KR100866024B1 - 다중 홉 중계방식의 광대역 무선 접속 통신시스템에서 중계서비스를 지원하기 위한 장치 및 방법 - Google Patents

다중 홉 중계방식의 광대역 무선 접속 통신시스템에서 중계서비스를 지원하기 위한 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 다중 홉 중계 방식의 광대역 무선 접속 통신시스템에서 중계 서비스를 지원하기 위한 장치 및 방법에 관한 것으로서, 상기 부프레임의 제 1 구간 동안, 기지국과 단말 링크를 위한 부프레임, 동기 채널을 제공하는 제 1 중계국과 단말 링크를 위한 부프레임, 상기 기지국과 동기 채널을 제공하지 않는 제 2 중계국 링크를 위한 부프레임 중 적어도 하나를 구성하는 과정과, 상기 부프레임의 제 2 구간 동안, 상기 기지국과 제 1 중계국 링크를 위한 부프레임, 중계국과 중계국 링크를 위한 부프레임, 상기 제 2 중계국과 단말 링크를 위한 부프레임 중 적어도 하나를 구성하는 과정을 포함하여 상기 중계국의 이동에 따른 동기화 및 셀 탐색을 용이하게 수행할 수 있으며, 상기 셀 내에서 직접 서비스와 중계 서비스 사이의 간섭을 배제할 수 있는 이점이 있다.
다중 홉 중계방식, 동기 채널, 원근(Near-Far) 간섭, 동기식 프레임

Description

다중 홉 중계방식의 광대역 무선 접속 통신시스템에서 중계 서비스를 지원하기 위한 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR SUPPORTING RELAY SERVICE IN MULTI-HOP RELAY BROADBAND WIRELESS ACCESS COMMUNICATION SYSTEM}
도 1은 일반적인 광대역 무선 접속 통신시스템에서 다중 홉 중계방식을 사용하여 서비스를 제공하는 구조를 도시하는 도면,
도 2는 일반적인 IEEE 802.16 시스템을 위한 프레임 구조를 도시하는 도면,
도 3은 종래기술에 따른 다중 홉 중계방식의 광대역 무선 접속 통신시스템의 프레임 구조를 도시하는 도면,
도 4는 종래기술에 따른 다중 홉 중계방식의 광대역 무선 접속 통신시스템에서 중계국의 이동을 도시하는 도면,
도 5는 종래 기술에 따른 다중 홉 중계방식의 광대역 무선 접속 통신시스템에서 중계국 2에서 중계 서비스를 제공하는 신호 흐름을 도시하는 도면,
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 다중 홉 중계방식의 광대역 무선 접속 통신시스템에서 동기화된 동기 채널을 제공하기 위한 프레임 구조를 도시하는 도면,
도 7은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 다중 홉 중계방식의 광대역 무선 접속 통신시스템의 프레임 구조를 도시하는 도면,
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 다중 홉 중계방식의 광대역 무선 접속 통신시스템에서 프레임 구조에 따른 신호의 송수신 타이밍을 도시하는 도면,
도 9는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 다중 홉 중계방식의 광대역 무선 접속 통신시스템의 프레임 구조를 도시하는 도면,
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 다중 홉 중계방식의 광대역 무선 접속 통신시스템에서 기지국의 동작 절차를 도시하는 도면,
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 다중 홉 중계방식의 광대역 무선 접속 통신시스템에서 중계국 1의 동작 절차를 도시하는 도면,
도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 다중 홉 중계방식의 광대역 무선 접속 통신시스템에서 중계국 2의 동작 절차를 도시하는 도면,
도 13은 본 발명의 실시 예에 따른 다중 홉 중계방식의 광대역 무선 접속 통신시스템에서 단말의 동작 절차를 도시하는 도면,
도 14는 본 발명에 따른 다중 홉 중계방식의 광대역 무선 접속 통신시스템에서 기지국의 블록구성을 도시하는 도면,
도 15는 본 발명에 따른 다중 홉 중계방식의 광대역 무선접속 통신시스템의 구성을 도시하는 도면,
도 16은 본 발명의 실시 예에 따른 다중 홉 중계방식의 광대역 무선접속 통신시스템의 하향링크 부프레임 구조를 도시하는 도면,
도 17은 본 발명의 실시 예에 따른 다중 홉 중계방식의 광대역 무선접속 통신시스템의 하향링크 부프레임의 동기 채널을 도시하는 도면,
도 18은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 다중 홉 중계방식의 광대역 무선접속 통신시스템의 하향링크 부프레임 구조를 도시하는 도면,
도 19는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 다중 홉 중계방식의 광대역 무선접속 통신시스템의 하향링크 부프레임의 동기 채널을 도시하는 도면,
도 20은 본 발명의 실시 예에 따른 다중 홉 중계방식의 광대역 무선접속 통신시스템의 상향링크 부프레임 구조를 도시하는 도면, 및
도 21은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 다중 홉 중계방식의 광대역 무선접속 통신시스템의 상향링크 부프레임의 동기 채널을 도시하는 도면,
본 발명은 다중 홉 중계(Multi-Hop Relay)방식의 광대역 무선 접속 통신시스템에 관한 것으로서, 특히 상기 다중 홉 중계 방식의 광대역 무선 접속 통신시스템에서 단말과 중계국에 동기화된 동기 채널을 제공하며, 셀 내에서 직접 서비스와 중계 서비스 간의 원근 (Near-Far)간섭을 피하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
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4세대 통신시스템에서 가장 중요한 요구 조건 중의 하나는 자가 구성형(self-configurable)의 무선 네트워크 구성이다. 상기 자가 구성형의 무선 네트워크는, 중앙 시스템의 제어 없이 무선 네트워크를 자율적 또는 분산적으로 구성하여 이동 통신 서비스를 제공할 수 있는 무선 네트워크를 일컫는다. 일반적으로, 상기 4세대 통신 시스템에서는 고속 통신을 가능하게 하고 더 많은 통화량을 수용하기 위하여 반경이 매우 작은 셀들로 구성되어야 한다. 이 경우, 상기 4세대 통신시스템을 중앙 집중적으로 설계하는 것은 불가능할 것으로 예상된다. 따라서, 상기 4세대 통신 시스템은 분산적으로 제어되고 구축되면서도, 새로운 기지국의 추가와 같은 환경 변화에 능동적으로 대처할 수 있어야 한다. 따라서, 상기 4세대 통신 시스템에서는 자가 구성형 무선 네트워크를 요구하고 있다.
상기 4세대 통신 시스템에서 요구되는 자가 구성형 무선 네트워크를 현실적으로 구현하기 위해서는 애드-혹 네트워크(ad-hoc network)에서 적용된 기술을 무선 접속 통신시스템에 도입해야 한다. 이러한 대표적인 사례가 다중홉 중계방식의 광대역 무선 접속 통신시스템으로서, 고정 기지국으로 구성된 광대역 무선 접속 망에 애드-혹의 다중 홉 중계기법을 도입한 것이다.
일반적인 광대역 무선 접속 통신시스템은 고정된 기지국(Base station)과 단말(Mobile station) 간에 하나의 직접 링크(direct 링크)로 통신이 이루어지므로, 단말과 기지국 간에 신뢰도가 높은 무선 통신링크를 쉽게 구성할 수 있다. 그러나, 상기 광대역 무선접속 통신시스템은 상기 기지국의 위치가 고정되어 있으므로 무선망 구성의 유연성 (flexibility) 이 낮다. 따라서, 상기 광대역 무선접속 통신시스템은 트래픽 분포나 통화 요구량의 변화가 심한 무선환경에서 효율적인 서비스를 제공하기 어렵다.
이와 같은 단점을 극복하기 위해 상기 광대역 무선접속 통신시스템은 주변의 여러 단말 또는 중계국들을 이용하여 다중-홉 형태로서 데이터를 전달하는 중계 서비스를 이용할 수 있다. 상기 다중 홉 중계방식을 사용하는 광대역 무선 접속 통신시스템은 통신 환경변화에 대해 빠르게 네트워크를 재구성할 수 있으며, 전체 무선망을 보다 효율적으로 운용할 수 있게 된다. 또한 상기 광대역 무선접속 통신시스템은 기지국과 단말 사이에 중계국을 설치하여 상기 중계국을 통한 다중 홉 중계 경로를 구성함으로써, 채널 상태가 보다 우수한 무선 채널을 상기 단말에 제공할 수 있다. 즉, 상기 광대역 무선접속 통신시스템은 기지국으로부터의 채널 상태가 열악한 셀 경계 지역에서 중계국을 통한 다중 홉 중계방식을 사용하여 서비스를 제공하여 보다 고속의 데이터 채널을 제공할 수 있고, 셀 서비스 영역을 확장시킬 수 있다.
도 1은 일반적인 광대역 무선 접속 통신시스템에서 다중 홉 중계방식을 사용하여 서비스를 제공하는 구조를 도시하고 있다.
상기 도 1에 도시된 바와 같이 다중 홉 중계방식을 사용하는 광대역 무선 접속 통신시스템에 포함되는 단말들(140, 150, 160, 170)은 기지국(100)과 중계국들(110, 120, 130)을 통해 광대역 무선 접속 서비스를 제공받을 수 있다.
즉, 상기 기지국(100)의 셀 서비스 영역(110)에 포함되는 단말들(140, 150)은 상기 기지국(100)과 직접 단말 링크(L1)를 이용하여 통신을 수행한다. 이때, 상기 기지국(100)의 셀 경계지역에 위치하여 채널 상태가 열악한 단말 2(150)는 상기 중계국 2(130)의 중계 단말 링크(L2)를 이용하여 통신을 수행함으로써 직접 단말 링크(L1)보다 고속의 데이터 채널을 제공받을 수 있다.
또한, 상기 기지국(100)의 셀 서비스 영역(101) 밖에 위치하는 단말들(160, 170)은 상기 중계국 1(110)의 중계 단말 링크(L3)를 통해 상기 기지국(100)과 통신을 수행한다. 즉, 상기 기지국(100)은 상기 중계국 1(110)을 이용하여 셀 서비스 영역 밖에 위치한 단말들(160, 170)에게 통신링크를 제공하여 셀 영역을 확대할 수 있다. 이때, 상기 중계국 1(110)의 셀 경계지역에 위치하여 채널 상태가 열악한 단말 4(170)는 상기 중계국 2(120)의 중계 단말 링크(L4)를 이용하여 전송 용량을 증대시킬 수 있다.
상술한 바와 같이 상기 광대역 무선 접속 통신시스템은 단말이 기지국의 서비스 영역 외곽에 위치하거나, 건물 등에 의해 차폐현상이 심한 음영지역에 위치하여 채널 상태가 열악한 경우, 상기 중계국을 이용하여 상기 단말에 더욱 우수한 무선 채널을 제공하여 상기 기지국과 통신을 수행하도록 한다.
즉, 상기 기지국은 채널 상태가 열악한 셀 경계지역 및 음영지역에서 다중 홉 중계방식을 적용하여 고속의 데이터 채널을 제공할 수 있으며, 상기 셀 서비스 영역을 확장시킬 수 있다.
이때, 상기 중계국들(110, 120, 130)은 운용 능력에 따라 상기 중계국 1(110)과 같이 동기 채널을 제공하는 중계국과 상기 중계국 2(120, 130)와 같이 동기 채널을 제공하지 않는 중계국으로 구분된다.
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일반적인 광대역 무선 접속 통신시스템에서 기지국과 단말 사이에서 정보의 송수신은 직접링크를 통해 하기 도 2에 도시된 바와 같은 구조의 프레임을 기반으로 이루어진다. 여기서, 하기 도 2는 상기 기지국과 단말 사이에서 정보의 송수신을 위한 프레임 구조를 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.16표준의 시분할 복신(Time Division Duplex) 프레임 구조를 예로서 보여주고 있다.
도 2는 일반적인 IEEE 802.16 시스템을 위한 프레임 구조를 도시하고 있다.
상기 도 2에 도시된 바와 같이 시분할 복신 프레임(200)은 하향링크 부프레임(210)과 상향링크 부프레임(220)으로 구분된다. 이때, 상기 하향 링크 부 프레임(201)과 상향 링크 부 프레임(211)의 사이에는 시간 보호영역(Guard region)인 TTG(Transmit/Receive Transition Gap)가 위치하고, 프레임과 프레임 사이에는 RTG(Receive/Transmit Transition Gap)가 위치한다.
상기 하향링크 부프레임(210)은 프리앰블(Preamble)과 공통 제어 정보를 고정된 위치(Mandatory slot)에 포함한다. 즉, 상기 기지국의 서비스 영역에 포함되는 단말은 고정된 위치에서 방송되는 상기 프리앰블 및 공통 제어 채널을 수신하여 동기화 및 제어정보를 획득할 수 있다.
상술한 바와 같이 상기 광대역 무선접속 통신시스템은 중계국을 이용하여 상기 기지국의 셀 영역 밖에 위치하거나 음영 지역에 위치하는 단말 또는 중계국에 서비스를 제공한다. 이때, 상기 광대역 무선접속 통신시스템은 상기 단말의 호환성(Backward compatibility)을 유지시킬 수 있도록 하기 도 3에 도시된 바와 같이 구성되는 프레임 구조를 이용하여 통신을 수행한다.
즉, 상기 중계국은 초기 접속 동작 시 단말처럼 동작하여 기지국과 중계 운영에 대한 협상을 수행한 후, 상기 기지국과 동일하게 상기 도 2의 프레임 구조를 이용하여 단말에게 중계 서비스를 제공할 수 있다. 이 경우, 상기 중계국은 상기 기지국과 동일한 프레임 구조를 이용하여 중계서비스를 제공하므로 하나의 주파수 대역 내에서 한 프레임 동안 상기 기지국과의 통신과 단말과의 통신을 동시에 수행하기 어렵게 된다. 즉, 상기 도 2의 프레임 구조를 이용하여 통신을 수행하는 경우, RF 격리 문제가 발생한다. 따라서 상기 광대역 무선접속 통신시스템은 상기 중계국의 RF격리 문제를 해결하기 위해 상기 중계국의 송수신 동작이 병행되도록 하기 도 3에 도시된 바와 같이 프레임을 구성한다.
도 3은 종래기술에 따른 다중 홉 중계방식의 광대역 무선 접속 통신시스템의 TDD 프레임 구조를 도시하고 있다.
상기 도 3에 도시된 바와 같이 각 부프레임(300, 310)은 중계국의 동작 전환을 위해 제 1 영역(301, 311)과 제 2 영역(303, 313)으로 시간 다중화하여 구분된다. 여기서, 상기 제 1 영역(301, 311)과 제 2 영역(303, 313)의 크기는 고정적이거나, 셀 환경에 따라 적응적으로 조정될 수 있다.
상기 광대역 무선접속 통신시스템은 상기 제 1 영역(301, 311) 동안 직접 링크 서비스를 제공하고, 상기 제 2 영역(303, 313) 동안 중계링크 서비스를 제공한다. 따라서, 상기 기지국은 상기 제 1 영역(301, 311)을 통해 직접 링크로 연결된 단말로 동기 채널, 제어 채널 및 트래픽 채널을 제공한다. 또한, 상기 기지국은 상기 제 2 영역(303, 313)을 통해 상기 중계국으로 동기 채널, 제어 채널 및 트래픽 채널을 제공한다.
상기 다중 홉 중계 광대역 무선 접속 통신시스템에서는 상기 중계국의 이동성을 고려해야 한다. 예를 들어, 상기 중계국은 하기 도 4에 도시된 바와 같이 이동할 수 있다.
도 4는 종래 기술에 따른 다중 홉 중계방식의 광대역 무선접속 통신시스템에서 중계국의 이동을 도시하고 있다.
상기 도 4에 도시된 바와 같이 상기 중계국(420)이 버스 또는 기차 등과 같은 운송 수단 내에 설치되는 경우, 상기 중계국(420)은 이동성을 갖는다.
이때, 상기 광대역 무선접속 통신시스템은 상기 중계국(420)의 이동성을 고려하여 동기화 및 셀 탐색을 위한 동기 채널을 제공해야 한다.
하지만, 상기 광대역 무선접속 통신시스템에서 상기 도 3에 도시된 바와 같은 프레임 구조를 사용할 때 상기 하향 링크 부프레임(300) 내 제 1 영역(301)과 제 2 영역(303)의 길이가 셀 환경에 따라 적응적으로 변화될 수 있다. 이 경우, 상기 제 2 영역(303)의 앞 단에 위치하는 동기 채널의 위치가 셀 환경에 따라 달라지므로 상기 중계국(420)은 인접 기지국들의 동기 채널의 위치를 알아야 하는 등의 여러 가지 오버헤드가 존재한다. 예를 들어 상기 오버헤드는 동기채널 전력 부스트(Boost)에 따른 인접 셀간 간섭 증가, 인접 기지국들의 정보 전송, 각 인접 기지국마다의 동기 채널 탐색 등에 의해 발생한다.
또한, 상기 도 1의 중계국 2(120, 130)와 같이 동기 채널을 제공하지 않는 경우, 상기 중계국 2(120, 130)는 상기 기지국과 함께 셀 내 다중 통신으로 중계서비스를 제공한다. 이 경우, 상기 광대역 무선접속 통신시스템은 하기 도 5에 도시도니 바와 같이 단말이 상기 기지국(100) 또는 상위 중계국(110)으로부터 제공받은 신호와 상기 중계국 2(120, 130)로부터 제공받은 신호의 전력 차이로 인해 원근(Near-Far) 간섭이 발생한다.
도 5는 종래 기술에 따른 다중 홉 중계방식의 광대역 무선접속 통신시스템에서 중계국에서 중계 서비스를 제공하는 신호 흐름을 도시하고 있다.
상기 도 5에 도시된 바와 같이 셀 영역 안에서 채널 환경이 좋은 단말 1(530)은 상기 기지국(500)으로부터 직접 링크를 통해 서비스를 제공받고, 채널 환경이 나쁜 단말 2(520)는 중계국(510)을 통해 서비스를 제공받는다.
상기 기지국(500)과 중계국(510)은 같은 시간 영역 내에서 직교 자원을 이용하여 다중 통신을 수행하지만, 무선 자원(air) 상에서는 상기 기지국 링크 신호와 상기 중계국 링크 신호가 중첩된다. 이 경우, 상기 단말 1(530)은 상기 기지국(500)으로부터의 원 신호에 비해 인접 중계국(510)으로부터의 간섭 신호가 큰 전력으로 수신되는 원근 간섭이 발생할 수 있다. 또한, 상향링크의 경우, 상기 중계국(510)은 상기 단말 1(530)로부터의 간섭 신호가 상기 단말 2(520)로부터의 상향링크 신호보다 큰 전력으로 수신되는 원근 간섭이 발생할 수 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 다중 홉 중계방식의 광대역 무선 접속 통신시스템에서 중계국의 이동성에 따른 셀 탐색 및 동기화를 효율적으로 지원하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 다중 홉 중계방식의 광대역 무선 접속 통신시스템에서 동기화된 동기 채널을 제공하여 중계국의 이동성에 따른 셀 탐색 및 동기화를 효율적으로 지원하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 다중 홉 중계방식의 광대역 무선 접속 통신시스템에서 셀 내 다중 통신에 의한 원근(Near-far) 간섭을 줄이기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 다중 홉 중계방식의 광대역 무선 접속 통신시스템에서 셀 내 중계통신과 직접통신을 시간 다중화하여 상기 두 통신 간 원근 간섭을 배제하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 다중 홉 중계방식의 광대역 무선 접속 통신시스템에서 동기화된 동기 채널을 제공하고, 원근 간섭을 배제하기 위한 프레임 구성 방법 및 이를 지원하는 장치를 제공함에 있다.
상기 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 견지에 따르면, 무선통신시스템에서 중계 서비스를 지원하기 위한 부프레임 구성 방법은, 상기 부프레임의 제 1 구간 동안, 기지국과 단말 링크를 위한 부프레임, 동기 채널을 제공하는 제 1 중계국과 단말 링크를 위한 부프레임, 상기 기지국과 동기 채널을 제공하지 않는 제 2 중계국 링크를 위한 부프레임 중 적어도 하나를 구성하는 과정과, 상기 부프레임의 제 2 구간 동안, 상기 기지국과 제 1 중계국 링크를 위한 부프레임, 중계국과 중계국 링크를 위한 부프레임, 상기 제 2 중계국과 단말 링크를 위한 부프레임 중 적어도 하나를 구성하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 2 견지에 따르면, 무선통신시스템에서 하향링크 부프레임 구성 방법은, 상기 부프레임의 제 1 구간 동안, 기지국과 단말 링크를 위한 부프레임과 중계국과 단말 링크를 위한 부프레임을 구성하는 과정과, 상기 부프레임의 제 2 구간 동안, 홀수 홉 중계국들의 집합인 제 1 그룹 중계국과 짝수 홉 중계국들의 집합인 제 2 그룹에 포함되는 다음 홉 중계국 링크를 위한 부프레임을 구성하는 과정과, 상기 부프레임의 제 3 구간 동안, 상기 기지국과 1홉 중계국 링크를 위한 부프레임과 상기 제 2 그룹 중계국과 상기 제 1 그룹에 포함되는 다음 홉 중계국 링크를 위한 부프레임을 구성하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 3 견지에 따르면, 무선통신시스템에서 하향링크 부프레임 구성 방법은, 상기 부프레임의 제 1 구간 동안, 기지국과 단말 링크를 위한 부프레임과 중계국과 단말 링크를 위한 부프레임을 구성하는 과정과, 상기 부프레임의 제 2 구간 동안, 상기 기지국과 1홉 중계국 링크를 위한 부프레임과 짝수 홉 중계국들의 집합인 제 2 그룹 중계국과 홀수 홉 중계국들의 집합인 제 1 그룹에 포함되는 다음 홉 중계국 링크를 위한 부프레임을 구성하는 과정과, 상기 부프레임의 제 3 구간 동안, 상기 제 1 그룹 중계국과 제 2 그룹에 포함되는 다음 홉 중계국 링크를 위한 부프레임을 구성하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 4 견지에 따르면, 무선통신시스템에서 상향링크 부프레임 구성 방법은, 상기 부프레임의 제 1 구간 동안, 단말과 기지국 링크를 위한 부프레임과 단말과 중계국 링크를 위한 부프레임을 구성하는 과정과, 상기 부프레임의 제 2 구간 동안, 짝수 홉 중계국들의 집합인 제 2 그룹 중계국과 홀수 홉 중계국들의 집합인 제 1 그룹에 포함되는 이전 홉 중계국 링크를 위한 부프레임을 구성하는 과정과, 상기 부프레임의 제 3 구간 동안, 1홉 중계국과 기지국 링크를 위한 부프레임과 상기 제 1 그룹 중계국과 상기 제 2 그룹에 포함되는 이전 홉 중계국 링크를 위한 부프레임을 구성하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 5 견지에 따르면, 무선통신시스템에서 상향링크 부프레임 구성 방법은, 상기 부프레임의 제 1 구간 동안, 단말과 기지국 링크를 위한 부프레임과 단말과 중계국 링크를 위한 부프레임을 구성하는 과정과, 상기 부프레임의 제 2 구간 동안, 1홉 중계국과 기지국 링크를 위한 부프레임과 홀수 홉 중계국들의 집합인 제 1 그룹 중계국과 짝수 홉 중계국들의 집합인 제 2 그룹에 포함되는 이전 홉 중계국 링크를 위한 부프레임을 구성하는 과정과, 상기 부프레임의 제 3 구간 동안, 상기 제 2 그룹 중계국과 상기 제 1 그룹에 포함되는 이전 홉 중계국 링크를 위한 부프레임을 구성하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 6 견지에 따르면, 무선통신시스템에서 기지국의 동작 방법은, 단말 또는 동기 채널을 제공하지 않는 중계국과 통신하기 위한 제 1 구간과 동기 채널을 제공하는 중계국과 통신하기 위한 제 2 구간에 대한 자원을 할당하는 과정과, 상기 자원을 할당한 후, 상기 제 1 구간을 이용하여 상기 단말 또는 상기 동기 채널을 제공하지 않는 중계국과 통신을 수행하는 과정과, 상기 제 2 구간을 이용하여 상기 동기 채널을 제공하는 중계국과 통신을 수행하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 7 견지에 따르면, 무선통신시스템에서 동기 채널을 제공하는 중계국의 동작 방법은, 상위 노드로부터 수신되는 제어 정보를 이용하여 단말과 통신을 수행하기 위한 제 1 구간과 중계 서비스를 위해 상기 상위 노드 또는 하위 중계국과 통신을 수행하기 위한 제 2 구간을 설정하는 과정과, 상기 제 1 구간을 이용하여 상기 단말과 통신을 수행하는 과정과, 상기 제 2 구간을 이용하여 상기 상위 노드 또는 하위 중계국과 통신을 수행하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 8 견지에 따르면, 무선통신시스템에서 동기 채널을 제공하지 않는 중계국의 동작 방법은, 상위 노드로부터 수신되는 제어 정보를 이용하여 상기 상위 노드와 통신을 수행하기 위한 제 1 구간과 단말과 통신을 수행하기 위한 제 2 구간을 설정하는 과정과, 상기 제 1 구간을 이용하여 상기 상위 노드와 통신을 수행하는 과정과, 상기 제 2 구간을 이용하여 상기 단말과 통신을 수행하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 9 견지에 따르면, 무선통신시스템에서 기지국 장치는, 단말 또는 동기 채널을 제공하지 않는 중계국과 통신하기 위한 제 1 구간과 동기 채널을 제공하는 중계국과 통신하기 위한 제 2 구간으로 구분되는 부프레임 구성에 따라 신호의 송수신 타이밍 신호를 제공하는 타이밍 제어기와, 상기 타이밍 신호에 따라 제 1 구간 신호 또는 제 2 구간 신호를 형성하여 송신하는 송신기와, 상기 타이밍 신호에 따라 제 1 구간 신호 또는 제 2 구간 신호를 수신하여 데이터를 복원하는 수신기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 10 견지에 따르면, 무선통신시스템에서 동기 채널을 제공하는 중계국 장치는, 단말 또는 동기 채널을 제공하지 않는 중계국과 통신하기 위한 제 1 구간과 상위 노드와 통신하기 위한 제 2 구간으로 구분되는 부프레임 구성에 따라 신호의 송수신 타이밍 신호를 제공하는 타이밍 제어기와, 상기 타이밍 신호에 따라 제 1 구간 신호 또는 제 2 구간 신호를 형성하여 송신하는 송신기와, 상기 타이밍 신호에 따라 제 1 구간 신호 또는 제 2 구간 신호를 수신하여 데이터를 복원하는 수신기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
이하 본 발명은 다중 홉 중계(Multi-Hop Relay) 방식의 광대역 무선 접속 통신시스템에서 중계국의 이동성을 지원하기 위해 동기화된 동기 채널을 제공하며, 셀 내 다중 통신에 의한 원근(Near-far) 간섭을 배제하기 위한 기술에 대해 설명한다. 이하 설명은 시분할 복신(Time Division Duplex) 및 직교주파수 분할 다중 접속(Orthogonal Frequency Division Multiplexing Access) 방식을 사용하는 무선통신시스템을 예를 들어 설명하며, 다른 다중 접속 방식 및 다른 분할 복신 기반의 통신시스템에도 동일하게 적용 가능하다.
또한, 아하 설명에서 중계국 1은 셀 영역 확장을 위해 사용되는 중계국을 의미하고, 중계국 2는 용량 증대를 위해 사용되는 중계국을 의미한다. 즉, 상기 중계국 1은 상기 기지국 셀 영역 밖에 위치한 단말 또는 중계국들에게 동기 및 제어 채널과 트래픽 채널을 제공하고, 상기 중계국 2는 셀 영역 내에 위치하며 채널 상태가 좋지 않은 단말들에게 유니캐스트 제어 및 트래픽 채널만을 제공한다.
이하 설명에서 상기 기지국과 중계국 사이의 통신을 수행하기 위한 부프레임 구조를 IEEE 802.16 시스템의 프레임 구조와 동일한 구성으로 예를 들어 설명하지만, 새로운 기능 및 용도를 가지는 선진 기술이 적용될 수 있다. 또한, 상위 중계국과 하위 중계국의 통신에도 동일하게 적용할 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 다중 홉 중계방식의 광대역 무선 접속 통신시스템에서 단말 또는 중계국에게 동기화된 동기 채널을 제공하기 위한 프레임 구조를 도시하고 있다.
상기 도 6에 도시된 바와 같이 상기 프레임은 하향링크 부프레임(610)과 상향링크 부프레임(620)으로 구성된다. 이때, 상기 부프레임들(610, 620)은 제 1 영역(611, 621)과 제 2 영역(613, 623)으로 시간 다중화된다.
여기서, 상기 제 1 영역(611, 621)과 상기 제 2 영역(613, 623)은 고정 길이를 갖거나, 셀 환경에 따라 동적으로 변할 수 있다.
상기 기지국은 상기 프레임(600)의 상기 제 1 영역(611, 621)에서 직접 링크로 연결된 단말들과 통신을 수행하고, 상기 제 2 영역(613, 623)에서 중계국과 통신을 수행한다. 이때, 상기 제 1 영역(611, 621)과 제 2 영역(613, 623)의 크기는 셀 환경에 따라 동적으로 변할 수 있으므로, 상기 기지국은 상기 단말과 중계국에 동기화된 동기 채널을 제공하기 위해 상기 하향링크 부프레임(610)의 제 1 영역(611)의 앞 단과 상기 제 2 영역(613)의 뒷 단에 동기 채널을 할당한다. 또한, 상기 기지국은 상기 단말의 접속 채널을 위해 상기 상향링크 부프레임(620)의 제 1 영역(621)의 앞 단과 상기 제 2 영역(623)의 뒷 단에 상기 접속 채널을 할당한다. 여기서, 상기 상향링크 부프레임(620)에서 접속 채널(Ranging 슬롯)은 고정된 위치가 아니라 제어 채널을 통해 지정해 줄 수 있다.
따라서, 상기 기지국은 단말의 동기화 및 셀 탐색이 용이하도록 상기 단말을 위한 동기 채널을 프리앰블(preamble) 형태로 제공한다. 또한, 상기 기지국은 중계국의 동기화 및 셀 탐색이 용이하도록 상기 중계국을 위한 동기 채널을 포스트앰블(postamble) 형태로 제공한다. 이와 같이, 기지국이 하향링크 부프레임의 앞 단과 뒤 단을 동기 채널로 구성함으로써, 상기 단말 또는 중계국은 고정된 위치의 동기 채널로부터 동기 정보 및 인접 기지국 정보를 획득할 수 있다. 이때, 상기 중계국을 위한 동기 채널은 기지국에서 간섭 측정을 위해 사용할 수 있다.
상기 다중 홉 중계 방식의 광대역 무선 접속 통신시스템에서는 상기 기지국, 중계국 1, 중계국 2 및 단말에 의한 다중 통신이 존재한다.
상기 기지국과 중계국 2는 셀 영역 내의 단말들에게 서비스를 제공하므로 두 링크(기지국과 단말 링크, 중계국 2와 단말 링크) 간의 간섭을 배제하기 위해 직교 자원을 할당한다. 여기서, 다수의 중계국은 상기 중계국 2에 할당된 직교 자원을 공간 다중화 형태로 재사용할 수 있다.
이 경우, 상기 광대역 무선접속 통신시스템은 주파수 영역에서 상기 기지국과 단말 링크 신호와 상기 중계국 2와 단말 링크 신호를 분리할 수 있지만, 시간 영역에서는 상기 신호들을 분리할 수 없어 중첩된 형태로 존재한다. 따라서, 상기 기지국과 중계국 2가 동일한 시간 영역에서 단말과 통신을 수행하는 경우, 원근 간섭이 발생하게 된다.
상기 광대역 무선접속 통신시스템은 하기 도 7에 도시된 바와 같이 상기 기지국과 단말 링크와 상기 중계국 2와 단말 링크를 동일한 시간 영역에서 할당하지 않는다. 즉, 상기 광대역 무선접속 통신시스템은 상기 중계국 2와 단말 링크를 상기 도 6의 제 2 영역(613, 623)의 일정 자원에 할당한다.
도 7은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 다중 홉 중계방식의 광대역 무선 접속 통신시스템의 프레임 구조를 도시하고 있다. 이하 설명은 상기 도 6에서 상기 중계국 1과 중계국 2에 주파수 분할 형태로 자원을 할당하기 위한 프레임 구조를 도시하고 있다.
상기 도 7에 도시된 바와 같이 상기 프레임은 하향링크 부프레임(720)과 상향링크 부프레임(730)으로 구성된다. 이때, 상기 부프레임들(720, 730)은 제 1 영역(721, 731)과 제 2 영역(723, 733)으로 시간 다중화된다.
여기서, 상기 제 1 영역(721, 731)과 제 2 영역(723, 733)은 고정 길이를 갖거나, 셀 환경에 따라 동적으로 변할 수 있다.
상기 중계국 2는 상기 프레임(710)의 제 1 영역(721, 731) 동안 상기 기지국과 통신하고, 제 2 영역(723, 733) 내의 일정 영역(711, 713)을 할당받아 단말과 통신을 수행한다. 여기서, 다수의 중계국 2가 존재할 경우, 상기 제 2 영역(723, 733)을 공간 분할 다중화에 따른 자원 재사용을 고려한다.
이때, 상기 중계국 1은 상기 제 1 영역(721, 731) 동안 상기 단말로 투명 중계 서비스를 제공하고, 상기 제 2 영역(723, 733) 동안 상기 기지국과 통신을 수행한다.
상술한 바와 같이 공간 다중화와 시간 다중화를 통해 프레임을 구성하는 경우 상기 기지국, 중계국 1, 중계국 2, 단말은 하기 도 8과 같이 동작한다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 다중 홉 중계방식의 광대역 무선 접속 통신시스템에서 프레임 구조에 따른 신호의 송수신 타이밍을 도시하고 있다.
상기 도 8에 도시된 바와 같이 하향링크 부프레임(720)에서 상기 기지국(800)은 제 1 영역(721) 동안 직접 링크로 연결된 중계국 2(820) 또는 단말(830)로 동기 채널, 제어 채널 및 트래픽 버스트를 전송한다. 이후, 상기 기지국(800)은 제 2 영역(723) 동안 제어 채널, 트래픽 버스트 및 동기 채널을 중계국 1(810)로 전송한다. 이때, 상기 기지국(800)은 상기 단말(830)과 중계국들(810, 820)에 동기화된 상기 동기 채널을 제공하기 위해 상기 동기 채널을 제 1 영역(721)의 앞 단과 제 2 영역(723)의 뒷 단에 위치시켜 전송한다.
상기 중계국 1(810)은 상기 제 1 영역(721) 동안 중계 링크로 연결된 상기 중계국 2(820) 또는 단말(830)로 동기 채널, 제어 채널 및 트래픽 버스트를 전송한다. 이후, 상기 중계국 1(810)은 상기 제 2 영역(723) 동안 상기 기지국(800)이 전송하는 동기 채널, 제어 채널 및 트래픽 버스트를 수신받는다.
상기 중계국 2(820)는 상기 제 1 영역(721) 동안 상기 기지국(800)으로부터 상기 중계 서비스를 수행하기 위해 필요한 제어 채널 및 트래픽 버스트를 수신받는다. 이후, 상기 중계국 2(820)는 상기 제 2 영역(723)의 일정 영역(711) 동안 상기 중계링크로 연결된 단말(830)로 트래픽 버스트를 전송한다.
상기 단말(830)은 상기 제 1 영역(721) 동안 상기 기지국(800) 또는 중계국 1(810)로부터 동기 채널, 제어 채널 및 트래픽 버스트를 수신받는다. 이후, 상기 단말(830)은 상기 제 2 영역(723) 동안 상기 중계국 1(810) 또는 중계국 2(820)로부터 신호를 수신받는다. 이때, 상기 단말(830)은 상기 제 2 영역(723)의 일부 자원 동안 상기 중계국 2(820)로부터 트래픽 버스트를 수신받는다.
상기 광대역 무선접속 통신시스템에서 상기 원근 간섭을 피하기 위해 상기 도 7에 도시된 바와 같이 상기 제 2 영역(723, 733)에서 상기 중계국 2와 단말 링크를 위한 통신 영역과 상기 중계국 1의 통신 영역을 주파수 분할하여 할당한다.
다른 실시 예로 상기 광대역 무선접속 통신시스템은 하기 도 9에 도시된 바와 같이 상기 제 2 영역(723, 733)에서 상기 중계국 2와 단말 링크를 위한 통신 영역과 상기 중계국 1의 통신 영역을 시간 분할하여 할당할 수도 있다.
도 9는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 다중 홉 중계방식의 광대역 무선 접속 통신시스템의 프레임 구조를 도시하고 있다. 이하 설명은 상기 기지국 프레임과 중계국 2 프레임의 구조를 도시한다.
상기 도 9에 도시된 바와 같이 상기 프레임은 하향링크 부프레임(720)과 상향링크 부프레임(730)으로 구성된다. 이때, 상기 부프레임들(720, 730)은 제 1 영역(721, 731)과 제 2 영역(723, 733)으로 시간 다중화된다. 여기서, 상기 제 2 영역(723, 733)은 상기 중계국 2와 단말의 통신 영역(900, 920)과 상기 중계국 1의 통신 영역(910, 930)으로 구분한다. 이때, 상기 기지국은 상기 중계국 1에게 고정된 위치의 동기 채널을 포스트앰블 형태로 제공한다. 따라서, 상기 제 2 영역(723, 733)에서 중계국 2와 단말의 통신 영역(900, 920)을 상기 중계국 1의 통신 영역(910, 930)보다 앞에 위치시킨다.
상기 기지국(700)은 상기 제 1 영역(721, 731) 동안 상기 중계국 2 또는 단말과 통신을 수행한다. 이후, 상기 제 2 영역(723, 733) 동안 상기 중계국 1과 통신을 수행한다. 여기서, 상기 기지국(700)은 상기 제 2 영역(723, 733)에서 상기 중계국 2와 단말의 통신 영역(900, 920)은 셀 내 간섭을 배제하기 위해 사용하지 않는다. 따라서, 상기 기지국(700)은 상기 중계국 1의 통신 영역(910, 930) 동안 상기 중계국 1과 통신을 수행한다.
이때, 상기 기지국(700)은 상기 중계국 1에 동기적인 동기 채널을 제공하기 위해 상기 중계국 1의 통신 영역(910, 930)의 뒷 단에 동기 채널 또는 접속 채널을 할당한다.
상기 중계국 2(710)는 상기 제 1 영역(721, 731) 동안 상기 기지국(700)과 통신을 수행한다. 이후, 상기 중계국 2(710)는 상기 제 2 영역(723, 733)의 상기 중계국 2와 단말의 통신 영역(900, 920) 동안 상기 단말과 통신을 수행한다. 이때, 상기 중계국 2(710)는 셀 내 간섭을 배제하기 위해 상기 중계국 1의 통신 영역(910, 930)을 사용하지 않는다.
이하 설명은 상기 광대역 무선접속 통신시스템에서 상술한 바와 같이 구성되는 프레임 구조를 이용하여 통신을 수행하기 위한 기지국, 중계국 1, 중계국 2 및 단말의 동작 절차에 대해 설명한다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 다중 홉 중계방식의 광대역 무선 접속 통신시스템에서 기지국의 동작 절차를 도시하고 있다.
상기 도 10을 참조하면, 먼저 상기 기지국은 1001단계에서 채널 환경에 따라 통신을 수행하기 위해 부프레임을 분할하기 위한 각 영역의 구간을 결정한다. 즉, 상기 기지국은 상기 부프레임을 직접 링크를 위한 영역과 중계 링크를 위한 영역의 구간을 결정한다. 예를 들어, 상기 광대역 무선접속 통신시스템이 두 홉으로 구성되는 경우, 상기 기지국은 직접 링크를 위한 제 1 영역과 중계 링크를 위한 제 2 영역 구간을 결정한다. 만일, 상기 광대역 무선접속 통신시스템이 세 홉이사응로 구성되는 경우, 상기 기지국은 직접 링크를 위한 제 1 영역과 중계 링크를 위한 제 2 영역 및 제 3 영역 구간을 결정한다.
상기 각 프레임의 영역에 대한 구간을 결정한 후, 상기 기지국은 1003단계로 진행하여 상기 직접 링크를 위한 영역 동안 서비스 영역에 포함되는 단말과 통신을 수행한다. 이때, 상기 기지국은 상기 직접 링크를 위한 영역 동안 중계국 2와 통신을 수행한다. 여기서, 상기 기지국은 상기 직접 링크를 위한 영역의 앞 단에 상기 단말을 위한 동기 채널을 위치시킨다. 예를 들어, 상기 프레임이 상기 도 6 또는 도 7 또는 도 9와 같이 구성되는 경우, 상기 기지국은 상기 제 1 영역 동안 상기 단말과 통신을 수행한다.
만일, 상기 프레임의 부프레임이 하기 도 16 또는 도 20과 같이 구성되는 경우, 상기 기지국은 상기 제 1 영역 또는 제 2 영역 동안 상기 단말과 통신을 수행한다. 또한, 상기 프레임의 부프레임이 하기 도 18 또는 도 21과 같이 구성되는 경우, 상기 기지국은 상기 제 1 영역 또는 제 3 영역 동안 상기 단말과 통신을 수행한다.
이후, 상기 기지국은 1005단계로 진행하여 중계 링크를 위한 영역 동안 1홉 중계국과 통신을 수행한다. 여기서, 상기 1홉 중계국에 동기적인 동기 채널을 제공하기 위해 상기 중계링크를 위한 영역의 뒷단에 상기 동기 채널을 위치시킨다.
예를 들어, 상기 프레임이 상기 도 6 또는 도 7 또는 도 9와 같이 구성되는 경우, 상기 기지국은 상기 제 2 영역 동안 상기 1홉 중계국과 통신을 수행한다. 이때, 상기 기지국은 상기 제 2 영역의 뒷단에 상기 1홉 중계국을 위한 동기 채널을 위치시킨다.
만일, 상기 프레임의 부프레임이 하기 도 16 또는 도 20와 같이 구성되는 경우, 상기 기지국은 상기 제 3 영역 동안 상기 1홉 중계국과 통신을 수행한다. 이때, 상기 기지국은 상기 제 3 영역의 뒷단에 상기 1홉 중계국을 위한 동기 채널을 위치시킨다.
또한, 상기 프레임의 부프레임이 하기 도 18 또는 도 21과 같이 구성되는 경우, 상기 기지국은 상기 제 2 영역 동안 상기 1홉 중계국과 통신을 수행한다. 이때, 상기 기지국은 상기 제 2 영역의 뒷단에 상기 1홉 중계국을 위한 동기 채널을 위치시킨다.
이후, 상기 기지국은 본 알고리즘을 종료한다.
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 다중 홉 중계방식의 광대역 무선 접속 통신시스템에서 중계국 1의 동작 절차를 도시하고 있다.
상기 도 11을 참조하면, 상기 중계국 1은 1101단계에서 기지국 또는 상위 중계국으로부터 제공받은 부프레임의 구성 정보를 확인한다. 즉, 상기 중계국 1은 직접 링크를 위한 부프레임 영역과 중계 링크를 위한 부프레임 영역의 구성 정보를 확인한다. 예를 들어, 상기 프레임이 상기 도 6 또는 도 7 또는 도 9와 같이 구성되는 경우, 상기 중계국 1은 상기 제 1 영역과 제 2 영역의 구성 정보를 확인한다.
만일, 상기 프레임의 부프레임이 하기 도 16 또는 도 18 또는 도 20 또는 도 21과 같이 구성되는 경우, 상기 중계국 1은 상기 제 1 영역과 제 2 영역 및 제 3 영역의 구성 정보를 확인한다.
상기 부프레임의 구성 정보를 확인한 후, 상기 중계국 1은 1103단계로 진행하여 직접 링크를 위한 제 1 영역 동안 서비스 영역에 포함되는 단말 또는 중계국 2와 통신을 수행한다. 이때, 상기 중계국 1은 상기 제 1 영역의 앞 단에 상기 단말을 위한 동기 채널을 위치시킨다.
이후, 상기 중계국 1은 1105단계로 진행하여 상기 중계 링크를 위한 영역을 통해 기지국 또는 다중 홉 중계국들과 통신을 수행한다. 이때, 상기 중계국 은 하위 중계국과 통신을 수행하기 위한 영역의 뒷 단에 상기 하위 중계국을 위한 동기 채널을 위치시킨다. 예를 들어, 상기 프레임이 상기 도 6 또는 도 7 또는 도 9와 같이 구성되는 경우, 상기 중계국 1은 상기 제 2 영역 동안 상기 기지국과 통신을 수행한다.
만일 상기 프레임의 부프레임이 하기 도 16 또는 도 20와 같이 구성되는 경우, 상기 중계국 1은 제 2 영역 동안 하위 중계국과 통신을 수행하고, 제 3 영역 동안 기지국 또는 상위 중계국과 통신을 수행한다. 이때, 상기 중계국 1은 상기 제 2 영역의 뒷 단에 상기 하위 중계국을 위한 동기 채널을 위치시킨다.
또한, 상기 프레임의 부프레임이 하기 도 18 또는 도 21과 같이 구성되는 경우, 상기 중계국 1은 제 3 영역 동안 하위 중계국과 통신을 수행하고, 제 2 영역 동안 기지국 또는 상위 중계국과 통신을 수행한다. 이때, 상기 중계국 1은 상기 제 3 영역의 뒷 단에 상기 하위 중계국을 위한 동기 채널을 위치시킨다.
이후, 상기 중계국 1은 본 알고리즘을 종료한다.
도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 다중 홉 중계방식의 광대역 무선 접속 통신시스템에서 중계국 2의 동작 절차를 도시하고 있다.
상기 도 12를 참조하면 상기 중계국 2는 1201단계에서 상기 기지국으로부터 제공받은 제어정보와 상기 중계국 2의 중계 능력에 따라 상기 부프레임의 구성 정보를 확인한다. 예를 들어, 프레임이 상기 도 7 또는 도 9와 같이 상기 중계국 2는 부프레임의 제 1 영역과 제 2 영역 및 상기 제 2 영역에서 상기 중계국 2와 단말 링크의 통신을 위한 영역 정보를 확인한다.
상기 부프레임 구성 정보를 확인한 후, 상기 중계국 2는 1203단계로 진행하여 상기 제 1 영역에서 상기 기지국과 통신을 수행한다.
이후, 상기 중계국 2는 1205단계로 진행하여 상기 제 2 영역에서 상기 중계국 2를 통해 중계 서비스를 제공받는 단말과 통신을 수행한다.
예를 들어 설명하면, 상기 중계국 2는 하향링크에서는 상기 제 1 영역에서 상기 기지국으로부터 신호를 수신받고, 상기 제 2 영역에서 단말로 신호를 전송한다. 또한, 상향링크에서는 상기 제 1 영역에서 상기 기지국으로 신호를 전송하고, 상기 제 2 영역에서 상기 단말로부터 신호를 수신받는다.
이후, 상기 중계국 2는 본 알고리즘을 종료한다.
도 13은 본 발명의 실시 예에 따른 다중 홉 중계방식의 광대역 무선 접속 통신시스템에서 단말의 동작 절차를 도시하고 있다.
상기 도 13을 참조하면 먼저 단말은 1301단계로 진행하여 상기 제 1 영역에서 상기 기지국 또는 중계국 1과 통신을 수행한다.
이후, 상기 단말은 1303단계로 진행하여 상기 제 2 영역에서 상기 중계국 2와 통신을 수행한다. 예를 들어, 상기 단말은 하향링크에서는 상기 제 1 영역에서 상기 기지국 또는 중계국 1로부터 신호를 수신받고, 상기 제 2 영역에서 상기 중계국 2로부터 신호를 수신받는다. 또한, 상향링크에서는 상기 제 1 영역에서는 상기 기지국 또는 중계국 1로 신호를 전송하고, 상기 제 2 영역에서는 상기 중계국 2로 신호를 전송한다.
이후, 상기 단말은 본 알고리즘을 종료한다.
상술한 실시 예는 시분할 복신 시스템을 예를 들어 상기 단방향 부프레임을 제 1 영역과 제 2 영역으로 시간 다중화하여 구성한다. 다른 실시 예로 주파수 분할 복신 시스템에서 상기 단방향 부프레임을 제 1 영역과 제 2 영역 또는 제 3 영역으로 주파수 분할 다중화하여 구성한다. 이때, 상기 주파수 분할 복신 시스템의 상기 하향링크 부프레임과 상기 상향링크 부프레임은 서로 다른 주파수 대역을 통해 동시에 송수신된다.
이하 설명은 상기 광대역 무선접속 통신시스템에서 중계 서비스를 제공하기 위한 기지국과 중계국의 블록 구성에 대해 설명한다. 이때, 상기 기지국과 중계국은 동일한 블록 구성을 가지므로 하기 도 14의 기지국 블록을 이용하여 상기 기지국과 중계국의 블록 구성을 설명한다. 이때 상기 기지국과 중계국은 하나의 송수신장치를 이용하여 신호를 송수신하는 것을 예를 들어 설명한다.
도 14는 본 발명에 따른 다중 홉 중계방식의 광대역 무선 접속 통신시스템에서 기지국의 블록구성을 도시하고 있다.
먼저 상기 도 14를 참조하여 상기 기지국 구성에 대해 설명한다.
상기 기지국은 송신 장치(1401), 수신 장치(1403), 타이밍 제어기(1405) 및 RF스위치(1407)를 포함하여 구성된다.
상기 송신 장치(1401)는 프레임 생성기(1409), 자원 매핑기(1411), 변조기(1413) 및 디지털/아날로그 변환기(Digital/Analog Converter)(1415)를 포함하여 구성된다.
상기 프레임 생성기(1409)는 상기 타이밍 제어기(1405)의 제어에 따라 상기 기지국의 서비스 영역에 포함되는 단말, 하위 중계국에 동기 채널, 제어 채널 및 트래픽 버스트를 전송하기 위한 부프레임을 구성한다. 이때, 상기 프레임 생성기(1409)는 상기 단말에 전송하기 위한 부프레임의 앞 단과 상기 하위 중계국에 전송하기 위한 부프레임의 뒷 단에 동기 채널을 위치시킨다.
예를 들어, 상기 광대역 무선접속 통신시스템이 두 홉으로 구성되는 경우, 상기 프레임 생성기(1409)는 하향링크 부프레임의 제 1 영역 동안 상기 단말 또는 중계국 2로 전송하기 위한 부프레임을 구성한다. 이후, 상기 프레임 생성기(1409)는 제 2 영역 동안 1홉 중계국으로 전송하기 위한 부프레임의 앞 단과 제 2 영역 동안 구성한 부프레임의 뒷 단에 동기 채널을 위치시킨다.
만일, 상기 광대역 무선접속 통신시스템이 세 홉 이상으로 구성되는 경우, 상기 프레임 생성기(1409)는 하향링크 부프레임의 제 1 영역 또는 제 1 영역과 제 2 영역 동안 상기 단말 또는 중계국 2로 전송하기 위한 부프레임을 구성한다. 이후, 상기 프레임 생성기(1409)는 제 3 영역 동안 상기 1홉 중계국으로 전송하기 위한 부프레임을 구성한다.
이때, 상기 프레임 생성기(1409)는 제 1 영역 동안 구성한 부프레임의 앞 단과 제 3 영역 동안 구성한 부프레임의 뒷 단에 동기 채널을 위치시킨다.
상기 자원 매핑기(1411)는 상기 프레임 생성기(1409)로부터 제공받은 각 부프레임들을 해당 링크의 버스트에 할당하여 출력한다.
상기 변조기(1413)는 상기 자원 매핑기(1411)로부터 제공받은 각 링크의 버스트에 할당된 부프레임들을 해당 변조 수준에 따라 변조하여 출력한다.
상기 디지털/아날로그 변환기(1415)는 상기 변조기(1413)로부터 제공받은 변조된 디지털신호를 아날로그 신호로 변환하여 상기 RF스위치(1407)로 출력한다.
상기 수신 장치(1403)는 아날로그/디지털 변환기(Analog/Digital Converter) (1417), 복조기(1419), 자원 디매핑기(1421) 및 프레임 추출기(1423)를 포함하여 구성된다.
상기 아날로그/디지털 변환기(1417)는 상기 RF스위치(1407)를 통해 수신된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환한다.
상기 복조기(1419)는 상기 아날로그/디지털 변환기(1417)로부터 제공받은 디지털 신호를 해당 복조 방식에 따라 복조하여 출력한다.
상기 자원 디매핑기(1421)는 상기 복조기(1419)로부터 제공받은 각 링크의 버스트에 할당된 실제 부프레임들을 추출한다.
상기 프레임 추출기(1423)는 상기 자원 디매핑기(1421)로부터 제공되는 부프레임에서 상기 기지국에 해당하는 부프레임을 추출한다.
상기 RF스위치(1407)는 상기 타이밍 제어기(1405)의 제어에 따라 상기 단말, 중계국 1, 중계국 2와 송수신하는 신호를 상기 송신기(1401)와 수신기(1403)로 연결한다.
상기 타이밍 제어기(1405)는 프레임 구성 방식에 따라 상기 기지국이 단말 및 하위 중계국과 통신하기 위한 송수신 타이밍을 제어한다.
다음으로 상기 도 14를 참조하여 상기 중계국 1의 구성에 대해 설명한다.
상기 중계국 1은 송신 장치(1401), 수신 장치(1403), 타이밍 제어기(1405) 및 RF스위치(1407)를 포함하여 구성된다.
상기 송신 장치(1401)는 프레임 생성기(1409), 자원 매핑기(1411), 변조기(1413), 및 디지털/아날로그 변환기(Digital/Analog Converter)(1415)를 포함하여 구성된다.
상기 프레임 생성기(1409)는 상기 타이밍 제어기(1405)의 제어에 따라 상기 중계국 1의 서비스 영역에 포함되는 단말, 하위 중계국에 동기 채널, 제어 채널 및 트래픽 버스트를 전송하기 위한 하향링크 부프레임을 구성한다. 이때, 상기 프레임 생성기(1409)는 상기 단말로 전송할 부프레임의 앞단과 상기 하위 중계국으로 전송할 부프레임의 뒷단에 동기 채널을 위치시킨다.
또한, 상기 프레임 생성기(1409)는 기지국 또는 상위 중계국과 통신하기 위한 상향링크 부프레임을 구성한다.
상기 자원 매핑기(1411)는 상기 프레임 생성기(1409)로부터 제공받은 각 부프레임들을 해당 링크의 버스트에 할당하여 출력한다.
상기 변조기(1413)는 상기 자원 매핑기(1411)로부터 제공받은 각 링크의 버스트에 할당된 부프레임들을 해당 변조 방식에 따라 변조한다.
상기 디지털/아날로그 변환기(1415)는, 상기 변조기(1413)로부터 제공받은 변조된 디지털신호를 아날로그 신호로 변환하여 상기 RF스위치(1407)로 출력한다.
상기 수신 장치(1403)는 아날로그/디지털 변환기(Analog/Digital Converter) (1417), 복조기(1419), 자원 디매핑기(1421) 및 프레임 추출기(1423)를 포함하여 구성된다.
상기 아날로그/디지털 변환기(1417)는 상기 RF스위치(1407)를 통해 수신된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환한다.
상기 복조기(1419)는 상기 아날로그/디지털 변환기(1417)로부터 제공받은 디지털 신호를 해당 복조 방식에 따라 복조하여 출력한다.
상기 자원 디매핑기(1421)는 상기 복조기(1419)로부터 제공받은 각 링크의 버스트에 할당된 실제 부프레임들을 추출한다.
상기 프레임 추출기(1423)는 상기 자원 디매핑기(1421)로부터 제공되는 부프 레임에서 상기 기지국에 해당하는 부프레임을 추출한다.
상기 RF스위치(1407)는 상기 타이밍 제어기(1405)의 제어에 따라 상기 기지국, 단말, 하위 중계국 및 상위 중계국과 송수신하는 신호를 상기 송신기(1401)와 수신기(1403)로 연결한다.
상기 타이밍 제어기(1405)는 프레임 구성 방식에 따라 상기 중계국 1이 기지국, 단말, 하위 중계국 및 상위 중계국과 통신하기 위한 송수신 타이밍을 제어한다.
마지막으로 상기 도 14를 이용하여 상기 중계국 2의 구성에 대해 설명한다.
상기 중계국 2는 송신 장치(1401), 수신 장치(1403), 타이밍 제어기(1405) 및 RF스위치(1407)를 포함하여 구성된다.
상기 송신 장치(1401)는 프레임 생성기(1409), 자원 매핑기(1411), 변조기(1413), 및 디지털/아날로그 변환기(Digital/Analog Converter)(1415)를 포함하여 구성된다.
상기 프레임 생성기(1409)는 상기 타이밍 제어기(1405)의 제어에 따라 중계링크로 연결된 단말로 전송하기 위한 부프레임과 상기 기지국으로 전송할 부프레임을 구성한다. 예를 들어, 상기 프레임 생성기(1409)는 상기 하향링크 부프레임의 제 2 영역 동안 상기 단말로 전송하기 위한 부프레임을 구성하고, 상기 상향링크 부프레임의 제 1 영역에서는 상기 기지국으로 전송하기 위한 부프레임을 구성한다.
상기 자원 매핑기(1411)는 상기 프레임 생성기(1409)로부터 제공받은 각 부프레임들을 해당 링크의 버스트에 할당하여 출력한다.
상기 변조기(1413)는 상기 자원 매핑기(1411)로부터 제공받은 각 링크의 버스트에 할당된 부프레임들을 해당 변조 방식에 따라 변조한다.
상기 디지털/아날로그 변환기(1415)는 상기 변조기(1413)로부터 제공받은 변조된 디지털신호를 아날로그 신호로 변환하여 상기 RF스위치(1407)로 출력한다.
상기 수신 장치(1403)는 아날로그/디지털 변환기(Analog/Digital Converter) (1417), 복조기(1419), 자원 디매핑기(1421) 및 프레임 추출기(1423)를 포함하여 구성된다.
상기 아날로그/디지털 변환기(1417)는 상기 RF스위치(1407)를 통해 수신된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환한다.
상기 복조기(1419)는 상기 아날로그/디지털 변환기(1417)로부터 제공받은 디지털 신호를 해당 복조 방식에 따라 복조하여 출력한다.
상기 자원 디매핑기(1421)는 상기 복조기(1419)로부터 제공받은 각 링크의 버스트에 할당된 실제 부프레임들을 추출한다.
상기 프레임 추출기(1423)는 상기 자원 디매핑기(1421)로부터 제공되는 부프레임에서 상기 기지국에 해당하는 부프레임을 추출한다.
상기 RF스위치(1407)는 상기 타이밍 제어기(1405)의 제어에 따라 상기 단말, 및 기지국과 송수신하는 신호를 상기 송신기(1401)와 수신기(1403)로 연결한다.
상기 타이밍 제어기(1405)는 상기 기지국 통신하는 제 1 영역과 상기 단말과 통신하는 제 2 영역의 송수신 타이밍을 제어한다.
상술한 실시 예는 2 홉으로 구성되는 광대역 무선접속 통신시스템을 예를 들어 설명하였다. 다른 실시 예로 상기 광대역 무선접속 통신시스템은 하기 도 15에 도시된 바와 같이 다중 홉으로 구성될 수 있다.
도 15는 본 발명에 따른 다중 홉 중계방식의 광대역 무선접속 통신시스템의 구성을 도시하고 있다.
상기 도 15에 도시된 바와 같이 상기 기지국(1501)은 여러 개의 중계국들(1511, 1513, 1515, 1517)로 구성되는 중계 링크를 이용하여 상기 단말(1519)과의 통신을 수행한다.
이때, 상기 중계기들(1511, 1513, 1515, 1517)은 제 1 그룹과 제 2 그룹으로 나눌 수 있다. 예를 들어, 상기 기지국(1501)을 0홉 링크 중계국으로 설정하는 경우, 상기 제 1 그룹은 짝수 홉 링크 그룹으로 상기 기지국(1501), 2홉 중계국(1513), 4홉 중계국(1517) 등을 포함한다. 이때, 제 2 그룹은 홀수 홉 링크 그룹으로 1홉 중계국(1511), 3홉 중계국(1515) 등을 포함한다.
만일, 상기 기지국(1501)을 0홉 링크 중계국으로 설정하지 않는 경우, 상기 제 1 그룹은 홀수 홉 링크 그룹으로 상기 1홉 중계국(1511), 3홉 중계국(1515) 등을 포함한다. 또한, 상기 제 2 그룹은 짝수 홉 링크 그룹으로 상기 2홉 중계국(1513)과 상기 4홉 중계국(1517) 등을 포함한다.
상술한 바와 같이 상기 광대역 무선접속 통신시스템이 다중 홉 링크를 제 1 그룹과 제 2 그룹으로 구성되는 경우, 상기 광대역 무선접속 통신시스템은 하기 도 16 ~ 도 21과 같이 구성되는 프레임을 이용하여 통신을 수행한다. 이하 설명은 상기 홀수 홉 링크 중계국 그룹이 제 1 그룹인 것으로 가정하여 설명한다. 또한, 이하 설명에서 부프레임을 구성하는 제 2 영역과 제 3 영역은 상기 도 6의 제 2 영역을 분할하여 구성할 수 있다.
먼저, 상기 광대역 무선접속 통신시스템은 하향링크 부프레임을 하기 도 16 또는 도 18과 같이 구성한다.
도 16은 본 발명의 실시 예에 따른 다중 홉 중계방식의 광대역 무선접속 통신시스템의 하향링크 부프레임 구조를 도시하고 있다.
상기 도 16에 도시된 바와 같이 상기 하향링크 부프레임은 제 1 영역(1601), 제 2 영역(1603), 제 3 영역(1605)으로 시간 다중화되어 구성된다.
먼저 기지국의 프레임(1610)은 제 1 영역(1601)과 제 2 영역(1603) 동안 상기 기지국의 서비스 영역에 포함되는 단말로 전송할 하향링크 부프레임을 구성한다. 여기서, 상기 기지국의 부프레임(1610)은 상기 제 2 영역(1603) 동안 상기 단말과 중계국 간의 간섭을 배제하기 위해 널로 구성할 수도 있다. 이때, 상기 기지국은 상기 제 1 영역(1601)의 앞 단에 프리앰블 형태로 상기 단말을 위한 동기 채널을 위치시킨다.
이후, 상기 기지국의 프레임(1610)은 상기 제 3 영역(1605) 동안 상기 제 1 그룹에 포함되는 1홉 중계국으로 전송할 하향링크 부프레임을 구성한다.
이때, 상기 기지국은 상기 제 3 영역(1605)의 뒷 단에 포스트앰블 형태로 상기 1홉 중계국을 위한 동기 채널을 위치시킨다.
다음으로 제 1 그룹 중계국의 프레임(1620)은 제 1 영역(1601) 동안 상기 제1 그룹 중계국의 서비스 영역에 포함되는 단말로 전송할 하향링크 부프레임을 구성한다. 이때, 상기 제 1 그룹 중계국은 상기 제 1 영역(1601)의 앞 단에 프리앰블 형태로 상기 단말을 위한 동기 채널을 위치시킨다.
이후, 상기 제 1 그룹 중계국의 프레임(1620)은 상기 제 2 영역(1603) 동안 제 2 그룹에 포함되는 다음 홉 중계국으로 전송할 하향링크 부프레임을 구성한다.
이때, 상기 제 1 그룹 중계국은 상기 제 2 영역(1603)의 뒷 단에 포스트앰블 형태로 상기 제 2 그룹에 포함되는 다음 홉 중계국을 위한 동기 채널을 위치시킨다.
이후, 상기 제 1 그룹 중계국의 프레임(1620)은 상기 제 3 영역(1605) 동안 상기 제 2 그룹에 포함되는 이전 홉 중계국이 전송하는 하향링크 부프레임을 수신받는다. 여기서, 상기 제 1 그룹 중계국이 1홉 중계국인 경우, 상기 1홉 중계국은 상기 제 3 영역(1605) 동안 상기 기지국이 전송하는 하향링크 부프레임을 수신받는다.
이때, 상기 제 2 영역(1603)과 제 3 영역(1605) 사이에는 상기 제 1 그룹 중계국의 동작 전환을 위한 시간 보호 영역인 TTG(Transmit/Receive Transition Gap)이 존재한다. 따라서, 상기 제 1 그룹 중계국은 상기 제 2 그룹 중계국을 위한 동기 채널을 상기 제 2 영역(1603)의 상기 TTG 이전 구간 자원을 이용하여 상기 제 2 그룹 중계국으로 전송한다.
다음으로 상기 제 2 그룹에 포함되는 중계국의 프레임(1630)은 제 1 영역(1601) 동안 상기 제 2 그룹 중계국의 서비스 영역에 포함되는 단말로 전송할 하향링크 부프레임을 구성한다. 이때, 상기 제 2 그룹 중계국은 상기 제 1 영역(1601)의 앞 단에 프리앰블 형태로 상기 단말을 위한 동기 채널을 위치시킨다.
이후, 상기 제 2 그룹 중계국의 프레임(1630)은 상기 제 2 영역(1603) 동안 제 1 그룹에 포함되는 이전 홉 중계국이 전송하는 하향링크 부프레임을 수신받는다.
이후, 상기 제 2 그룹 중계국의 프레임(1630)은 상기 제 3 영역(1605) 동안 상기 제 1 그룹에 포함되는 다음 홉 중계국으로 전송할 하향링크 부프레임을 구성한다.
여기서, 상기 제 2 그룹 중계국은 상기 제 3 영역(1605)의 뒷 단에 포스트앰블 형태로 상기 제 1 그룹에 포함되는 다음 홉 중계국을 위한 동기 채널을 위치시킨다.
이때, 상기 제 2 그룹 중계국의 프레임(1630)은 제 1 영역(1601)과 제 2 영역 (1603) 사이에는 상기 중계국의 동작 전환을 위한 시간 보호 영역인 TTG가 존재한다. 또한, 상기 제 2 그룹 중계국의 부프레임(1630)의 제 2 여역(1603)과 제 3 영역(1605) 사이에는 상기 중계국의 동작 전환을 위한 시간 보호 영역인 RTG(Receive/Transmit Transition Gap)가 존재한다.
미 도시되었지만, 상기 제 1 그룹에 포함되는 중계국이 종단 홉 중계국인 경우, 상기 제 1 영역(1601)과 제 2 영역(1603) 동안 상기 중계국의 서비스 영역에 포함되는 단말로 전송할 하향링크 부프레임을 구성한다. 여기서, 상기 종단 홉 중계국은 상기 단말과 중계국간의 간섭을 배제하기 위해 상기 제 2 영역(1603)을 널로 구성할 수도 있다.
이후, 상기 종단 홉 중계국은 상기 제 3 영역(1605) 동안 상기 제 2 그룹에 포함되는 이전 홉 중계국들로부터 하향링크 부프레임을 수신받는다.
만일, 상기 종단 홉 중계국이 상기 제 2 그룹에 포함되는 경우, 상기 제 1 영역(1601)과 제 3 영역(1605) 동안 상기 중계국의 서비스 영역에 포함되는 단말로 전송할 하향링크 부프레임을 구성한다. 여기서, 상기 종단 홉 중계국은 상기 단말과 중계국 간의 간섭을 배제하기 위해 상기 제 3 영역(1605)을 널로 구성할 수 있다.
이후, 상기 종단 홉 중계국은 상기 제 2 영역(1603) 동안 상기 제 1 그룹에 포함되는 이전 홉 중계국들로부터 하향링크 부프레임을 수신받는다.
상기 광대역 무선접속 통신시스템에서 상기 도 16에 도시된 바와 같이 프레임을 구성할 때, 각 영역의 부프레임은 하기 도 17에 도시된 바와 같이 IEEE 802.16 표준에 정의된 프레임과 동일하게 구성될 수 있다.
도 17는 본 발명의 실시 예에 따른 다중 홉 중계방식의 광대역 무선접속 통신시스템의 하향링크 부프레임의 동기 채널을 도시하고 있다.
상기 도 17에 도시된 바와 같이 상기 하향링크 부프레임(1700)은 제 1 영역(1701), 제 2 영역(1703), 제 3 영역(1705)으로 시간 다중화되어 구성된다.
이때, 기지국의 부프레임(1710)은 제 1 영역(1701)을 서비스 영역에 포함되는 단말을 위한 동기 채널, 제어 채널과 하향링크 버스트로 구성한다. 즉, 상기 기지국은 상기 제 1 영역(1701)의 앞 단에 프리앰블 형태로 상기 단말을 위한 동기 채널을 위치시킨다.
만일, 상기 기지국이 제 2 영역(1703)을 사용하는 경우, 상기 기지국의 부프레임(1710)은 제 2 영역(1703)을 하향링크 버스트로 구성한다.
이후, 상기 기지국의 부프레임(1710)은 제 3 영역(1705)을 제어 채널, 하향링크 버스트, 상기 1홉 중계국을 위한 동기 채널로 구성한다. 즉, 상기 기지국은 상기 제 3 영역(1705)의 뒷 단에 포스트앰블 형태로 상기 1홉 중계국을 위한 동기 채널을 위치시킨다.
다음으로 상기 제 1 그룹 중계국의 부프레임(1720)은 제 1 영역(1701)을 서비스 영역에 포함되는 단말을 위한 동기 채널, 제어 채널과 하향링크 버스트로 구성한다. 즉, 상기 제 1 그룹 중계국은 상기 제 1 영역(1701)의 앞 단에 프리앰블 형태로 상기 단말을 위한 동기 채널을 위치시킨다.
이후, 상기 제 1 그룹 중계국의 부프레임(1720)은 제 2 영역(1703)을 제어 채널, 하향링크 버스트, 상기 제 2 그룹에 포함되는 다음 홉 중계국을 위한 동기 채널로 구성한다. 즉, 상기 제 1 그룹 중계국은 상기 제 2 영역(1703)의 뒷 단에 포스트앰블 형태로 상기 제 2 그룹에 포함되는 다음 홉 중계국을 위한 동기 채널을 위치시킨다.
이때, 상기 제 1 그룹 중계국은 제 3 영역(1705) 동안 이전 홉 중계국 또는 기지국으로부터 하향링크 부프레임을 수신받는다.
다음으로 상기 제 2 그룹 중계국의 부프레임(1730)은 제 1 영역(1701)을 서비스 영역에 포함되는 단말을 위한 동기 채널, 제어 채널과 하향링크 버스트로 구성한다. 즉, 상기 제 2 그룹 중계국은 상기 제 1 영역(1701)의 앞 단에 프리앰블 형태로 상기 단말을 위한 동기 채널을 위치시킨다.
이후, 상기 제 2 그룹 중계국의 부프레임(1730)은 제 3 영역(1705)을 제어 채널, 하향링크 버스트, 상기 제 1 그룹에 포함되는 다음 홉 중계국을 위한 동기 채널로 구성한다. 즉, 상기 제 2 그룹 중계국은 상기 제 3 영역(1705)의 뒷 단에 포스트앰블 형태로 상기 제 1 그룹에 포함되는 다음 홉 중계국을 위한 동기 채널을 위치시킨다.
이때, 상기 제 2 그룹 중계국은 제 2 영역(1703) 동안 이전 홉 중계국으로부터 하향링크 부프레임을 수신받는다.
도 18은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 다중 홉 중계방식의 광대역 무선접속 통신시스템의 하향링크 부프레임 구조를 도시하고 있다.
상기 도 18에 도시된 바와 같이 상기 하향링크 부프레임은 제 1 영역(1801), 제 2 영역(1803), 제 3 영역(1805)으로 시간 다중화되어 구성된다.
먼저 기지국의 프레임(1810)은 제 1 영역(1801)과 제 3 영역(1805) 동안 상기 기지국의 서비스 영역에 포함되는 단말로 전송할 하향링크 부프레임을 구성한다. 여기서, 상기 기지국은 상기 단말과 중계국의 간섭을 배제하기 위해 상기 제 3 여역(1805)를 널(Null)로 구성할 수도 있다. 이때, 상기 기지국은 상기 제 1 영역(1801)의 앞 단에 프리앰블 형태로 동기 채널을 위치시킨다.
이후, 상기 기지국의 프레임(1810)은 상기 제 2 영역(1803) 동안 상기 제 1 그룹에 포함되는 1홉 중계국으로 전송할 하향링크 부프레임을 구성한다. 여기서, 상기 기지국은 상기 제 2 영역(1803)의 뒷 단에 포스트앰블 형태로 사익 1홉 중계국을 위한 동기 채널을 위치시킨다.
이때, 상기 제 1 그룹 중계국의 부프레임(1820)의 제 2 영역(1803)과 제 3 영역(1805) 사이에는 시간 보호 영역인 RTG가 존재하므로 상기 기지국은 상기 1홉 중계국을 위한 동기 채널을 상기 제 2 영역(1803)의 상기 RTG 이전 구간 동안 상기 1홉 중계국으로 전송한다.
다음으로 제 1 그룹에 포함되는 중계국의 프레임(1820)은 제 1 영역(1801) 동안 상기 제 1 그룹 중계국의 서비스 영역에 포함되는 단말로 전송할 하향링크 부프레임을 구성한다. 이때, 상기 제 1 그룹 중계국은 상기 제 1 영역(1801)의 앞 단에 프리앰블 형태로 상기 단말을 위한 동기 채널을 위치시킨다.
이후, 상기 제 1 그룹 중계국의 프레임(1820)은 상기 제 2 영역(1803) 동안 상기 제 2 그룹에 포함되는 이전 홉 중계국이 전송하는 하향링크 부프레임을 수신받는다. 만일, 상기 제 1 그룹 중계국이 1홉 중계국인 경우, 상기 1홉 중계국은 상기 제 2 영역(1803) 동안 상기 기지국이 전송하는 하향링크 부프레임을 수신받는다.
이후, 상기 제 1 그룹 중계국의 프레임(1820)은 상기 제 3 영역(1805) 동안 제 2 그룹에 포함되는 다음 홉 중계국으로 전송할 하향링크 부프레임을 구성한다.
여기서, 상기 제 1 그룹 중계국은 상기 제 3 영역(1805)의 뒷 단에 포스트앰블 형태로 상기 제 2 그룹에 포함되는 다음 홉 중계국을 위한 동기 채널을 위치시킨다.
이때, 상기 제 1 그룹 중계국의 프레임(1830)은 제 1 영역(1801)과 제 2 영역 (1803) 사이에는 상기 중계국의 동작 전환을 위한 시간 보호 영역인 TTG가 존재한다. 또한, 상기 제 1 그룹 중계국의 부프레임(1830)은 제 2 영역(1803)과 제 3 영역(1805) 사이에는 상기 중계국의 동작 전환을 위한 시간 보호 영역인 RTG가 존재한다.
다음으로 상기 제 2 그룹 중계국의 프레임(1830)은 제 1 영역(1801) 동안 서비스 영역에 포함되는 단말로 전송할 하향링크 부프레임을 구성한다. 이때, 상기 제 2 그룹 중계국은 상기 제 1 영역(1801)의 앞 단에 프리앰블 형태로 상기 단말을 위한 동기 채널을 위치시킨다.
이후, 상기 제 2 그룹 중계국의 프레임(1830)은 상기 제 2 영역(1803) 동안 상기 제 1 그룹에 포함되는 다음 홉 중계국으로 전송할 하향링크 부프레임을 구성한다.
이때, 상기 제 2 그룹 중계국은 상기 제 2 영역(1803)의 뒷 단에 포스트앰블 형태로 상기 제 1 그룹에 포함되는 다음 홉 중계국을 위한 동기 채널을 위치시킨다.
이후, 상기 제 2 그룹 중계국의 프레임(1830)은 상기 제 3 영역(1805) 동안 제 1 그룹에 포함되는 이전 홉 중계국이 전송하는 하향링크 부프레임을 수신받는다.
미 도시되었지만, 종단 홉 중계국이 상기 제 1 그룹에 포함되는 경우, 상기 종단 홉 중계국은 제 1 영역(1801)과 제 3 영역(1805) 동안 상기 중계국의 서비스 영역에 포함되는 단말로 전송할 하향링크 부프레임을 구성한다. 여기서, 상기 종단 홉 중계국은 상기 단말과 중계국 간의 간섭을 배제하기 위해 상기 제 3 영역(1805)을 널(Null)로 구성할 수도 있다.
이후, 상기 종단 홉 중계국은 제 2 영역(1803) 동안 제 2 그룹에 포함되는 이전 홉 중계국들로부터 하향링크 부프레임을 수신받는다.
만일, 상기 종단 홉 중계국이 상기 제 2 그룹에 포함되는 경우, 제 1 영역(1801)과 제 2 영역(1803) 동안 서비스 영역에 포함되는 단말로 전송할 하향링크 부프레임을 구성한다. 여기서, 상기 종단 홉 중계국은 상기 단말과 중계국 간의 간섭을 배제하기 위해 상기 제 2 영역(1803)을 널(Null)로 구성할 수도 있다.
이후, 상기 종단 홉 중계국은 제 3 영역(1805) 동안 제 1 그룹에 포함되는 이전 홉 중계국들로부터 하향링크 부프레임을 수신받는다.
상기 광대역 무선접속 통신시스템에서 상기 도 18에 도시된 바와 같이 프레임을 구성할 때, 각 영역의 부프레임은 하기 도 19에 도시된 바와 같이 IEEE 802.16표준에 정의된 프레임과 동일하게 구성될 수 있다.
도 19는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 다중 홉 중계방식의 광대역 무선접속 통신시스템의 하향링크 부프레임의 동기 채널을 도시하고 있다.
상기 도 19에 도시된 바와 같이 상기 하향링크 부프레임(1900)은 제 1 영역(1901), 제 2 영역(1903), 제 3 영역(1905)으로 시간 다중화되어 구성한다.
이때, 기지국의 부프레임(1910)은 제 1 영역(1901)을 서비스 영역에 포함되는 단말을 위한 동기 채널, 제어 채널과 하향링크 버스트로 구성한다. 즉, 상기 기지국은 상기 제 1 영역(1901)의 앞 단에 프리앰블 형태로 상기 단말을 위한 동기 채널을 위치시킨다.
만일, 상기 기지국이 제 3 영역(1905)을 사용하는 경우, 상기 기지국의 부프레임(1910)은 상기 제 3 영역(1905)을 하향링크 버스트로 구성한다.
이후, 상기 기지국의 부프레임(1910)은 제 2 영역(1903)을 제어 채널, 하향링크 버스트, 상기 1홉 중계국을 위한 동기 채널로 구성한다. 이때, 상기 기지국은 상기 제 2 영역(1903)의 뒷 단에 포스트앰블 형태로 상기 1홉 중계국을 위한 동기 채널을 위치시킨다.
다음으로 상기 제 1 그룹 중계국의 부프레임(1920)은 제 1 영역(1901)을 서비스 영역에 포함되는 단말을 위한 동기 채널, 제어 채널과 하향링크 버스트로 구성한다. 즉, 상기 제 1 그룹 중계국은 상기 제 1 영역(1901)의 앞 단에 프리앰블 형태로 상기 단말을 위한 동기 채널을 위치시킨다.
이후, 상기 제 1 그룹 중계국의 부프레임(1920)은 제 3 영역(1905)을 제어 채널, 하향링크 버스트, 상기 제 2 그룹에 포함되는 다음 홉 중계국을 위한 동기 채널로 구성한다. 즉, 상기 제 1 그룹 중계국은 상기 제 3 영역(1905)의 뒷 단에 포스트앰블 형태로 상기 제 2 그룹에 포함되는 다음 홉 중계국을 위한 동기 채널을 위치시킨다.
이때, 상기 제 1 그룹 중계국은 제 2 영역(1903) 동안 이전 홉 중계국 또는 기지국으로부터 하향링크 부프레임을 수신받는다.
다음으로 상기 제 2 그룹 중계국의 부프레임(1930)은 제 1 영역(1901)을 서비스 영역에 포함되는 단말을 위한 동기 채널, 제어 채널과 하향링크 버스트로 구성한다. 즉, 상기 제 2 그룹 중계국은 상기 제 1 영역(1901)의 앞 단에 프리앰블 형태로 상기 단말을 위한 동기 채널을 위치시킨다.
이후, 상기 제 2 그룹 중계국의 부프레임(1930)은 제 2 영역(1903)을 제어 채널, 하향링크 버스트, 상기 제 1 그룹에 포함되는 다음 홉 중계국을 위한 동기 채널로 구성한다. 즉, 상기 제 2 그룹 중계국은 상기 제 2 영역(1903)의 뒷 단에 포스트앰블 형태로 상기 제 1 그룹에 포함되는 다음 홉 중계국을 위한 동기 채널을 위치시킨다.
이때, 상기 제 2 그룹 중계국은 제 3 영역(1905) 동안 이전 홉 중계국으로부터 하향링크 부프레임을 수신받는다.
다음으로 상기 광대역 무선접속 통신시스템은 상향링크 부프레임은 하기 도 20 또는 도 21과 같이 구성한다.
도 20은 본 발명의 실시 예에 따른 다중 홉 중계방식의 광대역 무선접속 통신시스템의 상향링크 부프레임 구조를 도시하고 있다.
상기 도 20에 도시된 바와 같이 상기 상향링크 부프레임은 제 1 영역(2001), 제 2 영역(2003), 제 3 영역(2005)으로 시간 다중화된다.
먼저 기지국의 프레임(2010)은 제 1 영역(2001)과 제 2 영역(2003) 동안 서비스 영역에 포함되는 단말이 전송하는 상향링크 부프레임을 수신받는다. 여기서, 상기 기지국은 상기 단말과 중계국 간 간섭을 배제하기 위해 상기 제 2 영역(2003)을 널로 구성할 수도 있다.
이후, 상기 기지국의 프레임(2010)은 상기 제 3 영역(2005) 동안 상기 제 1 그룹에 포함되는 1홉 중계국으로부터 상향링크 부프레임을 수신받는다.
다음으로 제 1 그룹 중계국의 프레임(2020)은 제 1 영역(2001) 동안 서비스 영역에 포함되는 단말로부터 상향링크 부프레임을 수신받는다.
이후, 상기 제 1 그룹 중계국의 프레임(2020, 2040)은 상기 제 2 영역(2003) 동안 제 2 그룹에 포함되는 다음 홉 중계국으로부터 상향링크 부프레임을 수신받는다. 예를 들어, 상기 제 1 그룹에 포함되는 중계국(2020)은 상기 제 2홉 중계국(2030)으로부터 상향링크 부프레임을 수신받는다. 또한, 제 1 그룹에 포함되는 3홉 중계국(2040)은 상기 제 2 그룹에 포함되는 4홉 중계국으로부터 상향링크 부프레임을 수신받는다.
이후, 상기 제 1 그룹 중계국의 프레임(2020, 2040)은 상기 제 3 영역(2005) 동안 상기 제 2 그룹에 포함되는 이전 홉 중계국으로 전송할 상향링크 부프레임을 구성한다. 만일, 상기 제 1 그룹 중계국이 1홉 중계국인 경우, 상기 1홉 중계국은 상기 제 3 영역(2005) 동안 상기 기지국으로 전송할 상향링크 부프레임을 구성한다.
이때, 상기 제 1 그룹 중계국의 부프레임(2020, 2040)의 제 2 영역(2003)과 제 3 영역(2005) 사이에 상기 중계국의 동작 전환을 위한 시간 보호 영역인 RTG가 존재한다.
다음으로 상기 제 2 그룹 중계국의 프레임(2030)은 제 1 영역(2001) 동안 서비스 영역에 포함되는 단말로부터 상향링크 부프레임을 수신받는다.
이후, 상기 제 2 그룹 중계국의 프레임(2030)은 상기 제 2 영역(2003) 동안 제 1 그룹에 포함되는 이전 홉 중계국으로 전송할 상향링크 부프레임을 구성한다.
이후, 상기 제 2 그룹 중계국의 프레임(2030)은 상기 제 3 영역(2005) 동안 상기 제 1 그룹에 포함되는 다음 홉 중계국이 전송하는 상향링크 부프레임을 수신받는다.
이때, 상기 제 2 그룹 중계국의 프레임(2030)은 제 1 영역(2001)과 제 2 영역 (2003) 사이에는 상기 제 2 중계국의 동작 전환을 위한 시간 보호 영역인 RTG가 존재한다. 또한, 상기 제 2 그룹 중계국의 부프레임(2030)의 제 2 영역(2003)과 제 3 영역(2005) 사이에는 상기 중계국의 동작 전환을 위한 시간 보호 영역인 TTG가 존재한다.
미 도시되었지만, 상기 종단 홉 중계국이 상기 제 1 그룹에 포함되는 경우, 상기 중계국은 제 1 영역(2001)과 제 2 영역(2003) 동안 서비스 영역에 포함되는 단말이 전송하는 상향링크 부프레임을 수신받는다. 여기서, 상기 중계국은 사익 단말과 중계국 간 간섭을 배제하기 위해 상기 제 2 영역(2003)을 널로 구성할 수도 있다.
이후, 상기 중계국은 상기 제 3 영역(2005) 동안 제 2 그룹에 포함되는 이전 홉 중계국으로 전송할 상향링크 부프레임을 구성한다.
만일, 상기 종단 홉 중계국이 제 2 그룹에 포함되는 경우, 상기 중계국은 제 1 영역(2001)과 제 3 영역(2005) 동안 서비스 영역에 포함되는 단말이 전송하는 상향링크 부프레임을 수신받는다. 여기서, 상기 중계국은 상기 단말과 중계국 간 간섭을 배제하기 위해 상기 제 3 영역(2005)을 널로 구성할 수도 있다.
이후, 상기 중계국은 상기 제 2 영역(2003) 동안 제 1 그룹에 포함되는 이전 홉 중계국으로 전송할 상향링크 부프레임을 구성한다.
도 21은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 다중 홉 중계방식의 광대역 무선접속 통신시스템의 상향링크 부프레임의 동기 채널을 도시하고 있다.
상기 도 21에 도시된 바와 같이 상기 하향링크 부프레임은 제 1 영역(2101), 제 2 영역(2103), 제 3 영역(2105)으로 시간 다중화된다.
먼저 기지국의 프레임(2110)은 제 1 영역(2101)과 제 3 영역(2105) 동안 상기 기지국의 서비스 영역에 포함되는 단말들로부터 상향링크 부프레임을 수신받는다. 여기서, 상기 기지국은 상기 단말과 중계국 간 간섭을 배제하기 위해 상기 제 3 영역(2105)을 널(Null)로 구성할 수도 있다.
이후, 상기 기지국의 프레임(2110)은 상기 제 2 영역(2103) 동안 상기 제 1 그룹에 포함되는 1홉 중계국으로부터 상향링크 부프레임을 수신받는다.
다음으로 제 1 그룹 중계국의 프레임(2120, 2140)은 제 1 영역(2101) 동안 서비스 영역에 포함되는 단말로부터 상향링크 부프레임을 수신받는다.
이후, 상기 제 1 그룹 중계국의 프레임(2120, 2140)은 상기 제 2 영역(2103) 동안 상기 제 2 그룹에 포함되는 이전 홉 중계국으로 전송할 상향링크 부프레임을 구성한다. 만일, 상기 제 1 그룹 중계국이 1홉 중계국인 경우, 사익 중계국은 제 2 영역(2103) 동안 상기 기지국으로 전송할 상향링크 부프레임을 구성한다.
이후, 상기 제 1 그룹 중계국의 프레임(2120)은 상기 제 3 영역(2105) 동안 제 2 그룹에 포함되는 다음 홉 중계국으로부터 상향링크 부프레임을 수신받는다.
이때, 상기 제 1 그룹 중계국의 프레임(2120)의 제 1 영역(2101)과 제 2 영역 (2103) 사이에는 상기 중계국의 동작 전환을 위한 시간 보호 영역인 RTG가 존재한다. 또한, 상기 제 1 그룹 중계국의 프레임(2120)의 제 2 영역(2103)과 제 3 영역(2105) 사이에는 상기 중계국의 동작 전환을 위한 시간 보호 영역인 TTG가 존재한다.
다음으로 상기 제 2 그룹 중계국의 프레임(2130)은 제 1 영역(2101) 동안 서비스 영역에 포함되는 단말로부터 상향링크 부프레임을 수신받는다.
이후, 상기 제 2 그룹 중계국의 프레임(2130)은 상기 제 2 영역(2103) 동안 상기 제 1 그룹에 포함되는 다음 홉 중계국으로부터 상향링크 부프레임을 수신받는다.
이후, 상기 제 2 그룹 중계국의 프레임(2130)은 상기 제 3 영역(2105) 동안 제 1 그룹에 포함되는 이전 홉 중계국으로 전송할 상향링크 부프레임을 구성한다.
미 도시되었지만, 종단 홉 중계국이 제 1 그룹에 포함되는 경우, 상기 중계국은 제 1 영역(2101)과 제 3 영역(2105) 동안 서비스 영역에 포함되는 단말이 전송하는 상향링크 부프레임을 수신받는다. 여기서, 상기 중계국은 상기 단말과 중계국 간 간섭을 배제하기 위해 상기 제 3 영역(2105)을 널(Null)로 구성할 수도 있다.
이후, 상기 중계국은 제 2 영역(2103) 동안 제 2 그룹에 포함되는 이전 홉 중계국으로 전송할 상향링크 부프레임을 구성한다.
만일, 상기 종단 홉 중계국이 제 2 그룹에 포함되는 경우, 상기 중계국은 제 1 영역(2101)과 제 2 영역(2103) 동안 서비스 영역에 포함되는 단말이 전송하는 상향링크 부프레임을 수신받는다. 여기서, 상기 중계국은 상기 단말과 중계국 간 간섭을 배제하기 위해 상기 제 2 영역(2103)을 널(Null)로 구성할 수도 있다.
이후, 상기 중계국은 제 3 영역(2105) 동안 제 1 그룹에 포함되는 이전 홉 중계국으로 전송할 상향링크 부프레임을 구성한다.
여기서, 상기 광대역 무선 접속 통신시스템은 상기 도 16에 도시된 하향링크 부프레임과 상기 도 20 또는 도 21에 도시된 상향링크 부프레임을 결합하여 하나의 프레임을 구성할 수 있다. 또한, 상기 광대역 무선 접속 통신시스템은 상기 도 18에 도시된 하향링크 부프레임과 상기 도 20 또는 도 21에 도시된 상향링크 부프레임을 결합하여 하나의 프레임을 구성할 수 있다.
상술한 바와 같이 상기 광대역 무선접속 통신시스템의 기지국은 프레임 구성 방식에 따라 단말과 1홉 중계국을 위한 동기 채널을 전송한다. 또한, 상기 제 1 그룹 중계국들은 상기 프레임 구성 방식에 따라 단말과 상기 제 2 그룹에 포함되는 다음 홉 중계국들을 위해 동기 채널을 전송한다. 상기 제 2 그룹 중계국들도 상기 프레임 구성 방식에 따라 단말과 상기 제 1 그룹에 포함되는 다음 홉 중계국들로 동기 채널을 전송한다.
이때, 상기 광대역 무선접속 통신시스템의 상기 기지국, 제 1 그룹 중계국, 제 2 그룹 중계국은 동기 채널을 매 프레임 전송하거나 미리 정해진 주기마다 일정 프레임 간격으로 전송한다. 또한, 상기 기지국, 제 1 그룹 중계국, 제 2 그룹 중계국은 상기 동기 채널을 제어 신호에 따라 정하는 프레임을 이용하여 상기 동기 채널을 포함시켜 전송할 수 있다. 여기서, 상기 제어 신호는 FCH(Frame Control Header), MAP, DCD(Downlink Channel Descriptor)를 포함한다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능하다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
상술한 바와 같이, 다중 홉 중계 방식의 광대역 무선 접속 통신시스템에서 단말과 중계국으로 동기화된 동기 제어 채널을 제공함으로써 상기 중계국의 이동에 따른 동기화 및 셀 탐색을 용이하게 수행할 수 있으며, 셀 내 중계 통신과 직접 통신을 시간 다중화하여, 상기 셀 내에서 중계 통신과 직접 통신 간의 윈근 간섭을 배제할 수 있는 이점이 있다.

Claims (73)

  1. 무선통신시스템에서 중계 서비스를 지원하기 위한 부프레임 구성 방법에 있어서,
    상기 부프레임의 제 1 구간 동안, 기지국과 단말 링크를 위한 부프레임, 동기 채널을 제공하는 제 1 중계국과 단말 링크를 위한 부프레임, 상기 기지국과 동기 채널을 제공하지 않는 제 2 중계국 링크를 위한 부프레임 중 적어도 하나를 구성하는 과정과,
    상기 부프레임의 제 2 구간 동안, 상기 기지국과 제 1 중계국 링크를 위한 부프레임, 중계국과 중계국 링크를 위한 부프레임, 상기 제 2 중계국과 단말 링크를 위한 부프레임 중 적어도 하나를 구성하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 부프레임의 제 1 구간과 제 2 구간은, 시간자원 또는 주파수 자원으로 구분되는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 부프레임의 제 1 구간과 제 2 구간은, 고정적인 크기를 갖거나, 채널 환경에 따라 동적인 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    하향링크 부프레임의 상기 제 1 구간의 앞 단과 상기 제 2 구간의 뒷 단에 동기 채널을 위치시키는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상향링크 부프레임의 상기 제 1 구간의 앞 단과 상기 제 2 구간의 뒷 단에 접속 채널(Ranging)을 위치시키는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 구간에서 구성하는 부프레임들은, 주파수 분할 다중 접속(Frequency Division Multiple Access), 공간 분할 다중 접속(Spatial Division Multiple Access), 직교 주파수 분할 다중 접속(Orthogonal Frequency Division Multiplxing Access) 중 어느 하나를 이용하여 구분되는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 구간의 상기 기지국과 단말 링크를 위한 부프레임과 상기 기지국과 제 2 중계국 링크를 위한 부프레임과 상기 제 1 중계국과 단말 링크를 위한 부프레임은, 동일한 구조로 구성되는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 제 2 중계국이 상기 제 1 중계국의 하위 중계국인 경우, 상기 제 1 구간 동안, 상기 제 1 중계국과 상기 제 2 중계국 링크를 위한 부프레임을 구성하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 제 2 구간은, 상기 기지국과 제 1 중계국 링크를 위한 부프레임과 상기 제 2 중계국과 단말 링크를 위한 부프레임과 적어도 하나의 중계국과 중계국 링크를 위한 부프레임들 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 중계국과 중계국 링크를 위한 부프레임에서 상위 중계국이 하위 중계국으로 신호를 전송하기 위한 하향링크 부프레임은, 뒷 단에 동기 채널을 위치시키는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 제 2 구간에서 구성하는 부프레임들은, 주파수 분할 다중 접속(Frequency Division Multiple Access), 공간 분할 다중 접속(Spatial Division Multiple Access), 직교 주파수 분할 다중 접속(Orthogonal Frequency Division Multiplxing Access) 중 어느 하나를 이용하여 구분되는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 무선통신시스템에서 하향링크 부프레임 구성 방법에 있어서,
    상기 부프레임의 제 1 구간 동안, 기지국과 단말 링크를 위한 부프레임과 중계국과 단말 링크를 위한 부프레임을 구성하는 과정과,
    상기 부프레임의 제 2 구간 동안, 홀수 홉 중계국들의 집합인 제 1 그룹 중계국과 짝수 홉 중계국들의 집합인 제 2 그룹에 포함되는 다음 홉 중계국 링크를 위한 부프레임을 구성하는 과정과,
    상기 부프레임의 제 3 구간 동안, 상기 기지국과 1홉 중계국 링크를 위한 부프레임과 상기 제 2 그룹 중계국과 상기 제 1 그룹에 포함되는 다음 홉 중계국 링크를 위한 부프레임을 구성하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 부프레임의 제 1 구간과 제 2 구간과 제 3 구간은, 시간자원으로 구분되는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제 12항에 있어서,
    상기 제 1 구간의 상기 기지국과 단말 링크를 위한 부프레임과 상기 중계국과 단말 링크를 위한 부프레임은, 앞 단에 동기 채널을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제 12항에 있어서,
    상기 제 2 구간의 상기 제 1 그룹 중계국과 제 2 그룹에 포함되는 다음 홉 중계국 링크를 위한 부프레임은 뒷 단에 동기 채널을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 동기 채널은 상기 제 2 구간과 제 3 구간 사이에 존재하는 시간 보호 영역의 앞 단에 위치하는 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 제 15항에 있어서,
    상기 동기 채널은, 매 프레임 또는 소정 프레임마다 포함되는 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 제 17항에 있어서,
    상기 소정 프레임은, 기 설정된 주기 또는 제어 신호에 의해 정해지는 것을 특징으로 하는 방법.
  19. 제 12항에 있어서,
    상기 제 3 구간의 상기 기지국과 1홉 중계국 링크를 위한 부프레임과 상기 제 2 그룹 중계국과 제 1 그룹에 포함되는 다음 홉 중계국 링크를 위한 부프레임은, 뒷 단에 동기 채널을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  20. 제 19항에 있어서,
    상기 동기 채널은, 매 프레임 또는 소정 프레임마다 포함되는 것을 특징으로 하는 방법.
  21. 제 20항에 있어서,
    상기 소정 프레임은, 기 설정된 주기 또는 제어 신호에 의해 정해지는 것을 특징으로 하는 방법.
  22. 제 12항에 있어서,
    상기 제 2 구간 동안 상기 기지국과 단말 링크를 위한 부프레임과 상기 제 1 그룹에 포함되는 종단 홉 중계국과 단말 링크를 위한 부프레임을 구성하는 과정과,
    상기 제 3 구간 동안 상기 제 2 그룹에 포함되는 종단 홉 중계국과 단말 링크를 위한 부프레임을 구성하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  23. 무선통신시스템에서 하향링크 부프레임 구성 방법에 있어서,
    상기 부프레임의 제 1 구간 동안, 기지국과 단말 링크를 위한 부프레임과 중계국과 단말 링크를 위한 부프레임을 구성하는 과정과,
    상기 부프레임의 제 2 구간 동안, 상기 기지국과 1홉 중계국 링크를 위한 부프레임과 짝수 홉 중계국들의 집합인 제 2 그룹 중계국과 홀수 홉 중계국들의 집합인 제 1 그룹에 포함되는 다음 홉 중계국 링크를 위한 부프레임을 구성하는 과정과,
    상기 부프레임의 제 3 구간 동안, 상기 제 1 그룹 중계국과 제 2 그룹에 포함되는 다음 홉 중계국 링크를 위한 부프레임을 구성하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  24. 제 23항에 있어서,
    상기 부프레임의 제 1 구간과 제 2 구간과 제 3 구간은, 시간자원으로 구분되는 것을 특징으로 하는 방법.
  25. 제 23항에 있어서,
    상기 제 1 구간의 상기 기지국과 단말 링크를 위한 부프레임과 상기 중계국과 단말링크를 위한 부프레임은, 앞 단에 동기 채널을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  26. 제 23항에 있어서,
    상기 제 2 구간의 상기 기지국과 1홉 중계국 링크를 위한 부프레임과 상기 제 2 그룹 중계국과 제 1 그룹에 포함되는 다음 홉 중계국 링크를 위한 부프레임은, 뒷 단에 동기 채널을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  27. 제 26항에 있어서,
    상기 동기 채널은 상기 제 2 구간과 제 3 구간 사이에 존재하는 시간 보호 영역의 앞 단에 위치하는 것을 특징으로 하는 방법.
  28. 제 26항에 있어서,
    상기 동기 채널은, 매 프레임 또는 소정 프레임마다 포함되는 것을 특징으로 하는 방법.
  29. 제 28항에 있어서,
    상기 소정 프레임은, 기 설정된 주기 또는 제어 신호에 의해 정해지는 것을 특징으로 하는 방법.
  30. 제 23항에 있어서,
    상기 제 3 구간의 상기 제 1 그룹 중계국과 제 2 그룹에 포함되는 다음 홉 중계국 링크를 위한 부프레임은, 뒷 단에 동기 채널을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  31. 제 30항에 있어서,
    상기 동기 채널은, 매 프레임 또는 소정 프레임마다 포함되는 것을 특징으로 하는 방법.
  32. 제 31항에 있어서,
    상기 소정 프레임은, 기 설정된 주기 또는 제어 신호에 의해 정해지는 것을 특징으로 하는 방법.
  33. 제 23항에 있어서,
    상기 제 2 구간 동안 상기 제 2 그룹에 포함되는 종단 홉 중계국과 단말 링크를 위한 부프레임을 구성하는 과정과,
    상기 제 3 구간 동안 상기 기지국과 단말 링크를 위한 부프레임과 상기 제 1 그룹에 포함되는 종단 홉 중계국과 단말 링크를 위한 부프레임을 구성하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  34. 무선통신시스템에서 상향링크 부프레임 구성 방법에 있어서,
    상기 부프레임의 제 1 구간 동안, 단말과 기지국 링크를 위한 부프레임과 단말과 중계국 링크를 위한 부프레임을 구성하는 과정과,
    상기 부프레임의 제 2 구간 동안, 짝수 홉 중계국들의 집합인 제 2 그룹 중계국과 홀수 홉 중계국들의 집합인 제 1 그룹에 포함되는 이전 홉 중계국 링크를 위한 부프레임을 구성하는 과정과,
    상기 부프레임의 제 3 구간 동안, 1홉 중계국과 기지국 링크를 위한 부프레임과 상기 제 1 그룹 중계국과 상기 제 2 그룹에 포함되는 이전 홉 중계국 링크를 위한 부프레임을 구성하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  35. 제 34항에 있어서,
    상기 부프레임의 제 1 구간과 제 2 구간과 제 3 구간은, 시간자원으로 구분되는 것을 특징으로 하는 방법.
  36. 제 34항에 있어서,
    상기 제 2 구간 동안 단말과 기지국 링크를 위한 부프레임과 단말과 상기 제 1 그룹에 포함되는 종단 홉 중계국 링크를 위한 부프레임을 구성하는 과정과,
    상기 제 3 구간 동안 단말과 상기 제 2 그룹에 포함되는 종단 홉 중계국 링크를 위한 부프레임을 구성하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  37. 무선통신시스템에서 상향링크 부프레임 구성 방법에 있어서,
    상기 부프레임의 제 1 구간 동안, 단말과 기지국 링크를 위한 부프레임과 단말과 중계국 링크를 위한 부프레임을 구성하는 과정과,
    상기 부프레임의 제 2 구간 동안, 1홉 중계국과 기지국 링크를 위한 부프레임과 홀수 홉 중계국들의 집합인 제 1 그룹 중계국과 짝수 홉 중계국들의 집합인 제 2 그룹에 포함되는 이전 홉 중계국 링크를 위한 부프레임을 구성하는 과정과,
    상기 부프레임의 제 3 구간 동안, 상기 제 2 그룹 중계국과 상기 제 1 그룹에 포함되는 이전 홉 중계국 링크를 위한 부프레임을 구성하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  38. 제 37항에 있어서,
    상기 부프레임의 제 1 구간과 제 2 구간과 제 3 구간은, 시간자원으로 구분되는 것을 특징으로 하는 방법.
  39. 제 37항에 있어서,
    상기 제 2 구간 동안 단말과 상기 제 2 그룹에 포함되는 종단 홉 중계국 링크를 위한 부프레임을 구성하는 과정과,
    상기 제 3 구간 동안 단말과 기지국 링크를 위한 부프레임과 단말과 상기 제 1 그룹에 포함되는 종단 홉 중계국 링크를 위한 부프레임을 구성하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  40. 무선통신시스템에서 기지국의 동작 방법에 있어서,
    단말 또는 동기 채널을 제공하지 않는 중계국과 통신하기 위한 제 1 구간과 동기 채널을 제공하는 중계국과 통신하기 위한 제 2 구간에 대한 자원을 할당하는 과정과,
    상기 자원을 할당한 후, 상기 제 1 구간을 이용하여 상기 단말 또는 상기 동기 채널을 제공하지 않는 중계국과 통신을 수행하는 과정과,
    상기 제 2 구간을 이용하여 상기 동기 채널을 제공하는 중계국과 통신을 수행하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  41. 제 40항에 있어서,
    상기 1 구간과 제 2 구간은, 고정적인 크기를 갖거나, 채널 환경에 따라 동적인 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
  42. 제 40항에 있어서,
    하향링크 부프레임의 상기 제 1 구간의 앞 단과 상기 제 2 구간의 뒷 단에 동기 채널을 위치시키는 것을 특징으로 하는 방법.
  43. 제 40항에 있어서,
    하향링크 부프레임의 상기 제 1 구간의 앞 단과 상기 제 2 구간의 뒷 단에 접속 채널(Ranging)을 위치시키는 것을 특징으로 하는 방법.
  44. 제 40항에 있어서,
    상기 제 1 구간과 제 2 구간은, 시간 자원 또는 주파수 자원을 이용하여 구분되는 것을 특징으로 하는 방법.
  45. 제 40항에 있어서,
    상기 자원을 할당하는 과정은,
    상기 무선통신시스템이 다중 홉으로 구성되는 경우, 상기 제 2 구간을 상기 동기 채널을 제공하는 중계국과 통신하기 위한 영역과 중계국과 중계국이 통신하기 위한 적어도 하나의 영역들을 포함하도록 구분하여 자원을 할당하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  46. 무선통신시스템에서 동기 채널을 제공하는 중계국의 동작 방법에 있어서,
    상위 노드로부터 수신되는 제어 정보를 이용하여 단말과 통신을 수행하기 위한 제 1 구간과 중계 서비스를 위해 상기 상위 노드 또는 하위 중계국과 통신을 수행하기 위한 제 2 구간을 설정하는 과정과,
    상기 제 1 구간을 이용하여 상기 단말과 통신을 수행하는 과정과,
    상기 제 2 구간을 이용하여 상기 상위 노드 또는 하위 중계국과 통신을 수행하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  47. 제 46항에 있어서,
    상기 1 구간과 제 2 구간은, 고정적인 크기를 갖거나, 채널 환경에 따라 동적인 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
  48. 제 46항에 있어서,
    상기 제 1 구간과 제 2 구간은, 시간 자원 또는 주파수 자원을 이용하여 구분되는 것을 특징으로 하는 방법.
  49. 제 46항에 있어서,
    상기 상위 노드는, 기지국 또는 상위 중계국인 것을 특징으로 하는 방법.
  50. 제 46항에 있어서,
    상기 제 1 구간을 이용하여 동기 채널을 제공하지 않는 중계국과 통신을 수행하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  51. 제 46항에 있어서,
    상기 제 2 구간을 이용하여 통신을 수행하는 과정은,
    상기 무선통신시스템이 적어도 세 홉으로 구성되는 경우, 상기 제어 정보를 이용하여 다중 홉을 제공하기 위해 상기 제 2 구간을 분할한 영역 정보를 확인하는 과정과,
    상기 제 2 구간의 제 1 영역을 통해 상기 하위 중계국과 통신을 수행하는 과정과,
    상기 제 2 구간의 제 2 영역을 통해 상기 상위 노드와 통신을 수행하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  52. 제 51항에 있어서,
    상기 제 1 영역의 뒷 단에 동기 채널을 위치시키는 것을 특징으로 하는 방법.
  53. 제 46항에 있어서,
    상기 제 2 구간을 이용하여 통신을 수행하는 과정은,
    상기 무선통신시스템이 적어도 세 홉으로 구성되는 경우, 상기 제어 정보를 이용하여 다중 홉을 제공하기 위해 상기 제 2 구간을 분할한 영역 정보를 확인하는 과정과,
    상기 제 2 구간의 제 1 영역을 통해 상기 상위 노드와 통신을 수행하는 과정과,
    상기 제 2 구간의 제 2 영역을 통해 상기 하위 중계국과 통신을 수행하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  54. 제 53항에 있어서,
    상기 제 2 영역의 뒷 단에 동기 채널을 위치시키는 것을 특징으로 하는 방법.
  55. 무선통신시스템에서 동기 채널을 제공하지 않는 중계국의 동작 방법에 있어서,
    상위 노드로부터 수신되는 제어 정보를 이용하여 상기 상위 노드와 통신을 수행하기 위한 제 1 구간과 단말과 통신을 수행하기 위한 제 2 구간을 설정하는 과정과,
    상기 제 1 구간을 이용하여 상기 상위 노드와 통신을 수행하는 과정과,
    상기 제 2 구간을 이용하여 상기 단말과 통신을 수행하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  56. 제 55항에 있어서,
    상기 1 구간과 제 2 구간은, 고정적인 크기를 갖거나, 채널 환경에 따라 동적인 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
  57. 제 55항에 있어서,
    상기 제 1 구간과 제 2 구간은, 시간 자원 또는 주파수 자원을 이용하여 구분되는 것을 특징으로 하는 방법.
  58. 제 55항에 있어서,
    상기 상위 노드는, 기지국 또는 상위 중계국인 것을 특징으로 하는 방법.
  59. 무선통신시스템에서 기지국 장치에 있어서,
    단말 또는 동기 채널을 제공하지 않는 중계국과 통신하기 위한 제 1 구간과 동기 채널을 제공하는 중계국과 통신하기 위한 제 2 구간으로 구분되는 부프레임 구성에 따라 신호의 송수신 타이밍 신호를 제공하는 타이밍 제어기와,
    상기 타이밍 신호에 따라 제 1 구간 신호 또는 제 2 구간 신호를 형성하여 송신하는 송신기와,
    상기 타이밍 신호에 따라 제 1 구간 신호 또는 제 2 구간 신호를 수신하여 데이터를 복원하는 수신기를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  60. 제 59항에 있어서,
    상기 송신기는,
    상기 제 1 구간 동안, 상기 단말 또는 상기 동기 채널을 제공하지 않는 중계국으로 전송하기 위한 신호를 형성하여 송신하고,
    상기 제 2 구간 동안, 상기 동기 채널을 제공하는 중계국으로 전송하기 위한 신호를 형성하여 송신하는 것을 특징으로 하는 장치.
  61. 제 59항에 있어서,
    상기 송신기는,
    상기 제 1 구간의 앞 단과 제 2 구간의 뒷 단에 동기 채널을 위치시키는 것을 특징으로 하는 장치.
  62. 제 59항에 있어서,
    상기 수신기는,
    상기 제 1 구간 동안, 상기 단말 또는 상기 동기 채널을 제공하지 않는 중계국으로부터 신호를 수신받고,
    상기 제 2 구간 동안, 상기 동기 채널을 제공하는 중계국으로부터 신호를 수신받는 것을 특징으로 하는 장치.
  63. 무선통신시스템에서 동기 채널을 제공하는 중계국 장치에 있어서,
    단말 또는 동기 채널을 제공하지 않는 중계국과 통신하기 위한 제 1 구간과 상위 노드와 통신하기 위한 제 2 구간으로 구분되는 부프레임 구성에 따라 신호의 송수신 타이밍 신호를 제공하는 타이밍 제어기와,
    상기 타이밍 신호에 따라 제 1 구간 신호 또는 제 2 구간 신호를 형성하여 송신하는 송신기와,
    상기 타이밍 신호에 따라 제 1 구간 신호 또는 제 2 구간 신호를 수신하여 데이터를 복원하는 수신기를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  64. 제 63항에 있어서,
    상기 송신기는,
    하향링크 부프레임의 상기 제 1 구간 동안, 상기 단말 또는 상기 동기 채널을 제공하지 않는 중계국으로 전송하기 위한 신호를 형성하여 송신하고,
    상향링크 부프레임의 상기 제 2 구간 동안, 상기 상위 노드로 전송하기 위한 신호를 형성하여 송신하는 것을 특징으로 하는 장치.
  65. 제 63항에 있어서,
    상기 수신기는,
    상향링크 부프레임의 상기 제 1 구간 동안, 상기 단말 또는 동기 채널을 제공하지 않는 중계국으로부터 신호를 수신받고,
    하향링크 부프레임의 상기 제 2 구간 동안, 상기 상위 노드로부터 신호를 수신받는 것을 특징으로 하는 장치.
  66. 제 63항에 있어서,
    상기 상위 노드는, 기지국 또는 상위 중계국인 것을 특징으로 하는 장치.
  67. 무선통신시스템에서 동기 채널을 제공하지 않는 중계국 장치에 있어서,
    상위 노드와 통신하기 위한 제 1 구간과 단말과 통신하기 위한 제 2 구간으로 구분되는 부프레임 구성에 따라 신호의 송수신 타이밍 신호를 제공하는 타이밍 제어기와,
    상기 타이밍 신호에 따라 제 1 구간 신호 또는 제 2 구간 신호를 형성하여 송신하는 송신기와,
    상기 타이밍 신호에 따라 제 1 구간 신호 또는 제 2 구간 신호를 수신하여 데이터를 복원하는 수신기를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  68. 제 67항에 있어서,
    상기 송신기는,
    상향링크 부프레임의 상기 제 1 구간 동안, 상기 상위 노드로 전송하기 위한 신호를 형성하여 송신하고,
    하향링크 부프레임의 상기 제 2 구간 동안, 상기 상위 노드로 전송하기 위한 신호를 형성하여 송신하는 것을 특징으로 하는 장치.
  69. 제 67항에 있어서,
    상기 수신기는,
    하향링크 부프레임의 상기 제 1 구간 동안, 상기 상위 노드로부터 신호를 수신받고,
    상향링크 부프레임의 상기 제 2 구간 동안, 상기 단말로부터 신호를 수신받는 것을 특징으로 하는 장치.
  70. 제 67항에 있어서,
    상기 상위 노드는, 기지국 또는 상위 중계국인 것을 특징으로 하는 장치.
  71. 삭제
  72. 삭제
  73. 삭제
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