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KR20100035088A - 협력 통신 방법 및 그 기지국 - Google Patents

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KR20100035088A
KR20100035088A KR1020090055829A KR20090055829A KR20100035088A KR 20100035088 A KR20100035088 A KR 20100035088A KR 1020090055829 A KR1020090055829 A KR 1020090055829A KR 20090055829 A KR20090055829 A KR 20090055829A KR 20100035088 A KR20100035088 A KR 20100035088A
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KR
South Korea
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relay
base station
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mobile communication
communication terminal
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KR1020090055829A
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Inventor
이경석
안재영
김영진
Original Assignee
한국전자통신연구원
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Publication date
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Priority to PCT/KR2009/005396 priority patent/WO2010036008A2/en
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Abstract

본 발명은 협력 통신 방법 및 그 기지국에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 북수의 셀을 이용하여 이동통신 단말기에 협력 통신을 수행하는 협력 통신 방법 및 그 기지국에 관한 것이다.
본 발명에 따른 협력 통신을 수행하는 방법은 복수의 셀을 이용하여 이동통신 단말기에 대한 협력 통신을 수행하는 방법에 있어서, 무선 신호에 대한 채널 상태 정보를 기 설정된 기준값과 비교하는 단계, 비교된 결과에 따라 이동통신 단말기에 대한 상기 협력 통신의 수행 여부를 결정하는 단계 및 협력 통신을 위한 제어 메시지를 협력 통신을 수행하는 협력 셀로 전송하는 단계를 포함한다.
이동통신, 셀, 기지국, 릴레이, 협력 통신

Description

협력 통신 방법 및 그 기지국{Cooperated communication Method and Base Station thereof}
본 발명은 협력 통신 방법 및 그 기지국에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 북수의 셀을 이용하여 이동통신 단말기에 협력 통신을 수행하는 협력 통신 방법 및 그 기지국에 관한 것이다.
본 발명은 지식경제부의 IT성장동력기술개발의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다. [과제관리번호: 2006-S-003-03, 과제명: 차세대 이동통신 서비스 플랫폼 개발]
이동통신 표준화 기구인 3GPP(3rd Generation Partnership Project)에서는 차세대 이동통신 시스템 규격 개발을 위하여 LTE(Long Term Evolution) 표준화 활동을 진행하고 있다. 또한, ITU-R에서 제안한 IMT-Advanced 요구 사항을 충족하기 위하여 LTE 규격을 보완한 LTE Advanced 규격 개발을 진행하고 있다.
차세대 이동통신 시스템에서 하향 링크(Down Link)는 직교주파수 분할다중접속(OFDM: Orthogonal Frequency Division Multiple) 방식을 사용하고, 상향 링크(Up Link)는 OFDM 또는 단일반송파 주파수분할 다중접속(SC-FDMA: Single Carrier Frequency Division Multiple Access) 방식을 사용한다.
통상 이동통신 시스템은 셀을 구성하는 기지국과 사용자가 이용하는 이동통신 단말기를 포함하며, 복수 개의 이동통신 단말기가 무선 채널을 통하여 기지국과 데이터를 송수신한다. 또한, 기지국의 통신 반경(coverage)을 넓히고 통신 용량(capacity)을 증대하기 위하여, 무선으로 기지국과 릴레이(relay)를 연결하고 릴레이(relay)가 이동통신 단말기와 기지국의 통신을 무선 중계하는 방식을 도입하고 있다. 릴레이는 이동통신 단말기로 송신할 데이터를 기지국으로부터 무선을 통하여 수신한 후 이동통신 단말기로 중계하며, 이동통신 단말기로부터 수신한 데이터를 기지국으로 송신한다.
도 1은 릴레이를 사용하는 일반적인 패킷 기반 이동통신 시스템의 구성을 간략하게 나타낸 도면이다. 도 1에는 복수의 기지국(eNB: 101)과 복수의 릴레이(Relay: 102)를 도시하였다.
일반적으로 기지국(eNB: evolved Node B)과 이동통신 단말기(UE: User Equipment)는 무선 채널을 통하여 데이터 및 제어 정보를 송수신한다. 이동통신 단말기는 기지국의 통신 반경 내에 위치하였을 때 통신이 가능하며, 통신 반경을 확장하기 위하여 릴레이(relay)를 사용한다.
릴레이(102)는 기지국(101)과 무선으로 연결되어 무선 채널을 통하여 수신된 데이터를 이동통신 단말기로 전달하고, 단말기의 무선 신호를 수신하여 기지국(101)으로 전달하는 기능을 담당하는 노드이다. 이에 따라, 릴레이(102)의 통신 반경 내에 위치한 이동통신 단말기는 릴레이(102)와 무선 통신을 수행하며, 릴레이(102)는 이것을 기지국(101)으로 무선 중계한다. 또한, 릴레이(102)와 릴레이(102)는 유선 또는 무선으로 연결되어 통신한다.
본 발명의 설명을 위하여 차세대 이동통신 시스템에서 사용하는 데이터의 송신과 관련된 무선 채널을 간략하게 기술한다.
물리 하향링크 제어채널(PDCCH: Physical Downlink Control Channel)은 데이터 수신 및 복조에 필요한 제어 정보(control signaling)를 이동통신 단말기로 송신하기 위한 물리 채널이다. 물리 하향링크 제어채널은 물리 하향링크 공유 채널(PDSCH: Physical Downlink Shared Channel)의 수신에 필요한 제어 정보와, 물리 상향링크 공유 채널(PUSCH: Physical Uplink Shared Channel)의 송신에 대한 제어 정보를 표시한다. 물리 하향링크 공유채널(PDSCH)은 하향링크 데이터를 전송하기 위한 물리 채널이며, 하향링크 데이터 채널로 지칭한다.
물리 상향링크 제어채널(PUCCH: Physical Uplink Control Channel)은 이동통신 단말기에서 기지국으로 제어 정보를 송신하기 위한 물리 채널이다. 물리 상향링크 공유채널(PUSCH)은 상향링크 데이터를 전송하기 위한 물리 채널이며, 상향링크 데이터 채널로 지칭한다.
이동통신 시스템에서 무선 신호의 세기가 약한 셀 경계에 위치한 이동통신 단말기의 경우, 통신 성능이 저하되는 문제점이 있다. 특히, 무선 신호의 세기가 약한 셀 경계에 위치한 이동통신 단말기와의 통신을 위하여 릴레이를 사용하는 경우, 기지국과 릴레이의 경계에 위치한 이동통신 단말기는 셀 중심에 위치한 이동통신 단말기에 비하여 송수신 성능이 낮아지는 문제점이 있으며, 이에 따라 셀 경계에 위치한 이동통신 단말기의 성능 향상 방법이 필요하다. 여기서, 릴레이는 셀 구성의 관점에서 기지국의 역할을 수행하여 통신 반경 및 용량을 확장할 수 있다. 또한, 차세대 이동통신 시스템은 셀 경계에서 통신 성능의 저하가 심한 OFDM 통신 방식과 높은 주파수 영역을 사용하기 때문에 셀 경계에서 성능이 급격하게 저하되는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 이동통신 시스템에서 무선 자원의 사용 효율을 향상시키고 통신 반경을 향상시키기 위한 협력 통신 방법 및 협력 통신을 수행하는 기지국을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
전술한 과제를 해결하기 위한 본 출원에서 개시하는 일 실시예는 복수의 셀을 이용하여 이동통신 단말기에 대한 협력 통신을 수행하는 방법에 있어서, 무선 신호에 대한 채널 상태 정보를 기 설정된 기준값과 비교하는 단계, 비교된 결과에 따라 이동통신 단말기에 대한 상기 협력 통신의 수행 여부를 결정하는 단계 및 협력 통신을 위한 제어 메시지를 협력 통신을 수행하는 협력 셀로 전송하는 단계를 포함한다.
본 출원에서 개시하는 다른 실시예는 복수의 셀을 이용하여 이동통신 단말기에 대한 협력 통신을 수행하는 기지국에 있어서, 무선 신호에 대한 채널 상태 정보를 기 설정된 기준값과 비교하고, 비교된 결과에 따라 이동통신 단말기에 대한 상기 협력 통신의 수행 여부를 결정하는 제어부 및 협력 통신을 위한 제어 메시지를 협력 통신을 수행하는 협력 셀로 전송하는 전송부를 포함한다.
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명하기로 한다.
본 발명에 의하면, 셀 경계에 위치한 이동통신 단말기의 통신 성능을 향상시킬 수 있다.
이하의 내용은 단지 본 발명의 원리를 예시한다. 그러므로 당업자는 비록 본 명세서에 명확히 설명되거나 도시되지 않았지만 본 발명의 원리를 구현하고 본 발명의 개념과 범위에 포함된 다양한 장치를 발명할 수 있는 것이다. 또한, 본 명세서에 열거된 모든 조건부 용어 및 실시예들은 원칙적으로, 본 발명의 개념이 이해되도록 하기 위한 목적으로만 명백히 의도되고, 이와같이 특별히 열거된 실시예들 및 상태들에 제한적이지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 본 발명의 원리, 관점 및 실시예들 뿐만 아니라 특정 실시예를 열거하는 모든 상세한 설명은 이러한 사항의 구조적 및 기능적 균등물을 포함하도록 의도되는 것으로 이해되어야 한다. 또한 이러한 균등물들은 현재 공지된 균등물뿐만 아니라 장래에 개발될 균등물 즉 구조와 무관하게 동일한 기능을 수행하도록 발명된 모든 소자를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
따라서, 예를 들어, 본 명세서의 블럭도는 본 발명의 원리를 구체화하는 예시적인 회로의 개념적인 관점을 나타내는 것으로 이해되어야 한다. 이와 유사하게, 모든 흐름도, 상태 변환도, 의사 코드 등은 컴퓨터가 판독 가능한 매체에 실질적으로 나타낼 수 있고 컴퓨터 또는 프로세서가 명백히 도시되었는지 여부를 불문하고 컴퓨터 또는 프로세서에 의해 수행되는 다양한 프로세스를 나타내는 것으로 이해되어야 한다.
프로세서 또는 이와 유사한 개념으로 표시된 기능 블럭을 포함하는 도면에 도시된 다양한 소자의 기능은 전용 하드웨어뿐만 아니라 적절한 소프트웨어와 관련하여 소프트웨어를 실행할 능력을 가진 하드웨어의 사용으로 제공될 수 있다. 프로세서에 의해 제공될 때, 상기 기능은 단일 전용 프로세서, 단일 공유 프로세서 또 는 복수의 개별적 프로세서에 의해 제공될 수 있고, 이들 중 일부는 공유될 수 있다.
또한 프로세서, 제어 또는 이와 유사한 개념으로 제시되는 용어의 명확한 사용은 소프트웨어를 실행할 능력을 가진 하드웨어를 배타적으로 인용하여 해석되어서는 아니되고, 제한 없이 디지털 신호 프로세서(DSP) 하드웨어, 소프트웨어를 저장하기 위한 롬(ROM), 램(RAM) 및 비 휘발성 메모리를 암시적으로 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 주지관용의 다른 하드웨어도 포함될 수 있다.
본 명세서의 청구범위에서, 상세한 설명에 기재된 기능을 수행하기 위한 수단으로 표현된 구성요소는 예를 들어 상기 기능을 수행하는 회로 소자의 조합 또는 펌웨어/마이크로 코드 등을 포함하는 모든 형식의 소프트웨어를 포함하는 기능을 수행하는 모든 방법을 포함하는 것으로 의도되었으며, 상기 기능을 수행하도록 상기 소프트웨어를 실행하기 위한 적절한 회로와 결합된다. 이러한 청구범위에 의해 정의되는 본 발명은 다양하게 열거된 수단에 의해 제공되는 기능들이 결합되고 청구항이 요구하는 방식과 결합되기 때문에 상기 기능을 제공할 수 있는 어떠한 수단도 본 명세서로부터 파악되는 것과 균등한 것으로 이해되어야 한다.
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또 한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 출원에서 개시하는 협력 통신 방법의 일 실시예를 설명하기 위한 도면이다. 본 출원은 복수의 셀을 이용하여 이동통신 단말기에 대한 협력 통신을 수행하는 것에 관한 것으로서, 무선 신호에 대한 채널 상태 정보를 기 설정된 기준값과 비교하고(201), 비교된 결과에 따라 이동통신 단말기에 대한 협력 통신의 수행 여부를 결정한다(203). 셀 반경 내부에 위치하여 무선 신호에 대한 채널 상태가 좋은 이동통신 단말기의 경우에는 협력 통신을 수행하지 않을 수 있으며, 셀 경계에 위치하여 무선 신호에 대한 채널 상태가 좋지 않은 경우에는 협력 통신을 수행한다.
셀은 기지국 또는 릴레이를 포함하는 것으로서, 소정의 영역에 대해 이동통신 단말기에게 데이터의 송신 및 수신을 수행하는 것을 의미한다. 한편, 여기서, 릴레이는 기지국과 동일한 이동통신 셀의 기능을 수행하는 것으로서, 기지국과 이동통신 단말기 사이에 송신 및 수신하는 데이터를 중계할 수 있다.
협력 통신은 복수 개의 셀을 이용하여 이동통신 단말기와 데이터의 송신 및 수신을 수행하는 것을 의미한다. 협력 통신은 이동통신 단말기가 복수 개의 셀 경계에 위치한 경우에 수행될 수 있다. 예를 들어, 이동통신 단말기가 제1 셀과 제2 셀이 공통영역에 위치한 경우, 협력 통신을 수행할 수 있다. 협력 통신은 동일한 데이터에 대해 수행될 수 있으나, 여기에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 복수 개의 셀이 각각 서로 다른 데이터를 이동통신 단말기로 전송하고, 이동통신 단말기가 복수 개의 셀에서 송신한 서로 다른 데이터를 취합 및 조합할 수도 있다.
협력 통신을 수행하는 복수 개의 셀은 기지국과 기지국의 관계를 갖을 수도 있고, 기지국과 릴레이의 관계를 갖을 수도 있으며, 릴레이와 릴레이의 관계를 갖을 수도 있다. 이동통신 단말기의 제어는 무선 신호에 대한 채널 상태가 가장 좋은 기지국 또는 릴레이가 담당할 수 있다.
기지국과 릴레이의 관계에 대해 예를 들어 설명하면, 하향 링크의 경우, 네트워크에서 기지국으로 입력되는 데이터를 이동통신 단말기로 송신하기 위한 무선 자원 및 기지국에서 릴레이로 송신하기 위한 무선 자원은 기지국에서 선택하여 송신하고, 릴레이에서 이동통신 단말기로 송신하기 위한 무선 자원은 기지국의 주관하에 릴레이에서 선택하여 이동통신 단말기로 송신할 수 있다. 기지국은 데이터를 직접 이동통신 단말기로 송신하거나, 릴레이를 경유하여 송신할 수 있으며, 경로의 결정은 기지국에서 담당한다. 한편, 상향링크의 경우, 이동통신 단말기가 상향 링크 데이터를 기지국으로 송신하기 위한 무선 자원 및 릴레이가 기지국으로 송신하기 위한 무선 자원은 기지국에서 선택하여 이동통신 단말기 및 릴레이로 전달하고, 이동통신 단말기 및 릴레이는 이 정보에 따라 상향링크 데이터를 기지국으로 송신한다. 이동통신 단말기가 릴레이로 송신하기 위한 상향 링크 무선 자원은 릴레이에서 선택하여 이동통신 단말기로 전송한다. 이동통신 단말기에서 송신한 데이터는 기지국이 직접 수신하거나, 릴레이를 통하여 기지국으로 중계할 수 있다.
협력 통신의 수행 여부는 무선 신호에 대한 채널 상태를 측정하고, 측정된 값을 기 설정된 기준값과 비교함으로써 결정된다. 여기서, 무선 신호에 대한 채널 상태 정보는 무선 신호의 송신 및 수신에 대한 상태를 판단할 수 있는 정보를 포함하는 것으로서, 셀과 이동통신 단말기 사이에서의 송신 및 수신 신호에 대한 신호 강도를 측정한 정보를 포함할 수 있다. 신호 강도를 측정한 정보는 거리 또는 페이딩(fading) 등에 따른 무선 신호의 송신 및 수신에 대한 상태를 판단할 수 있는 정보에 해당한다.
한편, 여기서 신호 강도는 기지국 또는 릴레이에서 송신한 신호를 이동통신 단말기가 수신하여 측정한 신호 강도일 수 있고, 또한, 이동통신 단말기가 송신한 신호를 수신한 기지국 또는 릴레이에서 수신하여 측정한 신호 강도일 수 있다. 전자의 경우는 하향 링크에 해당하고, 후자의 경우는 상향 링크에 해당할 수 있다. 하향 링크의 경우를 예로 들어 설명하면, 이동통신 단말기에서 수신된 신호에 대한 측정결과, 이동통신 단말기가 등록 셀(serving cell)의 송신 신호가 기 설정된 값인 기준값(threshold)보다 낮고, 협력 셀(cooperating cell)의 신호가 기준값보다 높으면 기지국은 이동통신 단말기의 협력 통신을 개시한다.
한편, 협력 통신의 개시 여부를 판단함에 있어서, 핸드오버 동작을 고려하는 것이 바람직하다. 따라서, 측정된 신호 강도 값을 핸드오버 기준값과 비교함으로써, 핸드오버 동작과 협력 통신 동작이 서로 충돌하는 것을 방지할 수 있다. 예를 들면, 협력 통신 설정에서 사용하는 등록된 셀에 대한 신호 세기 기준값이 핸드오버를 동작을 결정하기 위하여 사용하는 신호 세기 기준값보다 크므로, 이동통신 단말기가 등록된 셀의 송신 신호가 핸드오버 임계값보다 높은 경우에 협력 통신을 개시한다.
또한, 협력 통신을 결정하는 기준으로서, 통신 서비스의 QoS(Quality of Service) 정보, 통신 서비스의 시간지연 기준값 정보 또는 협력 통신을 수행하는 셀의 신호에 대한 이동통신 단말기의 수신 시간 값의 차이 정보를 이용할 수 있다. 이하 상세히 설명한다.
협력 통신을 결정하는 기준으로서, 통신 서비스의 QoS (Quality of Service) 정보를 사용할 수 있다. 협력 통신에서 수행하는 서비스(QoS)가 양호한 채널 상태를 필요할 경우에는 신호 세기에 관련된 협력 통신 기준 값을 높게 설정하여 협력 통신을 결정한다.
또한, 협력 통신을 결정하는 기준으로서, 서비스가 요구하는 시간 지연 기준값 정보를 사용할 수 있다. 실시간 서비스가 필요하여 시간 지연이 작아야 하는 경우에는 서비스가 요구하는 시간 지연 기준값을 협력 통신 결정에 사용한다. 예를 들어, 협력 통신에 필요한 데이터 중계 시간으로 인하여 실시간 서비스의 품질에 영향이 큰 경우에는 협력 통신하지 않는다.
또한, 협력 통신을 결정하는 기준으로서, 협력 통신을 수행하는 셀의 신호에 대한 이동통신 단말기의 수신 시간 값의 차이 정보를 사용할 수 있다. 즉, 협력 통신을 결정할 기준 값으로 시간 정보를 사용할 수 있다. 단말기는 협력 통신 예정인 복수 개의 셀에서 송신한 하향링크 무선 신호를 수신하여 각 신호의 도착 시간 값을 측정하여 기지국으로 보고하고, 기지국은 수신 시간 값의 차이가 시간 기준값 이내이면 협력 통신을 설정하고, 시간 기준값보다 크면 협력 통신하지 않는다. 이 기능은 OFDM 방식의 통신에서 두 신호의 시간 차이가 CP (Cyclic Prefix) 이내일 경우에는 협력 통신의 성능이 향상되지만, 시간 차이가 클 경우에는 성능이 저하되는 효과를 방지하기 위하여 사용될 수 있다.
기지국이 협력 통신을 결정하면, 기지국은 협력 통신 설정에 필요한 제어 메시지를 협력할 셀 또는 단말기로 송신하여(205) 협력 통신이 시작되도록 설정하며, 신호의 세기가 협력 통신 범위(cooperation zone)일 때 협력할 셀은 협력 통신 기능을 수행한다. 협력 통신 기능(cooperation functionality)은 기지국에서 송신한 제어 채널 및 데이터 채널의 수신 및 송신 또는 중계, 단말기가 송신한 제어 채널 및 데이터 채널 수신 및 송신 또는 중계 기능이 포함된다. 그리고, 협력 통신 설정 메시지에는 무선 채널의 수신 및 송신에 관련된 상기 이동통신 단말기의 식별자 정보, 데이터 라우팅 정보, 스케줄링 정보, HARQ 정보, 전력정보, 참조심볼(reference signal) 정보, 스크램블링(scrambling) 정보, 호핑(hopping) 정보, 안테나 정보, 변조 정보, 무선자원 위치정보, 송신 시간 정보 또는 채널 코딩 정보 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다. 이동통신 단말기가 이동하거나 신호 의 세기가 변경되어 핸드오버 조건이 되면 이동통신 단말기를 해당 셀로 핸드오버하고 협력 통신을 중지한다.
협력 통신을 수행하는 협력 셀은 릴레이일 수 있고, 여기서, 릴레이는 복수 개일 수 있다. 또한, 여기서 릴레이는 협력 통신을 수행하는 기지국에 종속된 것일 수 있다.
한편, 릴레이가 복수 개인 경우, 복수 개의 릴레이는 서로 다른 기지국에 종속된 것일 수 있다. 예를 들어, 제1 릴레이와 제2 릴레이가 협력 통신을 수행하는 경우, 제1 릴레이는 제1 기지국에 종속되고, 제2 릴레이는 제2 기지국에 종속될 수 있다.
릴레이의 데이터 중계 방법은 AF(Amplify and Forward) 방식이나 DF(Decode and Forward) 방식을 사용할 수 있으며, LTE 및 LTE-Advanced 시스템에서 사용하는 MAC/RLC/PDCP 프로토콜의 제어 절차를 사용할 수 있다. 이와 같은 동작을 위하여, 기지국에서 스케줄링 주기에 결정한 스케줄링 정보는 릴레이에 대한 제어 정보로 구성되어 릴레이로 송신되며, 하향링크 송신시에는 기지국에 저장된 데이터와 함께 릴레이로 전달할 수 있다. 릴레이 제어 정보는 릴레이가 하향링크 채널로 데이터를 송신할 때 사용할 무선자원 위치 정보, 채널 코딩 정보, 송신 시간 정보, HARQ 제어 정보 등이 포함될 수 있으며, 상향링크 채널로 수신할 무선 자원 정보도 동일한 정보를 사용할 수 있다. 바람직하게는 기지국에서 릴레이로 송신할 제어 정보 및 데이터 정보는 하나의 데이터 채널로 구성하여 송신하며, 릴레이에 등록된 복수 개 의 단말기에 대한 데이터를 하나로 구성할 수 있다.
협력 통신을 수행함에 있어, 제어 채널은 하나의 셀에서만 송신하고, 데이터 채널에 대해서는 협력 통신을 수행하는 것이 바람직하다. 데이터 채널은 복수 개의 셀에서 이동통신 단말기로 송신하고, 제어 채널은 하나의 셀이 이동통신 단말기로 송신하도록 하기 위하여 협력 통신을 위한 제어 메시지에는 제어 채널의 생성을 지시하는 식별자(예를 들어, 1비트)를 포함할 수 있고, 이를 수신한 셀은 식별자에 따라 제어 채널을 PDCCH로 변환하여 이동통신 단말기로 전송한다. 또한, 셀이 복수 개의 컴포넌트 캐리어를 사용하는 구조일 때에는 협력 통신을 위한 제어 메시지에 복수 개의 PDCCH를 생성할 수 있는 변조 정보와 각 PDCCH를 컴포넌트 캐리어에 매핑할 수 있는 정보를 추가하여 송신할 수 있다.
협력 통신을 수행하는 셀들(기지국과 기지국, 기지국과 릴레이 또는 릴레이와 릴레이)은 서로 동기가 설정되는 것이 바람직하다. 동기 설정에 대한 자세한 설명은 후술하도록 한다.
도 3은 본 출원에서 개시하는 협력 통신을 수행하는 기지국을 설명하기 위한 도면이다. 전술한 협력 통신은 기지국의 주관하에 수행될 수 있다. 협력 통신을 수행하는 기지국(301)은 복수의 셀을 이용하여 이동통신 단말기에 대한 협력 통신을 수행하는 것으로서, 무선 신호에 대한 채널 상태 정보를 기 설정된 기준값과 비교 하고, 비교된 결과에 따라 이동통신 단말기에 대한 협력 통신의 수행 여부를 결정하는 제어부(303) 및 협력 통신을 위한 제어 메시지를 협력 통신을 수행하는 협력 셀로 전송하는 전송부(305)를 포함한다. 여기서, 채널 상태 정보는 무선 신호에 대해 측정된 신호 강도 정보를 포함할 수 있다.
한편, 제어부는 신호 강도 값을 핸드오버 기준값과 비교함으로써, 핸드오버와 협력 통신의 충돌을 방지할 수 있다.
또한, 제어부는 통신 서비스의 QoS 정보, 통신 서비스의 시간지연 기준값 정보 또는 협력 통신을 수행하는 셀의 신호에 대한 이동통신 단말기의 수신 시간 값의 차이 정보를 이용하여 협력 통신 여부를 결정할 수 있다.
협력 통신을 수행하는 셀은 릴레이일 수 있으며, 릴레이는 복수 개를 포함할 수 있다. 예를 들어, 릴레이는 제1 릴레이 및 제2 릴레이를 포함할 수 있다. 여기서, 제1 릴레이 및 제2 릴레이는 서로 다른 기지국에 종속되는 것일 수도 있다.
제어 메시지는 이동통신 단말기의 식별자 정보, 데이터 라우팅 정보, 스케줄링 정보, HARQ 정보, 전력정보, 참조심볼 정보, 스크램블링 정보, 호핑 정보, 안테나 정보, 변조 정보, 무선자원 위치정보, 송신 시간 정보 또는 채널 코딩 정보 중 어느 하나 이상을 포함함으로써, 협력 통신의 설정을 수행할 수 있다.
바람직하게는 협력 통신은 데이터 채널에 대해서만 수행되고, 제어채널에 대해서는 수행되지 않을 수 있다.
협력 통신을 수행하는 기지국은 협력 통신을 수행하는 셀과 동기를 설정하는 동기 설정부(307)를 더 포함할 수 있으며, 여기서 협력 통신을 수행하는 셀은 릴레 이일 수 있다.
협력 통신에 있어서 측정된 신호 강도 값은 이동통신 단말기에서 수신된 신호에 대해 측정된 신호 강도 값일 수 있다. 이 경우는 하향링크를 수행하는 경우에 해당할 수 있다. 여기서, 측정된 신호 강도 값은 수신된 신호를 발신하는 셀에 대한 식별정보를 포함할 수 있다.
협력 통신에 있어서, 측정된 신호 강도 값은 이동통신 단말기에서 발신된 신호에 대해 측정된 신호 강도 값일 수 있다. 이 경우, 전송부(305)는 이웃하는 셀에 이동통신 단말기에 대한 상향링크 수신 정보를 전송한다. 여기서, 측정된 신호 강도 값은 이동통신 단말기의 발신된 신호를 이웃하는 셀에서 측정한 신호 강도 값을 포함할 수 있다.
기타 협력 통신을 수행하는 기지국에 대한 설명 중 협력 통신 방법에서 설명한 것과 중복되는 부분은 생략하기로 한다.
이하에서는 본 출원의 다양한 실시예를 해당하는 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 4는 본 출원에서 개시하는 일 실시예로서 하향 링크에 대한 협력 통신의 설정을 설명하기 위한 도면이다. 도 4를 참조하면, 이동통신 시스템은 등록 셀(Serving Cell: 401), 협력 셀(Cooperating Cell:403) 및 이동통신 단말기(405)로 구성된다. 여기서는 설명의 편의를 위해 등록 셀은 기지국(401)으로, 협력 셀은 릴레이(403)로 예를 들어 설명한다.
이동통신 단말기(405)는 기지국(401) 및 릴레이(403)에서 송신되는 무선 신호를 수신하여 신호 강도를 측정한다(407). 일반적으로 무선 신호의 신호 강도는 셀과 이동통신 단말기의 위치에 따라 가변되며, 셀 경계에 위치할수록 이동통신 단말기의 수신 신호 강도는 낮아진다. 이동통신 단말기(405)는 측정된 신호 강도를 기지국(401)에 보고한다(409). 바람직하게는 측정된 신호 강도를 주기적으로 기지국(401)에 보고한다. 기지국(401)은 신호 세기를 비교하여 협력 통신 여부를 결정한다. 협력 통신이 필요한 경우, 기지국(401)은 릴레이(403)로 협력 통신을 위한 제어 메시지를 전송한다(411).
도 4에는 기지국(401)과 릴레이(403) 사이에서의 상대적인 이동통신 단말기(405)의 위치와 그에 따른 신호 강도를 나타내는 그래프가 함께 도시되어 있다. 그래프에 따르면, A는 기지국(401)에서의 협력 통신을 위한 기준값(Serving Cell Threshold)이고, B는 릴레이(403)에서의 협력 통신을 위한 기준값(Cooperating Cell Threshold)이다. 이동통신 단말기(405)에서 측정한 기지국(401)과 릴레이(403)의 신호가 각각 A와 B 사이의 값인 경우, 이동통신 단말기(401)가 위치한 영역(Cooperation Zone)에서 협력 통신이 수행된다.
이하에서는 이를 보다 구체적으로 설명한다.
이동통신 단말기(405)가 기지국(401)과 릴레이(403)의 셀 경계에 위치한 경 우, 협력 통신이 개시되기 이전의 이동통신 단말기(405)는 신호 강도가 큰 셀(도 4에서는 기지국(401))의 관리를 받으며 통신한다. 기지국(401)은 이동통신 단말기(405)가 수신한 무선 신호의 신호 강도 측정 정보를 기지국(401)으로 전송하고, 기지국(401)은 신호 강도 측정 정보를 기 설정된 기준 값과 비교하여 협력 통신을 설정한다. 협력 통신의 설정 과정은 상술하였으므로 여기서는 생략하기로 한다.
협력 통신이 설정되면, 기지국(401)과 릴레이(403)는 이동통신 단말기(405)에 대하여 협력 통신을 수행한다. 이동통신 단말기(405)가 기지국(401)에 등록된 경우에는 기지국(401)이 직접 협력 통신 제어를 주관하고, 이동통신 단말기(405)가 릴레이(403)에 등록된 경우에는 협력 통신의 제어 효율성을 고려하여 이동통신 단말기(405)를 릴레이(403)에서 기지국(401)으로 핸드오버 한 후 협력 통신을 수행한다. 이에 따라 GTP(GPRS Tunneling Protocol) tunneling의 종단점(end-point)은 기지국(401)이 되며, IP 패킷의 조립 및 관리도 기지국(401)에서 수행한다. 그리고, 협력 통신을 위한 스케줄링 관련 정보는 기지국(401)이 주관하여 설정하므로, 릴레이(403)는 기지국(401)에서 결정된 제어 정보 사용하여 데이터를 이동통신 단말기(405)로 중계하는 기능을 수행한다.
하향링크는 기지국 버퍼에 데이터가 도착하였을 때, 기지국(401)은 스케줄링 후에 릴레이(403)로 데이터 및 협력 통신을 위한 제어 메시지를 송신하고, 릴레이(403)는 협력 통신 기능을 사용하여 데이터 및 협력 통신을 위한 제어 메시지를 기지국(401)으로부터 수신한다. 기지국(401)과 릴레이(403)는 협력 통신을 위 해 데이터를 동시에 이동통신 단말기(405)로 송신하여 이동통신 단말기(405)가 기지국(401)과 릴레이(403)로부터의 두 신호를 동시에 수신하도록 한다. 시간적인 분산을 위하여 기지국(401)이 릴레이(403)로 데이터를 송신할 때 기지국(401)으로부터 전송된 데이터를 이동통신 단말기(405)가 수신하고, 다음 시간에 릴레이(403)가 이동통신 단말기(405)로 전송한 데이터를 이동통신 단말기(405)가 수신할 수도 있다.
데이터 및 협력 통신을 위한 제어 메시지를 송신하는 절차의 바람직한 실시 예는 다음과 같다. 기지국(401)은 이동통신 단말기(405)에서 측정한 하향링크 채널 상태 정보를 보고 받아 채널 상태를 추정한다. 여기에서, 채널 상태는 기지국(401)-이동통신 단말기(405), 릴레이(403)-이동통신 단말기(405) 링크의 하향링크 무선 채널 상태일 수 있으며, 기지국(401)과 릴레이(403)에서 송신한 하향링크 채널을 이동통신 단말기(405)가 수신하여 측정한 정보이다. 기지국(401)은 복수 개의 무선 채널 상태를 고려하여 이동통신 단말기(405)의 수신 성능을 최대화할 수 있는 제어 메시지 정보를 결정하며, 부가적으로 데이터의 QoS 정보를 고려하여 제어 메시지 정보를 생성한다.
제어 메시지는 협력 셀인 릴레이(403)가 이동통신 단말기(405)로 데이터를 송신하기 위한 스케줄링 정보(변조 정보, HARQ 정보, 전력 정보 등)로 구성된다. 바람직하게는 제어 메시지는 송신 시간 정보를 포함할 수 있다. 송신 시간 정보는 릴레이(403)가 기지국(401)과 동일한 시간에 단말기로 데이터를 송신하기 위하여 필요하다. 바람직하게는 협력 통신을 위하여 셀(기지국(401)과 릴레이(403))이 단 말기로 송신하는 제어 채널은 하나의 셀(기지국(401) 또는 릴레이(403))에서만 송신하고, 데이터 채널은 기지국(401)과 릴레이(403)가 협력 송신하는 것이 효과적이다. 그러므로, 데이터 채널은 기지국(401)과 릴레이(403)에서 동시에 송신하고, 제어 채널은 하나의 셀(기지국(401) 또는 릴레이(403))이 송신하도록 하기 위하여 제어 메시지에 제어 채널 생성을 지시하는 식별자(예: 1 비트)를 포함하여 전달할 수 있다. 제어 채널 생성을 지시하는 식별자를 수신한 셀은 식별자에 따라 제어 채널을 PDCCH로 변환하여 이동통신 단말기(405)로 송신한다. 또한, 셀이 복수 개의 컴포넌트 캐리어를 사용하는 구조일 때에는 제어 메시지에 복수 개의 PDCCH를 생성할 수 있는 변조 정보와 각 PDCCH를 컴포넌트 캐리어에 매핑할 수 있는 정보를 추가하여 송신한다.
바람직하게는 기지국(401)-릴레이(403) 링크로 송신할 때 기지국(401)은 협력 송신할 데이터와 협력 통신을 위한 제어 메시지를 함께 저장할 수 있으며, 복수 개의 이동통신 단말기(405)로 송신할 제어 메시지 및 데이터를 하나의 송신 채널에 저장할 수 있다. 릴레이(403)가 저장된 정보를 해석할 수 있도록 제어 메시지 및 데이터 구성 정보를 표시하는 제어 정보 또는 헤더를 사용한다. 협력 송신할 데이터는 기지국(401)에서 트랜스포트 블록(TB)으로 구성하여 변조한다. 보다 자세하게는 기지국(401)이 결정한 변조 방식에 맞는 트랜스포트 블록을 구성하며, 트랜스포트 블록의 데이터는 상위 계층 절차(MAC/RLC/PDCP)가 완료되어 각 프로토콜 헤더가 포함된 구조를 사용할 수 있다.
스케줄링의 효율을 위하여 이동통신 단말기(405)가 측정한 하향링크 채널 상 태는 기지국(401)으로 직접 송신될 수 있으며, 릴레이(403)가 중계하여 기지국(401)으로 전달될 수도 있다.
이동통신 단말기(405)와 릴레이(403)의 HARQ 재전송 동작은 릴레이(403)가 직접 제어하거나 기지국(401)의 제어를 받을 수 있다. HARQ 재전송 동작에서 재전송 요청 (ACK/NACK) 메시지와 재전송 데이터 (PDCCH/PDSCH)도 협력 통신 방법을 사용할 수 있다. 데이터 재전송을 수행할 때 릴레이(403)에 저장된 데이터는 최대한 사용하며, 이에 따라 기지국(401)은 재전송 요청을 수신한 경우에 릴레이(403)로 재전송 제어 정보만을 전달할 수 있다.
이에 대한 실시예로서, 먼저 기지국(401)은 릴레이(403)로 데이터와 협력 통신을 위한 제어 메시지를 릴레이(403)로 송신한다. 릴레이(403)는 수신된 데이터가 정상 수신되면 기지국(401)으로 ACK을 송신하고, 수신에 실패한 경우에는 NACK을 송신하고 재전송을 기다린다. 릴레이(403)는 데이터가 정상 수신된 경우에 기지국(401)과 동시에 하나의 이동통신 단말기(405)로 데이터를 송신하며, 제어 채널인 PDCCH 채널은 한 셀(기지국(401) 또는 릴레이(403))에서만 송신할 수 있다. 이동통신 단말기(405)는 데이터를 정상 수신하면 ACK을 송신하고 실패하면 NACK을 송신한다. 기지국(401)이 NACK을 수신하면 기지국(401)과 릴레이(403)는 재전송을 협력 통신으로 송신하며, 기지국(401)이 NACK을 직접 수신하지 못하는 경우에는 릴레이(403)가 기지국(401)으로 NACK 정보를 중계할 수 있다. 이동통신 단말기(405)의 위치에 따라 이동통신 단말기(405)가 기지국(401)에 가까운 경우에는 기지국(401)-이동통신 단말기(405) 링크의 재전송 동작을 최대한 수행하고 릴레이(403)-이동통신 단말기(405) 링크의 재전송 동작은 수행하지 않는다. 또한, 이동통신 단말기(405)가 릴레이(403)에 가까운 경우에는 릴레이(403)-이동통신 단말기(405) 링크의 재전송 동작을 최대한 수행하고, 기지국(401)-이동통신 단말기(405) 링크의 재전송 동작은 수행하지 않는다.
이동통신 단말기(405)의 위치에 따른 재전송 동작의 선택은 기지국(401)에서 결정하며, 결정된 정보를 릴레이(403) 또는 이동통신 단말기(405)로 식별자로 표시하여 통보함으로써 선택된 동작에 따라 통신이 이루어지도록 한다. 릴레이(403)의 재전송에 필요한 무선 자원 정보는 기지국(401)이 릴레이(403)로 데이터를 전송할 때 협력 통신 정보에 포함하여 전달하며, 릴레이(403)가 이미 데이터를 저장하고 있는 경우에는 기지국(401)이 제어 정보만을 전달한다.
이동통신 단말기(405)의 수신 성능을 높이기 위하여 릴레이(403)가 재전송을 수행할 때 기지국(401)과 릴레이(403)의 송신 데이터 형식을 동일하게 변조하여 송신할 수 있으며, 재전송 형식에 맞도록 송신하거나 초기 전송에 맞도록 송신할 수 있다. 이를 위한 형식 설정은 기지국(401)에서 제어 메시지 송신 시에 표시하여 전달할 수 있다.
또한, 제어 메시지 전달에 필요한 복잡도를 줄이기 위하여 기지국(401)이 제어 정보를 릴레이(403)로 전달하지 않고 초기 전송과 동일한 형식과 무선 자원 정보를 사용하여 송신할 수 있다.
이동통신 단말기(405)가 기지국(401) 및 릴레이(403)가 송신한 데이터를 다른 시간에 수신하는 경우에는 이동통신 단말기(405)가 두 셀에 대한 하향링크 채널 복조 정보를 협력 통신 초기에 수신하여 복조 정보를 설정한다. 그리고 기지국(401) 및 릴레이(403)는 데이터를 송신할 때 각 셀(기지국(401) 및 릴레이(403))의 변조 방식과 각 셀(기지국(401) 및 릴레이(403))이 설정한 이동통신 단말기(405) 식별자(C-RNTI)를 사용하여 제어 채널을 변조 송신하고 데이터 채널을 송신한다. 이동통신 단말기(405)는 복수 개의 이동통신 단말기(405) 식별자를 사용하여 각 제어 채널을 복조한 후 복수 개의 데이터 채널을 수신한다.
도 5는 본 출원에서 개시하는 다른 실시예로서 상향 링크에 대한 협력 통신의 설정을 설명하기 위한 도면이다. 도 5를 참조하면, 이동통신 시스템은 등록 셀(Serving Cell: 501), 협력 셀(Cooperating Cell:503) 및 이동통신 단말기(505)로 구성된다. 여기서는 설명의 편의를 위해 등록 셀은 기지국(501)으로, 협력 셀은 릴레이(503)로 예를 들어 설명한다.
이동통신 단말기(505)는 상향링크 신호를 전송한다(509). 전송된 상향링크 신호는 이동통신 단말기(505)가 등록된 셀인 기지국(501)은 물론 릴레이(503)가 수신할 수 있다. 이동통신 단말기(505)로부터 전송된 상향링크 신호를 수신한 기지국(501)과 릴레이(503)는 수신된 신호에 대한 신호 강도 또는 품질을 측정한다. 기지국(501)에서 측정한 상향링크 신호의 신호 강도가 기 설정된 기준값보다 낮고 핸드오버할 상황이 아닌 경우에는 이동통신 단말기(505)에게 협력 통신할 것을 결정한다. 추가적으로, 릴레이(503)에서 측정한 상향링크 신호의 신호 강도를 협력 통신의 결정에 사용할 수 있다. 이 경우, 릴레이(503)는 측정한 상향링 크 신호의 신호 강도 정보를 기지국으로 전송한다(509).
한편, 이웃 셀(도 5에서는 릴레이(503))이 이동통신 단말기(505)에서 송신한 상향링크 신호를 용이하게 측정할 수 있도록 기지국(501)에서 이웃 셀(503)로 이동통신 단말기(505)의 상향링크 수신 정보를 송신할 수 있다(507). 여기서 상향링크 수신 정보는 이동통신 단말기(505)의 식별정보, 물리 계층 설정 정보 등이 포함될 수 있다.
측정된 상향링크 신호의 신호 강도에 따라 협력 통신이 수행되는 경우, 기지국(501)은 협력 통신을 위한 제어 메시지를 릴레이(503)에 전송하고(511), 릴레이(503)는 제어 메시지에 기초하여 협력 통신을 시작하도록 설정한다. 한편, 협력 통신을 위한 제어 메시지는 이동통신 단말기(505)로 전송될 수도 있다.
상향링크의 데이터 채널을 이용하여 채널 상태를 측정하기 어려운 경우에는 이동통신 단말기(505)가 랜덤 엑세스 채널을 송신하고, 복수 개의 셀에서 이를 수신하여 신호 세기 및 시간 정보를 측정할 수 있다. 측정된 정보는 기지국(501)으로 전송되고, 기지국(501)은 협력 통신 조건을 만족하는지 판단하여, 협력 통신이 필요한 경우, 협력 통신을 개시할 수 있다.
이를 보다 상세히 설명한다.
상향링크는 이동통신 구조에 따라 기지국(501)에서 스케줄링한 이동통신 단말기(505)의 송신 허가 정보를 릴레이(503)로 송신할 수 있다. 특히, 제어 메시지는 수신 시간 정보를 포함할 수 있으며, 수신 시간 정보는 협력 셀이 기지국(501) 과 동일한 시간에 이동통신 단말기(505)의 데이터를 수신하기 위하여 필요할 수 있다.
바람직하게는 협력 통신을 위하여 셀이 이동통신 단말기(505)로 송신하는 제어 채널은 하나의 셀(기지국(501) 및 릴레이(503))만 송신하는 것이 효과적이다. 그러므로, 제어 채널은 하나의 셀이 송신하도록 하기 위하여 제어 메시지에 제어 채널인 PDCCH 생성을 지시하는 식별자(예: 1 비트)를 포함하여 전달하고, 이를 수신한 셀은 식별자에 따라 제어 채널을 PDCCH로 변환하여 이동통신 단말기(505)로 송신한다. 또한, 셀이 복수 개의 컴포넌트 캐리어를 사용하는 구조일 때에는 제어 메시지에 복수 개의 PDCCH를 생성할 수 있는 변조 정보와 각 PDCCH를 컴포넌트 캐리어에 매핑할 수 있는 정보를 추가하여 송신한다.
릴레이(503)는 이동통신 단말기(505) 송신 허가 정보를 수신한 경우에 이 정보를 제어 채널로 구성하여 이동통신 단말기(505)로 중계할 수 있다. 이동통신 단말기(505)의 위치가 기지국(501)에 가까운 경우에는 기지국(501)의 제어 채널을 이동통신 단말기(505)가 직접 수신할 수 있다. 이동통신 단말기(505)는 기지국(501) 또는 릴레이(503)가 제어 채널을 통하여 전달한 송신 허가 정보에 따라 상향링크 버퍼의 데이터를 송신하며, 기지국(501)과 릴레이(503)는 동시에 해당 데이터를 수신한다. 릴레이(503)는 수신된 데이터를 기지국(501)으로 중계하며, 기지국(501)은 이동통신 단말기(505)로부터 직접 수신한 데이터를 게이트웨이로 전달하거나 릴레이(503)로부터 수신한 데이터를 통합하여 데이터를 구성한 후 게이트웨이로 전달할 수 있다.
릴레이(503)가 이동통신 단말기(505)가 송신한 데이터를 복조하여 기지국(501)으로 전달하는 절차에 대한 실시예를 설명한다.
릴레이(503)는 기지국(501)으로부터 전달받은 제어 메시지를 사용하여 이동통신 단말기(505)의 상향링크 채널을 수신한다.
릴레이(503)는 수신된 상향링크 채널을 복조하여 CRC(cyclic redundancy check)를 확인한 후 복조가 성공한 데이터를 기지국(501)으로 전달한다. 복조가 실패한 데이터는 전달하지 않으며, 복조 실패 결과를 기지국(501)으로 통보하여 협력 통신 결정에 사용한다. 보다 구체적으로, 릴레이(503)가 협력 통신을 위한 복조 실패를 기지국(501)으로 통보하면 기지국(501)은 실패 횟수를 계산하여 협력 통신을 중지할 수 있다. 복수 개의 컴포턴트 캐리어에서 일부만 복조 성공한 경우에는 성공한 캐리어의 데이터와 실패한 캐리어 정보를 중계한다.
HARQ 재전송 절차는 기지국(501)과 릴레이(503), 릴레이(503)와 이동통신 단말기(505) 사이에서 이루어질 수 있으며, 기지국(501)과 이동통신 단말기(505) 사이에서도 이루어질 수도 있다. 이동통신 단말기(505)에서 송신한 데이터의 수신 에러가 발생한 경우에는 기지국(501)이 릴레이(503)의 데이터를 수신한 후에 복조 동작을 수행하며, 복조 후에도 에러가 발생하면 재전송 동작을 다시 수행할 수 있다.
바람직한 실시 예에 따른 재전송 절차를 설명한다.
기지국(501)이 이동통신 단말기(505)가 송신한 데이터를 정상 수신하면 이동통신 단말기(505)로 ACK을 송신하며, 수신 실패한 경우에는 NACK을 송신한다. 기지 국(501)과 릴레이(503)가 동시에 이동통신 단말기(505)로 ACK/NACK을 송신할 수 있을 경우에는 기지국(501)-이동통신 단말기(505), 릴레이(503)-이동통신 단말기(505) 링크의 재전송 절차를 함께 수행할 수 있으며, 동시에 송신할 수 없는 경우에는 한 링크의 재전송 절차만을 수행한다. 이동통신 단말기(505)의 위치가 기지국(501)에 가까운 경우에는 기지국(501)-이동통신 단말기(505) 링크의 재전송 절차를 최대한 수행하고 릴레이(503)-이동통신 단말기(505) 링크의 재전송 절차는 수행하지 않으며, 릴레이(503)에 가까운 경우에는 릴레이(503)-이동통신 단말기(505) 링크의 재전송 절차를 최대한 수행하고 기지국(501)-이동통신 단말기(505) 링크의 재전송 절차는 수행하지 않는다.
릴레이(503)가 이동통신 단말기(505)로부터 수신한 상향링크 데이터는 기지국(501)으로 중계하며, 중계를 위한 무선 자원 정보는 릴레이(503)가 직접 결정하거나 기지국(501)이 결정하여 릴레이(503)로 통보할 수 있다. 기지국(501)이 릴레이(503)로 중계 정보를 전송하는 방법은 초기 송신 허가 정보를 전송할 때 함께 전달할 수 있으며, 제어 메시지 전달에 필요한 복잡도를 줄이기 위하여 기지국(501)이 제어 정보를 릴레이(503)로 전달하지 않고 이동통신 단말기(505)가 기지국(501)으로 초기 전송을 할 때 사용한 동일한 형식과 무선 자원 정보를 릴레이(503)가 사용하여 송신할 수 있다.
릴레이(503)가 기지국(501)으로 중계하는 데이터의 송신 시각을 이동통신 단말기(505)가 기지국(501)으로 데이터를 송신하는 시각과 동일하게 맞추어 송신할 수 있으며, 이 동작을 위하여 기지국(501)은 릴레이(503)로 중계 송신 시각 정보와 데이터 변조 형식을 지정하여 전달할 수 있다.
도 6은 본 출원에서 개시하는 또 다른 실시예로서 복수 개의 릴레이를 이용하여 하향 링크에 대해 협력 통신을 수행하는 과정을 설명하기 위한 도면이다. 도 6을 참조하면, 이동통신 시스템은 기지국(601), 제1 릴레이(603), 제2 릴레이(605) 및 이동통신 단말기(607)로 구성된다.
이동통신 단말기(607)가 기지국(601) 및 제1 릴레이(603)와 제2 릴레이(605)의 셀 경계에 위치한 경우에 이동통신 단말기(607)는 기지국(601)의 제어를 받으며 동작한다. 협력 통신 설정에 따라 협력 통신의 수행여부를 결정한다. 본 실시예에서는 복수 개의 릴레이(603, 605)를 이용하여 협력 통신을 수행하는 것이므로, 이동통신 단말기(607)는 제1 릴레이(603) 및 제2 릴레이(605)에서 송신한 무선 신호를 수신하여 수신된 무선 신호의 신호 강도를 측정한다. 측정된 신호 강도는 기지국(601)으로 직접 보고될 수 있고, 또는 제1 릴레이(603) 또는 제2 릴레이(605)를 경유하여 기지국(601)으로 보고될 수 있다. 기지국(601)은 보고된 신호 강도 측정값을 기 설정될 기준값과 비교하여 협력 통신의 수행 여부를 결정한다. 기타 자세한 협력 통신의 설정 방법은 도 4에서 자세히 설명하였으므로, 여기서는 생략하기로 한다. 협력 통신의 수행이 결정되면, 기지국(601)은 복수 개의 릴레이로 협력 통신 설정 메시지를 송신한다. 이에 따라, 제1 및 제2 릴레이(603, 605)는 이동통신 단말기(607)에 대하여 협력 통신을 수행하며, 제어 주체는 기지국(601)이 담당한다. 이동통신 단말기(607)가 기지국(601)에 등록된 경우에는 기지국(601)이 직접 협력 통신 제어를 수행하며, 이동통신 단말기(607)가 제1 릴레이(603)에 등록된 경우에는 신호 세기와 함께 협력 통신의 제어 효율성을 고려하여 이동통신 단말기(607)를 제1 릴레이(603)에서 기지국(601)으로 핸드오버 한 후 협력 통신 절차를 수행한다. 이에 따라 GTP tunneling의 종단점(end-point)은 기지국(601)이 되며, IP 패킷의 조립 및 관리도 기지국(601)에서 수행한다. 그리고, 제어 메시지를 포함한 스케줄링 관련 정보는 기지국(601)이 주관하여 설정하므로, 제1 및 제2 릴레이(603, 605)는 기지국(601)에서 결정된 스케줄링 정보를 이동통신 단말기(607)로 중계하는 기능을 수행한다.
하향링크는 기지국(601) 버퍼에 데이터가 도착하였을 때, 스케줄링 주기 (1 subframe)로 제1 릴레이(603) 및 제2 릴레이(605)로 데이터와 스케줄링 제어 정보를 송신하며, 제1 릴레이(603) 및 제2 릴레이(605)는 협력 통신 기능을 사용하여 데이터 및 제어 정보를 수신한다(609). 제1 릴레이(603) 및 제2 릴레이(605)는 수신된 정보를 이동통신 단말기(607)로 중계한다(611). 기지국(601)의 효율적인 데이터 송신 방법으로는 하나의 데이터를 송신하고, 데이터를 복조하기 위한 제어 정보에 복수 개의 릴레이(603, 605)가 수신할 수 있는 식별 정보를 표시하여 하나의 무선 자원만 사용하도록 한다. 식별 정보는 제어 채널(PDCCH)에 협력 통신용 식별자(RNTI)를 지정하여 사용하거나 제어 채널의 필드에 복수 개의 셀(제1 릴레이(603) 및 제2 릴레이(605))로 송신되는 정보(multicast)임을 표시할 수 있다. 그리고, 복수 개의 릴레이(603, 605)는 해당 데이터를 동시에 이동통신 단말기(607)로 송신하여 이동통신 단말기(607)가 두 신호를 동시에 수신하도록 한다.
이동통신 단말기(607)의 위치에 따라 기지국(601)이 송신한 제어 채널을 이동통신 단말기(607)가 직접 수신할 수 있으므로, 복수 개의 릴레이(603, 605)가 중계하는 시간에 기지국(601)은 협력 통신에 참여할 수 있다. 스케줄링의 효율을 위하여 이동통신 단말기(607)가 측정한 하향링크 채널 상태는 기지국(601)으로 직접 송신될 수 있으며, 복수 개의 릴레이(603, 605)가 중계하여 기지국(601)으로 전달될 수도 있다. 이동통신 단말기(607)와 복수 개의 릴레이(603, 605)의 HARQ 재전송 동작은 복수 개의 릴레이(603, 605)가 직접 제어하거나 기지국(601)의 제어를 받을 수 있다. 복수 개의 릴레이(603, 605)의 재전송 동작은 독립적으로 수행되며, 이동통신 단말기(607)가 재전송을 요청하면 복수 개의 릴레이(603, 605)에 저장된 데이터를 재전송한다. 구체적인 재전송 동작은 기지국(601)과 복수 개의 릴레이(603, 605)의 재전송 절차와 동일한 절차를 사용하며 릴레이의 개수가 복수 개인 구조만 차이가 있다.
도 7은 본 출원에서 개시하는 또 다른 실시예로서 복수 개의 릴레이를 이용하여 상향 링크에 대해 협력 통신을 수행하는 과정을 설명하기 위한 도면이다. 도 7을 참조하면, 이동통신 시스템은 기지국(701), 제1 릴레이(703), 제2 릴레이(705) 및 이동통신 단말기(707)로 구성된다.
협력 통신의 설정은 이동통신 단말기(707)에서 전송한 상향링크 신호를 기지국(701) 또는 제1 릴레이(703) 및 제2 릴레이(705)가 수신하여, 신호 강도를 측정한다. 제1 릴레이(703) 및 제2 릴레이(705)가 수신하는 경우, 제1 릴레이(703) 및 제2 릴레이(705)에서 측정한 신호 강도 정보를 기지국(701)으로 중계한다. 기지국(701)은 취합된 신호 강도값을 기 설정된 기준 값과 비교하여 협력 통신 수행 여부를 결정한다.
상향링크는 이동통신 구조에 따라 기지국(701)에서 제어 채널을 통하여 이동통신 단말기(707)의 송신 허가 정보를 송신하거나 제어 정보로 변환하여 제1 릴레이(703) 및 제2 릴레이(705)로 송신하며(709), 복수 개의 릴레이(703, 705)는 이 정보를 이동통신 단말기(707)로 중계한다(711). 또한, 이동통신 단말기(707)의 위치에 따라 기지국(701)의 제어 채널을 이동통신 단말기(707)가 직접 수신할 수 있다. 이동통신 단말기(707)는 제어 채널에 따라서 상향링크 버퍼의 데이터를 송신하며, 기지국(701)과 복수 개의 릴레이(703, 705)는 동시에 데이터를 수신할 수 있다(711). 복수 개의 릴레이(703, 705)는 수신된 데이터를 기지국(701)으로 중계하며(715), 기지국(701)은 복수 개의 릴레이(703, 705)로부터 수신한 데이터를 통합하여 데이터를 복조한 후 게이트웨이로 전달한다.
HARQ 재전송 절차는 기지국(701)과 복수 개의 릴레이(703, 705), 복수 개의 릴레이(703, 705)와 이동통신 단말기(707) 사이에서 이루어질 수 있다. 이동통신 단말기(707)가 송신한 데이터를 복수 개의 릴레이(703, 705)가 정상 수신하면 즉시 기지국(701)으로 전달하며, 이동통신 단말기(707)는 협력 통신에 참여한 모든 릴레이(703, 705), 기지국(701)에서 재전송을 요청하였을 경우에만 재전송을 수행하는 것이 효과적이다. 기지국(701)은 복조가 성공하면 즉시 데이터를 게이트웨이로 전달한다. 구체적인 재전송 동작은 기지국(701)과 복수 개의 릴레이(703, 705)의 재 전송 절차와 동일한 절차를 사용하며 릴레이의 개수가 복수 개인 구조만 차이가 있다.
도 8은 본 출원에서 개시하는 또 다른 실시예로서 서로 다른 기지국에 종속된 복수 개의 릴레이를 이용하여 협력 통신을 수행하는 과정을 설명하기 위한 도면이다. 도 8을 참조하면, 이동통신 시스템은 게이트 웨이(Gateway: 801), 제1 기지국(803), 제2 기지국(805), 제1 기지국(803)에 종속된 제1 릴레이(807), 제2 기지국에 종속된 제2 릴레이(809) 및 이동통신 단말기(811)로 구성된다.
이동통신 단말기(811)가 제1 릴레이(807)와 제2 릴레이(809)의 셀 경계에 위치한 경우에 이동통신 단말기(811)는 기지국의 제어를 받으며 동작한다. 그러나, 릴레이들이 각각 다른 기지국에 연결된 구조에서는 이동통신 단말기(811)가 등록된 제1 기지국(803)에서 결정한 스케줄링 정보에 따라 송신 및 수신이 이루어진다.
하향링크의 경우, 이동통신 단말기(811)는 제1 릴레이(807) 및 제2 릴레이(809)로부터 전송된 무선 신호를 수신하여 신호 강도를 측정하고, 이를 제1 기지국(803)에 보고한다. 물론 이동통신 단말기(811)는 제1 기지국(803) 및 제2 기지국(805)에서 전송하는 무선 신호의 신호 강도를 측정하여 보고할 수도 있다. 신호 강도에 대한 측정값을 제1 릴레이(807) 및 제2 릴레이(809)로 보고하는 경우, 제1 릴레이(807) 및 제2 릴레이(809)는 제1 기지국(803)으로 중계한다. 제2 릴레이(809)의 경우, 제2 기지국(805)을 경유하여, 제1 기지국(803)으로 보고할 수 있다.
상향링크의 경우, 제1 릴레이(807) 및 제2 릴레이(809)는 이동통신 단말기(811)로부터 전송된 무선 신호를 수신하여 신호 강도를 측정하고, 측정된 값을 제1 기지국(803)에 보고한다. 제2 릴레이(809)의 경우, 제2 기지국(805)을 경유하여 제1 기지국(803)으로 보고할 수 있다. 물론 제1 기지국(803) 및 제2 기지국(805)에서도 이동통신 단말기(811)가 전송하는 무선 신호를 수신하여 신호 강도를 측정할 수 있다.
이렇게 취합된 신호 강도 값은 기 설정된 기준값과 비교되고, 비교된 결과에 기초하여 협력 통신 여부를 결정한다.
협력 통신이 결정되면, 제1 릴레이(807)와 제2 릴레이(809)는 이동통신 단말기(811)에 대하여 협력 통신을 수행하며, 제어 주체는 제1 기지국(803)이 담당한다. 스케줄링을 담당하는 제1 기지국(803)은 협력 통신을 수행할 제2 기지국(805) 및 제2 릴레이(809)로 기지국-기지국간 인터페이스(X2)를 통하여 협력 통신을 위한 제어 메시지를 송신함으로써 협력 통신 환경을 설정한다(813). 이동통신 단말기(811)가 제1 기지국(803)에 등록된 경우에는 제1 기지국(803)이 직접 협력 통신 제어를 수행하며, 이동통신 단말기(811)가 제1 릴레이(807)에 등록된 경우에는 신호 세기와 함께 제어 효율성을 고려하여 이동통신 단말기(811)를 제1 릴레이(807)에서 제1 기지국(803)으로 핸드오버 한 후 협력 통신 절차를 수행한다. 이에 따라 GTP tunneling의 종단점(end-point)은 제1 기지국(803)이 되며, IP 패킷의 조립 및 관리도 스케줄링 을 주관하는 제1 기지국(803)에서 수행한다.
하향링크에서 게이트웨이는 스케줄링 정보 및 하향링크 버퍼의 데이터를 제1 기지국(803)으로 전달하며, 제1 기지국(803)은 스케줄링 제어 정보 및 데이터를 제1 릴레이(807)로 중계한다(815). 또한, 제1 기지국(803)은 동일한 정보를 제2 기지국(805) 및 제2 릴레이(809)로 전달한다(813, 815). 그리고, 제1 릴레이(807) 및 제2 릴레이(809)는 스케줄링 정보에 따라 동시에 데이터를 이동통신 단말기(811)로 송신한다(817).
HARQ 동작은 이동통신 단말기(811)와 제1 및 제2 기지국(805), 제1 및 제2 릴레이(809) 사이에서 수행될 수 있고, 상향링크는 하향링크와 동일한 구조를 사용하며, 앞에서 기술한 경로의 역순으로 동작하고, 스케줄링 정보는 게이트웨이에서 결정하여 기지국, 게이트웨이로 중계된 후 이동통신 단말기(811)로 송신된다.
도 9는 본 출원에서 개시하는 기지국과 릴레이의 동기화 과정을 설명하기 위한 도면이다.
본 출원에서 무선 연결은 기지국과 릴레이, 릴레이와 이동통신 단말기로 구분되며, 기지국과 릴레이 사이의 무선 채널은 많은 양의 데이터와 제어 정보가 전달되는 경로이므로 매우 안정적인 채널 상태가 유지되어야 협력 통신 및 중계 기능이 효율적으로 운영된다.
특히, 기지국에서 릴레이로 전달되는 제어 정보는 스케줄링 정보, 재전송 제어 정보 등이 포함될 수 있으며, 데이터 채널로 송신되어야 하지만, 일반 데이터보다 안정적으로 송신되어야 한다. 이러한 방식은 트래픽 데이터 중에서도 우선 순위가 높은 데이터 송신에도 사용할 수 있다.
본 출원에서 개시한 협력 통신을 보다 효과적인 구현하기 위해서는 기지국과 릴레이 사이에 안정적으로 제어 정보를 송수신하기 위한 방법이 필요하다. 이러한 방법으로는 기지국에서 릴레이로 송신할 제어 정보에 채널 코딩(channel coding), 적응 변조(adaptive modulation), 또는 전력 할당(power allocation)을 할 때 낮은 에러율로 송신되도록 설정하는 것이다. 이렇게 변조된 제어 정보를 전송할 때에는 일반 데이터를 송신하는 데이터 채널(예를 들어, PDSCH)에 제어 정보를 통합하여 송신할 수 있다. 이 경우에는 하나의 데이터 채널로 송신할 데이터의 변조 정보가 일반 데이터와 제어 정보에 따라 각각 다르게 된다. 상위 계층에서의 복조 기능을 단순화하기 위해서는 일반 데이터 채널과 제어 정보를 송신할 데이터 채널을 별도로 구성하여 별도로 변조하는 방법이 있다. 또한, 데이터 채널을 구분하기 위한 방법은 제어 채널을 복조할 이동통신 단말기 식별자(RNTI)를 제어 정보용으로 별도 할당하여 사용하거나 일반 이동통신 단말기 식별자를 사용하면서 동시에 복수 개의 데이터 채널을 송신할 수 있도록 할 수 있다.
이렇게 기지국과 릴레이 사이에 안정적으로 제어 정보를 송수신하기 위한 방법으로서, 기지국과 릴레이는 시간적으로 동기(synchronization)가 유지되어 동작하는 것이 바람직하다. 따라서, 기지국과 릴레이가 신호 송신에 사용하는 무선 자원은 동일한 시각을 사용하여 송신하며, 제어 채널 및 데이터 채널 등의 물리 채널 송신 시각도 동일하게 유지된다.
릴레이는 기지국과 시간 동기를 설정하기 위하여 다음과 같이 2단계의 절차를 사용할 수 있다.
제1 차 동기 단계에서, 기지국은 릴레이로 하향링크 동기 신호를 전송하고(901), 릴레이는 기지국이 방송하는 하향링크 동기 신호를 수신하고 수신된 동기 신호를 기준으로 릴레이 초기 동기 시각을 설정한다(902). 여기에서 설정한 초기 동기는 기지국과 릴레이의 거리에 따른 전파의 시간 지연 값이 추가되어 있기 때문에 정확한 동기가 아니라 개략적인 시간 동기이며, 릴레이는 이 값을 상향링크 및 하향링크의 초기 동기 시각으로 사용한다.
제2 차 동기 단계에서, 릴레이는 기지국과 정확한 동기를 설정하기 위하여 임의 접속 절차를 수행한다. 릴레이는 기지국의 상향링크 임의 접속 무선 자원을 사용하여 랜덤 액세스 채널(또는 랜덤 액세스 프리앰블)을 송신하며(903), 송신 시각은 초기 동기 시각을 기준으로 사용한다. 기지국은 랜덤 액세스 채널을 수신한다(904). 기지국은 수신된 랜덤 액세스 채널에 대응하는 응답 정보를 해당 릴레이로 송신하며, 응답 정보에 기지국의 동기 신호 송신 시각(A)과 랜덤 액세스 채널 수신 시각(B)의 시간 차이 값을 표시하여 송신한다. 릴레이는 이 시각 정보를 사용하여 릴레이 최종 동기 시각을 설정하며, 랜덤 액세스 채널 송신 시각과 기지국으로부터 전달받은 시각 정보를 고려하여 상향링크 및 하향링크의 정확한 동기를 설정한다.
보다 자세히 설명하면, 릴레이의 상향링크 및 하향링크 동기는 기지국이 표시한 시간 차이 값을 1/2만 고려(예: 릴레이의 랜덤 액세스 채널 송신 시각 -(시간 차이 값/2) = 릴레이의 동기 시각) 하여 설정한다. 이 방법은 기지국과 릴레이의 하향링크 송신 시각 및 상향링크 수신 시각을 일치시키기 위한 역할을 한다.
릴레이의 상향링크 송신 시각은 기지국이 표시한 시간 차이 값을 고려(예: 릴레이의 랜덤 액세스 채널 송신 시각 - 시간 차이 값 = 릴레이의 상향링크 송신 시각)하여 설정한다. 이 시각은 릴레이가 송신한 상향링크 채널이 기지국의 상향링크 수신 시각에 맞게 도착하도록 하기 위한 역할을 한다.
릴레이는 기지국과의 링크 연결 상태에 따라 초기 접속 상태와 중계 접속 상태로 나뉘어 동작한다.
초기 접속 상태는 릴레이가 기지국과 연결 설정이 이루어지지 않은 상태이며, 기지국과 릴레이 사이의 시간 동기가 설정되지 않은 상태이다. 릴레이는 초기 접속 상태에서 기지국과의 연결 설정을 위하여 기지국에서 단말기로 송신하는 동기 채널, 시스템 정보 방송 채널을 사용한다. 릴레이는 시간적으로 기지국에서 송신하는 모든 서브프레임의 하향링크 채널을 수신할 수 있다. 릴레이는 하향링크 주파수 및 동기 획득을 수행할 때, 기지국이 방송하는 동기 신호를 수신하여 하향링크 동기를 획득한다. 이 절차는 전술한 제1 차 동기 단계에 해당하는 동작으로써 이동통신 단말기가 기지국의 하향링크 동기 획득을 위한 절차와 동일한 방법을 사용하며, 기지국이 릴레이를 위한 별도의 초기 동기 신호를 송신하지 않기 때문에 무선 자원 절약 및 릴레이의 동기 절차 단순화의 이점이 있다. 릴레이는 기지국의 하향링크 동기를 획득한 후 기지국이 이동통신 단말기로 송신하는 방송 정보를 수신하여 기 지국의 시스템 정보를 획득한다. 방송 정보는 기지국에서 송신하는 PBCH (Physical Broadcasting channel)로 전송될 수 있으며, 추가로 자세한 기지국 시스템 정보 및 해당 기지국의 상향링크 정보를 수신하기 위하여 릴레이는 데이터 채널(PDSCH)로 송신되는 시스템 정보(System Information Block)를 수신하는 방법을 사용할 수 있다.
중계 접속 상태는 릴레이가 기지국과 연결 설정이 이루어진 상태이며, 기지국과 릴레이 사이의 정확한 시간 동기가 설정된 상태로써 동기 절차는 전술한 제2 차 동기 단계를 사용한다. 동기 절차가 완료된 중계 접속 상태에서 릴레이는 기지국과 통신을 수행할 때 시간적으로 지정된 서브프래임의 무선 자원만을 사용하며, 기지국이 릴레이로 송신하는 시스템 정보는 지정된 서브프래임 내의 무선 자원을 사용하여 송신함으로써 릴레이가 해당 서브프래임에서 수신하도록 한다. 릴레이가 기지국으로 송신하는 제어 정보 또한 앞의 방법과 동일한 방법을 사용하여 시간적으로 지정된 서브 프래임 내의 무선 자원을 사용하여 송신한다.
이와 같은 기지국-릴레이 링크를 위한 서브프래임 지정 및 무선 자원 구성 정보는 기지국이 결정하며, 기지국은 결정된 시간 정보를 릴레이 및 이동통신 단말기로 송신한다. 기지국과 릴레이 링크 사이의 시스템 정보 또는 제어 정보 전송을 용이하게 하기 위하여, 지정된 서브프래임 내의 고정된 위치에 시스템, 제어 정보 전송을 위한 별도의 송, 수신 채널을 구성할 수도 있다. 중계 접속 상태의 동기 유지 및 링크의 무선 상태 관리는 지정된 서브프래임 내의 무선 자원으로 참조 신호를 송신함으로써 이루어진다. 무선 채널 상태가 급격하게 나빠져 릴레이가 동기 유 지에 실패하면, 릴레이는 초기 접속 상태로 천이하여 전체 서브프래임을 수신함으로써 기지국이 송신하는 동기 신호를 재획득하는 절차를 수행한다. 또한, 동기 획득에 필요한 서브프래임만을 수신함으로써 릴레이의 중계 기능이 최대한 유지되도록 할 수 있다. 예를 들어, 기지국이 송신하는 동기 신호만을 탐색할 수 있도록 동기 신호 송신 서브프래임의 송신을 중지하고 기지국의 신호를 수신한다.
릴레이가 기지국으로 송신하는 랜덤 액세스 채널의 무선 자원은 초기 접속 상태 또는 중계 접속 상태에 따라 사용하는 무선 자원을 구분하여 구성할 수 있다. 초기 접속 상태에서 릴레이는 기지국의 상향링크 자원 중에서 단말기가 사용하는 랜덤 액세스 채널 자원을 동일하게 사용하여 랜덤 액세스 채널을 송신한다. 중계 접속 상태에서 릴레이는 기지국의 상향링크 자원 중에서 기지국-릴레이 링크로 지정된 서브프레임 내에 위치한 랜덤 액세스 채널 자원을 사용하여 송신할 수 있다. 이 경우에 랜덤 액세스 채널 자원은 단말기가 사용하는 랜덤 액세스 채널 자원과 비교하여 시간축으로 1~2 심볼 지연하여 송신하고 1~2 심볼 이전에 종료하는 크기의 무선 자원을 사용한다. 이 구조는 릴레이가 기지국으로 송신하는 무선 신호가 릴레이가 단말기로부터 수신하는 무선 신호와 겹치는 문제를 방지하기 위한 것이다.
상술한 바와 같은 본 발명의 방법은 프로그램으로 구현되어 컴퓨터로 읽을 수 있는 형태로 기록매체(씨디롬, 램, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크, 광자기 디스크 등)에 저장될 수 있다. 이러한 과정은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상 의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있으므로 더 이상 상세히 설명하지 않기로 한다.
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.
본 발명은 이동통신 시스템에서 데이터의 송신 및 수신 효율을 향상시키는 데 사용된다.
도 1은 릴레이를 사용하는 일반적인 패킷 기반 이동통신 시스템의 구성을 간략하게 나타낸 도면이다.
도 2는 본 출원에서 개시하는 협력 통신 방법의 일 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 출원에서 개시하는 협력 통신을 수행하는 기지국을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 출원에서 개시하는 일 실시예로서 하향 링크에 대한 협력 통신의 설정을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 출원에서 개시하는 다른 실시예로서 상향 링크에 대한 협력 통신의 설정을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 출원에서 개시하는 또 다른 실시예로서 복수 개의 릴레이를 이용하여 하향 링크에 대해 협력 통신을 수행하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 출원에서 개시하는 또 다른 실시예로서 복수 개의 릴레이를 이용하여 상향 링크에 대해 협력 통신을 수행하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 출원에서 개시하는 또 다른 실시예로서 서로 다른 기지국에 종속된 복수 개의 릴레이를 이용하여 협력 통신을 수행하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 출원에서 개시하는 기지국과 릴레이의 동기화 과정을 설명하기 위한 도면이다.

Claims (16)

  1. 복수의 셀을 이용하여 이동통신 단말기에 대한 협력 통신을 수행하는 방법에 있어서,
    무선 신호에 대한 채널 상태 정보를 기 설정된 기준값과 비교하는 단계;
    상기 비교된 결과에 따라 상기 이동통신 단말기에 대한 상기 협력 통신의 수행 여부를 결정하는 단계; 및
    상기 협력 통신을 위한 제어 메시지를 상기 협력 통신을 수행하는 협력 셀로 전송하는 단계를 포함하는, 협력 통신 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 채널 상태 정보는
    상기 무선 신호에 대해 측정된 신호 강도 정보를 포함하는, 협력 통신 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 비교하는 단계는
    상기 신호 강도 값을 핸드오버 기준값과 비교하는 단계를 더 포함하는, 협력 통신 방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 결정하는 단계는
    통신 서비스의 QoS(Quality of Service) 정보, 상기 통신 서비스의 시간지연 기준값 정보 또는 상기 협력 셀의 신호에 대한 이동통신 단말기의 수신 시간 값의 차이 정보를 기준으로 상기 협력 통신을 결정하는 단계를 더 포함하는, 협력 통신 방법.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 제어 메시지는
    상기 이동통신 단말기의 식별자 정보, 데이터 라우팅 정보, 스케줄링 정보, HARQ 정보, 전력정보, 참조심볼 정보, 스크램블링 정보, 호핑 정보, 안테나 정보, 변조 정보, 무선자원 위치정보, 송신 시간 정보 또는 채널 코딩 정보 중 어느 하나 이상을 포함하는, 협력 통신 방법.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 협력 셀은 릴레이인, 협력 통신 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 릴레이는 제1 릴레이 및 제2 릴레이를 포함하는, 협력 통신 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1 릴레이 및 제2 릴레이는 서로 다른 기지국에 종속되는, 협력 통신 방법.
  9. 제2항에 있어서,
    상기 협력 통신은
    데이터 채널에 대해서만 수행되는, 협력 통신 방법.
  10. 제2항에 있어서,
    상기 협력 셀과 동기를 설정하는 단계를 더 포함하는, 협력 통신 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 협력 셀은 릴레이인, 협력 통신 방법.
  12. 제2항에 있어서,
    상기 측정된 신호 강도 값은
    상기 이동통신 단말기에서 수신된 신호에 대해 측정된 신호 강도 값인, 협력 통신 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 측정된 신호 강도 값은
    상기 수신된 신호를 발신하는 셀에 대한 식별정보를 포함하는, 협력 통신 방법.
  14. 제2항에 있어서,
    상기 측정된 신호 강도 값은
    상기 이동통신 단말기에서 발신된 신호에 대해 측정된 신호 강도 값인, 협력 통신 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    이웃하는 셀에 상기 이동통신 단말기에 대한 상향링크 수신 정보를 전송하는 단계를 더 포함하고,
    상기 측정된 신호 강도 값은
    상기 이동통신 단말기의 발신된 신호를 상기 이웃하는 셀에서 측정한 신호 강도 값을 포함하는, 협력 통신 방법.
  16. 복수의 셀을 이용하여 이동통신 단말기에 대한 협력 통신을 수행하는 기지국에 있어서,
    무선 신호에 대한 채널 상태 정보를 기 설정된 기준값과 비교하고, 상기 비교된 결과에 따라 상기 이동통신 단말기에 대한 상기 협력 통신의 수행 여부를 결정하는 제어부; 및
    상기 협력 통신을 위한 제어 메시지를 상기 협력 통신을 수행하는 협력 셀로 전송하는 전송부를 포함하는, 이동통신 기지국.
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