KR20080035867A

KR20080035867A - 다중홉 릴레이 방식을 사용하는 광대역 무선접속시스템에서 제어정보 통신 장치 및 방법

Info

Publication number: KR20080035867A
Application number: KR1020060102471A
Authority: KR
Inventors: 장영빈; 강현정; 오창윤; 조재원; 임형규; 이성진; 손영문
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2006-10-20
Filing date: 2006-10-20
Publication date: 2008-04-24
Also published as: US20080095037A1; KR100948550B1

Abstract

본 발명은 다중홉 릴레이 방식을 사용하는 광대역 무선접속 시스템에서 제어정보 통신 장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 제어정보 송신 방법은, 중계국에 대해 스케줄링을 수행하여 스케줄링 정보를 생성하는 과정과, 상기 스케줄링 정보에 대해 유효 기간을 결정하는 과정과, 상기 스케줄링 정보와 상기 유효 기간 정보를 포함하는 자원할당메시지를 생성하는 과정과, 상기 자원할당메시지를 전송 규격에 따라 가공하여 상기 중계국으로 송신하는 과정을 포함한다.

광대역 무선접속, MAP 오버헤드, 중계국, 다중홉 릴레이

Description

다중홉 릴레이 방식을 사용하는 광대역 무선접속 시스템에서 제어정보 통신 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CONTROL INFORMATION COMMUNICATION IN MULTI-HOP RELAY BROADBAND WIRELESS ACCESS COMMUNICATION SYSTEM}

도 1은 전형적인 IEEE 802.16계열 시스템의 프레임 구조를 도시하는 도면.

도 2는 다중홉 릴레이 방식을 사용하는 시스템의 구조를 개략적으로 도시하는 도면.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 다중 홉 릴레이 방식을 사용하는 광대역 무선 통신 시스템에서 2-홉 상황에서의 기지국 프레임 구조를 도시하는 도면.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 광대역 무선접속 시스템에서 송신기의 구성을 도시하는 도면.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 광대역 무선접속 통신시스템에서 수신기의 구성을 도시하는 도면.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 광대역 무선접속 시스템에서 송신기의 동작 절차를 도시하는 도면.

도 7을 본 발명의 일 실시예에 따른 광대역 무선접속 시스템에서 중계국의 동작 절차를 도시하는 도면.

본 발명은 광대역 무선접속 시스템에서 제어정보 통신 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 다중홉 릴레이 방식을 사용하는 광대역 무선접속 시스템에서 중계국에 대한 자원할당정보를 통신하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.

오늘날 고속의 이동통신을 위해서 많은 무선통신 기술들이 후보로 제안되고 있으며, 이 중에서 직교 주파수 분할 다중화(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, 이하 OFDM이라 칭함) 기법은 현재 가장 유력한 차세대 무선 통신 기술로 인정받고 있다. 2010년경으로 예상되는 대부분의 무선통신 기술에서는 상기 OFDM 기술이 사용될 것으로 예상되며, 현재 3.5세대 기술이라고 불리는 IEEE 802.16 계열의 WMAN(Wireless Metropolitan Area Network)에서도 상기 OFDM 기술을 표준규격으로 채택하고 있다.

상기 OFDM기반의 광대역 무선접속 시스템에서 상/하향링크를 다양한 형태로 효과적이고 자유롭게 할당하기 위해서, 기지국은 매 프레임마다 상/하향링크의 자원 할당을 묘사하는 정보를 전송한다. 상기 IEEE 802.16 계열의 시스템에서는 MAP 메시지가 이 역할을 담당한다.

도 1은 전형적인 IEEE 802.16계열 시스템의 프레임 구조를 도시하고 있다.

도시된 바와 같이, 프레임은 하나의 하향링크 프레임과 하나의 상향링크 프 레임으로 구성된다. 하향링크 프레임은 기지국이 단말들로 데이터를 전송하는 구간이고, 상향링크 프레임은 여러 단말들이 정해진 영역에서 기지국으로 데이터를 전송하는 구간이다.

하향링크 프레임(DL Access Zone)은 프리앰블(preamble), FCH(Frame Control Header), DL(downlink) MAP, UL(uplink) MAP 및 하향링크 데이터 버스트들로 구성된다. 그리고, 상향링크 프레임은 크게 제어(control) 영역과 상향링크 데이터 버스트 영역으로 구성된다. 하향링크 프리앰블은 단말의 초기 동기 획득 및 셀 탐색에 이용되며, FCH는 프레임의 기본 구성을 묘사하는 정보를 포함한다. DL MAP은 하향링크 데이터 버스트들의 영역을 알려주는 정보들을 포함하며, UL MAP은 상향링크 프레임의 구조를 알려주는 정보들을 포함한다.

상향링크 프레임(UL Access Zone)은 레인징(ranging) 영역 및 하향링크 데이터 버스트들로 구성된다. 상기 레인징 영역은 기지국의 할당 없이 단말이 코드를 올릴 수 있는 영역으로, 네트워크 초기 접속을 수행하거나 핸드오프를 요청하거나, 자원할당을 요청하는 등의 목적으로 사용된다.

상기한 바와 같이, 자원 할당 정보를 포함하는 MAP메시지는 매 프레임마다 전송된다. 왜냐하면, 셀내 단말이 다수 존재하고, 단말은 이동성을 갖기 때문이다. 즉, 단말의 채널상황이 시시각각 변하기 때문에 기지국은 각 단말에 대해서 매 프레임마다 자원 스케줄링을 수행하고, 그 결과를 매 프레임마다 알려주어야 한다.

즉, 단말은 기지국이 전송하는 DL-MAP과 UL-MAP를 매 프레임마다 수신함으로써 프레임 구조 및 할당 정보를 알 수 있다. 여기서, MAP을 구성하는 정보요소 (IE : Information Element)들은 각각 하나의 데이터 버스트에 대응된다. 하기 <표 1>은 DL-MAP IE를 나타내고, 표 2는 UL-MAP IE를 나타낸다. 각 필드에 대한 상세 설명은 표준문서에 명시되어 있으므로, 여기서는 상세한 설명을 생략하기로 한다.

필드	사이즈(bit)
DIUC	4
N_CID	8
CIDs(N개)	16*N
OFDMA symbol offset	8
Subchannel offset	6
boosting	3
No.OFDMA symbols	7
No. Subchannels	6
repetition coding indication	2

필드	사이즈(bit)
CID	16
UIUC	4
if UIUC==12
OFDMA symbol offset	8
Subchannel offset	7
No. OFDMA symbols	7
No. Subchannels	7
Ranging Method	2
reserved	1
if UIUC==14
CDMA_Allocation_IE	32
If UIUC==15
Extended UIUC dependent IE	Variable
else
Duration	10
repetition coding indication	2

상기와 같은 프레임 구조에서 주파수 및 시간영역에서의 전송 단위는 각각 서브채널(Subchannel)과 심볼(Symbol)이 된다. 이와 같이, OFDM 기반의 광대역 무선접속 시스템에서는 프레임내의 하향링크 버스트 및 상향링크 버스트를 최소 하나의 서브채널 및 하나의 심볼 단위로 할당할 수 있도록 함으로써, 프레임 구성의 자유도를 최대화하고 있다. 하지만, 자유도가 높아지는 만큼 보내야할 제어정보도 많아져서 여러 사용자의 데이터들이 프레임내에 혼재해 있는 경우, DL-MAP, UL-MAP을 통해 전송되는 제어정보는 상당한 오버헤드(overhead)로 작용하게 된다.

한편, 고주파 영역에서 동작하는 향후 무선통신시스템은 높은 경로 손실로 인하여 전송률과 서비스 영역이 제한되는데, 이러한 문제를 해결하기 위하여 근래 다중홉(multi-hop)을 이용한 릴레이 방식이 활발히 연구되고 있다. 상기 다중홉을 이용한 릴레이 방식은 중계국(RS : Relay Station)을 이용하여 데이터를 릴레이 함으로써 경로 손실을 줄일 수 있고 기지국으로부터 멀리 떨어진 단말(MS : Mobile Station)로 신호를 전달할 수 있다.

여기서, 상기 중계국은 크게 이동성이 없는 고정 중계국(Fixed RS), 노매딕(nomadic)한 특성을 갖는 노매딕 중계국(예 : 노트북), 단말과 같이 이동성이 있는 이동 중계국(Mobile RS)으로 분류될 수 있다. 그런데, 상기 고정 중계국 및 상기 노매딕 중계국과 같이 채널상태가 크게 변하지 않는 중계국의 경우, 단말과 같이 매 프레임마다 스케줄링을 수행할 필요가 없다. 다시 말해, 채널상태가 변하지 않기 때문에 매 프레임마다 새로운 자원을 할당할 필요가 없다.

앞서 설명한 바와 같이, 광대역 무선접속 시스템에서 제어채널을 통해 전송되는 제어정보(DL-MAP/UL-MAP)는 상당한 오버헤드로 작용하고 있다. 만일, 중계국에 대해서 자원 스케줄링을 매 프레임이 아닌 긴 시간 주기로 수행한다면, 제어채널을 통해 전송되는 제어정보의 양을 상당히 줄일 수 있을 것이다.

따라서, 본 발명의 목적은 다중홉 릴레이 방식을 사용하는 광대역 무선접속 시스템에서 제어정보의 사이즈를 줄이기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 다중홉 릴레이 방식을 사용하는 광대역 무선접속 시스템에서 채널상태가 크게 변하지 않는 중계국에 대해 스케줄링을 긴 시간 주기로 수행하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 다중홉 릴레이 방식을 사용하는 광대역 무선접속 통신시스템에서 스케줄링 정보의 유효 기간(duration)이 명시된 자원할당메시지를 통신하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.

상기 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 일 견지에 따르면, 릴레이 방식을 사용하는 광대역 무선접속 시스템에서 제어정보 송신 장치에 있어서, 중계국에 대해 스케줄링을 수행하여 스케줄링 정보를 생성하고, 상기 스케줄링 정보에 대해 유효 기간을 결정하는 스케줄러와, 상기 스케줄링 정보와 상기 유효 기간 정보를 포함하는 자원할당메시지를 생성하는 제어정보 생성부와, 상기 자원할당메시지를 전송 규격에 따라 가공하여 상기 중계국으로 송신하는 송신부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 견지에 따르면, 릴레이 방식을 사용하는 광대역 무선접속 시스템에서 중계국 장치에 있어서, 기지국 또는 상위 중계국으로부터 수신되는 자원할당메시지를 해석하여 스케줄링 정보와 상기 스케줄링 정보의 유효 기간 정보를 획득하는 제어정보 해독기와, 상기 스케줄링 정보와 상기 유효 기간 정보를 저장하는 저장부와, 상기 유효 기간 동안 상기 스케줄링 정보를 이용해서 상기 기지국 또는 상기 상위 중계국과의 통신을 제어하는 제어기를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 견지에 따르면, 릴레이 방식을 사용하는 광대역 무선접속 시스템에서 제어정보 송신 방법에 있어서, 중계국에 대해 스케줄링을 수행하여 스케줄링 정보를 생성하는 과정과, 상기 스케줄링 정보에 대해 유효 기간을 결정하는 과정과, 상기 스케줄링 정보와 상기 유효 기간 정보를 포함하는 자원할당메시지를 생성하는 과정과, 상기 자원할당메시지를 전송 규격에 따라 가공하여 상기 중계국으로 송신하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 견지에 따르면, 릴레이 방식을 사용하는 광대역 무선접속 시스템에서 중계국의 통신 방법에 있어서, 기지국 또는 상위 중계국으로부터 수신되는 자원할당메시지를 해석하여 스케줄링 정보와 상기 스케줄링 정보의 유효 기간 정보를 획득하는 과정과, 상기 스케줄링 정보와 상기 유효 기간 정보를 저장하는 과정과, 상기 유효 기간 동안 상기 스케줄링 정보를 이용해서 상기 기지국 또는 상기 상위 중계국과 통신을 수행하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 동작 원리를 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설 명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

이하, 다중홉 릴레이 방식을 사용하는 무선통신시스템에서 브로드캐스팅되는 제어정보 사이즈를 줄이기 위한 방안에 대해 살펴보기로 한다.

여기서, 상기 다중 홉 릴레이 방식을 사용하는 무선통신시스템은 예를 들어 직교 주파수 분할 다중(OFDM: Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 방식 및 직교 주파수 분할 다중 접속(OFDMA: Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 방식을 사용하는 광대역 무선접속 통신시스템이다. 이하 설명은 광대역 무선접속 통신시스템을 예로 설명하지만, 본 발명은 다중 홉 릴레이 방식을 사용하는 셀룰라 기반의 통신시스템이라면 동일하게 적용될 수 있다.

일반적으로, 중계국은 크게 이동성이 없는 고정 중계국(Fixed RS), 노매딕(nomadic)한 특성을 갖는 노매딕 중계국(예 : 노트북), 단말과 같이 이동성이 있는 이동 중계국(Mobile RS)으로 분류될 수 있다.

본 발명은 고정 중계국 및 노매딕 중계국과 같이 채널상태가 크게 변하지 않는 중계국에 대해 스케줄링을 매 프레임이 아닌 긴 주기로 수행하고, 자원할당메시지(MAP메시지) 내 할당 자원의 유효 기간(duration)을 명시하여 통신하기 위한 것이다. 이와 같이, 중계국에 대해 자원할당메시지를 간헐적으로 전송할 경우, 제한 된 프레임 내 제어정보(MAP정보)가 차지하는 사이즈를 현저히 줄일 수 있다.

도 2는 다중홉 릴레이 방식을 사용하는 시스템의 구조를 개략적으로 도시하고 있다.

도시된 바와 같이, 기지국(MMR-BS : Mobile Multi hop Relay - Base Station)의 서비스 영역에 위치된 단말1(MS1 : Mobile Station 1)은 상기 기지국과 직접 링크로 연결되고, 상기 기지국의 서비스 영역 밖에 위치하여 상기 기지국과 직접 통신할 수 없는 단말(MS2)은 중계국(RS : Relay Station)을 통해 상기 기지국에 연결된다. 이와 같이, 중계국은 기지국과 단말 사이에 위치하여 기지국으로부터 수신된 데이터를 단말로 릴레이하고, 단말로부터 수신되는 데이터를 기지국으로 릴레이 전송한다.

여기서, 상기 기지국과 상기 단말1 사이의 링크 및 상기 중계국과 상기 단말2 사이의 링크를 억세스 링크(Access Link)라 정의하고, 상기 기지국과 상기 중계국 사이의 링크를 중계링크(Relay Link)라 정의하기로 한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 다중 홉 릴레이 방식을 사용하는 광대역 무선 통신 시스템에서 2-홉 상황에서의 기지국 프레임 구조를 도시하고 있다. 본 발명에서 가정하는 프레임 구조는 본원 출원인이 기 출원한 P2006-76904(출원번호)에 상세히 설명되어 있으므로, 여기서는 자세한 설명을 생략하기로 한다.

간단히 살펴보면, 기지국 프레임의 하향링크는 크게 DL 억세스 존(DownLink Access Zone)과 DL 릴레이 존(DownLink Access Zone)으로 구분된다. 상기 DL 억세스 존은 기지국과 직접 연결되는 단말(도 2에서 단말1)에 서비스를 제공하고, 상기 DL 릴레이 존은 기지국과 연결된 중계국(도 2에서 중계국)에게 서비스를 제공한다. 여기서, 상기 DL 억세스 존에서 전송되는 DL/UL-MAP은, 즉 단말에게 전송되는 MAP메시지는 기존에 정의된 메시지(표 1 및 표 2)를 사용할 수 있다.

하지만, 상기 DL 릴레이 존에서 전송되는 DL/UL-MAP은, 즉 중계국에게 전송되는 MAP메시지는 본 발명에 따라 할당 자원(스케줄링 정보)의 유효 기간을 나타내는 필드를 포함한다. 즉, 본 발명은 중계국에 대한 MAP메시지 내 할당 자원의 유효 기간을 명시함으로써, MAP메시지를 간헐적으로 전송하는데 있다. 멀티홉의 경우, 중계국에서 다음 홉 중계국으로 데이터를 전송할 때, 2홉과 마찬가지로 중계국에 대한 MAP메시지 내 할당 자원의 유효 기간을 명시한다.

본 발명에 따라 DL/UL MAP메시지 내 추가되는 필드를 살펴보면 하기 <표 3> 내지 <표 7>과 같다.

Syntax	Size	Note
Frame duration	xxx bit	해당 스케줄링 정보가 앞으로 몇 프레임동안 유지될 것인지를 지시하는 정보

Syntax	Size	Note
Duration end frame number	xxx bit	해당 스케줄링 정보가 몇 번째 프레임 번호까지 유지될 것인지를 지시하는 정보

Syntax	Size	Note
Periodic allocation frame number P	xxx bit	해당 스케줄링 정보를 2^P 주기마다 할당함을 나타내는 정보

상기 <표 5>의 정보는 상기 <표 3> 또는 상기 <표 4>와 함께 사용되고, 이 경우 해당 스케줄링 정보는 유효 기간 동안 2^P 주기마다 할당된다.

Syntax	Size	Note
Non-periodic allocation frame bit map	xxx bit	Duration 또는 end frame까지 불규칙적으로 MAP을 적용할 때, 각 프레임에 대한 해당 스케줄링 정보의 적용 여부를 비트맵을 이용해 나타냄(1이면 해당 MAP 정보가 적용되고, 0이면 다른 MAP정보가 적용됨)

상기 <표 6>의 정보는 상기 <표 3> 또는 상기 <표 4>와 함께 사용되고, 해당 스케줄링 정보의 할당이 주기적이지 않을 경우 사용된다.

Syntax	Size	Note
MAP indication type	xxx bit	다양한 MAP 지시 타입들 중 어느 방식을 사용할지를 나타냄

상기 표 7은 해당 스케줄링 정보의 유효 기간 지시 타입을 나타내는 정보로서, 기지국(또는 중계국)은 결정된 지시 타입에 따라 상기 <표 3> 내지 상기 <표 6>의 정보들 중 적어도 하나를 MAP메시지 내 포함시킨다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 광대역 무선접속 시스템에서 송신기의 구성을 도시하고 있다.

도시된 바와 같이, 송신기는 릴레이 존 스케줄러(400), RS-MAP 생성부(402), 부호기(404), 변조기(406), 자원매핑기(408), OFDM변조기(410), DAC(Digital to Analog Converter)(412), RF(Radio Frequency)송신기(414), 스케줄링 관리부(416) 및 송수신 제어기(418)를 포함하여 구성된다. 여기서, 상기 송신기는 RS-MAP정보를 방송하는 기지국 또는 상위 중계국이 될 수 있다.

도 4를 참조하면, 먼저 릴레이 존 스케줄러(400)는 중계국들로부터 보고되는 채널정보(CQI 정보) 등을 이용해서 릴레이 존에 대한 자원 스케줄링을 수행하고, 각 중계국에 대한 스케줄링 정보(자원할당정보, 제어정보 등)에 대해 유효 기간 및 적용 주기 등을 결정하여 RS-MAP 생성부(402)로 제공한다.

상기 RS-MAP 생성기(402)는 상기 릴레이 존 스케줄러(400)로부터 전달받은 정보에 따라 각 중계국으로 전송할 MAP메시지(MAP IE)를 생성하고, 상기 MAP메시지들을 통합하여 MAP정보(DL MAP/UL MAP)를 발생한다. 여기서, 상기 MAP메시지는 상기 표 3 내지 표 7에 나타낸 바와 같이, 해당 스케줄링 정보의 유효 기간, 유효 기간 동안 실제 스케줄링 정보가 적용되는 주기, 상기 유효 기간 동안 실제 스케줄링 정보가 적용되는 프레임들의 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 상기 스케줄링 정보는 표 1과 표 2에 나타낸 바와 같이, 해당 버스트에 대한 OFDMA 심볼 오프셋, 서브채널 오프셋, 부스팅 정보, OFDMA 심볼의 개수, 서브채널의 개수, 반복코딩지시자 등이 될 수 있다.

부호기(404)는 상기 RS-MAP 생성기(402)로부터의 정보비트열을 부호화하여 부호 심볼들을 발생한다. 예를 들어, 상기 부호기(206)는 길쌈부호(CC : convolutional code)를 사용하는 부호기, 블록터보부호(BTC : Block Turbo Code)를 사용하는 부호기, 길쌈터보부호(CTC : Convolutional Turbo Code)를 사용하는 부호기, 제로테일링 길쌈부호(ZT-CC : Zero Tailing Convolutional Code)를 사용하는 부호기 등을 될 수 있다.

변조기(406)는 상기 부호기(206)로부터의 부호 심볼들을 소정 변조방식으로 변조하여 변조 심볼들을 발생한다. 예를 들어, 상기 변조기(406)는 QPSK(quadrature phase shift keying), 16QAM(quadrature amplitude modulation), 32QAM 등과 같은 변조방식으로 변조를 수행할 수 있다.

자원 매핑기(408)는 상기 변조기(406)로부터의 데이터를 미리 정해진 자원(예 : 프레임의 앞 구간)에 매핑하여 출력한다. OFDM변조기(410)는 상기 자원 매핑기(408)로부터의 자원 매핑된 데이터들을 OFDM변조하여 OFDM심볼을 발생한다. 여기서, 상기 OFDM변조는 IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)연산, CP(Cyclic Prefix) 삽입 등을 포함하는 의미이다.

DAC(Digital to Analog Converter)(412)는 상기 OFDM변조기(410)로부터의 샘플데이터를 아날로그 신호로 변환하여 출력한다. RF송신기(414)는 상기 DAC(412)로부터의 기저대역 신호를 RF(Radio Frequency) 신호로 변환하여 안테나를 통해 송신한다. 이렇게 송신되는 RS-MAP정보를 수신한 중계국들은 상기 RS-MAP정보에 따라 기지국(또는 상위 중계국)으로부터 순방향 데이터를 수신하고, 기지국(또는 상위 중계국)으로 역방향 데이터를 전송한다.

한편, 릴레이 존 스케줄러(400)에서 생성된 스케줄링 정보는 스케줄링 정보 관리부(416)에서 관리된다. 송수신 제어기(418)는 상기 스케줄링 정보 관리부(416)에서 관리되는 스케줄링 정보를 이용해서 하향링크 통신 및 상향링크 통신의 전반적인 동작을 제어한다. 예를 들어, 스케줄링 정보에 따라 하향링크 버스트를 해당 자원(또는 영역)에 매핑하여 전송하고, 상향링크 버스트를 해당 자원에서 수신하기 위한 동작을 제어한다. 스케줄링 정보에 따라 하향링크 프레임을 구성하여 송신하고 상향링크 프레임을 수신하는 동작은 이미 공지된 기술이므로, 여기서는 자세한 설명을 생략하기로 한다.

상술한 실시예에서, RS-MAP메시지가 전송되는 시점에 대해 명시하지는 않았지만, 예를 들어, 미리 설정된 시간주기 또는 중계국의 채널상태가 변동될 수 있는 이벤트(예 : 중계국의 지리적 환경 변화 등)가 발생될 경우 새로운 MAP메시지를 생성하여 전송할 수 있다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 광대역 무선접속 통신시스템에서 수신기의 구성을 도시하고 있다.

도시된 바와 같이, 수신기는 RF수신기(500), ADC(502), OFDM복조기(504), MAP 추출기(506), 복조기(508), 복호기(510), MAP해독기(512), 버스트 정보 저장부(514) 및 송수신 제어기(516)를 포함하여 구성된다. 여기서, 상기 수신기는 RS-MAP메시지를 수신하는 중계국이 될 수 있다.

도 5를 참조하면, RF수신기(500)는 기지국으로부터 수신되는 RF신호를 기저대역 신호로 변환하여 출력한다. ADC(502)는 상기 RF처리기(500)로부터의 기저대역 아날로그 신호를 디지털 샘플데이터로 변환하여 출력한다. OFDM복조기(504)는 상기 ADC(502)로부터의 샘플데이터를 OFDM복조하여 부반송파 값들을 출력한다. 여기서, 상기 OFDM복조는 CP 제거, FFT(Fast Fourier Transform) 연산 등을 포함하는 의미이다.

MAP 추출기(506)는 프레임내 미리 정해진 영역에서 수신되는 RS-MAP 버스트를 상기 OFDM복조기(504)로부터의 데이터에서 추출하여 출력한다. 복조기(508)는 상기 MAP추출기(506)로부터의 데이터를 미리 정해진 방식으로 복조(demodulation)하여 출력한다. 복호기(510)는 상기 복조기(508)로부터의 데이터를 복호(decoding)하여 RS-MAP 정보를 복원한다. 이때, 상기 복호기(510)는 복원된 MAP 정보에 대해 CRC를 체크하고, 상기 CRC체크가 성공한 경우에 상기 RS-MAP 정보를 RS-MAP해독기(512)로 제공한다.

상기 RS-MAP해독기(512)는 상기 복호기(510)로부터 전달받은 RS-MAP정보를 해독한다. 이때, 본 발명에 따라 상기 RS-MAP해독기(512)는 자신에게 해당되는 MAP메시지가 수신되었는지 판단한다. 상기 MAP메시지가 수신된 경우 상기 RS-MAP해독기(512)는 상기 수신된 MAP메시지로부터 버스트 정보(스케줄링 정보)를 추출하여 상기 버스트 정보 저장부(512)에 저장한다. 여기서, 상기 MAP메시지는 상기 표 3 내지 표 7에 나타낸 바와 같이, 해당 스케줄링 정보의 유효 기간, 유효 기간 동안 실제 스케줄링 정보가 적용되는 주기, 상기 유효 기간 동안 실제 스케줄링 정보가 적용되는 프레임들의 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 상기 스케줄링 정보는 표 1과 표 2에 나타낸 바와 같이, 해당 버스트에 대한 OFDMA 심볼 오프셋, 서브채널 오프셋, 부스팅 정보, OFDMA 심볼의 개수, 서브채널의 개수, 반복코딩지시자 등이 될 수 있다.

송수신 제어기(516)는 상기 버스트 정보 저장부(514)에 저장된 하향/상향링크 버스트 정보를 이용해서 하향링크 통신 및 상향링크 통신의 전반적인 동작을 제어한다. 예를들어, 하향링크 버스트 정보에 따라 해당 자원(영역)에서 하향링크 버스트를 수신하고, 상향링크 버스트 정보에 따라 상향링크 버스트를 해당 자원에서 송신하기 위한 동작을 제어한다. 이와 같이, 수신된 MAP정보에 따라 하향링크 버스트를 수신하고 상향링크 버스트를 송신하는 동작은 이미 공지된 기술이므로, 여기서는 자세한 설명을 생략하기로 한다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 광대역 무선접속 시스템에서 송신기의 동작 절차를 도시하고 있다. 여기서, 상기 송신기는 기지국 또는 중계국이 될 수 있다. 이하 설명은 기지국으로 가정하여 살펴보기로 한다.

도 6을 참조하면, 먼저 기지국은 601단계에서 릴레이 존(DL Relay Zone/UL Relay Zone)에 대한 자원 스케줄링을 수행한다. 상기 릴레이 존에 대한 자원 스케줄링이 완료되면, 상기 기지국은 603단계에서 각 중계국에 대한 스케줄링 정보에 대해서 유효 기간 및 실제 적용 주기를 결정한다. 여기서, 상기 유효 기간은 해당 스케줄링 정보가 유효한 기간을 나타내고, 상기 적용 주기는 상기 유효 기간 동안 해당 스케줄링 정보가 실제 적용되는 주기를 나타낸다. 만일, 스케줄링 정보의 적용이 주기적이지 않으면, 상기 <표 6>와 같이 스케줄링 정보가 적용되는 프레임들을 식별할 수 있는 비트맵을 결정한다.

이와 같이, 각 중계국(또는 중계국 버스트)에 대하여 스케줄링 정보가 유효한 기간과 실제 적용 주기가 결정되면, 상기 기지국은 605단계로 진행하여 각 중계국에 대하여 스케줄링 정보, 유효 기간 및 적용 주기를 포함하는 MAP메시지를 생성한다. 여기서, 상기 MAP메시지는 상기 표 3 내지 표 7에 나타낸 바와 같이, 해당 스케줄링 정보의 유효 기간, 유효 기간 동안 실제 스케줄링 정보가 적용되는 주기, 상기 유효 기간 동안 실제 스케줄링 정보가 적용되는 프레임들의 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 상기 스케줄링 정보는 표 1과 표 2에 나타낸 바와 같이, 해당 버스트에 대한 OFDMA 심볼 오프셋, 서브채널 오프셋, 부스팅 정보, OFDMA 심볼의 개수, 서브채널의 개수, 반복코딩지시자 등이 될 수 있다.

그리고, 상기 기지국은 607단계에서 중계국들의 MAP메시지들을 수집하여 RS-MAP버스트를 구성한다. 이후, 상기 기지국은 609단계에서 상기 구성된 RS-MAP버스트를 정해진 규격에 따라 가공하여 브로드캐스팅한다. 이후, 상기 기지국은 상기 RS-MAP버스트에 기록된 정보에 따라 R-DL 버스트들을 전송하고, R-UL 버스트들을 수신한다. 한편, 상기 기지국은 임의의 중계국에 대해서 상기 유효 기간이 만료될 때까지 특정 이벤트가 발생하지 않으면 MAP메시지를 전송하지 않는다. 여기서, 상기 특정 이벤트는 불가피하게 상기 중계국에 할당된 자원을 변경해되는 경우로, 중계국의 지리적 환경 변화에 따른 채널변경 등이 해당될 수 있다.

도 7을 본 발명의 일 실시예에 따른 광대역 무선접속 시스템에서 중계국의 동작 절차를 도시하고 있다.

도 7을 참조하면, 먼저 중계국은 701단계에서 RS-MAP버스트가 수신되는지 검사한다. 상기 RS-MAP버스트가 수신된 경우, 상기 중계국은 703단계로 진행하여 상기 수신된 RS-MAP버스트의 CRC코드를 체크하고, 상기 CRC코드가 정상인지 판단한다. 만일 상기 CRC코드가 비정상이라고 판단되면, 상기 중계국은 715단계로 진행하여 수신된 RS-MAP버스트를 폐기한다.

만일 상기 CRC코드가 정상이라고 판단되면, 상기 중계국은 705단계로 진행하여 상기 RS-MAP버스트의 MAP메시지들을 순차로 해독한다. 이때, 상기 중계국은 707단계에서 상기 MAP메시지들의 식별자(예 : CID)를 검사하여 자신에게 해당되는 MAP메시지가 존재하는지 판단한다.

만일, 자신에게 해당되는 MAP메시지가 검출되지 않으면, 상기 중계국은 상기 715단계로 진행하여 상기 수신된 RS-MAP버스트를 폐기한다. 만일, 자신에게 해당되는 MAP메시지가 검출되면, 상기 중계국은 709단계로 진행하여 상기 MAP메시지로부터 자신에게 할당된 버스트(R-DL 버스트, R-UL 버스트)의 정보를 추출하여 저장한다. 여기서, 상기 저장된 버스트 정보는, 스케줄링 정보, 상기 스케줄링 정보의 유효 기간, 상기 유효 기간동안 실제 스케줄링 정보가 적용되는 주기(또는 스케줄링 정보가 적용되는 프레임들의 정보(비트맵 정보)) 등을 포함한다. 또한, 상기 스케줄링 정보는 해당 버스트에 대한 OFDMA 심볼 오프셋, 서브채널 오프셋, 부스팅 정보, OFDMA 심볼의 개수, 서브채널의 개수, 반복코딩지시자 등이 될 수 있다.

이와 같이, 버스트 정보를 저장한후, 상기 중계국은 711단계로 진행하여 상기 저장된 버스트 정보(스케줄링 정보, 유효 기간 및 적용 주기 등)를 확인하고, 713단계에서 상기 확인된 내용에 따라 기지국(또는 상위 중계국)과 통신을 수행한다. 즉, 상기 유효 기간 동안 상기 스케줄링 정보를 유지하고, 상기 적용 주기에 따라 상기 스케줄링 정보를 이용해서 통신을 수행한다.

한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 예를들어, 상술한 메시지 구조들은 본 발명의 이해를 돕기 위한 일 예로서, 당업자라면 용이하게 변형하여 실시할 수 있다. 또한, 상술한 실시예는 중계국에 대한 MAP 메시지를 예를 들어 설명하고 있지만, 단말에 대한 MAP메시지도 상기와 같은 방식으로 구성될 수 있다. 가령, 패킷 발생이 주기적인 VoIP 서비스의 경우 이와 같은 방식으로 MAP메시지를 생성할 수 있다.

그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 채널변화가 크지 않는 중계국(고정 중계국 또는 노매닉 중계국)에 대하여 매 프레임이 아닌 긴 시간 주기로 스케줄링을 수행함으로써 오버헤드를 줄일 수 있는 이점이 있다. 기지국은 미리 설정된 주기로 스케줄링하여 중계국에게 자원을 할당하고, MAP메시지 내 할당 자원의 유효 기간을 명시하여 전송함으로써, MAP메시지를 매 프레임마다 전송함으로써 발생하는 오버헤드 를 제거할 수 있다. 즉, 본 발명은 중계국에 대하여 MAP메시지를 간헐적으로 전송함으로써 제어정보(MAP버스트)의 사이즈를 현저히 줄일 수 있는 이점이 있다. 상기 MAP버스트의 사이즈 감소로 실제 트래픽 영역을 증가시킬 수 있기 때문에, 시스템의 셀 용량을 증가시킬 수 있는 효과를 가진다.

Claims

릴레이 방식을 사용하는 광대역 무선접속 시스템에서 제어정보 송신 장치에 있어서,

중계국에 대해 스케줄링을 수행하여 스케줄링 정보를 생성하고, 상기 스케줄링 정보에 대해 유효 기간을 결정하는 스케줄러와,

상기 스케줄링 정보와 상기 유효 기간 정보를 포함하는 자원할당메시지를 생성하는 제어정보 생성부와,

상기 자원할당메시지를 전송 규격에 따라 가공하여 상기 중계국으로 송신하는 송신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제1항에 있어서,

상기 스케줄링 정보는, OFDMA심볼 오프셋, 서브채널 오프셋, 부스팅 정보, OFDMA심볼의 개수, 서브채널의 개수, 반복코딩지시자 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제1항에 있어서,

상기 자원할당 메시지는, 스케줄링 정보, 스케줄링 정보의 유효 기간 정보, 유효 기간 동안 실제 스케줄링 정보가 적용되는 주기 정보, 유효 기간 동안 실제 스케줄링 정보가 적용되는 프레임들의 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제1항에 있어서,

상기 메시지 생성기는 상기 유효 기간 동안 상기 중계국으로 전송되는 MAP메시지를 생성하지 않는 것을 특징으로 하는 장치.
제1항에 있어서,

상기 유효 기간 동안 상기 스케줄링 정보를 이용해서 상기 중계국과의 통신을 제어하는 제어기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제1항에 있어서,

상기 스케줄러는, 상기 중계국에 대하여 미리 설정된 긴 시간 주기로 스케줄링을 수행하는 것을 특징으로 하는 장치.
제1항에 있어서,

상기 유효 기간 중에 상기 중계국에 대한 채널변경 이벤트 발생시, 상기 스케줄러는 상기 중계국에 대해 스케줄링을 수행하여 새로운 스케줄링 정보를 생성하고, 상기 새로운 스케줄링 정보에 대해 유효 기간을 결정하는 것을 특징으로 하는 장치.
제1항에 있어서, 상기 송신부는,

상기 제어정보 생성부로부터의 제어정보를 부호화하는 부호기와,

상기 부호기로부터의 데이터를 변조하기 위한 변조기와,

상기 변조기로부터의 데이터를 미리 정해진 자원에 매핑하기 위한 자원 매핑기와,

상기 자원 매핑기로부터의 자원 매핑된 데이터를 OFDM변조하기 위한 OFDM변조기와,

상기 OFDM변조기로부터의 데이터를 RF대역의 신호를 변환하여 송신하기 위한 RF송신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
릴레이 방식을 사용하는 광대역 무선접속 시스템에서 중계국 장치에 있어서,

기지국 또는 상위 중계국으로부터 수신되는 자원할당메시지를 해석하여 스케 줄링 정보와 상기 스케줄링 정보의 유효 기간 정보를 획득하는 제어정보 해독기와,

상기 스케줄링 정보와 상기 유효 기간 정보를 저장하는 저장부와,

상기 유효 기간 동안 상기 스케줄링 정보를 이용해서 상기 기지국 또는 상기 상위 중계국과의 통신을 제어하는 제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제9항에 있어서,

상기 스케줄링 정보는, OFDMA심볼 오프셋, 서브채널 오프셋, 부스팅 정보, OFDMA심볼의 개수, 서브채널의 개수, 반복코딩지시자 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제9항에 있어서,

상기 자원할당 메시지는, 스케줄링 정보, 스케줄링 정보의 유효 기간 정보, 유효 기간 동안 실제 스케줄링 정보가 적용되는 주기 정보, 유효 기간 동안 실제 스케줄링 정보가 적용되는 프레임들의 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
릴레이 방식을 사용하는 광대역 무선접속 시스템에서 제어정보 송신 방법에 있어서,

중계국에 대해 스케줄링을 수행하여 스케줄링 정보를 생성하는 과정과,

상기 스케줄링 정보에 대해 유효 기간을 결정하는 과정과,

상기 스케줄링 정보와 상기 유효 기간 정보를 포함하는 자원할당메시지를 생성하는 과정과,

상기 자원할당메시지를 전송 규격에 따라 가공하여 상기 중계국으로 송신하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제12항에 있어서,

상기 스케줄링 정보는, OFDMA심볼 오프셋, 서브채널 오프셋, 부스팅 정보, OFDMA심볼의 개수, 서브채널의 개수, 반복코딩지시자 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제12항에 있어서,

상기 자원할당 메시지는, 스케줄링 정보, 스케줄링 정보의 유효 기간 정보, 유효 기간 동안 실제 스케줄링 정보가 적용되는 주기 정보, 유효 기간 동안 실제 스케줄링 정보가 적용되는 프레임들의 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제12항에 있어서,

상기 유효 기간 동안 상기 중계국으로 MAP메시지가 전송되지 않는 것을 특징으로 하는 방법.
제12항에 있어서,

상기 유효 기간 동안 상기 스케줄링 정보를 이용해서 상기 중계국과 통신을 수행하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제12항에 있어서,

상기 중계국에 대한 스케줄링은 미리 설정된 긴 시간 주기로 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
제12항에 있어서,

상기 유효 기간 중에 상기 중계국에 대한 채널변경 이벤트 발생 시, 상기 중계국에 대해 스케줄링을 수행하여 새로운 스케줄링 정보를 생성하고, 상기 새로운 스케줄링 정보에 대해 유효 기간을 결정하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제12항에 있어서, 상기 송신 과정은,

상기 자원할당메시지를 부호 및 변조하는 과정과,

상기 변조된 데이터를 미리 정해진 자원에 매핑하여 OFDM변조하는 과정과,

상기 OFDM변조된 데이터를 RF대역의 신호를 변환하여 송신하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
릴레이 방식을 사용하는 광대역 무선접속 시스템에서 중계국의 통신 방법에 있어서,

기지국 또는 상위 중계국으로부터 수신되는 자원할당메시지를 해석하여 스케줄링 정보와 상기 스케줄링 정보의 유효 기간 정보를 획득하는 과정과,

상기 스케줄링 정보와 상기 유효 기간 정보를 저장하는 과정과,

상기 유효 기간 동안 상기 스케줄링 정보를 이용해서 상기 기지국 또는 상기 상위 중계국과 통신을 수행하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제20항에 있어서,

상기 스케줄링 정보는, OFDMA심볼 오프셋, 서브채널 오프셋, 부스팅 정보, OFDMA심볼의 개수, 서브채널의 개수, 반복코딩지시자 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제20항에 있어서,

상기 자원할당 메시지는, 스케줄링 정보, 스케줄링 정보의 유효 기간 정보, 유효 기간 동안 실제 스케줄링 정보가 적용되는 주기 정보, 유효 기간 동안 실제 스케줄링 정보가 적용되는 프레임들의 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.