KR20100011018A - 광대역 무선통신 시스템에서 통신 모드 운용 방법 및 장치 - Google Patents

광대역 무선통신 시스템에서 통신 모드 운용 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 광대역 무선통신 시스템에서 두 가지 통신 모드를 운용하는 방법 및 장치에 관한 것으로서, 각 단말이 PMP(Point to MultiPoint) 모드로 동작하여 기지국과 네트워크 앤트리 과정을 수행하는 과정과, 상기 각 단말이 임계값 이상의 세기로 신호가 수신되는 다른 단말들의 정보를 포함하는 오버히어링 리스트를 기지국으로 보고하는 과정과, 기지국이 데이터 송수신을 필요로 하는 두 단말의 오버히어링 리스트를 이용하여 메쉬 모드 전환 여부를 판단하는 과정과, 상기 메쉬 모드 전환이 판단되면, 상기 기지국이 메쉬(Mesh) 모드로의 전환을 요청하는 과정을 포함하여 상기 PMP 모드와 메쉬(MESH) 모드 간의 전환을 통해 두 가지 통신 모드를 운용함으로써, PMP 모드만을 운용하는 경우에 비해 기지국의 부하를 감소시킬 수 있으며, 단말 간의 공간적 재사용(spatial reuse)이 가능하여 시스템의 성능을 향상시킬 수 있다.
PMP(Point-to-Point), Mesh, 모드 전환, IEEE 802.16

Description

광대역 무선통신 시스템에서 통신 모드 운용 방법 및 장치{APPARATUS AND METHOD FOR OPERATING COMMUNICATION MODE IN BROADBAND WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}
본 발명은 광대역 무선통신 시스템에서 통신 모드 운용 방법 및 장치에 관한 것으로서, 특히 포인트 대 멀티포인트(Point to MultiPoint; 이하 'PMP'라 칭함) 모드와 메쉬(MESH) 모드 간의 전환을 통해 두 가지 통신 모드를 운용하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
현재, IEEE 802.16 표준에서는 포인트 대 멀티포인트(Point to MultiPoint; 이하 'PMP'라 칭함) 모드와 메쉬(Mesh) 모드를 제안하고 있다. 상기 PMP 모드는 도 1에 도시된 바와 같이, 모든 가입자 단말(SS: Subscriber Station)들(111, 113, 115, 117, 119)이 자신이 속한 기지국(BS: Base Station)(101)을 통해서 통신을 수행하는 모드이다. 반면, 상기 메쉬 모드는 도 2에 도시된 바와 같이, 가입자 단말들(211, 213, 215, 217, 219) 서로 간에 제어 메시지의 교환을 통해 연결을 설정하 여 직접 통신을 수행하는 모드이다. 상기 메쉬 모드에서 각 노드는 피어 투 피어(peer-to-peer) 통신을 지원하지만, 백홀(Backhaul) 망의 연결을 담당하는 노드를 메쉬 기지국(Mesh BS)(201)으로 정의하여 상기 메쉬 기지국(201)에 의해 외부 네트워크 망과의 연결을 수행한다. 상기 메쉬 모드에서 각 노드의 통신은 메쉬 기지국에 의한 중앙 스케줄링 방식에 의해 이루어지거나 각 노드들간의 분산적인 스케줄링 방식에 의해 이루어진다.
상기와 같이, 종래의 IEEE 802.16에서는 PMP 모드와 메쉬 모드를 제안하고 있으나, 제안된 두 가지 모드는 서로 호환되지 않고 각각 독립적으로 운용되며, 현재 대부분의 시스템은 상기 PMP 모드를 기반으로 개발되고 있다.
하지만, 상기 PMP 모드는 기지국이 단말을 관리하기 때문에 상기 단말의 모든 데이터는 상기 기지국을 통해 전송된다. 따라서 상기 기지국이 관리하는 단말의 수가 많아질수록 상기 기지국의 데이터 처리량이 증가하게 되어 시스템의 성능이 낮아지게 되는 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 도출된 것으로서, 본 발명의 목적은 광대역 무선통신 시스템에서 통신 모드 운용 방법 및 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 광대역 무선통신 시스템에서 PMP(Point to MultiPoint) 모드와 메쉬(MESH) 모드 간의 전환을 통해 두 가지 통신 모드를 운용하는 방법 및 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 광대역 무선통신 시스템에서 두 가지 통신 모드를 운용하여 시스템 성능을 향상시키기 위한 방법 및 장치를 제공함에 있다.
상술한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 견지에 따르면, 광대역 무선통신 시스템에서 두 가지 통신 모드를 운용하는 단말의 방법은, PMP(Point to MultiPoint) 모드로 기지국과 네트워크 앤트리 과정을 수행하여 접속하는 과정과, 임계값 이상의 세기로 신호가 수신되는 다른 단말들의 정보를 포함하는 오버히어링 리스트를 기지국으로 보고하는 과정과, 기지국에 특정 단말로 데이터를 전송해줄 것을 요청하는 과정과, 상기 기지국으로부터 메쉬(Mesh) 모드로의 전환을 요청받는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상술한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제 2 견지에 따르면, 광대역 무선 통신 시스템에서 두 가지 통신 모드를 운용하는 기지국의 방법은, PMP(Point to MultiPoint) 모드로 각 단말에 대해 네트워크 앤트리 과정을 수행하는 과정과, 각 단말로부터 다른 단말들의 정보를 포함하는 오버히어링 리스트를 수신하여 저장하는 과정과, 데이터 송수신을 필요로 하는 두 단말의 오버히어링 리스트를 이용하여 상기 두 단말의 메쉬 모드 전환 여부를 판단하는 과정과, 상기 메쉬 모드 전환이 판단되면, 상기 두 단말로 메쉬(Mesh) 모드로의 전환을 요청하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상술한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제 3 견지에 따르면, 광대역 무선통신 시스템에서 두 가지 통신 모드를 운용하는 단말의 장치는, PMP(Point to MultiPoint) 모드로 기지국과 네트워크 앤트리 과정을 수행하기 위한 기능을 제어하고, 임계값 이상의 세기로 신호가 수신되는 다른 단말들의 정보를 포함하는 오버히어링 리스트를 생성하는 제어부와, 상기 제어부의 제어에 따라 오버히어링 리스트를 기지국으로 보고하고, 기지국으로부터 메쉬 모드로의 전환을 요청하는 메시지를 수신하는 송수신부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상술한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제 4 견지에 따르면, 광대역 무선통신 시스템에서 두 가지 통신 모드를 운용하는 기지국의 장치는, 각 단말로부터 다른 단말들의 정보를 포함하는 오버히어링 리스트를 수신하는 송수신부와, 상기 수신되는 오버히어링 리스트를 저장하는 저장부와, PMP(Point to MultiPoint) 모드로 각 단말에 대해 네트워크 앤트리 과정을 수행하기 위한 기능을 제어하고, 데이터 송수신을 필요로 하는 두 단말의 오버히어링 리스트를 이용하여 상기 두 단말의 메쉬 모드 전환 여부를 판단하고, 상기 메쉬 모드 전환이 판단되면, 상기 두 단말로 메쉬(Mesh) 모드로의 전환을 요청하기 위한 기능을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 광대역 무선통신 시스템에서 PMP(Point to MultiPoint) 모드와 메쉬(MESH) 모드 간의 전환을 통해 두 가지 통신 모드를 운용함으로써, PMP 모드만을 운용하는 경우에 비해 기지국의 부하를 감소시킬 수 있으며, 단말 간의 공간적 재사용(spatial reuse)이 가능하여 시스템의 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다. 또한, 종래의 메쉬 모드에 대한 복잡한 절차를 필요로 하지 않으므로 현재 구현되어 있는 PMP 모드에 쉽게 적용할 수 있는 효과가 있다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 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 발명에서는 광대역 무선통신 시스템에서 PMP(Point to MultiPoint) 모드와 메쉬(MESH) 모드 간의 전환을 통해 두 가지 통신 모드를 운용하는 방법 및 장치에 관해 설명할 것이다.
도 3은 본 발명에 따라 PMP 모드와 메쉬 모드를 운용하는 시스템을 간략하게 도시하고 있다. 여기서, 도 3(a)는 시스템의 평면도이며, 도 3(b)는 시스템의 입체도이다.
상기 도 3을 참조하면, 기지국(301)은 PMP 모드에서의 기지국 역할과 메쉬 모드에서의 메쉬 기지국의 역할을 모두 포함함으로써, 각 단말들(311, 313, 321, 323, 331)과 통신을 수행하며, 상기 메쉬 모드로 동작 가능한 단말들(311, 313, 321, 323)을 PMP 모드에서 메쉬 모드로 전환시킨다. 즉, 상기 메쉬 모드로 동작 가능한 단말들(311, 313, 321, 323)은 상기 기지국(301)의 제어에 따라 PMP 모드에서 메쉬 모드로 전환함으로써, 상대 단말과 직접적인 통신을 수행할 수 있다.
좀 더 자세히 설명하면, 먼저 각 단말(311, 313, 321, 323)은 PMP 모드 동작 중에 기 설정된 임계값 이상의 세기로 신호를 송수신하는 다른 단말에 대해 오버히어링을 수행하여 상기 오버히어링된 단말들의 정보(예: 단말 ID)를 포함하는 리스트를 생성한 후 이를 기지국에 보고한다. 그러면, 기지국(301)은 상기 오버히어링 리스트를 바탕으로 데이터 송수신을 필요로 하는 단말들의 메쉬 모드 전환 여부를 판단하여 해당 단말들로 메쉬 모드 전환을 요청한다. 이후, 해당 단말들은 메쉬 모드로 전환하여 서로 간에 레인징을 통해 신호 세기를 조절한 후, 데이터를 송수신하고 데이터 송수신이 완료되면, 상기 PMP 모드로 전환한다. 여기서, 상기 단말들 간에 레인징을 통해 신호 세기를 조절함으로써, 메쉬 모드로 동작하는 다른 단말들에 간섭을 미치지 않고 효율적인 신호 송수신이 가능하다.
예를 들어, 제 1 단말(311)이 제 2 단말(313)의 정보(예: 단말 ID)를 포함하는 오버히어링 리스트를 생성하여 기지국에 보고하고, 제 2 단말(313)이 제 1 단말(311)의 정보를 포함하는 오버히어링 리스트를 생성하여 기지국에 보고하면, 상기 기지국(301)은 상기 두 단말(311, 313)이 서로 통신하고자 할 시 상기 두 단말(311, 313)에 메쉬 모드 전환을 요청할 수 있다. 그러면, 상기 두 단말(311, 313)은 서로 간에 레인징 절차를 수행하여 직접적인 통신을 수행한 후, 통신이 완료되면 PMP 모드로 되돌아가게 된다.
그러면, 이하에서는 하기 도 4를 참조하여 두 가지 통신 모드를 운용하는 시스템에 대해 상세하게 살펴보기로 한다.
도 4는 본 발명에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 PMP 모드와 메쉬 모드를 운용하는 시그널링 절차를 도시하고 있다.
상기 도 4를 참조하면, 먼저 단말 A(400)와 단말 B(404)는 410단계에서 PMP 모드로 네트워크에 접속이 시도되면, 412단계에서 해당 기지국(402)과 네트워크 앤트리(Network entry) 과정을 수행하여 상기 기지국(402)에 연결을 완료한다. 이때, 상기 네트워크 앤트리 과정은 IEEE 802.16 시스템에서 제안된 네트워크 앤트리 과정으로, DHCP 매커니즘에 의해 IP를 획득한다. 그리고, 본 발명에 따라 상기 네트워크 앤트리 과정에서 상기 단말 A(400)와 단말 B(404)는 등록 요청/응답(REG-REQ/RSP) 메시지를 통해 상기 기지국(402)으로부터 오버히어링에 필요한 정보 즉, 신호 세기 임계값 및 리스트 보고 주기에 대한 정보를 획득한다. 즉, 본 발명에서 는 상기 등록 요청 메시지의 TLV Encoded Information에 오버히어링을 위한 파라미터로 메쉬 모드로 동작이 가능한지 여부를 나타내는 'Enable', 신호 세기 임계값을 나타내는 'Threshold-Val' 및 리스트 보고 주기를 나타내는 'Report_Periode_Val'을 추가함으로써, 단말이 상기 등록 요청(REG-REQ) 메시지를 통해 오버히어링을 위한 정보를 기지국에 요청하고, 상기 기지국이 등록 응답(REG-RSP) 메시지를 통해 오버히어링을 위한 정보를 단말에 전송할 수 있도록 한다. 예를 들어, 단말이 상기 등록 요청(REG-REQ) 메시지의 'Enable' 값을 '1'로 설정하여 전송하면, 상기 기지국은 'Enable' 값이 '1'인 것을 보고 등록 응답(REG-RSP) 메시지에 자신이 관리하는 신호 세기 임계값과 리스트 보고 주기에 대한 정보를 포함하여 전송할 수 있다. 또한, 기지국은 등록 요청(REG-REQ) 메시지에 상기 오버히어링 파라미터가 존재하는지 여부에 따라 메쉬 모드로 동작 가능한 단말과 메쉬 모드로 동작이 불가능한 단말들을 구분하여 관리할 수 있다.
상기 네트워크 앤트리 과정이 완료되면, 상기 단말 A(400)와 단말 B(404) 각각은 414단계에서 임계값 이상의 세기로 신호를 송수신하는 노드들에 대해 오버히어링을 실시하여 오버히어링 리스트를 생성 혹은 갱신한 후, 상기 오버히어링 리스트를 기지국에 보고한다. 여기서, 상기 오버히어링 리스트 갱신한 후 기지국에 보고하는 절차는 상기 리스트 보고 주기마다 수행된다.
이후, 단말 A(400)가 418단계에서 상기 기지국에(402)에 단말 B(404)로의 데이터 전송을 요청하면, 상기 기지국(402)은 420단계에서 상기 단말 A(400)와 단말 B(404)로부터 수신된 각각의 오버히어링 리스트를 이용하여 두 단말의 메쉬 모드 전환 여부를 판단한다. 여기서, 상기 데이터 전송을 요청하는 메시지에는 전송할 데이터의 크기와 데이터 전송 완료 시간 정보 등이 포함될 수 있다. 그리고, 상기 기지국(402)은 단말 A(400)의 오버히어링 리스트에 단말 B(404)가 존재하는지 여부와 상기 단말 B(404)의 오버히어링 리스트에 상기 단말 A(400)가 존재하는지 여부를 검사하고, 상기 두 단말이 자신의 오버히어링 리스트에 존재하는 다른 노드들과 통신 중인지 여부를 검사하고, 상기 두 단말의 오버히어링 리스트에 존재하는 다른 노드들이 통신 중인지 여부를 검사하여 상기 두 단말이 메쉬 모드로 전환할 수 있는지 여부를 판단한다.
만일, 상기 두 단말의 메쉬 모드 전환이 판단되면, CASE 1과 같이 상기 기지국(402)은 422단계에서 상기 단말 A와 B(400, 404)에 메쉬 모드로 전환할 것을 요청하는 메시지를 전송한다. 여기서, 상기 메쉬 모드로 전환을 요청하는 메시지는 두 단말 간에 교환하는 데이터에 관한 정보(예: 데이터 크기와 전송 완료 시간 정보)와 상/하향링크에 관한 정보 등과 같이 상기 기지국(402)이 제어를 위해 필요로 한 정보를 포함할 수 있다. 또한, 상기 단말 A와 B(400, 404)의 오버히어링 리스트에 속한 다른 노드들은 상기 메쉬 모드 전환을 요청하는 메시지를 오버히어링 함으로써, 상기 단말 A와 B(400, 404)가 메쉬 모드로 동작함을 인지할 수 있다.
그러면, 상기 단말 A와 B(400, 404) 각각은 424단계에서 메쉬 모드로 전환하고 426단계와 428단계에서 레인징 요청/응답(RNG-REQ/RSP) 메시지를 통해 송신 전력을 조정한 후, 430단계에서 서로 간에 직접적인 데이터 교환을 수행한다. 여기서, 상기 단말 A와 B(400, 404)는 IP를 이미 획득한 상태이므로, IEEE 802.16 에 소개된 메쉬 모드를 위한 다른 절차들은 생략할 수 있다.
상기 데이터 교환이 완료되면, 상기 단말 A와 B(400, 404)는 432단계에서 기지국(402)으로 PMP 모드로 전환함을 통지하는 메시지를 전송하고, 434단계에서 PMP 모드로 전환한다. 이때, 상기 기지국(402)은 상기 PMP 모드로 전환한 단말 A와 B(400, 404)를 다시 PMP 모드로 관리한다. 그리고, 상기 단말 A와 B(400, 404)의 오버히어링 리스트에 속한 다른 노드들은 오버히어링을 통해 상기 PMP 모드로 전환을 통지하는 메시지를 인지하여 상기 단말 A와 B(400, 404)의 통신 완료를 효율적으로 감지할 수 있다.
반면, 상기 두 단말의 메쉬 모드 전환이 판단되지 않으면, CASE 2와 같이 상기 기지국(402)은 450단계에서 상기 단말 A(400)로부터 전송 요청된 데이터를 상기 단말 B(404)로 포워딩하고 452단계에서 상기 단말 B(404)로부터 응답 데이터가 수신되면, 454단계에서 상기 응답 데이터를 상기 단말 A(400)로 포워딩한다. 즉, 상기 두 단말의 메쉬 모드 전환이 판단되지 않으면, 상기 기지국(402)과 단말 A, B(400, 404)는 PMP 모드로 동작하게 되어 단말 A,B(400, 404)는 상기 기지국(402)을 통해 통신을 수행한다.
그러면, 하기 도 5 내지 8을 참조하여 단말과 기지국의 동작을 각각 살펴보기로 한다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 오버히어링 리스트 생성 및 보고하는 단말의 동작 절차를 도시하고 있다.
상기 도 5를 참조하면, 상기 단말은 501단계에서 네트워크 접속이 시도되면 네트워크 앤트리 과정을 수행하여 등록 요청/응답(REG-REQ/RSP) 메시지를 통해 오버히어링을 위한 정보를 수신하고 네트워크 접속을 완료한다.
이후, 상기 단말은 상기 503단계에서 상기 수신된 정보를 분석하여 오버히어링 리스트를 생성하기 위한 기준이 되는 신호 세기의 임계값과 리스트 보고 주기를 확인하고, 505단계로 진행하여 상기 임계값 이상으로 수신되는 신호에 해당하는 단말들을 확인하여 해당 단말들로 오버히어링 리스트를 생성한다.
이후, 상기 단말은 507단계에서 상기 오버히어링 리스트를 보고하고, 509단계로 진행하여 상기 확인된 리스트 보고 주기가 되는지 계속적으로 검사한다.
상기 리스트 보고 주기가 될 시, 상기 단말은 511단계로 진행하여 상기 임계값 이상의 수신 신호에 해당하는 단말들을 대상으로 오버히어링 리스트를 갱신하고 상기 507단계로 되돌아가 갱신된 오버히어링 리스트를 상기 기지국으로 보고한다.
도 6a와 6b는 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 통신 모드 전환을 통해 통신을 수행하는 단말의 동작 절차를 도시하고 있다.
상기 도 6a와 6b를 참조하면, 상기 단말은 601단계에서 다른 단말로 송신할 데이터가 발생되면, 603단계로 진행하여 상기 다른 단말 즉, 상대 단말이 자신의 오버히어링 리스트에 존재하는지 검사한다. 상기 단말은 상기 상대 단말이 자신의 오버히어링 리스트에 존재하지 않을 시 하기 607단계로 진행하고 상기 상대 단말이 자신의 오버히어링 리스트에 존재할 시 605단계로 진행하여 상기 상대 단말이 통신 중인지 검사한다. 여기서, 상기 단말은 자신의 오버히어링 리스트에 속한 노드들에 대한 오버히어링을 수행하여 상기 상대 단말이 통신 중인지 여부를 인지할 수 있다. 즉, 상기 단말은 기지국이 자신의 오버히어링 리스트에 속한 노드로 메쉬 모드 전환을 요청하는 메시지를 전송할 시, 이를 오버히어링 하여 상기 노드가 다른 노드와 통신 중임을 인지할 수 있고, 상기 노드가 PMP 모드로 전환함을 통지하는 메시지를 기지국으로 전송할 시, 이를 오버히어링 하여 상기 노드의 통신이 종료되었음을 인지할 수 있다.
만일, 상기 상대 단말이 통신 중일 시, 상기 단말은 625단계로 진행하여 상기 상대 단말과의 통신이 일시적으로 불가능함을 사용자에게 알리고 본 발명에 따른 알고리즘을 종료한다.
반면, 상기 상대 단말이 통신 중이 아닐 시, 상기 단말은 607단계에서 상대 단말로 데이터를 전송할 것을 기지국에 요청한 후, 609단계에서 상기 기지국으로부터 메쉬 모드로 전환을 요청하는 메시지가 수신되는지 검사한다. 여기서, 상기 메쉬 모드로 전환을 요청하는 메시지는 두 단말 간에 교환할 데이터에 관한 정보(예: 데이터 크기와 전송 완료 시간 정보)와 상/하향링크에 관한 정보 등과 같이 상기 기지국(402)이 제어를 위해 필요로 한 정보를 포함할 수 있다. 만일, 메쉬 모드로 전환을 요청하는 메시지가 수신되지 않을 시, 상기 단말은 627단계에서 PMP 모드로 동작하여 상기 기지국을 통해 상대 단말과 데이터를 송수신하고, 본 발명에 따른 알고리즘을 종료한다.
반면, 상기 메쉬 모드로 전환을 요청하는 메시지가 수신될 시, 상기 단말은 611단계로 진행하여 상기 상대 단말에 대해 기 저장된 송신 전력 값이 존재하는지 검사한다. 즉, 상기 단말은 상대 단말과 이전에 메쉬 모드로 동작하여 레인징 과정을 통해 조정된 송신 전력 값이 기 저장되어 있는지 검사한다.
상기 단말은 상기 상대 단말에 대해 기저장된 송신 전력 값이 존재하지 않을 시, 즉, 상기 상대 단말과 이전에 메쉬 모드로 동작하는 적이 없는 경우, 611단계로 진행하여 기지국에 대한 송신 전력값을 초기 송신 전력 값으로 선택하고, 상기 상대 단말에 대해 기 저장된 송신 전력 값이 존재할 시, 상기 기 저장된 송신 전력값을 초기 송신 전력 값으로 선택한 후, 하기 615단계로 진행한다. 여기서, 상기 기지국에 대한 송신 전력 값은 기지국과의 레인징 요청/응답(RNG-REQ/RSP) 메시지 송수신 과정에서 획득된 송신 전력 값을 의미한다.
상기 단말은 615단계에서 상기 선택된 초기 송신 전력 값을 바탕으로 상대 단말과의 레인징 요청/응답(RNG-REQ/RSP) 메시지를 송수신하여 송신 전력을 조정한 후, 617단계로 진행하여 조정된 송신 전력을 상기 상대 단말에 대한 초기 송신 전력 값으로 저장한다. 여기서, 상기 초기 송신 전력 값은 상기 단말의 오버히어링 리스트에 존재하는 단말별로 각각 저장 및 갱신될 수 있다.
이후, 상기 단말은 619단계에서 상기 상대 단말과 직접적으로 데이터를 송수신하고, 621단계에서 데이터 송수신이 완료되는지 검사한다. 상기 단말은 상기 데이터 송수신이 완료되지 않을 시, 상기 619단계로 되돌아가 계속적으로 데이터를 송수신하고 상기 데이터 송수신이 완료될 시, 623단계로 진행하여 PMP 모드로 전환한 후 PMP 모드로의 전환을 기지국에 보고한다. 여기서, 상기 단말은 상기 PMP 모 드로의 전환을 보고할 시, 상기 기지국과의 레인징 과정에서 획득한 송신 전력 값을 이용한다.
이후, 상기 단말은 본 발명에 따른 알고리즘을 종료한다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 단말의 오버히어링 리스트를 관리하는 기지국의 동작 절차를 도시하고 있다.
상기 도 7을 참조하면, 상기 기지국은 501단계에서 단말로부터 네트워크 접속이 시도되면 네트워크 앤트리 과정을 수행하여 등록 요청/응답(REG-REQ/RSP) 메시지를 통해 오버히어링을 위한 정보를 송신하고 해당 단말의 네트워크 접속을 완료한다.
이후, 상기 기지국은 703단계에서 각 단말로부터 오버히어링 리스트를 수신하고, 705단계로 진행하여 해당 단말에 대한 오버히어링 리스트가 이미 존재하는지 검사한다. 상기 기지국은 상기 해당 단말에 대한 리스트가 존재하지 않을 시, 707단계에서 해당 단말에 대한 오버히어링 리스트를 새로 생성하고 상기 해당 단말에 대한 리스트가 존재하지 않을 시, 709단계에서 해당 단말에 대한 오버히어링 리스트를 갱신한다.
이후, 상기 기지국은 711단계에서 각 단말의 리스트 보고 주기가 되는지 검사하고, 상기 주기가 될 시, 713단계로 진행하여 각 단말로부터 오버히어링 리스트가 수신되는지 검사한다.
상기 기지국은 단말로부터 오버히어링 리스트가 수신되는 단말에 대해서는 상기 707단계로 되돌아가 해당 단말의 오버히어링 리스트를 갱신한 후 이하 단계를 재수행하고, 상기 오버히어링 리스트가 수신되지 않은 단말에 대해서는 715단계로 진행하여 해당 단말의 오버히어링 리스트를 삭제한 후, 상기 711단계로 되돌아 간다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 단말의 통신 모드 전환을 판단하는 기지국의 동작 절차를 도시하고 있다.
상기 도 8을 참조하면, 상기 기지국은 801단계에서 단말 A로부터 단말 B로의 데이터 송신이 요청되면, 803단계로 진행하여 상기 단말 A와 단말 B의 오버히어링 리스트가 모두 존재하는지 검사한다. 만일, 상기 단말 A와 단말 B의 오버히어링 리스트가 하나라도 존재하지 않는 경우, 상기 기지국은 813단계로 진행하여 PMP 모드로 동작한 후, 본 발명에 따른 알고리즘을 종료한다.
반면, 상기 단말 A와 단말 B의 오버히어링 리스트가 하나라도 존재하는 경우, 상기 기지국은 805단계로 진행하여 상기 단말 A의 오버히어링 리스트에 단말 B가 존재하고, 단말 B의 오버히어링 리스트에 단말 A가 존재하는지 여부를 검사한다. 만일, 상기 단말 A의 오버히어링 리스트에 단말 B가 존재하지 않거나 단말 B의 오버히어링 리스트에 단말 A가 존재하지 않을 경우, 상기 기지국은 상기 813단계로 진행한다.
반면, 상기 단말 A의 오버히어링 리스트에 단말 B가 존재하고 단말 B의 오버히어링 리스트에 단말 A가 존재할 경우, 상기 기지국은 807단계로 진행하여 상기 단말 A와 단말 B가 각각 자신의 오버히어링 리스트에 속한 다른 단말과 통신 중인지 여부를 검사하고 상기 단말 A와 단말 B의 오버히어링 리스트에 속한 다른 단말들이 통신 중인지 여부를 검사한다. 만일, 상기 단말 A 혹은 단말 B혹은 단말 A와 단말 B의 오버히어링 리스트에 속한 다른 단말들이 통신 중일 시, 상기 기지국은 상기 813단계로 진행한다.
반면, 상기 단말 A와 단말 B 그리고 단말 A와 단말 B의 오버히어링에 속한 다른 단말들이 모두 메쉬 모드로 동작 중이 아닐 시, 상기 기지국은 809단계로 진행하여 상기 단말 A와 단말 B에 메쉬 모드로 전환할 것을 요청하는 메시지를 전송한다. 이때, 상기 기지국은 상기 단말 A와 단말 B가 메쉬 모드로 동작 중임을 상기 단말 A와 단말 B의 오버히어링 리스트에 기록할 수 있다.
이후, 상기 기지국은 811단계에서 상기 단말 A와 단말 B로부터 PMP 모드로의 전환을 보고하는 메시지를 수신한다. 이때, 상기 기지국은 단말 A와 단말 B가 PMP 모드로 동작 중임을 상기 단말 A와 단말 B의 오버히어링 리스트에 기록할 수 있다.
이후, 상기 기지국은 본 발명에 따른 알고리즘을 종료한다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 단말의 블록 구성을 도시하고 있다.
상기 도 9에 도시된 바와 같이, 단말은 제어부(900), 송수신부(910), 저장부(920), 표시부(930), 입력부(940)를 포함하여 구성되며, 특히 상기 제어부(900)는 리스트 관리부(902), 송신 전력 제어부(904)를 포함하여 구성된다.
상기 제어부(900)는 단말의 전반적인 동작을 제어 및 처리하며, 본 발명에 따라 PMP 모드와 메쉬 모드 간의 전환을 위한 제어 및 처리를 수행한다. 즉, 상기 제어부(900)는 네트워크에 접속되면 PMP 모드로 동작할 것을 제어하고, 기지국으로부터 메쉬 모드로 전환이 요청되면 상기 PMP 모드에서 메쉬 모드로 전환하여 상기 기지국을 거치지 않고 다른 단말과 직접적인 통신을 수행하기 위한 제어 및 처리를 수행한다. 또한, 상기 제어부(900)는 상기 다른 단말과의 통신이 완료되면 상기 PMP 모드로 전환하고 이를 기지국에 보고하기 위한 기능을 제어한다.
특히, 상기 제어부(900)는 리스트 관리부(902)를 포함함으로써, 메쉬 모드를 통해 통신이 가능한 단말들을 나타내는 오버히어링 리스트를 생성 및 갱신하여 기지국으로 보고하기 위한 제어 및 처리를 수행한다. 즉, 상기 제어부(900)는 상기 기지국으로부터 오버히어링 정보를 획득하고, 획득된 오버히어링 정보에서 신호 세기의 임계값 및 리스트 보고 주기 정보를 확인한 후, 상기 리스트 관리부(902)를 통해 상기 임계값 이상으로 수신되는 신호에 해당하는 단말들을 포함하는 오버히어링 리스트를 생성하여 기지국에 보고하며, 이를 상기 리스트 보고 주기마다 반복하는 기능을 제어 및 처리한다. 여기서, 상기 제어부(900)는 네트워크 앤트리 과정에서 등록 요청/응답(RNG-REQ/RSP) 메시지의 송수신을 통해 상기 기지국으로부터 오버히어링을 위한 정보를 획득하기 위한 기능을 제어 및 처리한다. 즉, 상기 제어부(900)는 상기 등록 요청 메시지의 TLV Encoded Information에 메쉬 모드로 동작이 가능한지 여부를 나타내는 'Enable', 신호 세기 임계값을 나타내는 'Threshold-Val' 및 보고 주기를 나타내는 'Report_Periode_Val' 과 같은 오버히어링 파라미터 를 추가하여 기지국에 오버히어링 정보를 요청하고, 상기 기지국으로부터 등록 응답(REG-RSP) 메시지를 통해 오버히어링 정보를 수신하기 위한 기능을 제어 및 처리한다.
또한, 상기 제어부(900)는 상기 송신 전력 제어부(904)를 포함함으로써, 상기 단말의 송신 전력을 조정하기 위한 기능을 제어 및 처리한다. 즉, 상기 제어부(900)는 상기 메쉬 모드로 전환되면, 상기 송신 전력 제어부(904)를 통해 초기 송신 전력을 결정하고, 상기 초기 송신 전력을 바탕으로 상대 단말과 레인징 요청/응답(RNG-REQ/RSP) 메시지를 송수신하여 송신 전력을 조정하기 위한 기능을 제어 및 처리한다. 이때, 레인징 요청 메시지의 초기 송신 전력은 기지국과의 레인징 과정을 통해 획득한 송신 전력 값일 수도 있으며 상대 단말과 이전에 메쉬 모드 동작시에 레인징 과정을 통해 획득한 송신 전력 값일 수도 있다. 즉, 상기 송신 전력 제어부(404)는 상기 상대 단말과 이전에 메쉬 모드로 동작한 적이 없는 경우, 상기 기지국에 대한 송신 전력 값을 초기 송신 전력 값으로 이용하고, 상기 상대 단말과 이전에 메쉬 모드로 동작한 적이 있는 경우, 상기 이전에 상대 단말과의 레인징 과정을 통해 획득한 송신 전력 값을 초기 송신 전력 값으로 이용한다.
또한, 상기 제어부(900)는 상기 상대 단말로의 데이터 송신이 필요한 이벤트가 발생될 시, 상기 오버히어링 리스트를 검사하여 상기 상대 단말이 오버히어링 리스트에 존재하는지 여부 및 다른 단말과 메쉬 모드로 통신 중인지 여부를 검사하여 상기 다른 단말과 메쉬 모드로 통신 중일 경우, 상기 상대 단말과 통신을 일시적으로 수행할 수 없음을 알리기 위한 기능을 제어 및 처리한다.
상기 송수신부(910)는 상기 제어부(900)의 제어에 따라 PMP 모드에서 기지국과 신호를 송수신하며, 메쉬 모드에서 다른 단말과 신호를 송수신하는 기능을 처리한다. 또한, 상기 송수신부(910)는 상기 제어부(900)의 제어에 따라 임계값 이상의 세기로 수신되는 신호에 대한 오버히어링을 수행하며, 상기 제어부(900)의 제어에 따라 송신 신호의 전력을 제어한다.
상기 저장부(920)는 상기 단말의 전반적인 동작을 위한 프로그램 및 각종 데이터를 저장하며, 본 발명에 따라 오버히어링 리스트를 저장하며, PMP 모드에서 기지국과의 레인징을 통해 획득된 송신 전력 값 및 메쉬 모드에서 상대 단말과의 레인징을 통해 획득된 송신 전력 값을 저장한다. 여기서, 상기 상대 단말과의 레인징을 통해 획득된 송신 전력 값은 상기 오버히어링 리스트에 포함된 각 단말별로 저장될 수 있다.
상기 표시부(930)는 상기 단말의 동작 중에 발생되는 상태 정보와 숫자, 문자들을 디스플레이한다. 특히, 상기 표시부(930)는 상기 제어부(900)의 제어에 따라 상대 단말이 다른 단말과 통신 중이므로 상기 상대 단말과 일시적으로 통신을 수행할 수 없음을 알리는 메시지를 디스플레이한다.
또한, 상기 입력부(940)는 다수의 기능키들을 구비하여 사용자가 누르는 키에 대응하는 데이터를 상기 제어부(900)로 제공한다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 기지국의 블록 구성을 도시하고 있다.
상기 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 기지국은 제어부(1000), 송수신부(1010), 저장부(1020)를 포함하여 구성되며, 상기 제어부(1000)는 리스트 관리부(1002)와 모드 전환 판단부(1004)를 포함하여 구성된다.
상기 제어부(1000)는 기지국의 전반적인 동작을 제어 및 처리하며, 본 발명에 따라 각 단말의 통신 모드 전환을 위한 기능을 제어 및 처리한다. 상기 제어부(1000)는 각 단말의 네트워크 앤트리 과정에서 등록 요청/응답(RNG-REQ/RSP) 메시지의 송수신을 통해 해당 단말이 메쉬 모드로 동작 가능한 단말인지 여부를 판단하고 동작이 가능할 시 오버히어링 정보를 전송하기 위한 기능을 제어 및 처리한다. 즉, 상기 제어부(1000)는 단말로부터 오버히어링 파라미터를 포함하는 등록 메시지가 수신되면, 해당 단말이 메쉬 모드로 동작 가능한 단말이라고 판단하여 상기 해당 단말로 오버히어링 리스트 구성을 위한 신호 세기 임계값 및 오버히어링 리스트 보고 주기 정보를 전송하는 기능을 제어 및 처리한다.
특히, 상기 제어부(1000)는 상기 리스트 관리부(1002)를 포함하여 각 단말로부터 주기적으로 보고되는 오버히어링 리스트를 상기 저장부(1020)에 단말별로 저장 및 갱신하고, 이를 관리한다. 즉, 상기 리스트 관리부(1002)는 상기 오버히어링 리스트에 포함된 특정 단말이 메쉬 모드로 동작할 시, 상기 오버히어링 리스트에 상기 단말이 메쉬 모드로 동작 중임을 기록할 수 있으며, 특정 단말의 오버히어링 리스트가 기 설정된 주기 내에 보고되지 않을 시, 해당 단말의 오버히어링 리스트를 삭제한다.
또한, 상기 제어부(1004)는 모드 전환 판단부(1004)를 포함함으로써, 데이터 송수신을 필요로 하는 단말들의 메쉬 모드 전환 여부를 판단한다. 즉, 상기 모드 전환 판단부(1004)는 특정 단말로부터 다른 단말로 데이터를 전송해줄 것을 요청받을 경우, 두 단말의 오버히어링 리스트를 참조하여 상기 두 단말이 메쉬 모드로 통신 가능한지 여부를 판단하고, 가능할 경우 상기 두 단말로 메쉬 모드로의 전환을 요청하는 메시지를 송수신하기 위한 기능을 처리한다.
상기 송수신부(1010)는 상기 제어부(1010)의 제어에 따라 단말과의 신호를 송수신하는 기능을 처리한다.
상기 저장부(1020)는 상기 기지국의 전반적인 동작을 위한 프로그램 및 각종 데이터를 저장하며, 본 발명에 따라 오버히어링 리스트를 저장하며, 상기 오버히어링 리스트에 포함된 각 단말이 메쉬 모드로 동작 중인지 PMP 모드로 동작 중인지 여부를 저장할 수 있다.
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.
도 1은 PMP 모드를 운용하는 시스템을 도시하는 도면,
도 2는 메쉬 모드를 운용하는 시스템을 도시하는 도면,
도 3은 본 발명에 따라 PMP 모드와 메쉬 모드를 운용하는 시스템을 간략하게 도시하는 도면,
도 4는 본 발명에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 PMP 모드와 메쉬 모드를 운용하는 시그널링 절차를 도시하는 도면,
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 오버히어링 리스트 생성 및 보고하는 단말의 동작 절차를 도시하는 도면,
도 6a와 6b는 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 통신 모드 전환을 통해 통신을 수행하는 단말의 동작 절차를 도시하는 도면,
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 단말의 오버히어링 리스트를 관리하는 기지국의 동작 절차를 도시하는 도면,
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 단말의 통신 모드 전환을 판단하는 기지국의 동작 절차를 도시하는 도면,
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 단말의 블록 구성을 도시하는 도면, 및
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 기지국의 블록 구성을 도시하는 도면.

Claims (4)

  1. 광대역 무선통신 시스템에서 두 가지 통신 모드를 운용하는 단말의 방법에 있어서,
    PMP(Point to MultiPoint) 모드로 기지국과 네트워크 앤트리 과정을 수행하여 접속하는 과정과,
    임계값 이상의 세기로 신호가 수신되는 다른 단말들의 정보를 포함하는 오버히어링 리스트를 기지국으로 보고하는 과정과,
    기지국에 특정 단말로 데이터를 전송해줄 것을 요청하는 과정과,
    상기 기지국으로부터 메쉬(Mesh) 모드로의 전환을 요청받는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 광대역 무선통신 시스템에서 두 가지 통신 모드를 운용하는 기지국의 방법에 있어서,
    PMP(Point to MultiPoint) 모드로 각 단말에 대해 네트워크 앤트리 과정을 수행하는 과정과,
    각 단말로부터 다른 단말들의 정보를 포함하는 오버히어링 리스트를 수신하여 저장하는 과정과,
    데이터 송수신을 필요로 하는 두 단말의 오버히어링 리스트를 이용하여 상기 두 단말의 메쉬 모드 전환 여부를 판단하는 과정과,
    상기 메쉬 모드 전환이 판단되면, 상기 두 단말로 메쉬(Mesh) 모드로의 전환을 요청하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 광대역 무선통신 시스템에서 두 가지 통신 모드를 운용하는 단말의 장치에 있어서,
    PMP(Point to MultiPoint) 모드로 기지국과 네트워크 앤트리 과정을 수행하기 위한 기능을 제어하고, 임계값 이상의 세기로 신호가 수신되는 다른 단말들의 정보를 포함하는 오버히어링 리스트를 생성하는 제어부와,
    상기 제어부의 제어에 따라 오버히어링 리스트를 기지국으로 보고하고, 기지국으로부터 메쉬 모드로의 전환을 요청하는 메시지를 수신하는 송수신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  4. 광대역 무선통신 시스템에서 두 가지 통신 모드를 운용하는 기지국의 장치에 있어서,
    각 단말로부터 다른 단말들의 정보를 포함하는 오버히어링 리스트를 수신하는 송수신부와,
    상기 수신되는 오버히어링 리스트를 저장하는 저장부와,
    PMP(Point to MultiPoint) 모드로 각 단말에 대해 네트워크 앤트리 과정을 수행하기 위한 기능을 제어하고, 데이터 송수신을 필요로 하는 두 단말의 오버히어링 리스트를 이용하여 상기 두 단말의 메쉬 모드 전환 여부를 판단하고, 상기 메쉬 모드 전환이 판단되면, 상기 두 단말로 메쉬(Mesh) 모드로의 전환을 요청하기 위한 기능을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
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