KR20110020754A - 릴레이 스테이션을 포함하는 무선 통신 시스템에서 상향링크 자원 요청 및 핸드 오버 방법 및 장치 - Google Patents

릴레이 스테이션을 포함하는 무선 통신 시스템에서 상향링크 자원 요청 및 핸드 오버 방법 및 장치 Download PDF

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KR20110020754A
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Abstract

본 발명은 릴레이 스테이션을 포함하는 무선 통신 시스템에서 상향링크 자원 요청 및 핸드 오버 방법 및 장치에 관한 것이다. 본 발명의 일 양상에 따른 릴레이 스테이션을 포함하는 무선 통신 시스템에서 상향링크 자원 요청 방법에 있어서, 단말은 릴레이 스테이션에게 상향링크 자원 할당 요청을 전송하고, 상기 릴레이 스테이션으로부터 상기 릴레이 스테이션이 상기 단말이 응답을 기다리는 시간 내에 상기 단말에게 상향링크 자원을 할당할 수 없음을 나타내는 메시지를 수신한다.

Description

릴레이 스테이션을 포함하는 무선 통신 시스템에서 상향링크 자원 요청 및 핸드 오버 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS OF REQUIRING UPLINK RESOURCE AND HANDOVER IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM INCLUDING RELAY STATIONS}
본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 릴레이 스테이션을 포함하는 무선 통신 시스템에서 상향링크 자원 요청 및 핸드 오버 방법 및 장치에 관한 것이다.
일반적인 무선 통신 시스템은 고정된 기지국과 단말 간에 직접 링크를 통해 신호의 송수신이 이루어지므로 기지국과 단말 간에 신뢰도가 높은 무선 통신 링크를 쉽게 구성할 수 있다. 그러나, 무선 통신 시스템은 기지국의 위치가 고정되면 무선망 구성에 있어서 유연성이 작다. 또한, 트래픽 분포나 통화요구량 변화가 심한 무선 환경에서는 효율적인 통신 서비스를 제공하기 어렵다. 이와 같은, 단점을 극복하기 위해 고정된 중계기(relay station) 혹은 이동성을 갖는 중계기 혹은 일반 단말들을 이용하여 다중 홉 중계기 형태의 데이터 전달 방식을 일반적인 무선 통신 시스템에 적용할 수 있다.
도 1은 중계기를 이용하여 무선 통신을 수행하는 네트워크를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 다중 홉 중계기 방식을 사용하는 무선 통신 시스템은 통신 환경 변화에 신속하게 대응하여 네트워크를 재구성할 수 있으며, 전체 무선망을 보다 효율적으로 운용할 수 있다. 예를 들어, 다중 홉 중계기 방식을 사용하는 무선 통신 시스템은 셀 서비스 영역을 확장시키고 시스템 용량을 증대시킬 수 있다. 즉, 기지국과 단말 간 채널 상태가 열악한 경우 기지국과 단말 간에 중계기를 설치하여 중계기를 통한 다중 홉 중계기 경로를 구성함으로써 채널 상태가 보다 우수한 무선 채널을 단말에게 제공할 수 있다.
또한, 기지국으로부터 채널 상태가 열악한 셀 경계 지역에서 다중 홉 중계기 방식을 사용함으로써 보다 고속의 데이터 채널을 제공할 수 있고, 셀 서비스 영역을 확장시킬 수 있다.
이와 같이, 중계기는 이동 통신 시스템에서 전파음영 지역 해소를 위해 도입된 기술로서 현재 널리 사용되고 있다. 과거의 방식이 단순히 신호를 증폭해서 전송하는 리피터(Repeater)의 기능에 국한된 것에 비해 최근에는 보다 지능화된 형태로 발전하고 있다.
더 나아가 중계기 기술은 차세대 이동통신 시스템에서 기지국 증설 비용과 백홀망의 유지 비용을 줄이는 동시에, 서비스 커버리지 확대와 데이터 처리율 향상을 위해 반드시 필요한 기술에 해당한다.
다음으로, 종래 기술에 따른 릴레이 스테이션에 속한 단말의 상향링크 자원 요청 방법을 도 2를 참조하여 설명한다. 종래 기술에 따르면, 릴레이 스테이션에 속한 단말은 기지국에 속한 단말과 동일한 방식으로 상향링크 자원을 요청한다.
OFDMA 물리 계층은 경쟁 기반 대역폭 요청에 사용될 레인징(ranging) 서브채널(subchannel) 및 레인징 코드의 서브셋을 명시한다. 단말은 대역폭 요청을 하기 위해서 대역폭 요청용 레인징 코드의 서브셋 중에서 하나의 레인징 코드를 선택한다. 단말은 선택된 레인징 코드를 레인징 서브채널에 변조되여 프레임의 레인징 영역에서 임의로 선택된 레인징 슬롯 동안 전송한다.
레인징 코드를 검출한 기지국은 단말이 전송한 레인징 코드 및 레인징 코드가 전송된 전송 영역을 명시한 CDMA 할당 정보 요소(information element, 이하 "IE"라 함) 및 방송 CID(connention identifier)를 이용하여 단말에게 상향링크 자원을 할당한다. 단말은 할당된 자원을 통해 대역폭 요청 헤더, 대역폭 요청 필드를 포함하는 시그널링 헤더 또는 그랜트 관리 서브헤더(grant management subheader)를 기지국에게 전송한다.
도 2는 단말이 상향링크 자원을 요청하기 위해 전송하는 시그널링 헤더(signaling header)를 나타낸 도면이다. 도 2(a)는 대역폭 요청을 위한 시그널링 헤더를 나타내고, 도 2(b)는 대역폭 요청 및 CINR 리포트를 위한 시그널링 헤더를 나타내고, 도 2(c)는 대역폭 요청 및 상향링크 전송 파워 리포트를 위한 시그널링 헤더를 나타내고, 도 2(d)는 대역폭 요청 및 상향링크 슬립 제어를 위한 시그널링 헤더를 나타낸다. 표 1은 그랜트 관리 서브 헤더를 나타낸다.
Figure pat00001
또는, 단말은 할당된 자원을 통해 데이터를 전송할 수도 있다.
종래 기술에 따르면, 릴레이 스테이션이 서브 릴레이 스테이션(sub-relay station, Sub-RS) 또는 단말로부터의 상향링크 자원 요청을 수신하였으나, 기지국 또는 슈퍼 릴레이 스테이션(super relay station, super-RS)으로부터 상향링크 자원을 할당받지 못하고 릴레이 스테이션의 버퍼(buffer)도 가득 찬 경우, 릴레이 스테이션은 서브 릴레이 스테이션 또는 단말에게 서브 릴레이 스테이션 또는 단말이 응답을 기다리는 시간 내에 상향링크 자원을 할당할 수 없다.
그러면, 서브 릴레이 스테이션 또는 단말은 응답을 기다리는 시간 내에 상향링크 자원을 할당받지 못하면, 상향링크 자원을 재요청할 수 있다. 이런 상향링크 재요청으로 인해 불필요한 상향링크 시그널링 오버헤드가 발생한다.
그리고, 단말은 핸드오버 과정에서 서빙 기지국(serving base station)의 기지국 아이디(base station identifier, 이하 "BSID"라 함)를 포함하는 레인징 요청(ranging request) 메시지를 타겟 기지국(target base station)에게 전송한다. 따라서, 릴레이 스테이션에 속한 단말은 레인징 요청 메시지에 BSID 또는 릴레이 스테이션 아이디(relay station identifier, 이하 "RSID"라 함)를 포함시켜야 한다. 단말이 레인징 요청 메시지에 BSID를 포함시키려면 BSID를 알아야 하고, RSID를 포함시키는 경우에는 타겟 기지국이 해당 ID가 RSID라는 것을 알아야 한다.
위에서 설명한 바와 같이, 종래 기술에 따르면 자원 요청 과정에서 오버헤드가 발생하는 문제점이 있다. 그리고, 종래 기술에 따르면 핸드오버 과정에서 단말이 타겟 기지국에게 BSID를 전송하는 경우에는 단말이 BSID를 알아야 하고, 타겟 기지국에게 RSID를 전송하는 경우에는 해당 ID가 RSID임을 타겟 기지국에게 알려야 한다.
본 발명의 목적은 오버헤드를 줄일 수 있는 상향링크 자원 요청 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 릴레이 스테이션에 속한 단말의 핸드 오버 방법을 제공하는 것이다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 달성하기 위해, 본 발명의 일 양상에 따른 릴레이 스테이션을 포함하는 무선 통신 시스템에서 상향링크 자원 요청 방법에 있어서, 단말은 릴레이 스테이션에게 상향링크 자원 할당 요청을 전송하고, 상기 릴레이 스테이션으로부터 상기 릴레이 스테이션이 상기 단말이 응답을 기다리는 시간 내에 상기 단말에게 상향링크 자원을 할당할 수 없음을 나타내는 메시지를 수신한다.
이때, 상기 메시지는 상기 릴레이 스테이션이 상기 단말에게 상향링크 자원을 할당할 수 있는 시점에 대한 정보도 포함할 수 있다.
또한, 상기 단말은 상기 시점까지 상향링크 자원 할당 정보를 수신하지 못하면 상기 상향링크 자원 할당 요청을 재전송할 수 있다.
상기 과제를 달성하기 위해, 본 발명의 다른 양상에 따른 릴레이 스테이션을 포함하는 무선 통신 시스템에서 상향링크 자원 할당 방법에 있어서, 릴레이 스테이션은 단말로부터 상향링크 자원 할당 요청을 수신하고, 상기 단말에게 상기 단말이 응답을 기다리는 시간 내에 상향링크 자원을 할당할 수 없으면, 상기 릴레이 스테이션이 상기 단말이 응답을 기다리는 시간 내에 상기 단말에게 상향링크 자원을 할당할 수 없음을 나타내는 메시지를 상기 단말에게 전송한다.
상기 과제를 달성하기 위해, 본 발명의 다른 양상에 따른 릴레이 스테이션을 포함하는 무선 통신 시스템의 단말은 릴레이 스테이션에게 상향링크 자원 할당 요청을 전송하는 전송 모듈 및 상기 릴레이 스테이션으로부터 상기 릴레이 스테이션이 상기 단말이 응답을 기다리는 시간 내에 상기 단말에게 상향링크 자원을 할당할 수 없음을 나타내는 메시지를 수신하는 수신 모듈을 포함한다.
상기 과제를 달성하기 위해, 본 발명의 다른 양상에 따른 릴레이 스테이션을 포함하는 무선 통신 시스템의 릴레이 스테이션은 단말로부터 상향링크 자원 할당 요청을 수신하는 수신 모듈 및 상기 단말에게 상기 단말이 응답을 기다리는 시간 내에 상향링크 자원을 할당할 수 없으면, 상기 릴레이 스테이션이 상기 단말이 응답을 기다리는 시간 내에 상기 단말에게 상향링크 자원을 할당할 수 없음을 나타내는 메시지를 상기 단말에게 전송하는 전송 모듈을 포함한다.
상기 과제를 달성하기 위해, 본 발명의 다른 양상에 따른 릴레이 스테이션을 포함하는 무선 통신 시스템에서 핸드오버 방법에 있어서, 단말은 릴레이 스테이션으로부터 상기 릴레이 스테이션의 RSID(relay station identifier)를 수신하고, 상기 RSID 및 상기 단말이 전송하는 ID가 RSID인지 BSID인지를 나타내는 지시자(indication)를 포함하는 메시지를 타겟 기지국에게 전송한다.
상기 과제를 달성하기 위해, 본 발명의 다른 양상에 따른 릴레이 스테이션을 포함하는 무선 통신 시스템의 단말은 릴레이 스테이션으로부터 상기 릴레이 스테이션의 RSID(relay station identifier)를 수신하는 수신 모듈 및 상기 RSID 및 상기 단말이 전송하는 ID가 RSID인지 BSID인지를 나타내는 지시자(indication)를 포함하는 메시지를 타겟 기지국에게 전송하는 전송 모듈을 포함한다.
이때, 상기 메시지는 레인징 요청 메시지이고, 상기 단말이 전송하는 ID가 RSID인지 BSID인지를 나타내는 지시자는 레인징 목적 지시자일 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 릴레이 스테이션이 단말에게 상기 단말이 응답을 기다리는 시간 내에 상향링크 자원을 할당할 수 없으면, 상기 단말이 응답을 기다리는 시간 내에 상향링크 자원을 할당할 수 없음을 단말에게 알려줌으로써 오버헤드를 줄일 수 있다.
그리고, 본 발명의 실시예에 따르면, 릴레이 스테이션에 속한 단말의 핸드 오버 방법을 제공한다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 중계기를 이용하여 무선 통신을 수행하는 네트워크를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 단말이 상향링크 자원을 요청하기 위해 전송하는 시그널링 헤더(signaling header)를 나타낸 도면이다.
도 3은 분산형 스케줄링 모드에서 대역폭 요청 과정을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예들이 구현될 수 있는 이동단말, 릴레이 스테이션 및 기지국의 구성을 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다. 이하의 상세한 설명은 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해서 구체적 세부사항을 포함한다. 그러나, 당업자는 본 발명이 이러한 구체적 세부사항 없이도 실시될 수 있음을 안다. 예를 들어, 이하의 상세한 설명은 이동통신 시스템이 3GPP2 802.16 시스템인 경우를 가정하여 구체적으로 설명하나, 3GPP2 802.16 시스템의 특유한 사항을 제외하고는 다른 임의의 이동통신 시스템에도 적용 가능하다.
몇몇 경우, 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시될 수 있다. 또한, 본 명세서 전체에서 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하여 설명한다.
아울러, 이하의 설명에 있어서 단말은 UE(User Equipment), MS(Mobile Station) 등 이동 또는 고정형의 사용자단 기기를 통칭하는 것을 가정한다. 또한, 기지국은 Node B, eNode B, Base Station 등 단말과 통신하는 네트워크 단의 임의의 노드를 통칭하는 것을 가정한다.
먼저, 릴레이 스테이션(relay station)을 포함하는 무선 통신 시스템에서 스케줄링 모드에 따른 대역폭 요청 과정을 살펴본다. 스케줄링 모드에는 기지국이 자원을 제어하는 집중형 스케줄링(Centralized scheduling)과 기지국과 릴레이 스테이션이 자원을 제어하는 분산형 스케줄링(Distributed scheduling)이 있다.
집중형 스케줄링 모드에서는 단말들로부터 대역폭 요청을 수신한 릴레이 스테이션은 복수의 단말들로부터 요청된 대역폭을 합하지 않고, 수신된 대역폭 요청 정보를 기지국에게 전송한다. 이때, 대역폭 요청 정보는 대역폭 요청 헤더 또는 한 프레임 내에서 수신된 대역폭 요청 코드의 개수 등이 될 수 있다.
릴레이 스테이션은 수신된 대역폭 요청 정보를 전송하기 위한 자원을 기지국에게 요청한다. 이때, 유효한 자원이 있다면 릴레이 스테이션은 별도의 요청없이 해당 유효한 자원을 이용하여 대역폭 요청 정보를 전송할 수도 있다. 그리고, 유효한 자원이 없다면, 릴레이 스테이션은 기지국에게 대역폭 요청 코드 또는 전용 코드를 전송함으로써 대역폭 할당을 요청할 수 있다.
넌 트랜스퍼런트(Non-transparent) 릴레이 스테이션은 단말로부터 CDMA 코드를 수신하면, MR 코드 리포트 헤더(MR Code REP header)를 통해 CDMA 코드를 수신한 프레임의 인덱스 및 해당 프레임 내에서 수신된 CDMA 코드의 개수를 전송한다.
프레임의 인덱스 및 수신된 CDMA 코드의 개수를 수신한 기지국은 각 프레임내의 수신된 코드 개수만큼 CDMA 할당정보 요소(CDMA allocation information element, 이하 "CDMA allocation IE"라 함)를 릴레이 스테이션에게 전송한다. 이때, 전송된 CDMA allocation IE는 CDMA 코드의 수신시점, CDMA 코드의 인덱스 등의 필드의 값이 0으로 채워져 있다.
그러면, 릴레이 스테이션은 0으로 채워져 있는 필드의 값을 채워서 단말들에게 CDMA allocation IE를 전송한다.
트랜스퍼런트(Transparent) 릴레이 스테이션은 단말로부터 CDMA 코드를 수신하면, MR 레인징 리포트 메시지(MR RNG REP message)를 통해 CDMA 코드를 수신한 프레임의 인덱스, 해당 프레임 내에서 수신된 모든 코드의 인덱스 및 리포트되어야 할 CDMA 코드에 관한 정보 등을 전송한다. 이를 수신한 기지국은 CDMA allocation IE를 릴레이 스테이션에게 전송하고, 릴레이 스테이션은 수신된 CDMA allocation IE를 단말에게 전송한다.
그리고, 집중형 스케줄링 모드에서 기지국은 프로세스 딜레이(Process delay) 및 링크 품질(link quality) 등을 고려하여 모든 링크의 스케줄링 정보를 릴레이 스테이션 액세스 맵(RS access MAP)을 통해 전송한다.
분산형 스케줄링 모드에서 대역폭 요청 과정을 도 3을 참조하여 설명한다. 도 3은 분산형 스케줄링 모드에서 대역폭 요청 과정을 나타낸 도면이다.
분산형 스케줄링 모드에서 릴레이 스테이션은 복수의 단말들로부터 대역폭요청을 수신하면 QoS 클래스(quality of serverce class)마다 복수의 단말들로부터 요청된 대역폭의 양을 합한다. 그리고, 시그널링 헤더(Signaling header), 피기배킹(piggybacking), CDMA 대역폭 요청 코드 또는 전용 코드를 이용하여 기지국에게 상향링크 자원을 요청한다.
릴레이 스테이션으로부터 대역폭 요청을 수신한 기지국은 릴레이 스테이션 추가 채널 (relay station supplemental channel, 이하 "RS SCH"라 함) 메시지를 통해 릴레이 스테이션에게 그랜트(grant) 시점을 미리 알려준다. 그리고, 그랜트 시점에 상향링크 맵(uplink MAP, 이하 "UL-MAP"이라 함)을 통해 자원 할당 정보를 릴레이 스테이션에게 알려준다.
그러면, 릴레이 스테이션은 RS SCH 메시지를 통해 수신한 스케줄링 정보를 이용하여 자원 할당 시점 및 할당하는 자원의 크기를 결정하여 단말에게 자원을 할당한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 릴레이 스테이션은 RS SCH 메시지를 통해 기지국으로부터 스케줄링 정보를 수신하고, 수신된 스케줄링 정보를 이용하여 단말에게 자원을 할당한다. 그리고, 할당된 자원을 통해 단말로부터 데이터를 수신하면, 기지국으로부터 할당받은 자원을 통해 단말로부터 수신한 데이터를 기지국에게 전송한다.
그런데, 위에서 설명한 자원 요청 과정에서 릴레이 스테이션은 단말 또는 서브 릴레이 스테이션(Sub-RS)으로부터 상향링크 자원 요청을 수신하였으나, 기지국 또는 슈퍼 릴레이 스테이션(super-RS)에게 상향링크 자원을 할당받지 못하고 자신의 버퍼(buffer)도 가득 찬 경우, 릴레이 스테이션은 서브 릴레이 스테이션 또는 단말에게 서브 릴레이 스테이션 또는 단말이 응답을 기다리는 시간 내에 상향링크 자원을 할당할 수 없을 수 있다. 이때, 서브 릴레이 스테이션 또는 단말은 서브 릴레이 스테이션 또는 단말이 응답을 기다리는 시간 내에 상향링크 자원을 할당받지 못하면 상향링크 자원을 재요청할 수 있다. 따라서, 상향링크 재요청 과정에서 불필요한 오버헤드가 발생한다
따라서, 본 발명의 제1 실시예에서는 이와 같은 문제점을 해결할 수 있는 두 가지 방안을 제안한다.
첫 번째 방안은 릴레이 스테이션이 단말로부터 상향링크 자원 요청을 수신하였으나, 바로 상향링크 자원을 할당할 수 없는 경우에는 상기 단말이 응답을 기다리는 시간 내에 상향링크 자원을 할당할 수 없음을 단말에게 알리는 것이다. 이때, 릴레이 스테이션이 단말에게 상향링크 자원을 할당할 수 있는 시점에 대한 정보도 함께 알려줄 수 있다.
단말은 릴레이 스테이션에게 상향링크 자원 요청을 전송한 후, 타이머를 시작시키고, 타이머가 종료되면 상향링크 자원 요청을 재전송한다. 그런데, 릴레이 스테이션으로부터 릴레이 스테이션이 상기 단말이 응답을 기다리는 시간 내에 단말에게 상향링크 자원을 할당할 수 없음을 나타내는 메시지를 수신한 경우에는 타이머가 종료되어도 상향링크 자원 요청을 재전송하지 않는다.
그리고, 릴레이 스테이션으로부터 상향링크 자원을 할당할 수 있는 시점에 대한 정보를 수신한 경우에는 단말은 해당 시점까지 상향링크 자원 할당 정보를 수신하지 못하면 상향링크 자원 요청을 재전송할 수 있다.
그리고, 릴레이 스테이션은 슈퍼 릴레이 스테이션 또는 기지국에게 상향링크 자원을 요청할 때, 자신의 버퍼 정보를 알려줄 수 있다. 예를 들어, 버퍼 정보를 2 비트를 이용하여 알려주는 경우에는 0b00은 버퍼가 1/4 이하가 남아있음을 나타내고, 0b01은 버퍼가 1/4 초과이고 2/4 이하만큼 남아 있음을 나타내고, 0b10은 버퍼가 2/4 초과이고 3/4 이하만큼 남아있음을 나타내고, 0b11은 버퍼가 3/4 초과만큼 남아 있음을 나타낼 수 있다.
두 번째 방법은 기지국이 릴레이 스테이션에게 일정한 간격 마다 상향링크 자원을 할당하는 것이다. 그러면, 릴레이 스테이션은 할당받은 상향링크 자원을 자원 요청을 위해서만 사용한다. 상항링크 자원을 할당하는 간격은 초기 네트워크 진입(initial network entry) 과정에서 결정할 수도 있고, 릴레이 스테이션이 원할 때, 별도의 시그널링을 통해 결정할 수도 있다.
별도의 시그널링은 빠른 피드백 채널(fast feedback channel)의 한 개의 코드워드(codeword)가 될 수도 있고, 메시지(message) 형태가 될 수도 있고, 릴레이 스테이션이 상향링크 자원을 요청할 때, 폴링 요청 지시자(polling request indicator)를 설정할 수도 있다.
할당된 자원은 기지국 또는 릴레이 스테이션에 의해 해제될 수 있다.
기지국 또는 슈퍼 릴레이 스테이션은 자원이 부족하면 강제로 할당한 자원을 해제할 수 있고, 기지국 또는 슈퍼 릴레이 스테이션은 해제 사실을 릴레이 스테이션에게 알린다.
릴레이 스테이션은 자신에게 속한 서브 릴레이 스테이션 또는 단말이 없는 경우, 할당받은 상향링크 자원을 반납함을 기지국 또는 슈퍼 릴레이 스테이션에게 알린다.
다음으로, 본 발명의 제2 실시예에 따른 릴레이 스테이션을 포함하는 무선 통신 시스템에서 핸드오버 방법에 대해 설명한다.
단말이 서빙 기지국에서 타겟 기지국으로 핸드오버하는 경우 단말은 서빙 기지국의 BSID(base station identifier)를 포함하는 레인징 요청(ranging request) 메시지를 타겟 기지국에게 전송한다.
릴레이 스테이션에 속한 단말이 타겟 기지국으로 핸드오버하는 경우에 단말은 BSID, RSID(relay station identifier) 또는 BSID 및 RSID를 타겟 기지국에게 전송할 수 있다.
단말이 BSID 또는 BSID 및 RSID를 타겟 기지국에게 전송하는 경우에는 단말이 BSID를 알아야 한다.
기지국은 BSID를 슈퍼프레임헤더(super frame header, "SFH"라 함) 및 맥 관리(MAC management) 메시지를 통해 릴레이 스테이션에게 전송한다. 이때, 맥 관리 메시지는 멀티캐스트 또는 유니캐스트 형태로 전송될 수 있다. 그리고, 기지국은 맥 관리 메시지를 통해 RSID를 릴레이 스테이션에게 할당한다.
그리고, 릴레이 스테이션이 BSID 및 RSID를 단말에게 전송하는 방법을 살펴본다. 릴레이 스테이션은 S-SFH(secondary-SFH), 네트워크 진입 과정, 핸드오버 또는 스캐닝 과정에서 전송되는 유니캐스트 관리 메시지를 통해 BSID를 단말에게 전송할 수 있다. 이때, 네트워크 진입 과정에서 전송되는 유니캐스트 관리 메시지에는 레인징 응답(ranging response, RNG-RSP) 메시지, 등록 응답(registration response, REG-RSP) 메시지 등이 있다. 그리고, 핸드오버 과정에서 전송되는 유니캐스트 관리 메시지에는 핸드오버 요청(handover request, HO-REQ) 메시지, 핸드오버 지시(handover indication, HO-RSP) 메시지, 핸드오버 명령(handover command, HO-CMD) 메시지가 있다. 스캐닝 과정에서 전송되는 유니캐스트 관리 메시지에는 스캐닝 요청(scanning request, SCN-REQ) 메시지, 스캐닝 응답(scanning response, SCN-RSP) 메시지, 채널 상태 보고 요청(report request, REP-REQ) 메시지, 채널 상태 보고 응답(report response, REP-RSP) 메시지 등이 있다.
그리고, 릴레이 스테이션은 S-SFH, 네트워크 진입 과정 또는 핸드오버 과정에서 전송되는 유니캐스트 관리 메시지를 통해 RSID를 단말에게 전송할 수 있다.
표 2는 릴레이 스테이션이 BSID 및 RSID를 단말에게 전송하는 방법을 나타낸다.
BS ID RS ID
Method 1 S-SFH sent by ARS S-SFH sent by ARS
Method 2 Unicast management message sent by ARS during the network entry (e.g., RNG-RSP, REG-RSP and so on) S-SFH sent by ARS
Method 3 S-SFH sent by ARS Unicast management message sent by ARS during the network entry (e.g., RNG-RSP, REG - RSP and so on )
Method 4 Unicast management message sent by ARS during the handover or scanning procedure (e.g., HO-REQ/IND/CMD, SCN-REQ/RSP, REP-REQ/RSP and so on) S-SFH sent by ARS
Method 5 S-SFH sent by ARS Unicast management message sent by ARS during the handover procedure (e.g., HO-REQ/IND/CMD and so on)
Method 6 No transmission Method 1, 3 or 5
방법 1은 S-SFH를 통해 BSID 및 RSID를 전송하는 것이고, 방법 2는 BSID는 네트워크 진입 과정 동안 전송되는 유니캐스트 관리 메시지를 통해 BSID를 전송하고, S-SFH를 통해 RSID를 전송하는 것이다. 방법 3은 S-SFH를 통해 BSID를 전송하고, 네트워크 진입 과정 동안 전송되는 유니캐스트 관리 메시지를 통해 RSID를 전송하는 것이다. 방법 4는 BSID는 핸드오버 또는 스캐닝 과정 동안 전송되는 유니캐스트 관리 메시지를 통해 BSID를 전송하고, S-SFH를 통해 RSID를 전송하는 것이다. 방법 5는 S-SFH를 통해 BSID를 전송하고, 핸드오버 과정 동안 전송되는 유니캐스트 관리 메시지를 통해 RSID를 전송하는 것이다. 방법 6은 BSID는 전송하지 않고, RSID를 S-SFH, 네트워크 진입 과정 동안 전송되는 유니캐스트 관리 메시지 또는 핸드오버 과정 동안 전송되는 유니캐스트 관리 메시지를 통해 전송하는 것이다.
단말이 BSID 또는 BSID 및 RSID를 타겟 기지국에게 전송하는 경우에는 단말은 S-SFH, 네트워크 진입 과정, 핸드오버 과정 또는 스캐닝 과정 동안 전송되는 유니캐스트 관리 메시지를 통해 릴레이 스테이션으로부터 수신한 BSID를 타겟 기지국에게 전송한다.
단말이 RS ID를 타겟 기지국에게 전송하는 경우에는 단말은 S-SFH, 네트워크 진입 과정 또는 핸드오버 과정 동안 전송되는 유니캐스트 관리 메시지를 통해 릴레이 스테이션으로부터 수신한 RSID를 타겟 기지국에게 전송한다.
그러면, 타겟 기지국은 수신된 ID가 RSID인지 BSID인지를 알아야 한다. 즉, 릴레이 스테이션으로부터 핸드오버한 단말이 RSID를 타겟 기지국에게 전송하도록 시스템이 설정되어 있는 경우에는, 릴레이 스테이션으로부터 핸드오버한 단말은 RSID를 전송하고, 일반 매크로 기지국으로부터 핸드오버한 단말은 BSID를 전송할 것이기 때문에, 릴레이 스테이션은 수신된 ID가 RSID인지 BSID인지를 알아야 한다.
따라서, 단말은 자신이 전송하는 ID가 RSID인지 BSID인지를 나타내는 지시자(indication)를 타겟 기지국에게 전송해야 한다. 이때, 단말은 레인징 요청 메시지의 레인징 목적 지시자(Ranging Purpose Indication)를 단말이 전송하는 ID가 RSID인지 BSID인지를 나타내는 지시자로 이용할 수 있다. 즉, 레인징 목적 지시자의 특정 값을 단말이 릴레이 스테이션으로부터 핸드오버했음을 나타내는 용도로 사용할 수 있다.
타겟 기지국은 단말이 전송하는 ID가 RSID인지 BSID인지를 나타내는 지시자가 RSID임을 나타내도록 설정되어 있으면, 수신된 ID가 RSID임을 인식한다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예로서, 위에서 설명한 본 발명의 실시예들이 구현될 수 있는 이동단말, 릴레이 스테이션 및 기지국의 구성을 나타내는 도면이다.
이동단말(AMS) 및 기지국(ABS)은 정보, 데이터, 신호 및/또는 메시지 등을 송수신할 수 있는 안테나(400, 410), 안테나를 제어하여 메시지를 전송하는 전송 모듈(Tx module, 440, 450), 안테나를 제어하여 메시지를 수신하는 수신 모듈(Rx module, 460, 470), 기지국과의 통신과 관련된 정보 들을 저장하는 메모리(480, 490) 및 송신모듈, 수신모듈 및 메모리를 제어하는 프로세서(420, 430)를 각각 포함한다. 이때, 기지국은 팸토 기지국 또는 매크로 기지국일 수 있다.
안테나(400, 410)는 전송모듈(440, 450)에서 생성된 신호를 외부로 전송하거나, 외부로부터 무선 신호를 수신하여 수신모듈(460, 470)로 전달하는 기능을 수행한다. 다중 안테나(MIMO) 기능이 지원되는 경우에는 2개 이상의 안테나가 구비될 수 있다.
프로세서(420, 430)는 통상적으로 이동단말 또는 기지국의 전반적인 동작을 제어한다. 특히, 프로세서는 상술한 본 발명의 실시예들을 수행하기 위한 제어 기능, 서비스 특성 및 전파 환경에 따른 MAC(Medium Access Control) 프레임 가변 제어 기능, 핸드오버(Hand Over) 기능, 인증 및 암호화 기능 등을 수행할 수 있다. 또한, 프로세서(420, 430)는 다양한 메시지들의 암호화를 제어할 수 있는 암호화 모듈 및 다양한 메시지들의 송수신을 제어하는 타이머 모듈을 각각 더 포함할 수 있다.
전송 모듈(440, 450)은 프로세서로부터 스케쥴링되어 외부로 전송될 신호 및/또는 데이터에 대하여 소정의 부호화(coding) 및 변조(modulation)를 수행한 후 안테나(400, 410)에 전달할 수 있다.
단말의 전송 모듈(450)은 상향링크 자원을 요청할 때 상향링크 자원 할당 요청을 릴레이 스테이션에게 전송한다. 그리고, 핸드오버시에, 단말의 전송 모듈(450)은 RSID 및 단말이 전송하는 ID가 RSID인지 BSID인지를 나타내는 지시자(indication)를 포함하는 메시지를 타겟 기지국에게 전송하는 전송한다.
수신모듈(460, 470)은 외부에서 안테나(400, 410)를 통하여 수신된 무선 신호에 대한 복호(decoding) 및 복조(demodulation)을 수행하여 원본 데이터의 형태로 복원하여 프로세서(420, 430)로 전달할 수 있다.
자원 요청 과정에서, 단말의 수신 모듈(470)은 릴레이 스테이션으로부터 상기 릴레이 스테이션이 바로 상기 단말에게 상향링크 자원을 할당할 수 없음을 나타내는 메시지를 수신할 수 있다.
메모리(480, 490)는 프로세서의 처리 및 제어를 위한 프로그램이 저장될 수 있고, 입/출력되는 데이터들(이동국의 경우, 기지국으로부터 할당받은 상향링크 그랜트(UL grant), 시스템 정보, 스테이션 식별자(STID), 플로우 식별자(FID), 동작 시간(Action Time), 영역할당정보 및 프레임 오프셋 정보 등)의 임시 저장을 위한 기능을 수행할 수 있다.
또한, 메모리는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어, SD 또는 XD 메모리 등), 램(Random Access Memory, RAM), SRAM(Static Random Access Memory), 롬(Read-Only Memory, ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory), 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다.
상술한 바와 같이 개시된 본 발명의 바람직한 실시예들에 대한 상세한 설명은 당업자가 본 발명을 구현하고 실시할 수 있도록 제공되었다. 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 본 발명의 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 당업자는 상술한 실시예들에 기재된 각 구성을 서로 조합하는 방식으로 이용할 수 있다.
따라서, 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다.

Claims (14)

  1. 릴레이 스테이션을 포함하는 무선 통신 시스템에서 단말의 상향링크 자원 요청 방법에 있어서,
    릴레이 스테이션에게 상향링크 자원 할당 요청을 전송하는 단계; 및
    상기 릴레이 스테이션으로부터 상기 릴레이 스테이션이 상기 단말이 응답을 기다리는 시간 내에 상기 단말에게 상향링크 자원을 할당할 수 없음을 나타내는 메시지를 수신하는 단계를 포함하는 상향링크 자원 요청 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 메시지는 상기 릴레이 스테이션이 상기 단말에게 상향링크 자원을 할당할 수 있는 시점에 대한 정보도 포함하는 것을 특징으로 하는 상향링크 자원 요청 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 시점까지 상향링크 자원 할당 정보를 수신하지 못하면 상기 상향링크 자원 할당 요청을 재전송하는 단계를 더 포함하는 상향링크 자원 요청 방법.
  4. 릴레이 스테이션을 포함하는 무선 통신 시스템에서 릴레이 스테이션의 상향링크 자원 할당 방법에 있어서,
    단말로부터 상향링크 자원 할당 요청을 수신하는 단계; 및
    상기 단말에게 상기 단말이 응답을 기다리는 시간 내에 상향링크 자원을 할당할 수 없으면, 상기 릴레이 스테이션이 상기 단말이 응답을 기다리는 시간 내에 상기 단말에게 상향링크 자원을 할당할 수 없음을 나타내는 메시지를 상기 단말에게 전송하는 단계를 포함하는 상향링크 자원 할당 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 메시지는 상기 릴레이 스테이션이 상기 단말에게 상향링크 자원을 할당할 수 있는 시점에 대한 정보도 포함하는 것을 특징으로 하는 상향링크 자원 할당 방법.
  6. 릴레이 스테이션을 포함하는 무선 통신 시스템의 단말에 있어서,
    릴레이 스테이션에게 상향링크 자원 할당 요청을 전송하는 전송 모듈; 및
    상기 릴레이 스테이션으로부터 상기 릴레이 스테이션이 상기 단말이 응답을 기다리는 시간 내에 단말에게 상향링크 자원을 할당할 수 없음을 나타내는 메시지를 수신하는 수신 모듈을 포함하는 단말.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 메시지는 상기 릴레이 스테이션이 상기 단말에게 상향링크 자원을 할당할 수 있는 시점에 대한 정보도 포함하는 것을 특징으로 하는 단말.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 단말은 상기 시점까지 상향링크 자원 할당 정보를 수신하지 못하면 상향링크 자원 요청을 재전송하는 것을 특징으로 하는 단말.
  9. 릴레이 스테이션을 포함하는 무선 통신 시스템의 릴레이 스테이션에 있어서,
    단말로부터 상향링크 자원 할당 요청을 수신하는 수신 모듈; 및
    상기 릴레이 스테이션이 상기 단말이 응답을 기다리는 시간 내에 상기 단말에게 상향링크 자원을 할당할 수 없음을 나타내는 메시지를 상기 단말에게 전송하는 전송 모듈을 포함하는 릴레이 스테이션.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 메시지는 상기 릴레이 스테이션이 상기 단말에게 상향링크 자원을 할당할 수 있는 시점에 대한 정보도 포함하는 것을 특징으로 하는 릴레이 스테이션.
  11. 릴레이 스테이션을 포함하는 무선 통신 시스템에서 단말의 핸드오버 방법에 있어서,
    릴레이 스테이션으로부터 상기 릴레이 스테이션의 RSID(relay station identifier)를 수신하는 단계; 및
    상기 RSID 및 상기 단말이 전송하는 ID가 RSID인지 BSID인지를 나타내는 지시자(indication)를 포함하는 메시지를 타겟 기지국에게 전송하는 단계를 포함하는 핸드오버 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 메시지는 레인징 요청 메시지이고, 상기 단말이 전송하는 ID가 RSID인지 BSID인지를 나타내는 지시자는 레인징 목적 지시자인 것을 특징으로 하는 핸드오버 방법.
  13. 릴레이 스테이션을 포함하는 무선 통신 시스템의 단말에 있어서,
    릴레이 스테이션으로부터 상기 릴레이 스테이션의 RSID(relay station identifier)를 수신하는 수신 모듈; 및
    상기 RSID 및 상기 단말이 전송하는 ID가 RSID인지 BSID인지를 나타내는 지시자(indication)를 포함하는 메시지를 타겟 기지국에게 전송하는 전송 모듈을 포함하는 단말.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 메시지는 레인징 요청 메시지이고, 상기 단말이 전송하는 ID가 RSID인지 BSID인지를 나타내는 지시자는 레인징 목적 지시자인 것을 특징으로 하는 단말.
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