KR20120074242A - 다중 기능 단말에 의한 셀 구성 방법 - Google Patents

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KR20120074242A
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Abstract

본 발명의 셀 구성 방법은 단말의 셀 구성 방법으로서, 상기 단말이 유휴(idle) 대역을 검색하면 하향 링크 프레임을 송신하는 단계, 상기 단말의 원 홉에 있는 다른 단말들과 네트워크 진입 절차를 수행하는 단계, 그리고 상기 단말이 전송 전력을 최적화하는 단계를 포함한다.

Description

다중 기능 단말에 의한 셀 구성 방법{METHOD FOR CONFIGURATION CELL BY MULTI MODE TERMINAL}
본 발명은 다중 기능 단말에 의한 셀 구성 방법에 관한 것이다.
재난이나 재해가 발생하는 경우에는 중요한 사회 기반 시설이 파괴되거나 손상될 수 있다. 사회 기반 시설에는 무선 전화, 유선 전화 및 인터넷 네트워크 등 다양한 통신 시설이 중요한 기반 시설로 꼽히는 바, 이러한 통신 시설이 파괴되거나 손상되면 재난이나 재해 발생 상황에 사회 혼잡도를 높이고 사회 복구력을 낮출 수 있다. 따라서 이러한 경우 통신 시설을 빨리 복구하거나 대체할 수단을 마련하는 것이 중요하다.
통신 시설 중 기지국은 통신 업무를 수행하는 핵심적인 시설로서, 단말로부터 데이터를 수신하거나 데이터를 단말에게 전달한다. 재해 또는 재난 시에 이러한 기지국이 손상되는 경우, 기지국의 역할을 대체할 수 있는 수단을 마련하는 것은 통신 복구에 중요한 요소이다.
본 발명이 해결하려는 과제는 통신 시스템에서 단말이 기지국의 역할을 수행하여 셀을 구성함으로써 통신 업무를 수행할 수 있는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 한 실시예에 따른 셀 구성 방법은 단말의 셀 구성 방법으로서, 상기 단말이 유휴(idle) 대역을 검색하면 하향 링크 프레임을 송신하는 단계, 상기 단말의 원 홉에 있는 다른 단말들과 네트워크 진입 절차를 수행하는 단계, 그리고 상기 단말이 전송 전력을 최적화하는 단계를 포함한다.
상기 유휴 대역은 수신 신호 강도(received signal strength indication, RSSI) 임계값(threshold)을 넘지 않는 경우에 유휴라고 판단될 수 있다.
상기 단말은 기지국 또는 중계국으로 동작할 수 있는 다중 기능 단말일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 다른 셀 구성 방법은 단말의 셀 구성 방법으로서, 제1 단말이 대역을 검색한 후 유휴라고 판단하면, 프리앰블을 주기적으로 방송하는 단계, 상기 프리앰블을 수신한 제2 단말로부터 충돌 보고 메시지를 수신하는 단계, 그리고 상기 제1 단말이 상기 대역을 혼잡 상태로 인식하여 다른 대역을 검색하는 단계를 포함한다.
상기 제2 단말은 상기 제1 단말의 원 홉에 위치하는 단말일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 셀 구성 방법은 단말의 셀 구성 방법으로서, 제1 단말이 대역을 검색한 후 유휴라고 판단하면, 프리앰블을 주기적으로 방송하는 단계, 상기 제1 단말이 다른 단말로부터 충돌 보고 메시지를 수신하지 않으면, 제2 단말에게 하향 링크 프레임을 전송하는 단계, 상기 제2 단말에게 제3 단말을 위한 상향링크 자원을 할당하는 단계, 상기 제2 단말로부터 상기 제3 단말의 충돌 보고 메시지를 수신하는 단계, 상기 제1 단말이 상기 대역을 혼잡 상태로 인식하여 다른 대역을 검색하는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 셀 구성 방법은 단말의 셀 구성 방법으로서, 제1 단말이 대역을 검색한 후 유휴라고 판단하면, 프리앰블을 주기적으로 방송하는 단계, 상기 제1 단말이 다른 단말로부터 충돌 보고 메시지를 수신하지 않으면, 제2 단말에게 하향 링크 프레임을 전송하는 단계, 상기 제2 단말에게 제3 단말을 위한 상향링크 자원을 할당하는 단계, 그리고 일정 시간 동안 상기 제2 단말로부터 상기 제3 단말의 충돌 보고 메시지를 수신하지 않으면, 상기 제2 단말 또는 상기 제3 단말과 네트워크 진입 절차를 수행하는 단계를 포함한다.
상기 네트워크 진입 절차 시 수신한 레인징 코드를 기초로 중계 단말을 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제2 단말은 상기 제1 단말의 원 홉에 위치하고, 상기 제3 단말은 상기 제1 단말의 투 홉에 위치할 수 있다.
본 발명에 따르면 통신 시스템에서 단말이 기지국의 역할을 수행하여 셀을 구성함으로써 비상 상황에서도 통신 업무를 원활하게 수행할 수 있다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 셀 구성 방법에 따라 구성된 셀의 한 예를 도시하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 단말의 셀 구성 방법을 도시하는 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따라 구성된 셀을 도시하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 셀 구성 방법을 도시하는 흐름도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 이동국(mobile station, MS)은 단말(terminal), 이동 단말(mobile terminal, MT), 가입자국(subscriber station, SS), 휴대 가입자국(portable subscriber station, PSS), 접근 단말(access terminal, AT), 사용자 장치(user equipment, UE) 등을 지칭할 수도 있고, 단말, MT, SS, PSS, AT, UE 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다.
또한, 기지국(base station, BS)은 노드B(node B), 고도화 노드B(evolved node B, eNodeB), 접근점(access point, AP), 무선 접근국(radio access station, RAS), 송수신 기지국(base transceiver station, BTS), MMR(mobile multihop relay)-BS 등을 지칭할 수도 있고, 노드B, eNodeB, AP, RAS, BTS, MMR-BS 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 셀 구성 방법에 따라 구성된 셀의 한 예를 도시하는 도면이다. 도 1에서 단말은 경우에 따라 기지국 또는 중계국으로 동작할 수 있는 다중 기능 단말이다.
도 1을 참고하면, 셀 구성 방법에 따라 구성된 셀은 복수의 단말을 포함하며 그 중 두 개의 단말(110, 120)은 각각 임시 기지국으로 동작할 수 있다. 임시 기지국(X)은 통신 반경(10)을 가지며, 임시 기지국(120)는 통신 반경(20)을 가진다. 임시 기지국(110, 120)는 각각 다른 주파수를 사용하고, 임시 기지국(110, 120) 각각의 주변의 단말(111, 112)이 존재하며 각 단말은 임시 기지국(110, 120)과의 통신에서 1-홉(1-hop)으로 데이터를 송수신한다.
직접 링크가 선점되어 있는 네트워크에서는 중앙 제어를 가능하게 하고 효과적인 고속 데이터 전송 및 서비스 품질(QoS) 제어를 위하여 다중 모드 단말의 역할 변경에 따라 네트워크가 구성된다.
한편, 단말(110, 120) 중 어느 하나만 기지국으로 기능하고 단말(110, 120)은 동일한 주파수를 사용할 수 있다. 이때 단말(110, 120) 사이에 존재하는 단말(130)은 단말(110, 120) 사이에 멀티 홉 릴레이를 지원하여 단말(130)이 중간 중계국 역할을 할 수 있다.
또한 단말(110, 120) 중 어느 하나만 기지국으로 기능하고, 단말(110, 120)은 다른 주파수를 사용할 수 있다. 이 때 단말(130)은 단말(110, 120) 사이에 멀티 홉 릴레이를 지원하여 단말(130)이 중간 중계국 역할을 할 수 있다.
또한, 두 개의 단말(110, 120)이 각각 임시 기지국으로 동작하고, 임시 기지국(110, 120)은 각각 다른 주파수를 사용하고, 별도의 주파수로 단말(130)을 통하여 공유 중계 링크를 형성할 수 있다. 또한 두 개의 단말(110, 120)이 각각 임시 기지국으로 동작하고, 임시 기지국(110, 120)는 각각 동일한 주파수를 사용하고, 별도의 주파수로 단말(130)을 통하여 공유 중계 링크를 형성할 수 있다.
이와 같이 구성된 셀은 상대적으로 셀의 크기가 작다. 즉 셀 커버리지에 비해 통신 단말들이 중앙에 밀집해 있다. 또한 히든 노드 문제(hidden node problem)가 없으며, 특정 링크에 대한 새도윙(shadowing)이 없고, 각 링크의 퀄러티가 유사하다.
단말(110)은 기지국 통신 네트워크가 부재한 환경에서 기지국 기능 동작을 위하여 PMP 통신 망을 형성하기 위해 시도된 다중 기능 단말이다.
이제 도 2를 참고하여 도 1과 같은 셀을 구성하는 방법에 대하여 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 단말의 셀 구성 방법의 흐름도이다.
먼저 단말(110)이 대역을 검색한 후, 유휴(idle)여부를 판단한다(S210). 판단 결과 유휴라고 판단하면 프리앰블를 포함한 하향 링크 프레임을 송신한다(S220). 이때, 미리 입력된 대역 리스트를 순차적으로 스캔한 후 정의된 수신 신호 강도(received signal strength indication, RSSI) 임계값(threshold)을 넘지 않는 경우 유휴라고 판단한다. 단말(110)는 유휴 대역이 검색될 때까지 스캔을 계속한다. 프리앰블 중 보조 향상 프리앰블(Secondary Advanced preamble, SA-preamble) 시퀀스 인덱스(sequence index)는 다중 기능 단말에 의한 셀임을 나타낼 수 있다. 이때, 단말(110)은 방송 메시지, 맵 정보 및 상향 링크 구성 정보를 방송한다. 초기 전송 전력은 채널 모델링 및 목표 셀 반경을 기초로 결정된다.
이어서 단말(110)와 원-홉에 있는 다른 단말들은 단말(110)와 네트워크 진입 절차를 수행한다(S230). 이때, 레인징 및 기본 기능 협상 이후에 수행되는 망과의 절차, 예를 들어 인증 및 암호화 키 관리, 그리고 등록 절차 등은 생략되거나 간소화될 수 있다.
그런 후 단말(110)는 전송 전력을 최적화한다(S240). 통신하고자 하는 단말들과의 네트워크 진입 절차가 완료되면 각 단말과의 채널 상태를 측정하여 송신 전력을 최적화한다.
이제 도 3 및 도 4를 참고하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 셀 구성 방법을 설명한다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따라 구성된 셀을 도시하는 도면이며, 도 4 는 본 발명의 다른 실시예에 따른 셀 구성 방법을 도시하는 흐름도이다.
도 3 및 도 4의 실시예는 원홉 통신 반경을 넘어서 통신에 참여하고자 하는 단말이 흩어져 있는 경우, 즉 다중 홉 릴레잉이며, 히든 노드 문제를 고려해야 하는 경우이다.
먼저 단말(110)이 유휴 대역을 검색한다(S410). 검색한 대역이 유휴라고 판단하면 미리 약속한 프리앰블 시퀀스(preamble sequence)를 주기적으로 방송한다(S420).
프리앰블을 수신한 다중 기능 단말(150)은 다른 셀에 의한 해당 대역의 사용을 탐지한 단말이 있으면 충돌 인지 시퀀스(collision indication sequence) 또는 충돌 보고(CLS-REP; Collision Report) 메시지를 단말(140)에게 전송한다(S430). 이때 충돌 보고 메시지는 충돌 정보(collision information)를 포함한다. 충돌 보고 메시지(CLS-REP)에 포함되는 정보 필드는 수신 신호 강도 레벨(RSSI level), 탐지된 셀의 상세 정보, 예를 들어 간섭이 인프라 모드 통신에 의한 것인지, 직접 통신에 의한 것인지, 다중기능 단말에 의해 구성된 다른 셀인지 등을 포함할 수 있다. 이 때 탐지된 셀이 일반적인 통신 셀(trunked mode operation, TMO)인지 직접 통신 셀(direct mode operation, DMO)인지, 다중 기능 단말에 의한 셀인지를 구분 가능하면, 이를 구별하여 충돌 인지 시퀀스 또는 충돌 보고 메시지를 전송할 수 있다.
단말(110)가 충돌 인지 시퀀스나 충돌 보고 메시지(CLS-REQ)를 수신하면 해당 대역을 혼잡(busy)상태로 인식하고 다른 주파수를 검색하여 앞의 과정을 반복한다.
단말(110)가 충돌 인지 시퀀스나 충돌 보고 메시지(CLS-REQ)를 수신하지 않는다면 방송 정보 및 맵을 포함한 하향 링크 프레임을 전송한다(S440).
단말(110)는 원 홉에 있는 다중 기능 단말들(150)에게 히든 노드, 2-홉 노드 또는 2-홉 위치에서의 간섭을 찾기 위한 프리앰블을 전송하고, 히든 노드, 즉 투홉 이상의 단말을 위한 상향 링크 자원을 할당한다(S450). 그러면 단말(150)은 단말(160) 즉 투 홉 단말에게 프리앰블을 전송한다(S460).
단말(110)로부터 히든 노드를 찾기 위한 프리앰블을 수신한 단말(160)은 다른 셀에 의한 해당 대역의 사용을 탐지한 단말이 있으면 충돌 인지 시퀀스(collision indication sequence) 또는 충돌 보고 메시지(CLS-REQ)를 단말(110)에게 전송한다. 이때, 단말(110)은 다른 인접 단말들에게 해당 대역의 상태가 혼잡하다고 알려주기 위해 충돌 인지 시퀀스를 송신한 후 단계(S410, S420, S430)를 수행할 수 있다. 반면에, 해당 대역이 유휴라고 판단한 단말(160)이 통신에 참여하고 싶은 경우 해당 전송 위치에 cdma ranging code를 전송하여 자신의 존재를 알릴 수 있다(S490).
충돌 인지 시퀀스나 충돌 보고 메시지(CLS-REQ)를 수신한 단말(150)은 이를 단말(110)에게 전달한다. 단말(110)은 충돌 인지 시퀀스나 충돌 보고 메시지(CLS-REQ)를 수신하면 해당 대역을 혼잡 상태로 인식하고 단계(S410, S420, S430)를 다시 수행한다. 단말(110)이 일정 시간 구간 동안 충돌 인지 시퀀스나 충돌 보고 메시지(CLS-REQ)을 수신하지 않았다면 인접 단말(150)들과 네트워크 진입 절차를 수행한다(S492). 단말(150)은, 해당 대역에서 충돌이 없음을 단말(110)가 통보한 후 네트워크 진입 절차 완료 후 수신한 레인징 코드 정보, 에를 들어 레인징 코드 인덱스, 수신 프레임 인덱스 및 CINR 수준 등을 단말(110)에게 전송한다(S492).
그러면, 단말(110)는 단말(160)의 레인징 코드 정보를 바탕으로 중계 단말을 결정한다(S493).
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (9)

  1. 단말의 셀 구성 방법으로서,
    상기 단말이 유휴(idle) 대역을 검색하면 하향 링크 프레임을 송신하는 단계,
    상기 단말의 원 홉에 있는 다른 단말들과 네트워크 진입 절차를 수행하는 단계, 그리고
    상기 단말이 전송 전력을 최적화하는 단계
    를 포함하는 셀 구성 방법.
  2. 제1항에서,
    상기 유휴 대역은 수신 신호 강도(received signal strength indication, RSSI) 임계값(threshold)을 넘지 않는 경우에 유휴라고 판단되는 셀 구성 방법.
  3. 제1항에서,
    상기 단말은 기지국 또는 중계국으로 동작할 수 있는 다중 기능 단말인 셀 구성 방법.
  4. 단말의 셀 구성 방법으로서,
    제1 단말이 대역을 검색한 후 유휴라고 판단하면, 프리앰블을 주기적으로 방송하는 단계,
    상기 프리앰블을 수신한 제2 단말로부터 충돌 보고 메시지를 수신하는 단계, 그리고
    상기 제1 단말이 상기 대역을 혼잡 상태로 인식하여 다른 대역을 검색하는 단계
    를 포함하는 셀 구성 방법.
  5. 제4항에서,
    상기 제2 단말은 상기 제1 단말의 원 홉에 위치하는 단말인 셀 구성 방법.
  6. 단말의 셀 구성 방법으로서,
    제1 단말이 대역을 검색한 후 유휴라고 판단하면, 프리앰블을 주기적으로 방송하는 단계,
    상기 제1 단말이 다른 단말로부터 충돌 보고 메시지를 수신하지 않으면, 제2 단말에게 하향 링크 프레임을 전송하는 단계,
    상기 제2 단말에게 제3 단말을 위한 상향링크 자원을 할당하는 단계,
    상기 제2 단말로부터 상기 제3 단말의 충돌 보고 메시지를 수신하는 단계,
    상기 제1 단말이 상기 대역을 혼잡 상태로 인식하여 다른 대역을 검색하는 단계
    를 포함하는 셀 구성 방법.
  7. 단말의 셀 구성 방법으로서,
    제1 단말이 대역을 검색한 후 유휴라고 판단하면, 프리앰블을 주기적으로 방송하는 단계,
    상기 제1 단말이 다른 단말로부터 충돌 보고 메시지를 수신하지 않으면, 제2 단말에게 하향 링크 프레임을 전송하는 단계,
    상기 제2 단말에게 제3 단말을 위한 상향링크 자원을 할당하는 단계, 그리고
    일정 시간 동안 상기 제2 단말로부터 상기 제3 단말의 충돌 보고 메시지를 수신하지 않으면, 상기 제2 단말 또는 상기 제3 단말과 네트워크 진입 절차를 수행하는 단계
    를 포함하는 셀 구성 방법.
  8. 제7항에서,
    상기 네트워크 진입 절차 시 수신한 레인징 코드를 기초로 중계 단말을 결정하는 단계
    를 포함하는 셀 구성 방법.
  9. 제6항 또는 제7항에서,
    상기 제2 단말은 상기 제1 단말의 원 홉에 위치하고, 상기 제3 단말은 상기 제1 단말의 투 홉에 위치하는 셀 구성 방법.
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