KR20110017808A

KR20110017808A - 상향링크 자원을 이용한 릴레이 동작 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20110017808A
Application number: KR1020100003254A
Authority: KR
Inventors: 최영섭; 서한별; 김병훈
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2009-08-14
Filing date: 2010-01-13
Publication date: 2011-02-22
Anticipated expiration: 2030-01-13
Also published as: KR20160110328A; WO2011019243A3; EP2465326A4; US20120127918A1; WO2011019243A2; KR101712914B1; EP2465326A2; US8842600B2; KR101657497B1

Abstract

본 발명은 상향링크 자원을 이용한 단말의 릴레이 동작 방법에 관한 것으로서, 본 발명의 상향링크 자원을 이용한 데이터 수신 방법은, 기지국의 서비스 영역에 존재하는 인접 단말의 릴레이 신호를 통해서 기지국의 통신 서비스를 제공받는 방법에 있어서, 상향링크 자원에서 데이터를 수신할 수 있도록 상향링크 자원 수신모드로 전환하는 단계; 상기 인접 단말이 상기 기지국의 송신 데이터를 전달하면, 상기 상향링크 자원을 통해서 상기 데이터를 수신하는 단계; 및 상기 수신된 데이터를 복호하는 단계를 포함한다.

Description

상향링크 자원을 이용한 릴레이 동작 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS OF RELAYING OPERATION USING UPLINK RESOURCE}

본 발명은 단말의 릴레이 동작 방법에 관한 것으로서, 상향링크 자원을 이용한 단말의 릴레이 동작 방법에 관한 것이다.

최근 통신 시스템은 서비스 주파수 대역이 점점 높아지고 있으며 고속 통신 및 더 많은 통화량을 수용하기 위해 셀들이 반경이 점차 작아지는 추세인 바, 기존의 중앙 집중적인 셀룰러 무선망 방식을 향후에도 그대로 운용하기에는 많은 문제점이 발생한다. 즉, 기지국의 위치가 고정되어 있어서 무선링크 구성의 유연성(flexibility)이 떨어지므로 트래픽 분포나 통화 요구량의 변화가 심한 무선환경에서 효율적인 통신 서비스를 제공하기 어려운 문제점이 있다.

이와 같은 문제점을 해결하고자 릴레이(relay) 시스템이 제안되었다. 릴레이 시스템은 셀 영역 내에서 발생하는 부분적인 음영 지역을 커버하여 셀 서비스 영역을 넓힐 수 있으며, 시스템 용량을 증대시킬 수 있을 뿐만 아니라, 서비스 요구가 적은 초기 상황을 릴레이 노드를 이용함으로써 초기 설치 비용에 대한 부담을 줄일 수 있는 장점이 있다.

상기 릴레이 시스템에서 릴레이 노드는 고정형 또는 이동성을 갖는 소형 기지국의 역할을 수행하여 시스템 용량 및 기지국의 서비스 영역을 실질적으로 확장하는 역할을 수행한다. 특히 이동성을 갖는 릴레이 노드의 경우, 단말에서 릴레이 노드의 역할을 수행하도록 하여 기지국의 서비스 영역 밖 또는 음영지역에 존재하는 인접 단말과 기지국간의 통신 서비스를 중계할 수도 있다.

그러나 단말이 릴레이 노드의 역할을 수행하도록 할 경우, 인접 단말과 데이터를 주고 받기 위한 자원이 추가로 필요하며, 다른 기지국 또는 주변 단말과의 신호 간섭 문제가 발생한다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 상향링크 자원을 이용한 단말의 릴레이 동작 방법 및 장치를 제공한다.

또한, 본 발명은 재난이나 긴급 호출 등의 응급 서비스 (emergency service)를 제공하기 위한 릴레이 단말의 동작 방법 및 장치를 제공한다.

또한, 본 발명은 기지국이 제공하는 멀티캐스트 또는 브로드캐스트 서비스 데이터를 기지국 및 릴레이 단말로부터 수신하여 cooperative diversity를 얻을 수 있는 방법 및 장치를 제공한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 상향링크 자원을 이용한 데이터 수신 방법은, 기지국의 서비스 영역에 존재하는 인접 단말의 릴레이 신호를 통해서 기지국의 통신 서비스를 제공받는 방법에 있어서, 상향링크 자원에서 데이터를 수신할 수 있도록 상향링크 자원 수신모드로 전환하는 단계; 상기 인접 단말이 상기 기지국의 송신 데이터를 전달하면, 상기 상향링크 자원을 통해서 상기 데이터를 수신하는 단계; 및 상기 수신된 데이터를 복호하는 단계를 포함한다.

바람직하게는 상기 방법에 있어서, 상기 상향링크 자원 수신모드로 전환하는 단계는, 하향링크 자원에서 일정 시간 이상 수신신호가 감지되지 않은 경우 상기 수신모드로 전환하거나, 상기 기지국으로부터 기 수신된 하향링크 제어신호를 통해 상기 수신모드 전환이 기 설정되거나, 사용자의 설정에 따라서 상기 수신모드로 전환되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는 상기 상향링크 자원은 상향링크 주파수 대역의 서브프레임 또는 상향링크 시간구간의 서브프레임인 것을 특징으로 한다.

바람직하게는 상기 기지국은 상기 인접 단말이 상기 상향링크 자원을 통해서 상기 기지국의 송신 데이터를 전달하는 동안 주변 단말의 상향링크 자원과 간섭이 발생하지 않도록 상기 상향링크 자원을 상기 주변 단말에게 할당하지 않는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는 상기 데이터는 재난방송 서비스 데이터 또는 emergency call 인 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 상향링크 자원을 이용한 릴레이 동작 방법은, 인접 단말과 기지국 간의 통신 서비스를 릴레이(Relay) 하는 릴레이 단말에서 릴레이 동작 방법에 있어서, 상향링크 자원을 통해 데이터를 수신할 수 있도록 설정된 제어신호를 상기 기지국으로부터 수신하는 단계; 상기 수신된 제어신호를 바탕으로 상기 상향링크 자원을 통해서 데이터를 수신할 수 있도록 상향링크 자원 수신모드로 전환하는 단계; 상기 인접 단말로부터 상기 상향링크 자원을 통해서 데이터를 수신하는 단계; 상기 상향링크 자원을 통해서 기지국으로 데이터를 송신할 수 있도록 정상모드로 전환하는 단계; 및 상기 상향링크 자원을 통해서 상기 인접 단말로부터 수신된 데이터를 상기 기지국으로 전송하는 단계를 포함한다.

바람직하게는 상기 제어신호는 주기적으로 수신되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는 상기 상향링크 자원 수신모드로 전환하는 단계는, 상기 제어신호에서 설정된 일정시간 또는 주기에 따라서 상향링크 자원 수신모드로 전환되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는 상기 데이터는 emergency call 인 것을 특징으로 한다.

바람직하게는 상기 상향링크 자원을 통한 인접 단말로부터의 데이터 수신과, 상기 상향링크 자원을 통한 기지국으로 데이터 송신은 서로 다른 주기를 갖는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 릴레이 단말 장치는, 인접 단말과 기지국 간의 통신 서비스를 릴레이(Relay) 하는 릴레이 단말에 있어서, 기지국 및 인접 단말로부터 데이터를 수신하는 수신부; 상향링크 자원을 통해 데이터를 수신할 수 있도록 설정된 제어신호를 상기 수신부를 통해서 상기 기지국으로부터 수신하고, 상기 수신된 제어신호를 바탕으로 상기 상향링크 자원을 통해서 데이터를 수신할 수 있도록 상향링크 자원 수신모드로 전환하고, 상기 인접 단말로부터 상기 상향링크 자원을 통해서 데이터를 수신하여, 상기 상향링크 자원을 통해서 기지국으로 상기 데이터를 송신할 수 있도록 정상모드로 전환하도록 제어하는 제어부; 및 상기 상향링크 자원을 통해서 상기 인접 단말로부터 수신된 데이터를 상기 기지국으로 전송하는 송신부를 포함한다.

바람직하게는 상기 장치에 있어서, 상기 제어부는 상기 제어신호에서 설정된 일정시간 또는 주기에 따라서 상향링크 자원 수신모드로 전환하도록 제어하는 것을 특징으로 하며, 상기 데이터는 emergency call 인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 상향링크 자원을 이용하여 단말들 간의 릴레이 서비스가 가능하기 때문에 별도의 추가 자원이 필요하지 않으며, 인접 단말을 통한 재난이나 긴급 호출 등의 응급 서비스 (emergency service)를 제공할 수 있는 효과가 발생한다.

또한, 기지국이 제공하는 멀티캐스트 또는 브로드캐스트 서비스 데이터를 기지국 및 릴레이 단말로부터 수신하여 cooperative diversity를 얻을 수 있는 효과가 발생한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 하향링크 무선 프레임의 구조를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 하나의 하향링크 슬롯에 대한 자원 그리드(resource grid)를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 하향링크 서브프레임 구조를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 상향링크 서브프레임 구조를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 릴레이 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 상향링크 자원을 통한 릴레이 동작 방법을 순차적으로 도시한 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 다른 일실시예에 따른 상향링크 자원을 통한 릴레이 동작 방법을 순차적으로 도시한 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 일실시예에 따른 상향링크 자원을 통한 릴레이 동작 방법을 순차적으로 도시한 흐름도이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 일실시예에 따른 상향링크 자원을 통한 cooperative diversity 형태의 상향링크 송신을 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 상향링크 자원을 통한 릴레이 동작 방법을 도시한 도면이다.
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 릴레이 단말의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.

본 발명은 이동통신시스템에 적용되며, 특히 UMTS (Universal Mobile Telecommunications System)에서 진화된 E-UMTS(Evolved Universal Mobile Telecommunications System)에 적용된다. 그러나, 본 발명은 이에 한정하지 않고 본 발명의 기술적 사상이 적용될 수 있는 모든 통신시스템 및 통신 프로토콜에 적용될 수도 있다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항복들 중의 어느 항목을 포함한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 본 발명에서 사용되는 기술적 용어를 다음과 같이 전제한다.

본 발명의 통신 시스템은, 음성 및 패킷 데이터 등과 같은 다양한 통신 서비스를 제공하기 위한 시스템으로서 기지국 및 단말을 포함하며, LTE(Long Term Evolution) 시스템 또는 LTE-Advanced 시스템을 대표예로 설명한다.

본 발명의 단말은, SS(Subscriber Station), UE(User Equipment), ME(Mobile Equipment), MS(Mobile Station) 등으로 불릴 수 있으며, 휴대폰, PDA, 스마트 폰(Smart Phone), 노트북 등과 같이 통신 기능을 갖춘 휴대 가능한 기기 또는 PC, 차량 탑재 장치와 같이 휴대 불가능한 기기를 포함한다.

본 발명의 기지국은, 단말과 통신하는 고정된 지점을 말하며, eNB(evolved-NodeB), BTS(Base Transceiver System), 억세스 포인트(Access Point) 등의 용어로 사용될 수 있다. 하나의 기지국에는 하나 이상의 셀(Cell)이 존재할 수 있으며, 기지국 간에는 사용자 트래픽 또는 제어 트래픽 전송을 위한 인터페이스가 사용될 수 있다. 또한, 하향링크(Downlink)는 기지국으로부터 단말로의 통신 채널을 의미하며, 상향링크(Uplink)는 단말로부터 기지국으로의 통신 채널을 의미한다.

본 발명의 무선통신 시스템에 적용되는 다중접속 기법은, CDMA(Code Division Multiple Access), TDMA(Time Division Multiple Access), FDMA(Frequency Division Multiple Access), SC-FDMA(Single Carrier-FDMA), OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 또는 공지된 다른 변조 기술들과 같은 다중 접속 기법을 모두 포함한다.

또한, 상기 하향링크와 상향링크 전송을 위한 다중접속 방식은 서로 상이할 수 있으며, 예를 들어 하향링크는 OFDMA 기법을 사용하고 상향링크는 SC-FDMA 기법을 사용할 수도 있다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명에 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어 도면 부호에 상관없이 동일하거나 대응하는 구성요소는 동일한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 하향링크 무선 프레임의 구조를 도시한 도면이다.

본 발명의 일실시예에 따른 하향링크 무선 프레임은 10개의 서브프레임(subframe)으로 구성되며, 하나의 서브프레임은 2개의 슬롯(slot)으로 구성된다. 상기 하향링크 무선 프레임은 FDD(Frequency Division Duplex) 또는 TDD(Time Division Duplex)에 의해 구성될 수 있다. 하나의 서브프레임이 전송되는 시간을 TTI(Transmission time interval)라 하며, 예를 들어 하나의 서브프레임 길이는 1ms이고, 하나의 슬롯의 길이는 0.5ms로 구성될 수 있다. 하나의 슬롯은 시간영역(time domain)에서 복수의 OFDM 심볼을 포함하며, 주파수 영역(frequency domain)에서 복수의 자원블록(Resource Block)을 포함할 수 있다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 하나의 하향링크 슬롯에 대한 자원 그리드(resource grid)를 도시한 도면이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 하향링크 슬롯은 시간영역에서 복수의 OFDM 심볼을 포함하며, 주파수 영역에서 복수의 자원블록(RB)을 포함한다. 하나의 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 개수는 CP(Cyclic Prefix)의 구성에 따라서 달라질 수 있으며, 도시된 예는 일반적인 CP로 구성된 경우에 해당된다. 이 경우 하나의 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 개수는 7개이며, 확장된 CP에 의해 구성된 경우는 한 OFDM 심볼의 길이가 늘어나므로 하나의 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 개수는 일반 CP의 경우보다 적어져서 6개로 구성될 수 있다. 확장된 CP가 적용되는 경우는, 단말이 빠른 속도로 이동하는 경우 등과 같이 채널 상태가 불안정한 경우에 해당되며, 심볼간 간섭을 더욱 줄이기 위하여 확장된 CP가 사용될 수 있다.

도 2를 참조하면, 하나의 하향링크 슬롯은 7 OFDM 심볼을 포함하며, 하나의 자원블록(RB)은 12개의 부반송파를 포함한다. 또한, 자원 그리드 상의 각 요소를 자원요소(Resource Element)라고 하며, 하나의 자원블록에는 84개 (12 X 7 = 84)의 자원요소를 포함한다. 각 부반송파의 간격은 15kHz 이며, 하나의 자원블록은 주파수 영역에서 약 180 KHz를 포함한다. N^DL은 하향링크 슬롯에 포함되는 자원블록의 수이며, 기지국의 스케쥴링에 의해 설정되는 하향링크 전송 대역폭(Bandwidth)에 종속된다.

도 2와 같이 일반 CP로 구성되는 경우는, 하나의 서브프레임은 14개의 OFDM 심볼로 구성되며, 각 서브프레임의 처음 2개 또는 3개의 OFDM 심볼은 PDCCH(Physical Downlink Control Channel)로 할당되고, 나머지 OFDM 심볼은 PDSCH(Physical Downlink Shared Channel)로 할당될 수 있다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 하향링크 서브프레임 구조를 도시한 도면이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 하나의 서브프레임 내의 첫 번째 슬롯의 앞부분에 위치하는 최대 3개의 OFDM 심볼은 제어영역으로서 채어 채널로 할당된다. 나머지 OFDM 심볼들은 데이터 영역으로서 PDSCH로 할당된다. 상기 제어채널은 PCFICH(Physical Control Format Indicator Channel), PDCCH(Physical Downlink Control Channel), PHICH(Physical Hybrid ARQ Indicator Channel) 등을 포함할 수 있다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 상향링크 서브프레임 구조를 도시한 도면이다.

도 4를 참조하면, 상향링크 서브프레임은 주파수 영역에서 제어영역과 데이터 영역을 포함한다. 상기 제어영역은 상향링크 제어정보를 전달하기 위한 PUCCH(Physical Uplink Control Channel)가 할당된다. 상기 데이터 영역은 사용자 데이터를 전달하기 위한 PUSCH(Physical Uplink Shared Channel)가 할당된다.

하나의 단말의 PUCCH는 하나의 서브프레임에서 자원블록 쌍(pair)으로 할당되며, 자원블록 쌍(pair)에 포함된 자원블록들은 두 개의 슬롯에서 다른 서브 캐리어들로 위치하게 된다.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 릴레이 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.

기존의 무선 통신 시스템의 경우 단말은 하향링크 자원에서 기지국으로부터 신호를 수신하고, 상향링크 자원에서 기지국으로 신호를 송신한다. 본 발명에서는 이하에서 설명하는 여러 가지 동작을 수행하기 위해 상향링크 자원에서 단말이 신호를 수신할 수 있도록 하는 방법을 제안한다.

또한, 상기 상향링크 자원은 FDD(Frequency Division Duplex) 시스템에서는 상향링크 주파수 대역의 서브프레임이며, TDD(Time Division Duplex) 시스템에서는 상향링크 시간구간에 해당하는 서브프레임이 될 수 있다.

도 5를 참조하면, 기지국(501)의 커버리지 내에는 단말 1(503) 및 단말 3(507)이 존재하며, 기지국(501)의 커버리지 바깥에는 단말 2(505)가 존재한다.

이때, 기지국(501)은 단말 2(505)에게 데이터를 전송하기 위하여, 단말 1(503)을 릴레이 단말로 동작시킨다. 즉, 단말 1(503)이 상향링크 자원(상향링크 채널)을 통해 기지국(501)이 아닌 단말 2(505)에게 신호를 송신하도록 하고, 단말 2(505)은 해당 상향링크 자원에서 신호를 수신하도록 하여 단말 1(503)을 릴레이 노드처럼 동작시킬 수 있다. 이하에서는 단말 1(503)과 같이 릴레이로 동작하는 단말을 릴레이 단말이라고 지칭하기로 한다.

위와 같은 실시예가 활용될 수 있는 일 예로 릴레이 단말(503)을 이용하여 재난방송 또는 응급 호출 등의 emergency service의 커버리지 확장(coverage extension)이 가능하다.

단말 2(505)의 경우는 하향링크 자원에서 일정 시간 이상 신호가 감지되지 않았거나, 사전에 기지국의 하향링크 제어신호를 통해 상향링크 자원을 수신하도록 설정되었거나, 또는 사용자가 상향링크 자원에서 신호를 수신하도록 설정하였을 경우, 상향링크 자원에서 릴레이 단말(503)의 릴레이 신호를 감지하도록 동작시킬 수 있다.

이때 기지국(501)은, 릴레이 단말(503)이 상향링크 자원을 통해서 기지국(501)의 송신 데이터를 단말 2(505)로 전달하는 동안, 주변 단말(507)의 상향링크 자원과 간섭이 발생하지 않도록 상향링크 자원의 스케쥴링(Scheduling)을 수행할 수도 있다.

즉, 릴레이 단말(503)의 신호가 전송될 상향링크 자원을 비워놓거나, 상향링크 자원을 주변 단말에게 할당하지 않거나, 릴레이 단말(503)의 신호에 방해가 되지 않는 단말, 예를 들어 도 5와 같이 릴레이 단말인 단말 1(503)과 물리적으로 멀리 떨어진 단말 3(507)에게 해당 상향링크 자원을 할당할 수도 있다.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 상향링크 자원을 통한 릴레이 동작 방법을 순차적으로 도시한 흐름도이다.

기지국은 릴레이 단말(단말 1)로 제어신호를 전송한다(S601). 상기 제어신호는 기지국으로부터 주기적 또는 비주기적으로 전송될 수 있으며, 상향링크 자원(채널)에서 단말 1이 릴레이 송신모드로 전환하도록 제어한다.

기지국으로부터 제어신호를 수신한 단말 1은, 제어신호에 설정된 제어정보를 기반으로 상향링크 자원을 통하여 기지국이 전송한 신호를 주변 단말들로 재전송할 수 있는 릴레이 송신모드로 동작할 수 있다(S603). 그러나 기지국으로부터 제어신호가 없더라도 단말 1은 기지국으로부터 수신한 신호를 상향링크 자원을 통해서 주변 단말이 수신할 수 있도록 브로드캐스트(broadcast)하는 것도 가능하다.

또한, 단말 2는 하향링크 자원에서 일정 시간 이상 신호가 감지되지 않았거나, 사전에 기지국의 하향링크 제어신호를 통해 상향링크 자원을 수신하도록 설정되었거나, 또는 사용자가 상향링크 자원에서 신호를 수신하도록 설정하였을 경우, 상향링크 자원에서 릴레이 단말(단말 1)의 릴레이 신호를 수신할 수 있도록 수신모드로 전환을 수행한다(S605).

한편, 릴레이 단말은 하향링크 채널을 통해서 기지국으로부터 멀티캐스트 또는 브로드캐스트 데이터를 수신하고(S607), 상향링크 자원을 통하여 단말 2로 데이터를 브로드캐스트한다(S609).

이때, 기지국이 전달하는 멀티캐스트 또는 브로드캐스트 서비스는 재난방송 등의 emergency service가 될 수도 있다.

도 7은 본 발명의 다른 일실시예에 따른 상향링크 자원을 통한 릴레이 동작 방법을 순차적으로 도시한 흐름도이다.

도 7의 실시예는 기지국의 커버리지(coverage) 밖에 존재하는 단말 2가 상향링크 자원에서 송신한 신호를 기지국의 커버리지 내의 단말 1이 수신하고, 단말 1은 단말 2로부터 수신한 신호 또는 emergency service를 위한 단말 2의 정보 등을 기지국에게 전송한다.

먼저 기지국은 커버리지 내의 단말들(단말 1)에게 상향링크 자원에서 신호를 수신하도록 하는 제어신호를 주기적 또는 비주기적으로 전송한다(S701).

상기 제어신호를 수신한 단말 1은 커버리지 밖에 존재하는 단말들의 신호를 검출하기 위해, 제어신호에서 설정된 일정시간 및 주기에 따라 상향링크 자원에서 수신모드로 동작하도록 전환한다(S703).

커버리지 밖의 단말 2는 상향링크 자원으로 자신의 정보 또는 기타 전송신호를 브로드캐스트(broadcast)한다(S705). 이때 기지국으로부터 제어신호를 수신한 단말들(단말 1)은 상향링크 자원에서 수신모드로 동작하기 때문에 커버리지 밖에 존재하는 단말들의 브로드캐스트 신호를 검출할 수 있다.

단말 2가 브로드캐스트한 신호를 검출한 단말 1은, 정상모드로 동작하도록 모드 전환을 한 후(S707), 정상모드에서 상향링크 자원을 통해 기지국으로 단말 2의 broadcast 신호를 전달한다(S709).

도 8은 본 발명의 또 다른 일실시예에 따른 상향링크 자원을 통한 릴레이 동작 방법을 순차적으로 도시한 흐름도이다.

기지국은 단말들에게 데이터 A를 멀티캐스트(multicast) 또는 브로드캐스트(broadcast) 방식으로 전송한다(S801).

이때, 기지국이 전송한 데이터 A를 단말 1은 수신에 성공했으나 인접한 단말 2는 수신에 실패했을 경우, 기지국은 단말 2가 상향링크 자원에서 수신모드로 동작하도록 제어신호를 전송한다(S803).

상기 제어신호를 수신한 단말 2는 상향링크 자원에서 수신모드로 동작하도록 모드 전환을 한다(S805).

이후, 단말 1이 기지국을 대신하여 데이터 A의 재전송을 수행한다(S807).

따라서, 단말 2는 단말 1이 재전송한 신호와 기지국으로부터 수신된 신호를 결합하여 cooperative diversity를 얻을 수도 있다.

본 발명에 따르면 상향링크 자원을 이용하여 두 단말 간의 직접 통신도 가능하다. 즉, 단말 1은 상향링크 자원을 통해 단말 2에게 데이터를 전송하도록 하고, 동시에 단말 2는 상향링크 자원에서 신호를 수신하도록 하여 두 단말간 직접 데이터 송수신이 가능하다.

이때 두 단말 간의 데이터 송수신방법을 활용하여, 도 9에 도시된 바와 같이, 두 단말 간의 cooperative diversity 형태의 상향링크 송신이 가능하다.

즉, 도 9의 (a)에 도시된 바와 같이 단말 2(905)가 단말 1(903)이 직접 송신한 데이터 A를 수신하였거나, 단말 1(903)이 기지국(901)에게 송신하는 데이터 A를 단말 2(905)가 overhear했다면(도시하지 않음), 다음 단계에서 단말 1(903)과 단말 2(905)는 협력통신이 되도록 기지국(901)에게 해당 데이터 A를 전송할 수 있다.

도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 상향링크 자원을 통한 릴레이 동작 방법을 도시한 도면이다.

도 10에 도시된 바와 같이, network coding을 사용하는 시스템에서 시간 t(도10 (a))에서 릴레이(1003)가 기지국(1001)과 단말(1005)로부터 수신한 신호 A 및 B를 결합하여 network coded 신호(예를 들어 두 신호의 XOR값)를 생성하고, 이 신호를 시간 t+△에서 기지국(1001)과 단말(1005)에게 전송할 때 상향링크 자원을 사용할 수 있다.

만약 릴레이(1003)가 network coded 신호를 하향링크 자원을 통해 기지국(1001)과 단말(1005)에게 전송할 경우, 해당 기지국(1001)은 하향링크 자원에서 수신모드로 동작하게 되므로 다른 기지국들의 하향링크 신호에 의해 강한 interference를 받게 되고, 결과적으로 해당 하향링크 자원을 낭비할 수 있다. 하지만 도시된 바와 같이, 상향링크 자원을 사용할 경우, 단말(1005)이 해당 상향링크 자원의 신호를 수신하게 함으로써 위와 같은 문제를 해결할 수 있다.

도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 릴레이 단말의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.

릴레이 단말은, 기지국 및 인접 단말로부터 데이터를 수신하는 수신부(1101), 제어부(1103) 및 송신부(1105)를 포함한다.

제어부(1103)는 상향링크 자원을 통해 데이터를 수신할 수 있도록 설정된 제어신호를 수신부(1101)를 통해서 기지국으로부터 수신하고, 수신된 제어신호를 바탕으로 상향링크 자원을 통해서 데이터를 수신할 수 있도록 상향링크 자원 수신모드로 전환하고, 인접 단말로부터 상향링크 자원을 통해서 데이터를 수신하여, 상향링크 자원을 통해서 기지국으로 데이터를 송신할 수 있도록 단말을 제어한다.

송신부(1105)는 제어부(1103)의 제어동작에 따라서 상향링크 자원을 통해서 인접 단말로부터 수신된 단말 정보 또는 긴급호출 신호 등의 데이터를 기지국으로 전송하거나, 기지국의 멀티캐스트 또는 브로드캐스트 데이터를 인접 단말에게 전송한다.

또한, 제어부(1103)의 모드 전환 동작 제어는 제어신호에서 설정된 일정시간 또는 주기에 따라서 상향링크 자원 수신모드로 전환될 수도 있다.

이상, 본 발명에 따른 장치는, 상술한 구성요소 이외에 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 필요한 소프트웨어 및 하드웨어, 예를 들어 출력장치(디스플레이, 스피커 등), 입력장치(키패드, 마이크 등), 메모리, 송수신부(RF 모듈, 안테나 등)을 기본적으로 포함한다. 이러한 구성요소에 대하여는, 본 발명 기술분야의 통상의 기술자에게 자명한 사항인바, 그 상세한 설명은 생략한다.

한편, 여기까지 설명된 본 발명에 따른 방법은 소프트웨어, 하드웨어, 또는 이들의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 따른 방법은 저장 매체(예를 들어, 이동 단말기 내부 메모리, 플래쉬 메모리, 하드 디스크, 기타 등등)에 저장될 수 있고, 프로세서(예를 들어, 이동 단말기 내부 마이크로 프로세서)에 의해서 실행될 수 있는 소프트웨어 프로그램 내에 코드들 또는 명령어들로 구현될 수 있다.

이상, 본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims

기지국의 서비스 영역에 존재하는 인접 단말의 중계(relay) 신호를 통해서 기지국의 통신 서비스를 제공받는 방법에 있어서,
상향링크 자원에서 데이터를 수신할 수 있도록 상향링크 자원 수신모드로 전환하는 단계;
상기 인접 단말이 상기 기지국의 송신 데이터를 전달하면, 상기 상향링크 자원을 통해서 상기 데이터를 수신하는 단계; 및
상기 수신된 데이터를 복호하는 단계를 포함하는 상향링크 자원을 이용한 데이터 수신 방법.
제 1항에 있어서, 상기 상향링크 자원 수신모드로 전환하는 단계는,
하향링크 자원에서 일정 시간 이상 수신신호가 감지되지 않은 경우 상기 수신모드로 전환하는 것을 특징으로 하는 상향링크 자원을 이용한 데이터 수신 방법.
제 1항에 있어서, 상기 상향링크 자원 수신모드로 전환하는 단계는,
상기 기지국으로부터 기 수신된 하향링크 제어신호를 통해 상기 수신모드 전환이 기 설정되는 것을 특징으로 하는 상향링크 자원을 이용한 데이터 수신 방법.
제 1항에 있어서, 상기 상향링크 자원 수신모드로 전환하는 단계는,
사용자의 설정에 따라서 상기 수신모드로 전환되는 것을 특징으로 하는 상향링크 자원을 이용한 데이터 수신 방법.
제 1항에 있어서,
상기 상향링크 자원은 상향링크 주파수 대역의 서브프레임 또는 상향링크 시간구간의 서브프레임인 것을 특징으로 하는 상향링크 자원을 이용한 데이터 수신 방법.
제 1항에 있어서,
상기 기지국은 상기 인접 단말이 상기 상향링크 자원을 통해서 상기 기지국의 송신 데이터를 전달하는 동안 주변 단말의 상향링크 자원과 간섭이 발생하지 않도록 상기 상향링크 자원을 상기 주변 단말에게 할당하지 않는 것을 특징으로 하는 상향링크 자원을 이용한 데이터 수신 방법.
제 1항에 있어서,
상기 데이터는 재난방송 서비스 데이터 또는 emergency call 인 것을 특징으로 하는 상향링크 자원을 이용한 데이터 수신 방법.
인접 단말과 기지국 간의 통신 서비스를 릴레이(Relay) 하는 릴레이 단말에서 릴레이 동작 방법에 있어서,
상향링크 자원을 통해 데이터를 수신할 수 있도록 설정된 제어신호를 상기 기지국으로부터 수신하는 단계;
상기 수신된 제어신호를 바탕으로 상기 상향링크 자원을 통해서 데이터를 수신할 수 있도록 상향링크 자원 수신모드로 전환하는 단계;
상기 인접 단말로부터 상기 상향링크 자원을 통해서 데이터를 수신하는 단계;
상기 상향링크 자원을 통해서 기지국으로 데이터를 송신할 수 있도록 정상모드로 전환하는 단계; 및
상기 상향링크 자원을 통해서 상기 인접 단말로부터 수신된 데이터를 상기 기지국으로 전송하는 단계를 포함하는 상향링크 자원을 이용한 릴레이 동작 방법.
제 8항에 있어서, 상기 제어신호는 주기적으로 수신되는 것을 특징으로 하는 상향링크 자원을 이용한 릴레이 동작 방법.
제 8항에 있어서,
상기 상향링크 자원은 상향링크 주파수 대역의 서브프레임 또는 상향링크 시간구간의 서브프레임인 것을 특징으로 하는 상향링크 자원을 이용한 릴레이 동작 방법.
제 8항에 있어서, 상기 상향링크 자원 수신모드로 전환하는 단계는,
상기 제어신호에서 설정된 일정시간 또는 주기에 따라서 상향링크 자원 수신모드로 전환되는 것을 특징으로 하는 상향링크 자원을 이용한 릴레이 동작 방법.
제 8항에 있어서,
상기 데이터는 emergency call 인 것을 특징으로 하는 상향링크 자원을 이용한 릴레이 동작 방법.
제 8항에 있어서,
상기 상향링크 자원을 통한 인접 단말로부터의 데이터 수신과, 상기 상향링크 자원을 통한 기지국으로 데이터 송신은 서로 다른 주기를 갖는 것을 특징으로 하는 상향링크 자원을 이용한 릴레이 동작 방법.
인접 단말과 기지국 간의 통신 서비스를 릴레이(Relay) 하는 릴레이 단말에 있어서,
기지국 및 인접 단말로부터 데이터를 수신하는 수신부;
상향링크 자원을 통해 데이터를 수신할 수 있도록 설정된 제어신호를 상기 수신부를 통해서 상기 기지국으로부터 수신하고, 상기 수신된 제어신호를 바탕으로 상기 상향링크 자원을 통해서 데이터를 수신할 수 있도록 상향링크 자원 수신모드로 전환하고, 상기 인접 단말로부터 상기 상향링크 자원을 통해서 데이터를 수신하여, 상기 상향링크 자원을 통해서 기지국으로 상기 데이터를 송신할 수 있도록 정상모드로 전환하도록 제어하는 제어부; 및
상기 상향링크 자원을 통해서 상기 인접 단말로부터 수신된 데이터를 상기 기지국으로 전송하는 송신부를 포함하는 릴레이 단말.
제 14항에 있어서,
상기 제어부는 상기 제어신호에서 설정된 일정시간 또는 주기에 따라서 상향링크 자원 수신모드로 전환하도록 제어하는 것을 특징으로 하며,
상기 데이터는 emergency call 인 것을 특징으로 하는 릴레이 단말.