KR101520707B1 - 광대역 무선 접속 시스템에서 중계국을 통한 데이터 전송 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 단말을 인식하는 중계국을 포함하는 이동 통신 시스템에 관한 것으로, 보다 상세히는 복수의 단말에 대한 데이터를 수신단이 구분할 수 있도록 중계국을 통하여 전송하는 방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 하나 이상의 중계국을 포함하는 광대역 무선 통신 시스템의 송신단에서 데이터를 전송하는 방법은, 복수의 단말 각각에 대한 매체접속제어 프로토콜 데이터 유닛(MAC PDU) 및 상기 복수의 단말 각각에 대한 MAC PDU와 상기 복수의 단말에 대한 대응관계를 나타내는 매핑 정보를 중계국 MAC PDU에 포함시키는 단계 및 상기 중계국 MAC PDU를 수신단에 전송하는 단계를 포함할 수 있다.

relay, RS data, MPDU

Description

광대역 무선 접속 시스템에서 중계국을 통한 데이터 전송 방법{Method of transmitting data via a relay station in a broadband wireless access system}

본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것으로, 보다 상세히는 단말을 인식하는 중계국을 포함하는 이동 통신 시스템에서 데이터 전송 방법에 대한 것이다.

이동 통신 시스템의 셀 커버리지 확장 및 성능(Throughput) 증대 목적으로 중계국(Relay Station; RS)이 제시된다. 중계국은 IEEE 802.16e/16m 단말이 지원되며, 기지국의 기능을 일부 지니고 점대 다중점(PMP: Point-to-MultiPoint) 기반 중계국의 네트워크 진입(Network Entry) 및 이동성(mobility), 무선자원관리(RRM: Radio Resource Management), 보안(Security) 기능을 포함할 수 있는 능동형 리피터(Active Repeater)이다. 중계국은 송신단에서 받은 신호를 디코딩한 후 재인코딩하여 수신단에 전달해 줌으로써, 노이즈 제거와 더 높은 데이터 레이트 코딩(Data rate coding)을 사용하여 높은 성능을 얻을 수 있는 디지털 증폭기(Digital Amplifier)의 역할을 할 수 있다. 반면, 중계국을 통한 통신은 디코딩과 인코딩 과정에서 딜레이가 발생할 수 있는 단점이 있다. 또한, 중계국을 통한 통신에서는 PMP 모드의 역방향 호환성(Backward Compatibility) 문제가 고려되어야 한다.

중계국의 타입은 이동성에 따라서 다음과 같이 분류된다. 고정 중계국(Fixed RS)은 영구적으로 고정되어 음영 지역이나 셀 커버리지 증대를 위해 사용된다. 이 타입은 단순 리피터(Repeater)로 사용될 수도 있다. 옥외형 중계국(Nomadic RS)은 사용자가 갑자기 증가할 때 임시로 설치하거나, 건물 내에서 임의로 옮길 수 있는 중계국이다. 이동 중계국(Mobile RS)은 버스나 지하철 같은 대중 교통에 장착 가능한 중계국이다.

도 1 및 도 2를 참조하여, 일반적인 통신 시스템에서의 중계국을 통한 데이터 송수신 과정을 설명하도록 한다. 도 1은 중계국을 포함하는 일반적인 통신 시스템의 구조도이고, 도 2는 도 1에 도시된 통신 시스템에서의 데이터 송수신을 위한 일반적인 프레임 구조도이다.

일반적으로, 통신 시스템은, 기지국(110), 중계국(121 내지 123) 및 단말(131 내지 135)을 포함할 수 있고, 기지국(110), 중계국(121 내지 123) 및 단말(131 내지 135) 간에는 업링크(uplink) 또는 다운링크(downlink)를 통하여 데이터가 송수신될 수 있다. 특히, 기지국(110){또는 중계국(121 내지 123)} 및 단말(131 내지 135) 간에는 액세스 링크(access link)를 통하여, 기지국(110) 및 중계국(121 내지 123) 간에는 릴레이 링크(relay link)를 통하여 데이터가 송수신될 수 있다.

도 2에 도시된 프레임(200)은, 다운링크 영역(210) 및 업링크 영역(220)을 포함할 수 있다. 여기에서, 다운링크 영역(210)은, 다운링크 릴레이(downlink relay) 영역(211) 및 다운링크 액세스(downlink access) 영역(212)를 포함하고, 업 링크 영역(220)은, 업링크 액세스(uplink access) 영역(221) 및 업링크 릴레이(uplink relay) 영역(222)을 포함할 수 있다.

여기에서, 다운링크 릴레이 영역(211)은, 기지국(210)에서 중계국(121 내지 123)로 데이터를 송신하기 위한 서브 프레임 부분이고, 다운링크 액세스 영역(212)은, 기지국(210){또는 중계국(121 내지 123)}에서 단말로 데이터를 송신하기 위한 서브 프레임 부분이다. 또한, 업링크 액세스 영역(221)은, 단말에서 기지국(210){또는 중계국(121 내지 123)}로 데이터를 송신하기 위한 영역이고, 업링크 릴레이 영역(222)은, 중계국(121 내지 123)에서 기지국(110)으로 데이터를 송신하기 위한 서브 프레임 부분이다.

이하에서는, 제 1 중계국(121)을 기준으로 데이터 송수신 과정을 설명하도록 한다.

제 1 중계국(121)는, 다운링크 릴레이 영역(211)에서, 기지국(110)으로부터 자신에 속한 단말들(131, 132)에게 전송될 데이터를 릴레이 링크를 통하여 수신한다. 이때, 다운링크 데이터의 스캐쥴링(scheduling)은, 기지국(110)에 의해 수행될 수 있다.

제 1 중계국(121)는, 다운링크 액세스 영역(212)에서, 액세스 링크를 통하여 상기 수신된 데이터를 자신에 속한 단말들(131, 132)에 각각 송신한다. 이때, 다운링크 데이터의 스캐쥴링은, 기지국(110)에 의한 centralized 스케쥴링 또는 제 1 중계국(121)에 의한 distributed 스캐쥴링을 의미할 수 있다.

이때, 제 1 중계국(121)는, 디코딩-인코딩(Decoding-Encoding) 방식의 데이 터 처리 방식이 기 지정된 중계국인 경우 상기 수신된 데이터를 디코딩 및 인코딩한 후 단말들(131, 132)에 송신할 수 있다. 또는, 제 1 중계국(121)는, 증폭(Amplify) 방식이 기 지정된 중계국인 경우 상기 수신된 데이터를 증폭한 후 단말들(131, 132)에 송신할 수 있다.

아울러, 업링크 과정에 있어서, 제 1 중계국(121)는, 업링크 액세스 영역(221)에서 액세스 링크를 통하여 단말(131 또는 132)로부터 데이터를 수신하고, 업링크 릴레이 영역(222)에서 상기 수신된 데이터를 릴레이 링크를 통하여 기지국(110)으로 송신할 수 있다.

이하에서는, 복수의 단말이 중계국을 거쳐 기지국과 통신을 수행하는 경우를 가정한다. 이러한 경우, 중계국과 기지국간 또는 중계국과 다른 중계국간의 통신에 있어서 복수의 단말 각각에 대한 데이터(예를 들면, 소정의 맵(MAP) 또는 매체접속제어 프로토콜 데이터 유닛(MAC PDU: Medium Access Control Protocol data unit), 이하 "MPDU"라 칭함)를 구분(addressing)할 필요가 있다.

일반적인 광대역 무선 접속 시스템에서는 이를 위하여 연결 식별자(CID: Connection Identifier, 이하 "CID"라 칭함)가 이용될 수 있다. CID는 단말과 기지국 사이의 연결(connection)별로 고유하게 부여된 식별자를 말한다. 즉, CID는 특정 단말을 식별하거나 기지국과 단말 간의 특정 서비스를 식별하는 기능을 수행한다. 이러한 CID는 MPDU의 헤더(header)에 포함될 수 있는데, 이를 도 3을 참조하여 설명한다.

도 3은 일반적인 IEEE 802.16 시스템을 기반으로 하는 무선 MAN 이동통신 시 스템에서 사용되는 일반 매체접속제어 헤더(GMH: Generic MAC Header, 이하 "GMH"라 칭함) 형태의 일례를 나타낸다.

도 3을 참조하면, MPDU의 GMH는 16비트 크기의 연결 식별자(CID: Connection Identifier, 이하 "CID"라 칭함) 필드를 포함한다. 따라서, 중계국과 기지국간 또는 중계국과 중계국간의 통신 중에, 하나의 전송 단위를 통하여 복수의 단말에 대한 데이터가 동시에 전송되더라도, 수신단이 되는 중계국 또는 기지국은 CID를 통하여 MPDU(또는 맵)가 어느 단말에 대한 것인지를 알 수 있다.

그런데, IEEE 802.16m 시스템에서는 CID를 통한 어드레싱(addressing)이 아닌 스테이션 식별자(STID: Station ID, 이하 "STID"라 칭함)를 통한 어드레싱 방법을 사용한다. 즉, IEEE 802.16m 시스템에서는 단말에 대하여 고유한 1개의 STID가 부여되며, 추가적인 연결(connection)정보는 플로우 식별자(Flow ID)를 통하여 지시된다. 결과적으로, IEEE 802.16m 시스템의 GMH는 도 3을 참조하여 상술한 헤더구조와는 달리 CID 필드를 포함하지 않는다. 이를 도 4를 참조하여 설명한다.

도 4는 일반적인 IEEE 802.16m 시스템에서 사용될 수 있는 일반 매체접속제어 헤더 형태의 일례를 나타낸다.

도시된 바와 같이, 도 4의 GMH는 4비트 길이의 플로우 식별자 필드를 포함하고, CID필드를 포함하지 않는다. 단말을 식별할 수 있는 STID 또한 GMH에 포함되지 않으며 맵(MAP) 또는 데이터 CRC(Cyclic Redundancy Check)에 마스킹(masking)되어 묵시적(implicit)으로 전달된다.

따라서, IEEE 802.16m 시스템에서는 중계국과 기지국간 또는 중계국과 중계 국간의 통신 중에, 하나의 전송 단위를 통하여 복수의 단말에 대한 데이터가 동시에 전송되는 경우 수신단이 되는 중계국 또는 기지국은 MPDU(또는 맵)가 어느 단말에 대한 것인지를 알 수가 없다.

본 발명은 상기한 바와 같은 일반적인 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 보다 효율적인 릴레이를 통한 데이터 전송 방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 다른 목적은 기지국 또는 중계국이 복수의 단말 각각에 대한 데이터를 구분할 수 있는 데이터 전송 방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기의 기술적 과제를 이루기 위하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 하나 이상의 중계국을 포함하는 광대역 무선 통신 시스템의 송신단에서 데이터를 전송하는 방법은, 복수의 단말 각각에 대한 매체접속제어 프로토콜 데이터 유닛(MAC PDU) 및 상기 복수의 단말 각각에 대한 MAC PDU와 상기 복수의 단말에 대한 대응관계를 나타내는 매핑 정보를 중계국 MAC PDU에 포함시키는 단계 및 상기 중계국 MAC PDU를 수신단에 전송하는 단계를 포함할 수 있다.

이때, 상기 매핑 정보는 제 1 확장 헤더의 형태로 상기 중계국 MAC PDU에 포함될 수 있다.

또한, 상기 매핑 정보는 상기 복수의 단말의 갯수 및 상기 복수의 단말 각각의 스테이션 식별자(Station ID)의 적어도 일부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 매핑 정보는 상기 복수의 단말 각각의 스테이션 식별자가 상기 송신단 및 상기 수신단에 미리 설정된 규칙에 따라 매핑된 비트맵인 것일 수 있다.

또한, 상기 비트맵의 각 비트는 해당 비트에 매핑된 단말에 대한 MAC PDU가 상기 중계국 MAC PDU에 포함되는 경우 '1'로 설정되는 것일 수 있다.

또한, 상기 복수의 단말 각각에 대한 MAC PDU는 상기 중계국 MAC PDU의 페이로드 내에서 하나 이상의 MPDU 번들의 형태로 상기 중계국 MAC PDU에 포함되는 것일 수 있다.

또한, 상기 중계국 MAC PDU는 상기 하나 이상의 중계국에 대한 메시지를 포함하는 중계국 데이터 및 상기 중계국 데이터에 대한 정보를 포함하는 제 2 확장헤더를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 중계국 MAC PDU는 복수의 플로우 식별자를 수용할 수 있는 다중화 헤더(Multiplexing header)를 더 포함하고, 상기 제 1 확장헤더 및 상기 제 2 확장헤더는 서로 다른 플로우 식별자를 갖는 것일 수 있다.

아울러, 상기 제 2 확장헤더는 상기 중계국 데이터의 크기를 지시하는 길이(length) 필드를 포함할 수 있다.

상기의 기술적 과제를 이루기 위하여, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 하나 이상의 중계국을 포함하는 광대역 무선 통신 시스템의 송신단에서 데이터를 전송하는 방법은, 복수의 단말 각각에 대한 매체접속제어 프로토콜 데이터 유닛(MAC PDU) 과 상기 복수의 단말에 대한 대응관계를 나타내는 매핑 정보를 포함하는 중계국 MAC PDU를 수신단에 전송하는 단계 및 상기 중계국 MAC PDU에 연결(concatenation)하여 상기 복수의 단말 각각에 대한 MAC PDU를 상기 수신단에 전송하는 단계를 포함할 수 있다.

이때, 상기 매핑 정보는 제 1 확장 헤더의 형태로 상기 중계국 MAC PDU에 포함되는 것일 수 있다.

또한, 상기 매핑 정보는 상기 복수의 단말의 갯수 및 상기 복수의 단말 각각의 스테이션 식별자(Station ID)의 적어도 일부를 포함하는 것일 수 있다.

또한, 상기 매핑 정보는 상기 복수의 단말 각각의 스테이션 식별자가 상기 송신단 및 상기 수신단에 미리 설정된 규칙에 따라 매핑된 비트맵인 것일 수 있다.

상기 실시예들에서, 상기 송신단은 기지국이고, 상기 수신단은 중계국일 수 있다.

상기 실시예들에서, 상기 송신단은 중계국이고, 상기 수신단은 기지국일 수 있다.

상기 실시예들에서, 상기 송신단은 제 1 중계국이고, 상기 수신단은 제 2 중계국인 것일 수도 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 본 발명의 실시예들에서 제공되는 헤더 구조를 사용함으로써 보다 효율적으로 중계국을 통한 통신이 가능하다.

둘째, 본 발명의 실시예들에서 제공되는 헤더 구조를 사용함으로써 중계국을 거치는 복수의 단말 각각에 대한 데이터를 구분할 수 있으므로 보다 효율적인 중계국을 통한 데이터 전송이 가능하다.

본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명은 무선 통신 시스템에서 중계국을 통한 효율적인 데이터 전송방법에 대하여 개시한다.

이하의 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들을 소정 형태로 결합한 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려될 수 있다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성할 수도 있다. 본 발명의 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다.

도면에 대한 설명에서, 본 발명의 요지를 흐릴 수 있는 절차 또는 단계 등은 기술하지 않았으며, 당업자의 수준에서 이해할 수 있을 정도의 절차 또는 단계는 또한 기술하지 아니하였다.

본 명세서에서 본 발명의 실시예들은 기지국과 단말 간의 데이터 송수신 관 계를 중심으로 설명되었다. 여기서, 기지국은 단말과 직접적으로 통신을 수행하는 네트워크의 종단 노드(terminal node)로서의 의미가 있다. 본 문서에서 기지국에 의해 수행되는 것으로 설명된 특정 동작은 경우에 따라서는 기지국의 상위 노드(upper node)에 의해 수행될 수도 있다.

즉, 기지국을 포함하는 다수의 네트워크 노드들(network nodes)로 이루어지는 네트워크에서 단말과의 통신을 위해 수행되는 다양한 동작들은 기지국 또는 기지국 이외의 다른 네트워크 노드들에 의해 수행될 수 있다. 이때, '기지국'은 고정국(fixed station), Node B, eNode B(eNB), 억세스 포인트(access point) 등의 용어에 의해 대체될 수 있다. 또한, '단말(MS: Mobile Station)'은 UE(User Equipment), SS(Subscriber Station), MSS(Mobile Subscriber Station), 이동 단말(Mobile Terminal) 또는 단말(Terminal) 등의 용어로 대체될 수 있다.

또한, 송신단은 데이터 서비스 또는 음성 서비스를 제공하는 고정 및/또는 이동 노드를 말하고, 수신단은 데이터 서비스 또는 음성 서비스를 수신하는 고정 및/또는 이동 노드를 의미한다. 따라서, 상향링크에서는 단말이 송신단이 되고, 기지국이 수신단이 될 수 있다. 마찬가지로, 하향링크에서는 단말이 수신단이 되고, 기지국이 송신단이 될 수 있다.

한편, 본 발명서 단말으로 PDA(Personal Digital Assistant), 셀룰러폰, PCS(Personal Communication Service) 폰, GSM(Global System for Mobile) 폰, WCDMA(Wideband CDMA) 폰, MBS(Mobile Broadband System) 폰 등이 이용될 수 있다. 또한, 단말은 개인 휴대 단말기(PDA : Personal Digital Assistant), 핸드헬드 PC(Hand-Held PC), 노트북 PC, 스마트(Smart) 폰, 멀티모드 멀티밴드(MM-MB: Multi Mode-Multi Band) 단말기 등이 될 수 있다.

여기서, 스마트 폰이란 이동통신 단말기와 개인 휴대 단말기의 장점을 혼합한 단말기로서, 이동통신 단말기에 개인 휴대 단말기의 기능인 일정 관리, 팩스 송수신 및 인터넷 접속 등의 데이터 통신 기능을 통합한 단말기를 의미할 수 있다. 또한, 멀티모드 멀티밴드 단말기란 멀티 모뎀칩을 내장하여 휴대 인터넷시스템 및 다른 이동통신 시스템(예를 들어, CDMA(Code Division Multiple Access) 2000 시스템, WCDMA(Wideband CDMA) 시스템 등)에서 모두 작동할 수 있는 단말기를 말한다.

본 발명의 실시예들은 다양한 수단을 통해 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 실시예들은 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다.

하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 실시예들에 따른 방법은 하나 또는 그 이상의 ASICs(application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 프로세서, 컨트롤러, 마이크로 컨트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.

펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 실시예들에 따른 방법은 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차 또는 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리 유닛에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리 유닛은 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.

본 발명의 실시예들은 무선 접속 시스템들인 IEEE 802 시스템, 3GPP 시스템, 3GPP LTE 시스템 및 3GPP2 시스템 중 적어도 하나에 개시된 표준 문서들에 의해 뒷받침될 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예들 중 본 발명의 기술적 사상을 명확히 드러내기 위해 설명하지 않은 단계들 또는 부분들은 상기 문서들에 의해 뒷받침될 수 있다. 또한, 본 문서에서 개시하고 있는 모든 용어들은 상기 표준 문서에 의해 설명될 수 있다. 특히, 본 발명의 실시예들은 IEEE 802.16 시스템의 표준 문서인 P802.16-2004, P802.16e-2005 및 P802.16Rev2 문서들 중 하나 이상에 의해 뒷받침될 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다.

또한, 본 발명의 실시예들에서 사용되는 특정 용어들은 본 발명의 이해를 돕기 위해서 제공된 것이며, 이러한 특정 용어의 사용은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경될 수 있다.

일반적으로 제 2 계층 이하의 링크 계층(즉 Link layer 또는 MAC layer)과 물리 계층(Physical layer)은 LAN, Wireless LAN, 3GPP/3GPP2 또는 Wireless MAN 등의 각 시스템에 따른 프로토콜과 그에 따른 MAC PDU(MPDU)의 헤더 포맷이 다르게 정의된다. MAC 헤더는 링크 계층에서의 각 노드들 간의 데이터 전달 위해 노드의 MAC 주소 또는 링크 주소를 포함하며, 헤더 오류 검사(header error check) 및 링크 계층 제어 정보를 포함할 수 있다.

도 5는 IEEE 802.16 시스템 기반의 무선 MAN 이동통신 시스템에서 정의하는 MAC PDU(MAC Protocol Data Unit) 형태의 일례를 나타내는 도면이다.

도 5를 참조하면, 각각의 MAC PDU는 일정한 길이의 MAC 헤더로 시작된다. 헤더는 MAC PDU의 페이로드(payload) 앞에 위치한다. MAC PDU의 페이로드는 서브헤더, MAC SDU 및 단편(Fragment)을 포함할 수 있다. 가변적인 바이트 수량을 표현할 수 있도록 페이로드 정보의 길이는 변경될 수도 있다. 이에 따라, MAC 부계층은 메시지의 포맷이나 비트 패턴을 인식하지 않고도 상위계층의 다양한 트래픽 타입을 전송할 수 있다. 또한, MAC PDU에는 오류 검출을 위한 CRC(Cyclic Redundancy Check)가 포함될 수 있다. OFDMA 시스템의 물리 계층에서 CRC 기능이 구현될 수 있다.

이하, 본 명세서에서는 IEEE 802.16m 규격을 포함하는, 일반적 기술보다 진보된 기술이 적용되는 단말(Advanced MS)을 "AMS"라 칭한다. 또한, 중계국은 기지국 또는 단말과 데이터를 송수신하기 위하여 하나 이상의 다른 중계국을 거칠 수도 있음을 가정한다. 아울러, 기지국 및 중계국이 일반적인 단말과 AMS 모두를 지원하는 경우에는 기지국 및 중계국은 일반적 시스템에 적용되는 물리 채널 프레임 구조를 갖는 영역과 신규 시스템에 적용되는 물리 채널 프레임 구조를 갖는 영역을 모두 갖는다고 가정한다. 이때, 물리 채널 프레임 구조는 상향링크 및 하향링크 각각 에서 일반적 시스템을 위한 영역과 진보된 시스템을 위한 영역이 시간 단위, 예를 들면, 프레임 또는 서브 프레임 단위로 구분(TDD: Time Division Duplex)될 수 있다. 그리고, 기지국과 중계국간 또는 중계국과 다른 중계국간의 데이터 전송에 사용되는 MPDU를 본 발명에서는 "RS MPDU"라 칭한다.

도 6은 본 발명의 실시예들과 관련된 중계국과 기지국간 또는 중계국과 다른 중계국간의 통신에 있어서 복수의 단말 각각에 대한 MPDU를 나타낸다.

도 6과 같은 복수의 AMS에 대한 MPDU가 하나의 전송단위 시간(예를 들어, TTI(Transmission Time Interval))에 중계국을 통하여 동시에 전송되어야 하는 경우가 발생한다. 여기서, 중계국을 통한다고 함은 송신단 또는 수신단 중 적어도 하나가 중계국인 경우를 말한다.

본 발명은 이러한 경우 수신단에서 각각의 MPDU에 대한 단말(AMS)을 구분할 수 있는 데이터 전송 방법을 제공한다.

1. 복수의 단말에 대한 MAC PDU 들을 중계국의 데이터 페이로드로 처리하는 방법.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 복수의 단말(AMS)에 대한 MPDU를 MPDU 번들(bundle)로 만들어 하나의 MPDU의 페이로드(payload)를 형성하여 전송하는 방법을 제공한다.

1.1 MPDU 번들에 대하여 하나의 플로우 식별자를 이용하는 경우

도 7은 본 발명의 일 실시예와 관련된 복수의 단말 각각에 대한 MPDU들을 하나의 플로우 식별자를 이용하여 하나의 페이로드에 포함시킨 MPDU의 일례를 나타낸다.

도 7을 참조하면, 다수의 단말(AMS)에 대한 MPDU들은 MPDU 번들로 결합되어확장헤더(extended header), 중계국 데이터(RS data)와 함께 하나의 새로운 MPDU에 대한 페이로드(payload)를 형성할 수 있다. 여기서, 페이로드에 포함되는 내용의 일부는 필요에 따라 생략될 수 있다.

여기서 중계국 데이터(RS data)는 일반적으로 기지국과 중계국간 혹은 중계국과 다른 중계국간에서 주고 받는 중계국용 메시지(message)를 나타내며, MPDU 번들에 포함되는 MPDU들에 대한 단말 정보를 추가적으로 포함할 수 있다.

MPDU 번들에 포함된 MPDU들에 대한 AMS의 정보를 지시하는 방법으로 1) AMS의 스테이션 식별자(STID: Station ID. 이하 "STID"라 칭함)의 적어도 일부를 열거하는 방법 또는 2) AMS의 스테이션 식별자를 매핑한 비트맵(bitmap)을 사용하는 방법이 사용될 수 있다. 이하, 두 방법을 보다 자세히 설명한다.

첫번째 방법은 AMS의 STID의 부분 혹은 전체를 열거 하는 방법이다.

이 방식은, 예를 들어 MPDU 번들에 포함된 MPDU에 대한 AMS의 갯수 및 STID의 적어도 일부분(즉, 부분 혹은 전체)을 이용하여 AMS 정보를 지시할 수 있다. 이때, 각 AMS의 STID가 얼마만큼의 길이로 포함되는지는 송신단과 수신단에 미리 약속되어 있는 것이 바람직하다.

두번째 방법은 AMS의 STID를 대체하는 비트맵을 이용하는 방식이다.

이 방식은, 예를 들어 10개의 AMS에 대하여 기지국과 중계국, 또는 중계국과 다른 중계국은 각 AMS의 STID와 그에 해당하는 비트맵 상의 위치를 미리 공유하고, 실제 시그널링(signaling)은 비트맵으로만 수행되도록 할 수 있다. 즉, 비트맵의 해당 AMS에 대한 비트가 '0'이면 해당 AMS에 대한 데이터(MPDU 또는 MAP)가 없음을, '1'이면 해당 AMS에 대한 데이터가 있음을 지시할 수 있다.

상술한 바와 같은 복수의 MPDU 각각에 대한 AMS 정보(이하 "AMS 정보"라 칭한다)는 확장 헤더(extended header)의 형태로 RS MPDU에 포함될 수 있다. 이 경우, AMS 정보를 전송하기 위한 확장헤더 타입(extended header type)이 새로 정의될 수 있다.

만일, 중계국 데이터가 RS MPDU에 포함되는 경우에는 중계국 데이터를 MPDU 번들과 구분되어야하기 때문에 중계국 데이터에 대한 정보를 담고 있는 확장 헤더(extended header)가 추가로 설정되어 RS MPDU에 포함될 수 있다. 이 경우, 중계국 데이터에 대한 확장헤더, MPDU 번들에 대한 확장헤더 순으로 위치할 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것으로 순서는 서로 변경될 수 있다.

한편, GMH의 플로우 식별자가 중계국 데이터 포함여부, MPDU 번들 포함여부, 상/하위 중계국/기지국에 대한 MPDU 번들 포함여부에 따라 서로 다르게 기 설정된 특정 값을 갖도록 하여 수신단이 RS MPDU의 내용을 보다 효율적으로 알 수 있도록 할 수 있다. 상술한 확장 헤더들 중 적어도 하나에는 추가적인 QoS(Quality of Information) 정보 등이 추가될 수 있다.

또한, GMH에 있는 길이(length) 필드는 중계국 데이터 및 MPDU번들을 합산한 길이를 나타내므로, 중계국 데이터의 길이에 대한 정보가 중계국 데이터에 대한 확장헤더에 포함되도록 하여 MPDU의 길이를 지시할 수 있다. 다른 방법으로, MPDU 번들을 RS MPDU에서 중계국 데이터보다 앞쪽에 배치하는 방법으로 묵시적(implicit)으로 중계국 데이터의 길이(RS data length)를 수신단이 알 수 있도록 할 수도 있다.

아울러, 중계국 계층(RS hierarchy)에 따라서 각 중계국의 계층별로 상위 계층 또는 하위 계층의 중계국을 거치는 AMS들의 MPDU에 대해서 서로 다른 MPDU 번들이 설정될 수 있다.

1.2 MPDU 번들에 대하여 복수의 플로우 식별자를 이용하는 경우

도 7의 경우와 달리, 복수의 플로우 식별자(Flow ID)를 이용하여 RS MPDU가 구성될 수 있다. 이 경우에는 복수의 플로우 식별자를 수용할 수 있는 다중화 헤더(multiplexing header)가 사용된다. 이를 도 8을 참조하여 설명한다.

도 8은 본 발명의 일 실시예와 관련된 복수의 단말 각각에 대한 MPDU를 하나의 페이로드에 포함시킨 MPDU의 다른 일례를 나타낸다.

도 8을 참조하면, 중계국 데이터에 대한 플로우 식별자(FID #1)와 MPDU 번들에 대한 플로우 식별자(FID #2~#n)가 각각 설정 될 수 있다. 이때, RS MPDU에는 하나 이상의 MPDU를 포함하는 하나 이상의 MPDU 번들이 포함될 수 있으며, MPDU 번들각각에 서로 다른 플로우 식별자가 설정될 수 있다. 반대로, 복수의 MPDU 번들에 대해서 1개의 플로우 식별자만이 설정될 수도 있다.

MPDU 번들에 대한 AMS 정보는 1.1에서 상술한 바와 같이 1) AMS의 STID의 적어도 일부를 열거하는 방법 또는 2) AMS의 스테이션 식별자를 매핑한 비트맵(bitmap)을 사용하는 방법이 사용될 수 있다. 또한 위와 같은 AMS 정보는 확장헤더를 이용하는 방법들이 이용될 수 있다. 또한, AMS 정보는 확장 헤더(extended header)의 형태로 RS MPDU에 포함될 수 있다. 이때, MPDU 번들에 대한 플로우 식별자 1개마다 1개의 확장 헤더가 사용될 수도 있고, RS MPDU에 포함된 MPDU 번들 전체에 대하여 하나의 확장 헤더가 사용될 수도 있다.

2. 복수의 단말에 대한 MAC PDU들을 RS MPDU와 연결(concatenation)하여 처리하는 방법.

본 발명의 다른 실시예에 의하면, 복수의 단말(AMS) 각각에 대한 MPDU를 일반적인 RS MPDU에 연결(concatenation)하여 전송하는 방법이 제공된다. 이를 도 9를 참조하여 설명한다.

도 9는 본 발명의 다른 실시예와 관련된 복수의 단말 각각에 대한 MPDU를 RS MPDU에 연결시킨 형태의 일례를 나타낸다.

도 9를 참조하면, 복수의 AMS 각각에 대한 MPDU를 RS MPDU와 단순 연결(concatenation)시켜서 전송되도록 할 수도 있다. 이 경우, RS MPDU에 연결된 MPDU에 대한 AMS 정보는, 1) AMS의 STID의 적어도 일부를 열거하는 방법 또는 2) AMS의 STID를 매핑한 비트맵(bitmap)을 사용하는 방법이 사용될 수 있다. 두 방법들에 대한 자세한 설명은 일 실시예에서 상술한 바와 유사하므로 중복되는 설명은 생략한다. 이러한 AMS 정보는 RS MPDU의 확장헤더 형태로 포함될 수도 있고, RS MPDU의 페이로드에 데이터 형태로 포함될 수도 있다.

또한, RS MPDU의 GMH의 플로우 식별자가 연결(concatenation) 여부에 따라 다른 기 설정된 특정 값을 갖도록 하여 수신단에서 RS MPDU 뒤에 MPDU들이 연결되는지 여부를 알 수 있도록 할 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예로, 상술한 실시예들에서 적용된 RS MPDU 구조에 일반적인 GMH가 아닌 중계국 특정 헤더(relay specific header)가 사용될 수 있다. 이러한 중계국 특정 헤더가 사용되면, 추가적인 지시 비트(indication bit) 없이 중계국의 스테이션 식별자(relay STID)로 CRC 마스킹하여 수신단에 전송하는 방법으로 포함된 MPDU에 대한 묵시적(implicit)인 지시가 가능하다.

중계국 특정 헤더(Relay specific header)의 일례로, 일반적인 GMH에서 플로우 식별자(Flow ID) 필드의 4비트 중 일부(n) 비트를 길이(Length) 필드 11비트에 포함시킬 수 있다. 이렇게 하면 길이(length) 필드는 11+n 비트의 크기를 가지며, 보다 큰 페이로드의 길이를 표현할 수 있다.

중계국 특정 헤더의 다른 예로, 플로우 식별자 4비트 및 확장 헤더(EH) 필드의 1비트는 변경시키지 않고, 추가적으로 m 비트를 GMH에 포함시켜 길이 필드가 11+m 비트의 크기를 갖도록 할 수 있다. m 값이 8보다 작은 경우에는 바이트 정렬(byte align)을 위해서 (8 - m) 비트가 단순히 유보(reserved)될 수 있고, 다른 용도로 사용될 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예로서, 본 발명의 실시예들이 수행될 수 있는 단말 및 기지국(FBS, MBS)을 설명한다.

단말은 상향링크에서는 송신 장치로 동작하고, 하향링크에서는 수신 장치로 동작할 수 있다. 또한, 기지국은 상향링크에서는 수신 장치로 동작하고, 하향링크에서는 송신 장치로 동작할 수 있다. 즉, 단말 및 기지국은 정보 또는 데이터의 전송을 위해 송신 장치 및 수신 장치를 포함할 수 있다.

송신 장치 및 수신 장치는 본 발명의 실시예들이 수행되기 위한 프로세서, 모듈, 부분 및/또는 수단 등을 포함할 수 있다. 특히, 송신 장치 및 수신 장치는 메시지를 암호화하기 위한 모듈(수단), 암호화된 메시지를 해석하기 위한 모듈, 메시지를 송수신하기 위한 안테나 등을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예들에서 사용되는 단말은 상술한 MAC PDU 생성부 외에도 저전력 RF(Radio Frequency)/IF(Intermediate Frequency) 모듈을 포함할 수 있다. 또한, 단말은 상술한 본 발명의 실시예들을 수행하기 위한 콘트롤러 기능, 서비스 특성 및 전파 환경에 따른 MAC(Medium Access Control) 프레임 가변 제어 기능, 핸드오버(Hand Over) 기능, 인증 및 암호화 기능, 데이터 전송을 위한 패킷 변복조 기능, 고속 패킷 채널 코딩 기능 및 실시간 모뎀 제어 기능 등을 수행하는 수단, 모듈 또는 부분 등을 포함할 수 있다.

기지국은 상위 계층으로부터 수신한 데이터를 무선 또는 유선으로 단말에 전송할 수 있다. 기지국은 저전력 RF(Radio Frequency)/IF(Intermediate Frequency) 모듈을 포함할 수 있다. 또한, 기지국은 상술한 본 발명의 실시예들을 수행하기 위한 콘트롤러 기능, 직교주파수분할다중접속(OFDMA: Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 패킷 스케줄링, 시분할 듀플렉스(TDD: Time Division Duplex) 패킷 스케줄링 및 채널 다중화 기능, 서비스 특성 및 전파 환경에 따른 MAC 프레임 가변 제어 기능, 고속 트래픽 실시간 제어 기능, 핸드 오버(Hand Over) 기능, 인증 및 암호화 기능, 데이터 전송을 위한 패킷 변복조 기능, 고속 패킷 채널 코딩 기능 및 실시간 모뎀 제어 기능 등을 수행하는 수단, 모듈 또는 부분 등을 포함할 수 있다.

본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다. 또한, 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함할 수 있다.

도 1은 중계국을 포함하는 일반적인 통신 시스템의 일례를 나타낸다.

도 2는 도 1에 도시된 통신 시스템에서의 데이터 송수신을 위한 일반적인 프레임 구조를 나타낸다.

도 3은 일반적인 IEEE 802.16 시스템을 기반으로 하는 무선 MAN 이동통신 시스템에서 사용되는 일반 매체접속제어 헤더 구조의 일례를 나타낸다.

도 4는 일반적인 IEEE 802.16m 시스템에서 사용될 수 있는 일반 매체접속제어 헤더 형태의 일례를 나타낸다.

도 5는 IEEE 802.16 시스템 기반의 무선 MAN 이동통신 시스템에서 정의하는 MAC PDU(MAC Protocol Data Unit) 형태의 일례를 나타내는 도면이다.

도 6은 본 발명의 실시예들과 관련된 중계국과 기지국간 또는 중계국과 다른 중계국간의 통신에 있어서 복수의 단말 각각에 대한 MPDU를 나타낸다.

도 7은 본 발명의 일 실시예와 관련된 복수의 단말 각각에 대한 MPDU를 하나의 페이로드에 포함시킨 MPDU의 일례를 나타낸다.

도 8은 본 발명의 일 실시예와 관련된 복수의 단말 각각에 대한 MPDU를 하나의 페이로드에 포함시킨 MPDU의 다른 일례를 나타낸다.

도 9는 본 발명의 다른 실시예와 관련된 복수의 단말 각각에 대한 MPDU를 RS MPDU에 연결시킨 형태의 일례를 나타낸다.

Claims (16)

1. 하나 이상의 중계국을 포함하는 광대역 무선 통신 시스템의 송신단에서 데이터를 전송하는 방법에 있어서,

   복수의 단말 각각에 대한 매체접속제어 프로토콜 데이터 유닛(MAC PDU) 및 상기 복수의 단말 각각에 대한 MAC PDU의 상기 복수의 단말에 대한 대응관계를 나타내는 매핑 정보를 중계국 MAC PDU에 포함시키는 단계; 및

   상기 중계국 MAC PDU를 수신단에 전송하는 단계를 포함하되,

   상기 복수의 단말 각각에 대한 MAC PDU는, 상기 중계국 MAC PDU의 페이로드 내에서 하나 이상의 MPDU 번들의 형태로 상기 중계국 MAC PDU에 포함되고,

   기지국과 중계국간 혹은 중계국과 다른 중계국간에서 주고 받는 중계국용 메시지를 포함하는 중계국 데이터는 상기 중계국 MAC PDU 내의 상기 하나 이상의 MPDU 번들 앞에 위치하고,

   중계국 데이터에 대한 플로우 식별자와 상기 하나 이상의 MPDU 번들에 대한 플로우 식별자는 서로 다르게 설정되는 데이터 전송 방법.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 매핑 정보는,

   제 1 확장 헤더의 형태로 상기 중계국 MAC PDU에 포함되는 것을 특징으로 하는 데이터 전송방법.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 매핑 정보는,

   상기 복수의 단말의 갯수 및 상기 복수의 단말 각각의 스테이션 식별자(Station ID)의 적어도 일부를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 전송방법.
4. 제 2항에 있어서,

   상기 매핑 정보는,

   상기 복수의 단말 각각의 스테이션 식별자가 상기 송신단 및 상기 수신단에 미리 설정된 규칙에 따라 매핑된 비트맵인 것을 특징으로 하는 데이터 전송방법.
5. 제 4항에 있어서,

   상기 비트맵의 각 비트는,

   해당 비트에 매핑된 단말에 대한 MAC PDU가 상기 중계국 MAC PDU에 포함되는 경우 '1'로 설정되는 것을 특징으로 하는 데이터 전송방법.
6. 삭제
7. 제 1항에 있어서,

   상기 중계국 MAC PDU는 상기 하나 이상의 중계국에 대한 메시지를 포함하는 중계국 데이터 및 상기 중계국 데이터에 대한 정보를 포함하는 제 2 확장헤더를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 전송 방법.
8. 제 7항에 있어서,

   상기 중계국 MAC PDU는,

   복수의 플로우 식별자를 수용할 수 있는 다중화 헤더(Multiplexing header)를 더 포함하고,

   상기 제 1 확장헤더 및 상기 제 2 확장헤더는 서로 다른 플로우 식별자를 갖는 것을 특징으로 하는 데이터 전송 방법.
9. 제 7항에 있어서,

   상기 제 2 확장헤더는,

   상기 중계국 데이터의 크기를 지시하는 길이(length) 필드를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 전송방법.
10. 삭제
11. 삭제
12. 삭제
13. 삭제
14. 제 1항에 있어서,

    상기 송신단은 기지국이고,

    상기 수신단은 중계국인 것을 특징으로 하는 데이터 전송방법.
15. 제 1항에 있어서,

    상기 송신단은 중계국이고,

    상기 수신단은 기지국인 것을 특징으로 하는 데이터 전송방법.
16. 제 1항에 있어서,

    상기 송신단은 제 1 중계국이고,

    상기 수신단은 제 2 중계국인 것을 특징으로 하는 데이터 전송방법.

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