KR20090023878A - 멀티 홉 중계 통신 시스템에서 대역폭 요청 시스템 및 방법 - Google Patents

멀티 홉 중계 통신 시스템에서 대역폭 요청 시스템 및 방법 Download PDF

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KR20090023878A
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Abstract

본 발명은 멀티 홉 중계 통신 시스템에서 중계국의 대역폭 할당 요청 방법에 있어서, 상기 중계국이 A개의 이동국과 B개의 연결을 설정하고 있을 경우, 제1 시점에서 상기 B개의 연결 각각의 대역폭 할당 요청 여부를 판단하는 과정과, 판단 결과에 상응하게 제2 시점에서 비트맵을 생성하는 과정과, 상기 생성한 비트맵을 포함하는 그룹 기반 대역폭 할당 요청(GBR) 헤더를 기지국으로 송신하는 과정을 포함하며, 상기 비트맵은 상기 B개의 연결들 중 C개의 연결 각각의 대역폭 할당 요청 여부를 나타내며, 상기 C개만큼의 영역을 포함하고, 상기 C개 영역 각각은 상기 C개 연결 각각에 할당된 이동국 연결 식별자(MS_CID)에 대응되는 중계국 연결 식별자(RS_CID)의 대역폭 할당 요청 여부를 나타내는 영역이며, 상기 제1 시점은 상기 제2 시점보다 빠른 시점이고, A는 1 이상의 정수값을, B는 2 이상의 정수값을, C는 B보다 작은 정수값을 가진다.
Figure P1020070088970
멀티 홉 중계 통신, 중계국, 연결 식별자, 비트맵

Description

멀티 홉 중계 통신 시스템에서 대역폭 요청 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR REQUESTING BANDWIDTH IN MULTI HOP RELAY COMMUNICATION SYSTEM}
본 발명은 멀티 홉 중계(Multi-hop relay) 통신 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 멀티 홉 중계 통신 시스템에서 대역폭 요청 시스템 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 멀티 홉 중계 방식은 중계국(RS: relay station)을 설치하여 비교적 적은 비용으로도 데이터 전송률을 증가시킬 뿐만 아니라, 서비스 가능 영역을 확장시키는 방식이다. 즉, 상기 멀티 홉 중계 통신 시스템에는 신호를 중계하는 중계국이 존재하며, 이동국(MS: Mobile Station)은 기지국과 직접 신호를 송수신하거나 혹은 상기 기지국과 멀티 홉 노드로 연결되어 있는 상기 중계국과 신호를 송수신 한다.
한편, 일반적인 통신 시스템 및 상기 멀티 홉 중계 통신 시스템에서 이동국은 상향링크 대역폭 할당을 요청한다. 그러면, 일반적인 통신 시스템, 일례로 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.16 기반 통신 시스템에서 이동국의 대역폭 할당 요청 방법과, 멀티 홉 중계 통신 시스템에서 이동국의 대역폭 할당 요청 방법에 대해 설명하기로 한다.
먼저, IEEE 802.16 기반 통신 시스템에서, 이동국은 일정 주기마다 폴링(polling)을 통해 상향링크 자원을 할당받는다. 즉, 기지국은 이동국에 할당된 각 연결 식별자(Connection ID(Identifier), 이하 'CID'라 칭함)의 해당 폴링 주기마다 상향링크 자원을 할당하고, 상기 이동국은 할당받은 상향링크 자원을 이용하여 대역폭 할당을 요청한다. 여기서, 상기 폴링 주기는 상기 이동국이 자원을 할당받는 시간 간격을 의미한다. 예컨대, 임의의 이동국의 폴링 주기가 t1인 경우, 상기 이동국은 자원을 할당받은 시점부터 t1이 지난 후에 다시 자원을 할당받을 수 있다. 상기 이동국은 다수개의 CID를 가지고 있을 수 있다. 따라서, 상기 이동국은 각 CID별로 필요한 대역폭을 요청하며, 기지국은 이동국들의 대역폭 할당 요청을 모아 각 이동국별로 대역폭을 할당한다.
한편, 대역폭 할당 요청은 대역폭 요청 헤더(Bandwidth request header)를 이용한다. 즉, 상기 이동국은 각 CID별로 요구하는 대역폭량을 기록한 대역폭 요청 헤더를 기지국으로 송신한다. 상기 기지국은 수신한 대역폭 요청 헤더에 포함된 CID를 기준으로 대역폭을 할당하고, 할당된 대역폭 정보를 UL-MAP 메시지에 포함시켜 이동국으로 송신한다.
도 1은 일반적인 대역폭 요청 헤더 구조를 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 대역폭 요청 헤더는 헤더 타입(HT: Header Type) 필드와, 부호화(EC: EnCoding) 필드와, 타입(type) 필드와, 대역폭 요청(BR: Bandwidth Request) 필드와, CID 필드와, 헤더 검사 시퀀스(HCS: Header Check Sequence) 필드를 포함한다.
한편, IEEE 802.16 기반 통신 시스템에서는 하기 표 1과 같은 5가지 종류의 서비스 클래스를 제공한다. 5가지 종류의 서비스 클래스로는 비요구 보장 서비스(UGS: Unsolicited Guaranteed Service), 실시간 폴링 서비스(rtPS: real time polling service), 확장된 실시간 폴링 서비스(extended rtPS), 비실시간 폴링 서비스(nrtPS: non real time polling service), 최선 노력(BE: best effort)이 있다. UGS 클래스를 제외한 서비스들은 대역폭 요청 헤더의 사용을 통해 대역폭을 할당받을 수 있다.
Figure 112007063995294-PAT00001
한편, 멀티 홉 중계 통신 시스템에서 이동국과 중계국간의 링크를 액세스 링크(access link)라 하고, 중계국과 기지국간의 링크를 릴레이 링크(relay link)라고 한다. 또한, 이동국과 기지국간의 링크 역시 액세스 링크라 한다.
이동국은 중계국으로 액세스 상향링크(access-uplink, 이하 'A-UL'이라 칭함) 자원을 요청을 하고, 중계국은 기지국으로 릴레이 상향링크(relay-uplink, 이하 'R-UL'이라 칭함) 자원을 요청한다. 중계국 영역 내에 속해 있는 이동국들은 각 이동국의 MS_CID 기반으로 중계국에게 A-UL 대역폭 할당을 요청하면, 상기 중계국은 RS_CID 기반으로 기지국에게 R-UL 대역폭 할당을 요청한다.
도 2는 일반적인 멀티 홉 중계 통신 시스템에서 CID 할당을 도시한 도면이다.
도 2에 도시한 바와 같이, 하나의 연결이 설정될 시에, 중계국은 액세스 링크에 대한 MS_CID를 이동국에게 할당하고, 기지국은 릴레이 링크에 대한 RS_CID를 RS에게 할당한다. 상기 MS_CID와 RS_CID는 일대일 대응 관계에 있다. 중계국 영역에 속한 이동국들이 A-UL 대역폭 할당을 요청할 때마다 중계국도 기지국에게 R-UL 대역폭 할당을 요청하여야 한다. 그러므로, 기지국은 RS_CID별 폴링 주기마다 중계국이 대역폭 요청 헤더를 송신하기 위해 필요한 폴링 자원을 상기 중계국에게 할당한다. 따라서, 상기 기지국은 각 RS_CID별 폴링 주기마다 폴링 자원을 할당해주어야 하기 때문에 많은 오버헤드(overhead)가 발생할 수 있다.
한편, IEEE 802.16j 표준 단체에 기고된 문서인 IEEE C802.16mmr-07/011, [Distributed Bandwidth request and allocation in multi-hop relay]에는 멀티 홉 중계 네트워크에서 상향링크 대역폭 할당을 요청하고, 대역폭을 할당하는 경우 발생하는 시간 지연과 오버헤드를 감소시키는 방안이 개시되어 있다.
중계국이 RS_CID별로 R-UL 대역폭 할당을 기지국에게 요청하기 위해서는 각 RS_CID별 대역폭 요청 헤더 송신에 필요한 폴링 자원을 상기 기지국으로부터 할당받아야 한다. 예컨대, 상기 중계국이 10개의 RS_CID에 대해 대역폭 할당을 요청하기 위해서는 하나의 RS_CID당 6 바이트씩 총 60 바이트의 폴링 자원을 필요로 한다. 여기서 6 바이트가 필요한 이유는 대역폭 요청 헤더의 크기가 6 바이트이기 때문이다. 이러한 오버헤드 문제를 해결하기 위해 상기 기고 문서에는 수집 대역폭 요청(aggregate bandwidth request) 방안을 제안하고 있다.
도 3은 종래의 수집 대역폭 요청 방식을 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 다수의 이동국들(300)은 중계국(310)으로 대역폭 요청 헤더 송신에 필요한 자원을 할당받기 위해 대역폭 요청 코드(BW req code)를 송신한다(301단계). 상기 중계국(310)은 다수 이동국들의 자원 할당 요청을 취합한 후, 기지국(320)으로 한번의 대역폭 요청 코드를 송신한다(303단계).
상기 기지국(320)은 상기 중계국(310)으로 할당된 자원 정보가 포함된 코드분할다중접속 할당 정보 엘리먼트(CDMA(Code Division Multiple Access) Allocation IE(Information Element))를 송신한다(305단계). 상기 중계국(310)은 수신한 CDMA allocation IE를 각 이동국들에게 송신한다(307단계).
상기 이동국들(300)은 할당받은 자원을 이용하여 대역폭 요청 헤더를 중계국(310)으로 송신한다(309단계). 상기 중계국(310)은 이동국들의 대역폭 요청 헤더를 취합한 후, 상기 기지국(320)으로 한번의 수집 대역폭 요청 헤더(aggregate BW req header)를 송신한다(311단계). 상기 기지국(320)은 상기 중계국(310)으로 대역폭 할당 정보가 포함된 UL-MAP 메시지를 송신한다(313단계). 상기 중계국(310)은 상기 UL-MAP 메시지를 이동국들로 송신한다(315단계). 이후, 상기 이동국들(300)은 데이터(MAC PDU)를 중계국으로 송신하고(317단계), 상기 중계국(310)은 상기 데이터를 상기 기지국(320)으로 송신한다(319단계).
상술한 바와 같이, 상기 기고 문서에는 중계국이 RS_CID별로 대역폭 할당을 요청하는 것이 아니라 한번에 다수의 RS-CID들에 대한 대역폭 요청 헤더를 송신한다는 개념적인 내용만이 기재되어 있다. 즉, 상기 기고 문서에는 대역폭 요청 헤더를 어떤 방법으로 한번에 송신할 것인지 구체적인 방법이 기재되어 있지 않고, 단순히 맥 시그널링 헤더 타입(MAC signaling header type) 1을 사용하면 524288 바이트까지 R-UL 대역폭 할당을 요청할 수 있다는 내용만이 기재되어 있다. 또한, 상기 기고 문서에서는 중계국의 대역폭 할당 요청시 서비스 클래스를 전혀 고려하지 않았다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 본 발명의 목적은 멀티 홉 중계 통신 시스템에서 각 CID별 서비스 클래스를 고려한 대역폭 할당 요청 및 대역폭 할당 방법 및 그 시스템을 제공한다.
본 발명의 다른 목적은 멀티 홉 중계 통신 시스템에서 그룹 기반 대역폭 할당 요청 및 대역폭 할당 방법 및 그 시스템을 제공한다.
본 발명의 제1 방법은; 멀티 홉 중계 통신 시스템에서 중계국의 대역폭 할당 요청 방법에 있어서, 상기 중계국이 A개의 이동국과 B개의 연결을 설정하고 있을 경우, 제1 시점에서 상기 B개의 연결 각각의 대역폭 할당 요청 여부를 판단하는 과정과, 판단 결과에 상응하게 제2 시점에서 비트맵을 생성하는 과정과, 상기 생성한 비트맵을 포함하는 그룹 기반 대역폭 할당 요청(GBR) 헤더를 기지국으로 송신하는 과정을 포함하며, 상기 비트맵은 상기 B개의 연결들 중 C개의 연결 각각의 대역폭 할당 요청 여부를 나타내며, 상기 C개만큼의 영역을 포함하고, 상기 C개 영역 각각은 상기 C개 연결 각각에 할당된 이동국 연결 식별자(MS_CID)에 대응되는 중계국 연결 식별자(RS_CID)의 대역폭 할당 요청 여부를 나타내는 영역이며, 상기 제1 시점은 상기 제2 시점보다 빠른 시점이고, A는 1 이상의 정수값을, B는 2 이상의 정수값을, C는 B보다 작은 정수값을 가진다.
본 발명의 제2 방법은; 멀티 홉 중계 통신 시스템에서 중계국의 대역폭 할당 요청 방법에 있어서, 상기 중계국이 A개의 이동국과 B개의 연결을 설정하고 있을 경우, 제1시점에서 상기 B개의 연결 각각의 대역폭 할당 요청 여부를 판단하는 과정과, 제2시점에서 제1비트맵과 제2비트맵중 하나를 생성하는 과정과, 상기 생성한 비트맵을 포함하는 대역폭 할당 요청을 기지국으로 송신하는 과정을 포함하며, 상기 제1비트맵은 상기 B개의 연결 각각의 대역폭 할당 요청 여부를 나타내며, 상기 제2비트맵은 상기 B개의 연결들중 C개의 연결 각각의 대역폭 할당 요청 여부를 나타내며, 상기 제1비트맵은 B개의 영역을 포함하며, 상기 B개의 영역 각각은 상기 B개의 연결 각각에 할당되는 이동국 연결 식별자(MS_CID)에 대응되는 중계국 연결 식별자(RS_CID)의 대역폭 할당 요청 여부를 나타내는 영역이며, 상기 제2비트맵은 C개의 영역을 포함하며, 상기 C개의 영역 각각은 상기 C개의 연결 각각에 할당되는 MS_CID에 대응되는 RS_CID의 대역폭 할당 요청 여부를 나타내는 영역이며, 상기 제1시점과 제2시점은 상이하며, A는 1이상의 정수를 나타내고, B는 2 이상의 정수를 나타내며, C는 B보다 작은 정수이다.
본 발명의 제3 방법은; 멀티 홉 중계 통신 시스템에서 중계국의 대역폭 할당 요청 방법에 있어서, 다수의 이동국들로부터 상기 다수의 이동국들 각각에 기할당된 다수의 이동국 연결 식별자(MS_CID)를 기반으로 하는 대역폭 할당을 요청받는 과정과, 상기 다수의 이동국 연결 식별자 각각은 상기 중계국이 관리하는 중계국 연결 식별자(RS_CID) 각각에 대응되며, 특정 시점 이후 가장 빠르게 상향링크 폴링 자원을 할당받는 제1 중계국 연결 식별자를 검출하는 과정과, 미리 설정된 개수의 영역을 가지는 비트맵에서 첫번째 영역의 비트값을 상기 제1 중계국 연결 식별자를 위한 대역폭 할당 요청을 의미하는 값으로 설정하는 과정과, 상기 비트맵의 영역 개수가 2개 이상인 경우, 상기 중계국과 기지국간에 사전에 약속된 중계국 연결 식별자 정렬 순서를 고려하여 상기 비트맵의 두번째 영역부터 마지막 영역까지의 비트값을 결정하여 비트맵을 구성하는 과정과, 구성한 비트맵을 포함하는 그룹 기반 대역폭 요청 헤더(GBR header)를 상기 기지국으로 송신하는 과정을 포함한다.
본 발명의 제4 방법은; 멀티 홉 중계 통신 시스템에서 기지국의 대역폭 할당 방법에 있어서, 중계국으로부터 중계국 연결 식별자(RS_CID)별 대역폭 할당 요청 여부를 나타내는 비트맵이 포함된 대역폭 요청 헤더를 수신하는 과정과, 상기 비트맵을 복호하는 과정과, 복호된 비트맵 각 영역에 순차적으로 기록된 비트값과 미리 알고 있는 중계국 연결 식별자 정렬 순서가 기록된 리스트와 비교하는 과정과, 대역폭 할당 요청을 의미하는 비트값과 대응되는 중계국 연결 식별자를 위한 대역폭을 할당하는 과정을 포함한다.
본 발명의 시스템은; 멀티 홉 중계 통신 시스템에서, 이동국 연결 식별자(MS_CID)를 기반으로 대역폭 할당을 요청하는 적어도 하나의 이동국과, 상기 이동국의 대역폭 할당 요청을 수신하고, 상기 MS_CID와 일대일 대응 관계에 있는 중계국 연결 식별자(RS_CID)를 기반으로 다수의 RS_CID에 대해 대역폭 할당을 요청하는 중계국과, 상기 중계국의 대역폭 할당 요청을 수신하고, 다수의 RS_CID들을 위한 대역폭을 할당하는 기지국을 포함한다.
본 발명은 멀티 홉 중계 통신 시스템에서 중계국이 하나의 대역폭 요청 헤더를 사용하여 다수개의 CID들에 대한 대역폭 할당을 요청함으로써 오버헤드 및 레이턴시(latency)를 감소시킬 수 있는 이점이 있다. 또한, 각 CID별 서비스 클래스를 고려하여 대역폭을 할당함으로써 QoS(Quality of service) 이득을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기 설명에서는 본 발명의 동작을 이해하는데 필요한 부분만을 설명하며 그 이외의 배경 기술은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략한다.
본 발명은 멀티 홉 중계(multi hop relay) 통신 시스템에서 중계국이 하나의 대역폭 요청 헤더(BR header: Bandwidth request header)를 사용하여 다수개의 연결 식별자(connection identifier, 이하 'CID'라 칭함)에 대해 동시에 대역폭 할당을 요청하는 시스템 및 방법을 제공한다. 본 발명에서는 기존의 대역폭 요청 헤더 대신에 새로운 대역폭 요청 헤더를 제안한다. 상기 새로운 대역폭 요청 헤더의 구조는 도 5에 도시되어 있으며, 이하에서는 그룹 기반 대역폭 요청 헤더(GBR header: Group-based BR header)라 칭하기로 한다.
본 발명에 따른 대역폭 할당 요청 및 대역폭 할당이 이루어지기 위해서는 다음과 같은 가정들을 필요로 한다.
- 중계국(RS: relay station)은 non-transparent 중계국이다.
- 중계국 영역에 위치한 이동국의 CID, 즉 MS_CID는 중계국에 의해 할당된다.
- 이동국(MS: mobile station)은 다수개의 CID를 가질 수 있고, 각 CID들의 서비스 클래스는 같을 수도 있고 다를 수도 있다.
- 중계국을 통한 연결이 발생되면 액세스 링크의 MS_CID와 일대일 대응되는 릴레이 링크의 RS_CID도 동시에 할당된다.
- 각 CID는 CID별 폴링 주기가 존재하여, 해당 폴링 시점에 해당 CID를 위한 대역폭이 할당된다. MS_CID와 RS_CID는 폴링 주기가 같다.
- 기지국은 RS_CID들이 어느 중계국에 해당하는지 미리 알고있다.
- 본 발명이 적용되는 서비스 클래스는 ertPS(extended real time polling service), rtPS(real time polling service), nrtPS(non real time polling service), BE(best effort)이며, ertPS와 rtPS를 실시간 서비스로 규정하고, nrtPS와 BE를 비실시간 서비스라 규정한다. 일반적으로 실시간 서비스가 비실시간 서비스보다 지연이 더 민감하기 때문에 보다 높은 우선 순위를 가진다.
도 4는 MS_CID와 RS_CID의 일대일 대응 관계를 도시한 도면이다.
도 4에 도시한 바와 같이 이동국에 할당된 MS_CID는 중계국에 의해 관리되는 RS_CID와 일대일로 대응된다.
먼저, 중계국이 기지국에게 릴레이 상향링크(relay uplink, 이하 'R-UL'이라 칭함) 대역폭 할당을 요청하는 방안에 대해 설명하기로 한다.
중계국이 다수의 이동국들 각각으로부터 각 MS_CID별 대역폭 할당 요청을 수신하면, 상기 중계국은 가장 빠르게 폴링 자원을 할당받는 RS_CID를 판별한다. 여기서 상기 가장 빠르게 폴링 자원을 할당받는 RS_CID를 초기 RS_CID, 즉 initial_RS_CID라 칭한다. 상기 중계국은 상기 initial_RS_CID의 대역폭 할당 요청을 위해 할당받은 폴링 자원을 이용하여 본 발명에서 새롭게 제안하는 GBR 헤더를 구성하여 기지국으로 송신한다.
도 5는 본 발명에 따른 GBR 헤더 구조를 도시한 도면이다.
도 5의 GBR 헤더에서 n은 중계국이 대역폭 할당을 요청하는 RS_CID들의 개수를 의미한다. GBR_RS_CID_MAP의 형태는 도 6 및 도 7에 그 일례가 도시되어 있다. GBR_MSB 필드 및 GBR_LSB 필드에는 중계국이 요구하는 총 대역폭량이 기록된다. 상기 중계국이 요구할 수 있는 총 대역폭량은 221-n 바이트까지 가능하다.
한편, 각 RS_CID들은 서로 다른 폴링 주기를 가질 수 있다. 동일한 서비스 클래스를 가지는 RS_CID간에도 각 CID별 데이터 발생 시점이 다르기 때문에 각 RS_CID별 폴링 주기도 다를 수 있다. 본 발명에서 중계국이 GBR_RS_CID_MAP을 생성하는 시점은 일 례로 프레임이 시작되는 시점이거나 혹은 특정 개수의 대역폭 할당을 요청받는 경우가 있을 수 있다. 이하 도 6 및 7을 참조하여 비트맵(bitmap) 형태를 가지는 GBR_RS_CID_MAP을 구성하는 경우에 대해 설명하기로 한다. 도 6 및 7에서 음영으로 처리된 영역은 대역폭 할당을 필요로 하는 RS_CID를 의미한다.
도 6은 본 발명에 따른 Initial_RS_CID의 서비스 클래스가 실시간(RT) 서비 스 클래스에 해당하는 경우 GBR_RS_CID_MAP 구성을 도시한 도면이다.
도 6을 참조하면, GBR_RS_CID_MAP은 Initial_RS_CID의 비트값이 가장 먼저 채워지고, 이후에 실시간 서비스 클래스에 해당하는 RS_CID의 비트값이 채워진다. 상기 실시간 서비스 클래스에 해당하는 RS_CID들 각각은 대역폭 할당을 요청하는 CID와 대역폭 할당을 요청하지 않는 CID가 존재할 수 있다. 대역폭 할당을 요청하는 RS_CID의 비트값은 '1'로, 대역폭 할당을 요청하지 않는 RS_CID의 비트값은 '0'으로 설정될 수 있다.
예컨대, 도 6에서 initial_RS_CID는 식별자 #112에 해당하는 RS_CID가 되며, RS_CID #112는 ertPS 서비스 클래스에 해당한다. 따라서, GBR_RS_CID_MAP에서 첫번째 영역의 비트값은 1이 된다. 이후, 상기 GBR_RS_CID_MAP에서 두번째 영역은 rtPS 서비스 클래스에 해당하며, 대역폭 할당을 요청하는 RS_CID #129의 비트값 1이 채워진다. 다음으로, 상기 GBR_RS_CID_MAP에서 세번째 영역은 ertPS 서비스 클래스에 해당하며, 대역폭 할당을 요청하지 않는 RS_CID #144의 비트값 0이 채워진다. 이러한 방식에 따라 나머지 영역들에 실시간 서비스 클래스에 해당하는 RS_CID의 비트값 0 또는 1이 채워진다.
한편, 기지국은 CID 리스트를 가지고 있다. 상기 CID 리스트는 RS_CID들을 일정한 기준에 따라 정렬한 리스트를 의미한다. 상기 일정 기준은 일 례로 CID 값의 크기가 될 수 있다. 즉, 도 6에 도시된 바와 같이CID 값이 작은 순에서 큰 순으로 CID들을 정렬하여 CID 리스트를 만들수 있다. 물론, 상기 기지국은 각 RS_CID들이 어떤 서비스 클래스에 해당하는지를 이미 알고 있다고 가정한다.
도 7은 본 발명에 따른 Initial_RS_CID의 서비스 클래스가 비실시간(NRT) 서비스 클래스에 해당하는 경우 GBR_RS_CID_MAP 구성을 도시한 도면이다.
도 7에서도 도 6의 경우와 마찬가지로 GBR_RS_CID_MAP은 Initial_RS_CID의 비트값이 가장 먼저 채워지고, 이후에 실시간 서비스 클래스에 해당하는 RS_CID의 비트값이 채워진다. 일반적으로 비실시간 서비스 클래스들은 실시간 서비스 클래스들보다 지연에 덜 민감하다. 따라서, 상기 비실시간 서비스 클래스들에 해당하는 RS_CID를 위한 대역폭 할당은 비실시간 서비스 클래스들에 해당하는 각 RS_CID별 폴링 주기에 도달하였을 때 이루어지면 된다. 따라서, 상기 GBR_RS_CID_MAP은 폴링 주기에 도달한 initial_RS_CID를 제외한 나머지 비실시간 서비스 클래스들에 해당하는 RS_CID들의 대역폭 할당 요청에는 사용되지 않는다.
예컨대, 도 7에서 initial_RS_CID는 식별자 #823에 해당하는 RS_CID가 되며, RS_CID #823은 nrtPS 서비스 클래스에 해당한다. 따라서, GBR_RS_CID_MAP에서 첫번째 영역의 비트값은 1이 된다. 이후, 상기 GBR_RS_CID_MAP에서 두번째 영역은 ertPS 서비스 클래스에 해당하며, 대역폭 할당을 요청하는 RS_CID #835의 비트값 1이 채워진다. 그러나, 다음 RS_CID, 즉 #851 RS_CID는 대역폭 할당을 요청함에도 불구하고, 비실시간 서비스 클래스에 해당되므로 GBR_RS_CID_MAP의 구성 영역으로 포함되지 않는다. 따라서, 상기 GBR_RS_CID_MAP에서 세번째 영역에는 다음 순서의 실시간 서비스 클래스에 해당하는 RS_CID #873(ertPS)의 비트값 0이 채워진다. 상기 RS_CID #873은 대역폭 할당이 불필요한 CID에 해당한다. 이러한 방식에 따라 나머지 영역들에 실시간 서비스 클래스에 해당하는 RS_CID의 비트값 0 또는 1이 채워 진다.
한편, 상기와 같은 GBR_RS_CID_MAP이 포함된 GBR 헤더를 수신한 기지국은 다음 프레임에서 요청받은 대역폭을 UL-MAP을 통해 할당한다. 상기 기지국은 GBR_RS_CID_MAP을 구성하는 영역들 중 initial_RS_CID 영역을 제외한 나머지 영역들에서 비트값 1에 해당하는 RS_CID를 위한 폴링 자원은 해당 폴링 주기에서 할당하지 않는다. 따라서, 상기 initial_RS_CID를 제외한 나머지 RS_CID를 위한 대역폭 할당은 종래 방식에 비해 빠르게 이루어진다. 이를 도 10을 참조로 하여 설명하기로 한다.
도 10은 본 발명에 따른 대역폭 할당 요청 알고리즘과 종래의 대역폭 할당 요청 알고리즘간 대역폭 할당 지연을 비교 도시한 도면이다.
도 10에 도시한 바와 같이, 실시간 서비스 클래스에 해당하는 임의의 RS_CID를 가지는 제1 이동국의 데이터 발생 시점이 t1인 경우, 종래에는 상기 제1 이동국이 t3 시점에서 기지국으로부터 폴링 자원을 할당받고 t4 시점에서 종래의 대역폭 요청 헤더를 기지국으로 송신하였다.
하지만, 본 발명에서는 상기 제1 이동국이 t1 시점에서 데이터가 발생하였다 하더라도 상기 제1 이동국과는 다른 제2 이동국이 t2 시점에서 GBR 헤더에 상기 제1 이동국을 위한 대역폭 할당을 요청하기 때문에 t4 - t2 시간 차이만큼 시간 지연 측면에서 이득을 볼 수 있다. 여기서 상기 제2 이동국은 initial_RS_CID를 가진 이동 국이다.
도 8은 본 발명에 따른 중계국의 그룹 기반 대역폭 할당 요청 절차를 도시한 흐름도이다.
도 8을 참조하면, 802단계에서 중계국은 initial_RS_CID를 검출하고 804단계로 진행한다. 상기 804단계에서 상기 중계국은 상기 검출한 initial_RS_CID의 비트값을 포함하는 GBR_RS_CID_MAP을 구성하고 806단계로 진행한다. 상기 806단계에서 상기 중계국은 상기 구성한 GBR_RS_CID_MAP을 포함하는 GBR 헤더를 구성하고 808단계로 진행한다. 상기 808단계에서 상기 중계국은 구성한 GBR 헤더를 기지국으로 송신한다.
도 9는 본 발명에 따른 기지국의 대역폭 할당 절차를 도시한 흐름도이다.
도 9를 참조하면, 902단계에서 기지국은 중계국으로부터 GBR 헤더를 수신하고 904단계로 진행한다. 상기 904단계에서 상기 기지국은 상기 GBR 헤더내에 포함된 GBR_RS_CID_MAP을 복호하고 906단계로 진행한다. 상기 906단계에서 상기 기지국은 상기 GBR_RS_CID_MAP의 비트값들 중 1로 설정된 비트값에 대응되는 RS_CID별로 R-UL 자원, 즉 대역을 할당하고 908단계로 진행한다. 상기 908단계에서 상기 기지국은 할당된 R-UL 자원 정보를 포함하는 UL-MAP 메시지를 구성하고 910단계로 진행한다. 상기 910단계에서 상기 기지국은 상기 중계국으로 구성한 UL-MAP 메시지를 송신한다.
한편, 상술한 바에 의하면 GBR_RS_CID_MAP에는 initial_RS_CID를 제외하고는 실시간 서비스 클래스에 해당하는 RS_CID의 비트값만이 포함된다. 하지만, 다른 실 시예로 상기 GBR_RS_CID_MAP에는 실시간 여부에 상관없이 모든 서비스 클래스별 RS_CID의 비트값이 설정될 수도 있다.
도 1은 일반적인 대역폭 요청 헤더 구조를 도시한 도면
도 2는 일반적인 멀티 홉 중계 통신 시스템에서 CID 할당을 도시한 도면
도 3은 종래의 수집 대역폭 요청 방식을 도시한 도면
도 4는 MS_CID와 RS_CID의 일대일 대응 관계를 도시한 도면
도 5는 본 발명에 따른 GBR 헤더 구조를 도시한 도면
도 6은 본 발명에 따른 Initial_RS_CID의 서비스 클래스가 실시간(RT) 서비스 클래스에 해당하는 경우 GBR_RS_CID_MAP 구성을 도시한 도면
도 7은 본 발명에 따른 Initial_RS_CID의 서비스 클래스가 비실시간(NRT) 서비스 클래스에 해당하는 경우 GBR_RS_CID_MAP 구성을 도시한 도면
도 8은 본 발명에 따른 중계국의 그룹 기반 대역폭 할당 요청 절차를 도시한 흐름도
도 9는 본 발명에 따른 기지국의 대역폭 할당 절차를 도시한 흐름도
도 10은 본 발명에 따른 대역폭 할당 요청 알고리즘과 종래의 대역폭 할당 요청 알고리즘간 대역폭 할당 지연을 비교 도시한 도면

Claims (15)

  1. 멀티 홉 중계 통신 시스템에서 중계국의 대역폭 할당 요청 방법에 있어서,
    상기 중계국이 A개의 이동국과 B개의 연결을 설정하고 있을 경우, 제1 시점에서 상기 B개의 연결 각각의 대역폭 할당 요청 여부를 판단하는 과정과,
    판단 결과에 상응하게 제2 시점에서 비트맵을 생성하는 과정과,
    상기 생성한 비트맵을 포함하는 그룹 기반 대역폭 할당 요청(GBR) 헤더를 기지국으로 송신하는 과정을 포함하며,
    상기 비트맵은 상기 B개의 연결들 중 C개의 연결 각각의 대역폭 할당 요청 여부를 나타내며, 상기 C개만큼의 영역을 포함하고, 상기 C개 영역 각각은 상기 C개 연결 각각에 할당된 이동국 연결 식별자(MS_CID)에 대응되는 중계국 연결 식별자(RS_CID)의 대역폭 할당 요청 여부를 나타내는 영역이며, 상기 제1 시점은 상기 제2 시점보다 빠른 시점이고, A는 1 이상의 정수값을, B는 2 이상의 정수값을, C는 B보다 작은 정수값을 가짐을 특징으로 하는 중계국의 대역폭 할당 요청 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2 시점은 상기 제1 시점 이후 가장 빠르게 상향링크 폴링 자원을 할당받는 RS_CID의 폴링 자원 할당 시점임을 특징으로 하는 중계국의 대역폭 할당 요청 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 비트맵을 생성하는 과정은;
    상기 B개의 연결들 중 상기 멀티 홉 중계 통신 시스템에서 서비스하는 적어도 2개의 서비스 품질 클래스들 중 실시간 서비스 품질 클래스에 대응되는 C개의 연결을 검출하는 단계와,
    상기 C개의 연결 각각의 대역폭 할당 요청 여부를 나타내는 비트값을 상기 비트맵의 영역에 기록하는 단계를 포함하는 중계국의 대역폭 할당 요청 방법.
  4. 멀티 홉 중계 통신 시스템에서 중계국의 대역폭 할당 요청 방법에 있어서,
    상기 중계국이 A개의 이동국과 B개의 연결을 설정하고 있을 경우, 제1시점에서 상기 B개의 연결 각각의 대역폭 할당 요청 여부를 판단하는 과정과,
    제2시점에서 제1비트맵과 제2비트맵중 하나를 생성하는 과정과,
    상기 생성한 비트맵을 포함하는 대역폭 할당 요청을 기지국으로 송신하는 과정을 포함하며,
    상기 제1비트맵은 상기 B개의 연결 각각의 대역폭 할당 요청 여부를 나타내며, 상기 제2비트맵은 상기 B개의 연결들중 C개의 연결 각각의 대역폭 할당 요청 여부를 나타내며,
    상기 제1비트맵은 B개의 영역을 포함하며, 상기 B개의 영역 각각은 상기 B개 의 연결 각각에 할당되는 이동국 연결 식별자(MS_CID)에 대응되는 중계국 연결 식별자(RS_CID)의 대역폭 할당 요청 여부를 나타내는 영역이며,
    상기 제2비트맵은 C개의 영역을 포함하며, 상기 C개의 영역 각각은 상기 C개의 연결 각각에 할당되는 MS_CID에 대응되는 RS_CID의 대역폭 할당 요청 여부를 나타내는 영역이며,
    상기 제1시점과 제2시점은 상이하며, A는 1이상의 정수를 나타내고, B는 2 이상의 정수를 나타내며, C는 B보다 작은 정수를 나타냄을 특징으로 하는 중계국의 대역폭 할당 요청 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제2시점은 상기 B개의 연결 각각에 대한 상향 링크 자원 폴링 시점들중 상기 제1시점 이후 가장 빠른 시점임을 특징으로 하는 중계국의 대역폭 할당 요청 방법.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 비트맵을 생성하는 과정은;
    상기 B개의 연결들중 상기 멀티 홉 중계 통신 시스템에서 서비스하는 적어도 2개의 서비스 품질 클래스들중 임의의 한 서비스 품질 클래스인 제1서비스 품질 클 래스에 대응되는 서비스를 제공하는 C개의 연결을 검출하는 단계와,
    상기 C개의 연결 각각의 대역폭 할당 요청 여부를 나타내는 제2비트맵을 생성하는 단계를 포함하는 중계국의 대역폭 할당 요청 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1서비스 품질 클래스는 실시간 서비스를 제공하는 서비스 품질 클래스임을 특징으로 하는 중계국의 대역폭 할당 요청 방법.
  8. 멀티 홉 중계 통신 시스템에서 중계국의 대역폭 할당 요청 방법에 있어서,
    다수의 이동국들로부터 상기 다수의 이동국들 각각에 기할당된 다수의 이동국 연결 식별자(MS_CID)를 기반으로 하는 대역폭 할당을 요청받는 과정과,
    상기 다수의 이동국 연결 식별자 각각은 상기 중계국이 관리하는 중계국 연결 식별자(RS_CID) 각각에 대응되며, 특정 시점 이후 가장 빠르게 상향링크 폴링 자원을 할당받는 제1 중계국 연결 식별자를 검출하는 과정과,
    미리 설정된 개수의 영역을 가지는 비트맵에서 첫번째 영역의 비트값을 상기 제1 중계국 연결 식별자를 위한 대역폭 할당 요청을 의미하는 값으로 설정하는 과정과,
    상기 비트맵의 영역 개수가 2개 이상인 경우, 상기 중계국과 기지국간에 사 전에 약속된 중계국 연결 식별자 정렬 순서를 고려하여 상기 비트맵의 두번째 영역부터 마지막 영역까지의 비트값을 결정하여 비트맵을 구성하는 과정과,
    구성한 비트맵을 포함하는 그룹 기반 대역폭 요청 헤더(GBR header)를 상기 기지국으로 송신하는 과정을 포함하는 중계국의 대역폭 할당 요청 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 비트값은 각 중계국 연결 식별자의 대역폭 할당 요청 여부를 나타내며, 전체 중계국 연결 식별자들 중 실시간 서비스 클래스에 해당하는 중계국 연결 식별자를 선택하여 상기 비트맵 각 영역의 비트값을 결정함을 특징으로 하는 중계국의 대역폭 할당 요청 방법.
  10. 멀티 홉 중계 통신 시스템에서 기지국의 대역폭 할당 방법에 있어서,
    중계국으로부터 중계국 연결 식별자(RS_CID)별 대역폭 할당 요청 여부를 나타내는 비트맵이 포함된 대역폭 요청 헤더를 수신하는 과정과,
    상기 비트맵을 복호하는 과정과,
    복호된 비트맵 각 영역에 순차적으로 기록된 비트값과 미리 알고 있는 중계국 연결 식별자 정렬 순서가 기록된 리스트와 비교하는 과정과,
    대역폭 할당 요청을 의미하는 비트값과 대응되는 중계국 연결 식별자를 위한 대역폭을 할당하는 과정을 포함하는 기지국의 대역폭 할당 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 대역폭 요청 헤더는 중계국이 요청하는 총 대역폭 정보를 포함함을 특징으로 하는 기지국의 대역폭 할당 방법.
  12. 멀티 홉 중계 통신 시스템에서,
    이동국 연결 식별자(MS_CID)를 기반으로 대역폭 할당을 요청하는 적어도 하나의 이동국과,
    상기 이동국의 대역폭 할당 요청을 수신하고, 상기 MS_CID와 일대일 대응 관계에 있는 중계국 연결 식별자(RS_CID)를 기반으로 다수의 RS_CID에 대해 대역폭 할당을 요청하는 중계국과,
    상기 중계국의 대역폭 할당 요청을 수신하고, 다수의 RS_CID들을 위한 대역폭을 할당하는 기지국을 포함하는 멀티 홉 중계 통신 시스템.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 중계국은 A개의 이동국과 B개의 연결을 설정하고 있을 경우, 제1 시점 에서 상기 B개의 연결 각각의 대역폭 할당 요청 여부를 판단하고, 판단 결과에 상응하게 제2 시점에서 비트맵을 생성하고, 상기 생성한 비트맵을 포함하는 그룹 기반 대역폭 할당 요청(GBR) 헤더를 상기 기지국으로 송신함을 특징으로 하는 멀티 홉 중계 통신 시스템.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 비트맵은 상기 B개의 연결들 중 C개의 연결 각각의 대역폭 할당 요청 여부를 나타내며, 상기 C개만큼의 영역을 포함하고, 상기 C개 영역 각각은 상기 C개 연결 각각에 할당된 이동국 연결 식별자(MS_CID)에 대응되는 중계국 연결 식별자(RS_CID)의 대역폭 할당 요청 여부를 나타내는 영역이며, 상기 제1 시점은 상기 제2 시점보다 빠른 시점이고, A는 1 이상의 정수값을, B는 2 이상의 정수값을, C는 B보다 작은 정수값을 가짐을 특징으로 하는 멀티 홉 중계 통신 시스템.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 중계국은 상기 B개의 연결들 중 상기 멀티 홉 중계 통신 시스템에서 서비스하는 적어도 2개의 서비스 품질 클래스들 중 실시간 서비스 품질 클래스에 대응되는 C개의 연결을 검출하고, 상기 C개의 연결 각각의 대역폭 할당 요청 여부를 나타내는 비트값을 상기 비트맵의 영역에 기록하여 비트맵을 생성함을 특징으로 하 는 멀티 홉 중계 통신 시스템.
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