KR20100087427A - 무선 통신 시스템에서 이동 중계기의 제어 방법 및 이를 위한 장치 - Google Patents

무선 통신 시스템에서 이동 중계기의 제어 방법 및 이를 위한 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 무선 통신 시스템에서 이동 중계기의 제어 방법 및 이를 위한 장치에 관한 것으로 이동 중계기가 기지국이 제어하는 셀 영역으로 진입한 경우, 상기 이동 중계기의 이동 속도가 속도 임계치 이하라고 판단되고 상기 속도 임계치 이하의 이동 속도가 설정된 시간동안 유지되는 경우, 상기 이동 중계기를 동작 OFF 모드로 전환하는 이동 속도 기준 판단 단계, 상기 이동 중계기의 위치가 트래픽 맵의 간섭 예상 지역에 포함되는 경우 상기 이동 중계기를 동작 OFF 모드로 전환하는 트래픽 맵 기준 판단 단계, 및 상기 이동 중계기의 중계를 받는 단말의 릴레이 전송 요구 자원량에 대한 직접 전송 요구 자원량 비율이 비율 임계치 이상이고 상기 비율 임계치 이상의 비율이 설정된 시간동안 유지되는 경우, 상기 이동 중계기를 동작 OFF 모드로 전환하는 요구 자원량 기준 판단 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이동 중계기, 트래픽 맵, 동작 모드

Description

무선 통신 시스템에서 이동 중계기의 제어 방법 및 이를 위한 장치{Method and Apparatus for controlling moving relay station in wireless communication system}
본 발명은 무선 통신 시스템에서 이동 중계기의 제어 방법 및 이를 위한 장치에 관한 것으로, 특히 이동 중계기로 인하여 기지국의 직접 제어를 받는 단말에 미치는 간섭을 감소시킬 수 있는 효율적인 이동 중계기의 제어 방법 및 이를 위한 장치에 관한 것이다.
광대역 무선 접속 통신 시스템에서는 기지국과 단말기(Mobile station) 간에 하나의 직접 링크(Direct link)로 통신이 이루어지므로, 상기 단말기와 기지국 간에 신뢰도가 높은 무선 통신링크를 쉽게 구성할 수 있다. 그러나 상기 고정된 기지국의 위치는 무선망 구성의 유연성(Flexibility)을 낮게 하고, 이에 따라 트래픽 분포나 통화 요구량의 변화가 심한 무선 환경에서 효율적인 서비스를 제공하기 어려운 단점이 있다. 상기 단점을 극복하기 위해 상기 무선 통신 시스템에서는 주변의 중계기(Relay station)들을 이용하여 데이터를 전달하는 다중 홉 릴레이 무선 통신 시스템을 이용한다. 다중 홉 릴레이 무선 통신 시스템은 주변 환경변화에 대 해 빠르게 네트워크를 재구성할 수 있으며, 전체 무선망을 보다 효율적으로 운용할 수 있게 된다. 따라서 차세대 이동통신 시스템에서 요구되는 자율 적응형 무선 통신망은 다중 홉 릴레이 무선 통신 시스템을 모델로 하여 현실적으로 구현할 수 있다.
또한 이동성 네트워크(Moving Network, MN) 또는 이동 중계기(Moving Relay Station)란 버스나 기차와 같이 다수의 단말들이 동일한 경로로 이동하게 되는 곳에 설치하여 각 단말에게 양질의 서비스를 제공할 뿐만 아니라 핸드 오버의 과정을 간단하게 해주는 다중 홉 릴레이 무선 통신 시스템의 구조를 지칭한다. 이동 중계기가 도심지로 이동을 하면 트래픽 밀도가 비교적 높기 때문에 기지국과 직접 통신을 하고 있는 단말들에게 심각한 간섭으로 인한 자원 충돌 확률이 높다는 문제가 발생할 수 있다. 현재 사용 중이거나 논의 중인 이동 중계기의 운영 방법은 상술한 상황을 고려하지 않았기 때문에 트래픽 밀도나 통신 링크의 품질 변화에 유동적으로 대응할 수 없다는 문제점이 있다.
본 발명인 무선 통신 시스템에서 이동 중계기의 제어 방법 및 이를 위한 장치는 이동 중계기의 운영 모드를 유동적으로 제어하여 기지국의 직접 제어를 받는 단말 및 이동 중계기의 제어를 받는 단말 모두의 서비스 품질을 향상 시키는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 무선 통신 시스템에서 이동 중계기의 제어 방법은 이동 중계기가 기지국이 제어하는 셀 영역으로 진입한 경우, 상기 이동 중계기의 이동 속도가 속도 임계치 이하라고 판단되고 상기 속도 임계치 이하의 이동 속도가 설정된 시간동안 유지되는 경우, 상기 이동 중계기를 동작 OFF 모드로 전환하는 이동 속도 기준 판단 단계, 상기 이동 중계기의 위치가 트래픽 맵의 간섭 예상 지역에 포함되는 경우 상기 이동 중계기를 동작 OFF 모드로 전환하는 트래픽 맵 기준 판단 단계, 및 상기 이동 중계기의 중계를 받는 단말의 릴레이 전송 요구 자원량에 대한 직접 전송 요구 자원량 비율이 비율 임계치 이상이고 상기 비율 임계치 이상의 비율이 설정된 시간동안 유지되는 경우, 상기 이동 중계기를 동작 OFF 모드로 전환하는 요구 자원량 기준 판단 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 무선 통신 시스템에서 기지국의 이동 중계기 제어 장치는 이동 중계기로부터 상기 이동 중계기의 위치 정 보를 수신하는 이동 중계기 위치 정보 수신부, 상기 기지국의 셀 커버리지의 간섭 예상 지역 정보를 포함하는 트래픽 맵을 저장하는 트래픽 맵 저장부, 및 상기 이동 중계기의 위치가 상기 간섭 예상 지역에 포함되는 경우 상기 이동 중계기를 동작 OFF 모드로 전환하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 의한 무선 통신 시스템에서 기지국의 이동 중계기 제어 장치는 상기 기지국의 직접 제어를 받는 단말이 상기 이동 중계기로부터 받는 간섭의 세기 정보를 수신하는 간섭 정보 수신부와 임계치 이상의 상기 간섭의 세기가 임계 시간동안 유지되는 경우 상기 이동 중계기를 동작 OFF 모드로 전환하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 무선 통신 시스템에서 이동 중계기의 제어 장치는 상기 이동 중계기의 제어를 받는 단말의 릴레이 전송 요구 자원량에 대한 직접 전송 요구 자원량의 비율을 측정하는 요구 자원량 측정부와 임계치 이상의 상기 비율이 설정된 시간동안 유지되는 경우, 상기 이동 중계기를 동작 OFF 모드로 전환하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 무선 통신 시스템에서 이동 중계기의 제어 방법 및 이를 위한 장치에 의하면 주변 환경에 따라 동적으로 이동 중계기의 동작 모드를 제어하여 이동 중계기의 중계를 받는 단말 및 기지국의 직접 제어를 받는 단말 모두 서로 간에 미치는 간섭을 감소시켜 서비스 품질을 개선할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 이때 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의하여야 한다. 또한 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다.
또한 이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
본 발명에 있어 이동 중계기의 동작(Operation) ON 모드란 이동 중계기가 마치 기지국과 같이 동작하는 상태를 지칭한다. 즉, 기지국과 같이 동작한다는 의미는 이동 중계기가 주기적으로 이동 중계기가 제어하는 단말들에게 동기 채널 및 방송 채널 정보를 전송한다는 것을 의미한다. 다시 말해서, 이동 중계기와 이동 중계기가 제어하는 단말들 간에 링크가 유지되어 있는 상태를 의미한다. 그 뿐만 아니라, 동작 ON 모드로 동작하는 이동 중계기는 기지국과의 제어 정보 송수신이 가능하다. 또한 이동 중계기가 제어하는 단말들 중 아이들 상태의 단말을 위한 페이징 정보는 기지국이 이동 중계기를 중계하여 단말에게 전달한다.
또한 본 발명에 있어 이동 중계기의 동작(Operation) OFF 모드란 이동 중계기가 제어하는 단말들에게 동기 채널 및 방송 채널 정보를 전송을 중지한다는 것을 의미한다. 다시 말해서, 이동 중계기와 이동 중계기가 제어하는 단말들 간에 링크 가 존재 하지 않는 상태를 의미한다. 또한 이동 중계기가 제어하는 단말들 중 아이들 상태의 단말을 위한 페이징 정보는 이동 중계기가 중계하지 않고, 단말이 직접 기지국으로부터 수신한다. 다만 이동 중계기가 동작 OFF 모드로 동작하더라도 기지국과의 제어 정보 송수신이 가능하다.
도 1은 일반적인 다중 홉 릴레이 무선 통신 시스템의 구조를 도시한 도면이다.
도 1을 참조하여 설명하면, 상기 시스템에서 기지국(BS)(101)의 직접 제어를 받는 단말(MS3)(104)은 상기 기지국(101)과 직접 링크로 연결되고, 상기 기지국(101)의 영역 밖에 위치하여 상기 기지국(101)으로부터의 채널 상태가 열악한 단말들(MS1, MS2)(105, 107)은 각각 중계기(RS1, RS2)(102, 103)를 통해 중계 링크로 상기 기지국(101)에 연결된다. 즉, 기지국(101) 영역의 외곽에 위치하거나 건물 등에 의해 차폐 현상이 심한 음영 지역에서 상기 단말들(105, 107)이 상기 기지국(101)과 통신을 수행할 경우, 보다 우수한 무선 채널을 제공하기 위해 상기 중계기들(RS1, RS2)(102, 103)을 이용하여 링크를 연결하여 상기 기지국(101)과 통신을 수행한다.
따라서 기지국(101)은 채널 상태가 열악한 셀 경계 지역에 있는 사용자를 위하여 중계기들(RS1, RS2)(102, 103)을 이용하여 고속의 데이터 채널을 제공할 수 있으며, 상기 셀 서비스 영역을 확장시킬 수 있다. 특히 RS2(103)는 이동 중계기(Moving Relay System 또는 Moving Network, MN)로서 고속 이동 차량(예를 들어 버스 또는 기차) 내 사용자들에게 신뢰성 있는 서비스를 제공하기 위한 것이다.
이동 중계기의 특징은 첫째 빠른 속도로 이동하며, 종류에 따라서 최대 350km/h에서 500km/h까지도 고려된다. 둘째로 이동 중계기는 서비스 영역 내 탑승자에게 정지 상태 환경과 같은 서비스 제공한다. 다시 말해 이동 중계기를 탑재한 이동 수단에 탑승한 사용자들이 기지국과 직접적인 통신을 하지 않고, 이동 중계기를 통해 기지국과 릴레이 통신을 함으로써 사용자들에게 안정적이고 효율적인 서비스를 제공할 수 있다. 셋째로 이동 중계기는 상황에 따라서 핸드 오버가 발생한다. 이동 중계기에서 핸드 오버가 발생할 때, 탑승 사용자들도 동시에 핸드 오버가 발생된다. 따라서 이동 중계기를 탑재한 이동 수단에 탑승한 사용자마다 개별적으로 제어하는 것이 아니라 탑승한 사용자들을 한꺼번에 일괄적으로 제어함으로써 오버헤드 측면이나 지연 측면에서 장점을 얻을 수 있다. 마지막으로 이동 중계기는 기차나 버스처럼 이동 방향이 사전에 정해져 있는 경우가 많다. 따라서 통신 사업자가 핸드 오버의 시점을 예측 가능하므로 효율적으로 핸드 오버나 자원 관리를 할 수 있다.
한편 이동 중계기가 도심지로 이동을 하면 기지국과 직접 통신을 하고 있는 단말들에게 심각한 간섭을 미칠 수 있다. 도심지에서는 트래픽 밀도가 비교적 높기 때문에 간섭으로 인한 자원 충돌 가능성이 높기 때문이다. 따라서 도심지에서 기지국과 직접 통신 링크를 형성하고 있던 단말들은 이동 중계기의 진입으로 인하여 통신 환경이 나빠질 가능성이 존재하게 된다. 이하에서는 주변 환경을 고려하여 동적으로 이동 중계기의 동작 모드를 변경할 수 있는 방법 및 이를 위한 장치를 제안하고자 한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 다중 홉 릴레이 무선 통신 시스템의 구조를 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 시스템은 기지국(201), 이동 중계기(202), 이동 중계기의 제어를 받는 제 1 단말(203), 기지국의 직접 제어를 받는 제 2 단말(204)을 포함한다.
이동 중계기(202)의 동작 모드를 결정하는 방법으로는 기지국(201)이 결정하여 이동 중계기(202)를 제어하는 기지국 제어 이동 중계기 동작 모드 전환 방법과, 이동 중계기(202)에서 자체적으로 결정하는 이동 중계기 자체 동작 모드 전환 방법이 있다. 한편 이동 중계기(202)의 동작 모드는 여러 가지 기준 또는 기준들의 조합으로 결정될 수 있는데, 본 발명에서는 이동 속도 기준(Velocity-based Criterion), 기지국 간섭 기준(MN to BS Interference Criterion) 및 이동 중계기 간섭 기준(Hop Change Criterion 또는 BS to MN Interference Criterion)을 제안하며, 각각의 기준에 따른 판단에 따라 다양한 이동 중계기(202)의 운영 모드 제어가 가능하다.
우선 이동 속도 기준에 관하여 설명한다. 이동 중계기(202)의 이동 속도를 이용하여 동작 모드를 제어하는 이유는 이동 중계기(202)의 이동 속도가 빠르다면 이동 중계기(202)가 기지국(201)의 직접 제어를 받는 제 2 단말(204)에게 간섭을 미치는 시간은 매우 짧을 뿐만 아니라, 이동 중계기(202)의 제어를 받는 제 1 단말(203)의 입장에서는 이동 중계기(202)의 중계를 통해 기지국과 통신 링크를 형성하는 것이 채널 품질에 유리하기 때문이다. 따라서 이동 중계기(202)의 이동 속도 가 임계 속도(Vth) 이상일 경우 이동 중계기(202)의 동작 ON 모드를 유지한다. 이 때 부가적으로 이동 중계기(202)의 이동 속도가 임계 시간(Tth_MN) 이상 유지되어야 동작 ON 모드를 유지하는 조건으로 설정하여 불필요하게 빈번한 동작 모드 전환을 방지할 수 있다.
또한 이동 중계기(202)의 이동 속도의 추정은 다음과 같이 두 가지 경우로 측정 가능하다. 첫째로 이동 중계기(202)가 설치된 차량 등에 GPS(Global Positioning System)가 장착되어 있는 경우 GPS 정보 이용하여 이동 속도 측정한다. 둘째로 이동 중계기(202)가 설치된 차량 등에 GPS가 장착되어 있지 않은 경우라면, 수신 채널 특성을 이용하여 이동 속도를 추정할 수 있다. 즉 기지국(201)으로부터 수신되는 파일럿 신호에 속도 추정 알고리즘을 적용하여 이동 속도를 추정할 수 있다. 여기서 속도 추정 알고리즘은 채널 2차 통계 특성 기반 추정으로서 자기 상관 함수(autocorrelation) 또는 공분산 함수(covariance) 등을 이용할 수 있고, 채널 교차율 기반 속도 추정으로서 레벨 교차율(LCR, level crossing rate) 또는 영점 교차율(Zero Crossing Rate, ZCR) 등을 이용할 수 있다.
이동 중계기(202)의 이동 속도가 임계 속도 이하일 경우에는 이동 중계기 자체 동작 모드 전환 방법에서는 이동 중계기(202)가 직접 동작 ON 모드에서 동작 OFF 모드로 전환한다. 한편 기지국 제어 이동 중계기 동작 모드 전환 방법을 적용하면 이동 중계기(202)가 자신의 이동 속도 정보를 기지국(201)에 피드백하고 기지국(201)이 해당 이동 중계기(202)의 동작 모드를 최종 결정하여 시그널링을 통해 이동 중계기(202)의 동작 모드를 동작 OFF 모드로 전환한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 기지국 간섭 기준에 따른 이동 중계기 동작 모드 전환 방법의 순서도이다.
기지국 간섭 기준은 이동 중계기가 기지국과 기지국이 직접 제어하는 단말 간의 통신 링크에 미치는 간섭을 기준으로 이동 중계기의 동작 모드를 결정하는 방법이다. 즉, 이동 중계기가 기지국의 셀 커버리지에 진입함에 따라 기지국과 기지국이 직접 제어하는 단말 간의 통신 링크에 성능 열화가 심각할 경우 이동 중계기의 동작 모드를 동작 OFF 모드로 전환시킨다.
특히 도 3은 특히 간섭 유무를 트래픽 맵을 기반으로 판단하는 경우를 설명하고 있다. 여기서 트래픽 맵은 지역 별로 이동 중계기의 동작 모드가 미리 결정된 지리적 정보를 지칭한다. 기지국이 트래픽 맵을 생성할 경우 기지국이 직접 제어하는 단말들의 통계적인 트래픽 발생 빈도를 일정 기간 동안 누적한 값을 기반으로 하여 지역별로 이동 중계기의 동작 모드를 결정하여 생성한다.
또한 이동 중계기가 트래픽 맵을 생성하는 경우에는, 일정 시간 동안 이동 중계기의 상향 링크 신호에 기지국의 직접 제어를 받는 단말로 인한 간섭을 측정하거나 또는 기지국으로부터 하향 링크로 수신되는 기준 신호의 신호 세기 측정치와 데이터 영역 신호 세기 측정치의 비율을 통해 기지국이 직접 제어하는 트래픽을 측정함으로써 생성할 수 있으며, 생성된 트래픽 맵은 이동 중계기가 기지국이 제어하는 셀로 진입할 경우 기지국으로 전송한다. 특히 이동 중계기가 트래픽 맵을 생성하는 경우는 이동 중계기가 버스 또는 지하철과 같이 이동 구간이 비교적 일정한 경우에 적절한 방안이다.
도 3을 참조하여 설명하면, 단계 301에서 기지국은 이동 중계기로부터 이동 중계기의 위치 정보를 수신한다. 또한 단계 302에서 기지국은 수신된 이동 중계기의 위치 정보와 트래픽 맵을 비교 판단하여, 단계 303에서 현재 이동 중계기의 위치에 대응하는 동작 모드를 변경할지 여부를 결정한다. 단계 303에서 동작 모드를 변경할 필요가 있다고 판단한 경우라면, 단계 304에서 기지국은 이동 중계기로 동작 OFF 모드 전환 명령을 송신하여, 이동 중계기의 동작 모드를 동작 OFF 모드로 전환시킨다.
본 실시예에서는 기지국 제어 이동 중계기 동작 모드 전환 방법을 기준으로 기술하였으나, 이동 중계기 자체 동작 모드 전환 방법에 의한다면 이동 중계기가 자신의 위치와 트래픽 맵을 비교하여 동작 모드를 변경할지 여부를 결정하는 것으로 구현할 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 기지국 간섭 기준에 따른 이동 중계기 동작 모드 전환 방법의 순서도이다.
도 4를 참조하여 설명하면, 단계 401에서 기지국과 기지국의 직접 제어를 받는 단말들 간의 통신 링크에 이동 중계기로 인하여 발생하는 간섭 정보를 측정하여 기지국으로 피드백한다. 보다 상세히 설명하자면, 이동 중계기로 인한 간섭 신호와 기지국으로부터 직접 수신한 신호는 서로 다른 프리앰블을 사용하므로 기지국의 직접 제어를 받는 단말들은 두 신호의 구분이 가능하다. 따라서 기지국의 직접 제어를 받는 단말들은 이동 중계기로부터 받는 간섭이 임계치(Ith) 이상이고, 임계 시간(Tth_MS) 이상 지속될 경우 간섭 정보를 피드백한다. 이때의 간섭 정보는 간섭 존재 유무만을 지칭하는 바이너리 정보이거나 간섭 측정 치 자체일 수 있다.
단계 402에서는 기지국이 단위 시간당 이동 중계기의 간섭 레벨을 계산한다. 간섭 정보가 간섭 존재 유무만을 지칭하는 바이너리 정보라면 단위 시간당 피드백 된 바이너리 정보의 개수를 이용하여 간섭 레벨을 계산한다. 또한 간섭 정보가 간섭 측정 치 자체인 경우라면 단위 시간당 평균 간섭 량을 이용하여 간섭 레벨을 계산한다.
단계 403에서는 단계 402에서 계산된 간섭 레벨이 임계 레벨 이상인지 여부를 판단한다. 즉 이동 중계기의 동작 모드를 동작 OFF 모드로 전환할 필요가 있는지 판단한다. 동작 모드를 변경하는 것으로 판단한다면, 단계 404에서 기지국은 이동 중계기로 동작 OFF 모드 전환 명령을 송신하여, 이동 중계기의 동작 모드를 동작 OFF 모드로 전환시킨다.
본 실시예에서도 기지국 제어 이동 중계기 동작 모드 전환 방법을 기준으로 기술하였으나, 이동 중계기 자체 동작 모드 전환 방법에 의한다면 이동 중계기가 기지국으로부터 하향 링크로 수신되는 레퍼런스 신호의 신호 세기와 데이터 영역 신호의 신호 세기의 비율을 측정하고, 측정치가 임계치 (Rth_MN) 이하이고 임계 시간 (Tth_MN) 이상 지속될 경우 이동 중계기의 동작 모드를 동작 OFF 모드로 전환하는 것으로 구현할 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 이동 중계기 간섭 기준에 따른 이동 중계기 동작 모드 전환 방법의 순서도이다.
이동 중계기 간섭 기준에 의하면 이동 중계기가 기지국으로부터 받는 간섭에 의해 이동 중계기의 제어를 받는 단말의 통신 상태의 열화 정도를 판단하는 것으로, 구체적으로 단말이 기지국과 직접 통신을 할 경우 필요한 1-홉 전송 시 단위 패킷 당 요구 자원량과 이동 중계기를 통한 2-홉 전송 시 단위 패킷 당 요구 자원량을 비교한다.
도 5를 참조하여 설명하면, 단계 501에서 2-홉 전송 시 단위 패킷 당 요구 자원량을 측정한다. 상술한 바와 같이 기지국과 이동 중계기간 링크의 신호 대 잡음비(signal-to-interference ratio, SIR)와 이동 중계기와 이동 중계기의 제어를 받는 단말 간의 링크의 신호 대 잡음비를 실시간으로 계산하여 2-홉 전송 시 단위 패킷 당 요구 자원량(A)을 측정할 수 있다.
단계 502에서는 1-홉 전송 시 단위 패킷 당 요구 자원량을 측정한다. 즉 기지국과 이동 중계기의 제어를 받는 단말 간의 링크의 신호 대 잡음비 실시간으로 계산하여 1-홉 전송 시 단위 패킷 당 요구 자원량(B)을 측정할 수 있다.
계속하여 단계 503에서는 1-홉 전송 시 단위 패킷 당 요구 자원량의 2-홉 전송 시 단위 패킷 당 요구 자원량에 대한 비율을 계산하여 이동 중계기의 동작 모드를 전환할지 여부를 결정한다. 구체적으로 비율이 임계 값(Rth_MN) 이상으로 임계 시간(Tth_MN) 이상 지속되면 동작 OFF 모드로 전환하는 것으로 구현할 수 있다. 동작 모드를 전환하는 것으로 판단한다면, 단계 504에서 이동 중계기는 동작 모드를 동작 OFF 모드로 전환시킨다.
한편 동작 OFF 모드로 동작 중인 이동 중계기에서도 비율이 임계 값(Rth_MN) 이하로 임계 시간(Tth_MN) 이상 지속되면 다시 동작 ON 모드로 전환하는 것으로 구 현할 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 이동 중계기의 동작 모드를 결정하는 방법에 관한 순서도이다.
도 6을 참조하여 설명하면, 이동 중계기의 동작 모드를 결정하는 방법은 상술한 이동 속도 기준(Velocity-based Criterion), 기지국 간섭 기준(MN to BS Interference Criterion) 및 이동 중계기 간섭 기준(Hop Change Criterion 또는 BS to MN Interference Criterion)을 조합하여 결정하는 것으로 구현할 수 있다. 단계 601에서 이동 속도 기준(Velocity-based Criterion)을 적용하여 이동 중계기의 이동 속도를 측정하고, 단계 602에서 측정된 이동 속도와 임계 속도를 비교한다. 단계 602에서 측정된 이동 속도가 임계 속도 이상이라고 판단된 경우, 이동 중계기는 다른 기준을 적용하지 않고 단계 608에서 동작 ON 모드를 유지한다. 즉 이동 속도 기준은 다른 기준에 비하여 최상위 기준으로 설정한다.
계속하여 단계 602에서 측정된 이동 속도가 임계 속도 미만이라고 판단된 경우, 단계 603에서 기지국 간섭 기준(MN to BS Interference Criterion)을 적용한다. 즉, 상술한 이동 중계기의 위치와 트래픽 맵을 매칭하여 동작 모드를 결정하는 방법을 적용하거나, 기지국의 직접 제어를 받는 단말들이 이동 중계기로부터 받는 간섭 레벨을 측정하여 동작 모드를 결정하는 방법을 적용할 수도 있다. 단계 604에서는 단계 603의 기지국 간섭 기준을 적용한 결과를 이용하여 이동 중계기가 동작 OFF 모드로 전환할 필요가 있는지 판단한다.
계속하여 단계 604에서 기지국 간섭 기준을 적용한 결과가 임계치 이상이라 고 판단한 경우, 즉 이동 중계기가 동작 OFF 모드로 전환할 필요가 있다고 판단한 경우 이동 중계기는 단계 607에서 동작 OFF 모드로 동작 모드를 전환한다. 또한 단계 604에서 기지국 간섭 기준을 적용한 결과가 임계치 이하라고 판단한 경우, 즉 이동 중계기가 동작 OFF 모드로 전환할 필요가 없다고 판단한 경우, 단계 605에서 이동 중계기 간섭 기준(Hop Change Criterion 또는 BS to MN Interference Criterion)을 적용한다.
계속하여 단계 606에서는 단계 605의 결과, 즉 2-홉 통신과 1-홉 통신의 효율성을 판단하여 이동 중계기가 동작 OFF 모드로 전환할 필요가 있는지 판단한다. 구체적으로 단계 606에서 이동 중계기 간섭 기준을 적용한 결과를 통해 1-홉 통신이 2-홉 통신에 비하여 효율적이라고 판단한 경우, 즉 이동 중계기가 동작 OFF 모드로 전환할 필요가 있다고 판단한 경우에는 이동 중계기는 단계 607에서 동작 OFF 모드로 동작 모드를 전환한다. 또한 단계 606에서 이동 중계기 간섭 기준을 적용한 결과를 통해 1-홉 통신이 2-홉 통신에 비하여 비효율적이라고 판단한 경우, 즉 이동 중계기가 동작 OFF 모드로 전환할 필요가 없다고 판단한 경우, 단계 608에서 이동 중계기의 동작 모드를 동작 ON 모드로 유지한다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이동 중계기의 동작 모드를 결정하는 방법에 관한 순서도이다. 도 6의 실시예에서는 세 가지 기준을 순차적으로 적용하여 이동 중계기의 동작 모드를 결정하는 반면, 도 7의 실시예는 각각의 기준을 적용한 결과를 동작 결정 함수의 파라미터로 이용하고, 그 함수 값을 이용하여 이동 중계기의 동작 모드를 결정하는 방법이다.
도 7을 참조하여 설명하면, 단계 701에서 이동 속도 기준(Velocity-based Criterion)을 적용하여 이동 중계기의 이동 속도를 측정하고, 단계 702에서 측정된 이동 속도와 임계 속도를 비교한다. 단계 702에서 측정된 이동 속도가 임계 속도 이상이라고 판단된 경우, 이동 중계기는 다른 기준을 적용하지 않고 단계 710에서 동작 ON 모드를 유지한다. 즉 이동 속도 기준은 다른 기준에 비하여 최상위 기준으로 설정한다.
계속하여 단계 702에서 측정된 이동 속도가 임계 속도 미만이라고 판단된 경우, 단계 703에서 기지국 간섭 기준(MN to BS Interference Criterion)을 적용하고, 단계 704에서는 단계 703의 결과를 이용하여 파라미터 I라는 수학적 수치를 생성한다. 또한 단계 705에서는 이동 중계기 간섭 기준(Hop Change Criterion 또는 BS to MN Interference Criterion)을 적용하고, 단계 706에서는 단계 705의 결과를 이용하여 파라미터 H라는 수학적 수치를 생성한다.
계속하여, 단계 707에서 각각 생성된 파라미터에 가중치(α, β)를 곱하여 함수 f(αㅇI, βㅇH)를 통해 최종 동작 모드 결정 인자 D를 생성한다. 또한 단계 708에서 D가 임계치(Dth)와 비교하여 이동 중계기의 동작 모드를 결정한다. 즉, D가 Dth보다 작다면 이동 중계기의 동작이 비효율적이라는 의미이므로, 단계 709에서 이동 중계기의 동작 모드를 동작 OFF 모드로 전환한다. 또한 단계 708에서 D가 Dth보다 크다고 판단한 경우, 이동 중계기의 동작의 동작이 효율적이라는 의미이므로 단계 710에서 이동 중계기의 동작 모드를 동작 ON 모드로 유지한다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 이동 중계기의 동작 모드를 결정하는 기지 국의 블록 구성도이다.
도 8을 참조하여 설명하면, 본 발명의 실시예에 따른 이동 중계기의 동작 모드를 결정하는 기지국은 MN 위치 정보 수신부(801), 간섭 정보 수신부(802), 트래픽 맵 저장부(803), MN 리스트 저장부(804), 제어부(805)를 포함한다.
MN 위치 정보 수신부(801)는 이동 중계기로부터 이동 중계기의 위치 정보를 수신하며, 트래픽 맵 수신부(803)는 기지국의 셀 커버리지의 간섭 예상 지역 정보를 포함하는 트래픽 맵을 저장한다. 또한 제어부(805)는 이동 중계기의 위치가 상기 간섭 예상 지역에 포함되는 경우 이동 중계기를 동작 OFF 모드로 전환시키는 메시지를 이동 중계기로 전송한다.
또한 간섭 정보 수신부(802)는 기지국의 직접 제어를 받는 단말이 상기 이동 중계기로부터 받는 간섭의 세기 정보를 수신하고, 이 경우 제어부(805)는 임계치 이상의 간섭의 세기가 임계 시간동안 유지되는 경우 이동 중계기를 동작 OFF 모드로 전환시키는 메시지를 이동 중계기로 전송한다.
MN 리스트 저장부(804)는 현재 기지국의 셀 커버리지에 존재하는 이동 중계기의 리스트를 저장하며, 제어부(805)는 이를 이용하여 특정 이동 중계기만을 선택하여 동작 모드를 전환시키는 메시지를 이동 중계기로 전송할 수 있다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 이동 중계기의 블록 구성도이다.
도 9를 참조하여 설명하면, 속도 측정부(901), 요구 자원량 측정부(902), 위치 판단부(903), 신호 간섭 측정부(904), 제어부(905)를 포함한다.
속도 측정부(901)는 이동 중계기의 이동 속도를 측정하며, 제어부(905)는 기 지국 제어 이동 중계기 동작 모드 전환 방법에 의한다면 이동 속도 정보를 기지국으로 전송하고, 이동 중계기 자체 동작 모드 전환 방법에 의한다면 임계치 이하의 상기 이동 속도가 임계 시간동안 유지되는지 판단하여 이동 중계기를 동작 OFF 모드로 전환한다.
요구 자원량 측정부(902)는 2-홉 전송 시 단위 패킷 당 요구 자원량에 대한 1-홉 전송 시 단위 패킷 당 요구 자원량의 비율을 계산하며, 제어부(905)는 임계치 이상의 비율이 임계 시간동안 유지되는지 판단하여 이동 중계기를 동작 OFF 모드로 전환한다. 위치 판단부(903)는 현재 이동 중계기의 위치를 검출하여 기지국으로 전송한다. 기지국은 수신한 이동 중계기의 위치 정보를 트래픽 맵과 비교하여 이동 중계기의 동작 모드를 결정할 수 있다. 또한 신호 간섭 측정부(904)는 기지국에 의하여 이동 중계기의 제어를 받는 단말이 받는 간섭 레벨을 측정하며, 이러한 간섭 레벨은 기지국으로 전송되어 이동 중계기의 동작 모드를 결정하는 인자로 이용된다.
한편 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
도 1은 일반적인 다중 홉 릴레이 무선 통신 시스템의 구조를 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 다중 홉 릴레이 무선 통신 시스템의 구조를 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 기지국 간섭 기준에 따른 이동 중계기 동작 모드 전환 방법의 순서도.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 기지국 간섭 기준에 따른 이동 중계기 동작 모드 전환 방법의 순서도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 이동 중계기 간섭 기준에 따른 이동 중계기 동작 모드 전환 방법의 순서도.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 이동 중계기의 동작 모드를 결정하는 방법에 관한 순서도.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이동 중계기의 동작 모드를 결정하는 방법에 관한 순서도.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 이동 중계기의 동작 모드를 결정하는 기지국의 블록 구성도.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 이동 중계기의 블록 구성도.

Claims (9)

  1. 이동 중계기가 기지국이 제어하는 셀 영역으로 진입한 경우, 상기 이동 중계기의 이동 속도를 측정하는 측정 단계;
    상기 측정한 이동 속도가 임계치 이하인지 여부를 판단하는 판단 단계; 및
    상기 판단 단계에서 임계치 이하라고 판단되고 상기 임계치 이하의 이동 속도가 임계 시간동안 유지되는 경우, 상기 이동 중계기를 동작 OFF 모드로 전환하는 제어 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템에서의 이동 중계기 제어 방법.
  2. 이동 중계기가 기지국이 제어하는 셀 영역으로 진입한 경우, 상기 기지국은 상기 이동 중계기로부터 상기 이동 중계기의 위치 정보를 수신하는 정보 수신 단계;
    상기 기지국이 상기 수신한 위치 정보와 상기 기지국에 저장된 트래픽 맵과 비교하여 상기 이동 중계기의 위치가 상기 트래픽 맵의 간섭 예상 지역에 포함되는지 판단하는 판단 단계;
    상기 이동 중계기의 위치가 상기 간섭 예상 지역에 포함되는 경우 상기 기지국이 상기 이동 중계기로 동작 OFF 모드 전환 메시지를 전송하는 전송 단계; 및
    상기 동작 OFF 모드 전환 메시지를 수신한 이동 중계기가 동작 OFF 모드로 전환하는 제어 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템에서의 이동 중계기 제어 방법.
  3. 이동 중계기가 기지국이 제어하는 셀 영역으로 진입한 경우, 상기 기지국의 직접 제어를 받는 단말이 상기 이동 중계기로부터 받는 간섭의 세기를 측정하는 측정 단계;
    상기 간섭의 세기가 임계치 이상이라고 판단되고 상기 임계치 이상의 간섭의 세기가 임계 시간동안 유지되는 경우, 상기 기지국의 직접 제어를 받는 단말은 상기 기지국에 간섭 정보를 전송하는 피드백 단계; 및
    상기 기지국이 상기 이동 중계기를 동작 OFF 모드로 전환하는 제어 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템에서의 이동 중계기 제어 방법.
  4. 이동 중계기가 기지국이 제어하는 셀 영역으로 진입한 경우, 상기 이동 중계기의 중계를 받는 단말의 릴레이 전송 요구 자원량에 대한 직접 전송 요구 자원량의 비율을 측정하는 측정 단계;
    상기 비율이 임계치 이상인지 여부를 판단하는 판단 단계; 및
    상기 판단 단계에서 상기 비율이 임계치 이상이라고 판단되고 상기 임계치 이상의 비율이 설정된 시간동안 유지되는 경우, 상기 이동 중계기를 동작 OFF 모드로 전환하는 제어 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템에서의 이동 중계기 제어 방법.
  5. 이동 중계기가 기지국이 제어하는 셀 영역으로 진입한 경우, 상기 이동 중계기의 이동 속도가 속도 임계치 이하라고 판단되고 상기 속도 임계치 이하의 이동 속도가 설정된 시간동안 유지되는 경우, 상기 이동 중계기를 동작 OFF 모드로 전환하는 이동 속도 기준 판단 단계;
    상기 이동 중계기의 위치가 트래픽 맵의 간섭 예상 지역에 포함되는 경우 상기 이동 중계기를 동작 OFF 모드로 전환하는 트래픽 맵 기준 판단 단계; 및
    상기 이동 중계기의 중계를 받는 단말의 릴레이 전송 요구 자원량에 대한 직접 전송 요구 자원량 비율이 비율 임계치 이상이고 상기 비율 임계치 이상의 비율이 설정된 시간동안 유지되는 경우, 상기 이동 중계기를 동작 OFF 모드로 전환하는 요구 자원량 기준 판단 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템에서의 이동 중계기 제어 방법.
  6. 이동 중계기의 동작 모드를 제어하는 기지국의 이동 중계기 제어 장치에 있어서,
    이동 중계기로부터 상기 이동 중계기의 위치 정보를 수신하는 이동 중계기 위치 정보 수신부;
    상기 기지국의 셀 커버리지의 간섭 예상 지역 정보를 포함하는 트래픽 맵을 저장하는 트래픽 맵 저장부; 및
    상기 이동 중계기의 위치가 상기 간섭 예상 지역에 포함되는 경우 상기 이동 중계기를 동작 OFF 모드로 전환하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템에서 기지국의 이동 중계기 제어 장치.
  7. 이동 중계기의 동작 모드를 제어하는 기지국의 이동 중계기 제어 장치에 있어서,
    상기 기지국의 직접 제어를 받는 단말이 상기 이동 중계기로부터 받는 간섭의 세기 정보를 수신하는 간섭 정보 수신부;와
    임계치 이상의 상기 간섭의 세기가 임계 시간동안 유지되는 경우 상기 이동 중계기를 동작 OFF 모드로 전환하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템에서 기지국의 이동 중계기 제어 장치.
  8. 무선 통신 시스템에서 이동 중계기의 제어 장치에 있어서,
    상기 이동 중계기의 이동 속도를 측정하는 속도 측정부;와
    임계치 이하의 상기 이동 속도가 임계 시간동안 유지되는 경우, 상기 이동 중계기를 동작 OFF 모드로 전환하는 제어부;를 포함하는 것을 무선 통신 시스템에서 이동 중계기의 제어 장치.
  9. 무선 통신 시스템에서 이동 중계기의 제어 장치에 있어서,
    상기 이동 중계기의 제어를 받는 단말의 릴레이 전송 요구 자원량에 대한 직접 전송 요구 자원량의 비율을 측정하는 요구 자원량 측정부;와
    임계치 이상의 상기 비율이 설정된 시간동안 유지되는 경우, 상기 이동 중계 기를 동작 OFF 모드로 전환하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템에서 이동 중계기의 제어 장치.
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