KR101693394B1 - System and method for mobile communication based on cooperative communication - Google Patents

System and method for mobile communication based on cooperative communication Download PDF

Info

Publication number
KR101693394B1
KR101693394B1 KR1020120111941A KR20120111941A KR101693394B1 KR 101693394 B1 KR101693394 B1 KR 101693394B1 KR 1020120111941 A KR1020120111941 A KR 1020120111941A KR 20120111941 A KR20120111941 A KR 20120111941A KR 101693394 B1 KR101693394 B1 KR 101693394B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
relay
base station
terminal
mcs level
communication
Prior art date
Application number
KR1020120111941A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20140045770A (en
Inventor
김태준
김영일
류원
Original Assignee
한국전자통신연구원
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 한국전자통신연구원 filed Critical 한국전자통신연구원
Priority to KR1020120111941A priority Critical patent/KR101693394B1/en
Publication of KR20140045770A publication Critical patent/KR20140045770A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101693394B1 publication Critical patent/KR101693394B1/en

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
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/69—Spread spectrum techniques
    • H04B1/707—Spread spectrum techniques using direct sequence modulation
    • H04B1/7097—Interference-related aspects
    • H04B1/711—Interference-related aspects the interference being multi-path interference
    • H04B1/7115—Constructive combining of multi-path signals, i.e. RAKE receivers
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/005—Control of transmission; Equalising
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W84/00—Network topologies
    • H04W84/02—Hierarchically pre-organised networks, e.g. paging networks, cellular networks, WLAN [Wireless Local Area Network] or WLL [Wireless Local Loop]
    • H04W84/04—Large scale networks; Deep hierarchical networks
    • H04W84/08—Trunked mobile radio systems

Landscapes

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

Abstract

본 발명은 릴레이와 단말 사이의 MCS 레벨이 측정된 시점과 이를 기반으로 AMC가 적용된 시점이 시간상 차이가 있을 때 성능을 저하를 방지하는 협력통신 기반의 이동통신 시스템을 제공한다. 본 발명에 따른 협력통신 기반의 이동통신 시스템은 기지국, 릴레이 및 단말을 포함한다. 기지국은 릴레이를 거쳐 단말로부터 수신된 채널 정보에 기초하여 릴레이와 단말 사이의 맵(Map) 정보를 결정한다. 수신된 채널 정보는 MCS 레벨에 대한 정보를 포함한다. 그리고 기지국은 MCS 레벨의 상승이 필요한 경우에 상승된 MCS 레벨에 대한 정보를 릴레이로 전달한다. 즉, 기지국은 릴레이로 MCS 레벨 제어 신호를 전달하여 MCS 레벨을 제어할 수 있다. 그리고 기지국은 MCS 레벨을 상승 시킬 경우 발생할 수 있는 데이터 손실을 막기 위해, MCS 레벨이 변경되는 시간 동안 릴레이와 동일한 데이터를 단말로 전송함으로써 매크로다이버시티(Macrodiversity) 이득을 얻을 수 있다.The present invention provides a cooperative communication-based mobile communication system that prevents performance degradation when there is a time difference between when a MCS level between a relay and a terminal is measured and when the AMC is applied based thereon. A cooperative communication-based mobile communication system according to the present invention includes a base station, a relay, and a terminal. The base station determines map information between the relay and the terminal based on the channel information received from the terminal via the relay. The received channel information includes information on the MCS level. Then, the base station transmits information on the increased MCS level to the relay when an increase in the MCS level is required. That is, the base station can control the MCS level by transmitting an MCS level control signal to the relay. In order to prevent data loss that may occur when the MCS level is raised, the base station can obtain a macrodiversity gain by transmitting the same data as the relay to the mobile station during the time when the MCS level is changed.

Description

협력통신 기반의 이동통신 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR MOBILE COMMUNICATION BASED ON COOPERATIVE COMMUNICATION} [0001] SYSTEM AND METHOD FOR MOBILE COMMUNICATION BASED ON COOPERATIVE COMMUNICATION [0002]

본 발명은 단말 장치와 기지국 사이에 릴레이가 존재하는 이동 통신망에서 릴레이와 단말 장치 사이의 안정적인 통신품질을 제공하기 위한 장치 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for providing a stable communication quality between a relay and a terminal in a mobile communication network in which a relay exists between a terminal and a base station.

이동통신 시스템에서 고속의 전송 속도를 유지하고 기지국의 서비스 적용범위(Coverage)를 늘리기 위하여 릴레이(Relay)를 사용하는 방안이 적극적으로 고려되고 있다. 간단한 예로 기지국(Base Station)과 단말 사이의 채널 상태가 열악하여 통신이 원활하지 못한 경우 그 사이에 이동형 릴레이를 배치하여 통신 상황을 개선할 수 있다. 현재의 릴레이는 그 구조 및 운용방식에 따라서 크게 트랜스페어런트(Transparent) 모드와 비트랜스페어런트(Non-transparent) 모드로 나눌 수 있다. 트랜스페어런트 모드의 릴레이의 경우 단말과의 동기를 맞추는데 사용되는 프리앰블(preamble)과 자신의 프레임(frame)에 대한 정보를 전송하지 않는다. 단말은 기지국에서 프리앰블을 수신하여 직접 동기를 맞추게 된다. 그러므로 트랜스페어런트 모드에서는 단말과 기지국 사이의 링크도 형성되어야 한다. 이런 이유로 트랜스페어런트 모드의 경우 서비스 적용범위 확대보다는 기지국과 릴레이의 협력을 통한 전송 속도 향상에 주된 목표를 두고 있다. 반면에 비트랜스페어런트 모드의 경우 릴레이는 단말과의 연결을 위하여 자신의 프리앰블과 프레임 제어(frame control) 정보를 전송한다. 이 경우 단말은 릴레이와 직접 연결되고 기지국에서 송신한 패킷은 릴레이에서 디코딩된 후에 릴레이와 단말 사이의 무선 링크 상황에 맞게 다시 변조 되어서 단말로 전송된다. 이 경우 기지국의 서비스 적용범위 확대에 많이 이용된다.In order to maintain a high transmission rate in a mobile communication system and to increase the service coverage of a base station, a method of using a relay is actively considered. As a simple example, if the channel state between the base station and the terminal is poor and the communication is not smooth, a mobile relay can be arranged therebetween to improve the communication situation. Current relays can be largely divided into a transparent mode and a non-transparent mode according to their structure and operation mode. In the relay of the transparent mode, the preamble used for synchronizing with the terminal and the information about its frame are not transmitted. The UE receives the preamble from the Node B and directly synchronizes with the UE. Therefore, in the transparent mode, a link between the terminal and the base station must be formed. For this reason, in the case of the transparent mode, the main goal is to improve the transmission speed by cooperation between the base station and the relay, rather than expanding the service coverage. On the other hand, in the non-trans parent mode, the relay transmits its own preamble and frame control information for connection with the terminal. In this case, the terminal is directly connected to the relay, and the packet transmitted from the base station is decoded in the relay, and then modulated according to the radio link condition between the relay and the terminal and transmitted to the terminal. In this case, it is widely used to expand the service coverage of the base station.

한편, 적응변조 및 부호화 (Adaptive Modulation and Coding, 이하 AMC라 칭함) 방식은 변조 기법과 채널 부호화 기법을 채널의 상태에 맞게 변화시켜 최적의 전송률을 얻는 방식이다. 이 적응변조 및 부호화 기법은 릴레이를 사용하는 이동통신 시스템에서도 사용되고 있다. 이 AMC 기법이 효율적으로 적용되기 위해서는 우선 채널 상태에 관한 정확한 측정이 이루어져야 하고 이를 바탕으로 무선 자원을 효과적으로 관리하여야 한다. 일반적인 이동통신 시스템에서는 기지국 안의 스케줄러가 무선 자원의 관리를 담당하게 된다. 보통의 이동통신 시스템과 달리 릴레이를 사용하는 이동통신 시스템의 경우 기지국과 릴레이 사이의 채널 상태를 측정하고 무선 자원을 관리해야 할 뿐만 아니라 릴레이와 단말 사이의 채널 상태를 측정하고 무선 자원을 관리해야 한다. 이때 릴레이와 단말 사이의 무선 자원을 누가 관리하는가에 따라서 서로 다른 두 가지의 스케줄링 기법이 존재하게 된다. 그 중에 첫 번째가 중앙집중형 스케줄링 기법(centralized scheduling scheme)으로 이 방식은 기지국이 기지국과 릴레이 사이의 무선 링크뿐만 아니라 릴레이와 단말 사이의 무선 링크까지 무선 자원을 모두 관리하는 기법이다. On the other hand, Adaptive Modulation and Coding (AMC) scheme is a scheme that obtains an optimal transmission rate by changing a modulation scheme and a channel coding scheme according to channel conditions. This adaptive modulation and coding technique is also used in a mobile communication system using relays. In order to efficiently apply the AMC scheme, it is necessary to accurately measure the channel state and effectively manage radio resources based on the measurement. In a general mobile communication system, a scheduler in a base station manages radio resources. In a mobile communication system using a relay unlike a normal mobile communication system, a channel state between a base station and a relay is measured and a radio resource is managed. In addition, a channel state between a relay and a terminal is measured and a radio resource is managed . There are two different scheduling schemes depending on who manages the radio resources between the relay and the terminal. The first is a centralized scheduling scheme. This scheme is a technique in which a base station manages all radio resources, from a relay station to a wireless link, as well as between a base station and a relay.

두 번째 방식은 분산형 스케줄링 기법 (distributed scheduling scheme)으로 릴레이와 단말 사이의 무선 링크의 자원 관리는 기지국이 아닌 릴레이가 담당하는 기법이다. 이동형 무선 릴레이와 같은 경우 저비용으로 기존의 기지국의 서비스 영역을 확대하기를 원하므로 상대적으로 릴레이의 기능이 단순한 중앙집중형 스케줄링 기법이 선호되고 있다. 중앙집중형 스케줄링 기법을 적용하는 경우 릴레이에 복잡한 스케줄링 기능 블록이 필요하지 않다. 이런 중앙집중형 스케줄링 기법을 적용하는 경우에 발생하는 문제점 중에 하나가 기지국에서 릴레이와 단말 사이 무선 구간에 대한 채널 정보를 신속하게 알기 어렵다는 점이다. 릴레이와 단말 사이의 무선 구간에 대한 채널 정보를 신속하게 알기 어렵기 때문에서 기지국에서 무선 자원을 정확히 관리하기가 쉽지 않고 무엇보다도 릴레이와 단말 사이의 무선 링크에 AMC 기법을 적용하는 경우에 기지국의 스케줄러에서 정확한 변조 및 부호화 방식(modulation and coding scheme, 이하 MCS라 칭함) 레벨(Level)을 결정하기 쉽지 않다. 적절한 MCS 레벨이 측정된 시점과 변경된 MCS 레벨을 기준으로 전송이 이루어지는 시점 사이에 상당한 시간 차이가 발생하게 된다. 이 시간 사이에 릴레이와 단말 사이의 무선 구간의 채널 상황이 안 좋아지는 경우에 변경된 MCS 레벨로 전송이 이루어 지면 전송 실패가 발생할 수 있다. 즉, 중앙집중형 스케줄링 기법에서 AMC 기법을 적용하는 경우 정확한 채널 트래킹(Tracking)에 어려움이 있을 수 있고 이는 성능의 저하로 이어질 수 있다. 그러므로 현재 채널 상황보다 높은 MCS 레벨로 통신이 이루어지는 경우가 종종 발생할 수 있고 이는 전송 실패로 이어지게 된다.The second scheme is a distributed scheduling scheme, in which the resource management of the radio link between the relay and the terminal is handled by the relay, not the base station. In the case of mobile wireless relays, the centralized scheduling technique is relatively preferred because it is required to expand the service area of the existing base station at low cost. When a centralized scheduling scheme is applied, a complex scheduling function block is not required for the relay. One of the problems that arises when such a centralized scheduling technique is applied is that it is difficult to quickly know the channel information of the wireless section between the relay and the terminal at the base station. It is not easy to accurately manage the radio resources in the base station because it is difficult to know the channel information about the radio interval between the relay and the terminal. Therefore, when AMC is applied to the radio link between the relay and the terminal, It is not easy to determine a precise modulation and coding scheme (MCS) level. A considerable time difference occurs between the time at which an appropriate MCS level is measured and the time at which transmission is performed based on the changed MCS level. If the channel condition of the radio section between the relay and the terminal is not good during this time, a transmission failure may occur if the transmission is performed at the changed MCS level. That is, when the AMC scheme is applied to the centralized scheduling scheme, it may be difficult to accurately track the channel, which may lead to degraded performance. Therefore, communication may sometimes occur at an MCS level higher than the current channel status, which may lead to transmission failure.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 비트랜스페어런트 릴레이를 사용하는 이동통신 시스템에서 릴레이와 단말 사이의 무선 자원 관리 기법 중에서 중앙집중형의 스케줄링 기법에서 릴레이와 단말 사이의 MCS 레벨이 측정된 시점과 이를 기반으로 AMC가 적용된 시점이 시간상 차이가 있을 때 성능을 저하를 방지하는 협력통신 기반의 이동통신 시스템을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a centralized scheduling technique in a radio resource management technique between a relay station and a mobile station in a non-transferee relay mobile communication system, And to provide a cooperative communication-based mobile communication system that prevents performance degradation when there is a difference in time when AMC is applied.

본 발명에 따른 협력통신 기반의 이동통신 시스템은 기지국, 릴레이 및 단말을 포함한다. 기지국은 릴레이를 거쳐 단말로부터 수신된 채널 정보에 기초하여 릴레이와 단말 사이의 맵(Map) 정보를 결정한다. 수신된 채널 정보는 MCS 레벨에 대한 정보를 포함한다. 그리고 기지국은 MCS 레벨의 상승이 필요한 경우에 상승된 MCS 레벨에 대한 정보를 릴레이로 전달한다. 즉, 기지국은 릴레이로 MCS 레벨 제어 신호를 전달하여 MCS 레벨을 제어할 수 있다. 그리고 기지국은 MCS 레벨을 상승 시킬 경우 발생할 수 있는 데이터 손실을 막기 위해, MCS 레벨이 변경되는 시간 동안 릴레이와 동일한 데이터를 단말로 전송함으로써 매크로다이버시티(Macrodiversity) 이득을 얻을 수 있다.A cooperative communication-based mobile communication system according to the present invention includes a base station, a relay, and a terminal. The base station determines map information between the relay and the terminal based on the channel information received from the terminal via the relay. The received channel information includes information on the MCS level. Then, the base station transmits information on the increased MCS level to the relay when an increase in the MCS level is required. That is, the base station can control the MCS level by transmitting an MCS level control signal to the relay. In order to prevent data loss that may occur when the MCS level is raised, the base station can obtain a macrodiversity gain by transmitting the same data as the relay to the mobile station during the time when the MCS level is changed.

릴레이의 릴레이-단말 통신(Relay station Access)부는 릴레이에서 단말로 통신하는데 사용되는 영역이다. 그리고 릴레이-기지국 통신(Relay staion Relay)부는 기지국으로부터 데이터를 수신하는데 사용되는 영역이다. 릴레이는 단말로부터 수신된 MCS 레벨에 대한 정보를 기지국으로 전달한다. 그리고 기지국으로부터 수신된 MCS 레벨 제어 신호에 기초하여 MCS 레벨을 상승한다. MCS 레벨을 높이는 과정에서 발생할 수 있는 잠재적인 전송의 실패를 낮추기 위하여 릴레이는 기지국과 동일한 데이터를 전송한다. 또한 릴레이는 릴레이와 단말 사이의 실질적인 채널 상태를 측정한다. 만약 현재의 채널 상태로 높아진 MCS 레벨을 수용할 수 없는 경우에 즉각적으로 MCS 레벨의 하향 조정을 기지국에 요청한다.Relay Relay Station Access is an area used for communication from the relay to the terminal. And a relay station relay unit is an area used for receiving data from the base station. The relay transmits information on the MCS level received from the terminal to the base station. And increases the MCS level based on the MCS level control signal received from the base station. The relay transmits the same data as the base station in order to lower the potential transmission failure that may occur during the increase of the MCS level. The relay also measures the actual channel condition between the relay and the terminal. If the current MCS level can not be accommodated in the current channel state, the base station immediately requests downlink adjustment of the MCS level.

본 발명에 따른 협력통신 기반의 이동통신 시스템의 기지국의 협력통신 방법은 먼저 단말에서 측정된 채널 정보를 수신하고, 수신된 채널 정보에 기초하여 MCS 레벨 상승 여부를 판단한다. MCS 레벨 상승이 필요한 경우, 상승된 MCS 레벨에 기초하여 릴레이와 단말 사이의 무선 링크에 대하여 새롭게 스케줄링을 한다. 그리고 새로운 스케줄링에 대한 정보를 포함하는 스케줄링 정보를 릴레이로 전달한다. 다음으로 협력 통신이 가능한지 여부를 판단한다. 협력 통신이 가능한 경우, 기지국은 협력 전송할 데이터를 준비한다. 협력 통신이 가능하다고 판단되면, 기지국은 릴레이와 동일한 데이터를 전송할 준비를 한다. 따라서 제어부는 협력 전송을 시행하는 프레임에서는 릴레이와 동일하게 순열 및 인터리빙을 준비한다.The cooperative communication method of the base station of the cooperative communication based mobile communication system according to the present invention first receives the channel information measured by the terminal and determines whether the MCS level is raised based on the received channel information. When an increase in the MCS level is required, a new scheduling is performed on the radio link between the relay and the terminal based on the increased MCS level. And transmits scheduling information including information on the new scheduling to the relay. Next, it is determined whether cooperative communication is possible or not. If cooperative communication is possible, the base station prepares the data to be cooperated. If it is determined that cooperative communication is possible, the base station is ready to transmit the same data as the relay. Therefore, the control unit prepares the permutation and the interleaving in the same frame as the relay in the cooperative transmission frame.

다음으로 채널 부호화 및 변조를 수행한다. 협력 통신을 수행하기 위해 기지국은 전송할 통신 패킷 또는 데이터를 릴레이 및 단말의 무선 링크에 맞는 MCS 레벨로 채널 부호화 및 변조를 수행하고 그 결과 데이터를 저장한다. 그리고 통신 출력을 조절하고, 협력 전송을 실행한다.Next, channel encoding and modulation are performed. In order to perform cooperative communication, the base station performs channel encoding and modulation of a communication packet or data to be transmitted to an MCS level suitable for a relay and a wireless link of the terminal, and stores the resultant data. Then, the communication output is adjusted and cooperative transmission is executed.

본 발명에 따른 협력통신 기반의 이동통신 시스템의 구성과 동작에 따르면, 기지국과 릴레이는 AMC 기법을 적용하여 릴레이와 단말 사이의 무선 링크에서 MCS 레벨의 상승이 필요한 경우에 서로 같은 데이터를 단말로 전송하게 된다. 종래의 릴레이를 포함한 이동 통신 시스템의 경우 AMC 기법을 적용하는 경우 릴레이와 단말 사이의 무선 구간에서 현재 채널 상태에서 수용 가능한 MCS 레벨보다 더 높은 MCS 레벨로 통신이 일어나 전송이 실패로 이어지는 경우가 종종 발생할 수 있다. 이는 최적의 MCS 레벨이 측정된 시점과 이 MCS 레벨이 실제로 적용되는 시점 사이의 시간 차이로 발생하는 것으로 릴레이를 포함한 중앙집중형 스케줄링 시스템에서는 이런 문제가 더욱 빈번하게 발생한다. 본 발명에 따른 협력통신 기반의 이동통신 시스템에서는 MCS 레벨이 상승하는 경우에 몇 프레임 시간 동안에 릴레이가 기지국의 협력을 받아서 전송을 하게 되므로 전송 실패를 줄일 수 있다.According to the configuration and operation of the mobile communication system based on the cooperative communication according to the present invention, the base station and the relay apply the AMC technique to transmit the same data to the mobile station when the MCS level needs to be raised in the radio link between the relay and the mobile station . In the case of a conventional mobile communication system including a relay, when the AMC scheme is applied, communication often occurs at a higher MCS level than the acceptable MCS level in the current channel state in the radio section between the relay and the terminal, . This occurs because of the time difference between the time at which the optimal MCS level is measured and the time at which this MCS level is actually applied. This problem occurs more frequently in a centralized scheduling system including relays. In the cooperative communication-based mobile communication system according to the present invention, when the MCS level rises, the relays are transmitted in cooperation with the base station for a certain frame time, thereby reducing the transmission failure.

도 1은 본 발명에 따른 협력통신 기반의 이동통신 시스템의 일 실시예를 나타내는 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 협력통신 기반의 이동통신 시스템의 기지국(100)의 일 실시예를 나타내는 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 협력통신 기반의 이동통신 시스템의 기지국(100) 및 릴레이(200)가 동일 데이터를 전송하는 프레임을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 협력통신 기반의 이동통신 시스템의 기지국의 협력통신 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 협력통신 기반의 이동통신 시스템의 릴레이의 협력통신 방법을 나타내는 흐름도이다.FIG. 1 is a block diagram of a cooperative communication based mobile communication system according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.
FIG. 2 is a configuration diagram illustrating an embodiment of a base station 100 of a cooperative communication-based mobile communication system according to the present invention.
3 is a diagram illustrating a frame in which a base station 100 and a relay 200 of a mobile communication system based on a cooperative communication according to an embodiment of the present invention transmit the same data.
4 is a flowchart illustrating a cooperative communication method of a base station of a cooperative communication-based mobile communication system according to an embodiment of the present invention.
5 is a flowchart illustrating a cooperative communication method of a relay of a cooperative communication-based mobile communication system according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다. 본 명세서에서 사용되는 용어는 실시예에서의 기능 및 효과를 고려하여 선택된 용어들로서, 그 용어의 의미는 사용자 또는 운용자의 의도 또는 업계의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서 후술하는 실시예들에서 사용된 용어의 의미는, 본 명세서에 구체적으로 명시된 경우에는 명시된 정의에 따르며, 구체적으로 명시하지 않는 경우, 당업자들이 일반적으로 인식하는 의미로 해석되어야 할 것이다.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The terms used in the present specification are terms selected in consideration of the functions and effects in the embodiments, and the meaning of the terms may vary depending on the intention of the user or the operator or industry custom. Therefore, the meaning of the term used in the following embodiments is based on the defined definition when specifically stated in this specification, and unless otherwise stated, it should be interpreted in a sense generally recognized by those skilled in the art.

도 1은 본 발명에 따른 협력통신 기반의 이동통신 시스템의 일 실시예를 나타내는 구성도이다.FIG. 1 is a block diagram of a cooperative communication based mobile communication system according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 협력통신 기반의 이동통신 시스템은 기지국(100), 릴레이(200) 및 단말(300)을 포함한다.Referring to FIG. 1, the cooperative communication based mobile communication system according to the present invention includes a base station 100, a relay 200, and a terminal 300.

기지국(100)과 단말(200)은 중간에 위치한 릴레이(200)를 이용하여 상호 간에 통신한다. 하향 링크(Down Link) 통신의 경우 기지국에서 단말(300)로 전송할 패킷을 릴레이(200)에 전송하고, 릴레이(200)는 기지국(100)에서 받은 패킷을 다시 단말(300)로 전송한다. 중앙집중형 스케줄링 모드를 채택하는 경우, 기지국(100)은 릴레이(200)와 단말(300) 사이의 패킷 전송도 스케줄링도 하게 된다. 이 경우 릴레이(200)에서 단말(300)로 프레임을 전송할 때 프레임 내의 어느 위치에서 패킷을 전송해야 하는가와 어떤 MCS 레벨로 패킷을 전송해야 하는지도 모두 기지국이 결정한다.The base station 100 and the terminal 200 communicate with each other using a relay 200 located in the middle. In the case of downlink communication, the base station transmits a packet to be transmitted to the terminal 300 to the relay 200, and the relay 200 transmits the packet received from the base station 100 to the terminal 300 again. In the case of adopting the centralized scheduling mode, the BS 100 also schedules packet transmission between the relay 200 and the MS 300. In this case, when the frame is transmitted from the relay 200 to the terminal 300, the base station decides from which position in the frame the packet should be transmitted and to which MCS level the packet should be transmitted.

기지국(100)은 릴레이(200)를 거쳐 단말(300)로부터 수신된 채널 정보에 기초하여 릴레이(200)와 단말(300) 사이의 맵(Map) 정보를 결정한다. 수신된 채널 정보는 MCS 레벨에 대한 정보 및 무선링크 상태에 대한 정보를 포함한다. 그리고 기지국(100)은 MCS 레벨의 상승이 필요한 경우에 상승된 MCS 레벨에 대한 정보를 릴레이(200)로 전달한다. 즉, 기지국(100)은 릴레이(200)로 MCS 레벨 제어 신호를 전달하여 MCS 레벨을 제어할 수 있다. 그리고 상승된 MCS 레벨 값이 적용되는 처음 몇 프레임 구간에 해당하는 시간 동안에 기지국(100)과 릴레이(200)가 같은 데이터를 단말로 방사하여 전송 실패의 가능성을 낮춘다. 다시 말해 기지국(100)은 MCS 레벨을 상승 시킬 경우 발생할 수 있는 데이터 손실을 막기 위해, MCS 레벨이 변경되는 시간 동안 릴레이(200)와 동일한 데이터를 단말(300)로 전송함으로써 매크로다이버시티(Macrodiversity) 이득을 얻을 수 있다. 상술한 내용에 대한 구체적인 설명은 후술하는 도 4에서 설명하도록 한다.The base station 100 determines map information between the relay 200 and the terminal 300 based on the channel information received from the terminal 300 via the relay 200. [ The received channel information includes information on the MCS level and information on the radio link status. When the MCS level needs to be increased, the base station 100 transmits information on the increased MCS level to the relay 200. That is, the base station 100 may transmit the MCS level control signal to the relay 200 to control the MCS level. During a time corresponding to the first several frame periods in which the increased MCS level value is applied, the base station 100 and the relay 200 emit the same data to the terminal, thereby reducing the possibility of transmission failure. In other words, in order to prevent data loss that may occur when the MCS level is raised, the base station 100 transmits macro data to the terminal 300 by transmitting the same data as the relay 200 to the terminal 300 during the time when the MCS level is changed. A gain can be obtained. A detailed description of the above-mentioned contents will be given in Fig. 4 which will be described later.

릴레이(200)의 릴레이-단말 통신(Relay station Access, 이하 RA라 칭함)부는 릴레이에서 단말(300)로 통신하는데 사용되는 영역이다. 그리고 릴레이-기지국 통신(Relay station Relay, 이하 RR이라 칭함)부는 기지국(100)으로부터 데이터를 수신하는데 사용되는 영역이다. 즉, BR부와 RR부 사이에서 기지국(100)으로부터 릴레이(200)로 전송된 패킷은 RA부를 통해 단말(300)로 전달된다.A Relay Station Access (hereinafter referred to as RA) unit of the relay 200 is an area used for communication from the relay to the terminal 300. A Relay Station Relay (RR) unit is an area used for receiving data from the base station 100. That is, a packet transmitted from the base station 100 to the relay 200 between the BR unit and the RR unit is transmitted to the terminal 300 through the RA unit.

릴레이(200)는 단말(300)로부터 수신된 MCS 레벨에 대한 정보를 기지국(100)으로 전달한다. 그리고 기지국(100)으로부터 수신된 MCS 레벨 제어 신호에 기초하여 MCS 레벨을 상승한다. MCS 레벨을 높이는 과정에서 발생할 수 있는 잠재적인 전송의 실패를 낮추기 위하여 릴레이(200)는 기지국(100)과 동일한 데이터를 전송할 수 있다. 또한 릴레이(200)는 릴레이(200)와 단말(300) 사이의 실질적인 채널 상태를 측정한다. 만약 현재의 채널 상태로 높아진 MCS 레벨을 수용할 수 없는 경우에 즉각적으로 MCS 레벨의 하향 조정을 기지국에 요청한다.The relay 200 transmits information on the MCS level received from the terminal 300 to the base station 100. And increases the MCS level based on the MCS level control signal received from the base station 100. The relay 200 can transmit the same data as the base station 100 in order to lower the potential transmission failures that may occur in the process of increasing the MCS level. The relay 200 also measures the actual channel state between the relay 200 and the terminal 300. If the current MCS level can not be accommodated in the current channel state, the base station immediately requests downlink adjustment of the MCS level.

단말(300)은 기지국(100)과 릴레이(200)에서 동시에 동일한 데이터를 수신할 수 있기 때문에, 기지국(100) 또는 릴레이(200) 중에서 어느 하나에서만 데이터를 수신할 때보다 더 나은 채널 상태를 가질 수 있다. 그러나 기지국으로부터의 협력이 없는 경우에도 릴레이만의 전송으로 높아진 MCS 레벨로 통신이 가능한지 판단해야 한다. 따라서 릴레이(200)는 단말(300)에서 전송하는 채널 정보에서 기지국의 협력 전송의 효과를 제외한 순수한 릴레이(200)와 단말(300) 사이의 채널 상태로 정보를 보상해야 한다. 즉, 릴레이(200)와 단말 사이의 채널 상태에 기초하여 기지국(100)은 MCS 레벨 조절 여부를 판단할 수 있다. 그리고 기지국(100)과 릴레이(200)는 시간이 동기화되어 작동한다.The terminal 300 can receive the same data simultaneously from the base station 100 and the relay 200 so that the terminal 300 has a better channel state than when receiving data only from either the base station 100 or the relay 200 . However, even if there is no cooperation from the base station, it is necessary to judge whether communication can be performed at the increased MCS level by only the relay. Therefore, the relay 200 needs to compensate the channel state between the pure relay 200 and the terminal 300 excluding the effect of the cooperative transmission of the base station in the channel information transmitted from the terminal 300. That is, the base station 100 can determine whether to adjust the MCS level based on the channel state between the relay 200 and the terminal. The base station 100 and the relay 200 operate in synchronization with each other.

OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)와 같은 통신 시스템에서 기지국(300)의 자원 할당은 시간과 주파수 영역을 논리적으로 구분하여 이루어진다. 그러나 실제로 전송이 이루어지는 경우에는 이렇게 논리적으로 결정된 데이터가 순열(Permutation)을 통하여 흩어진다. 그리고 채널 부호화를 거치는 경우에도 데이터의 인터리빙(Interleaving)이 발생하게 된다. 기지국(100)과 릴레이(200) 사이의 협력 통신이 이루어지기 위해서는 이런 순열 및 인터리빙이 기지국(100)과 릴레이(200)에서 동일하게 이루어져야 한다. 이를 위하여 제어부(130)는 협력 전송을 시행하는 프레임에서는 릴레이(200)와 동일하게 순열 및 인터리빙을 수행한다.In a communication system such as Orthogonal Frequency Division Multiple Access (OFDMA), resource allocation of the base station 300 is logically divided into time and frequency domains. However, when the transmission actually takes place, the logically determined data is scattered through the permutation. Also, interleaving of data occurs when channel coding is performed. In order for the cooperative communication between the base station 100 and the relay 200 to be performed, such permutation and interleaving must be performed in the base station 100 and the relay 200 in the same manner. For this, the control unit 130 performs permutation and interleaving in the same frame as that of the relay 200 in the cooperative transmission frame.

무선 브로드밴드 표준인 IEEE 802.16j에서의 프레임 구조에서 회색의 버스트(Burst)로 표시된 영역에서 데이터가 전송되고, 이 버스트들의 위치를 기술하는 것이 맵(Map) 정보로 DL-MAP, UL-MAP 및 R-MAP이 있다. 중앙집중형 스케줄링 모드에서는 이런 모든 맵 정보를 기지국에서 만들게 된다. Data is transmitted in an area indicated by a gray burst in a frame structure in IEEE 802.16j, which is a wireless broadband standard, and DL-MAP, UL-MAP and R -MAP. In the centralized scheduling mode, all such map information is created in the base station.

한편, AMC 기법은 채널 상황에 따라서 MCS 레벨을 변경하여 무선 채널 사용의 효율성을 극대화하는 방법이다. 채널 상황이 좋아지면 MCS 레벨을 높여서 고속 통신이 가능하도록 하고 채널 상황이 나빠지면 MCS 레벨을 낮추어서 전송 실패를 방지한다. 릴레이를 이용하는 이동 통신 시스템에서는 단말을 통하여 최적의 MCS 레벨을 측정하고, 측정된 최적의 MCS 레벨 정보가 릴레이로 전달된다. 그리고 다시 이 정보가 기지국으로 전달되고 기지국의 스케줄러가 측정된 MCS 레벨을 바탕으로 릴레이와 단말 사이의 맵 정보를 결정하게 된다. 그러나 단말로부터 좋은 채널 상태가 측정되어서 MCS 레벨을 높이도록 스케줄러가 동작하였지만 릴레이가 실제로 패킷을 프레임에 실어서 전송하는 시점에는 다시 채널 상태가 나빠져서 패킷 전송이 실패할 수 있다. 이 경우 패킷의 재전송이 이루어져야 하고 이는 통신 용량의 감소를 일으키게 된다.Meanwhile, the AMC scheme is a method of maximizing the efficiency of wireless channel usage by changing the MCS level according to channel conditions. If the channel condition improves, the MCS level is increased to enable high-speed communication, and if the channel condition becomes worse, the MCS level is lowered to prevent transmission failure. In a mobile communication system using a relay, an optimal MCS level is measured through a terminal, and the measured optimal MCS level information is transmitted to a relay. Then, this information is transmitted to the base station, and the scheduler of the base station determines the map information between the relay and the terminal based on the measured MCS level. However, although the scheduler operates to increase the MCS level by measuring a good channel state from the UE, when the relay actually transmits the packet by transmitting the frame, the channel state may deteriorate again and the packet transmission may fail. In this case, retransmission of the packet must be performed, which causes a decrease in the communication capacity.

도 2는 본 발명에 따른 협력통신 기반의 이동통신 시스템의 기지국(100)의 일 실시예를 나타내는 구성도이다.FIG. 2 is a configuration diagram illustrating an embodiment of a base station 100 of a cooperative communication-based mobile communication system according to the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 협력통신 기반의 이동통신 시스템의 기지국(100)은 기지국-단말 통신부(110), 기지국-릴레이 통신부(120), 제어부(130), 출력 제어부(140) 및 MCS부(150)를 포함하고, 타이머부(160)를 더 포함한다. 2, a base station 100 of a mobile communication system based on cooperative communication according to the present invention includes a base station-terminal communication unit 110, a base station-relay communication unit 120, a control unit 130, an output control unit 140, MCS unit 150, and further includes a timer unit 160. [

기지국-단말 통신(Base staion Access, 이하 BA라 칭함)부(110)는 기지국(100)에서 단말(30)로 직접 통신하는데 사용되는 영역이고, 기지국-릴레이 통신(Base station Relay, 이하 BR이라 칭함)부(120)는 기지국(100)에서 릴레이(200)로 데이터 전송에 이용되는 영역이다.A Base Station Access (BA) unit 110 is an area used for direct communication from a base station 100 to a terminal 30 and is a base station relay (hereinafter, referred to as BR) ) Unit 120 is an area used for data transmission from the base station 100 to the relay 200.

제어부(130)는 기지국-단말 통신부(110) 및 기지국-릴레이 통신부(120)의 통신 상태를 확인하고, 통신 연결을 스케줄링한다. 또한, 기지국-단말 통신부(110) 및 기지국-릴레이 통신부(120)의 비어있는 영역을 검색한다. 그리고 제어부(130)는 새로운 통신 요청이 있을 시 기지국-단말 통신부(110) 및 기지국-릴레이 통신부(120)의 비어있는 영역을 통해 새로운 통신을 연결하고, 비어있는 영역이 없을 시, 통신을 유보시킬 수 있다.The controller 130 checks the communication status of the base station-terminal communication unit 110 and the base station-relay communication unit 120, and schedules the communication connection. Also, the mobile communication terminal searches for a vacant area of the base station-terminal communication unit 110 and the base station-relay communication unit 120. When there is a new communication request, the control unit 130 connects the new communication through the empty areas of the base station-terminal communication unit 110 and the base station-relay communication unit 120, and reserves the communication when there is no empty area .

그리고 제어부(130)는 릴레이(200)와 단말(300) 사이의 MCS 레벨을 조절한다. MCS 레벨의 상승이 필요한 경우에 상승된 MCS 레벨에 대한 정보를 기지국에서 릴레이로 전달한다. 상승된 MCS 레벨 값이 적용되는 처음 몇 프레임 구간에 해당하는 시간 동안에 기지국과 릴레이가 같은 데이터를 단말로 전송하여 전송 실패의 가능성을 낮춘다.The controller 130 controls the MCS level between the relay 200 and the terminal 300. And transmits information on the increased MCS level from the base station to the relay when an increase in the MCS level is required. The base station and the relay transmit the same data to the mobile station during a time corresponding to the first few frame periods in which the increased MCS level value is applied, thereby lowering the possibility of transmission failure.

OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)와 같은 통신 시스템에서 기지국(300)의 자원 할당은 시간과 주파수 영역을 논리적으로 구분하여 이루어진다. 그러나 실제로 전송이 이루어지는 경우에는 이렇게 논리적으로 결정된 데이터가 순열(Permutation)을 통하여 흩어진다. 그리고 채널 부호화를 거치는 경우에도 데이터의 인터리빙(Interleaving)이 발생하게 된다. 기지국(100)과 릴레이(200) 사이의 협력 통신이 이루어지기 위해서는 이런 순열 및 인터리빙이 기지국(100)과 릴레이(200)에서 동일하게 이루어져야 한다. 이를 위하여 제어부(130)는 협력 전송을 시행하는 프레임에서는 릴레이(200)와 동일하게 순열 및 인터리빙을 수행한다.In a communication system such as Orthogonal Frequency Division Multiple Access (OFDMA), resource allocation of the base station 300 is logically divided into time and frequency domains. However, when the transmission actually takes place, the logically determined data is scattered through the permutation. Also, interleaving of data occurs when channel coding is performed. In order for the cooperative communication between the base station 100 and the relay 200 to be performed, such permutation and interleaving must be performed in the base station 100 and the relay 200 in the same manner. For this, the control unit 130 performs permutation and interleaving in the same frame as that of the relay 200 in the cooperative transmission frame.

출력 제어부(140)는 기지국-단말 통신부(110) 및 기지국-릴레이 통신부(120)의 통신 출력을 감시하고, 통신 출력의 전력을 조절한다. 기지국(100)과 릴레이(200) 또는 단말(300) 사이의 거리가 먼 경우 기지국에서 협력하여 전송하는 전파의 감쇄가 발생한다. 전파의 감쇄에 의해 실질적으로 협력 통신의 효과가 미미하거나 아예 없을 수 있다. 따라서 이러한 경우 출력 제어부(140)는 전송 심볼(symbol) 단위로 전송 신호의 출력을 높일 수 있다.The output control unit 140 monitors the communication output of the base station-terminal communication unit 110 and the base station-relay communication unit 120 and adjusts the power of the communication output. If the distance between the base station 100 and the relay 200 or the terminal 300 is long, a radio wave cooperatively transmitted by the base station is attenuated. The attenuation of the radio wave may substantially or ineffectively effect the cooperative communication. Therefore, in this case, the output controller 140 can increase the output of the transmission signal in units of a symbol.

MCS부(150)는 통신 패킷 또는 데이터를 기지국(100) 및 릴레이(200)의 무선 링크에 맞는 MCS 레벨로 변조한다. 즉, 릴레이(200)로 데이터를 전송하는 동시에 릴레이(200)와 단말(300) 사이의 MCS 레벨과 동일하게 채널 부호화(Channel Coding) 및 변조화(Modulation)를 수행하고 그 결과 데이터를 저장한다.The MCS unit 150 modulates a communication packet or data to an MCS level suitable for the radio link of the base station 100 and the relay 200. [ That is, while data is transmitted to the relay 200, channel coding and modulation are performed in the same manner as the MCS level between the relay 200 and the terminal 300, and the resultant data is stored.

타이머부(160)는 기지국(100), 릴레이(200) 및 단말(300) 사이의 시간을 동기화한다. 또한 기지국(100)에서 단말로 계속 해서 협력 전송을 하는 경우에 기지국-단말 통신(110) 영역을 통하여 단말(300)로 직접 전송에 사용되는 무선 자원을 지속적으로 점유하므로 타이머부(160)를 통해 일치 시간 후에는 협력 전송을 중지한다.The timer unit 160 synchronizes the time between the base station 100, the relay 200 and the terminal 300. Also, when the base station 100 continues to cooperatively transmit to the mobile station, the base station 100 continuously occupies the radio resources used for the direct transmission to the mobile station 300 through the base station-terminal communication 110, After coincidence time, cooperative transmission is stopped.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 협력통신 기반의 이동통신 시스템의 기지국(100) 및 릴레이(200)가 동일 데이터를 전송하는 프레임을 나타내는 도면이다.3 is a diagram illustrating a frame in which a base station 100 and a relay 200 of a mobile communication system based on a cooperative communication according to an embodiment of the present invention transmit the same data.

도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 협력통신 기반의 이동통신 시스템은 MCS 레벨을 높이는 경우, 발생할 수 있는 데이터 손실 및 전송의 실패를 막기 위해 기지국(100) 및 릴레이(200)가 동일 데이터를 전송한다. 다시 말하면, MCS 레벨의 상승이 필요한 경우에 상승된 MCS 레벨에 대한 정보를 기지국에서 릴레이로 전달하고, 상승된 MCS 레벨 값이 적용되는 처음 몇 프레임 구간에 해당하는 시간 동안에 기지국과 릴레이가 같은 데이터를 단말로 전송하여 전송 실패의 가능성을 낮춘다. Referring to FIG. 3, in the mobile communication system based on the cooperative communication according to the present invention, when the MCS level is increased, the base station 100 and the relay 200 transmit the same data to prevent possible data loss and transmission failure. do. In other words, when an increase in the MCS level is required, information on the increased MCS level is transmitted from the base station to the relay, and the base station and the relay transmit the same data during the first several frame periods in which the increased MCS level value is applied To the terminal, thereby reducing the possibility of transmission failure.

단말에서 측정된 채널 상태 정보를 바탕으로 기지국(100)의 제어부는 릴레이(200)와 단말(300) 사이의 MCS 레벨을 조정한다. MCS 레벨이 상승하는 경우 프레임 1에서와 같이 기지국(100)은 상승된 MCS 레벨을 할당하고 BR부(120)를 통해 릴레이(200)에 제1 패킷(410)을 전달한다.The controller of the base station 100 adjusts the MCS level between the relay 200 and the terminal 300 based on the channel state information measured at the terminal. When the MCS level rises, the base station 100 allocates the increased MCS level and transmits the first packet 410 to the relay 200 through the BR unit 120, as in the frame 1.

프레임 2에서 릴레이(200)는 프레임 1의 BR부(120)로부터 수신한 제1 패킷(410)을 RA부(210)를 통해 단말로 전송한다. 동시에 기지국(100)은 BA부(110)를 통해 단말(300)로 릴레이(200)와 동일한 제1 패킷(410)을 전달한다. 이 때, 기지국(100)은 릴레이(200)가 어느 시점에서 그리고 어느 주파수 대역에서 단말로 전송을 시도하는지 알고 있다. 그러므로 기지국(100)은 릴레이(200)와 동일한 시점과 동일한 주파수 대역에서 같은 데이터를 송신한다. 그리고 기지국(100)은 BR부(120)를 통해 릴레이(200)에 다음 패킷인 제2 패킷(420)을 전달한다.In the frame 2, the relay 200 transmits the first packet 410 received from the BR unit 120 of the frame 1 to the terminal through the RA unit 210. At the same time, the base station 100 transmits the same first packet 410 as the relay 200 to the terminal 300 through the BA unit 110. At this time, the base station 100 knows at what time and in which frequency band the relay 200 attempts to transmit to the terminal. Therefore, the base station 100 transmits the same data at the same time and the same frequency band as that of the relay 200. The base station 100 transmits the second packet 420, which is the next packet, to the relay 200 through the BR unit 120.

프레임 3에서 릴레이(200)는 프레임 2의 BR부(120)로부터 수신한 제2 패킷(420)을 RA부(210)를 통해 단말로 전송한다. 동시에 기지국(100)은 BA부(110)를 통해 단말(300)로 릴레이(200)와 동일한 제2 패킷(420)을 전달한다. 그리고 기지국(100)은 BR부(120)를 통해 릴레이(200)에 다음 패킷인 제3 패킷(430)을 전달한다. 미리 설정된 프레임에 따라 기지국(100)과 릴레이(200)가 동시에 동일한 데이터를 전송하는 협력 통신을 수행한다.In the frame 3, the relay 200 transmits the second packet 420 received from the BR unit 120 of the frame 2 to the terminal through the RA unit 210. At the same time, the base station 100 transmits the same second packet 420 as the relay 200 to the terminal 300 through the BA unit 110. The base station 100 transmits the third packet 430, which is the next packet, to the relay 200 through the BR unit 120. And performs cooperative communication in which the base station 100 and the relay 200 simultaneously transmit the same data according to a preset frame.

BA부(110)와 RA부(210)를 통하여 동시에 같은 데이터가 단말(300)에 전송되므로 단말(300) 입장에서는 더 강한 신호로 데이터를 수신하는 매크로다이버시티 효과를 얻을 수 있다. 그러므로 MCS 레벨에 비하여 채널 상태가 나빠져도 전송 실패의 확률이 감소할 수 있다.Since the same data is simultaneously transmitted to the terminal 300 through the BA unit 110 and the RA unit 210, a macro diversity effect for receiving data with a stronger signal can be obtained from the terminal 300. Therefore, the probability of transmission failure can be reduced even if the channel state is worse than the MCS level.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 협력통신 기반의 이동통신 시스템의 기지국의 협력통신 방법을 나타내는 흐름도이다.4 is a flowchart illustrating a cooperative communication method of a base station of a cooperative communication-based mobile communication system according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 협력통신 기반의 이동통신 시스템의 기지국의 협력통신 방법은 먼저 단말에서 측정된 채널 정보를 수신한다(401). 수신된 채널 정보는 MCS 레벨에 대한 정보를 포함한다. 그리고 수신된 채널 정보에 기초하여 MCS 레벨 상승 여부를 판단한다(402).Referring to FIG. 4, a cooperative communication method of a base station of a cooperative communication-based mobile communication system according to an embodiment of the present invention receives channel information measured in a terminal (401). The received channel information includes information on the MCS level. Then, it is determined whether the MCS level is increased based on the received channel information (402).

MCS 레벨 상승이 필요한 경우, 상승된 MCS 레벨에 기초하여 릴레이와 단말 사이의 무선 링크에 대하여 새롭게 스케줄링을 한다(403). 그리고 새로운 스케줄링에 대한 스케줄링 정보를 릴레이로 전달한다(404). 기지국은 MCS 레벨의 상승이 필요한 경우에 상승된 MCS 레벨에 대한 정보를 릴레이로 전달한다. If an increase in the MCS level is required, a new scheduling is performed for the radio link between the relay and the terminal based on the increased MCS level (403). The scheduling information for the new scheduling is transmitted to the relay (404). The base station transmits information on the increased MCS level to the relay when an increase in the MCS level is required.

다음으로 협력 통신이 가능한지 여부를 판단한다(405). 협력 통신은 기지국과 릴레이가 동시에 동일한 데이터를 전송해야 하기 때문에, 물리적으로 동일한 시간 및 주파수를 가지고 같은 전파를 전송해야 한다. 하지만 기지국과 릴레이에 구비된 BA부나 RA부의 통신 자원은 한정되어 있다. 만약 이미 통신 자원이 많이 할당된 경우에는 BA부와 RA부가 정확히 같은 위치에 자원을 할당하지 못할 수 있다. 따라서 BA부와 RA부가 동일한 시간 및 주파수를 가지는 통신 자원을 할당 가능한지 여부를 통해 협력 통신이 가능한지 여부를 판단할 수 있다. 협력 통신이 불가능한 경우, 501 단계로 되돌아가 채널 정보를 다시 수신한다.Next, it is determined whether cooperation communication is possible (405). Cooperative communication must transmit the same radio wave with the same time and frequency physically because the base station and the relay must transmit the same data at the same time. However, the communication resources of the BA section and the RA section provided in the base station and the relay are limited. If a lot of communication resources are already allocated, BA and RA may not allocate resources at exactly the same location. Therefore, it is possible to determine whether cooperative communication is possible through whether the BA and the RA can allocate communication resources having the same time and frequency. If cooperative communication is not possible, the flow returns to step 501 to receive the channel information again.

협력 통신이 가능한 경우, 기지국은 협력 전송할 데이터를 준비한다(406). 협력 통신이 가능하다고 판단되면, 기지국은 릴레이와 동일한 데이터를 전송할 준비를 한다. 실제로 전송이 이루어지는 경우에는 이렇게 논리적으로 결정된 데이터가 순열(Permutation)을 통하여 흩어진다. 그리고 채널 부호화를 거치는 경우에도 데이터의 인터리빙(Interleaving)이 발생하게 된다. 기지국과 릴레이 사이의 협력 통신이 이루어지기 위해서는 이런 순열 및 인터리빙이 기지국과 릴레이에서 동일하게 이루어져야 한다. 따라서 제어부는 협력 전송을 시행하는 프레임에서는 릴레이와 동일하게 순열 및 인터리빙을 준비한다.If cooperative communication is possible, the base station prepares 406 for cooperative transmission data. If it is determined that cooperative communication is possible, the base station is ready to transmit the same data as the relay. In the case of actual transmission, this logically determined data is scattered through permutations. Also, interleaving of data occurs when channel coding is performed. In order for the cooperative communication between the base station and the relay to be performed, such permutation and interleaving must be performed in the base station and the relay in the same manner. Therefore, the control unit prepares the permutation and the interleaving in the same frame as the relay in the cooperative transmission frame.

다음으로 채널 부호화 및 변조를 수행한다(407). 협력 통신을 수행하기 위해 기지국은 전송할 통신 패킷 또는 데이터를 릴레이 및 단말의 무선 링크에 맞는 MCS 레벨로 채널 부호화 및 변조를 수행하고 그 결과 데이터를 저장한다.Next, channel coding and modulation are performed (407). In order to perform cooperative communication, the base station performs channel encoding and modulation of a communication packet or data to be transmitted to an MCS level suitable for a relay and a wireless link of the terminal, and stores the resultant data.

그리고 통신 출력을 조절한다(408). 기지국은 통신 출력을 감시하고, 필요에 따라 통신 출력의 전력을 조절한다. 기지국이 릴레이 또는 단말과 거리가 먼 경우 기지국에서 협력하여 전송하는 전파의 감쇄가 발생한다. 전파의 감쇄에 의해 실질적으로 협력 통신의 효과가 미미하거나 아예 없을 수 있다. 따라서 이러한 경우 전송 심볼 단위로 전송 신호의 출력을 높일 수 있다.And adjusts the communication output (408). The base station monitors the communication output and adjusts the power of the communication output as needed. If the base station is far from the relay or the terminal, attenuation of radio waves transmitted cooperatively by the base station occurs. The attenuation of the radio wave may substantially or ineffectively effect the cooperative communication. In this case, the output of the transmission signal can be increased in units of transmission symbols.

다음으로 협력 전송을 실행한다(409). 기지국과 릴레이가 동일한 시점에서 동일한 데이터를 단말에 전송한다. 상승된 MCS 레벨 값이 적용되는 처음 몇 프레임 구간에 해당하는 시간 동안에 기지국과 릴레이가 같은 데이터를 단말로 방사하여 전송 실패의 가능성을 낮춘다. 다시 말해 기지국은 MCS 레벨을 상승 시킬 경우 발생할 수 있는 데이터 손실을 막기 위해, MCS 레벨이 변경되는 시간 동안 릴레이(200)와 동일한 데이터를 단말로 전송함으로써 매크로다이버시티(Macrodiversity) 이득을 얻을 수 있다. Next, cooperative transmission is executed (409). The base station and the relay transmit the same data to the terminal at the same time. The base station and the relay emit the same data to the mobile station during a time corresponding to the first few frame periods in which the increased MCS level value is applied, thereby lowering the possibility of transmission failure. In other words, the base station can obtain a macrodiversity gain by transmitting the same data as the relay 200 to the mobile station during the time when the MCS level is changed, in order to prevent data loss that may occur when the MCS level is raised.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 협력통신 기반의 이동통신 시스템의 릴레이의 협력통신 방법을 나타내는 흐름도이다.5 is a flowchart illustrating a cooperative communication method of a relay of a cooperative communication-based mobile communication system according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 먼저 동일 데이터에 대한 협력 전송을 실행한다(501). MCS 레벨을 상승 시킬 경우, 발생할 수 있는 전송 실패를 방지하기 위해 릴레이는 기지국과 동일한 데이터를 동일한 타이밍에 단말로 전송하는 협력 전송을 실행한다. 그리고 다음 프레임 전송 여부를 확인한다(502). 전송 실패를 방지하기 위한 협력 전송은 통신 상황이나 시스템에 따라 미리 설정된 최초 몇 프레임동안 수행될 수 있다. 따라서 다음 프레임을 전송할지 여부를 통해 설정된 프레임을 전부 전송했는지를 파악할 수 있다. 미리 설정된 프레임이 남아 있는 경우 해당 프레임의 전송을 계속 수행한다.Referring to FIG. 5, first, cooperative transmission of the same data is performed (501). When the MCS level is raised, the relay performs cooperative transmission in which the same data as the base station is transmitted to the mobile station at the same timing, in order to prevent a possible transmission failure. Then, it is checked whether the next frame is transmitted (502). The cooperative transmission for preventing transmission failure may be performed for the first few frames that are preset according to the communication situation or the system. Accordingly, it can be determined whether or not the frame set through the transmission of the next frame has been completely transmitted. If a preset frame remains, transmission of the frame continues.

만약 미리 설정된 프레임을 전부 전송한 경우, 실질 MCS 레벨을 측정한다(503). 단말은 기지국과 릴레이에서 동시에 동일한 데이터를 전송받으므로 더 좋은 채널 상태를 갖게 된다. 그러나 기지국으로부터의 협력이 없는 경우에도 릴레이만의 전송으로 높아진 MCS 레벨로 통신이 가능한지 여부를 판단해야 한다. 따라서 릴레이는 단말에서 전송하는 채널 정보에서 기지국의 협력 전송의 효과를 제외한 순수한 릴레이와 단말 사이의 채널 상태로 정보를 보상해야 한다. 이를 통해 MCS 유지 여부를 판단한다(504). 만약 현재의 채널 상태로 높아진 MCS 레벨을 수용할 수 있는 경우, 협력 통신을 그대로 종료한다. 만약 현재 채널 상태로 높아진 MCS 레벨을 수용할 수 없는 경우, MCS 레벨의 하향 조정을 기지국에 요청한다(505).
If all the preset frames are transmitted, the real MCS level is measured (503). The UE receives the same data at the BS and the relay at the same time, and thus has a better channel state. However, even when there is no cooperation from the base station, it is necessary to judge whether or not communication can be performed at the increased MCS level by the transmission of only the relay. Therefore, the relay must compensate the channel state between the pure relay and the mobile station excluding the effect of the cooperative transmission of the base station in the channel information transmitted from the mobile station. It is determined whether the MCS is maintained (504). If the MCS level is increased to the current channel state, the cooperative communication is terminated as it is. If the MCS level increased to the current channel state can not be accommodated, the downlink adjustment of the MCS level is requested to the base station (505).

이상 바람직한 실시 예를 들어 본 발명을 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 전술한 실시 예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, It is possible.

100: 기지국
110: 기지국-단말 통신부
120: 기지국-릴레이 통신부
130: 제어부
140: 출력 제어부
150: MCS부
160: 타이머부
200: 릴레이
300: 단말100: base station
110: base station-terminal communication section
120: base station-relay communication section
130:
140:
150: MCS section
160:
200: Relay
300: terminal

Claims (9)

기지국과 단말 사이에 릴레이를 구비한 이동통신 시스템에 있어서,
수신된 채널 정보에 기초하여 MCS 레벨 제어 신호를 생성하여 상기 릴레이로 전달하고, 상기 릴레이의 MCS 레벨이 변경되는 시간 동안 상기 릴레이와 동일한 데이터를 협력 통신을 통해 동일한 시간에 상기 단말로 전달하는 기지국; 및
상기 단말로부터 수신된 채널 정보를 상기 기지국에 전달하고, 수신된 상기 MCS 레벨 제어 신호에 기초하여 MCS 레벨을 변경하여 데이터를 상기 단말에 전달하는 릴레이;
를 포함하며,
상기 릴레이는 MCS 레벨이 상승하여 기 설정된 소정의 프레임을 전부 전송한 경우, 실질 MCS 레벨을 측정하고, 상기 기지국의 협력 전송의 효과를 제외한 상기 릴레이와 단말 사이의 채널 상태로 채널 정보를 보상하여 MCS 레벨 유지 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 협력통신 기반의 이동통신 시스템.A mobile communication system having a relay between a base station and a terminal,
A base station for generating an MCS level control signal based on the received channel information and transmitting the generated MCS level control signal to the relay and delivering the same data as the relay for the time when the MCS level of the relay is changed through cooperative communication to the terminal at the same time; And
A relay for delivering the channel information received from the terminal to the base station, for changing the MCS level based on the received MCS level control signal and for transmitting the data to the terminal;
/ RTI >
The relay measures a real MCS level when the MCS level is elevated and all predetermined frames are transmitted, compensates the channel information with the channel state between the relay and the terminal except for the effect of the cooperative transmission of the base station, Level of the mobile communication system. 제1항에 있어서,
상기 릴레이는 상기 단말과의 채널 상태를 측정하고, 측정된 채널 상태에 기초하여 상기 기지국에 MCS 레벨의 변경을 요청하는 것을 특징으로 하는 협력통신 기반의 이동통신 시스템.The method according to claim 1,
Wherein the relay measures a channel state with the terminal and requests the base station to change the MCS level based on the measured channel state. 제1항에 있어서,
상기 기지국은 수신된 채널 정보에 기초하여 MCS 레벨 상승 여부를 결정하고, 상승된 MCS 레벨에 기초하여 상기 릴레이 및 상기 단말 사이의 무선 링크를 스케줄링하며, 상기 릴레이와 동일한 시간 및 주파수를 가지는 기지국-단말 통신부 및 릴레이-단말 통신부의 가용 통신 자원을 확인하여 협력 통신 가능 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 협력통신 기반의 이동통신 시스템.The method according to claim 1,
The base station determines whether the MCS level is raised based on the received channel information, and schedules the radio link between the relay and the terminal based on the increased MCS level. The base station-terminal having the same time and frequency as the relay Wherein the mobile communication system determines whether cooperative communication is possible by checking available communication resources of the communication unit and the relay-terminal communication unit. 제3항에 있어서,
상기 기지국은 협력 전송을 시행하는 프레임에서는 상기 릴레이와 동일하게 순열(Permutation) 및 인터리빙(Interleaving)을 준비하고, 협력 통신을 수행할 데이터를 상기 릴레이 및 상기 단말의 무선 링크에 맞는 MCS 레벨로 채널 부호화 및 변조를 수행하고 통신 출력을 조절하여 상기 단말로 협력 전송하는 것을 특징으로 하는 협력통신 기반의 이동통신 시스템.The method of claim 3,
In the frame for performing cooperative transmission, the BS prepares for permutation and interleaving in the same manner as the relay, and performs channel coding on the data to be used for cooperative communication at the MCS level suitable for the relay and the wireless link of the MS And performs modulation and modulation of communication output, and cooperatively transmits the coordinated communication to the terminal. 제1항에 있어서,
상기 기지국 및 상기 릴레이는 상승된 MCS 레벨 값이 적용되는 처음부분의 기 설정된 소정의 프레임 구간 동안에 동일한 데이터를 상기 단말로 전송하는 것을 특징으로 하는 협력통신 기반의 이동통신 시스템.The method according to claim 1,
Wherein the base station and the relay transmit the same data to the mobile station during a predefined predetermined frame period of a first portion to which an elevated MCS level value is applied. 삭제delete 기지국과 단말 사이에 릴레이를 구비한 이동통신 시스템에 있어서,
상기 기지국에서 상기 단말로부터 상기 릴레이를 거쳐 채널 정보를 수신하는 단계;
상기 기지국에서 상기 수신된 채널 정보에 MCS 레벨 상승 여부를 판단하여 상기 릴레이로 전달하는 단계;
상기 기지국에서 상기 릴레이의 MCS 레벨이 변경되는 시간 동안 상기 릴레이와 동일한 데이터를 협력 통신을 통해 동일한 시간에 상기 단말로 전달하는 단계;
를 포함하며,
상기 릴레이는 MCS 레벨이 상승하여 기 설정된 소정의 프레임을 전부 전송한 경우, 실질 MCS 레벨을 측정하고, 상기 기지국의 협력 전송의 효과를 제외한 상기 릴레이와 단말 사이의 채널 상태로 채널 정보를 보상하여 MCS 레벨 유지 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 협력통신 기반의 이동통신 방법.A mobile communication system having a relay between a base station and a terminal,
Receiving channel information from the terminal through the relay in the base station;
Determining whether the MCS level is increased in the received channel information at the base station and delivering the determined MCS level to the relay;
Transmitting the same data as the relay to the mobile station at the same time through collaborative communication during a time when the MCS level of the relay is changed in the base station;
/ RTI >
The relay measures a real MCS level when the MCS level is elevated and all predetermined frames are transmitted, compensates the channel information with the channel state between the relay and the terminal except for the effect of the cooperative transmission of the base station, Level of the mobile communication terminal. 제7항에 있어서,
상기 기지국에서 상승된 MCS 레벨에 기초하여 상기 릴레이 및 상기 단말 사이의 무선 링크를 스케줄링하며, 상기 릴레이와 동일한 시간 및 주파수를 가지는 기지국-단말 통신부 및 릴레이-단말 통신부의 가용 통신 자원을 확인하여 협력 통신 가능 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 협력통신 기반의 이동통신 방법.8. The method of claim 7,
Scheduling a radio link between the relay and the terminal based on the MCS level raised in the base station, checking the available communication resources of the base station-terminal communication unit and the relay-terminal communication unit having the same time and frequency as the relay, And determining whether the mobile communication terminal is able to communicate with the mobile communication terminal. 제8항에 있어서,
상기 기지국은 협력 전송을 시행하는 프레임에서는 상기 릴레이와 동일하게 순열(Permutation) 및 인터리빙(Interleaving)을 준비하고, 협력 통신을 수행할 데이터를 상기 릴레이 및 상기 단말의 무선 링크에 맞는 MCS 레벨로 채널 부호화 및 변조를 수행하고 통신 출력을 조절하여 상기 단말로 협력 전송하는 것을 특징으로 하는 협력통신 기반의 이동통신 방법.9. The method of claim 8,
In the frame for performing cooperative transmission, the BS prepares for permutation and interleaving in the same manner as the relay, and performs channel coding on the data to be used for cooperative communication at the MCS level suitable for the relay and the wireless link of the MS And performing modulation and modulation of a communication output to cooperatively transmit to the terminal.
KR1020120111941A 2012-10-09 2012-10-09 System and method for mobile communication based on cooperative communication KR101693394B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120111941A KR101693394B1 (en) 2012-10-09 2012-10-09 System and method for mobile communication based on cooperative communication

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120111941A KR101693394B1 (en) 2012-10-09 2012-10-09 System and method for mobile communication based on cooperative communication

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20140045770A KR20140045770A (en) 2014-04-17
KR101693394B1 true KR101693394B1 (en) 2017-01-17

Family

ID=50653065

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120111941A KR101693394B1 (en) 2012-10-09 2012-10-09 System and method for mobile communication based on cooperative communication

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101693394B1 (en)

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100819405B1 (en) * 2006-01-03 2008-04-03 삼성전자주식회사 Apparatus and method for relay station with adaptive modulation and coding in mobile communication system
KR101285397B1 (en) * 2009-01-22 2013-07-10 엘지전자 주식회사 Method for cooperation between base station and relay station in downlink transmission and apparatus thereof

Also Published As

Publication number Publication date
KR20140045770A (en) 2014-04-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102225374B1 (en) Apparatus and method for controlling uplink power in wireless cimmunication system
EP2082598B1 (en) Wireless telecommunications systems
US10349334B2 (en) Terminal device, method and system for coordinating relay node access in a wireless telecommunications system
CN107404755B (en) Apparatus and method for cooperating with a plurality of base stations in wireless communication system
US8977311B2 (en) Method and arrangement for reducing interference in a wireless communication network
EP2115957B1 (en) Method for changing route in wireless communication
CN102007790B (en) Wireless communication device and method
US20080144522A1 (en) Apparatus and method for communicating channel information in relay wireless communication system
KR101339696B1 (en) Base station, relay station, mobile terminal for implementing relay and the corresponding method
EP2556709B1 (en) Relay node and a controlling node of a lte network
US8738016B2 (en) Scheduling method, wireless base station, and wireless terminal
US20120099512A1 (en) Radio communication system, radio base station, and radio communication method
US20100215009A1 (en) Method and apparatus for resource allocation in a multi hop relay network
KR20100026783A (en) A method for dynamically modulating and coding the broadcasting data which is transmitted over mbs relay system using mcs
KR20090034630A (en) Relay system and data frame structure for the relay system
EP3419358B1 (en) Method and device for allocating continuous scheduling resource and transmitting data using the continuous scheduling resource
CN110012541B (en) Terminal capability level adjustment method, network side equipment and terminal
JP2013030908A (en) Radio relay device and radio communication method
RU2369012C2 (en) Device and method for sygnals transmission and reception by means of information of downlink line in standby mode in bwa-communication system
KR101517617B1 (en) Method for operating frame in mobile communication system and system thereof
CN101473688A (en) Efficient radio resource management in a mobile radio communication system
KR101693394B1 (en) System and method for mobile communication based on cooperative communication
US9525536B1 (en) Resource management based on coverage comparison
US20120076026A1 (en) Asymmetrical link configuration for increased total network capacity
US11700554B1 (en) Dynamic air-interface reconfiguration based on predicted movement toward location where dual-connectivity tends to be lost

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