KR20130082447A - 무선통신 시스템에서 단말간 협력통신을 수행 또는 지원하기 위한 장치 및 그 방법 - Google Patents
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Abstract
무선통신 시스템에서 단말 간 협력통신을 수행하는 장치 및 그 방법과 단말 간 협력통신을 지원하기 위한 장치 및 그 방법이 개시된다. 본 발명의 일 실시형태에 따른 기지국에서, 수신기는 제 1 단말의 식별자 정보, 상기 제 1 단말이 속한 셀 내에서 협력통신이 가능한 하나 이상의 후보 단말이 상기 제 1 단말과 다이렉트 링크 연결을 가능하게 하는 정보 및 상기 제 1 단말이 협력통신을 수행하는 모드에 관한 정보 중 적어도 하나를 포함하는 제 1 메시지를 상기 제 1 단말로부터 수신할 수 있다, 송신기는 상기 제 1 단말의 식별자 정보 및 상기 제 1 단말이 협력통신을 수행하는 모드에 관한 정보 중 적어도 하나를 포함하는 상기 제 1 단말과의 다이렉트 링크의 연결 요청 메시지를 상기 하나 이상의 후보 단말에게 전송할 수 있으며, 이때 상기 제 1 단말 및 상기 후보 단말간에 링크된 네트워크는 상기 제 1 단말과 상기 기지국이 링크된 네트워크와 이종이다.
Description
본 발명은 무선통신 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 단말간 협력통신을 수행 또는 지원하기 위한 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
기기 간 통신(Machine to Machine, 이하 M2M)이란 표현 그대로 전자 장치와 전자 장치 간의 통신을 의미한다. 광의로는 전자 장치 간의 유선 혹은 무선 통신이나, 사람이 제어하는 장치와 기계간의 통신을 의미하지만 최근에는 전자 장치와 전자 장치 간 즉, 기기 간 무선 통신을 특별히 지칭하는 것이 일반적이다.
M2M 통신의 개념이 처음 도입된 1990년대 초반에는 원격 조정이나 텔레매틱스 정도의 개념으로 인식되었고, 파생되는 시장자체도 매우 한정적이었으나, 지난 몇 년간 M2M 통신은 고속 성장을 거듭하며 우리나라뿐만 아니라 전 세계적으로 주목 받는 시장으로 성장하였다. 특히, 판매 관리 시스템(POS, Point Of Sales)과 보안 관련 응용 시장에서 물류 관리(Fleet Management), 기계 및 설비의 원격 모니터링, 건설 기계 설비상의 작동시간 측정 및 열이나 전기 사용량을 자동 측정하는 지능 검침(Smart Meter) 등의 분야에서 큰 영향력을 발휘하였다. 앞으로의 M2M 통신은 기존 이동 통신 및 무선 초고속 인터넷이나 Wi-Fi 및 Zigbee 등 소출력 통신 솔루션과 연계하여 더욱 다양한 용도로 활용되어 더 이상 B2B 시장에 국한하지 않고 B2C 시장으로 영역을 확대할 수 있는 토대가 될 것이다.
M2M 통신시대에서는 SIM 카드를 장착한 모든 기계에 데이터 송수신이 가능해 원격 관리 및 통제를 할 수 있다. 예를 들면, 자동차, 트럭, 기차, 컨테이너, 자동판매기, 가스탱크 등 수없이 많은 기기와 장비에 M2M 통신기술이 사용될 수 있는 등 적용 범위가 매우 광범위하다.
종래에는 단말을 개별 단위로 관리하는 것이 일반적이어서 기지국과 단말 간에는 일대일 통신환경이었다. 이러한 환경에서 만약 수많은 M2M 단말들을 고려하면, 각 개별 M2M 단말들과 기지국 사이에 발생하는 시그널링으로 인한 네트워크 과부하가 예상된다. 상술한 바와 같이 M2M 통신이 급격히 확산되고 광범위화 되는 경우, 이들 M2M 단말들 사이의 또는 M2M 단말들과 기지국 사이의 통신으로 인한 오버헤드(overhead)가 문제될 수 있다.
그러나, 단말 간 협력통신을 지원하려는 방향으로 논의되고 있을 뿐, 단말간 협력 통신을 지원하는 방법 또는 단말간 협력통신을 수행하는 방법에 대해 구체적으로 제시된 바가 없었다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제는 무선통신 시스템에서 단말 간 협력통신을 수행하기 위한 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명에서 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 무선통신 시스템에서 단말 간 협력통신을 지원하기 위한 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명에서 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는 무선통신 시스템에서 단말 간 협력통신을 수행하기 위한 단말을 제공하는 데 있다.
본 발명에서 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는 무선통신 시스템에서 단말 간 협력통신을 지원하기 위한 기지국을 제공하는 데 있다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 상기 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명에 따른 일 실시형태로서의 단말 간 협력통신을 수행하기 위한 방법은, 제 1 단말이 자신과 링크된 하나 이상의 제 2 단말의 식별자 정보 및 상기 제 2 단말과의 협력통신을 수행하는 모드에 관한 정보 중 적어도 하나를 포함하여 상기 협력통신 요청하는 제 1 메시지를 기지국에 전송하는 단계; 및 상기 기지국으로부터 상기 제 2 단말 중 협력 통신을 수행할 하나 이상의 제 3 단말의 식별자 정보를 포함하는 제 2 메시지를 수신하는 단계를 포함하되, 상기 제 1 및 제 2 단말간에 링크된 네트워크는 상기 제 1 단말과 상기 기지국이 링크된 네트워크와 이종이다.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명에 따른 다른 일 실시형태로서의 단말 간 협력통신을 수행하기 위한 방법은, 제 1 단말이 자신의 식별자 정보, 자신이 속한 협력통신을 수행하는 모드에 관한 정보 및 자신이 속한 셀 내에서 협력통신이 가능한 하나 이상의 후보 단말이 상기 제 1 단말과 다이렉트 링크 연결을 가능하게 하는 정보 중 적어도 하나를 포함하는 제 1 메시지를 기지국에 전송하는 단계; 및 상기 기지국으로부터 상기 후보 협력 단말 중 협력 통신을 수행할 하나 이상의 제 2 단말의 식별자 정보를 포함하는 제 2 메시지를 수신하는 단계를 포함하되, 상기 제 1 단말 및 상기 후보 단말간에 링크된 네트워크는 상기 제 1 단말과 상기 기지국이 링크된 네트워크와 이종이다.
상기의 다른 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명에 따른 일 실시형태로서의 단말 간 협력통신을 지원하는 위한 방법은, 제 1 단말과 링크된 하나 이상의 제 2 단말의 식별자 정보 및 상기 제 1 단말이 상기 제 2 단말과의 협력통신을 수행하는 모드에 관한 정보 중 적어도 하나를 포함하여 상기 협력통신 요청하는 제 1 메시지를 상기 제 1 단말로부터 수신하는 단계; 및 상기 하나 이상의 제 2 단말의 식별자 정보 및 상기 협력통신을 수행하는 모드에 관한 정보 중 적어도 하나에 기초하여 상기 제 1 단말과 협력통신을 수행할 협력 단말을 그룹핑하는 단계를 포함하되, 상기 제 1 및 제 2 단말간에 링크된 네트워크는 상기 제 1 단말과 상기 기지국이 링크된 네트워크와 이종이다.
상기의 다른 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명에 따른 다른 일 실시형태로서의 단말 간 협력통신을 지원하는 위한 방법은, 제 1 단말과 링크된 하나 이상의 제 2 단말의 식별자 정보 및 상기 제 1 단말이 상기 제 2 단말과의 협력통신을 수행하는 모드에 관한 정보 중 적어도 하나를 포함하여 상기 협력통신 요청하는 제 1 메시지를 상기 제 1 단말로부터 수신하는 단계; 및 상기 하나 이상의 제 2 단말의 식별자 정보 및 상기 협력통신을 수행하는 모드에 관한 정보 중 적어도 하나에 기초하여 상기 제 1 단말과 협력통신을 수행할 협력 단말을 그룹핑하는 단계를 포함하되, 상기 제 1 및 제 2 단말간에 링크된 네트워크는 상기 제 1 단말과 상기 기지국이 링크된 네트워크와 이종이다.
상기의 다른 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명에 따른 또 다른 일 실시형태로서의 단말 간 협력통신을 지원하는 위한 방법은, 제 1 단말의 식별자 정보, 상기 제 1 단말이 속한 셀 내에서 협력통신이 가능한 하나 이상의 후보 단말이 상기 제 1 단말과 다이렉트 링크 연결을 가능하게 하는 정보 및 상기 제 1 단말이 협력통신을 수행하는 모드에 관한 정보 중 적어도 하나를 포함하는 제 1 메시지를 상기 제 1 단말로부터 수신하는 단계; 상기 제 1 단말의 식별자 정보 및 상기 제 1 단말이 협력통신을 수행하는 모드에 관한 정보 중 적어도 하나를 포함하는 상기 제 1 단말과의 다이렉트 링크의 연결 요청 메시지를 상기 하나 이상의 후보 단말에게 전송하는 단계를 포함하되, 상기 제 1 단말 및 상기 후보 단말간에 링크된 네트워크는 상기 제 1 단말과 상기 기지국이 링크된 네트워크와 이종이다. 상기 방법은, 상기 하나 이상의 후보 단말들로부터 상기 요청한 협력통신 수행이 가능한지 여부를 지시하는 정보를 수신하는 단계를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 방법은 상기 협력통신 수행이 가능한지 여부를 지시하는 정보에 기초하여 상기 제 1 단말과 협력통신을 수행할 하나 이상의 협력 단말을 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 방법은 상기 협력통신을 수행하기로 결정된 협력 단말의 식별자 정보를 상기 제 1 단말로 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다. 또한 상기 방법은 상기 협력통신을 수행하기로 결정된 협력 단말에게 협력통신 수행함을 확인해 주는 메시지를 전송하는 단계를 더 포함할 수도 있다.
상기의 또 다른 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명의 일 실시형태에 따른 제 1 단말은, 제 1 단말이 자신과 링크된 하나 이상의 제 2 단말의 식별자 정보 및 상기 제 2 단말과의 협력통신을 수행하는 모드에 관한 정보 중 적어도 하나를 포함하여 상기 협력통신 요청하는 제 1 메시지를 기지국에 전송하는 송신기; 및 상기 기지국으로부터 상기 제 2 단말 중 협력 통신을 수행할 하나 이상의 제 3 단말의 식별자 정보를 포함하는 제 2 메시지를 수신하는 수신기를 포함하되, 상기 제 1 및 제 2 단말간에 링크된 네트워크는 상기 제 1 단말과 상기 기지국이 링크된 네트워크와 이종이다.
상기의 또 다른 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명의 다른 실시형태에 따른 제 1 단말은, 제 1 단말이 자신의 식별자 정보, 자신이 속한 협력통신을 수행하는 모드에 관한 정보 및 자신이 속한 셀 내에서 협력통신이 가능한 하나 이상의 후보 단말이 상기 제 1 단말과 다이렉트 링크 연결을 가능하게 하는 정보 중 적어도 하나를 포함하는 제 1 메시지를 기지국에 전송하는 송신기; 및
상기 기지국으로부터 상기 후보 협력 단말 중 협력 통신을 수행할 하나 이상의 제 2 단말의 식별자 정보를 포함하는 제 2 메시지를 수신하는 수신기를 포함하되, 상기 제 1 단말 및 상기 후보 단말간에 링크된 네트워크는 상기 제 1 단말과 상기 기지국이 링크된 네트워크와 이종이다.
상기의 또 다른 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명의 다른 실시형태에 따른 기지국은, 제 1 단말과 링크된 하나 이상의 제 2 단말의 식별자 정보 및 상기 제 1 단말이 상기 제 2 단말과의 협력통신을 수행하는 모드에 관한 정보 중 적어도 하나를 포함하여 상기 협력통신 요청하는 제 1 메시지를 상기 제 1 단말로부터 수신하는 수신기; 및 상기 하나 이상의 제 2 단말의 식별자 정보 및 상기 협력통신을 수행하는 모드에 관한 정보 중 적어도 하나에 기초하여 상기 제 1 단말과 협력통신을 수행할 협력 단말을 그룹핑하는 프로세서를 포함하되, 상기 제 1 및 제 2 단말간에 링크된 네트워크는 상기 제 1 단말과 상기 기지국이 링크된 네트워크와 이종이다.
상기의 또 다른 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명의 또 다른 실시형태에 따른 기지국은, 제 1 단말의 식별자 정보, 상기 제 1 단말이 속한 셀 내에서 협력통신이 가능한 하나 이상의 후보 단말이 상기 제 1 단말과 다이렉트 링크 연결을 가능하게 하는 정보 및 상기 제 1 단말이 협력통신을 수행하는 모드에 관한 정보 중 적어도 하나를 포함하는 제 1 메시지를 상기 제 1 단말로부터 수신하는 수신기; 상기 제 1 단말의 식별자 정보 및 상기 제 1 단말이 협력통신을 수행하는 모드에 관한 정보 중 적어도 하나를 포함하는 상기 제 1 단말과의 다이렉트 링크의 연결 요청 메시지를 상기 하나 이상의 후보 단말에게 전송하는 송신기를 포함하되, 상기 제 1 단말 및 상기 후보 단말간에 링크된 네트워크는 상기 제 1 단말과 상기 기지국이 링크된 네트워크와 이종이다.
본 발명에 따른 단말간 협력통신을 수행 또는 지원하기 위한 방법에 따라, 단말 간 협력통신으로 처리량 강화(throughput enhancement) 및 전력 소모 절감 등 통신성능을 현저히 향상시킬 수 있다.
본 발명에서 얻은 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는, 첨부 도면은 본 발명에 대한 실시예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 설명한다.
도 1은 무선 통신 시스템(100)에서의 기지국(105) 및 단말(110)의 구성을 도시한 블록도,
도 2는 단말이 초기 네트워크 진입(initial network entry)을 수행하는 과정의 일 예를 나타낸 도면,
도 3은 단말 간 협력 통신(Client Cooperation, CC)을 수행하기 위한 과정의 일 예를 나타낸 도면,
도 4는 단말 간 협력 통신(Client Cooperation, CC)을 수행하기 위한 과정의 다른 예를 나타낸 도면, 그리고,
도 5는 단말 간 협력 통신(Client Cooperation, CC)을 수행하기 위한 과정의 또 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 1은 무선 통신 시스템(100)에서의 기지국(105) 및 단말(110)의 구성을 도시한 블록도,
도 2는 단말이 초기 네트워크 진입(initial network entry)을 수행하는 과정의 일 예를 나타낸 도면,
도 3은 단말 간 협력 통신(Client Cooperation, CC)을 수행하기 위한 과정의 일 예를 나타낸 도면,
도 4는 단말 간 협력 통신(Client Cooperation, CC)을 수행하기 위한 과정의 다른 예를 나타낸 도면, 그리고,
도 5는 단말 간 협력 통신(Client Cooperation, CC)을 수행하기 위한 과정의 또 다른 예를 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다. 이하의 상세한 설명은 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해서 구체적 세부사항을 포함한다. 그러나, 당업자는 본 발명이 이러한 구체적 세부사항 없이도 실시될 수 있음을 안다. 예를 들어, 이하의 상세한 설명은 이동통신 시스템이 IEEE 802.16 시스템인 경우를 가정하여 구체적으로 설명하나, IEEE 802.16의 특유한 사항을 제외하고는 다른 임의의 이동통신 시스템에도 적용 가능하다.
몇몇 경우, 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시될 수 있다. 또한, 본 명세서 전체에서 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하여 설명한다.
아울러, 이하의 설명에 있어서 단말은 UE(User Equipment), MS(Mobile Station), AMS(Advanced Mobile Station), M2M 단말, HTC 단말, 노트북, 태블릿 PC 등 이동 또는 고정형의 사용자단 기기를 통칭하는 것을 가정한다. 또한, 기지국은 Node B, eNode B, Base Station, AP(Access Point) 등 단말과 통신하는 네트워크 단의 임의의 노드를 통칭하는 것을 가정한다.
이동 통신 시스템에서 단말(User Equipment)은 기지국으로부터 하향링크(Downlink)를 통해 정보를 수신할 수 있으며, 단말은 또한 상향링크(Uplink)를 통해 정보를 전송할 수 있다. 단말이 전송 또는 수신하는 정보로는 데이터 및 다양한 제어 정보가 있으며, 단말이 전송 또는 수신하는 정보의 종류 용도에 따라 다양한 물리 채널이 존재한다.
도 1은 무선 통신 시스템(100)에서의 기지국(105) 및 단말(110)의 구성을 도시한 블록도이다.
무선 통신 시스템(100)을 간략화하여 나타내기 위해 하나의 기지국(105)과 하나의 단말(110)을 도시하였지만, 무선 통신 시스템(100)은 하나 이상의 기지국 및/또는 하나 이상의 단말을 포함할 수 있다.
도 1을 참조하면, 기지국(105)은 송신(Tx) 데이터 프로세서(115), 심볼 변조기(120), 송신기(125), 송수신 안테나(130), 프로세서(180), 메모리(185), 수신기(190), 심볼 복조기(195), 수신 데이터 프로세서(197)를 포함할 수 있다. 그리고, 단말(110)은 송신(Tx) 데이터 프로세서(165), 심볼 변조기(175), 송신기(175), 송수신 안테나(135), 프로세서(155), 메모리(160), 수신기(140), 심볼 복조기(155), 수신 데이터 프로세서(150)를 포함할 수 있다. 송수신 안테나(130, 135)가 각각 기지국(105) 및 단말(110)에서 하나로 도시되어 있지만, 기지국(105) 및 단말(110)은 복수 개의 송수신 안테나를 구비하고 있다. 따라서, 본 발명에 따른 기지국(105) 및 단말(110)은 MIMO(Multiple Input Multiple Output) 시스템을 지원한다. 또한, 본 발명에 따른 기지국(105)은 SU-MIMO(Single User-MIMO), MU-MIMO(Multi User-MIMO) 방식 모두를 지원할 수 있다.
하향링크 상에서, 송신 데이터 프로세서(115)는 트래픽 데이터를 수신하고, 수신한 트래픽 데이터를 포맷하여, 코딩하고, 코딩된 트래픽 데이터를 인터리빙하고 변조하여(또는 심볼 매핑하여), 변조 심볼들("데이터 심볼들")을 제공한다. 심볼 변조기(120)는 이 데이터 심볼들과 파일럿 심볼들을 수신 및 처리하여, 심볼들의 스트림을 제공한다.
심볼 변조기(120)는, 데이터 및 파일럿 심볼들을 다중화하여 이를 송신기(125)로 전송한다. 이때, 각각의 송신 심볼은 데이터 심볼, 파일럿 심볼, 또는 제로의 신호 값일 수도 있다. 각각의 심볼 주기에서, 파일럿 심볼들이 연속적으로 송신될 수도 있다. 파일럿 심볼들은 주파수 분할 다중화(FDM), 직교 주파수 분할 다중화(OFDM), 시분할 다중화(TDM), 또는 코드 분할 다중화(CDM) 심볼일 수 있다.
송신기(125)는 심볼들의 스트림을 수신하여 이를 하나 이상의 아날로그 신호들로 변환하고, 또한, 이 아날로그 신호들을 추가적으로 조절하여(예를 들어, 증폭, 필터링, 및 주파수 업 컨버팅(up-converting) 하여, 무선 채널을 통한 송신에 적합한 하향링크 신호를 발생시킨다. 그러면, 송신 안테나(130)는 발생된 하향링크 신호를 단말로 전송한다.
단말(110)의 구성에서, 수신 안테나(135)는 기지국으로부터의 하향링크 신호를 수신하여 수신된 신호를 수신기(140)로 제공한다. 수신기(140)는 수신된 신호를 조정하고(예를 들어, 필터링, 증폭, 및 주파수 다운컨버팅(downconverting)), 조정된 신호를 디지털화하여 샘플들을 획득한다. 심볼 복조기(145)는 수신된 파일럿 심볼들을 복조하여 채널 추정을 위해 이를 프로세서(155)로 제공한다.
또한, 심볼 복조기(145)는 프로세서(155)로부터 하향링크에 대한 주파수 응답 추정치를 수신하고, 수신된 데이터 심볼들에 대해 데이터 복조를 수행하여, (송신된 데이터 심볼들의 추정치들인) 데이터 심볼 추정치를 획득하고, 데이터 심볼 추정치들을 수신(Rx) 데이터 프로세서(150)로 제공한다. 수신 데이터 프로세서 (150)는 데이터 심볼 추정치들을 복조(즉, 심볼 디-매핑(demapping))하고, 디인터리빙(deinterleaving)하고, 디코딩하여, 전송된 트래픽 데이터를 복구한다.
심볼 복조기(145) 및 수신 데이터 프로세서(150)에 의한 처리는 각각 기지국(105)에서의 심볼 변조기(120) 및 송신 데이터 프로세서(115)에 의한 처리에 대해 상보적이다.
단말(110)은 상향링크 상에서, 송신 데이터 프로세서(165)는 트래픽 데이터를 처리하여, 데이터 심볼들을 제공한다. 심볼 변조기(170)는 데이터 심볼들을 수신하여 다중화하고, 변조를 수행하여, 심볼들의 스트림을 송신기(175)로 제공할 수 있다. 송신기(175)는 심볼들의 스트림을 수신 및 처리하여, 상향링크 신호를 발생시킨다. 그리고 송신 안테나(135)는 발생된 상향링크 신호를 기지국(105)으로 전송한다.
기지국(105)에서, 단말(110)로부터 상향링크 신호가 수신 안테나(130)를 통해 수신되고, 수신기(190)는 수신한 상향링크 신호를 처리되어 샘플들을 획득한다. 이어서, 심볼 복조기(195)는 이 샘플들을 처리하여, 상향링크에 대해 수신된 파일럿 심볼들 및 데이터 심볼 추정치를 제공한다. 수신 데이터 프로세서(197)는 데이터 심볼 추정치를 처리하여, 단말(110)로부터 전송된 트래픽 데이터를 복구한다.
단말(110)의 프로세서(155) 및 기지국(105)의 프로세서(180)는 각각 단말(110) 및 기지국(105)에서의 동작을 지시(예를 들어, 제어, 조정, 관리 등)한다. 각각의 프로세서들(155, 180)은 프로그램 코드들 및 데이터를 저장하는 메모리(160, 185)들과 연결될 수 있다. 메모리(160, 185)는 프로세서(155, 180)에 연결되어 오퍼레이팅 시스템, 어플리케이션, 및 일반 파일(general files)들을 저장한다.
프로세서(155, 180)는 컨트롤러(controller), 마이크로 컨트롤러(microcontroller), 마이크로 프로세서(microprocessor), 마이크로 컴퓨터(microcomputer) 등으로도 호칭될 수 있다. 한편, 프로세서(155, 180)는 하드웨어(hardware) 또는 펌웨어(firmware), 소프트웨어, 또는 이들의 결합에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어를 이용하여 본 발명의 실시예를 구현하는 경우에는, 본 발명을 수행하도록 구성된 ASICs(application specific integrated circuits) 또는 DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays) 등이 프로세서(155, 180)에 구비될 수 있다.
한편, 펌웨어나 소프트웨어를 이용하여 본 발명의 실시예들을 구현하는 경우에는 본 발명의 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차 또는 함수 등을 포함하도록 펌웨어나 소프트웨어가 구성될 수 있으며, 본 발명을 수행할 수 있도록 구성된 펌웨어 또는 소프트웨어는 프로세서(155, 180) 내에 구비되거나 메모리(160, 185)에 저장되어 프로세서(155, 180)에 의해 구동될 수 있다.
단말과 기지국이 무선 통신 시스템(네트워크) 사이의 무선 인터페이스 프로토콜의 레이어들은 통신 시스템에서 잘 알려진 OSI(open system interconnection) 모델의 하위 3개 레이어를 기초로 제 1 레이어(L1), 제 2 레이어(L2), 및 제 3 레이어(L3)로 분류될 수 있다. 물리 레이어는 상기 제 1 레이어에 속하며, 물리 채널을 통해 정보 전송 서비스를 제공한다. RRC(Radio Resource Control) 레이어는 상기 제 3 레이어에 속하며 UE와 네트워크 사이의 제어 무선 자원들을 제공한다. 단말, 기지국은 무선 통신 네트워크와 RRC 레이어를 통해 RRC 메시지들을 교환할 수 있다.
본 발명은 무선통신 시스템에서 단말 간 협력 통신(Client Cooperation, CC)을 지원하기 위한 단말 간 그룹핑(grouping) 방안을 제안한다. 본 발명에서는 단말 간 협력 통신(client cooperation)을 수행하는 단말 간 다이렉트 링크(direct link)는 단말과 기지국 간의 셀룰러 네트워크와 다른 이종 네트워크(예를 들어, WiFi)임을 가정한다. 이러한 상황에서 단말 간 협력 통신을 지원하기 위한 단말 그룹핑 방안을 제안한다. 본 명세서에서는 단말 간의 다이렉트 링크의 일 예로서 WiFi를 가지고 설명하나, 이에 제한되는 것은 아니다.
기존의 무선통신 시스템은 기지국과 단말, 또는 중계기와 단말 간의 무선링크만을 이용하여 데이터 전송이 이루어졌다. 그러나, 최근 처리량 강화(throughput enhancement) 및 단말 전력 소모 감소, 셀 커버리지 확장 등을 단말 간 협력 통신 방안이 대두되고 있다.
본 명세서에서는, 단말 간 협력 통신의 주체가 되는 단말들을 각각 소스 단말 또는 소스 노드(source node) 및 협력 단말 또는 협력 노드(cooperative node)로 명칭하도록 한다. 그러나, 이러한 명칭에 제한되는 것이다. 소스 단말은 기지국 및/또는 중계기와의 데이터 송수신의 주체가 되는 단말을 의미하며, 협력 단말은 소스 단말과 기지국 및/또는 중계기와의 데이터 송수신을 도와주는 단말을 의미한다.
일반적으로, 단말 간 협력 통신의 과정은 소스 단말과 협력 단말의 그룹핑, 소스 단말과 협력 단말간의 다이렉트 통신을 통한 데이터 공유(data sharing), 기지국과 소스 단말 및 협력 단말과의 데이터 송수신 단계 등으로 구성될 수 있으며, 이는 각각의 협력 통신 모드(혹은 시나리오)에 따라 달라질 수 있다. 또한 소스 단말과 협력 단말이 각각 하나 이상으로 구성될 수 있으며, 그룹핑된 단말 들 간에 소스 단말과 협력 단말 간 그 역할이 동적으로 서로 바뀔 수 있다. 이에 대해서는 후술하기로 한다.
먼저, 단말 간 협력 통신을 위한 단말들 간 그룹핑 방안을 설명한다. 특히, 협력 통신(클라이언트 협력)을 위한 단말 간 다이렉트 링크 통신이 WiFi 또는 WiFi ad-hoc 모드를 이용할 경우의 단말 간 그룹핑 방안을 제안한다. 이를 위해 단말 별로 네트워크 상의 식별자 정보(예를 들어, WiFi 네트워크 상의 어드레스 정보)를 셀룰러 네트워크의 기지국과 공유하도록 하여 효율적이고 간단한 단말 그룹핑을 구성할 수 있다. 본 발명은 IEEE 802.16 계열의 무선통신 시스템을 기반으로 하여 서술하고 있지만, 동종의 다양한 무선 이동 통신 시스템에서도(예를 들어, 3GPP LTE 계열의 시스템) 동일하게 적용될 수 있다.
단말 간 협력 통신을 수행하기 이전에, 단말은 네트워크 진입하여 네트워크에 등록할 필요가 있다. 다음 도 2를 참조하여 단말이 네트워크 진입하는 과정을 간략히 살펴본다.
도 2는 단말이 초기 네트워크 진입(initial network entry)을 수행하는 과정의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 단말은 기지국으로 초기 레인징(initial ranging)을 전송한다(S205). 초기 레인징은 단말이 기지국과 정확한 타이밍 옵셋(timing offset)을 얻고, 초기에 전송전력을 조정하기 위한 과정이다. 통상적으로 HTC 기기의 전원이 온(ON)되면, 단말은 기지국으로부터 수신되는 하향링크 프리앰블 신호를 이용하여 하향링크 동기를 획득한다. 이어서, 단말은 상향링크 타이밍 오프셋과 전송 전력을 조정하기 위해 초기 레인징을 수행한다. 단말은 레인징 채널을 선택한 후에 레인징 프리앰블 코드를 초기 레인징 도메인에서 선택하고, 선택한 레인징 채널을 통해 기지국으로 선택한 레인징 프리앰블 코드를 전송한다(S205).
그 후, 기지국은 단말의 초기 레인징에 대한 수신확인 응답 메시지(예를 들어, AAI-RNG-ACK 메시지)를 단말에게 전송해 줄 수 있다(S210). AAI-RNG-ACK 메시지는 모든 레인징 기회(ranging opportunity)에서 레인징 프리앰블 코드들을 모두 성공적으로 수신하고 검출하였다는 응답을 제공하는 메시지이다. 기지국은 AAI-RNG-ACK 메시지에 초기 레인징 에 대한 세 가지의 가능한 레인징 상태(ranging status)를 포함하여 단말로 전송할 수 있다. 여기서, AAI-RNG-ACK 메시지에 포함된 세 가지 가능한 레인징 상태에는 "continue" 상태, "success" 상태, "abort" 상태가 있다.
기지국은 S210 단계에서 단말에게 AAI-RNG-ACK 메시지 대신에 AAI-RNG-REQ 메시지 전송에 필요한 정보를 알려주기 위해 CDMA 할당 A-MAP IE(CDMA Allocation A-MAP IE) 메시지를 전송할 수도 있다.
그 후, 단말은 할당 받은 자원을 통해 기지국으로 레인징을 요청하는 메시지(예를 들어, AAI-RNG-REQ 메시지)를 전송할 수 있다(S215). 그러면, 기지국은 레인징 요청 메시지를 수신하였음을 확인해 주는 메시지(예를 들어, AAI-RNG-RSP 메시지)를 단말에게 전송해 준다(S220). HARQ 동작이 적용되는 시스템인 경우, 단말은 기본 성능(basic capability)를 협상하기 위해 이를 요청하는 메시지(예를 들어, AAI-SBC-REQ 메시지)를 기지국으로 전송할 수 있다(S225). 기지국은 AAI-SBC-REQ 메시지 수신에 대한 응답으로 AAI-SBC-REQ 메시지 수신을 확인해 주는 메시지(예를 들어, AAI-SBC-RSP 메시지)를 단말에게 전송할 수 있다(S230).
그리고, 단말은 네트워크 진입 시에 성능(capability) 협상 및 네트워크에 등록(registration)을 위한 메시지(예를 들어, AAI-REG-REQ 메시지)를 기지국에 전송할 수 있으며(S235), 기지국은 AAI-REG-REQ 메시지 수신에 대한 응답으로 AAI-REG-REQ 메시지 수신을 확인해 주는 메시지(예를 들어, AAI-REG-RSP 메시지)를 단말에게 전송할 수 있다(S240). 이러한 일련의 과정들을 수행하여 단말은 기지국이 속한 네트워크의 진입을 완료하게 된다.
협력 통신(client cooperation)이 가능한 모든 단말은 초기 네트워크 진입, 핸드오버, 또는 유휴 모드(idle mode)에서 활성 모드(active mode)로 전환하는 네트워크 재진입 과정에서 단말 성능 협상(capability negotiation) 시에, WiFi 또는 WiFi ad hoc 모드에 대한 지원 가능성을 지시해주는 정보 영역(이를 위해 예를 들어 1 비트를 이용한 비트맵 방식이 사용될 수 있음)과 함께 해당 WiFi 네트워크 상에서의 식별자(예를 들어, MAC 어드레스 또는 IP 어드레스) 등을 포함하는 정보 영역을 기지국으로 전송할 수 있다. 이를 위해, 각각의 단말은 WiFi 또는 WiFi ad hoc 모드에 대한 지원 가능성을 지시해주는 정보를 기존의 AAI-RNG-REQ, AAI-SBC-REQ, 또는 AAI-REG-REQ 메시지 타입 등의 형태로 기지국에 전송할 수 있다. 한편, 기존의 정의된 메시지 타입이 아닌 새로운 타입으로 정의된 MAC 관리 메시지를 통해 전송할 수도 있다. 이러한 새로운 타입의 MAC 관리 메시지를 본 명세서에서는 ‘AAI-CC-CNF’ 메시지라고 지칭하나, 이러한 지칭에 제한되는 것이 아니며 다른 호칭으로도 불릴 수 있다.
이와 같이, 기지국은 협력 통신(client cooperation)이 가능한 모든 단말의 WiFi MAC 어드레스 또는 IP 어드레스 등을 해당 단말의 STID(Station ID)와 1:1로 매핑하여 테이블을 구성할 수 있다. 즉, 기지국은 각 단말에 할당한 STID와 각 단말이 초기 네트워크 진입 등을 하면서 전송한 WiFi MAC 어드레스 또는 IP 어드레스를 1:1로 매핑하여 각 단말을 구분할 수 있다. 기지국은 구성된 테이블을 협력 통신(client cooperation)을 위한 단말 그룹핑에 이용할 수 있다. 한편, WiFi MAC 어드레스 또는 IP 어드레스 등을 해당 단말의 STID(Station ID)와 1:1로 매핑된 테이블이 사전에 정의되어 있을 수도 있다. 여기서 단말의 STID는 초기 네트워크 진입 시에 기지국이 단말 별로 구분되게 할당되는 식별자이다. 만약 추후에 WiFi MAC 어드레스 또는 IP 어드레스가 바뀌는 경우는, 각 단말은 기지국에 시그널링해 주어 기지국과 바뀐 정보를 공유할 수 있다.
도 3은 단말 간 협력 통신(Client Cooperation, CC)을 수행하기 위한 과정의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면, 소스 단말은 협력 통신(client cooperation)이 필요하다고 판단되는 경우 협력 통신을 기지국에 요청할 수 있다(S310). 이러한 협력 통신(client cooperation)에 대한 요청은 소스 단말이 MAC 관리 메시지의 형태로 기지국으로 전송할 수 있다. 본 명세서에서 협력 통신(client cooperation) 요청을 위한 해당 MAC 관리 메시지를 ‘AAI-CC-REQ’ 메시지라고 지칭하나 이 호칭만으로 한정하는 것은 아니다. 소스 단말이 AAI-CC-REQ 메시지를 전송하기 전에, 소스 단말은 WiFi 또는 WiFi ad-hoc 모드의 인접 단말 서치(search) 과정을 통해 WiFi ad-hoc 링크가 연결된 단말들의 WiFi MAC 어드레스 또는 IP 에드레스를 파악할 수 있다. 소스 단말은 확보된 WiFi ad-hoc 링크가 연결된 단말들의 WiFi MAC 어드레스 또는 IP 에드레스 정보들을 AAI-CC-REQ 메시지에 포함시켜 기지국으로 전송할 수 있다(S310). 또한, 소스 단말은 WiFi ad-hoc 링크가 연결된 단말들 각각의 WiFi ad-hoc 링크의 채널 상태 정보도 AAI-CC-REQ 메시지에 추가적으로 포함하여 기지국에 전송할 수 있다(S310). 또한, 소스 단말은 AAI-CC-REQ 메시지에 협력 통신(client cooperation) 요청의 목적(objective)에 대한 정보도 포함하여 기지국에 전송할 수 있다(S310). 즉, 소스 단말은 다양한 협력 통신 모드 중에서 원하는 협력 통신(client cooperation) 모드를 기지국에 지시해주어, 기지국이 협력 통신을 하려는 단말의 목적을 알 수 있게 한다. 즉, 소스 단말의 협력 통신(client cooperation) 요청 목적으로 단말의 전력 소모를 최소화하기 위한 것인지, 단말의 처리량 강화(throughput enhancement)를 위한 것인지 등을 기지국에 알려줄 수 있다. 또한, 소스 단말의 협력 통신(client cooperation) 요청 목적으로 소스 단말과 협력 단말의 동시 전송과 협력 단말만에 의한 전송 간의 단말의 선호도(preference)를 알릴 수도 있다. 또는, 상향링크와 하향 링크에 대한 구분 정보, 또는 추가적으로 상향링크의 협력일 지라도 하향링크의 시스템 정보에 대해서도 협력을 통해 협력 단말의 도움을 받을지 등에 대한 단말의 요청도 전송할 수도 있다.
이를 기반으로 기지국의 프로세서(180)은 소스 단말과 협력 통신(client cooperation)을 수행할 협력 단말을 그룹핑할 수 있다(S320). 특히, 기지국의 프로세서(180)은 소스 단말이 요청한 협력 통신 목적(혹은 협력 통신 모드), 소스 단말과 협력 단말 간의 링크 상태, 기지국과 협력 단말 간의 링크 상태 등을 고려하여 단말을 그룹핑할 수 있다(S320). 예를 들어, 소스 단말이 요청한 협력통신 요청 모드가 전력 절감을 위한 모드인 경우에, 기지국은 협력 단말과 기지국 간의 채널 상태 보다는 소스 단말과의 거리에 더 가중치를 두어 소스 단말과 거리가 가까운 인접 단말을 협력 단말로 그룹핑할 수 있다. 또 다른 예로서, 소스 단말이 요청한 협력통신 요청 모드가 처리량 강화를 위한 모드이라면, 기지국의 프로세서(180)는 협력 단말과 기지국 간의 채널 상태도 고려하여 채널 상태가 양호한 단말 중 소스 단말과 인접해 있는 단말을 협력 단말로 결정할 수 있다. 이와 같이, 소스 단말이 요청한 협력통신 모드에 따라 기지국의 프로세서(180)가 협력 단말을 결정하고 그룹핑하는데 이용하는 요소는 서로 다를 수 있다. 즉, 기지국의 프로세서(180)은 소스 단말과 협력 단말을 그룹핑하는데 있어서, 소스 단말과의 거리, 협력 단말과 기지국 간의 채널 상태를 고려할 수 있다.
그 후 기지국은 그룹핑된 협력 단말의 식별자 정보(예를 들어, WiFi MAC 어드레스 또는 IP 어드레스)를 AAI-CC-RSP 메시지를 통해 협력 통신을 요청한 소스 단말에게 전송해 줄 수 있다(S340). 또는, 기지국은 협력 통신(client cooperation)을 요청한 단말에게 요청에 대한 ACK 신호 만을 보낼 수도 있다(S340). 따라서, 소스 단말은 자신과 협력 통신을 수행한 그룹핑된 하나 이상의 협력 단말에 대한 정보를 획득할 수 있다.
한편, 그룹핑된 협력 단말의 식별자 정보 또는 협력 통신 요청에 대한 ACK 신호를 전송해 주기 전에(S340), 기지국은 그룹핑된 하나 이상의 협력 단말에게 소스 단말을 위한 협력 통신(client cooperation)을 수행할 것을 알려주는 메시지를 전송할 수 있다(S330). 이 협력 통신을 수행할 것을 알려주는 메시지는 AAI-CC-IND 메시지로 호칭할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 기지국은 AAI-CC-IND 메시지를 통해 소스 단말의 식별자 정보(예를 들어, WiFi MAC 어드레스 또는 IP 어드레스)를 전송하여 소스 단말을 위한 협력 통신을 수행할 것을 협력 단말에게 지시해줄 수 있다(S330). 이때, 기지국은 AAI-CC-IND 메시지에 소스 단말이 요청한 협력 통신 모드(client cooperation mode)에 대한 정보도 더 포함하여 전송할 수 있다(S330). 즉, 협력 통신모드에 대한 정보는 소스 단말이 전력 감소를 위해 가까운 협력 단말에게 상향링크 데이터를 릴레이 해주어 협력 단말이 기지국으로 상향링크 데이터를 전송하도록 하는 모드를 요청하는지, 처리량 강화(throughput enhancement)를 위해 협력 단말과 소스 단말이 협력 전송을 수행하는 협력 통신 모드로 수행할 것을 요청하는 지에 대한 다양한 정보를 포함할 수 있다. 물론, 기지국은 이러한 협력 통신 모드에 대한 정보를 소스 단말에게도 필요한 경우 전송해 줄 수 있다.
도 4는 단말 간 협력 통신(Client Cooperation, CC)을 수행하기 위한 과정의 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 3에서 설명한 바와 마찬가지로, 소스 단말은 협력 통신(client cooperation)이 필요하다고 판단되는 경우 협력 통신을 기지국에 요청할 수 있다(S410). 이러한 협력 통신(client cooperation)에 대한 요청은 ‘AAI-CC-REQ’ 메시지를 통해 이루어지나 이 메시지 만으로 한정하는 것은 아니다. 소스 단말은 AAI-CC-REQ 메시지에 WiFi ad-hoc 링크가 연결된 단말들의 WiFi MAC 어드레스 또는 IP 에드레스, 협력 통신(client cooperation) 요청의 목적(objective)에 대한 정보를 포함하여 기지국으로 전송할 수 있다(S410). 추가적으로, 소스 단말은 AAI-CC-REQ 메시지에 WiFi ad-hoc 링크가 연결된 단말들 각각의 WiFi ad-hoc 링크의 채널 상태 정보를 더 포함하여 기지국으로 전송할 수 있다(S410).
기지국의 프로세서(180)은 소스 단말과 협력 통신(client cooperation)을 수행할 협력 단말을 그룹핑하는 경우에 소스 단말이 요청한 협력 통신 목적(혹은 협력 통신 모드), 소스 단말과 협력 단말 간의 링크 상태, 기지국과 협력 단말 간의 링크 상태 등을 고려하여 단말을 그룹핑할 수 있다(S420).
도 3에서 설명한 것과 달리, 기지국은 소스 단말과 함께 그룹핑된 하나 이상의 단말에게 AAI-CC-IND 메시지를 전송하여 협력 통신을 수행하도록 하기 전에, 기지국은 협력 단말에게 소스 단말과 협력 통신을 수행할 것인지 여부를 요청하는 메시지를 전송할 수 있다(S430). 이때, 기지국은 그룹핑된 하나 이상의 협력 단말에게 소스 단말의 식별자 정보(예를 들어, WiFi 어드레스(혹은 IP 어드레스), 협력 통신 모드 등을 포함)를 전송해 줄 수 있다(S430).
그러면, 그룹핑된 하나 이상의 협력 단말의 프로세서는 각각 소스 단말을 위한 협력 통신을 수행할 것인 지 여부를 결정하고(S440), 이에 대한 결과를 기지국으로 응답 메시지 형태로 전송해 줄 수 있다(S450). 기지국은 AAI-CC-RSP 메시지를 통해 협력 통신 수행할(혹은 협력 통신 수행할 것을 허락한) 협력 단말의 식별자 정보를 소스 단말에게 전송해 줄 수 있다(S460).
이러한 도 3 및 도 4에서 설명한 과정은 소스 단말의 요청에 의해 이루어질 수도 있고, 또한 기지국이 임의의 단말을 위해 스스로 협력 통신을 시작(initiation)하여 수행될 수도 있다. 이 경우 기지국은 협력 통신이 필요한 소스 단말에게도 협력 통신을 지시하는 메시지를 전송해 줄 필요가 있다.
도 5는 단말 간 협력 통신(Client Cooperation, CC)을 수행하기 위한 과정의 또 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 3 및 도 4와 관련하여 설명한 단말 간 협력 통신 과정을 수행하기 위해서는, 소스 단말 및 협력 단말 들이 항상 단말 간 연결된 네트워크(예를 들어, WiFi)에서 이웃 단말을 발견(discovery)하기 위해 WiFi 모뎀, 송수신 안테나, RF chain 등을 동작시켜야 한다. 그러나, 이로 인해 단말에게는 불필요한 전력 소모가 발생할 수 있다. 이러한 불필요한 전력 소모를 방지하기 위해 단말들은 협력 통신(client cooperation) 또는 단말 간 다이렉트 통신이 필요한 경우에만 WiFi ad-hoc 통신을 수행하도록 할 수 있다. 예를 들어, 도 5에 도시한 바와 같이, 특정 소스 단말이 협력 통신(client cooperation)이 필요하다고 판단하는 경우 기지국에게 AAI-CC-REQ 메시지를 전송할 수 있다(S510). 소스 단말은 AAI-CC-REQ 메시지를 통해 자신의 식별자(WiFi MAC 어드레스 또는 IP 어드레스), 셀 내에서 협력 통신이 가능한 후보 협력 단말들이 해당 소스 단말과의 WiFi 이웃 단말 발견을 통한 다이렉트 링크 연결을 용이하게 하기 위한 정보(타이밍 등에 대한 정보), 소스 단말의 협력 통신 요청 목적(즉, 협력 통신 모드) 등을 전송할 수 있다(S510).
AAI-CC-REQ 메시지를 수신한 기지국은 하나 이상의 후보 협력 단말들에게 해당 소스 단말을 위한 WiFi 다이렉트 링크에 대한 연결을 수행하도록 요청하는 메시지를 전송할 수 있다(S520). 즉, 기지국은 후보 협력 단말들에게 WiFi 이웃 단말 발견과정을 통해 해당 소스 단말에 대한 검색(search)을 수행하도록 요청하는 메시지를 전송할 수 있다(S520). 이때, 기지국은 협력 통신을 요청한 소스 단말의 식별자 정보(예를 들어, WiFi MAC 어드레스 또는 IP 어드레스)와 소스 단말이 요청한 협력 통신 목적 또는 협력 통신 모드에 대한 정보 등을 함께 하나 이상의 후보 협력 단말들에게 전송해 줄 수 있다(S520).
그 후, 각 후보 협력 단말들은 협력 통신을 요청한 소스 단말과의 WiFi 다이렉트 링크에 대한 검색(search)을 수행할 수 있고(S530), 이에 대한 검색 결과 및 협력 통신 가능 여부를 기지국에 보고해 줄 수 있다(S540).
그 후, 기지국의 프로세서(180)는 각 후보 협력 단말이 전송한 WiFi 다이렉트 링크에 대한 검색(search) 결과와 협력 통신 가능 여부 지시 정보에 기초하여 협력 통신을 수행할 협력 단말을 선택(혹은 결정)할 수 있다(S550). 그리고, 기지국은 선택된(혹은 결정된) 협력 단말의 식별자 정보(WiFi MAC 어드레스 또는 IP 어드레스)를 소스 단말에게 AAI-CC-RSP 메시지 등을 통해 전송해 줄 수 있다(S560). 또한, 기지국은 선택된 협력 단말에게는 협력 통신(client cooperation)을 수행하도록 하는 확인(confirm) 메시지를 전송해 줄 수 있다(S570).
앞서 설명한 후보 협력 단말은 셀 내의 협력 통신(client cooperation)이 가능한 모든 단말일 수 있다. 기지국은 후보 협력 단말에 대한 메시지 전송을 용이하도록 하기 위해 셀-특정 협력 통신 STID를 설정할 수 있다. 즉, 단말들의 네트워크 진입/재진입 과정 시, 기지국은 성능 협상(capability negotiation) 과정을 통해 협력 통신이 가능한 단말들만을 위한 셀-특정 협력 통신 STID를 설정하여 협력 통신이 가능한 단말들에게 알려줄 수 있다.
이처럼 설정된 셀-특정 협력 통신 STID는 특정 소스 단말이 협력 통신을 요청하는 경우, 혹은 기지국이 특정 단말을 위한 협력 통신을 요청하는 경우, 기지국이 셀-특정 협력 통신 STID를 이용하여 소스 단말을 위해 협력 통신을 수행할 수 있는 협력 단말들을 위한 메시지를 멀티캐스팅(multi-casting)하는 정보를 전송할 수 있다. 기지국은 해당 셀-특정 협력 통신 STID로 CRC 마스킹된 제어 채널(예를 들어, A-MAP-IE)을 전송할 수 있다. 기지국이 협력 통신(client cooperation)을 위한 정보를 해당 A-MAP-IE를 통해 직접 전송할 수 있다. 또는, 기지국은 협력 통신을 위한 정보가 전송되는 데이터 채널의 자원 할당 정보를 동시에 셀 내의 협력 통신이 가능한 단말에게 전송할 수 있다.
기지국은 후보 협력 단말을 한정하기 위하여 협력 통신(client cooperation)이 가능한 단말들을 특정 조건에 따라 그룹핑하여 그룹-특정 협력 통신 STID(group-specific client cooperation STID)를 설정할 수 있다. 즉, 단말들의 네트워크 진입/재진입 과정 시, 기지국은 성능 협상(capability negotiation) 과정을 통해 협력 통신이 가능한 단말들 중 특정 단말들만을 위한 그룹-특정 협력 통신 STID를 설정하여 이를 그룹에 속한 단말들에게 알려줄 수 있다.
또한 단말들의 네트워크 진입/재진입이 이루어진 이후에도 기지국은 특정 단말을 위한 그룹-특정 협력 통신 STID를 재구성할 수도 있다. 예를 들어, 그룹핑하는 특정 조건이 단말의 위치인 경우에, 기지국은 그룹-특정 협력 통신 STID를 하나의 셀 내에서 단말의 위치에 따라 할당할 수 있다. 단말은 이동성이 있을 수 있기 때문에 위치는 동적으로 변할 수 있기 때문에, 기지국은 단말의 위치에 따라 그룹-특정 협력 통신 STID를 변경할 필요가 있다.
단말이 이동함에 따라 해당 그룹-특정 협력 통신 STID의 업데이트가 필요할 경우, 기지국은 MAC 관리 메시지를 통해 재구성하거나(reconfiguration) 또는 A-MAP IE 등의 제어 채널을 통해 업데이트된 그룹-특정 협력 통신 STID를 그룹 단말들에게 전송해줄 수 있다. 이 경우 기지국은 단말의 위치를 추적하기 위해 위치기반서비스(Location Based Service, LBS)가 지원되는 단말에 한정하여 그룹-특정 협력 통신 STID를 할당할 수 있다.
또는, 기지국은 동일한 사용자 또는 동일한 사용자 그룹에 속한 단말들을 그룹핑하여 그룹-특정 협력 통신 STID를 할당해줄 수 있다. 즉, 기지국은 동일한 사용자 그룹에 속하는 단말들(예를 들어, 특정 사용자에 속한 이동단말, 노트북, 태블릿 PC 등)에 그룹-특정 협력 통신 STID를 할당할 수 있다. 해당 그룹 내에서 특정 소스 단말이 협력 통신을 요청하는 경우, 혹은 기지국이 특정 단말을 위한 협력 통신을 요청하는 경우, 기지국은 소스 단말을 위해 협력 통신을 수행할 수 있는 협력 단말들을 위한 메시지를 멀티캐스팅하기 위해 정보를 전송하는데 그룹-특정 협력 통신 STID를 사용할 수 있다. 즉, 기지국은 해당 그룹-특정 협력 통신 STID로 CRC 마스킹한 제어 채널(예를 들어, A-MAP IE)을 통해 협력 통신을 위한 정보를 직접 전송하거나, 혹은 협력 통신을 위한 정보가 전송되는 데이터 채널 자원 할당 정보를 동시에 그룹 단말에게 전송할 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이, WiFi ad-hoc 모드를 지원하는 단말들은 네트워크 진입/재진입 과정을 통해 자신의 식별자 정보(WiFi MAC 어드레스 또는 IP 어드레스)를 기지국에 전송할 수 있다. 이때 단말은 자신의 WiFi MAC 어드레스뿐만 아니라 자신과 WiFi ad-hoc 링크 상의 연결이 이루어진 단말들의 WiFi MAC 어드레스들도 함께 기지국에 전송해 줄 수 있다. 해당 WiFi ad-hoc 링크가 연결된 단말들은 동일한 사용자에 속한 단말일 수 있다. 또한 이 경우, 단말들은 각각 WiFi ad-hoc 링크 접속이 연결된 단말들과의 채널 측정(channel measurement) 결과도 함께 기지국에 전송해 줄 수 있다. 예를 들어 동일한 사용자에 속한 복수 개의 단말이 하나의 기지국에 연결되어 있고 이들 복수의 단말들 간 WiFi ad-hoc 모드를 통한 다이렉트 통신이 가능한 경우, 이들 복수의 단말들은 각각 기지국에 자신의 WiFi MAC 어드레스 또는 IP 어드레스와 함께 WiFi ad-hoc 모드를 다이렉트 통신이 가능한 단말들의 WiFi MAC 어드레스 또는 IP 어드레스도 전송할 수 있다. 또한, 이들 복수의 단말들은 각각의 단말 별 WiFi 다이렉트 링크 채널 상태 정보도 기지국에 전송할 수 있다.
WiFi ad-hoc 모드를 통한 다이렉트 통신이 가능한 단말들의 WiFi MAC 어드레스 정보는 단말들 모두가 전송하거나, 혹은 동일한 사용자에 속한 단말들일 경우에는 특정 헤더(혹은 대표) 단말이 기지국에 전송할 수 있다. 기지국은 WiFi ad-hoc 모드를 통해 다이렉트 통신이 가능한 단말들의 WiFi MAC 어드레스 정보에 기초하여 해당 WiFi ad-hoc 연결이 가능한 단말들을 그룹핑할 수 있다. 또한 기지국은 그룹핑된 단말들에 대해 그룹-특정 협력 통신 STID를 할당하여 해당 단말들에게 전송할 수 있다. 다만, 특정 소스 단말이 협력 통신을 요청할 경우, 소스 단말이 직접 협력 단말을 지정하여 기지국에 요청할 수 있다.
협력 통신을 위한 단말 간의 페어링은 상기의 그룹 내에서 이루어질 수도 있고, 그룹 간(inter-group)간에 이루어질 수 있다. 기지국은 협력 통신을 위해 페어링된 단말들 만을 위한 새로운 페어링 STID를 설정하고 페어링된 단말들에게 할당할 수 있다. 이는 앞서 설명한 셀-특정 또는 그룹-특정 협력 통신 STID와 다른 형태로 실제 협력 통신을 위해 페어링된 단말들 간에 공유하는 임시적인(temporary) 특성의 STID이다.
협력 통신을 위해 페어링된 단말은 복수의 단말일 수 있으며, 또한 페어링된 단말 간 협력 통신 수행할 시에, 소스 단말과 협력 단말이 고정된 형태인 것은 아니며, 실제로 기지국과의 데이터 전송이 이루어지는 단말이 해당 페어링된 단말 중 어떤 단말이냐에 따라 소스 단말과 협력 단말은 동적으로 바뀔 수 있다. 예를 들어, 단말 A와 단말 B가 협력 통신을 위해 페어링된 단말이라고 하자. 협력 통신을 위해 페어링된 경우 단말 A와 기지국 간에 데이터 송수신이 이루어지는 경우에는 단말 A가 소스 단말로, 단말 B가 협력 단말로 동작하도록 하고, 반대로 단말 B와 기지국 간에 데이터 송수신이 이루어지는 경우에는 단말 B가 소스단말로, 단말 A가 협력 단말로 동작하도록 할 수 있다. 이와 같이 동적(dynami) 협력 통신을 수행하는 단말들을 위해 기지국은 페어링된 단말을 위한 제어 채널(예를 들어, 할당 A-MAP IE(Assignment AMAP-IE))를 통해 해당 단말의 작동 모드(즉 해당 단말이 소스 단말인지 협력 단말인지 여부)를 지시해 주는 정보 영역을 전송해줄 수 있다.
무선통신 시스템의 일 예인 IEEE 802.16m 시스템은 한 단말에게 멀티 연결(multiple connection)을 지원한다. 따라서, 단말은 다수의 연결(connection)들을 식별할 필요가 있다. 플로우 식별자(flow ID)는 단말 내의 연결(connection)을 식별하기 위한 식별자이다. 기지국은 AAI(Advanced Air Interface) 상의 특정 플로우 식별자(flow ID)를 협력 통신용 플로우 ID를 구성할 수 있다. 이렇게 구성한 협력 통신용 플로우 ID를 기지국은 시스템 정보를 통해 단말들에게 전송해 주거나 단말의 네트워크 진입 과정에서 협력 통신이 가능한 단말들에게만 협력 통신용 플로우 ID(client cooperation dedicated flow ID)를 전송해 줄 수 있다. 이 경우, 협력 통신을 수행하는 소스 단말 및 협력 단말은 협력 통신용 플로우 ID를 이용하여 협력 통신을 위한 연결(connection)을 디코딩할 수 있다.
이상에서 설명된 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들이 소정 형태로 결합된 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려되어야 한다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성하는 것도 가능하다. 본 발명의 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다. 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함시킬 수 있음은 자명하다.
본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
산업상 이용가능성
단말 간 협력통신을 수행하는 장치 및 그 방법과 단말 간 협력통신을 지원하기 위한 장치 및 그 방법은 IEEE 802.16, 3GPP LTE, LTE-A 시스템 등 다양한 통신 시스템에서 산업상으로 적용될 수 있다.
Claims (20)
- 무선통신 시스템에서 단말 간 협력통신을 수행하기 위한 방법에 있어서,
제 1 단말이 자신과 링크된 하나 이상의 제 2 단말의 식별자 정보 및 상기 제 2 단말과의 협력통신을 수행하는 모드에 관한 정보 중 적어도 하나를 포함하여 상기 협력통신 요청하는 제 1 메시지를 기지국에 전송하는 단계; 및
상기 기지국으로부터 상기 제 2 단말 중 협력 통신을 수행할 하나 이상의 제 3 단말의 식별자 정보를 포함하는 제 2 메시지를 수신하는 단계를 포함하되,
상기 제 1 및 제 2 단말간에 링크된 네트워크는 상기 제 1 단말과 상기 기지국이 링크된 네트워크와 이종인, 단말 간 협력통신 수행 방법. - 제 1항에 있어서,
상기 제 2 단말은 상기 제 1 단말이 자신과 다이렉트 링크에 검색을 수행하여 발견한 인접 단말인, 단말 간 협력통신 수행 방법. - 제 1항에 있어서,
상기 제 2 단말의 식별자 정보는 WiFi MAC 어드레스 또는 IP 어드레스 타입인, 단말 간 협력통신 수행 방법. - 무선통신 시스템에서 단말 간 협력통신을 수행하기 위한 방법에 있어서,
제 1 단말이 자신의 식별자 정보, 자신이 속한 협력통신을 수행하는 모드에 관한 정보 및 자신이 속한 셀 내에서 협력통신이 가능한 하나 이상의 후보 단말이 상기 제 1 단말과 다이렉트 링크 연결을 가능하게 하는 정보 중 적어도 하나를 포함하는 제 1 메시지를 기지국에 전송하는 단계; 및
상기 기지국으로부터 상기 후보 협력 단말 중 협력 통신을 수행할 하나 이상의 제 2 단말의 식별자 정보를 포함하는 제 2 메시지를 수신하는 단계를 포함하되,
상기 제 1 단말 및 상기 후보 단말간에 링크된 네트워크는 상기 제 1 단말과 상기 기지국이 링크된 네트워크와 이종인, 단말 간 협력통신 수행 방법. - 무선통신 시스템에서 단말 간 협력통신을 지원하는 위한 방법에 있어서,
제 1 단말과 링크된 하나 이상의 제 2 단말의 식별자 정보 및 상기 제 1 단말이 상기 제 2 단말과의 협력통신을 수행하는 모드에 관한 정보 중 적어도 하나를 포함하여 상기 협력통신 요청하는 제 1 메시지를 상기 제 1 단말로부터 수신하는 단계; 및
상기 하나 이상의 제 2 단말의 식별자 정보 및 상기 협력통신을 수행하는 모드에 관한 정보 중 적어도 하나에 기초하여 상기 제 1 단말과 협력통신을 수행할 협력 단말을 그룹핑하는 단계를 포함하되,
상기 제 1 및 제 2 단말간에 링크된 네트워크는 상기 제 1 단말과 상기 기지국이 링크된 네트워크와 이종인, 단말 간 협력통신 지원 방법. - 제 5항에 있어서,
상기 그룹핑된 협력 단말의 식별자 정보를 상기 제 1 단말로 전송하는 단계를 더 포함하는, 단말 간 협력통신 지원 방법. - 제 5항에 있어서,
상기 제 1 단말의 식별자 정보와 상기 협력통신을 수행하는 모드에 관한 정보 중 적어도 하나를 포함하여 상기 그룹핑된 협력 단말에게 상기 협력통신 수행 여부를 요청하는 메시지를 전송하는 단계를 더 포함하는, 단말 간 협력통신 지원 방법. - 제 7항에 있어서,
상기 그룹핑된 협력 단말로부터 상기 요청한 협력통신 수행 여부에 대한 응답 메시지를 수신하는 단계를 더 포함하는, 단말 간 협력통신 지원 방법. - 제 8항에 있어서,
상기 요청한 협력통신 수행 여부에 대해 긍정 응답 메시지를 보내온 협력 단말에 대한 식별자 정보를 상기 제 1 단말에게 전송하는 단계를 더 포함하는, 단말 간 협력통신 지원 방법. - 무선통신 시스템에서 단말 간 협력통신을 지원하는 위한 방법에 있어서,
제 1 단말과 링크된 하나 이상의 제 2 단말의 식별자 정보 및 상기 제 1 단말이 상기 제 2 단말과의 협력통신을 수행하는 모드에 관한 정보 중 적어도 하나를 포함하여 상기 협력통신 요청하는 제 1 메시지를 상기 제 1 단말로부터 수신하는 단계; 및
상기 하나 이상의 제 2 단말의 식별자 정보 및 상기 협력통신을 수행하는 모드에 관한 정보 중 적어도 하나에 기초하여 상기 제 1 단말과 협력통신을 수행할 협력 단말을 그룹핑하는 단계를 포함하되,
상기 제 1 및 제 2 단말간에 링크된 네트워크는 상기 제 1 단말과 상기 기지국이 링크된 네트워크와 이종인, 단말 간 협력통신 지원 방법. - 무선통신 시스템에서 단말 간 협력통신을 지원하기 위한 방법에 있어서,
제 1 단말의 식별자 정보, 상기 제 1 단말이 속한 셀 내에서 협력통신이 가능한 하나 이상의 후보 단말이 상기 제 1 단말과 다이렉트 링크 연결을 가능하게 하는 정보 및 상기 제 1 단말이 협력통신을 수행하는 모드에 관한 정보 중 적어도 하나를 포함하는 제 1 메시지를 상기 제 1 단말로부터 수신하는 단계;
상기 제 1 단말의 식별자 정보 및 상기 제 1 단말이 협력통신을 수행하는 모드에 관한 정보 중 적어도 하나를 포함하는 상기 제 1 단말과의 다이렉트 링크의 연결 요청 메시지를 상기 하나 이상의 후보 단말에게 전송하는 단계를 포함하되,
상기 제 1 단말 및 상기 후보 단말간에 링크된 네트워크는 상기 제 1 단말과 상기 기지국이 링크된 네트워크와 이종인, 단말 간 협력통신 지원 방법. - 제 11항에 있어서,
상기 하나 이상의 후보 단말들로부터 상기 요청한 협력통신 수행이 가능한지 여부를 지시하는 정보를 수신하는 단계를 더 포함하는, 단말 간 협력통신 지원 방법. - 제 12항에 있어서,
상기 협력통신 수행이 가능한지 여부를 지시하는 정보에 기초하여 상기 제 1 단말과 협력통신을 수행할 하나 이상의 협력 단말을 결정하는 단계를 더 포함하는, 단말 간 협력통신 지원 방법. - 제 13항에 있어서,
상기 협력통신을 수행하기로 결정된 협력 단말의 식별자 정보를 상기 제 1 단말로 전송하는 단계를 더 포함하는, 단말 간 협력통신 지원 방법. - 제 13항에 있어서,
상기 협력통신을 수행하기로 결정된 협력 단말에게 협력통신 수행함을 확인해 주는 메시지를 전송하는 단계를 더 포함하는, 단말 간 협력통신 지원 방법. - 무선통신 시스템에서 단말 간 협력통신을 수행하기 위한 제 1 단말에 있어서,
제 1 단말이 자신과 링크된 하나 이상의 제 2 단말의 식별자 정보 및 상기 제 2 단말과의 협력통신을 수행하는 모드에 관한 정보 중 적어도 하나를 포함하여 상기 협력통신 요청하는 제 1 메시지를 기지국에 전송하는 송신기; 및
상기 기지국으로부터 상기 제 2 단말 중 협력 통신을 수행할 하나 이상의 제 3 단말의 식별자 정보를 포함하는 제 2 메시지를 수신하는 수신기를 포함하되,
상기 제 1 및 제 2 단말간에 링크된 네트워크는 상기 제 1 단말과 상기 기지국이 링크된 네트워크와 이종인, 제 1 단말. - 무선통신 시스템에서 단말 간 협력통신을 수행하기 위한 제 1 단말에 있어서,
제 1 단말이 자신의 식별자 정보, 자신이 속한 협력통신을 수행하는 모드에 관한 정보 및 자신이 속한 셀 내에서 협력통신이 가능한 하나 이상의 후보 단말이 상기 제 1 단말과 다이렉트 링크 연결을 가능하게 하는 정보 중 적어도 하나를 포함하는 제 1 메시지를 기지국에 전송하는 송신기; 및
상기 기지국으로부터 상기 후보 협력 단말 중 협력 통신을 수행할 하나 이상의 제 2 단말의 식별자 정보를 포함하는 제 2 메시지를 수신하는 수신기를 포함하되,
상기 제 1 단말 및 상기 후보 단말간에 링크된 네트워크는 상기 제 1 단말과 상기 기지국이 링크된 네트워크와 이종인, 제 1 단말. - 무선통신 시스템에서 단말 간 협력통신을 지원하는 위한 기지국에 있어서,
제 1 단말과 링크된 하나 이상의 제 2 단말의 식별자 정보 및 상기 제 1 단말이 상기 제 2 단말과의 협력통신을 수행하는 모드에 관한 정보 중 적어도 하나를 포함하여 상기 협력통신 요청하는 제 1 메시지를 상기 제 1 단말로부터 수신하는 수신기; 및
상기 하나 이상의 제 2 단말의 식별자 정보 및 상기 협력통신을 수행하는 모드에 관한 정보 중 적어도 하나에 기초하여 상기 제 1 단말과 협력통신을 수행할 협력 단말을 그룹핑하는 프로세서를 포함하되,
상기 제 1 및 제 2 단말간에 링크된 네트워크는 상기 제 1 단말과 상기 기지국이 링크된 네트워크와 이종인, 기지국. - 무선통신 시스템에서 단말 간 협력통신을 지원하기 위한 기지국에 있어서,
제 1 단말과 링크된 하나 이상의 제 2 단말의 식별자 정보 및 상기 제 1 단말이 상기 제 2 단말과의 협력통신을 수행하는 모드에 관한 정보 중 적어도 하나를 포함하여 상기 협력통신 요청하는 제 1 메시지를 상기 제 1 단말로부터 수신하는 수신기; 및
상기 하나 이상의 제 2 단말의 식별자 정보 및 상기 협력통신을 수행하는 모드에 관한 정보 중 적어도 하나에 기초하여 상기 제 1 단말과 협력통신을 수행할 협력 단말을 그룹핑하는 프로세서를 포함하되,
상기 제 1 및 제 2 단말간에 링크된 네트워크는 상기 제 1 단말과 상기 기지국이 링크된 네트워크와 이종인, 기지국. - 무선통신 시스템에서 단말 간 협력통신을 지원하기 위한 기지국에 있어서,
제 1 단말의 식별자 정보, 상기 제 1 단말이 속한 셀 내에서 협력통신이 가능한 하나 이상의 후보 단말이 상기 제 1 단말과 다이렉트 링크 연결을 가능하게 하는 정보 및 상기 제 1 단말이 협력통신을 수행하는 모드에 관한 정보 중 적어도 하나를 포함하는 제 1 메시지를 상기 제 1 단말로부터 수신하는 수신기;
상기 제 1 단말의 식별자 정보 및 상기 제 1 단말이 협력통신을 수행하는 모드에 관한 정보 중 적어도 하나를 포함하는 상기 제 1 단말과의 다이렉트 링크의 연결 요청 메시지를 상기 하나 이상의 후보 단말에게 전송하는 송신기를 포함하되,
상기 제 1 단말 및 상기 후보 단말간에 링크된 네트워크는 상기 제 1 단말과 상기 기지국이 링크된 네트워크와 이종인, 기지국.
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