KR100975880B1 - 무선 통신 시스템에서 ａｒｑ 연결 설정 방법 및 ａｒｑ연결을 이용한 데이터 프레임 전송 방법 - Google Patents

Abstract

무선 통신 시스템에서 ARQ 연결 설정 방법 및 ARQ 연결을 이용한 데이터 프레임 전송 방법이 개시된다. 기지국은 이동국의 ARQ 연결 설정 요청에 따라, 기지국과 이동국 사이의 ARQ 연결 경로를 설정하거나, 기지국이 먼저 ARQ 연결 경로를 설정한 후 이동국에게 ARQ 연결 설정을 요청한다. 설정된 다중의 ARQ 연결을 통해 프레임의 전송 오류를 줄일 수 있다.

Description

무선 통신 시스템에서 ＡＲＱ 연결 설정 방법 및 ＡＲＱ 연결을 이용한 데이터 프레임 전송 방법{Method of establishing ARQ connections in wireless communication system and method of transmitting data frame using the ARQ connections}

본 발명은 중계국을 포함하는 무선 통신 시스템에서의 ARQ(Automatic Repeat reQuest) 연결 설정에 관한 것으로, 보다 상세하게는 이동 멀티홉 시스템에서의 ARQ 연결 설정 및 ARQ 연결을 이용한 데이터 프레임 전송 방법에 관한 것이다.

본 발명은 정보통신부 및 정보통신연구진흥원의 IT성장동력기술개발사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[국가관리번호: 2006-S-011-02, 과제명: 멀티홉 WiBro용 relay/mesh 통신 시스템 개발].

데이터의 재전송 요청 방법으로 ARQ(Automatic Repear reQuest) 방식이 있다. ARQ 방식은 전송로에서 발생하는 데이터의 오류를 송신측 또는 수신측에서 검출하고, 데이터에 오류가 있는 경우에 재전송을 요구하며 정정하는 방식이다.

와이브로 시스템은 기지국, 중계국 및 이동국으로 구성되며, 중계국은 음영지역에 신호를 재전송하여 셀 내의 capacity를 높이거나 셀 밖에 신호를 재전송하 여 셀의 coverage를 확대하는 역할을 수행한다. 와이브로 시스템에 ARQ의 적용은 송신측 및 수신측인 기지국과 이동국이 각각 수신한 프레임의 오류를 파악하여, 프레임 재전송을 요청하는 방식이다. 그러나 와이브로 시스템에서 이동국과 기지국은 다수의 중계국을 통해 다중 경로가 설정되므로, 중계국에서의 재전송 요청을 고려할 필요가 있으나, 아직 이에 대해서는 알려진 바가 없다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, MMR(Mobile Multi-hop Relay) 시스템의 중계국을 이용한 다중 경로를 통해 데이터 프레임의 전송 및 재전송이 이용가능하도록 하는 ARQ 연결 설정 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 MMR 시스템의 중계국을 통해 설정된 다중의 ARQ 연결 경로를 통해 데이터 프레임의 전송 및 재전송하는 방법을 제공하는 데 있다.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명에 따른 ARQ 연결 설정 방법의 일 실시예는, 무선 통신 시스템의 기지국에서의 ARQ 연결 설정 방법에 있어서, 이동국으로부터 ARQ(Automatic Repeat reQuest) 연결 설정 요청 메시지를 수신하는 단계; 상기 기지국과 상기 이동국 사이의 ARQ 연결 경로를 설정하는 단계; 및 상기 설정된 ARQ 연결 경로의 정보를 상기 기지국과 상기 이동국 사이에 위치한 중계국들에게 전송하는 단계;를 포함한다.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명에 따른 ARQ 연결 설정 방법의 다른 실시예는, 무선 통신 시스템의 기지국에서의 ARQ 연결 설정 방법에 있어서, 상기 기지국과 이동국 사이의 ARQ 연결 경로를 설정하는 단계; 상기 설정된 ARQ 연결 경로의 정보를 상기 기지국과 상기 이동국 사이에 위치한 중계국들에게 전송하는 단계; 및 상기 ARQ 연결 설정 요청 메시지를 상기 이동국으로 전송하는 단계;를 포함한다.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명에 따른 데이터 프레임 전송 방법의 일 실시예는, 무선 통신 시스템에서 ARQ 연결 경로를 이용한 중계국에서의 데이터 프레임 전송 방법에 있어서, 상기 중계국과 이웃한 다른 중계국들, 기지국 및 이동국 중 적어도 하나의 전송국으로부터 데이터 프레임을 수신하는 단계; 상기 수신한 데이터 프레임의 CRC 오류 검사를 수행하여 오류가 있으면 상기 데이터 프레임을 전송한 전송국에게 상기 데이터 프레임의 재전송을 요청하는 단계; 및 상기 데이터 프레임을 다시 수신하는 단계;를 포함한다.

본 발명에 따르면, MMR 시스템에 중계국을 이용한 다중의 ARQ 연결 경로를 설정함으로써, 데이터 프레임이 다중 경로를 통해 전송되어 데이터 프레임의 전송 오류 확률을 줄여 ARQ 연결의 전송 신뢰성을 높일 수 있다.

이하에서, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 MMR 시스템에서의 ARQ 연결 설정 방법 및 ARQ 연결 경로를 이용한 데이터 프레임 전송/재전송 방법에 대해 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명이 적용되는 MMR 시스템의 일 예를 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, MMR 시스템은 기지국(Base Station:BS)(100), 이동국(Mobile Station:MS)(120), 기지국(100)과 이동국(120)을 연결하는 적어도 하나 이상의 중계국들(Relay Staion:RS)(110,112)로 구성된다.

MMR 시스템에서 여러 개의 중계국을 사용할 때, 중계국들은 근처에 이웃한 이동국 또는 기지국이 전송하는 프레임을 수신하며, 중계국들은 수신한 프레임을 폐기하지 않고 전송 경로 상에 존재하는 다음 중계국, 기지국 또는 이동국으로 전송한다.

ARQ 연결은 이동국(120)과 기지국(100) 사이에 설정되며, 복수 개의 전송 경로(경로1 및 경로2)를 통해서 전송된 프레임은 ARQ 연결이 설정된 두 개의 종단(즉, 이동국이나 기지국)에 모이게 된다. MMR 시스템에서 기지국(100)과 이동국(120)을 연결하는 두 개 이상의 중계국(110,112)이 존재하는 경우, 두 개 이상의 연결(즉, 경로 1 및 경로 2)을 통해 프레임이 동시에 기지국과 이동국 사이에서 전송되므로 프레임의 전송 오류 확률이 현저히 줄어든다. 이를 이용하여 ARQ 연결의 전송 신뢰성을 높여 reliable한 데이터 전송을 확보할 수 있다.

이동국 또는 기지국에 두 개 이상의 중계국이 이웃할 경우, 중계국들은 단말 또는 기지국이 전송하는 프레임을 수신한다. 각 중계국들은 독립적인 전송 경로를 통해 프레임을 수신하므로, 프레임을 성공적으로 수신할 확률은 서로 독립적이다. 즉 각 중계국은 프레임을 성공적으로 수신할 수도 있고 실패할 수도 있지만 서로 독립적으로 동작한다. 중계국들은 수신한 프레임을 경로 상에 존재하는 다음 중계국, 기지국 또는 이동국으로 전달하며, 전달된 프레임들은 연결이 끝나는 이동국 또는 중계국에 모두 모이게 된다.

ARQ 연결은 이동국과 기지국 사이에 설정되며, 이동국 또는 기지국은 이렇게 모인 프레임들을 이용하여 재전송 요구를 한다. 데이터 전달이 두 개 이상의 경로 를 통해 전송되므로 재전송에 대한 확률이 현저히 줄어들며 결국 ARQ 성능이 향상된다.

도 2는 본 발명에 따른 ARQ 연결 설정 과정의 일 실시예를 도시한 도면이다.

도 2를 참조하면, 이동국(200)은 기지국(230)에 ARQ 연결 설정 요청 메시지를 전송한다(S240). ARQ 연결 설정 요청 메시지를 수신한 기지국(230)은 ARQ 연결 설정 요청을 수락하기 위한 다중 경로가 가능한지 확인한다. 다중 경로가 가능하다면, 기지국(230)은 다중 경로 상에 있는 중계국들에게 경로 설정을 위한 정보를 전송한다(S245,S250). 그리고 기지국(230)은 다중 경로 상의 중계국들(210,220)에 대한 경로 설정 작업이 완성된 후에 이동국에게 ARQ 연결 설정의 성공/실패에 대한 응답 메시지를 전송한다(S255).

도 3은 본 발명에 따른 ARQ 연결 설정 과정의 다른 실시예를 도시한 도면이다.

도 3을 참조하면, 기지국(330)은 ARQ 연결 설정을 시작하기 전에 ARQ 데이터 전송을 위한 경로(path)를 미리 설정한다. 기지국(330)은 연결 설정이 끝난 뒤 중계국들(310,320)에게 연결 설정 정보를 전송한다(S340,S345). 연결 설정이 끝나면, 기지국(330)은 ARQ 연결 설정 요청 메시지를 이동국에게 전송한다(S350). 이동국(300)은 ARQ 연결 설정 요청에 대한 응답 메시지를 기지국으로 전송한다(S355).

도 4는 본 발명에 따른 ARQ 연결 설정 경로를 통해 데이터 프레임을 전송하는 과정의 일 실시예를 도시한 도면이다.

도 4를 참조하면, 제1 중계국(410)은 기지국(400)으로부터 전송되는 데이터 프레임을 수신한 후 CRC(Cyclic Redundancy Check) 오류 검사를 수행한다(S440). CRC 오류 검사에서 오류가 발견되면, 제1 중계국(410)은 데이터 프레임을 전송한 기지국(400)에게 데이터 재전송을 요청한다(S445). 제1 중계국(410)은 데이터 전송 요청에 따라 기지국(400)으로부터 재전송된 데이터 프레임을 수신한 후(S450) 다시 CRC 오류 검사를 하고, 오류가 없으면 경로 상에 존재하는 다음 중계국(420) 또는 이동국(430)으로 데이터 프레임을 전송한다. CRC 오류 검사를 통해서 오류가 검출되면 데이터 프레임의 전송요구는 미리 정해진 횟수만큼 반복적으로 수행된다.

도 4는 기지국에서 이동국으로 ARQ 연결을 통해 데이터 프레임을 전송하는 과정을 도시하고 있으나, 이동국에서 기지국으로 데이터를 전송하는 경우에도 동일하게 적용될 수 있음은 물론이다. 또한, 도 4에서는 중계국에 데이터 프레임을 전송한 전송국이 기지국인 경우를 도시하였으나, 도 5와 같이 어느 한 중계국에 데이터 프레임을 전송한 전송국이 이웃한 두 개의 중계국일 수 있다.

도 5는 본 발명에 따른 ARQ 연결 설정 경로를 통해 데이터 프레임을 전송하는 과정의 다른 실시예를 도시한 도면이다.

도 5를 참조하면, 두 개 이상의 중계국들이 동일한 데이터 프레임을 수신하고, 두 개의 중계국이 동기를 맞추어 동시에 전송 경로 상에 존재하는 다음 중계국, 기지국 또는 이동국으로 데이터 프레임을 전송하는 경우의 일 예가 도시되어 있다.

제1 중계국(510) 및 제3 중계국(530)이 기지국(500)으로 동일한 데이터 프레임을 수신하고, 제2 중계국(520)은 제1 중계국(510) 및 제3 중계국(530)으로부터 동시에 데이터 프레임을 수신한다.

제2 중계국(520)은 수신한 데이터 프레임에 대한 CRC 검사를 수행하여 오류가 검출되면(S550) 데이터 프레임을 전송한 제1 중계국(510) 및 제3 중계국(530)으로 데이터 프레임의 재전송을 요구하고(S555), 제1 중계국 및 제3 중계국은 동기를 맞추어 제2 중계국에게 데이터 프레임을 동시에 재전송한다(S560,S565). CRC 오류 검사 및 오류가 있는 데이터 프레임에 대한 재전송 요구는 정해진 횟수만큼 반복 수행된다. 즉, 데이터 프레임의 재전송은 각 홉에서 이전 홉으로 요청할 수 있으며 요청된 데이터 프레임은 재전송된다. 제2 중계국(520)은 재전송된 데이터 프레임에 대한 CRC 검사 결과 오류가 없으면, 데이터 프레임을 이동국(540)으로 전송한다(S570).

도 5에서는, 제2 중계국이 ARQ 연결을 통해 데이터 프레임을 재전송하는 예를 들었으나, 제1 중계국 및 제3 중계국 또한 데이터 프레임의 재전송을 요구할 수 있음은 물론이다.

도 6은 본 발명에 따른 전송 방법을 IEEE 802.16을 위한 중계국에 적용하였을 때의 전송 방법의 일 실시예를 도시한 도면이다.

도 6을 참조하면, 데이터(3)이 유실되었을 때, 제1 중계국(610)은 데이터(3)에 대한 재전송을 데이터(4)의 성공적 수신을 알리는 메시지(예를 들어, 애크날리지(Acknowledge) 메시지, ACK(4))를 통해 기지국(600)에게 알린다(S640).

데이터(3)의 유실을 확인한 기지국(600)은 데이터(3)의 재전송을 수행하고(S645), 제1 중계국(610)은 데이터(3)의 성공적 수신을 알리기 위한 애크날리지 메시지(ACK(3))를 기지국(600)으로 보낸다(S650).

중계국들(610,620)은 한 홉 거리만큼 데이터를 전송하고 그 데이터를 전송한 기지국 또는 중계국으로 애크날리지 메시지를 보낸다. 이와 같은 방법으로 기지국과 이동국 사이의 전송 확인을 수행한다. 다만, 이동국(630)은 데이터를 수신하면 애크날리지 메시지(ACK(3))를 이전 중계국으로 보내지 않고 기지국(600)으로 전송하여 종래 규격과의 호환성을 유지한다(S655).

본 발명은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)에 의한 표시의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.

이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으 로 해석되어야 할 것이다.

도 1은 본 발명이 적용되는 MMR 시스템의 일 예를 도시한 도면,

도 2는 본 발명에 따른 ARQ 연결 설정 과정의 일 실시예를 도시한 도면,

도 3은 본 발명에 따른 ARQ 연결 설정 과정의 다른 실시예를 도시한 도면,

도 4는 본 발명에 따른 ARQ 연결 설정 경로를 통해 데이터 프레임을 전송하는 과정의 일 실시예를 도시한 도면,

도 5는 본 발명에 따른 ARQ 연결 설정 경로를 통해 데이터 프레임을 전송하는 과정의 다른 실시예를 도시한 도면, 그리고,

도 6은 본 발명에 따른 전송 방법을 IEEE 802.16을 위한 중계국에 적용하였을 때의 전송 방법의 일 실시예를 도시한 도면이다.

Claims (10)

1. 기지국, 이동국 및 상기 기지국과 상기 이동국 사이에 위치하는 다수의 중계국들로 구성된 무선 통신 시스템에서 상기 기지국의 ARQ 연결 설정 방법에 있어서,

   상기 이동국으로부터 ARQ(Automatic Repeat reQuest) 연결 설정 요청 메시지를 수신하는 단계;

   상기 기지국과 상기 이동국 사이의 다중 연결 경로를 설정하는 단계; 및

   상기 설정된 다중 경로 상에 존재하는 중계국들에게 경로 설정을 위한 정보를 전송하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국에서의 ARQ 연결 설정 방법.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 다중 연결 경로의 설정 성공/실패에 대한 응답 메시지를 상기 이동국으로 전송하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국에서의 ARQ 연결 설정 방법.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 다중 연결 경로를 설정하는 단계는, 상기 기지국과 상기 이동국 사이에 다중 경로가 가능한 경우에 ARQ 연결 경로를 설정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국에서의 ARQ 연결 설정 방법.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 중계국들은 상기 기지국으로부터 수신한 경로 설정을 위한 정보를 기초로 연결 설정을 변경하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국에서의 ARQ 연결 설정 방법.
5. 기지국, 이동국 및 상기 기지국과 상기 이동국 사이에 위치하는 다수의 중계국들로 구성된 무선 통신 시스템에서 상기 기지국의 ARQ 연결 설정 방법에 있어서,

   상기 기지국과 상기 이동국 사이의 ARQ를 위한 다중 연결 경로를 설정하는 단계;

   상기 다중 경로의 설정정보를 상기 기지국과 상기 이동국 사이에 위치한 중계국들에게 전송하는 단계; 및

   ARQ 연결 설정 요청 메시지를 상기 이동국으로 전송하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국에서의 ARQ 연결 설정 방법.
6. 제 5항에 있어서,

   상기 이동국으로부터 상기 ARQ 연결 설정 요청 메시지에 대한 응답 메시지를 수신하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 ARQ 연결 설정 방법.
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