KR20090026011A

KR20090026011A - 광대역 무선 접속 통신 시스템에서 중계국으로 전용 억세스영역을 할당하기 위한 장치 및 방법

Info

Publication number: KR20090026011A
Application number: KR1020080005490A
Authority: KR
Inventors: 강현정; 오창윤; 손중제
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2007-09-07
Filing date: 2008-01-18
Publication date: 2009-03-11
Also published as: KR101501155B1

Abstract

본 발명은 다중홉 릴레이 방식을 사용하는 광대역 무선 접속 통신 시스템에서 중계국으로 전용 억세스 영역을 할당하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 중계국의 통신 방법에 있어서, 기지국과 단말 사이의 통신을 릴레이하는 과정과, 상기 단말과의 통신을 위해 전용 자원이 필요한지 판단하는 과정과, 상기 전용 자원이 필요한 경우, 필요한 자원량 정보를 포함하는 전용 억세스영역 요청 메시지를 구성하는 과정과, 상기 전용 억세스영역 요청 메시지를 상기 기지국으로 전송하는 과정을 포함한다.

릴레이, 억세스 영역, 전용 자원

Description

광대역 무선 접속 통신 시스템에서 중계국으로 전용 억세스 영역을 할당하기 위한 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR ALLOCATING DEDICATED ACCESS ZONE TO RELAY STATION IN A MULTI-HOP RELAY BROADBAND WIRELESS ACCESS COMMUNICATION SYSTEM}

본 발명은 다중 홉 릴레이 방식을 사용하는 광대역 무선 접속 통신 시스템에 관한 것으로, 특히 분산적 스케줄링을 수행하는 중계국으로 단말과의 통신을 위한 전용 억세스 영역을 할당하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.

차세대 통신시스템인 4세대(4th Generation: 이하 '4G'라 칭함) 통신 시스템에서는 약 100Mbps의 전송 속도를 가지는 다양한 서비스 품질(Quality of Service: 이하 'QoS'라 칭함)을 가지는 서비스들을 사용자들에게 제공하기 위한 활발한 연구가 진행되고 있다. 특히, 현재 4G 통신 시스템에서는 무선 근거리 통신 네트워크(Local Area Network: 이하 'LAN'이라 칭함) 시스템 및 무선 도시 지역 네트워크(Metropolitan Area Network: 이하 'MAN'이라 칭함) 시스템과 같은 광대역 무선 접속(Broadband Wireless Access: BWA) 통신 시스템에 이동성(mobility)과 QoS를 보장하는 형태로 고속 서비스를 지원하도록 하는 연구가 활발하게 진행되고 있으며, 그 대표적인 통신 시스템이 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.16d 통신 시스템 및 IEEE 802.16e 통신 시스템이다.

상기 IEEE 802.16d 통신 시스템 및 IEEE 802.16e 통신 시스템은 물리 채널(physical channel)을 위해 상기 직교 주파수 분할 다중(Orthogonal Frequency Division Multiplexing: 이하 'OFDM'이라 칭함)/직교 주파수 분할 다중 접속(Orthogonal Frequency Division Multiple Access: 이하 'OFDMA'라 칭함) 방식을 사용하고 있다. 상기 IEEE 802.16d 통신 시스템은 현재 가입자 단말기(Subscriber Station: 이하 ‘SS'라 칭함)가 고정된 상태, 즉 SS의 이동성을 전혀 고려하지 않은 상태 및 단일 셀 구조만을 고려하고 있는 시스템이다. 이와는 달리, IEEE 802.16e 통신 시스템은 상기 IEEE 802.16d 통신 시스템에 SS의 이동성을 고려하는 시스템이며, 상기 이동성을 가지는 SS를 이동 단말기(Mobile Station: 이하 ‘MS'라 칭함)라고 칭하기로 한다.

도 1은 일반적인 IEEE 802.16e 통신 시스템의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.

상기 도 1을 참조하면, 상기 IEEE 802.16e 통신 시스템은 다중 셀 구조를 가지며, 즉 셀(100)과 셀(150)을 가지며, 상기 셀(100)을 관장하는 기지국(Base Station: BS)(110)과, 상기 셀(150)을 관장하는 기지국(140)과, 다수의 MS들(111, 113, 130, 151, 153)로 구성된다. 그리고 상기 기지국들(110, 140)과 상기 MS 들(111, 113, 130, 151, 153)간의 신호 송수신은 상기 OFDM/OFDMA 방식을 사용하여 이루어진다. 여기서, 상기 MS들(111, 113, 130, 151, 153) 중 MS(130)는 상기 셀(100)과 상기 셀(150)의 경계 지역, 즉 핸드오버(handover) 영역에 위치한다. 따라서, 상기 MS(130)이 상기 기지국(110)과 신호를 송수신하는 중에 상기 기지국(140)이 관장하는 셀(150)쪽으로 이동하면, 그 서빙 기지국(serving BS)은 상기 기지국(110)에서 상기 기지국(140)으로 변경된다.

상기 일반적인 IEEE 802.16e 통신 시스템은 상기 도 1과 같이 고정된 기지국과 MS 간에 직접 링크를 통해 시그널링 송수신이 이루어지므로 상기 기지국과 MS 간에 신뢰도가 높은 무선 통신 링크를 쉽게 구성할 수 있다. 그런데, 상기의 IEEE 802.16e 통신 시스템은 기지국의 위치가 고정되어 있으므로 무선망 구성에 있어서 유연성이 낮으며, 따라서 트래픽 분포나 통화 요구량 변화가 심한 무선 환경에서는 효율적인 통신 서비스를 제공하기 어렵다.

이와 같은 단점을 극복하기 위해 고정된 중계국(relay station) 혹은 이동성을 갖는 중계국 혹은 일반 MS들을 이용하여 다중 홉 릴레이 형태의 데이터 전달 방식을 상기 IEEE802.16e 통신 시스템과 같은 일반 셀룰라 무선 통신 시스템에 적용할 수 있다. 상기 다중 홉 릴레이 방식을 사용하는 무선 통신 시스템은 통신 환경 변화에 신속하게 대응하여 네트워크를 재구성할 수 있으며, 전체 무선망을 보다 효율적으로 운용할 수 있다. 예를 들어, 상기 다중 홉 릴레이 방식을 사용하는 무선 통신 시스템은 셀 서비스 영역을 확장시키고 시스템 용량을 증대시킬 수 있다. 즉, 기지국과 MS 간 채널 상태가 열악한 경우 상기 기지국과 MS 사이에 중계국을 설치 하여 상기 중계국을 통한 다중 홉 릴레이 경로를 구성함으로써 채널 상태가 보다 우수한 무선 채널을 상기 MS에게 제공할 수 있다. 또한 기지국으로부터 채널 상태가 열악한 셀 경계 지역에서 상기 다중 홉 릴레이 방식을 사용함으로써 보다 고속의 데이터 채널을 제공할 수 있고, 셀 서비스 영역을 확장시킬 수 있다.

여기서, 상기 기지국 서비스 영역 확대를 위한 다중 홉 릴레이 방식을 사용하는 무선 통신 시스템의 구조를 설명하기로 한다.

도 2는 기지국 서비스 영역 확대를 위한 다중 홉 릴레이 방식을 사용하는 광대역 무선 통신 시스템의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.

상기 도 2를 참조하면, 상기 다중 홉 릴레이 무선 통신 시스템은 다중 셀 구조를 가지며, 즉 셀(200)과 셀(240)을 가지며, 상기 셀(200)을 관장하는 기지국(Base Station: BS)(210)과, 상기 셀(240)을 관장하는 기지국(250)과, 상기 셀(200) 영역 안에 위치하는 다수의 MS들(211, 213)과, 상기 기지국(210)이 관리하지만 상기 셀(200) 영역 밖의 영역(230)에 존재하는 다수의 MS들(221, 223)과, 상기 기지국(210)과 상기 영역(230)에 존재하는 MS(221, 223)들 간에 다중 홉 릴레이 경로를 제공하는 중계국(220)과, 상기 셀(240) 영역 안에 위치하는 다수의 MS들(251, 253, 255)과, 상기 기지국(250)이 관리하지만 상기 셀(240) 영역 밖의 영역(270)에 존재하는 다수의 MS들(261, 263)과, 상기 기지국(250)과 상기 영역(270)에 존재하는 MS(261, 263)들 간에 다중 홉 릴레이 경로를 제공하는 중계국(260)으로 구성된다. 여기서, 상기 기지국들(210, 250)과 상기 중계국들(220, 260) 및 상기 MS들(211, 213, 221, 223, 251, 253, 255, 261, 263) 간의 신호 송수신은 상기 OFDM/OFDMA 방식을 사용하여 이루어진다.

다음으로, 시스템 용량 증대를 위한 다중 홉 릴레이 방식을 사용하는 무선 통신 시스템의 구조를 설명하기로 한다.

도 3은 시스템 용량 증대를 위한 다중 홉 릴레이 방식을 사용하는 광대역 무선 통신 시스템의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.

상기 도 3을 참조하면, 상기 다중 홉 릴레이 무선 통신 시스템은 기지국(310)과 다수의 MS들(311, 313, 321, 323, 331, 333)과 상기 기지국(310)과 상기 MS들(311, 313, 321, 323, 331, 333) 간 다중 홉 릴레이 경로를 제공하는 중계국들(320, 330)로 구성된다. 그리고, 상기 기지국(310), 상기 중계국들(320, 330)과 상기 MS들(311, 313, 321, 323, 331, 333)간의 신호 송수신은 상기 OFDM/OFDMA 방식을 사용하여 이루어진다. 상기 기지국(310)은 셀(300)을 관장하며, 상기 셀(300) 영역에 포함되는 MS들(311, 313, 321, 323, 331, 333)과 중계국들(320, 330)은 상기 기지국(310)과 신호를 직접 송수신할 수 있다.

그런데, 상기 일부 MS들(321, 323, 331, 333)과 같이 상기 셀(300) 가장자리 가까이에 위치한 경우에는 상기 기지국(310)과 상기 일부 MS들(321, 323, 331, 333) 간의 직접 링크의 수신 신호 대 잡음비(signal to noise ratio: 이하 'SNR'이라 칭함)가 낮을 수 있다. 이때, 상기 중계국들(320, 330)은 상기 MS들(321, 323, 331, 333)에게 고속의 데이터 전송 경로를 제공함으로써 상기 MS들의 유효 전송률을 높이고 시스템 용량을 증대시킬 수 있게 된다.

여기서, 상기 도 2 혹은 도 3의 다중 홉 릴레이를 사용하는 광대역 무선 통 신 시스템에서, 중계국들(220, 260, 320, 330)은 서비스 제공자가 설치한, 그래서 기지국들(210, 250, 310)이 미리 알고 관리하는 기반시설(infrastructure) 중계국이거나, 상황에 따라 가입자 단말기(SS 또는 MS) 혹은 중계국으로 동작하는 클라이언트(client) 중계국일 수 있다. 또한, 상기 중계국들(220, 260, 320, 330)은 이동성이 없는 고정 중계국이거나, 노매딕(nomadic)한 특성을 갖는 노매딕 중계국(예: 노트북)이거나, 상기 MS와 같은 이동성이 있는 이동 중계국일 수 있다.

한편, 상기 다중홉 릴레이를 사용하는 시스템에서 기지국은 자신이 관리하는 중계국과의 통신 및 상기 중계국과 단말 사이의 통신에 대한 스케줄링을 수행할 수 있다. 이와 같이, 기지국이 기지국과 중계국이 통신하는 중계 링크(Relay link) 및 중계국과 단말이 통신하는 억세스 링크(access link)에 대한 스케줄링을 모두 수행하는 경우를 중앙집중 스케줄링(centralized scheduling)이라 한다. 이와 반대로, 중계국이 기지국의 관여 없이 자신이 관리하는 단말에 대하여 직접 스케줄링하는 경우를 분산적 스케줄링이라 한다.

그런데, 상기 분산적 스케줄링을 수행하는 경우, 중계국은 단말과 전용 자원을 통해 통신하기를 원할 수 있다. 예를 들어, 단말과의 통신에 대해 주변 노드로부터의 간섭이 클 경우, 중계국만 사용할 수 있는 전용 자원을 통해 통신하기를 원할 것이다. 이럴 경우, 상기 전용 자원은 기지국에서 스케줄링해 줘야 한다. 즉, 상기 중계국은 기지국으로 자신만이 사용할 수 있는 전용 영역(dedicated region)을 요청해야 하고, 기지국은 중계국이 요청하는 영역 크기에 맞는 영역을 결정하고, 상기 결정된 영역을 중계국으로 알려줘야 한다. 즉, 분산적 스케줄링을 수행하 는 경우에도, 기지국에서 중계국과 단말이 통신하는 억세스 링크(또는 억세스 존)에 대하여 스케줄링을 수행할 필요가 있으며, 이런 경우 기지국에서 중계국으로 중계 억세스 자원(R-Access region)을 할당하기 위한 시그널링 절차가 필요하다.

따라서, 본 발명의 목적은 다중홉 릴레이 방식을 사용하는 무선통신시스템에서 분산적 스케줄링을 수행하는 중계국으로 단말과의 통신을 위한 전용 억세스 영역을 할당하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 다중홉 릴레이 방식을 사용하는 무선통신시스템에서 분산적 스케줄링을 수행하는 중계국으로 사용을 금지하는 영역 정보를 알리기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 다중홉 릴레이 방식을 사용하는 무선통신시스템에서 분산적 스케줄링을 수행하는 중계국으로 단말과의 통신을 위한 전용 억세스 자원을 할당하기 위한 시그널링 장치 및 방법을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 견지에 따르면, 다중홉 릴레이 방식을 사용하는 무선통신시스템에서 중계국의 통신 방법에 있어서, 기지국과 단말 사이의 통신을 릴레이하는 과정과, 상기 단말과의 통신을 위해 전용 자원이 필요한지 판단하는 과정과, 상기 전용 자원이 필요한 경우, 필요한 자원량 정보를 포함하는 전용 억세스영역 요청 메시지를 구성하는 과정과, 상기 전용 억세스영역 요청 메시지를 상기 기지국으로 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 견지에 따르면, 다중홉 릴레이 방식을 사용하는 무선통신시 스템에서 기지국의 통신 방법에 있어서, 중계국과 단말이 통신하는 억세스 링크에 대한 전용 자원 할당이 필요한지 판단하는 과정과, 상기 전용 자원이 필요한 경우, 상기 중계국으로 할당할 전용 자원을 결정하는 과정과, 상기 결정된 전용 자원 정보를 포함하는 전용 억세스영역 할당메시지를 구성하는 과정과,　상기 전용 억세스영역 할당메시지를 상기 중계국으로 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 견지에 따르면, 다중홉 릴레이 방식을 사용하는 무선통신시스템에서 중계국 장치에 있어서, 기지국과 단말 사이의 릴레이 서비스를 제어하며, 상기 단말과의 통신을 위해 전용 자원이 필요한지 판단하는 제어부와, 상기 전용 자원이 필요한 경우, 필요한 자원량 정보를 포함하는 전용 억세스영역 요청 메시지를 구성하는 메시지 생성부와, 상기 전용 억세스영역 요청 메시지를 상기 기지국으로 송신하는 송신부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 견지에 따르면, 다중홉 릴레이 방식을 사용하는 무선통신시스템에서 기지국 장치에 있어서, 중계국과 단말이 통신하는 억세스 링크에 대한 전용 자원 할당이 필요한지 판단하며, 상기 전용 자원이 필요한 경우, 상기 중계국으로 할당할 전용 자원을 결정하는 제어부와, 상기 결정된 전용 자원 정보를 포함하는 전용 억세스영역 할당메시지를 구성하는 메시지 생성부와, 상기 전용 억세스영역 할당메시지를 상기 중계국으로 송신하는 송신부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 견지에 따르면, 다중홉 릴레이 방식을 사용하는 무선통신 시스템에서 기지국의 통신 방법에 있어서, 중계국으로부터 전용 억세스 영역 요청 메시지를 수신하는 과정과, 상기 전용 억세스 영역 요청 메시지의 정보를 이용해서 상기 중계국으로 전용 억세스 영역을 할당할수 있는지 판단하는 과정과, 상기 중계국으로 전용 억세스 영역을 할당할 수 있을 경우, 상기 중계국으로 할당되는 전용 자원의 정보를 포함하는 전용 억세스영역 할당 메시지를 상기 중계국으로 전송하는 과정과, 상기 중계국으로 전용 억세스 영역을 할당할수 없을 경우, 전용 억세스 영역 할당불가 메시지를 상기 중계국으로 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 분산적 스케줄링을 수행하는 중계국에게 단말과의 통신을 위한 전용 억세스 자원을 할당할 수 있다. 이와 같이, 전용 자원을 할당받을 경우, 중계국은 다른 노드의 간섭 없이 전용 자원을 통해 단말과 통신할 수 있기 때문에, 단말과의 통신 품질을 향상시킬 수 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 동작 원리를 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정 의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

이하 본 발명은 다중홉 릴레이 방식을 사용하는 광대역 무선통신시스템에서 분산적 스케줄링(distributed scheduling)을 수행하는 경우, 중계국과 단말 사이의 억세스 존(또는 억세스 링크)상에 전용 자원을 할당하기 위한 시그널링 절차를 제안한다.

중계국은 억세스 하향링크 또는 상향링크에서 단말과의 전용 통신을 위해 필요한 대역량 정보를 기지국으로 전송하고, 기지국은 상기 대역량 정보에 기반하여 상기 중계국이 사용할 전용 영역을 결정하고, 상기 결정된 전용 영역 정보를 상기 중계국과 인접 중계국으로 전송한다. 그러면, 상기 중계국은 상기 전용 영영에 대하여 스케줄링을 수행하여 상기 단말에게 릴레이 서비스를 제공하고, 상기 인접 중계국은 상기 전용 영역을 스케줄링에서 제외한다.

상기 다중 홉 릴레이 방식을 사용하는 광대역 무선통신시스템은, 예를 들어, OFDM/OFDMA 방식을 사용하는 통신 시스템으로, 상기 OFDM/OFDMA 방식을 사용하기 때문에 다수의 서브 캐리어(sub-carrier)들을 사용하여 물리 채널 신호를 송신함으로써 고속 데이터 송신이 가능하며, 다중셀(multi-cell) 구조를 통해 MS의 이동성을 지원할 수 있다.

이하 본 발명은 광대역 무선접속 통신 시스템을 예로 들어 설명하지만, 다중 홉 릴레이 방식을 사용하는 셀룰라 기반의 통신 시스템이라면 동일하게 적용될 수 있다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 다중홉 릴레이 방식을 사용하는 무선통신시스템에서 기지국의 동작 절차를 도시하고 있다.

도 4를 참조하면, 먼저 기지국은 401단계에서 중계국의 릴레이 서비스를 통해 단말과 데이터를 송수신한다. 상기 릴레이 서비스를 이용해 단말과 통신 수행 중, 상기 기지국은 403단계에서 상기 중계국으로부터 전용 억세스 영역 요청(Dedicated access zone request) 메시지가 수신되는지 검사한다. 상기 중계국은 단말과 전용 자원을 통해 통신하고자 할 때 상기 전용 억세스 영역 요청 메시지를 기지국으로 전송한다. 상기 전용 억세스 요청 메시지의 일 예를 살펴보면 하기 <표 1>과 같다.

Syntax	Notes
RS Dedicated Access Zone Request{
HT	Indicate header Type
EC	Indicate encryption control
Type	Indicate extended MAC signalling header type Ⅱ
Extended Type	Indicate RS dedicated access zone request header
DL/UL Indicator	Indicate the request is for DL access zone or UL access zone
BR	Number of OFDMA slots requested for the RS portion of DL(or UL) access zone
CID	Basic CID(or tunnel CID) of the RS
HCS	header check sequence
}

상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 상기 전용 억세스 영역 요청(Dedicated Access Zone Request)　메시지는, HT(Header Type), EC(Encryption Control), 타입(Type), 확장 타입(Extended Type), DL/UL 지시자(DL/UL indicator), 대역폭요청(Bandwidth Request), 중계국 식별자(CID : Connection Identifier), HCS(Header Check Sequence)을 포함한다. 즉, 상기 전용 억세스 영역 요청 메시지는, 요청하는 전용 억세스 영역이 상향링크인지 혹은 하향링크인지를 나타내는 지시자와, 중계국이 요청하는 대역량 정보와, 중계국의 식별자 정보를 포함한다.

상기 표 1의 구조는, 상향링크 혹은 하향링크 중 하나에 대한 전용 영역을 요청하는 경우에 사용될 수 있으나, 상향링크와 하향링크 모두에 대해 전용 영역을 요청하는 경우에는 사용하기 어렵다. 따라서, 상기 전용 억세스 영역 요청 메시지는 다른 예로 하기 표 2와 같이 실시될 수도 있다.

Syntax	Notes
RS Dedicated Access Zone Request{
HT	Indicate header Type
EC	Indicate encryption control
Type	Indicate extended MAC signalling header type Ⅱ
Extended Type	Indicate RS dedicated access zone request header
DL Indicator	Indicate the request of DL access zone
DL BR	Number of OFDMA slots requested for the RS portion of DL access zone
UL Indicator	Indicate the request of UL access zone
UL BR	Number of OFDMA slots requested for the RS portion of UL access zone
CID	Basic CID(or tunnel CID) of the RS
HCS	header check sequence
}

상기 표 2에 나타낸 바와 같이, 상기 전용 억세스 영역 요청 메시지는, 중계국이 요청하는 전용 자원이 하향링크임을 나타내는 지시자(DL Indicator)와, 상기 하향링크에 대하여 요청하는 대역량 정보(DL BR)와, 중계국이 요청하는 전용 자원이 상향링크임을 나타내는 지시자(UL Indicator)와, 상기 상향링크에 대하여 요청하는 대역량 정보(UL BR)와, 중계국의 식별자(CID) 정보를 포함한다. 만일, 하향링크 및 상향링크 중 하나에 대해서는 전용 자원을 요청하는 경우, 할당이 필요하지 않는 링크에 대한 대역량은 '0'으로 설정될 수 있다.

또한, 상기 전용 억세스 영역 요청 메시지는 또 다른 예로 하기 표 3과 같이 현재 표준에 정의되어 있는 상향링크 사이즈 요청 헤더(RS UL size request header)로 실시될 수도 있다.

Syntax	Notes
RS UL size request header format(){
HT	set to 1
EC	set to 1
Type	set to 1
Extended Type	set to 5 indication RS UL size request header
size	Number of OFDMA slots requested for the RS portion of the UL access zone
CID	Basic CID of the RS
HCS	header check sequence
}

상기 표 3에 나타낸 바와 같이, 전용 억세스 영역 요청 메시지는, 상향링크에 대하여 요청하는 대역량 정보와, 중계국 식별자 정보를 포함한다. 그런데, 상기 표 3의 메시지는 상향링크에 대해서만 자원을 요청할수 있기 때문에, 하향링크에 대해서도 자원을 요청하기 위해서는 표 1 또는 표 2를 사용하는 것이 바람직하다.

상기 표 1 내지 표 3은 예를 들어 IEEE 802.16j의 "extended MAC signalling header type Ⅱ"의 확장 타입(extended type) 구조를 이용하여 구성한 것이며, 상기 전용 억세스 영역 요청 메시지는 헤더(header) 형태가 아닌 일반적인 메시지(MAC management) 형태로 구성될 수도 있다.

중계국으로부터 상기 전용 억세스 영역 요청 메시지가 수신되면, 상기 기지국은 405단계에서 상기 메시지 내 대역량 정보를 참조해서 상기 중계국으로 할당할 전용 억세스 영역을 결정한다. 그리고, 상기 기지국은 407단계에서 상기 결정된 전용 억세스 영역의 할당 정보를 포함하는 메시지를 전송한다. 이때, 상기 전용 억세스 영역 할당 메시지는 인접 중계국도 수신할 수 있도록 브로드캐스트 방식으로 전송될 수 있다. 상기 전용 억세스 영역 할당 메시지는 일 예로 하기 표 4과 같이 구성될 수 있다.

Syntax	Notes
RS Dedicated Access Zone Alloc{
Type	RS dedicated access zone allocation IE
Length
RS CID	Basic CID of RS which request the allocation of dedicated access zone
DL/UL indicator	Indication the request is for DL access zone or UL access zone
OFDMA symbol offset
Subchannel offset
No. OFDMA symbols
No. subchannels
}

상기 표 4에 나타낸 바와 같이, 상기 전용 억세스영역 할당 메시지는, 중계국의 식별자(RS CID)와, 할당되는 전용 억세스 영역이 상향링크인지 혹은 하향링크인지를 나타내는 지시자(DL/UL indicator)와, 할당되는 전용 억세스 영역에 대한 자원 정보(OFDMA symbol offset, Subchannel offset, No.OFDMA stymbols, No. subchannels, duration)를 포함한다.

만일, 상기 403단계에서 수신된 상기 전용 억세스영역 요청 메시지가 표 3과 같은 중계국 상향링크 사이즈 요청 헤더(RS UL size request header)이면, 상기 기지국은 상기 407단계에서 응답으로 하기 표 5와 같은 할당 메시지를 중계국으로 전송할 수 있다.

Syntax	Notes
RS Dedicated UL Access Zone Alloc{
Type	RS dedicated access zone allocation IE
Length
RS CID	Basic CID of RS which request the allocation of dedicated access zone
OFDMA symbol offset
Subchannel offset
No. OFDMA symbols
No. subchannels
}

상기 표 5에 나타낸 바와 같이, 상기 전용 억세스영역 할당 메시지는, 중계국 식별자(RS CID) 정보와, 할당되는 전용 억세스 영역에 대한 자원 정보(OFDMA symbol offset, Subchannel offset, No.OFDMA stymbols, No. subchannels, duration)를 포함할 수 있다.

상기 표 4와 표 5의 전용 억세스 영역 할당메시지에 포함된 상기 전용 억세스 영역에 대한 자원 정보는 억세스 영역의 시작점(OFDMA symbol offset)과 할당된 억세스 영역의 구간 정보(duration)로 나타내거나 혹은 억세스 영역의 심볼 시작점(OFDMA symbol offset), 심볼 개수(No.OFDMA symbols)로 나타내거나 혹은 억세스 영역의 심볼 시작점(OFDMA symbol offset), 서브채널 시작점(subchannel offset), 심볼 개수(No.OFDMA symbols), 서브 채널 개수(No.subchannel)로 나타낼 수도 있다.

한편, 상기 표 4와 표 5의 전용 억세스영역 할당메시지는, 할당된 전용 영역의 사용을 활성화하는 시간 정보를 더 포함할 수 있다. 또한, 기지국은 상기 전용 억세스영역 할당메시지를 통해 할당된 전용 영역을 중계국에게 일정 기간동안 지속적으로 할당될 수 있다. 이런 경우, 상기 전용 억세스영역 할당메시지는 할당 구간 정보를 더 포함할 수 있다. 상기 할당 구간 정보는 프레임 단위로 전용 영역이 몇 프레임 동안 할당되는지 나타낼 수 있다. 중계국에서 전용 억세스 영역을 일정 구간동안 할당하기 위한 다른 방안으로, 상기 전용 억세스영역 할당 메시지 내에 할당 혹은 해제를 나타내는 지시자를 포함시킬 수 있다. 즉, 중계국으로 전용 억세스영역을 할당한 이후, 해제 지시자를 포함하는 상기 할당메시지를 전송함으로써 전용 억세스영역의 할당을 해제할 수 있다.

상기 표 4와 표 5의 전용 억세스영역 할당메시지는 기지국에서 중계국으로 전송되는 중계영역 맵(R-MAP)메시지, 중계국으로 전송되는 중계 시스템 구성(RS-CD : Relay Station - Channel Descriptor)메시지 혹은 일반적인 브로드캐스트 메시지 혹은 멀티캐스트 메시지 형태로 전송될 수 있다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 다중홉 릴레이 방식을 사용하는 무선통신시스템에서 중계국의 동작 절차를 도시하고 있다.

도 5를 참조하면, 먼저 중계국은 501단계에서 기지국과 단말 사이의 통신을 릴레이한다. 상기 단말로 릴레이 서비스 제공 중, 상기 중계국은 503단계에서 상기 단말에게 릴레이 서비스를 제공하기 위한 전용 억세스영역이 필요한지 판단한다. 예를 들어, 인접 중계국으로부터 받는 간섭이 일정 임계치를 초과하여 중계국과 단말 간의 통신에 영향을 끼치는 경우, 상기 중계국은 전용 영역이 필요하다고 판단할 수 있다. 상기 임계치는 기지국 혹은 중계국에서 관리될 수 있다. 기지국 혹은 중계국은 단말이 보고하는 신호 측정값(예 : CINR, SINR, RSSI, 간섭레벨 등)과 임계치를 비교하여 간섭 정도를 판단하고, 간섭이 적정 수준 이상이라고 판단될 경우 상기 단말을 위해 전용 억세스영역을 할당할 수 있다.

상기 전용 억세스영역이 필요하다고 판단된 경우, 상기 중계국은 505단계에서 전용 억세스영역 요청 메시지를 구성하여 기지국으로 전송한다. 이때, 상기 중계국은 표 1 혹은 표 2 혹은 표 3과 같은 메시지를 전송할 수 있다.

이후, 상기 중계국은 507단계에서 상기 기지국으로부터 전용 억세스영역 할당메시지를 수신한다. 여기서, 상기 전용 억세스영역 할당메시지는 상기 표 4 혹은 표 5와 같은 구조를 가질 수 있다. 상기 전용 억세스영역 할당메시지가 수신되면, 상기 중계국은 509단계로 진행하여 상기 전용 억세스영역 할당메시지를 해석하고, 상기 할당메시지 내 할당 정보가 자신의 것인지를 판단한다. 즉, 상기 할당메시지 내 설정된 중계국 식별자가 자신의 식별자인지를 판단한다.

상기 할당메시지 내 설정된 중계국 식별자가 자신의 식별자이면, 상기 중계국은 511단계로 진행하여 상기 할당메시지에 의해 지정되는 전용 억세스영역에 대하여 자원 스케줄링을 수행하고, 상기 전용 억세스영역을 통해 상기 단말과 통신을 수행한다.

반면, 상기 할당메시지 내 설정된 중계국 식별자가 자신의 식별자가 아니면, 상기 중계국은 513단계로 진행하여 상기 할당메시지에 의해 지정되는 전용 억세스영역이 다른 중계국에게 전용으로 할당되었음을 인지하고, 상기 전용 억세스영역을 스케줄링에서 제외한다. 이때, 상기 중계국은 해당 전용 억세스영역을 단말이 인지할 수 있도록 새로운 존(zone)의 존재를 알리는 존 스위치 메시지(zone switch IE)를 브로드캐스트할 수 있다.

상술한 본 발명의 실시예는 중계국에서 전용 억세스영역 요청 메시지를 기지국으로 전송하고, 기지국에서 전용 억세스영역 할당메시지를 중계국으로 전송함으로써 전용 억세스영역을 할당하는 경우이다. 그러나, 중계국의 요청 없이도 기지국 판단에 의해 상기 전용 억세스영역의 할당여부를 결정할 수 있다. 이때, 전용 억세스영역의 할당이 필요한 경우, 상기 기지국은 상기 표 4 혹은 표 5와 같은 메시지를 구성하여 중계국으로 전송할 수 있다. 여기서, 전용 억세스영역의 할당 필요성은 단말이 중계국과 통신중에 겪는 간섭량을 이용해서 결정할 수 있다. 이 외에, 많은 요금을 지불하는 등급이 높은 사용자를 위해 전용 억세스 영역이 할당할 수 있으며, 따라서 전용 억세스영역의 할당 기준은 다양하게 실시될 수 있다.

상기 도 4 및 도 5에서는 전용 억세스 영역 할당을 요청한 중계국에게 전용 억세스 영역을 할당해주는 시나리오에 대해 설명하였으며 다음으로 도 6과 도 7을 참조하여 상기 전용 영역 할당을 요청한 중계국에게 전용 억세스 영역을 할당해줄 수 없는 경우를 고려하여 상기 전용 억세스 영역 할당 불가 메시지를 전송하는 시나리오를 설명하기로 한다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 다중홉 릴레이 방식을 사용하는 무선통신시스템에서 기지국의 동작 절차를 도시하고 있다.

도 6을 참조하면, 먼저 기지국은 601단계에서 중계국의 릴레이 서비스를 통해 단말과 데이터를 송수신한다. 상기 릴레이 서비스를 이용해 단말과 통신 수행 중, 상기 기지국은 603단계에서 상기 중계국으로부터 전용 억세스 영역 요청(Dedicated access zone request) 메시지가 수신되는지 검사한다. 상기 전용 억세스 영역 요청 메시지는 상기 표 1 혹은 표 2 혹은 표 3의 구조를 가질 수 있다.

상기 중계국으로부터 상기 전용 억세스 영역 요청 메시지가 수신되면, 상기 기지국은 605단계에서 상기 메시지 내 대역량 정보를 참조해서 상기 중계국에게 전용 억세스 영역을 할당할 수 있는지 결정한다. 상기 중계국으로 전용 억세스 영역을 할당할 수 있으면, 상기 기지국은 607단계로 진행하여 상기 중계국으로 할당할 전용 억세스 영역을 결정하고, 609단계에서 상기 결정된 전용 억세스 영역의 할당 정보를 포함하는 메시지를 상기 중계국으로 전송한다. 이때, 상기 전용 억세스 영역 할당 메시지는 인접 기지국도 수신할 수 있도록 브로드캐스트 방식으로 전송될 수 있다. 또한, 상기 전용 억세스 영역 할당 메시지는 상기 표 4 혹은 표 5의 구조를 가질 수 있으며 전용 억세스 영역의 할당을 알리는 지시자와 상기 중계국에게 할당된 영역 정보를 포함한다.

반면, 상기 605단계에서 상기 중계국으로 전용 억세스 영역을 할당할 수 없으면, 상기 기지국은 611단계로 진행하여 전용 억세스 영역의 할당 불가를 알리는 메시지를 상기 중계국으로 전송한다. 상기 전용 억세스 영역 할당 불가 메시지는 상기 전용 영역의 할당 불가를 나타내는 별도의 메시지를 활용하거나, 전용 영역의 할당 불가를 나타내는 지시자를 포함하는 상기 표 4 혹은 표 5의 구조를 이용할 수 있다. 여기서, 상기 전용 영역의 할당 불가를 나타내는 지시자는, 표 4 혹은 표 5의 전용 억세스 영역의 해제를 나타내는 지시자와 전용 억세스 영역을 나타내는 해당 필드들을 '0'값으로 설정함으로써 실시될 수 있다.

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 다중홉 릴레이 방식을 사용하는 무선통신시스템에서 중계국의 동작 절차를 도시하고 있다.

도 7을 참조하면, 먼저 중계국은 701단계에서 기지국과 단말 사이의 통신을 릴레이한다. 상기 단말로 릴레이 서비스 제공 중, 상기 중계국은 703단계에서 상기 단말에게 릴레이 서비스를 제공하기 위한 전용 억세스 영역이 필요한지 판단한다. 예를 들어, 인접 기지국으로부터 받는 간섭이 일정 임계치를 초과하여 중계국과 단말 간의 통신에 영향을 미치는 경우, 상기 중계국은 전용 영역이 필요하다고 판단할 수 있다.

상기 전용 억세스 영역이 필요하다고 판단된 경우, 상기 중계국은 705단계에서 전용 억세스 영역 요청 메시지를 구성하여 기지국으로 전송한다. 이때, 상기 중계국은 표 1 혹은 표 2 혹은 표 3과 같은 메시지를 전송할 수 있다.

이후, 상기 중계국은 707단계에서 상기 기지국으로부터 상기 전용 억세스 영역 요청 메시지에 대응하는 메시지를 수신한다. 그리고, 상기 중계국은 709단계에서 상기 수신된 메시지를 해석하고, 상기 수신된 메시지가 전용 억세스 영역 할당 메시지인지를 판단한다. 여기서, 상기 전용 억세스영역 할당메시지는 상기 표 4 혹은 표 5와 같은 구조를 가지며, 전용 억세스 영역의 할당을 나타내는 지시자와 할당된 전용 억세스 영역의 정보를 포함한다. 상기 전용 억세스영역 할당메시지가 수신된 경우, 상기 중계국은 711단계로 진행하여 상기 전용 억세스 영역 할당메시지에 의해 지정되는 전용 억세스 영역에 대하여 자원 스케줄링을 수행하고, 상기 전용 억세스 영역을 통해 상기 단말과 통신을 수행한다.

반면, 상기 709단계의 판단 결과, 전용 억세스 영역 할당 불가 메시지가 수신된 것으로 판단되면, 상기 중계국은 713단계로 진행하여 전용 억세스 영역이 아닌 임의의 억세스 영역을 통해 상기 단말과 통신을 수행한다. 상기 전용 억세스 영역 할당 불가 메시지는 전용 억세스 영역의 할당 불가를 나타내는 별도의 메시지이거나, 전용 영역의 할당 불가를 나타내는 지시자를 포함하는 상기 표 4 혹은 표 5의 메시지일 수 있다.

도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 기지국(또는 중계국)의 블록 구성을 도시하고 있다. 여기서, 동일한 인터페이스 모듈(통신모듈)을 갖는 기지국과 중계국은 동일한 블록 구성을 가지므로, 이하 설명은 도 8의 장치를 가지고 기지국과 중계국의 동작을 설명하기로 한다. 또한, 이하 설명은　 TDD-OFDMA 시스템을 가정하여 살펴보기로 한다. 하지만, 본 발명은 FDD-OFDMA 시스템, TDD와 FDD를 함께 사용하는 하이브리드 시스템 및 다른 자원 분할 방식을 사용하는 셀룰라 기반의 시스템에 용이하게 적용될 수 있다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 기지국(혹은 중계국)은, RF수신기(801), ADC(803), OFDM복조기(805), 복호화기(807), 메시지 처리부(809), 제어부(811), 메시지 생성부(813), 부호화기(815), OFDM변조기(817), DAC(819), RF송신기(821), 듀플렉서(823)를 포함하여 구성된다.

도 8을 참조하면, 먼저 듀플렉서(823)는 듀플렉싱 방식에 따라 RF송신기(821)로부터의 송신 신호를 안테나를 통해 송신하고, 상기 안테나로부터의 수신 신호를 RF수신기(801)로 제공한다. 예를 들어, TDD(Time Division Duplex) 방식일 경우, 상기 듀플렉서(823)는 송신구간일 경우 상기 RF송신기(821)로부터의 신호를 안테나를 통해 송신하고, 수신구간일 경우 상기 안테나를 통해 수신되는 신호를 상기 RF수신기(801)로 전달한다.

상기 RF수신기(801)는 안테나를 통해 수신되는 RF(Radio Frequency)신호를 기저대역 아날로그 신호로 변환한다. ADC(803)은 상기 RF수신기(801)로부터의 아날로그 신호를 샘플데이터로 변환하여 출력한다. OFDM복조기(805)는 상기 ADC(803)에서 출력되는 샘플데이터를 FFT(Fast Fourier Transform)하여 주파수 영역의 데이터로 변환하고, 상기 주파수 영역의 데이터에서 실제 수신하고자 하는 부반송파들의 데이터를 선택하여 출력한다.

복호화기(807)는 상기 OFDM복조기(805)로부터의 데이터를 미리 정해진 변조수준(MCS레벨)에 따라 복조(demodulation) 및 복호(decoding)하여 출력한다.

메시지 처리부(809)는 상기 복호화기(807)로부터 입력되는 제어메시지를 분해하여 그 결과를 제어부(811)로 제공한다. 상기 제어부(811)는 상기 메시지 처리부(809)로부터의 정보들에 대한 해당 처리를 수행하고, 또한 전송할 정보를 생성하여 메시지 생성부(813)로 제공한다. 여기서, 상기 제어부(811)에서 자원 스케줄링을 수행하는 것으로 가정하기로 한다. 상기 메시지 생성부(813)는 상기 제어부(811)로부터 제공받은 각종 정보들을 가지고 메시지를 생성하여 물리계층의 부호화기(815)로 출력한다.

상기 부호화기(815)는 상기 메시지 생성부(813)로부터의 데이터를 미리 정해진 변조수준(MCS레벨)에 따라 부호 및 변조하여 출력한다. OFDM변조기(817)는 상기 부호화기(815)로부터의 데이터를 IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)하여 샘플데이터(OFDM심볼)를 출력한다. DAC(819)는 상기 샘플데이터를 아날로그 신호로 변환하여 출력한다. RF송신기(821)는 상기 DAC(819)로부터의 아날로그 신호를 RF(Radio Frequency) 신호로 변환하여 안테나를 통해 송신한다.

상술한 구성에서, 상기 제어부(811)는 프로토콜 제어부로서, 상기 메시지 처리부(809) 및 상기 메시지 생성부(813)를 제어한다. 즉, 상기 제어부(811)는 상기 메시지 처리부(809) 및 상기 메시지 생성부(813)의 기능을 수행할 수 있다. 본 발명에서 이를 별도로 구성한 것은 각 기능들을 구별하여 설명하기 위함이다. 따라서, 실제로 구현하는 경우 이들 모두를 제어부(811)에서 처리하도록 구성할 수 있으며, 이들 중 일부만 상기 제어부(811)에서 처리하도록 구성할 수 있다.

또한, 상기 제어부(811)는 프로토콜 처리 수행중 필요한 정보를 물리계층의 해당 구성부로 제공받거나, 물리계층의 해당 구성부로 제어신호를 발생한다.

그러면, 상기 도 8의 구성에 근거하여 본 발명에 따른 기지국 및 중계국의 동작을 각각 살펴보기로 한다. 이하, MAC(Media Access Control)계층에서 수행되는 시그널링 처리 위주로 살펴보기로 한다.

먼저, 기지국의 동작을 살펴보면 다음과 같다.

메시지 처리부(809)는 중계국으로부터 수신되는 전용 억세스영역 요청 메시지를 분석하고, 상기 전용 억세스영역 요청 메시지로부터 추출된 각종 정보를 제어부(811)로 제공한다. 여기서, 상기 전용 억세스영역 요청 메시지는 예를 들어, 표 1 혹은 표 2 혹은 표 3의 메시지일 수 있다.

상기 제어부(811)는 메시지 처리부(809)로부터 상기 전용 억세스영역 요청 메시지의 정보를 이용해서 중계국으로 전용 억세스 영역을 할당할 수 있는지 판단한다. 이때, 상기 중계국으로 전용 억세스 영역을 할당할 수 있으면, 상기 중계국으로 할당할 전용 억세스 영역을 결정하고, 상기 결정된 전용 억세스 영역에 대한 정보를 메시지 생성부(813)으로 전달한다. 반면, 상기 전용 억세스 영역을 할당할 수 없으면, 상기 제어부(811)는 전용 억세스 영역 할당 불가 메시지의 생성을 상기 메시지 생성부(813)으로 지시한다.

이와 같이, 기지국은 중계국 요청에 의해 중계국으로 전용 억세스 영역을 할당할 수 있으며, 다른 예로 중계국의 요청 없이 기지국의 판단에 의해 중계국으로 전용 억세스 영역을 할당할 수 있다. 기지국 판단에 의해 할당하는 경우, 상기 기지국은 단말로부터 보고되는 신호 측정값(예 : CINR, SINR, RSSI, 간섭레벨 등) 등을 이용해서 전용 억세스 영역의 할당 여부를 결정할 수 있다.　

상기 메시지 생성부(813)는 상기 제어부(811)로부터의 정보를 이용해서 전용 억세스영역 할당메시지 혹은 전용 억세스 영역 할당불가 메시지를 구성하여 물리계층으로 전달한다. 여기서, 상기 전용 억세스영역 할당메시지는 예를 들어 표 4과 같은 메시지 혹은 표 5와 같은 메시지일 수 있으며, 전용 억세스 영역의 할당을 나타내는 지시지와 할당된 전용 억세스 영역의 정보를 포함한다. 또한, 상기 전용 억세스 영역 할당불가 메시지는 할당 불가를 나타내는 별도의 메시지 혹은 할당 불가 지시자를 포함하는 표 4 혹은 표 5의 메시지일 수 있다.

한편, 상기 메시지 생성부(813)에서 생성된 메시지는 물리계층에서 전송 가능한 형태로 처리된 후 상기 중계국으로 전송된다. 이때, 상기 전용 억세스영역 할당 메시지는 중계영역 맵(R-MAP)메시지, 중계 시스템 구성(RS-CD) 메시지 혹은 일반적인 브로드캐스트 메시지 혹은 멀티캐스트 메시지 형태로 전송될 수 있다.

다음으로, 중계국의 동작을 살펴보면 다음과 같다.

제어부(811)는 단말에게 릴레이 서비스를 제공하기 위한 전용 억세스영역이 필요한지를 판단한다. 예를 들어, 상기 제어부(811)는 단말로부터 보고되는 신호 측정값(예 : CINR, SINR, RSSI, 간섭레벨 등), 단말의 사용자 등급 등을 검사하여 전용 억세스 영역의 필요성을 판단할 수 있다. 상기 전용 억세스 영역이 필요하다고 판단된 경우, 상기 제어부(811)는 전용 억세스영역 요청 메시지 생성에 필요한 정보를 메시지 생성부(813)로 제공한다.

그러면, 상기 메시지 생성부(813)는 상기 제어부(811)로부터의 정보를 이용해서 전용 억세스영역 요청 메시지를 구성하여 물리계층으로 전달한다. 여기서, 상기 전용 억세스영역 요청 메시지는 예를 들어, 표 1의 메시지 혹은 표 2의 메시지 혹은 표 3의 메시지일 수 있다. 한편, 상기 메시지 생성부(813)에서 생성된 메시지는 물리계층에서 전송 가능한 형태로 처리된 후 상기 기지국으로 전송된다.

한편, 상기 전용 억세스영역 요청 메시지에 대응하여 상기 기지국으로부터 전용 억세스영역 할당 메시지 혹은 전용 억세스영역 할당불가 메시지가 수신될 수 있다. 또한, 기지국의 자체 판단에 의해 상기 전용 억세스 영역 할당 메시지가 수신될 수도 있다.

상기 기지국으로부터 전용 억세스영역 할당 메시지가 수신되면, 상기 메시지 처리부(809)는 상기 전용 억세스영역 할당 메시지를 분해하고, 상기 전용 억세스영역 할당 메시지로부터 추출된 각종 정보를 상기 제어부(811)로 제공한다. 상기 여기서, 상기 전용 억세스영역 할당메시지는 다수의 중계국들이 받아볼 수 있는 브로드캐스트 메시지 혹은 멀티캐스트 메시지로 가정하기로 한다.

그러면, 상기 제어부(811)는 상기 메시지 처리부(809)로부터의 정보를 해석하여 상기 중계국에게 전용 억세스영역이 할당되었는지를 판단한다. 상기 중계국에게 전용 억세스영역이 할당되었으면, 상기 제어부(811)는 상기 할당된 전용 억세스영역에 대하여 자원 스케줄링을 수행하고, 상기 전용 억세스영역을 통해 해당 단말로 릴레이 서비스를 제공한다. 반면, 상기 할당메시지에 의해 지정된 영역이 다른 중계국에게 할당되었으면, 상기 제어부(811)는 상기 다른 중계국으로 할당된 전용 억세스영역을 스케줄링에서 제외한다.

한편, 상기 기지국으로부터 전용 억세스 영역 할당불가 메시지가 수신된 경우, 상기 제어부(811)는 전용 억세스 영역이 아닌 임의의 억세스 영역에 대하여 자원 스케줄링를 수행하고, 상기 스케줄링 결과에 따라 상기 단말로 릴레이 서비스를 제공한다.

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.

도 1은 일반적인 IEEE 802.16e 통신 시스템의 구조를 개략적으로 도시한 도면.

도 2는 기지국 서비스 영역 확대를 위한 다중 홉 릴레이 방식을 사용하는 광대역 무선 통신 시스템의 구조를 개략적으로 도시한 도면.

도 3은 시스템 용량 증대를 위한 다중 홉 릴레이 방식을 사용하는 광대역 무선 통신 시스템의 구조를 개략적으로 도시한 도면.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 다중홉 릴레이 방식을 사용하는 무선통신시스템에서 기지국의 동작 절차를 도시하는 도면.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 다중홉 릴레이 방식을 사용하는 무선통신시스템에서 중계국의 동작 절차를 도시하는 도면.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 다중홉 릴레이 방식을 사용하는 무선통신시스템에서 기지국의 동작 절차를 도시하는 도면.

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 다중홉 릴레이 방식을 사용하는 무선통신시스템에서 중계국의 동작 절차를 도시하는 도면.

도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 기지국(또는 중계국)의 블록 구성을 도시하는 도면.

Claims

다중홉 릴레이 방식을 사용하는 무선통신시스템에서 중계국의 통신 방법에 있어서,

기지국과 단말 사이의 통신을 릴레이하는 과정과,

상기 단말과의 통신을 위해 전용 자원이 필요한지 판단하는 과정과,

상기 전용 자원이 필요한 경우, 필요한 자원량 정보를 포함하는 전용 억세스영역 요청 메시지를 구성하는 과정과,

상기 전용 억세스영역 요청 메시지를 상기 기지국으로 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서,

상기 기지국으로부터 전용 억세스영역 할당메시지를 수신하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제2항에 있어서,

상기 수신된 전용 억세스영역 할당 메시지를 해석하는 과정과,

상기 할당 메시지에 의해 지정되는 전용 자원이 상기 중계국으로 할당되었는 지 판단하는 과정과,

상기 중계국으로 할당된 경우, 상기 전용 자원에 대해 스케줄링을 수행하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제3항에 있어서,

상기 전용 자원이 다른 중계국으로 할당된 경우, 상기 전용 자원을 스케줄링에서 제외하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서,

상기 전용 억세스영역 요청메시지는, 요청되는 자원이 상향링크인지 혹은 하향링크인지를 나타내는 지시자, 중계국 식별자, 요청하는 대역량 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서,

상기 전용 억세스영역 요청메시지는, 요청되는 자원이 하향링크임을 나타내는 지시자, 하향링크에 대하여 요청되는 대역량 정보, 요청되는 자원이 상향링크임을 나타내는 지시자, 상향링크에 대하여 요청되는 대역량 정보, 중계국 식별자 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제2항에 있어서,

상기 전용 억세스영역 할당메시지는, 할당되는 자원이 상향링크인지 혹은 하향링크인지를 나타내는 지시자, 할당되는 전용 자원에 대한 위치 및 크기 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서,

상기 전용 억세스요청 메시지 전송후, 상기 기지국으로부터 수신되는 메시지를 분석하는 과정과,

상기 수신된 메시지가 전용 억세스영역 할당 메시지일 경우, 상기 전용 억세스영역을 이용해서 단말로 릴레이 서비스를 제공하는 과정과,

상기 수신된 메시지가 전용 억세스영역 할당불가 메시지일 경우, 전용 억세스 영역의 할당 불가를 인지하는 과정을 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
다중홉 릴레이 방식을 사용하는 무선통신시스템에서 기지국의 통신 방법에 있어서,

중계국과 단말이 통신하는 억세스 링크에 대한 전용 자원 할당이 필요한지 판단하는 과정과,

상기 전용 자원이 필요한 경우, 상기 중계국으로 할당할 전용 자원을 결정하는 과정과,

상기 결정된 전용 자원 정보를 포함하는 전용 억세스영역 할당메시지를 구성하는 과정과,

상기 전용 억세스영역 할당메시지를 상기 중계국으로 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제9항에 있어서,

상기 중계국으로부터 상기 전용 자원을 요청하는 전용 억세스영역 요청 메시지를 수신하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제9항에 있어서,

상기 전용 억세스영역 할당메시지는, 할당되는 자원이 상향링크인지 혹은 하향링크인지를 나타내는 지시자, 할당되는 전용 자원에 대한 위치 및 크기 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제10항에 있어서,

상기 전용 억세스영역 요청 메시지는, 요청되는 자원이 상향링크인지 혹은 하향링크인지를 나타내는 지시자, 중계국 식별자, 요청하는 대역량 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제10항에 있어서,

상기 전용 억세스영역 요청메시지는, 요청되는 자원이 하향링크임을 나타내는 지시자, 하향링크에 대하여 요청되는 대역량 정보, 요청되는 자원이 상향링크임을 나타내는 지시자, 상향링크에 대하여 요청되는 대역량 정보, 중계국 식별자 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제9항에 있어서,

상기 전용 억세스영역 할당메시지는, 중계영역 맵(MAP) 메시지, 중계국으로 전송되는 중계 시스템 구성(RS-CD : Relay Station - Channel Descriptor)메시지, 일반적인 브로드캐스트 메시지, 멀티캐스트 메시지 중 하나를 이용해서 전송되는 것을 특징으로 하는 방법.
다중홉 릴레이 방식을 사용하는 무선통신시스템에서 기지국의 통신 방법에 있어서,

중계국으로부터 전용 억세스 영역 요청 메시지를 수신하는 과정과,

상기 전용 억세스 영역 요청 메시지의 정보를 이용해서 상기 중계국으로 전용 억세스 영역을 할당할 수 있는지 판단하는 과정과,

상기 중계국으로 전용 억세스 영역을 할당할 수 있을 경우, 상기 중계국으로 할당되는 전용 자원의 정보를 포함하는 전용 억세스영역 할당 메시지를 상기 중계국으로 전송하는 과정과,

상기 중계국으로 전용 억세스 영역을 할당할 수 없을 경우, 전용 억세스 영역 할당불가 메시지를 상기 중계국으로 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
다중홉 릴레이 방식을 사용하는 무선통신시스템에서 중계국 장치에 있어서,

기지국과 단말 사이의 릴레이 서비스를 제어하며, 상기 단말과의 통신을 위해 전용 자원이 필요한지 판단하는 제어부와,

상기 전용 자원이 필요한 경우, 필요한 자원량 정보를 포함하는 전용 억세스영역 요청 메시지를 구성하는 메시지 생성부와,

상기 전용 억세스영역 요청 메시지를 상기 기지국으로 송신하는 송신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제16항에 있어서,

상기 기지국으로부터 전용 억세스영역 할당메시지를 수신하는 수신부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제17항에 있어서, 상기 제어부는,

상기 수신된 전용 억세스영역 할당 메시지를 해석하며, 상기 할당 메시지에 의해 지정되는 전용 자원이 상기 중계국으로 할당되었는지 판단하고, 상기 중계국으로 할당된 경우 상기 전용 자원에 대해 스케줄링을 수행하는 것을 특징으로 하는 장치.
제18항에 있어서, 상기 제어부는,

상기 전용 자원이 다른 중계국으로 할당된 경우, 상기 전용 자원을 스케줄링에서 제외하는 것을 특징으로 하는 장치.
제16항에 있어서,

상기 전용 억세스영역 요청메시지는, 요청되는 자원이 상향링크인지 혹은 하향링크인지를 나타내는 지시자, 중계국 식별자, 요청하는 대역량 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제16항에 있어서,

상기 전용 억세스영역 요청메시지는, 요청되는 자원이 하향링크임을 나타내는 지시자, 하향링크에 대하여 요청되는 대역량 정보, 요청되는 자원이 상향링크임을 나타내는 지시자, 상향링크에 대하여 요청되는 대역량 정보, 중계국 식별자 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제17항에 있어서,

상기 전용 억세스영역 할당메시지는, 할당되는 자원이 상향링크인지 혹은 하향링크인지를 나타내는 지시자, 할당되는 전용 자원에 대한 위치 및 크기 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제16항에 있어서,

상기 전용 억세스요청 메시지 전송후, 기지국으로부터 수신되는 메시지를 분석하는 메시지 처리부를 더 포함하며,

상기 제어부는, 상기 수신된 메시지가 전용 억세스영역 할당불가 메시지일 경우, 전용 억세스 영역의 할당 불가를 인지하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
다중홉 릴레이 방식을 사용하는 무선통신시스템에서 기지국 장치에 있어서,

중계국과 단말이 통신하는 억세스 링크에 대한 전용 자원 할당이 필요한지 판단하며, 상기 전용 자원이 필요한 경우, 상기 중계국으로 할당할 전용 자원을 결정하는 제어부와,

상기 결정된 전용 자원 정보를 포함하는 전용 억세스영역 할당메시지를 구성하는 메시지 생성부와,

상기 전용 억세스영역 할당메시지를 상기 중계국으로 송신하는 송신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제24항에 있어서,

상기 중계국으로부터 상기 전용 자원을 요청하는 전용 억세스영역 요청 메시 지를 수신하는 수신부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제24항에 있어서,

상기 전용 억세스영역 할당메시지는, 할당되는 자원이 상향링크인지 혹은 하향링크인지를 나타내는 지시자, 할당되는 전용 자원에 대한 위치 및 크기 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제24항에 있어서,

상기 전용 억세스영역 요청 메시지는, 요청되는 자원이 상향링크인지 혹은 하향링크인지를 나타내는 지시자, 중계국 식별자, 요청하는 대역량 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제24항에 있어서,

상기 전용 억세스영역 요청메시지는, 요청되는 자원이 하향링크임을 나타내는 지시자, 하향링크에 대하여 요청되는 대역량 정보, 요청되는 자원이 상향링크임을 나타내는 지시자, 상향링크에 대하여 요청되는 대역량 정보, 중계국 식별자 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제24항에 있어서,

중계국으로부터 전용 억세스 영역 요청 메시지를 수신하는 수신부를 더 포함하며,

상기 제어부는, 상기 전용 억세스 영역 요청 메시지의 정보를 이용해서 상기 중계국으로 전용 억세스 영역을 할당할수 있는지 판단하고, 상기 중계국으로 전용 억세스 영역을 할당할 수 없을 경우 전용 억세스 영역 할당불가 메시지를 상기 중계국으로 전송하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 장치.