KR20080012439A - 다중 홉 중계 방식의 무선 통신시스템에서 재전송 장치 및방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다중 홉 중계방식의 무선통신시스템에서 중계국을 이용하여 신호를 재전송하기 위한 장치 및 방법에 관한 것으로서, 기지국으로부터 신호를 수신받는 과정과, 단말로부터 재전송 요청신호가 수신되는 경우, 상기 재전송 요청신호를 통해 상기 단말로 재전송할 신호를 확인하는 과정과, 상기 재전송할 신호를 상기 단말로 전송하는 과정을 포함하여, 상기 중계국은 상기 송신국으로부터 수신된 모든 PDU들을 상기 수신국으로 전송하지 않고 상기 수신국이 상기 송신국으로부터 수신하지 못한 PDU들만을 전송하므로 채널 수율이 증가하는 이점이 있다.

다중 홉 중계, 중계국, 계층적 성상도, 재전송

Description

다중 홉 중계 방식의 무선 통신시스템에서 재전송 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR RETRNASMISSION IN MULTI-HOP RELAY WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}

도 1은 통상적인 무선통신시스템에서 다중 홉 중계방식을 사용하여 서비스를 제공하는 신호 흐름을 도시하는 도면,

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 변조 방식에 따른 계층적인 성상도를 도시하는 도면,

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 송신 데이터를 심볼에 매핑하는 절차를 도시하는 도면,

도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 송신 데이터를 심볼에 매핑하는 절차를 도시하는 도면,

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 다중 홉 중계방식을 사용하는 무선통신시스템에서 신호를 전송하는 개략도를 도시하는 도면,

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 데이터를 재전송하기 위한 중계국의 동작 절차를 도시하는 도면,

도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 데이터를 재전송하기 위한 절차를 도시하 는 도면,

도 8은 본 발명에 따른 데이터를 전송하기 위한 기지국의 블록구성을 도시하는 도면,

도 9는 본 발명에 따른 데이터를 수신하기 위한 중계국의 블록구성을 도시하는 도면, 및

도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 다중 홉 중계방식을 사용하는 무선 통신시스템에서 데이터를 재전송하는 절차를 도시하는 도면.

본 발명은 무선통신시스템에서 데이터를 재전송하기 위한 장치 및 방법에 관한 것으로서, 특히 다중 홉 중계(Multi-hop Relay)방식의 무선통신시스템에서 중계국을 이용하여 데이터를 재전송하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.

차세대 통신시스템인 4세대 통신시스템에서는 약 100Mbps 이상의 전송 속도를 가지는 다양한 서비스 품질(Qos)을 가지는 서비스들을 개별 가입자들에게 제공하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다.

상기 4세대 통신 시스템에서는 고속 통신을 가능하게 하고 더 많은 통화량을 수용하기 위하여 반경이 매우 작은 셀들이 설치된다. 이 경우, 현재의 무선망 설계 방식을 그대로 사용하는 중앙 집중적인 설계는 불가능할 것으로 예상된다. 따라서, 상기 4세대 통신 시스템은 분산적으로 제어되고 구축되면서도, 새로운 기지국의 추가와 같은 환경 변화에 능동적으로 대처할 수 있어야 한다. 즉, 트래픽 분포나 통화 요구량의 변화가 심한 무선환경에서 효율적인 서비스를 제공하기 위해 주변의 단말 또는 중계국들을 이용하여 다중-홉 형태로서 데이터를 전달하는 중계 서비스를 이용할 수 있다.

상기 다중 홉 중계방식의 무선통신시스템은 통신 환경변화에 대해 빠르게 네트워크를 재구성할 수 있으며, 전체 무선망을 보다 효율적으로 운용할 수 있게 된다. 또한 기지국과 단말 사이에 중계국을 설치하여 상기 중계국을 통한 다중 홉 중계 경로를 구성함으로써, 채널 상태가 보다 우수한 무선 채널을 상기 단말에 제공할 수 있다. 더욱이 상기 다중 홉 중계 경로를 이용하여 음영 지역과 같이 상기 기지국과 통신을 수행할 수 없는 지역의 단말들에 고속의 데이터 채널을 제공할 수 있어, 셀 영역을 확장시킬 수 있다.

도 1은 통상적인 무선통신시스템에서 다중 홉 중계방식을 사용하여 서비스를 제공하는 신호 흐름을 도시하고 있다.

상기 도 1에 도시된 바와 같이 다중 홉 중계방식의 무선통신시스템에 포함되는 단말들(140, 150, 160, 170)은 기지국(100)과 중계국들(110, 120, 130)을 통해 광대역 무선 접속 서비스를 제공받는다.

즉, 상기 기지국(100)의 셀 영역(110)에 포함되는 단말들(140, 150)은 상기 기지국(100)과 직접 단말 링크(L1)를 이용하여 통신을 수행한다. 이때, 상기 기지국(100)의 셀 경계지역에 위치하여 채널 상태가 열악한 단말 2(150)는 상기 중계국 2(130)의 중계 단말 링크(L2)를 이용하여 고속의 데이터 채널을 제공받는다.

또한, 상기 기지국(100)의 셀 영역(101) 밖에 위치하는 단말들(160, 170)은 상기 중계국 1(110)의 중계 단말 링크(L3)를 통해 상기 기지국(100)의 서비스를 제공받는다. 다시 말해, 상기 기지국(100)은 상기 중계국 1(110)을 이용하여 셀 영역 밖에 위치한 단말들(160, 170)에게 서비스 제공하여 셀 영역을 확대한다. 또한, 상기 중계국 1(110)의 서비스 영역 내에서 셀 경계지역에 위치하여 채널 상태가 열악한 단말 4(170)는 상기 중계국 2(120)의 단말 링크(L4)를 이용하여 전송 용량을 증대시킬 수 있다.

상술한 바와 같이 상기 무선통신시스템은 중계국을 통한 다중 홉 중계기법을 이용하여 채널 상태가 열악한 셀 경계지역 및 음영지역에 위치한 단말에 제어 채널 및 고속의 데이터 채널을 제공한다. 하지만, 상술한 바와 같이 송신국(기지국)은 중계국으로 신호를 전송하고, 수신국(단말)은 상기 중계국으로부터 상기 신호를 수신받는 고정적인 방식을 사용할 경우 전송 효율이 떨어질 수 있다. 예를 들어, 상기 송신국이 상기 중계국으로 신호를 전송할 때, 상기 수신국은 상기 신호를 수신 받을 경우, 상기 중계국에서 상기 수신국으로 상기 신호를 중계하는 절차를 불필요한 절차가 된다. 또한, 상기 송신국이 상기 중계국으로 전송하는 신호에 오류가 발생하는 경우, 상기 오류가 발생한 정보가 상기 수신국으로 전송되어 자원 낭비가 발생하는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 다중 홉 중계방식의 무선통신시스템의 수신국에서 송신국으로부터 수신된 신호의 상태 정보를 중계국으로 피드백하여 신호의 재전송을 수행하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 다중 홉 중계방식의 무선통신시스템에서 송신신호를 계층적인 성상도를 이용한 다중 변조를 수행하여 채널 상태에 따라 신호를 수신하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 다중 홉 중계방식의 무선통신시스템에서 수신신호의 복조 레벨을 피드백하여 신호의 재전송을 수행하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.

상기 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 견지에 따르면, 다중 홉 중계방식의 무선통신시스템에서 중계 서비스를 제공하기 위한 중계국의 동작 방법은, 기지국으로부터 신호를 수신받는 과정과, 단말로부터 재전송 요청신호가 수신되는 경우, 상기 재전송 요청신호를 통해 상기 단말로 재전송할 신호를 확인하는 과정과, 상기 재전송할 신호를 상기 단말로 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제 2 견지에 따르면, 다중 홉 중계방식의 무선통신시스템에서 중계서비스를 지원하기 위한 중계국 장치는, 기지국으로부터 신호를 수신받는 수신부와, 단말로부터 재전송 요청신호가 수신되면 상기 기지국으로부터 수신된 신호에서 재전송할 신호를 확인하는 재전송 제어부와, 상기 재전송할 신호를 상기 단말로 전송하는 송신부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제 3 견지에 따르면, 다중 홉 중계방식의 무선통신시스템에서 신호의 재전송을 수행하기 위한 단말의 동작 방법은, 기지국으로부터 신호를 수신받는 과정과, 상기 수신신호의 오류 발생 여부를 판단하여 오류 없이 수신된 신호를 확인하는 과정과, 상기 수신된 신호들의 정보를 중계국으로 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제 4 견지에 따르면, 다중 홉 중계방식의 무선통신시스템에서 단말 장치는, 기지국으로부터 신호를 수신받는 수신부와, 상기 수신신호의 오류 발생 여부를 판단하여 재전송 받기 위한 신호를 결정하는 재전송 제어부와, 상기 재전송 제어부에서 결정된 재전송 받기 위한 신호의 정보를 중계국으로 전송하는 송신부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단 된 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

이하 본 발명의 다중 홉 중계(Multi-hop Relay)방식의 무선통신시스템에서 계층적인 성상도(Constellation)를 이용한 프레임을 구성하여 신호를 재전송하기 위한 기술에 대해 설명한다. 이하 설명은 상기 기지국의 서비스 영역의 외곽에 위치하여 채널 상태가 열악한 단말에 고속의 데이터 채널을 제공하기 위한 중계국을 예를 들어 설명한다. 즉, 상기 단말은 채널 상태는 열악하지만 상기 기지국과 직접링크 연결이 가능하여 상기 기지국으로부터 데이터를 제공받을 수 있다.

이하 설명에서는 각 물리계층 PDU(Physical Protocol Data Unit : 이하, PHY PDU라 칭함)들의 에러에 대한 강인한(Robust) 정도를 다양하게 만들기 위해 모든 심볼들에서 각 비트들의 에러에 대한 강인한 정보를 다양하게 하는 성상도 매핑 방식을 사용한다. 즉, 각 심볼에 해당하는 비트 열 중 MSB(Most Significant Bit) 2비트는 성상 평면에서 1, 2, 3, 4사분면을 구분하기 위해 사용된다. 또한, 다음 2비트는 상기 MSB 2비트로 구분된 각 해당 분면에서 다시 1, 2, 3, 4사분면을 구분하기 위해 사용된다.

상술한 바와 같이, 상기 MSB 2비트는 가장 큰 수준으로 심볼 구분을 수행하는 반면 LSB(Least Significant Bit) 2비트는 가장 인접한 심볼들을 구분하는데 사용된다. 따라서, 상기 MSB 쪽에 위치한 비트열은 채널 에러에 강인하지만, 상기 LSB 쪽에 위치한 비트열은 채널 에러에 약하게 된다. 즉, 각 심볼에 해당하는 비트들을 에러에 강인한 정도에 따라 비트의 위치를 고정적으로 정해짐으로써 각 심볼에 해당하는 비트열 중 각 비트의 위치에 따라 에러에 강인한 정도가 결정된다.

예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이 16QAM(Quadrature Amplitude Modulation)의 경우, MSB 2비트는 1, 2, 3, 4사분면 중 어느 분면에 속하는지를 나타내고, 다음 2비트는 상기 MSB 2비트로 구분된 각 해당 분면에 포함되는 사분면 중 어느 분면에 속하는지를 나타낸다. 즉, MSB 2비트가 "10"일 경우, 4사분면을 나타내고, "00"일 경우 1사분면을 나타내며 에러에 강인한 비트가 된다. 여기서, 상 기 인접한 심벌 간에는 그레이 매핑(Gray mapping)방식과 같이 1비트만 차이가 있도록 설정한다.

이하 설명에서는 송신국이 데이터를 전송할 경우 채널 상황이 좋은 중계국과 채널 상황이 좋지 않은 수신국이 모두 각각의 채널 상황에 맞게 적응적으로 상기 PDU를 수신할 수 있도록 각 심볼의 비트들을 에러에 강인한 정도에 따라 분류하여 각기 다른 PDU를 전송하기 위해 사용한다. 따라서, 하기 도 3과 도 4에 도시된 바와 같이 하나의 PDU를 전송하기 위해서는 여러 심볼들에서 에러에 강인한 정도가 비슷한 비트들을 이용하여 데이터를 전송하게 된다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 송신 데이터를 심볼에 매핑하는 절차를 도시하고 있다. 이하 설명은 64QAM을 사용하는 것으로 가정하여 설명한다.

상기 도 3에 도시된 바와 같이 전송 그룹에 포함되는 각각의 PHY PDU들(303, 313, 323)은 중요도에 따라 에러에 대한 강인도(Robust)를 결정하여 상기 결정된 에러에 대한 강인도에 따라 상기 PHY PDU들(303, 313, 323)을 심볼에 매핑한다. 예를 들어, 상기 전송 그룹에서 에러에 대한 강인도를 PHY PDU1(303)을 에러에 가장 강인하게 전송하고, PHY PDU2(313)을 두 번째로 강인하게 전송하며, PHY PDU3(323)를 에러에 가장 약하게 전송하는 것으로 가정한다. 따라서, 상기 PHY PDU1(303)은 각 심볼의 MSB 2비트에 매핑하고, 상기 PHY PDU2(313)를 상기 MSB 2비트의 다음 2비트에 매핑한다. 또한, PHY PDU3(323)은 LSB 2비트에 매핑한다. 따라서, 임의의 채널 환경에서 상기 PHY PDU1(303)는 상기 PHY PDU2(313)이나 PHY PDU3(323)보다 수신 성공 확률이 높다.

도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 송신 데이터를 심볼에 매핑하는 절차를 도시하고 있다. 이하 설명은 256QAM을 사용하는 것으로 가정하여 설명한다.

상기 도 4에 도시된 바와 같이 상기 PHY PDU들(401, 403, 405, 407)의 중요도에 따른 에러에 대한 강인도를 PHY PDU1(401)를 가장 강하게 하고 다음으로 PHY PDU2(403), PHY PDU2(405), 마지막으로 PHY PDU3(407)순으로 정한다. 따라서, 상기 PHY PDU1(401)은 각 심볼의 MSB 2비트에 매핑하고, 상기 PHY PDU2(403)는 상기 MSB 2비트 이후 다음 2비트에 매핑한다. 또한, 상기 PHY PDU3(405)는 상기 PHY PDU2(403)가 매칭된 2비트의 다음 2비트에 매핑하고, 상기 PHY PDU4(407)는 LSB 2비트에 매핑한다.

상술한 바와 같이 한 PHY PDU를 에러의 강인한 정도를 일정하기 하여 전송하기 위해 상기 PHY PDU를 각 심볼의 특정 비트열에 매핑시킨다. 따라서, 상기 PHY PDU가 n비트로 구성되었을 경우, n/2개의 심볼을 이용하여 상기 PHY PDU를 전송하게 된다.

상기 도 3과 도 4에 도시된 바와 같이 계층적인 성상도를 이용하여 각 PDU들이 다양한 수준의 에러에 대한 강인함을 갖는 프레임을 구성하여 전송하는 경우, 각각의 PDU가 에러의 강인한 정도가 일정하므로 채널 상황에 적응적으로 수신할 수 있다. 즉, 채널 상태가 열악한 경우, 에러에 대한 강인도가 가장 좋은 PHY PDU만은 수신할 수 있다.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 다중 홉 중계방식을 사용하는 무선통신시 스템에서 신호를 전송하는 개략도를 도시하고 있다.

상기 도 5를 참조하면 먼저 기지국(501)은 상기 도 3과 도 4에 도시된 바와 같이 계층적인 성상도를 이용하여 각 PDU들이 다양한 수준의 에러에 대한 강인함을 갖도록 데이터를 구성하여 중계국(503)과 단말(505)로 전송한다(511, 512단계).

상기 중계국(503)은 상기 기지국(501)으로부터 수신된 데이터들에 포함된 각 PDU들의 오류 발생 유무를 확인하여 오류 없이 수신 성공한 PDU들의 복조 레벨(MCS(Modulation and Coding Scheme)레벨)을 결정한다. 이후, 상기 복조 레벨을 상기 기지국(501)으로 전송한다. 예를 들어, 상기 기지국(501)이 64QAM을 이용한 데이터를 전송한 경우, 하나의 심볼에 2비트씩 3개의 PDU가 포함된다. 이때, 상기 3개의 PDU가 모두 오류 없이 수신 성공하는 경우, 상기 3개의 PDU에 대한 6비트를 모두 복조해야하므로 64QAM으로 복조 레벨을 결정한다. 한편, 2개의 PDU만 오류 없이 수신 성공하는 경우, 상기 2개의 PDU에 대한 4비트를 복조해야하므로 16QAM으로 복조 레벨을 결정한다.

이후, 상기 기지국(501)은 상기 중계국(503)으로부터 수신된 복조 레벨 정보를 이용하여 데이터의 재전송을 수행한다. 예를 들어, 64QAM을 이용하여 데이터를 전송한 경우, 상기 중계국(503)으로부터 16QAM의 복조 레벨이 수신되면, LSB 2비트에 해당하는 PDU가 수신되지 않은 것으로 판단하여 상기 LSB 2비트에 대한 PDU를 재전송한다. 이때, 상기 재전송하는 PDU는 에러에 대한 강인도를 변경하여 전송할 수 있다.

상기 단말(505)은 상기 기지국(501)으로부터 수신된 데이터들에 포함된 각 PDU들의 오류 발생 유무를 확인하여 오류 없이 수신 성공한 PDU들의 복조 레벨(MCS(Modulation and Coding Scheme)레벨)을 결정한다. 이후, 상기 복조 레벨을 상기 중계국(503)으로 전송한다. 예를 들어, 상기 기지국(501)이 64QAM을 이용한 데이터를 전송한 경우, 하나의 심볼에 2비트씩 3개의 PDU가 포함된다. 이때, 2개의 PDU가 오류 없이 수신 성공하는 경우, 상기 2개의 PDU에 대한 4비트를 복조해야하므로 16QAM으로 복조 레벨을 결정한다. 한편, 1개의 PDU만 오류 없이 수신 성공하는 경우, 상기 1개의 PDU에 대한 2비트를 복조해야하므로 QPSK로 복조 레벨을 결정한다.

이후, 상기 중계국(503)은 상기 단말(505)로부터 수신된 복조 레벨 정보에 따라 재전송할 PDU를 확인한 후, 상기 재전송할 PDU들이 상기 기지국(501)으로부터 오류 없이 수신 성공하였으면 상기 PDU들을 상기 단말(505)로 재전송을 수행한다. 예를 들어, 상기 기지국(501)에서 64QAM을 이용하여 전송한 데이터를 오류 없이 수신한 경우, 상기 단말(505)로부터 QPSK의 복조 레벨이 수신되면, LSB로부터 4비트에 해당하는 PDU가 수신되지 않은 것으로 판단하여 상기 PDU들을 재전송한다. 이때, 상기 재전송하는 PDU는 에러에 대한 강인도를 변경하여 전송할 수 있다.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 데이터를 재전송하기 위한 중계국의 동작 절차를 도시하고 있다.

상기 도 6을 참조하면 먼저 상기 중계국(503)은 601단계에서 상기 기지국(501)으로부터 신호가 수신되는지 확인한다.

만일, 상기 신호가 수신되면, 상기 중계국(503)은 603단계로 진행하여 상기 수신신호에 포함된 각 PDU들의 수신 성공 여부를 확인하여 복조 레벨(MCS레벨)을 결정한다. 다시 말해, 상기 수신신호에 포함되는 각 PDU들의 CRC를 확인하여 오류 발생 유무를 확인하여 오류 없이 수신 성공된 PDU들을 복조하기 위한 복조 레벨을 결정한다. 예를 들어, 하나의 심볼에 포함된 PDU들 중 두 개의 PDU가 수신성공한 경우, 상기 복조 레벨을 16QAM으로 결정한다.

상기 복조 레벨을 결정한 후, 상기 중계국(503)은 605단계로 진행하여 상기 결정된 복조 레벨을 상기 기지국(501)으로 전송한다. 미 도시되었지만, 이후, 상기 중계국(503)은 상기 기지국(501)으로 진송한 복조 레벨에 따라 상기 기지국(501)으로부터 수신되지 않은 PDU들을 재전송 받는다.

이후, 상기 중계국(503)은 607단계로 진행하여 상기 단말(505)로부터 재전송 요청 신호가 수신되는지 확인한다. 여기서, 상기 재전송 요청 신호는, 상기 단말(505)이 상기 기지국(501)으로부터 수신받은 데이터의 복조 레벨을 포함한다.

상기 재전송 요청 신호가 수신되면, 상기 중계국(503)은 609단계로 진행하여 상기 재전송 요청 신호에 포함된 상기 기지국(501)의 데이터를 수신한 상기 단말(505)의 복조 레벨을 확인하여 재전송할 PDU정보를 확인한다. 예를 들어, 상기 기지국(501)으로부터 64QAM을 이용한 데이터가 수신된다고 가정하면, 상기 중계국(503)은 하나의 심볼이 6비트로 구성된 신호를 수신한다. 따라서, 상기 하나의 심볼은 3 개의 PDU들의 정보를 포함한다. 이때, 상기 단말(505)로부터 QPSK의 복조 레벨이 수신되면, 상기 중계국(503)은 상기 단말(505)이 상기 기지국(501)으로부터 수신된 신호 중 에러에 대한 강인도가 가장 좋은 MSB 2비트만을 수신 성공한 것으로 판단한다. 따라서, 상기 중계국(503)은 상기 LSB로부터 4비트에 해당하는 PDU들을 재전송하기 위한 PDU로 확인한다.

이후, 상기 중계국(503)은 611단계로 진행하여 상기 확인된 재전송할 PDU를 재전송 가능한지 판단한다. 즉, 상기 재전송할 PDU들을 상기 기지국(501)으로부터 오류 없이 수신하였는지 확인한다. 만일, 상기 PDU들을 수신하지 못한 경우, 상기 중계국(503)은 본 알고리즘을 종료한다.

한편, 상기 재전송할 PDU들을 오류 없이 정상적으로 수신되었으면, 상기 중계국(503)은 613단계로 진행하여 상기 PDU들을 상기 단말(505)로 전송한다. 여기서, 상기 재전송하는 PDU는 에러에 대한 강인도를 변경하여 전송할 수 있다.

이후, 상기 중계국(503)은 본 알고리즘을 종료한다.

도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 데이터를 재전송하기 위한 절차를 도시하고 있다.

상기 도 7을 참조하면, 먼저 상기 기지국(701)은 상기 도 3 또는 도 4와 같이 다양한 에러에 대한 강인한 정도를 갖도록 데이터를 구성하여 중계국(703)과 단말(705)로 전송한다(711단계).

상기 중계국(703)과 단말(705)은 상기 기지국(701)으로부터 데이터가 수신되면, 상기 수신된 데이터에 포함된 각 PDU들의 CRC를 확인하여 오류 발생 유무를 확인한다.

상기 PDU들의 오류 발생 유무를 확인한 후, 상기 중계국(703)은 오류 없이 수신된 PDU들을 복조하기 위한 복조 레벨을 결정하여 상기 기지국(701)으로 전송한다(713단계). 또한, 상기 단말(705)은 오류 없이 수신된 PDU들을 복조하기 위한 복조 레벨을 결정하여 상기 중계국(703)으로 전송한다(715단계).

이후, 상기 기지국(701)은 상기 중계국(703)으로부터 수신된 복조 레벨을 통해 상기 중계국(703)이 수신하지 못한 PDU들을 확인하여 상기 중계국(503)으로 재전송한다(717단계).

또한, 상기 중계국(703)은 상기 단말(705)로부터 수신된 복조 레벨을 통해 상기 단말(705)이 수신하지 못한 PDU을 확인한다. 이후, 상기 단말(705)이 수신하지 못한 PDU들 중 상기 중계국(703)이 상기 기지국(701)으로부터 정상적으로 수신한 PDU들을 상기 단말(705)로 재전송한다(719단계).

이하 설명은 상기 PDU들이 에러에 대해 다양한 강인도(Robust)를 갖도록 데이터를 생성하여 전송하는 기지국 또는 중계국의 블록 구성과 상기 데이터를 수신하여 복호하기 위한 중계국 또는 단말의 블록구성을 살펴보도록 한다. 여기서, 상기 PDU들이 에러에 대해 다양한 강인도를 갖도록 데이터를 생성하여 전송하는 기지국과 중계국은 동일한 블록 구성을 가지므로, 하기 도 8에 도시된 장치를 이용하여 상기 기지국과 중계국의 동작을 설명한다. 또한, 상기 데이터를 수신하여 복호하기 위한 중계국과 단말은 동일한 블록 구성을 가지므로 하기 도 9에 도시된 장치를 이용하여 상기 중계국과 단말의 동작을 설명한다.

도 8은 본 발명에 따른 데이터를 전송하기 위한 기지국(혹은 중계국)의 블록구성을 도시하고 있다.

상기 도 8에 도시된 바와 같이 상기 기지국(혹은 중계국)은 매체 접근 제어(MAC : Media Access Control) PDU 수신 버퍼(801), CRC생성기(803), 부호기(805), PHY PDU 전송 버퍼(807) 및 다중 변조기(809), 재전송 제어부(811)를 포함하여 구성된다.

먼저 상기 MAC PDU수신 버퍼(801)는 M-QAM을 사용할 경우, log₂(M)/2개의 PDU들을 하나의 그룹으로 설정하여 출력한다. 상기 CRC생성기(803)는 상기 MAC PDU 수신 버퍼(801)로부터 제공받은 n개(=log₂(M)/2개)의 PDU들마다 오류 발생 유무를 확인하기 위해 CRC를 생성하여 추가한다.

상기 부호기(805)는 상기 n개 존재하며 상기 CRC생성기(803)에서 CRC가 추가된 PDU들을 각각의 미리 정해진 부호율에 따라 부호화하여 출력한다. 상기 PHY PDU전송 버퍼(807)는 상기 부호기(805)로부터 제공받은 PDU들을 해당 심볼에 매핑하기 위해 버퍼링한다. 또한, 상기 PHY PDU전송 버퍼(807)는 상기 재전송 제어부(811)로부터 제공되는 재전송할 PDU정보에 따라 해당 PDU를 상기 다중 변조기(809)로 전송한다.

상기 재전송 제어부(811)는 상기 중계국(혹은 단말)으로부터 수신되는 복조 레벨을 확인하여 상기 중계국(혹은 단말)에 수신되지 못한 PDU정보를 확인한다. 예를 들어, 상기 다중 변조기(809)에서 64QAM을 이용하여 상기 PDU들을 전송한 경우, 상기 중계국(혹은 단말)으로부터 16QAM의 복조 레벨이 수신되면, LSB 2비트에 해당하는 PDU가 수신되지 않은 것으로 판단하여 상기 LSB 2비트에 대한 PDU를 재전송한다.

상기 다중 변조기(809)는 상기 PHY PDU 전송 버퍼(807)로부터 제공받은 PDU들 상기 도 3 또는 도 4에 도시된 바와 같이 각 PDU들이 다양한 에러 강인도를 갖도록 상기 계층적인 성상도를 사용하여 심볼을 구성하여 출력한다. 또한 상기 다중 변조기(809)는 재전송하는 PDU들에 대해서는 에러에 대한 강인도를 변경하여 전송할 수 있다.

먼저 상기 기지국 동작을 살펴보면, 각 PDU들이 다양한 에러 강인도를 갖도록 변조하여 상기 중계국과 단말로 출력한다. 이후, 상기 중계국으로부터 수신되는 복조 레벨에 따라 상기 중계국에 수신되지 않은 PDU들을 확인하여 재전송한다.

다음으로 상기 중계국 동작을 살펴보면, 상기 단말로부터 수신되는 복조 레벨에 따라 상기 단말이 상기 기지국으로부터 수신하지 못한 PDU들을 확인하여 재전송한다.

도 9는 본 발명에 따른 데이터를 수신하기 위한 중계국(혹은 단말)의 블록구성을 도시하고 있다.

상기 도 9에 도시된 바와 같이 상기 중계국(혹은 단말)은 다중 복조기(901), PHY PDU 수신 버퍼(903), 복호기(905), CRC확인부(907) 및 재전송 제어부(909), MAC PDU 수신 버퍼(911)를 포함하여 구성된다.

먼저 상기 다중 복조기(901)는 상기 기지국으로부터 수신받은 신호를 각 그룹에 할당된 자원의 차별화된 복조 방식에 따라 복조를 수행한다. 상기 PHY PDU 수신 버퍼(903)는 상기 다중 복조기(901)에서 복조된 신호 복호하기 위해 버퍼링한다.

상기 복호기(905)는 상기 PHY PDU 수신 버퍼(903)로부터 제공받은 각 PDU들을 각각의 부호율에 따라 복호한다. 상기 CRC확인부(907)는 상기 복호기(905)에서 복호된 PDU들의 CRC를 확인하여 PDU들에 대해 오류 발생 유무를 확인한다.

상기 재전송 제어부(909)는 상기 CRC확인부(907)에서 확인된 오류가 발생하지 않은 PDU를 복조하기 위한 복조 레벨을 결정하여 기지국(혹은 중계국)으로 상기 복조 레벨 정보를 전송한다. 예를 들어, 상기 수신된 PDU들 중 두 개의 PDU가 오류 없이 수신성공한 경우, 상기 복조 레벨을 16QAM으로 결정한다.

상기 MAC PDU 수신 버퍼(911)는 상기 CRC확인부(907)에서 오류가 발생하지 않은 PDU들을 저장하였다가 상위 계층으로 전달한다.

먼저 상기 중계국의 동작을 살펴보면, 상기 기지국으로부터 수신된 PDU들의 오류 유무를 확인하여 오류 없이 수신된 PDU들의 복조 레벨을 결정하여 상기 기지국으로 전송한다.

다음으로 상기 단말의 동작을 살펴보면, 상기 기지국으로부터 수신된 PDU들의 오류 유무를 확인하여 오류 없이 수신된 PDU들의 복조 레벨을 결정하여 상기 중계국으로 전송한다.

상술한 실시 예는 다중 홉 중계방식의 무선통신시스템에서 2홉을 가정하여 설명하였지만 하기 도 10과 같이 3홉 이상인 경우에도 동일하게 적용가능하다.

도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 다중 홉 중계방식을 사용하는 무선 통신시스템에서 데이터를 재전송하는 절차를 도시하고 있다.

상기 도 10에 도시된 바와 같이 기지국은 다양한 에러에 대한 강인도를 갖는 PDU들을 중계국들과 단말로 전송한다. 이때, 상기 중계국들과 단말은 상기 PDU들 중 오류 없이 수신되는 PDU들만을 수신하고, 상기 중계국 1만 상기 기지국으로 상기 PDU들을 수신 정보를 피드백한다(1001단계). 여기서, 상기 피드백 정보는, 상기 PDU들의 복조 레벨을 포함한다.

상기 피드백 정보를 수신한 기지국은 상기 중계국 1에서 오류가 발생한 PDU들을 확인하여 재전송한다. 상기 PDU들을 재전송하는 경우, 각 PDU들의 에러에 강인한 정보를 변경하여 재전송할 수 있다(1003단계).

이후, 상기 중계국 1은 상기 중계국 2가 상기 기지국으로부터 오류 없이 성공적으로 수신한 PDU정보를 수신받아, 상기 중계국 2가 수신받지 못한 PDU들만을 전송한다. 이때, 상기 전송 결과에 따라 상기 중계국 1은 상기 중계국 2로 피드백 정보를 수신받아 재전송이 필요한 경우, 다시 재전송을 수행한다.

이후, 상술한 과정을 상기 기지국이 전송한 모든 신호를 상기 단말이 오류 없이 성공적으로 수신할 때까지 반복 수행한다.

한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

상술한 바와 같이, 다중 홉 중계방식의 무선통신시스템에서 송신국이 전송한 다양한 에러에 대한 강인도(Robust)를 갖는 PDU(Protocol Data Unit)들을 채널 상황에 적응적으로 PDU들을 수신받고 수신국은 중계국을 통해 재전송을 수행함으로써, 상기 중계국은 상기 송신국으로부터 수신된 모든 PDU들을 상기 수신국으로 전송하지 않고 상기 수신국이 상기 송신국으로부터 수신하지 못한 PDU들만을 전송하므로 채널 수율이 증가하는 이점이 있다.

Claims (21)

1. 다중 홉 중계방식의 무선통신시스템에서 중계 서비스를 제공하기 위한 중계국의 동작 방법에 있어서,

   기지국으로부터 신호를 수신받는 과정과,

   단말로부터 재전송 요청신호가 수신되는 경우, 상기 재전송 요청신호를 통해 상기 단말로 재전송할 신호를 확인하는 과정과,

   상기 재전송할 신호를 상기 단말로 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 기지국으로부터 신호를 수신받는 과정은,

   상기 기지국으로부터 신호가 수신되는 경우, 상기 수신 신호의 오류 발생 여부를 판단하는 과정과,

   상기 오류가 발생하지 않은 신호들을 복조하기 위한 복조 레벨을 결정하는 과정과,

   상기 복조 레벨을 상기 기지국으로 피드백하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 복조 레벨을 피드백한 후, 상기 기지국으로부터 오류가 발생한 신호를 재전송 받는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 기지국으로부터 수신된 신호는, 상기 신호에 포함된 각 PDU(Protocol Data Unit)들이 다양한 에러(Error)에 대한 강인도(Robust)를 갖도록 구성되는 것을 특징으로 하는 방법.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 재전송 요청 신호는, 상기 단말이 상기 기지국으로부터 수신된 신호 중 오류가 발생하지 않은 신호들을 복조하기 위해 결정한 복조 레벨 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
6. 제 5항에 있어서,

   상기 재전송 신호를 확인하는 과정은,

   상기 수신된 복조 레벨을 확인하여 상기 기지국으로부터 수신된 신호들 중 상기 단말에 수신되지 않은 PDU(Protocol Data Unit)정보를 확인하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
7. 제 1항에 있어서,

   상기 재전송할 신호를 상기 단말로 전송하는 과정은,

   상기 재전송할 신호가 상기 기지국으로부터 오류 없이 수신되었는지 확인하는 과정과,

   상기 재전송할 신호가 오류 없이 수신된 경우, 상기 재전송 신호를 상기 단말로 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
8. 제 1항에 있어서,

   상기 단말로 전송하는 신호는,

   상기 기지국으로부터 수신받은 신호보다 에러에 강한 PDU(Protocol Data Unit)로 변환하여 전송하는 것을 특징으로 하는 방법.
9. 다중 홉 중계방식의 무선통신시스템에서 중계서비스를 지원하기 위한 중계국 장치에 있어서,

   기지국으로부터 신호를 수신받는 수신부와,

   단말로부터 재전송 요청신호가 수신되면 상기 기지국으로부터 수신된 신호에서 재전송할 신호를 확인하는 재전송 제어부와,

   상기 재전송할 신호를 상기 단말로 전송하는 송신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
10. 제 9항에 있어서,

    상기 수신부는,

    상기 기지국으로부터 신호를 수신받는 신호 수신부와,

    상기 수신신호의 오류 발생 여부를 판단하는 오류 발생 확인부와,

    상기 오류 발생 확인부에서 확인된 오류가 발생하지 않은 신호들을 복조하기 위한 복조 레벨을 결정하여 상기 기지국으로 피드백하는 재전송 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
11. 제 9항에 있어서,

    상기 기지국으로부터 수신되는 신호는, 상기 신호에 포함된 각 PDU(Protocol Data Unit)들이 다양한 에러(Error)에 대한 강인도(Robust)를 갖도록 구성되는 것 을 특징으로 하는 장치.
12. 제 9항에 있어서,

    상기 재전송 요청신호는, 상기 단말이 상기 기지국으로부터 수신된 신호 중 오류가 발생하지 않은 신호들을 복조하기 위해 결정한 복조 레벨 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
13. 제 12항에 있어서,

    상기 재전송 제어부는,

    상기 수신된 복조 레벨을 확인하여 상기 기지국으로부터 수신된 신호들 중 상기 단말이 수신하지 못한 신호를 확인하는 것을 특징으로 하는 장치.
14. 제 9항에 있어서,

    상기 송신부는,

    상기 재전송할 신호를 상기 기지국으로부터 수신받은 신호보다 에러에 강한 PDU(Protocol Data Unit)로 변환하여 전송하는 것을 특징으로 하는 장치.
15. 다중 홉 중계방식의 무선통신시스템에서 신호의 재전송을 수행하기 위한 단말의 동작 방법에 있어서,

    기지국으로부터 신호를 수신받는 과정과,

    상기 수신신호의 오류 발생 여부를 판단하여 오류 없이 수신된 신호를 확인하는 과정과,

    상기 수신된 신호들의 정보를 중계국으로 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
16. 제 15항에 있어서,

    상기 기지국으로부터 수신되는 신호는, 상기 신호에 포함된 각 PDU(Protocol Data Unit)들이 다양한 에러(Error)에 대한 강인도(Robust)를 갖도록 구성되는 것을 특징으로 하는 방법.
17. 제 15항에 있어서,

    상기 수신된 신호들의 정보는, 상기 수신신호의 오류 발생 여부를 판단하여 오류가 발생하지 않은 신호들을 복조하기 위한 복조 레벨 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
18. 제 15항에 있어서,

    상기 수신된 신호들의 정보를 중계국으로 전송한 후, 상기 중계국으로부터 상기 기지국으로부터 수신된 신호 중 오류가 발생한 신호를 재전송 받는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
19. 다중 홉 중계방식의 무선통신시스템에서 단말 장치에 있어서,

    기지국으로부터 신호를 수신받는 수신부와,

    상기 수신신호의 오류 발생 여부를 판단하여 재전송 받기 위한 신호를 결정하는 재전송 제어부와,

    상기 재전송 제어부에서 결정된 재전송 받기 위한 신호의 정보를 중계국으로 전송하는 송신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
20. 제 19항에 있어서,

    상기 재전송 제어부는,

    상기 수신신호의 오류 발생 여부를 판단하여 오류가 발생하지 않은 신호들을 복조하기 위한 복조 레벨을 결정하여 피드백하는 것을 특징으로 하는 장치.
21. 제 19항에 있어서,

    상기 기지국으로부터 수신되는 신호는, 각 PDU(Protocol Data Unit)들이 다양한 에러(Error)에 대한 강인도(Robust)를 갖도록 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.

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