WO2015152502A1 - 무선 통신 시스템 및 방법 - Google Patents

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Definitions

  • the present invention relates to a wireless communication system and method including a mobile relay.
  • Such a wireless communication system includes a relay for relaying wireless communication between a donor base station and a user equipment (UE).
  • UE user equipment
  • a fixed relay Fixed Relay
  • a mobile relay capable of simultaneously performing a base station function and a relay function using a radio resource of a donor base station as a backhaul in a wireless communication system has been actively conducted.
  • the mobile repeater moves by itself and constitutes a small cell.
  • Korean Patent Laid-Open Publication No. 2013-0124197 (name of the invention: a mobile repeater and a handover method thereof) includes a mobile repeater relaying data of a lower terminal from a first base station to a second base station. Determining whether to perform a handover; receiving a first message from the first base station, the first message including first information indicating whether the handover is accepted if it is determined that the handover is performed; If the first message includes the acceptance information of the handover handover method of the mobile repeater comprising the step of transmitting to the lower terminal a second message including a service unavailable interval that is a section that can not provide services to the lower terminal It is starting.
  • One embodiment of the present invention is to provide a wireless communication system and method using a macro cell and a mobile relay cell cooperatively.
  • another embodiment of the present invention is to provide a wireless communication system and method for applying a heterogeneous data transmission method to a macro cell and a mobile relay cell.
  • another embodiment of the present invention is to provide a wireless communication system and method for processing device-to-device (D2D) communication between a plurality of terminals belonging to a mobile repeater.
  • D2D device-to-device
  • a user terminal included in a wireless communication system wirelessly connected to a mobile repeater to establish an access link, wirelessly connected to a donor base station to establish a macro link Simultaneously maintain a connection with the donor base station and the mobile repeater coexisting in the same coverage area, and wirelessly communicating with the mobile repeater through the access link using a preset first frequency band, and performing a preset second frequency band. Communicate with the donor base station via the macro link.
  • the user terminal includes a multi-band wireless communication module for performing wireless communication using a plurality of frequency bands, and processes the wireless communication of the access link and the macro link through the multi-band wireless communication module,
  • the first frequency band may be a higher frequency band than the second frequency band.
  • the user terminal wirelessly communicates user plane data including data and traffic data according to a protocol applied to the traffic data and the application layer through the access link, and controls signaling to control wireless communication of the user plane data.
  • Control plane data including data may be wirelessly communicated through the macro link.
  • the user terminal may wirelessly communicate over the access link using a preset first carrier frequency band, and wirelessly communicate over the macro link using a second carrier frequency band different from the first carrier frequency band.
  • Set one of the first and second carrier frequency bands as a primary carrier frequency band, and set the other as an auxiliary carrier frequency band, and set the basic carrier frequency band when the capacity of the traffic data is equal to or less than a predetermined reference data capacity.
  • the user terminal wirelessly communicates a part of the traffic data through the access link using the first carrier frequency band when the primary and auxiliary carrier frequency bands are used together, and the second carrier frequency band. And wirelessly communicate the remainder of the traffic data via the macro link.
  • the user terminal may wirelessly control control signaling information for each of the basic carrier frequency band and the auxiliary carrier frequency band by using each of the basic carrier frequency band and the auxiliary carrier frequency band or using only the basic carrier frequency band. Can communicate.
  • the control signaling information may include information for controlling to use the primary and secondary carrier frequency bands together.
  • the user terminal wirelessly communicates with the access link and the macro link using different data transmission schemes, and the data transmission scheme used for the access link includes: a backhaul link established between the donor base station and the mobile repeater; It may be different from the data transmission method used for the macro link.
  • the data transmission scheme used for the access link may be a time division duplex scheme
  • the data transmission scheme used for the macro link and the backhaul link may be a frequency division duplex scheme
  • the user terminal dynamically changes the resource allocation ratio for each uplink and downlink through the access link according to a preset change condition, and transmits the change information of the resource allocation ratio to the mobile repeater.
  • the change information of the allocation ratio may be used as the change condition for changing the resource allocation ratio of another user terminal in the coverage of the mobile repeater.
  • a wireless communication method of a user terminal included in a wireless communication system includes: establishing a macro link by wirelessly connecting to a donor base station; Establishing an access link by wirelessly connecting to the mobile repeater; And simultaneously maintaining a connection with the donor base station and the mobile repeater coexisting in the same coverage area, wherein the access link uses a first preset frequency band and the macro link uses a second preset frequency band. use.
  • the first frequency band may be a higher frequency band than the second frequency band.
  • maintaining the connection at the same time may include: wirelessly communicating user plane data through the access link; And wirelessly communicating control plane data via the macro link, wherein the user plane data includes data and traffic data according to a protocol applied to an application layer, and the control plane data is a radio of the user plane data. It may include control signaling data for controlling communication.
  • maintaining the connection at the same time may include: wirelessly communicating over the access link using a first predetermined carrier frequency band; And wirelessly communicating over the macro link using a second carrier frequency band that is different from the first carrier frequency band.
  • the wireless communication method may further include setting one of the preset first and second carrier frequency bands as a primary carrier frequency band and setting the other as an auxiliary carrier frequency band before maintaining the connection at the same time. It may further include.
  • maintaining the connection at the same time may include: wirelessly communicating the traffic data using the basic carrier frequency band when the capacity of the traffic data is equal to or less than a predetermined reference data capacity; And wirelessly communicating the traffic data by using the primary and secondary carrier frequency bands when the capacity of the traffic data exceeds the reference data capacity.
  • the rest of the traffic data may be wirelessly communicated over the link.
  • the maintaining of the connection at the same time may include controlling each of the basic carrier frequency band and the auxiliary carrier frequency band using each of the basic carrier frequency band and the auxiliary carrier frequency band or using only the basic carrier frequency band.
  • Wirelessly communicating the signaling information may include information for controlling to use the primary and secondary carrier frequency bands together.
  • maintaining the connection at the same time may include wireless communication using different data transmission methods for the access link and the macro link.
  • the data transmission scheme used for the access link may be different from the data transmission scheme used for the backhaul link and the macro link established between the donor base station and the mobile repeater.
  • the wireless communication may also include wireless communication over the access link using a time division duplex scheme; And wirelessly communicating over the macro link and the backhaul link using a frequency division duplex scheme.
  • the wireless communication may include dynamically changing resource allocation ratios for uplink and downlink through the access link according to a preset change condition; And transmitting the change information of the resource allocation ratio to the mobile repeater.
  • the change information of the resource allocation ratio may be used as the change condition for changing the resource allocation ratio of another user terminal in the coverage of the mobile repeater.
  • a user terminal included in a wireless communication system may wirelessly connect to a mobile repeater to establish an access link and at least one other user terminal belonging to the same mobile relay cell from the mobile repeater.
  • the device is allocated a radio resource for device-to-device communication, and performs device-to-device communication with the at least one other user terminal using the allocated radio resource.
  • the user terminal receives control signaling data for controlling the device-to-device communication from the mobile repeater through the access link, and directly communicates traffic data with the other user terminal through the device-to-device communication.
  • control signaling data for controlling the device-to-device communication from the mobile repeater through the access link
  • traffic data with the other user terminal through the device-to-device communication.
  • the user terminal may be allocated a portion of a radio resource used for uplink communication through the access link from the mobile repeater.
  • the user terminal processes the wireless communication through the access link in a frequency division duplex scheme or a time division duplex scheme, and when performing wireless communication in the frequency division duplex scheme, a part of a frequency band used for the uplink communication When allocated and performing wireless communication in the time division duplex scheme, a portion of a time band used for the uplink communication may be allocated.
  • the user terminal may transmit a device-to-device communication mode setting request including the information of the at least one other user terminal to the mobile repeater, and receive the radio resource from the mobile repeater.
  • the user terminal may also transmit channel state information with the at least one other user terminal to the mobile repeater, and radio resource allocation information and transmission format for device-to-device communication determined by the mobile repeater based on the channel state information. Receives the information, and transmits data demodulation information based on the transmission format information to the at least one other user terminal.
  • a wireless communication method of a user terminal belonging to a wireless system comprising: establishing an access link by wirelessly connecting to a mobile repeater; Receiving, from the mobile repeater, a radio resource for device-to-device communication with at least one other user terminal belonging to the same mobile relay cell; And performing device-to-device communication with the at least one other user terminal using the allocated radio resource.
  • the method may include receiving control signaling data for controlling the device-to-device communication through the access link.
  • the traffic data may be directly wirelessly communicated with the other user terminal.
  • a portion of a radio resource used for uplink communication through the access link may be allocated.
  • the step of receiving a portion of the radio resources used for the uplink communication when performing a radio frequency division duplex method over the access link, a portion of the frequency band used for the uplink communication is allocated, When wirelessly communicating in a time division duplex manner through an access link, a portion of a time band used for the uplink communication may be allocated.
  • the wireless communication method may further include transmitting a device-to-device communication mode setting request including information on the at least one other user terminal to the mobile repeater before the step of allocating the radio resource for the device-to-device communication. It may further include.
  • the transmitting of the device to device communication mode setting request to the mobile repeater may include transmitting channel state information with the at least one other user terminal to the mobile repeater through the access link; Receiving radio resource allocation information and transmission format information for device-to-device communication determined by the mobile repeater based on the channel state information through the access link; And transmitting data demodulation information based on the transmission format information to the at least one other user terminal.
  • the wireless communication efficiency by providing a wireless communication service by cooperatively using the macro cell and the mobile relay cell can increase.
  • the mobile relay cell access link uses a higher frequency band than the communication link of the macro cell
  • the mobile repeater The wireless communication can be performed at high speed and low power with a plurality of user terminals in a mobile relay cell to increase data transmission efficiency while maintaining a stable communication connection with the user terminal.
  • the donor base station that uses a relatively low frequency band than the mobile repeater can easily secure coverage and can stably operate wireless communication with a plurality of mobile repeaters and user terminals in the macrocell.
  • control plane data communication requires less data than user plane data communication
  • control plane data can be reliably transmitted and received using a macrocell having a lower handoff rate than a mobile relay cell. It can be transmitted at high speed through a mobile relay cell that can use a frequency band.
  • the communication of the large amount of traffic data to the user terminal is a radio resource of the macro cell and the mobile relay cell Carrier Aggregation (CA) enables high-speed traffic data transmission.
  • CA Carrier Aggregation
  • any one of the problem solving means of the present invention by utilizing the low interference effect of the mobile relay cell with the neighboring mobile relay cell, by using a heterogeneous data transmission method for the macro cell and the mobile relay cell efficient wireless data Communication can be performed.
  • the macro cell uses a frequency division duplex scheme and the mobile relay cell uses a time division duplex scheme, so that uplink and downlink resources in wireless communication with the mobile repeater You can change the allocation rate dynamically.
  • any one of the problem solving means of the present invention it is possible to efficiently perform infrastructure-based D2D communication between terminals belonging to the same relay cell in a wireless communication environment.
  • the effects by the problem solving means of the present invention is not limited to the effects as described above, there may be other effects.
  • FIG. 1 is a view showing the configuration of a wireless communication system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a view for explaining a handoff between mobile repeaters in the same macrocell in an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining handoff between mobile repeaters in another macrocell in one embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a view for explaining a handoff from a macro cell to a mobile relay cell in an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining handoff from a mobile relay cell to a macrocell in one embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a diagram for describing a wireless communication method using multiple frequencies between a macro cell and a mobile relay cell according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a view for explaining a wireless communication scheme by distinguishing a control plane and a user plane between a macro cell and a mobile relay cell according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating a wireless communication method through carrier aggregation between a macro cell and a mobile relay cell according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a wireless communication method when a user terminal is connected to either a donor base station or a mobile repeater in a wireless communication system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a diagram for describing a wireless communication method when a user terminal is connected to both a donor base station and a mobile repeater in a wireless communication system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a state diagram illustrating a dynamic change relationship of a wireless communication mode in a wireless communication system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating a configuration of a wireless communication system using a heterogeneous data transmission method between a macro cell and a mobile relay cell according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a data flowchart illustrating a wireless communication method using a heterogeneous data transmission method between a macro cell and a mobile relay cell according to another embodiment of the present invention.
  • D2D device-to-device
  • 15 is a configuration diagram illustrating a D2D communication method of a wireless communication system according to another embodiment of the present invention.
  • 16 is a data flowchart illustrating a D2D communication method using a mobile repeater according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a view showing the configuration of a wireless communication system according to an embodiment of the present invention.
  • a wireless communication system 10 includes a donor base station (donor eNB) 100, a mobile relay 200, and a user terminal. (UE, User Equipment) 300.
  • donor eNB donor base station
  • UE User Equipment
  • the coverage of the donor base station 100 is a macro cell, and the coverage of the mobile repeater 200 is a mobile relay cell.
  • the wireless communication system 10 may be a wireless communication system such as an Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA) system.
  • E-UTRA Evolved Universal Terrestrial Radio Access
  • the wireless communication system 10 may be implemented on various wireless communication networks using inter and intra wireless access network interfaces between wireless network entities.
  • Donor base station 100 is a wireless base station, a network unit that communicates with user equipment and mobile repeaters within a serving cell.
  • the donor base station 100 allocates radio resources to user equipment and mobile repeaters.
  • the donor base station 100 may be variously referred to as a NodeB, an evolved Node B (eNB), a base transceiver station (BTS), a base station (BS), an access point base station (AP BS), etc. according to an applied radio access technology. have.
  • the mobile repeater 200 is a network unit that moves by itself and relays wireless communication between the user terminal and the base station.
  • the mobile repeater 200 may perform the same function as the base station by using the radio resource allocated from the donor base station 100 as a wireless backhaul.
  • the user terminal 300 is a device for wireless communication with the donor base station 100 and the mobile repeater 200.
  • the user terminal 300 may be variously referred to as a wireless communication device, a wireless terminal / device or a node according to an applied wireless access technology.
  • the user terminal 300 may be a handheld-based portable terminal, a laptop, a mobile sensor, and the like, as a wireless communication device with guaranteed portability and mobility.
  • the user terminal 300 may include a personal communication system (PCS), a global system for mobile communications (GSM), a personal digital cellular (PDC), a personal handyphone system (PHS), a personal digital assistant (PDA), and an international mobile (IMT).
  • PCS personal communication system
  • GSM global system for mobile communications
  • PDC personal digital cellular
  • PHS personal handyphone system
  • IMT international mobile
  • Telecommunication (2000)-, Code Division Multiple Access (CDMA) -2000, W-Code Division Multiple Access (W-CDMA), Wireless Broadband Internet (WBRO) terminals, smart
  • At least one mobile repeater 200 may exist in the coverage (ie, macrocell) by the donor base station 100. have.
  • at least one user terminal 300 may exist in coverage by each mobile relay 200 (ie, a mobile relay cell). That is, the user terminal 300 may be connected to the donor base station 100 and the mobile repeater 200 which coexist in the same coverage area, or may be connected to any one of the donor base station 100 and the mobile repeater 200.
  • the user terminal 300 which is located in the macro cell and does not belong to the mobile relay cell, wirelessly communicates by directly connecting a communication link with the donor base station 100.
  • the user terminal 300 belonging to the macro cell and the mobile relay cell at the same time is connected to the mobile repeater 200 and wirelessly communicates with the donor base station 100 through the mobile repeater 200, or the mobile repeater 200 and the donor base station ( 100) Wirelessly connect to each other to maintain wireless connection at the same time.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a procedure of handing off a plurality of mobile repeaters belonging to the same macro cell by a user terminal according to an embodiment of the present invention.
  • the user terminal 300 when a plurality of mobile repeaters 200-1 and 200-2 exist within the coverage of one donor base station 100, as the user terminal 300 moves within the same macro cell P100.
  • the first mobile relay cell P201 may enter the second mobile relay cell P202.
  • the user terminal 300 performs a handoff from the first mobile relay 200-1 of the first mobile relay cell P201 to the second mobile relay 200-2 of the second mobile relay cell P202. Perform.
  • each of the components of the wireless communication system 10 ie, the donor base station, two or more mobile repeaters, and a user terminal
  • FIG. 3 is a diagram for describing a procedure of handing off a mobile terminal between mobile repeaters belonging to different macrocells in an embodiment of the present invention.
  • the user terminal 300 may be configured. As the first macro cell P101 moves from the first macro cell P101 to the second macro cell P102, the first macro cell P101 may enter the second macro cell P102. In this case, the user terminal 300 performs a handoff from the first mobile repeater 200-1 in the first macro cell P101 to the second mobile repeater 200-2 in the second macro cell P202. . In this case, the user terminal 100 processes the handoff procedure between the plurality of donor base stations 100-1 and 100-2, as well as the handoff procedure between the plurality of mobile repeaters 200-1 and 200-2. In this case, each of the components of the wireless communication system 10 (that is, two or more donor base stations, two or more mobile repeaters, and a user terminal) processes a preset 'handoff procedure between mobile repeaters in different macrocells'.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a procedure of handing off a user terminal from a macro cell to a mobile relay cell according to an embodiment of the present invention.
  • the user terminal 300 maintaining the connection with the donor base station 100 may move the mobile repeater 200 in the macro cell P100. It may enter into the coverage (that is, the mobile relay cell (P200)). In this case, the user terminal 300 performs a handoff from the donor base station 100 of the macro cell P100 to the mobile relay 200 of the mobile relay cell P200.
  • each of the components of the wireless communication system 10 ie, the donor base station, the mobile repeater, and the user terminal
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a procedure of handing off a user terminal from a mobile relay cell to a macro cell according to an embodiment of the present invention.
  • the user terminal 300 maintaining the connection with the mobile repeater 200 in the mobile relay cell P200 is a mobile relay cell. It may enter the macro cell (P100) from the (P200). In this case, the user terminal 300 performs a handoff from the mobile repeater 200 of the mobile relay cell P200 to the donor base station 100 in the macro cell P100. In this case, each of the components of the wireless communication system 10 (that is, the donor base station, the mobile repeater, and the user terminal) processes a preset handoff procedure from the mobile relay cell to the macro cell.
  • the user terminal 300 is connected to at least one of the donor base station 100 and the mobile repeater 200 to perform wireless communication.
  • the wireless communication system 10 cooperatively uses a macro cell and a mobile relay cell to perform wireless communication.
  • each of the components i.e., the donor base station, the mobile repeater, and the user terminal
  • the mobile repeater 200 wirelessly connects with the donor base station 100
  • a backhaul link is connected.
  • the user terminal 300 wirelessly connects with the mobile repeater 200
  • an access link is connected.
  • the user terminal 300 is directly wirelessly connected to the donor base station 100, a macro link is connected.
  • the state of the backhaul link may be continuously changed between the donor base station 100 and the mobile repeater 200. That is, the channel gain is changed from time to time according to the position and channel state of the mobile repeater 200 in the macro cell P100. Therefore, the donor base station 100 detects a change in the transmission capacity of the backhaul link for each mobile repeater 200 in its coverage, and backhaul link connection to the mobile repeater 200 and the user terminal 300 according to the detection result.
  • a backhaul link between the user terminal 300 and the donor base station 100 and an access link between the user terminal 300 and the mobile repeater 200 may use different transmission schemes.
  • the wireless communication system 10 may set parameters to be considered in the handoff procedure processing for each backhaul link and the access link in advance, and detect or calculate a value of the corresponding variable when performing the handoff procedure.
  • the donor base station 100 and the mobile repeater 200 apply a value of a variable (eg, 'link signal strength') that is set in advance according to a communication link characteristic with a counterpart to which the user terminal 300 will be handed off. Thereby performing a stable handoff procedure.
  • a variable eg, 'link signal strength'
  • FIG. 6 is a diagram for describing a wireless communication method using multiple frequencies between a macro cell and a mobile relay cell according to an embodiment of the present invention.
  • the user terminal 300 maintains the connection with the mobile repeater 200 and the donor base station 100 simultaneously. It was shown. In this case, the access link between the user terminal 300 and the mobile repeater 200 and the macro link between the user terminal 300 and the donor base station 100 may wirelessly communicate using different frequency bands.
  • the access link uses a first frequency band, which is a relatively high frequency band, and the macro link is larger than the first frequency band.
  • the second frequency band (low frequency), which is a low frequency band, is used.
  • the backhaul link between the donor base station 100 and the mobile repeater 200 and the macro link between the donor base station 100 and the user terminal 300 may use the same frequency band, and the mobile repeater 200 and the user terminal ( The access link between 300 may use a higher frequency band than that of the backhaul link and the macro link.
  • the macrocell constitutes a large cell having wide cell coverage and is a mobile relay.
  • the cell constitutes a small cell having a relatively narrow cell coverage compared to the macro cell.
  • the mobile repeater 200 for establishing an access link using the first frequency band is a narrower cell than the donor base station 100 for setting up the macro link and the backhaul link using the second frequency band, which is a relatively low frequency band. (I.e., a mobile relay cell), but by using a high frequency band, it is possible to process wireless communication of higher speed and lower power than a macro cell.
  • a macro cell using a relatively low frequency band can easily secure wide coverage and stably operate wireless communication with a plurality of mobile repeaters and user terminals in the cell.
  • the mobile relay cell using a relatively high frequency band can improve the data transmission efficiency while maintaining a stable communication connection of the user terminal by processing wireless communication with a plurality of user terminals at high speed and low power.
  • the location and size of the frequency bands of the first frequency band and the second frequency band are not limited, and the first frequency band and the second frequency band may be set to be spaced apart from each other by a predetermined band size or more, or may be set as successive frequency bands.
  • the first frequency band is a relatively high frequency band compared to the second frequency band, but as shown in Table 1 below, both the first and second frequency bands may be cellular mobile communication frequency bands.
  • FIG. 7 is a view for explaining a wireless communication scheme by distinguishing a control plane and a user plane between a macro cell and a mobile relay cell according to an embodiment of the present invention.
  • control-plane data is wirelessly communicated through an access link between the mobile repeater 200 and the user terminal 300, and a control plane (through a macro link between the donor base station 100 and the user terminal 300).
  • control-plane data is wirelessly communicated.
  • the user plane data includes traffic data generated in data communication with the user terminal 300 and data according to a protocol for operation of an application layer.
  • Control plane data includes various control signaling data necessary to control wireless communication of user plane data.
  • control plane data includes control signaling data for performing user authentication, mobility control, security, call processing, and the like.
  • the macro link established between the donor base station 100 and the user terminal 300 uses a frequency band relatively lower than that of the access link, and the control plane data ( Wireless control-plane
  • the access link established between the mobile repeater 200 and the user terminal 300 uses a relatively high frequency band compared to the macro link (or backhaul link), and user-plane data is accessed through the access link.
  • Wireless communication Wireless communication.
  • a low data rate is sufficient because control plane data communication does not have a relatively high data demand compared to user plane data communication. Therefore, it is possible to stably transmit and receive control plane data through wireless communication with a macrocell having a relatively low handoff rate compared to a mobile relay cell.
  • the mobile relay cell has a narrower cell coverage than the macro cell, but because it uses a relatively high frequency band, a wide frequency bandwidth can be used, thereby enabling high-speed transmission of user plane data. As such, efficient wireless data communication is possible through cooperative wireless communication between the macro cell and the mobile relay cell.
  • control plane data and the user plane data may be wirelessly communicated using the same frequency band.
  • FIG. 8 is a diagram for describing a wireless communication method through carrier aggregation between a macro cell and a mobile relay cell according to an embodiment of the present invention.
  • the user terminal 300 maintains the connection with the mobile repeater 200 and the donor base station 100 simultaneously. It was shown.
  • the wireless communication system 10 performs wireless data communication using a carrier aggregation (CA) between the macro cell and the mobile relay cell.
  • CA carrier aggregation
  • the access link between the mobile repeater 200 and the user terminal 300 wirelessly communicates using a first carrier frequency band 1 and the donor base station 100.
  • the macro link between the user terminal 300 communicates wirelessly using a second carrier frequency band 2 different from the first carrier frequency band.
  • the wireless communication system 10 sets one of the first carrier frequency band and the second carrier frequency band to a primary carrier frequency band, and the other to a secondary carrier frequency band.
  • the first carrier frequency band used in the access link between the mobile repeater 200 and the user terminal 300 will be described as an example of the basic carrier frequency band.
  • the wireless communication system 10 determines the carrier aggregation process according to the capacity of the traffic data of the user terminal 300 maintaining the connection with both the macro cell and the mobile relay cell.
  • the user terminal 300 wirelessly communicates the traffic data using only the basic carrier frequency band (ie, the first carrier frequency band). That is, the traffic data of the user terminal 300 is wireless data communication over the access link.
  • the user terminal 300 includes both the primary carrier frequency band and the secondary carrier frequency band (that is, the first and second carrier frequency band) To communicate traffic data wirelessly. That is, when the data traffic of the user terminal 300 is large, the traffic data is divided and divided into wireless data communication through each of the access link and the macro link, thereby increasing the transmission speed of the traffic data.
  • the wireless communication system 10 may transmit control signaling information for controlling carrier aggregation through at least one of a basic carrier frequency band and an auxiliary carrier frequency band.
  • the control signaling information includes scheduling and frequency resource allocation information.
  • the wireless communication system 10 may wirelessly communicate the control signaling information by using a basic carrier frequency band and an auxiliary carrier frequency band, respectively.
  • the wireless communication system 10 may wirelessly communicate control signaling information for each of the primary and secondary carrier frequency bands using only the primary carrier frequency band.
  • the wireless communication system 10 may transmit and receive a message related to the processing of the carrier aggregation between the donor base station 100, the mobile repeater 200, and the user terminal 300 to set up the processing of the carrier aggregation.
  • the wireless communication system 10 communicates a separate carrier aggregation processing message for each carrier frequency band when transmitting traffic data of the user terminal 300 into a plurality of carrier frequency bands.
  • each component (ie, donor base station, mobile repeater, and user terminal) of the wireless communication system 10 may use a hybrid automatic repeat request (HARQ) transmission scheme, and in HARQ Retransmission of is processed for each carrier frequency band.
  • HARQ hybrid automatic repeat request
  • the wireless communication system 10 uses different frequencies for wireless communication through the access link and wireless communication through the macro link (or backhaul link).
  • the use of inter-bands has been described.
  • the wireless communication system 10 may handle cooperative wireless communication using the same intra-band in the access link and the macro link (or backhaul link).
  • the user terminal 300 establishes an access link by radio access to the mobile repeater 200, and establishes a macro link by wirelessly connecting to the donor base station 100.
  • the user terminal 300 maintains a connection simultaneously with the donor base station and the mobile repeater that coexist in the same coverage area.
  • the user terminal 300 includes a multi-band wireless communication module for performing wireless communication using a plurality of frequency bands.
  • the user terminal 300 processes wireless communication of an access link and a macro link through a multi-band wireless communication module.
  • the user terminal 300 wirelessly communicates with the mobile repeater 200 through the access link using the first frequency band, and wirelessly communicates with the donor base station 100 through the macro link using the second frequency band.
  • the first frequency band and the second frequency band may be different frequency bands, and the first frequency band may be set to a higher frequency band than the second frequency band.
  • the wireless communication using the first frequency band can handle relatively high speed and low power wireless communication in a narrow cell as compared to the wireless communication using the second frequency band.
  • the user terminal 300 divides the user plane data and the control plane data into an access link with the mobile repeater 200 and a macro link with the donor base station 100 for wireless communication.
  • the user terminal 300 wirelessly communicates user plane data through an access link, and wirelessly communicates control plane data through a macro link.
  • the user terminal 300 wirelessly communicates through an access link with the mobile repeater 200 using the first carrier frequency band, and uses the second carrier frequency band that is different from the first carrier frequency band, so that the donor base station 100 is used. Communicates wirelessly through a macro link with the In this case, the user terminal 300 may set one of the first carrier frequency band and the second carrier frequency band as a basic carrier frequency band and the other one as an auxiliary carrier frequency band.
  • the user terminal 300 wirelessly communicates the entire traffic data using the basic carrier frequency band.
  • the user terminal 300 wirelessly communicates the traffic data using the primary carrier frequency band and the secondary carrier frequency band.
  • the user terminal 300 wirelessly communicates control signaling information for controlling carrier aggregation of the primary and secondary carrier frequency bands using at least one of a primary carrier frequency band and an auxiliary carrier frequency band.
  • the user terminal 300 may wirelessly communicate the control signaling information for each of the primary and secondary carrier frequency bands using only the primary carrier frequency band.
  • the mobile repeater 200 receives radio resources from the donor base station 100 to establish a backhaul link with the donor base station 100.
  • the mobile repeater 200 establishes an access link with at least one user terminal 300 in coverage.
  • the mobile repeater 200 wirelessly communicates with the donor base station 100 and the user terminal 100 in which the macro link is established within its coverage through the access link using the first frequency band. Wireless communication over the backhaul link and the macro link uses a second frequency band.
  • the mobile repeater 200 wirelessly communicates user plane data through an access link with the user terminal 300.
  • the control plane data is wirelessly communicated through the macro link between the user terminal 300 and the donor base station 100.
  • the mobile repeater 200 wirelessly communicates through the access link using the first carrier frequency band, and when the capacity of the traffic data of the user terminal 300 exceeds the reference data capacity, a part of the traffic data through the access link.
  • the remaining traffic data of the user terminal 300 is wirelessly communicated through the macro link between the user terminal 300 and the donor base station 100, and is wirelessly communicated using a second carrier frequency band different from the first carrier frequency band.
  • the mobile repeater 200 sets the first carrier frequency band as a basic carrier frequency band or an auxiliary carrier frequency band.
  • the mobile repeater 200 wirelessly communicates the entire traffic data through the access link if the capacity of the traffic data is equal to or less than the reference data capacity.
  • the mobile repeater 200 wirelessly communicates a portion of the traffic data over the access link if the capacity of the traffic data exceeds the reference data capacity.
  • the mobile repeater 200 via the macro link between the user terminal 300 and the donor base station 100 The remaining traffic data other than the wirelessly communicated traffic data is wirelessly communicated through the access link.
  • the mobile repeater 200 wirelessly controls control signaling information for controlling carrier aggregation for the primary and secondary carrier frequency bands using the first carrier frequency band.
  • Communicate When the first carrier frequency band is set to the primary carrier frequency band or the auxiliary carrier frequency band, the mobile repeater 200 uses the first carrier frequency band for the one of the primary carrier frequency band and the auxiliary carrier frequency band. Control signaling information may be wirelessly communicated.
  • the donor base station 100 establishes a backhaul link by allocating radio resources to at least one mobile repeater 200 in its coverage.
  • the donor base station 100 establishes a macro link with at least one user terminal 300 in its coverage.
  • the donor base station 100 uses the user terminal 300 (which wirelessly communicates with the mobile repeater 200 through an access link using the first frequency band within the coverage of the donor base station 100) and the second frequency band.
  • the wireless communication through the backhaul link may also use the second frequency band.
  • the donor base station 100 wirelessly communicates control plane data via a macro link with the user terminal 300.
  • the control signaling data included in the control plane data is data for controlling wireless communication of user plane data to the user terminal through an access link between the user terminal and the mobile repeater.
  • the donor base station 100 also communicates wirelessly over a macro link (or backhaul link) using a second carrier frequency band.
  • the donor base station 100 wirelessly communicates a part of the traffic data through the macro link when the capacity of the traffic data of the user terminal 300 exceeds a preset reference data capacity. For reference, the remainder of the traffic data is wirelessly communicated over the access link using the first carrier frequency band.
  • the donor base station 100 sets the second carrier frequency band to either the primary carrier frequency band or the auxiliary carrier frequency band.
  • the second carrier frequency band is set as the basic carrier frequency band
  • the donor base station 100 wirelessly communicates the entire traffic data through the macro link when the capacity of the traffic data is equal to or less than the reference data capacity.
  • the donor base station 100 wirelessly communicates a part of the traffic data through the macro link when the capacity of the traffic data exceeds the reference data capacity.
  • the donor base station 100 may be configured to store the remaining traffic data other than the traffic data wirelessly communicated through the access link. Communicates via wireless.
  • the donor base station 100 wirelessly communicates control signaling information for each of the basic carrier frequency band and the auxiliary carrier frequency band by using the second carrier frequency band.
  • the donor base station 100 may wirelessly communicate control signaling information corresponding to only the second carrier frequency band.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a wireless communication method when a user terminal is connected to either a donor base station or a mobile repeater in a wireless communication system according to an embodiment of the present invention.
  • the UE 300 may control the control plane data and the user plane data. Direct wireless communication with 100).
  • the user terminal 300 establishes a macro link by wirelessly connecting to the donor base station 100, and wirelessly communicates both control plane data and user plane data through the macro link.
  • the donor base station 100 performs wireless data communication between the user terminal 300 and the backbone network.
  • FIG. 9 illustrates Mobility Management Entity (MME), Packet Data Network Gateway (P-GW), and Serving Gateway (S-GW), which are some components of the backbone network, among which the MME is a wireless network interworking in the backbone network. Manage.
  • MME Mobility Management Entity
  • P-GW Packet Data Network Gateway
  • S-GW Serving Gateway
  • the donor base station 100 wirelessly communicates control plane data of the MME and the user terminal 300.
  • the donor base station 100 wirelessly communicates user plane data of the P-GW (and the user terminal 300) through the S-GW.
  • the user terminal (UE) 300 When the user terminal (UE) 300 is connected only to the mobile relay 100, the user terminal 300 wirelessly communicates the control plane data and the user plane data with the mobile relay 200.
  • the user terminal 300 establishes an access link by wirelessly connecting to the mobile repeater 200, and wirelessly communicates both control plane data and user plane data through the access link.
  • the mobile repeater 200 performs wireless data communication between the user terminal 300 and the backbone network through the donor base station 100 in which the backhaul link is set in advance.
  • the mobile repeater 200 wirelessly communicates control plane data and user plane data with the user terminal 300 to the donor base station 100.
  • the donor base station 100 wirelessly communicates control plane data with the MME and wirelessly communicates user plane data with the P-GW via the S-GW.
  • FIG. 9 illustrates that the user terminal 300 is connected to only one of the mobile repeater 200 or the donor base station 100. However, when the macro cell and the mobile relay cell coexist in the same coverage area, the user terminal 300 is present. Can maintain the connection with the macro cell and the mobile relay cell at the same time.
  • FIG. 10 is a diagram for describing a wireless communication method when a user terminal is connected to both a donor base station and a mobile repeater in a wireless communication system according to an embodiment of the present invention.
  • a user terminal (UE) 300 is connected to a mobile relay 100 and a donor eNB 100, respectively.
  • the user terminal 300 wirelessly communicates user plane data through an access link with the mobile repeater 200, and wirelessly communicates control plane data through a macro link with the donor base station 100.
  • the mobile repeater 200 wirelessly communicates user plane data between the user terminal 300 and the backbone network through the donor base station 100 in which the backhaul link is set in advance.
  • the donor base station 100 wirelessly communicates control plane data between the user terminal 300 and the backbone network and user plane data between the user terminal 300 and the backbone network through the mobile repeater 100.
  • the user plane data may be wirelessly communicated at high speed through a carrier aggregation between the mobile relay cell and the macro cell.
  • the user terminal 300 wirelessly communicates control plane data and user plane data through an access link with the mobile repeater 200, and transmits user plane data through a macro link with the donor base station 100. Radio communication is shown.
  • the user terminal 300 wirelessly communicates user plane data through an access link with the mobile repeater 200, and controls plane data and user plane data through a macro link with the donor base station 100. It is shown that the wireless communication.
  • the control plane data is wirelessly communicated through either a macro cell or a mobile relay cell.
  • the user plane data is divided into a macro cell and a mobile relay cell for wireless communication.
  • the various wireless communication schemes (hereinafter, referred to as 'wireless communication modes') described with reference to FIGS. 9 and 10 may be dynamically changed and used as necessary. That is, the wireless communication system 10 determines an optimal wireless communication mode according to variables such as wireless communication network environmental conditions, wireless communication state of wireless communication equipment and network equipment, and status of traffic data in wireless communication. You can automatically change to the wireless communication mode.
  • FIG. 11 is a state diagram illustrating a dynamic change relationship of a wireless communication mode in a wireless communication system according to an embodiment of the present invention.
  • the wireless communication mode described in FIG. 9A is referred to as Mode 1
  • the wireless communication mode described in FIG. 9B is referred to as Mode 3.
  • the wireless communication mode described in FIG. 10A is referred to as Mode 2
  • the wireless communication mode described in FIG. 10B is referred to as Mode 4
  • the wireless communication mode described in c) is referred to as mode 5.
  • a wireless communication mode that may be operated in the wireless communication system 10 may be converted to at least one other wireless communication mode.
  • Mode 1 and Mode 2 can be converted to the remaining three modes except Mode 4
  • Mode 3 can be converted to three other modes except Mode 5 (that is, Mode 1, Mode 2 and Mode 4) In case of Mode 4, it is possible to switch to Mode 3 and Mode 5.
  • Mode 1, mode 2, and mode 5 are modes in which the control plane data is wirelessly communicated through the macro link between the user terminal 300 and the donor base station 100, and mode conversion is possible.
  • the wireless communication system 10 may wirelessly communicate both control plane data and user plane data over a macro link in mode 1 and then convert to mode 2 to wirelessly communicate user plane data over an access link.
  • the wireless communication system 10 converts from mode 1 to mode 5
  • the user plane data may be divided and transmitted to the access link and the macro link by using carrier aggregation between the macro cell and the mobile relay cell.
  • Mode 1 and Mode 2 can be converted to Mode 3, but Mode 5 cannot be converted to Mode 3. That is, mode 1 and mode 2 transmit user plane data through either an access link or a macro link, whereas mode 5 processes carrier aggregation between a macro cell and a mobile relay cell to access user plane data. And macro links. Therefore, mode 5 cannot be converted to mode 3 in which the macro link between the user terminal 300 and the donor base station 100 is not established.
  • whether to switch between wireless communication modes is enabled or disabled may be set differently based on whether the user terminal 300 connects to the macro cell and the mobile relay cell for each mode and whether carrier aggregation is performed.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating a configuration of a wireless communication system using a heterogeneous data transmission method between a macro cell and a mobile relay cell according to another embodiment of the present invention.
  • a macrocell according to the coverage of the donor base station 100 and a coverage of the mobile repeater 200 located in the macrocell are included.
  • the mobile relay cell is configured.
  • the user terminal 300 wirelessly connects with the donor base station 100 and the mobile repeater 200, respectively, and a macro link is established between the user terminal 300 and the donor base station 100, and moves with the user terminal 300.
  • An access link is established between the repeaters 200.
  • the backhaul link is established between the mobile repeater 200 and the donor base station 100.
  • the user terminal 300 may maintain the connection with the donor base station 100 and the mobile repeater 200 at the same time.
  • data transmission schemes are differently set in the access link between the mobile repeater 200 and the mobile repeater 200. That is, the macro cell and the mobile relay cell use heterogeneous data transmission methods.
  • wireless data using a frequency division duplex (FDD) scheme can be performed.
  • FDD frequency division duplex
  • Communication can be performed in the access link between the user terminal 300 and the mobile repeater 200.
  • wireless data communication may be performed using a time division duplex (TDD) scheme.
  • FDD operates upload and download frequency channels separately, and TDD transmits uploads and downloads over time in the same frequency channel, so that radio resource distribution of up / download is more flexible than FDD.
  • the control signaling for the uplink (UpLink, UL) and the downlink (DownLink, DL) through the access link is as follows. It can be set as follows.
  • the macro link and the backhaul link with the donor base station 100 use the FDD mode to perform wireless data communication.
  • the frame configuration may be set differently in the transmission of the TDD mode for each mobile repeater 200 in the same macro cell.
  • the frame configuration is a resource allocation ratio of DL and UL.
  • the mobile repeater 200 adjusts the DL-UL configuration in real time according to the transmission status of the data, and control-signaled or transmits the adjusted DL-UL configuration information to the user terminals 300 belonging to the same mobile repeater 200. Notify through broadcast channel.
  • the mobile repeaters 200 in the same macro cell are adjacent, information of the adjusted DL-UL configuration of the mobile repeater 200 should also be known to the surrounding mobile repeaters 200. Therefore, DL-UL configuration adjustment information can be directly transmitted and received between adjacent mobile repeaters 200.
  • each mobile repeater 200 receives the broadcasting channel information of the adjacent mobile repeater 200 from the user terminal 300 belonging to its own mobile relay cell, and feedbacks it. Through this, management of DL-UL configuration information between adjacent mobile repeaters 200 is possible.
  • FIG. 13 is a data flowchart illustrating a wireless communication method using a heterogeneous data transmission method between a macro cell and a mobile relay cell according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 the same macro as the user terminal 300 belonging to the mobile relay cell of the mobile repeater 200, the serving mobile repeater 200-1 and the serving mobile repeater 200-1 in which an access link is established with the user terminal 300.
  • a wireless communication process between another mobile repeater 200-2 belonging to a cell and the donor base station 100 is illustrated.
  • the serving mobile repeater 200-1 transmits system information to the user terminal 300 (S1301)
  • the user terminal 300 receives system information for setting a TDD mode (S1302).
  • the system information includes DL-UL configuration setting information in the TDD mode.
  • the other mobile repeater 200-2 transmits its system information to the donor base station 100 (S1303).
  • the donor base station 100 transmits the type and data amount of DL data to the user terminal 300 and the system information of the neighboring mobile repeater (hereinafter referred to as 'TDD setting value') to the serving mobile repeater 200-1. It transmits (S1304-1).
  • the user terminal 300 transmits a UL feedback and data request amount to the serving mobile repeater 200-1 (S1304-2).
  • the steps S1303 and S1304-1 and the step S1304-2 may be generated in series or in parallel, and the generation order may be changed.
  • the serving mobile repeater 200-1 may set the DL / UL requirements and the TDD DL-UL mode in advance based on the information received through the steps S1304-1 and S1304-2.
  • the set value of is determined (S1305).
  • the requirement includes each data Qos and transmission amount of the DL / UL
  • the setting value of the TDD DL-UL mode may be determined based on the TDD setting value of the neighboring mobile repeater 200-2.
  • the serving mobile repeater 200-1 determines whether the setting value of the TDD DL-UL mode set in step S1305 is changed compared to the setting value of the TDD DL-UL mode previously set (S1306). .
  • the serving mobile repeater 200-1 returns to before the steps (S1304-1) and (S1304-2), UL / DL Wait for reception of other requirements and TDD setting value.
  • the serving mobile repeater 200-1 transmits the current position and the changed TDD mode setting information to the donor base station 100 (S1307).
  • the donor base station 100 transmits the changed TDD mode setting information of the serving mobile repeater 200-1 to another mobile repeater 200-2 (S1308), and changes the TDD mode from the other mobile repeater 200-2. Receive a feedback for (S1309).
  • the donor base station 100 feeds back the changed TDD mode setting information of the other mobile repeater 200-2 to the serving mobile repeater 200-1 (S1310).
  • the serving mobile repeater 200-1 determines whether there is a TDD collision with the surrounding mobile repeater 200-2 based on the changed TDD mode of the fed-up surrounding mobile repeater 200-2 (S1311).
  • the serving mobile repeater 200-1 If a collision with the surrounding mobile repeater 200-2 occurs as a result of the determination of the step S1311, the serving mobile repeater 200-1 returns to before the steps S1304-1 and S1304-2 to obtain a new UL. Wait for receiving / DL requirement and TDD setting value.
  • step S1312 if the collision with the surrounding mobile repeater 200-2 does not occur as a result of the determination in step S1311, the serving mobile repeater 200-1 performs control signaling for the TDD mode changed to the user terminal 300. (S1312).
  • the serving mobile repeater 200-1 receives the response (ACK) for the changed TDD mode from the user terminal 300 (S1313).
  • the serving mobile repeater 200-1 updates the system information with the changed TDD mode, and finally switches the TDD transmission mode according to the determined TDD mode setting value (S1314).
  • wireless data transmission and reception through the changed TDD mode is processed between the user terminal 300 and the serving mobile repeater 200-1 (S1315).
  • the TDD mode change procedure from steps S1301 to S1315 is automatically performed at predetermined periods or at a specific point in time (that is, when a TDD mode change is required). Can be performed. That is, the TDD configuration may be dynamically changed in the access link between the mobile repeater 200 and the user terminal 300 to process data communication in an optimal TDD mode.
  • D2D device-to-device
  • the D2D communication system 10 includes a donor base station 100, a mobile repeater 200, and a user terminal 300.
  • the user terminal 300 when the user terminal 300 is located in the macro cell and there is no mobile relay cell to which the user terminal 300 belongs, the user terminal 300 is directly connected to the donor base station 100 to perform wireless communication.
  • the user terminal 300 when the mobile repeater 200 and the donor base station 100 are located within the same coverage, the user terminal 300 is connected to the mobile repeater 200 and wirelessly communicates with the donor base station 100 through the mobile repeater 200.
  • the mobile repeater 200 and the donor base station 100 may be wirelessly connected to maintain a connection at the same time and communicate wirelessly.
  • the plurality of user terminals 300-1 and 300-2 belonging to the mobile relay cell of any one mobile relay 200 may process D2D communication for directly communicating data. That is, in the wireless communication system 10 according to another embodiment of the present invention, two or more user terminals 300 of the plurality of user terminals 300 belonging to the same mobile relay cell or a plurality of user terminals belonging to a predetermined group ( 300) D2D wireless communication without the mobile repeater 200 is possible.
  • 15 is a configuration diagram illustrating a D2D communication method of a wireless communication system according to another embodiment of the present invention.
  • each of the user terminals 300-1 and 300-2 wirelessly connects to the mobile relay 200.
  • the uplink (UL) and downlink (DL) communication of each of the user terminals 300-1 and 300-2 performing the D2D communication or at least one user terminal (not shown) not participating in the D2D communication may be used. Processed via the backhaul link between the mobile repeater 200 and the donor base station 100.
  • infrastructure-based D2D communication is processed between the user terminals 300-1 and 300-2 belonging to the same mobile relay cell.
  • the mobile repeater 200 processes the control for the D2D communication and only actual user data (ie, traffic data) is transmitted and received between the user terminals 300-1 and 300-2.
  • the user terminals 300-1 and 300-2 directly transmit and receive traffic data, and transmit information such as channel information and channel quality indicator (CQI) related to the traffic data transmission through the access link. 200).
  • the mobile repeater 200 reflects the information according to the feedback in the next resource allocation.
  • the user terminals 300-1 and 300-2 may execute HARQ on traffic data through D2D communication to increase reliability of data communication.
  • the user terminals 300-1 and 300-2 are channel state information reference signal (CSI-RS) and DM-RS for D2D communication for demodulation and channel state information on radio resources previously allocated for D2D communication.
  • (Demodulation Reference Signal) is transmitted to the mobile repeater 200.
  • DM-RS is a signal used for coherent demodulation of D2D communication
  • user terminal 300-1 or 300-2 is coherent demodulation based on DM-RS transmitted from another user terminal.
  • Perform The CSI-RS is a signal for collecting channel information of the D2D communication, and the mobile repeater 200 transmits the CSI-RS to each of the user terminals 300-1 and 300-2.
  • the CSI-RS value that is, channel state information
  • the CSI-RS value that is, channel state information
  • the mobile repeater 200 manages information on whether to use D2D mode of the user terminals 300-1 and 300-2 in the coverage of the mobile relay cell and information on the radio resource to be used in advance.
  • the mobile repeater 200 transmits control signaling data to the user terminals 300-1 and 300-2 participating in the D2D communication through an access link.
  • the control signaling data includes information for setting a D2D mode such as resource information, transmission format, and transmission power allocated for D2D communication.
  • the mobile repeater 200 allocates a resource, transmits a format, transmits power, etc. based on the distance of the user terminals 300-1 and 300-2 performing D2D communication, channel state information, rank information of the D2D communication link, and the like. Determine. In addition, the mobile repeater 200 transmits the determined result to the user terminals 300-1 and 300-2 as control signaling.
  • the mobile relay cell may transmit / receive data between two or more user terminals or a plurality of user terminals in a predetermined group by using a part of UL communication resources of the access link.
  • wireless communication between the user terminal 300, the mobile repeater 200, and the user terminals 300-1 and 300-2 may use at least one of an FDD scheme and a TDD scheme in a mobile relay cell.
  • the transmission scheme in the D2D communication is different depending on the type of the data transmission scheme (ie, FDD and TDD).
  • the mobile repeater 200 allocates a part of the frequency band used for the UL communication of the access link as a radio resource for the D2D communication for the D2D communication. In addition, when using the TDD method for D2D communication, the mobile repeater 200 allocates a portion of the time band used for UL communication of the access link as a radio resource for D2D communication for D2D communication. This is because the DL communication resource uses other user terminals other than the user terminals 300-1 and 300-2 performing D2D communication.
  • the user terminals 300-1 and 300-2 using the FDD scheme for D2D communication each include a module for transmitting / receiving a frequency band for UL communication in a mobile relay cell.
  • the user terminals 300-1 and 300-2 using the TDD scheme for D2D communication each include a module for transmitting / receiving a time slot for UL communication in a mobile relay cell.
  • the user terminal 300 wirelessly accesses the mobile repeater 200 to establish an access link, and receives a radio resource for D2D communication with another user terminal belonging to the mobile relay cell from the mobile repeater 200.
  • the user terminal 300 performs D2D communication with at least one other user terminal using the allocated radio resource.
  • the user terminal 300 receives control signaling data for controlling D2D communication from the mobile repeater 200 through an access link, and directly communicates traffic data with another user terminal through D2D communication.
  • the user terminal 300 receives a portion of a radio resource used for the UL communication through the access link from the mobile repeater 200.
  • the user terminal 300 is allocated a portion of the frequency band used for the UL communication when the wireless communication in the FDD method through the access link, the time band used for the UL communication when performing wireless communication in the TDD method through the access link Part of is assigned.
  • the user terminal 300 transmits a 'D2D communication mode setting request' including information of at least one other user terminal to be D2D communication to the mobile repeater 200, and the 'D2D communication mode setting request from the mobile repeater 200'. Is allocated a radio resource corresponding to '.
  • the user terminal 300 transmits channel state information with at least one other user terminal to the mobile repeater 200, and the D2D communication radio resource allocation information determined by the mobile repeater 200 based on the channel state information.
  • Receive transport format information the user terminal 300 transmits data demodulation information (demodulation reference signal) based on the transmission format information to at least one other user terminal.
  • the mobile repeater 200 establishes an access link with each user terminal 300 by wirelessly accessing a plurality of user terminals 300 belonging to the mobile relay cell. And, the mobile repeater 200 is connected to at least one other user terminal 300 in the mobile relay cell from any one user terminal (hereinafter, referred to as a 'D2D communication request terminal') 300 through an access link. D2D communication mode setting request 'is received. Then, the mobile repeater 200 determines a radio resource for D2D communication based on a preset D2D communication setting condition, and allocates the determined radio resource to the D2D communication request terminal 300 and the counterpart user terminal 300. In addition, the mobile repeater 200 transmits control signaling data for controlling D2D communication to the D2D communication request terminal 300 through the access link. Traffic data is directly transmitted and received between the D2D communication request terminal 300 and the counterpart user terminal 300 using the allocated radio resource.
  • the mobile repeater 200 allocates a portion of radio resources used for the UL communication of the user terminal 300 through the access link for D2D communication.
  • the mobile repeater 200 allocates a portion of a frequency band used for UL communication as a radio resource for D2D communication when performing wireless communication in the FDD method through an access link, and uses it for UL communication when performing wireless communication through the access link as a TDD method.
  • a portion of the time band to be allocated is allocated as a radio resource for D2D communication.
  • the mobile repeater 200 receives a D2D communication mode setting request including information of at least one other user terminal 300 from the D2D communication request terminal 300 through the access link. Thereafter, the mobile repeater 200 receives channel state information from user terminals 300 to participate in D2D communication, and allocates a radio resource for D2D communication based on the received channel state information. The mobile repeater 200 transmits the radio resource allocation information and the transmission format information for the D2D communication to the user terminals 300 participating in the D2D communication.
  • 16 is a data flowchart illustrating a D2D communication method using a mobile repeater according to another embodiment of the present invention.
  • user terminal 1 (UE1) 300-1 requesting D2D communication among a plurality of user terminals 300 belonging to the mobile relay cell of the mobile relay 200, and user terminal 1 (300-1) are D2D.
  • a data flow between UE 2 (UE2) 300-2 to communicate is shown.
  • the user terminal 2 300-2 may be at least one user terminal 300 belonging to the preset group together with the user terminal 1 300-1.
  • an access link is established between the user terminals 300-1 and 300-2 and the mobile repeater (MR) 200, respectively, and between the user terminals 300-1 and 300-2 and the mobile repeater 200. Wireless communication is performed over each access link.
  • MR mobile repeater
  • the mobile repeater 200 determines a resource for D2D communication among all radio resources to be managed, and announces information of the resource for D2D communication determined by all user terminals 300 in the mobile relay cell (S1601).
  • the radio resource managed by the mobile repeater 200 may be a radio resource allocated from the donor base station 100.
  • the user terminal 300 in the coverage of the mobile repeater 200 includes a user terminal 1 300-1 and a user terminal 2 300-2.
  • the user terminal 1 300-1 requests the mobile repeater 200 to set the D2D mode with another user terminal (ie, the user terminal 2 300-2) in the same mobile relay cell (S1602). ).
  • the D2D mode setting request includes identification information (eg, a phone number, etc.) of the user terminal 2 300-2.
  • the mobile repeater 200 In response to the D2D mode setting request of the user terminal 1 300-1, the mobile repeater 200 notifies the user terminal 2 300-2 of the D2D mode setting request (S1603).
  • the D2D mode setting request notification to the user terminal 2 300-2 includes identification information (eg, a phone number, etc.) of the user terminal 1 300-1.
  • the mobile repeater 200 transmits a response (ACK) from the user terminal 2 (300-2) corresponding to the D2D mode setting request to the user terminal 1 (300-1) (S1604).
  • the user terminals 300-1 and 300-2 transmit CSI-RSs for channel state measurement to each other in the entire band previously allocated for the D2D communication ( S1605).
  • the user terminals 300-1 and 300-2 transmit the CSI-RS in a comb manner to the allocated all bands, or only the preset CSI-RSs in a predetermined sample band. Can be transmitted.
  • the user terminal 1 300-1 and the user terminal 2 300-2 receiving the CSI-RS from the counterpart user terminal transmit the channel state information based on the CSI-RS received signal to the mobile relay 200, respectively. (S1606-1, 1606-2).
  • steps S1606-1 and S1606-2 may be processed in series or in parallel, and the processing order may be changed with each other.
  • the mobile repeater 200 allocates a radio resource for D2D communication based on the channel state information measured from the user terminals 1 and 2 (300-1 and 300-2) and determines a transmission format (S1607).
  • the mobile repeater 200 transmits the determined radio resource allocation information and the transmission format information for the D2D communication to the user terminals 1 and 2 300-1 and 300-2, respectively (S1608-1 and S1608-2).
  • the steps S1608-1 and S1608-2 may be processed in series or in parallel, and the processing order may be changed.
  • the user terminals 1 and 2 300-1 and 300-2 transmit and receive user data to and from each other using the allocated radio resources (S1609).
  • the user terminals 1 and 2 300-1 and 300-2 may transmit the DM-RSs to the counterpart user terminals, respectively.
  • the DM-RS is information for enabling the counterpart user terminal to demodulate the received data.
  • the DM-RS may be transmitted through the allocated radio resource region, and the CSI-RS may be transmitted later through the radio resource region that has not been allocated resources during D2D communication.
  • steps S1601 to S1609 are repeatedly processed until the data communication through the D2D communication between the user terminals 1 and 2 300-1 and 300-2 is terminated, and the user terminals 1 and 2 are repeated.
  • the repetition ends and the process proceeds to the next step (S1620).
  • the mobile repeater 200 is the D2D to the user terminals 1 and 2 (300-1, 300-2), respectively.
  • Inform the end of communication (S1620-1, S1620-2).
  • steps S1620-1 and S1620-2 may be processed in series or in parallel, and the processing order may be changed.
  • the mobile repeater 200 releases the allocation of radio resources for D2D communication used for the user terminals 1 and 2 (300-1 and 300-2) (S1630).
  • FIGS. 14 to 16 include a mobile repeater 200 in a wireless communication system 10 according to another embodiment of the present invention, and a D2D communication method between user terminals 300 belonging to the same mobile repeater 200.
  • the wireless communication system 10 may include a fixed repeater constituting a fixed-relaycell at a fixed position instead of the mobile repeater 200 moving itself.
  • all of the configurations and operations described with reference to FIGS. 14 to 16 may be applied to the wireless communication system 10 that processes the D2D communication.
  • D2D communication may be performed between a plurality of user terminals 300 belonging to a fixed relay cell. .
  • Embodiments of the present invention may also be implemented in the form of a recording medium containing instructions executable by a computer, such as a program module executed by the computer.
  • Computer readable media can be any available media that can be accessed by a computer and includes both volatile and nonvolatile media, removable and non-removable media.
  • Computer readable media may include both computer storage media and communication media.
  • Computer storage media includes both volatile and nonvolatile, removable and non-removable media implemented in any method or technology for storage of information such as computer readable instructions, data structures, program modules or other data.
  • Communication media typically includes computer readable instructions, data structures, program modules, or other data in a modulated data signal such as a carrier wave, or other transmission mechanism, and includes any information delivery media.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

무선 통신 시스템에 포함된 사용자 단말은, 도너 기지국에 무선 접속하여 매크로 링크를 설정하고, 이동 중계기에 무선 접속하여 액세스 링크를 설정하고, 동일 커버리지 영역에 공존하는 도너 기지국 및 이동 중계기와 동시에 연결을 유지하며, 액세스 링크는 기설정된 제 1 주파수 대역을 사용하고, 매크로 링크는 기설정된 제 2 주파수 대역을 사용할 수 있다. 또한, 사용자 단말은, 이동 중계기에 무선 접속하여 액세스 링크를 설정하고, 이동 중계기로부터 동일 모바일 릴레이셀 내 속한 적어도 하나의 다른 사용자 단말과의 기기 대 기기 통신용 무선 자원을 할당 받고, 할당 받은 무선 자원을 사용하여 적어도 하나의 다른 사용자 단말과 기기 대 기기 통신을 수행할 수 있다.

Description

무선 통신 시스템 및 방법
본 발명은 이동 중계기(Mobile Relay)를 포함하는 무선 통신 시스템 및 방법에 관한 것이다.
무선 통신 시스템에서는 다계층망(Multi-tier Network) 및 이종망(Heterogeneous Network)과 같은 다양한 무선 접속 방식 사이의 연동이 가능하다. 이러한 무선 통신 시스템은 도너 기지국(Donor Base-station)과 사용자 단말(UE, user equipment) 사이에서 무선 통신을 중계하는 중계기(Relay)를 포함한다. 일반적으로, 고정된 위치에서 스몰 셀(small cell)을 구성하는 고정 중계기(Fixed Relay)가 널리 사용되고 있다. 최근 들어, 무선 통신 시스템에서 도너 기지국의 무선 자원을 백홀(backhaul)로 사용하며 기지국 기능 및 중계 기능을 동시에 수행할 수 있는 이동 중계기(Mobile Relay)에 관한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 이러한 이동 중계기는 자체적으로 이동하며 스몰 셀을 구성한다.
이와 관련된 기술로서, 대한민국 공개특허 제 2013-0124197호(발명의 명칭: 이동 중계기 및 그 핸드오버 방법)는, 하부 단말의 데이터를 제1 기지국으로 중계하는 이동 중계기에서 제1 기지국에서 제2 기지국으로 핸드오버를 수행할지 여부를 판단하는 단계, 상기 판단하는 단계에서 핸드오버를 수행하는 것으로 판단한 경우 핸드오버의 수락여부를 나타내는 제1 정보를 포함하는 제1 메시지를 제1 기지국으로부터 수신하는 단계, 제1 메시지에 핸드오버의 수락 정보가 포함되어 있는 경우 하부 단말로의 서비스를 제공하지 못하는 구간인 서비스 불용 구간을 포함하는 제2 메시지를 하부 단말로 전송하는 단계를 포함하는 이동 중계기의 핸드 오버 방법을 개시하고 있다.
본 발명의 일실시예는 매크로셀(macro cell)과 모바일 릴레이셀(mobile relay cell)을 협력적으로 사용하는 무선 통신 시스템 및 방법을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명의 다른 실시예는 매크로셀과 모바일 릴레이셀에 이종 데이터 전송 방식을 적용하는 무선 통신 시스템 및 방법을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시예는 이동 중계기에 속한 복수의 단말 간에 기기 대 기기(Device-to-Device, D2D) 통신을 처리하는 무선 통신 시스템 및 방법을 제공하고자 한다.
다만, 본 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.
상기와 같은 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른, 무선 통신 시스템에 포함된 사용자 단말은, 이동 중계기에 무선 접속하여 액세스 링크를 설정하고, 도너 기지국에 무선 접속하여 매크로 링크를 설정하며, 동일 커버리지 영역에 공존하는 상기 도너 기지국 및 상기 이동 중계기와 동시에 연결을 유지하되, 기설정된 제 1 주파수 대역을 사용하여 상기 액세스 링크를 통해 상기 이동 중계기와 무선 통신하고, 기설정된 제 2 주파수 대역을 사용하여 상기 매크로 링크를 통해 상기 도너 기지국과 무선 통신한다.
이때, 상기 사용자 단말은, 복수의 주파수 대역을 사용하여 무선 통신을 수행하는 멀티 밴드 무선 통신 모듈을 포함하고, 상기 멀티 밴드 무선 통신 모듈을 통해 상기 액세스 링크 및 상기 매크로 링크의 무선 통신을 처리하되, 상기 제 1 주파수 대역은 상기 제 2 주파수 대역보다 높은 주파수 대역일 수 있다.
또한, 상기 사용자 단말은, 트래픽 데이터 및 애플리케이션층에 적용되는 프로토콜에 따른 데이터 및 트래픽 데이터를 포함하는 사용자 평면 데이터를 상기 액세스 링크를 통해 무선 통신하고, 상기 사용자 평면 데이터의 무선 통신을 제어하는 컨트롤 시그널링 데이터를 포함하는 제어 평면 데이터를 상기 매크로 링크를 통해 무선 통신할 수 있다.
또한, 상기 사용자 단말은, 기설정된 제 1 반송 주파수 대역을 사용하여 상기 액세스 링크를 통해 무선 통신하고, 상기 제 1 반송 주파수 대역과 상이한 제 2 반송 주파수 대역을 사용하여 상기 매크로 링크를 통해 무선 통신하되, 상기 제 1 및 제 2 반송 주파수 대역 중 어느 하나를 기본 반송 주파수 대역으로 설정하고 나머지 하나를 보조 반송 주파수 대역으로 설정하며, 트래픽 데이터의 용량이 기설정된 기준 데이터 용량 이하인 경우 상기 기본 반송 주파수 대역을 사용하여 상기 트래픽 데이터를 무선 통신하고, 상기 트래픽 데이터의 용량이 상기 기준 데이터 용량을 초과한 경우 상기 기본 및 보조 반송 주파수 대역을 함께 사용하여 상기 트래픽 데이터를 무선 통신할 수 있다.
또한, 상기 사용자 단말은, 상기 기본 및 보조 반송 주파수 대역을 함께 사용하는 경우, 상기 제 1 반송 주파수 대역을 사용하여 상기 액세스 링크를 통해 상기 트래픽 데이터의 일부를 무선 통신하고, 상기 제 2 반송 주파수 대역을 사용하여 상기 매크로 링크를 통해 상기 트래픽 데이터의 나머지를 무선 통신할 수 있다.
또한, 상기 사용자 단말은, 상기 기본 반송 주파수 대역 및 상기 보조 반송 주파수 대역 각각을 사용하거나 또는 상기 기본 반송 주파수 대역만을 사용하여 상기 기본 반송 주파수 대역 및 상기 보조 반송 주파수 대역 각각에 대한 컨트롤 시그널링 정보를 무선 통신할 수 있다. 이때, 상기 컨트롤 시그널링 정보는, 상기 기본 및 보조 반송 주파수 대역을 함께 사용하도록 제어하는 정보를 포함할 수 있다.
또한, 상기 사용자 단말은, 상기 액세스 링크와 상기 매크로 링크에 서로 상이한 데이터 전송 방식을 사용하여 무선 통신하며, 상기 액세스 링크에 사용되는 데이터 전송 방식은, 상기 도너 기지국과 상기 이동 중계기 간에 설정된 백홀 링크 및 상기 매크로 링크에 사용되는 데이터 전송 방식과 상이할 수 있다.
여기서, 상기 액세스 링크에 사용되는 데이터 전송 방식은 시간 분할 듀플렉스 방식이고, 상기 매크로 링크 및 상기 백홀 링크에 사용되는 데이터 전송 방식은 주파수 분할 듀플렉스 방식일 수 있다.
또한, 상기 사용자 단말은, 기설정된 변경 조건에 따라 상기 액세스 링크를 통한 상향 링크 및 하향 링크 별 자원 할당 비율을 동적으로 변경하고, 상기 자원 할당 비율의 변경 정보를 상기 이동 중계기로 전송하며, 상기 자원 할당 비율의 변경 정보는, 상기 이동 중계기의 커버리지 내 다른 사용자 단말의 자원 할당 비율 변경에 상기 변경 조건으로서 사용될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따른, 무선 통신 시스템에 포함된 사용자 단말의 무선 통신 방법은, 도너 기지국에 무선 접속하여 매크로 링크를 설정하는 단계; 이동 중계기에 무선 접속하여 액세스 링크를 설정하는 단계; 및 동일 커버리지 영역에 공존하는 상기 도너 기지국 및 상기 이동 중계기와 동시에 연결을 유지하는 단계를 포함하며, 상기 액세스 링크는 기설정된 제 1 주파수 대역을 사용하고, 상기 매크로 링크는 기설정된 제 2 주파수 대역을 사용한다.
여기서, 상기 제 1 주파수 대역은 상기 제 2 주파수 대역보다 높은 주파수 대역일 수 있다.
이때, 상기 동시에 연결을 유지하는 단계는, 상기 액세스 링크를 통해 사용자 평면 데이터를 무선 통신하는 단계; 및 상기 매크로 링크를 통해 제어 평면 데이터를 무선 통신하는 단계를 포함하고, 상기 사용자 평면 데이터는 애플리케이션층에 적용되는 프로토콜에 따른 데이터 및 트래픽 데이터를 포함하고, 상기 제어 평면 데이터는 상기 사용자 평면 데이터의 무선 통신을 제어하는 컨트롤 시그널링 데이터를 포함할 수 있다.
또한, 상기 동시에 연결을 유지하는 단계는, 기설정된 제 1 반송 주파수 대역을 사용하여 상기 액세스 링크를 통해 무선 통신하는 단계; 및 상기 제 1 반송 주파수 대역과 상이한 제 2 반송 주파수 대역을 사용하여 상기 매크로 링크를 통해 무선 통신하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 무선 통신 방법은, 상기 동시에 연결을 유지하는 단계 이전에, 기설정된 제 1 및 제 2 반송 주파수 대역 중 어느 하나를 기본 반송 주파수 대역으로 설정하고 나머지 하나를 보조 반송 주파수 대역으로 설정하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 동시에 연결을 유지하는 단계는, 트래픽 데이터의 용량이 기설정된 기준 데이터 용량 이하인 경우 상기 기본 반송 주파수 대역을 사용하여 상기 트래픽 데이터를 무선 통신하는 단계; 및 상기 트래픽 데이터의 용량이 상기 기준 데이터 용량을 초과한 경우 상기 기본 및 보조 반송 주파수 대역을 함께 사용하여 상기 트래픽 데이터를 무선 통신하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 기본 및 보조 반송 주파수 대역을 함께 사용하는 경우, 상기 제 1 반송 주파수 대역을 사용하여 상기 액세스 링크를 통해 상기 트래픽 데이터의 일부를 무선 통신하고, 상기 제 2 반송 주파수 대역을 사용하여 상기 매크로 링크를 통해 상기 트래픽 데이터의 나머지를 무선 통신할 수 있다.
또한, 상기 동시에 연결을 유지하는 단계는, 상기 기본 반송 주파수 대역 및 상기 보조 반송 주파수 대역 각각을 사용하거나 또는 상기 기본 반송 주파수 대역만을 사용하여 상기 기본 반송 주파수 대역 및 상기 보조 반송 주파수 대역 각각에 대한 컨트롤 시그널링 정보를 무선 통신하는 단계를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 컨트롤 시그널링 정보는, 상기 기본 및 보조 반송 주파수 대역을 함께 사용하도록 제어하는 정보를 포함할 수 있다.
또한, 상기 동시에 연결을 유지하는 단계는, 상기 액세스 링크와 상기 매크로 링크에 서로 상이한 데이터 전송 방식을 사용하여 무선 통신하는 단계를 포함할 수 있다. 이때, 상기 액세스 링크에 사용되는 데이터 전송 방식은, 상기 도너 기지국과 상기 이동 중계기 간에 설정된 백홀 링크 및 상기 매크로 링크에 사용되는 데이터 전송 방식과 상이할 수 있다.
또한, 상기 무선 통신하는 단계는, 시간 분할 듀플렉스 방식을 사용하여 상기 액세스 링크를 통해 무선 통신하는 단계; 및 주파수 분할 듀플레스 방식을 사용하여 상기 매크로 링크 및 상기 백홀 링크를 통해 무선 통신하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 무선 통신하는 단계는, 기설정된 변경 조건에 따라 상기 액세스 링크를 통한 상향 링크 및 하향 링크 별 자원 할당 비율을 동적으로 변경하는 단계; 및 상기 자원 할당 비율의 변경 정보를 상기 이동 중계기로 전송하는 단계를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 자원 할당 비율의 변경 정보는, 상기 이동 중계기의 커버리지 내 다른 사용자 단말의 자원 할당 비율 변경에 상기 변경 조건으로서 사용될 수 있다.
한편, 본 발명의 또 다른 측면에 따른, 무선 통신 시스템에 포함된 사용자 단말은, 이동 중계기에 무선 접속하여 액세스 링크를 설정하고, 상기 이동 중계기로부터 동일 모바일 릴레이셀 내 속한 적어도 하나의 다른 사용자 단말과의 기기 대 기기(Device-to-Device) 통신용 무선 자원을 할당 받고, 상기 할당 받은 무선 자원을 사용하여 상기 적어도 하나의 다른 사용자 단말과 기기 대 기기 통신을 수행한다.
이때, 상기 사용자 단말은, 상기 액세스 링크를 통해 상기 이동 중계기로부터 상기 기기 대 기기 통신을 제어하는 컨트롤 시그널링 데이터를 수신하고, 상기 기기 대 기기 통신을 통해 상기 다른 사용자 단말과 트래픽 데이터를 직접 무선 통신할 수 있다.
또한, 상기 사용자 단말은, 상기 이동 중계기로부터 상기 액세스 링크를 통한 상향 링크 통신에 사용되는 무선 자원의 일부를 할당 받을 수 있다.
또한, 상기 사용자 단말은, 주파수 분할 듀플렉스 방식 또는 시간 분할 듀플렉스 방식으로 상기 액세스 링크를 통한 무선 통신을 처리하며, 상기 주파수 분할 듀플렉스 방식으로 무선 통신할 경우 상기 상향 링크 통신에 사용되는 주파수 대역의 일부를 할당 받고, 상기 시간 분할 듀플렉스 방식으로 무선 통신할 경우 상기 상향 링크 통신에 사용되는 시간 대역의 일부를 할당 받을 수 있다.
또한, 상기 사용자 단말은, 상기 적어도 하나의 상기 다른 사용자 단말의 정보를 포함하는 기기 대 기기 통신 모드 설정 요청을 상기 이동 중계기로 전송하여, 상기 이동 중계기로부터 상기 무선 자원을 할당 받을 수 있다.
또한, 상기 사용자 단말은, 상기 이동 중계기로 상기 적어도 하나의 다른 사용자 단말과의 채널 상태 정보를 전송하고, 상기 채널 상태 정보에 기초하여 상기 이동 중계기가 결정한 기기 대 기기 통신용 무선 자원 할당 정보 및 전송 포맷 정보를 수신하고, 상기 전송 포맷 정보에 기초한 데이터 복조 정보를 상기 적어도 하나의 다른 사용자 단말로 전송할 수 있다.
한편, 본 발명의 또 다른 측면에 따른, 무선 시스템에 속한 사용자 단말의 무선 통신 방법은, 이동 중계기에 무선 접속하여 액세스 링크를 설정하는 단계; 상기 이동 중계기로부터 동일 모바일 릴레이셀에 속한 적어도 하나의 다른 사용자 단말과의 기기 대 기기(Device-to-Device) 통신용 무선 자원을 할당 받는 단계; 및 상기 할당 받은 무선 자원을 사용하여 상기 적어도 하나의 다른 사용자 단말과 기기 대 기기 통신을 수행하는 단계를 포함한다.
이때, 상기 액세스 링크를 설정하는 단계 이후에, 상기 액세스 링크를 통해 상기 기기 대 기기 통신을 제어하는 컨트롤 시그널링 데이터를 수신하는 단계를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 기기 대 기기 통신을 수행하는 단계는, 트래픽 데이터를 상기 다른 사용자 단말과 직접 무선 통신할 수 있다.
또한, 상기 무선 자원을 할당 받는 단계는, 상기 액세스 링크를 통한 상향 링크 통신에 사용되는 무선 자원의 일부를 할당 받을 수 있다.
또한, 상기 상향 링크 통신에 사용되는 무선 자원의 일부를 할당 받는 단계는, 상기 액세스 링크를 통해 주파수 분할 듀플렉스 방식으로 무선 통신할 경우, 상기 상향 링크 통신에 사용되는 주파수 대역의 일부를 할당 받고, 상기 액세스 링크를 통해 시간 분할 듀플렉스 방식으로 무선 통신할 경우, 상기 상향 링크 통신에 사용되는 시간 대역의 일부를 할당 받을 수 있다.
또한, 상기 무선 통신 방법은, 상기 기기 대 기기 통신용 무선 자원을 할당 받는 단계 이전에, 상기 적어도 하나의 다른 사용자 단말의 정보를 포함하는 기기 대 기기 통신 모드 설정 요청을 상기 이동 중계기로 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 기기 대 기기 통신 모드 설정 요청을 상기 이동 중계기로 전송하는 단계는, 상기 액세스 링크를 통해, 상기 이동 중계기로 상기 적어도 하나의 다른 사용자 단말과의 채널 상태 정보를 전송하는 단계; 상기 액세스 링크를 통해, 상기 채널 상태 정보에 기초하여 상기 이동 중계기가 결정한 기기 대 기기 통신용 무선 자원 할당 정보 및 전송 포맷 정보를 수신하는 단계; 및 상기 전송 포맷 정보에 기초한 데이터 복조 정보를 상기 적어도 하나의 다른 사용자 단말로 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
전술한 본 발명의 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, 사용자 단말이 도너 기지국 및 이동 중계기 둘 다와 접속되어 있을 때 매크로셀과 모바일 릴레이셀을 협력적으로 사용하여 무선 통신 서비스를 제공함으로써 무선 통신 효율을 높일 수 있다.
그리고 본 발명의 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, 무선 통신 시스템에서 매크로셀 및 모바일 릴레이셀의 협력적 사용 시, 모바일 릴레이셀의 액세스 링크가 매크로셀의 통신 링크보다 고주파 대역을 사용함으로써, 이동 중계기는 모바일 릴레이셀 내 다수의 사용자 단말과 고속 및 저전력으로 무선 통신하여 사용자 단말과의 통신 연결을 안정적으로 유지시키면서도 데이터 전송 효율을 높일 수 있다. 또한, 이동 중계기보다 상대적으로 저주파 대역을 사용하는 도너 기지국은 용이하게 커버리지를 확보하여 매크로셀 내 다수의 이동 중계기 및 사용자 단말과의 무선 통신을 안정적으로 운용할 수 있다.
또한, 본 발명의 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, 무선 통신 시스템에서 매크로셀 및 모바일 릴레이셀의 협력적 사용 시, 컨트롤 시그널링 데이터와 트래픽 데이터를 분리하여 무선 통신함으로써 효율적인 무선 통신이 가능하다. 즉, 제어 평면 데이터 통신은 사용자 평면 데이터 통신에 비해 데이터 요구량이 낮으므로, 제어 평면 데이터는 모바일 릴레이셀에 비해 핸드오프 발생율이 낮은 매크로셀을 사용하여 안정적으로 송수신할 수 있고, 사용자 평면 데이터는 넓은 주파수 대역을 사용할 수 있는 모바일 릴레이셀을 통해 고속으로 전송할 수 있다.
또한, 본 발명의 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, 무선 통신 시스템에서 매크로셀 및 모바일 릴레이셀의 협력적 사용 시, 사용자 단말에 대한 대용량 트래픽 데이터의 통신은 매크로셀과 모바일 릴레이셀의 무선 자원을 합쳐서 사용(Carrier Aggregation, CA)함으로써 고속의 트래픽 데이터 전송이 가능하다.
또한, 본 발명의 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, 모바일 릴레이셀이 인접 모바일 릴레이셀과의 간섭 영향이 낮은 점을 활용하여, 매크로셀 및 모바일 릴레이셀에 이종 데이터 전송 방식을 사용함으로써 효율적인 무선 데이터 통신을 수행할 수 있다.
또한, 본 발명의 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, 매크로셀은 주파수 분할 듀플렉스 방식을 사용하고 모바일 릴레이셀은 시간 분할 듀플렉스 방식을 사용함으로써, 이동 중계기와의 무선 통신에서 상향 링크 및 하향 링크의 자원 할당 비율을 동적으로 변경할 수 있다.
또한, 본 발명의 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, 무선 통신 환경에서 동일 릴레이셀에 속한 단말 간에 인프라스트럭쳐 기반(infrastructure-based)의 D2D 통신을 효율적으로 수행할 수 있다.
다만, 본 발명의 과제 해결 수단에 의한 효과는 상기된 바와 같은 효과들로 한정되지 않으며, 또 다른 효과들이 존재할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에서 동일 매크로셀 내 이동 중계기 간 핸드오프를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에서 다른 매크로셀에서의 이동 중계기 간 핸드오프를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에서 매크로셀로부터 모바일 릴레이셀로의 핸드오프를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에서 모바일 릴레이셀로부터 매크로셀로의 핸드오프를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 매크로셀 및 모바일 릴레이셀 간 다중 주파수 사용을 통한 무선 통신 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 매크로셀 및 모바일 릴레이셀 간 제어 평면 및 사용자 평면의 구별을 통한 무선 통신 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 매크로셀 및 모바일 릴레이셀 간 캐리어 어그리게이션을 통한 무선 통신 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 사용자 단말이 도너 기지국 또는 이동 중계기 중 어느 하나와 연결될 경우의 무선 통신 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 사용자 단말이 도너 기지국 및 이동 중계기 둘 다와 연결될 경우의 무선 통신 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 무선 통신 모드의 동적 변경 관계를 설명하기 위한 상태도이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 매크로셀 및 모바일 릴레이셀 간 이종 데이터 전송 방식을 사용하는 무선 통신 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 매크로셀 및 모바일 릴레이셀 간 이종 데이터 전송 방식을 적용한 무선 통신 방법을 설명하기 위한 데이터 흐름도이다.
도 14는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 기기 대 기기(D2D) 통신을 처리하는 무선 통신 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.
도 15는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 무선 통신 시스템의 D2D 통신 방식을 설명하기 위한 구성도이다.
도 16은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이동 중계기를 이용한 D2D 통신 방법을 설명하기 위한 데이터 흐름도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템(10)은 도너 기지국(Donor Base-station, donor eNB)(100), 이동 중계기(mobile relay)(200) 및 사용자 단말(UE, User Equipment)(300)을 포함한다.
도너 기지국(100)의 커버리지는 매크로셀(macro cell)이며, 이동 중계기(200)의 커버리지는 모바일 릴레이셀(mobile relay cell)이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템(10)은 E-UTRA(Evolved Universal Terrestrial Radio Access) 시스템 등의 무선 통신 시스템일 수 있다. 이외에도 무선 통신 시스템(10)은 무선 네트워크 엔티티(entity)들 사이의 인터(inter) 및 인트라(intra) 무선 접속 네트워크 인터페이스들을 사용하는 다양한 무선 통신 네트워크 상에 구현될 수도 있다.
도너 기지국(100)은 무선 기지국으로서, 서빙 셀 내에서 사용자 장비 및 이동 중계기와 통신하는 네트워크 유닛이다. 도너 기지국(100)은 사용자 장비 및 이동 중계기로 무선 자원을 할당한다. 도너 기지국(100)은 적용된 무선 접속 기술에 따라 NodeB, eNB(evolved Node B), BTS(Base Transceiver Station), BS(Base Station), AP BS(Access Point Base-station) 등으로 다양하게 지칭될 수 있다.
이동 중계기(200)는 자체적으로 이동하며 사용자 단말과 기지국 사이에서 무선 통신을 중계하는 네트워크 유닛이다. 이동 중계기(200)는 도너 기지국(100)으로부터 할당 받은 무선 자원을 무선 백홀로 사용하여 기지국과 같은 기능을 수행할 수 있다.
사용자 단말(300)은 도너 기지국(100) 및 이동 중계기(200)와 무선 통신하는 장치이다. 사용자 단말(300)은 적용된 무선 접속 기술에 따라 무선 통신 기기, 무선 단말기/장치 또는 노드 등으로 다양하게 지칭될 수 있다. 예를 들어, 사용자 단말(300)은 휴대성 및 이동성이 보장된 무선 통신 장치로서 핸드헬드(Handheld) 기반의 휴대 단말기, 랩톱, 모바일 센서 등일 수 있다. 참고로, 사용자 단말(300)은 PCS(Personal Communication System), GSM(Global System for Mobile communications), PDC(Personal Digital Cellular), PHS(Personal Handyphone System), PDA(Personal Digital Assistant), IMT(International Mobile Telecommunication)-2000, CDMA(Code Division Multiple Access)-2000, W-CDMA(W-Code Division Multiple Access), Wibro(Wireless Broadband Internet) 단말 및 스마트폰(smart phone) 등을 포함한다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템(10)에서는, 도너 기지국(100)에 의한 커버리지(즉, 매크로셀) 내에 적어도 하나의 이동 중계기(200)가 존재할 수 있다. 또한, 각 이동 중계기(200)에 의한 커버리지(즉, 모바일 릴레이셀) 내에 각각 적어도 하나의 사용자 단말(300)이 존재할 수 있다. 즉, 사용자 단말(300)은 동일 커버리지 영역에 공존하는 도너 기지국(100) 및 이동 중계기(200)와 동시에 접속하거나, 도너 기지국(100) 및 이동 중계기(200) 중 어느 하나에 접속할 수 있다.
매크로셀 내에 위치하며 모바일 릴레이셀에 속하지 않는 사용자 단말(300)은, 도너 기지국(100)과 직접적으로 통신 링크를 연결하여 무선 통신한다. 매크로셀과 모바일 릴레이셀에 동시에 속하는 사용자 단말(300)은, 이동 중계기(200)와 연결되어 이동 중계기(200)를 통해 도너 기지국(100)과 무선 통신하거나, 이동 중계기(200) 및 도너 기지국(100) 각각에 무선 접속하여 동시에 연결을 유지하며 무선 통신할 수 있다.
이하, 도 2 내지 도 10을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템(10)의 구성 및 동작에 대해서 상세히 설명하도록 한다.
먼저, 도 2 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서의 핸드오프 절차를 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 사용자 단말이 동일 매크로셀에 속한 복수의 이동 중계기 사이를 핸드오프하는 절차를 설명하기 위한 도면이다.
도 2에서와 같이, 하나의 도너 기지국(100)의 커버리지 내에 복수의 이동 중계기(200-1, 200-2)가 존재할 경우, 사용자 단말(300)이 동일 매크로셀(P100) 내에서 이동함에 따라 제 1 모바일 릴레이셀(P201)에서 제 2 모바일 릴레이셀(P202)로 진입할 수 있다. 이러한 경우, 사용자 단말(300)은 제 1 모바일 릴레이셀(P201)의 제 1 이동 중계기(200-1)로부터 제 2 모바일 릴레이셀(P202)의 제 2 이동 중계기(200-2)로의 핸드오프를 수행한다. 이때, 무선 통신 시스템(10) 각 구성들(즉, 도너 기지국, 둘 이상의 이동 중계기 및 사용자 단말)은 각각 사전에 설정된 '동일 매크로셀 내 이동 중계기 간 핸드오프 절차'를 처리한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에서 사용자 단말이 다른 매크로셀에 속한 이동 중계기 사이를 핸드오프하는 절차를 설명하기 위한 도면이다.
도 3에서와 같이, 둘 이상의 도너 기지국(100-1, 100-2)의 커버리지 내에 복수의 이동 중계기(200-1, 200-2, 200-3)가 존재할 경우, 사용자 단말(300)이 제 1 매크로셀(P101)로부터 제 2 매크로셀(P102)로 이동함에 따라 제 1 매크로셀(P101)로부터 제 2 매크로셀(P102)로 진입할 수 있다. 이러한 경우, 사용자 단말(300)은 제 1 매크로셀(P101) 내의 제 1 이동 중계기(200-1)로부터 제 2 매크로셀(P202) 내의 제 2 이동 중계기(200-2)로의 핸드오프를 수행한다. 이 경우, 사용자 단말(100)은 복수의 이동 중계기(200-1, 200-2) 간 핸드오프 절차 뿐 아니라, 복수의 도너 기지국(100-1, 100-2) 간 핸드오프 절차를 처리한다. 이때, 무선 통신 시스템(10) 각 구성들(즉, 둘 이상의 도너 기지국, 둘 이상의 이동 중계기 및 사용자 단말)은 각각 사전에 설정된 '다른 매크로셀 내 이동 중계기 간 핸드오프 절차'를 처리한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 사용자 단말이 매크로셀로부터 모바일 릴레이셀로 핸드오프하는 절차를 설명하기 위한 도면이다.
도 4에서와 같이, 도너 기지국(100)의 커버리지 내에 이동 중계기(200)가 존재할 경우, 도너 기지국(100)과 연결을 유지하던 사용자 단말(300)이 매크로셀(P100) 내 이동 중계기(200)의 커버리지(즉, 모바일 릴레이셀(P200))로 진입할 수 있다. 이러한 경우, 사용자 단말(300)은 매크로셀(P100)의 도너 기지국(100)으로부터 모바일 릴레이셀(P200)의 이동 중계기(200)로의 핸드오프를 수행한다. 이때, 무선 통신 시스템(10) 각 구성들(즉, 도너 기지국, 이동 중계기 및 사용자 단말)은 각각 사전에 설정된 ’매크로셀로부터 모바일 릴레이셀로의 핸드오프 절차’를 처리한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 사용자 단말이 모바일 릴레이셀로부터 매크로셀로 핸드오프하는 절차를 설명하기 위한 도면이다.
도 5에서와 같이, 도너 기지국(100)의 커버리지 내에 이동 중계기(200)가 존재할 경우, 모바일 릴레이셀(P200) 내에서 이동 중계기(200)와 연결을 유지하던 사용자 단말(300)이 모바일 릴레이셀(P200)로부터 벗어나 매크로셀(P100)로 진입할 수 있다. 이러한 경우, 사용자 단말(300)은 모바일 릴레이셀(P200)의 이동 중계기(200)로부터 매크로셀(P100) 내의 도너 기지국(100)으로의 핸드오프를 수행한다. 이때, 무선 통신 시스템(10) 각 구성들(즉, 도너 기지국, 이동 중계기 및 사용자 단말)은 각각 사전에 설정된 '모바일 릴레이셀로부터 매크로셀로의 핸드오프 절차'를 처리한다.
한편, 앞서 설명한 바와 같이, 무선 통신 시스템(10)에서 사용자 단말(300)은 도너 기지국(100) 및 이동 중계기(200) 중 적어도 하나와 연결되어 무선 통신을 수행한다. 특히, 무선 통신 시스템(10)은 사용자 단말(300)이 도너 기지국(100) 및 이동 중계기(200) 둘 다와 접속되어 있을 때, 매크로셀과 모바일 릴레이셀을 협력적으로 사용하여 무선 통신한다.
무선 통신 시스템(10)에서 각 구성들(즉, 도너 기지국, 이동 중계기 및 사용자 단말)은 서로 무선 접속하여 각각 통신 링크를 연결한다. 이동 중계기(200)가 도너 기지국(100)과 무선 접속하면 백홀 링크(backhaul link)가 연결되고, 사용자 단말(300)이 이동 중계기(200)와 무선 접속하면 액세스 링크(access link)가 연결되며, 사용자 단말(300)이 도너 기지국(100)과 직접 무선 접속하면 매크로 링크(macro link)가 연결된다.
무선 통신 시스템(10)에서는 하나의 매크로셀(P100) 내 이동 중계기(200)들이 각각 이동하므로 도너 기지국(100)과 이동 중계기(200) 간에 백홀 링크의 상태가 지속적으로 변경될 수 있다. 즉, 매크로셀(P100) 내의 이동 중계기(200)의 위치 및 채널 상태에 따라 채널 이득(channel gain)이 수시로 변경된다. 따라서, 도너 기지국(100)은 자신의 커버리지 내 이동 중계기(200) 별로 백홀 링크의 전송 용량의 변화를 검출하고, 검출의 결과에 따라 이동 중계기(200) 및 사용자 단말(300)에 대한 백홀 링크 연결을 스케줄링한다.
또한, 무선 통신 시스템(10)에서 사용자 단말(300)과 도너 기지국(100) 간의 백홀 링크 및 사용자 단말(300)과 이동 중계기(200) 간의 액세스 링크는 서로 상이한 전송 방식을 사용할 수 있다. 무선 통신 시스템(10)에서는 사전에 백홀 링크 및 액세스 링크 별로 핸드오프 절차 처리 시 고려해야 할 변수들을 설정해두고, 핸드오프 절차 수행 시에 해당 변수의 값을 검출 또는 산출할 수 있다. 도너 기지국(100) 및 이동 중계기(200)는 사용자 단말(300)이 핸드오프하게 될 상대와의 통신 링크 특성에 따라 사전에 설정된 변수의 값(예를 들어, ‘링크 신호 세기’ 등)을 적용함으로써 안정적인 핸드오프 절차를 수행한다.
이하, 도 6 내지 도 8을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템(10)의 매크로셀 및 모바일 릴레이셀 간 협력적 무선 통신 방식을 상세히 설명하기로 한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 매크로셀 및 모바일 릴레이셀 간 다중 주파수 사용을 통한 무선 통신 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 6의 (a)에서는, 동일 커버리지 영역 내에 이동 중계기(200) 및 도너 기지국(100)이 공존할 때, 사용자 단말(300)이 이동 중계기(200) 및 도너 기지국(100)과 동시에 연결을 유지하는 것을 나타내었다. 이때, 사용자 단말(300)과 이동 중계기(200) 간의 액세스 링크 및 사용자 단말(300)과 도너 기지국(100) 간의 매크로 링크는 서로 상이한 주파수 대역을 사용하여 무선 통신할 수 있다.
구체적으로, 도 6의 (b)에서와 같이, 액세스 링크(access link)는 상대적으로 높은 주파수 대역인 제 1 주파수 대역(high frequency)을 사용하고, 매크로 링크(macro link)는 제 1 주파수 대역보다 낮은 주파수 대역인 제 2 주파수 대역(low frequency)을 사용한다. 또한, 도너 기지국(100)과 이동 중계기(200) 간의 백홀 링크, 및 도너 기지국(100)과 사용자 단말(300) 간의 매크로 링크는 동일 주파수 대역을 사용할 수 있으며, 이동 중계기(200)와 사용자 단말(300) 간의 액세스 링크는 백홀 링크 및 매크로 링크의 주파수 대역보다 높은 주파수 대역을 사용할 수 있다.
제 1 주파수 대역은 고주파 대역(high frequency)을 사용하고, 제 2 주파수 대역은 저주파 대역(low frequency)을 사용함에 따라, 매크로셀은 넓은 셀 커버리지를 갖는 라지 셀(large cell)을 구성하며 모바일 릴레이셀은 매크로셀에 비해 상대적으로 좁은 셀 커버리지를 갖는 스몰 셀(small cell)을 구성하게 된다. 따라서, 제 1 주파수 대역을 사용하여 액세스 링크를 설정하는 이동 중계기(200)는, 상대적으로 낮은 주파수 대역인 제 2 주파수 대역을 사용하여 매크로 링크 및 백홀 링크를 설정하는 도너 기지국(100)보다 좁은 셀(즉, 모바일 릴레이셀)을 운용하게 되나, 고주파 대역을 사용함으로써 매크로셀보다 고속 및 저전력의 무선 통신을 처리할 수 있다. 즉, 상대적으로 저주파 대역을 사용하는 매크로셀은 용이하게 넓은 커버리지를 확보하여 셀 내 다수의 이동 중계기 및 사용자 단말과의 무선 통신을 안정적으로 운용할 수 있다. 그리고 상대적으로 고주파 대역을 사용하는 모바일 릴레이셀은 다수의 사용자 단말과 고속 및 저전력으로 무선 통신을 처리함으로써 사용자 단말의 통신 연결을 안정적으로 유지시키면서도 데이터 전송 효율을 높일 수 있다.
제 1 주파수 대역 및 제 2 주파수 대역의 주파수 대역 위치 및 크기는 한정되지 않으며, 제 1 주파수 대역 및 제 2 주파수 대역은 일정 대역 크기 이상으로 서로 이격되어 설정되거나, 서로 연이은 주파수 대역으로 설정될 수 있다. 예를 들어, 제 1 주파수 대역은 제 2 주파수 대역에 비해 상대적으로 고주파 대역이나, 하기 표 1에서와 같이 제 1 및 제 2 주파수 대역은 둘 다 셀룰러 이동 통신 주파수 대역일 수 있다.
표 1
Figure PCTKR2015000430-appb-T000001
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 매크로셀 및 모바일 릴레이셀 간 제어 평면 및 사용자 평면의 구별을 통한 무선 통신 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 7의 (a)에서는, 동일 커버리지 영역 내 이동 중계기(200) 및 도너 기지국(100)이 공존할 때, 사용자 단말(300)이 이동 중계기(200) 및 도너 기지국(100)과 동시에 연결을 유지하는 것을 나타내었다. 이때, 이동 중계기(200)와 사용자 단말(300) 간의 액세스 링크를 통해 사용자 평면(user-plane) 데이터가 무선 통신되고, 도너 기지국(100)과 사용자 단말(300) 간의 매크로 링크를 통해 제어 평면(control-plane) 데이터가 무선 통신된다. 사용자 평면 데이터는 사용자 단말(300)과의 데이터 통신에서 발생되는 트래픽 데이터 및 애플리케이션층(Application Layer)의 동작을 위한 프로토콜에 따른 데이터를 포함한다. 제어 평면 데이터는 사용자 평면 데이터의 무선 통신을 제어하는데 필요한 다양한 컨트롤 시그널링 데이터를 포함한다. 예를 들어, 제어 평면 데이터는 사용자 인증, 이동성 제어, 보안, 호 처리(call processing) 등을 수행하기 위한 컨트롤 시그널링 데이터를 포함한다.
구체적으로, 도 7의 (b)에서와 같이, 도너 기지국(100)과 사용자 단말(300) 간에 설정된 매크로 링크는 액세스 링크에 비해 상대적으로 낮은 주파수 대역을 사용하며, 매크로 링크를 통해 제어 평면 데이터(control-plane)를 무선 통신한다. 그리고 이동 중계기(200)와 사용자 단말(300) 간에 설정된 액세스 링크는 매크로 링크(또는 백홀 링크)에 비해 상대적으로 높은 주파수 대역(high frequency)을 사용하며, 액세스 링크를 통해 사용자 평면 데이터(user-plane)를 무선 통신한다.
참고로, 제어 평면 데이터 통신은 사용자 평면 데이터 통신에 비해 상대적으로 데이터 요구량이 높지 않기 때문에 낮은 데이터 속도로도 충분하다. 따라서, 모바일 릴레이셀에 비해 상대적으로 핸드오프 발생율이 낮은 매크로셀과의 무선 통신을 통해 제어 평면 데이터를 안정적으로 송수신할 수 있다. 반면, 모바일 릴레이셀은 매크로셀에 비해 셀 커버리지는 좁지만, 상대적으로 고주파 대역을 사용하므로 넓은 주파수 대역폭을 사용할 수 있어 사용자 평면 데이터의 고속 전송이 가능하다. 이처럼, 매크로셀 및 모바일 릴레이셀 간에 협력적인 무선 통신을 통해 효율적인 무선 데이터 통신이 가능하다.
이상, 본 발명의 일 실시예에서는 제어 평면 데이터 및 사용자 평면 데이터 각각을 무선 통신하는 주파수 대역이 서로 상이한 것을 나타내었으나, 제어 평면 데이터 및 사용자 평면 데이터를 동일한 주파수 대역을 사용하여 무선 통신하는 것도 가능하다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 매크로셀 및 모바일 릴레이셀 간 캐리어 어그리게이션(Carrier Aggregation, CA)을 통한 무선 통신 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 8의 (a)에서는, 동일 커버리지 영역 내 이동 중계기(200) 및 도너 기지국(100)이 공존할 때, 사용자 단말(300)이 이동 중계기(200) 및 도너 기지국(100)과 동시에 연결을 유지하는 것을 나타내었다. 이때, 무선 통신 시스템(10)은 매크로셀과 모바일 릴레이셀 간에 캐리어 어그리게이션(Carrier Aggregation, CA)을 사용하여 무선 데이터 통신을 수행한다.
구체적으로, 도 8의 (b)에서와 같이, 이동 중계기(200)와 사용자 단말(300) 간의 액세스 링크는 제 1 반송 주파수 대역(carrier frequency band 1)을 사용하여 무선 통신하고, 도너 기지국(100)과 사용자 단말(300) 간의 매크로 링크는 제 1 반송 주파수 대역과 상이한 제 2 반송 주파수 대역(carrier frequency band 2)을 사용하여 무선 통신한다.
이때, 무선 통신 시스템(10)은 제 1 반송 주파수 대역 및 제 2 반송 주파수 대역 중 어느 하나를 기본 반송 주파수 대역(primary carrier frequency band)으로 설정하고, 나머지 하나를 보조 반송 주파수 대역(secondary carrier frequency band)로 설정할 수 있다. 보조 반송 주파수 대역은 복수 개가 존재할 수 있으며, 기본 반송 주파수 대역 및 보조 반송 주파수 대역은 제 1 및 제 2 반송 주파수 대역 중 어느 하나로 설정될 수 있다.
이하에서는 이동 중계기(200)와 사용자 단말(300) 간의 액세스 링크에서 사용되는 제 1 반송 주파수 대역이 기본 반송 주파수 대역으로 설정된 것을 예로서 설명하도록 한다.
무선 통신 시스템(10)은 매크로셀 및 모바일 릴레이셀 모두와 연결을 유지하고 있는 사용자 단말(300)의 트래픽 데이터의 용량에 따라 캐리어 어그리게이션 처리를 결정한다.
사용자 단말(300)의 트래픽 데이터의 용량이 기설정된 기준 데이터 용량의 이하인 경우, 사용자 단말(300)은 기본 반송 주파수 대역(즉, 제 1 반송 주파수 대역)만을 사용하여 트래픽 데이터를 무선 통신한다. 즉, 사용자 단말(300)의 트래픽 데이터는 액세스 링크를 통해 무선 데이터 통신된다. 반면, 사용자 단말(300)의 트래픽 데이터의 용량이 기준 데이터 용량을 초과하는 경우, 사용자 단말(300)은 기본 반송 주파수 대역 및 보조 반송 주파수 대역(즉, 제 1 및 제 2 반송 주파수 대역) 모두를 사용하여 트래픽 데이터를 무선 통신한다. 즉, 사용자 단말(300)의 데이터 트래픽이 대용량인 경우, 트래픽 데이터는 분할되어 액세스 링크 및 매크로 링크 각각을 통해 나뉘어 무선 데이터 통신되며, 이에 따라 트래픽 데이터의 전송 속도가 높아진다.
또한, 무선 통신 시스템(10)은 캐리어 어그리게이션을 제어하는 컨트롤 시그널링 정보를 기본 반송 주파수 대역 및 보조 반송 주파수 대역 중 적어도 하나를 통해 전송할 수 있다. 컨트롤 시그널링 정보는 스케줄링 및 주파수 자원 할당 정보를 포함한다. 이때, 무선 통신 시스템(10)은 기본 반송 주파수 대역 및 보조 반송 주파수 대역을 각각 사용하여 상기 컨트롤 시그널링 정보를 무선 통신할 수 있다. 또한, 무선 통신 시스템(10)은 기본 반송 주파수 대역만을 사용하여 기본 및 보조 반송 주파수 대역 각각에 대한 컨트롤 시그널링 정보를 무선 통신하는 것도 가능하다.
또한, 무선 통신 시스템(10)은 도너 기지국(100), 이동 중계기(200) 및 사용자 단말(300) 간에 캐리어 어그리게이션의 처리에 관련된 메시지를 송수신하여 캐리어 어그리게이션의 처리를 설정할 수 있다. 구체적으로, 무선 통신 시스템(10)은 사용자 단말(300)의 트래픽 데이터를 복수의 반송 주파수 대역으로 분할하여 전송할 때, 각 반송 주파수 대역 별로 별도의 캐리어 어그리게이션 처리 메시지를 통신한다. 예를 들어, 캐리어 어그리게이션의 처리 시, 무선 통신 시스템(10)의 각 구성(즉, 도너 기지국, 이동 중계기, 사용자 단말)은 HARQ(Hybrid Automatic Repeat reQuest) 전송 기법을 사용할 수 있으며, HARQ에서의 재전송은 반송 주파수 밴드 별로 처리된다.
이상, 도 6 내지 도 8에서는 매크로셀 및 모바일 릴레이셀 간 협력적 무선 통신 처리 시, 무선 통신 시스템(10)이 액세스 링크를 통한 무선 통신과 매크로 링크(또는 백홀 링크)를 통한 무선 통신을 상이한 주파수 대역(inter-band)을 사용하는 것을 설명하였다. 참고로, 무선 통신 시스템(10)은 액세스 링크와 매크로 링크(또는 백홀 링크)에서 동일한 주파수 대역(intra-band)을 사용하여 협력적 무선 통신을 처리할 수도 있다.
이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 매크로셀 및 모바일 릴레이셀 간 협력적 무선 통신 방식을 구현하기 위한 무선 통신 시스템(10)의 구성 별 동작을 상세히 설명하도록 한다.
먼저, 무선 통신 시스템(10)의 사용자 단말(300)의 동작 및 무선 통신 방식을 설명하도록 한다.
사용자 단말(300)은 이동 중계기(200)에 무선 접속(radio access)하여 액세스 링크를 설정하고, 도너 기지국(100)에 무선 접속하여 매크로 링크를 설정한다. 사용자 단말(300)은 동일 커버리지 영역에 공존하는 도너 기지국 및 이동 중계기와 동시에 연결을 유지한다.
사용자 단말(300)은 복수의 주파수 대역을 사용하여 무선 통신을 수행하는 멀티 밴드 무선 통신 모듈을 포함한다. 사용자 단말(300)은 멀티 밴드 무선 통신 모듈을 통해 액세스 링크 및 매크로 링크의 무선 통신을 처리한다.
구체적으로, 사용자 단말(300)은 제 1 주파수 대역을 사용하여 액세스 링크를 통해 이동 중계기(200)와 무선 통신하고, 제 2 주파수 대역을 사용하여 매크로 링크를 통해 도너 기지국(100)과 무선 통신한다. 이때, 제 1 주파수 대역과 제 2 주파수 대역은 상이한 주파수 대역일 수 있으며, 제 1 주파수 대역은 제 2 주파수 대역보다 높은 주파수 대역으로 설정될 수 있다. 제 1 주파수 대역을 사용한 무선 통신은 제 2 주파수 대역을 사용한 무선 통신에 비해 좁은 셀(cell)에서 상대적으로 고속 및 저전력의 무선 통신을 처리할 수 있다.
또한, 사용자 단말(300)은 사용자 평면 데이터 및 제어 평면 데이터를 이동 중계기(200)와의 액세스 링크 및 도너 기지국(100)과의 매크로 링크로 나누어 무선 통신한다. 이때, 사용자 단말(300)은 사용자 평면 데이터를 액세스 링크를 통해 무선 통신하고, 제어 평면 데이터를 매크로 링크를 통해 무선 통신한다.
또한, 사용자 단말(300)은 제 1 반송 주파수 대역을 사용하여 이동 중계기(200)와의 액세스 링크를 통해 무선 통신하고, 제 1 반송 주파수 대역과 상이한 제 2 반송 주파수 대역을 사용하여 도너 기지국(100)과의 매크로 링크를 통해 무선 통신한다. 이때, 사용자 단말(300)은 제 1 반송 주파수 대역 및 제 2 반송 주파수 대역 중 어느 하나를 기본 반송 주파수 대역으로 설정하고 나머지 하나를 보조 반송 주파수 대역으로 설정할 수 있다. 사용자 단말(300)은 트래픽 데이터의 용량이 기준 데이터 용량 이하인 경우 기본 반송 주파수 대역을 사용하여 트래픽 데이터 전체를 무선 통신한다. 사용자 단말(300)은 트래픽 데이터의 용량이 기준 데이터 용량을 초과한 경우 기본 반송 주파수 대역 및 보조 반송 주파수 대역을 함께 사용하여 트래픽 데이터를 무선 통신한다.
또한, 사용자 단말(300)은 기본 반송 주파수 대역 및 보조 반송 주파수 대역 중 적어도 하나를 사용하여, 기본 및 보조 반송 주파수 대역의 캐리어 어그리게이션을 제어하는 컨트롤 시그널링 정보를 무선 통신한다. 예를 들어, 사용자 단말(300)은 기본 반송 주파수 대역만을 사용하여 기본 및 보조 반송 주파수 대역 각각에 대한 상기 컨트롤 시그널링 정보를 무선 통신할 수 있다.
다음으로, 무선 통신 시스템(10)의 이동 중계기(200)의 동작 및 무선 통신 방식을 설명하도록 한다.
이동 중계기(200)는 도너 기지국(100)으로부터 무선 자원을 할당 받아 도너 기지국(100)과의 백홀 링크를 설정한다. 이동 중계기(200)는 커버리지 내 적어도 하나의 사용자 단말(300)과 액세스 링크(access link)를 설정한다. 그리고, 이동 중계기(200)는 자신의 커버리지 내에서 도너 기지국(100)과 매크로 링크가 설정된 사용자 단말(100)과, 제 1 주파수 대역을 사용하여 액세스 링크를 통해 무선 통신한다. 백홀 링크 및 매크로 링크를 통한 무선 통신은 제 2 주파수 대역을 사용한다.
이때, 이동 중계기(200)는 사용자 단말(300)과의 액세스 링크를 통해 사용자 평면 데이터를 무선 통신한다. 이때, 제어 평면 데이터는 사용자 단말(300)과 도너 기지국(100) 간의 매크로 링크를 통해 무선 통신된다.
또한, 이동 중계기(200)는 제 1 반송 주파수 대역을 사용하여 액세스 링크를 통해 무선 통신하되, 사용자 단말(300)의 트래픽 데이터의 용량이 기준 데이터 용량을 초과한 경우 액세스 링크를 통해 트래픽 데이터의 일부를 무선 통신한다. 사용자 단말(300)의 나머지 트래픽 데이터는 사용자 단말(300)과 도너 기지국(100) 간의 매크로 링크를 통해 무선 통신되며, 제 1 반송 주파수 대역과 상이한 제 2 반송 주파수 대역을 사용하여 무선 통신된다.
또한, 이동 중계기(200)는 제 1 반송 주파수 대역을 기본 반송 주파수 대역 또는 보조 반송 주파수 대역으로 설정한다. 제 1 반송 주파수 대역이 기본 반송 주파수 대역으로 설정된 경우, 이동 중계기(200)는 트래픽 데이터의 용량이 기준 데이터 용량 이하이면 액세스 링크를 통해 트래픽 데이터 전체를 무선 통신한다. 또한, 이동 중계기(200)는 트래픽 데이터의 용량이 기준 데이터 용량을 초과하면 액세스 링크를 통해 트래픽 데이터의 일부를 무선 통신한다. 제 1 반송 주파수 대역이 보조 반송 주파수 대역으로 설정되고, 트래픽 데이터의 용량이 기준 데이터 용량을 초과한 경우, 이동 중계기(200)는 사용자 단말(300)과 도너 기지국 간(100)의 매크로 링크를 통해 무선 통신된 트래픽 데이터 외의 나머지 트래픽 데이터를 액세스 링크를 통해 무선 통신한다.
또한, 이동 중계기(200)는 제 1 반송 주파수 대역이 기본 반송 주파수 대역으로 설정된 경우, 제 1 반송 주파수 대역을 사용하여 기본 및 보조 반송 주파수 대역에 대한 캐리어 어그리게이션을 제어하는 컨트롤 시그널링 정보를 무선 통신한다. 그리고, 이동 중계기(200)는 제 1 반송 주파수 대역이 기본 반송 주파수 대역 또는 보조 반송 주파수 대역으로 설정된 경우, 제1 반송 주파수 대역을 사용하여 기본 반송 주파수 대역 및 보조 반송 주파수 대역 중 어느 하나에 대한 상기 컨트롤 시그널링 정보를 무선 통신할 수 있다.
다음으로, 무선 통신 시스템(10)의 도너 지기국(100)의 동작 및 무선 통신 방식을 설명하도록 한다.
도너 지기국(100)은 자신의 커버리지 내 적어도 하나의 이동 중계기(200)로 무선 자원을 할당하여 백홀 링크를 설정한다. 그리고, 도너 기지국(100)은 자신의 커버리지 내 적어도 하나의 사용자 단말(300)과 매크로 링크를 설정한다. 이때, 도너 기지국(100)은 사용자 단말(300)(도너 기지국(100)의 커버리지 내에서 제 1 주파수 대역을 사용하여 이동 중계기(200)와 액세스 링크를 통해 무선 통신하는)과 제 2 주파수 대역을 사용하여 매크로 링크를 통해 무선 통신한다. 참고로, 백홀 링크를 통한 무선 통신도 제 2 주파수 대역을 사용할 수 있다.
도너 기지국(100)은 사용자 단말(300)과의 매크로 링크를 통해 제어 평면 데이터를 무선 통신한다. 참고로, 제어 평면 데이터에 포함된 컨트롤 시그널링 데이터는 사용자 단말과 이동 중계기 간의 액세스 링크를 통한 사용자 단말에 대한 사용자 평면 데이터의 무선 통신을 제어하는 데이터이다.
또한, 도너 지기국(100)은 제 2 반송 주파수 대역을 사용하여 매크로 링크(또는 백홀 링크)를 통해 무선 통신한다. 도너 기지국(100)은 사용자 단말(300)의 트래픽 데이터의 용량이 기설정된 기준 데이터 용량을 초과한 경우 매크로 링크를 통해 트래픽 데이터의 일부를 무선 통신한다. 참고로, 트래픽 데이터의 나머지는 제 1 반송 주파수 대역을 사용하여 액세스 링크를 통해 무선 통신된다.
또한, 도너 기지국(100)은 제 2 반송 주파수 대역을 기본 반송 주파수 대역 또는 보조 반송 주파수 대역 중 어느 하나로 설정한다. 제 2 반송 주파수 대역이 기본 반송 주파수 대역으로 설정된 경우, 도너 기지국(100)은 트래픽 데이터의 용량이 기준 데이터 용량 이하이면 매크로 링크를 통해 트래픽 데이터 전체를 무선 통신한다. 또한, 도너 기지국(100)은 트래픽 데이터의 용량이 기준 데이터 용량을 초과하면 매크로 링크를 통해 트래픽 데이터의 일부를 무선 통신한다. 제 2 반송 주파수 대역이 보조 반송 주파수 대역으로 설정되고, 트래픽 데이터의 용량이 기준 데이터 용량을 초과한 경우, 도너 기지국(100)은 액세스 링크를 통해 무선 통신된 트래픽 데이터 외의 나머지 트래픽 데이터를 매크로 링크를 통해 무선 통신한다.
또한, 도너 기지국(100)은 제 2 반송 주파수 대역이 기본 반송 주파수 대역으로 설정된 경우, 제 2 반송 주파수 대역을 사용하여 기본 반송 주파수 대역 및 보조 반송 주파수 대역 각각에 대한 컨트롤 시그널링 정보를 무선 통신한다. 그리고, 도너 기지국(100)은 제 2 반송 주파수 대역이 기본 반송 주파수 대역 또는 보조 반송 주파수 대역으로 설정된 경우, 제2 반송 주파수 대역에만 해당하는 컨트롤 시그널링 정보를 무선 통신할 수 있다.
이하, 도 9 내지 도 11을 참조하여, 무선 통신 시스템(10)의 도너 기지국(100) 및 이동 중계기(200)의 협력적 무선 통신 방식의 다양한 실시예를 설명하도록 한다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 사용자 단말이 도너 기지국 또는 이동 중계기 중 어느 하나와 연결될 경우의 무선 통신 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 9의 (a)에서와 같이, 사용자 단말(UE)(300)이 도너 기지국(Donor eNB)(100)과만 연결되었을 경우, 사용자 단말(300)은 제어 평면 데이터와 사용자 평면 데이터를 도너 기지국(100)과 직접 무선 통신한다.
구체적으로, 사용자 단말(300)은 도너 기지국(100)에 무선 접속하여 매크로 링크를 설정하고, 매크로 링크를 통해 제어 평면 데이터와 사용자 평면 데이터를 모두 무선 통신한다. 도너 기지국(100)은 사용자 단말(300)과 백본망(Backbone network) 간의 무선 데이터 통신을 수행한다. 참고로, 도 9에는 백본망의 일부 구성인 MME(Mobility Management Entity), P-GW(Packet Data Network Gateway) 및 S-GW(Serving Gateway)를 도시하였으며, 그 중 MME는 백본망에서 무선망 연동을 관리한다. 이때, 도너 기지국(100)은 MME와 사용자 단말(300)의 제어 평면 데이터를 무선 통신한다. 그리고, 도너 기지국(100)은 S-GW를 통해 P-GW(와 사용자 단말(300)의 사용자 평면 데이터를 무선 통신한다.
또한, 도 9의 (b)에서와 같이. 사용자 단말(UE)(300)이 이동 중계기(Mobile Relay)(100)와만 연결되었을 경우, 사용자 단말(300)은 제어 평면 데이터 및 사용자 평면 데이터를 이동 중계기(200)와 무선 통신한다.
구체적으로, 사용자 단말(300)은 이동 중계기(200)에 무선 접속하여 액세스 링크를 설정하고, 액세스 링크를 통해 제어 평면 데이터 및 사용자 평면 데이터를 모두 무선 통신한다. 이동 중계기(200)는 사전에 백홀 링크가 설정된 도너 기지국(100)을 통해 사용자 단말(300)과 백본망 간의 무선 데이터 통신을 수행한다. 이때, 이동 중계기(200)는 사용자 단말(300)과의 제어 평면 데이터 및 사용자 평면 데이터를 도너 기지국(100)와 무선 통신한다. 그리고, 도너 기지국(100)은 MME와 제어 평면 데이터를 무선 통신하고, S-GW를 통해 P-GW와 사용자 평면 데이터를 무선 통신한다.
한편, 도 9에서는 사용자 단말(300)이 이동 중계기(200) 또는 도너 기지국(100) 중 어느 하나에만 연결된 것을 나타내었으나, 동일 커버리지 영역 내 매크로셀 및 모바일 릴레이셀이 공존하는 경우 사용자 단말(300)은 매크로셀 및 모바일 릴레이셀과 동시에 연결을 유지할 수 있다.
구체적으로, 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 사용자 단말이 도너 기지국 및 이동 중계기 둘 다와 연결될 경우의 무선 통신 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 10의 (a)에서와 같이, 사용자 단말(UE)(300)은 이동 중계기(Mobile Relay)(100) 및 도너 기지국(Donor eNB)(100)과 각각 연결된다. 이때, 사용자 단말(300)은 이동 중계기(200)와의 액세스 링크를 통해 사용자 평면 데이터를 무선 통신하고, 도너 기지국(100)과의 매크로 링크를 통해 제어 평면 데이터를 무선 통신한다. 이동 중계기(200)는 사전에 백홀 링크가 설정된 도너 기지국(100)을 통해, 사용자 단말(300)과 백본망 간의 사용자 평면 데이터를 무선 통신한다. 그리고, 도너 기지국(100)은 사용자 단말(300)과 백본망 간의 제어 평면 데이터, 및 이동 중계기(100)를 통한 사용자 단말(300)과 백본망 간의 사용자 평면 데이터를 무선 통신한다.
또한, 사용자 단말(300)이 이동 중계기(200) 및 도너 기지국(100)과 동시에 연결된 상태에서, 모바일 릴레이셀과 매크로셀 간의 캐리어 어그리게이션을 통해 사용자 평면 데이터를 고속으로 무선 통신할 수 있다. 도 10의 (b)에서는 사용자 단말(300)이 이동 중계기(200)와의 액세스 링크를 통해 제어 평면 데이터 및 사용자 평면 데이터를 무선 통신하고, 도너 기지국(100)과의 매크로 링크를 통해 사용자 평면 데이터를 무선 통신하는 것을 나타내었다. 그리고 도 10의 (c)에서는 사용자 단말(300)이 이동 중계기(200)와의 액세스 링크를 통해 사용자 평면 데이터를 무선 통신하고, 도너 기지국(100)과의 매크로 링크를 통해 제어 평면 데이터 및 사용자 평면 데이터를 무선 통신하는 것을 나타내었다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템(10)에서는 제어 평면 데이터는 매크로셀 또는 모바일 릴레이셀 중 어느 하나를 통해 무선 통신한다. 그리고, 무선 통신 시스템(10)에서는, 트래픽 데이터가 기설정된 기준 데이터 용량을 초과할 경우, 사용자 평면 데이터를 분할하여 매크로셀 및 모바일 릴레이셀로 나누어 무선 통신한다.
이상, 도 9 및 도 10에서 설명한 다양한 무선 통신 방식(이하, ’무선 통신 모드’라고 지칭함)들은 필요에 따라 동적으로 변경하여 사용할 수 있다. 즉, 무선 통신 시스템(10)은 무선 통신 네트워크 환경 조건, 무선 통신 장비 및 네트워크 장비의 무선 통신 상태, 및 무선 통신되는 트래픽 데이터의 상태 등의 변수들에 따라 최적의 무선 통신 모드를 결정하고, 결정된 무선 통신 모드로 자동 변경할 수 있다.
구체적으로, 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 무선 통신 모드의 동적 변경 관계를 설명하기 위한 상태도이다.
설명의 편의상, 도 11에서는 도 9의 (a)에서 설명한 무선 통신 모드를 모드 1(Mode 1)로 지칭하고, 도 9의 (b)에서 설명한 무선 통신 모드를 모드 3(Mode 3)으로 지칭한다. 또한, 도 10의 (a)에서 설명한 무선 통신 모드를 모드 2(Mode 2)로 지칭하고, 도 10의 (b)에서 설명한 무선 통신 모드를 모드 4(Mode 4)로 지칭하며, 도 10의 (c)에서 설명한 무선 통신 모드를 모드 5(Mode 5)로 지칭한다.
도 11에 도시한 바와 같이, 무선 통신 시스템(10)에서 운용될 수 있는 무선 통신 모드는 적어도 하나의 다른 무선 통신 모드로 변환될 수 있다. 이때, 모드 1 및 모드 2는 모드 4를 제외한 나머지 모드 3개로의 변환이 가능하고, 모드 3은 모드 5를 제외한 나머지 모드 3개(즉, 모드 1, 모드 2 및 모드 4)로의 변환이 가능하며, 모드 4의 경우 모드 3 및 모드 5로의 변환이 가능하다.
모드 1, 모드 2 및 모드 5는 각각 제어 평면 데이터를 사용자 단말(300)과 도너 기지국(100) 간의 매크로 링크를 통해 무선 통신하는 모드로서, 서로 간에 모드 변환이 가능하다.
예를 들어, 무선 통신 시스템(10)이 모드 1에서 제어 평면 데이터 및 사용자 평면 데이터 둘 다를 매크로 링크를 통해 무선 통신하다가, 모드 2로 변환하여 사용자 평면 데이터를 액세스 링크를 통해 무선 통신할 수 있다. 또한, 무선 통신 시스템(10)이 모드 1에서 모드 5로의 변환 시, 매크로셀 및 모바일 릴레이셀 간에 캐리어 어그리게이션을 사용하여 사용자 평면 데이터를 액세스 링크 및 매크로 링크에 나누어 전송할 수 있다.
한편, 모드 1, 모드 2 및 모드 5에서, 모드 1 및 모드 2는 모드 3으로의 변환이 가능하나 모드 5는 모드 3으로의 변환이 불가능하다. 즉, 모드 1 및 모드 2는 사용자 평면 데이터를 액세스 링크 및 매크로 링크 중 어느 하나를 통해 전송하는 방식이나, 모드 5는 매크로셀 및 모바일 릴레이셀 간에 캐리어 어그리게이션을 처리하여 사용자 평면 데이터를 액세스 링크 및 매크로 링크 둘 다를 통해 전송하는 방식이다. 따라서, 모드 5는 사용자 단말(300)과 도너 기지국(100) 간의 매크로 링크가 설정되지 않은 모드 3으로의 변환이 불가능하다.
이처럼, 무선 통신 모드 간 변환 가능/불가능 여부는 각 모드 별 사용자 단말(300)의 매크로셀 및 모바일 릴레이셀과의 접속 여부, 및 캐리어 어그리게이션의 실행 여부에 기초하여 상이하게 설정될 수 있다.
이하, 도 12 및 도 13을 참조하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선 통신 시스템 및 방법에 대해서 상세히 설명하도록 한다.
도 12은 본 발명의 다른 실시예에 따른 매크로셀 및 모바일 릴레이셀 간에 이종 데이터 전송 방식을 사용하는 무선 통신 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.
도 12에 도시한 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선 통신 시스템(10)에서는, 도너 기지국(100)의 커버리지에 따른 매크로셀과, 매크로셀 내에 위치한 이동 중계기(200)의 커버리지에 따른 모바일 릴레이셀이 구성된다. 이때, 사용자 단말(300)은 도너 기지국(100) 및 이동 중계기(200)와 각각 무선 접속하며, 사용자 단말(300)과 도너 기지국(100) 간에 매크로 링크가 설정되고, 사용자 단말(300)과 이동 중계기(200) 간에 액세스 링크가 설정된다. 그리고 이동 중계기(200)와 도너 기지국(100) 간에 백홀 링크가 설정된다. 이처럼, 사용자 단말(300)은 도너 기지국(100) 및 이동 중계기(200)와 동시에 연결을 유지할 수 있다.
이때, 무선 통신 시스템(10)에서는 사용자 단말(300)과 도너 기지국(100) 간의 매크로 링크 및 이동 중계기(200)와 도너 기지국(100) 간의 백홀 링크에서의 데이터 전송 방식과, 사용자 단말(300)과 이동 중계기(200) 간의 액세스 링크에서의 데이터 전송 방식을 상이하게 설정한다. 즉, 매크로셀과 모바일 릴레이셀이 이종 데이터 전송 방식을 사용한다.
구체적으로, 사용자 단말(300)과 도너 기지국(100) 간의 매크로 링크, 및 이동 중계기(200)와 도너 기지국(100) 간의 백홀 링크에서는 주파수 분할 듀플렉스(FDD, Frequency Division Duplex) 방식을 사용하여 무선 데이터 통신을 수행할 수 있다. 또한, 사용자 단말(300)과 이동 중계기(200) 간의 액세스 링크에서는 시간 분할 듀플렉스(TDD, Time Division Duplex) 방식을 사용하여 무선 데이터 통신을 수행할 수 있다. FDD는 업로드와 다운로드 주파수 채널을 나누어 운영하는 방식이며, TDD는 동일한 주파수 채널에 시간 차를 두고 업로드와 다운로드를 전송하여 업/다운로드의 무선 자원 분배가 FDD에 비해 유연하게 조절 가능하다.
이처럼, 사용자 단말(300)과 이동 중계기(200) 간의 액세스 링크에 TDD전송 방식을 적용할 경우, 액세스 링크를 통한 상향 링크(UpLink, UL) 및 하향 링크(DownLink, DL)에 대한 컨트롤 시그널링은 다음과 같이 설정될 수 있다.
매크로셀의 경우 인접한 다른 매크로셀에 간섭을 야기할 가능성이 크기 때문에, TDD 모드를 사용할 경우 DL-UL 컨피규레이션(configuration)을 인접한 셀들 간에 동일하게 운영하여야 한다. 따라서, 도너 기지국(100)과의 매크로 링크 및 백홀 링크에서는 FDD 모드를 사용하여 무선 데이터 통신한다.
반면, 모바일 릴레이셀의 경우 서로 인접한 모바일 릴레이셀들이라 할지라도 거리 상으로 일정 거리 이상 이격되므로, 모바일 릴레이셀 간에 간섭을 미치지 않을 가능성이 크다. 따라서, 동일 매크로셀 내의 이동 중계기(200) 별로 TDD모드의 전송에서 프레임 컨피규레이션(Frame configuration)을 상이하게 설정할 수 있다. 참고로, 프레임 컨피규레이션은 DL과 UL의 자원 할당 비율이다.
이때, 이동 중계기(200)는 데이터의 전송 상황에 따라 실시간으로 DL-UL 컨피규레이션을 조정하고, 조정된 DL-UL 컨피규레이션 정보를 동일 이동 중계기(200)에 속한 사용자 단말(300)들에 컨트롤 시그널링 또는 브로드캐스트 채널(broadcast channel)을 통해 알린다. 동일 매크로셀 내 이동 중계기(200)들이 인접한 경우, 이동 중계기(200)의 조정된 DL-UL 컨피큐레이션의 정보를 주변의 이동 중계기(200)에서도 알고 있어야 한다. 따라서, 인접한 이동 중계기(200) 간에 직접 DL-UL 컨피큐레이션 조정 정보를 송수신할 수 있다. 또한, 이동 중계기(200) 별로 자신의 모바일 릴레이셀에 속한 사용자 단말(300)로부터 인접 이동 중계기(200)의 브로드캐스팅 채널 정보를 수신하며, 이에 대해 피드백한다. 이를 통해 인접 이동 중계기(200) 간의 DL-UL 컨피규레이션 정보의 관리가 가능하다.
이하, 도 13을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 매크로셀 및 모바일 릴레이셀 간에 이종 데이터 전송 방식을 통해 무선 통신하는 방법에 대해서 상세히 설명하도록 한다.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 매크로셀 및 모바일 릴레이셀 간 이종 데이터 전송 방식을 적용한 무선 통신 방법을 설명하기 위한 데이터 흐름도이다.
도 13에서는 이동 중계기(200)의 모바일 릴레이셀에 속한 사용자 단말(300), 사용자 단말(300)과 액세스 링크가 설정된 서빙 이동 중계기(200-1), 서빙 이동 중계기(200-1)와 동일 매크로셀에 속한 다른 이동 중계기(200-2), 및 도너 기지국(100) 간의 무선 통신 과정을 도시하였다.
먼저, 서빙 이동 중계기(200-1)가 사용자 단말(300)로 시스템 정보를 전송하면(S1301), 사용자 단말(300)은 TDD 모드 설정을 위한 시스템 정보를 수신한다(S1302). 상기 시스템 정보는 TDD모드에서의 DL-UL 컨피규레이션 설정 정보를 포함한다.
또한, 다른 이동 중계기(200-2)가 자신의 시스템 정보를 도너 기지국(100)으로 전송한다(S1303).
그러면, 도너 기지국(100)은 사용자 단말(300)로의 DL 데이터의 종류 및 데이터량과, 주변 이동 중계기의 시스템 정보(이하, ‘TDD 설정값’이라고 지칭함)를 서빙 이동 중계기(200-1)로 전송한다(S1304-1).
상기 단계 (S1302) 이후, 사용자 단말(300)은 서빙 이동 중계기(200-1)로 UL 피드백 및 데이터 요구량을 전송한다(S1304-2). 이때, 상기 단계 (S1303) 및 (S1304-1)와, 상기 단계 (S1304-2)는 직렬 또는 병렬적으로 발생될 수 있으며, 발생 순서는 서로 변경될 수 있다.
다음으로, 서빙 이동 중계기(200-1)는 상기 단계 (S1304-1) 및 (S1304-2)를 통해 수신된 각 정보에 기초하여, 사전에 설정된 DL/UL 별 요구 사항과 TDD DL-UL 모드의 설정 값을 결정한다(S1305). 이때, 상기 요구 사항은 DL/UL의 각 데이터 Qos 및 전송량 등을 포함하며, 상기 TDD DL-UL 모드의 설정 값은 주변 이동 중계기(200-2)의 TDD 설정값에 기초하여 결정될 수 있다.
그런 다음, 서빙 이동 중계기(200-1)는 상기 단계 (S1305)에서 설정된 TDD DL-UL 모드의 설정값이 이전에 설정되어 있던 TDD DL-UL 모드의 설정값에 비해 변화되었는지 판단한다(S1306).
상기 단계 (S1306)에서 TDD DL-UL 모드의 설정값이 변화되지 않은 경우, 서빙 이동 중계기(200-1)는 상기 단계 (S1304-1) 및 (S1304-2) 이전으로 회귀하여, UL/DL 별 요구 사항 및 TDD 설정값의 수신을 대기한다.
반면, 상기 단계 (S1306)에서 TDD DL-UL 모드의 설정값이 변화된 경우, 서빙 이동 중계기(200-1)는 현재 위치 및 변경된 TDD 모드 설정 정보를 도너 기지국(100)으로 전송한다(S1307).
그러면, 도너 기지국(100)은 서빙 이동 중계기(200-1)의 변경된 TDD 모드 설정 정보를 다른 이동 중계기(200-2)로 전송하고(S1308), 다른 이동 중계기(200-2)로부터 변경된 TDD 모드에 대한 피드백을 수신한다(S1309).
그런 다음, 도너 기지국(100)은 주변 다른 이동 중계기(200-2)의 변경된 TDD 모드 설정 정보를 서빙 이동 중계기(200-1)로 피드백한다(S1310).
그러면, 서빙 이동 중계기(200-1)는 피드백된 주변 이동 중계기(200-2)의 변경된 TDD 모드에 기초하여 주변 이동 중계기(200-2)와 TDD 충돌이 발생하는지 판단한다(S1311).
상기 단계 (S1311)의 판단 결과 주변 이동 중계기(200-2)와 충돌이 발생한 경우, 서빙 이동 중계기(200-1)는 상기 단계 (S1304-1) 및 (S1304-2) 이전으로 회귀하여 새로운 UL/DL 별 요구 사항 및 TDD 설정 값의 수신을 대기한다.
반면, 상기 단계 (S1311)의 판단 결과 주변 이동 중계기(200-2)와 충돌이 발생하지 않은 경우, 서빙 이동 중계기(200-1)는 사용자 단말(300)로 변경된 TDD 모드에 대한 컨트롤 시그널링을 수행한다(S1312).
그런 다음, 서빙 이동 중계기(200-1)는 사용자 단말(300)로부터 변경된 TDD 모드에 대한 응답(ACK)를 수신한다(S1313).
그러면, 서빙 이동 중계기(200-1)는 변경된 TDD 모드로 시스템 정보를 업데이트하고, 최종적으로 TDD 전송 모드를 결정된 TDD 모드 설정값에 따라 전환한다(S1314).
이에 따라, 사용자 단말(300)과 서빙 이동 중계기(200-1) 간에 변경된 TDD 모드를 통한 무선 데이터 송수신이 처리된다(S1315).
또한, 도 13의 단계(S1320)에서와 같이, 상기 단계 (S1301) 내지 (S1315)까지의 TDD 모드 변경 절차는, 기설정된 주기마다 또는 특정 시점(즉, TDD 모드 변경이 필요한 경우)에 자동으로 수행될 수 있다. 즉, 이동 중계기(200)와 사용자 단말(300) 간에 액세스 링크에서 TDD 컨피규레이션을 동적으로 변경하여 최적의 TDD 모드로 데이터 통신을 처리할 수 있다.
한편, 이상에서는 매크로셀과 모바일 릴레이셀 간에 협력적 무선 통신 방식 및 이종 데이터 전송 방식을 적용하는 무선 통신 시스템에 대해서 설명하였다. 이하에서는, 도 14 내지 도 16을 참조하여 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 동일 모바일 릴레이셀에 속한 복수의 사용자 단말 간에 기기 대 기기(Device-to-Device, D2D) 통신을 처리하는 무선 통신 시스템 및 방법에 대해서 상세히 설명하도록 한다.
도 14는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 기기 대 기기(D2D) 통신을 처리하는 무선 통신 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.
도 14에 도시한 바와 같이, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 D2D 통신 시스템(10)은 도너 기지국(100), 이동 중계기(200) 및 사용자 단말(300)을 포함한다.
도 14에 도시한 바와 같이, 사용자 단말(300)이 매크로셀 내에 위치하며 속하는 모바일 릴레이셀이 없는 경우, 사용자 단말(300)은 도너 기지국(100)과 직접적으로 연결되어 무선 통신한다. 또한, 동일 커버리지 내에 이동 중계기(200) 및 도너 기지국(100)가 위치한 경우, 사용자 단말(300)은 이동 중계기(200)와 연결되어 이동 중계기(200)를 통해 도너 기지국(100)과 무선 통신하거나, 이동 중계기(200) 및 도너 기지국(100) 각각에 무선 접속하여 동시에 연결을 유지하며 무선 통신할 수 있다.
또한, 어느 하나의 이동 중계기(200)의 모바일 릴레이셀에 속한 복수의 사용자 단말(300-1, 300-2)은 직접적으로 데이터를 통신하는 D2D 통신을 처리할 수 있다. 즉, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 무선 통신 시스템(10)에서는 동일 모바일 릴레이셀에 속한 복수의 사용자 단말(300) 중 둘 이상의 사용자 단말(300) 또는 기설정된 그룹에 속하는 복수의 사용자 단말(300) 간에 이동 중계기(200)를 거치지 않은 D2D 무선 통신이 가능하다.
이하, 도 15 및 도 16을 참조하여 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 모바일 릴레이셀 내 사용자 단말(300) 간의 D2D 통신 방식을 상세히 설명하기로 한다.
도 15는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 무선 통신 시스템의 D2D 통신 방식을 설명하기 위한 구성도이다.
도 15에 도시한 바와 같이, 모바일 릴레이셀 내에 복수의 사용자 단말(300-1, 300-2)이 속한 경우, 각 사용자 단말(300-1, 300-2)은 이동 중계기(200)와 무선 접속하여 이동 중계기(200)와 액세스 링크를 설정한다. 참고로, D2D 통신을 수행하는 사용자 단말(300-1, 300-2) 또는 D2D 통신에는 참여하지 않는 적어도 하나의 사용자 단말(미도시) 각각의 상향 링크(UL) 및 하향 링크(DL) 통신은 이동 중계기(200)와 도너 기지국(100) 간의 백홀 링크를 통해 처리된다.
이때, 동일 모바일 릴레이셀에 속한 사용자 단말(300-1, 300-2)들 간에는 인프라스트럭쳐에 기반한(infrastructure-based) D2D 통신이 처리된다. 인프라스트럭쳐에 기반한 D2D 통신에서는, 이동 중계기(200)에서 D2D 통신을 위한 제어를 처리하고 사용자 단말(300-1, 300-2) 간에 실제 사용자 데이터(즉, 트래픽 데이터)만 송수신된다.
사용자 단말들(300-1, 300-2)은 트래픽 데이터를 직접 송수신하며, 트래픽 데이터 전송에 관련된 채널정보, 채널 품질 표시자(CQI, Channel Quality Indicator) 등의 정보를 액세스 링크를 통해 이동 중계기(200)에 피드백한다. 이동 중계기(200)는 상기 피드백에 따른 정보를 다음 번 자원 할당에 반영한다. 참고로, 사용자 단말(300-1, 300-2)들은 D2D 통신을 통한 트래픽 데이터에 대한 HARQ를 실행하여 데이터 통신의 신뢰성을 높일 수 있다.
사용자 단말들(300-1, 300-2)은 사전에 D2D 통신용으로 할당된 무선 자원에 대한 채널 상태 정보 및 복조(demodulation)를 위한 D2D 통신용 CSI-RS(Channel State Information Reference Signal) 및 DM-RS(Demodulation Reference Signal)을 이동 중계기(200)로 전송한다. DM-RS는 D2D 통신의 코히어런트 복조(coherent demodulation)를 위해 사용되는 신호로서, 사용자 단말(300-1 또는 300-2)은 다른 사용자 단말로부터 전송되는 DM-RS에 기초하여 코히어런트 복조를 수행한다. CSI-RS는 D2D 통신의 채널 정보를 수집하기 위한 신호로서, 이동 중계기(200)는 CSI-RS를 각 사용자 단말(300-1, 300-2)에 전송한다. 이때, 각 사용자 단말(300-1, 300-2)에서 측정된 CSI-RS 값(즉, 채널 상태 정보)이 이동 중계기(200)로 피드백되어 다음 무선 자원 할당 스케줄링에 반영된다.
이동 중계기(200)는 사전에 모바일 릴레이셀의 커버리지 내 사용자 단말들(300-1, 300-2)의 D2D 모드 사용 여부 정보 및 사용하는 무선 자원의 정보를 관리한다.
이동 중계기(200)는 D2D 통신에 참여하는 사용자 단말들(300-1, 300-2)에게 액세스 링크를 통해 컨트롤 시그널링 데이터를 전송한다. 상기 컨트롤 시그널링 데이터는 D2D 통신용으로 할당된 자원 정보, 전송 포맷, 송신 전력 등의D2D 모드 설정을 위한 정보를 포함한다.
이동 중계기(200)는 D2D 통신을 하는 사용자 단말들(300-1, 300-2)의 거리, 채널 상태 정보, D2D 통신 링크의 랭크(rank) 정보 등에 기초하여 자원 할당 및 전송 포맷, 송신 전력 등을 결정한다. 그리고, 이동 중계기(200)는 상기 결정된 결과를 사용자 단말들(300-1, 300-2)에 컨트롤 시그널링으로 전송한다.
한편, 모바일 릴레이셀에서는, D2D 통신 시 액세스 링크의 UL 통신 자원의 일부를 사용하여 둘 이상의 사용자 단말 또는 기설정된 그룹 내의 복수의 사용자 단말 간 데이터를 송/수신할 수 있다.
구체적으로, 모바일 릴레이셀에서 사용자 단말(300)과 이동 중계기(200), 및 사용자 단말들(300-1, 300-2) 간의 무선 통신은 FDD 방식 및 TDD 방식 중 적어도 하나를 사용할 수 있다.
이와 같은, 데이터 전송 방식(즉, FDD 및 TDD)의 종류에 따라 D2D 통신에서의 전송 방식이 상이하다.
D2D 통신 시 FDD 방식을 사용하는 경우, 이동 중계기(200)는 D2D 통신을 위해 액세스 링크의 UL 통신에 사용되는 주파수 대역의 일부를 D2D 통신용 무선 자원으로 할당한다. 또한, D2D 통신 시 TDD 방식을 사용하는 경우, 이동 중계기(200)는 D2D 통신을 위해서 액세스 링크의 UL 통신에 사용되는 시간 대역의 일부를 D2D 통신용 무선 자원으로 할당한다. 이는, DL 통신 자원은 D2D 통신을 하는 사용자 단말(300-1, 300-2)이 아닌 다른 사용자 단말들도 사용하기 때문이다.
D2D 통신에 FDD 방식을 사용하는 사용자 단말들(300-1, 300-2)은 각각 모바일 릴레이셀에서의 UL 통신용 주파수 대역을 송/수신하는 모듈을 포함한다. 또한, D2D 통신에 TDD 방식을 사용하는 사용자 단말들(300-1, 300-2)은 각각 모바일 릴레이셀에서의 UL 통신용 타임 슬롯(Time slot)을 송/수신하는 모듈을 포함한다.
이하에서는, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 무선 통신 시스템(10)의 구성 별 동작을 상세히 설명하도록 한다.
사용자 단말(300)은 이동 중계기(200)에 무선 접속하여 액세스 링크를 설정하고, 이동 중계기(200)로부터 모바일 릴레이셀에 속한 다른 사용자 단말과의 D2D 통신용 무선 자원을 할당 받는다. 그리고 사용자 단말(300)은 할당 받은 무선 자원을 사용하여 적어도 하나의 다른 사용자 단말과 D2D 통신을 수행한다.
사용자 단말(300)은 액세스 링크를 통해 이동 중계기(200)로부터 D2D통신을 제어하는 컨트롤 시그널링 데이터를 수신하고, D2D통신을 통해 다른 사용자 단말과 트래픽 데이터를 직접 무선 통신한다.
사용자 단말(300)은 이동 중계기(200)로부터 액세스 링크를 통한 UL 통신에 사용되는 무선 자원의 일부를 할당 받는다. 이때, 사용자 단말(300)은 액세스 링크를 통해 FDD 방식으로 무선 통신할 경우 UL 통신에 사용되는 주파수 대역의 일부를 할당 받고, 액세스 링크를 통해 TDD 방식으로 무선 통신할 경우 UL 통신에 사용되는 시간 대역의 일부를 할당 받는다.
사용자 단말(300)은 D2D통신하고자 하는 적어도 하나의 다른 사용자 단말의 정보를 포함하는 ‘D2D통신 모드 설정 요청’을 이동 중계기(200)로 전송하고, 이동 중계기(200)로부터 ‘D2D통신 모드 설정 요청’에 대응하는 무선 자원을 할당 받는다. 이때, 사용자 단말(300)은 이동 중계기(200)로 적어도 하나의 다른 사용자 단말과의 채널 상태 정보를 전송하고, 이동 중계기(200)가 상기 채널 상태 정보에 기초하여 결정한 D2D통신용 무선 자원 할당 정보 및 전송 포맷 정보를 수신한다. 그리고, 사용자 단말(300)은 상기 전송 포맷 정보에 기초한 데이터 복조 정보(demodulation reference signal)를 적어도 하나의 다른 사용자 단말로 전송한다.
이동 중계기(200)는 모바일 릴레이셀 내에 속한 복수의 사용자 단말(300)과 무선 접속하여 각 사용자 단말(300)과 액세스 링크를 설정한다. 그리고, 이동 중계기(200)는 액세스 링크를 통해 어느 하나의 사용자 단말(이하, ‘D2D 통신 요청 단말’이라고 함)(300)로부터 해당 모바일 릴레이셀 내 적어도 하나의 다른 사용자 단말(300)과의 ‘D2D 통신 모드 설정 요청’을 수신한다. 그러면, 이동 중계기(200)는 사전에 설정된 D2D 통신 설정 조건에 기초하여 D2D 통신용 무선 자원을 결정하고, 결정된 무선 자원을 D2D 통신 요청 단말(300) 및 상대 사용자 단말(300)로 할당한다. 그리고, 이동 중계기(200)는 액세스 링크를 통해 D2D 통신을 제어하는 컨트롤 시그널링 데이터를 D2D 통신 요청 단말(300)로 전송한다. 상기 할당한 무선 자원을 사용하여 D2D 통신 요청 단말(300) 및 상기 상대 사용자 단말(300) 간에 트래픽 데이터가 직접 송수신된다.
또한, 이동 중계기(200)는 액세스 링크를 통한 사용자 단말(300)의 UL 통신에 사용되는 무선 자원의 일부를 D2D 통신용으로 할당한다. 이동 중계기(200)는 액세스 링크를 통해 FDD 방식으로 무선 통신할 경우 UL 통신에 사용되는 주파수 대역의 일부를 D2D 통신용 무선 자원으로 할당하고, 액세스 링크를 통해 TDD 방식으로 무선 통신할 경우 UL 통신에 사용되는 시간 대역의 일부를 D2D 통신용 무선 자원으로 할당한다.
또한, 이동 중계기(200)는 액세스 링크를 통해 D2D 통신 요청 단말(300)로부터 적어도 하나의 다른 사용자 단말(300)의 정보를 포함하는 D2D 통신 모드 설정 요청을 수신한다. 그런 후, 이동 중계기(200)는 D2D 통신에 참여할 사용자 단말(300)들로부터 채널 상태 정보를 수신하고, 수신된 채널 상태 정보에 기초하여 D2D 통신용 무선 자원을 할당한다. 그리고, 이동 중계기(200)는 D2D 통신용 무선 자원 할당 정보 및 전송 포맷 정보를 D2D 통신에 참여할 사용자 단말(300)들로 전송한다.
이하, 도 16을 참조하여 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 D2D 통신 방법을 처리하는 절차를 상세히 설명하도록 한다.
도 16은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이동 중계기를 이용한 D2D 통신 방법을 설명하기 위한 데이터 흐름도이다.
도 16에서는 이동 중계기(200)의 모바일 릴레이셀에 속하는 복수의 사용자 단말(300) 중 D2D 통신을 요청하는 사용자 단말 1(UE1)(300-1)과, 사용자 단말 1(300-1)이 D2D 통신하고자 하는 사용자 단말 2(UE2)(300-2) 간의 데이터 흐름을 나타내었다. 참고로, 사용자 단말 2(300-2)는 사전에 설정된 그룹에 사용자 단말 1(300-1)과 함께 속한 적어도 하나의 사용자 단말(300)일 수 있다. 이때, 사용자 단말들(300-1, 300-2)과 이동 중계기(MR)(200) 간에는 각각 액세스 링크가 설정되며, 각 사용자 단말(300-1, 300-2)과 이동 중계기(200) 간의 무선 통신은 각각의 액세스 링크를 통해 수행된다.
먼저, 이동 중계기(200)는 관리하는 전체 무선 자원 중 D2D 통신용 자원을 결정하고, 모바일 릴레이셀 내의 전체 사용자 단말(300)들로 결정된 D2D 통신용 자원의 정보를 공지한다(S1601).
예를 들어, 이동 중계기(200)가 관리하는 무선 자원은 도너 기지국(100)으로부터 할당 받은 무선 자원일 수 있다. 그리고 이동 중계기(200)의 커버리지 내 사용자 단말(300)에는 사용자 단말 1(300-1) 및 사용자 단말 2(300-2)가 포함된다.
이와 같은 상태에서, 사용자 단말 1(300-1)이 이동 중계기(200)로 동일 모바일 릴레이셀 내의 다른 사용자 단말(즉, 사용자 단말 2(300-2))과의 D2D 모드 설정을 요청한다(S1602).
이때, D2D 모드 설정 요청에는 사용자 단말 2(300-2)의 식별 정보(예를 들어, 전화 번호 등)가 포함된다.
사용자 단말 1(300-1)의 D2D 모드 설정 요청에 따라, 이동 중계기(200)는 사용자 단말 2(300-2)로 D2D 모드 설정 요청을 알린다(S1603).
이때, 사용자 단말 2(300-2)로의 D2D 모드 설정 요청 알림에는 사용자 단말 1(300-1)의 식별 정보(예를 들어, 전화 번호 등)가 포함된다.
다음으로, 이동 중계기(200)는 D2D 모드 설정 요청에 대응하는 사용자 단말 2(300-2)로부터의 응답(ACK)을 사용자 단말 1(300-1)로 전송한다(S1604).
그런 다음, D2D 통신용으로 사용할 채널 상태를 측정하기 위해, 사용자 단말들(300-1, 300-2)은 사전에 D2D 통신용으로 할당된 전체 대역으로 채널 상태 측정을 위한 CSI-RS를 서로 전송한다(S1605).
이때, 효율적인 채널 상태 측정을 위하여, 사용자 단말들(300-1, 300-2)은 상기 할당된 전체 대역에 코움(comb) 방식으로 CSI-RS를 전송하거나, 기설정된 샘플 대역으로만 CSI-RS를 전송할 수 있다.
그러면, 상대 사용자 단말로부터 CSI-RS를 수신한 사용자 단말 1(300-1) 및 사용자 단말 2(300-2)는 각각 CSI-RS 수신 신호에 기초한 채널 상태 정보를 이동 중계기(200)로 전송한다(S1606-1, 1606-2).
이때, 상기 단계 (S1606-1) 및 (S1606-2)는 직렬 또는 병렬적으로 처리될 수 있으며, 처리 순서는 서로 변경될 수 있다.
다음으로, 이동 중계기(200)는 사용자 단말 1 및 2(300-1, 300-2)들로부터 측정된 채널 상태 정보를 기반으로 D2D 통신용 무선 자원을 할당하고, 전송 포맷을 결정한다(S1607).
그런 후, 이동 중계기(200)는 결정된 D2D 통신용 무선 자원 할당 정보 및 전송 포맷 정보를 사용자 단말 1 및 2(300-1, 300-2)로 각각 전송한다(S1608-1, S1608-2). 이때, 상기 단계 (S1608-1) 및 (S1608-2)는 직렬 또는 병렬적으로 처리될 수 있으며, 처리 순서는 서로 변경될 수 있다.
그런 다음, 사용자 단말 1 및 2(300-1, 300-2)는 할당된 무선 자원을 사용하여 서로 간에 사용자 데이터를 송수신한다(S1609).
이때, 사용자 단말 1 및 2(300-1, 300-2)는 각각 상대 사용자 단말로 DM-RS를 전송할 수 있다. 참고로, DM-RS는 상대 사용자 단말이 수신 데이터를 복조할 수 있도록 하는 정보이다. DM-RS는 할당된 무선 자원 영역을 통해 전송되며, 추후 D2D 통신 중 자원 할당이 되지 않은 무선 자원 영역을 통해 CSI-RS가 전송될 수 있다.
한편, 사용자 단말 1 및 2(300-1, 300-2) 간의 D2D 통신을 통한 데이터 통신이 종료될 때까지 상기 단계 (S1601) 내지 (S1609)까지의 단계가 반복 처리되고, 사용자 단말 1 및 2(300-1, 300-2) 간 D2D통신을 통한 데이터 전송이 종료되면 상기 반복을 종료하고 다음 단계로 진행한다(S1620).
이처럼, 사용자 단말 1 및 2(300-1, 300-2) 간에 D2D통신을 통한 데이터 전송이 종료되면, 이동 중계기(200)는 사용자 단말 1 및 2(300-1, 300-2)로 각각 D2D 통신 종료를 알린다(S1620-1, S1620-2).
이때, 상기 단계 (S1620-1) 및 (S1620-2)는 직렬 또는 병렬적으로 처리될 수 있으며, 처리 순서는 서로 변경될 수 있다.
그리고, 이동 중계기(200)는 사용자 단말 1 및 2(300-1, 300-2)를 위해 사용하였던 D2D 통신용 무선 자원의 할당을 해제한다(S1630).
한편, 도 14 내지 도 16에서는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 무선 통신 시스템(10)에 이동 중계기(200)가 포함되어, 동일 이동 중계기(200)에 속한 사용자 단말(300) 간의 D2D 통신 방식을 설명하였다. 참고로, 무선 통신 시스템(10)에는 자체적으로 이동하는 이동 중계기(200) 대신에 고정된 위치에서 릴레이셀(Fixed-Relaycell)을 구성하는 고정 중계기가 포함될 수도 있다. 이러한 경우, D2D 통신을 처리하는 무선 통신 시스템(10)에는 도 14 내지 도 16에서 설명한 구성 및 동작들이 모두 적용될 수 있으며, 특히 고정 릴레이셀에 속한 복수의 사용자 단말(300) 간에도 D2D 통신이 가능하다.
본 발명의 실시예는 컴퓨터에 의해 실행되는 프로그램 모듈과 같은 컴퓨터에 의해 실행 가능한 명령어를 포함하는 기록 매체의 형태로도 구현될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용 매체일 수 있고, 휘발성 및 비휘발성 매체, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 또한, 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터 저장 매체 및 통신 매체를 모두 포함할 수 있다. 컴퓨터 저장 매체는 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터와 같은 정보의 저장을 위한 임의의 방법 또는 기술로 구현된 휘발성 및 비휘발성, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 통신 매체는 전형적으로 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈, 또는 반송파와 같은 변조된 데이터 신호의 기타 데이터, 또는 기타 전송 메커니즘을 포함하며, 임의의 정보 전달 매체를 포함한다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (34)

  1. 무선 통신 시스템에 포함된 사용자 단말에 있어서,
    이동 중계기에 무선 접속하여 액세스 링크를 설정하고,
    도너 기지국에 무선 접속하여 매크로 링크를 설정하며,
    동일 커버리지 영역에 공존하는 상기 도너 기지국 및 상기 이동 중계기와 동시에 연결을 유지하되,
    기설정된 제 1 주파수 대역을 사용하여 상기 액세스 링크를 통해 상기 이동 중계기와 무선 통신하고, 기설정된 제 2 주파수 대역을 사용하여 상기 매크로 링크를 통해 상기 도너 기지국과 무선 통신하는 사용자 단말.
  2. 제 1 항에 있어서,
    복수의 주파수 대역을 사용하여 무선 통신을 수행하는 멀티 밴드 무선 통신 모듈을 포함하고,
    상기 멀티 밴드 무선 통신 모듈을 통해 상기 액세스 링크 및 상기 매크로 링크의 무선 통신을 처리하되,
    상기 제 1 주파수 대역은 상기 제 2 주파수 대역보다 높은 주파수 대역인 사용자 단말.
  3. 제 1 항에 있어서,
    애플리케이션층에 적용되는 프로토콜에 따른 데이터 및 트래픽 데이터를 포함하는 사용자 평면 데이터를 상기 액세스 링크를 통해 무선 통신하고,
    상기 사용자 평면 데이터의 무선 통신을 제어하는 컨트롤 시그널링 데이터를 포함하는 제어 평면 데이터를 상기 매크로 링크를 통해 무선 통신하는 사용자 단말.
  4. 제 1 항에 있어서,
    기설정된 제 1 반송 주파수 대역을 사용하여 상기 액세스 링크를 통해 무선 통신하고,
    상기 제 1 반송 주파수 대역과 상이한 제 2 반송 주파수 대역을 사용하여 상기 매크로 링크를 통해 무선 통신하되,
    상기 제 1 및 제 2 반송 주파수 대역 중 어느 하나를 기본 반송 주파수 대역으로 설정하고 나머지 하나를 보조 반송 주파수 대역으로 설정하며,
    트래픽 데이터의 용량이 기설정된 기준 데이터 용량 이하인 경우 상기 기본 반송 주파수 대역을 사용하여 상기 트래픽 데이터를 무선 통신하고,
    상기 트래픽 데이터의 용량이 상기 기준 데이터 용량을 초과한 경우 상기 기본 및 보조 반송 주파수 대역을 함께 사용하여 상기 트래픽 데이터를 무선 통신하는 사용자 단말.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 기본 및 보조 반송 주파수 대역을 함께 사용하는 경우,
    상기 제 1 반송 주파수 대역을 사용하여 상기 액세스 링크를 통해 상기 트래픽 데이터의 일부를 무선 통신하고,
    상기 제 2 반송 주파수 대역을 사용하여 상기 매크로 링크를 통해 상기 트래픽 데이터의 나머지를 무선 통신하는 사용자 단말.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 기본 반송 주파수 대역 및 상기 보조 반송 주파수 대역 각각을 사용하거나 또는 상기 기본 반송 주파수 대역만을 사용하여 상기 기본 반송 주파수 대역 및 상기 보조 반송 주파수 대역 각각에 대한 컨트롤 시그널링 정보를 무선 통신하며,
    상기 컨트롤 시그널링 정보는,
    상기 기본 및 보조 반송 주파수 대역을 함께 사용하도록 제어하는 정보를 포함하는 무선 통신하는 사용자 단말.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 이동 중계기는,
    무선 접속한 도너 기지국으로부터 무선 자원을 할당 받아 상기 도너 기지국과 백홀 링크를 설정하고,
    기설정된 커버리지 내의 적어도 하나의 사용자 단말과 무선 접속하여 액세스 링크를 설정하고,
    상기 사용자 단말과 상기 제 1 주파수 대역을 사용하여 상기 액세스 링크를 통해 무선 통신하며,
    상기 제 2 주파수 대역을 사용하여 상기 백홀 링크를 통한 무선 통신을 처리하는 것인 사용자 단말.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 도너 기지국은,
    기설정된 커버리지 내 위치하여 무선 접속된 적어도 하나의 이동 중계기로 무선 자원을 할당하여 백홀 링크를 설정하고,
    상기 커버리지 내 적어도 하나의 사용자 단말과 무선 접속하여 매크로 링크를 설정하며,
    상기 제 2 주파수 대역을 사용하여 상기 매크로 링크 및 상기 백홀 링크를 통한 무선 통신을 처리하는 것인 사용자 단말.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 액세스 링크와 상기 매크로 링크에 서로 상이한 데이터 전송 방식을 사용하여 무선 통신하며,
    상기 액세스 링크에 사용되는 데이터 전송 방식은,
    상기 도너 기지국과 상기 이동 중계기 간에 설정된 백홀 링크 및 상기 매크로 링크에 사용되는 데이터 전송 방식과 상이한 사용자 단말.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 액세스 링크에 사용되는 데이터 전송 방식은 시간 분할 듀플렉스 방식이고,
    상기 매크로 링크 및 상기 백홀 링크에 사용되는 데이터 전송 방식은 주파수 분할 듀플렉스 방식인 사용자 단말.
  11. 제 10 항에 있어서,
    기설정된 변경 조건에 따라 상기 액세스 링크를 통한 상향 링크 및 하향 링크 별 자원 할당 비율을 동적으로 변경하고,
    상기 자원 할당 비율의 변경 정보를 상기 이동 중계기로 전송하며,
    상기 자원 할당 비율의 변경 정보는,
    상기 이동 중계기의 커버리지 내 다른 사용자 단말의 자원 할당 비율 변경에 상기 변경 조건으로서 사용되는 사용자 단말.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 도너 지기국은,
    커버리지 내 복수의 이동 중계기 별로 각각 상기 사용자 단말 별 상기 자원 할당 비율의 변경 정보를 수신하고,
    상기 수신된 이동 중계기 별 상기 자원 할당 비율의 변경 정보를 각각 인접한 적어도 하나의 다른 이동 중계기로 전달하는 것인 사용자 단말.
  13. 무선 통신 시스템에 포함된 사용자 단말의 무선 통신 방법에 있어서,
    도너 기지국에 무선 접속하여 매크로 링크를 설정하는 단계;
    이동 중계기에 무선 접속하여 액세스 링크를 설정하는 단계; 및
    동일 커버리지 영역에 공존하는 상기 도너 기지국 및 상기 이동 중계기와 동시에 연결을 유지하는 단계를 포함하며,
    상기 액세스 링크는 기설정된 제 1 주파수 대역을 사용하고, 상기 매크로 링크는 기설정된 제 2 주파수 대역을 사용하는 사용자 단말의 무선 통신 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 제 1 주파수 대역은 상기 제 2 주파수 대역보다 높은 주파수 대역인 사용자 단말의 무선 통신 방법.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 동시에 연결을 유지하는 단계는,
    상기 액세스 링크를 통해 사용자 평면 데이터를 무선 통신하는 단계; 및
    상기 매크로 링크를 통해 제어 평면 데이터를 무선 통신하는 단계를 포함하고,
    상기 사용자 평면 데이터는 애플리케이션층에 적용되는 프로토콜에 따른 데이터 및 트래픽 데이터를 포함하고,
    상기 제어 평면 데이터는 상기 사용자 평면 데이터의 무선 통신을 제어하는 컨트롤 시그널링 데이터를 포함하는 사용자 단말의 무선 통신 방법.
  16. 제 13 항에 있어서,
    상기 동시에 연결을 유지하는 단계는,
    기설정된 제 1 반송 주파수 대역을 사용하여 상기 액세스 링크를 통해 무선 통신하는 단계; 및
    상기 제 1 반송 주파수 대역과 상이한 제 2 반송 주파수 대역을 사용하여 상기 매크로 링크를 통해 무선 통신하는 단계를 포함하는 사용자 단말의 무선 통신 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 동시에 연결을 유지하는 단계 이전에,
    기설정된 제 1 및 제 2 반송 주파수 대역 중 어느 하나를 기본 반송 주파수 대역으로 설정하고 나머지 하나를 보조 반송 주파수 대역으로 설정하는 단계를 더 포함하고,
    상기 동시에 연결을 유지하는 단계는,
    트래픽 데이터의 용량이 기설정된 기준 데이터 용량 이하인 경우 상기 기본 반송 주파수 대역을 사용하여 상기 트래픽 데이터를 무선 통신하는 단계; 및
    상기 트래픽 데이터의 용량이 상기 기준 데이터 용량을 초과한 경우 상기 기본 및 보조 반송 주파수 대역을 함께 사용하여 상기 트래픽 데이터를 무선 통신하는 단계를 포함하는 사용자 단말의 무선 통신 방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 기본 및 보조 반송 주파수 대역을 함께 사용하는 경우,
    상기 제 1 반송 주파수 대역을 사용하여 상기 액세스 링크를 통해 상기 트래픽 데이터의 일부를 무선 통신하고,
    상기 제 2 반송 주파수 대역을 사용하여 상기 매크로 링크를 통해 상기 트래픽 데이터의 나머지를 무선 통신하는 사용자 단말의 무선 통신 방법.
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 동시에 연결을 유지하는 단계는,
    상기 기본 반송 주파수 대역 및 상기 보조 반송 주파수 대역 각각을 사용하거나 또는 상기 기본 반송 주파수 대역만을 사용하여 상기 기본 반송 주파수 대역 및 상기 보조 반송 주파수 대역 각각에 대한 컨트롤 시그널링 정보를 무선 통신하는 단계를 포함하며,
    상기 컨트롤 시그널링 정보는,
    상기 기본 및 보조 반송 주파수 대역을 함께 사용하도록 제어하는 정보를 포함하는 사용자 단말의 무선 통신 방법.
  20. 제 13 항에 있어서,
    상기 동시에 연결을 유지하는 단계는,
    상기 액세스 링크와 상기 매크로 링크에 서로 상이한 데이터 전송 방식을 사용하여 무선 통신하는 단계를 포함하되,
    상기 액세스 링크에 사용되는 데이터 전송 방식은,
    상기 도너 기지국과 상기 이동 중계기 간에 설정된 백홀 링크 및 상기 매크로 링크에 사용되는 데이터 전송 방식과 상이한 사용자 단말의 무선 통신 방법.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 무선 통신하는 단계는,
    시간 분할 듀플렉스 방식을 사용하여 상기 액세스 링크를 통해 무선 통신하는 단계; 및
    주파수 분할 듀플레스 방식을 사용하여 상기 매크로 링크 및 상기 백홀 링크를 통해 무선 통신하는 단계를 포함하는 사용자 단말의 무선 통신 방법.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 무선 통신하는 단계는,
    기설정된 변경 조건에 따라 상기 액세스 링크를 통한 상향 링크 및 하향 링크 별 자원 할당 비율을 동적으로 변경하는 단계; 및
    상기 자원 할당 비율의 변경 정보를 상기 이동 중계기로 전송하는 단계를 포함하며,
    상기 자원 할당 비율의 변경 정보는,
    상기 이동 중계기의 커버리지 내 다른 사용자 단말의 자원 할당 비율 변경에 상기 변경 조건으로서 사용되는 사용자 단말의 무선 통신 방법.
  23. 무선 통신 시스템에 포함된 사용자 단말에 있어서,
    이동 중계기에 무선 접속하여 액세스 링크를 설정하고,
    상기 이동 중계기로부터 동일 모바일 릴레이셀 내 속한 적어도 하나의 다른 사용자 단말과의 기기 대 기기(Device-to-Device) 통신용 무선 자원을 할당 받고,
    상기 할당 받은 무선 자원을 사용하여 상기 적어도 하나의 다른 사용자 단말과 기기 대 기기 통신을 수행하는 사용자 단말.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 액세스 링크를 통해 상기 이동 중계기로부터 상기 기기 대 기기 통신을 제어하는 컨트롤 시그널링 데이터를 수신하고,
    상기 기기 대 기기 통신을 통해 상기 다른 사용자 단말과 트래픽 데이터를 직접 무선 통신하는 사용자 단말.
  25. 제 23 항에 있어서,
    상기 이동 중계기로부터 상기 액세스 링크를 통한 상향 링크 통신에 사용되는 무선 자원의 일부를 할당 받는 사용자 단말.
  26. 제 25 항에 있어서,
    주파수 분할 듀플렉스 방식 또는 시간 분할 듀플렉스 방식으로 상기 액세스 링크를 통한 무선 통신을 처리하며,
    상기 주파수 분할 듀플렉스 방식으로 무선 통신할 경우 상기 상향 링크 통신에 사용되는 주파수 대역의 일부를 할당 받고,
    상기 시간 분할 듀플렉스 방식으로 무선 통신할 경우 상기 상향 링크 통신에 사용되는 시간 대역의 일부를 할당 받는 사용자 단말.
  27. 제 23 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 상기 다른 사용자 단말의 정보를 포함하는 기기 대 기기 통신 모드 설정 요청을 상기 이동 중계기로 전송하여, 상기 이동 중계기로부터 상기 무선 자원을 할당 받는 사용자 단말.
  28. 제 27 항에 있어서,
    상기 이동 중계기로 상기 적어도 하나의 다른 사용자 단말과의 채널 상태 정보를 전송하고,
    상기 채널 상태 정보에 기초하여 상기 이동 중계기가 결정한 기기 대 기기 통신용 무선 자원 할당 정보 및 전송 포맷 정보를 수신하고,
    상기 전송 포맷 정보에 기초한 데이터 복조 정보를 상기 적어도 하나의 다른 사용자 단말로 전송하는 사용자 단말.
  29. 무선 시스템에 속한 사용자 단말의 무선 통신 방법에 있어서,
    이동 중계기에 무선 접속하여 액세스 링크를 설정하는 단계;
    상기 이동 중계기로부터 동일 모바일 릴레이셀에 속한 적어도 하나의 다른 사용자 단말과의 기기 대 기기(Device-to-Device) 통신용 무선 자원을 할당 받는 단계; 및
    상기 할당 받은 무선 자원을 사용하여 상기 적어도 하나의 다른 사용자 단말과 기기 대 기기 통신을 수행하는 단계를 포함하는 사용자 단말의 무선 통신 방법.
  30. 제 29 항에 있어서,
    상기 액세스 링크를 설정하는 단계 이후에,
    상기 액세스 링크를 통해 상기 기기 대 기기 통신을 제어하는 컨트롤 시그널링 데이터를 수신하는 단계를 포함하며,
    상기 기기 대 기기 통신을 수행하는 단계는,
    트래픽 데이터를 상기 다른 사용자 단말과 직접 무선 통신하는 사용자 단말의 무선 통신 방법.
  31. 제 29 항에 있어서,
    상기 무선 자원을 할당 받는 단계는,
    상기 액세스 링크를 통한 상향 링크 통신에 사용되는 무선 자원의 일부를 할당 받는 사용자 단말의 무선 통신 방법.
  32. 제 31 항에 있어서,
    상기 상향 링크 통신에 사용되는 무선 자원의 일부를 할당 받는 단계는,
    상기 액세스 링크를 통해 주파수 분할 듀플렉스 방식으로 무선 통신할 경우, 상기 상향 링크 통신에 사용되는 주파수 대역의 일부를 할당 받고,
    상기 액세스 링크를 통해 시간 분할 듀플렉스 방식으로 무선 통신할 경우, 상기 상향 링크 통신에 사용되는 시간 대역의 일부를 할당 받는 사용자 단말의 무선 통신 방법.
  33. 제 29 항에 있어서,
    상기 기기 대 기기 통신용 무선 자원을 할당 받는 단계 이전에,
    상기 적어도 하나의 다른 사용자 단말의 정보를 포함하는 기기 대 기기 통신 모드 설정 요청을 상기 이동 중계기로 전송하는 단계를 더 포함하는 사용자 단말의 무선 통신 방법.
  34. 제 33 항에 있어서,
    상기 기기 대 기기 통신 모드 설정 요청을 상기 이동 중계기로 전송하는 단계는,
    상기 액세스 링크를 통해, 상기 이동 중계기로 상기 적어도 하나의 다른 사용자 단말과의 채널 상태 정보를 전송하는 단계;
    상기 액세스 링크를 통해, 상기 채널 상태 정보에 기초하여 상기 이동 중계기가 결정한 기기 대 기기 통신용 무선 자원 할당 정보 및 전송 포맷 정보를 수신하는 단계; 및
    상기 전송 포맷 정보에 기초한 데이터 복조 정보를 상기 적어도 하나의 다른 사용자 단말로 전송하는 단계를 포함하는 사용자 단말의 무선 통신 방법.
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