릴레이 스테이션을 포함하는 통신 시스템에서의 채널 상태보고 방법 document_id A220623013608

본 발명은 릴레이 스테이션(Relay Station)이 포함되는 통신 시스템에서의 통신 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는, 기지국이 릴레이 스테이션(이하 'RS'라 약칭)을 통한 이동 단말기와의 통신 여부를 결정하기 위해서, RS와 단말간의 채널 상태를 RS가 기지국으로 보고하는 방법에 관한 것이다. 이동 통신 시스템의 셀 커버리지(coverage) 확장 및 쓰루풋(throughput) 증대 목적으로 릴레이 스테이션이 제시되었다. RS는 기존의 IEEE 802.16e 단말이 지원되며, BS(Base Station)의 기능을 일부 지니고, PMP기반 RS의 network entry 및 mobility, RRM, security 기능을 포함하는 액티브 리피터(active repeater)의 기능을 수행한다. 상기 RS는, 송신 단에서 받은 신호를 복호화(Decoding)하여 다시 부호화(Encoding)하여 수신단에 전달해 줌으로써 노이즈 제거할 수 있다. 또한, 상기 RS는, 더 높은 데이터 레이터 부호화(Data rate coding)를 사용하여 높은 쓰루풋(Throughput)을 얻을 수 있는 디지털 증폭기(Digital Amplifier)의 역할을 한다. 그러나, 상기 RS는, 복호화(Decoding)와 부호화(Encoding) 과정에서 발생할 수 있는 지연(Delay)의 문제가 존재한다. 또한 상기 RS는 PMP mode의 하위 호환성(backward compatibility) 문제가 존재한다. 상기 RS의 종류(type)는 이동성에 따라서 다음과 같이 분류된다. 1. Fixed RS: 영구적으로 고정되어 음영 지역이나 셀 커버리지 증대를 위해 사용된다. 단순 리피터(Repeater)의 기능도 가능하다. 2. Nomadic RS: 사용자가 갑자기 증가할 때 임시로 설치하거나, 건물 내에서 임의로 옮길 수 있는 RS이다. 3. Mobile RS: 버스나 지하철 같은 대중 교통에 장착 가능한 RS이다. 또한 상기 RS은 주파수 대역(Frequency band)을 사용하는 방법에 따라 3가지로 나눠 질 수 있다. 제1 방법: 기지국이 사용하는 주파수 밴드와 상관없는 새로운 주파수 밴드를 사용하여 서비스를 하는 방법 제2 방법: 기지국이 사용하는 주파수 밴드를 사용하고 RS가 할당받아서 서비스를 하는 방법 제3 방법: 기지국과 같은 주파수 밴드를 사용하고 기지국으로 받은 제어 신호나 데이터를 단순 증폭 전달하여 서비스하는 방법이다. 도 1은 RS가 존재하는 네트워크를 나타내는 도면이다. 상기 RS의 기본적인 목표는, 기지국의 서비스 영역을 확장하거나 음영 지역에 설치하여 서비스를 원활하게 하는 것이다. 기존의 RS의 프레임 구조의 한 예는 도 2와 같다. 프레임 내에 RS의 하향링크(DL Relay zone)와 상향링크 영역(UL Relay zone)을 설정한다. 기지국이 RS로 전송하는 데이터는 프레임의 하향링크에 버스트 형태로 할당하고, RS가 이동 단말기로 전송하는 데이터는 RS의 하향링크 영역에 할당한다. 이동 단말기가 기지국으로 전송할 데이터가 있을 경우에는, RS의 상향링크 영역에서 단말 당 할당된 영역으로 전송하고 RS는 이 데이터를 상향링크에서 RS에게 할당된 영역에 데이터를 포함한다. 기존의 OFDMA 물리 계층의 프레임 구조는 도 3과 같다. 하향 링크 부 프레임은 물리계층에서의 동기화와 등화를 하기 위해 사용되는 프리앰블(Preamble)로 시작하고, 그 다음에는 하향링크와 상향링크에 할당되는 버스트의 위치와 용도를 정의하는 방송 형태의 하향링크 맵(DL-MAP) 메시지와 상향링크 맵(UL-MAP) 메시지를 통해 프레임 전체에 대한 구조를 정의한다. 하기 표 1과 표 2는 각각 DL-MAP 메시지와 UL-MAP 메시지의 일례를 나타낸다. 상기 DL-MAP 메시지는 버스트 모드 물리계층에서 하향링크 구간에 대해 버스트 별로 할당된 용도를 정의하며, 상기 UL-MAP 메시지는 상향링크 구간에 대해 할당된 버스트의 용도를 정의한다. DL-MAP을 구성하는 정보 요소(IE: Information Element)는 DIUC(Downlink Interval Usage Code)와 CID(Connection ID) 및 버스트의 위치 정보(부채널 오프셋, 심볼오프셋, 부채널 수, 심볼 수)에 의해 사용자 단에 하향링크 트래픽 구간이 구분된다. 한편, UL-MAP 메시지를 구성하는 정보 요소는 각 CID(Connection ID) 별로 UIUC(Uplink Interval Usage Code)에 의해 용도가 정해지고, duration에 의해 해당 구간의 위치가 규정된다. 여기서 UL-MAP에서 사용되는 UIUC 값에 따라 구간별 용도가 정해지며, 각 구간은 그 이전 IE 시작점으로부터 UL-MAP IE에서 규정된 duration만큼 떨어진 지점에서 시작한다. 이하, UL-MAP을 설명한다. 상기 UL-MAP은 상향링크 채널에 대한 사용 권한을 할당한다. 각각의 상향링크 구간의 사용법을 정의하는 연속적인 정보 요소들을 사용하여 상향링크 버스트들에 대한 사용법을 정의하고, OFDMA 심볼과 부 채널의 블록의 단위로서 할당되는 상향링크 자원들의 사용법을 정의한다. 이하 UL MAP에 대한 정보요소(UL-MAP IE(Information Element))를 설명한다. 상기 UL MAP에 대한 정보요소(UL-MAP IE)는, 상향링크에 대한 대역 할당 정보를 지정한다. 각각의 UL-MAP 메시지는 마지막 버스트의 끝을 표시하기 위하여 적어도 하나의 IE를 포함한다. UL-MAP에 의해 전송되는 IE들의 순서는 사용되는 물리계층에 의해 결정된다. CID는 IE를 유니캐스트, 멀티캐스트, 브로드캐스트 주소로 할당시킨다. 대역폭 허가가 할당되도록 명시적으로 지정되는 경우, CID값으로 단말의 basic CID가 사용된다. UIUC는 상향링크 사용 형태와 이와 관련된 상향링크 버스트 프로파일을 지정하기 위해서 사용된다. UL-MAP에서 사용될 각각의 UIUC의 경우에는 UCD에 Uplink_Burst_Profile이 포함되어야 한다. IE들은 모두 단말들에 의하여 지원되어야만 한다. 기지국은 UL-MAP 메시지를 생성할 때, 이들 정보 요소들 중의 어느 것을 사용해도 무방하다. 기존의 이동 통신 시스템에서 기지국이 이동 단말기에 대한 하향링크 신호 품질 정보를 요청하는 방법인 CQICH 채널과 REP-REQ/RSP MAC 메시지의 동작은 다음과 같다. (1) CQICH 채널 기지국이 이동 단말기에 대한 하향링크의 신호 품질 정보를 획득하기 위한 방법으로 상향링크의 2차원 맵에서 일부 구역을 CQICH 전용 채널로 미리 할당한 후, 단말마다 사용해야 하는 서브채널을 지정하는 방법이 있다. 도 3과 같이 UL-MAP 내의 UL-MAP IE에서 FAST-FEEDBACK 채널을 이용해서 CQICH 채널용 구역을 미리 할당한 후, CQICH_Alloc_IE 또는 CQICH_Enhance_Allocation_IE를 이용해서 각 단말마다 슬롯을 지정한다. 예를 들면 MS#1은 CQICH#1, MS#2는 CQICH#2, CQICH#3, MS#3은 CQICH#4를 지정할 수 있다. CQICH_Alloc_IE는 단말의 상향 링크에 CQICH를 동적으로 할당하거나 할당된 영역을 취소한다. 일단 할당이 되면 단말은 할당된 CQICH 영역에 신호 품질 정보를 CQICH_Alloc_IE에 설정된 주기로 전송한다. 단말이 할당된 CQICH를 취소 즉, CQICH_Alloc_IE에 duration = 0로 설정되면 단말은 기지국으로 신호 품질 정보를 전송하지 않는다. (2) REP-REQ/RSP MAC 메시지 A. REP-REQ(Channel measurement Report Request) 본 메시지는 11 GHz 이하의 대역에서 작동하는 기지국이 단말의 RSSI 및 CINR 등의 하향링크 채널 측정 결과를 요청할 때 사용된다. REP-REQ 메시지는 다음의 TLV encode된 파라미터는 다음과 같다. 신호 품질 정보 Report Response 메시지는 단말에 수신된 Report Request 채널 측정 목록의 응답을 위해 사용되어야 한다. B. REP-RSP(Channel measurement Report Response) 수신된 보고 요청 내에서 열거된 채널 측정들을 응답하기 위하여 이동 단말기에 의하여 사용된다. 단말은 수신된 채널 측정 결과 요청 메시지(Channel measurement Report Request)에 나열된 채널들에 대한 측정 결과를 채널 측정 결과 응답 메시지(Channel measurement Report Response)에 포함시켜 전송한다. 보고되는 채널 품질의 종류는 현재 기지국과의 통신에 사용되고 있는 채널의 종류에 따라 결정된다. 이하 표 6a는 상기 채널 측정 결과 응답 메시지의 포멧(format)을 나타낸다. 채널 측정 결과 응답 메시지를 통해 보고되는 내용 및 채널 종료(channel type)에 관한 보고(report)는 하기 표 6b의 파라미터로 구성된다 기존의 통신 시스템은 기지국과 이동 단말기 간에 직접적으로 하향링크/상향링크 채널에 대한 신호 품질 정보를 상기 기지국이 상기 단말로부터 전달받아 핸드오버를 제공하는 방법을 제공한다. 다만 종래의 기술은 상기 RS가 포함되는 통신 시스템에 대하여, 채널 환경의 변화에 따라 상기 단말과 RS 및 기지국들이 서로 통신하는 방법을 제공하지 못하고 있다.