KR20120120109A

KR20120120109A - 무선 통신 시스템에서 그룹 통신을 위한 제어 정보 송수신 방법

Info

Publication number: KR20120120109A
Application number: KR1020127005208A
Authority: KR
Inventors: 권영현; 조한규; 곽진삼; 정재훈; 문성호
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2009-11-15
Filing date: 2010-06-15
Publication date: 2012-11-01
Also published as: KR101706958B1; WO2011059156A1; US20120190394A1; US8971947B2

Abstract

본 발명은 무선 통신 시스템에서 그룹 통신을 위한 제어 정보를 송수신하는 방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 양상에 따른 무선 통신 시스템에서 그룹 통신을 위한 제어 정보 전송 방법에 있어서, 기지국은 하나 이상의 단말로부터 그룹 통신 요청을 수신하고, 상기 그룹 통신을 수행할 복수의 단말을 결정하고, 상기 그룹 통신을 수행하는데 사용될 자원을 할당하고, 상기 복수의 단말 중 하나 이상의 단말에게 상기 복수의 단말에 관한 정보 및 상기 사용될 자원에 관한 자원 할당 정보를 전송한다.

Description

무선 통신 시스템에서 그룹 통신을 위한 제어 정보 송수신 방법{CONTROL INFORMATION TRANSMISSION AND RECEIVING METHOD FOR GROUP COMMUNICATION IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}

본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 무선 통신 시스템에서 그룹 통신을 위한 제어 정보 송수신 방법에 관한 것이다.

셀룰러 시스템(cellular system)에서의 모든 통신 동작은 기지국의 관할하에서 이루어지는 것이 스펙트럼 효율성 관점에서 최적의 성능을 낼 수가 있다. 하지만, 이러한 접근은 기존의 사람대 사람의 통신 관점에서 또는 송신자와 발신자가 지리적으로 많이 떨어져 있는 경우에 적절한 사용 모델이다. 기계 통신에서와 같이 통신 개체들의 위치가 모여있는 경우, 통신 개체의 데이터 송수신 관점에서 보면, 기지국과 개별 기계와의 통신 성능은 높지 않을 수 있다.

3GPP LTE, IEEE 802.16m과 같은 셀룰러 시스템은 시스템의 주요 연결대상이 사람이나 사람과 연관된 제한된 개체였다. 따라서, 모든 시스템의 구성 및 동작 방법이 사람의 특성에 기반하여 설계되었고, 이로 인해서 시스템의 구성은 인간의 능력 범위내에서 최적화되어 있다. 즉, 적절한 이동속도, 적절한 프로세싱 능력 등을 가정하여 시스템의 구성이 설계되어 있다.

그러나, 이러한 인간대상의 통신 기반 시설(infrastructure)은 방대한 기계를 수용하기에는 문제점이 있다. 예를 들어, 기계의 개체 수는 인간의 개체 수에 비해서 훨씬 많이 증가하고, 기계의 프로세싱 능력은 인간의 능력에 비해서 매우 빠르기 때문에 기존과 같이 레이턴시(latency)를 여유롭게 잡는 것으면 통신이 불가능하다. 특히, 많은 개체가 접속해야 하는 상황에서 이들을 모두 수용하기에는 시스템의 부하가 커지므로 개선이 필요하고, 시스템의 효율 관점에서도 다른 방식식의 시스템 구성이 필요하다.

셀룰러 시스템 또는 무선자원을 사용하는 시스템이 가지는 내재적인 쓰루풋(throughput)은 매우 높지만, 현재의 시스템 구성에 따르면 네트워크가 발생시킬 수 있는 총 쓰루풋은 제한되어 있다. 네트워크의 쓰루풋을 증가시키기 위해서는 네트워크가 사용하는 무선 자원의 재사용 팩터(reuse factor)를 증가시켜야 한다. 재사용 팩터를 증가하는 가장 간단한 방법은 셀의 크기를 감소시키는 것인데, 현실적으로 비용이 많이 필요하다는 문제가 있다.

위에서 설명한 바와 같이, 종래 기술에 따르면 기계 통신 시에 시스템 성능이 떨어지는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 시스템 성능 및 스펙트럼 효율을 높일 수 있는 제어 정보 송수신 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 단말의 전력 소비를 줄일 수 있는 제어 정보 송수신 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 무선 통신 시스템에서 그룹 통신을 위한 제어 정보 전송 방법에 있어서, 기지국은 하나 이상의 단말로부터 그룹 통신 요청을 수신하고, 상기 그룹 통신을 수행할 복수의 단말을 결정하고, 상기 그룹 통신을 수행하는데 사용될 자원을 할당하고, 상기 복수의 단말 중 하나 이상의 단말에게 상기 복수의 단말에 관한 정보 및 상기 사용될 자원에 관한 자원 할당 정보를 전송한다.

이때, 상기 기지국은 상기 복수의 단말들에게 공유된 제어 채널을 통해 상기 자원 할당 정보를 전송할 수 있다.

또한, 상기 기지국은 동적 제어 메시지를 통해 상기 자원 할당 정보를 전송할 수 있다.

상기 과제를 달성하기 위해, 본 발명의 다른 양상에 따른 무선 통신 시스템에서 그룹 통신을 위한 제어 정보 수신 방법에 있어서, 단말은 하나 이상의 단말과 그룹 통신을 수행할 것을 기지국에게 요청하고, 함께 그룹 통신을 수행할 복수의 단말에 대한 정보를 수신하고, 그룹 통신을 수행하는데 사용될 자원에 관한 자원 할당 정보를 수신한다.

이때, 상기 단말은 상기 복수의 단말들 중 상기 기지국으로부터 상기 자원 할당 정보를 수신하지 못한 단말들에게 상기 자원 할당 정보를 전송할 수 있다.

또한, 상기 자원은 상향링크 자원 및 하향링크 자원을 모두 포함할 수 있다.

상기 과제를 달성하기 위해, 본 발명의 또 다른 양상에 따른 기지국은 하나 이상의 단말로부터 그룹 통신 요청을 수신하는 수신 모듈, 상기 그룹 통신을 수행할 복수의 단말을 결정하고, 상기 그룹 통신을 수행하는데 사용될 자원을 할당하는 프로세서 및 상기 복수의 단말 중 하나 이상의 단말에게 상기 복수의 단말에 관한 정보 및 상기 사용될 자원에 관한 자원 할당 정보를 전송하는 전송 모듈을 포함할 수 있다.

상기 과제를 달성하기 위해, 본 발명의 또 다른 양상에 따른 단말은 하나 이상의 단말과 그룹 통신을 수행할 것을 기지국에게 요청하는 전송모듈 및 함께 그룹 통신을 수행할 복수의 단말에 대한 정보를 수신하고, 그룹 통신을 수행하는데 사용될 자원에 관한 자원 할당 정보를 수신하는 수신 모듈을 포함할 수 있다.

상기 과제를 달성하기 위해, 본 발명의 또 다른 양상에 따른 무선 통신 시스템에서 그룹 통신을 위한 제어 정보 전송 방법에 있어서, 기지국은 그룹 통신을 수행할 복수의 단말을 묶어서 그룹을 형성하고, 상기 복수의 단말들에게 하나의 자원 영역을 통해 동시에 제어 정보를 전송한다.

이때, 상기 복수의 단말들은 서로 다른 셀에 속할 수 있다.

상기 과제를 달성하기 위해, 본 발명의 또 다른 양상에 따른 무선 통신 시스템에서 그룹 통신을 위한 제어 정보 수신 방법에 있어서, 단말은 기지국으로부터 상기 단말이 속한 그룹에 대한 제어 정보를 수신하고, 상기 제어 정보에서 상기 단말에 대한 제어 정보를 획득하고, 상기 그룹은 함께 그룹 통신을 수행하는 복수의 단말의 집합이다.

이때, 상기 단말은 미리 정의된 오프셋 정보에 따라 상기 제어 정보 중에서 상기 단말에 대한 제어 정보를 획득할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 네트워크의 스펙트럼 효율을 높일 수 있고, 단말의 전력 소모를 줄일 수 있다.

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 무선 통신 시스템의 프레임 구조의 일례를 나타낸 도면이다.
도 2는 하나의 하향링크 슬롯의 자원 구조를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 그룹 통신을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 동적 자원 할당 방법을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예로서, 위에서 설명한 본 발명의 실시예들이 구현될 수 있는 이동단말 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, 무선 통신 시스템의 프레임 구조 및 자원 구조에 대해 도 1 및 2를 참조하여 설명한다. 도 1은 무선 통신 시스템의 프레임 구조의 일례를 나타낸 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이 하나의 프레임은 10개의 서브프레임을 포함하고, 하나의 서브프레임은 2 개의 슬롯을 포함한다. 하나의 서브프레임을 전송하는데 걸리는 시간을 전송 시간 간격(transmission time interval, 이하 "TTI"라 함)이라 한다. 예를 들어, 하나의 서브프레임은 1ms이고 하나의 슬롯은 0.5 ms일 수 있다.

하나의 슬롯은 복수의 OFDM(orthoghnal frequency division multiplexing) 심볼을 포함한다. OFDM 심볼은 SC-FDMA 심볼 또는 심볼 기간으로 불리울 수 있다.

하나의 슬롯은 순환 전치(cyclic prefix, 이하 "CP"라함)의 길이에 따라 7개 또는 6개의 OFDM 심볼을 포함한다. 롱텀에볼루션(long term evolution, 이하 "LTE"라 함) 시스템에는 일반 CP(normal CP)와 확장된 CP(extened CP)가 있다. 일반 CP를 사용하는 경우에는 하나의 슬롯은 7 개의 OFDM 심볼을 포함하고, 확장된 CP를 사용하는 경우에는 하나의 슬롯은 6 개의 OFDM 심볼을 포함한다. 확장된 CP는 딜레이 스프레드(delay spread)가 큰 경우에 사용된다.

도 2는 하나의 하향링크 슬롯의 자원 구조를 나타낸 도면이다. 도 2는 하나의 슬롯이 7 개의 OFDM 심볼을 포함하는 경우를 나타내고 있다. 자원 요소(resource element, RE)는 하나의 OFDM 심볼과 하나의 부반송파(subcarrier)로 이루어진 자원 영역이고, 자원 블록(resource block, RB)은 복수의 OFDM 심볼과 복수의 부반송파로 이루어진 자원 영역이다. 예를 들어, 자원 블록은 시간 영역에서 7 개의 OFDM 심볼을 포함하고, 주파수 영역에서 12 개의 부반송파를 포함할 수 있다. 하나의 슬롯이 포함하는 자원 블록의 개수는 하향링크 대역폭에 따라 결정될 수 있다.

다음으로, 본 발명의 실시예에 따른 그룹 통신에 대해 도 3을 참조하여 설명한다. 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 그룹 통신을 나타낸 도면이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 복수의 단말은 그룹을 형성하여 하나의 그룹에 속하는 복수의 단말들은 서로간의 통신을 수행한 뒤에 복수의 단말 중 하나 이상의 단말이 기지국과 통신한다.

대량의 단말들이 동시에 모여 있는 경우에는, 단말들 각각이 기지국과 통신하는 것보다는 단말들이 서로간의 통신을 수행한 뒤에 단말들 중 하나의 단말, 일부 단말들 또는 모든 단말들이 기지국과 통신하는 것이 훨씬 효율적이다.

본 발명의 실시예에서는 복수의 단말이 셀룰러 네트워크 내에서 셀룰러 네트워크가 사용하는 주파수 대역을 통해서 단말간의 통신을 수행하는 경우에 대해서 설명한다.

셀룰러 통신망이 기계 통신을 지원하는데 있어서 가장 큰 문제는 사람이 통신하는 경우에 비교하여 동시 접속자 및 처리해야 하는 단말의 개수가 수십에서 수백배 이상으로 증가한다는 점이다. 이로 인해서 시스템의 자원이 낭비되고, 스펙트럼 효율성이 떨어지고, 단말의 전력 소모가 증가한다. 이는 모든 단말이 기지국에 접속해야 하고, 기지국이 들을 수 있는 전력으로 신호를 전송해야 하기 때문이다.

따라서, 본 발명의 실시예와 같이, 그룹 통신을 허용하면 가까이에 있는 단말들끼리 기지국을 거치지 않고, 통신함에 따라 전력 소모를 줄일 수 있고, 자원을 절약할 수 있고, 스펙트럼 효율도 높일 수 있다.

그룹 통신을 지원하기 위해서 동적 자원 할당 및 그룹 정보 송수신과 같은 기능이 필요하다. 동적 자원 할당은 그룹 통신을 수행하는 그룹에게 그룹 통신에 사용될 자원을 할당하는 것이다. 그룹 정보 송수신은 그룹내의 단말들 각각이 기지국과 연결을 설정하고 정보를 송수신하는 구조는 오버헤드가 크고, 전력 소모가 크므로, 그룹이 동시에 기지국과 정보를 송수신하거나 단말들끼리 정보를 교환 후에 최적의 방법으로 기지국과 통신하는 방법이다.

다음으로, 본 발명의 실시예에 따른 동적 자원 할당 방법에 대해 도 4를 참조하여 설명한다. 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 동적 자원 할당 방법을 나타낸 도면이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 기지국은 하나 이상의 단말로부터 그룹 통신 요청을 수신한다(S410). 이때, 하나의 단말이 함께 그룹 통신을 수행하기를 희망하는 단말들의 리스트를 기지국에게 전송하면서 그룹 통신을 요청할 수 있다. 또는, 함께 그룹 통신을 수행하기를 희망하는 단말들 중 일부 단말들이 그룹 통신을 요청하거나 함께 그룹 통신을 수행하기를 희망하는 단말들 모두가 그룹 통신을 요청할 수도 있다.

여러 단말들이 모두 그룹 통신을 요청하는 경우에는 해당 단말들이 사용하는 요청 채널들은 모두 같은 전송 자원일 수 있다. 혹은 각 단말이 사용하는 채널들은 서로 다른 채널일 수 있으나, 같은 요청을 수행하는 것임을 나타내는 정보가 포함되는 구조일 수 있다. 예를 들어, 일정한 시퀀스의 범위를 지칭하거나, 혹은 일정한 양의 제어정보를 전달하면서 그룹에 대한 정보를 포함하는 형태로 그룹 통신을 요청할 수 있다. 이러한 그룹 통신 요청에 대한 응답에 대해서도 대표 단말이 하나 만 응답하거나 혹은 여러 단말이 마찬가지로 같은 전송 자원 혹은 연관된 전송 자원을 통해서 같이 응답할 수 있다.

기지국은 함께 그룹 통신을 수행하기를 희망하는 단말들 중에서 하나의 그룹에 속해서 그룹 통신을 수행할 복수의 단말을 선택하여 그룹을 결정한다(S420). 이 때 선택되는 단말은 함께 그룹 통신을 수행하기를 희망하는 단말들 중에서 골라지거나 기지국이 임의로 선택할 수도 있다.

함께 그룹 통신을 수행하기를 희망하는 단말들 중에서만 선택되는 경우, 해당 단말들은 모두 액티브(active) 상태에 있어야 한다.

기지국이 설정한 기준에 의거하여 단말들이 선택된다면, 기지국은 해당 단말들이 모두 액티브 상태가 될 수 있도록 페이징 정보와 같은 단말을 깨울 수 있는 수단을 통해서 단말이 그룹 통신에 참여할 수 있도록 설정해야 한다. 이를 위해서 단말은 페이징 정보를 통해서 자신과 직접 연관되는 유니캐스트 정보에 대한 지시자(indication)과 그룹 통신에 대한 지시자를 구분하여 상태를 판단할 수 있다.

기지국은 그룹 통신을 수행하는데 사용될 자원을 할당하고(S430), 그룹에 속하는 복수의 단말 중 하나 이상의 단말에게 하나의 그룹에 속하는 복수의 단말에 관한 정보 및 자원 할당 정보를 전송한다(S440). 즉, 단말에게 해당 단말과 같은 그룹에 속해서 함께 그룹 통신을 수행할 단말들이 어떤 단말들인지를 알려준다.

이러한 정보는 특정 단말에게만 전달되는 형식을 빌어, 해당 단말이 나머지 단말에게 알려주는 형식을 가질 수도 있으나, 보다 효과적으로는 여러 단말이 모두 볼 수 있는 멀티캐스트 또는 브로드캐스트 채널을 통해서 전달함이 바람직하다. 이를 위해서 MBMS 채널이나 MBMS 서브프레임이 활용될 수 있다. 혹은 공통 정보나 시스템 정보가 전달되는 구조를 같이 빌려 사용될 수 있으며, 이는 제어정보가 모든 단말이 검색해야 하는 채널에 포함되어 전송되는 것이 바람직하다. 모든 단말이 검색해야 하는 채널의 예로는 3GPP에서 PDCCH의 공통 검색 공간(common search space)이 있다.

이때, 기지국은 상향링크 자원 또는 하향링크 자원만 할당하거나, 상향링크 자원과 하향링크 자원을 모두 할당할 수 있다. 그리고, 기지국은 상향링크 자원 할당 정보와 하향링크 자원 할당 정보를 따로 전달하거나, 함께 하나의 제어 신호 구조로 전달할 수 있다. 이를 위해서 그룹의 단말들이 모두 같은 제어 신호를 받아들이기 위해서 그룹 단위의 ID 같은 단위를 정의하는 것이 바람직하고, 이를 제어신호 구분에 사용함이 가능하다.

기지국은 반지속적으로 자원을 할당하고, 할당된 자원을 단말이 사용할지 여부를 제어할 수 있다. 즉, 기지국은 상위 시그널링이나 동적 제어 메시지(dynamic control message)를 통해서 자원을 제어할 수 있다. 이 경우 단말들이 사용할 자원의 영역은 기지국이 반지속적으로 할당한 자원 영역에서 계속 사용하게 되며, 기지국이 일시적/영속적으로 지시하는 제어 명령에 따라서 해당 자원을 사용할지 안할지를 결정하는 형태이다. 해당 제어 명령은 다른 제어신호의 일부(예: 다른 용도의 DCI에서 특정 bit이나 bit그룹을 통한 제어 정보 전달)로 포함되는 형태로 전달될 수 있다.

기지국은 동적으로 자원을 할당할 수도 있다. 이 경우에는 기지국은 자원 할당 정보를 상위 시그널링이나 동적 제어 메시지로 전송할 수 있다. 자원 할당 정보가 상위 시그널링으로 전송되는 경우에는 그룹이 자원을 유효하게 사용할 수 있는 기간이 정해질 수 있다. 자원 할당 정보가 동적제어 메시지로 전송되는 경우에는 자원의 유효한 기간은 동적 제어 메시지에 포함되어 전송되거나, 시스템에서 사전에 자원의 유효한 기간을 정해둘 수 있다.

자원은 일정한 주기를 갖는 형태로 지속적으로 할당될 수도 있고, 연속된 시간 구간 동안 지속적으로 할당될 수도 있다.

기지국은 자원 할당 정보를 그룹의 단말들 각각에게 개별적으로 전송할 수도있고, 그룹의 단말들에게 동시에 전달되는 공유된 제어 채널을 통해 전송할 수도 있다. 또는, 그룹의 일부 단말들에게만 자원 할당 정보를 전송할 수도 있다. 그러면, 그룹의 나머지 단말들은 기지국으로부터 자원 할당 정보를 수신한 단말들로부터 자원 할당 정보를 수신한다.

그룹의 단말들이 할당된 자원을 사용하는 방법은 두 가지가 가능하다. 첫 번째 방법은 기존의 셀룰러 시스템의 통신 구조를 그대로 유지하면서 할당된 자원을 사용하는 방법이다. 즉, 셀룰러 시스템이 통신 방법을 OFDM 구조로 사용하고 있다면, 단말들은 셀룰러 시스템과 호환성이 이뤄지는 형태로 OFDM 신호를 생성하여 할당된 자원을 사용한다.

두 번째 방법은 셀룰러 시스템의 통신 구조를 사용하지 않고 셀룰러 시스템의 할당 시간 규정만을 따르는 방법이다. 이때는 다른 기지국이 관리하는 신호에 영향을 주지 않도록 스펙트럼 마스크나 가드(guard) 밴드를 설정하는 것이 바람직하다.

그룹이 사용할 통신 방법은 기지국이 직접 설정하는 것이 바람직하나, 향후 확장성을 고려하여, 기지국은 단말에게 적절한 동작을 설정할 수 있다. 즉, 단말이 동작 모드를 선택하되, 기지국은 신호 존재 여부가 다른 단말들에게 영향을 주지 않도록 가드 밴드나 가드 타임 혹은 파워 레벨(할당된 대역, 비할당 대역 등)과 같은 값에 대해서 일정한 정보를 전달해주고, 단말은 해당 전자파 동작 범위 안에서 통신 모델을 임의로 선택할 수 있다.

단말은 기지국 입장에서의 하향링크 또는 상향링크 형태를 그대로 따라서 다른 단말에게 하향링크 또는 상향링크로 매핑하여 할당된 자원을 사용할 수 있다. 또는, 개별 애드혹(adhoc) 네트워크가 구성된다면, 하향링크와 상향링크를 구분할 필요가 없을 수도 있다. 또는, 단말은 하향링크와 상향링크의 방향을 달리 구성하여 사용할 수도 있다. 즉, 단말은 기지국의 하향링크를 상향링크로 활용하고 기지국의 상향링크를 하향링크로 활용할 수 있다. 이러한 구조는 단말들마다 다른 구성을 가질 수 있다.

단말이 할당된 자원을 활용함에 있어서, 해당 자원 내에 일정한 신호 구조를 가질 수 있다. 예를 들면, 3GPP LTE에서 하나의 서브프레임내이 PCFICH, PHICH, PDCCH, PDSCH, SCH, PBCH, 등의 제어 채널을 포함하는 것과 유사한 구조를 가질 수 있다. 그러나, 제어 채널 중 일부는 기지국의 정보를 재활용할 수 있다. 예를 들어, 셀 구성 정보에 대한 것이나 반송파 내의 운용 변수(operation parameter)들은 기지국으로부터 수신된 시스템 정보로부터 얻고, 단말은 할당된 자원에서 해당 변수를 활용한 통신 프로토볼을 정의할 수 있으며, 해당 시그널링 구조는 기지국이 사용하는 시그널링 구조의 일부를 재활용하거나 자원 할당 영역 내에서 새로이 채널을 생성하여 사용할 수 있다. 새로이 채널이 생성되는 경우, 그 구조는 FDM, TDM/FDM 또는 TDM 형태로 단말이 생성하는 다른 채널과 다중화되는 것을 고려할 수 있다.

단말들이 할당된 자원을 활용함에 있어서 일부 단말이 자원의 사용에 대한 코디네이터(coordinator) 또는 미니 기지국의 역할을 수행할 수 있다. 이 경우 다른 단말들은 상기 일부 단말의 신호 구조에 맞춰서 신호을 생성하여 전송한다.

다음으로, 본 발명의 실시예에 따른 그룹 정보 송수신 방법에 대해 설명한다.

셀룰러 네트워크가 많은 수의 단말들이 지원하기 위해서는 단말들을 처리하는 방식에 있어서 오버헤드를 감소시킬 수 있는 방안이 필요하다. 따라서, 본 발명의 실시예에서는 복수의 단말들을 묶어서 그룹을 형성하여 기지국은 그룹 단위로 데이터 및 제어 정보를 송수한다.

그룹은 하나의 셀에 속한 단말들로 형성될 수도 있고 다른 셀에 속한 단말들로 형성될 수도 있고, 다른 네트워크에 속한 단말들을 통합하여 구성될 수 있다.

형성된 그룹에 대한 제어신호와 데이터 신호는 무선 인터페이스를 통해서만 전송될 수도 있고 유선망을 통해서 같이 전송될 수 있다. 예를 들어, 그룹에 기지국에 무선으로 연결된 핸드폰과 유선으로 네트워크에 연결된 컴퓨터가 포함되어 있는 경우, 핸드폰은 기지국으로부터 무선으로 데이터 및 제어 신호를 수신하고, 컴퓨터는 유선망을 통해 데이터 및 제어 신호를 수신할 수도 있다.

그룹의 단말들은 기지국 또는 제어 개체로부터 자신이 속한 그룹에 해당하는 메시지를 통해서 신호를 수신한다. 기지국이 전송하는 제어 신호에 단말들 각각에게 할당된 자원 영역에 대한 정보를 포함시켜 전송하면 단말은 제어 신호를 통해 자신에게 할당된 자원 영역을 알 수 있고, 해당 자원 영역을 통해 데이터를 수신할 수 있다. 또는, 단말은 암시적으로 자신에게 할당된 자원 영역을 알 수도 있다. 즉, 미리 각 단말에 대한 자원 할당 순서 또는 오프셋이 정해져 있어서, 단말은 할당된 자원 영역에서 자신의 순서에 해당하는 자원 영역을 통해 데이터를 수신한다.

그룹의 단말들은 기지국으로부터 무선을 통해서 데이터 또는 제어 정보를 수신할 때, 그룹에 대한 ID를 통해서 수신하며, 데이터 또는 제어 정보의 채널 맵핑(channel mapping), 채널 다중화(channel multiplexing), 채널 코딩(channel coding) 및 채널 구조(channel structure) 방식은 단일 단말에게 전달되는 데이터 또는 제어 정보와 동일할 수 있다.

그룹의 단말들은 수신한 제어 정보 또는 데이터에 대해서 확인 응답(acknowledgement/non- acknowledgement, 이하 "ACK/NACK"이하 함)을 전달할 때, 같은 제어 채널을 공유해서 사용하거나, 서로 다른 채널을 사전 규칙에 따라서 선택하여 사용할 수 있다.

같은 제어 채널을 공유하는 경우에는 복수의 ACK/NACK을 누적하여 전송하거나, 해당 제어 채널을 구성하는 요소를 단말들이 일부씩 나누어 ACK/NACK을 전송할 수 있다. 이 때, MU-MIMO와 같이 서로 다른 공간 채널(spatial channel)을 통해서 전달하도록 일종의 MIMO 동작이 적용된 구조를 가질 수 있으며, 이때 MIMO 동작이 적용되는 부분은 정보 부분과 파일럿 부분이 서로 다른 동작으로 정의되어 사용될 수 있다.

다른 채널을 사용하는 경우에는 독립적으로 할당된 자원에 단말들 각각이 제어정보를 전송한다.

그룹은 기지국으로부터 상향링크 자원 할당 정보를 수신하는 경우, 자신이 사용할 수 있는 자원을 결정해야 한다. 이 때, 자원의 위치는 다른 단말과 동일한 자원이 지정될 수 있고, 또는, 모든 단말이 동일한 자원을 사용하는 구조일 수 있다. 단말들이 같은 자원을 공유하는 경우, MU-MIMO와 같은 유사한 동작을 수행하는 것으로 정보 부분과 파일럿 부분에 MIMO 동작이 달리 적용될 수 있다. 또는, 단순히 오버레이드 채널 코딩(overlaid channel coding)과 같은 형태로 정보를 전송하는 구조를 가질 수 있다.

단말이 사용하는 자원이 독립적으로 지정된다면, 해당 자원 내에서는 사전에 정의된 전송 방식을 통해서 데이터를 전송할 수 있다. 전송 방식은 상위 시그널링, 또는 스케줄링 정보를 통해 사전에 정의될 수 있다.

그룹의 단말들 각각은 따로 채널을 측정하여 피드백하고, 따로 사운딩 신호를 전송할 수 있다.

또는, 피드백 오버헤드를 감소하기 위해서 그룹의 하나 또는 일부의 단말만 채널을 측정하여 피드백할 수도 있다. 이때, 다른 개체들은 리포트를 수행하지 않거나 일정한 순서대로 리포팅을 수행할 수도 있다.

그리고, 사운딩 오버헤드를 감소하기 위해서 그룹의 하나 또는 일부의 단말만이 사운딩 신호를 전송할 수도 있다. 이때, 다른 단말들은 사운딩 신호을 전송하지 않거나 일정한 순서대로 사운딩 신호를 시간에 따라 전송할 수도 있다.

그룹 기반의 통신은 기지국과 그룹이 통신하는 과정에서 활용될 수 있고, 또는, 기지국이 그룹에게 자원 할당을 수행하는 데 활용될 수 있다. 또는, 할당된 자원을 통해 그룹내의 단말들이 서로간의 통신을 수행하는데 활용될 수 있다.

도 5는 본 발명의 또 다른 실시예로서, 위에서 설명한 본 발명의 실시예들이 구현될 수 있는 이동단말 및 기지국의 구성을 나타내는 도면이다.

이동단말(AMS) 및 기지국(ABS)은 정보, 데이터, 신호 및/또는 메시지 등을 송수신할 수 있는 안테나(500, 510), 안테나를 제어하여 메시지를 전송하는 전송 모듈(Tx module, 540, 550), 안테나를 제어하여 메시지를 수신하는 수신 모듈(Rx module, 560, 570), 기지국과의 통신과 관련된 정보 들을 저장하는 메모리(580, 590) 및 송신모듈, 수신모듈 및 메모리를 제어하는 프로세서(520, 530)를 각각 포함한다. 이때, 기지국은 팸토 기지국 또는 매크로 기지국일 수 있다.

안테나(500, 510)는 전송모듈(540, 550)에서 생성된 신호를 외부로 전송하거나, 외부로부터 무선 신호를 수신하여 수신모듈(560, 570)로 전달하는 기능을 수행한다. 다중 안테나(MIMO) 기능이 지원되는 경우에는 2개 이상의 안테나가 구비될 수 있다.

프로세서(520, 530)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(520, 530)는 다양한 메시지들의 암호화를 제어할 수 있는 암호화 모듈 및 다양한 메시지들의 송수신을 제어하는 타이머 모듈을 각각 더 포함할 수 있다.

기지국의 프로세서(520)는 함께 그룹 통신을 수행하기를 희망하는 단말들 중에서 하나의 그룹에 속해서 그룹 통신을 수행할 복수의 단말을 선택하여 그룹을 결정한다. 그리고, 기지국의 프로세서(520)는 그룹 통신을 수행하는데 사용될 자원을 할당한다. 이때, 기지국의 프로세서(520)는 상향링크 자원 또는 하향링크 자원만 할당하거나, 상향링크 자원과 하향링크 자원을 모두 할당할 수 있다.

단말의 프로세서(530)는 기지국으로부터 기존의 셀룰러 시스템의 통신 구조를 그대로 유지하면서 기지국으로부터 할당받은 자원을 사용할 수 있다. 즉, 셀룰러 시스템이 통신 방법을 OFDM 구조로 사용하고 있다면, 단말들은 셀룰러 시스템과 호환성이 이뤄지는 형태로 OFDM 신호를 생성하여 할당된 자원을 사용한다. 또는, 단말의 프로세서(530)는 셀룰러 시스템의 통신 구조를 사용하지 않고 셀룰러 시스템의 할당 시간 규정만을 따를 수도 있다.

전송 모듈(540, 550)은 프로세서로부터 스케쥴링되어 외부로 전송될 신호 및/또는 데이터에 대하여 소정의 부호화(coding) 및 변조(modulation)를 수행한 후 안테나(500, 510)에 전달할 수 있다.

단말의 전송 모듈(550)은 기지국으로 그룹 통신 요청 메시지를 전송한다. 그리고, 기지국의 전송 모듈(540)은 그룹에 속하는 복수의 단말 중 하나 이상의 단말에게 하나의 그룹에 속하는 복수의 단말에 관한 정보 및 자원 할당 정보를 전송한다.

수신모듈(560, 570)은 외부에서 안테나(500, 510)를 통하여 수신된 무선 신호에 대한 복호(decoding) 및 복조(demodulation)을 수행하여 원본 데이터의 형태로 복원하여 프로세서(520, 530)로 전달할 수 있다.

기지국의 수신 모듈(560)은 하나 이상의 단말로부터 그룹 통신 요청을 수신한다. 그리고, 단말의 수신 모듈(570)은 기지국으로부터 함께 그룹 통신을 수행할 복수의 단말에 대한 정보 및 그룹 통신을 수행하는데 사용될 자원에 관한 자원 할당 정보를 수신한다.

메모리(580, 590)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

무선 통신 시스템의 기지국에서 그룹 통신을 위한 제어 정보 전송 방법에 있어서,
하나 이상의 단말로부터 그룹 통신 요청을 수신하는 단계;
상기 그룹 통신을 수행할 복수의 단말을 결정하는 단계;
상기 그룹 통신을 수행하는데 사용될 자원을 할당하는 단계; 및
상기 복수의 단말 중 하나 이상의 단말에게 상기 복수의 단말에 관한 정보 및 상기 사용될 자원에 관한 자원 할당 정보를 전송하는 단계를 포함하는 제어 정보 전송 방법.
제1항에 있어서,
상기 자원 할당 정보를 전송하는 단계는 상기 복수의 단말들에게 공유된 제어 채널을 통해 상기 자원 할당 정보를 전송하는 것을 특징으로 하는 제어 정보 전송 방법.
제1항에 있어서,
상기 자원 할당 정보를 전송하는 단계는 동적 제어 메시지를 통해 상기 자원 할당 정보를 전송하는 것을 특징으로 하는 제어 정보 전송 방법.
무선 통신 시스템의 단말에서 그룹 통신을 위한 제어 정보 수신 방법에 있어서,
하나 이상의 단말과 그룹 통신을 수행할 것을 기지국에게 요청하는 단계;
함께 그룹 통신을 수행할 복수의 단말에 대한 정보를 수신하는 단계; 및
그룹 통신을 수행하는데 사용될 자원에 관한 자원 할당 정보를 수신하는 단계를 포함하는 제어 정보 수신 방법.
제4항에 있어서,
상기 복수의 단말들 중 상기 기지국으로부터 상기 자원 할당 정보를 수신하지 못한 단말들에게 상기 자원 할당 정보를 전송하는 단계를 더 포함하는 제어 정보 수신 방법.
제4항에 있어서,
상기 자원은 상향링크 자원 및 하향링크 자원을 모두 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 정보 수신 방법.
하나 이상의 단말로부터 그룹 통신 요청을 수신하는 수신 모듈;
상기 그룹 통신을 수행할 복수의 단말을 결정하고, 상기 그룹 통신을 수행하는데 사용될 자원을 할당하는 프로세서; 및
상기 복수의 단말 중 하나 이상의 단말에게 상기 복수의 단말에 관한 정보 및 상기 사용될 자원에 관한 자원 할당 정보를 전송하는 전송 모듈을 포함하는 기지국.
제7항에 있어서,
상기 전송 모듈은 상기 복수의 단말들에게 공유된 제어 채널을 통해 상기 자원 할당 정보를 전송하는 것을 특징으로 하는 기지국.
제7항에 있어서,
상기 전송 모듈은 동적 제어 메시지를 통해 상기 자원 할당 정보를 전송하는 것을 특징으로 하는 기지국.
하나 이상의 단말과 그룹 통신을 수행할 것을 기지국에게 요청하는 전송 모듈; 및
함께 그룹 통신을 수행할 복수의 단말에 대한 정보 및 그룹 통신을 수행하는데 사용될 자원에 관한 자원 할당 정보를 수신하는 수신 모듈을 포함하는 단말.
제10항에 있어서,
상기 전송 모듈은 상기 복수의 단말들 중 상기 기지국으로부터 상기 자원 할당 정보를 수신하지 못한 단말들에게 상기 자원 할당 정보를 전송하는 것을 특징으로 하는 단말.
제10항에 있어서,
상기 자원은 상향링크 자원 및 하향링크 자원을 모두 포함하는 것을 특징으로 하는 단말.
무선 통신 시스템의 기지국에서 그룹 통신을 위한 제어 정보 전송 방법에 있어서,
그룹 통신을 수행할 복수의 단말을 묶어서 그룹을 형성하는 단계;
상기 복수의 단말들에게 하나의 자원 영역을 통해 동시에 제어 정보를 전송하는 단계를 포함하는 제어 정보 전송 방법.
제13항에 있어서
상기 복수의 단말들은 서로 다른 셀에 속하는 것을 특징으로 하는 제어 정보 전송 방법.
무선 통신 시스템의 단말에서 그룹 통신을 위한 제어 정보 수신 방법에 있어서,
기지국으로부터 상기 단말이 속한 그룹에 대한 제어 정보를 수신하는 단계; 및
상기 제어 정보에서 상기 단말에 대한 제어 정보를 획득하는 단계를 포함하고,
상기 그룹은 함께 그룹 통신을 수행하는 복수의 단말의 집합인 제어 정보 수신 방법.
제15항에 있어서,
상기 단말에 대한 제어 정보를 획득하는 단계는 미리 정의된 오프셋 정보에 따라 상기 제어 정보 중에서 상기 단말에 대한 제어 정보를 획득하는 것을 특징으로 하는 제어 정보 수신 방법.