KR20080112672A - 무선통신시스템에서 중계 서비스를 지원하기 위한 장치 및방법 - Google Patents

무선통신시스템에서 중계 서비스를 지원하기 위한 장치 및방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 무선통신시스템에서 단말을 이용하여 중계 서비스를 지원하기 위한 장치 및 방법에 관한 것으로서, 상기 단말이 충전 모드로 동작하는지 확인하는 과정과, 상기 충전 모드로 동작하는 경우, 상위 노드로 중계 서비스 지원을 요청하는 과정과, 상기 상위노드에서 상기 중계 서비스 지원을 수락하는 경우, 상기 상위 노드와 하위 노드 사이에서 송수신되는 신호를 중계하는 과정을 포함하여 단말의 전력, 처리 전력(Processing Power)이 부족하여 자신의 신호를 처리하지 못하는 상황을 방지하면서 중계 서비스를 지원함으로써 셀 영역 확장 및 처리 용량을 증대시킬 수 있는 이점이 있다.
중계 서비스, 충전 모드, 단말 중계국, 중계 서비스 요청

Description

무선통신시스템에서 중계 서비스를 지원하기 위한 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR RELAY SERVICE IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}
도 1은 종래 기술에 따른 무선통신시스템에서 중계 서비스를 제공하기 위한 구성을 도시하는 도면,
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신시스템에서 중계 서비스를 제공하기 위한 절차를 도시하는 도면,
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신시스템에서 중계 서비스를 제공하기 위한 단말의 동작 절차를 도시하는 도면, 및
도 4는 본 발명에 따른 무선통신시스템에서 단말의 블록 구성을 도시하는 도면.
본 발명은 무선통신시스템에서 중계 서비스를 수행하기 위한 장치 및 방법에 관한 것으로서, 특히 상기 무선통신시스템의 단말이 상기 중계 서비스를 지원하기 위한 중계국 동작을 수행하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
일반적인 무선통신시스템은 고정된 기지국(Base station)과 단말(Mobile station) 간에 하나의 직접 링크(direct link)로 통신이 이루어지므로 무선망 구성의 유연성(flexibility)이 낮다. 즉 상기 무선통신시스템은 트래픽 분포나 통화 요구량의 변화가 심한 무선환경에서 효율적인 서비스를 제공하기 어렵다.
따라서, 최근 상기 무선통신시스템은 중계국을 이용하여 다중-홉 형태로서 데이터를 전달하는 중계 서비스를 이용하여 통신을 수행한다. 따라서, 상기 중계 방식을 사용하는 무선통신시스템은 통신 환경변화에 대해 빠르게 네트워크를 재구성할 수 있으며, 전체 무선망을 보다 효율적으로 운용할 수 있게 된다. 또한 상기 무선통신시스템은 기지국과 단말 사이에 중계국을 설치하여 채널 상태가 보다 우수한 무선 채널을 상기 단말에 제공할 수 있다. 즉, 상기 무선통신시스템은 중계국을 이용하여 채널 상태가 열악한 셀 경계지역의 단말들로 고속의 데이터 채널을 제공할 수 있고, 셀 서비스 영역을 확장시킬 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 무선통신시스템에서 중계 서비스를 제공하기 위한 구성을 도시하고 있다.
상기 도 1에 도시된 바와 같이 중계서비스를 제공하는 무선통신시스템에 포함되는 단말들(140, 150, 160, 170)은 기지국(100)과 중계국들(110, 120, 130)을 통해 서비스를 제공받는다.
즉, 상기 기지국(100)의 서비스 영역(110)에 포함되는 단말들(140, 150)은 상기 기지국(100)과 직접 단말 링크(L1)를 이용하여 통신을 수행한다. 이때, 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 서비스 영역(101) 밖에 위치하는 단말들(160, 170)은 상기 중계국 1(110)의 중계 단말 링크(L3)를 통해 상기 기지국(100)과 통신을 수행한다. 즉, 상기 기지국(100)은 상기 중계국 1(110)을 이용하여 서비스 영역 밖에 위치한 단말들(160, 170)에게 통신링크를 제공하여 서비스 영역을 확대할 수 있다. 이때, 상기 중계국 1(110)의 서비스 영역 내에서 셀 경계지역에 위치하여 채널 상태가 열악한 단말 4(170)는 상기 중계국 2(120)의 중계 단말 링크(L4)를 이용하여 전송 용량을 증대시킬 수 있다.
상술한 바와 같이 상기 무선통신시스템은 중계국을 이용하여 채널 상태가 열악한 셀 경계지역 및 음영지역에 위치한 단말에 제어 채널 및 고속의 데이터 채널을 제공하여 셀 영역 확장 및 용량을 증대시킬 수 있다. 이때, 상기 무선통신시스템은 주변의 단말들 또는 상기 중계 서비스를 수행하는 별도의 중계국을 이용하여 중계 서비스를 지원할 수 있다.
하지만, 상기 무선통신시스템의 단말이 중계 서비스를 지원하는 경우, 상기 단말은 다른 사용자의 신호를 중계하기 위해 자신의 한정된 전력을 낭비된다. 따라서, 상기 단말은 자신의 신호를 처리하려 할 때 전력이 부족하여 상기 신호를 처리할 수 없는 일이 발생할 수 있다.
또한, 상기 단말이 다른 사용자의 신호를 중계하는 경우, 처리 전력(Processing Power)의 한계 때문에 자신의 통신상황 발생 시 자신의 신호를 처리 할 수 없게 되는 문제가 발생할 수 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 무선통신시스템에서 단말을 이용하여 중계 서비스를 지원하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 무선통신시스템에서 단말에 공급되는 전력을 고려하여 상기 단말을 이용하여 따라 중계 서비스를 제공하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 무선통신시스템에서 충전 모드로 동작하는 단말의 유휴 자원을 이용하여 중계 서비스를 제공하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
상기 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 견지에 따르면, 무선통신시스템의 단말에서 중계 서비스를 지원하기 위한 방법은, 상기 단말이 충전 모드로 동작하는지 확인하는 과정과, 상기 충전 모드로 동작하는 경우, 상위 노드로 중계 서비스 지원을 요청하는 과정과, 상기 상위노드에서 상기 중계 서비스 지원을 수락하는 경우, 상기 상위 노드와 하위 노드 사이에서 송수신되는 신호를 중계하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 2 견지에 따르면, 무선통신시스템의 단말 장치는, 외부 기기와 연결하는 인터페이스 커넥터와, 상기 인터페이스 커넥터의 연결 또는 공급 전력을 확인하여 상기 단말이 충전 모드로 동작하도록 제어하는 충전 모드 제어부와, 상기 단말이 충전 모드로 동작하는 경우, 상위 노드와 하위 노드 사이에서 송수신되는 신호를 중계하도록 제어하는 제어부를 포함하여 구성되는 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 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
이하 본 발명은 다중 홉 중계방식을 사용하는 무선통신시스템에서 단말을 이용하여 중계 서비스를 지원하기 위한 기술에 대해 설명한다.
상기 무선통신시스템의 단말이 충전모드로 동작하는 경우, 일정수준 이상의 전력을 지속적으로 공급받을 수 있고, 자신의 사용자가 일정시간 동안 자신을 사용하지 않는다고 판단되므로 유휴자원(예 : 전력, 처리 전력(Processing Power))이 발생한다. 따라서, 상기 단말은 상기 유휴 자원을 이용하여 하위 노드들을 위한 중계 서비스를 지원할 수 있다. 여기서, 상기 하위 노드는 하위 중계국 또는 주변 단말을 의미하지만 이하 설명에서는 주변 단말로 가정하여 설명한다.
이때, 상기 단말은 유휴 자원을 이용하여 중계 서비스를 지원하기 위해 하기 도 2에 도시된 바와 같이 상위 노드로 중계 기능 수행을 요청한다. 이후, 상기 상위 노드가 중계 기능 수행을 수락하는 경우, 상기 단말은 하위 노드들을 위한 중계 서비스를 수행한다. 여기서, 상기 상위 노드는 기지국 또는 상위 중계국을 나타내 지만 이하 설명에서는 기지국으로 가정하여 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신시스템에서 중계 서비스를 제공하기 위한 절차를 도시하고 있다. 여기서, 단말 1(203)이 중계 서비스를 지원하기 위한 단말인 것으로 가정하여 설명한다.
상기 도 2에 도시된 바와 같이 단말 1(203)은 충전 모드로 진입되는지 확인한다. 예를 들어, 상기 단말 1(203)은 충전기에 접속되거나 일정시간 동안 기준 값 이상의 전력이 공급되는 경우, 충전 모드로 진입한다. 이하 설명에서는 상기 단말이 충전기에 접속되는 경우를 예를 들어 설명하지만 상기 단말에 배터리를 추가하는 방법과 같이 일정수준 이상의 전력을 지속적으로 공급받는 다른 방법의 경우에도 동일하게 동작할 수 있다.
만일, 상기 단말 1(203)은 충전 모드로 진입하면(211단계), 일정수준 이상의 전력이 지속적으로 공급되고, 자신의 사용자가 당분간 자신을 사용하지 않을 것으로 판단되므로 기지국(201)으로 중계 기능 수행을 요청한다(213단계). 즉, 상기 단말 1(203)은 충전 모드로 동작함에 따라 발생하는 유휴자원을 이용하여 주변 단말들을 위한 중계 서비스를 지원할 수 있다. 따라서, 상기 단말 1(203)은 상기 기지국(201)으로 중계 서비스를 지원를 지원하는 중계국으로서 동작할 수 있음을 알린다.
상기 기지국(201)은 상기 단말 1(203)로부터 중계 기능 수행 요청이 수신되면, 스케줄링을 통해 상기 단말 1(203)의 중계 기능 수행 여부를 판단한다. 만일, 상기 단말 1(203)이 중계 기능을 수행할 수 있는 경우, 상기 기지국(201)은 상기 단말 1(203)로 중계 기능 수행을 수락한다(215단계).
상기 단말 1(203)은 상기 기지국(201)으로부터 중계 기능 수행 수락이 수신되면, 주변 단말들(예 : 단말 2(205))과 상기 기지국(201) 사이에서 중계 서비스를 제공한다(217단계). 즉, 상기 단말 1(203)은 상기 기지국(201)과 단말 2(205) 사이에서 송수신되는 신호를 중계한다.
이후, 미 도시되었지만 상기 단말 1(203)의 충전모드가 해제되면 기지국으로 충전모드가 해제되었음을 알린 후, 상기 기지국으로부터 충전모드 해제를 승인받으면 중계 서비스를 중단한다.
상기 무선통신시스템에서 중계 서비스를 지원하기 위한 단말은 하기 도 3과 같이 동작한다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신시스템에서 중계 서비스를 제공하기 위한 단말의 동작 절차를 도시하고 있다.
상기 도 3을 참조하면 먼저 상기 단말은 301단계에서 충전 모드로 진입되는지 확인한다. 예를 들어, 상기 단말은 충전기에 접속되거나 일정시간 동안 기준 값 이상의 전력이 공급되는 경우 충전 모드로 진입한다.
만일, 상기 충전 모드로 진입하면, 상기 단말은 303단계로 진행하여 중계 서비스 지원 여부를 확인한다. 즉, 상기 단말은 유휴 자원이 발생하는 경우, 미리 정해진 중계 서비스 지원 여부를 확인한다. 이때, 상기 단말의 중계 서비스 지원 여부는 사용자의 키 조작에 의해 설정될 수 있다.
만일, 상기 단말이 중계 서비스를 지원하지 않는 경우, 상기 단말은 본 알고리즘을 종료한다. 즉, 상기 단말은 일반적인 충전 모드로 동작한다.
한편, 상기 303단계에서 상기 단말이 중계 서비스를 지원하는 경우, 상기 단말은 305단계로 진행하여 기지국으로 중계 기능 수행을 요청한다. 즉, 상기 단말은 상기 기지국으로 중계 서비스를 지원하는 중계국으로서 동작할 수 있음을 알린다.
이후, 상기 단말은 307단계로 진행하여 상기 기지국이 상기 단말의 중계 기능 수행을 수락하는지 확인한다. 즉, 상기 단말은 상기 기지국으로부터 중계 기능 수락 신호가 수신되는지 확인한다.
만일, 상기 기지국에서 상기 단말의 중계 기능 수행을 거절하는 경우, 상기 단말은 본 알고리즘을 종료한다. 이때, 상기 단말은 상기 기지국으로부터 중계 기능 수행 거절 신호가 수신되거나, 일정시간 동안 중계 기능 수행 수락 신호가 수신되지 않으면 상기 기지국에서 상기 중계 기능 수행을 거절한 것으로 판단한다.
한편, 상기 기지국에서 상기 단말의 중계 기능 수행을 수락하는 경우, 상기 단말은 309단계로 진행하여 상기 기지국과 주변 단말 사이에서 송수신되는 신호를 중계한다.
상기 중계 서비스를 수행하면서 상기 단말은 311단계로 진행하여 상기 충전기를 통해 지속적으로 전원이 공급되는지 확인한다
만일, 상기 전원이 지속적으로 공급되면, 상기 단말은 상기 309단계로 되돌아가 중계 서비스를 지원한다.
한편, 상기 전원 공급이 중단되면 상기 단말은 전원 공급 중단으로 인해 중 계 서비스를 지속적으로 제공할 수 없음을 기지국으로 알리고, 상기 중계국으로서의 기능을 중단하고 본 알고리즘을 종료한다.
이하 설명은 상기 무선통신시스템에서 단말에 공급되는 전력 또는 상기 단말의 상태 변화에 따라 중계 서비스를 지원하기 위한 상기 단말의 블록 구성에 대해 설명한다.
도 4는 본 발명에 따른 무선통신시스템에서 단말의 블록 구성을 도시하고 있다.
상기 도 4에 도시된 바와 같이 상기 단말은 제어부(400), 인터페이스 커넥터(410), 저장부(420), 키패드(430), 표시부(440), 음성 처리부(450) 및 통신부(460)를 포함하여 구성된다.
먼저 상기 제어부(400)는 상기 단말의 전반적인 동작을 제어한다. 예를 들어, 음성통화 및 데이터통신을 위한 처리 및 제어를 수행한다. 또한, 상기 제어부(400)는 충전 모드 제어부(401)와 중계 모드 제어부(403)를 구비하여 상기 단말에 공급되는 전력에 따라 중계 서비스를 지원하도록 제어한다.
상기 충전 모드 제어부(401)는 상기 인터페이스 커넥터(410)를 통해 상기 단말이 충전기에 접속되거나 일정시간 동안 기준 값 이상의 전력을 공급받는 경우, 상기 단말이 충전 모드로 동작하도록 제어한다.
상기 중계 모드 제어부(403)는 상기 단말이 상기 충전 모드 제어부(401)의 제어에 따라 충전 모드로 동작하는 경우 상기 단말이 주변 단말들을 위한 중계 서 비스를 지원하도록 제어한다. 예를 들어, 상기 중계 모드 제어부(403)는 상기 단말이 충전 모드로 동작하면 중계 서비스 지원 설정 정보를 확인한다. 만일, 상기 중계 서비스를 지원하는 경우, 상기 중계 모드 제어부(403)는 기지국으로 중계 기능 수행을 요청하도록 제어한다. 이때, 상기 기지국에서 중계 기능 수행을 수락하는 경우, 상기 중계 모드 제어부(403)는 상기 단말이 주변 단말들과 기지국 사이에 송수신되는 신호를 중계하는 중계국으로 동작하도록 제어한다.
상기 인터페이스 커넥터(410)는 외부 기기와 상기 단말을 연결하는 기능을 수행한다. 예를 들어, 상기 인터페이스 커넥터(410)는 케이블을 통해 컴퓨터와 상기 단말을 연결한다. 또한, 상기 인터페이스 커넥터(410)는 상기 단말이 충전기를 연결하여 상기 단말이 충전모드로 동작하도록 한다.
상기 메모리(420)는 프로그램 메모리, 데이터 메모리 및 불휘발성 메모리 등을 포함하여 구성된다. 상기 메모리(420)는 단말의 전반적인 동작을 제어하기 위한 프로그램, 단말기 동작 중에 발생하는 일시적인 데이터, 시스템 파라미터 및 기타 저장용 데이터(전화번호, SMS 메시지 등)를 저장한다.
상기 키패드(key pad)(430)는 4 × 3 숫자키 매트릭스와 복수의 기능키들(통화키, 방향키, 확인키 등)을 구비하며, 사용자가 누르는 키에 대응하는 키입력 데이터를 상기 제어부(400)로 제공한다.
상기 표시부(440)는 상기 단말의 동작 중에 발생되는 상태 정보(또는 인디케이터), 사용자가 입력하는 문자, 동화상(moving picture) 및 정화상(still picture) 등을 디스플레이한다.
상기 음성 처리부(450)는 상기 제어부(400)의 제어에 따라 스피커와 마이크를 통해 입출력되는 음성 신호를 처리한다.
상기 통신부(460)는 안테나를 통해 송수신되는 고주파 신호(RF : Radio Frequency)를 처리한다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능하다. 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, 중계 방식을 사용하는 무선통신시스템에서 충전 모드로 동작하는 단말의 유휴자원을 이용하여 중계 서비스를 지원함으로써, 단말의 전력, 처리 전력(Processing Power)이 부족하여 자신의 신호를 처리하지 못하는 상황을 방지하면서 중계 서비스를 지원하여 셀 영역 확장 및 처리 용량을 증대시킬 수 있는 이점이 있다. 즉, 상기 단말은 자신의 유휴자원을 상위 노드가 활용 가능하도록 알려줌으로써 단말에게는 자원 부족으로 인한 손해가 최소화 되면서 전체적인 통신 시스템의 효율을 향상시킬 수 있다.

Claims (14)

  1. 무선통신시스템의 단말에서 중계 서비스를 지원하기 위한 방법에 있어서,
    상기 단말이 충전 모드로 동작하는지 확인하는 과정과,
    상기 충전 모드로 동작하는 경우, 상위 노드로 중계 서비스 지원을 요청하는 과정과,
    상기 상위노드에서 상기 중계 서비스 지원을 수락하는 경우, 상기 상위 노드와 하위 노드 사이에서 송수신되는 신호를 중계하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 충전 모드로 동작하는지 확인하는 과정은,
    상기 단말이 충전기와 연결되는지 확인하는 과정과,
    상기 단말이 충전기와 연결되는 경우, 충전 모드로 동작하는 것을 판단하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 충전 모드로 동작하는지 확인하는 과정은,
    상기 단말의 공급 전력을 확인하는 과정과,
    기준 값 이상의 전력이 소정 시간 동안 공급되는 경우, 충전 모드로 동작하는 것으로 판단하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 충전 모드로 동작하는 경우, 상기 단말이 중계 서비스를 지원할 수 있는지 확인하는 과정을 더 포함하여,
    상기 단말이 상기 중계 서비스를 지원할 수 있는 경우, 상기 상위 노드로 중계 서비스 지원을 요청하는 과정으로 진행하는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 상위 노드는, 기지국 또는 상위 중계국인 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 하위 노드는, 단말 또는 하위 중계국인 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 충전 모드가 해제되는 경우, 상기 상위 노드와 하위 노드 사이의 신호 중계를 중단하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 무선통신시스템의 단말 장치에 있어서,
    외부 기기와 연결하는 인터페이스 커넥터와,
    상기 인터페이스 커넥터의 연결 또는 공급 전력을 확인하여 상기 단말이 충전 모드로 동작하도록 제어하는 충전 모드 제어부와,
    상기 단말이 충전 모드로 동작하는 경우, 상위 노드와 하위 노드 사이에서 송수신되는 신호를 중계하도록 제어하는 제어부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 충전 모드 제어부는, 상기 인터페이스 커넥터와 충전기가 연결되는 경우, 상기 단말을 충전 모드로 동작하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 장치.
  10. 제 8항에 있어서,
    상기 충전 모드 제어부는, 기준 값 이상의 전력이 소정 시간 동안 공급되는 경우, 상기 단말을 충전 모드로 동작하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 장치.
  11. 제 8항에 있어서,
    상기 중계 모드 제어부는, 상기 단말이 충전 모드로 동작하는 경우,상기 상위 노드로 중계 서비스 지원을 요청하도록 제어하고,
    상기 상위노드에서 상기 중계 서비스 지원을 수락하는 경우, 상기 상위 노드와 하위 노드 사이에서 송수신되는 신호를 중계하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 장치.
  12. 제 8항에 있어서,
    상기 중계 모드 제어부는, 상기 단말의 충전 모드가 해제되는 경우, 상기 상위 노드와 하위 노드 사이의 신호 중계를 중단하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 장치.
  13. 제 8항에 있어서,
    상기 상위 노드는, 기지국 또는 상위 중계국인 것을 특징으로 하는 장치.
  14. 제 8항에 있어서,
    상기 하위 노드는, 단말 또는 하위 중계국인 것을 특징으로 하는 장치.
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