WO2011025272A2 - 광대역 무선 접속 시스템에서 효율적인 릴레이 매체접속제어 프로토콜 데이터 유닛 구조 및 이를 이용한 데이터 전송 방법 - Google Patents

광대역 무선 접속 시스템에서 효율적인 릴레이 매체접속제어 프로토콜 데이터 유닛 구조 및 이를 이용한 데이터 전송 방법 Download PDF

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WO2011025272A2
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unit data
relay
station
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이은종
육영수
김용호
류기선
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엘지전자 주식회사
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W92/00—Interfaces specially adapted for wireless communication networks
    • H04W92/16—Interfaces between hierarchically similar devices
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W84/00—Network topologies
    • H04W84/02—Hierarchically pre-organised networks, e.g. paging networks, cellular networks, WLAN [Wireless Local Area Network] or WLL [Wireless Local Loop]
    • H04W84/04—Large scale networks; Deep hierarchical networks
    • H04W84/042—Public Land Mobile systems, e.g. cellular systems
    • H04W84/047—Public Land Mobile systems, e.g. cellular systems using dedicated repeater stations

Definitions

  • the present invention relates to a broadband wireless access system including a relay station, and more particularly, to a structure of a relay MAC PDU that can be used for data transmission between a base station and a relay station, a data transmission technique using the same, and It relates to a device for performing that.
  • RS Relay station
  • IEEE 802.16 introduced IEEE 802.16-2004, a standard for fixed subscriber stations, and IEEE 802.16e-2005, a standard for providing subscriber mobility. Since publication, a standardization project under the new theme of multi-hop relay is underway.
  • Task Group j (IEEE 802.16j) within IEEE 802.16, had its first official meeting in May 2006, and in the second meeting in July 2006, the Usage Model, the related terminology. (Terminology) and technical requirements have begun in earnest.
  • IEEE 802.16 working group j will be abbreviated as "802.16j”.
  • the concept of the relay station to be described below may be used in substantially the same concept for the relay station considered in the 3GPP LTE-A system.
  • a relay station performing the same or similar function in other various radio access systems may be used in a similar concept to the relay station described in the present invention.
  • the 802.16j PAR (Project Authorization Request) is a standardization work that has two purposes: Coverage Extension and Throughput Enhancement.
  • Relay stations can be divided into two types. Transparent and non-transparent relay stations exist. In the transparent relay station, all operations and functions exist in the relay station, so that the relay station manages the terminal, while the opaque relay station transmits all operations and functions through the macro base station. It plays a role of relaying between the macro base station and the terminal.
  • the transparent relay station and the opaque relay station are treated as one macro base station without distinction, and there is no change in operation, but the terminal may have a function of distinguishing the relay station from the macro base station.
  • the network including the relay station may include a base station (BS), a relay station (RS) and a mobile station (MS).
  • the terminal may receive a radio signal through the relay station even outside the cell area of the base station.
  • a high quality path having a high level of Adaptive Modulation and Coding (AMC) can be set through the RS for the UE within the cell area of the base station. Therefore, the user can obtain the effect of increasing the capacity of the entire system with the same radio resource.
  • AMC Adaptive Modulation and Coding
  • the standard specification to be created by the 802.16j project has certain requirements.
  • a mobile terminal implemented based on the existing 802.16-2004 and 802.16e-2005 standards should be able to communicate with a relay station without adding any function. Therefore, the scope of application of the relay station may be limited to the existing system in the form of adding some functions for controlling the relay station to the relay station itself and the existing base station. Specifications for relay stations are expected to be a key issue for future standardization.
  • the relay station can be thought of as a kind of subscriber station that performs the operations of the physical layer and the media access control layer.
  • the relay station is mainly controlled by the base station, but if necessary, the relay station may have a predetermined control function.
  • the utilization models currently under consideration include not only fixed relay stations but also various types of relay stations, including mobile relay stations for temporary services to specific areas and relay stations that can be mounted on cars or subways.
  • the frame structure used by the relay station may be composed of a downlink and uplink frame structure.
  • the downlink frame structure includes a downlink access zone (DL access zone) and a downlink relay zone (DL relay zone)
  • the uplink frame structure includes an uplink access zone (UL access zone) and an uplink relay zone (UL Relay Zone).
  • the downlink access area indicates a section in which the ARS transmits a data packet to the terminal AMS or another lower relay station.
  • the uplink access area represents a section in which a terminal (AMS) or a lower relay station transmits a data packet to a corresponding relay station (ARS).
  • the relay station (ARS) may receive data packets from the base station (ABS), and in the uplink relay region, the relay station (ARS) may transmit data packets to the base station (ABS).
  • the data packet may have a form of a medium access control protocol data unit (MAC PDU).
  • the MAC PDU is accompanied by a MAC header.
  • FIG. 1 illustrates a protocol layer model defined in a wireless mobile communication system based on an IEEE 802.16 system.
  • the MAC layer belonging to the link layer may be composed of three sublayers.
  • the Service-Specific Convergence Sublayer (Service-Specific CS) is a MAC Common Part Sublayer (CPS) that receives data from an external network received through a CS Service Access Point (SAP). It may be transformed or mapped into MAC Service Data Units (SDUs).
  • This layer may include a function of classifying SDUs of an external network and then associating a corresponding MAC Service Flow IDentifier (SFID) with a Connection IDentifier (CID).
  • SFID MAC Service Flow IDentifier
  • CID Connection IDentifier
  • MAC CPS is a layer that provides the core functions of MAC such as system access, bandwidth allocation, connection establishment and management, and receives data classified by specific MAC connection from various CSs through MAC SAP.
  • quality of service QoS may be applied to data transmission and scheduling through the physical layer.
  • the security sublayer may provide authentication, security key exchange, and encryption functions.
  • the MAC layer is a connection-oriented service and is implemented in the concept of transport connection.
  • a service flow may be defined by negotiation between the terminal and the system. If the service request changes, a new connection can be established.
  • the transport connection defines the mapping between peer convergence processes using the MAC and service flow, and the service flow defines the QoS parameters of the MAC PDUs exchanged in that connection.
  • Service flow on the transport connection plays a key role in the operation of the MAC protocol, and provides a mechanism for QoS management of uplink and downlink.
  • service flows may be combined with a bandwidth allocation process.
  • a terminal may have a universal MAC address of 48 bits in length per air interface. This address uniquely defines the air interface of the terminal and may be used to establish the connection of the terminal during the initial ranging process. Since the base station verifies the terminals with different identifiers (IDs) of the terminals, the universal MAC address may also be used as part of the authentication process.
  • IDs identifiers
  • Each connection may be identified by a connection identifier (CID) of 16 bits in length.
  • CID connection identifier
  • two pairs of management connections uplink and downlink
  • three pairs may be selectively used including the management connection.
  • CID has been replaced by a station identifier (STID) and a flow identifier (FID) for identifying a flow.
  • the station identifier means a 12-bit identifier assigned by the base station to a terminal performing network (re) entry
  • the flow identifier is a 4-bit identifier for identifying a connection (such as a management connection or a transmission connection) for a specific terminal Means.
  • An ARS STID may be assigned to an advanced relay station (ARS) of the IEEE 802.16m system.
  • a transmitting end and a receiving end may exchange data or control messages through a MAC PDU.
  • the base station or the terminal may include a MAC header in the MAC PDU.
  • the MAC PDU may include a MAC header, an extended header, and a payload.
  • the MAC header is always included in the MAC PDU, and the payload may be selectively included as necessary.
  • the extended header is not included in the corresponding MAC PDU without the payload.
  • GMH Generic MAC Header
  • AGMH Advanced Generic MAC Header
  • a flow ID field may indicate a flow connection ID of a general MAC header.
  • the Extended Header (EH) field indicates whether an extended header is included after the MAC header.
  • the Length field indicates the size of the payload accompanying the MAC PDU or MAC header.
  • extension header When data is transmitted using a 2-byte GMH as shown in FIG. 2, whether the extension header is accompanied through the EH field may be indicated, and additional header information may be included through the extension header.
  • the relay station exchanges data with other relay station, base station and / or terminal through relay MAC PDU and / or MAC PDU transmission.
  • the MAC PDU refers to a transmission unit including data transmitted to the relay station (ARS) from the standpoint
  • the relay MAC PDU refers to data that should be relayed to another entity (for example, received from the base station and relayed to the terminal). It may mean a transmission unit that includes.
  • a relay MAC PDU structure and a data transmission method through the relay station for relaying data exchanged between the base station and the plurality of terminals to perform more efficient data transmission with the base station are required.
  • the present invention has been made to solve the problems of the general technology as described above, and an object of the present invention is to provide a relay MAC PDU structure that the relay station and the base station / terminal can efficiently exchange data.
  • Another object of the present invention is to provide a method and apparatus therefor that can efficiently exchange data using the above-described efficient relay MAC PDU structure.
  • a method for transmitting data for a plurality of terminals (AMS) by a base station (ABS) to a relay station (ARS) in a broadband wireless access system Generating second transmission unit data using a plurality of first transmission unit data directed to a plurality of terminals and terminal identifier information indicating a terminal to which each of the plurality of first transmission unit data is to be transmitted; And transmitting the second transmission unit data to the relay station.
  • the second transmission unit data may include a header including a connection identifier between the base station and the relay station and an extension header including the terminal identifier information.
  • the first transmission unit data is a medium access control protocol data unit (MAC PDU)
  • the second transmission unit data is a relay MAC PDU.
  • MAC PDU medium access control protocol data unit
  • the terminal identifier information may include a number field indicating the number of the plurality of first transmission unit data included in the second transmission unit data and a station identifier (STID) field corresponding to the number indicated by the number field. It may include.
  • TID station identifier
  • the terminal identifier information may include as many field groups as the number of the plurality of first transmission unit data included in the second transmission unit data, wherein each field group includes a station identifier (STID) field and the station identifier. It may include a field indicating whether another station identifier field is included after the field.
  • TID station identifier
  • connection identifier is preferably set to a value indicating a tunnel connection (tunnel connection) formed between the base station and the relay station.
  • a relay station receives data for a plurality of terminals (AMS) from a base station (ABS) of the plurality of terminals.
  • the relaying method may further include generating a plurality of first transmission unit data destined for the plurality of terminals and second transmission unit data including terminal identifier information indicating a terminal to which each of the plurality of first transmission unit data is to be transmitted.
  • the terminal identifier information is preferably included in the form of an extended header in the second transmission unit data.
  • the first transmission unit data is a medium access control protocol data unit (MAC PDU)
  • the second transmission unit data is a relay MAC PDU.
  • MAC PDU medium access control protocol data unit
  • the terminal identifier information may include a number field indicating the number of the plurality of first transmission unit data included in the second transmission unit data and a station identifier (STID) corresponding to the number indicated by the number field. May contain fields.
  • the terminal identifier information may include as many field groups as the number of the plurality of first transmission unit data included in the second transmission unit data, wherein each field group includes a station identifier (STID) field and the station identifier. It may include a field indicating whether another station identifier field is included after the field.
  • TID station identifier
  • the second transmission unit data may include a connection identifier between the base station and the relay station, and the connection identifier may be set to a value indicating a tunnel connection formed between the base station and the relay station.
  • a relay station (ARS) apparatus for relaying data exchanged between a base station (ABS) and a plurality of terminals (AMS) in a broadband wireless access system
  • a processor ; And a radio communication (RF) module for transmitting and receiving a radio signal to and from the outside under the control of the processor.
  • the processor is configured to receive a plurality of first transmission unit data directed to the plurality of terminals and terminal identifier information indicating a terminal to which each of the plurality of first transmission unit data are to be transmitted, from the base station. And the plurality of first transmission unit data may be transmitted to a terminal indicated by the terminal identifier information.
  • the terminal identifier information is preferably included in the form of an extension header in the second transmission unit data.
  • the first transmission unit data is a medium access control protocol data unit (MAC PDU)
  • the second transmission unit data is a relay MAC PDU.
  • MAC PDU medium access control protocol data unit
  • the terminal identifier information may include a number field indicating the number of the plurality of first transmission unit data included in the second transmission unit data and a station identifier (STID) field corresponding to the number indicated by the number field. It may include.
  • TID station identifier
  • the terminal identifier information may include as many field groups as the number of the plurality of first transmission unit data included in the second transmission unit data, wherein each field group includes a station identifier (STID) field and the station identifier. It may include a field indicating whether another station identifier field is included after the field.
  • TID station identifier
  • the second transmission unit data may include a connection identifier between the base station and the relay station, and the connection identifier may be set to a value indicating a tunnel connection formed between the base station and the relay station.
  • the RS can efficiently classify MAC PDUs for different UEs transmitted from the base station into STID information of the relay MAC PDU according to the present invention.
  • the length of the MAC PDU for the plurality of terminals may be sufficiently represented through a length field that is further extended than the length field of the existing GMH.
  • the RS can efficiently distinguish between the MAC PDU transmitted to the relay MAC and the relay MAC PDU for the relay.
  • FIG. 1 illustrates a protocol layer model defined in a wireless mobile communication system based on an IEEE 802.16 system.
  • GMH Generic MAC Header
  • AGMH Advanced Generic MAC Header
  • FIG. 3 illustrates an example of a connection state of a terminal, a base station, and a relay station to which a tunnel mode may be applied.
  • FIG. 4 shows an example of a relay MAC PDU structure according to the present invention.
  • FIG 5 shows another example of a relay MAC PDU structure according to the present invention.
  • FIG. 6 shows another example of a relay MAC PDU structure according to the present invention.
  • FIG. 7 shows another example of a relay MAC PDU structure according to the present invention.
  • FIG. 8 shows another example of a relay MAC PDU structure according to the present invention.
  • FIG 9 shows another example of a relay MAC PDU structure according to the present invention.
  • FIG. 10 shows another example of a relay MAC PDU structure according to the present invention.
  • FIG. 11 shows another example of a relay MAC PDU structure according to the present invention.
  • FIG. 12 is a block diagram illustrating an example of a structure of a transmitting end and a receiving end according to an embodiment of the present invention.
  • the present invention relates to a wireless access system.
  • embodiments of the present invention disclose an efficient relay MAC PDU structure that can be used for data exchange for a plurality of terminals between a relay station and a base station, and a data transmission method using the same.
  • each component or feature may be considered to be optional unless otherwise stated.
  • Each component or feature may be embodied in a form that is not combined with other components or features.
  • some components and / or features may be combined to form an embodiment of the present invention.
  • the order of the operations described in the embodiments of the present invention may be changed. Some components or features of one embodiment may be included in another embodiment or may be replaced with corresponding components or features of another embodiment.
  • the base station has a meaning as a terminal node of the network that directly communicates with the terminal.
  • the specific operation described as performed by the base station in this document may be performed by an upper node of the base station in some cases.
  • a 'base station (BS)' may be replaced by terms such as a fixed station, a Node B, an eNode B (eNB), an access point (AP), and an ABS (Advanced BS).
  • eNB eNode B
  • AP access point
  • ABS Advanced BS
  • the term 'terminal' may be replaced with terms such as a user equipment (UE), a mobile station (MS), a mobile subscriber station (MSS), an advanced MS (AMS), or a subscriber station (SS).
  • UE user equipment
  • MS mobile station
  • MSS mobile subscriber station
  • AMS advanced MS
  • SS subscriber station
  • Embodiments of the invention may be implemented through various means.
  • embodiments of the present invention may be implemented by hardware, firmware, software, or a combination thereof.
  • the method according to embodiments of the present invention may include one or more application specific integrated circuits (ASICs), digital signal processors (DSPs), digital signal processing devices (DSPDs), programmable logic devices (PLDs). Field programmable gate arrays (FPGAs), processors, controllers, microcontrollers, microprocessors, and the like.
  • ASICs application specific integrated circuits
  • DSPs digital signal processors
  • DSPDs digital signal processing devices
  • PLDs programmable logic devices
  • FPGAs Field programmable gate arrays
  • processors controllers, microcontrollers, microprocessors, and the like.
  • the method according to the embodiments of the present invention may be implemented in the form of a module, procedure, or function that performs the functions or operations described above.
  • the software code may be stored in a memory unit and driven by a processor.
  • the memory unit may be located inside or outside the processor, and may exchange data with the processor by various known means.
  • Embodiments of the present invention may be supported by standard documents disclosed in at least one of the wireless access systems IEEE 802 system, 3GPP system, 3GPP LTE system and 3GPP2 system. That is, steps or parts which are not described to clearly reveal the technical spirit of the present invention among the embodiments of the present invention may be supported by the above documents. In addition, all terms disclosed in the present document can be described by the above standard document. In particular, embodiments of the present invention may be supported by one or more of P802.16-2004, P802.16e-2005, P802.16Rev2, and IEEE P802.16m documents, which are standard documents of the IEEE 802.16 system.
  • Tunnel mode or relay mode is a method in which the relay station (ARS) efficiently relays data destined for a plurality of different terminals (AMS) from a base station (ABS) or data destined for a base station from a plurality of different terminals. ) Will be described with reference to FIG. 3.
  • FIG. 3 illustrates an example of a connection state of a terminal, a base station, and a relay station to which a tunnel mode may be applied.
  • the tunnel mode refers to a mode in which a relay station (ARS) forms a tunnel and transmits an MPDU through the relay station when data is relayed between a base station and a plurality of terminals as shown in FIG. 3.
  • ARS relay station
  • the relay station (ARS) connected to the base station (ABS) may be uniquely divided in the base station area by the ARS STID.
  • each tunnel formed between the ABS and the ARS may be distinguished through different FIDs. That is, each tunnel connection can be independently identified through a combination of ARS STID and FID.
  • Two or more MPDUs directed to or from a plurality of terminals may be packed together in a payload of one relay MAC PDU or concatenated to a relay MAC PDU and transmitted on a relay link.
  • each MPDU may be distinguished to which UE to be delivered by the STID.
  • the STID information of the MPDU may be included in the relay MAC PDU.
  • the relay station uses STID information included in the downlink relay MAC PDU to generate an A-MAP in the access link, and the base station uses the STID information included in the uplink relay MAC PDU to which UE each MAC PDU belongs. Instruct.
  • One or more tunnels may be created when the RS finishes network entry to the base station, and a connection to one UE may be mapped to one or more tunnels.
  • the MAC PDUs carried over the tunnel are encapsulated into relay MAC PDUs with a relay MAC header containing a tunnel identifier (ie, FID). That is, the plurality of MAC PDUs transmitted through one tunnel may be connected to one relay MAC PDU and transmitted.
  • FID tunnel identifier
  • the length field of the relay MAC header of the relay MAC PDU encapsulated and transmitted by the plurality of MAC PDUs is defined as 11 bits like a general GMH, it may be insufficient to express the sizes of the plurality of MAC PDUs.
  • the ARS should be able to distinguish between a MAC PDU transmitted to it and a relay MAC PDU including an MPDU for relaying.
  • the present invention proposes an efficient relay MAC PDU structure to solve this problem.
  • a relay MAC PDU includes a relay MAC header (relay GMH) and an STID extension header (EH).
  • the relay GMH may include a tunnel identifier (ie, FID) field for identifying a tunnel through which the corresponding relay MAC PDU is transmitted and a length field indicating the size of the corresponding relay MAC PDU.
  • the STID extension header may include the STID of the terminal to which each MPDU included in the corresponding relay MAC PDU is to be transmitted.
  • FIGS. 4 to 11 it is assumed that the base station ABS transmits at least one MPDU to each of three different terminals AMS through the relay station ARS.
  • the MPDU for each terminal is encapsulated into one relay MAC PDU
  • the relay MAC PDU includes a relay MAC header
  • the relay MAC header includes relay GMH and STID extension headers.
  • the number in parentheses after the name of each field indicates the size of the corresponding field, that is, the number of bits.
  • the above-described assumptions are exemplary, and the present invention is not limited thereto and may be applied to more various situations.
  • Figure 4 shows an example of a relay MAC PDU structure according to the present invention.
  • the value of the FID field included in the relay GMH has one of the tunnel indicators (ie, FID or relay connection ID) set between the ABS and the ARS, 12 bits after the FID field.
  • a length field of size may come.
  • the STID extension header (EH) is always transmitted after the relay GMH, and the STID EH indicates an extension header (EH) field for indicating whether there is an EH transmitted later and a STID for indicating the STID of the MPDU included in the relay MAC PDU.
  • STID fields corresponding to values indicated by the number of STIDs field and the number of STID fields are transmitted in the form of a list.
  • FIG. 5 shows another example of a relay MAC PDU structure according to the present invention.
  • the STID EH is always transmitted after the relay GMH, and the STID EH has an EH field for indicating whether there is an EH transmitted later and STID information for indicating the STID of the MPDU included in the relay MAC PDU. Is sent in the form of a field.
  • the END field is set to 1, it may indicate that no other “STID + END” field is accompanied after it. If it is set to 0, it may indicate that another “STID + END” field is included after it.
  • Figure 6 shows another example of a relay MAC PDU structure according to the present invention.
  • the relay MAC PDU structure shown in FIG. 6 is similar to the relay MAC PDU structure shown in FIG. 4, but represents a relay MAC PDU that may be used when a large number of MPDUs or a large capacity MPDU is included and a 12-bit length field is insufficient. That is, in the relay MAC PDU structure shown in FIG. 6, the FID field is 3 bits and the length field is 13 bits. Since the other field configuration is similar to the relay MAC PDU structure shown in FIG. 4, redundant description is omitted for simplicity of the specification.
  • FIG. 7 shows another example of a relay MAC PDU structure according to the present invention.
  • the relay MAC PDU structure shown in FIG. 7 is similar to the relay MAC PDU structure shown in FIG. 5, but represents a relay MAC PDU that may be used when many MPDUs are included or a large capacity MPDU is included and thus a 12-bit length field is insufficient. That is, in the relay MAC PDU structure shown in FIG. 7, the FID field is 3 bits and the length field is 13 bits.
  • the other field configuration is similar to the relay MAC PDU structure shown in FIG. 5 (that is, the "STID + END" field, etc.), and thus redundant description will be omitted for simplicity of the specification.
  • FIG. 8 shows another example of a relay MAC PDU structure according to the present invention.
  • the structure of the relay GMH has the format of the GMH of the general IEEE 802.16m system. That is, it consists of a 4-bit FID field, a 1-bit EH field, and an 11-bit length field.
  • the STID EH is always the last EH after the GMH. Is sent. That is, when the GMH's EH field value is 0, the STID EH is transmitted immediately after the GMH. When the GMH's EH field value is 1, the STID EH is always transmitted after the EH in which the Last field of the EH is set to 1.
  • STID information for indicating the STID of each MPDU transmitted in the relay MAC PDU is transmitted in the form of a “STID + END” field similarly to the STID information of FIG. 5 or 7.
  • FIG. 9 shows another example of a relay MAC PDU structure according to the present invention.
  • the relay MAC PDU structure shown in FIG. 9 is identical except for the form of the relay MAC PDU structure and STID information shown in FIG. 8. That is, instead of the STID information having the form of the “STID + END” field, STID fields corresponding to the values indicated by the STID number field and the STID number field are transmitted in the form of a list.
  • FIG. 10 shows another example of a relay MAC PDU structure according to the present invention.
  • the structure of the relay MAC PDU shown in FIG. 10 is similar to the structure of the relay MAC PDU shown in FIG. 8, but may be used when a large number of MPDUs or a large capacity MPDU are included so that the 11-bit length field of a general GMH is insufficient.
  • the other field configuration is similar to the relay MAC PDU structure (ie, "STID + END" field, etc.) shown in FIG. 8, and thus, redundant descriptions will be omitted for simplicity of the specification.
  • FIG. 11 shows another example of a relay MAC PDU structure according to the present invention.
  • the relay MAC PDU structure shown in FIG. 11 is identical except for the form of the relay MAC PDU structure and STID information shown in FIG. That is, instead of the STID information having the form of the “STID + END” field, STID fields corresponding to the values indicated by the STID number field and the STID number field are transmitted in the form of a list.
  • the relay MAC PDU structure described above when the FID field value of the relay GMH has a value for a general control connection instead of a tunnel identifier, it is preferable that the STID EH proposed in the present invention is not transmitted. .
  • the MAC PDU for the control connection is a GMH (i.e., 4-bit FID) of a typical IEEE 802.16m system. Field, 1-bit EH field, and 11-bit length field).
  • the MAC PDU preferably always transmits a fragmentation extension header (FEH) to the last EH.
  • the terminal may operate as a transmitter in uplink and operate as a receiver in downlink.
  • the base station may operate as a receiver in the uplink, and may operate as a transmitter in the downlink. That is, the terminal and the base station may include a transmitter and a receiver for transmitting information or data.
  • the RS may transmit a data packet to a terminal (AMS) or another lower RS in a downlink access area, and may receive a data packet from the terminal (AMS) or a lower RS in the uplink access area.
  • the relay station may receive a data packet from the base station (ABS) in the downlink relay region, and may transmit the data packet to the base station (ABS) in the uplink relay region.
  • the relay station may also include a transmitter and a receiver for this operation.
  • the transmitter and receiver may include a processor, module, part, and / or means for carrying out the embodiments of the present invention.
  • the transmitter and receiver may include a module (means) for encrypting the message, a module for interpreting the encrypted message, an antenna for transmitting and receiving the message, and the like.
  • a module for encrypting the message
  • a module for interpreting the encrypted message an antenna for transmitting and receiving the message, and the like.
  • FIG. 12 is a block diagram illustrating an example of a structure of a transmitting end and a receiving end according to another embodiment of the present invention.
  • each of the transmitting end and the receiving end includes an antenna 5, 10, a processor 20, 30, a transmission module (Tx module 40, 50), a receiving module (Rx module 60, 70) and a memory 80, 90. It may include.
  • Each component may perform a function corresponding to each other. Hereinafter, each component will be described in more detail.
  • the antennas 5 and 10 transmit the signals generated by the transmission modules 40 and 50 to the outside, or receive the radio signals from the outside and transmit the signals to the receiving modules 60 and 70.
  • MIMO multiple antenna
  • the antenna, the transmission module and the reception module may together constitute a radio communication (RF) module.
  • RF radio communication
  • Processors 20 and 30 typically control the overall operation of a mobile terminal or base station.
  • a controller function for performing the above-described embodiments of the present invention a medium access control (MAC) frame variable control function, a handover function, an authentication and encryption function, etc. according to service characteristics and a propagation environment may be used. Can be performed.
  • MAC medium access control
  • the processor of the transmitting end may generate a relay MAC PDU by encapsulating corresponding MAC PDUs in transmitting MAC PDUs transmitted from a plurality of terminals or destined for the plurality of terminals to a receiving end, and transmit the same to the receiving end.
  • the relay MAC PDU includes the STID EH including the relay GMH and STID information as described above.
  • the processor of the receiver may identify a tunnel through which the relay MAC PDU is transmitted through the relay GMH of the relay MAC PDU received from the transmitter, and determine the length of the relay MAC PDU.
  • the STID information of the STID EH it can be determined to which UE or from which UE the MAC PDUs included in the corresponding relay MAC PDU are transmitted.
  • the processor of the transmitting / receiving end may perform the overall control operation of the operation process disclosed in the above-described embodiments.
  • the transmission modules 40 and 50 may perform a predetermined encoding and modulation on data scheduled from the processors 20 and 30 to be transmitted to the outside, and then transmit the data to the antenna 10.
  • the receiving module 60, 70 decodes and demodulates a radio signal received through the antennas 5, 10 from the outside to restore the original data to the processor 20, 30. I can deliver it.
  • the memory 80, 90 may store a program for processing and controlling the processor 20, 30, or may perform a function for temporarily storing input / output data (CRID, etc.).
  • the memory 80, 90 may be a flash memory type, a hard disk type, a multimedia card micro type, a card type memory (eg, SD or XD memory). Etc.), random access memory (RAM), static random access memory (SRAM), read-only memory (ROM), electrically erasable programmable read-only memory (EPEROM), programmable read-only memory (PROM), At least one type of storage medium may include a magnetic memory, a magnetic disk, and an optical disk.
  • the base station is a controller function for performing the above-described embodiments of the present invention, orthogonal frequency division multiple access (OFDMA) packet scheduling, time division duplex (TDD) packet scheduling and channel multiplexing function MAC frame variable control function according to service characteristics and propagation environment, high speed traffic real time control function, handover function, authentication and encryption function, packet modulation and demodulation function for data transmission, high speed packet channel coding function and real time modem control function Etc.
  • OFDMA orthogonal frequency division multiple access
  • TDD time division duplex
  • MAC frame variable control function according to service characteristics and propagation environment
  • high speed traffic real time control function handover function
  • authentication and encryption function packet modulation and demodulation function for data transmission
  • high speed packet channel coding function and real time modem control function Etc may be performed through at least one of the above-described modules, or may further include additional means, modules or parts for performing such a function.
  • the more efficient relay station data transmission method and the structure of the relay station / base station have been described based on the example applied to the IEEE802.16 system. It is possible to apply to.

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Abstract

본 발명은 중계국을 포함하는 광대역 무선 접속 시스템에 관한 것으로, 보다 상세히는 기지국과 중계국 사이의 데이터 전송에 사용될 수 있는 릴레이 매체접속제어 프로토콜 데이터 유닛(relay MAC PDU)의 구조와 이를 이용한 데이터 전송 기법 및 그를 수행하기 위한 장치에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 광대역 무선 접속 시스템에서 기지국(ABS)이 중계국(ARS)에 복수의 단말(AMS)에 대한 데이터를 전송하는 방법은, 상기 복수의 단말로 향하는 복수의 제 1 전송 단위 데이터 및 상기 복수의 제 1 전송 단위 데이터 각각이 전송될 단말을 지시하는 단말 식별자 정보를 이용하여 제 2 전송 단위 데이터를 생성하는 단계; 및 상기 제 2 전송 단위 데이터를 상기 중계국으로 전송하는 단계를 포함한다. 여기서 상기 제 2 전송 단위 데이터는상기 기지국과 상기 중계국간의 연결 식별자를 포함하는 헤더 및 상기 단말 식별자 정보를 포함하는 확장헤더를 포함할 수 있다.

Description

광대역 무선 접속 시스템에서 효율적인 릴레이 매체접속제어 프로토콜 데이터 유닛 구조 및 이를 이용한 데이터 전송 방법
본 발명은 중계국을 포함하는 광대역 무선 접속 시스템에 관한 것으로, 보다 상세히는 기지국과 중계국 사이의 데이터 전송에 사용될 수 있는 릴레이 매체접속제어 프로토콜 데이터 유닛(relay MAC PDU)의 구조와 이를 이용한 데이터 전송 기법 및 그를 수행하기 위한 장치에 관한 것이다.
차세대 무선통신 시스템에서 중계국(RS: Relay Station)이 널리 이용될 것으로 전망된다. 중계국(RS) 개념에 대해 간단히 설명하면 다음과 같다.
2006년도 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers, 미국 전기 전자 학회) 802.16에서는 고정 가입자 단말을 대상으로 하는 표준 규격인 IEEE 802.16-2004와 가입자 단말의 이동성을 제공하기 위한 표준 규격인 IEEE 802.16e-2005의 발간 후 현재 멀티홉 릴레이(multi-hop relay)라는 새로운 주제의 표준화 프로젝트가 진행되고 있다.
IEEE 802.16 내의 작업그룹 제이(Task Group j: IEEE 802.16j)에서 담당하고 있는 이 프로젝트는 지난 2006년 5월 첫 공식 회의를 가진 이래 2006년 7월 두 번째 회의에서는 활용 모델(Usage Model), 관련 용어(Terminology), 기술적 요구사항(Technical Requirement)에 대해서 본격적으로 논의가 시작되었다. 이하 IEEE 802.16 작업반j를 줄여서 "802.16j"라고 표기하기로 한다.
이하에서 설명할 중계국의 개념은 3GPP LTE-A 시스템에서 고려하고 있는 중계국에 대해서도 실질적으로 동일한 개념으로 사용될 수 있다. 또한, 다른 다양한 무선접속시스템에서 동일 또는 유사한 기능을 수행하는 중계국은 본 발명에서 설명하는 중계국과 유사한 개념으로 사용될 수 있다.
802.16j의 PAR(Project Authorization Request, 프로젝트 승인 요청)는 앞으로 진행될 표준화 작업으로 서비스 지역의 확장(Coverage Extension) 및 성능강화(Throughput Enhancement)의 두 가지 목적을 가지고 있다.
중계국은 크게 두 가지 종류로 나눌 수 있다. 투명(Transparent)과 불투명(Non-Transparent) 형태의 중계국이 존재하는데, 투명 중계국은 모든 동작과 기능들이 중계국 내에 존재하여, 중계국이 단말을 관리하는 반면, 불투명 중계국은 매크로 기지국을 통하여 모든 동작과 기능들을 매크로 기지국과 단말 사이에서 중계하는 역할을 수행한다.
단말 입장에서는 투명 중계국과 불투명 중계국을 구분 없이 하나의 매크로 기지국으로 취급을 하며 동작에 대한 변화가 없으나, 단말이 중계국과 매크로 기지국을 구별하는 기능은 있을 수 있다.
중계국을 포함하는 네트워크는 기지국(BS: Base Station), 중계국(RS: Relay Station) 및 단말(MS: Mobile Station)을 포함할 수 있다. 단말은 기지국의 셀영역 밖에서도 중계국을 통해 무선 신호를 수신할 수 있다. 또한, 기지국의 셀 영역 내에 있는 단말에 대해서는 중계국을 통해 높은 수준의 적응변조코딩(AMC: Adaptive Modulation and Coding) 방식을 가지는 고품질의 경로를 설정할 수 있다. 따라서, 사용자는 동일한 무선 자원으로 전체 시스템의 용량을 증대하는 효과를 얻을 수 있다.
802.16j 프로젝트에 의해서 만들어질 표준 규격은 소정의 요구사항이 있다. 예를 들어, 기존의 802.16-2004와 802.16e-2005 규격에 기반하여 구현된 이동단말은 어떤 기능의 추가 없이 중계국과의 통신이 가능해야 한다는 것이다. 따라서, 기존의 시스템에는 중계국 자체 및 기존 기지국에 중계국을 제어하기 위한 일부 기능을 추가하는 형태로 중계국의 적용 범위가 한정될 수 있다. 중계국에 대한 규격은 향후 표준화의 핵심 사안이 될 것으로 예상된다.
중계국은 물리계층과 매체접근 제어계층의 동작을 수행하는 일종의 가입자 단말로 생각할 수 있으며, 주로 기지국에 의해서 제어되지만 필요한 경우 중계국 자체로도 소정의 제어 기능을 가질 수 있다. 현재 논의 중인 활용 모델에는 고정 중계국뿐만 아니라 특정 지역에 대한 일시적인 서비스 제공을 위한 이동 중계국과 자동차나 지하철 등에 장착될 수 있는 중계국 등 다양한 형태의 중계국가 고려되고 있다.
향후 논의될 대표적인 기술적 이슈들은 다음과 같이 정리할 수 있다.
1. 기지국이 자신의 영역에 존재하는 중계국을 식별하고 이들과의 연결 구조 (topology)에 대한 정보를 획득하고 유지하기 위한 절차.
2. 기존의 IEEE 802.16 시스템과 호환성(backward compatibility)을 가지는 이동단말과 중계국 사이의 물리적인 전송 프레임 구조의 정의.
3. 중계국간 혹은 중계국과 기지국간의 이동성 제공을 위한 신호 절차.
4. 중계국의 기지국으로의 진입(network entry) 절차 및 이동단말의 중계국은 통한 진입 절차.
한편, 중계국에서 사용하는 프레임 구조는 하향링크 및 상향링크 프레임 구조로 구성될 수 있다. 이때, 하향링크 프레임 구조는 하향링크 접속 영역(DL Access Zone) 및 하향링크 중계영역(DL Relay Zone)을 포함하고, 상향링크 프레임 구조는 상향링크 접속영역(UL Access Zone) 및 상향링크 중계영역(UL Relay Zone)을 포함할 수 있다.
이때, 기지국과 단말 사이에 하나의 중계국만이 존재(한 개의 홉 구조)하는 경우, 하향링크 접속영역은 중계국(ARS)이 단말(AMS) 또는 다른 하위 중계국에 데이터 패킷 등을 전송하는 구간을 나타내고, 상향링크 접속영역은 단말(AMS) 또는 하위 중계국이 해당 중계국(ARS)에 데이터 패킷 등을 전송하는 구간을 나타낸다. 또한, 하향링크 중계영역에서 중계국(ARS)은 기지국(ABS)으로부터 데이터 패킷을 수신할 수 있고, 상향링크 중계영역에서 중계국(ARS)은 기지국(ABS)으로 데이터 패킷을 전송할 수 있다.
데이터 패킷은 매체접속제어 프로토콜 데이터 유닛(MAC PDU: Medium Access Control Protocol Data Unit)의 형태를 가질 수 있다. MAC PDU에는 MAC 헤더가 수반되는데, MAC 헤더를 설명하기 앞서, 일반적인 광대역 무선 접속 시스템에서 정의되는 프로토콜 계층 모델을 먼저 설명한다.
도 1은 일반적으로 사용되는 IEEE 802.16 시스템 기반의 무선 이동통신 시스템에서 정의하는 프로토콜 계층 모델을 나타낸다.
도 1을 참조하면, 링크 계층에 속하는 MAC 계층은 3개의 부계층으로 구성될 수 있다. 먼저, 서비스 지정 수렴 부계층(Service-Specific CS: Service-Specific Convergence Sublayer)은 CS 서비스 접속점(SAP: Service Access Point)를 통하여 수신된 외부 네트워크의 데이터를 MAC 공용 부계층(CPS: Common Part Sublayer)의 MAC SDU(Service Data Unit)들로 변형시키거나 맵핑시킬 수 있다. 이 계층에서는 외부 네트워크의 SDU들을 구분한 후, 해당되는 MAC 서비스 플로우 식별자(SFID: Service Flow IDentifier)와 CID(Connection IDentifier)를 연관시키는 기능이 포함될 수 있다.
다음으로 MAC CPS는 시스템 액세스, 대역폭 할당, 연결(connection) 설정 및 관리와 같은 MAC의 핵심적인 기능을 제공하는 계층으로, MAC SAP를 통해 다양한 CS들로부터 특정 MAC 연결에 의해서 분류된 데이터를 수신한다. 이때 물리 계층을 통한 데이터 전송과 스케쥴링에 QoS(Quality of Service)가 적용될 수 있다.
또한, 암호화 부계층(Security Sublayer)은 인증(Authentication), 보안키 교환(security key exchange)과 암호화 기능을 제공할 수 있다.
MAC 계층은 연결 지향형(connection-oriented) 서비스로, 전송 연결(transport connection)의 개념으로 구현된다. 시스템에 단말이 등록될 때 서비스 플로우(Service Flow)가 단말과 시스템간의 협상에 의하여 규정될 수 있다. 만약 서비스 요구가 변경되면 새로운 연결이 설정될 수 있다. 여기에서, 전송 연결은 MAC 및 서비스 플로우를 이용하는 동위 수렴(peer convergence) 프로세스들 간의 매핑을 정의하며, 서비스 플로우는 해당 연결에서 교환되는 MAC PDU의 QoS 파라미터들을 정의한다.
전송 연결상의 서비스 플로우는 MAC 프로토콜의 운영에 있어서 핵심적인 역할을 수행하며, 상향링크 및 하향링크의 QoS 관리를 위한 매커니즘을 제공한다. 특히, 서비스 플로우들은 대역폭 할당 과정과 결합될 수 있다.
일반적인 IEEE 802.16 시스템에서 단말은 무선 인터페이스마다 48비트 길이의 범용(universal) MAC 주소(address)를 가질 수 있다. 이 주소는 단말의 무선 인터페이스를 유일하게 정의하며, 초기 레인징 과정 동안 단말의 연결을 설정하기 위하여 사용될 수 있다. 그리고 기지국은 단말들을 단말 각각의 서로 다른 식별자(ID)로 검증하기 때문에 범용 MAC 주소는 인증 프로세스의 일부로도 사용될 수 있다.
각각의 연결(connection)은 16비트 길이의 연결 식별자(CID: Connection IDentifier)에 의하여 식별될 수 있다. 단말의 초기화가 진행되는 동안 관리 연결(management connection) 2개의 쌍(상향링크 및 하향링크)이 단말과 기지국간에 설정되며, 관리 연결까지 포함하여 3개의 쌍이 선택적으로 사용될 수 있다. 현재 IEEE 802.16m 시스템에서 CID는 스테이션 식별자(STID: Station Identifier) 및 플로우를 식별하기 위한 플로우 식별자(FID: Flow Identifier)로 대체되었다. 여기서, 스테이션 식별자는 기지국이 망 (재)진입을 수행하는 단말에 할당하는 12비트의 식별자를 의미하고, 플로우 식별자는 특정 단말에 대한 연결(관리 연결 또는 전송 연결 등)을 식별하기 위한 4비트 식별자를 의미한다. IEEE 802.16m 시스템의 중계국(ARS: Advanced Relay Station)에는 ARS STID가 할당될 수 있다.
상술한 계층구조 하에서 송신단과 수신단이 MAC PDU를 통하여 데이터 또는 제어 메시지를 교환할 수 있다. 이러한 MAC PDU를 생성하기 위하여 기지국이나 단말은 MAC PDU에 MAC 헤더를 포함시킬 수 있다.
즉, MAC PDU는 MAC 헤더(Header), 확장 헤더(Extended Header) 및 페이로드(Payload)를 포함할 수 있는데, MAC 헤더는 항상 MAC PDU에 포함되며 페이로드는 필요에 따라 선택적으로 포함될 수 있다. 다만, 확장 헤더는 페이로드 없이는 해당 MAC PDU에 포함되지 않는다.
이하에서는 도 2를 참조하여 일반적인 MAC 헤더의 구조를 설명한다.
도 2는 IEEE 802.16m 시스템에 적용되는 일반 MAC 헤더(GMH: Generic MAC Header 또는 AGMH: Advanced Generic MAC Header)의 구조의 일례를 나타낸다.
도 2에 도시된 MAC 헤더에 포함되는 각 필드에 대한 설명은 이하와 같다.
먼저, 플로우 식별자(Flow ID) 필드는 일반 MAC 헤더의 플로우 연결 식별자(Flow connection IDentifier)를 나타낼 수 있다. 확장헤더(EH: Extended Header) 필드는 MAC 헤더 뒤에 확장헤더가 수반되는지 여부를 나타낸다. 길이(Length) 필드는 MAC PDU 또는 MAC 헤더 뒤에 수반되는 페이로드(payload)의 크기를 나타낸다.
도 2와 같은 2바이트 크기의 GMH를 사용하여 데이터가 전송되는 경우, EH 필드를 통하여 확장 헤더의 수반 여부가 지시될 수 있으며, 확장헤더를 통하여 추가적인 헤더 정보가 포함될 수 있다.
중계국은 다른 중계국, 기지국 및/또는 단말과 릴레이 MAC PDU 및/또는 MAC PDU 전송을 통하여 데이터를 교환한다. 여기서 MAC PDU는 중계국(ARS) 입장에서 자신에게 전송되는 데이터를 포함하는 전송 단위를 의미하고, 릴레이 MAC PDU는 자신이 다른 개체에 중계(예를 들어, 기지국으로부터 수신하여 단말로 중계)해야하는 데이터를 포함하는 전송 단위를 의미할 수 있다.
이때, 기지국과 복수의 단말 사이에 교환되는 데이터를 중계하는 중계국이 기지국과 보다 효율적인 데이터 전송을 수행하기 위한 릴레이 MAC PDU 구조 및 그를 통한 데이터 전송방법이 요구된다.
본 발명은 상기한 바와 같은 일반적인 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 중계국과 기지국/단말이 효율적으로 데이터를 교환할 수 있는 릴레이 MAC PDU 구조를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상술한 효율적인 릴레이 MAC PDU 구조를 이용하여 효율적으로 데이터 교환을 수행할 수 있는 방법 및 그를 위한 장치를 제공하기 위한 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.
상기와 같은 일반적 기술의 문제점을 해결하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 광대역 무선 접속 시스템에서 기지국(ABS)이 중계국(ARS)에 복수의 단말(AMS)에 대한 데이터를 전송하는 방법은, 상기 복수의 단말로 향하는 복수의 제 1 전송 단위 데이터 및 상기 복수의 제 1 전송 단위 데이터 각각이 전송될 단말을 지시하는 단말 식별자 정보를 이용하여 제 2 전송 단위 데이터를 생성하는 단계; 및 상기 제 2 전송 단위 데이터를 상기 중계국으로 전송하는 단계를 포함한다. 여기서 상기 제 2 전송 단위 데이터는상기 기지국과 상기 중계국간의 연결 식별자를 포함하는 헤더 및 상기 단말 식별자 정보를 포함하는 확장헤더를 포함할 수 있다.
이때, 상기 제 1 전송 단위 데이터는 매체접속제어 프로토콜 데이터 유닛(MAC PDU)이고, 상기 제 2 전송 단위 데이터는 릴레이(relay) MAC PDU인 것이 바람직하다.
또한, 상기 단말 식별자 정보는 상기 제 2 전송 단위 데이터에 포함되는 상기 복수의 제 1 전송 단위 데이터의 개수를 지시하는 개수(number) 필드 및 상기 개수 필드가 지시하는 수 만큼의 스테이션 식별자(STID) 필드를 포함할 수 있다.
또한, 상기 단말 식별자 정보는 상기 제 2 전송 단위 데이터에 포함되는 상기 복수의 제 1 전송 단위 데이터의 개수만큼의 필드 그룹을 포함하되, 상기 각각의 필드 그룹은 스테이션 식별자(STID) 필드 및 상기 스테이션 식별자 필드 뒤에 다른 스테이션 식별자 필드가 수반되는지 여부를 지시하는 필드를 포함할 수 있다.
아울러, 상기 연결 식별자는 상기 기지국과 상기 중계국간에 형성된 터널 연결(tunnel connection)을 지시하는 값으로 설정되는 것이 바람직하다.
또한, 상기와 같은 일반적 기술의 문제점을 해결하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 광대역 무선 접속 시스템에서 중계국(ARS)이 기지국(ABS)으로부터 복수의 단말(AMS)에 대한 데이터를 상기 복수의 단말 각각으로 중계하는 방법은, 상기 복수의 단말로 향하는 복수의 제 1 전송 단위 데이터 및 상기 복수의 제 1 전송 단위 데이터 각각이 전송될 단말을 지시하는 단말 식별자 정보를 포함하는 제 2 전송 단위 데이터를 상기 기지국으로부터 수신하는 단계; 및 상기 복수의 제 1 전송 단위 데이터 각각을 상기 단말 식별자 정보가 지시하는 단말로 전송하는 단계를 포함한다. 여기서, 상기 단말 식별자 정보는 상기 제 2 전송 단위 데이터에 확장헤더 형태로 포함되는 것이 바람직하다.
이때, 상기 제 1 전송 단위 데이터는 매체접속제어 프로토콜 데이터 유닛(MAC PDU)이고, 상기 제 2 전송 단위 데이터는 릴레이(relay) MAC PDU인 것이 바람직하다.
또한, 상기 단말 식별자 정보는, 상기 제 2 전송 단위 데이터에 포함되는 상기 복수의 제 1 전송 단위 데이터의 개수를 지시하는 개수(number) 필드 및 상기 개수 필드가 지시하는 수 만큼의 스테이션 식별자(STID) 필드를 포함할 수 있다.
또한, 상기 단말 식별자 정보는 상기 제 2 전송 단위 데이터에 포함되는 상기 복수의 제 1 전송 단위 데이터의 개수만큼의 필드 그룹을 포함하되, 상기 각각의 필드 그룹은 스테이션 식별자(STID) 필드 및 상기 스테이션 식별자 필드 뒤에 다른 스테이션 식별자 필드가 수반되는지 여부를 지시하는 필드를 포함할 수 있다.
아울러, 상기 제 2 전송 단위 데이터는 상기 기지국과 상기 중계국간의 연결 식별자를 포함하고, 상기 연결 식별자는 상기 기지국과 상기 중계국간에 형성된 터널 연결(tunnel connection)을 지시하는 값으로 설정될 수 있다.
또한, 상기와 같은 일반적 기술의 문제점을 해결하기 위하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 광대역 무선 접속 시스템에서 기지국(ABS)과 복수의 단말(AMS) 사이에 교환되는 데이터를 중계하는 중계국(ARS) 장치는, 프로세서; 및 상기 프로세서의 제어에 따라 외부와 무선 신호를 송수신하기 위한 무선통신(RF) 모듈을 포함한다. 여기서, 상기 프로세서는 상기 복수의 단말로 향하는 복수의 제 1 전송 단위 데이터 및 상기 복수의 제 1 전송 단위 데이터 각각이 전송될 단말을 지시하는 단말 식별자 정보를 상기 기지국으로부터 수신되는 제 2 전송 단위 데이터를 통하여 획득하고, 상기 복수의 제 1 전송 단위 데이터 각각이 상기 단말 식별자 정보가 지시하는 단말로 전송되도록 제어할 수 있다. 이때, 상기 단말 식별자 정보는 상기 제 2 전송 단위 데이터에 확장헤더 형태로 포함되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제 1 전송 단위 데이터는 매체접속제어 프로토콜 데이터 유닛(MAC PDU)이고, 상기 제 2 전송 단위 데이터는 릴레이(relay) MAC PDU인 것이 바람직하다.
또한, 상기 단말 식별자 정보는 상기 제 2 전송 단위 데이터에 포함되는 상기 복수의 제 1 전송 단위 데이터의 개수를 지시하는 개수(number) 필드 및 상기 개수 필드가 지시하는 수 만큼의 스테이션 식별자(STID) 필드를 포함할 수 있다.
또한, 상기 단말 식별자 정보는 상기 제 2 전송 단위 데이터에 포함되는 상기 복수의 제 1 전송 단위 데이터의 개수만큼의 필드 그룹을 포함하되, 상기 각각의 필드 그룹은 스테이션 식별자(STID) 필드 및 상기 스테이션 식별자 필드 뒤에 다른 스테이션 식별자 필드가 수반되는지 여부를 지시하는 필드를 포함할 수 있다.
아울러, 상기 제 2 전송 단위 데이터는 상기 기지국과 상기 중계국간의 연결 식별자를 포함하고, 상기 연결 식별자는 상기 기지국과 상기 중계국간에 형성된 터널 연결(tunnel connection)을 지시하는 값으로 설정되는 것이 바람직하다.
본 발명의 실시예들에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 중계국은 기지국으로부터 전송되는 서로 다른 단말에 대한 MAC PDU를 본 발명에 따른 릴레이 MAC PDU의 STID 정보로 효율적으로 구분할 수 있다.
둘째, 본 발명에 따른 릴레이 MAC PDU에서 기존 GMH의 길이 필드보다 더 확장된 길이 필드를 통하여 복수의 단말에 대한 MAC PDU의 길이를 충분히 나타낼 수 있다.
셋째, 본 발명의 따른 릴레이 MAC PDU가 적용됨에 따라 중계국은 자신에 전송되는 MAC PDU와 중계를 위한 릴레이 MAC PDU를 효율적으로 구분할 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 일반적으로 사용되는 IEEE 802.16 시스템 기반의 무선 이동통신 시스템에서 정의하는 프로토콜 계층 모델을 나타낸다.
도 2는 IEEE 802.16m 시스템에 적용되는 일반 MAC 헤더(GMH: Generic MAC Header 또는 AGMH: Advanced Generic MAC Header)의 구조의 일례를 나타낸다.
도 3은 터널 모드가 적용될 수 있는 단말, 기지국 및 중계국의 연결 상태의 일례를 나타낸다.
도 4는 본 발명에 따른 릴레이 MAC PDU 구조의 일례를 나타낸다.
도 5는 본 발명에 따른 릴레이 MAC PDU 구조의 다른 일례를 나타낸다.
도 6은 본 발명에 따른 릴레이 MAC PDU 구조의 또 다른 일례를 나타낸다.
도 7은 본 발명에 따른 릴레이 MAC PDU 구조의 또 다른 일례를 나타낸다.
도 8은 본 발명에 따른 릴레이 MAC PDU 구조의 또 다른 일례를 나타낸다.
도 9는 본 발명에 따른 릴레이 MAC PDU 구조의 또 다른 일례를 나타낸다.
도 10은 본 발명에 따른 릴레이 MAC PDU 구조의 또 다른 일례를 나타낸다.
도 11은 본 발명에 따른 릴레이 MAC PDU 구조의 또 다른 일례를 나타낸다.
도 12는 본 발명의 일 실시예로서, 송신단 및 수신단 구조의 일례를 나타내는 블록도이다.
본 발명은 무선접속 시스템에 관한 것이다. 이하 본 발명의 실시예들은 중계국과 기지국간의 복수의 단말에 대한 데이터 교환에 사용될 수 있는 효율적인 릴레이 MAC PDU 구조 및 이를 이용한 데이터 전송 방법들을 개시한다.
이하의 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들을 소정 형태로 결합한 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려될 수 있다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성할 수도 있다. 본 발명의 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다.
본 명세서에서 본 발명의 실시예들은 기지국과 단말 간의 데이터 송수신 관계를 중심으로 설명되었다. 여기서, 기지국은 단말과 직접적으로 통신을 수행하는 네트워크의 종단 노드(terminal node)로서의 의미를 갖는다. 본 문서에서 기지국에 의해 수행되는 것으로 설명된 특정 동작은 경우에 따라서는 기지국의 상위 노드(upper node)에 의해 수행될 수도 있다.
즉, 기지국을 포함하는 다수의 네트워크 노드들(network nodes)로 이루어지는 네트워크에서 단말과의 통신을 위해 수행되는 다양한 동작들은 기지국 또는 기지국 이외의 다른 네트워크 노드들에 의해 수행될 수 있음은 자명하다. '기지국(BS: Base Station)'은 고정국(fixed station), Node B, eNode B(eNB), 억세스 포인트(AP: Access Point), ABS (Advanced BS) 등의 용어에 의해 대체될 수 있다. 또한, '단말(Terminal)'은 UE(User Equipment), MS(Mobile Station), MSS(Mobile Subscriber Station), AMS (Advanced MS) 또는 SS(Subscriber Station) 등의 용어로 대체될 수 있다.
본 발명의 실시예들은 다양한 수단을 통해 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 실시예들은 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다.
하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 실시예들에 따른 방법은 하나 또는 그 이상의 ASICs(application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 프로세서, 콘트롤러, 마이크로 콘트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.
펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 실시예들에 따른 방법은 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차 또는 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리 유닛에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리 유닛은 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.
본 발명의 실시예들은 무선 접속 시스템들인 IEEE 802 시스템, 3GPP 시스템, 3GPP LTE 시스템 및 3GPP2 시스템 중 적어도 하나에 개시된 표준 문서들에 의해 뒷받침될 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예들 중 본 발명의 기술적 사상을 명확히 드러내기 위해 설명하지 않은 단계들 또는 부분들은 상기 문서들에 의해 뒷받침될 수 있다. 또한, 본 문서에서 개시하고 있는 모든 용어들은 상기 표준 문서에 의해 설명될 수 있다. 특히, 본 발명의 실시예들은 IEEE 802.16 시스템의 표준 문서인 P802.16-2004, P802.16e-2005, P802.16Rev2 및 IEEE P802.16m 문서들 중 하나 이상에 의해 뒷받침될 수 있다.
이하의 설명에서 사용되는 특정 용어들은 본 발명의 이해를 돕기 위해서 제공된 것이며, 이러한 특정 용어의 사용은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경될 수 있다.
릴레이 MAC PDU 구조
기지국(ABS)으로부터 복수의 서로 다른 단말(AMS)들로 향하는 데이터 또는 복수의 서로 다른 단말들로부터 기지국으로 향하는 데이터를 중계국(ARS)이 효율적으로 중계하는 방법의 하나로 터널 모드(Tunnel mode 또는 relay mode)를 도 3을 참조하여 설명한다.
도 3은 터널 모드가 적용될 수 있는 단말, 기지국 및 중계국의 연결 상태의 일례를 나타낸다.
터널 모드란 도 3과 같이 기지국과 복수의 단말 사이에서 중계국이 데이터를 중계하는 경우, 중계국(ARS)에서 터널을 형성하고 그를 통하여 MPDU를 전송할 수 있는 모드를 말한다.
기지국(ABS)에 연결된 중계국(ARS)은 ARS STID에 의해 기지국 영역 내에서 독자적(uniquely)으로 구분될 수 있다. 터널 모드가 적용되는 경우, ABS와 ARS 사이에 형성되는 각 터널은 서로 다른 FID를 통하여 구분될 수 있다. 즉, 각각의 터널 연결(tunnel connection)은 ARS STID와 FID의 조합을 통하여 독자적으로 구분될 수 있다.
복수의 단말을 향하거나 복수의 단말로부터 전송되는 둘 이상의 MPDU는 하나의 릴레이 MAC PDU의 페이로드에 함께 포장되거나(packed) 릴레이 MAC PDU에 연결되어(concatenated) 릴레이 링크(relay link)로 전송될 수 있다. 이때, 각 MPDU는 STID에 의해 어느 단말에 전달되어야 하는지 구분될 수 있다. 이를 위하여 MPDU의 STID 정보는 릴레이 MAC PDU에 포함될 수 있다. 중계국은 억세스 링크에서 A-MAP을 생성하기 위하여 하향링크 릴레이 MAC PDU에 포함된 STID 정보를 이용하며, 기지국은 상향링크 릴레이 MAC PDU에 포함된 STID 정보를 이용하여 각 MAC PDU가 어느 단말에 속하는지를 지시한다.
중계국이 기지국에 망 진입을 마치면 하나 이상의 터널이 생성될 수 있는데, 하나의 단말에 대한 연결은 하나 또는 그 이상의 터널에 맵핑될 수 있다. 터널 모드에서 터널을 통해 전달되는 MAC PDU들은 터널 식별자(즉, FID)를 포함하는 릴레이 MAC 헤더(relay MAC header)와 함께 릴레이 MAC PDU로 캡슐화(encapsulated)된다. 즉, 하나의 터널을 통하여 전달되는 복수의 MAC PDU는 하나의 릴레이 MAC PDU로 연결되어 전송될 수 있다.
그런데, 중계되는 MAC PDU가 릴레이 링크에서 전송될 때, 상술한 바와 같이 각 MAC PDU가 향하는 단말을 구분하기 위한 STID 정보가 함께 전송되어야 하며, 이는 릴레이 MAC PDU의 확장헤더(EH)의 한 형태로 전송되는 것이 바람직하다. 따라서, 이에 대한 구체적인 방법, 즉 EH 구조가 정의될 필요가 있다.
또한, 복수의 MAC PDU가 캡슐화되어 전송되는 릴레이 MAC PDU의 릴레이 MAC 헤더의 length 필드가 일반적인 GMH와 같이 11비트로 정의되면 복수의 MAC PDU의 크기를 표현하는데 부족할 수 있다.
아울러, ARS는 자신에게 전송되는 MAC PDU와 중계를 위한 MPDU를 포함하는 릴레이 MAC PDU를 구별할 수 있어야 한다.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 효율적인 릴레이 MAC PDU 구조를 제안한다.
본 발명에 따른 릴레이 MAC PDU는 릴레이 MAC 헤더(relay GMH)와 STID 확장헤더(EH)를 포함하는 것을 가정한다. 여기서 relay GMH는 해당 릴레이 MAC PDU가 전송되는 터널을 식별하기 위한 터널 식별자(즉, FID) 필드 및 해당 릴레이 MAC PDU의 크기를 지시하는 길이(length) 필드를 포함할 수 있다. 또한, STID 확장 헤더는 해당 릴레이 MAC PDU에 포함되는 각 MPDU가 전송되어야할 단말의 STID를 포함할 수 있다.
이하, 도 4 내지 도 11을 참조하여 본 발명에 따른 릴레이 MAC PDU 구조를 설명한다. 도 4 내지 도 11에서는 공통적으로 기지국(ABS)이 중계국(ARS)을 통해 서로 다른 세 단말(AMS)에 적어도 하나의 MPDU를 각각 전송하는 경우를 가정한다. 또한, 각 단말에 대한 MPDU는 하나의 릴레이 MAC PDU로 캡슐화되며, 릴레이 MAC PDU는 릴레이 MAC 헤더를 포함하며, 릴레이 MAC 헤더는 릴레이 GMH 및 STID 확장헤더를 포함하는 것으로 가정한다. 아울러, 각 필드의 명칭 뒤의 괄호 안의 숫자는 해당 필드의 크기, 즉, 비트 수를 나타낸다. 다만, 상술한 가정은 예시적인 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 아니하고 보다 다양한 상황에 적용될 수 있음은 물론이다.
먼저, 도 4는 본 발명에 따른 릴레이 MAC PDU 구조의 일례를 나타낸다.
도 4를 참조하면, 릴레이 GMH(relay GMH)에 포함된 FID 필드의 값이 ABS와 ARS사이에 설정된 터널 지시자(즉, FID 또는 relay connection ID) 중 하나의 값을 가지는 경우, FID 필드 뒤에 12 비트 크기의 길이(Length) 필드가 올 수 있다.
또한, 릴레이 GMH 뒤에 항상 STID 확장헤더(EH)가 전송되고, STID EH는 이 후에 전송되는 EH가 있는지를 알리기 위한 확장헤더(EH) 필드와 릴레이 MAC PDU에 포함되는 MPDU의 STID를 지시하는 위한 STID 정보가 STID 개수(Number of STIDs) 필드와 STID 개수 필드가 지시하는 값 만큼의 STID 필드가 리스트 형태로 전송된다.
다음으로, 도 5는 본 발명에 따른 릴레이 MAC PDU 구조의 다른 일례를 나타낸다.
도 5에서는 릴레이 GMH 뒤에 항상 STID EH가 전송되고, STID EH는 자신 이 후에 전송되는 EH가 있는지를 알리기 위한 EH 필드와 릴레이 MAC PDU에 포함되는 MPDU의 STID를 지시하기 위한 STID 정보가 “STID+END” 필드의 형태로 전송된다. 여기서 END 필드가 1로 설정되면, 자신 이후에 다른 “STID+END”필드가 수반되지 아니함을, 0으로 설정되면 자신 이후에 다른 “STID+END”필드가 수반됨을 지시할 수 있다.
다음으로, 도 6은 본 발명에 따른 릴레이 MAC PDU 구조의 또 다른 일례를 나타낸다.
도 6에 나타난 릴레이 MAC PDU 구조는 도 4에 나타난 릴레이 MAC PDU 구조와 유사하나, 많은 MPDU가 포함되거나 큰 용량의 MPDU가 포함되어 12비트의 길이 필드가 부족한 경우 사용될 수 있는 릴레이 MAC PDU를 나타낸다. 즉, 도 6에 나타난 릴레이 MAC PDU 구조에서는 FID 필드가 3비트이고, 길이 필드가 13비트로 구성된다. 이외의 필드 구성은 도 4에 나타난 릴레이 MAC PDU 구조와 유사하므로 명세서의 간명함을 위하여 중복되는 설명은 생략한다.
다음으로, 도 7은 본 발명에 따른 릴레이 MAC PDU 구조의 또 다른 일례를 나타낸다.
도 7에 나타난 릴레이 MAC PDU 구조는 도 5에 나타난 릴레이 MAC PDU 구조와 유사하나, 많은 MPDU가 포함되거나 큰 용량의 MPDU가 포함되어 12비트의 길이 필드가 부족한 경우 사용될 수 있는 릴레이 MAC PDU를 나타낸다. 즉, 도 7에 나타난 릴레이 MAC PDU 구조에서는 FID 필드가 3비트이고, 길이 필드가 13비트로 구성된다. 이외의 필드 구성은 도 5에 나타난 릴레이 MAC PDU 구조(즉, "STID+END" 필드 등)와 유사하므로 명세서의 간명함을 위하여 중복되는 설명은 생략한다.
다음으로, 도 8은 본 발명에 따른 릴레이 MAC PDU 구조의 또 다른 일례를 나타낸다.
도 8에 나타난 릴레이 MAC PDU 구조에서 릴레이 GMH의 구조는 일반적인 IEEE 802.16m 시스템의 GMH의 포맷을 그대로 갖는다. 즉, 4 비트의 FID 필드, 1 비트의 EH 필드 및 11 비트의 length 필드로 구성된다.
이때, 릴레이 GMH(relay GMH)에 포함된 FID 필드의 값이 ABS와 ARS사이에 설정된 터널 지시자(즉, FID 또는 relay connection ID) 중 하나의 값을 가지는 경우, GMH 뒤에 마지막 EH로 항상 STID EH가 전송된다. 즉, GMH의 EH 필드 값이 0인 경우 GMH 뒤에 바로 STID EH가 전송되고, GMH의 EH 필드 값이 1인 경우에는 EH의 Last 필드가 1로 설정된 EH 뒤에 STID EH가 항상 전송된다.
또한, 릴레이 MAC PDU에서 전송되는 각 MPDU의 STID를 지시하기 위한 STID 정보가 도 5 또는 도 7의 STID 정보와 유사하게“STID+END” 필드의 형태로 전송된다.
다음으로, 도 9는 본 발명에 따른 릴레이 MAC PDU 구조의 또 다른 일례를 나타낸다.
도 9에 나타난 릴레이 MAC PDU 구조는 도 8에 나타난 릴레이 MAC PDU 구조와 STID 정보의 형태를 제외하면 동일하다. 즉, STID 정보가 “STID+END” 필드의 형태를 갖는 대신, STID 개수(Number of STIDs) 필드와 STID 개수 필드가 지시하는 값 만큼의 STID 필드가 리스트 형태로 전송된다.
다음으로, 도 10은 본 발명에 따른 릴레이 MAC PDU 구조의 또 다른 일례를 나타낸다.
도 10에 나타난 릴레이 MAC PDU의 구조는 도 8에 나타난 릴레이 MAC PDU 구조와 유사하나, 많은 MPDU가 포함되거나 큰 용량의 MPDU가 포함되어 일반적인 GMH의 11비트 크기의 길이 필드가 부족한 경우 사용될 수 있는 릴레이 MAC PDU를 나타낸다. 즉, 도 10에 나타난 릴레이 MAC PDU 구조에서는 FID 필드가 3비트이고, 길이 필드가 12비트로 구성된다. 이외의 필드 구성은 도 8에 나타난 릴레이 MAC PDU 구조(즉, "STID+END" 필드 등)와 유사하므로 명세서의 간명함을 위하여 중복되는 설명은 생략한다.
다음으로, 도 11은 본 발명에 따른 릴레이 MAC PDU 구조의 또 다른 일례를 나타낸다.
도 11에 나타난 릴레이 MAC PDU 구조는 도 10에 나타난 릴레이 MAC PDU 구조와 STID 정보의 형태를 제외하면 동일하다. 즉, STID 정보가 “STID+END” 필드의 형태를 갖는 대신, STID 개수(Number of STIDs) 필드와 STID 개수 필드가 지시하는 값 만큼의 STID 필드가 리스트 형태로 전송된다.
지금까지 설명한 릴레이 MAC PDU 구조가 적용될 때, 릴레이 GMH의 FID 필드 값이 터널 식별자가 아닌 일반적인 제어 연결(control connection)에 대한 값을 가지는 경우, 본 발명에서 제안하는 STID EH는 전송되지 않는 것이 바람직하다.
또한, 4 비트의 FID 필드 및 12 비트의 Length 필드로 구성되는 릴레이 GMH를 포함하는 릴레이 MAC PDU가 전송될 때, 제어 연결에 대한 MAC PDU는 일반적인 IEEE 802.16m 시스템의 GMH(즉, 4 비트의 FID 필드, 1 비트의 EH 필드 및 11 비트의 length 필드로 구성) 포맷을 따른다. 이러한 경우, 해당 MAC PDU는 마지막 EH로 단편화 확장 헤더(FEH)를 항상 전송하는 것이 바람직하다.
단말 및 기지국 구조
이하, 본 발명의 또 다른 실시예로서, 상술한 본 발명의 실시예들이 수행될 수 있는 단말, 중계국 및 기지국(FBS, MBS)을 설명한다.
단말은 상향링크에서는 송신기로 동작하고, 하향링크에서는 수신기로 동작할 수 있다. 또한, 기지국은 상향링크에서는 수신기로 동작하고, 하향링크에서는 송신기로 동작할 수 있다. 즉, 단말 및 기지국은 정보 또는 데이터의 전송을 위해 송신기 및 수신기를 포함할 수 있다.
한편, 상술한 바와 같이 중계국은 하향링크 접속영역에서 단말(AMS) 또는 다른 하위 중계국에 데이터 패킷 등을 전송할 수 있고, 상향링크 접속영역에서 단말(AMS) 또는 하위 중계국으로부터 데이터 패킷 등을 수신할 수 있다. 또한, 중계국은 하향링크 중계영역에서 기지국(ABS)으로부터 데이터 패킷을 수신할 수 있고, 상향링크 중계영역에서 기지국(ABS)으로 데이터 패킷을 전송할 수 있다. 따라서, 중계국 또한 이러한 동작을 위한 송신기 및 수신기를 포함할 수 있다.
송신기 및 수신기는 본 발명의 실시예들이 수행되기 위한 프로세서, 모듈, 부분 및/또는 수단 등을 포함할 수 있다. 특히, 송신기 및 수신기는 메시지를 암호화하기 위한 모듈(수단), 암호화된 메시지를 해석하기 위한 모듈, 메시지를 송수신하기 위한 안테나 등을 포함할 수 있다. 이러한 송신단과 수신단의 일례를 도 12를 참조하여 설명한다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예로서, 송신단 및 수신단 구조의 일례를 나타내는 블록도이다.
도 12를 참조하면, 좌측은 송신단의 구조를 나타내고, 우측은 수신단의 구조를 나타낸다. 송신단과 수신단 각각은 안테나(5, 10), 프로세서(20, 30), 전송모듈(Tx module(40, 50)), 수신모듈(Rx module(60, 70)) 및 메모리(80, 90)를 포함할 수 있다. 각 구성 요소는 서로 대응되는 기능을 수행할 수 있다. 이하 각 구성요소를 보다 상세히 설명한다.
안테나(5, 10)는 전송모듈(40, 50)에서 생성된 신호를 외부로 전송하거나, 외부로부터 무선 신호를 수신하여 수신모듈(60, 70)로 전달하는 기능을 수행한다. 다중 안테나(MIMO) 기능이 지원되는 경우에는 2개 이상이 구비될 수 있다.
안테나, 전송모듈 및 수신모듈은 함께 무선통신(RF) 모듈을 구성할 수 있다.
프로세서(20, 30)는 통상적으로 이동 단말기 또는 기지국의 전반적인 동작을 제어한다. 예를 들어, 상술한 본 발명의 실시예들을 수행하기 위한 콘트롤러 기능, 서비스 특성 및 전파 환경에 따른 MAC(Medium Access Control) 프레임 가변 제어 기능, 핸드오버(Hand Over) 기능, 인증 및 암호화 기능 등이 수행될 수 있다.
특히, 송신단의 프로세서는 복수의 단말로부터 전송되거나 복수의 단말로 향하는 MAC PDU들을 수신단으로 전송함에 있어 해당 MAC PDU들을 캡슐화하여 릴레이 MAC PDU를 생성하고, 이를 수신단으로 전송할 수 있다. 릴레이 MAC PDU는 상술한 바와 같이 릴레이 GMH와 STID 정보를 포함하는 STID EH를 포함한다.
수신단의 프로세서는 송신단으로부터 수신된 릴레이 MAC PDU의 릴레이 GMH를 통하여 해당 릴레이 MAC PDU가 전송된 터널을 식별하고, 릴레이 MAC PDU의 길이를 판단할 수 있다. 또한, STID EH의 STID 정보를 통하여 해당 릴레이 MAC PDU에 포함된 MAC PDU들이 어떠한 단말로 전송되는지, 또는 어떠한 단말로부터 전송되었는지 여부를 판단할 수 있다.
이 외에도 송/수신단의 프로세서는 상술한 실시예들에 개시된 동작 과정의 전반적인 제어 동작을 수행할 수 있다.
전송 모듈(40, 50)은 프로세서(20, 30)로부터 스케쥴링되어 외부로 전송될 데이터에 대하여 소정의 부호화(coding) 및 변조(modulation)를 수행한 후 안테나(10)에 전달할 수 있다.
수신 모듈(60, 70)은 외부에서 안테나(5, 10)를 통하여 수신된 무선 신호에 대한 복호(decoding) 및 복조(demodulation)을 수행하여 원본 데이터의 형태로 복원하여 프로세서(20, 30)로 전달할 수 있다.
메모리(80, 90)는 프로세서(20, 30)의 처리 및 제어를 위한 프로그램이 저장될 수도 있고, 입/출력되는 데이터들(CRID 등)의 임시 저장을 위한 기능을 수행할 수도 있다. 또한, 메모리(80, 90)는 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.
한편, 기지국은 상술한 본 발명의 실시예들을 수행하기 위한 콘트롤러 기능, 직교주파수분할다중접속(OFDMA: Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 패킷 스케줄링, 시분할듀플렉스(TDD: Time Division Duplex) 패킷 스케줄링 및 채널 다중화 기능, 서비스 특성 및 전파 환경에 따른 MAC 프레임 가변 제어 기능, 고속 트래픽 실시간 제어 기능, 핸드오버(Handover) 기능, 인증 및 암호화 기능, 데이터 전송을 위한 패킷 변복조 기능, 고속 패킷 채널 코딩 기능 및 실시간 모뎀 제어 기능 등이 상술한 모듈 중 적어도 하나를 통하여 수행하거나, 이러한 기능을 수행하기 위한 별도의 수단, 모듈 또는 부분 등을 더 포함할 수 있다.
본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다. 또한, 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함할 수 있다.
상술한 바와 같은 광대역 무선 접속 시스템에서 보다 효율적인 중계국 데이터 전송 방법 및 중계국/기지국 구조는 IEEE802.16 시스템에 적용되는 예를 중심으로 설명하였으나, IEEE802.xx 시스템 이외에도 3GPP/3GPP2와 같은 다른 다양한 이동통신 시스템에 적용하는 것이 가능하다.

Claims (15)

  1. 광대역 무선 접속 시스템에서 기지국(ABS)이 중계국(ARS)에 복수의 단말(AMS)에 대한 데이터를 전송하는 방법에 있어서,
    상기 복수의 단말로 향하는 복수의 제 1 전송 단위 데이터 및 상기 복수의 제 1 전송 단위 데이터 각각이 전송될 단말을 지시하는 단말 식별자 정보를 이용하여 제 2 전송 단위 데이터를 생성하는 단계; 및
    상기 제 2 전송 단위 데이터를 상기 중계국으로 전송하는 단계를 포함하되,
    상기 제 2 전송 단위 데이터는,
    상기 기지국과 상기 중계국간의 연결 식별자를 포함하는 헤더 및 상기 단말 식별자 정보를 포함하는 확장헤더를 포함하는, 데이터 전송 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 전송 단위 데이터는 매체접속제어 프로토콜 데이터 유닛(MAC PDU)이고,
    상기 제 2 전송 단위 데이터는 릴레이(relay) MAC PDU인 것을 특징으로 하는 데이터 전송 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 단말 식별자 정보는,
    상기 제 2 전송 단위 데이터에 포함되는 상기 복수의 제 1 전송 단위 데이터의 개수를 지시하는 개수(number) 필드 및 상기 개수 필드가 지시하는 수 만큼의 스테이션 식별자(STID) 필드를 포함하는, 데이터 전송 방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 단말 식별자 정보는,
    상기 제 2 전송 단위 데이터에 포함되는 상기 복수의 제 1 전송 단위 데이터의 개수만큼의 필드 그룹을 포함하되,
    상기 각각의 필드 그룹은,
    스테이션 식별자(STID) 필드 및 상기 스테이션 식별자 필드 뒤에 다른 스테이션 식별자 필드가 수반되는지 여부를 지시하는 필드를 포함하는, 데이터 전송 방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 연결 식별자는,
    상기 기지국과 상기 중계국간에 형성된 터널 연결(tunnel connection)을 지시하는 값으로 설정되는 것을 특징으로 하는 데이터 전송 방법.
  6. 광대역 무선 접속 시스템에서 중계국(ARS)이 기지국(ABS)으로부터 복수의 단말(AMS)에 대한 데이터를 상기 복수의 단말 각각으로 중계하는 방법에 있어서,
    상기 복수의 단말로 향하는 복수의 제 1 전송 단위 데이터 및 상기 복수의 제 1 전송 단위 데이터 각각이 전송될 단말을 지시하는 단말 식별자 정보를 포함하는 제 2 전송 단위 데이터를 상기 기지국으로부터 수신하는 단계; 및
    상기 복수의 제 1 전송 단위 데이터 각각을 상기 단말 식별자 정보가 지시하는 단말로 전송하는 단계를 포함하되,
    상기 단말 식별자 정보는,
    상기 제 2 전송 단위 데이터에 확장헤더 형태로 포함되는 것을 특징으로 하는 데이터 중계 방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 제 1 전송 단위 데이터는 매체접속제어 프로토콜 데이터 유닛(MAC PDU)이고,
    상기 제 2 전송 단위 데이터는 릴레이(relay) MAC PDU인 것을 특징으로 하는 데이터 중계 방법.
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 단말 식별자 정보는,
    상기 제 2 전송 단위 데이터에 포함되는 상기 복수의 제 1 전송 단위 데이터의 개수를 지시하는 개수(number) 필드 및 상기 개수 필드가 지시하는 수 만큼의 스테이션 식별자(STID) 필드를 포함하는, 데이터 중계 방법.
  9. 제 6항에 있어서,
    상기 단말 식별자 정보는,
    상기 제 2 전송 단위 데이터에 포함되는 상기 복수의 제 1 전송 단위 데이터의 개수만큼의 필드 그룹을 포함하되,
    상기 각각의 필드 그룹은,
    스테이션 식별자(STID) 필드 및 상기 스테이션 식별자 필드 뒤에 다른 스테이션 식별자 필드가 수반되는지 여부를 지시하는 필드를 포함하는, 데이터 중계 방법.
  10. 제 6항에 있어서,
    상기 제 2 전송 단위 데이터는,
    상기 기지국과 상기 중계국간의 연결 식별자를 포함하고,
    상기 연결 식별자는,
    상기 기지국과 상기 중계국간에 형성된 터널 연결(tunnel connection)을 지시하는 값으로 설정되는 것을 특징으로 하는 데이터 중계 방법.
  11. 광대역 무선 접속 시스템에서 기지국(ABS)과 복수의 단말(AMS) 사이에 교환되는 데이터를 중계하는 중계국(ARS) 장치에 있어서,
    프로세서; 및
    상기 프로세서의 제어에 따라 외부와 무선 신호를 송수신하기 위한 무선통신(RF) 모듈을 포함하되,
    상기 프로세서는,
    상기 복수의 단말로 향하는 복수의 제 1 전송 단위 데이터 및 상기 복수의 제 1 전송 단위 데이터 각각이 전송될 단말을 지시하는 단말 식별자 정보를 상기 기지국으로부터 수신되는 제 2 전송 단위 데이터를 통하여 획득하고, 상기 복수의 제 1 전송 단위 데이터 각각이 상기 단말 식별자 정보가 지시하는 단말로 전송되도록 제어하되,
    상기 단말 식별자 정보는,
    상기 제 2 전송 단위 데이터에 확장헤더 형태로 포함되는 것을 특징으로 하는 중계국 장치.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 제 1 전송 단위 데이터는 매체접속제어 프로토콜 데이터 유닛(MAC PDU)이고,
    상기 제 2 전송 단위 데이터는 릴레이(relay) MAC PDU인 것을 특징으로 하는 중계국 장치.
  13. 제 11항에 있어서,
    상기 단말 식별자 정보는,
    상기 제 2 전송 단위 데이터에 포함되는 상기 복수의 제 1 전송 단위 데이터의 개수를 지시하는 개수(number) 필드 및 상기 개수 필드가 지시하는 수 만큼의 스테이션 식별자(STID) 필드를 포함하는, 중계국 장치.
  14. 제 11항에 있어서,
    상기 단말 식별자 정보는,
    상기 제 2 전송 단위 데이터에 포함되는 상기 복수의 제 1 전송 단위 데이터의 개수만큼의 필드 그룹을 포함하되,
    상기 각각의 필드 그룹은,
    스테이션 식별자(STID) 필드 및 상기 스테이션 식별자 필드 뒤에 다른 스테이션 식별자 필드가 수반되는지 여부를 지시하는 필드를 포함하는, 중계국 장치.
  15. 제 11항에 있어서,
    상기 제 2 전송 단위 데이터는,
    상기 기지국과 상기 중계국간의 연결 식별자를 포함하고,
    상기 연결 식별자는,
    상기 기지국과 상기 중계국간에 형성된 터널 연결(tunnel connection)을 지시하는 값으로 설정되는 것을 특징으로 하는 중계국 장치.
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