단말의 릴레이를 통한 통신 방법 및 릴레이 시스템의 통신방법 document_id A220623056164

이동 통신 시스템의 셀 커버리지 확장 및 성능(Throughput) 증대 목적으로 릴레이 스테이션(Relay Station; RS, 이하 '릴레이')가 사용된다. 릴레이는 IEEE 802.16e/16m 단말 등에 의해 지원되며, 기지국 기능을 일부 지닐 수 있다. 릴레이는 PMP 기반 릴레이의 네트워크 진입(network entry) 및 이동성(mobility), RRM, 보안(security) 기능을 포함하는 능동형 리피터(active repeater)이다. 릴레이는 송신단에서 받은 신호를 디코딩(Decoding)하여 재 인코딩(Encoding)하여 수신단에 전달함으로써, 노이즈를 제거하고, 더 높은 데이터 레이트 코딩(Data rate coding)을 사용하여 높은 성능을 얻을 수 있는 디지털 증폭기(Digital Amplifier)의 역할을 한다. 반면, 릴레이는 디코딩과 인코딩 과정에서 지연(Delay)을 발생시킬 수 있는 단점이 있다. 또한 릴레이는 PMP 모드의 역방향 호환성(backward compatibility) 문제가 고려되어야 한다. 릴레이의 타입은 이동성에 따라서 다음과 같이 분류된다. 먼저, 고정형 릴레이(Fixed RS)는 영구적으로 고정되어 음영 지역이나 셀 커버리지 증대를 위해 사용된다. 단순 리피터(Repeater)의 기능도 가능하다. 노매딕 릴레이(Nomadic RS)는 사용자가 갑자기 증가할 때 임시로 설치하거나, 건물 내에서 임의로 옮길 수 있는 릴레이이다. 이동 릴레이(Mobile RS)는 버스나 지하철 같은 대중 교통에 장착 가능한 릴레이이다. 종래 광대역 무선접속 시스템에서 릴레이를 지원하기 위한 프레임 구조는 도 1과 같다. 기지국의 프레임 구조(BS Frame Structure) 및 릴레이의 프레임 구조(RS Frame Structure) 내에 릴레이의 하향링크(Relay DL Zone)와 상향링크 영역(Relay UL Zone)을 설정한다. 기지국이 릴레이로 전송하는 데이터는 기지국의 프레임 구조(BS Frame Structure)의 하향링크에 버스트 형태로 할당하고, 릴레이가 이동 단말 또는 인접 릴레이로 전송하는 데이터는 릴레이의 프레임 구조(RS Frame Structure)의 하향링크 영역에 할당한다. 이동 단말 또는 인접 릴레이가 기지국으로 전송할 데이터의 경우, 릴레이의 상향링크 영역에서 단말마다 할당된 영역으로 전송하고, 릴레이는 이 데이터를 상향링크에서 릴레이에게 할당된 영역에 데이터를 포함한다. 기존의 이동 통신 시스템에서 기지국이 이동 단말 하향링크 신호 품질 정보를 요청하는 방법인 CQICH 채널과 보고 요청(REP-REQ)/보고 응답(REP-RSP) MAC 메시지의 동작은 다음과 같다. 기지국이 이동 단말에 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. UL-MAP 내의 UL-MAP IE에서 고속 피드백(FAST-FEEDBACK) 채널을 이용해서 CQICH 채널용 구역을 미리 할당한 후, CQICH_Alloc_IE를 이용하여 각 단말마다 슬롯을 지정한다. 예를 들면, MS#1은 CQICH#1, MS#2는 CQICH#2, CQICH#3, MS#3은 CQICH#4를 지정할 수 있다. 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 = 0 로 설정되면 단말은 기지국으로 신호 품질 정보를 전송하지 않는다. 보고 요청(REP-REQ) 즉, 채널 측정 보고 요청(Channel measurement Report Request) 메시지는 11 GHz 이하의 대역에서 작동하는 기지국이 단말의 RSSI 및 CINR 등의 하향링크 채널 측정 결과를 요청할 때 사용된다. 보고 응답(REP-RSP) 즉, 채널 측정 보고 응답(Channel measurement Report Response) 메시지는 단말에 수신된 보고 요청에 열거된 채널 측정들에 응답하기 위하여 사용된다. 단말은 채널 측정 보고 요청 메시지에 나열된 채널들에 대한 측정 결과를 채널 측정 보고 응답 메시지에 포함시켜 전송한다. 보고되는 채널 품질의 종류는 현재 기지국과의 통신에 사용되고 있는 채널의 종류에 따라 결정된다. 종래의 이동 통신 시스템에서 기지국은 기지국과 이동 단말 간에 직접적으로 하향링크/상향링크 채널에 대한 신호 품질 정보를 단말로부터 전달받거나, 릴레이가 수신한 이동 단말의 상향링크 신호 품질정보를 수신함으로써, 해당 단말과 릴레이를 통해 통신할지 여부를 결정한다. 그러나 릴레이와 단말 간의 채널상태가 악화되거나, 또는 기지국과 단말 간의 채널 상태가 악화되고 셀 내의 인접 릴레이의 채널 상태가 기지국과 단말 간의 채널 상태보다 우수할 때, 릴레이를 통해 중계되는 단말이 기지국으로 보고하는 절차가 정의되어 있지 않다. 또한 기지국이 릴레이를 통해 이동 단말로 릴레이 하던 서비스를 계속해서 기지국 내의 다른 릴레이로 연결하려는 단말에 대한 정의가 명확하지 않다.