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KR100810201B1 - 다중 홉 릴레이 셀룰라 네트워크에서 라우팅 장치 및 방법 - Google Patents

다중 홉 릴레이 셀룰라 네트워크에서 라우팅 장치 및 방법 Download PDF

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KR100810201B1
KR100810201B1 KR20050052764A KR20050052764A KR100810201B1 KR 100810201 B1 KR100810201 B1 KR 100810201B1 KR 20050052764 A KR20050052764 A KR 20050052764A KR 20050052764 A KR20050052764 A KR 20050052764A KR 100810201 B1 KR100810201 B1 KR 100810201B1
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KR
South Korea
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repeater
base station
data rate
mobile terminal
link quality
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강현정
주판유
손중제
임형규
이성진
이미현
손영문
이근호
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삼성전자주식회사
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Abstract

본 발명은 다중 홉 릴레이 셀룰라 네트워크에서 메시지 부하량을 최소화하면서 최적의 경로를 선택할 수 있는 라우팅 방법에 관한 것으로서, 이러한 본 발명은 이동 단말기와, 기지국과, 적어도 하나의 중계기들을 포함하는 다중 홉 릴레이 셀룰라 네트워크에서, 라우팅 방법을 위해 상기 이동 단말기와 인접한 적어도 하나의 중계기들 각각은 상기 기지국과의 링크 품질을 측정하여 상기 링크 품질에 해당하는 변조 및 코딩 기법 레벨 정보를 포함한 링크 품질 정보를 생성하고, 상기 생성된 링크 품질 정보를 상기 이동 단말기로 송신한 후, 상기 이동 단말기는 상기 중계기들의 링크 품질 정보를 수신하여 상기 이동 단말기로부터 상기 기지국까지의 각 경로에 대한 최적 경로 유효 데이터 전송률을 계산하고, 상기 계산된 최적 경로 유효 데이터 전송률을 사용하여 각 중계기들에서 상기 기지국까지의 경로들 중 최적의 경로를 선택하고, 상기 선택된 최적의 경로 정보를 상기 기지국으로 송신한다.
라우팅, 프리앰블, 다중 홉, 릴레이, Ad hoc 네트워크, 중계기, 셀룰라 네트워크, 유효 전송률

Description

다중 홉 릴레이 셀룰라 네트워크에서 라우팅 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR ROUTING IN A MULTI-HOP RELAY CELLULAR NETWORK}
도 1a 및 도 1b는 일반적인 RS 수신신호 기반의 보고 방식에 따른 문제점을 설명하기 위해 개략적으로 도시한 도면,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 다중 홉 릴레이 방식을 지원하는 OFDMA/TDD 시스템에서 프레임 구조를 개략적으로 도시한 도면,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 기능을 수행하기 위한 RS의 동작 과정을 개략적으로 나타낸 도면,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 기능을 수행하기 위한 MS의 동작 과정을 개략적으로 나타낸 도면.
본 발명은 다중 홉 릴레이(multi-hop relay) 셀룰라 네트워크(cellular network)에 관한 것으로서, 특히 다중 홉 릴레이 셀룰라 네트워크에서 메시지 부하량을 최소화하면서 최적의 경로를 선택할 수 있는 라우팅 장치 및 방법에 관한 것이다.
오늘날 많은 사람들은 노트북 컴퓨터나, 핸드폰, 개인 휴대 정보 단말기(PDA, Personal Digital Assistant) 및 엠펙 계층 3(MP3, MPEG layer 3) 플레이어 등 수많은 디지털 휴대용 전자기기들을 휴대한다. 이하에서는 설명의 편의를 위해 상기 디지털 휴대용 전자기기를 '이동 단말기(MS, Mobile Station)'라 통칭하기로 한다. 이러한 이동 단말기들은 대부분 상기 이동 단말기들 간에 상호연동 없이 독립적으로 작동하게 된다. 따라서, 중앙 제어 시스템의 도움 없이, 상기 각각의 이동 단말기들이 스스로 무선 네트워크를 구성할 수 있다면, 상기 각각의 이동 단말기들은 다양한 정보를 상호간에 손쉽게 공유할 수 있을 것이다. 또한 이러한 기능들을 사용함으로서 새롭고 다양한 정보통신 서비스를 제공할 수 있을 것이다.
상기한 바와 같이 중앙 제어 시스템의 도움 없이도 언제, 어디서나 각각의 이동 단말기들간에 통신을 가능하게 해주는 무선 네트워크를 애드 혹(Ad hoc) 네트워크 또는 유비쿼터스(ubiquitous) 네트워크라고 부른다. 상기 애드 혹 네트워크는 각각의 단말기들이 공간상에 독립적으로 존재하면서 자신과 통신 가능한 반경 내에 존재하는 모든 다른 단말기들을 모두 연결해서 네트워크화 하는 방식이다. 여기서, 상기 각각의 이동 단말기들은 상호간에 서버(Server) 또는 허브(Hub)가 될 수 있으며, 또는 클라이언트(Client)로도 존재할 수 있다.
한편, 최근 이동통신 시스템에서는 유무선 채널에서 고속의 데이터 송신에 유용한 방식으로 4세대 이동통신 시스템에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 상기 4세대 이동통신 시스템에서 가장 중요한 요구 조건중의 하나는 자율 적응형(Self-adaptable) 무선 네트워크의 구성이다. 상기 자율 적응형 무선 네트워크는 중앙 제어 시스템의 제어 없이 무선 네트워크에 자율적으로 적응하며 동시에 분산적으로 제어할 수 있도록 구성하여 이동통신 서비스를 제공할 수 있는 무선 네트워크를 말한다.
일반적으로, 상기 4세대 이동통신 시스템에서는 고속 통신을 가능하게 하고, 또한 많은 통화량을 수용하기 위하여 반경이 매우 작은 셀(cell)들이 설치되어야 한다. 그러나, 현재의 무선망 설계 방식 즉, 중앙 집중 방식으로는 그 설계가 불가능하다. 따라서, 상기와 같은 무선 네트워크는 분산적으로 제어되고 구축되면서도, 새로운 기지국(Base Station, 이하 ‘BS'라 칭하기로 한다)의 추가 등을 통해 환경 변화에 능동적으로 대처할 수 있어야 한다. 상기와 같은 이유로 상기 4세대 이동통신 시스템에서는 자율 적응형 무선 네트워크의 구성이 요구된다.
상기 4세대 이동통신 시스템에서 요구되는 상기 자율 적응형 무선 네트워크를 현실적으로 구현하기 위해서는, 상기에서 살펴본 바와 같은 애드 혹 네트워크에서 적용된 기술을 이동통신 시스템에 도입해야 한다. 이에 대한 대표적인 예가, 다중 홉 릴레이(Multi-hop relay) 셀룰라 네트워크(Cellular Network)이다. 상기 다중 홉 릴레이 셀룰라 네트워크는 고정 BS로 구성된 셀룰라 네트워크에 애드 혹 네트워크에서 적용된 기술인 멀티 홉 릴레이 방식을 도입한 것이다. 상기 셀룰라 네트워크에서는 BS와 이동 단말기(Mobile Station, 이하 ‘MS'라 칭하기로 한다) 간에 하나의 직접 링크(direct link)로 통신이 이루어지므로, 상기 MS와 상기 BS간에 신뢰도가 높은 무선 통신 링크를 쉽게 구성할 수 있다.
그러나, 상기한 바와 같이 셀룰라 네트워크에서는 상기 BS의 위치가 고정되어 있었다. 따라서, 무선망 구성의 유연성(flexibility)이 낮아 트래픽(traffic) 분포나 통화 요구량의 변화가 심한 무선 환경에서는 효율적인 서비스를 제공하기 어렵다는 단점을 가진다. 이와 같은 단점을 극복하기 위해 주변의 여러 MS 또는 고정 중계기(Relay Station, 이하 'RS'라 칭하기로 한다)들을 이용하여 다중 홉의 형태로서 데이터를 전달하는 중계 기법을 적용한다. 이러한 방식은 주변 환경 변화에 대해 빠르게 네트워크를 재구성할 수 있으며, 전체 무선망을 보다 효율적으로 운용할 수 있게 된다. 그러므로 4세대 이동통신 시스템에서 요구되는 자율 적응형 무선망은 상기의 다중 홉 릴레이 셀룰라 네트워크를 모델로 하여 현실적으로 구현할 수 있다.
상기 다중 홉 릴레이 기술이 상기 셀룰라 네트워크에 도입되게 된 또 다른 동기는, 상기 다중 홉 릴레이 기술이 셀 서비스 영역을 넓히고 시스템 용량을 증대시킬 수 있는 장점을 갖고 있다는 것이다. 즉, BS로부터의 채널 상태가 열악한 MS에게 RS를 통한 다중 홉 릴레이 경로를 구성함으로써, 채널 상태가 보다 우수한 무선 채널을 제공할 수 있다. 따라서, 건물 등에 의한 차폐현상이 심한 음영지역에서 다중 홉 릴레이 기법을 사용하면 보다 효율적으로 통신 서비스를 제공할 수 있다. 또한 BS로부터의 채널 상태가 열악한 셀 경계 지역에서 다중 홉 릴레이 기법을 적용하면 보다 고속의 데이터 채널을 제공할 수 있으며, 셀 서비스 영역을 확장 시킬 수 있다.
한편, 상기한 다중 홉 릴레이 셀룰라 네트워크에서 가장 중요한 기술 중 하나는 라우팅(routing) 기술이다. 상기 라우팅 기술은 BS로부터 MS까지 다수의 다중 홉 경로 중에서 최적의 경로를 선택하는 기술을 총칭한다. 일반적으로, 다중 홉 릴 레이 셀룰라 네트워크에서는 BS가 최적의 경로를 결정한다. 이는 셀 내의 거의 모든 제어를 상기 BS가 담당하기 때문이다. 반면, 상기 RS 또는 MS와 같은 모든 노드(node)들이 자율적으로 네트워크를 구성하는 애드 혹 네트워크에서는 각각의 노드들이 인접 노드들(Neighbor nodes)의 도움을 받아 경로를 스스로 결정할 수 있다.
따라서, 다중 홉 릴레이 셀룰라 네트워크에서는 최적의 경로를 선택하는 주체가 상기 애드 혹 네트워크 경우와는 다르기 때문에, 상기 애드 혹 네트워크를 대상으로 제안되거나, 연구된 많은 라우팅 기술을 상기 다중 홉 릴레이 셀룰라 네트워크에 그대로 사용 할 수는 없다.
상기 다중 홉 릴레이 셀룰라 네트워크에서의 라우팅 기술은 크게 세 단계로 나누어질 수 있다. 즉, MS가 주변에 인접한 RS를 인지하는 첫 번째 단계, 인지된 RS-MS간 링크의 상태(quality)를 BS로 보고하는 두 번째 단계, 보고된 상태 값을 기준으로 상기 BS가 최적의 BS-RS-MS간 경로를 결정하는 세 번째 단계로 나눌 수 있다.
상기 첫 번째 단계에서, 상기 MS가 주변에 인접한 RS들을 인지하기 위해서, 즉 상기 MS에게 주변 RS를 인지시키기 위해서, 상기 MS 주변에 인접한 다수의 RS들에서는 소정의 제어 신호 예를 들면, 파일롯 시퀀스 또는 프리앰블 시퀀스 등과 같은 제어 신호를 상기 MS에게로 송신할 수 있다. 이때, 상기 MS는 상기 인접 RS들로부터 송신되는 제어 신호의 수신 신호 세기 지시자(RSSI: Received Signal Strength Indicator) 또는 신호대 간섭/잡음 비율(SINR: Signal to Interference and Noise Ratio)을 측정하여 RS-MS 링크의 상태를 예측할 수 있다.
상기와 같이, 다중 홉 릴레이 셀룰라 네트워크에서 라우팅 기술이 시스템 성능에 미치는 영향은 매우 크다. 즉, BS와 MS간 최적의 경로를 올바르게 선택해야만 다중 홉 릴레이 셀룰라 네트워크의 성능을 최대화 시킬 수 있다.
그러나, 상기 BS가 각 MS에 대한 최적의 경로를 선택하기 위해서는 상기 MS와 인접한 모든 RS들 간의 링크 품질을 알아야만 한다. 만약 상기 각 MS의 주변에 다수의 RS들이 위치하는 경우에, 상기 각 MS에서는 상기 모든 RS들에 대한 정보를 상기 BS로 보고해야 한다. 이와 같은 경우, 상기 각 MS에서 상기 BS로 보고하는 보고해야 하는 정보의 양은 매우 클 수 있다. 더욱이 이동하는 MS의 경우에는 링크 품질이 시간에 따라 변할 수 있으므로, 일정 주기를 간격으로 인접 RS 정보를 BS에 보고해야 한다. 또한 이동이 가능한 이동 중계기(MRS, Mobile Relay Station)를 사용하는 시스템에서는 링크 품질의 변화가 더욱 심할 수 있다. 따라서, 상기의 경우에는 상기 BS로의 보고 주기를 보다 짧게 해야 한다. 결국, 상기 MS에서 상기 BS로의 인접 RS 정보 보고를 위한 MS-BS 상향링크 부하량은 상당히 커지게 된다.
현재까지 다중 홉 릴레이 셀룰라 네트워크에서 메시지 부하량을 최소화하면서 최적의 경로를 선택할 수 있는 라우팅 기술은 제안된 바가 없다. 즉, 애드 혹 네트워크를 대상으로 한 라우팅 알고리즘은 많이 연구되었으나, 상기에서 설명한 바와 같이 애드 혹 네트워크의 라우팅 기술을 다중 홉 릴레이 셀룰라 네트워크에 그대로 적용할 수는 없다.
따라서, 라우팅 기술이 다중 홉 릴레이 셀룰라 네트워크에 미치는 영향이 상당히 크다는 점을 고려할 때, 두 가지 주요 요구조건을 만족시킬 수 있는, 즉 메시 지 부하량을 최소화하면서 최적의 경로를 선택할 수 있는, 라우팅 기술이 요구된다.
따라서, 본 발명의 목적은 다중 홉 릴레이 셀룰라 네트워크에서 메시지 부하량을 최소화하면서 동시에 최적의 경로를 선택할 수 있는 라우팅 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 다중 홉 릴레이 셀룰라 네트워크에서 이동 단말기가 기지국으로 보고하는 인접 중계기들의 정보량을 최소화 하면서, 동시에 최적의 경로를 선택하게 할 수 있는 라우팅 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 다중 홉 릴레이 셀룰라 네트워크에서 데이터 전송률을 최대화하는 라우팅 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 다중 홉 릴레이 셀룰라 네트워크에서 단말기 또는 중계기의 부하를 감소하는 라우팅 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 다중 홉 릴레이 셀룰라 네트워크에서 단말기 또는 중계기의 전력 소모를 최소화하는 라우팅 장치 및 방법을 제공함에 있다.
상기와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 방법은; 이동 단말기와, 기지국과, 적어도 하나의 중계기들을 포함하는 다중 홉 릴레이 셀룰라 네트워크에서, 라우팅 방법에 있어서, 상기 이동 단말기와 인접한 적어도 하나의 중계기들 각각은 상기 기지국과의 링크 품질을 측정하여 상기 링크 품질에 해당하는 변조 및 코딩 기법 레벨 정보를 포함한 링크 품질 정보를 생성하고, 상기 생성된 링크 품질 정보를 상기 이동 단말기로 송신하는 과정과, 상기 이동 단말기는 상기 중계기들의 링크 품질 정보를 수신하여 상기 이동 단말기로부터 상기 기지국까지의 각 경로에 대한 최적 경로 유효 데이터 전송률을 계산하고, 상기 계산된 최적 경로 유효 데이터 전송률을 사용하여 각 중계기들에서 상기 기지국까지의 경로들 중 최적의 경로를 선택하고, 상기 선택된 최적의 경로 정보를 상기 기지국으로 송신하는 과정을 포함한다. 상기와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 방법은; 이동 단말기와, 기지국과, 적어도 하나의 중계기들을 포함하는 다중 홉 릴레이 셀룰라 네트워크에서, 상기 중계기의 라우팅 방법에 있어서, 상기 기지국의 프리앰블을 검출하고, 상기 기지국 프리앰블의 신호대 간섭 잡음비로부터 기지국-중계기 간 링크 데이터 전송률을 결정하는 과정과, 인접 중계기들의 프리앰블을 검출하고, 상기 인접 중계기들의 프리앰블 신호대 간섭 잡음비로부터 각각의 중계기들 간 중계기-중계기 링크 데이터 전송률을 결정하는 과정과, 상기 인접 중계기 프리앰블에 포함된 정보 데이터로부터 상기 각 중계기들로부터 상기 기지국까지의 각 경로에 대한 최적 경로 유효 데이터 전송률을 계산하는 과정과, 상기 최적 경로 유효 데이터 전송률 계산 결과를 통해 상기 각각의 중계기들에서 기지국까지의 각 경로들 중, 최적의 경로에 위치하는 인접 중계기를 선택하여, 상기 선택된 인접 중계기 정보를 포함한 최적 경로 정보를 상기 기지국으로 보고하는 과정과, 상기 기지국으로 보고 후, 중계기 자신의 프리앰블을 특정 시퀀스로 생성하여 송신하는 과정을 포함한다.
상기와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 방법은; 이동 단말기와, 기지국과, 적어도 하나 이상의 중계기들을 포함하는 다중 홉 릴레이 셀룰라 네트워크에서, 상기 이동 단말기의 라우팅 방법에 있어서, 상기 중계기들의 프리앰블을 검출하고, 상기 중계기들의 프리앰블 신호대 간섭 잡음비로부터 각각의 중계기들과의 중계기-이동 단말기 간 링크 데이터 전송률을 결정하는 과정과, 상기 중계기 프리앰블에 포함된 정보 데이터로부터 상기 각 중계기들로부터 상기 기지국까지의 각 경로에 대한 최적 경로 유효 데이터 전송률을 계산하는 과정과, 상기 최적 경로 유효 데이터 전송률 결과를 통해 상기 각각의 중계기들에서 기지국까지의 각 경로들 중, 최적의 경로에 위치하는 중계기를 선택하여, 상기 선택된 중계기 정보를 포함한 최적 경로 정보를 상기 기지국으로 보고하는 과정을 포함한다.
상기와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 장치는; 이동 단말기와, 기지국과, 적어도 하나 이상의 중계기들을 포함하는 다중 홉 릴레이 셀룰라 네트워크에서, 라우팅 장치에 있어서, 상기 중계기들에서 기지국과의 링크 품질 측정에 따른 변조 및 코딩 기법 정보를 포함하여 생성된 링크 품질 정보를 수신하고, 상기 링크 품질 정보를 사용하여 상기 기지국까지의 각 경로에 대한 최적 경로 유효 데이터 전송률을 계산하고, 상기 최적 경로 유효 데이터 전송률을 사용하여 각 중계기들에서 기지국까지의 경로들 중 최적의 경로를 선택하고, 상기 기지국으로 선택된 최적의 경로 정보를 송신하는 이동 단말기를 포함한다.
상기와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 장치는; 이동 단말기와, 기지국과, 적어도 하나 이상의 중계기들을 포함하는 다중 홉 릴레이 셀룰라 네트워크에서, 라우팅 장치에 있어서, 상기 기지국과의 링크 품질을 측정하여 상기 링크 품질에 해당하는 변조 및 코딩 기법 정보를 포함한 링크 품질 정보를 생성하고, 상기 링크 품질 정보를 상기 이동 단말기로 송신하는 적어도 하나의 중계기를 포함한다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기의 설명에서는 본 발명에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.
제안하는 본 발명은 다중 홉 릴레이 셀룰라 네트워크(Multihop relay Cellular Network)에서 메시지 부하량을 최소화하면서, 동시에 최적의 경로를 선택할 수 있는 라우팅 방법에 관한 것이다.
제안하는 본 발명에서, 중계기(Relay Station, 이하 'RS'라 칭하기로 한다)는 인접한 다수의 이동 단말기(Mobile Station, 이하 'MS'라 칭하기로 한다)들에게 자신의 존재를 인식시키기 위해 소정의 제어신호 예컨대, 프리앰블(preamble) 신호 또는 파일럿(pilot) 신호를 송신한다. 또한 상기 RS는 상기 송신하는 제어신호 예컨대, RS 자신의 프리앰블 내에 기지국(Base Station, 이하 'BS'라 칭하기로 한다)까지의 최적 경로 상태를 나타내는 정보를 함께 포함시켜 상기 MS로 송신한다. 그러면, 상기 RS 프리앰블을 수신한 MS는 상기 수신된 프리앰블을 통해 상기 RS를 인지할 수 있으며, 또한 상기 RS부터 상기 BS로 연결되는 경로의 채널 상태값도 알 수 있게 된다.
따라서, 상기 MS는 상기 RS 프리앰블 검출을 통하여 상기 MS로부터 상기 RS를 거쳐 상기 BS로 연결되는 다중 홉 경로의 채널 상태값을 예측할 수 있다. 또한 이와 같은 방법을 통해 상기 MS는 인접한 다수의 RS들 중 채널 상태값이 좋은 예컨대, 검출된 RS들의 채널 상태값들이 시스템 설정에 따른 소정의 임계값 이상인 RS들만을 선택함으로써, 최적의 RS들을 결정할 수 있다. 상기 MS는 상기 결정된 최적의 RS들의 정보들만 상기 BS로 송신함으로써, 상기 MS의 메시지 보고량을 최소화하면서 동시에 최적의 경로를 결정할 수 있다. 이때, 상기 MS는 상기 인접한 다수의 RS들 중 채널 상태값이 가장 좋은 하나의 RS만을 선택하고, 최적의 RS을 결정하여 송신할 수도 있음은 물론이다.
이하에서는, 첨부한 도면들을 참조하여 먼저, 종래기술에 따른 문제점에 대하여 설명하기로 하며, 다음으로 상기 종래기술에서 발생하는 문제점들을 해결하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하기로 한다.
상기에서 설명한 종래 기술의 문제점, 즉 MS가 인접한 모든 RS의 링크 품질 정보를 BS로 송신할 때, 그 보고량이 너무 커지는 문제를 해결할 수 있는 가장 간단한 방법은 상기 MS가 수신 신호 상태가 좋은 일정 개수의 RS만을 상기 BS로 보고하는 방법이다. 그러나, 이와 같은 방법을 사용하여도 해결되지 못하는 문제점이 있다. 예컨대, 상기 MS가 BS-RS 링크 품질은 알지 못한다는 점이다. 상기 문제점을 하기 도 1과 도 2의 예를 통해 설명한다.
도 1a 및 도 1b는 일반적인 다중 홉 릴레이 셀룰라 네트워크에서 RS 수신신호 기반의 보고 방식에 따른 문제점을 설명하기 위해 개략적으로 도시한 도면이다.상기 도 1a를 참조하면, 상기 도 1은 MS(110)가 BS(140)로 보고하는 메시지 부하량을 최소화하기 위해 상기 MS(110)가 다수의 RS들 예컨대, RS1(120), RS2(130)들 중 수신 신호 상태가 가장 좋은 RS만을 보고하는 경우에 최적의 경로를 찾을 수 없게 되는 예를 도시한 것이다.
상기 도 1a에서, 상기 MS(110)는 프리앰블의 SINR이 가장 우수한 RS만을 선택하여 상기 BS(140)로 보고한다. 상기 도 1a에 나타낸 바와 같이, 상기 MS(110) 주변에는 RS1(120)과 RS2(130)가 위치한다. 이때, BS(140)-MS(110) 링크와 BS(140)-RS2(130) 링크는 임의의 건물(150)에 의해 발생하는 건물 차폐 때문에 SINR이 상당히 낮으며, 반면 BS(140)-RS1(120) 링크의 SINR은 높다고 가정한다. 또한, 상기 RS2(130)는 상기 MS(110)에 보다 가까이 위치하므로, 상기 RS2(130)의 수신신호 세기 예를 들어, SINR이 상기 RS1(120)보다 우수하다고 가정한다.
그러나, 상기 BS(140)-RS2(130) 링크의 SINR이 상당히 낮기 때문에, 전체 경로의 SINR 성능은 BS(140)-RS1(120)-MS(110) 경로가 BS(140)-RS2(130)-MS(110) 경로보다 보다 우수하다. 이때, 상기 MS(110)가 전체 경로의 SINR 성능을 알지 못하고, 상기 RS2(130)의 수신신호 세기만을 통해 상기 RS2(130)를 최적의 RS로 보고할 수 있다. 따라서, 상기 BS(140)는 상기 BS(140)-RS1(120)-MS(110) 경로가 최적임에도 불구하고, 상기 MS(110)가 보고하는 상기 BS(140)-RS2(130)-MS(110) 경로를 최적의 경로로 결정한다.
상기 도 1b를 참조하면, 상기 도 1b는 상기 MS(110)가 BS(140)-RS(160) 링크 품질을 알지 못함에 따라 발생될 수 있는 또 다른 문제점을 예를 도시한 것이다.
상기 도 1b에서, 상기 MS(110)는 상기 RS(160)보다 거리상으로 상기 BS(140)에 인접해 있다. 또한 상기 BS(140)-RS(160) 링크 상의 건물(150)에 의한 건물 차폐 때문에, BS(140)-RS(160)-MS(110) 경로의 전체 SINR 성능은 BS(140)-MS(110) 직접 경로(direct path) 보다 열악하다. 따라서, 상기 MS(110)는 상기 RS(160)를 상기 BS(140)로 보고한다 하더라도, 상기 MS(110)는 상기 BS(140)-MS(110) 경로 상태를 기본적으로 상기 BS(140)에게 송신한다고 가정한다. 여기서, 최적의 경로는 BS(140)-MS(110) 직접 경로이므로, 상기 MS(110)가 상기 BS(140)로 보고하는 상기 RS(160)에 대한 정보는 큰 의미가 없게 된다.
이러한 경우에 상기 MS(110)가 상기 BS(140)-RS(160) 링크 품질을 알 수만 있다면, 상기 MS(110)는 상기 BS(140)-RS(160)-MS(110) 경로의 전체 SINR 성능이 상기 BS(140)-MS(110) 직접 경로보다 나쁘다는 것을 알 수 있으며, 결국 상기 MS(110)는 상기 RS(160) 정보를 상기 BS(140)으로 보고하지 않아도 됨으로써 메시지 부하량을 줄일 수 있을 것이다.
이하, 본 발명에서는 상기 설명한 바와 같은 종래 기술의 문제점 즉, 너무 큰 메시지 부하량이 요구되는 문제와, 상기 종래 기술이 갖고 있는 최적 경로 선택의 어려움을 동시에 해결할 수 있는 라우팅 기술을 제안한다. 또한 본 발명에서는 데이터 전송률을 최대화하여 효율적인 데이터 송신을 가능하도록 하고, MS 또는 RS에서의 메시지 송신으로 인한 전력 소모를 최소화하는 라우팅 기술을 제안한다.
본 발명의 라우팅 기술에서, 소정의 MS에 인접한 다수의 RS들은, BS까지의 링크 성능 정보를 소정의 제어신호 예컨대, 파일롯(pilot) 신호 또는 프리앰블(preamble) 신호에 포함시켜 상기 MS에게 송신함으로써, 상기 MS에게 상기 RS-BS 링크 성능 정보를 알려주도록 한다. 이하, 본 발명의 실시예에 따른 상기 RS가 송신하는 RS 프리앰블 구조와 그 송신방법에 대하여 설명하기로 한다.
이때, 이하에서 설명되는 본 발명은 시분할 이중화(Time Division Duplex, 이하 'TDD'라 칭하기로 한다) 방식 및 직교 주파수 다중 접속(Orthogonal Frequency Division multiple Access, 이하 'OFDMA'라 칭하기로 한다) 방식을 사용하는 무선통신 시스템을 일예로 설명한다. 그러나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니므로, 본 발명의 내용은 상기한 TDD 방식을 사용하는 시스템 및 OFDMA 방식을 사용하는 시스템뿐만이 아니라, 다른 다중 접속 방식을 사용하는 모든 시스템에도 적용될 수 있음은 물론이다. 그리고 본 발명의 내용은 다중 홉 릴레이 셀룰라 네트워크를 일예로 설명한 것으로 고정성 또는 이동성을 가진 노드들 즉, 중계기 또는 단말기들 간의 통신을 지원하는 모든 시스템에 적용될 수 있음은 물론이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 다중 홉 릴레이 방식을 지원하는 OFDMA/TDD 시스템에서 프레임 구조의 예를 도시한 도면이다.
상기 도 2를 참조하면, 가로 축 즉, 시간(time) 축은 OFDMA 심볼 넘버(symbol number)를 나타내고, 세로 축 즉, 주파수(frequency) 축은 서브채널 논리적 넘버(subchannel logical number)를 나타낸다. 또한 상기 도 2의 프레임은 상향링크 서브프레임(Uplink subframe)과 하향링크 서브프레임(Downlink subframe)으로 구분된다. 각 서브프레임에는 BS-MS 링크를 위한 데이터 버스트(burst)가 할당된다. 또한 특정 주파수-시간 영역을 RS-MS 링크를 위해 할당할 수 있다. 이때, 도 2에 나타낸 바와 같이, RS에서 MS로 송신되는 데이터 버스트는 상기 하향링크 서브프레임 내에서 할당되며, MS에서 RS로 송신되는 데이터 버스트는 상기 상향링크 서브프레임 내에서 할당된다.
상기 하향링크 서브프레임의 특정 주파수-시간 영역을 RS의 프리앰블의 송신을 위해 할당할 수 있다. 이때, 상기 RS의 프리앰블 전송 영역은 각 RS별로 프리앰블 전송 영역을 다르게 지정할 수도 있으며, 각 RS의 프리앰블이 특정 시퀀스로 구분되는 경우에는 다수의 RS들이 동일한 주파수-시간 영역에서 각각의 고유 프리앰블을 송신할 수 있다. 이때, 상기와 같이 각 RS의 프리앰블이 특정 시퀀스로 구분되는 경우에는 상기 다수의 RS들이 동일한 셀 영역에 위치하는 경우를 가정한다.
상기 도 2는 RS 프리앰블 송신을 위해 하나의 하향링크 OFDMA 심볼 구간에서 부반송파(subcarrier) 전체 영역을 3개의 프리앰블 서브채널로 나누어 할당한 경우이며, 각 RS들은 지정된 프리앰블 서브채널 영역에서 고유의 프리앰블 시퀀스를 송신하게 된다.
한편, 본 발명에서는 상기 도 2에 나타낸 바와 같은 프리앰블을 송신함에 있어서, 각 RS 프리앰블 내에 각각의 RS들을 식별하기 위한 RS의 식별자(identification, 이하 'ID'라 칭하기로 한다) 뿐만 아니라, BS-RS 링크의 상태 정보를 포함시켜 송신한다. 상기와 같은 방식을 사용하여, 상기 프리앰블을 성공적으로 수신한 MS에서는 해당 BS-RS 링크 품질 정보를 알 수 있게 된다.
이하에서는 상기 RS가 상기한 바와 같은 RS 프리앰블을 통해 BS-RS 링크의 상태 정보를 송신하는 방법에 대한 실시예에 대하여 살펴보기로 한다.
먼저, 상기 RS가 송신하는 프리앰블을 특정 시퀀스로 구성하여, 상기 프리앰블을 수신하는 MS가 상기 프리앰블을 송신하는 해당 RS를 인식할 수 있도록 한다. 상기 프리앰블 시퀀스로는 예컨대, 의사 잡음(Pseudo Noise, 이하 'PN'이라 칭하기로 한다) 코드, 직교(Orthogonal) 코드 및 상기 PN 코드와 상기 직교 코드가 혼합되어 사용될 수 있다. 즉, 프리앰블로 사용되는 각 부반송파에는 해당 PN 코드 값 또는 직교 코드 값 또는 상기 PN 코드 값과 해당 직교 코드 값의 곱이 실리게 된다.
한편, 일반적인 OFDMA 이동통신 시스템에서, 하향링크 서브 프레임의 시작 부분은 BS 고유의 시퀀스로 구성된 프리앰블 신호가 차지한다. 상기 BS 프리앰블의 주 목적은 MS의 초기 동기를 빠르게 하기 위함이다. 이때, 상기 프리앰블 시퀀스로는 PN 코드가 사용될 수 있으며, 이때 각 BS마다 사용되는 PN 코드는 다르게 적용된다. 그리고, 상기 BS 프리앰블의 PN 코드는 RS 프리앰블의 PN 코드로서 사용될 수 있다. 또한, RS 프리앰블의 크기가 BS 프리앰블 크기보다 작은 경우, 상기 RS 프리앰블의 PN 코드는 상기 BS 프리앰블의 PN 코드의 일부분만을 취해 사용될 수 있다.
상기와 같이, 상기 RS 프리앰블 PN 코드를 상기 BS 프리앰블 PN 코드와 연관시켜 설계하는 이유는, MS가 상기 RS 프리앰블을 수신하여 검출했을 때 상기 RS와 연결된 BS를 구분하기 위해서이다. 즉, 동일한 셀에 위치하는 다수의 RS들은 동일한 RS 프리앰블의 PN 코드를 사용하게 된다. 이때, 동일한 셀에 위치하는 각 RS들은 직교 코드를 사용하여 구분된다. 단, 상기 직교 코드의 일부는 각 RS의 ID에 해당되며, 상기 직교 코드의 나머지 부분은 BS-RS 링크의 상태 정보를 전달을 위해 사용된다.
한편, 상기한 바와 같은 RS 프리앰블 시퀀스의 구성은 본 발명의 범위에서 벗어나므로, 이하에서는 상기 RS 프리앰블 시퀀스의 구성 방법에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다. 즉, 상기에서 설명하는 RS 프리앰블의 구성 방법은 본 발명의 실시예에 따라 구성할 수 있는 하나의 실시예이며, 제안하는 본 발명의 특징은 RS 프리앰블 내에 RS의 ID 뿐만 아니라, BS-RS 링크의 상태 정보를 포함시켜 송신한다는 점에 있다는 것에 유의하여야 한다.
다음으로 이하에서는, 상기 RS가 BS-RS 링크의 상태 정보 값을 결정하는 방법과, MS가 상기 BS-RS 상태 정보 값을 수신하여, 최적의 경로를 선택하는 방법에 대하여 구체적으로 설명하기로 한다. 이하의 설명에서는, 설명의 편의성을 위해, 2홉 릴레이의 경우를 먼저 설명하고, 그 다음 3홉 이상의 일반화된 릴레이 경우를 설명한다.
먼저, 2홉 릴레이의 경우에, RS 프리앰블에 포함되는 BS-RS 링크의 상태 정보 값의 결정 방법을 설명한다.
즉, RS는 BS로부터 수신되는 신호세기 예컨대, BS 프리앰블 또는 BS 파일롯 톤 신호를 이용하여 수신 신호세기를 측정하고, 측정된 수신 신호 세기를 사용하여 채널 상태 값을 예측한다. 여기서, 상기 채널 상태 값은 상기 수신 신호세기 측정을 통해 예측할 수 있는 SINR 값 또는 RSSI 값을 포함한다. 이어서, 상기 RS는 상기 예측된 채널 상태 값을 상향링크 채널을 통해 상기 BS로 보고한다. 또한, 상기 RS는 예컨대, 자신의 RS 프리앰블을 통해 송신할 BS-RS 링크 품질 정보 값을 결정한다. 예를 들면, 상기 RS는 상기 BS-RS 링크 품질 정보 값을 결정하기 위해, 상기 BS의 수신 SINR에 대응되는 변조 및 코딩 기법(MCS: Modulation and Coding Scheme) 레벨 값을 결정하고, 상기 결정되는 MCS 레벨 값에 대응되는 BS-RS 링크 품질 정보 값의 인덱스를 선택한다. 상기 MCS 레벨, 상기 MCS 레벨 값에 대응되는 BS-RS 링크 품질 정보 값의 인덱스 및 수신 SINR 값은 하기 <표 1>과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112007069676915-pat00023
상기 <표 1>에 나타낸 바와 같이, 상기 <표 1>에서는 상기 BS-RS 링크 품질 정보 값의 인덱스(정보 데이터 인덱스)와 MCS 레벨(Modulation, FEC rate, Data Rate), 그리고 대응되는 수신 SINR값에 상응하는 매핑 테이블의 하나의 실시예를 나타낸 것이다. 상기 <표 1>을 살펴보면, 상기 BS-RS 링크 품질를 16단계로 나누어 각각의 인덱스(0에서 15)를 부여한다. 상기 인덱스 '0' 은 BS로부터 수신 SINR이 너무 낮아 릴레이 기능을 수행할 수 없는 경우를 지시한다. 상기 RS는 상기 <표 1>과 같은 매핑 테이블 내용을 상기 BS로부터 사전에 수신하여 저장하고 있음을 가정하지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 또한 상기 매핑 테이블은 상기 MS에서도 사전에 저장하고 있을 수 있다.
다음으로, 이하에서는 상기 RS 프리앰블을 수신한 MS가 최적의 경로를 선택하는 방법에 대하여 설명하기로 한다.
먼저, 상기 MS는 상기 RS로부터 RS 프리앰블을 수신하고, 상기 수신된 RS 프리앰블을 검출하게 된다. 즉, 상기 MS는 수신된 상기 RS 프리앰블의 검출을 통해, 상기 RS가 사용한 부채널 인덱스와 직교 코드 인덱스를 알 수 있다. 상기 MS는 상기와 같은 검출결과를 이용하여 예컨대, 상기 RS 프리앰블 부채널 인덱스와 직교 코드 인덱스의 조합을 통해, 각 RS 신호를 구분한다.
보다 구체적으로, 상기 MS는 상기 RS로부터 수신된 프리앰블의 SINR을 측정하고, 또한 상기 <표 1>에 나타낸 바와 같은 매핑 테이블을 사용하여 RS-MS 링크의 상태, 즉 데이터 전송률(R2)을 알 수 있다. 이어서, 상기 MS는 상기 RS 프리앰블을 통해 수신되는 BS-RS 링크 품질 정보 값 인덱스를 추출해내고, 상기 추출한 BS-RS 링크 품질 정보 값 인덱스를 상기 <표 1>에 나타낸 바와 같은 매핑 테이블과 비교한다. 상기 비교를 통해 상기 MS는 BS-RS 링크의 데이터 전송률 (R1)을 알 수 있다. 이후, 상기 MS는 상기 데이터 전송률 R1과 상기 데이터 전송률 R2 값을 이용하여 유효 전송률(E)을 산출한다. 상기 유효 전송률(E)은 하기 <수학식 1>과 같이 정의할 수 있다.
Figure 112007069676915-pat00024
상기 <수학식 1>에 나타낸 바와 같이, 상기 데이터 전송률 R1과 상기 데이터 전송률 R2 값을 상기 <수학식 1>에 대입하면, BS로부터 상기 RS을 거쳐 상기 MS로 연결되는 경로의 유효 전송률(E)을 산출할 수 있다. 이어서, 상기 MS는 상기 유효 전송률(E) 값 중에서 가장 큰 값을 가지는 RS를 최적의 RS로 선택한다.
다음으로, 상기 MS는 상기 유효 전송률(E) 산출을 통해 선택된 RS의 ID를 상기 BS 로 보고한다. 즉, 상기 MS는 상기 선택된 RS ID에 해당되는 RS 프리앰블 부채널 인덱스와 직교 코드 인덱스, 그리고 상기 RS의 수신 SINR 값을 상기 BS로 보고한다. 그러면, 상기 BS는 상기 MS의 보고값을 기준으로 최종적으로 최적의 경로를 선택한다.
제안하는 본 발명에서는, 최적 경로 선택의 신뢰도를 높이기 위해, 상기 MS는 상기 유효 전송률 E 값이 최대인 RS 뿐만 아니라, 상기 유효 전송률 E 값을 기준으로 상위 소수의 RS들을 BS에 보고할 수도 있다. 이때, 상기 BS로 보고되는 RS의 개수는 상기 BS에 의해 미리 결정될 수 있다. 또한 최종적으로 결정되는 상기 MS의 최적 경로 역시 상기 BS가 결정한다.
상기에서 설명한 바와 같이, 본 발명에서 제안하는 경로 선택 기법은 메시지 부하량을 최소화 하면서 최적 경로를 선택할 수 있게 한다.
다음으로, 이하에서는 3홉 이상의 일반화된 릴레이 경우에, RS가 BS-RS 링크의 상태 정보 값을 결정하는 방법과 MS가 수신된 BS-RS 상태값을 이용하여 최적의 경로를 선택하는 방법에 대하여 설명하기로 한다.
먼저, 3홉 이상의 경우에도 상기에서 설명한 2홉 경우와 동일하게 상기 기법을 적용할 수 있다. 즉, 각 RS 또는 MS들은 인접한 RS들로부터 수신한 프리앰블의 수신 SINR과 정보 데이터 값으로부터 유효 전송률(E)을, 상기 2홉의 경우와 동일하게 상기 수학식 1을 사용하여 계산할 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위해 상기 인접 RS들로부터의 수신을 RS에서 수행하는 경우를 가정한다. 다음으로, 상기 RS는 BS의 직접 경로(direct path)를 포함하여 BS까지의 최적 경로를, 상기 <수학식 1>을 통해 계산된 유효 전송률(E)을 기준으로 선택한다. 여기서, 상기 단계에서 상기 BS 직접 경로의 유효 전송률(E)은 상기 BS로부터의 수신 SINR에 대응되는 데이터 전송률과 동일하다.
다음으로, 상기 RS는 상기 유효 전송률(E)를 통한 최적의 경로를 선택한 후, 상기 선택된 최적의 경로 정보를 상기 BS에게 보고한다. 이후, 상기 RS는 상기 BS로부터 최종적으로 결정된 최적 경로 정보를 지시받게 된다. 여기서, 상기와 같은 BS의 최종 확인(confirmation) 절차는 시스템의 설계에 따라 생략될 수 있다. 상기의 경우 즉, BS의 최종 확인 절차가 생략되는 경우, 최적 경로의 선택은 상기 RS가 담당하게 된다.
다음으로, 상기 RS는 상기 선택된 최적 경로의 유효 데이터 전송률(E)을 기준으로 상기 <표 1>에 나타낸 바와 같은 매핑 테이블을 참조하여, 상기 RS부터 상기 BS까지 경로의 링크 품질을 나타내는 정보 값 인덱스를 선택한다. 이어서, 상기 RS는 상기 선택된 정보 값 인덱스에 대응되는 링크 품질 정보 값을 결정한 후, RS 프리앰블에 포함시켜 경로 상의 다른 RS 또는 MS로 송신한다. 그러면, 상기 RS 프리앰블을 수신한 또 다른 RS 또는 MS는 상기에서 설명한 동작 방식을 반복한다. 따라서, 홉수가 계속 증가하더라도 상기와 같은 경로 선택 방법을 사용하여, 각각의 RS 또는 MS는 BS까지의 최적 경로를 선택할 수 있다.
한편, 최적의 경로를 계산하는 각각의 RS 또는 MS는 이전 홉 RS의 최적 경로가 몇 홉으로 구성되었는지는 알지 못한다. 그러나, 모든 RS와 MS는 자신이 선택한 최적 경로의 정보를 BS로 보고하기 때문에, 상기 BS는 상기 모든 RS들과 MS들의 최적 경로 정보를 가질 수 있다.
상기 3홉 경로에서의 유효 전송률(E)은 하기 <수학식 2>와 같이 정의할 수 있다.
Figure 112007069676915-pat00025
상기 <수학식 2>는 예컨대, RS1, RS2, 그리고 MS로 구성된, 즉 3홉 경로에서 상기 MS가 유효 전송률(E)을 계산하는 방법을 예시한 것이다. 이때, 상기 RS2에서 BS까지의 최적의 경로는 BS-RS1-RS2 라고 가정한다. 상기 <수학식 2>에서 BS-RS1 링크의 데이터 전송률은 R1, RS1-RS2 링크의 데이터 전송률은 R2, RS2-MS 링크의 데이터 전송률은 R3로 나타낸다. 또한, RS2에서 최적 경로 예컨대, BS-RS1-RS2 경로의 유효 전송률은 E2, MS에서 최적 경로 예컨대, BS-RS1-RS2-MS 경로의 유효 전송률은 E3로 나타낸다.
상기 <수학식 2>는 상기 MS에서 계산된 BS-RS1-RS2-MS 경로의 유효 전송률 E3에 대한 표현식을 나타낸다. 상기 MS는 수신된 RS2 프리앰블의 SINR값으로부터 상기 데이터 전송률 R3, 그리고 수신 RS2 프리앰블에 포함된 정보 데이터 값으로부터 상기 RS2에서의 유효 전송률 E2를 알 수 있다. 상기 유효 전송률 E2는 1(1/R2+1/R1)으로 주어지며, 상기 유효 전송률 E2 값은 상기 RS2가 자신의 RS 프리앰블에 포함시켜 송신한 값이다. 상기와 같은 방법으로 상기 MS는 3홉으로 구성된 다중 홉 경로의 유효 전송률을 계산할 수 있으며, 따라서 3홉 경로를 포함하여 최적의 다중 홉 경로를 선택할 수 있다.
상기에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 다중 홉 경로에 따른 유효 전송률을 정리하면 하기 <수학식 3>과 같이 정의할 수 있다. 즉, 하기 <수학식 3>은 N홉으로 구성된 다중 홉 경로의 유효 전송률을 일반화한 것이다.
Figure 112007069676915-pat00026
상기 <수학식 3>에서, Rn은 RS(n-1)과 RS(n)간 링크의 데이터 전송률을 나타낸다. 단, R1은 BS와 RS1간 링크의 데이터 전송률을 나타낸다.
그러면 이하 첨부한 도면 도 3과 도 4를 참조하여 상술한 바와 같은 본 발명의 기능을 수행하기 위한 RS와 MS의 동작에 대하여 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 기능을 수행하기 위한 RS의 동작 과정을 개략적으로 나타낸 도면이다.
상기 도 3을 참조하면, 먼저 상기 RS의 동작은 크게 BS 프리앰블 처리 과정(301단계, 303단계), 타 RS 프리앰블 처리 과정(305단계 내지 309단계), 최적 경로 선택 과정(311단계, 313단계), BS 보고 과정(315단계), BS 확인 과정(317단계), RS 자신의 RS 프리앰블 송신 과정(319단계, 321단계)으로 나눌 수 있다.
상기 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 301단계에서 상기 RS는 BS 프리앰블을 검출한 후 303단계로 진행한다. 상기 303단계에서 상기 RS는 상기 검출한 BS 프리앰블에서 상기 BS 프리앰블 수신 SINR을 측정하고, 상기 BS 프리앰블 수신 SINR로부터 BS-RS 링크의 데이터 전송률을 결정하고, 305단계로 진행한다. 상기 305단계에서 상기 RS는 인접한 타 RS 프리앰블을 검출한 후 307단계로 진행한다. 상기 307 단계에서 상기 RS는 상기 검출한 타 RS 프리앰블에서 상기 타 RS 프리앰블 수신 SINR을 측정하고, 상기 타 RS 프리앰블 수신 SINR로부터 RS-RS 링크의 데이터 전송률을 결정한 후 309단계로 진행한다. 다음으로, 상기 309단계에서 상기 RS는 상기 타 RS 프리앰블에 포함된 정보 데이터 값으로부터 상기 타 RS로부터 상기 BS까지의 최적 경로에 대한 유효 데이터 전송률을 추출한 후 311단계로 진행한다.
상기 311단계에서 상기 RS는 각 경로의 유효 전송률을 상기 <수학식 1> 또는 <수학식 2>를 이용하여 계산한 다음 313단계로 진행한다. 상기 313단계에서 상기 RS는 상기 311단계에서 상기 계산값을 기준으로 최적의 경로를 선택한다. 이어서, 315단계에서 상기 RS는 BS로 상기 선택한 최적 경로의 정보 예를 들면, RS 부채널 인덱스, 직교 코드 인덱스, 수신 SINR 등을 보고한 후 317단계로 진행한다. 상기 317단계에서 상기 RS는 상기 BS로부터 최종적으로 결정된 최적 경로를 지시 받는다. 이때, 앞서 설명한 바와 같이, 상기 317단계는 시스템의 설계에 따라 생략될 수 있다.
다음으로, 319단계에서 상기 RS는 상기 선택한 최적 경로의 유효 전송률에 대응되는 RS 프리앰블의 정보 데이터 인덱스를 결정한 후 321단계로 진행한다. 상기 321단계에서 상기 RS는 상기 결정된 RS 프리앰블의 정보 데이터 인덱스에 상응하는 RS 프리앰블을 생성한 후, 브로드캐스팅(broadcasting) 형태로 송신한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 기능을 수행하기 위한 MS의 동작 과정을 개략적으로 나타낸 도면이다. 상기 도 4를 참조하면, 먼저 상기 MS의 동작은 크게 BS 프리앰블 처리 과정(401단계, 403단계), RS 프리앰블 처리 과정(405단계 내지 409단계), 최적 경로 선택 과정(411단계, 413단계), BS 보고 과정(415단계), BS 확인 과정(417단계)으로 나눌 수 있다.
이때, 상기 MS는 상기 도 3에 나타낸 상기 RS와 같은 릴레이 기능을 수행하지 않는다. 그러므로, 상기 도 4에 나타낸 바와 같이 상기 MS의 전체 동작 과정은 상기 RS에서의 동작 중 RS 프리앰블을 생성하여 송신하는 단계를 제외하고는 상기 도 3에 나타낸 RS의 동작과 유사함을 알 수 있다. 즉, 상기 도 3과 유사하게, 상기 401단계와 상기 403단계에서는 BS 프리앰블을 처리하고, 상기 405단계부터 상기 409단계까지 RS 프리앰블을 처리한다. 다음으로, 상기 411단계와 413단계에서 최적의 경로를 선택하고, 상기 선택된 경로 정보를 상기 415단계에서 BS로 보고한다. 마지막으로 상기 417단계에서 상기 MS는 상기 BS로부터 최종적으로 결정된 최적 경로를 지시 받는다. 여기서, 상기 417단계는 시스템의 설계에 따라 생략될 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 도 4에 도시한 바와 같이, 상기 401단계에서 MS는 BS 프리앰블을 검출한 후 403단계로 진행한다. 상기 403단계에서 상기 MS는 상기 검출한 BS 프리앰블에서 상기 BS 프리앰블 수신 SINR을 측정하고, 상기 BS 프리앰블 수신 SINR로부터 BS-MS 링크의 데이터 전송률을 결정한 후 405단계로 진행한다. 상기 405단계에서 상기 MS는 자신과 인접한 RS 프리앰블을 검출한 후 407단계로 진행한다. 상기 407단계에서 상기 MS는 상기 검출한 RS 프리앰블에서 RS 프리앰블 수신 SINR을 측정하고, 상기 RS 프리앰블 수신 SINR로부터 RS-MS 링크의 데이터 전송률을 결정한 후 409단계로 진행한다. 다음으로, 상기 409단계에서 상기 MS는 상기 RS 프리앰블에 포함된 정보 데이터 값으로부터 상기 RS로부터 상기 BS까지의 최적 경로에 대한 유효 데이터 전송률을 추출한 후 411단계로 진행한다.
상기 411단계에서 상기 MS는 각 경로의 유효 전송률을 상기 <수학식 1> 또는 <수학식 2>를 이용하여 계산한 다음 413단계로 진행한다. 상기 413단계에서 상기 MS는 상기 411단계에서 상기 계산된 계산값을 기준으로 최적의 경로를 선택한다. 이어서 415단계에서 상기 MS는 BS로 상기 선택한 최적 경로의 정보 예를 들면, RS 부채널 인덱스, 직교 코드 인덱스, 수신 SINR 등을 보고한 후 417단계로 진행한다. 상기 417단계에서 상기 MS는 상기 BS로부터 최종적으로 결정된 최적 경로를 지시 받는다. 이때, 앞서 설명한 바와 같이, 상기 417단계는 시스템의 설계에 따라 생략될 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에서는 다중 홉 릴레이 셀룰라 네트워크에서 메시지 부하량을 최소화하면서 최적의 경로를 선택할 수 있는 라우팅 방법을 제안한다. 즉, RS는 인접한 MS들에게 자신의 존재를 인식시키기 위해 프리앰블을 송신하며, 또한 상기 RS 프리앰블 내에 BS까지의 최적 경로 상태를 나타내는 정보를 함께 포함시켜 송신한다. 그러면, 상기 RS 프리앰블을 수신한 MS에서는 상기 RS를 인지할 뿐만 아니라, 상기 RS로부터 상기 BS로 연결되는 경로의 채널 상태값도 알 수 있게 된다.
따라서, 상기 MS는 상기 RS 프리앰블 검출을 통하여 상기 MS로부터 상기 RS를 거쳐 상기 BS로 연결되는 다중 홉 경로의 채널 상태값을 예측할 수 있고, 이와 같은 방법을 통해 상기 MS는 최적의 RS를 결정할 수 있다. 상기 MS는 상기 결정된 최적의 RS 정보들만 상기 BS로 송신함으로써, 상기 MS의 메시지 보고량을 최소화하면서 동시에 최적의 경로를 찾을 수 있게 된다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 특허청구 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
상술한 바와 같은 본 발명은, 중계기(RS)가 상기 중계기로부터 기지국(BS)까지의 링크 성능 정보를 프리앰블 신호 또는 파일롯 신호에 포함시켜 이동 단말기(MS)에게 송신함으로써, 상기 중계기가 상기 이동 단말기에게 상기 RS-BS 링크 성능 정보를 알려줄 수 있으며, 이를 통해 상기 이동 단말기가 스스로 최적의 경로를 선택할 수 있다. 또한 상기 이동 단말기는 자신이 선택하는 최적의 중계기 정보만을 상기 기지국에게 보고함으로써, 너무 큰 상향링크 부하량이 요구되는 문제와 최적 경로 선택이 어려운 문제점을 동시에 해결할 수 있다.

Claims (70)

  1. 이동 단말기와, 기지국과, 적어도 하나의 중계기들을 포함하는 다중 홉 릴레이 셀룰라 네트워크에서, 라우팅 방법에 있어서,
    상기 이동 단말기와 인접한 적어도 하나의 중계기들 각각은 상기 기지국과의 링크 품질을 측정하여 상기 링크 품질에 해당하는 변조 및 코딩 기법 레벨 정보를 포함한 링크 품질 정보를 생성하고, 상기 생성된 링크 품질 정보를 상기 이동 단말기로 송신하는 과정과,
    상기 이동 단말기는 상기 중계기들의 링크 품질 정보를 수신하여 상기 이동 단말기로부터 상기 기지국까지의 각 경로에 대한 최적 경로 유효 데이터 전송률을 계산하고, 상기 계산된 최적 경로 유효 데이터 전송률을 사용하여 각 중계기들에서 상기 기지국까지의 경로들 중 최적의 경로를 선택하고, 상기 선택된 최적의 경로 정보를 상기 기지국으로 송신하는 과정을 포함하는 라우팅 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기지국은 상기 이동 단말기가 송신한 최적의 경로 정보를 수신하면, 상기 최적의 경로 정보 수신에 상응하여 기지국-중계기-이동 단말기 간 최적의 경로를 결정하는 과정과,
    상기 결정된 최적의 경로를 상기 이동 단말기로 송신하는 과정을 더 포함하는 라우팅 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 최적의 경로 정보는 상기 최적의 경로에 위치한 적어도 하나의 중계기 정보를 포함하는 라우팅 방법.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 각각의 중계기들은 상기 링크 품질 정보를 프리앰블 신호를 통해 상기 이동 단말기로 송신하는 과정을 더 포함하는 라우팅 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 각각의 중계기들은 링크 품질 정보를 파일롯 신호를 통해 상기 이동 단말기로 송신하는 과정을 더 포함하는 라우팅 방법.
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 이동 단말기는 상기 링크 품질 정보를 수신하는 과정과,
    상기 링크 품질 정보 수신 신호를 사용하여 신호대 간섭 잡음비를 측정하여, 상기 이동 단말기와 상기 각 중계기들 간의 링크 품질을 예측하는 과정을 더 포함하는 라우팅 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 이동 단말기는 상기 링크 품질 정보를 수신하는 과정과,
    상기 링크 품질 정보 수신 신호를 사용하여 수신 신호 세기 지시자를 측정하는 과정과,
    상기 수신 신호 세기 지시자를 사용하여 상기 이동 단말기와 상기 각 중계기들 간의 링크 품질을 예측하는 과정을 더 포함하는 라우팅 방법.
  10. 삭제
  11. 제1항에 있어서,
    상기 이동 단말기는 상기 링크 품질 정보 수신을 통해 상기 이동 단말기 자신으로부터 연결되는 상기 각각의 중계기들 및 상기 기지국과의 다중 홉 경로의 채널 상태 값을 획득하는 과정을 더 포함하는 라우팅 방법.
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 제1항에 있어서,
    상기 중계기는 수신 신호 세기 측정을 통해 예측된 신호대 간섭 잡음비와 수신 신호 세기 지시자 중 하나에 상응하는 변조 및 코딩 기법 레벨 값을 결정하는 과정과,
    상기 결정된 변조 및 코딩 기법 레벨 값에 상응하여 기지국-중계기 간 링크 품질 정보 값의 인덱스를 선택하는 과정과,
    상기 선택된 링크 품질 정보 값의 인덱스에 상응하여 상기 기지국-중계기 간 링크 품질 정보 값을 결정하는 과정을 더 포함하는 라우팅 방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 변조 및 코딩 기법 레벨, 상기 기지국-중계기 간 링크 품질 정보 값의 인덱스, 상기 신호대 간섭 잡음비, 상기 수신 신호 세기 지시자는 미리 결정된 매핑 테이블에 포함되는 것을 특징으로 하는 라우팅 방법.
  21. 이동 단말기와, 기지국과, 적어도 하나의 중계기들을 포함하는 다중 홉 릴레이 셀룰라 네트워크에서, 상기 중계기의 라우팅 방법에 있어서,
    상기 기지국의 프리앰블을 검출하고, 상기 기지국 프리앰블의 신호대 간섭 잡음비로부터 기지국-중계기 간 링크 데이터 전송률을 결정하는 과정과,
    인접 중계기들의 프리앰블을 검출하고, 상기 인접 중계기들의 프리앰블 신호대 간섭 잡음비로부터 각각의 중계기들 간 중계기-중계기 링크 데이터 전송률을 결정하는 과정과,
    상기 인접 중계기 프리앰블에 포함된 정보 데이터로부터 상기 각 중계기들로부터 상기 기지국까지의 각 경로에 대한 최적 경로 유효 데이터 전송률을 계산하는 과정과,
    상기 최적 경로 유효 데이터 전송률 계산 결과를 통해 상기 각각의 중계기들에서 기지국까지의 각 경로들 중, 최적의 경로에 위치하는 인접 중계기를 선택하여, 상기 선택된 인접 중계기 정보를 포함한 최적 경로 정보를 상기 기지국으로 보고하는 과정과,
    상기 기지국으로 보고 후, 중계기 자신의 프리앰블을 특정 시퀀스로 생성하여 송신하는 과정을 포함하는 라우팅 방법.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 기지국으로 최적 경로 정보 보고 후, 상기 기지국으로부터 최종적인 최적 경로 정보를 지시받는 과정을 더 포함하는 라우팅 방법.
  23. 제21항에 있어서,
    상기 프리앰블을 생성하여 송신하는 과정은,
    상기 최적 경로의 유효 데이터 전송률에 상응하는 중계기 프리앰블의 정보 데이터 인덱스를 결정하고, 상기 결정된 정보 데이터 인덱스에 상응하여 중계기 프리앰블을 생성하여 송신하는 과정을 더 포함하는 라우팅 방법.
  24. 제21항에 있어서,
    상기 특정 시퀀스는 의사 잡음 코드와 직교 코드 중 적어도 하나 이상을 포함하며, 상기 프리앰블로 사용되는 각 서브캐리어에 해당 의사 잡음 코드, 직교 코드 값, 상기 의사 잡음 코드 값과 해당 직교 코드 값의 곱 중 하나를 포함되는 것을 특징으로 하는 라우팅 방법.
  25. 제21항에 있어서,
    상기 중계기는 상기 기지국 프리앰블을 이용하여 상기 기지국으로부터 수신되는 신호세기를 측정하는 과정과,
    상기 측정된 신호세기를 이용하여 상기 기지국과의 채널 상태값을 추출하고, 상기 추출한 채널 상태값을 상기 기지국으로 보고하는 과정과,
    시스템 설정에 따른 매핑 테이블을 이용하여 상기 기지국의 수신 신호대 간섭 잡음비에 상응하는 변조 및 코딩 기법 레벨 값을 결정하고, 상기 결정된 변조 및 코딩 기법 레벨 값에 대응되는 기지국-중계기 간 링크 품질 정보 값의 인덱스를 선택하는 과정과,
    상기 변조 및 코딩 기법 레벨 값 및 상기 링크 품질 정보 값의 인덱스를 이용하여 중계기 자신의 프리앰블을 통해 송신할 기지국-중계기 간 링크 품질 정보 값을 결정하는 과정을 더 포함하는 라우팅 방법.
  26. 제21항에 있어서,
    상기 중계기는 상기 기지국으로부터 변조 및 코딩 기법 레벨, 기지국-중계기 간 링크 품질 정보 값의 인덱스, 수신 신호대 간섭 잡음비를 포함하는 매핑 테이블을 사전에 수신하는 과정을 더 포함하는 라우팅 방법.
  27. 제21항에 있어서,
    상기 유효 데이터 전송률은 하기의 수학식과 같이 계산되는 것을 특징으로 하는 라우팅 방법.
    Figure 112007069676915-pat00027
    단, R1는 기지국-제1중계기 간 링크의 데이터 전송률을 나타내고, R2는 제1중계기-제2중계기 간 링크의 데이터 전송률을 나타내고, E는 기지국으로부터 상기 제1 중계기를 거쳐 제2중계기로 연결되는 경로의 유효 전송률을 나타냄.
  28. 제21항에 있어서,
    상기 유효 데이터 전송률은 하기의 수학식과 같이 계산되는 것을 특징으로 하는 상기 라우팅 방법.
    Figure 112007069676915-pat00028
    단, R1는 기지국-제1중계기 간 링크의 데이터 전송률을 나타내고, R2는 제1중계기-제2중계기 간 링크의 데이터 전송률을 나타내고, R3는 제2중계기-제3중계기 간 링크의 데이터 전송률을 나타내고, E3는 기지국-제1중계기-제2중계기-제3중계기로 연결되는 경로의 유효 전송률을 나타내고, E2는 제2중계기에서의 유효 전송률을 나타냄.
  29. 제21항에 있어서,
    상기 유효 데이터 전송률은 하기의 수학식과 같이 계산되는 것을 특징으로 하는 라우팅 방법.
    Figure 112007069676915-pat00029
    단, N은 데이터 송신 경로의 홉수이고, Rn은 제(n-1)중계기-제n중계기 간 링크의 데이터 전송률을 나타내고, EN는 기지국-제(n-1)중계기-제n중계기로 연결되는 경로의 유효 전송률을 나타냄.
  30. 제21항에 있어서,
    상기 중계기는 상기 계산된 유효 전송률 결과값 중에서 가장 큰 값을 가지는 인접 중계기를 최적의 중계기로 선택하는 과정을 더 포함하는 라우팅 방법.
  31. 제21항에 있어서,
    상기 중계기는 상기 유효 전송률 계산을 통해 선택되는 인접 중계기의 식별자 및 상기 중계기 식별자에 해당하는 중계기 프리앰블 서브채널 인덱스, 직교 코드 인덱스 및 중계기의 수신 신호대 간섭 잡음비를 상기 기지국으로 보고하는 과정을 더 포함하는 라우팅 방법.
  32. 삭제
  33. 제21항에 있어서,
    상기 중계기는 상기 유효 데이터 전송률 값을 기준으로 상위 유효 데이터 전송률 값을 갖는 미리 결정된 적어도 하나의 인접 중계기 정보를 상기 최적 경로 정보에 포함하여 기지국으로 보고하는 과정을 더 포함하는 라우팅 방법.
  34. 제21항에 있어서,
    상기 기지국으로 상기 최적 경로 정보에 포함되어 보고되는 인접 중계기들의 개수는 상기 기지국에 의해 미리 결정되는 것을 특징으로 하는 라우팅 방법.
  35. 이동 단말기와, 기지국과, 적어도 하나 이상의 중계기들을 포함하는 다중 홉 릴레이 셀룰라 네트워크에서, 상기 이동 단말기의 라우팅 방법에 있어서,
    상기 중계기들의 프리앰블을 검출하고, 상기 중계기들의 프리앰블 신호대 간섭 잡음비로부터 각각의 중계기들과의 중계기-이동 단말기 간 링크 데이터 전송률을 결정하는 과정과,
    상기 중계기 프리앰블에 포함된 정보 데이터로부터 상기 각 중계기들로부터 상기 기지국까지의 각 경로에 대한 최적 경로 유효 데이터 전송률을 계산하는 과정과,
    상기 최적 경로 유효 데이터 전송률 결과를 통해 상기 각각의 중계기들에서 기지국까지의 각 경로들 중, 최적의 경로에 위치하는 중계기를 선택하여, 상기 선택된 중계기 정보를 포함한 최적 경로 정보를 상기 기지국으로 보고하는 과정을 포함하는 라우팅 방법.
  36. 제35항에 있어서,
    상기 기지국으로 최적 경로 정보 보고 후, 상기 기지국으로부터 최종적인 최적 경로 정보를 지시받는 과정을 더 포함하는 라우팅 방법.
  37. 삭제
  38. 제35항에 있어서,
    상기 이동 단말기는 상기 유효 데이터 전송률 값을 기준으로 상위 유효 데이터 전송률 값을 갖는 미리 결정된 적어도 하나의 중계기 정보를 최적 경로 정보에 포함하여 상기 기지국으로 보고하는 과정을 더 포함하는 라우팅 방법.
  39. 제35항에 있어서,
    상기 이동 단말기가 보고하는 최적 경로 정보에 포함된 중계기의 개수는 상기 기지국에서 미리 결정된 것임을 특징으로 하는 라우팅 방법.
  40. 제35항에 있어서,
    상기 유효 데이터 전송률은 하기의 수학식과 같이 계산되는 것을 특징으로 하는 라우팅 방법.
    Figure 112007069676915-pat00030
    단, R1는 기지국-중계기 간 링크의 데이터 전송률을 나타내고, R2는 중계기-이동 단말기 간 링크의 데이터 전송률을 나타내고, E는 기지국으로부터 상기 제1 중계기를 거쳐 이동 단말기로 연결되는 경로의 유효 전송률을 나타냄.
  41. 제35항에 있어서,
    상기 유효 데이터 전송률은 하기의 수학식과 같이 계산되는 것을 특징으로 하는 라우팅 방법.
    Figure 112007069676915-pat00031
    단, R1는 기지국-제1중계기 간 링크의 데이터 전송률을 나타내고, R2는 제1중계기-제2중계기 간 링크의 데이터 전송률을 나타내고, R3는 제2중계기-이동 단말기 간 링크의 데이터 전송률을 나타내고, E3는 기지국-제1중계기-제2중계기-이동 단말기로 연결되는 경로의 유효 전송률을 나타내고, E2는 제2중계기에서의 유효 전송률을 나타냄.
  42. 제35항에 있어서,
    상기 유효 데이터 전송률은 하기의 수학식과 같이 계산되는 것을 특징으로 하는 라우팅 방법.
    Figure 112007069676915-pat00032
    단, N은 데이터 송신 경로의 홉수이고, Rn은 제(n-1)중계기-제n중계기 간 링크의 데이터 전송률을 나타내고, EN는 기지국-제(n-1)중게기-제n중계기-이동 단말기로 연결되는 경로의 유효 전송률을 나타냄.
  43. 이동 단말기와, 기지국과, 적어도 하나 이상의 중계기들을 포함하는 다중 홉 릴레이 셀룰라 네트워크에서, 라우팅 장치에 있어서,
    상기 중계기들에서 기지국과의 링크 품질 측정에 따른 변조 및 코딩 기법 정보를 포함하여 생성된 링크 품질 정보를 수신하고, 상기 링크 품질 정보를 사용하여 상기 기지국까지의 각 경로에 대한 최적 경로 유효 데이터 전송률을 계산하고, 상기 최적 경로 유효 데이터 전송률을 사용하여 각 중계기들에서 기지국까지의 경로들 중 최적의 경로를 선택하고, 상기 기지국으로 선택된 최적의 경로 정보를 송신하는 이동 단말기를 포함하는 라우팅 장치.
  44. 삭제
  45. 삭제
  46. 삭제
  47. 삭제
  48. 제43항에 있어서,
    상기 이동 단말기는 상기 링크 품질 정보를 수신하고, 상기 링크 품질 정보 수신을 통해 신호대 간섭 잡음비 또는 수신 신호 세기 지시자 중의 하나를 측정하여, 상기 이동 단말기와 상기 각 중계기들 간의 링크 품질을 예측하는 것을 특징으로 하는 라우팅 장치.
  49. 삭제
  50. 삭제
  51. 제43항에 있어서,
    상기 이동 단말기는 상기 링크 품질 정보 수신을 통해 상기 이동 단말기 자신으로부터 연결되는 상기 중계기들 및 상기 기지국과의 다중 홉 경로의 채널 상태값을 획득하는 것을 특징으로 하는 라우팅 장치.
  52. 제1항에 있어서,
    상기 중계기의 링크 품질 정보 생성은 기지국 또는 적어도 하나의 인접 중계기들의 프리앰블 신호를 이용하여 수신 신호 세기를 측정하고, 상기 수신 신호 세기의 측정을 통해 채널 품질 값을 예측하여 링크 품질 정보를 생성하는 과정을 더 포함하는 라우팅 방법.
  53. 제1항에 있어서,
    상기 중계기의 링크 품질 정보 생성은 기지국 또는 인접 중계기들의 파일롯 신호를 이용하여 수신 신호세기를 측정하고, 상기 수신 신호 세기의 측정을 통해 채널 상태 값을 예측하여 링크 품질 정보를 생성하는 과정을 더 포함하는 라우팅 방법.
  54. 제1항에 있어서,
    상기 링크 품질 정보에는 상기 중계기에서 상기 기지국까지의 최적의 경로 정보가 포함되는 것을 특징으로 하는 라우팅 방법.
  55. 제5항에 있어서,
    상기 프리앰블 신호에는 해당 중계기의 식별자 정보가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 라우팅 방법.
  56. 삭제
  57. 제1항에 있어서,
    상기 유효 데이터 전송률은 하기의 수학식과 같이 계산되는 것을 특징으로 하는 라우팅 방법.
    Figure 112007069676915-pat00033
    단, R1는 기지국-중계기 간 링크의 데이터 전송률을 나타내고, R2는 중계기-이동 단말기 간 링크의 데이터 전송률을 나타내고, E는 기지국으로부터 상기 제1중계기를 거쳐 이동 단말기로 연결되는 경로의 유효 전송률을 나타냄.
  58. 제1항에 있어서,
    상기 유효 데이터 전송률은 하기의 수학식과 같이 계산되는 것을 특징으로 하는 라우팅 방법.
    Figure 112007069676915-pat00034
    단, R1는 기지국-제1중계기 간 링크의 데이터 전송률을 나타내고, R2는 제1중계기-제2중계기 간 링크의 데이터 전송률을 나타내고, R3는 제2중계기-이동 단말기 간 링크의 데이터 전송률을 나타내고, E3는 기지국-제1중계기-제2중계기-이동 단말기로 연결되는 경로의 유효 전송률을 나타내고, E2는 제2중계기에서의 유효 전송률을 나타냄.
  59. 제1항에 있어서,
    상기 유효 데이터 전송률은 하기의 수학식과 같이 계산되는 것을 특징으로 하는 라우팅 방법.
    Figure 112007069676915-pat00035
    단, N은 데이터 송신 경로의 홉수이고, Rn은 제(n-1)중계기-제n중계기 간 링크의 데이터 전송률을 나타내고, EN는 기지국-제(n-1)중계기-제n중계기-이동 단말기로 연결되는 경로의 유효 전송률을 나타냄.
  60. 이동 단말기와, 기지국과, 적어도 하나 이상의 중계기들을 포함하는 다중 홉 릴레이 셀룰라 네트워크에서, 라우팅 장치에 있어서,
    상기 기지국과의 링크 품질을 측정하여 상기 링크 품질에 해당하는 변조 및 코딩 기법 정보를 포함한 링크 품질 정보를 생성하고, 상기 링크 품질 정보를 상기 이동 단말기로 송신하는 적어도 하나의 중계기를 포함하는 라우팅 장치.
  61. 제60항에 있어서,
    상기 중계기는 기지국 또는 인접 중계기들의 프리앰블 신호를 이용하여 수신 신호세기를 측정하고, 상기 수신 신호 세기의 측정을 통해 채널 상태 값을 예측하여 링크 품질 정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 라우팅 장치.
  62. 제60항에 있어서,
    상기 중계기는 기지국 또는 인접 중계기들의 파일롯 신호를 이용하여 수신 신호세기를 측정하고, 상기 수신 신호 세기의 측정을 통해 채널 상태 값을 예측하여 링크 품질 정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 라우팅 장치.
  63. 제60항에 있어서,
    상기 링크 품질 정보에는 상기 기지국까지의 최적의 경로 정보가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 라우팅 장치.
  64. 제60항에 있어서,
    상기 중계기는 상기 링크 품질 정보를 프리앰블 신호 또는 파일롯 신호 중 적어도 하나의 신호를 사용하여 상기 이동 단말기로 송신하는 것을 특징으로 하는 라우팅 장치.
  65. 제60항에 있어서,
    상기 중계기는 수신 신호 세기에 상응하는 변조 및 코딩 기법 레벨 값을 결정하고, 상기 결정되는 변조 및 코딩 기법 레벨 값하여 기지국-중계기 간 링크 품질 정보 값의 인덱스를 선택하고, 상기 선택된 링크 품질 정보 값의 인덱스에 상응하여 상기 기지국-중계기 간 링크 품질 정보 값을 결정하는 것을 특징으로 하는 라우팅 장치.
  66. 제 65항에 있어서,
    상기 변조 및 코딩 기법 레벨, 상기 기지국-중계기 간 링크 품질 정보 값의 인덱스 및 상기 수신 신호대 간섭 잡음비는 미리 결정된 매핑 테이블에 포함되는 것을 특징으로 하는 라우팅 장치.
  67. 제43항에 있어서,
    상기 이동 단말기는 상기 링크 품질 정보 수신에 따른 이동 단말기로부터 상기 기지국까지의 각 경로에 대한 최적 경로 유효 데이터 전송률을 계산하고, 상기 최적 경로 유효 데이터 전송률 결과를 통해 상기 각각의 중계기들에서 기지국까지의 각 경로들 중, 최적의 경로를 선택하는 것을 특징으로 하는 라우팅 장치.
  68. 제67항에 있어서,
    상기 유효 데이터 전송률은 하기의 수학식과 같이 계산되는 것을 특징으로 하는 라우팅 장치.
    Figure 112007069676915-pat00036
    단, R1는 기지국-중계기 간 링크의 데이터 전송률을 나타내고, R2는 중계기-이동 단말기 간 링크의 데이터 전송률을 나타내고, E는 기지국으로부터 상기 제1중계기를 거쳐 이동 단말기로 연결되는 경로의 유효 전송률을 나타냄.
  69. 제67항에 있어서,
    상기 유효 데이터 전송률은 하기의 수학식과 같이 계산되는 것을 특징으로 하는 라우팅 장치.
    Figure 112007069676915-pat00037
    단, R1는 기지국-제1중계기 간 링크의 데이터 전송률을 나타내고, R2는 제1중계기-제2중계기 간 링크의 데이터 전송률을 나타내고, R3는 제2중계기-이동 단말기 간 링크의 데이터 전송률을 나타내고, E3는 기지국-제1중계기-제2중계기-이동 단말기로 연결되는 경로의 유효 전송률을 나타내고, E2는 제2중계기에서의 유효 전송률을 나타냄.
  70. 제67항에 있어서,
    상기 유효 데이터 전송률은 하기의 수학식과 같이 계산되는 것을 특징으로 하는 라우팅 장치.
    Figure 112007069676915-pat00038
    단, N은 데이터 송신 경로의 홉수이고, Rn은 제(n-1)중계기-제n중계기 간 링크의 데이터 전송률을 나타내고, EN는 기지국-제(n-1)중계기-제n중계기-이동 단말기로 연결되는 경로의 유효 전송률을 나타냄.
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