KR20160050482A - 통신 시스템에서 자원 최적화를 위한 통신 방법 - Google Patents

통신 시스템에서 자원 최적화를 위한 통신 방법 Download PDF

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KR20160050482A
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원석호
홍승은
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방승찬
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한국전자통신연구원
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Abstract

통신 시스템에서 자원 최적화를 위한 송신기는 단말이 상기 단말의 통신 가능 기지국 집합에 해당하는 액티브 셋 내에 기지국과 적어도 하나의 중계국을 포함하는 입체 핸드오버 상태인지 확인하고, 단말이 입체 핸드오버 상태인 경우에 수신기로부터 재전송 요청을 수신하면, 송신기와 수신기 사이의 적어도 하나의 중계기와 협력하여 패킷을 재전송한다.

Description

통신 시스템에서 자원 최적화를 위한 통신 방법{METHOD FOR COMMUNICATING FOR RESOURCE OPTIMIZATION IN COMMUNICATION SYSTEM)CONTROLLING SERVICE CONTINUITY IN COMMUNICATION SYSTEM}
본 발명은 통신 시스템에서 자원 최적화를 위한 통신 방법에 관한 것으로, 중추 기지국과 중계 기지국을 포함한 통신 시스템에서 무선자원을 최적화하는 통신 방법에 관한 것이다.
향후 무선 통신, 특히 이동통신은 초고주파를 넘어서 밀리미터파까지의 주파수 자원을 사용할 것으로 전망되고, 사용 주파수가 증가함에 따라서 전파의 전달특성의 열화로 빔 형성(beam-forming) 등의 전파 기법이 기본으로 사용될 것으로 전망된다.
더구나, 전파의 회절이나 투과 특성이 극히 나빠서 전파경로를 우회시키는 중계국들의 역할이 매우 중요하게 된다. 이때 전파 경로들을 다시 설정하는 다양한 입체 핸드오버가 필요하게 되며, 순간적으로 불필요한 연결들이 많아질 수 있다. 이에 대한 대책의 하나로, 실제 데이터 패킷은 보내지 않고 채널 경로만 할당하는 경우가 필요하게 된다. 즉 단말에게 통신 가능한 기지국 집합(Active set)에는 포함되어 있지만 실제 물리채널은 할당되지 않은 상태로서 물리 채널은 Layer 3가 아닌 Layer 1 또는 2에서 할당하게 된다. 이러한 방법은 이동통신시스템에서 전통적으로 사용해 온 방법이며, 이를 통하여 무선자원의 효율적 사용을 꾀하고 있다.
그러나 초고주파 또는 밀리미터파를 사용하는 향후 이동통신에서는 물리채널을 할당하기도 전에 바로 채널이 끊어질 수 있는 위험이 크게 증가하므로 두 개 이상의 물리채널을 할당하여 두 개 이상의 연결을 유지하게 되므로, 신중한 물리채널의 할당/사용이 요구된다. 특히 중계국(Relay)를 사용할 경우에 일반 중계국(예를 들면 F1/F2 중계국)을 사용한다면, 동일한 주파수로 수신과 송신을 동시에 할 수 없는 중계국의 특성상 무선자원을 2배로 사용해야 하며, 이로 인해서 기지국에서 중계국을 거쳐서 단말까지 연결되는 무선망에서 데이터율의 저하 또는 무선자원의 낭비 요소 등이 대량 발생할 가능성이 커지게 된다. 또한 중계국이 늘어날수록 추가적 무선 자원을 필요로 하거나 복잡한 신호처리가 요구되며, 데이터 전송율이 떨어지게 된다.
본 발명이 해결하려는 과제는 통신 시스템에서 무선자원의 최적화를 위한 통신 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 한 실시 예에 따르면, 통신 시스템에서 자원 최적화를 위한 송신기의 통신 방법이 제공된다. 통신 방법은 단말이 상기 단말의 통신 가능 기지국 집합에 해당하는 액티브 셋 내에 기지국과 적어도 하나의 중계국을 포함하는 입체 핸드오버 상태인지 확인하는 단계, 그리고 상기 단말이 입체 핸드오버 상태인 경우에 수신기로부터 재전송 요청을 수신하면, 상기 송신기와 상기 수신기 사이의 적어도 하나의 중계기와 협력하여 패킷을 재전송하는 단계를 포함한다.
상기 재전송하는 단계는 상기 단말의 평균 데이터율과 설정된 임계값을 비교하는 단계, 그리고 상기 단말의 평균 데이터율과 설정된 임계값 이상일 때 상기 적어도 하나의 중계기와 협력하여 상기 패킷을 재전송하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 통신 방법은 상기 재전송하는 단계 이전에, 상기 수신기로 상기 패킷을 초기 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 초기 전송하는 단계는 상기 단말의 액티브 셋에서 상기 기지국이 제외된 경우에, 상기 적어도 하나의 중계국을 통해서 상기 패킷을 초기 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 초기 전송하는 단계는 상기 액티브 셋에 중계국이 2개 이상인 경우에, 상기 2개 이상의 중계국에 교번하여 상기 패킷을 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 초기 전송하는 단계는 상기 단말이 상기 입체 핸드오버 상태인 경우에, 상기 수신기로 직접 상기 패킷을 초기 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 단말은 상기 송신기인 경우에 상기 수신기는 기지국이고, 상기 단말이 상기 수신기인 경우에 상기 송신기는 기지국일 수 있다.
상기 재전송하는 단계는 상기 적어도 하나의 중계국으로 상기 패킷을 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 한 실시 예에 따르면, 통신 시스템에서 자원 최적화를 위한 중계국의 통신 방법이 제공된다. 통신 방법은 단말이 상기 단말의 통신 가능 기지국 집합에 해당하는 액티브 셋 내에 기지국과 적어도 하나의 중계국을 포함하는 입체 핸드오버 상태인 경우에, 수신기로부터 재전송 요청을 수신하는 단계, 상기 재전송 요청에 따라서 재전송을 준비하는 단계, 그리고 송신기와 함께 협력하여 패킷을 재전송하는 단계를 포함한다.
상기 준비하는 단계는 상기 송신기로부터 초기 전송한 패킷을 수신하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 준비하는 단계는 상기 수신기와 상기 재전송을 위한 물리채널을 할당하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 준비하는 단계는 상기 단말의 평균 데이터율과 설정된 임계값 이상일 때 상기 재전송을 준비하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 통신 방법은 상기 단말의 액티브 셋에서 상기 기지국이 제외된 경우에, 상기 송신기로부터 초기 전송할 패킷을 수신하여 상기 수신기로 수신한 패킷을 초기 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 초기 전송하는 단계는 압축 시간 분할 다중화(Compression-Time Division Multiplexing) 방식으로 상기 초기 전송할 패킷을 수신하고 상기 압축 시간 분할 다중화 방식으로 상기 패킷을 상기 수신기로 초기 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 초기 전송하는 단계는 다른 중계국으로 상기 송신기가 상기 패킷을 초기 전송하는 동안에 상기 송신기로부터 수신한 패킷을 상기 수신기로 초기 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 의하면, 중추 기지국과 중계 기지국들이 산재한 무선망에서 다중연결 문제를 해결할 수 있고, 입체 핸드오버를 효율적으로 수행하되, HARQ에서 단말로부터의 재전송 요청 시에 중추 기지국과 중계 기지국이 협력 다중 포인트 전송(Cooperative Multi-Point; CoMP) 또는 JP(Joint Processing) 협력 전송 등을 통하여 무선자원을 최적화하는 방법을 제공함으로써 필요 없이 과다하게 중첩된 링크를 절약할 수 있고, 서비스 데이터율을 저하시키지 않으면서, 자원을 효율적으로 사용할 수 있게 된다.
또한 입체 핸드오버 수행 전 혹은 이후에 단말에서 중추 기지국이 액티브 셋(Active Set)에 포함되어 있지 않고, 중계 기지국들만 액티브 셋에 있을 때는 압축 시간 분할 다중화(Compression-Time Division Multiplexing) 방식 혹은 FDM 등 유사 기법을 사용하거나, 특히 중추 기지국이 액티브 셋에 포함되지 않고, 2개 이상의 중계 기지국들이 액티브 셋에 있을 때는 상호 교번 수신/전송하는 기법을 사용함으로써, 무선자원을 최적화할 수 있다.
실제적으로 역방향(단말기에서 기지국 방향)으로의 통신에 적용하면, 단말의 배터리를 절약하는 효과도 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 HARQ 방식을 설명한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 자원 최적화를 위한 통신 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 4 내지 도 7은 각각 본 발명의 실시 예에 따른 본 발명의 실시 예에 따른 재전송에 근거한 자원 최적화를 위한 통신 방법을 설명하는 도면이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 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 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 및 청구범위 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
명세서 전체에서, 단말(terminal)은 사용자 장비(user equipment, UE), 이동 단말(mobile terminal, MT), 이동국(mobile station, MS), 진보된 이동국(advanced mobile station, AMS), 고신뢰성 이동국(high reliability mobile station, HR-MS), 가입자국(subscriber station, SS), 휴대 가입자국(portable subscriber station, PSS), 접근 단말(access terminal, AT) 등을 지칭할 수도 있고, UE, MT, MS, AMS, HR-MS, SS, PSS, AT 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다.
또한 기지국(base station, BS)은 노드B(node B), 고도화 노드B(evolved node B, eNB), 진보된 기지국(advanced base station, ABS), 고신뢰성 기지국(high reliability base station, HR-BS), 접근점(access point, AP), 무선 접근국(radio access station, RAS), 송수신 기지국(base transceiver station, BTS) 등을 지칭할 수도 있고, 노드B, eNB, BS, ABS, HR-BS AP, RAS, BTS 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다.
이제 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 자원 최적화를 위한 통신 방법에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 1을 참고하면, 통신 시스템은 중추 기지국(Centralized Base Station, 100), 적어도 하나의 중계 기지국(Relayed Base Station, 210, 220, 230) 및 단말(310, 320)을 포함한다. 이하에서는 편의상 중추 기지국을 기지국이라 하고, 중계 기지국을 중계국이라 한다.
기지국(100)은 셀(cell)이라고 불리는 특정한 지리적 영역에 대해 통신 서비스를 제공한다. 기지국(100)은 중계국(210, 220, 230)과 단말(300) 간의 관리(management), 연결성(connectivity), 제어 및 자원 할당과 같은 기능을 수행할 수 있다.
중계국(210, 220, 230)은 기지국(100)과 단말(310, 320) 사이에서 통신하는 기기를 말하며, 소규모의 기지국과 같은 역할을 수행한다. LOS(Line Of Sight) 보장을 위해 중계국(210, 220, 230)들은 계층적으로 연결될 수 있다. 도 1과 같이 중계국(210, 220)들을 서로 연결하여 무선망의 커버리지를 확장시킬 수 있다. 즉 기지국(100)이 넓은 서비스 영역을 커버하고, 기지국(100)에 의해 커버되지 못하는 영역은 중계국(210, 220, 230)을 이용하여 커버할 수 있다.
단말(310, 320)은 기지국(100)에 접속하여 통신 서비스를 제공 받을 수 있다. 또한 단말(310, 320)은 중계국(210, 220)을 통해서 기지국(100)의 통신 서비스를 제공 받을 수 있다.
단말(310, 320)의 액티브 셋은 단말(310, 320)과 통신 가능한 기지국들의 집합을 의미하며, 액티브 셋 내 단말(310, 320)이 연결된 기지국을 서빙 기지국이라 한다. 액티브 셋은 서빙 기지국과 적어도 하나의 중계국을 포함할 수 있고, 중계국만 포함할 수 있다. 액티브 셋은 다른 기지국을 더 포함할 수도 있다.
단말(310, 320)이 이동하면서 접속된 기지국(100)으로부터 수신되는 신호 세기가 설정된 임계값보다 작아지면, 해당 액티브 셋(Active set) 내의 중계국이나 다른 기지국으로 핸드오버할 수 있다. 또한 단말(310, 320)은 기지국(100)으로부터 수신되는 신호 세기가 다시 설정된 임계값 이상이 되면, 접속된 중계국에서 기지국(100)으로 핸드오버할 수 있다.
다양한 핸드오버 중에서 서빙 기지국에서 중계국으로의 핸드오버 또는 중계국에서 서빙 기지국으로의 핸드오버를 통칭하여 "입체 핸드오버"라 한다. 그리고 단말(310, 320)의 액티브 셋이 기지국(100)과 적어도 하나의 중계국(210, 220)을 포함할 때, 기지국(100)은 단말(310, 320)이 입체 핸드오버 상태에 있는 것으로 판단할 수 있다.
단말(310, 320)이 입체 핸드오버 상태에 있을 때, 기지국(100)과 중계국(210, 220, 230)은 단말(310, 320)로부터 HARQ 절차에서 재전송 요청에 따라서 협력 다중 포인트(Coordinate Multi-Point, CoMP) 또는 조인트 프로세싱(Joint Processing, JP) 방식 등을 통하여 무선자원을 최적화한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 HARQ 방식을 설명한 도면이다.
도 2를 참조하면, 송신기(10)는 상위 계층으로부터 송신할 패킷이 도착하면, 먼저 버퍼(도시하지 않음)에서 패킷을 탐색한다(S210). 이때 송신기(10)는 패킷이 초기 전송에 해당하면, 패킷을 수신기(20)로 전송하고(S220), 패킷을 버퍼에 저장한다. 반면, 송신기(10)는 패킷이 재전송에 해당하면, 버퍼에 저장되어 있는 패킷을 수신기(20)로 재전송한다(S220).
수신기(20)는 패킷을 수신하여 오류 정정을 수행한다(S230). 이때 오류가 검출되면 수신기(20)는 부정적 응답에 해당하는 NACK(Negative acknowledgement) 신호를 송신기(10)로 전송하여 패킷의 재전송을 요청한다(S240, S250). 반면 오류가 검출되지 않는 경우에 수신기(20)는 긍정적 응답에 해당하는 ACK(Acknowledgement) 신호를 송신한다(S240, S260).
순방향 즉 기지국(예를 들면, 100), 중계국(예를 들면, 210, 220) 및 단말(예를 들면, 310) 방향으로 데이터가 전달되는 경우, 송신기(10)는 기지국(100)일 수 있으며, 수신기(20)는 단말(310)일 수 있다.
역방향 즉 단말(310), 중계국(210, 220) 및 기지국(100) 방향으로 패킷이 전달되는 경우, 송신기(10)는 단말(310)일 수 있고, 수신기(20)는 기지국(100)일 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 자원 최적화를 위한 통신 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 3을 참고하면, 기지국(100)은 다중 접속(Multiple Access)을 위해서 각 단말에게 자원을 할당하기 위한 스케줄링을 한다. 스케줄링에 흔히 사용되는 방법으로는 Max C/I(Maximum Carrier-to-Interference Ratio)에 근거한 스케줄링 방법, RR(Round-robin) 스케줄링 방법, 및 PF(proportional fairness) 스케줄링 방법 등이 있다. 예를 들어, PF 스케줄링 방법에서 기지국(100)과 통신할 단말은 수학식 1에 의해 결정될 수 있다.
Figure pat00001
수학식 1에서
Figure pat00002
는 순간 데이터율이고,
Figure pat00003
는 TPF 동안의 평균 데이터율로서, TPF는 흔히 1초 정도의 구간으로 설정될 수 있다.
기지국(100)은 스케줄링에 의해 자원을 할당할 단말이 선택되면(S310), 선택된 단말이 입체 핸드오버 상태인지 판단한다(S320). 기지국(100)은 단말의 액티브 셋에 기지국과 적어도 하나의 중계국을 포함하면 단말이 입체 핸드오버 상태인 것으로 판단할 수 있다. 기지국(100)은 단말의 액티브 셋에 적어도 하나의 중계국만을 포함하면 단말은 입체 핸드오버 상태가 아닌 것으로 판단할 수 있다.
기지국(100)은 선택된 단말이 입체 핸드오버 상태라면, 단말의 평균 데이터율이 서비스를 위한 임계값 이상인지 판단한다(S330).
기지국(100)은 단말의 평균 데이터율이 서비스를 위한 임계값보다 높은 경우에 재전송에 근거한 자원 최적화를 위한 통신 절차를 수행한다(S340). 본 발명의 실시 예에 따른 재전송에 근거한 자원 최적화를 위한 통신 절차에 대해서는 후술하기로 한다.
한편, 기지국(100)은 단말의 평균 데이터율이 임계값 이하이면, 통상의 통신 방법으로 통신 절차를 수행한다(S350). 여기서 통상의 통신 방법에는 예를 들면, 결합(Combining), 다중플로우(Multi-flow), 선택(Selective) 방법 등이 있을 수 있다. 결합 방법은 액티브 셋 내 원소에서 송신되는 패킷 데이터 스트림 신호를 합하여 신호대 잡음비를 높이는 결합(Combining) 방법이다. 선택 방법은 액티브 셋내 원소에서 송신되는 패킷 데이터 스트림 중에서 상태가 좋은 것을 선택하는 방법이다. 다중 플로우 방법은 액티브 셋 내 원소 각각 다른 데이터 스트림(플로우)들을 동시에 송신하여 단말에서 각 스트림을 구분하여 모두 수신하는 방법이다.
이하에서는 설명을 명확히 하기 위해, 순방향으로 패킷이 전달되는 경우를 예로서, 본 발명의 실시 예에 따른 재전송에 근거한 자원 최적화를 위한 통신 절차에 대해 설명한다. 앞에서 설명한 바와 같이, 재전송에 근거한 자원 최적화를 위한 통신 절차는 단말이 입체 핸드오버 상태이고 단말의 평균 데이터율이 설정된 임계값보다 클 경우에 수행된다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 본 발명의 실시 예에 따른 재전송에 근거한 자원 최적화를 위한 통신 방법의 일 예를 설명하는 도면이다.
도 4의 (a)를 참고하면, 단말(310)의 액티브 셋에는 기지국(100)과 하나의 중계국(210)이 포함되어 있다고 가정한다. 이때 중계국(210)은 단말(310)의 액티브 셋에는 포함되어 있지만 실제 물리채널은 할당되지 않은 상태를 유지한다.
기지국(100)은 단말(310)로 초기 전송에 해당하는 패킷을 전송한다(S410).
단말(310)은 수신한 패킷에 오류가 검출되면, NACK 신호를 기지국(100)으로 전송한다. 이때 NACK 신호는 중계국(210)에도 전달될 수 있다.
단말(310)의 액티브 셋 내의 기지국(100)과 중계국(210)은 단말(310)로부터의 NACK 신호를 수신할 수 있다(S420, S420').
단말(310)로부터 NACK 신호를 수신한 기지국(100)과 중계국(210)은 재전송 준비를 수행한다. 기지국(100)은 중계국(210)으로 재전송할 패킷을 전달하고(S430), 중계국(210)은 재전송을 위한 물리채널을 단말(310)에 할당한다.
기지국(100)과 중계국(210)은 서로 협력하여 단말(310)에게 재전송 패킷을 전송한다(S440, S440').
이와 같이, 재전송 요청 시에 단말(310)의 평균 데이터율이 임계값보다 클 경우에, 기지국(100)과 중계국(210)이 협력 전송함으로써, 무선자원을 최적화할 수 있으며, 다이버시티 효과를 제공할 수 있으며, 송신 데이터율 또한 향상시킬 수 있다. 이때 항상 협력 전송하지 않고 단말(310)의 평균 데이터율이 임계값보다 클 경우에만 협력 전송하는 이유는 음성 서비스 등과 같이 단말(310)의 평균 데이터율이 낮은 경우는 협력 전송함이 자원의 낭비가 되기 때문이다.
단말(310)이 이동하면서 점차 기지국(100)으로부터 신호를 수신할 수 없는 위치 또는 상태에 도달하면, 단말(310)은 중계국(310)으로 입체 핸드오버를 수행한다. 입체 핸드오버에 의해 단말(310)의 액티브 셋에는 기지국(100)이 제외되고, 중계국(210)만이 남게 된다.
도 4의 (b)에 도시한 바와 같이, 단말(310)은 기지국(100)으로부터 신호를 수신할 수 없다. 이 경우, 단말(310)은 입체 핸드오버 상태가 아닌 것으로 판단될 수 있다. 중계국(210)은 기지국(100)에게 압축 시간 분할 다중화(Compression-Time Division Multiplexing) 방식으로 초기 전송을 요구하고(S450), 중계국(210)은 압축 시간 분할 다중화 방식으로 수신한 패킷을 압축 시간 분할 다중화 방식으로 단말(310)에 초기 전송할 수 있다(S460, S470). 이때 압축 시간 분할 다중화 방식은 중계국(210)이 가장 간단한 형태의 중계국(예를 들면, F1/F2 중계국)일 때, 중계국(210)에서 동일한 주파수로 송신/수신을 동일 시간 동안 동시에 할 수 없기 때문에 택한 방법이다. 압축 시간 분할 다중화 방식은 원래의 전송 패킷량을 유지하되 절반의 시간 동안 전송할 수 있도록 변조차수, 코드율 등의 조절을 통해서 패킷을 압축하여 전송하고, 중계국(210)에서 절반 시간 동안 수신하고 절반 시간 동안 송신할 수 있도록 하는 방법을 말한다. 압축 시간 분할 다중화 방식에서 상황에 따라서는 AMC(Adaptive Modulation and Coding) 등을 통한 링크 적응(Adaptation)을 통해서 패킷량을 줄일 수도 있다. 혹은 압축 시간 분할 다중화 방식 대신에 두 개 이상의 주파수(F1, F2)를 할당하여 사용할 수 있으며 이는 FDM(Frequency Division Multiplexing)이 된다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 본 발명의 실시 예에 따른 재전송에 근거한 자원 최적화를 위한 통신 방법의 다른 일 예를 설명하는 도면이다.
도 5의 (a)를 참고하면, 단말(310)의 액티브 셋에는 중계국(210)만이 포함되어 있다고 가정한다.
기지국(100)은 단말(310)로 초기 전송에 해당하는 패킷을 전송할 수 없다. 따라서 단말(310)은 중계국(210)을 통해서 초기 전송에 해당하는 패킷을 수신한다. 도 4의 (b)를 토대로 설명한 바와 같이, 중계국(210)은 기지국(100)에게 압축 시간 분할 다중화 방식으로 초기 전송을 요구하고(S510), 중계국(210)은 압축 시간 분할 다중화 방식으로 수신한 패킷을 압축 시간 분할 다중화 방식으로 단말(310)에 초기 전송할 수 있다(S520, S530).
단말(310)이 이동하면서 점차 기지국(100)으로부터 신호를 수신할 수 있는 위치 또는 상태에 도달하면, 단말(310)의 액티브 셋에는 기지국(100)이 등록된다. 중계국(210)은 단말(310)의 액티브 셋에는 포함되어 있지만 실제 물리채널은 할당되지 않은 상태를 유지한다.
단말(310)은 기지국(100)으로 입체 핸드오버를 수행한다. 단말(310)의 액티브 셋에 기지국(100)이 포함되면, 단말(310)은 입체 핸드오버 상태가 된다. 이때는 압축 시간 분할 다중화 방식의 송수신이 중단되고, 기지국(100)에서 초기 전송을 시작한다.
기지국(100)은 패킷을 단말(310)로 초기 전송한다(S540).
기지국(100)에서 패킷을 초기 전송하고 난 후, 단말(310)로부터 NACK 신호를 수신하면, 도 4의 (a)를 토대로 설명한 바와 같은 재전송 절차가 수행된다. 즉 단말(310)은 수신한 패킷에 오류가 검출되면, NACK 신호를 기지국(100)으로 전송한다. 이때 NACK 신호는 중계국(210)에도 전달될 수 있다.
단말(310)의 액티브 셋 내의 기지국(100)과 중계국(210)은 단말(310)로부터의 NACK 신호를 수신하면(S550, S550'), 재전송 준비를 수행한다. 기지국(100)은 중계국(210)으로 재전송할 패킷을 전달하고(S560), 중계국(210)은 재전송을 위한 물리채널을 단말(310)에 할당한다.
기지국(100)과 중계국(210)은 서로 협력하여 단말(310)에게 재전송 패킷을 전송한다(S570, S570').
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 본 발명의 실시 예에 따른 재전송에 근거한 자원 최적화를 위한 통신 방법의 또 다른 일 예를 설명하는 도면이다.
도 6의 (a)를 참고하면, 단말(310)의 액티브 셋에는 기지국(100)과 두 중계국(210, 220)이 포함되어 있다고 가정한다. 이때 중계국(210, 220)은 단말(310)의 액티브 셋에는 포함되어 있지만 실제 물리채널은 할당되지 않은 상태를 유지한다.
기지국(100)은 단말(310)로 초기 전송에 해당하는 패킷을 전송한다(S610).
단말(310)은 수신한 패킷에 오류가 검출되면, NACK 신호를 기지국(100)으로 전송한다. 이때 NACK 신호는 중계국(210, 220)에도 전달될 수 있다.
단말(310)의 액티브 셋 내의 기지국(100)과 중계국(210, 220)은 단말(310)로부터의 NACK 신호를 수신할 수 있다(S620, S620', 620").
단말(310)로부터 NACK 신호를 수신한 기지국(100)과 중계국(210, 220)은 재전송 준비를 수행한다. 기지국(100)은 중계국(210, 220)으로 재전송할 패킷을 전달하고(S630, S630'), 중계국(210, 220)은 재전송을 위한 물리채널을 단말(310)에 할당한다.
기지국(100)과 중계국(210, 220)은 서로 협력하여 단말(310)에게 재전송 패킷을 전송한다(S640, S640', S640").
단말(310)이 이동하면서 점차 기지국(100)으로부터 신호를 수신할 수 없는 위치 또는 상태에 도달하면, 단말(310)은 중계국(310)으로 입체 핸드오버를 수행한다. 입체 핸드오버에 의해 단말(310)의 액티브 셋에는 기지국(100)이 제외되고, 중계국(210)만이 남게 된다.
도 6의 (b)에 도시한 바와 같이, 단말(310)은 기지국(100)으로부터 신호를 수신할 수 없다. 이 경우, 단말(310)은 입체 핸드오버 상태가 아닌 것으로 판단될 수 있다. 중계국(210, 220)은 기지국(100)에게 압축 시간 분할 다중화 방식으로 초기 전송을 요구하고(S650, S650'), 중계국(210, 220)은 기지국(100)으로부터 압축 시간 분할 다중화 방식으로 수신한 패킷을 압축 시간 분할 다중화 방식으로 단말(310)에 초기 전송할 수 있다(S660, S660', S670, S670').
단말(310)은 중계국(210, 220)으로부터 패킷을 수신하고, 패킷의 순서를 맞추어서 온전한 패킷 스트림을 생성할 수 있다.
기지국(100)은 중계국(210, 220)에 서로 교번하여 패킷을 전달하고, 서로 교변하여 패킷을 단말(310)에 초기 전송할 수 있다. 예를 들어, 기지국(100)이 중계국(210)에 먼저 패킷을 전송한다. 다음 기지국(100)은 중계국(220)에 패킷을 전송한다. 기지국(100)이 중계국(220)으로 패킷을 전송하는 시간 동안에 중계국(210)은 기지국(100)으로부터 수신한 패킷을 단말(310)에 초기 전송할 수 있다. 이렇게 함으로써, 전체적으로 무선자원을 효율적으로 사용할 수 있으며, 단말(310)에서는 패킷의 수신 데이터율의 손해를 줄일 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 본 발명의 실시 예에 따른 재전송에 근거한 자원 최적화를 위한 통신 방법의 또 다른 일 예를 설명하는 도면이다.
도 7의 (a)를 참고하면, 도 5의 (a)와 달리 단말(310)의 액티브 셋에는 중계국(210, 220)이 포함되어 있다고 가정한다.
기지국(100)은 단말(310)로 초기 전송에 해당하는 패킷을 전송할 수 없다. 따라서 단말(310)은 중계국(210)을 통해서 초기 전송에 해당하는 패킷을 수신한다. 도 5의 (a)를 토대로 설명한 바와 같이, 중계국(210, 220)은 기지국(100)에게 압축 시간 분할 다중화 방식으로 초기 전송을 요구하고(S710, S710'), 중계국(210, 220)은 압축 시간 분할 다중화 방식으로 수신한 패킷을 압축 시간 분할 다중화 방식으로 단말(310)에 초기 전송할 수 있다(S720, S720', S730, S730').
단말(310)이 이동하면서 점차 기지국(100)으로부터 신호를 수신할 수 있는 위치 또는 상태에 도달하면, 단말(310)의 액티브 셋에는 기지국(100)이 등록된다. 중계국(210, 220)은 단말(310)의 액티브 셋에는 포함되어 있지만 실제 물리채널은 할당되지 않은 상태를 유지한다.
단말(310)은 기지국(100)으로 입체 핸드오버를 수행한다. 단말(310)의 액티브 셋에 기지국(100)이 포함되면, 단말(310)은 입체 핸드오버 상태가 된다. 이때는 압축 시간 분할 다중화 방식의 송수신이 중단되고, 기지국(100)에서 초기 전송을 시작한다.
기지국(100)은 패킷을 단말(310)로 초기 전송한다(S740).
기지국(100)에서 패킷을 초기 전송하고 난 후, 단말(310)로부터 NACK 신호를 수신하면, 도 5의 (b)를 토대로 설명한 바와 같은 재전송 절차가 수행된다. 즉 단말(310)은 수신한 패킷에 오류가 검출되면, NACK 신호를 기지국(100)으로 전송한다. 이때 NACK 신호는 중계국(210, 220)에도 전달될 수 있다.
단말(310)의 액티브 셋 내의 기지국(100)과 중계국(210, 220)은 단말(310)로부터의 NACK 신호를 수신하면(S750, S750', S750"), 재전송 준비를 수행한다. 기지국(100)은 중계국(210, 220)으로 재전송할 패킷을 전달하고(S760, S760'), 중계국(210, 220)은 재전송을 위한 물리채널을 단말(310)에 할당한다.
기지국(100)과 중계국(210, 220)은 서로 협력하여 단말(310)에게 재전송 패킷을 전송한다(S770, S770', S770").
이와 같이, 단말(310)이 기지국(100)에서 중계국(210, 220)으로, 혹은 중계국(210, 220)에서 기지국(100)으로의 입체 핸드오버를 수행할 때, 필요 없는 전송을 없애고 HARQ에서 재전송 요구시에만 효율을 위하여 기지국(100)과 중계국(210, 220)의 협력 전송을 수행함으로써, 무선자원을 최적화할 수 있다.
본 발명의 실시 예는 이상에서 설명한 장치 및/또는 방법을 통해서만 구현되는 것은 아니며, 본 발명의 실시 예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시 예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.
이상에서 본 발명의 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리 범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리 범위에 속하는 것이다.

Claims (16)

  1. 통신 시스템에서 자원 최적화를 위한 송신기의 통신 방법으로서,
    단말이 상기 단말의 통신 가능 기지국 집합에 해당하는 액티브 셋 내에 기지국과 적어도 하나의 중계국을 포함하는 입체 핸드오버 상태인지 확인하는 단계, 그리고
    상기 단말이 입체 핸드오버 상태인 경우에 수신기로부터 재전송 요청을 수신하면, 상기 송신기와 상기 수신기 사이의 적어도 하나의 중계기와 협력하여 패킷을 재전송하는 단계
    를 포함하는 통신 방법.
  2. 제1항에서,
    상기 재전송하는 단계는
    상기 단말의 평균 데이터율과 설정된 임계값을 비교하는 단계, 그리고
    상기 단말의 평균 데이터율과 설정된 임계값 이상일 때 상기 적어도 하나의 중계기와 협력하여 상기 패킷을 재전송하는 단계를 포함하는 통신 방법.
  3. 제1항에서,
    상기 재전송하는 단계 이전에, 상기 수신기로 상기 패킷을 초기 전송하는 단계
    를 더 포함하는 통신 방법.
  4. 제3항에서,
    상기 초기 전송하는 단계는 상기 단말의 액티브 셋에서 상기 기지국이 제외된 경우에, 상기 적어도 하나의 중계국을 통해서 상기 패킷을 초기 전송하는 단계를 포함하는 통신 방법.
  5. 제4항에서,
    상기 초기 전송하는 단계는 상기 액티브 셋에 중계국이 2개 이상인 경우에, 상기 2개 이상의 중계국에 교번하여 상기 패킷을 전송하는 단계를 포함하는 통신 방법.
  6. 제3항에서,
    상기 초기 전송하는 단계는 상기 단말이 상기 입체 핸드오버 상태인 경우에, 상기 수신기로 직접 상기 패킷을 초기 전송하는 단계를 포함하는 통신 방법.
  7. 제1항에서,
    상기 단말은 상기 송신기인 경우에 상기 수신기는 기지국이고,
    상기 단말이 상기 수신기인 경우에 상기 송신기는 기지국인 통신 방법.
  8. 제1항에서,
    상기 재전송하는 단계는 상기 적어도 하나의 중계국으로 상기 패킷을 전송하는 단계를 포함하는 통신 방법.
  9. 통신 시스템에서 자원 최적화를 위한 중계국의 통신 방법으로서,
    단말이 상기 단말의 통신 가능 기지국 집합에 해당하는 액티브 셋 내에 기지국과 적어도 하나의 중계국을 포함하는 입체 핸드오버 상태인 경우에, 수신기로부터 재전송 요청을 수신하는 단계,
    상기 재전송 요청에 따라서 재전송을 준비하는 단계, 그리고
    송신기와 함께 협력하여 패킷을 재전송하는 단계
    를 포함하는 통신 방법.
  10. 제9항에서,
    상기 준비하는 단계는 상기 송신기로부터 초기 전송한 패킷을 수신하는 단계를 포함하는 통신 방법.
  11. 제9항에서,
    상기 준비하는 단계는 상기 수신기와 상기 재전송을 위한 물리채널을 할당하는 단계를 포함하는 통신 방법.
  12. 제9항에서,
    상기 준비하는 단계는 상기 단말의 평균 데이터율과 설정된 임계값 이상일 때 상기 재전송을 준비하는 단계를 포함하는 통신 방법.
  13. 제9항에서,
    상기 단말의 액티브 셋에서 상기 기지국이 제외된 경우에, 상기 송신기로부터 초기 전송할 패킷을 수신하여 상기 수신기로 수신한 패킷을 초기 전송하는 단계
    를 더 포함하는 통신 방법.
  14. 제13항에서,
    상기 초기 전송하는 단계는 압축 시간 분할 다중화(Compression-Time Division Multiplexing) 방식으로 상기 초기 전송할 패킷을 수신하고 상기 압축 시간 분할 다중화 방식으로 상기 패킷을 상기 수신기로 초기 전송하는 단계를 포함하는 통신 방법.
  15. 제13항에서,
    상기 초기 전송하는 단계는 다른 중계국으로 상기 송신기가 상기 패킷을 초기 전송하는 동안에 상기 송신기로부터 수신한 패킷을 상기 수신기로 초기 전송하는 단계를 포함하는 통신 방법.
  16. 상기 단말은 상기 송신기인 경우에 상기 수신기는 기지국이고,
    상기 단말이 상기 수신기인 경우에 상기 송신기는 기지국인 통신 방법.
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