KR20220053461A - 릴레이 시스템의 링크 및 라우팅 설정 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

단말 릴레이 지원 기술이 개시된다. 통신 시스템의 제1 단말의 동작 방법으로서, 제2 단말로부터 링크 설정 요청 메시지를 수신하는 단계; 상기 링크 설정 요청 메시지에 대한 응답으로 제1 기지국의 노드 어드레스를 포함한 링크 설정 응답 메시지를 상기 제2 단말에 전송하는 단계; 및 상기 제2 단말로부터 링크 설정 완료 메시지를 수신하는 단계를 포함하는, 제1 단말의 동작 방법이 제공될 수 있다.

Description

릴레이 시스템의 링크 및 라우팅 설정 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR SETING LINK AND ROUTING OF RELAY SYSTEM}

본 발명은 릴레이 시스템의 링크 및 라우팅 설정 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 단말이 기지국과 통신이 단절된 경우에 릴레이를 통하여 통신 서비스를 지속할 수 있도록 하는 릴레이 시스템의 링크 및 라우팅 설정 기술에 관한 것이다.

4G(4th Generation) 통신 시스템(예를 들어, LTE(Long Term Evolution) 통신 시스템, LTE-A(Advanced) 통신 시스템)의 상용화 이후에 급증하는 무선 데이터의 처리를 위해, 4G 통신 시스템의 주파수 대역(예를 들어, 6GHz 이하의 주파수 대역)뿐만 아니라 4G 통신 시스템의 주파수 대역보다 높은 주파수 대역(예를 들어, 6GHz 이상의 주파수 대역)을 사용하는 5G(5th Generation) 통신 시스템(예를 들어, NR(New Radio) 통신 시스템)이 고려되고 있다. 5G 통신 시스템은 eMBB(enhanced Mobile BroadBand), URLLC(Ultra-Reliable and Low Latency Communication) 및 mMTC(massive Machine Type Communication)을 지원할 수 있다.

한편, 이와 같은 통신 시스템에서 밀리미터파 기반 이동 통신 시스템은 빔포밍을 이용하여 광대역 서비스를 제공할 수 있다. 이러한 밀리미터파 기반 이동 통신 시스템에서 단말은 밀리미터파 주파수 특성에 의해 나무, 교통 표지판, 자동차 등의 장애물에 의해 통신 서비스 단절(blockage)을 빈번하게 경험할 수 있다. 이러한 경우에 인접한 단말이 릴레이 역할을 수행한다면 통신 서비스가 단절된 단말에게 통신 서비스를 지속적으로 제공할 수 있다. 이를 위해서, 인접한 단말은 통신 서비스가 단절된 단말의 릴레이 트래픽에 대한 포워딩을 수행할 수 있다. 이처럼 인접한 단말이 릴레이 트래픽에 대한 포워딩을 수행하기 위해서는 링크 전환을 위한 신호 절차 및 데이터 포워딩을 위한 라우팅 정보 등록, 변경, 해제를 위한 신호 절차가 필요할 수 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 인접한 단말이 릴레이 트래픽에 대하여 포워딩을 수행할 수 있도록 하는 링크 전환을 위한 절차 및 라우팅 정보 등록, 변경, 해제를 위한 절차를 제공할 수 있도록 하기 위한 릴레이 시스템의 링크 및 라우팅 설정 방법 및 장치를 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1 실시예에 따른 릴레이 시스템의 링크 및 라우팅 설정 방법은, 통신 시스템의 제1 단말의 동작 방법으로서, 기지국과 Uu 액세스 링크를 설정하여, 상기 기지국으로부터 상기 제1 단말을 식별하기 위한 릴레이 RNTI(radio network temporary identifier), 상기 기지국의 노드 어드레스 및 상기 제1 단말을 위해 설정된 RAP(relay adaptation protocol) 엔티티를 식별하기 위한 RAP 엔티티 ID(identifier)를 포함하는 제1 메시지를 수신하는 단계; 상기 기지국과 통신 단절 상태가 되면 제2 단말과 릴레이 링크를 설정하는 단계; 상기 기지국에게 상기 제2 단말을 경유하여 상기 릴레이 RNTI, 상기 노드 어드레스 및 상기 RAP 엔티티 ID를 포함하는 제2 메시지를 전송하여 링크 전환을 요청하는 단계; 및 상기 기지국으로부터 상기 제2 메시지에 대한 응답을 상기 제2 단말을 경유하여 수신하면 상기 Uu 액세스 링크에서 상기 릴레이 링크로 링크를 전환하는 단계를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 기지국에게 제2 메시지를 전송하여 링크 전환을 요청하는 단계는, 상기 릴레이 RNTI, 상기 노드 어드레스 및 상기 RAP 엔티티 ID를 기반으로 무결성 보호(integrity protection) 처리를 수행하여 제1 MAC-I(message authentication code for integrity)를 생성하는 단계; 상기 릴레이 RNTI, 상기 노드 어드레스, 상기 RAP 엔티티 ID 및 상기 제1 MAC-I 정보를 포함하는 상기 제2 메시지를 구성하는 단계; 및 상기 제2 메시지를 상기 제2 단말을 경유하여 상기 기지국에 전송하여 링크 전환을 요청하는 단계를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 기지국으로부터 상기 제2 메시지에 대한 응답을 수신하여 링크를 전환하는 단계는, 상기 기지국으로부터 상기 제2 단말을 경유하여 상기 릴레이 RNTI, 상기 노드 어드레스 및 제2 MAC-I를 포함하는 상기 제2 메시지에 대한 응답을 수신하는 단계; 상기 릴레이 RNTI 및 상기 노드 어드레스를 기반으로 무결성 보호를 처리하여 제3 MAC-I를 생성하는 단계; 및 상기 제3 MAC-I와 상기 제2 MAC-I가 일치하면, 상기 Uu 액세스 링크에서 상기 릴레이 링크로 링크를 전환하여 상량링크 데이터를 상기 릴레이 링크를 통해서 전송하는 단계를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 제2 단말과 릴레이 링크를 설정하는 단계 이후에, 상기 노드 어드레스, 상기 RAP 엔티티 ID 및 상기 제2 단말로부터 릴레이 링크 설정 과정에서 수신한 제1 브랜치 노드 어드레스를 기반으로 라우팅 테이블 엔트리를 설정하는 단계; 및 상기 기지국으로부터 상기 제2 메시지에 대한 응답을 수신하면 상기 라우팅 테이블 엔트리를 활성화하는 단계를 더 포함할 수 있다.

여기서, 상기 제2 단말로부터 제2 브랜치 노드 어드레스를 포함하여 상기 라우팅 테이블 엔트리의 갱신을 요청하는 제3 메시지를 수신하는 단계; 및 상기 제2 브랜치 노드 어드레스를 반영하여 상기 라우팅 테이블 엔트리를 갱신하는 단계를 더 포함할 수 있다.

여기서, 상기 제2 메시지를 전송한 후에 타이머를 구동하는 단계; 및 상기 타이머를 참조하여 설정된 대기 시간 안에 상기 제2 메시지에 대한 응답이 수신되지 않으면 상기 릴레이 링크를 해제하는 단계를 더 포함할 수 있다.

한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제2 실시예에 따른 릴레이 시스템의 링크 및 라우팅 설정 방법은, 통신 시스템의 제2 단말의 동작 방법으로서, 제1 단말과 릴레이 링크를 설정하는 단계; 상기 제1 단말로부터 상기 제1 단말이 접속한 제1 기지국의 노드 어드레스인 루트 노드 어드레스 및 상기 제1 기지국에 생성된 상기 제1 단말을 위한 RAP 엔티티를 식별하기 위한 RAP 엔티티 ID를 포함하여 링크 전환을 요청하는 제2 메시지를 수신하여 제2 기지국으로 전송하는 단계; 상기 루트 노드 어드레스, 상기 RAP 엔티티 ID 및 제2 기지국의 노드 어드레스를 기반으로 라우팅 테이블 엔트리를 설정하는 단계; 상기 제2 기지국으로부터 상기 제2 메시지에 대한 응답으로 상기 루트 노드 어드레스 및 상기 RAP 엔티티 ID를 포함하는 제3 메시지를 수신하여 상기 제1 단말로 전송하는 단계; 및 상기 라우팅 테이블 엔트리를 활성화하는 단계를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 라우팅 테이블 엔트리를 설정하는 단계는, 상기 제2 기지국으로부터 상기 제2 기지국의 노드 어드레스를 수신하는 단계; 상기 제2 메시지에서 상기 루트 노드 어드레스 및 상기 RAP 엔티티 ID를 검출하는 단계; 및 상기 루트 노드 어드레스, 상기 RAP 엔티티 ID 및 상기 제2 기지국의 노드 어드레스를 기반으로 상기 라우팅 테이블 엔트리를 설정하는 단계를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 라우팅 테이블 엔트리를 활성화하는 단계는, 상기 제3 메시지의 상기 루트 노드 어드레스 및 상기 RAP 엔티티 ID를 기반으로 라우팅 테이블을 검색하는 단계; 및 상기 라우팅 테이블에서 상기 루트 노드 어드레스 및 상기 RAP 엔티티 ID와 연관된 상기 라우팅 테이블 엔트리가 검색되면 검색된 상기 라우팅 테이블 엔트리를 활성화하는 단계를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 제1 단말로부터 상기 루트 노드 어드레스와 상기 RAP 엔티티 ID를 포함하는 제4 메시지를 수신하는 단계; 상기 제4 메시지의 상기 루트 노드 어드레스와 상기 RAP 엔티티 ID에 기반하여 라우팅 테이블을 검색하는 단계; 및 상기 라우팅 테이블에서 상기 루트 노드 어드레스와 상기 RAP 엔티티 ID와 연관된 상기 라우팅 테이블 엔트리가 검색되면, 검색된 상기 라우팅 테이블 엔트리를 기반하여 제4 메시지를 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.

여기서, 셀간 이동으로 제3 기지국에 접속하여 노드 어드레스를 수신하는 단계; 및 상기 제3 기지국으로부터 수신한 상기 제3 기지국의 노드 어드레스를 반영하여 상기 라우팅 테이블 엔트리를 갱신하는 단계를 더 포함할 수 있다.

한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제3 실시예에 따른 릴레이 시스템의 링크 및 라우팅 설정 방법은, 통신 시스템의 기지국의 동작 방법으로서, 제1 단말이 접속하여 Uu 액세스 링크를 설정하면 상기 제1 단말을 식별하기 위한 릴레이 RNTI, 노드 어드레스 및 상기 제1 단말을 위하여 생성한 RAP 엔티티를 식별하기 위한 RAP 엔티티 ID를 포함하는 제1 메시지를 상기 제1 단말로 전송하는 단계; 상기 제1 단말로부터 제2 단말을 경유하여 상기 릴레이 RNTI, 상기 노드 어드레스 및 상기 RAP 엔티티 ID를 포함하여 링크 전환을 요청하는 제2 메시지를 수신하는 단계; 상기 제2 메시지의 링크 전환 요청에 따라 상기 릴레이 RNTI와 상기 RAP 엔티티 ID를 이용하여 상기 제1 단말과 연결된 상기 Uu 액세스 링크를 확인하여 상기 제2 단말을 경유하는 릴레이 링크로 전환하는 단계; 및 상기 릴레이 RNTI, 상기 노드 어드레스 및 상기 RAP 엔티티 ID를 포함하여 링크 전환 완료를 알려주는 제3 메시지를 상기 제2 단말을 경유하여 상기 제1 단말로 전송하는 단계를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 Uu 액세스 링크를 상기 제2 단말을 경유하는 릴레이 링크로 전환하는 단계는, 상기 제2 메시지의 상기 릴레이 RNTI를 기반으로 상기 제1 단말을 식별하는 단계; 상기 RAP 엔티티 ID를 이용하여 상기 제1 단말에 해당하는 상기 Uu 액세스 링크를 확인하는 단계; 및 상기 확인된 Uu 액세스 링크를 상기 제2 단말을 경유하는 릴레이 링크로 전환하는 단계를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 제1 메시지를 수신하면 상기 노드 어드레스 및 상기 RAP 엔티티 ID를 기반으로 라우팅 테이블 엔트리를 설정하는 단계; 상기 제2 메시지의 무결성 검사를 수행하는 단계; 및 상기 무결성 검사가 성공하면, 상기 라우팅 테이블 엔트리를 활성화하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 의하면, 단말 릴레이 시스템이 통신 서비스가 단절된 단말에 대하여 Uu 액세스 링크에서 릴레이 링크로의 링크 전환을 위한 절차를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 단말 릴레이 시스템이 통신 서비스가 단절된 단말의 데이터 포워딩을 위하여 라우팅 정보 등록, 변경, 해제를 위한 절차를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 단말 릴레이 신호 절차를 제공함에 따라 장애물 등에 의해서 통신 서비스가 단절된 단말이 인접한 단말의 릴레이 기능을 이용하여 데이터를 송수신 할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 단말 릴레이 신호 절차를 제공함에 따라 셀 경계 지역을 벗어나 데이터의 송수신이 불가능한 단말이 인접 단말의 릴레이 기능을 이용하여 데이터를 송수신 할 수 있다.

도 1은 통신 시스템의 제1 실시예를 도시한 개념도이다.
도 2는 통신 시스템을 구성하는 통신 노드의 제1 실시예를 도시한 블록도이다.
도 3은 단말 릴레이 시스템의 제1 실시예를 도시한 개념도이다.
도 4는 단말 릴레이 시스템의 제2 실시예를 도시한 개념도이다.
도 5는 단말 릴레이 시스템의 프로토콜 계층의 제1 실시예를 도시한 블록도이다
도 6은 단말 릴레이 시스템의 엔티티(entity)의 제1 실시예를 도시한 블록도이다.
도 7은 기지국과 기지국의 엔티티에 어드레스와 식별자를 할당하는 방법을 나타내는 개념도이다.
도 8은 단절 단말과 기지국의 링크 설정 방법의 제1 실시예를 나타내는 순서도이다.
도 9는 단절 단말과 릴레이 단말의 링크 설정 방법의 제1 실시예를 나타내는 순서도이다.
도 10은 단절 단말의 Uu 액세스 링크에서 릴레이 링크로 링크 전환 방법의 제1 실시예를 나타내는 순서도이다.
도 11은 단절 단말의 RRC 엔티티의 동작 방법의 제1 실시예를 나타내는 흐름도이다.
도 12는 기지국의 RCC 엔티티의 링크 전환 방법의 제1 실시예를 나타내는 흐름도이다.
도 13은 단절 단말의 RRC 엔티티의 링크 전환 방법의 제1 실시예를 나타내는 흐름도이다.
도 14는 단절 단말에서 수행되는 라우팅 정보를 설정하는 방법의 제1 실시예를 나타내는 흐름도이다.
도 15는 릴레이 단말의 RAP 엔티티의 라우팅 정보 설정 방법의 제1 실시예를 나타내는 흐름도이다.
도 16은 릴레이 단말의 데이터 릴레이 방법의 제1 실시예를 나타내는 흐름도이다.
도 17은 단말 릴레이 시스템의 제3 실시예를 도시한 개념도이다.
도 18은 릴레이 단말의 브랜치 노드 어드레스의 변경 방법의 제1 실시예를 나타내는 흐름도이다.
도 19는 단절 단말의 브랜치 노드 어드레스의 변경 방법의 제1 실시예를 나타내는 흐름도이다.

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 제1 실시예를 도시한 개념도이다.

도 1을 참조하면, 통신 시스템(100)은 복수의 통신 노드들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2, 130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6)을 포함할 수 있다. 여기서, 통신 시스템은 "통신 네트워크"로 지칭될 수 있다. 복수의 통신 노드들 각각은 적어도 하나의 통신 프로토콜을 지원할 수 있다. 예를 들어, 복수의 통신 노드들 각각은 CDMA(code division multiple access) 기반의 통신 프로토콜, WCDMA(wideband CDMA) 기반의 통신 프로토콜, TDMA(time division multiple access) 기반의 통신 프로토콜, FDMA(frequency division multiple access) 기반의 통신 프로토콜, OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 기반의 통신 프로토콜, OFDMA(orthogonal frequency division multiple access) 기반의 통신 프로토콜, SC(single carrier)-FDMA 기반의 통신 프로토콜, NOMA(non-orthogonal multiple access) 기반의 통신 프로토콜, SDMA(space division multiple access) 기반의 통신 프로토콜 등을 지원할 수 있다. 복수의 통신 노드들 각각은 다음과 같은 구조를 가질 수 있다.

도 2는 통신 시스템을 구성하는 통신 노드의 제1 실시예를 도시한 블록도이다.

도 2를 참조하면, 통신 노드(200)는 적어도 하나의 프로세서(210), 메모리(220) 및 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. 다만, 통신 노드(200)에 포함된 각각의 구성요소들은 공통 버스(270)가 아니라, 프로세서(210)를 중심으로 개별 인터페이스 또는 개별 버스를 통하여 연결될 수도 있다. 예를 들어, 프로세서(210)는 메모리(220), 송수신 장치(230), 입력 인터페이스 장치(240), 출력 인터페이스 장치(250) 및 저장 장치(260) 중에서 적어도 하나와 전용 인터페이스를 통하여 연결될 수도 있다.

프로세서(210)는 메모리(220) 및 저장 장치(260) 중에서 적어도 하나에 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 발명의 실시예들에 따른 방법들이 수행되는 전용의 프로세서를 의미할 수 있다. 메모리(220) 및 저장 장치(260) 각각은 휘발성 저장 매체 및 비휘발성 저장 매체 중에서 적어도 하나로 구성될 수 있다. 예를 들어, 메모리(220)는 읽기 전용 메모리(read only memory, ROM) 및 랜덤 액세스 메모리(random access memory, RAM) 중에서 적어도 하나로 구성될 수 있다.

다시 도 1을 참조하면, 통신 시스템(100)은 복수의 기지국들(base stations)(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2), 복수의 단말들(terminal)(130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6)을 포함할 수 있다. 제1 기지국(110-1), 제2 기지국(110-2) 및 제3 기지국(110-3) 각각은 매크로 셀(macro cell)을 형성할 수 있다. 제4 기지국(120-1) 및 제5 기지국(120-2) 각각은 스몰 셀(small cell)을 형성할 수 있다. 제1 기지국(110-1)의 커버리지(coverage) 내에 제4 기지국(120-1), 제3 단말(130-3) 및 제4 단말(130-4)이 속할 수 있다. 제2 기지국(110-2)의 커버리지 내에 제2 단말(130-2), 제4 단말(130-4) 및 제5 단말(130-5)이 속할 수 있다. 제3 기지국(110-3)의 커버리지 내에 제5 기지국(120-2), 제4 단말(130-4), 제5 단말(130-5) 및 제6 단말(130-6)이 속할 수 있다. 제4 기지국(120-1)의 커버리지 내에 제1 단말(130-1)이 속할 수 있다. 제5 기지국(120-2)의 커버리지 내에 제6 단말(130-6)이 속할 수 있다.

여기서, 복수의 기지국들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) 각각은 노드B(NodeB), 고도화 노드B(evolved NodeB), BTS(base transceiver station), 무선 기지국(radio base station), 무선 트랜시버(radio transceiver), 액세스 포인트(access point), 액세스 노드(node), 노변 장치(road side unit; RSU), DU(digital unit), CDU(cloud digital unit), RRH(radio remote head), RU(radio unit), TP(transmission point), TRP(transmission and reception point), 중계 노드(relay node) 등으로 지칭될 수 있다. 복수의 단말들(130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6) 각각은 접근 단말(access terminal), 이동 단말(mobile terminal), 스테이션(station), 가입자 스테이션(subscriber station), 이동 스테이션(mobile station), 휴대 가입자 스테이션(portable subscriber station), UE(user equipment), 노드(node), 다바이스(device) 등으로 지칭될 수 있다.

복수의 통신 노드들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2, 130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6) 각각은 셀룰러(cellular) 통신(예를 들어, 3GPP(3rd generation partnership project) 표준에서 규정된 LTE(long term evolution), LTE-A(advanced) 등)을 지원할 수 있다. 복수의 기지국들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) 각각은 서로 다른 주파수 대역에서 동작할 수 있고, 또는 동일한 주파수 대역에서 동작할 수 있다. 복수의 기지국들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) 각각은 아이디얼 백홀(ideal backhaul) 또는 논(non)-아이디얼 백홀을 통해 서로 연결될 수 있고, 아이디얼 백홀 또는 논-아이디얼 백홀을 통해 서로 정보를 교환할 수 있다. 복수의 기지국들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) 각각은 아이디얼 백홀 또는 논-아이디얼 백홀을 통해 코어(core) 네트워크(미도시)와 연결될 수 있다. 복수의 기지국들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) 각각은 코어 네트워크로부터 수신한 신호를 해당 단말(130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6)에 전송할 수 있고, 해당 단말(130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6)로부터 수신한 신호를 코어 네트워크에 전송할 수 있다.

복수의 기지국들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) 각각은 OFDMA 기반의 다운링크(downlink, DL) 전송을 지원할 수 있고, SC-FDMA 기반의 업링크(uplink, UL) 전송을 지원할 수 있다. 또한, 복수의 기지국들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) 각각은 MIMO(multiple input multiple output) 전송(예를 들어, SU(single user)-MIMO, MU(multi user)-MIMO, 대규모(massive) MIMO 등), CoMP(coordinated multipoint) 전송, 캐리어 애그리게이션(carrier aggregation) 전송, 비면허 대역(unlicensed band)에서 전송, 단말 간 직접(device to device, D2D) 통신(또는, ProSe(proximity services) 등을 지원할 수 있다. 여기서, 복수의 단말들(130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6) 각각은 기지국(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2)과 대응하는 동작, 기지국(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2)에 의해 지원되는 동작을 수행할 수 있다.

예를 들어, 제2 기지국(110-2)은 SU-MIMO 방식을 기반으로 신호를 제4 단말(130-4)에 전송할 수 있고, 제4 단말(130-4)은 SU-MIMO 방식에 의해 제2 기지국(110-2)으로부터 신호를 수신할 수 있다. 또는, 제2 기지국(110-2)은 MU-MIMO 방식을 기반으로 신호를 제4 단말(130-4) 및 제5 단말(130-5)에 전송할 수 있고, 제4 단말(130-4) 및 제5 단말(130-5) 각각은 MU-MIMO 방식에 의해 제2 기지국(110-2)으로부터 신호를 수신할 수 있다. 제1 기지국(110-1), 제2 기지국(110-2) 및 제3 기지국(110-3) 각각은 CoMP 방식을 기반으로 신호를 제4 단말(130-4)에 전송할 수 있고, 제4 단말(130-4)은 CoMP 방식에 의해 제1 기지국(110-1), 제2 기지국(110-2) 및 제3 기지국(110-3)으로부터 신호를 수신할 수 있다. 복수의 기지국들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) 각각은 자신의 커버리지 내에 속한 단말(130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6)과 CA 방식을 기반으로 신호를 송수신할 수 있다. 제1 기지국(110-1), 제2 기지국(110-2) 및 제3 기지국(110-3) 각각은 제4 단말(130-4)과 제5 단말(130-5) 간의 D2D 통신을 코디네이션(coordination)할 수 있고, 제4 단말(130-4) 및 제5 단말(130-5) 각각은 제2 기지국(110-2) 및 제3 기지국(110-3) 각각의 코디네이션에 의해 D2D 통신을 수행할 수 있다.

한편, 밀리미터파 기반 이동 통신 시스템은 빔포밍을 이용하여 광대역 서비스를 제공할 수 있다. 이러한 밀리미터파 기반 이동 통신 시스템에서 단말은 밀리미터파 주파수 특성에 의해 나무, 교통 표시판, 자동차 등의 장애물에 의해 통신 서비스 단절(blockage)을 빈번하게 경험할 수 있다. 이와 같은 경우에 인접한 단말이 릴레이 역할을 수행한다면 통신 서비스가 단절된 단말에게 통신 서비스를 지속적으로 제공할 수 있다.

도 3은 단말 릴레이 시스템의 제1 실시예를 도시한 개념도이다.

도 3을 참조하면, 단말 릴레이 시스템은 기지국(310), 제1 단말(321), 제2 단말(322) 및 제3 단말(323)을 포함할 수 있다. 제1 단말(321)과 제2 단말(322)은 기지국(310)의 통신 서비스 영역에 위치할 수 있고, 제3 단말(323)은 기지국(310)의 통신 서비스 영역 밖에 위치할 수 있다. 여기서, 제3 단말(323)은 기지국(310)의 통신 서비스 영역에 위치하고 있다가 이동에 의해 기지국(310)의 통신 서비스 영역을 벗어 날 수 있다. 이처럼 제3 단말(323)이 기지국(310)의 통신 서비스 영역 밖에 위치하게 되면 제3 단말(323)은 제2 단말(322)을 경유하여 기지국(310)에 접속하여 데이터를 송수신할 수 있다. 이때, 제2 단말(322)은 기지국(310)과 제3 단말(323)의 통신을 릴레이할 수 있다. 한편, 제1 단말(321)은 기지국(310)의 통신 서비스 영역에 위치하기 때문에 기지국(310)에 직접 접속하여 데이터를 송수신할 수 있다. 이와 같은 상태에서 제1 단말(321)은 장애물 등에 의해 데이터를 기지국(310)에 송수신할 수 없는 통신 단절 상태(blockage)가 될 수 있다. 이때, 제1 단말(321)은 제2 단말(322)을 경유하여 기지국(310)에 접속하여 데이터를 송수신할 수 있다. 이에 따라, 제2 단말(322)은 기지국(310)과 제1 단말(321)의 통신을 릴레이할 수 있다. 이와 같이 단말 릴레이 시스템은 제1 단말(321)과 같이 장애물 등에 의해서 데이터를 기지국(310)으로 직접 송수신할 수 없는 통신 단절 상태가 된 경우에 인접한 제2 단말(322)을 릴레이로 하여 제1 단말(321)이 제1 기지국(310)에 데이터 송수신을 지속할 수 있도록 할 수 있다. 또한, 단말 릴레이 시스템은 제3 단말(323)과 같이 셀 경계 지역을 벗어나 기지국(310)과 데이터 송수신이 불가능한 경우에 인접한 제2 단말(322)을 릴레이로 하여 제3 단말(323)이 제1 기지국(310)에 데이터 송수신을 지속할 수 있도록 할 수 있다.

도 4는 단말 릴레이 시스템의 제2 실시예를 도시한 개념도이다.

도 4를 참조하면, 단말 릴레이 시스템은 제1 기지국(411), 제2 기지국(412), 제1 단말(421) 및 제2 단말(422)을 포함할 수 있다. 제1 단말(421)은 제1 기지국(412)의 통신 서비스 영역에 위치할 수 있고, 제2 단말(422)은 제2 기지국(412)의 통신 서비스 영역에 위치할 수 있다. 이처럼 제1 단말(421)이 제1 기지국(411)의 통신 서비스 영역에 위치하기 때문에 제1 단말(421)은 제1 기지국(411)에 직접 접속하여 데이터를 송수신할 수 있다. 또한, 제2 단말(422)이 제2 기지국(412)의 통신 서비스 영역에 위치하기 때문에 제2 단말(422)은 제2 기지국(412)에 직접 접속하여 데이터를 송수신할 수 있다. 이와 같은 상태에서 제1 단말(421)은 장애물 등에 의해 데이터를 제1 기지국(411)에 송수신할 수 없는 통신 단절 상태가 될 수 있다. 이때, 제1 단말(421)은 제2 단말(422)과 제2 기지국(412)을 경유하여 제1 기지국(411)에 접속하여 데이터를 송수신할 수 있다. 이때, 제2 단말(422)은 제2 기지국(412)과 제1 단말(421)의 통신을 릴레이할 수 있다. 그리고, 제2 기지국(412)은 제1 기지국(411)과 제2 단말(422)의 통신을 릴레이할 수 있다. 이처럼 단말 릴레이 시스템은 제1 단말(421)에 인접한 제2 단말(422)이 제1 단말(421)에 통신 서비스를 제공하고 있는 제1 기지국(411)의 통신 서비스 영역 밖에 존재하는 경우에도 제2 단말(422)에 통신 서비스를 제공하는 제2 기지국(412)을 경유하도록 하여 제1 단말(421)에 지속적으로 데이터 송수신을 제공할 수 있다.

도 5는 단말 릴레이 시스템의 프로토콜 계층의 제1 실시예를 도시한 블록도이다

도 5를 참조하면, 단말 릴레이 시스템의 프로토콜 계층 구조는 기지국(510)의 프로토콜 계층 구조, 릴레이 단말(520)의 프로토콜 계층 구조 및 단절 단말(530)의 프로토콜 계층 구조를 포함할 수 있다.

여기서, 기지국(510)의 프로토콜 계층 구조는 제1 SDAP(service data adaptation protocol) 계층(511), 제1 PDCP(packet data convergence Protocol) 계층(512), 제1 RAP(relay adaptation protocol) 계층(513), 제1 RLC(radio link control) 계층(514-1), 제2 RLC 계층(514-2), 제1 MAC(medium access control) 계층(515-1), 제2 MAC 계층(515-2), 제1 PHY(physical) 계층(516-1) 및 제2 PHY 계층(516-2)을 포함할 수 있다. 이와 같은 기지국(510)의 프로토콜 계층 구조에서 제1 SDAP 계층(511), 제1 PDCP 계층(512), 제1 RLC 계층(514-1), 제1 MAC 계층(515-1) 및 제1 PHY 계층(516-1)은 단절 단말(530)이 통신 단절 상태가 되기 전에 Uu 인터페이스의 Uu 액세스 링크(access link)를 통해 직접 데이터의 송수신을 지원할 수 있다. 그리고, 기지국(510)의 프로토콜 계층 구조에서 제1 SDAP 계층(511), 제1 PDCP 계층(512), 제1 RAP 계층(513), 제2 RLC 계층(514-2), 제2 MAC 계층(515-2) 및 제2 PHY 계층(516-2)은 단절 단말(530)이 통신 단절 상태가 되면 릴레이 단말과 Uu 인터페이스의 Uu 액세스 링크(540)를 통한 통신을 지원하여 단절 단말(530)과 릴레이 단말(520)을 경유하여 데이터를 송수신할 수 있다.

한편, 릴레이 단말(520)의 프로토콜 계층 구조는 제2 RAP 계층(521-1), 제3 RAP 계층(521-2), 제3 RLC 계층(522-1), 제4 RLC 계층(522-2), 제3 MAC 계층(523-1), 제4 MAC 계층(523-2), 제3 PHY 계층(524-1) 및 제4 PHY 계층(524-2)을 포함할 수 있다. 이와 같은 릴레이 단말(520)의 프로토콜 계층 구조에서 제2 RAP 계층(521-1), 제3 RLC 계층(522-1), 제3 MAC 계층(523-1) 및 제1 PHY 계층(524-1)은 기지국(510)과 Uu 인터페이스의 Uu 액세스 링크(540)를 통한 통신을 지원할 수 있다. 이와 달리, 릴레이 단말(520)의 프로토콜 계층 구조에서 제3 RAP 계층(521-2), 제4 RLC 계층(522-2), 제4 MAC 계층(523-2) 및 제4 PHY 계층(524-2)은 단절 단말(530)과 사이드 링크(sidelink) 또는 릴레이 링크(relaylink)(550)를 통한 통신을 지원할 수 있다.

다음으로, 단절 단말(530)의 프로토콜 계층 구조는 제2 SDAP 계층(531), 제2 PDCP 계층(532), 제4 RAP 계층(533), 제5 RLC 계층(534-1), 제6 RLC 계층(534-2), 제5 MAC 계층(535-1), 제6 MAC 계층(535-2), 제5 PHY 계층(536-1) 및 제6 PHY 계층(566-2)을 포함할 수 있다. 이와 같은 단절 단말(530)의 프로토콜 계층 구조에서 제2 SDAP 계층(531), 제2 PDCP 계층(532), 제5 RLC 계층(534-1), 제5 MAC 계층(535-1) 및 제5 PHY 계층(536-1)은 통신 단절 상태가 되기 전에 기지국(510)과 Uu 액세스 링크를 통하여 직접 데이터의 송수신을 지원할 수 있다. 이와 달리, 단절 단말(530)의 프로토콜 계층 구조에서 제2 SDAP 계층(531), 제2 PDCP 계층(532), 제4 RAP 계층(533), 제6 RLC 계층(534-2), 제6 MAC 계층(535-2) 및 제6 PHY 계층(536-2)은 통신 단절 상태가 되면 릴레이 단말(520)과 사이드링크 또는 릴레이링크(550)를 통한 통신을 지원할 수 있다.

이처럼 단말 릴레이 시스템은 기지국(510)이 릴레이 단말(520)과 통신하여 단절 단말(530)에 데이터를 송수신할 수 있도록 기지국(510)의 프로토콜 계층 구조에 제1 PDCP 계층(512)의 하위 계층으로 제1 RAP 계층(513)을 추가할 수 있으며, 추가된 제1 RAP 계층(513)을 지원하기 위해 제2 RLC 계층(514-2), 제2 MAC 계층(515-2) 및 제2 PHY 계층(516-2)을 구비할 수 있다. 또한, 단말 릴레이 시스템은 릴레이 단말(520)이 기지국(510)과 통신하여 데이터를 송수신할 수 있도록 릴레이 단말(520)의 프로토콜 계층 구조에 제2 RAP 계층(521-1)을 추가할 수 있으며, 추가된 제2 RAP 계층(521-1)을 지원하기 위해 제3 RLC 계층(522-1), 제3 MAC 계층(523-1) 및 제3 PHY 계층(524-1)을 구비할 수 있다.

이에 더해서, 단말 릴레이 시스템은 릴레이 단말(520)이 단절 단말(530)과 통신하여 데이터를 송수신할 수 있도록 릴레이 단말(520)의 프로토콜 계층 구조에 제3 RAP 계층(521-2)을 추가할 수 있으며, 추가된 제3 RAP 계층(521-2)을 지원하기 위해 제4 RLC 계층(522-2), 제4 MAC 계층(523-2) 및 제4 PHY 계층(524-2)을 구비할 수 있다. 한편, 단말 릴레이 시스템은 단절 단말(530)이 릴레이 단말(520)과 통신하여 데이터를 송수신할 수 있도록 단절 단말(530)의 프로토콜 계층 구조에 제2 PDCP 계층(532)의 하위 계층으로 제4 RAP 계층(533)을 추가할 수 있으며, 추가된 제4 RAP 계층(533)을 지원하기 위해 제6 RLC 계층(534-2), 제6 MAC 계층(535-2) 및 제6 PHY 계층(536-2)을 구비할 수 있다. 이와 같이 제1 RAP 계층(513)과 제4 RAP 계층(533)은 일반적인 프로토콜 계층 구조인 SDAP 계층(511,531), PDCP 계층(512,532), RLC 계층(514-1,514-2, 534-1, 534-2), MAC 계층(515-1, 515-2,535-1,535-2) 구조에서 릴레이를 위해서 PDCP 계층(512,532)과 RLC 계층(514-1,514-2, 534-1, 534-2)의 중간에 배치될 수 있다.

이처럼 단말 릴레이 시스템은 단절 단말(530)에게 인접한 릴레이 단말(520)을 통하여 기지국(510)으로 릴레이를 제공하기 위해 다수의 RAP 계층(513, 522-1, 522-2, 533)을 이용할 수 있다. 기지국(510)과 단절 단말(530)은 정상적인 Uu 액세스 링크로 데이터 송수신이 불가능한 경우 제1 RAP 계층(513)과 제4 RAP 계층(533)을 이용한 데이터 릴레이를 통해서 릴레이 단말(520)과 데이터 송수신을 수행할 수 있다. 그러면, 릴레이 단말(520)의 제2 RAP 계층(522-1)과 제3 RAP 계층(522-2)을 이용하여 기지국(510)과 단절 단말(530)간의 데이터의 송수신을 릴레이할 수 있다. 이를 위해 다수의 RAP 계층(513, 522-1, 522-2, 533)은 기지국(510)과 단절 단말(530)간 데이터 송수신을 위한 라우팅 정보를 등록, 변경, 해제하는 기능을 수행할 수 있다.

이와 같은 상황에서 단절 단말(530)은 통신 단절 상태가 되어 Uu 액세스 링크를 이용하여 기지국(510)과 직접적인 데이터 통신이 불가능하게 되면 Uu 액세스 링크(540)를 이용해 기지국(510)과 통신이 가능한 릴레이 단말(520)을 통해서 기지국(510)과 데이터 통신을 수행할 수 있다.

도 6은 단말 릴레이 시스템의 엔티티(entity)의 제1 실시예를 도시한 블록도이다.

도 6을 참조하면, 단말 릴레이 시스템의 엔티티 구조는 기지국(600)의 단절 단말을 위한 엔티티 구조(610) 및 릴레이 단말을 위한 엔티티 구조(620)를 포함할 수 있다. 여기서, 단절 단말(640)도 릴레이 기능을 지원할 수 있다. 여기서, 기지국(600)의 단절 단말을 위한 엔티티 구조(610)는 다수의 단절 단말용 PDCP 엔티티(entity)(611), 단절 단말용 RAP 엔티티(612), 단절 단말용 RAP 엔티티(612)와 연계되지 않은 다수의 단절 달말용 RLC 엔티티(613) 및 단절 단말용 RAP 엔티티(612)와 연계된 다수의 단절 단말용 RAP 엔티티(614)를 포함할 수 있다. 그리고, 기지국(600)의 릴레이 단말을 위한 엔티티 구조(620)는 다수의 릴레이 단말용 PDCP 엔티티(621), 릴레이 단말용 RAP 엔티티(622), 릴레이 단말용 RAP 엔티티(622)와 연계되지 않은 다수의 릴레이 단말용 RLC 엔티티(623) 및 릴레이 단말용 RAP 엔티티(622)와 연계된 다수의 릴레이 단말용 RAP 엔티티(624)를 포함할 수 있다.

이처럼 기지국(600)은 단말들(640, 650)과의 초기 연결 설정이 완료되면 단말용 RAP 엔티티들(612, 622)을 구성할 수 있다. 즉, 기지국(600)은 릴레이를 지원하는 모든 단말들(640, 650)이 초기 연결 설정이 완료되면 각 단말용 RAP 엔티티들(612, 622)을 구성할 수 있다. 이때, 기지국(600)은 단말들(640, 650)을 제어하여 단말들(640, 650)이 RAP 엔티티와 RAP 엔티티에 연계된 RLC 엔티티들을 구성할 수 있다. 그리고, 기지국(600)은 단절 단말(640)이 통신 단절 상태가 되어 릴레이 단말(650)을 이용하여 릴레이 연결을 설정하면 릴레이 단말용 RAP 엔티티(612)와 릴레이 단말용 RAP 엔티티(622)를 연결하여 릴레이 데이터의 송수신을 수행할 수 있다.

한편, RAP 계층의 RAP 엔티티들은 릴레이 데이터를 다음 노드 또는 단말로 전송하기 위해 라우팅을 수행할 수 있다. 이와 같이 RAP 엔티티가 라우팅을 수행하기 위해서는 데이터 전송을 위한 릴레이 관련 어드레스(address)와 식별자(identifier, ID)가 필요할 수 있다.

도 7은 기지국과 기지국의 엔티티에 어드레스와 식별자를 할당하는 방법을 나타내는 개념도이다.

도 7을 참조하면, 기지국의 엔티티 구조는 단절 단말을 위한 엔티티 구조(710) 및 릴레이 단말을 위한 엔티티 구조(720)를 포함할 수 있다. 여기서, 기지국(700)의 단절 단말을 위한 엔티티 구조(710)는 다수의 단절 단말용 PDCP 엔티티(711), 단절 단말용 RAP 엔티티(712), 단절 단말용 RAP 엔티티(712)와 연계되지 않은 다수의 단절 단말용 RLC 엔티티(713) 및 단절 단말용 RAP 엔티티(712)와 연계된 다수의 단절 단말용 RAP 엔티티(714)를 포함할 수 있다. 그리고, 기지국(700)의 릴레이 단말을 위한 엔티티 구조(720)는 다수의 릴레이 단말용 PDCP 엔티티(721), 릴레이 단말용 RAP 엔티티(722), 릴레이 단말용 RAP 엔티티(722)와 연계되지 않은 다수의 릴레이 단말용 RLC 엔티티(723) 및 릴레이 단말용 RAP 엔티티(722)와 연계된 다수의 릴레이 단말용 RAP 엔티티(724)를 포함할 수 있다.

이와 같은 기지국(700)은 노드 어드레스(node address)를 구비할 수 있다. 이러한 노드 어드레스는 기지국이 통신 서비스를 제공한 단말의 종류에 따라 루트 노드 어드레스(root node address)와 브랜치 노드 어드레스(branch node address)로 구분할 수 있다. 여기서, 루트 노드 어드레스는 단절 단말의 RRC(radio resource control) 및 PDCP가 배치되어 단절 단말에게 통신 서비스를 제공하는 기지국의 어드레스를 의미할 수 있다. 단절 단말은 해당 기지국에서 노드 어드레스를 수신하여 루트 노드 어드레스로 설정할 수 있다. 그리고, 단절 단말은 루트 노드 어드레스를 릴레이 단말에 전송할 수 있다. 한편, 브랜치 노드 어드레스는 릴레이 단말 중에서 Uu 액세스 링크를 지원하는 릴레이 단말에 통신 서비스를 제공하는 기지국의 어드레스를 의미할 수 있다. 릴레이 단말은 해당 기지국에 접속하여 노드 어드레스를 수신하여 브랜치 노드 어드레스로 설정할 수 있다. 그리고, 릴레이 단말은 브랜치 노드 어드레스를 단절 단말에 전송할 수 있다. 이에 따라, 단절 단말과 릴레이 단말은 루트 노드 어드레스와 브랜치 노드 어드레스가 동일한지 여부를 판단할 수 있다. 단절 단말과 릴레이 단말은 루트 노드 어드레스와 브랜치 노드 어드레스가 같은 경우에 단절 단말이 통신 단절 전에 접속한 기지국과 릴레이 단말이 접속한 기지국이 동일한 기지국이라고 판단할 수 있다. 반면에 단절 단말과 릴레이 단말은 루트 노드 어드레스와 브랜치 노드 어드레스가 상이한 경우에 단절 단말이 통신 단절 전에 접속한 기지국과 릴레이 단말이 접속한 기지국이 상이한 기지국이라고 판단할 수 있다.

기지국(700)은 각각의 RAP 엔티티(712,722)에 RAP 엔티티 ID를 할당할 수 있다. 즉, 기지국(700)은 단절 단말용 RAP 엔티티(712)에는 단절 단말용 RAP 엔티티 ID를 할당할 수 있고, 릴레이 단말용 RAP 엔티티(722)에는 릴레이 단말용 RAP 엔티티 ID를 할당할 수 있다. 이처럼 기지국(700)은 단절 단말용 RAP 엔티티(712)와 릴레이 단말용 RAP 엔티티(722)에 서로 다른 RAP 엔티티 ID들을 할당할 수 있다. 이에 따라, 기지국(700)은 루트 노드 어드레스와 단절 단말용 RAP 엔티티 ID를 이용하여 단절 단말을 식별할 수 있다. 동일하게 기지국은 브랜치 노드 어드레스와 릴레이 단말용 RAP 엔티티 ID를 이용하여 릴레이 단말을 식별할 수 있다.

기지국(710)은 릴레이 단말이 Uu 액세스 링크를 통해서 연결 설정이 완료되면 릴레이 단말용 PDCP 엔티티(721)와 릴레이 단말용 RLC 엔티티들(724)를 구성할 수 있다. 그리고 기지국(700)은 루트 노드 어드레스 정보, RAP 엔티티 ID 정보 등을 릴레이 단말에게 제어 메시지를 통해서 전달할 수 있다. 이를 수신한 릴레이 단말은 RAP 엔티티 및 RLC 엔티티를 구성하고 루트 노드 어드레스, RAP 엔티티 ID 등을 저장할 수 있다.

도 8은 단절 단말과 기지국의 링크 설정 방법의 제1 실시예를 나타내는 순서도이다.

도 8을 참조하면, 단절 단말과 기지국의 링크 설정 방법에서 기지국과 통신 서비스가 단절되기 전에 단절 단말이 기지국에 접속하면 기지국은 단절 단말에게 릴레이 RNTI(radio network temporary identifier), 노드 어드레스, RAP 엔티티 ID 등이 포함된 RRC 재설정 메시지를 전송할 수 있다(S810). 이처럼 단절 단말은 기지국으로부터 릴레이 RNTI, 노드 어드레스, RAP 엔티티 ID 등을 포함하는 RRC 재설정 메시지를 수신하면 이를 저장할 수 있고, 이에 대한 응답으로 기지국에 RRC 재설정 완료 메시지를 전송할 수 있다(S820). 이때, 단절 단말은 기지국에서 수신한 노드 어드레스를 루트 노드 어드레스로 설정할 수 있다.

한편, 단절 단말은 장애물 등에 의해서 Uu 액세스 링크를 통해서 데이터를 송수신 할 수 없는 통신 단절 상태가 되면 인접 단말과 사이드링크 또는 릴레이 링크를 설정할 수 있다.

도 9는 단절 단말과 릴레이 단말의 링크 설정 방법의 제1 실시예를 나타내는 순서도이다.

도 9를 참조하면, 단절 단말과 릴레이 단말의 링크 설정 방법에서 단절 단말은 장애물 등에 의해서 Uu 액세스 링크를 통하여 기지국과 데이터를 송수신 할 수 없는 통신 단절 상태가 되면 릴레이 단말과 사이드 링크 또는 릴레이 링크를 설정하기 위해 릴레이 단말에 링크 설정 요청 메시지를 전송할 수 있다(S910). 그러면, 릴레이 단말은 링크 설정 요청 메시지에 대한 응답으로 현재 접속하고 있는 기지국의 노드 어드레스를 포함한 링크 설정 응답 메시지를 단절 단말에게 전송할 수 있다(S920). 이에 따라, 단절 단말은 릴레이 단말에서 수신한 링크 설정 응답 메시지에 포함된 노드 어드레스를 브랜치 노드 어드레스로 설정할 수 있고, 링크 설정 완료 메시지를 릴레이 단말에 전송할 수 있다(S930). 이와 같은 과정을 통하여 단절 단말의 RRC 엔티티는 사이드 링크 또는 릴레이 링크의 설정이 완료되면 Uu 액세스 링크에서 릴레이 링크로의 링크 전환을 수행할 수 있다.

도 10은 단절 단말의 Uu 액세스 링크에서 릴레이 링크로 링크 전환 방법의 제1 실시예를 나타내는 순서도이다.

도 10을 참조하면, 단절 단말의 Uu 액세스 링크에서 릴레이 링크로 링크 전환 방법에서 단절 단말의 RRC 엔티티는 릴레이 링크의 설정이 완료되면 링크 전환 요청 메시지를 구성하여 RAP 엔티티로 전송할 수 있다(S1010). 이와 같이 단절 단말의 RRC 엔티티가 링크 전환 요청 메시지를 구성하여 릴레이 단말로 전송하는 과정은 도 11을 참조하여 상세히 살펴보면 다음과 같을 수 있다.

도 11은 단절 단말의 RRC 엔티티의 동작 방법의 제1 실시예를 나타내는 흐름도이다.

도 11을 참조하면, 단절 단말의 RRC 엔티티의 동작 방법에서 단절 단말의 RRC 엔티티는 릴레이 링크의 설정이 완료되면 릴레이 RNTI, 루트 노드 어드레스, RAP 엔티티 ID 등을 기반으로 무결성 보호(integrity protection) 처리를 수행하여 MAC-I(message authentication code for integrity)를 생성할 수 있다(S1011). 그리고, RRC 엔티티는 릴레이 RNTI, 루트 노드 어드레스, RAP 엔티티 ID, SRB1(signaling radio bearer) UL(uplink) 카운트(COUNT) 및 MAC-I 정보가 포함된 링크 전환 요청 메시지를 구성할 수 있다(S1012). 이후에, 단절 단말의 RRC 엔티티는 구성된 링크 전환 요청 메시지를 단절 단말의 RAP 엔티티로 전송할 수 있다(S1013). 그리고, 단절 단말의 RRC 엔티티는 링크 전환용 타이머(일예로 Timer Txx)를 구동할 수 있다(S1014).

다시, 도 10을 참조하면, 단절 단말의 RAP 엔티티는 RRC 엔티티로부터 링크 전환 요청 메시지를 수신하면 링크 전환 요청 메시지의 릴레이 RNTI, 루트 노드 어드레스, RAP 엔티티 ID, SRB1 UL 카운트 및 MAC-I 정보를 이용하여 릴레이 정보 셋업 요청 제어 PDU를 형성하여 릴레이 정보 셋업 요청 메시지를 구성할 수 있다. 그리고, 단절 단말의 RAP 엔티티는 릴레이 단말의 RAP 엔티티로 릴레이 정보 셋업 요청 메시지를 전송할 수 있다(S1020-1). 그러면, 릴레이 단말의 RAP 엔티티는 릴레이 정보 셋업 요청 메시지에 포함된 릴레이 정보 셋업 요청 제어 PDU에 있는 라우팅 정보를 라우팅 테이블에 등록할 수 있다. 그리고, 릴레이 단말의 RAP 엔티티는 수신한 릴레이 정보 셋업 요청 메시지를 기지국의 릴레이 단말 RAP 엔티티로 전달할 수 있다(S1020-2). 한편, 릴레이 단말의 RAP 엔티티로부터 릴레이 정보 셋업 요청 메시지를 수신한 기지국의 릴레이 단말 RAP 엔티티는 릴레이 정보 셋업 요청 메시지에 포함된 릴레이 정보 셋업 요청 제어 PDU에 있는 라우팅 정보를 라우팅 테이블에 등록할 수 있다. 기지국의 릴레이 단말 RAP 엔티티는 기지국의 단절 단말 RAP 엔티티로 수신한 릴레이 정보 셋업 요청 메시지를 전달할 수 있다(S1020-3). 이에 따라, 기지국의 단절 단말 RAP 엔티티는 수신한 릴레이 정보 셋업 요청 메시지에 포함되어 있는 릴레이 RNTI, 루트 노드 어드레스, RAP 엔티티 ID, SRB1 UL 카운트 및 MAC-I 정보를 이용하여 링크 전환 요청 메시지를 구성하여 기지국의 RRC 엔티티로 전달할 수 있다(S1030). 그러면, 기지국의 RRC 엔티티는 링크 전환 요청 메시지에 대한 무결성 보호(Integrity protection)를 수행하여 메시지 무결성 검사에 성공한 경우에 링크 전환 요청 메시지의 링크 전환 요청에 따른 링크 전환을 수행할 수 있다(S1040). 그리고, RRC 엔티티는 링크 전환에 따른 링크 전환 메시지를 생성하여 기지국의 단절 단말 RAP 엔티티로 전송할 수 있다(S1050).

도 12는 기지국의 RCC 엔티티의 링크 전환 방법의 제1 실시예를 나타내는 흐름도이다.

도 12를 참조하면, 기지국의 RRC 엔티티의 링크 전환 방법에서 기지국의 RRC 엔티티는 링크 전환 요청 메시지를 수신하면 수신된 링크 전환 요청 메시지에 포함된 릴레이 RNTI를 기반으로 단절 단말을 식별할 수 있다(S1041). 그리고, 기지국의 RRC 엔티티는 링크 전환 요청 메시지에 포함된 릴레이 RNTI, 루트 노드 어드레스, RAP 엔티티 ID, SRB1 UL 카운트를 기반으로 MAC-I를 생성할 수 있다(S1042). 이후에, 기지국의 RRC 엔티티는 생성된 MAC-I를 기반으로 무결성 검사를 수행하여 단말의 유효성을 인증할 수 있다(S1043). 이에 따라, 기지국의 RRC 엔티티는 무결성 검사가 성공하였는지를 판단하여(S1044), 무결성 검사가 실패하였으면 종료할 수 있고, 무결성 검사가 성공하였으면 릴레이 RNTI, 루트 노드 어드레스, RAP 엔티티 ID 기반으로 무결성 보호 과정을 통해서 MAC-I를 생성할 수 있다(S1045).

그리고, 기지국의 RRC 엔티티는 생성된 MAC-I, 릴레이 RNTI, 루트 노드 어드레스, RAP 엔티티 ID, SRB1 DL(downlink) 카운트를 포함된 링크 전환 메시지를 생성하여 기지국의 단절 단말 RAP 엔티티로 전달할 수 있다(S1046). 이때, 기지국의 RRC 엔티티는 기지국의 PDCP 엔티티에 상향링크 경로(uplink path)를 Uu 액세스 링크에서 릴레이 링크로 전환하도록 지시할 수 있다(S1047). 이러한 기지국의 RRC 엔티티의 요청에 따라 PDCP 엔티티는 상향링크 경로를 Uu 액세스 링크에서 릴레이 링크로 전환한 후에 링크 전환 완료 메시지를 생성하여 기지국의 RRC 엔티티로 전송할 수 있다. 이에 따라, 기지국의 RRC 엔티티는 기지국의 PDCP 엔티티에서 링크 전환 완료 메시지를 수신할 수 있다(S1048). 이처럼 기지국의 RRC 엔티티는 기지국의 PDCP 엔티티에서 링크 전환 완료 메시지를 수신하면 기지국의 PDCP 엔티티로 하향링크 경로(downlink path)를 Uu 액세스 링크에서 릴레이 링크로 전환하도록 지시할 수 있다(S1049). 이에 따라, 기지국의 PDCP 엔티티는 하향링크 경로를 Uu 액세스 링크에서 릴레이 링크로 전환할 수 있다.

다시, 도 10을 참조하면, 기지국의 단절 단말 RAP 엔티티는 기지국의 RRC 엔티티로부터 링크 전환 메시지를 수신하면, 링크 전환 메시지에 포함된 MAC-I, 릴레이 RNTI, 루트 노드 어드레스, RAP 엔티티 ID, SRB1 DL 카운트를 포함하도록 릴레이 정보 셋업 제어 PDU를 형성하여 이를 포함하는 릴레이 정보 셋업 메시지를 생성하여 기지국의 릴레이 단말 RAP 엔티티로 전송할 수 있다(S1060-1). 이에 따라, 기지국의 릴레이 단말 RAP 엔티티는 기지국의 단절 단말 RAP 엔티티로부터 수신한 릴레이 정보 셋업 메시지를 릴레이 단말의 RAP 엔티티로 전송할 수 있다(S1060-2).

이에 따라, 이를 수신한 릴레이 단말의 RAP 엔티티는 릴레이 정보 셋업 제어 PDU에 포함된 라우팅 정보가 저장된 라우팅 테이블의 엔트리를 활성화시킬 수 있다. 그리고, 릴레이 단말의 RAP 엔티티는 릴레이 정보 셋업 제어 PDU를 포함하는 릴레이 정보 셋업 메시지를 전송할 수 있다(S1060-3). 이에 따라, 단절 단말의 RAP 엔티티는 릴레이 단말의 RAP 엔티티로부터 릴레이 정보 셋업 메시지를 수신할 수 있으며, 수신된 릴레이 정보 셋업 메시지에 포함된 MAC-I, 릴레이 RNTI, 루트 노드 어드레스, RAP 엔티티 ID, SRB1 DL 카운트를 포함하도록 링크 전환 메시지를 생성하여 단절 단말의 RRC 엔티티로 전송할 수 있다(S1070). 이처럼 단절 단말의 RRC 엔티티는 링크 전환 메시지를 수신하면 무결성 보호를 수행하여 무결성 검사에 성공한 경우에 상량링크 데이터를 릴레이 링크를 통해서 전송함으로 링크 전환을 수행할 수 있다(S1080).

도 13은 단절 단말의 RRC 엔티티의 링크 전환 방법의 제1 실시예를 나타내는 흐름도이다.

도 13을 참조하면, 단절 단말의 RRC 엔티티의 링크 전환 방법에서 단절 단말의 RRC 엔티티는 구동중인 링크 전환용 타이머를 참조하여 설정된 대기 시간 안에 링크 전환 메시지가 수신되었는지를 판단할 수 있다(S1071). 판단 결과, 단절 단말의 RRC 엔티티는 설정된 대기 시간 안에 링크 전환 메시지가 수신되었으면 링크 전환용 타이머를 정지시킬 수 있다(S1072). 그리고, 단절 단말의 RRC 엔티티는 링크 전환 메시지의 릴레이 RNTI, 루트 노드 어드레스, RAP 엔티티 ID, SRB1 DL 카운트 기반으로 MAC-I를 생성할 수 있다(S1073). 그리고, 단절 단말의 RRC 엔티티는 생성된 MAC-I와 수신된 링크 전환 메시지에 포함된 MAC-I를 비교하여 무결성 검사를 수행할 수 있다(S1074).

단절 단말의 RRC 엔티티는 무결성 검사의 성공 여부를 판단하여(S1075), 무결성 검사에 실패하였으면 종료할 수 있고, 무결성 검사에 성공하였으면, 단절 단말의 PDCP 엔티티로 Uu 액세스 링크에서 릴레이 링크로 경로를 전환하도록 지시할 수 있다(S1076). 그러면, 단절 단말의 PDCP 엔티티는 Uu 액세스 링크에서 릴레이 링크로 경로를 전환할 수 있다. 한편, 단절 단말의 RRC 엔티티는 구동중인 링크 전환용 타이머를 참조하여 설정된 대기 시간 안에 링크 전환 메시지가 수신되었는지의 판단 결과, 설정된 대기 시간 안에 링크 전환 메시지가 수신되지 않았으면 설정된 릴레이 링크를 해제할 수 있고(S1077), 새로운 릴레이 링크의 설정 과정을 수행할 수 있다(S1078).

다시, 도 10을 참조하면, 단절 단말의 RRC 엔티티는 단절 단말의 PDCP 엔티티로 경로 전환을 지시한 후에 링크 전환 완료 메시지를 생성하여 단절 단말의 PDCP 엔티티, 단절 단말의 RRC 엔티티, 릴레이 단말의 RAP 엔티티, 기지국의 릴레이 단말 RAP 엔티티, 기지국의 단절 단말 RAP 엔티티, 기지국의 PDCP 엔티티를 경유하여 기지국의 RRC 엔티티에 전달할 수 있다(S1090).

한편, 단절 단말은 사이드 링크 또는 릴레이 링크의 설정이 완료되면 링크 전환 과정을 수행하면서 라우팅 정보를 설정하기 위한 절차를 수행할 수 있다.

도 14는 단절 단말에서 수행되는 라우팅 정보를 설정하는 방법의 제1 실시예를 나타내는 흐름도이다.

도 14를 참조하면, 단절 단말에서 수행되는 라우팅 정보를 설정하는 방법에서 단절 단말의 RRC 엔티티는 SRC(source) 레이어(layer) 2-ID, DST (destination) 레이어 2-ID 등의 릴레이 링크의 설정 정보와 루트 노드 어드레스, 브랜치 노드 어드레스, RAP 엔티티 ID 등을 포함하는 릴레이 라우팅 정보를 단절 단말의 RAP 엔티티에 전달할 수 있다(S1410). 그러면, 단절 단말의 RAP 엔티티는 단절 단말의 RRC 엔티티로부터 루트 노드 어드레스, 브랜치 노드 어드레스, RAP 엔티티 ID 등을 수신하여 라우팅 테이블에 등록할 수 있다(S1420). 이후에, 단절 단말의 RRC 엔티티는 링크 전환 요청 메시지를 생성하여 단절 단말의 RAP 엔티티에 전송할 수 있다(S1430). 그러면, 단절 단말의 RAP 엔티티는 링크 전환 요청 메시지를 포함하는 릴레이 정보 셋업 제어 PDU를 구성하여(S1440) 릴레이 정보 셋업 요청 메시지로 릴레이 단말로 전송할 수 있다(S1450). 여기서, 릴레이 정보 셋업 요청 제어 PDU는 릴레이 링크 라우팅 정보로써 루트 노드 어드레스, 브랜치 노드 어드레스, RAP 엔티티 ID 등을 포함할 수 있다. 이후에, 단절 단말의 RAP 엔티티는 릴레이 단말에서 링크 전환 메시지를 포함하는 릴레이 정보 셋업 제어 PDU를 릴레이 정보 셋업 메시지를 통하여 수신하면(S1460) 등록된 릴레이 링크 라우팅 정보를 활성화할 수 있다(S1470). 그리고, 단절 단말의 RAP 엔티티는 릴레이 정보 셋업 메시지에 포함된 링크 전환 메시지를 단절 단말의 RRC 엔티티에 전달할 수 있다(S1480). 이에 따라, 단절 단말의 RRC 엔티티는 링크 전환을 수행할 수 있다.

도 15는 릴레이 단말의 RAP 엔티티의 라우팅 정보 설정 방법의 제1 실시예를 나타내는 흐름도이다.

도 15를 참조하면, 릴레이 단말의 RAP 엔티티의 라우팅 정보 설정 방법에서 릴레이 단말의 RRC 엔티티는 릴레이 링크 설정이 완료되면 릴레이 링크의 SRC 레이어 2-ID 및 DST 레이어 2-ID 정보를 릴레이 단말의 RAP 엔티티에 전송할 수 있다. 그러면, 릴레이 단말의 RAP 엔티티는 릴레이 단말의 RRC 엔티티로부터 릴레이 링크의 SRC 레이어 2-ID 및 DST 레이어 2-ID 정보를 수신하여 저장할 수 있다(S1501). 그리고, 릴레이 단말의 RAP 엔티티는 저장된 SRC 레이어 2-ID 및 DST 레이어 2-ID를 이용하여 루트 노드 어드레스, 브랜치 노드 어드레스, RAP 엔티티 ID 등을 포함하는 릴레이 정보 셋업 요청 제어 PDU를 릴레이 정보 셋업 요청 메시지를 통하여 단절 단말의 RAP 엔티티로부터 수신하면(S1502) 루트 노드 어드레스, 브랜치 노드 어드레스, RAP 엔티티 ID 및 SRC 레이어 2-ID, DST 레이어 2-ID 등의 라우팅 정보를 기반으로 라우팅 테이블 엔트리를 설정할 수 있다(S1503). 그리고, 릴레이 단말의 RAP 엔티티는 설정된 라우팅 테이블 엔트리를 비활성 상태로 유지하면서(S1504) 릴레이 정보 셋업 타이머(일예로 Timer T_s)를 구동할 수 있다(S1505). 그리고 릴레이 단말의 RAP 엔티티는 릴레이 정보 셋업 요청 제어 PDU를 기지국으로 릴레이 정보 셋업 요청 메시지를 통하여 포워딩할 수 있다(S1506).

이후에, 릴레이 단말의 RAP 엔티티는 릴레이 정보 셋업 타이머를 참조하여 설정된 릴레이 셋업 시간 안에 기지국으로부터 릴레이 정보 셋업 제어 PDU를 릴레이 정보 셋업 메시지를 통하여 수신하였는지를 판단할 수 있다(S1507). 판단 결과, 릴레이 단말의 RAP 엔티티는 설정된 릴레이 셋업 시간 안에 기지국으로부터 릴레이 정보 셋업 제어 PDU를 수신하였으면, 릴레이 정보 셋업 제어 PDU에 포함된 루트 노드 어드레스, 브랜치 노드 어드레스, RAP 엔티티 ID를 기반으로 라우팅 테이블 엔트리를 검색할 수 있다(S1508). 릴레이 단말의 RAP 엔티티는 라우팅 테이블 엔트리가 검색되면 검색된 라우팅 테이블 엔트리를 활성화 상태로 전환할 수 있고(S1510), 릴레이 정보 셋업 타이머를 중지할 수 있다(S1511). 그리고, 릴레이 단말의 RAP 엔티티는 수신된 릴레이 정보 셋업 제어 PDU를 릴레이 정보 셋업 메시지를 통하여 단절 단말로 전송할 수 있다(S1512). 만약 릴레이 단말의 RAP 엔티티는 라우팅 테이블에서 라우팅 테이블 엔트리가 검색되지 않으면 수신된 릴레이 정보 셋업 제어 PDU를 삭제할 수 있다(S1513). 한편, 릴레이 단말의 RAP 엔티티는 릴레이 정보 셋업 타이머를 참조하여 설정된 릴레이 셋업 시간 이내에 릴레이 정보 셋업 제어 PDU가 수신되지 않으면 연관된 라우팅 테이블 엔트리를 삭제할 수 있다(S1514).

도 16은 릴레이 단말의 데이터 릴레이 방법의 제1 실시예를 나타내는 흐름도이다.

도 16을 참조하면, 릴레이 단말의 데이터 릴레이 방법에서 릴레이 단말의 RAP 엔티티는 라우팅 테이블 엔트리를 활성화할 수 있고(S1601), 데이터 수신 타이머(일예로 T_a)를 구동할 수 있다(S1602). 릴레이 단말의 RAP 엔티티는 데이터 수신 타이머를 참조하여 설정된 데이터 수신 시간 안에 데이터가 수신되었는지를 판단할 수 있다(S1603). 릴레이 단말의 RAP 엔티티는 설정된 데이터 수신 시간 안에 데이터가 수신되었으면 수신된 데이터에 포함된 루트 노드 어드레스, 브랜치 노드 어드레스, RAP 엔티티 ID를 기반으로 라우팅 테이블 엔트리를 검색할 수 있다(S1604). 릴레이 단말의 RAP 엔티티는 일치하는 라우팅 테이블 엔트리가 검색되었는지를 판단하여(S1605), 일치하는 라우팅 테이블 엔트리가 검색되었으면 검색된 라우팅 테이블 엔트리에 기반으로 데이터를 해당 기지국으로 전송할 수 있다(S1606). 그리고 릴레이 단말의 RAP 엔티티는 데이터 수신 타이머를 재시작할 수 있다(S1607). 만약 릴레이 단말의 RAP 엔티티는 라우팅 테이블에서 라우팅 테이블 엔트리가 검색되지 않으면 수신된 데이터를 삭제할 수 있다(S1608). 한편, 릴레이 단말의 RAP 엔티티는 데이터 수신 타이머를 참조하여 설정된 데이터 수신 시간 안에 데이터가 수신되지 않으면 데이터 수신 타이머와 연관된 라우팅 테이블 엔트리를 삭제할 수 있다(S1609). 그리고, 릴레이 단말의 RAP 엔티티는 릴레이 링크와 연관된 라우팅 테이블 엔트리가 존재하지 않으면 릴레이 링크와 연관된 라우팅 정보를 해제할 수 있고(S1610), 이와 같은 해제를 릴레이 단말 RRC 엔티티에 통보할 수 있다(S1611).

도 17은 단말 릴레이 시스템의 제3 실시예를 도시한 개념도이다.

도 17을 참조하면, 단말 릴레이 시스템은 제1 기지국(1711), 제2 기지국(1712), 제1 단말(1721) 및 제2 단말(1722)을 포함할 수 있다. 제1 단말(1721)과 제2 단말(1722)은 제1 기지국(1711)의 통신 서비스 영역에 위치할 수 있다. 이처럼 제1 단말(1721)이 제1 기지국(1711)의 통신 서비스 영역에 위치하기 때문에 제1 단말(1721)은 제1 기지국(1711)에 직접 접속하여 데이터를 송수신할 수 있다. 또한, 제2 단말(1722)이 제1 기지국(1712)의 통신 서비스 영역에 위치하기 때문에 제2 단말(1722)은 제1 기지국(1712)에 직접 접속하여 데이터를 송수신할 수 있다. 이와 같은 상태에서 제1 단말(1721)은 장애물 등에 의해 데이터를 제1 기지국(1711)에 송수신할 수 없는 통신 단절 상태가 될 수 있다. 이때, 제1 단말(1721)은 제2 단말(1722)을 경유하여 제1 기지국(1711)에 접속하여 데이터를 송수신할 수 있다. 이때, 제2 단말(1722)은 제1 기지국(1711)과 제1 단말(1721)의 통신을 릴레이 할 수 있다.

한편, 이와 같은 상황에서 제2 단말(1722)이 핸드오버 등에 의해 제2 기지국(1721)의 통신 서비스 영역으로 이동할 수 있다. 이때, 제2 단말(1722)이 제2 기지국(1712)의 통신 서비스 영역에 위치하게 되어 제2 단말(1722)은 제2 기지국(1712)에 접속하여 데이터를 송수신할 수 있다. 이와 같은 상태에서 제1 단말(1721)은 제2 단말(1722)을 통하여 제2 기지국(1712)을 경유하여 제1 기지국(1711)에 데이터를 송수신할 수 있다. 이때, 제2 단말(1722)은 제2 기지국(1712)과 제1 단말(1721)의 통신을 릴레이 할 수 있다. 그리고, 제2 기지국(1712)은 제1 기지국(1711)과 제2 단말(1722)의 통신을 릴레이 할 수 있다.

이와 같이 제2 단말(1712)이 핸드오버 등에 의해서 제1 기지국(1711)의 통신 서비스 영역에서 제2 기지국(1712)의 통신 서비스 영역으로 이동하게 되면 브랜치 노드 어드레스의 변경이 요구될 수 있다. 이와 같은 경우에 제2 단말(1722)은 릴레이 정보 변경 지시 메시지(relay information change indication)를 제 1 단말(1721)에게 전송하여 브랜치 노드 어드레스가 변경되었음을 제1 단말(1721)에게 알려줄 수 있다. 여기서 릴레이 정보 변경 지시 메시지는 변경된 새로운 브랜치 노드 어드레스를 포함할 수 있다.

도 18은 릴레이 단말의 브랜치 노드 어드레스의 변경 방법의 제1 실시예를 나타내는 흐름도이다.

도 18을 참조하면, 릴레이 단말의 브랜치 노드 어드레스의 변경 방법에서 릴레이 단말의 RAP 엔티티는 셀간 이동에 따른 브랜치 노드 어드레스의 변경 유무를 확인할 수 있다(S1801). 릴레이 단말의 RAP 엔티티는 브랜치 노드 어드레스의 변경 유무를 확인한 결과, 브랜치 노드 어드레스가 변경된 경우에 기존의 라우팅 테이블 엔트리의 루트 노드 어드레스와 RAP 엔티티 ID에 새로운 브랜치 노드 어드레스를 반영하여 새로운 라우팅 테이블 엔트리를 설정할 수 있다(S1802). 그리고, 릴레이 단말의 RAP 엔티티는 새로운 라우팅 테이블 엔트리와 연관된 라우팅 정보 갱신 타이머(일예로 Timer T_a)를 구동할 수 있다(S1803).

이후에, 릴레이 단말의 RAP 엔티티는 릴레이 링크에 연결된 단절 단말들에게 브랜치 노드 어드레스의 변경을 알리기 위해 릴레이 정보 변경 지시 메시지를 생성하여 릴레이 링크로 전송할 수 있다(S1804). 그리고, 릴레이 단말의 RAP 엔티티는 라우팅 정보 갱신 타이머를 참조하여 설정된 라우팅 정보 갱신 시간이 되면 종전 라우팅 테이블 엔트리를 삭제할 수 있다(S1805).

도 19는 단절 단말의 브랜치 노드 어드레스의 변경 방법의 제1 실시예를 나타내는 흐름도이다.

도 19를 참조하면, 단절 단말의 브랜치 노드 어드레스의 변경 방법에서 단절 단말의 RAP 엔티티는 릴레이 단말로부터 릴레이 정보 변경 지시 메시지를 수신하면(S1901) 기존에 설정된 종전 라우팅 테이블 엔트리의 루트 노드 어드레스, RAP 엔티티 ID에 새로운 브랜치 노드 어드레스를 반영한 새로운 라우팅 테이블 엔트리를 생성하여 라우팅 테이블에 추가할 수 있다(S1902). 그리고 단절 단말의 RAP 엔티티는 라우팅 테이블에 추가된 라우팅 테이블 엔트리와 연관된 라우팅 정보 갱신 타이머(일예로 Timer T_a)를 구동할 수 있다(S1903). 그리고, 단절 단말의 RAP 엔티티는 새로운 브랜치 노드 어드레스를 이용하여 PDU를 전송할 수 있다(S1904). 그리고, 단절 단말의 RAP 엔티티는 라우팅 정보 갱신 타이머를 참조하여 설정된 라우팅 정보 갱신 시간이 되면 +종전 라우팅 테이블 엔트리를 삭제할 수 있다(S1905).

본 발명에 따른 방법들은 다양한 컴퓨터 수단을 통해 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 컴퓨터 판독가능 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 포함될 수 있다. 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 포함할 수 있다. 상술한 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 적어도 하나의 소프트웨어 모듈로 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.

또한, 상술한 방법 또는 장치는 그 구성이나 기능의 전부 또는 일부가 결합되어 구현되거나, 분리되어 구현될 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 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 (14)

1. 통신 시스템의 제1 단말의 동작 방법으로서,
   기지국과 Uu 액세스 링크를 설정하여, 상기 기지국으로부터 상기 제1 단말을 식별하기 위한 릴레이 RNTI(radio network temporary identifier), 상기 기지국의 노드 어드레스 및 상기 제1 단말을 위해 설정된 RAP(relay adaptation protocol) 엔티티를 식별하기 위한 RAP 엔티티 ID(identifier)를 포함하는 제1 메시지를 수신하는 단계;
   상기 기지국과 통신 단절 상태가 되면 제2 단말과 릴레이 링크를 설정하는 단계;
   상기 기지국에게 상기 제2 단말을 경유하여 상기 릴레이 RNTI, 상기 노드 어드레스 및 상기 RAP 엔티티 ID를 포함하는 제2 메시지를 전송하여 링크 전환을 요청하는 단계; 및
   상기 기지국으로부터 상기 제2 메시지에 대한 응답을 상기 제2 단말을 경유하여 수신하면 상기 Uu 액세스 링크에서 상기 릴레이 링크로 링크를 전환하는 단계를 포함하는, 제1 단말의 동작 방법.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 기지국에게 제2 메시지를 전송하여 링크 전환을 요청하는 단계는,
   상기 릴레이 RNTI, 상기 노드 어드레스 및 상기 RAP 엔티티 ID를 기반으로 무결성 보호(integrity protection) 처리를 수행하여 제1 MAC-I(message authentication code for integrity)를 생성하는 단계;
   상기 릴레이 RNTI, 상기 노드 어드레스, 상기 RAP 엔티티 ID 및 상기 제1 MAC-I 정보를 포함하는 상기 제2 메시지를 구성하는 단계; 및
   상기 제2 메시지를 상기 제2 단말을 경유하여 상기 기지국에 전송하여 링크 전환을 요청하는 단계를 포함하는, 제1 단말의 동작 방법.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 기지국으로부터 상기 제2 메시지에 대한 응답을 수신하여 링크를 전환하는 단계는,
   상기 기지국으로부터 상기 제2 단말을 경유하여 상기 릴레이 RNTI, 상기 노드 어드레스 및 제2 MAC-I를 포함하는 상기 제2 메시지에 대한 응답을 수신하는 단계;
   상기 릴레이 RNTI 및 상기 노드 어드레스를 기반으로 무결성 보호를 처리하여 제3 MAC-I를 생성하는 단계; 및
   상기 제3 MAC-I와 상기 제2 MAC-I가 일치하면, 상기 Uu 액세스 링크에서 상기 릴레이 링크로 링크를 전환하여 상량링크 데이터를 상기 릴레이 링크를 통해서 전송하는 단계를 포함하는, 제1 단말의 동작 방법.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 제2 단말과 릴레이 링크를 설정하는 단계 이후에,
   상기 노드 어드레스, 상기 RAP 엔티티 ID 및 상기 제2 단말로부터 릴레이 링크 설정 과정에서 수신한 제1 브랜치 노드 어드레스를 기반으로 라우팅 테이블 엔트리를 설정하는 단계; 및
   상기 기지국으로부터 상기 제2 메시지에 대한 응답을 수신하면 상기 라우팅 테이블 엔트리를 활성화하는 단계를 더 포함하는, 제1 단말의 동작 방법.
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 제2 단말로부터 제2 브랜치 노드 어드레스를 포함하여 상기 라우팅 테이블 엔트리의 갱신을 요청하는 제3 메시지를 수신하는 단계; 및
   상기 제2 브랜치 노드 어드레스를 반영하여 상기 라우팅 테이블 엔트리를 갱신하는 단계를 더 포함하는, 제1 단말의 동작 방법.
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 제2 메시지를 전송한 후에 타이머를 구동하는 단계; 및
   상기 타이머를 참조하여 설정된 대기 시간 안에 상기 제2 메시지에 대한 응답이 수신되지 않으면 상기 릴레이 링크를 해제하는 단계를 더 포함하는, 제1 단말의 동작 방법.
7. 통신 시스템의 제2 단말의 동작 방법으로서,
   제1 단말과 릴레이 링크를 설정하는 단계;
   상기 제1 단말로부터 상기 제1 단말이 접속한 제1 기지국의 노드 어드레스인 루트 노드 어드레스 및 상기 제1 기지국에 생성된 상기 제1 단말을 위한 RAP 엔티티를 식별하기 위한 RAP 엔티티 ID를 포함하여 링크 전환을 요청하는 제2 메시지를 수신하여 제2 기지국으로 전송하는 단계;
   상기 루트 노드 어드레스, 상기 RAP 엔티티 ID 및 제2 기지국의 노드 어드레스를 기반으로 라우팅 테이블 엔트리를 설정하는 단계;
   상기 제2 기지국으로부터 상기 제2 메시지에 대한 응답으로 상기 루트 노드 어드레스 및 상기 RAP 엔티티 ID를 포함하는 제3 메시지를 수신하여 상기 제1 단말로 전송하는 단계; 및
   상기 라우팅 테이블 엔트리를 활성화하는 단계를 포함하는, 제2 단말의 동작 방법.
8. 청구항 7에 있어서,
   상기 라우팅 테이블 엔트리를 설정하는 단계는,
   상기 제2 기지국으로부터 상기 제2 기지국의 노드 어드레스를 수신하는 단계;
   상기 제2 메시지에서 상기 루트 노드 어드레스 및 상기 RAP 엔티티 ID를 검출하는 단계; 및
   상기 루트 노드 어드레스, 상기 RAP 엔티티 ID 및 상기 제2 기지국의 노드 어드레스를 기반으로 상기 라우팅 테이블 엔트리를 설정하는 단계를 포함하는, 제2 단말의 동작 방법.
9. 청구항 7에 있어서,
   상기 라우팅 테이블 엔트리를 활성화하는 단계는,
   상기 제3 메시지의 상기 루트 노드 어드레스 및 상기 RAP 엔티티 ID를 기반으로 라우팅 테이블을 검색하는 단계; 및
   상기 라우팅 테이블에서 상기 루트 노드 어드레스 및 상기 RAP 엔티티 ID와 연관된 상기 라우팅 테이블 엔트리가 검색되면 검색된 상기 라우팅 테이블 엔트리를 활성화하는 단계를 포함하는, 제2 단말의 동작 방법.
10. 청구항 7에 있어서,
    상기 제1 단말로부터 상기 루트 노드 어드레스와 상기 RAP 엔티티 ID를 포함하는 제4 메시지를 수신하는 단계;
    상기 제4 메시지의 상기 루트 노드 어드레스와 상기 RAP 엔티티 ID에 기반하여 라우팅 테이블을 검색하는 단계; 및
    상기 라우팅 테이블에서 상기 루트 노드 어드레스와 상기 RAP 엔티티 ID와 연관된 상기 라우팅 테이블 엔트리가 검색되면, 검색된 상기 라우팅 테이블 엔트리를 기반하여 제4 메시지를 전송하는 단계를 더 포함하는, 제2 단말의 동작 방법.
11. 청구항 7에 있어서,
    셀간 이동으로 제3 기지국에 접속하여 노드 어드레스를 수신하는 단계; 및
    상기 제3 기지국으로부터 수신한 상기 제3 기지국의 노드 어드레스를 반영하여 상기 라우팅 테이블 엔트리를 갱신하는 단계를 더 포함하는, 제2 단말의 동작 방법.
12. 통신 시스템의 기지국의 동작 방법으로서,
    제1 단말이 접속하여 Uu 액세스 링크를 설정하면 상기 제1 단말을 식별하기 위한 릴레이 RNTI, 노드 어드레스 및 상기 제1 단말을 위하여 생성한 RAP 엔티티를 식별하기 위한 RAP 엔티티 ID를 포함하는 제1 메시지를 상기 제1 단말로 전송하는 단계;
    상기 제1 단말로부터 제2 단말을 경유하여 상기 릴레이 RNTI, 상기 노드 어드레스 및 상기 RAP 엔티티 ID를 포함하여 링크 전환을 요청하는 제2 메시지를 수신하는 단계;
    상기 제2 메시지의 링크 전환 요청에 따라 상기 릴레이 RNTI와 상기 RAP 엔티티 ID를 이용하여 상기 제1 단말과 연결된 상기 Uu 액세스 링크를 확인하여 상기 제2 단말을 경유하는 릴레이 링크로 전환하는 단계; 및
    상기 릴레이 RNTI, 상기 노드 어드레스 및 상기 RAP 엔티티 ID를 포함하여 링크 전환 완료를 알려주는 제3 메시지를 상기 제2 단말을 경유하여 상기 제1 단말로 전송하는 단계를 포함하는, 기지국의 동작 방법.
13. 청구항 12에 있어서,
    상기 Uu 액세스 링크를 상기 제2 단말을 경유하는 릴레이 링크로 전환하는 단계는,
    상기 제2 메시지의 상기 릴레이 RNTI를 기반으로 상기 제1 단말을 식별하는 단계;
    상기 RAP 엔티티 ID를 이용하여 상기 제1 단말에 해당하는 상기 Uu 액세스 링크를 확인하는 단계; 및
    상기 확인된 Uu 액세스 링크를 상기 제2 단말을 경유하는 릴레이 링크로 전환하는 단계를 포함하는, 기지국의 동작 방법.
14. 청구항 12에 있어서,
    상기 제1 메시지를 수신하면 상기 노드 어드레스 및 상기 RAP 엔티티 ID를 기반으로 라우팅 테이블 엔트리를 설정하는 단계;
    상기 제2 메시지의 무결성 검사를 수행하는 단계; 및
    상기 무결성 검사가 성공하면, 상기 라우팅 테이블 엔트리를 활성화하는 단계를 더 포함하는, 기지국의 동작 방법.

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