이션(Source Station)은 기지국(20)이고 목표 스테이션(Destination Station)은 단말(10)이며, 상향링크에서 소스 스테이션은 단 말(10)이고 목표 스테이션은 기지국(20)이다. 하향링크에서 송신기는 기지국(20)의 일부일 수 있고 수신기는 단말(10)의 일부일 수 있다. 상향링크에서 송신기는 단말(10)의 일부일 수 있고 수신기는 기지국(20)의 일부일 수 있다.
무선통신 시스템은 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)/OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 기반 시스템일 수 있다. OFDM은 다수의 직교 부반송파를 이용한다. OFDM은 IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)과 FFT(Fast Fourier Transform) 사이의 직교성 특성을 이용한다. 송신기에서 데이터는 IFFT를 수행하여 전송된다. 수신기에서 수신 신호에 FFT를 수행하여 원래 데이터를 복원한다. 송신기는 다중 부반송파들을 결합하기 위해 IFFT를 사용하고, 수신기는 다중 부반송파들을 분리하기 위해 대응하는 FFT를 사용한다.
중계기의 대표적인 동작 모드로는 복호 후 전달(Decode-and-forward; DF) 모드 및 증폭 후 전달(Amplify-and-forward; AF) 모드가 있다. DF 모드에 따르면, 무선 중계기는 소스 스테이션으로부터 수신한 신호의 복조(Demodulation), 채널 복호화(Channel Decoding) 및 에러 체크(Error Check) 등의 처리 과정을 거쳐 전송 정보를 복구한 후, 채널 부호화(Channel Coding) 및 변조(Modulation) 과정을 거쳐 생성한 신호를 목표 스테이션으로 전달한다. 다음으로, AF 모드에 따르면, 무선 중계기는 소스 스테이션으로부터 수신한 신호를 증폭한 후, 증폭된 신호를 목표 스테이션으로 전달한다. 여기서, AF 모드에는 두 가지 종류가 있다. 하나는 소스 스테 이션으로부터 수신한 신호를 일정 시간 동안 저장한 후 증폭하여 목표 스테이션으로 전달하는 것이고, 다른 하나는 단순한 리피터(Repeater) 타입으로, 소스 스테이션으로부터 수신한 신호를 저장하지 않고 바로 증폭하여 목표 스테이션으로 전달하는 것이다.
DF 모드는 잡음을 제거할 수 있고, 에러가 있는지 여부를 확인할 수 있어 신호 전달의 신뢰성을 높일 수 있으며, 중계기에서 채널 부호 및 변조 방법을 변경할 수 있는 장점이 있으나, 시간 지연이 생기는 단점이 있다. 반면에, AF 모드는 중계기의 동작이 간단하고, 시간 지연을 줄이는 장점이 있다. 두 가지 종류의 AF 모드 가운데 리피터 타입의 AF 모드는 수신 신호를 OFDM의 CP(Cyclic Prefix)이내에 목표 스테이션으로 전달하므로, MAC 계층에서는 시간 지연이 없다. 또한, 수신 신호를 일정 시간 저장 후 전달하는 AF 모드도 DF 모드보다 시간 지연이 적다. 다만, 신호에 포함된 잡음이 제거될 수 없고, 에러가 있는지 여부를 확인할 수 없다는 단점이 있다.
도 2는 AF 모드에 따른 중계 절차를 나타내는 도면이고, 도 3은 DF 모드에 따른 중계 절차를 나타내는 도면으로, IEEE 802.16j의 트랜스패어런트 모드(Transparent mode)에 대한 예시이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 프레임 n(Frame n)은 시간상으로 프레임 n+1(Frame n+1)에 앞선다. 하나의 프레임은 하향링크(Downlink, DL) 영역과 상향링크(Uplink, UL) 영역을 포함한다. 하향링크 영역은 하향링크 액세스 존(DL Access Zone) 및 하향링크 트랜스패어런트 존(DL Transparent Zone)을 포함하고, 상향링크 영역은 상향링크 액세스 존(UL Access Zone) 및 상향링크 릴레이 존(UL Relay Zone)을 포함한다. 여기서, 하향링크 액세스 존은 기지국이 중계기 또는 단말로 신호를 전송하는 영역이고, 하향링크 트랜스패어런트 존은 중계기가 단말로 신호를 전송하는 영역이다. 또한, 상향링크 액세스 존은 단말이 중계기 또는 기지국으로 신호를 전송하는 영역이고, 상향링크 릴레이 존은 중계기가 기지국으로 신호를 전송하는 영역이다.
도 2에서, 기지국이 프레임 n의 하향링크 액세스 존을 통하여 중계기로 신호를 전달하면, 중계기는 프레임 n의 하향링크 트랜스패어런트 존을 통하여 단말로 신호를 전달한다. 또한, 기지국이 프레임 n+1의 하향링크 액세스 존을 통하여 중계기로 신호를 전달하면, 중계기는 프레임 n+1의 하향링크 트랜스패어런트 존을 통하여 단말로 신호를 전달한다. 이와 같이, AF 모드에 따르면, 중계기는 기지국으로부터 수신한 신호를 증폭(Amplification)만 한 후, 단말로 전달하므로 추가적인 시간 지연없이 동일한 프레임 내에서 신호 전달이 가능하다. 도 2는 상기 두 가지 종류의 AF 모드 가운데 수신 신호를 저장한 후 증폭하여 전달하는 방식의 일 예이다. 이와 달리, 리피터 타입의 AF 모드에 따르면, 기지국이 프레임 n의 하향링크 액세스 존을 통하여 중계기로 신호를 전달하면, 이와 동시에 중계기는 상기 프레임 n의 하향링크 액세스 존을 통하여 단말로 신호를 전달한다.
반면에, 도 3에서, 기지국이 프레임 n의 하향링크 액세스 존을 통하여 기지국이 중계기로 신호를 전달하면, 중계기는 프레임 n+1의 하향링크 트랜스패어런트 존을 통하여 단말로 신호를 전달한다. 이와 같이, DF 모드에 따르면, 중계기는 기 지국으로부터 수신한 신호를 복조(Modulation), 복호(Decoding), 에러 확인(Error Check) 후 부호(Coding), 변조(Modulation)하므로, 추가적인 시간 지연이 발생하게 된다. 또한, 부호 및 변조 방식이 달라지므로 신호의 크기가 달라질 수 있다.
이상 설명한 바와 같은 AF 모드와 DF 모드의 특징을 보완하기 위하여, AF 모드와 DF 모드를 혼용하여 사용하는 시도가 있다. 예를 들어, (1) 중계기가 수신한 신호의 정보 복구 과정을 거친 후, 이에 성공하면 DF 모드에 따라, 실패하면 AF 모드에 따라 신호를 전달하는 하이브리드 AF/DF(Hybrid AF/DF) 방식, (2) 채널 상태를 이용하여 에러 확률 또는 고유값(Eigenvalue)을 계산하고, AF 모드 및 DF 모드 가운데 전달 성공률 또는 달성 가능한 채널 용량이 더욱 높은 중계 모드를 선택하는 방식, 및 (3) 서로 다른 주파수 영역에서 동작하는 송수신기를 가지는 중계기가 한쪽 주파수로 수신한 신호를 즉시 다른 주파수로 증폭 후 전달하는 방식으로, 기본적으로 DF 모드로 동작하면서 별도의 지시가 있으면 AF 모드로 전환하는 방식이 있다.
여기서, 상기 (1) 및 (2)의 방식은 중계기의 중계 모드 선택 기준으로 정보 복구의 성공 여부 및 채널 특징을 이용하고 있고, 상기 (3)의 방식은 중계 모드 전환의 기준이 명확히 없다. 또한 상기 (3)의 방식에 따르면, 중계기의 송수신기가 단일 주파수 영역에서 동작하는 경우에 대한 시사가 없다.
이와 같이, AF 모드의 시간 지연을 최소화하는 장점과 DF 모드의 정보 복구 및 전달의 신뢰성을 최대화하는 장점을 모두 얻을 수 있도록 하는 중계 모드의 결정 방법 및 기준이 필요하다. 이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 중계 모드의 결정 방법 및 기준에 대하여 설명한다. 중계 모드는 중계기가 결정하거나, 소스 스테이션 또는 목표 스테이션이 결정할 수 있다.
먼저, 중계기가 중계 모드를 결정하는 경우에 대하여 설명하면, 중계기는 AF 모드 및 DF 모드 가운데 하나를 중계 모드로 결정한다. 여기서, 중계기는 ⅰ) 트래픽의 QoS(Quality of Service) 요구사항, ⅱ) 중계기에서 해당 패킷의 전송 시도 횟수 및 ⅲ) 중계기에서 복호를 위하여 대기하고 있는 패킷의 양 가운데 적어도 하나 이상을 고려하여 중계 모드를 결정한다. 중계기는 소스 스테이션으로부터 수신한 신호를 상기 중계 모드에 따라 목표 스테이션으로 전송한다. 여기서, 중계기가 결정한 중계 모드가 AF 모드이면, 소스 스테이션으로부터 수신한 신호를 증폭한 후 바로 목표 스테이션으로 전송한다. 중계기가 결정한 중계 모드가 DF 모드이면, 소스 스테이션으로부터 수신한 신호를 복조, 복호, 에러 확인 및 부호, 변조 등의 과정을 거친 후 목표 스테이션으로 전송한다. 부가적으로, 중계기는 결정된 중계 모드를 소스 스테이션 및/또는 목표 스테이션에 알려줄 수 있다.
중계기는 상기 ⅰ), ⅱ) 및 ⅲ) 중에서 적어도 하나의 사항을 고려하여 중계 모드를 결정하므로, 신호 전송의 신뢰도를 유지하면서 신호 전송에 소요되는 시간 지연을 줄일 수 있다. 여기서, 중계 모드의 결정 시기와 소스 스테이션으로부터 신호를 수신하는 시기에 대한 제한은 없다. 즉, 중계 모드를 결정한 후 소스 스테이션으로부터 신호를 수신할 수도 있고, 소스 스테이션으로부터 신호를 수신한 후 중계 모드를 결정할 수도 있다.
다음으로, 소스 스테이션 또는 목표 스테이션이 중계 모드를 결정하는 경우 를 설명한다. 소스 스테이션 또는 목표 스테이션은 중계기로부터 동작 가능한 중계 모드들의 목록을 수신하고, 상기 목록에 포함된 모드 가운데 하나의 모드를 중계 모드로 결정한다. 여기서, 소스 스테이션 또는 목표 스테이션은 ⅰ) 트래픽의 QoS(Quality of Service) 요구사항, ⅱ) 중계기에서 해당 패킷의 전송 시도 횟수 및 ⅲ) 중계기에서 복호를 위하여 대기하고 있는 패킷의 양 가운데 적어도 하나 이상을 고려하여 중계 모드를 결정할 수 있다. 소스 스테이션 또는 목표 스테이션은 사용자별로 중계 모드를 다르게 결정할 수 있을 뿐만 아니라, 트래픽별 또는 패킷별로 중계 모드를 다르게 결정할 수도 있다. 소스 스테이션 또는 목표 스테이션은 결정된 중계 모드를 중계기 알려준다. 예를 들어, 상기 소스 스테이션 또는 목표 스테이션은 상기 중계 모드를 주기적으로 중계기에 알려줄 수도 있다. 중계기는 소스 스테이션 또는 목표 스테이션으로부터 전달받은 중계 모드에 따라서, 소스 스테이션으로부터 수신한 신호를 목표 스테이션으로 전송한다.
소스 스테이션 또는 목표 스테이션은 상기 ⅰ), ⅱ) 및 ⅲ) 중 적어도 하나의 사항을 고려하여 중계 모드를 결정하므로, 중계기의 신호 전송의 신뢰도를 유지하면서 신호 전송에 소요되는 시간 지연을 줄일 수 있다.
이상과 같이, 중계 모드의 결정 기준으로 크게 세 가지 사항을 고려할 수 있다. 즉, 중계기나, 소스 스테이션 또는 목표 스테이션은 중계 모드를 결정하기 위하여 ⅰ) 트래픽의 QoS(Quality of Service) 요구사항, ⅱ) 중계기에서 해당 패킷의 전송 시도 횟수 및 ⅲ) 중계기에서 복호를 위하여 대기하고 있는 패킷의 양 가운데 적어도 하나 이상을 고려할 수 있다. 이하, 본 발명의 일 실시예에 따라 상기 ⅰ), ⅱ) 및 ⅲ)의 세 가지 사항을 고려한 중계 모드 결정 방법을 구체적으로 살펴본다.
<QoS 요구사항에 따른 중계 모드>
중계기 또는 소스 스테이션이나 목표 스테이션은 트래픽의 QoS(Quality of Service) 요구사항을 고려하여 중계 모드를 결정할 수 있다. 특히, 트래픽의 시간 지연에 대한 요구사항을 고려하여 중계 모드를 결정할 수 있다. 즉, 낮은 시간지연을 요구하는 트래픽인 경우에는 AF 모드로 결정하고, 높은 시간지연을 허용하는 트래픽인 경우에는 DF 모드로 결정할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 중계기의 동작 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 4를 참조하면, 중계기는 트래픽의 QoS 요구사항에 따라 중계 모드를 결정한다(S100). 트래픽의 종류에 따라 QoS에 대한 요구사항, 예를 들어, 시간 지연에 대한 요구사항은 달라질 수 있다. 즉, 제어 정보 또는 음성 신호는 신속하게 전송될 필요가 있는 트래픽이므로 AF 모드에 따라 전송할 수 있다. 전자 메일은 신속하게 전송되는 것보다 정확하게 전송되는 것이 중요한 트래픽이므로 DF 모드에 따라 전송할 수 있다. 또한, 소스 스테이션과 목표 스테이션 사이에 중계기가 여러 개 존재하면 중계 과정에서 시간 지연이 늘어나는 점을 추가적으로 고려할 수 있다. 따라서, 동일한 QoS 요구사항을 가지는 트래픽인 경우에도 소스 스테이션과 목표 스테이션 사이에 존재하는 중계기의 개수에 따라 AF 모드 또는 DF 모드로 결정할 수 있다. QoS 요구사항에 따른 중계 모드의 결정은 하나의 트래픽에 속한 여러 패킷에 대하여 동적으로 변화할 수도 있다. 예를 들어, 실시간 동영상과 같이 데이터의 양이 매 시점에 따라 변하는 트래픽에서, 순간적으로 트래픽이 폭주하는 경우에는 일시적으로 AF모드에 따라 해당 패킷을 전송할 수 있다.
중계기는 소스 스테이션으로부터 신호를 수신하고(S110), 상기 단계 S100에서 결정된 중계 모드에 따라 상기 신호를 목표 스테이션으로 전송한다(S120). 도 4에서, 중계 모드를 결정(S100)한 후 소스 스테이션으로부터 신호를 수신(S110)하는 것으로 예시하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고, 소스 스테이션으로부터 신호를 수신한 후 중계 모드를 결정할 수도 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 중계기의 동작 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 5를 참조하면, 중계기는 소스 스테이션으로 동작 가능한 중계 모드들의 목록을 알려준다(S200). 소스 스테이션은 트래픽의 QoS 요구사항을 고려하여 상기 목록에 포함된 모드 가운데 하나를 중계 모드로 결정한다(S210). 상기 도 4의 단계 S100에서 예시한 트래픽의 QoS 요구사항에 따른 중계 모드의 결정 방법은 당업자에 의하여 도 5에 자명하게 적용될 수 있다.
소스 스테이션은 결정된 중계 모드를 중계기에 알려주고(S220), 중계기는 상기 중계 모드로 전환한다(S230). 소스 스테이션은 단말의 망 진입 시점, 트래픽의 연결 설정 시점 또는 매 패킷의 전송마다 결정된 중계 모드를 중계기에 알려줄 수도 있다.
중계기는 소스 스테이션으로부터 신호를 수신하고(S240), 상기 단계 S230에서 전환된 중계 모드에 따라 상기 신호를 목표 스테이션으로 전송한다(S250).
도 5에서, 소스 스테이션이 중계 모드를 결정하는 것으로 예시하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 중계기는 목표 스테이션으로 동작 가능한 중계 모드들의 목록을 알려주고, 목표 스테이션이 중계 모드를 결정할 수도 있다.
도 4 및 도 5에 따르면, 트래픽의 QoS에 대한 요구사항을 고려하여 중계 모드를 결정하므로, 상황에 따라 적절한 중계 모드로 통신할 수 있다.
<패킷의 전송 시도 횟수에 따른 중계 모드>
중계기 또는 소스 스테이션이나 목표 스테이션은 패킷의 전송 시도 횟수에 따라 중계 모드를 결정할 수 있다. 예를 들어, 중계기가 AF 모드에 따라 신호를 전송하고, 목표 스테이션이 상기 신호의 수신에 실패한 경우를 가정한다. 여기서, AF 모드에 따른 신호 전송의 실패는 상기 신호에 에러가 존재한다는 것을 의미할 수도 있다. 따라서, 중계기가 다시 AF 모드에 따라 신호를 재전송할 경우 목표 스테이션이 상기 신호의 수신에 다시 실패할 가능성이 있다. 또한, 중계기가 DF모드에 따라 신호를 전송하고, 목표 스테이션이 상기 신호의 수신 또는 복원에 실패한 경우를 가정한다. 여기서, 이미 시간이 충분히 지연된 상태이므로, 중계기가 다시 DF 모드에 따라 신호를 재전송할 경우 시간 지연은 더욱 커지게 된다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 중계기의 동작 방법을 나타내는 흐름도이다. 여기서, 중계기는 AF 모드로 동작하고 있다고 가정한다.
도 6을 참조하면, 중계기는 소스 스테이션으로부터 패킷을 수신한다(S300). 중계기는 상기 패킷을 AF 모드에 따라 목표 스테이션으로 전송한 후(S310), 중계기는 상기 패킷을 복원한다(S320). 즉, 중계기는 상기 패킷을 복조, 복호하고 에러 여부를 확인한다.
목표 스테이션이 상기 패킷의 수신 또는 복원에 실패하게 되면 목표 스테이션 또는 소스 스테이션은 중계기로 상기 패킷에 대한 재전송 요청 메시지를 전송한다(S330). 예를 들어, 목표 스테이션이 중계기로 직접 패킷에 대한 재전송 요청 메시지를 전송할 수 있다. 또한, 목표 스테이션이 패킷의 수신 또는 복원에 실패하였다는 취지의 메시지를 소스 스테이션에 전송하고, 이를 수신한 소스 스테이션이 중계기로 패킷에 대한 재전송 요청 메시지를 전송할 수도 있다. 또한, 중계기가 단계 S310에서 패킷을 전송한 후 일정 시간 내에 소스 스테이션 또는 목표 스테이션으로부터 ACK(Acknowledgement)를 수신하지 못한 경우, 목표 스테이션이 상기 패킷의 수신 또는 복원에 실패한 것으로 판단하고, 상기 패킷에 대한 재전송 요청 메시지를 수신한 것으로 간주할 수도 있다.
패킷에 대한 재전송 요청 메시지를 수신한 중계기는 단계 S320에서 복원된 패킷을 DF 모드에 따라 목표 스테이션으로 재전송한다(S340). 여기서, DF 모드에 따른 패킷의 재전송 과정에 적용되는 부호 및 변조 방식은 단계 S300에서 적용되는 부호 및 변조 방식과 달라질 수 있다. 즉, 패킷의 재전송 과정에 적용되는 부호 및 변조 방식은 채널 특성, 전송 에러율 및 단계 S310에서 AF 모드로 전송된 패킷의 품질 등을 고려하여 결정할 수 있다.
도 6에 따르면, 중계기가 AF 모드에 따라 목표 스테이션으로 패킷을 전송한 후 DF 모드에 따라 패킷을 재전송할 준비를 하므로, 목표 스테이션에서 패킷의 복원 또는 수신 실패 시에도 시간 지연을 최소화하면서 패킷 전송을 마칠 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 중계 모드 전환 과정을 나타내는 도면이다. 여기서, 기지국은 단말로 하향링크 패킷을 전송하고, 중계기는 AF 모드에 따라 동작한다고 가정한다. 하향링크 전송이므로, 소스 스테이션은 기지국이고, 목표 스테이션은 단말이다.
도 7을 참조하면, 기지국은 프레임 n의 하향링크 액세스 존을 통하여 중계기로 패킷을 전송한다(S400).
다음으로, 패킷을 수신한 중계기는 상기 프레임 n의 하향링크 트랜스패어런트 존을 통하여 단말로 AF 모드에 따라 상기 패킷을 전송하고, 상기 패킷을 복조 및 복호한다(S410). 여기서, 중계기는 AF 모드에 따라 패킷을 전송하므로, 추가적인 시간 지연 없이 동일한 프레임 내에서 전송할 수 있다.
다음으로, 중계기로부터 패킷의 수신에 실패한 경우, 단말은 프레임 n+1의 상향링크 액세스 존을 통하여 중계기로 NAK(Non-Acknowledgement)을 전송한다(S420). NAK을 수신한 중계기는 단계 S410에서 복조 및 복호한 패킷을 프레임 n+2의 하향링크 트랜스패어런트 존을 통하여 DF 모드에 따라 단말로 재전송한다(S430).
도 7에서, 단계 S420에서 단말은 중계기로 NAK을 전송한다고 설명하고 있으나 이는 예시에 지나지 않고, 단말은 기지국으로 NAK을 전송할 수도 있다. 만약, 기지국이 NAK을 수신하면, 기지국은 중계기가 단말로 DF 모드에 따라 패킷을 재전송할 것을 지시할 수 있다.
도 7에 따르면, 중계기가 패킷을 우선 AF 모드에 따라 전송하므로 시간 지연을 줄일 수 있고, AF 모드에 따른 패킷의 전송이 실패할 경우 상기 패킷을 DF 모드에 따라 재전송하므로 전송의 신뢰성이 유지될 수 있다. 또한, 중계기는 패킷을 AF 모드로 전송한 후 DF 모드에 따라 패킷을 재전송할 준비를 하므로, AF 모드에 따른 패킷의 전송이 실패한 경우에도 추가적인 시간 지연을 최소화할 수 있다. 또한, 중계기가 패킷의 신호 정보를 알고 있으므로, DF 모드로 재전송하는 경우 해당 신호의 신뢰성 정도에 따라 재전송 패킷의 전송률을 결정할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 중계기의 동작 방법을 나타내는 흐름도이다. 여기서, 중계기는 DF 모드로 동작하고 있다고 가정한다.
도 8을 참조하면, 중계기는 소스 스테이션으로부터 패킷을 수신하고(S500), 상기 패킷을 DF 모드에 따라 목표 스테이션으로 전송하기 위하여 복호 및 에러 체크를 한다(S510).
단계 S510에서 에러가 검출된 경우, 중계기는 패킷 수신에 실패한 것으로 판단하고, 소스 스테이션으로 상기 패킷에 대한 재전송 요청 메시지를 전송한다(S520).
단계 S520의 패킷에 대한 재전송 요청 메시지를 수신한 소스 스테이션은 상기 패킷을 중계기로 재전송하고(S530), 상기 중계기는 상기 패킷을 AF 모드에 따라 목표 스테이션으로 전송한다(S540).
도 8에 따르면, 단계 S510에서 중계기가 패킷을 DF 모드에 따라 목표 스테이션으로 전송하기 위하여 복호 및 에러 체크 등의 과정을 거쳤으므로, 이미 일정한 시간 지연이 이루어진 상태이다. 단계 S530에서 재수신한 패킷을 단계 S540에서 DF 모드에 따라 목표 스테이션으로 전송한다면, 시간 지연이 지나치게 길어질 수 있다. 따라서, 중계기가 한번 이상 수신 실패한 패킷을 재전송하는 경우에는 AF 모드에 따라 동작하도록 하면 추가적인 시간 지연을 줄일 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 중계 모드 전환 과정을 나타내는 도면이다. 여기서, 기지국은 단말로 하향링크 패킷을 전송하고, 중계기는 DF 모드에 따라 동작한다고 가정한다. 하향링크 전송이므로, 소스 스테이션은 기지국이고, 목표 스테이션은 단말이다.
도 9를 참조하면, 기지국은 프레임 n의 하향링크 액세스 존을 통하여 중계기로 패킷을 전송한다(S600).
여기서, 패킷을 수신한 중계기는 DF 모드에 따른 전송을 위하여 상기 패킷의 복조, 복호 및 에러 확인을 수행하는 과정에서 상기 패킷의 에러를 발견한다고 가정한다. 패킷의 에러를 발견한 중계기는 프레임 n의 상향링크 릴레이 존을 통하여 기지국으로 NAK을 전송한다(S610).
NAK을 수신한 기지국은 프레임 n+2의 하향링크 액세스 존을 통하여 중계기로 패킷을 재전송한다(S620). 이때, 단계 S600에서 기지국이 프레임 n의 하향링크 액세스 존을 통하여 중계기로 전송한 패킷과 변조 및 부호 방식이 다를 수 있다.
기지국으로부터 패킷을 재수신한 중계기는 상기 패킷을 AF 모드에 따라 프레 임 n+2의 하향링크 트랜스패어런트 존을 통하여 단말로 재전송한다(S630).
도 9에 따르면, DF 모드에 따른 패킷의 전송 시도에서 이미 시간 지연이 발생하였다. 따라서, 중계기가 패킷을 재전송할 때에는 AF 모드에 따름으로써, 추가적인 시간 지연을 줄일 수 있다.
<중계기의 버퍼에 도달한 패킷의 양에 따른 중계 모드>
중계기 또는 소스 스테이션이나 목표 스테이션은 중계기의 버퍼에 쌓인 패킷의 양에 따라 중계 모드를 결정할 수 있다. 즉, 중계기의 버퍼에 쌓인 패킷의 양이 적으면, 패킷의 대기 시간이 길지 않으므로 DF 모드에 따라 상기 패킷을 전송할 수 있다. 또한, 중계기의 버퍼에 쌓인 패킷의 양이 많으면, 패킷의 대기 시간이 길어지므로 AF 모드에 따라 상기 패킷을 신속하게 전송할 수 있다. 또한, 중계기의 버퍼에 쌓인 패킷의 양이 많으면, 일정 패킷은 AF 모드로 전송하고, 나머지 패킷은 DF 모드로 전송할 수도 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 중계기의 동작 방법을 나타내는 흐름도이다. 여기서, 중계기는 DF 모드로 동작하고 있다고 가정한다.
도 10을 참조하면, 소스 스테이션은 중계기로 지속적으로 패킷을 전송하고(S700), 중계기는 DF 모드에 따라 목표 스테이션으로 상기 패킷을 전송한다(S710). 중계기는 패킷을 DF 모드에 따라 처리하기 위하여 복호 및 부호 등을 수행하고, 이 과정에서 시간 지연이 발생한다. 소스 스테이션으로부터 패킷을 수신하는 속도가 목표 스테이션으로 상기 패킷을 전송하는 속도보다 크면, 중계기의 버퍼 에 패킷이 쌓이게 된다.
중계기의 버퍼에 쌓인 패킷의 양이 일정량 이상이 되면 중계기는 AF 모드로 중계 모드를 전환하고(S720), 버퍼에 쌓인 패킷을 목표 스테이션으로 AF 모드에 따라 전송한다(S730). 여기서, 중계기는 버퍼에 쌓인 모든 패킷을 AF 모드에 따라 전송하는 것으로 예시하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 일부 패킷을 AF 모드에 따라 전송하고 나머지 패킷을 DF 모드에 따라 전송할 수도 있다. 일부 패킷에 대해서만 AF 모드에 따라 전송하는 경우, AF 모드에 따라 전송되는 패킷은 트래픽의 우선 순위, 채널 상태, QoS 요구 사항 및 패킷이 버퍼에서 지연된 시간 등을 고려하여 정해질 수 있다. 중계기는 AF 모드에 따라 전송할 패킷의 목록을 소스 스테이션 또는 목표 스테이션으로 전송할 수 있다.
도 10에 따르면, 중계기의 버퍼에 일정량 이상의 패킷이 쌓이는 경우 상기 패킷을 AF 모드에 따라 신속하게 목표 스테이션으로 전송함으로써, 버퍼 상태를 안정화시킬 수 있다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 중계기의 동작 방법을 나타내는 흐름도이다. 여기서, 중계기는 DF 모드로 동작하고 있다고 가정한다.
도 11을 참조하면, 소스 스테이션은 지속적으로 패킷을 중계기로 전송하고(S800), DF 모드에 따라 목표 스테이션으로 상기 패킷을 전송한다(S810). 중계기는 패킷을 DF 모드에 따라 처리하기 위하여 복호 및 부호 등을 수행하고, 이 과정에서 시간 지연이 발생한다. 소스 스테이션으로부터 패킷을 수신하는 속도가 목표 스테이션으로 상기 패킷을 전송하는 속도보다 크면, 중계기의 버퍼에 패킷이 쌓이 게 된다.
중계기의 버퍼에 쌓인 패킷의 양이 일정량 이상이 되면 중계기는 소스 스테이션으로 중계 모드 전환을 요청하는 요청 메시지를 전송한다(S820). 상기 요청 메시지를 수신한 소스 스테이션은 중계기로 스케줄링 메시지를 전송한다(S830). 상기 스케줄링 메시지는 중계기의 버퍼에 쌓여 있는 패킷을 AF 모드로 전송할 것을 지시하는 내용을 포함할 수 있다. 또는, 상기 스케줄링 메시지는 중계기의 버퍼에 쌓여 있는 패킷 가운데 일부 패킷에 대하여 AF 모드로 전송할 것을 지시하는 내용을 포함할 수도 있다. 여기서, 소스 스테이션은 트래픽의 우선 순위, 채널 상태, QoS 요구 사항 및 중계기의 버퍼에서 지연된 시간 등을 고려하여 AF 모드로 전송할 패킷을 선택할 수 있다.
스케줄링 메시지를 수신한 중계기는 중계 모드를 AF 모드로 전환하고(S840), 버퍼에 쌓인 패킷을 목표 스테이션으로 AF 모드에 따라 전송한다(S850). 여기서, 기지국으로부터 수신한 스케줄링 메시지에 일부 패킷에 대하여 AF 모드에 따라 전송할 것을 지시하는 내용이 포함되어 있는 경우, 중계기는 상기 일부 패킷에 대하여만 AF 모드에 따라 전송하고, 나머지 패킷에 대하여는 DF 모드에 따라 전송할 수 있다.
도 11에 따르면, 중계기의 버퍼에 일정량 이상의 패킷이 쌓이는 경우 상기 패킷을 AF 모드에 따라 신속하게 목표 스테이션으로 전송함으로써, 버퍼 상태를 안정화시킬 수 있다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 중계 모드의 전환이 가능한 중계기의 내부 구조를 도식화한 도면이다.
도 12를 참조하면, 중계기(100)의 내부 구조는 제 1 버퍼(110), 복호기(120), 부호기(130) 및 제 2 버퍼(140)를 포함한다. 제 1 버퍼(110)는 소스 스테이션으로부터 수신한 패킷을 위한 공간이고 버퍼 컨트롤러(111)를 포함한다. 제 2 버퍼(140)는 목표 스테이션으로 전송할 패킷을 위한 공간이다.
중계기(100)는 DF 모드에 따라 동작하고 있다고 가정한다. 소스 스테이션으로부터 수신한 패킷은 제 1 버퍼(110)에 저장된다. 제 1 버퍼(110)에 도착한 패킷들은 도착 순서 또는 패킷의 우선 순위 등에 따라 복호기(120)로 전달된다. 복호기(120)를 통과한 패킷들은 부호기(130)으로 전달되고, 부호기(130)를 거친 패킷들은 제 2 버퍼(140)로 전달된다. 제 2 버퍼(140)의 패킷들은 스케줄링이 이루어지면 목표 스테이션으로 전달된다.
중계기(100)가 DF 모드로 동작할 경우, 복호기(120)에서 지연되는 시간이 길다. 만약, 복호기(120)의 처리 속도보다 더욱 빠른 속도로 소스 스테이션으로부터 패킷이 수신된다면, 중계기(100)의 제 1 버퍼(110)에는 패킷이 쌓이게 되므로, 상기 제 1 버퍼(110)의 크기는 커지게 된다.
제 1 버퍼(110)에 쌓인 패킷의 양이 일정량을 초과하게 되면, 중계기(100)는 중계 모드를 전환한다. 여기서, 중계기(100)가 스스로 중계 모드를 전환할 수도 있고, 소스 스테이션 또는 목표 스테이션이 중계 모드의 전환을 지시할 수도 있다. 소스 스테이션 또는 목표 스테이션이 중계 모드의 전환을 지시하도록 하기 위하여 중계기(100)가 소스 스테이션 또는 목표 스테이션으로 중계 모드 전환 요청 메시지 를 전송할 수도 있다.
중계기(100)의 중계 모드가 AF 모드로 전환되면, 제 1 버퍼(110)의 버퍼 컨트롤러(111)는 상기 제 1 버퍼(110)에 저장되어 있는 패킷을 AF 모드에 따라 제 2 버퍼(140)로 전달하도록 할 수 있다. 또는, 상기 버퍼 컨트롤러(111)는 상기 제 1 버퍼(110)에 저장되어 있는 패킷 가운데 일부 패킷은 AF 모드에 따라 제 2 버퍼(140)로 직접 전달하고, 나머지 패킷은 DF 모드에 따라 복호기(120) 및 부호기(130)를 거치도록 할 수 있다. 여기서, 버퍼 컨트롤러(111)는 트래픽의 우선 순위, 채널 상태, QoS 요구사항 및 제 1 버퍼(110)에서 지연된 시간 등을 고려하여 AF 모드에 따라 전달될 패킷을 선택할 수도 있다.
도 12에 따르면, 소스 스테이션으로부터 전송되는 패킷의 양이 많아지는 경우 중계 모드를 전환하여 신속하게 패킷을 전송함으로써, 버퍼 상태를 안정화시키고 패킷 전송을 위하여 걸리는 시간 지연을 줄일 수 있다.
본 발명은 하드웨어, 소프트웨어 또는 이들의 조합으로 구현될 수 있다. 하드웨어 구현에 있어, 상술한 기능을 수행하기 위해 디자인된 ASIC(application specific integrated circuit), DSP(digital signal processing), PLD(programmable logic device), FPGA(field programmable gate array), 프로세서, 제어기, 마이크로 프로세서, 다른 전자 유닛 또는 이들의 조합으로 구현될 수 있다. 소프트웨어 구현에 있어, 상술한 기능을 수행하는 모듈로 구현될 수 있다. 소프트웨어는 메모리 유닛에 저장될 수 있고, 프로세서에 의해 실행된다. 메모리 유닛이나 프로세서는 당업자에게 잘 알려진 다양한 수단을 채용할 수 있다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 기술하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에 있어서 통상의 지식을 가진 사람이라면, 첨부된 청구 범위에 정의된 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 본 발명을 여러 가지로 변형 또는, 변경하여 실시할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 앞으로의 실시예들의 변경은 본 발명의 기술을 벗어날 수 없을 것이다.
도 1은 중계기를 사용하는 무선통신 시스템을 나타낸 도면이다.
도 2는 AF 모드에 따른 중계 절차를 나타내는 도면이다.
도 3은 DF 모드에 따른 중계 절차를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 중계기의 동작 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 중계기의 동작 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 중계기의 동작 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 중계 모드 전환 과정을 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 중계기의 동작 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 중계 모드 전환 과정을 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 중계기의 동작 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 중계기의 동작 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 중계 모드의 전환이 가능한 중계기의 내부 구조를 도식화한 도면이다.

Claims (25)

  1. 무선통신 시스템에서 중계기의 동작 방법에 있어서,
    동작 가능한 중계 모드의 목록을 포함하는 제 1 메시지를 목표 스테이션으로 전송하는 단계;
    상기 목표 스테이션이 선택한 중계 모드를 포함하는 제 2 메시지를 상기 목표 스테이션으로부터 수신하는 단계; 및
    상기 제 2 메시지에 포함된 상기 중계 모드에 따라 소스 스테이션으로부터 수신한 신호를 상기 목표 스테이션으로 전송하는 단계를 포함하되,
    상기 목표 스테이션이 선택한 중계 모드는 상기 동작 가능한 중계 모드의 목록에서 선택된 것을 특징으로 하는 중계기의 동작 방법.
  2. 소스 스테이션으로부터 수신한 패킷들을 저장하는 버퍼; 및
    상기 버퍼와 연결된 프로세서를 포함하되,
    상기 프로세서는
    동작 가능한 중계 모드의 목록을 포함하는 제 1 메시지를 목표 스테이션으로 전송하고,
    상기 목표 스테이션이 선택한 중계 모드를 포함하는 제 2 메시지를 상기 목표 스테이션으로부터 수신하고,
    상기 제 2 메시지에 포함된 상기 중계 모드에 따라 상기 소스 스테이션으로부터 수신한 신호를 상기 목표 스테이션으로 전송하되,
    상기 목표 스테이션이 선택한 중계 모드는 상기 동작 가능한 중계 모드의 목록에서 선택된 것을 특징으로 하는 중계기.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 소스 스테이션에게 상기 목표 스테이션이 선택한 중계 모드를 알려주는 정보를 전송하는 것을 특징으로 하는 중계기.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 제2 메시지는 상기 목표 스테이션으로부터 주기적으로 수신되는 것을 특징으로 하는 중계기.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 동작 가능한 중계 모드의 목록은 AF(amplify and forward) 모드 및 DF(decode and forward) 모드를 포함하는 것을 특징으로 하는 중계기.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 버퍼에 저장된 패킷의 양이 특정 값 이상이 되면, 상기 프로세서는 상기 신호를 상기 AF 모드로 상기 목표 스테이션으로 전송하는 것을 특징으로 하는 중계기.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 무선통신 시스템에서 중계기의 동작 방법에 있어서,
    트래픽의 QoS(Quality of Service)에 대한 요구 사항을 고려하여 AF(Amplify and Forward; 증폭 후 전달) 모드와 DF(Decode and Forward; 복호 후 전달) 모드 가운데 하나의 중계 모드를 선택하는 단계; 및
    소스 스테이션으로부터 수신한 신호를 선택된 상기 중계 모드에 따라 목표 스테이션으로 전송하는 단계를 포함하되,
    상기 중계 모드는 단말과 기지국 사이의 중계기 개수를 더 고려하여 선택하는 것을 특징으로 하는 중계기의 동작 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 트래픽의 QoS에 대한 요구사항은 트래픽의 시간지연에 대한 요구사항인 것을 특징으로 하는 중계기의 동작 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    미리 정해진 값 이하의 시간지연을 요구하는 트래픽인 경우에는 AF 모드를 선택하고, 상기 미리 정해진 값보다 큰 시간지연을 허용하는 트래픽인 경우에는 DF 모드를 선택하는 것을 특징으로 하는 중계기의 동작 방법.
  12. 삭제
  13. 무선통신 시스템에서 중계 모드 선택 방법에 있어서,
    트래픽의 QoS(Quality of Service)에 대한 요구 사항을 고려하여 AF(Amplify and Forward; 증폭 후 전달) 모드와 DF(Decode and Forward; 복호 후 전달) 모드 가운데 하나의 중계 모드를 선택하는 단계; 및
    선택된 상기 중계 모드를 중계기에 알려주는 단계를 포함하되,
    상기 선택된 상기 중계 모드는 단말의 망 진입 시점, 트래픽의 연결 설정 시점 및 매 패킷의 전송 시점마다 상기 중계기에 알려주는 것을 특징으로 하는 중계 모드 선택 방법.
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 무선통신 시스템에서 중계기의 동작 방법에 있어서,
    소스 스테이션으로부터 패킷들을 수신하는 단계;
    상기 패킷들을 DF 모드에 따라 목표 스테이션으로 전송하는 단계; 및
    상기 소스 스테이션들로부터 수신한 패킷들이 버퍼에 일정량 이상 쌓이면 상기 패킷의 전부 또는 일부를 AF 모드에 따라 상기 목표 스테이션으로 전송하는 단계를 포함하는 중계기의 동작 방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 패킷의 일부를 AF 모드에 따라 상기 목표 스테이션으로 전송하는 경우, 상기 패킷의 일부는 트래픽의 우선 순위, 채널 상태, QoS 요구 사항 및 중계기의 버퍼에서 지연된 시간 등을 고려하여 선택되는 것을 특징으로 하는 중계기의 동작 방법.
  20. 무선통신 시스템에서 중계기의 동작 방법에 있어서,
    소스 스테이션으로부터 패킷들을 수신하는 단계;
    상기 패킷들을 DF 모드에 따라 목표 스테이션으로 전송하는 단계; 및
    상기 소스 스테이션들로부터 수신한 패킷들이 버퍼에 일정량 이상 쌓이면 상기 소스 스테이션 또는 상기 목표 스테이션으로 중계 모드 전환요청 메시지를 전송하는 단계를 포함하는 중계기의 동작 방법.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 소스 스테이션 또는 상기 목표 스테이션으로부터 상기 패킷의 전부 또는 일부를 AF 모드에 따라 전송할 것을 지시하는 중계 모드 전환 메시지를 수신하는 단계; 및
    상기 중계 모드 전환 메시지에 따라 상기 패킷의 전부 또는 일부를 AF 모드에 따라 상기 목표 스테이션으로 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 중계기의 동작 방법.
  22. 삭제
  23. 삭제
  24. 소스 스테이션으로부터 수신한 패킷들이 저장되는 제 1 버퍼;
    상기 제 1 버퍼에 저장된 패킷들이 복호화되는 복호기;
    상기 복호기를 통하여 복호화된 패킷들이 부호화되는 부호기; 및
    상기 부호기를 통하여 부호화된 패킷들이 목표 스테이션으로 전송되기 위하여 저장되는 제 2 버퍼를 포함하되,
    상기 제 1 버퍼는 버퍼 컨트롤러를 포함하고, 상기 버퍼 컨트롤러는 상기 제 1 버퍼에 저장된 패킷의 양을 고려하여 중계 모드를 동적으로 결정하는 무선통신 시스템의 중계기.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 버퍼 컨트롤러는 상기 제 1 버퍼에 저장된 패킷의 양이 일정량 이하이면 상기 패킷을 상기 복호기로 전달하고, 상기 제 1 버퍼에 저장된 패킷의 양이 일정량 이상이면 상기 패킷의 전부 또는 일부를 상기 제 2 버퍼로 전달하는 것을 특징으로 하는 무선통신 시스템의 중계기.
KR20080092928A 2008-08-11 2008-09-22 무선통신 시스템에서 중계기의 동작 방법 KR101507613B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/KR2009/001848 WO2010018908A1 (en) 2008-08-11 2009-04-10 Method of operating relay station in wireless communication system
US12/453,439 US8761690B2 (en) 2008-08-11 2009-05-11 Method of operating relay station in wireless communication system

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US8778208P 2008-08-11 2008-08-11
US61/087,782 2008-08-11

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20100019920A KR20100019920A (ko) 2010-02-19
KR101507613B1 true KR101507613B1 (ko) 2015-04-08

Family

ID=42090117

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR20080092928A KR101507613B1 (ko) 2008-08-11 2008-09-22 무선통신 시스템에서 중계기의 동작 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101507613B1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101665864B1 (ko) * 2015-04-09 2016-10-14 한국과학기술원 협력 캐싱 헬퍼 기반 오프로딩을 통한 네트워크 성능 향상 방법 및 시스템
WO2017075489A1 (en) * 2015-10-30 2017-05-04 Kyocera Corporation Selection of decoding level at signal forwarding devices

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102098868B1 (ko) * 2013-07-15 2020-05-26 삼성전자주식회사 중계 장치, 수신 장치 및 그 제어 방법
US11929956B2 (en) * 2020-09-22 2024-03-12 Qualcomm Incorporated ACK/NACK-based relaying scheme for uplink coverage improvement
CN117121398A (zh) * 2021-02-12 2023-11-24 诺基亚通信公司 网络中继器

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999009691A1 (en) * 1997-08-14 1999-02-25 University Of Massachusetts Adaptive media control
KR19990076825A (ko) * 1995-12-29 1999-10-25 에를링 블로메, 타게 뢰브그렌 계층형 arq 구조의 연결된 에러 검출 코딩 및 패킷 넘버링
US20070190934A1 (en) * 2006-01-24 2007-08-16 Samsung Electronics Co., Ltd. Apparatus and method for selecting relay mode of relay station in multihop relay broadband wireless communication system

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19990076825A (ko) * 1995-12-29 1999-10-25 에를링 블로메, 타게 뢰브그렌 계층형 arq 구조의 연결된 에러 검출 코딩 및 패킷 넘버링
WO1999009691A1 (en) * 1997-08-14 1999-02-25 University Of Massachusetts Adaptive media control
US20070190934A1 (en) * 2006-01-24 2007-08-16 Samsung Electronics Co., Ltd. Apparatus and method for selecting relay mode of relay station in multihop relay broadband wireless communication system

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101665864B1 (ko) * 2015-04-09 2016-10-14 한국과학기술원 협력 캐싱 헬퍼 기반 오프로딩을 통한 네트워크 성능 향상 방법 및 시스템
WO2017075489A1 (en) * 2015-10-30 2017-05-04 Kyocera Corporation Selection of decoding level at signal forwarding devices
US11509387B2 (en) 2015-10-30 2022-11-22 Kyocera Corporation Selection of decoding level at signal forwarding devices

Also Published As

Publication number Publication date
KR20100019920A (ko) 2010-02-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8761690B2 (en) Method of operating relay station in wireless communication system
US8533552B2 (en) Apparatus and method for retransmitting request in wireless relay communication system
KR100889785B1 (ko) 릴레이 방식을 사용하는 무선통신 시스템에서 재전송 장치및 방법
KR100976732B1 (ko) 다중 홉 방식의 네트워크에서 중계국을 이용한 재전송 장치및 방법
CN111492604B (zh) 用于非地面通信的系统
JP4637898B2 (ja) 無線通信方法、中継局装置および無線受信装置
US8005051B2 (en) Re-transmission control method and relay station apparatus in a relay communication system
KR101075777B1 (ko) 무선 통신 시스템에서 자원 할당 정보 송수신 시스템 및방법
US8483116B2 (en) Apparatus and method for transmitting control message in multihop relay wireless communication system
KR100864810B1 (ko) 광대역 무선 통신 시스템에서 중계기를 이용하여 데이터를전송하기 위한 장치 및 방법
JP5446857B2 (ja) 中継装置、無線中継方法
KR101718285B1 (ko) 중계국을 위한 ｈａｒｑ 수행방법
US8750104B2 (en) Method for performing HARQ operation in wireless communication system
US20070141991A1 (en) Apparatus and method for performing ARQ in multi-hop relay cellular network
KR20080025141A (ko) 송신 장치, 수신 장치, 정보 통신 방법
KR101507613B1 (ko) 무선통신 시스템에서 중계기의 동작 방법
KR100977669B1 (ko) 궤환 신호를 이용한 협력 통신 방법 및 시스템
AU2008219947B2 (en) Apparatus and method for retransmitting request in wireless relay communication system
CN112398599A (zh) 通信系统、操作通信系统的方法以及操作通信设备的方法
US8254300B1 (en) Base station, relay, system and method for packet re-transmission in a multi-hop network
JP2013138441A (ja) 多重ホップ中継方式を使用する無線通信システムにおけるデータ再送信装置及び方法
WO2007086123A1 (ja) 中継局装置及び中継方法
KR20070113686A (ko) 릴레이 방식을 사용하는 무선통신 시스템에서자동재전송요청 수행 장치 및 방법
KR101517242B1 (ko) 신호 중계 방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
LAPS Lapse due to unpaid annual fee