KR101670742B1 - 다중 홉 중계 시스템에서의 무선 자원 할당에 따른 데이터 전송 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 적어도 하나 이상의 중계기를 포함하는 시스템에서의 데이터 전송 방법을 제공한다. 상기 데이터 전송 방법은 단말이 중계기로 대역 할당 요청 메시지를 전송하는 단계와; 상기 단말이 상기 중계기로부터 대역폭 할당 메시지를 수신하는 단계와; 상기 대역폭 할당 메시지는 상기 대역폭 할당 메시지가 포함된 프레임으로부터의 오프셋을 지시하는 정보를 포함하고, 상기 단말이 상기 대역폭 할당 메시지가 포함된 프레임으로부터 상기 오프셋에 의해서 지시된 업링크 프레임 혹은 업링크 서브프레임까지 대기하는 단계와; 상기 지시된 프레임 혹은 서브프레임 상에서 데이터를 전송하는 단계를 포함할 수 있다

Description

다중 홉 중계 시스템에서의 무선 자원 할당에 따른 데이터 전송 방법{METHOD FOR transmitting data according to allocated resource in multi-hop relay system}

본 발명은 다중 홉 중계 시스템에 관한 것이다.

2세대 이동 통신이라 함은 음성을 디지털로 송수신하는 것을 일컫는 것으로서, CDMA, GSM 등이 있다. 상기 GSM에서 나아가 GPRS가 제안되었는데, 상기 GPRS는 상기 GSM 시스템을 기반으로, 패킷 교환 데이터 서비스(packet switched data service)를 제공하기 위한 기술이다.

3세대 이동 통신은 음성뿐 만이 아니라, 영상과 데이터를 송수신할 수 있도록 하는 것을 일컫는 것으로서, 3GPP(Third Generation Partnership Project)는 이동통신 시스템(IMT-2000) 기술을 개발하였고, 무선 접속 기술(Radio Access Technology: RAT라함)로서 WCDMA를 채택하였다. 이와 같이 IMT-2000 기술과 무선 접속 기술(RAT) 예컨대 WCDMA를 모두 합쳐서, 유럽에서는 UMTS (Universal Mobile Telecommunication System)라 부른다. 그리고, UTRAN이라 함은 UMTS Terrestrial Radio Access Network의 약자이다.

한편, 일반적인 셀룰러 네트워크는 기지국이 커버하는 셀 내에서 기지국과 단말간의 직접 링크(direct link)를 통하여 통신이 이루어지는 중앙 집중적인 셀 설계를 통해서 상호 신뢰도가 높은 무선 통신링크를 구성한다. 그러나, 최근 통신망은 서비스 주파수 대역이 점점 높아지고 있으며 고속 통신 및 더 많은 통화량을 수용하기 위해 셀들이 반경이 점차 작아지고 있는 추세인 바, 기존의 중앙 집중적인 셀룰러 무선망 방식을 향후에도 그대로 운용하기에는 많은 문제점이 발생한다. 즉, 기지국의 위치가 고정되어 있어서 무선링크 구성의 유연성(flexibility)이 떨어지므로 트래픽 분포나 통화 요구량의 변화가 심한 무선환경에서 효율적인 통신 서비스를 제공하기 어려운 문제점이 있다.

따라서, 차세대 통신시스템은 분산적으로 제어되고 구축되면서도, 새로운 기지국의 추가와 같은 환경 변화에 능동적으로 대처할 수 있어야 한다.

이와 같은 문제점을 해결하고자 다중홉 릴레이(Multi-Hop relay) 시스템이 제안되었다. 다중홉 릴레이 시스템은 셀 영역 내에서 발생하는 부분적인 음영 지역을 커버하여 셀 서비스 영역을 넓힐 수 있으며, 시스템 용량을 증대시킬 수 있을 뿐만 아니라, 서비스 요구가 적은 초기 상황을 릴레이(Relay, 이하 ‘중계국’이라 함)를 이용함으로써 초기 설치 비용에 대한 부담을 줄일 수 있는 장점이 있다. 상기 릴레이 시스템은 단말(Mobile Station; MS)이 기지국(Base Station; BS)으로부터 멀리 떨어져 있거나 건물 등의 장애물에 의하여 신호 전송이 원활하지 않은 경우, 중계국(Relay Station; RS)을 통하여 단말의 신호를 기지국으로 중계함으로써 셀의 커버리지(Coverage)를 증대시키고 음영지역을 해소할 수 있다.

도 1은 다중홉 릴레이(Multi-Hop relay) 시스템을 나타낸다.

도 1에 도시된 바와 같이 기지국(30)의 영역에 포함되는 단말(11)은 상기 기지국(30)과 직접 링크로 연결되고, 상기 기지국(30)의 영역밖에 위치하여 상기 기지국으로부터의 채널 상태가 열악한 단말(12)은 중계기(20)를 통해 상기 기지국(30)에 연결된다.

이때, 상기 중계기(20)는 비교적 상기 단말(10) 보다 높은 건물 옥상이나 지하에 위치하고, 고정적으로 설치되어 운용된다. 따라서 상기 중계기와 상기 기지국 간의 채널 환경은 상기 단말과 상기 중계기 간의 채널에 비해서 변화도가 작고, 평균적으로 높은 채널 이득을 가진다.

이와 같이 상기 중계기를 이용하여 기지국과 단말 사이의 신호를 중계하기 때문에, 기지국-단말 링크, 기지국-중계국 링크 및 중계국-단말 링크가 구성된다. 상기 링크를 홉(Hop)이라고 부른다. 즉, 단말이 상기 기지국의 셀 경계에 위치하거나, 건물 등에 의한 차폐현상이 심한 음영지역에 위치할 경우, 상기 단말은 상기 중계기를 통해 상기 기지국과 통신을 수행한다. 이와 같이, 채널 상태가 열악한 셀 경계 지역에서 중계기 기법을 적용하여 고속의 데이터 채널을 제공할 수 있으며, 상기 셀 서비스 영역을 확장시킬 수 있다.

상기 단말과 기지국 또는 중계기 사이의 채널 미 기타의 조건에 따라 다수의 중계기가 존재할 수 있으며, 이를 다중홉 중계 시스템(Multi-hop Relay System)이라고 한다.

상기 다중홉 중계 시스템에서, 다수의 중계기가 순차적으로 연결되어 있을 때 하위에 연결된 단말과 중계기를 지원하는 중계기기를 상위 중계기(superordinate RS)라고 하며, 상위 중계기에 연결되어 있으며 단말을 지원하는 중계기를 하위 중계기(subordinate RS)라고 한다.

이와 같이 중계기가 도입된 환경은, 차세대 이동통신 시스템인 WiMAX 표준에서도 논의가 되고 있다.

상기 Wimax 표준에서는 중계기의 도입을 채택하였으며, 중계기의 형태와 능력에 따라 기지국이 직접 스케쥴링을 하는 중앙집중식 스케쥴링 기반 다중접속 방법과 기지국과 중계기가 분산적으로 각자 스케쥴링을 하는 분산식 스케쥴링 기반 다중접속 방식이 논의되었다.

도 2는 다중홉 릴레이(Multi-Hop relay) 시스템에서 사용되는 프레임 구조의 일 예를 나타낸다.

도 2을 참조하면, 각 슈퍼프레임(Superframe)은 동일한 크기를 가지는 4개의 무선프레임(Radio frame)으로 나누어진다. 슈퍼프레임은 슈퍼프레임 헤더(Superframe Header)를 포함할 수 있다. 슈퍼 프레임 헤더는 단말이 초기 네트워크 진입 시 혹은 핸드오버 시에 반듯이 획득해야 하는 필수 제어정보를 포함하고 있으며, LTE 기술에서의 Broadcast channel (BCH)와 유사한 역할을 수행한다. 슈퍼프레임 헤더는 슈퍼프레임을 구성하는 복수의 무선 프레임 가운데 첫 번째 무선 프레임에 할당될 수 있다. 하나의 프레임을 구성하는 서브프레임의 수는 시스템의 대역폭(bandwidth)나 CP(Cyclic Prefix) 길이에 따라서 5, 6, 7, 혹은 8로 달라질 수 있으며, 하나의 서브프레임을 구성하는 OFDMA의 심볼 수도 5, 6, 7, 혹은 9로 달라 질 수 있다. 본 도 2에서는 대역폭이 5, 10, 혹은 20MHz인 경우에 CP의 길이가 1/8Tb (Tb : Useful OFDMA symbol time)인 경우에 예시이다.

도 2에서 예시하는 프레임 구조는 TDD(Time Division Duplexing) 방식 또는 FDD(Frequency Division Duplexing) 방식에 적용될 수 있다. TDD 방식은 전체 주파수 대역을 상향링크 또는 하향링크로 사용하되, 시간영역에서 상향링크 전송과 하향링크 전송을 구분하는 것이고, FDD 방식은 상향링크 전송과 하향링크 전송이 서로 다른 주파수 대역을 차지하고, 동시에 이루어지는 것을 말한다.

도 3은 중계기 프레임 구조를 일 예시에 따라 나타낸다.

도 3에 도시된 프레임 구조는 IEEE 802.16에 제시된 구조 중 일 예에 기반하여 나타내었다.

도시된 프레임 구조에 따르면, 중계기, 기지국, 단말은 같은 시간에 하나의 방향으로만 송신 또는 수신할 수 있다. 이를 uni-directional 모드라고 한다. 그리고 도시된 프레임 구조에 따르면, 중계기(RS: Relay Station)은 기지국과의 홉 수에 따라서 홀수 홉 중계기, 짝수 홉 중계기로 구분한다.

홀수 홉의 중계기의 하향링크는 16m 전송 영역(Transmit Zone)과 16m 다운링크 수신 영역(DL Receive Zone)의 순서로 이루어지며, 상향링크는 16m 업링크 수신 영역(UL Receive Zone), 16m 업링크 전송 영역(UL Transmit zone)의 순서로 이루어진다.

짝수 홉 중계기의 하향 링크는 16m 다운링크 수신 영역과 16m 전송 영역의 순서로 이루어지며, 상향 링크는 16m 업링크 전송 영역과 16m 업링크 수신영역의 순서로 이루어진다.

상기 16m 다운링크 전송 영역(DL Transmit Zone)은 중계기의 하향링크 구간으로, 중계기는 하위 중계기(subordinate RS)와 단말(MS)로 전송할 수 있다

상기 16m 다운링크 수신 영역(DL Receive Zone)은 중계기의 하향링크 구간으로, 중계기는 상위 중계기(superordinate RS)로부터 수신할 수 있다

상기 16m 업링크 전송 영역(UL Transmit Zone)은 중계기의 상향링크 구간으로, 중계기는 상위 중계기(superdinate RS)로 전송할 수 있다

상기 16m 업링크 수신 영역(UL Receive zone)은 중계기의 상향링크 구간으로, 중계기는 하위 중계기(subordinate RS)와 단말로부터 수신할 수 있다

한편, 기지국의 하향 링크는 중계기와 이동국간의 영역(BS->MS로 도시)와 16m 다운링크 중계기 영역(DL Relay Zone)을 포함한다. 상기 다운링크 중계기 영역(DL Relay Zone)은 기지국의 하향링크 구간으로, 중계기와 단말로 전송할 수 있다. 상기 기지국의 상향 링크는 중계기와 이동국간의 영역(BS<-MS로 도시됨)와 업링크 중계기 영역(UL Relay Zone)을 포함한다. 상기 업링크 중계기 영역은 기지국의 상향링크 구간으로, 중계기와 이동국으로부터 수신할 수 있다

도 4는 중계기 프레임 구조를 다른 예시에 따라 나타낸다.

도 4에 도시된 프레임 구조는 IEEE 802.16에 제시된 구조 중 다른 예에 기반하여 나타내었다.

도시된 프레임 구조에 따르면, 중계기는 같은 시간에 양방향, 즉 기지국 및 하위 중계기로 송신 또는 수신할 수 있다. 이를 bi-directional 모드라고 한다. 중 계기의 프레임 구조는 양방향 전송 영역과 양방향 수신 영역을 포함한다. 상기 양방향 전송 영역에서 상기 중계기는 상위 중계기/기지국 및 하위 중계기로 전송할 수 있다. 상기 양방향 수신 영역에서 상기 중계기는 하위 중계기로부터 그리고 상위중계기/기지국으로부터 데이터를 수신할 수 있다.

도시된 16m 다운링크 액세스 영역(DL Access Zone)에서는 기지국 또는 중계기가 단말로 전송할 수 있다. 그리고 도시된 16m 업링크 엑세스 영역(16m UL Access Zone)에서는 기지국 또는 중계기가 단말로부터 데이터를 수신할 수 있다.

도 5는 중계기 프레임 구조를 또 다른 예시에 따라 나타낸다.

도 5에 도시된 프레임 구조는 기지국, 비-트랜스페어런트(non-transparent) 중계기, 트랜스페이런트(transparent) 중계기 간의 연결에 따라 나타내었다.

상기 트랜스페이런트(transparent) 중계기는 자신의 제어 신호, 예컨대 프리앰블(preamble), FCH, MAP, DCD/UCD, SFH 등을 생성하여 전송하지 않는다. 반면, 상기 비-트랜스페어런트(non-transparent) 중계기는 자신의 제어 신호를직접 생성하여 전송한다.

상기 트랜스페어런트 중계기는 상기 기지국에 연결되고, 상기 비트랜스페어런트 중계기가 상기 트랜스페어런트 중계기의 하위에 연결된다.

종래 기술에서 단말이 기지국으로 직접적으로 무선 자원, 예컨대 대역폭 요청을 하고, 상기 기지국으로부터 직접적으로 단말이 무선 자원, 예컨대 대역폭을 할당받을 수 는 있다. 그러나, 상기 기지국에 중계기가 연결되어 있고 상기 중계기에 하위 중계기 혹은 단말이 연결되어 있는 경우, 상기 단말이 대역폭 할당 요청 수행하고, 상기 기지국이 대역폭 할당을 하는 과정은 아직 제시되어 있지 않다.

따라서, 본 발명은 이를 위한 구체적인 절차를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 적어도 하나 이상의 중계기를 포함하는 시스템에서의 데이터 전송 방법을 제공한다. 상기 데이터 전송 방법은 단말이 중계기로 대역 할당 요청 메시지를 전송하는 단계와; 상기 단말이 상기 중계기로부터 대역폭 할당 메시지를 수신하는 단계와; 상기 대역폭 할당 메시지는 상기 대역폭 할당 메시지가 포함된 프레임으로부터의 오프셋을 지시하는 정보를 포함하고, 상기 단말이 상기 대역폭 할당 메시지가 포함된 프레임으로부터 상기 오프셋에 의해서 지시된 업링크 프레임 혹은 업링크 서브프레임까지 대기하는 단계와; 상기 지시된 프레임 혹은 서브프레임 상에서 데이터를 전송하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 대역폭 할당 요청 메시지는 BW Request 메시지일 수 있다. 상기 대역폭 할당 메시지는 UL-MAP일 수 있다.

상기 오프셋은 상기 중계기가 상기 기지국으로부터 할당받은 무선 자원이 위치하는 프레임 보다, 적어도 한 개 이상의 이전 프레임 혹은 서브프레임을 지시할 수 있다.

상기 데이터는 사용자 데이터 혹은 제어 신호, 예컨대 ACK/NACK일 수 있다.

한편, 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 단말을 제공한다.상기 단말은 중계기로 대역 할당 요청 메시지를 전송하고, 상기 중계기로부터 대역폭 할당 메시지를 수신하는 송수신부와; 상기 대역폭 할당 메시지는 상기 대역폭 할당 메시지가 포함된 프레임으로부터의 오프셋을 지시하는 정보를 포함하고, 상기 대역폭 할당 메시지가 포함된 프레임으로부터 상기 오프셋에 의해서 지시된 업링크 프레임 혹은 업링크 서브프레임에 해당될 때가지 대기하고, 상기 지시된 프레임 혹은 서브프레임에 해당되면, 상기 프레임 혹은 서브프레임 상에서 데이터를 전송하도록 상기 송수신부를 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.

본 발명은 다중홉 중계 시스템에서 기지국이 홉수를 고려하여 무선 자원을 할당할 수 있도록 하여, 무선 자원의 비정상적으로 사용되지 않고 낭비되지 않도록 한다. 또한, 본 발명은 기지국이 다중홉 중계 시스템에서 지연을 고려하여 무선 자원을 할당할 수 있도록 하여, 무선 자원이 불필요하게 낭비되지 않도록 한다.

본 발명은 본 발명의 기술적 사상이 적용될 수 있는 모든 통신 시스템, 예컨 대 3GPP(3rd Generation Partnership Project) LTE(Long Term Evolution), IEEE 표준, Ad-Hoc 네트워크에도 적용될 수 있다.

본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 본 명세서에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적인 용어가 본 발명의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는, 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이다. 또한, 본 발명에서 사용되는 일반적인 용어는 사전에 정의되어 있는 바에 따라, 또는 전후 문맥상에 따라 해석되어야 하며, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.

또한, 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.

또한, 본 명세서에서 사용되는 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 발명의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일뿐, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니됨을 유의해야 한다. 본 발명의 사상은 첨부된 도면외에 모든 변경, 균등물 내지 대체물에 까지도 확장되는 것으로 해석되어야 한다.

이하, 단말(Terminal)이라는 용어가 사용되나, 상기 단말은 UE(User Equipment), ME(Mobile Equipment), MS(Mobile Station)로 불릴 수 있다. 또한, 상기 단말은 휴대폰, PDA, 스마트 폰(Smart Phone), 노트북 등과 같이 휴대 가능한 기기일 수 있거나, PC, 차량 탑재 장치와 같이 휴대 불가능한 기기일 수 있다.

도 6은 본 발명에 따른 멀티홉 중계 시스템을 나타낸다. 도 7은 도 6에 도시된 멀티홉 중계 시스템에서의 무선 자원 할당 방법을 나타낸 예시도이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 제1 중계기(202)는 상기 기지국(300)과 연결되어 있고, 제2 중계기는 제1 중계기(202)에 연결되어 있다. 상기 제1 중계기는 상위 중계기(Superordinate RS)에 해당된다. 또한, 상기 제2 중계기(203)는 전술한 바와 같이 하위 중계기(subordinate RS)에 해당된다. 이때, 상기 제1 중계기(202)는 트랜스페어런트 중계기에 해당될 수 있고, 상기 제2 중계기는 비-트랜스페어런트 중계기(non-transparent RS)에 해당될 수도 있다.

제1 단말(100)은 기지국(300)과 직접 연결될 있다. 그리고 제2 단말(102)은 상기 기지국(300)과 연결된 제1 중계기(202)에 연결될 수도 있다. 그리고 제3 단말(103)은 상기 제2 중계기(203)에 연결되어 있고, 상기 제2 중계기(203)은 상기 제1 중계기(202)와 연결될 수 있다.

도 7(a)을 참조하면, 상기 기지국(300)은 상기 제1 중계기(202) 또는 상기 제1 단말(101)에게 자원을 할당하는 예시가 나타나 있다.

도시된 바와 같이, 상기 제1 중계기(202) 또는 상기 제1 단말(101)가 자원 할당 요청, 즉 대역폭 할당 요청(BW allocation 요청)을 하면, 상기 기지국(300)은 대역폭 할당 메시지, 또는 업링크 무선 자원 정보 메시지 예컨대 UL-MAP을 통하여 대역폭을 할당한다. 상기 대역폭 할당 메시지, 또는 업링크 무선 자원 정보 메시지 예컨대 UL-MAP에 의해 지시되는 무선자원은 UL-MAP이 수신된 프레임의 다음번 프레임이다. 즉, 상기 대역폭 할당이 n번째 프레임에서 이루어졌다면, UL-MAP에 의해 지시되는 무선자원은 n+1번째 프레임이다.

상기 제1 중계기(202) 또는 상기 제1 단말(101)은 상기 대역폭 할당 메시지, 또는 업링크 무선 자원 정보 메시지 예컨대 UL-MAP을 수신하였던 프레임의 다음 번 프레임상에서 데이터를 전송한다.

도 7(b)를 참조하여 알 수 있는 바와 같이, 상기 기지국(300)과 상기 제1 중계기(202), 그리고 상기 제2 중계기(203) 혹은 상기 제2 단말(102)간이 자원 할당이 예시적으로 나타나 있다.

도 7(b)에 따르면, 앞선 도 7(a)와 동일하게 상기 대역폭 할당 메시지, 또는 업링크 무선 자원 정보 메시지, 예컨대 UL-MAP에 의해서 지시되는 무선 자원은 UL-MAP이 수신되었던 프레임의 다음 번 프레임 상의 무선 자원이다. 바꿔 말하면, 상기 기지국(300)은 n+1번째 프레임의 무선 자원 할당에 대한 대역폭 할당 메시지, 또는 업링크 무선 자원 정보 메시지 예컨대 UL-MAP을 n번째 프레임에서 상기 제1 중계기(202)로 전송한다.

그러나, 상기 제1 중계기(202)는 상기 대역폭 할당 메시지, 또는 업링크 무선 자원 정보 메시지 예컨대 UL-MAP을 n번째 프레임에서 수신한 후, 상기 UL-MAP을 n+1번째 프레임의 다운링크 서브프레임에서 상기 제2 중계기(203) 혹은 상기 제2 단말(102)로 전달한다.

상기 제2 중계기(203) 혹은 상기 제2 단말(102)은 상기 대역폭 할당 메시지, 또는 업링크 무선 자원 정보 메시지 예컨대 UL-MAP을 수신하면, 상기 UL-MAP을 수신한 프레임의 다음 번 프레임상에서 데이터의 전송을 시도한다.

그러나, 상기 제1 중계기(201)가 상기 제2 중계기(203) 혹은 상기 제2 단말(102)로부터 상기 데이터를 수신하는 시점은 n+2번째 프레임이 되게 된다. 이때, 상기 n+2번째 프레임 상의 무선 자원은 다른 단말 혹은 다른 중계기에 할당되었던 것일 수 있다. 따라서, 상기 제1 중계기(201)는 상기 데이터를 올바르게 수신하지 못할 수가 있다.

혹은 상기 제1 중계기(201)는 상기 데이터를 올바르게 수신한 경우, 상기 제1 중계기는 상기 데이터를 상기 기지국(300)으로는 n+(n+1) 번째 프레임 상에서 전달한다. 이때에도, n+(n+1) 번째 프레임 상의 무선 자원은 다른 단말 혹은 다른 중계기에 할당되었던 것일 수 있다. 따라서, 상기 기지국(300)은 상기 데이터를 올바르게 수신하지 못할 수가 있다.

이와 같이, 상기 대역폭 할당 메시지, 또는 업링크 무선 자원 정보 메시지 예컨대 UL-MAP이 다음 번 프레임 상의 무선 자원을 지시하면, 멀티홉 중계 시스템 하에서는 올바르게 동작하지 않는다.

도 8은 도 6에 도시된 멀티홉 중계 시스템에 최적화된 무선 자원 할당 방법을 나타낸 예시도이다.

도 8에 도시된 무선 자원 할당 방법에 따르면, 상기 기지국(300)은 상기 제1 단말(101), 제2 단말(102), 상기 제3 단말(103)의 홉 수를 고려하여, 할당할 무선 자원을 결정한다. 즉, 상기 기지국(300)은 홉수를 고려하여 각 단말의 데이터를 수신할 수 있는 시간, 즉 프레임의 무선 자원을 할당한다. 상기 할당된 무선 자원에 대한 정보를 대역폭 할당 메시지, 또는 업링크 무선 자원 정보 메시지 예컨대 UL-MAP을 통해 전송한다. 상기 대역폭 할당 메시지, 또는 업링크 무선 자원 정보 메시지 예컨대 UL-MAP에 포함되는 정보는 UL-MAP이 수신되는 프레임 혹은 서브프레임으로부터 상기 할당된 무선 자원까지의 오프셋(offset)을 포함할 수 있다. 상기 오프셋은 서브프레임 단위의 값(예를 들어 n+30개의 서브프레임), 혹은 프레임 단위의 값을 가질 수 있다. 혹은 상기 오프셋은 프레임 및 서브프레임의 조합으로 이루어진 값(예를 들어 프레임 오프셋=3 & 서브프레임 오프셋=6)을 가질 수 있다.

혹은 상기 오프셋은 홉수를 지시할 수도 있다. 예를 들어, 도 6에 도시된 바와 같이 상기 제3 단말(103)의 데이터가 2개의 중계기(202, 203)를 경유하여 상기 기지국(300)에 도달할 경우, 홉수는 3이므로, 상기 오프셋은 3일 수 있다.

상기 제2 중계기(203)는 상기 무선 자원 할당 메시지 혹은 링크 무선 자원 정보 메시지 예컨대 UL-MAP를 상기 제3 단말(103)(혹은 하위의 다른 중계기)로 전송한다. 이때, 상기 제2 중계기(203)는 상기 무선 자원 할당 메시지 혹은 링크 무선 자원 정보 메시지(예컨대 UL-MAP) 내의 오프셋을 기초로 새로운 오프셋을 생성하고, 상기 생성된 오프셋을 포함하는 UL-MAP을 상기 제3 단말(혹은 하위의 다른 중계기)로 전송할 수도 있다. 예를 들어, 상기 기지국으로부터 수신한 오프셋이 3개의 프레임을 지시할 경우, 상기 제2 중계기는 데이터를 상기 기지국으로 전송하기 위해 적어도 자신이 상기 제3 단말(혹은 하위의 다른 중계기)로부터 데이터를 2 개의 프레임이 경과되기 이전에 수신하여야 한다면, 오프셋을 2개의 프레임으로 갱신한다.

그러면, 상기 제3 단말(103)은 상기 프레임 혹은 서브프레임으로부터 상기 오프셋까지 대기한 후, 자신의 데이터를 전송한다.

대안적으로 상기 제3 단말은 지연을 고려하여, 상기 오프셋에 의해서 지시되는 프레임 혹은 서브프레임 이전에 자신이 데이터를 전송할 수 있다.

한편, 상기 제1 중계기(202)가 분산 스케줄링 방식으로 동작하는 것을 가정하자. 그러면, 상기 제1 중계기(202)는 무선 자원을 할당할 때, 상기 기지국(300)과 마찬가지로, 대역폭 할당 메시지, 또는 업링크 무선 자원 정보 메시지 예컨대 UL-MAP에 상기 오프셋을 포함시킬 수 있다.

이와 같은 본 발명의 개념은 HARQ(Hybrid-Automatic Retransmit reQuest)에도 적용될 수 있다. 예를 들어, 단말이 기지국으로부터 수신한 데이터에 대해서 긍정 응답(ACK) 및 부정 응답(NACK)을 전송할 때, 본 발명의 개념이 적용될 수 있다. 구체적으로 설명하면, 상기 기지국(300)이 제1 중계기(202)와 연결되어 있고, 상기 제1 중계기(202)는 상기 제2 중계기(203)와 연결되어 있고, 상기 제2 중계기(203)는 상기 단말과 연결되어 있다고 가정하자. 그리고 상기 기지국이 제1 데이터, 제2 데이터, 제3 데이터를 전송하였다고 가정하자. 그러면, 상기 기지국(300)은 상기 데이터들에 대한 긍정 응답/부정 응답을 수신하기 위해 상기 단말(100)을 위해 무선 자원을 할당하여야 한다. 이때, 상기 기지국(300)은 도 8과 같이 상기 긍정 응답/부정응답을 위해 프레임의 오프셋을 지시하는 대역폭 할당 메시지, 또는 업링크 무선 자원 정보 메시지 예컨대 UL-MAP을 전송할 수 있다. 한편, HARQ의 경우 보내는 offset의 정보에 hop에 따른 ack/nack code (even, odd)에 대한 정보를 포함할 수 있다.

한편, 본 발명은 상기 HARQ이외에도, 본 발명의 개념이 적용될 수 있는 모든 데이터 송수신에 적용될 수 있다.

여기까지 설명된 본 발명에 따른 방법은 소프트웨어, 하드웨어, 또는 이들의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 따른 방법은 저장 매체(예를 들어, 메모리, 하드 디스크, 기타 등등)에 저장될 수 있고, 프로세서에 의해서 실행될 수 있는 소프트웨어 프로그램 내에 코드들 또는 명령어들로 구현될 수 있다. 이하 이러한 구현에 대하여, 도 9를 참조하여 설명하기로 한다.

도 9는 본 발명에 따른 기지국과 중계기의 구성을 나타낸다.

도 9를 참조하여 알 수 있는 바와 같이, 상기 기지국 및 중계기는 각기, 컨트롤러, 저장 수단, 송수신부를 포함한다. 상기 저장 수단을 전술한 방법이 구현된 소프트웨어 프로그램을 저장하며, 상기 컨트롤러는 상기 저장 수단 내의 장법을 실행한다. 상기 송신부는 상기 컨트롤러에 의해 제어되어, 전술한 바와 같이 대역폭 할당 메시지, 또는 업링크 무선 자원 정보 메시지 예컨대 UL-MAP을 송수신한다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니므로, 본 발명은 본 발명의 사상 및 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 다양한 형태로 수정, 변경, 또는 개선될 수 있다.

도 1은 다중홉 릴레이(Multi-Hop relay) 시스템을 나타낸다.

도 2는 다중홉 릴레이(Multi-Hop relay) 시스템에서 사용되는 프레임 구조의 일 예를 나타낸다.

도 3은 중계기 프레임 구조를 일 예시에 따라 나타낸다.

도 4는 중계기 프레임 구조를 다른 예시에 따라 나타낸다.

도 5는 중계기 프레임 구조를 또 다른 예시에 따라 나타낸다.

도 6은 본 발명에 따른 멀티홉 중계 시스템을 나타낸다.

도 7은 도 6에 도시된 멀티홉 중계 시스템에서의 무선 자원 할당 방법을 나타낸 예시도이다.

도 8은 도 6에 도시된 멀티홉 중계 시스템에 최적화된 무선 자원 할당 방법을 나타낸 예시도이다.

도 9는 본 발명에 따른 기지국과 중계기의 구성을 나타낸다.

Claims (15)

1. 적어도 하나 이상의 중계기를 포함하는 시스템에서 단말의 데이터 전송 방법으로서,

   중계기로 대역폭 할당 요청 메시지를 전송하는 단계 - 여기서, 상기 대역폭 할당 요청 메시지는 자원 할당을 요청하는 정보를 포함함-;

   상기 중계기로부터 대역폭 할당 메시지를 수신하는 단계 - 여기서, 상기 대역폭 할당 메시지는 상기 대역폭 할당 메시지가 포함된 프레임으로부터의 프레임 오프셋을 지시하는 정보를 포함함-; 및

   상기 프레임 오프셋에 의하여 상향링크 프레임 상에서 데이터를 전송하는 단계를 포함하며,

   상기 프레임 오프셋은, 기지국과 상기 중계기 사이에서 상기 대역폭 할당 메시지의 전송이 지연된 시간을 고려하고, 또한 상기 단말과 상기 기지국 사이 홉의 개수를 고려하여, 상기 중계기에서 재설정되는 것을 특징으로 하는,

   데이터 전송 방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 대역폭 할당 요청 메시지는 BW Request 메시지인 것을 특징으로 하는,

   데이터 전송 방법.
3. 제1항에 있어서,

   상기 대역폭 할당 메시지는 UL-MAP인 것을 특징으로 하는,

   데이터 전송 방법.
4. 제1항에 있어서,

   상기 프레임 오프셋은 상기 중계기가 상기 기지국으로부터 할당받은 무선 자원이 위치하는 프레임 보다, 적어도 한 개 이상의 이전 프레임을 지시하는 것을 특징으로 하는,

   데이터 전송 방법.
5. 제1항에 있어서,

   상기 데이터는 사용자 데이터 혹은 제어 신호인 것을 특징으로 하는,

   데이터 전송 방법.
6. 제1항에 있어서,

   상기 프레임 오프셋은 상기 단말과 상기 기지국 사이 상기 홉의 개수인 것을 특징으로 하는,

   데이터 전송 방법.
7. 적어도 하나 이상의 중계기를 포함하는 무선 접속 시스템에서 데이터를 송신하기 위한 단말에 있어서,

   신호를 송신하고 수신하는 수신하는 송수신부와;

   제어부를 포함하며,

   상기 제어부는, 중계기로 대역폭 할당 요청 메시지를 전송하고 - 여기서, 상기 대역폭 할당 요청 메시지는 자원 할당을 요청하는 정보를 포함함-, 상기 중계기로부터 대역폭 할당 메시지를 수신하며 - 여기서, 상기 대역폭 할당 메시지는 상기 대역폭 할당 메시지가 포함된 프레임으로부터의 프레임 오프셋을 지시하는 정보를 포함함-, 상기 프레임 오프셋에 의하여 상향링크 프레임 상에서 데이터를 전송하도록 설정되고,

   상기 프레임 오프셋은, 기지국과 상기 중계기 사이에서 상기 대역폭 할당 메시지의 전송이 지연된 시간을 고려하고, 또한 상기 단말과 상기 기지국 사이 홉의 개수를 고려하여, 상기 중계기에서 재설정되는 것을 특징으로 하는,

   단말.
8. 제7항에 있어서,

   상기 대역폭 할당 요청 메시지는 BW Request 메시지인 것을 특징으로 하는,

   단말.
9. 제7항에 있어서,

   상기 대역폭 할당 메시지는 UL-MAP인 것을 특징으로 하는,

   단말.
10. 제7항에 있어서,

    상기 프레임 오프셋은 상기 중계기가 상기 기지국으로부터 할당받은 무선 자원이 위치하는 프레임 보다, 적어도 한 개 이상의 이전 프레임을 지시하는 것을 특징으로 하는,

    단말.
11. 제1항에 있어서,

    상기 홉의 개수는 상기 단말과 상기 기지국 사이 링크의 개수의 합이며,

    상기 링크는 단말-중계기 링크, 중계기-기지국 링크, 또는 중계기-중계기 링크를 포함하는 것을 특징으로 하는,

    데이터 전송 방법.
12. 제1항에 있어서,

    상기 대역폭 할당 메시지는 상기 대역폭 할당 메시지가 포함된 서브프레임으로부터의 서브프레임 오프셋을 지시하는 정보를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,

    데이터 전송 방법.
13. 제7항에 있어서,

    상기 홉의 개수는 상기 단말과 상기 기지국 사이 링크의 개수의 합이며,

    상기 링크는 단말-중계기 링크, 중계기-기지국 링크, 또는 중계기-중계기 링크를 포함하는 것을 특징으로 하는,

    단말.
14. 제7항에 있어서,

    상기 프레임 오프셋은 상기 단말과 상기 기지국 사이 상기 홉의 개수인 것을 특징으로 하는,

    단말.
15. 제7항에 있어서,

    상기 대역폭 할당 메시지는 상기 대역폭 할당 메시지가 포함된 서브프레임으로부터의 서브프레임 오프셋을 지시하는 정보를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,

    단말.

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