KR20180082066A - 엑스홀 네트워크에서 저지연 서비스를 위한 통신 방법 - Google Patents

엑스홀 네트워크에서 저지연 서비스를 위한 통신 방법 Download PDF

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Abstract

엑스홀 네트워크에서 저지연 서비스를 위한 통신 방법이 개시된다. 중계 기지국의 동작 방법은 단말로부터 저지연 서비스를 요청하는 요청 메시지를 수신하는 단계, 상기 요청 메시지가 수신된 경우 중추 기지국과 상기 중계 기지국 간의 무선 링크에 대한 신호 품질 및 상기 중계 기지국과 상기 단말 간의 무선 링크에 대한 신호 품질을 측정하는 단계, 및 상기 신호 품질을 기반으로 상기 저지연 서비스의 지원 여부를 판단하는 단계를 포함한다. 따라서, 통신 네트워크의 성능이 향상될 수 있다.

Description

엑스홀 네트워크에서 저지연 서비스를 위한 통신 방법{COMMUNICATION METHOD FOR LOW LATENCY SERVICE IN XHAUL NETWORK}
본 발명은 저지연 서비스를 위한 통신 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 중추 기지국, 중계 기지국, 단말 등을 포함하는 엑스홀 네트워크에서 저지연 서비스를 위한 통신 기술에 관한 것이다.
통신 시스템은 코어(core) 네트워크(예를 들어, MME(mobility management entity), SGW(serving gateway), PGW(PDN(packet data network) gateway) 등), 기지국(예를 들어, 매크로(macro) 기지국, 소형(small) 기지국, 릴레이(relay) 등), 단말 등을 포함할 수 있다. 기지국과 단말 간의 통신은 다양한 RAT(radio access technology)(예를 들어, 4G 통신 기술, 5G 통신 기술, WiBro(wireless broadband) 기술, WLAN(wireless local area network) 기술, WPAN(wireless personal area network) 기술 등)에 기초하여 수행될 수 있다.
기지국은 유선 백홀(backhaul) 또는 무선 백홀을 통해 코어 네트워크와 연결될 수 있다. 예를 들어, 기지국은 단말로부터 수신된 데이터, 제어 정보 등을 유선 백홀 또는 무선 백홀을 통해 코어 네트워크에 전송할 수 있다. 또한, 기지국은 유선 백홀 또는 무선 백홀을 통해 코어 네트워크로부터 데이터, 제어 정보 등을 수신할 수 있다.
한편, 통신 시스템은 중추 기지국, 중추 기지국에 연결된 적어도 하나의 중계 기지국 등을 포함할 수 있다. 또는, 통신 시스템은 BBU(base band unit), BBU에 연결된 적어도 하나의 RRH(remote radio head) 등을 포함할 수 있다. 이 경우, 중추 기지국(또는, BBU)은 유선 링크(예를 들어, 유선 백홀) 또는 무선 링크(예를 들어, 무선 백홀)를 통해 코어 네트워크와 연결될 수 있고, 중계 기지국(또는, RRH)은 무선 링크(예를 들어, 무선 프론트홀(fronthaul))을 통해 중추 기지국(또는, BBU)과 연결될 수 있다. 여기서, "유무선 백홀 및 무선 프론트홀"은 "엑스홀(xhaul)"로 지칭될 수 있고, 엑스홀을 포함하는 통신 네트워크는 "엑스홀 네트워크"로 지칭될 수 있다.
엑스홀의 무선 경로는 mmWave 대역(예를 들어, 30GHz ~ 300GHz)을 지원할 수 있다. 이 경우, 엑스홀에 의해 지원되는 통신 방식(예를 들어, RAT, MCS(modulation and coding scheme) 등)은 중계 기지국(또는, RRH)과 단말 간의 무선 링크에 의해 지원되는 통신 방식과 다를 수 있다. 따라서, 중추 기지국(또는, BBU)과 단말 간의 통신을 지원하기 위해 중계 기지국(또는, RRH)은 추가 동작(예를 들어, 복조/복호화/스케쥴링/부호화/변조 동작)을 수행하여야 하며, 이에 따라 통신 지연이 발생될 수 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 엑스홀 네트워크에서 전송 지연을 방지하기 위한 통신 방법을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 네트워크에서 중계 기지국의 동작 방법은 단말로부터 저지연 서비스를 요청하는 요청 메시지를 수신하는 단계, 상기 요청 메시지가 수신된 경우 중추 기지국과 상기 중계 기지국 간의 무선 링크에 대한 신호 품질 및 상기 중계 기지국과 상기 단말 간의 무선 링크에 대한 신호 품질을 측정하는 단계, 상기 신호 품질을 기반으로 상기 저지연 서비스의 지원 여부를 판단하는 단계, 및 상기 저지연 서비스의 지원이 가능한 경우, 상기 중추 기지국으로부터 수신된 하향링크 데이터를 변복조 동작의 수행 없이 상기 단말에 전송하고, 또는 상기 단말로부터 수신된 상향링크 데이터를 변복조 동작의 수행 없이 상기 중추 기지국에 전송하는 단계를 포함한다.
여기서, 상기 저지연 서비스의 지원이 가능한 경우, 상기 중추 기지국과 상기 중계 기지국 간의 무선 링크에서 사용되는 통신 방식은 상기 중계 기지국과 상기 단말 간의 무선 링크에서 사용되는 통신 방식과 동일하게 설정될 수 있다.
여기서, 상기 저지연 서비스를 위해 사용되는 자원은 상기 저지연 서비스의 지원이 가능한 것으로 판단된 경우에 설정되거나, 미리 고정적으로 설정될 수 있다.
여기서, 상기 중계 기지국의 동작 방법은 상기 하향링크 데이터 또는 상기 상향링크 데이터에 대한 오류 검사를 수행하는 단계, 및 상기 하향링크 데이터 또는 상기 상향링크 데이터에 오류가 존재하는 경우, 오류가 존재하는 데이터에 대한 응답으로 NACK 메시지를 상기 중추 기지국과 상기 단말에 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 중계 기지국의 동작 방법은 상기 저지연 서비스의 지원이 가능한 경우, 상기 중추 기지국과 상기 중계 기지국 간의 무선 링크와 상기 중계 기지국과 상기 단말 간의 무선 링크에서 공통으로 사용되는 통신 방식을 포함하는 응답 프레임을 상기 중추 기지국 및 상기 단말에 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 중추 기지국과 상기 중계 기지국 간의 무선 링크는 mmWave 대역을 지원할 수 있고, 상기 중계 기지국과 상기 단말 간의 무선 링크는 mmWave 대역 이외의 주파수 대역을 지원할 수 있다.
여기서, 상기 중계 기지국의 동작 방법은 상기 저지연 서비스의 지원이 불가능한 경우, 상기 저지연 서비스의 지원이 불가능한 것을 지시하는 응답 프레임을 상기 중추 기지국 및 상기 단말에 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 중계 기지국의 동작 방법은 상기 저지연 서비스의 지원이 불가능한 경우, 변복조 동작의 수행 후에 상기 하향링크 데이터를 상기 단말에 전송하고, 또는 변복조 동작의 수행 후에 상기 상향링크 데이터를 상기 중추 기지국에 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 통신 네트워크에서 단말의 동작 방법은 저지연 서비스를 요청하는 요청 메시지를 중계 기지국에 전송하는 단계, 상기 저지연 서비스의 지원이 가능한 경우, 중추 기지국과 상기 중계 기지국 간의 무선 링크와 상기 중계 기지국과 상기 단말 간의 무선 링크에서 공통으로 사용되는 통신 방식을 포함하는 응답 메시지를 상기 중계 기지국으로부터 수신하는 단계, 및 상기 통신 방식에 기초하여 하향링크 데이터를 상기 중계 기지국으로부터 수신하고, 또는 상기 통신 방식에 기초하여 상향링크 데이터를 상기 중계 기지국에 전송하는 단계를 포함한다.
여기서, 상기 응답 메시지는 상기 중추 기지국과 상기 중계 기지국 간의 무선 링크에 대한 신호 품질과 상기 중계 기지국과 상기 단말 간의 무선 링크에 대한 신호 품질이 미리 설정된 임계값 이상인 경우에 상기 중계 기지국으로부터 수신될 수 있다.
여기서, 상기 저지연 서비스의 지원이 가능한 경우, 상기 중추 기지국과 상기 중계 기지국 간의 무선 링크에서 사용되는 통신 방식은 상기 중계 기지국과 상기 단말 간의 무선 링크에서 사용되는 통신 방식과 동일하게 설정될 수 있다.
여기서, 상기 중추 기지국과 상기 중계 기지국 간의 무선 링크는 mmWave 대역을 지원할 수 있고, 상기 중계 기지국과 상기 단말 간의 무선 링크는 mmWave 대역 이외의 주파수 대역을 지원할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 통신 네트워크에서 중계 기지국은 프로세서 및 상기 프로세서를 통해 실행되는 적어도 하나의 명령이 저장된 메모리를 포함하고, 상기 적어도 하나의 명령은 단말로부터 저지연 서비스를 요청하는 요청 메시지를 수신하고, 상기 요청 메시지가 수신된 경우, 중추 기지국과 상기 중계 기지국 간의 무선 링크에 대한 신호 품질 및 상기 중계 기지국과 상기 단말 간의 무선 링크에 대한 신호 품질을 측정하고, 상기 신호 품질을 기반으로 상기 저지연 서비스의 지원 여부를 판단하고, 그리고 상기 저지연 서비스의 지원이 가능한 경우, 상기 중추 기지국으로부터 수신된 하향링크 데이터를 변복조 동작의 수행 없이 상기 단말에 전송하고, 또는 상기 단말로부터 수신된 상향링크 데이터를 변복조 동작의 수행 없이 상기 중추 기지국에 전송하도록 실행된다.
여기서, 상기 저지연 서비스의 지원이 가능한 경우, 상기 중추 기지국과 상기 중계 기지국 간의 무선 링크에서 사용되는 통신 방식은 상기 중계 기지국과 상기 단말 간의 무선 링크에서 사용되는 통신 방식과 동일하게 설정될 수 있다.
여기서, 상기 저지연 서비스를 위해 사용되는 자원은 상기 저지연 서비스의 지원이 가능한 것으로 판단된 경우에 설정되거나, 미리 고정적으로 설정될 수 있다.
여기서, 상기 적어도 하나의 명령은 상기 하향링크 데이터 또는 상기 상향링크 데이터에 대한 오류 검사를 수행하고, 그리고 상기 하향링크 데이터 또는 상기 상향링크 데이터에 오류가 존재하는 경우, 오류가 존재하는 데이터에 대한 응답으로 NACK 메시지를 상기 중추 기지국과 상기 단말에 전송하도록 더 실행될 수 있다.
여기서, 상기 적어도 하나의 명령은 상기 저지연 서비스의 지원이 가능한 경우, 상기 중추 기지국과 상기 중계 기지국 간의 무선 링크와 상기 중계 기지국과 상기 단말 간의 무선 링크에서 공통으로 사용되는 통신 방식을 포함하는 응답 프레임을 상기 중추 기지국 및 상기 단말에 전송하도록 더 실행될 수 있다.
여기서, 상기 중추 기지국과 상기 중계 기지국 간의 무선 링크는 mmWave 대역을 지원할 수 있고, 상기 중계 기지국과 상기 단말 간의 무선 링크는 mmWave 대역 이외의 주파수 대역을 지원할 수 있다.
여기서, 상기 적어도 하나의 명령은 상기 저지연 서비스의 지원이 불가능한 경우, 상기 저지연 서비스의 지원이 불가능한 것을 지시하는 응답 프레임을 상기 중추 기지국 및 상기 단말에 전송하도록 더 실행될 수 있다.
여기서, 상기 적어도 하나의 명령은 상기 저지연 서비스의 지원이 불가능한 경우, 변복조 동작의 수행 후에 상기 하향링크 데이터를 상기 단말에 전송하고, 또는 변복조 동작의 수행 후에 상기 상향링크 데이터를 상기 중추 기지국에 전송하도록 더 실행될 수 있다.
본 발명에 의하면, 무선 링크(예를 들어, 무선 백홀, 무선 프론트홀, 중계 기지국(또는, RRH)과 단말 간의 무선 링크 등)에서 신호 품질이 미리 설정된 기준을 만족하는 경우에 저지연 서비스(즉, 저지연 통신)가 수행될 수 있다. 이 경우, 중계 기지국(또는, RRH)은 추가 동작(예를 들어, 복조/복호화/스케쥴링/부호화/변조 동작)의 수행 없이 중추 기지국(또는, BBU)으로부터 수신된 하향링크 데이터를 단말에 전송할 수 있다. 또한, 중계 기지국(또는, RRH)은 추가 동작(예를 들어, 복조/복호화/스케쥴링/부호화/변조 동작)의 수행 없이 단말로부터 수신된 상향링크 데이터를 중추 기지국(또는, BBU)에 전송할 수 있다. 따라서, 통신 네트워크의 성능이 향상될 수 있다.
도 1은 통신 시스템의 일 실시예를 도시한 개념도이다.
도 2는 통신 시스템에 포함된 통신 노드의 일 실시예를 도시한 블록도이다.
도 3은 통신 노드에서 수행되는 하향링크 데이터의 송수신 동작의 일 실시예를 도시한 개념도이다.
도 4는 통신 노드에서 수행되는 상향링크 데이터의 송수신 동작의 일 실시예를 도시한 개념도이다.
도 5는 통신 시스템에서 저지연 서비스를 위한 통신 방법의 일 실시예를 도시한 순서도이다.
도 6은 저지연 서비스를 위한 하향링크 데이터의 송수신 방법의 일 실시예를 도시한 순서도이다.
도 7은 통신 노드에서 수행되는 하향링크 데이터의 송수신 동작의 다른 실시예를 도시한 개념도이다.
도 8은 저지연 서비스를 위한 상향링크 데이터의 송수신 방법의 일 실시예를 도시한 순서도이다.
도 9는 통신 노드에서 수행되는 상향링크 데이터의 송수신 동작의 다른 실시예를 도시한 개념도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
도 1은 통신 시스템의 일 실시예를 도시한 개념도이다.
도 1을 참조하면, 통신 시스템은 코어(core) 네트워크(100), 중추 기지국들(111, 112), 중계 기지국들(121, 122, 123, 124, 125), 단말들(131, 132, 133, 134, 135, 136, 137, 138, 139) 등을 포함할 수 있다. 통신 시스템(예를 들어, 통신 시스템에 포함된 통신 노드)은 다양한 RAT(radio access technology)(예를 들어, 4G 통신 기술, 5G 통신(예를 들어, LTE(long term evolution), LTE-A(advanced)) 기술, WiBro(wireless broadband) 기술, WLAN(wireless local area network) 기술, WPAN(wireless personal area network) 기술 등)를 지원할 수 있다.
또한, 통신 시스템(예를 들어, 통신 시스템에 포함된 통신 노드)은 빔형성(beamforming) 기술, 매시브(massive) MIMO(multiple input multiple output) 기술, FD(full demension)-MIMO 기술, D2D(device to device) 기술, 캐리어 어그리게이션(carrier aggregation) 기술, CoMP(coordinated multipoint) 기술, 간섭 관리/정렬/제거 기술, ACM(advanced coding modulation), FQAM(frequency quadrature amplitude modulation), SWSC(sliding window superposition coding), FBMC(filter bank multi carrier), NOMA(non orthogonal multiple access), SCMA(sparse code multiple access), 무선 링크(예를 들어, 무선 백홀(backhaul), 무선 프론트홀(fronthaul), 무선 엑스홀(xhaul)) 관련 기술 등을 지원할 수 있다. 여기서, 무선 링크는 mmWave 대역(예를 들어, 30GHz ~ 300GHz)을 지원할 수 있다.
코어 네트워크(100)는 MME(mobility management entity), SGW(serving gateway), PGW(PDN(packet data network) gateway) 등을 포함할 수 있다. 중추 기지국들(111, 112) 각각은 BBU(base band unit)일 수 있고, 이 경우에 중계 기지국들(121, 122, 123, 124, 125) 각각은 RRH(remote radio head)일 수 있다. 중추 기지국들(111, 112) 각각은 유선 백홀 또는 무선 백홀(예를 들어, mmWave 기반의 무선 백홀)을 통해 코어 네트워크에 연결될 수 있다. 제1 중추 기지국(111)은 유선 인터페이스(예를 들어, X2 인터페이스)를 통해 제2 중추 기지국(112)과 연결될 수 있다.
제1 중추 기지국(111)은 무선 프론트홀을 통해 중계 기지국들(121, 123)과 연결될 수 있다. 제1 중계 기지국(121)은 무선 프론트홀을 통해 제2 중계 기지국(122)과 연결될 수 있고, 제2 단말(132)과 통신을 수행할 수 있다. 제2 중계 기지국(122)은 제1 단말(131)과 통신을 수행할 수 있다. 여기서, 기지국들(111, 121, 122)은 멀티홉(multi hop) 방식으로 연결될 수 있다. 제3 중계 기지국(123)은 단말들(132, 133, 135)과 통신을 수행할 수 있다. 제2 단말(132)은 CoMP 기술에 기초하여 제1 중계 기지국(121) 및 제3 중계 기지국(123)과 통신을 수행할 수 있고, 제5 단말(135)은 CoMP 기술에 기초하여 제3 중계 기지국(123) 및 제4 중계 기지국(124)과 통신을 수행할 수 있다. 또한, 제3 단말(133)은 D2D 기술에 기초하여 제4 단말(134)과 통신을 수행할 수 있다. 제3 단말(133)과 제4 단말(134) 간의 D2D 통신은 제3 중계 기지국(123)에 의해 제어될 수 있다.
제2 중추 기지국(112)은 무선 프론트홀을 통해 중계 기지국들(124, 125)과 연결될 수 있고, 제7 단말(137)과 통신을 수행할 수 있다. 제4 중계 기지국(124)은 제5 단말(135)과 통신을 수행할 수 있고, 제5 중계 기지국(125)은 제6 단말(136)과 통신을 수행할 수 있다. 한편, 제8 단말(138)은 D2D 기술에 기초하여 제9 단말(139)과 통신을 수행할 수 있다. 제8 단말(138)과 제9 단말(139) 간의 D2D 통신은 기지국들(111, 112, 121, 122, 123, 124, 125)에 의해 제어되지 않을 수 있다.
도 2는 통신 시스템에 포함된 통신 노드의 일 실시예를 도시한 블록도이다.
도 2를 참조하면, 통신 노드(200)는 도 1에 도시된 중추 기지국들(111, 112), 중계 기지국들(121, 122, 123, 124, 125), 단말들(131, 132, 133, 134, 135, 136, 137, 138, 139) 등일 수 있다. 통신 노드(200)는 적어도 하나의 프로세서(210), 메모리(220) 및 통신 네트워크와 연결되어 통신을 수행하는 송수신 장치(230)를 포함할 수 있다. 또한, 통신 노드(200)는 입력 인터페이스 장치(240), 출력 인터페이스 장치(250), 저장 장치(260) 등을 더 포함할 수 있다. 통신 노드(200)에 포함된 각각의 구성 요소들은 버스(bus)(270)에 의해 연결되어 서로 통신을 수행할 수 있다.
프로세서(210)는 메모리(220) 및/또는 저장 장치(260)에 저장된 프로그램 명령(program command)을 실행할 수 있다. 프로세서(210)는 중앙 처리 장치(central processing unit; CPU), 그래픽 처리 장치(graphics processing unit; GPU) 또는 본 발명에 따른 방법들이 수행되는 전용의 프로세서를 의미할 수 있다. 메모리(220)와 저장 장치(260)는 휘발성 저장 매체 및/또는 비휘발성 저장 매체로 구성될 수 있다. 예를 들어, 메모리(220)는 읽기 전용 메모리(read only memory; ROM) 및/또는 랜덤 액세스 메모리(random access memory; RAM)로 구성될 수 있다.
다음으로, 기지국과 단말 간의 접속 방법들이 설명될 것이다. 통신 노드 중에서 제1 통신 노드에서 수행되는 방법(예를 들어, 메시지의 전송 또는 수신)이 설명되는 경우에도 이에 대응하는 제2 통신 노드는 제1 통신 노드에서 수행되는 방법과 상응하는 방법(예를 들어, 메시지의 수신 또는 전송)을 수행할 수 있다. 즉, 단말의 동작이 설명된 경우에 이에 대응하는 기지국은 단말의 동작과 상응하는 동작을 수행할 수 있다. 반대로, 기지국의 동작이 설명된 경우에 이에 대응하는 단말은 기지국의 동작과 상응하는 동작을 수행할 수 있다.
도 3은 통신 노드에서 수행되는 하향링크 데이터의 송수신 동작의 일 실시예를 도시한 개념도이다.
도 3을 참조하면, 통신 시스템은 도 1에 도시된 통신 시스템과 동일 또는 유사할 수 있다. 예를 들어, 중추 기지국(300)은 도 1에 도시된 중추 기지국(111, 112)과 동일 또는 유사할 수 있고, 중계 기지국(310)은 도 1에 도시된 중계 기지국(121, 122, 123, 124, 125)과 동일 또는 유사할 수 있고, 단말(320)은 도 1에 도시된 단말(131, 132, 133, 134, 135, 136, 137, 138, 139)과 동일 또는 유사할 수 있다. 중추 기지국(300)과 중계 기지국(310) 간의 통신은 무선 프론트홀을 통해 수행될 수 있다. 무선 프론트홀은 mmWave 대역을 지원할 수 있다. 중계 기지국(310)과 단말(320) 간의 통신은 mmWave 대역 이외의 주파수 대역에서 수행될 수 있다.
중추 기지국(300)과 중계 기지국(310) 간의 통신이 mmWave 대역에 수행되는 경우, 중추 기지국(300)과 중계 기지국(310) 간의 무선 링크(이하, "무선 링크 A"라 함)는 중계 기지국(310)과 단말(320) 간의 무선 링크(이하, "무선 링크 B"라 함)보다 향상된 신호 품질(또는, 전송 용량, 신뢰성, QoS(quality of service))을 제공할 수 있다. 따라서, 무선 링크 A에서 사용되는 통신 방식(예를 들어, RAT, MCS(modulation and coding scheme) 레벨 등)은 무선 링크 B에서 사용되는 통신 방식(예를 들어, RAT, MCS 등)과 다를 수 있다. 즉, 무선 링크 A에서 사용되는 통신 방식은 무선 링크 B에서 사용되는 통신 방식보다 향상된 신호 품질(또는, 전송 용량, 신뢰성, QoS)을 제공할 수 있다. 예를 들어, 무선 링크 A에서 LTE-A 기술이 사용될 수 있고, 무선 링크 B에서 WiBro 기술이 사용될 수 있다.
한편, 무선 링크 A에서 "MCS 레벨 A"가 사용되고, 무선 링크 B에서 "MCS 레벨 B"가 사용되는 경우, 하향링크 데이터의 송수신 방법은 다음과 같다.
중추 기지국(300)은 하향링크 전송을 위해 계층(layer) 2/3 기능들을 수행할 수 있다. 예를 들어, 중추 기지국(300)은 무선 링크 A에서 사용되는 RAT에 기초하여 하향링크 전송을 스케쥴링(scheduling)할 수 있다. 하향링크 전송의 스케쥴링이 완료된 후, 중추 기지국(300)은 MCS 레벨 A에 기초하여 하향링크 데이터에 대한 부호화/변조 동작을 수행할 수 있다. 중추 기지국(300)은 스케쥴링된 하향링크 자원을 통해 하향링크 데이터를 중계 기지국(310)에 전송할 수 있다. 하향링크 데이터는 무선 프론트홀을 통해 중추 기지국(300)으로부터 중계 기지국(310)으로 전송될 수 있다.
중계 기지국(310)은 중추 기지국(300)으로부터 하향링크 데이터를 수신할 수 있고, MCS 레벨 A에 기초하여 하향링크 데이터에 대한 복조/복호화 동작을 수행할 수 있다. 또한, 중계 기지국(310)은 무선 링크 A 및 무선 링크 B에서 사용되는 RAT에 기초하여 하향링크 데이터에 대한 계층 2/3 기능들을 수행할 수 있다. 예를 들어, 중계 기지국(310)은 무선 링크 B에서 사용되는 RAT에 기초하여 하향링크 전송을 스케쥴링할 수 있다. 하향링크 전송의 스케쥴링이 완료된 후, 중계 기지국(310)은 MCS 레벨 B에 기초하여 하향링크 데이터에 대한 부호화/변조 동작을 수행할 수 있다. 중계 기지국(310)은 스케쥴링된 하향링크 자원을 통해 하향링크 데이터를 단말(320)에 전송할 수 있다.
단말(320)은 중계 기지국(310)으로부터 하향링크 데이터를 수신할 수 있고, MCS 레벨 B에 기초하여 하향링크 데이터에 대한 복조/복호화 동작을 수행할 수 있다. 또한, 단말(320)은 무선 링크 B에서 사용되는 RAT에 기초하여 하향링크 데이터에 대한 계층 2/3 기능들을 수행할 수 있다.
이와 같이, 하향링크 전송을 위해 중계 기지국(310)은 추가 동작(예를 들어, 복조/복호화/계층 2/3 기능/부호화/변조 동작)을 수행하여야 하며, 이에 따라 하향링크 데이터의 전송 지연이 발생될 수 있다.
도 4는 통신 노드에서 수행되는 상향링크 데이터의 송수신 동작의 일 실시예를 도시한 개념도이다.
도 4를 참조하면, 통신 시스템은 도 1에 도시된 통신 시스템과 동일 또는 유사할 수 있다. 예를 들어, 중추 기지국(300)은 도 1에 도시된 중추 기지국(111, 112)과 동일 또는 유사할 수 있고, 중계 기지국(310)은 도 1에 도시된 중계 기지국(121, 122, 123, 124, 125)과 동일 또는 유사할 수 있고, 단말(320)은 도 1에 도시된 단말(131, 132, 133, 134, 135, 136, 137, 138, 139)과 동일 또는 유사할 수 있다. 중추 기지국(300)과 중계 기지국(310) 간의 통신은 무선 프론트홀을 통해 수행될 수 있다. 무선 프론트홀은 mmWave 대역을 지원할 수 있다. 중계 기지국(310)과 단말(320) 간의 통신은 mmWave 대역 이외의 주파수 대역에서 수행될 수 있다.
중추 기지국(300)과 중계 기지국(310) 간의 통신을 위해 "MCS 레벨 A"가 사용되고, 중계 기지국(310)과 단말(320) 간의 통신을 위해 "MCS 레벨 B"가 사용되는 경우, 상향링크 데이터의 송수신 방법은 다음과 같다.
단말(320)은 상향링크 전송을 위해 계층 2/3 기능들(예를 들어, 상향링크 자원의 할당 요청)을 수행할 수 있다. 상향링크 자원의 할당이 완료된 경우, 단말(320)은 MCS 레벨 B에 기초하여 상향링크 데이터에 대한 부호화/변조 동작을 수행할 수 있다. 단말(320)은 할당된 상향링크 자원을 통해 상향링크 데이터를 중계 기지국(310)에 전송할 수 있다.
중계 기지국(310)은 단말(320)로부터 상향링크 데이터를 수신할 수 있고, MCS 레벨 B에 기초하여 상향링크 데이터에 대한 복조/복호화 동작들을 수행할 수 있다. 또한, 중계 기지국(310)은 무선 링크 A 및 무선 링크 B에서 사용되는 RAT에 기초하여 상향링크 데이터에 대한 계층 2/3 기능들(예를 들어, 상향링크 자원의 할당 요청)을 수행할 수 있다. 상향링크 자원의 할당이 완료된 후, 중계 기지국(310)은 MCS 레벨 A에 기초하여 상향링크 데이터에 대한 부호화/변조 동작들을 수행할 수 있다. 중계 기지국(310)은 할당된 상향링크 자원을 통해 상향링크 데이터를 중추 기지국(300)에 전송할 수 있다.
중추 기지국(300)은 중계 기지국(310)으로부터 상향링크 데이터를 수신할 수 있고, MCS 레벨 A에 기초하여 하향링크 데이터에 대한 복조/복호화 동작들을 수행할 수 있다. 또한, 중추 기지국(300)은 무선 링크 A에서 사용되는 RAT에 기초하여 상향링크 데이터에 대한 계층 2/3 기능들을 수행할 수 있다.
이와 같이, 상향링크 전송을 위해 중계 기지국(310)은 추가 동작(예를 들어, 복조/복호화/계층 2/3 기능/부호화/변조 동작)을 수행하여야 하며, 이에 따라 상향링크 데이터의 전송 지연이 발생될 수 있다.
도 5는 통신 시스템에서 저지연 서비스를 위한 통신 방법의 일 실시예를 도시한 순서도이다.
도 5를 참조하면, 통신 시스템은 도 1에 도시된 통신 시스템과 동일 또는 유사할 수 있다. 예를 들어, 중추 기지국(300)은 도 1에 도시된 중추 기지국(111, 112)과 동일 또는 유사할 수 있고, 중계 기지국(310)은 도 1에 도시된 중계 기지국(121, 122, 123, 124, 125)과 동일 또는 유사할 수 있고, 단말(320)은 도 1에 도시된 단말(131, 132, 133, 134, 135, 136, 137, 138, 139)과 동일 또는 유사할 수 있다. 중추 기지국(300)과 중계 기지국(310) 간의 통신은 무선 프론트홀을 통해 수행될 수 있다. 무선 프론트홀은 mmWave 대역을 지원할 수 있다. 중계 기지국(310)과 단말(320) 간의 통신은 mmWave 대역 이외의 주파수 대역에서 수행될 수 있다. 기본적으로 중추 기지국(300)과 중계 기지국(310) 간의 무선 링크 A에서 사용되는 통신 방식은 중계 기지국(310)과 단말(320) 간의 무선 링크 B에서 사용되는 통신 방식과 다를 수 있다.
저지연 서비스가 필요한 경우, 단말(320)은 저지연 서비스를 요청하는 요청 메시지를 중계 기지국(310)에 전송할 수 있다(S500). 요청 메시지는 저지연 서비스의 종류를 지시하는 지시자를 포함할 수 있다. 예를 들어, 저지연 서비스는 VoIP(voice of internet protocol) 서비스, 비디오 스트리밍(streaming) 서비스 등을 포함할 수 있다. 또한, 요청 메시지는 상향링크 전송을 요청하는 지시자를 더 포함할 수 있다.
중계 기지국(310)은 단말(320)로부터 요청 메시지를 수신할 수 있고, 수신된 요청 메시지에 기초하여 저지연 서비스가 요청되는 것을 확인할 수 있다. 또한, 중계 기지국(310)은 저지연 서비스를 요청하는 요청 메시지를 중추 기지국(300)에 전송할 수 있다(S501). 요청 메시지는 mmWave 대역을 통해 중계 기지국(310)으로부터 중추 기지국(300)으로 전송될 수 있다. 또한, 중계 기지국(310)에 의해 전송되는 요청 메시지는 단말(300)에 의해 전송되는 요청 메시지와 동일 또는 유사할 수 있다. 중추 기지국(300)은 중계 기지국(310)으로부터 요청 메시지를 수신할 수 있고, 수신된 요청 메시지에 기초하여 저지연 서비스가 요청되는 것을 확인할 수 있다.
저지연 서비스가 요청되는 경우, 무선 링크 A에 대한 신호 품질 측정 절차가 수행될 수 있고(S502), 무선 링크 B에 대한 신호 품질 측정 절차가 수행될 수 있다(S503). 단계 S502에서, 중추 기지국(300)은 중계 기지국(310)으로부터 수신된 신호에 기초하여 SNR(signal to noise ratio), SINR(signal to interference plus noise ratio), RSSI(received signal strength indication), RSRQ(reference signal received quality), XPI(cross polarization isolation) 등을 측정할 수 있고, 신호 품질 측정 결과(예를 들어, SNR, SINR, RSSI, RSRQ, XPI 등)를 중계 기지국(310)에 전송할 수 있다. 중계 기지국(310)은 중추 기지국(300)으로부터 신호 품질 측정 결과를 획득할 수 있다. 또는, 중계 기지국(310)은 중추 기지국(300)으로부터 수신된 신호에 기초하여 신호 품질(예를 들어, SNR, SINR, RSSI, RSRQ, XPI 등)을 측정할 수 있다.
단계 S503에서, 단말(320)은 중계 기지국(310)으로부터 수신된 신호에 기초하여 SNR, SINR, RSSI, RSRQ, XPI 등을 측정할 수 있고, 신호 품질 측정 결과(예를 들어, SNR, SINR, RSSI, RSRQ, XPI 등)를 중계 기지국(310)에 전송할 수 있다. 중계 기지국(310)은 단말(320)로부터 신호 품질 측정 결과를 획득할 수 있다. 또는, 중계 기지국(310)은 단말(320)로부터 수신된 신호에 기초하여 신호 품질(예를 들어, SNR, SINR, RSSI, RSRQ, XPI 등)을 측정할 수 있다.
중계 기지국(310)은 무선 링크 A의 신호 품질 측정 결과와 무선 링크 B의 신호 품질 측정 결과에 기초하여 저지연 서비스의 지원 여부를 판단할 수 있다(S504). 예를 들어, 무선 링크 A의 신호 품질 측정 결과와 무선 링크 B의 신호 품질 측정 결과 모두가 미리 설정된 임계값 이상인 경우, 중계 기지국(310)은 저지연 서비스의 지원이 가능한 것으로 판단할 수 있다. 즉, 무선 링크 A 및 무선 링크 B에서 신호 품질이 미리 설정된 임계값 이상인 경우, 중계 기지국(310)의 추가 동작(예를 들어, 복조/복호화/계층 2/3 기능/부호화/변조 동작) 없이(즉, 데이터의 단순한 중계를 통해) 중추 기지국(300)과 단말(320) 간의 통신이 가능한 것으로 판단될 수 있다. 이 경우, 중계 기지국(310)은 저지연 서비스가 가능한 것으로 판단할 수 있다.
반면, 무선 링크 A의 신호 품질 측정 결과 및 무선 링크 B의 신호 품질 측정 결과 중에서 적어도 하나가 미리 설정된 임계값 미만인 경우, 중계 기지국(310)은 저지연 서비스의 지원이 불가능한 것으로 판단할 수 있다. 즉, 중계 기지국(310)의 추가 동작(예를 들어, 복조/복호화/계층 2/3 기능/부호화/변조 동작) 없이(즉, 데이터의 단순한 중계를 통해) 중추 기지국(300)과 단말(320) 간의 통신이 불가능한 것으로 판단될 수 있다. 이 경우, 중계 기지국(310)은 저지연 서비스의 지원이 불가능한 것으로 판단할 수 있다. 저지연 서비스의 지원이 불가능한 경우, 중계 기지국(310)은 저지연 서비스의 지원이 불가능한 것을 지시하는 응답 메시지를 중추 기지국(300) 및 단말(320)에 전송할 수 있다. 중추 기지국(300) 및 단말(320) 각각은 응답 메시지를 확인함으로써 저지연 서비스의 지원이 불가능한 것으로 판단할 수 있다. 저지연 서비스의 지원이 불가능한 경우, 중추 기지국(300)과 단말(320)의 통신은 도 3 및 도 4에 도시된 방법을 기초로 수행될 수 있다.
즉, 무선 링크 A는 향상된 신호 품질(또는, 전송 용량, 신뢰성, QoS)을 제공하기 위해 기본적으로 고차원 MCS 레벨에 기초하여 운용될 수 있다. 저지연 서비스의 지원이 요청되는 경우, 무선 링크 A는 신호 품질(또는, 전송 용량, 신뢰성, QoS)의 허용 범위 내에서 최소 전송 지연을 보장하도록 운용될 수 있다.
저지연 서비스의 지원 여부를 판단하기 위해 사용되는 미리 설정된 임계값은 다양하게 설정될 수 있다. 예를 들어, 미리 설정된 임계값은 15dB일 수 있다. 신호 품질 측정 결과(예를 들어, SNR)가 15dB 이상인 경우, 해당 무선 링크(예를 들어, 1GHz 대역폭을 가지는 무선 링크)에서 전송률은 150Mbps 이상일 수 있다. 또는, 미리 설정된 임계값은 23dB일 수 있다. 신호 품질 측정 결과(예를 들어, SNR)가 23dB 이상인 경우, 해당 무선 링크(예를 들어, 1GHz 대역폭을 가지는 무선 링크)에서 전송률은 300Mbps 이상일 수 있다.
한편, 저지연 서비스의 종류에 따라 다른 미리 설정된 임계값이 사용될 수 있다. 예를 들어, VoIP 서비스의 지원 여부를 판단하기 위해 사용되는 미리 설정된 임계(예를 들어, 23dB)값은 비디오 스트리밍 서비스의 지원 여부를 판단하기 위해 사용되는 미리 설정된 임계값(예를 들어, 15dB)보다 클 수 있다. 중계 기지국(310)은 저지연 서비스의 종류에 따라 저지연 서비스의 지원 여부를 판단할 수 있다.
앞서 설명된 신호 품질 측정 절차(예를 들어, 단계 S502 내지 단계 S504)는 주기적으로 수행될 수 있다. 주기적인 신호 품질 측정 절차에 의해 저지연 서비스의 지원이 가능한 것으로 판단된 경우, 저지연 서비스는 계속하여 수행될 수 있다. 반면, 주기적인 신호 품질 측정 절차에 의해 저지연 서비스의 지원이 불가능한 것으로 판단된 경우, 저지연 서비스의 지원이 불가능한 것을 지시하는 응답 메시지가 전송될 수 있다.
추가로, 중계 기지국(310)은 신호 품질 측정 절차(예를 들어, 단계 S502 내지 단계 S504)를 수행한 후에 저지연 서비스를 위한 자원(예를 들어, 시간 자원, 주파수 자원) 할당 여부를 판단할 수 있다. 저지연 서비스의 특성에 의하면 많은 데이터가 전송되므로, 중계 기지국(310)은 해당 데이터의 전송을 위해 사용될 자원의 존재 여부를 판단할 수 있다. 해당 데이터의 전송을 위해 사용될 자원이 존재하는 경우, 해당 자원을 사용하여 저지연 서비스가 수행될 수 있다. 반면, 해당 데이터의 전송을 위해 사용될 자원이 존재하지 않는 경우, 저지연 서비스가 불가능한 것으로 판단될 수 있다.
저지연 서비스가 가능한 것으로 판단된 경우, 중계 기지국(310)은 무선 링크 A와 무선 링크 B에서 공통으로 사용되는 통신 방식(예를 들어, RAT, MCS 레벨 등)을 결정할 수 있다. 무선 링크 A와 무선 링크 B에서 공통으로 사용되는 통신 방식은 "공통 통신 방식"으로 지칭될 수 있다. 예를 들어, 중계 기지국(310)은 "MCS 레벨 B"를 공통 통신 방식으로 결정할 수 있다. 중계 기지국(310)은 공통 통신 방식, 저지연 서비스의 지원이 가능한 것을 지시하는 지시자 및 지원 가능한 저지연 서비스의 종류 중에서 적어도 하나를 포함하는 응답 메시지를 생성할 수 있고, 생성된 응답 메시지를 중추 기지국(300) 및 단말(320)에 전송할 수 있다(S505).
중추 기지국(300) 및 단말(320) 각각은 중계 기지국(310)으로부터 응답 메시지를 수신할 수 있고, 응답 프레임에 포함된 정보를 확인할 수 있다. 예를 들어, 중추 기지국(300) 및 단말(320) 각각은 저지연 서비스의 지원이 가능한 것을 확인할 수 있고, 공통 통신 방식을 확인할 수 있다. 또한, 중추 기지국(300) 및 단말(320) 각각은 지원 가능한 저지연 서비스의 종류를 확인할 수 있다.
중추 기지국(300)은 호 설정 동작 및 자원 설정 동작을 수행할 수 있다(S506). 예를 들어, 중추 기지국(300)은 무선 링크 A 및 무선 링크 B에서 하향링크 자원을 설정할 수 있다. 상향링크 전송이 요청되는 경우, 중추 기지국(300)은 무선 링크 A 및 무선 링크 B에서 상향링크 자원을 설정할 수 있다. 중추 기지국(300)은 단계 S506에서 설정된 정보를 중계 기지국(310) 및 단말(320)에 전송할 수 있다(S507). 중계 기지국(310)은 저지연 서비스를 사용하는 단말들을 지원할 수 있다. 중계 기지국(310)으로부터 서비스를 받는 단말들 중에서 저지연 서비스를 사용하지 않을 단말은 다른 중계 기지국으로 절체될 수 있다.
한편, 저지연 서비스를 위해 사용되는 자원은 미리 설정될 수 있다. 예를 들어, 저지연 서비스를 위해 사용되는 서브프레임(또는, 슬롯, 시간 자원, 주파수 자원 등)은 중추 기지국(300), 중계 기지국(310) 및 단말(320)에서 미리 설정될 수 있고, 저지연 서비스의 지원이 가능한 것으로 판단된 경우에 별도의 자원 설정 동작(예를 들어, 단계 S506 및 단계 S507) 없이 미리 설정된 자원을 사용하여 저지연 서비스가 수행될 수 있다. 저지연 서비스가 수행되는 경우, 미리 설정된 자원은 계속하여 유지될 수 있다. 예를 들어, 전송될 하향링크 데이터(또는, 상향링크 데이터)가 존재하지 않는 경우에도 미리 설정된 자원은 저지연 서비스를 위해 유지될 수 있다.
위와 같이 저지연 서비스의 설정이 완료된 경우, 하향링크 데이터의 송수신 방법은 다음과 같다.
도 6은 저지연 서비스를 위한 하향링크 데이터의 송수신 방법의 일 실시예를 도시한 순서도이고, 도 7은 통신 노드에서 수행되는 하향링크 데이터의 송수신 동작의 다른 실시예를 도시한 개념도이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 중추 기지국(300)은 공통 통신 방식(예를 들어, MCS 레벨 B)을 사용하여 저지연 서비스 데이터에 대한 부호화/변조 동작을 수행할 수 있다(S600). 또한, 일반 데이터(즉, 비-저지연 서비스 데이터)가 존재하는 경우, 중추 기지국(300)은 MCS 레벨 A를 사용하여 일반 데이터에 대한 부호화/변조 동작을 수행할 수 있다. 부호화/변조된 저지연 서비스 데이터는 중추 기지국(300)의 인터그레이터(integrator)에서 부호화/변조된 일반 데이터와 병합될 수 있다. 중추 기지국(300)은 하향링크 데이터(예를 들어, 저지연 서비스 데이터, 일반 데이터)를 중계 기지국(310)에 전송할 수 있다(S601). 하향링크 데이터는 mmWave 대역을 통해 중추 기지국(300)에서 중계 기지국(310)으로 전송될 수 있다.
중계 기지국(310)은 중추 기지국(310)으로부터 하향링크 데이터를 수신할 수 있다. 중계 기지국(310)은 일반 데이터가 전송되는 하향링크 자원을 알고 있으므로, 해당 하향링크 자원으로부터 일반 데이터를 획득할 수 있다. 중계 기지국(310)는 일반 데이터에 대한 추가 동작(예를 들어, 복조/복호화/계층 2/3 기능/부호화/변조 동작)을 수행할 수 있고, 그 후에 일반 데이터를 단말(320)에 전송할 수 있다. 예를 들어, 중계 기지국(310)은 도 3에 도시된 중계 기지국(310)과 동일 또는 유사하게 동작할 수 있다.
또한, 중계 기지국(310)은 저지연 서비스 데이터가 전송되는 하향링크 자원을 알고 있으므로, 해당 하향링크 자원으로부터 저지연 서비스 데이터를 획득할 수 있다. 예를 들어, 중계 기지국(310)은 필터링을 통해 저지연 서비스 데이터를 획득할 수 있다. 저지연 서비스가 지원되므로, 중계 기지국(310)은 저지연 서비스 데이터에 대한 추가 동작(예를 들어, 복조/복호화/계층 2/3 기능/부호화/변조 동작)의 수행 없이 저지연 서비스 데이터를 단말(320)에 전송할 수 있다(S602). 여기서, 중계 기지국(310)은 저지연 서비스 데이터에 대한 FFT(fast fourier transform) 동작 및 디스크램블링(descrambling) 동작을 수행하고, 해당 저지연 서비스 데이터를 IFFT(inverse FFT)를 통해 단말(320)에 전송할 수 있다. 또한, 중추 기지국(300)의 매개 변수가 단말(320)의 매개 변수와 동일한 경우, 저지연 서비스 데이터는 시간 영역에서 복사되어 전송될 수 있다.
또한, 중계 기지국(310)은 저지연 서비스 데이터와 함께 제어 신호 및 참조 신호(예를 들어, 파일럿(pilot) 신호)를 전송할 수 있다. 이 경우, 하향링크 자원 내의 제어 신호 및 참조 신호의 위치에 따라 저지연 서비스 데이터는 분할될 수 있고, 분할된 저지연 서비스 데이터가 단말(320)에 전송될 수 있다.
중계 기지국(310)은 저지연 서비스 데이터의 전송과 별개로 저지연 서비스 데이터의 오류 검사를 수행할 수 있다(S603). 예를 들어, 중계 기지국(310)은 공통 통신 방식(예를 들어, MCS 레벨 B)을 사용하여 저지연 서비스 데이터에 대한 복조/복호화 동작을 수행할 수 있다. 복조/복호화 동작에 의해 복구가 불가능한 오류가 존재하는 것으로 판단된 경우, 중계 기지국(310)은 NACK(negative acknowledgement) 메시지를 중추 기지국(300) 및 단말(320)에 전송할 수 있다. 중추 기지국(300)은 중계 기지국(310)으로부터 NACK 메시지를 수신한 경우에 해당 저지연 서비스 데이터의 재전송 동작을 수행할 수 있다. 단말(320)은 중계 기지국(310)으로부터 NACK 메시지를 수신한 경우에 해당 저지연 서비스 데이터를 폐기할 수 있다. 복조/복호화 동작에 의해 복구가 불가능한 오류가 존재하지 않는 것으로 판단된 경우, 중계 기지국(310)은 ACK 메시지의 전송을 생략할 수 있다. 앞서 설명된 오류 검사 절차에 의해 저지연 서비스 데이터의 재전송 동작이 신속하게 수행될 수 있다.
한편, 단말(320)은 중계 기지국(310)으로부터 저지연 서비스 데이터를 수신할 수 있고, 공통 통신 방식(예를 들어, MCS 레벨 B)을 사용하여 저지연 서비스 데이터에 대한 복조/복호화 동작을 수행할 수 있다(S604). 또한, 수신된 저지연 서비스 데이터가 분할된 경우, 단말(320)은 분할된 저지연 서비스 데이터들을 병합함으로써 원시(original) 저지연 서비스 데이터를 생성할 수 있다. 여기서, 단계 S604는 단계 S603 이후에 수행되는 것으로 설명되었으나, 단계 S604의 수행 순서는 이에 한정되지 않을 수 있다. 예를 들어, 단계 S604는 단계 S603과 동시에 수행될 수 있고, 또는 단계 S603보다 먼저 수행될 수 있다.
저지연 서비스 데이터가 성공적으로 복호화된 경우, 단말(320)은 저지연 서비스 데이터에 대한 ACK 메시지를 중계 기지국(310)으로 전송할 수 있다. 단말(320)로부터 ACK 메시지가 수신된 경우, 중계 기지국(310)은 저지연 서비스 데이터가 단말(320)에서 성공적으로 수신된 것으로 판단할 수 있고, 저지연 서비스 데이터에 대한 ACK 메시지를 중추 기지국(300)에 전송할 수 있다. 중계 기지국(310)으로부터 ACK 메시지가 수신된 경우, 중추 기지국(300)은 저지연 서비스 데이터가 단말(320)에서 성공적으로 수신된 것으로 판단할 수 있다.
저지연 서비스 데이터의 복호화가 불가능 경우, 단말(320)은 저지연 서비스 데이터에 대한 NACK 메시지를 중계 기지국(310)으로 전송할 수 있다. 단말(320)로부터 NACK 메시지가 수신된 경우, 중계 기지국(310)은 저지연 서비스 데이터가 단말(320)에서 성공적으로 수신되지 못한 것으로 판단할 수 있고, 저지연 서비스 데이터에 대한 NACK 메시지를 중추 기지국(300)에 전송할 수 있다. 중계 기지국(310)으로부터 NACK 메시지가 수신된 경우, 중추 기지국(300)은 저지연 서비스 데이터가 단말(320)에서 성공적으로 수신되지 못한 것으로 판단할 수 있고, 저지연 서비스 데이터에 대한 재전송 동작을 수행할 수 있다.
한편, 위와 같이 저지연 서비스의 설정이 완료된 경우, 상향링크 데이터의 송수신 방법은 다음과 같다.
도 8은 저지연 서비스를 위한 상향링크 데이터의 송수신 방법의 일 실시예를 도시한 순서도이고, 도 9는 통신 노드에서 수행되는 상향링크 데이터의 송수신 동작의 다른 실시예를 도시한 개념도이다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 단말(320)은 공통 통신 방식(예를 들어, MCS 레벨 B)을 사용하여 저지연 서비스 데이터에 대한 부호화/변조 동작을 수행할 수 있다(S800). 단말(320)은 할당된 상향링크 자원을 통해 상향링크 데이터(예를 들어, 저지연 서비스 데이터)를 중계 기지국(310)에 전송할 수 있다(S801).
중계 기지국(310)은 단말(320)로부터 상향링크 데이터를 수신할 수 있다. 중계 기지국(310)은 저지연 서비스 데이터가 전송되는 상향링크 자원을 알고 있으므로, 해당 상향링크 자원으로부터 저지연 서비스 데이터를 획득할 수 있다. 저지연 서비스가 지원되므로, 중계 기지국(310)은 저지연 서비스 데이터에 대한 추가 동작(예를 들어, 복조/복호화/계층 2/3 기능/부호화/변조 동작)의 수행 없이 저지연 서비스 데이터를 중추 기지국(300)에 전송할 수 있다(S802). 저지연 서비스 데이터는 mmWave 대역을 통해 중계 기지국(310)에서 중추 기지국(300)으로 전송될 수 있다. 여기서, 중계 기지국(310)은 저지연 서비스 데이터에 대한 FFT 동작 및 디스크램블링 동작을 수행하고, 해당 저지연 서비스 데이터를 IFFT를 통해 중추 기지국(300)에 전송할 수 있다. 또한, 중추 기지국(300)의 매개 변수가 단말(320)의 매개 변수와 동일한 경우, 저지연 서비스 데이터는 시간 영역에서 복사되어 전송될 수 있다.
또한, 중계 기지국(310)은 저지연 서비스 데이터와 함께 제어 신호 및 참조 신호(예를 들어, 파일럿 신호)를 전송할 수 있다. 이 경우, 상향링크 자원 내의 제어 신호 및 참조 신호의 위치에 따라 저지연 서비스 데이터는 분할될 수 있고, 분할된 저지연 서비스 데이터가 중추 기지국(300)에 전송될 수 있다.
한편, 중추 기지국(300)으로 전송될 일반 데이터 존재하는 경우, 중계 기지국(310)은 MCS 레벨 A를 사용하여 일반 데이터에 대한 추가 동작(예를 들어, 복조/복호화/계층 2/3 기능/부호화/변조 동작)을 수행할 수 있고, 저지연 서비스 데이터와 함께 일반 데이터를 중추 기지국(300)으로 전송할 수 있다. 중계 기지국(310)의 동작은 도 4에 도시된 중계 기지국(310)의 동작과 동일 또는 유사할 수 있다.
중계 기지국(310)은 저지연 서비스 데이터의 전송과 별개로 저지연 서비스 데이터의 오류 검사를 수행할 수 있다(S803). 예를 들어, 중계 기지국(310)은 공통 통신 방식(예를 들어, MCS 레벨 B)을 사용하여 저지연 서비스 데이터에 대한 복조/복호화 동작을 수행할 수 있다. 복조/복호화 동작에 의해 복구가 불가능한 오류가 존재하는 것으로 판단된 경우, 중계 기지국(310)은 NACK 메시지를 중추 기지국(300) 및 단말(320)에 전송할 수 있다. 단말(320)은 중계 기지국(310)으로부터 NACK 메시지를 수신한 경우에 해당 저지연 서비스 데이터의 재전송 동작을 수행할 수 있다. 중추 기지국(300)은 중계 기지국(310)으로부터 NACK 메시지를 수신한 경우에 해당 저지연 서비스 데이터를 폐기할 수 있다. 복조/복호화 동작에 의해 복구가 불가능한 오류가 존재하지 않는 것으로 판단된 경우, 중계 기지국(310)은 ACK 메시지의 전송을 생략할 수 있다. 앞서 설명된 오류 검사 절차에 의해 저지연 서비스 데이터의 재전송 동작이 신속하게 수행될 수 있다.
한편, 중추 기지국(300)은 중계 기지국(310)으로부터 상향링크 데이터(예를 들어, 일반 데이터, 저지연 서비스 데이터)를 수신할 수 있다. 중추 기지국(300)은 일반 데이터를 위한 상향링크 자원을 알고 있으므로, 해당 상향링크 자원을 통해 일반 데이터를 획득할 수 있다. 또한, 중추 기지국(300)은 저지연 서비스 데이터를 위한 상향링크 자원을 알고 있으므로, 해당 상향링크 자원을 통해 저지연 서비스 데이터를 획득할 수 있다. 중추 기지국(300)의 디스크리미네이터(discriminator)에 의해 일반 데이터는 저지연 서비스 데이터와 분리될 수 있다.
중추 기지국(300)은 MCS 레벨 A를 사용하여 일반 데이터에 대한 복조/복호화 동작을 수행할 수 있다. 또한, 중추 기지국(300)은 공통 통신 방식(예를 들어, MCS 레벨 B)을 사용하여 저지연 서비스 데이터에 대한 복조/복호화 동작을 수행할 수 있다(S804). 수신된 저지연 서비스 데이터가 분할된 경우, 중추 기지국(300)은 분할된 저지연 서비스 데이터들을 병합함으로써 원시 저지연 서비스 데이터를 생성할 수 있다. 여기서, 단계 S804는 단계 S803 이후에 수행되는 것으로 설명되었으나, 단계 S804의 수행 순서는 이에 한정되지 않을 수 있다. 예를 들어, 단계 S804는 단계 S803과 동시에 수행될 수 있고, 또는 단계 S803보다 먼저 수행될 수 있다.
저지연 서비스 데이터가 성공적으로 복호화된 경우, 중추 기지국(300)은 저지연 서비스 데이터에 대한 ACK 메시지를 중계 기지국(310)으로 전송할 수 있다. 중추 기지국(300)으로부터 ACK 메시지가 수신된 경우, 중계 기지국(310)은 저지연 서비스 데이터가 중추 기지국(300)에서 성공적으로 수신된 것으로 판단할 수 있고, 저지연 서비스 데이터에 대한 ACK 메시지를 단말(320)에 전송할 수 있다. 중계 기지국(310)으로부터 ACK 메시지가 수신된 경우, 단말(320)은 저지연 서비스 데이터가 중추 기지국(300)에서 성공적으로 수신된 것으로 판단할 수 있다.
저지연 서비스 데이터의 복호화가 불가능 경우, 중추 기지국(300)은 저지연 서비스 데이터에 대한 NACK 메시지를 중계 기지국(310)으로 전송할 수 있다. 중추 기지국(300)로부터 NACK 메시지가 수신된 경우, 중계 기지국(310)은 저지연 서비스 데이터가 중추 기지국(300)에서 성공적으로 수신되지 못한 것으로 판단할 수 있고, 저지연 서비스 데이터에 대한 NACK 메시지를 단말(320)에 전송할 수 있다. 중계 기지국(310)으로부터 NACK 메시지가 수신된 경우, 단말(320)은 저지연 서비스 데이터가 중추 기지국(300)에서 성공적으로 수신되지 못한 것으로 판단할 수 있고, 저지연 서비스 데이터에 대한 재전송 동작을 수행할 수 있다.
본 발명에 따른 방법들은 다양한 컴퓨터 수단을 통해 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위해 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.
컴퓨터 판독 가능 매체의 예에는 롬(rom), 램(ram), 플래시 메모리(flash memory) 등과 같이 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러(compiler)에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터(interpreter) 등을 사용해서 컴퓨터에 의해 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상술한 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 적어도 하나의 소프트웨어 모듈로 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (20)

  1. 중추 기지국, 중계 기지국 및 단말을 포함하는 통신 네트워크에서 상기 중계 기지국의 동작 방법으로서,
    상기 단말로부터 저지연 서비스를 요청하는 요청 메시지를 수신하는 단계;
    상기 요청 메시지가 수신된 경우, 상기 중추 기지국과 상기 중계 기지국 간의 무선 링크에 대한 신호 품질 및 상기 중계 기지국과 상기 단말 간의 무선 링크에 대한 신호 품질을 측정하는 단계;
    상기 신호 품질을 기반으로 상기 저지연 서비스의 지원 여부를 판단하는 단계; 및
    상기 저지연 서비스의 지원이 가능한 경우, 상기 중추 기지국으로부터 수신된 하향링크 데이터를 변복조 동작의 수행 없이 상기 단말에 전송하고, 또는 상기 단말로부터 수신된 상향링크 데이터를 변복조 동작의 수행 없이 상기 중추 기지국에 전송하는 단계를 포함하는, 중계 기지국의 동작 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 저지연 서비스의 지원이 가능한 경우, 상기 중추 기지국과 상기 중계 기지국 간의 무선 링크에서 사용되는 통신 방식은 상기 중계 기지국과 상기 단말 간의 무선 링크에서 사용되는 통신 방식과 동일하게 설정되는, 중계 기지국의 동작 방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 저지연 서비스를 위해 사용되는 자원은 상기 저지연 서비스의 지원이 가능한 것으로 판단된 경우에 설정되거나, 미리 고정적으로 설정되는, 중계 기지국의 동작 방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 중계 기지국의 동작 방법은,
    상기 하향링크 데이터 또는 상기 상향링크 데이터에 대한 오류 검사를 수행하는 단계; 및
    상기 하향링크 데이터 또는 상기 상향링크 데이터에 오류가 존재하는 경우, 오류가 존재하는 데이터에 대한 응답으로 NACK(negative acknowledgment) 메시지를 상기 중추 기지국과 상기 단말에 전송하는 단계를 더 포함하는, 중계 기지국의 동작 방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 중계 기지국의 동작 방법은,
    상기 저지연 서비스의 지원이 가능한 경우, 상기 중추 기지국과 상기 중계 기지국 간의 무선 링크와 상기 중계 기지국과 상기 단말 간의 무선 링크에서 공통으로 사용되는 통신 방식을 포함하는 응답 프레임을 상기 중추 기지국 및 상기 단말에 전송하는 단계를 더 포함하는, 중계 기지국의 동작 방법.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 중추 기지국과 상기 중계 기지국 간의 무선 링크는 mmWave 대역을 지원하고, 상기 중계 기지국과 상기 단말 간의 무선 링크는 mmWave 대역 이외의 주파수 대역을 지원하는, 중계 기지국의 동작 방법.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 중계 기지국의 동작 방법은,
    상기 저지연 서비스의 지원이 불가능한 경우, 상기 저지연 서비스의 지원이 불가능한 것을 지시하는 응답 프레임을 상기 중추 기지국 및 상기 단말에 전송하는 단계를 더 포함하는, 중계 기지국의 동작 방법.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 중계 기지국의 동작 방법은,
    상기 저지연 서비스의 지원이 불가능한 경우, 변복조 동작의 수행 후에 상기 하향링크 데이터를 상기 단말에 전송하고, 또는 변복조 동작의 수행 후에 상기 상향링크 데이터를 상기 중추 기지국에 전송하는 단계를 더 포함하는, 중계 기지국의 동작 방법.
  9. 중추 기지국, 중계 기지국 및 단말을 포함하는 통신 네트워크에서 상기 단말의 동작 방법으로서,
    저지연 서비스를 요청하는 요청 메시지를 상기 중계 기지국에 전송하는 단계;
    상기 저지연 서비스의 지원이 가능한 경우, 상기 중추 기지국과 상기 중계 기지국 간의 무선 링크와 상기 중계 기지국과 상기 단말 간의 무선 링크에서 공통으로 사용되는 통신 방식을 포함하는 응답 메시지를 상기 중계 기지국으로부터 수신하는 단계; 및
    상기 통신 방식에 기초하여 하향링크 데이터를 상기 중계 기지국으로부터 수신하고, 또는 상기 통신 방식에 기초하여 상향링크 데이터를 상기 중계 기지국에 전송하는 단계를 포함하는, 단말의 동작 방법.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 응답 메시지는 상기 중추 기지국과 상기 중계 기지국 간의 무선 링크에 대한 신호 품질과 상기 중계 기지국과 상기 단말 간의 무선 링크에 대한 신호 품질이 미리 설정된 임계값 이상인 경우에 상기 중계 기지국으로부터 수신되는, 단말의 동작 방법.
  11. 청구항 9에 있어서,
    상기 저지연 서비스의 지원이 가능한 경우, 상기 중추 기지국과 상기 중계 기지국 간의 무선 링크에서 사용되는 통신 방식은 상기 중계 기지국과 상기 단말 간의 무선 링크에서 사용되는 통신 방식과 동일하게 설정되는, 단말의 동작 방법.
  12. 청구항 9에 있어서,
    상기 중추 기지국과 상기 중계 기지국 간의 무선 링크는 mmWave 대역을 지원하고, 상기 중계 기지국과 상기 단말 간의 무선 링크는 mmWave 대역 이외의 주파수 대역을 지원하는, 단말의 동작 방법.
  13. 중추 기지국, 중계 기지국 및 단말을 포함하는 통신 네트워크에서 상기 중계 기지국으로서,
    프로세서(processor); 및
    상기 프로세서를 통해 실행되는 적어도 하나의 명령이 저장된 메모리(memory)를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 명령은,
    상기 단말로부터 저지연 서비스를 요청하는 요청 메시지를 수신하고;
    상기 요청 메시지가 수신된 경우, 상기 중추 기지국과 상기 중계 기지국 간의 무선 링크에 대한 신호 품질 및 상기 중계 기지국과 상기 단말 간의 무선 링크에 대한 신호 품질을 측정하고;
    상기 신호 품질을 기반으로 상기 저지연 서비스의 지원 여부를 판단하고; 그리고
    상기 저지연 서비스의 지원이 가능한 경우, 상기 중추 기지국으로부터 수신된 하향링크 데이터를 변복조 동작의 수행 없이 상기 단말에 전송하고, 또는 상기 단말로부터 수신된 상향링크 데이터를 변복조 동작의 수행 없이 상기 중추 기지국에 전송하도록 실행되는, 중계 기지국.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 저지연 서비스의 지원이 가능한 경우, 상기 중추 기지국과 상기 중계 기지국 간의 무선 링크에서 사용되는 통신 방식은 상기 중계 기지국과 상기 단말 간의 무선 링크에서 사용되는 통신 방식과 동일하게 설정되는, 중계 기지국.
  15. 청구항 13에 있어서,
    상기 저지연 서비스를 위해 사용되는 자원은 상기 저지연 서비스의 지원이 가능한 것으로 판단된 경우에 설정되거나, 미리 고정적으로 설정되는, 중계 기지국.
  16. 청구항 13에 있어서,
    상기 적어도 하나의 명령은,
    상기 하향링크 데이터 또는 상기 상향링크 데이터에 대한 오류 검사를 수행하고; 그리고
    상기 하향링크 데이터 또는 상기 상향링크 데이터에 오류가 존재하는 경우, 오류가 존재하는 데이터에 대한 응답으로 NACK(negative acknowledgment) 메시지를 상기 중추 기지국과 상기 단말에 전송하도록 더 실행되는, 중계 기지국.
  17. 청구항 13에 있어서,
    상기 적어도 하나의 명령은,
    상기 저지연 서비스의 지원이 가능한 경우, 상기 중추 기지국과 상기 중계 기지국 간의 무선 링크와 상기 중계 기지국과 상기 단말 간의 무선 링크에서 공통으로 사용되는 통신 방식을 포함하는 응답 프레임을 상기 중추 기지국 및 상기 단말에 전송하도록 더 실행되는, 중계 기지국.
  18. 청구항 13에 있어서,
    상기 중추 기지국과 상기 중계 기지국 간의 무선 링크는 mmWave 대역을 지원하고, 상기 중계 기지국과 상기 단말 간의 무선 링크는 mmWave 대역 이외의 주파수 대역을 지원하는, 중계 기지국.
  19. 청구항 13에 있어서,
    상기 적어도 하나의 명령은,
    상기 저지연 서비스의 지원이 불가능한 경우, 상기 저지연 서비스의 지원이 불가능한 것을 지시하는 응답 프레임을 상기 중추 기지국 및 상기 단말에 전송하도록 더 실행되는, 중계 기지국.
  20. 청구항 13에 있어서,
    상기 적어도 하나의 명령은,
    상기 저지연 서비스의 지원이 불가능한 경우, 변복조 동작의 수행 후에 상기 하향링크 데이터를 상기 단말에 전송하고, 또는 변복조 동작의 수행 후에 상기 상향링크 데이터를 상기 중추 기지국에 전송하도록 더 실행되는, 중계 기지국.
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