KR20110020005A

KR20110020005A - 무선통신시스템에서 데이터 송수신 방법

Info

Publication number: KR20110020005A
Application number: KR1020090077662A
Authority: KR
Inventors: 권기범; 서성진
Original assignee: 주식회사 팬택
Priority date: 2009-08-21
Filing date: 2009-08-21
Publication date: 2011-03-02
Also published as: WO2011021814A2; WO2011021814A3; JP2013502802A; US20120155355A1; EP2469733A2; CN102577165A; US8837340B2

Abstract

본 명세서는 무선통신시스템에 관한 것으로서, 특히 무선통신시스템에서의 데이터 송수신방법에 관한 것을 개시하고 있다.

무선통신, 릴레이, 반송파

Description

무선통신시스템에서 데이터 송수신 방법{METHOD FOR TRANMITTING AND RECEIVING DATA IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}

본 명세서는 무선통신시스템에 관한 것으로서, 특히 무선통신시스템에서의 데이터 송수신 방법에 관한 것을 개시하고 있다.

통신 시스템이 발전해나감에 따라 사업체들 및 개인들과 같은 소비자들은 매우 다양한 무선 단말기들을 사용하게 되었다.

따라서, 통신 서비스 사업자들은 무선 단말기들에 대한 새로운 통신 서비스 시장을 창출하고, 신뢰성 있으면서도 저렴한 서비스를 제공하여 기존의 통신 서비스 시장을 확대시키려는 시도를 계속하고 있다.

본 명세서는 무선통신시스템에서의 데이터 송수신 방법에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 기지국과 릴레이가 두개 이상의 요소반송파들을 이용하여 단말에 정보를 전송할 수 있는 방법 및 시스템을 개시하고 있다.

전술한 과제를 달성하기 위해, 본 발명의 일측면에서, 단말의 채널상태 또는 링크성능을 고려하여, 기지국이 전송하는데 사용되는 특정 제 1 요소반송파와 구별되는, 다른 제 2 요소반송파의 제어정보 또는 시스템정보 중 적어도 하나를 생성하는 단계와, 생성된 제 2 요소반송파의 제어정보 또는 시스템정보 중 적어도 하나를 단말에 전송하는 단계를 포함하는 릴레이의 정보 전송방법을 제공한다.

본 발명의 다른 측면에서, 기지국은 특정 제 1 요소반송파의 제어정보 또는 시스템 정보 중 적어도 하나를 생성하는 단계와, 기지국은 생성된 제 1 요소반송파의 제어정보 또는 시스템 정보 중 적어도 하나를 단말에 전송하는 단계와, 릴레이는 단말의 채널상태 또는 링크성능을 고려하여, 제 1 요소반송파와 구별되는, 다른 제 2 요소반송파의 제어정보 또는 시스템정보 중 적어도 하나를 생성하는 단계와, 릴레이는 생성된 제 2 요소반송파의 제어정보 또는 시스템정보 중 적어도 하나를 단말에 전송하는 단계를 포함하는 무선통신시스템에서 정보 전송방법을 제공한다.

본 발명의 또다른 측면에서, 기지국으로부터 수신한 제 1 요소반송파의 DRX(Discontinuous Reception) 관련 제어정보 또는 시스템정보 중 적어도 하나에 따라 제 1 요소반송파의 DRX를 제어하는 단계와, 릴레이로부터, 제 1 요소반송파와 구별되는, 제 2 요소반송파의 DRX 관련 제어정보 또는 시스템정보 중 적어도 하나를 수신하는 단계와, 기지국으로부터 수신한 제 1 요소반송파의 DRX 관련 제어정보 또는 시스템정보 중 적어도 하나에 따라 제 1 요소반송파의 DRX를 제어하는 단계를 포함하는 단말의 데이터 수신 방법을 제공한다.

이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예들이 적용되는 무선통신시스템을 나타낸 블록도이다.

무선통신시스템은 음성, 패킷 데이터 등과 같은 다양한 통신 서비스를 제공하기 위해 널리 배치된다.

도 1을 참조하면, 무선통신시스템은 단말(10; User Equipment, UE) 및 기지국(20; Base Station, BS)을 포함한다. 단말(10)과 기지국(20)은 아래에서 설명한 다양한 정보 전송방법 및 전력제어방법을 사용한다.

본 명세서에서의 단말(10)은 무선 통신에서의 사용자 단말을 의미하는 포괄적 개념으로서, WCDMA 및 LTE, HSPA 등에서의 UE(User Equipment)는 물론, GSM에서의 MS(Mobile Station), UT(User Terminal), SS(Subscriber Station), 무선기기(wireless device) 등을 모두 포함하는 개념으로 해석되어야 할 것이다.

기지국(20) 또는 셀(cell)은 일반적으로 단말(10)과 통신하는 고정된 지점(fixed station)을 말하며, 노드B(Node-B), eNB(evolved NodeB), BTS(Base Transceiver System), 액세스 포인트(Access Point) 등 다른 용어로 불릴 수 있다.

즉, 본 명세서에서 기지국(20) 또는 셀(cell)은 CDMA에서의 BSC(Base Station Controller), WCDMA의 NodeB 등이 커버하는 일부 영역을 나타내는 포괄적인 의미로 해석되어야 하며, 메가셀, 매크로셀, 마이크로셀, 피코셀, 펨토셀 등 다양한 커버리지 영역을 모두 포괄하는 의미이다.

본 명세서에서 단말(10)과 기지국(20)은 본 명세서에서 기술되는 기술 또는 기술적 사상을 구현하는데 사용되는 두가지 송수신 주체로 포괄적인 의미로 사용되며 특정하게 지칭되는 용어 또는 단어에 의해 한정되지 않는다.

무선통신시스템에 적용되는 다중 접속 기법에는 제한이 없다. CDMA(Code Division Multiple Access), TDMA(Time Division Multiple Access), FDMA(Frequency Division Multiple Access), OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access), OFDM-FDMA, OFDM-TDMA, OFDM-CDMA와 같은 다양한 다중 접속 기법을 사용할 수 있다.

상향링크 전송 및 하향링크 전송은 서로 다른 시간을 사용하여 전송되는 TDD(Time Division Duplex) 방식이 사용될 수 있고, 또는 서로 다른 주파수를 사용하여 전송되는 FDD(Frequency Division Duplex) 방식이 사용될 수 있다.

본 발명의 일실시예는 GSM, WCDMA, HSPA를 거쳐 LTE(Long Term Evolution) 및 LTE-advanced로 진화하는 비동기 무선통신과, CDMA, CDMA-2000 및 UMB로 진화하는 동기식 무선 통신 분야의) 등 의 자원할당에 적용될 수 있다. 본 발명은 특정한 무선통신 분야에 한정되거나 제한되어 해석되어서는 아니되며, 본 발명의 사상이 적용될 수 있는 모든 기술분야를 포함하는 것으로 해석되어야 할 것이다.

도 2는 도 1의 단말의 상태들을 도시하고 있다.

도 2를 참조하면, 단말(10)은 연결모드(connected mode, 100)와 대기모드(idle mode, 110)와 같이 두가지 모드로 동작할 수 있다.

연결모드(100)는 단말(10)이 활성화된 상태이다. 이 상태(100)에서 단말(10)은 네트워크 내에 특정 기지국(20)에 연결되어 있다. 단말(10)과 네트워크 사이 시그널링 목적으로 사용되기 위해 단말(10)의 ID(identity) 뿐만 아니라 하나 이상의 IP 주소가 단말(10))에 할당된다. 연결모드(100)에서 업링크가 네트워크와 동기화되어 있거나 동기화되지 않을 수 있다. 업링크 동기화를 획득 및 유지하기 위해 기지국(20) 또는 기지국(20)의 수신장치(receiver)는 각각 활성화된 단말(10)로부터 전송의 도착 시간을 측정하고 다운링크로 시간 교정 코멘드(timing-corrected command)를 보낼 수 있다. 업링크가 동기화되는 동안 사용자 데이터의 전송과 Layer 1(물리계층)/Layer 2(MAC 또는 RRC, RLC,PDCP 계층 등) 제어 시그널링이 가능하다. 업링크 전송이 주어진 시간 윈도우 내에 일어나지 않는 경우 시간 할당이 가능하지 않고 업링크는 비동기임을 선언한다. 이경우 단말은 업링크 동기화를 재개하기 위해 랜덤 억세스 과정(random access procedure)을 수행해야 한다.

대기모드(110)는 단말(10)이 배터리 소모를 줄이기 위해 대부분의 시간 잠들어 있는 낮은 활성화상태(low activity)이다. 업링크 동기화가 유지되지 않고 따라서 일어날 수 있는 유일한 업링크 전송 활동은 연결모드(100)로 이동하기 위한 랜덤 액세스(random access)이다. 다운링크에서 단말(10)은 유입되는 콜(incoming call)에 대해 페이징되기 위해 주기적으로 깨어날 수 있다. 단말(10)은 필요할 때 연결모드(100)로 신속하게 이동할 수 있도록 자신의 IP 주소나 다른 내부 정보(internal information)을 유지한다.

도 3은 페이징하기 위한 기본 DRX 구조이다.

페이징은 연결 설정(connected setup)을 위해 사용될 수 있다. 효과적인 페이징 과정은 단말(10)이 대부분의 시간 잠들어 있고 네트워크로부터 페이징 정보를 모니터링하기 위해 주어진 시간 동안 잠시 깨어나는 것이다. 페이징 정보가 전송되는 것을 단말(10)에 알려주기 위해 별도의 채널, 예를 들어 페이징 지시 채널(paging indicator channel)을 사용할 수도 있고, 보통의 다운링크 데이터 전송과 동일한 기작이 사용될 수 있다. 이때 단말(10)은 다운링크 스케줄링 할당을 위한 L1/L2 제어 시그널링을 모니터링할 수 있다. 후자의 경우로, 단말(10)이 대부 분의 시간 잠들어 있고 L1/L2 제어 시그널링을 모니터링하기 위해 단지 잠깐동안 깨어날 수 있도록 DRX 기작(Discontinuous reception mechanism)이 사용될 수 있다. 단말(10)은 깨어있을 때 페이징에 사용되는 그룹 ID(group identity)를 검색하면, 페이징 채널(Paging channel) 상에 전송된 상응하는 다운링크 페이징 메시지를 가공할 수 있다. 페이징 메시지가 페이징된 단말 ID를 포함하고 자신의 ID를 발견하지 못한 단말(10)은 수신한 정보를 무시하고 DRX 주기(DRX cycle)에 따라 잠든다.

DRX에 대한 기본 기작은 단말에서 설정가능한 DRX 주기이다. DRX 주기가 설정되면 단말(10)은 DRX 주기마다 하나의 서브프레임에 대해서 다운링크 제어 시그널링을 모니터링하고 나머지 서브프레임들에 대해 수신장치 또는 수신회로를 꺼놓아 대기상태가 된다. 주기가 길어지면 전력소모가 낮아진다.

하나의 서브프레임에 전송 버퍼의 모든 데이터를 전송하는 것이 불가능하므로 추가적인 서브프레임들이 필요하다. 따라서 단말(10)은 설정가능한 시간동안 활성화 상태를 유지한다. 활성화 타이머를 시작하고 타임이 종료할 때까지 깨어있는다. 일정한 주기동안 단말이 깨어있는 긴 DRX 주기(long DRX cycle)는 대부분의 통신 서비스를 제공하는데 충분하다. 그러나, VoIP와 같은 일부 서비스들은 정상적인 전송 주기를 뒤이은 비활동 또는 거의 비활동 주기가 이어지는 것으로 특징지어진다. 이러한 서비스를 다루기 위해 두번째 짧은 DRX 주기(short DRX cycle)는 긴 DRX 주기와 함께 선택적으로 사용된다. 보통 단말은 긴 DRX 주기를 따른다. 그러나 최근에 스케줄링된 경우 일정 기간 동안 짧은 DRX 주기를 따른다.

정리하면 DRX(Discontinuous Reception)는 단말(10)의 배터리 전력을 절약하는 방법 중 하나이다. 각 단말(10)에게 주기적으로 깨어나는 주기적인 DRX 주기를 할당한다. DRX 주기 동안에는 단말(10)의 수신모뎀을 키고 네트워크로부터 전송되는 정보를 수신할 수 있으며 그 이외에 구간에는 수신기를 끄고 전력 절약 모드(power saving mode)로 동작한다. DRX 주기를 포함한 다양한 DRX 파라미터들은 네트워크, 예를 들어 기지국 또는 릴레이에 의해 결정된다. 처음 단말(10)이 네트워크에 등록할 때 단말(10)에 할당될 수 있으며 필요 시 동작 중에 DRX 파라미터를 변경할 수 있다.

DRX 방식은 크게 비활성의 주기에 따라 DRX On-Duration(단말이 정해진 시간에 신호를 수신하기 위해 모뎀을 동작시키는 구간)이 주기적으로 반복하는 구간인 DRX 주기(DRX Cycle)와, 단말(10)이 깨어있는 시간의 총량을 나타내는 활성화 타임(Active time)과 같이 두 가지 파라미터들로 표현할 수 있다.

이를 기반으로 무선통신시스템, 예를들어 LTE 시스템에서 사용하는 세부적인 DRX 파라미터의 예들은 아래와 같다.

On-Duration Timer(onDurationTimer): DRX 주기 동안의 On-Duration을 나타내는 타이머.

Inactivity Timer (drx-InactivityTimer): On-Duration 구간이 종료되더라도 데이터가 전송되는 어떤 구간 동안 단말(10)이 깨어있도록 하는 타이머.

SR-pending Timer: 단말(10)의 스케줄링 요구는 기지국으로부터 UL 그랜 트(UL grant)가 수신될 때까지 계류되게 된다. 그러므로 단말(10)은 UL 그랜트(UL grant) 정보가 들어있는 PDCCH(Physical Control Format Indicator Channel)가 전송될 수 있는 구간을 SR-pending timer 파라미터로 미리 받고 해당 구간 동안에 PDCCH를 모니터링 한다. PDCCH는 주로 스케줄링 결정과 같은 다운링크 제어 정보를 전송하기 위하여 사용된다.

UL retransmission Timer: 재전송에 대한 UL 그랜트(UL grant)의 정보를 수신하기 위해 PDCCH 모니터링 구간을 나타내는 타이머.

DL retransmission Timer: 하향링크의 모든 HARQ 과정(8개의 재전송 타이머)에 대한 재전송 구간을 나타내는 타이머.

Short cycle timer: 짧은 DRX 주기가 구성될 때 사용하는 타이머로 새로운 짧은 DRX 주기가 시작되기 전에 제어 정보 및 시스템 정보가 전송되는 최소 단위 시간의 배수로 정의됨. (일례로 3GPP에서의 TTI(Transmit Time Interval)의 개수로 정의됨).

한편, 캐리어 집합체(carrier aggregation)는 보다 넓은 대역을 지원하기 위해 무선통신에서 사용될 수 있다. 즉 기지국 또는 셀(20)은 업링크와 다운링크에서 전송/수신 대역을 이전보다 확장하기 위해 다수의 요소반송파들(multiple component carriers)을 사용할 수 있다. 이때 모든 요소반송파들은 하나의 대역 또는 캐리어만을 사용하는 것과 호환가능하도록 설정할 수 있다. 하나의 요소반송파는 캐리어 집합체를 사용하기 이전의 하나의 무선통신 대역을 의미하는 것으로 볼 수 있다.

한편, 릴레이(relaying)은 고속 데이터, 그룹 이동성, 임시적 네트워크 사용, 셀 엣지 처리율을 향상시키고 새로운 영역들에 대한 커버리지를 제공하기 위해 고려할 수 있다.

도 4는 릴레이 네트워크의 일예의 구성도이다.

도4를 참조하면, 릴레이 네트워크 또는 릴레이를 고려한 망구조(network architecture)는 단말(10)과 코어망에 연결된 기지국(20) 사이에 릴레이 또는 릴레이노드(30)를 갖는다. 이때 Un은 릴레이(30)와 기지국(20) 사이에 정의되는 무선 인터페이스(Interface)를 의미하며, Uu는 단말(10)과 릴레이(30) 사이에 정의되는 무선 인터페이스(Interface)를 의미한다.

이때 두가지 타입의 릴레이들을 생각할 수 있다. 타입 I 릴레이에서 릴레이(30)는 자신의 물리 셀 ID를 가질 수 있으며 자신의 동기 채널과 기준심볼들 또는 기준신호들을 전송할 수 있다. 타입 I 릴레이에서 도너 셀(donor cell)과 릴레이 사이에 무선 자체 귀로(wireless self backhauling)가 있다. 릴레이(30)는 단말(10)에게 도너 셀과 구별되는 독립된 셀로 보일 수 있다. 단일 셀 동작으로 단말(10)은 타입 I 릴레이로부터 직접 스케줄링 정보와 HARQ 피드백을 받고 타입 I 릴레이에 자신의 제어 채널(SR/CQI/ACK)을 보낸다.

한편, 타입 II 릴레이에서 릴레이(30)는 분리된 셀 IP를 가지지 않고 어떤 새로운 셀을 생성할 수 없다. 타입 II 릴레이에서 릴레이(30)는 단말(10)로부터 릴레이하거나 릴레이받을 수 있다. 적어도 단말(10)은 타입 II 릴레이의 존재를 알지 못할 수 있다.

한편, 도 1 및 도 4을 참조하여 설명한 단말(10)과 기지국, 릴레이(30)는 절대적인 것이 아니라 상대적일 수 있다. 예를 들어 릴레이(30)가 기지국의 역할을 할 수도 있으며 단말(10) 중 일부가 릴레이(30)의 역할을 할 수도 있다. 본 명세서에서 릴레이는 본 명세서에서 기술되는 기술 또는 기술적 사상을 구현하는데 사용되는 주체로 포괄적인 의미로 사용되며 특정하게 지칭되는 용어 또는 단어에 의해 한정되지 않는다.

본 명세서는 무선통신시스템에서 단말(10)의 서비스 요구사항에 따라 추가 요소반송파(Component Carrier)가 필요할 경우 상기 추가 요소반송파를 단말(10)에 할당하며 기지국(20)은 릴레이(30)를 이용하여 단말(10)에게 전달하고자 하는 데이터를 전송함에 있어서, 상기 추가 요소반송파에 대한 DRX(discontinuous reception) 관련정보를 기지국(20)으로부터 전송받아 릴레이(30)를 제어하거나 기지국(20)으로부터 전송받은 DRX 관련정보와 다양한 시스템 파라미터들을 모두 고려하여 릴레이(30)에서 자체적으로 판단하여 제어하거나 릴레이(30)에서 독자적으로 제어할 수 있으며 이를 위해 단말(10)에 필요한 시스템 정보 또는 제어정보를 릴레이(30)에서 생성하여 단말(10)에게 전송하는 방법, 이와 같은 방식으로 릴레이(30)를 운용하는 방법 및 그 방법들을 실행하는 무선통신시스템을 제공한다. 여기서 시스템 정보란 무선통신시스템의 정보 중에서 단말이 인지하여야 하는 정보로 정의될 수 있다. 또한 제어 정보란 무선통신시스템에서 단말 또는 기지국 등 무선통신시스 템의 구성요소로 하여금 알고리즘상 또는 상태에 대한 변화를 요구 또는 지원하기 위해 필요한 정보들로 정의될 수 있다.

도 5는 일실시예에 따른 릴레이(Relay) 시스템을 고려한 데이터 전송 구조이다.

도 5를 참조하면, 대기모드(idle mode)에서 단말(10)은 기지국(20)으로부터 제어정보가 수신되는 지역에 위치하여 1번 링크를 통해 해당 셀에 캠프온(camp on)한다. 이때 캠프온한다는 것은, 단말(10)이 기지국(20)과 동기를 형성하고, 기지국과의 통신을 위한 기본 제어정보를 PBCH(Physical Broadcast channel)와 같은 MIB(Master Information Block), PDSCH(Physical Downlink Shared Channel)와 같은 SIB(System Information Block)를 수신하는 과정을 통해 특정 주파수 대역에서 통신이 가능한 상태가 됨을 의미한다.

그러나 연결모드 또는 송수신모드(connected mode)인 경우 단말(10)이 데이터 전송범위에는 포함되지 않기 때문에 또는 서비스 요구사항을 만족하지 못하기 때문에 1번 링크를 통해 통신 할 수 없으므로 2번 링크를 통해 데이터를 송수신하는 방식으로 통신할 수 있다. 이때 단말(10)로 전송되는 시스템 정보는 기지국(20)이 설정하여 릴레이(30)를 통해 전송하게 된다.

예를 들어, 시스템 정보 중 하나인 DRX를 위한 관련 정보는 기지국(20)에서 관리하며 릴레이(30)를 통해 전달하는 방식으로 운용될 수 있다.

도 6은 또다른 실시예에 따른 요소반송파(Component Carrier) 별 DRX 구조도이다.

도 6을 참조하면, LTE-Advanced와 같은 차세대 통신시스템에서 고려하고 있는 다수개의 요소반송파를 사용하는 경우에 DRX 방식의 운용의 예이다. 도 6에 도시한 실시예는 기지국(20)에서 각 요소반송파별로 독립적인 DRX 방식으로 운용하는 것을 나타낸 것이다. 하나의 주파수대역만 사용하던 무선통신시스템에서 운용되는 경우에는 문제가 발생하지 않으나 LTE-Advanced와 같은 차세대 통신시스템에서는 불연속적이며 전송범위가 각각 상이할 수 있는 다수개의 요소반송파들을 결합하여 하나의 시스템에서 운영하는 방식을 채택하고 있다. 각 요소반송파는 독립적인 LTE 통신시스템과 같은 형태로 운영될 수 있으며 각 요소반송파마다 독립적인 DRX 운용이 가능할 수 있다.

이 방식으로는 DRX의 기본목표인 전력 전략(power saving)의 효과를 거의 얻을 수 없다.

한편, 같은 단말(10)에 할당된 다수개의 요소반송파들 중에서 릴레이(30)를 이용하여 전송하는 요소반송파가 존재하는 경우(각 요소반송파마다 서비스 범위 및 간섭환경이 서로 다를 수 있으므로)에는 릴레이(30)에서 전송하는 요소반송파와 기지국(20)에서 전송하는 요소반송파를 통해 전달되는 데이터의 타이밍을 기지국(20)에서 의도대로 전송하기가 어렵다. 왜냐하면, 기지국(20)과 릴레이(30) 간 통신도 무선통신이며 기지국(20)이 단말(10)에게 무선자원을 할당하여 운영하는 것과 마찬가지로 전송 데이터의 오류 등 다양한 상황이 발생할 수 있다. 그러므로 DRX의 전 력 절약 목적을 달성하기 위해서는 기지국의 역할 뿐만 아니라 릴레이(30)의 역할을 추가로 고려하여 이를 해결하여야 한다.

일반적인 무선통신시스템은 자원 효율적인 통신 서비스를 위해 전체 서비스 지역을 각 기지국 서비스 가능 지역을 기준으로 공간적으로 구분하고 구분된 지역에서 같은 시간/주파수 자원을 재사용한다. 이 무선통신시스템은 서비스 지역 내 이동통신서비스가 원활하지 않은 음영지역에 대한 서비스 지원 및 설치비용을 최소화 하면서 서비스 지역을 확장하기 위하여 중계기 또는 릴레이(30)를 사용할 수 있다.

특히, LTE-Advanced와 같은 차세대 통신시스템에서는 불특정 위치의 단말(10)이 요구하는 서비스를 효율적으로 지원하기 위해서 단순히 신호를 증폭하여 전달해주는 중계기 대신 릴레이(30)를 이용하여 신호를 복조하여 해석하고 다시 변조하여 전송하는 방식을 사용함으로써 전달하고자 하는 신호의 신뢰도를 높이는 방안과 기지국이 아닌 릴레이(30)에서 Layer 3(Uu 구간에 eNB와 동일한 Radio Protocol 사용)까지의 기능을 정의함으로써 기지국과 별도의 자원제어도 할 수 있도록 하는 방안 등을 활발히 논의하고 있다.

따라서 본 명세서에서는 무선통신시스템에서 단말(10)의 서비스 요구사항에 따라 추가 요소반송파가 필요할 경우 추가 요소반송파를 단말(10)에 할당하며 기지국(20)은 릴레이(30)를 이용하여 단말(10)에게 전달하고자 하는 데이터를 전송함에 있어서, 추가 요소반송파에 대한 DRX 방식을 릴레이(30)에서 제어하기 위해 단말(10)에 필요한 시스템 정보와 기지국(20)으로부터 전달받은 데이터를 릴레이에서 단말(10)에게 전송하기 위하여 추가 요소반송파에 대한 제어정보 및 시스템정보를 기지국(20)과 릴레이(30)간의 상호 정보를 공유하는 방식인 협업통신(cooperative communication) 또는 기지국의 인지 없이 릴레이에서 기지국의 정보를 수신하는 방식인 인지통신(cognitive communication) 을 기반으로 한 릴레이(30)의 DRX 방식을 통해 효율적인 전력 절약을 구현하고자 한다. 이 때 DRX방식이 사용되는 모드는 대기모드(RRC_idle mode), 연결모드(RRC_connected mode)를 포함한다.

기지국(20)과 릴레이(30)간의 기본 가정사항은 릴레이(30)가 망에 최초로 접속하여 셀프 컨피규레이션(self configuration)을 진행할 때에 상호 정보를 교환하여 설정한다는 것이다. 가정사항의 예로서 릴레이(30)는 긴급통신 등 최우선 순위의 데이터의 처리와 릴레이 운용 안정성을 해치는 경우를 제외하고 기지국(20)의 전송알고리즘을 따른다.

1. 릴레이(30)는 기지국(20)으로부터 릴레이(30)의 전송알고리즘을 구현하기 위한 파라미터들을 전송받는다.

2. 만일 기지국(20)으로부터 특정 알고리즘에 대한 제어정보가 없는 경우에는 해당 알고리즘에 대한 최종 결과는 릴레이(30)에서 결정한다.

설정된 가정사항을 기반으로 협업통신 또는 인지통신 방식을 이용하여 기지국(20)과 릴레이(30) 간 정보를 교환한다. 기지국(20)과 릴레이(30) 간 정보 교환 시 기존에 정의된 통신규약을 따를 수도 있으며 기지국(20)과 릴레이(30) 간 정보 교환만을 위한 새로운 통신규약을 정의하고 이에 따를 수도 있다.

도 7은 요소반송파들을 사용한 릴레이(Relay) 시스템을 고려한 데이터 전송 구조이다. 도 7은 무선통신시스템, 예를 들어 LTE-Advanced 시스템에서 발생할 수 있는 환경의 한가지 예에서 릴레이를 운용하는 방법에 대하여 개념적으로 표현한 것이다.

도 7을 참조하면, 단말(10)은 대기모드(RRC_idle mode)에서 해당 셀에 캠프온(camp on)하고, 연결모드(RRC_connected mode)에서 해당 셀에 자원할당을 요청하여 1번 요소반송파에 자원을 할당받아 1번 링크를 통해 통신할 수 있다. 그러나 단말(10)에서 추가적인 자원할당 요청이 발생하여 제 1 요소반송파(CC1)에 대한 자원이 부족하게 되어 제2 요소반송파에 대한 자원을 할당하여야 하는 상황이 발생하게 되었다고 가정하자. 또는 현재 사용하는 요소반송파(Component Carrier) 채널상황이 좋지 않은 상황이 발생하여 제2 요소반송파(CC2)에 대한 자원을 할당하여야 하는 상황이 발생하게 되었다고 가정하자.

이 때 도 7에서와 같이 기지국(20)에서 1번 링크를 통해 제 2 요소반송파(CC2)의 자원을 이용하여 단말(10)에 데이터를 전송하는 것보다 2번 링크를 통해 정보를 전송하는 것이 더욱 효율적이라고 기지국(20)와 릴레이(30)의 협업통신 또는 인지통신에 의해 판단하게 된다. 따라서 제2 요소반송파(CC2)에 대한 데이터 전송은 2번 링크를 통해 전송되게 된다.

이 경우 요소반송파마다 서로 다른 시스템 특성을 갖게 되므로 릴레이(30)를 통해 전송되는 제2 요소반송파(CC2)에 대한 DRX와 관련된 제어정보 또는 시스템 정보는 2번 링크 중 기지국(20)과 릴레이(30)간의 경로를 통해 기지국(20)과 릴레 이(30)간 협업통신 또는 인지통신 방식으로 DRX 관련 정보(제 2 요소반송파 관련 DRX 제어정보 또는 제 1 요소반송파 관련 DRX 정보)가 전송되며 이를 바탕으로 릴레이(30)는 제 2 요소반송파를 통해 서비스되는 데이터의 QoS, 릴레이(30)와 단말(10) 간 링크성능 등을 추가로 고려하여 릴레이(30)와 단말(10)간 최종 DRX 관련 정보를 생성하여 2번 링크 중 단말(10)과 릴레이(30)간 경로 또는 3번 브로드캐스팅(broadcasting) 경로를 통해 전송한다.

다시 말해, 릴레이(30)는 깨어나는 주기를 포함한 다양한 DRX 관련 정보를 생성하고, 처음 단말(10)이 네트워크에 등록될 때 단말(10)에 할당될 수 있으며 필요 시 동작 중에 DRX 파라미터를 변경할 수 있다.

이때 변경할 수 있는 DRX 파라미터들은 예를 들어 위에서 설명한 On-Duration Timer(onDurationTimer), Inactivity Timer(drx-InactivityTimer), SR-pending Timer, UL retransmission Timer, DL retransmission Timer, Short cycle timer일 수 있다.

도 8은 무선통신시스템에서 릴레이를 고려한 요소반송파 관련 정보 전송의 흐름도이다.

도 8을 참조하면, 기지국(20)은 단말(10)에 제 1 요소반송파(CC1)를 통해 패킷을 전송한다(S10). 단말(10)은 대기모드에서 해당 셀에 캠프온(camp on)하였고, 연결모드(RRC_connected 모드)에서 해당 셀에 자원할당을 요청하여 제1 요소반송파(CC1)에 자원을 할당받아 기지국(20)과 단말(10) 사이 링크(도 7의 1번 링크)를 통해 기지국(20)과 통신할 수 있다.

한편, 제 1 요소반송파에 대한 자원이 부족하거나 현재 사용하는 요소반송파(Component Carrier)의 채널상황이 좋지 않은 상황이 발생할 경우, 추가적 요소반송파(도 7의 제2 요소반송파(CC2))에 대한 자원을 할당할지를 결정한다(S20).

이 경우 요소반송파마다 서로 다른 시스템 특성을 갖게 되므로 릴레이(30)를 통해 전송되는 제2 요소반송파(CC2)에 대한 DRX와 관련된 제어정보 또는 시스템 정보는 기지국(20)과 릴레이(30)간의 경로(도 7의 2번 링크)를 통해 기지국(20)과 릴레이(30) 간 협업통신 또는 인지통신 방식으로 DRX 관련 정보, 예를 들어 제 2 요소반송파(CC2)의 DRX 제어정보 또는 제 1 요소반송파의 DRX 관련 정보가 기지국(20)으로부터 릴레이(30)에 전송된다(S30).

릴레이(30)는 이 DRX 관련 정보를 바탕으로 제 2 요소반송파(CC2)를 통해 서비스되는 데이터의 QoS, 릴레이(30)와 단말(10) 간 링크성능 등을 추가로 고려하여 릴레이(30)와 단말(10) 간 최종 DRX 관련 정보를 결정 및 생성한다(S40).

릴레이(30)는 단말(10)과 릴레이(30) 간 경로(도 7의 2번 경로) 또는 3번 브로드캐스팅(broadcasting) 경로를 통해 자신이 결정 및 생성한 제 2 요소반송파에 (CC2)대한 관련 정보, 예를 들어 DRX 주기나 활성화 시간(active time)을 단말(10)에 전송한다(S50).

단말(10)은 릴레이(30)로부터 수신한 제 2 요소반송파(CC2)에 대한 관련 정 보를 참조하여 DRX 동작을 결정한다(S60). 즉 DRX 주기 동안에 단말(10)은 수신장치 또는 수신모뎀을 키고 제 2 요소반송파에 대한 정보를 릴레이(30)로부터 전송되는 데이터를 수신할 수 있으며 그 이외의 구간에는 수신기를 끄고 전력 절약 모드(power saving mode)로 동작한다.

이를 통해 릴레이(30)를 사용하는 무선통신시스템에서 발생할 수 있는 전력누수 효과를 감소시키고 무선통신시스템의 운영의 안정성을 도모함과 동시에 최대한 단말(10)의 전력소비를 감소시키면서 요구서비스를 효율적으로 만족 시킬 수 있다.

도 9 내지 도 11은 대기모드에서 단말이 릴레이로부터 제 2 요소반송파의 DRX 관련정보를 수신하여 DRX 주기 및 On duration 구간을 조절하는 도면이다.

도 9를 참조하면, 대기모드에서 도 9의 상단에 도시한 바와 같이 기지국(20)은 단말(10)에 직접 제 1 요소반송파(CC1)에 대한 DRX 관련 정보를 내려 보낸다. 또한 기지국(20)은 제 1 요소반송파(CC1)의 DRX 관련 정보와 제 2 요소반송파(CC2)의 제어정보를 릴레이(30)에 전송한다.

이후 도 9의 하단에 도시한 바와 같이 릴레이(30)는 기지국(20)으로부터 전송받은 제 1 요소반송파(CC1)의 DRX 관련 정보와 제 2 요소반송파(CC2)의 제어정보를 기초로 제 2 요소반송파(CC2)에 대한 DRX 관련 정보를 결정하고, 그 결정한 제 2 요소반송파(CC2)에 대한 DRX 관련 정보를 단말(10)에 전송한다. 이때, 제 2 요소반송파(CC2)에 대한 DRX 관련 정보는 제 1 요소반송파(CC1)의 DRX 주기 및 그 on duration 과 일치하는 제 2 요소반송파(CC2)의 DRX 주기 및 그 on duration 구간을 포함한다.

결과적으로 대기모드에서 기지국(20)에서 릴레이(30)로 DRX 관련정보를 전송하여 요소반송파간 DRX 주기를 맞추며 On duration 구간을 일치시킬 수 있게 된다.

도 10을 참조하면, 대기모드에서 도 10의 상단에 도시한 바와 같이 기지국(20)은 단말(10)에 직접 제 1 요소반송파(CC1)에 대한 DRX 관련 정보를 내려보낸다. 대기모드에서는 기지국(20)에서 릴레이(30)로 제 1 요소반송파(CC1)의 DRX 관련 정보와 제 2 요소반송파(CC2)의 제어정보가 전송된다.

이후 도 10의 하단에 도시한 바와 같이 릴레이(30)는 기지국(20)으로부터 전송받은 제 1 요소반송파(CC1)의 DRX 관련 정보와 제 2 요소반송파(CC2)의 제어정보를 기초로 제 2 요소반송파(CC2)에 대한 DRX 관련 정보를 결정하고, 그 결정한 제 2 요소반송파(CC2)에 대한 DRX 관련 정보를 단말(10)에 전송한다. 이때 제 2 요소반송파(CC2)에 대한 DRX 관련 정보는 릴레이(30)와 이동통신 단말(10)간 링크 성능이 열화되어 PDCCH 수신이 용의하지 못하는 경우를 대비하여 주기를 일치시키고(1) On duration 구간을 증가시키라(2)는 정보를 포함한다.

도 11를 참조하면, 릴레이(30)는 대기모드에서 릴레이(30)가 링크 성능 등을 고려하여 제 2 요소반송파(CC2)의 DRX 주기를 "short"(long->short)로 변경한 이후 기지국(20)은 릴레이(30)에 제 1 요소반송파(CC1)의 DRX 관련 정보와 제 2 요소반송파(CC2)의 제어정보를 전송한다.

릴레이(30)는 기지국(20)의 DRX 관련정보를 받아들여 다시 제 2 요소반송파의 DRX 주기를 "long"(short->long)으로 변경한다.

대기모드에서 도 9 내지 도 11를 참조하여 설명한 바와 같이 릴레이(30)는 기지국(20)으로부터 전송받은 제 1 요소반송파(CC1)의 DRX 관련 정보와 제 2 요소반송파(CC2)의 제어정보를 참조하거나 이용하되 단말과 링크 성능이나 채널상태 등을 고려하여 제 2 요소반송파(CC2)에 대한 DRX 관련 정보를 생성한다. 그후 릴레이(30)는 단말에 그 생성한 제 2 요소반송파(CC2)에 대한 DRX 관련 정보를 전송한다.

도 12 및 도 13는 연결모드에서 단말이 릴레이로부터 제 2 요소반송파의 DRX 관련정보를 수신하여 DRX 주기 및 On duration 구간을 조절하는 도면이다.

도 12를 참조하면, 연결모드(RRC_connected mode)에서 제 1 요소반송파(CC1)를 통해 단말(10)로 전송되는 데이터가 없는 상황에서, 긴급 데이터가 릴레이(30)에 전달된 경우 릴레이(30)는 기지국(20)로부터 DRX 주기 변경 제어신호를 수신하여(1) 제 1 요소반송파(CC1)과 다른 주기로 제 2 요소반송파(CC2)를 제어한다(1).

긴급데이터 처리 중에 많은 데이터가 기지국(20)에서 릴레이(30)로 전달되어 릴레이(30)에서 On duration을 증가시키는 방식을 자체적으로 결정하여 이를 단말(10)에 통보한다(2).

도 13를 참조하면, 연결모드에서 제 1 요소반송파(CC1)를 통해 단말(10)로 전송되는 데이터는 없는 상황에서, 긴급 데이터가 릴레이(30)에 전달된 경우 릴레 이(30)는 기지국(20)로부터 DRX 주기 변경 제어신호를 수신하여(1) 제 1 요소반송파(CC1)과 다른 주기로 제 2 요소반송파(CC2)를 제어하고 자체적 판단으로 on duration을 증가시킨다(1). 긴급데이터 처리 중에 기지국(20)에서 릴레이(30)로 전달된 데이터가 많지 않다.

긴급 데이터가 도착하였으나 바로 처리 가능한 경우 릴레이(30)에서 자체적으로 DRX 주기를 다시 제 1 요소반송파(CC1)의 DRX cycle과 On duration으로 변경시키는 것으로 결정하여 이를 단말(10)에 통보한다(2).

이상 도면을 참조하여 실시예들을 설명하였으나 본 발명은 이에 제한되지 않는다.

위 실시예들에서, 두개의 요소반송파들만을 예시적으로 설명하였으나 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 예를 들어 기지국이 세개 이상의 요소반송파들 중 일부의 제어정보나 시스템정보를 단말에 전송하고 릴레이가 세개 이상의 요소반송파들 중 나머지의 제어정보나 시스템정보를 단말에 전송할 수 있다. 만약 기지국이 대역폭이 20MHz인 5개의 요소반송파들을 사용할 수 있는 경우 세개의 요소반송파들의 제어정보나 시스템정보는 기지국에서 직접 단말에 전송하고, 두개의 요소반송파들의 제어정보나 시스템정보는 릴레이에서 생성하여 단말에 전송할 수 있다. 이때 기지국과 릴레이가 사용하는 요소반송파의 개수는 고정될 수도 있고 가변적일 수 있다. 가변적인 경우로 기지국과 단말 또는 릴레이와 단말의 링크 성능이나 채널 상태, 가입자들의 수, QoS 등을 고려하여 기지국과 릴레이가 사용하는 요소반송파의 개수를 변경할 수 있다. 또한 모든 외부환경은 동일하나 시스템 운영 방식, 단말기 특성 및 버전 등 내부환경의 차이에 따라 생성되는 제어정보와 시스템정보는 상이할 수 있다.

도 2는 도 1의 단말의 상태들을 도시하고 있다.

도 3은 페이징하기 위한 기본적인 DRX 구조이다.

도 4는 릴레이 네트워크의 일예의 구성도이다.

도 5는 릴레이(Relay) 시스템을 고려한 데이터 전송 구조이다.

도 6은 요소반송파 별 DRX 구조도이다.

도 7은 요소반송파들을 사용한 릴레이(Relay) 시스템을 고려한 데이터 전송 구조이다

도 12 및 도 13은 연결모드에서 단말이 릴레이로부터 제 2 요소반송파의 DRX 관련정보를 수신하여 DRX 주기 및 On duration 구간을 조절하는 도면이다.

Claims

단말의 채널상태 및 링크성능 중 적어도 하나를 이용하여, 기지국이 전송하는데 사용되는 특정 제 1 요소반송파와 구별되는, 제 2 요소반송파의 제어정보 및 시스템정보 중 적어도 하나를 생성하는 단계; 및

생성된 상기 제 2 요소반송파의 제어정보 및 시스템정보 중 적어도 하나를 상기 단말에 전송하는 단계를 포함하는 릴레이의 데이터 전송방법.
제1항에 있어서,

상기 기지국으로부터 상기 제 1 요소반송파의 제어정보, 상기 제 2 요소반송파의 제어정보, 상기 제 1 요소반송파의 시스템 정보, 상기 제 2 요소반송파의 시스템 정보 중 적어도 하나의 정보를 수신하는 단계를 더 포함하며,

상기 제 2 요소반송파의 제어정보 및 시스템정보 중 적어도 하나를 생성하는 단계에서, 상기 기지국으로부터 수신한 정보를 이용하여 상기 제 2 요소반송파의 제어정보 및 시스템정보 중 적어도 하나를 생성하는 것을 특징으로 하는 릴레이의 데이터 전송방법.
제1항에 있어서,

상기 제 1 요소반송파의 제어정보 및 시스템정보는 각각 상기 제 1 요소반송파의 DRX 관련 제어정보 및 시스템정보이며, 상기 제 2 요소반송파의 제어정보 및 시스템 정보는 각각 상기 제 2 요소반송파의 DRX 관련 제어정보 및 시스템정보인 것을 특징으로 하는 릴레이의 데이터 전송방법.
제3항에 있어서,

상기 DRX 관련 제어정보 및 시스템정보는 DRX 주기 또는 on duration 구간과 관련된 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 릴레이의 데이터 전송방법.
기지국이 특정 제 1 요소반송파의 제어정보 및 시스템 정보 중 적어도 하나를 생성하는 단계;

기지국이 생성된 상기 제 1 요소반송파의 제어정보 및 시스템 정보 중 적어도 하나를 단말에 전송하는 단계;

릴레이는 단말의 채널상태 및 링크성능 중 적어도 하나를 고려하여, 상기 제 1 요소반송파와 구별되는, 제 2 요소반송파의 제어정보 및 시스템정보 중 적어도 하나를 생성하는 단계;

릴레이는 생성된 상기 제 2 요소반송파의 제어정보 및 시스템정보 중 적어도 하나를 단말에 전송하는 단계를 포함하는 무선통신시스템에서 데이터 전송방법.
제5항에 있어서,

상기 릴레이는 상기 기지국으로부터 상기 제 1 요소반송파의 제어정보, 상기 제 2 요소반송파의 제어정보, 상기 제 1 요소반송파의 시스템 정보 및 상기 제 2 요소반송파의 시스템 정보 중 적어도 하나의 정보를 수신하는 단계를 더 포함하며,

상기 제 2 요소반송파의 제어정보 및 시스템정보 중 적어도 하나를 생성하는 단계에서, 상기 기지국으로부터 수신한 정보를 이용하여 상기 제 2 요소반송파의 제어정보 및 시스템정보 중 적어도 하나를 생성하는 것을 특징으로 하는 무선통신시스템에서 데이터 전송방법.
제5항에 있어서,

상기 제 1 요소반송파의 제어정보 및 시스템정보는 각각 상기 제 1 요소반송파의 DRX 관련 제어정보 및 시스템정보이며, 상기 제 2 요소반송파의 제어정보 및 시스템 정보는 각각 상기 제 2 요소반송파의 DRX 관련 제어정보 및 시스템정보인 것을 특징으로 하는 무선통신시스템에서 데이터 전송방법.
제7항에 있어서,

상기 DRX 관련 제어정보 및 시스템정보는 DRX 주기 또는 on duration 구간과 관련된 정보를 포함하는 특징으로 하는 무선통신시스템에서 데이터 전송방법.
기지국으로부터 수신한 제 1 요소반송파의 DRX 관련 제어정보 및 시스템정보 중 적어도 하나에 따라 상기 제 1 요소반송파의 DRX를 제어하는 단계;

릴레이로부터, 상기 제 1 요소반송파와 구별되는, 제 2 요소반송파의 DRX 관련 제어정보 및 시스템정보 중 적어도 하나를 수신하는 단계; 및

상기 기지국으로부터 수신한 상기 제 1 요소반송파의 DRX 관련 제어정보 및 시스템정보 중 적어도 하나에 따라 상기 제 1 요소반송파의 DRX를 제어하는 단계를 포함하는 단말의 데이터 수신방법.
제9항에 있어서,

상기 DRX 관련 제어정보 및 시스템정보는 DRX 주기 또는 on duration 구간과 관련된 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 단말의 데이터 수신방법.
제9항에 있어서,

상기 릴레이로부터 수신한 상기 제 2 요소반송파의 DRX 관련 제어정보 및 시스템정보는 상기 기지국으로부터 수신한 상기 제 1 요소반송파의 DRX 관련 제어정보 및 시스템정보를 이용하여 상기 릴레이에 의해 생성된 것을 특징으로 하는 단말의 데이터 수신방법.
제9항에 있어서,

상기 릴레이로부터 수신한 상기 제 2 요소반송파의 DRX 관련 제어정보 및 시스템정보는 상기 릴레이와 상기 단말의 링크 성능 및 채널 상태 중 적어도 하나를 이용하여 상기 릴레이에 의해 생성된 것을 특징으로 하는 단말의 데이터 수신방법.