KR100938333B1 - 멀티-홉 무선 통신 시스템에서 이용하기 위한 송신 방법, 멀티-홉 무선 통신 시스템, 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체, 및 중간 장치 - Google Patents

멀티-홉 무선 통신 시스템에서 이용하기 위한 송신 방법, 멀티-홉 무선 통신 시스템, 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체, 및 중간 장치 Download PDF

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Abstract

멀티-홉 무선 통신 시스템에서 이용하기 위한 송신 방법으로서, 상기 시스템은 발신 장치, 착신 장치, 및 2개 이상의 중간 장치들을 구비하며, 상기 발신 장치는 상기 발신 장치로부터 각각의 중간 장치를 경유하여 상기 착신 장치에 달하는 통신 경로를 형성하는 일련의 링크들을 따라 정보를 송신하도록 동작할 수 있고, 각각의 중간 장치는 상기 경로를 따라 선행 장치로부터 정보를 수신하고 수신된 정보를 상기 경로를 따라 후속 장치로 송신하도록 동작할 수 있으며, 상기 시스템은 이산 송신 구간 동안 이용 가능한 송신 주파수 대역폭을 할당하는 데 이용하기 위한 시간-주파수 포맷으로의 액세스를 갖고, 상기 포맷은 그러한 구간 내에 복수의 송신 창(transmission window)을 규정하며, 각각의 창은 그 구간의 상이한 부분을 차지하고 그 구간의 그것의 부분에 대해 상기 이용 가능한 송신 주파수 대역폭 내에 주파수 대역폭 프로파일을 가지며, 각각의 상기 창은 그러한 송신 구간 동안 송신에 이용하기 위해 상기 장치들 중 하나에 할당 가능하고, 상기 방법은, 하나 이상의 그러한 송신 구간들 동안 상기 포맷을 이용하여, 링크 단위로 연속적인 송신 신호들의 세트로서 적어도 3개의 연속적인 상기 링크들을 따라 정보를 송신하는 단계 - 각각의 상기 신호는 상기 구간(들)의 이용 가능한 송신 창에서 송신되고, 상기 신호들 중 적어도 2개는 동일한 상기 송신 구간 동안 송신됨으로써, 상기 정보는 상기 연속적인 링크들의 수보다 적은 송신 구간들에서 상기 연속적인 링크들을 따라 송신됨 - 를 포함한다.
멀티-홉 무선 통신 시스템, 발신 장치, 착신 장치, 중간 장치, 송신 주파수 대역폭, 시간-주파수 포맷, 송신 구간, 송신 창

Description

멀티-홉 무선 통신 시스템에서 이용하기 위한 송신 방법, 멀티-홉 무선 통신 시스템, 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체, 및 중간 장치{TRANSMISSION METHOD FOR USE IN MULTI-HOP WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM, MULTI-HOP WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM, COMPUTER-READABLE RECORDING MEDIUM, AND INTERMEDIATE APPARATUS}
본 발명은 통신 시스템에 관한 것으로서, 좀더 구체적으로는, 멀티-홉 무선 통신 시스템에 관한 것이다.
최근, 패킷 기반의 무선 및 다른 통신 시스템들에서 멀티-홉 기술들을 이용하는 것에 상당한 관심이 있는데, 이것은 그러한 기술들이 커버리지 범위의 확장과 시스템 용량(처리율)의 증가를 모두 가능하게 할 것이기 때문이다.
멀티-홉 통신 시스템에서, 통신 신호들은 발신 장치로부터 하나 이상의 중간 장치들을 경유하여 착신 장치에 이르는 통신 경로(C)를 따른 통신 방향으로 송신된다. 도 4는 (3G 통신 시스템들의 환경에서는 "노드-B(NB)"로서 공지되어 있는) 기지국(BS), (중계국(RS)으로서 공지되어 있는) 중계 노드(RN), 및 (이동국(MS)으로도 공지되어 있는) 사용자 장비(UE)를 구비하는 단일-셀 2-홉 무선 통신 시스템을 예시한다. 신호들이 다운링크(DL)를 통해 기지국으로부터 중계 노드(RN)를 경유하여 수신지 사용자 장비(UE)로 송신되는 경우, 기지국은 발신국(S)을 의미하고 사용자 장비는 착신국(D)을 의미한다. 통신 신호들이 업링크(UL)를 통해 사용자 장비(UE)로부터 중계 노드를 경유하여 기지국으로 송신되는 경우, 사용자 장비는 발 신국을 의미하고 기지국은 착신국을 의미한다. 중계 노드는, 중간 장치(I)의 일례이며, 발신 장치로부터 데이터를 수신하도록 동작할 수 있는 수신기와, 이 데이터 또는 이에 대한 파생물을 착신 장치로 송신하도록 동작할 수 있는 송신기를 구비한다.
간단한 아날로그 중계기들 또는 디지털 중계기들이 데드 스폿들(dead spots)에서 커버리지를 향상시키거나 제공하기 위한 중계 장치들(relays)로서 이용되어 왔다. 그것들은 발신국 송신과 중계기 송신 간의 간섭을 방지하기 위해서, 발신국과는 상이한 송신 주파수 대역에서 동작하거나, 발신국으로부터의 송신이 없는 때에 동작할 수 있다.
도 5는 중계국들에 대한 다수의 용례들을 예시한다. 고정 인프라스트럭처의 경우, 중계국에 의해 제공되는 커버리지는, 다른 물체들의 그늘 하에 있거나 기지국의 정규 범위 내에 있음에도 불구하고 기지국으로부터 충분한 강도의 신호를 수신할 수 없는 이동국들에게 통신 네트워크에의 액세스를 허용하는 "인-필(in-fill)"일 수 있다. 이동국이 기지국의 정규 데이터 송신 범위를 벗어날 때 중계국이 액세스를 허용하는 "범위 확장(range extension)"도 도시되어 있다. 도 5의 오른쪽 상단에 도시된 인-필의 일례는, 지면 위에, 지면에, 또는 지면 아래에 위치할 수 있는 빌딩내에서의 커버리지 신장을 허용하기 위해 노매딕(nomadic) 중계국을 배치하고 있다.
다른 용례들은, 사건 또는 비상 사태/재해가 발생한 동안에 액세스를 제공하여 일시적인 커버 효과를 가져오는 노매딕 중계국들이다. 도 5의 오른쪽 하단에 도시된 마지막 용례는 차량에 배치된 중계 장치를 이용한 네트워크에의 액세스를 제공한다.
중계 장치들은, 후술하는 바와 같이, 통신 시스템의 이득을 향상시키기 위해 발전된 송신 기술들과 함께 이용될 수도 있다.
잘 알려진 바와 같이, 무선 통신의 경우 공간을 통해 이동함에 따라 산란 또는 흡수되고, 이로 인해 전파 손실 또는 "경로 손실"이 발생되어, 신호 강도가 떨어진다. 송신기와 수신기 간의 경로 손실에 영향을 미치는 팩터들로는 송신기 안테나 높이, 수신기 안테나 높이, 반송파 주파수, 클러터 유형(도시, 교외, 시골), 지형학적 세부 사항들, 예컨대 높이, 밀도, 격리 거리(separation), 지세 유형(언덕, 평지)을 들 수 있다. 송신기와 수신기 간의 경로 손실(L(dB))은 다음의 수학식 A에 의해 모델링될 수 있는데,
[수학식 A]
Figure 112007059680739-pat00001
여기에서, d(미터)는 송신기와 수신기 간의 격리 거리이고, b(db) 및 n은 경로 손실 파라미터들이며, 절대적 경로 손실은 l=10(L/10)으로써 주어진다.
간접 링크상에서 겪는 절대적 경로 손실들의 합(SI + ID)이 직접 링크상에서 겪는 경로 손실(SD)보다 작을 수 있다. 다시 말해, 다음의 수학식 B가 성립될 수 있다.
[수학식 B]
Figure 112007059680739-pat00002
따라서, 단일 송신 링크를 2개의 좀더 짧은 송신 세그먼트들로 분할하는 것은, 경로 손실 대 거리 사이의 비선형 관계를 이용한다. 수학식 A를 이용한 경로 손실의 간단한 이론적 분석으로부터, 신호가 발신 장치로부터 착신 장치로 직접적으로 송신되는 것이 아니라, 발신 장치로부터 중간 장치(예를 들어, 중계 노드)를 경유하여 착신 장치로 송신된다면, 전반적인 경로 손실의 감소(및 그에 따른 신호 강도 및 데이터 처리율의 향상 또는 이득)가 실현될 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다. 적절하게 구현된다면, 멀티-홉 통신 시스템들은, 무선 송신을 용이하게 하는 송신기들의 송신 전력의 감소를 가능하게 함으로써, 전자기 방사에의 노출을 감소시킬 뿐만 아니라 간섭 레벨을 감소시킬 수 있다. 다른 방법으로, 전반적인 경로 손실의 감소는, 신호 전달에 필요한 전반적인 복사성 송신 전력(radiated transmission power)을 증가시키지 않으면서, 수신기에서의 수신 신호 품질을 향상시키는 데 이용될 수 있다.
멀티-홉 시스템들은 다중 반송파 송신에 의한 사용에 적합하다. FDM(frequency division multiplex), OFDM(orthogonal frequency division multiplex), 또는 DMT(discrete multi-tone)와 같은 다중 반송파 송신 시스템에서, 단일 데이터 스트림은, 각각이 자신만의 주파수 범위를 가진 N개의 병렬 부반송파들로 변조된다. 이로 인해, 총 대역폭(즉, 소정 시구간에서 송신될 데이터량)은, 복수의 부반송파에 걸쳐 분할됨으로써, 데이터 심볼 각각의 구간을 증가시킨다. 부반송파 각각이 좀더 낮은 정보율을 가지므로, 다중 반송파 시스템들은 단일 반송파 시스템들에 비해 채널에 의한 왜곡에 대한 내성이 향상된다는 이점을 취한다. 이것은 송신 속도 및 그에 따른 부반송파 각각의 대역폭을 채널의 가간섭성 대역폭 미만으로 확실하게 함으로써 실현된다. 그 결과, 신호의 부반송파가 겪는 채널 왜곡은 주파수 독립적이고, 그에 따라, 간단한 위상 및 진폭 정정 팩터에 의해 정정될 수 있다. 이와 같이, 다중 반송파 수신기 내의 채널 왜곡 정정 엔티티는, 시스템 대역폭이 채널의 가간섭성 대역폭을 초과하는 경우에, 단일 반송파 수신기 내의 것보다 상당히 덜 복잡할 수 있다.
OFDM은 FDM에 기초한 변조 기술이다. OFDM 시스템은, 수학적인 관점에서 직교하는 복수의 부반송파 주파수들을 이용함으로써, 부반송파들의 스펙트럼들이 서로 독립적이라는 사실로 인해 간섭없이 중첩될 수 있다. OFDM 시스템들의 직교성은 보호 대역(guard band) 주파수들의 필요성을 제거함으로써 시스템의 스펙트럼 효율성을 증가시킨다. OFDM은 다수의 무선 시스템들에서 제안되고 채택되어 왔다. 현재는, ADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line) 커넥션에서, (IEEE 802.11a/g 표준에 기초한 WiFi 디바이스들과 같은) 일부 무선 LAN 애플리케이션에서, 그리고 (IEEE 802.16 표준에 기초한) WiMAX와 같은 무선 MAN 애플리케이션에서 OFDM이 이용된다. OFDM은 흔히 채널 코딩, 오류 정정 기술과 함께 이용되어 COFDM(coded orthogonal FDM)을 생성한다. COFDM은 주파수 도메인의 부반송파들과 시간 도메인의 심볼들 모두에서 채널 왜곡의 변동이 나타날 수 있는 다중 경로 환경에서 OFDM 기반 시스템의 성능을 향상시키기 위해서, 현재 디지털 원격 통신 시스템들에서 널리 이용된다. 그 시스템은, DVB 및 DAB와 같은 비디오 및 오디오 브로드캐스트뿐만 아니라 일정한 타입의 컴퓨터 네트워킹 기술에도 이용되어 왔다.
OFDM 시스템에서는, 송신기에서 시간 도메인에서의 "OFDM 심볼"로서 알려진 신호를 형성하기 위해서 IDFT/IFFT(Inverse Discrete or Fast Fourier Transform algorithm)를 이용하여 N개의 변조된 병렬 데이터 발신 신호들의 블록을 N개의 직교하는 병렬 부반송파들에 맵핑한다. 이와 같이, "OFDM 심볼"은 모든 N개의 부반송파 신호들의 복합 신호이다. OFDM 심볼은 수학적으로 다음의 수학식 1로서 표현될 수 있는데,
Figure 112007059680739-pat00003
여기에서, △f는 Hz의 부반송파 격리 거리이고, Ts = 1/△f는 초의 심볼 시구간이며, cn은 변조된 발신 신호들이다. 발신 신호들 각각이 변조되는 수학식 1에서의 부반송파 벡터(c ∈ Cn, c = (c0, c1..cN -1))는 유한 컨스털레이션(finite constellation)으로부터의 N개의 컨스털레이션 심볼들의 벡터이다. 수신기에서는, 수신된 시간 도메인 신호는, DFT(Discrete Fourier Transform) 또는 FFT(Fast Fourier Transform) 알고리즘을 적용함으로써 다시 주파수 도메인으로 변환된다.
OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)는 OFDM의 변형된 다 중 접속 방식이다. 그것은 개개의 사용자에게 부반송파들의 서브세트를 할당함으로써 효과적이다. 이것은 몇몇 사용자들로부터의 동시 송신을 가능하게 하여 스펙트럼 효율성을 보다 양호하게 한다. 그러나, 간섭없이 양방향, 즉 업링크 및 다운로드 방향의 통신을 가능하게 해야 한다는 문제가 여전히 존재한다.
2개 노드들 간의 양방향 통신을 가능하게 하기 위해서, 2개(순방향 또는 다운로드 및 역방향 또는 업링크)의 통신 링크들을 듀플렉싱(duplexing)하여 디바이스가 동일한 자원 매체를 통해 동시에 송수신할 수 없다는 물리적인 제한을 극복하기 위한 두가지 상이한 공지된 방법들이 존재한다. 첫째로, FDD(frequency division duplexing)는 송신 매체를 하나는 순방향 링크 통신이고 다른 하나는 역방향 링크 통신인 2개의 별도의 대역들로 세분함으로써 2개의 링크들을 동시에 그러나 상이한 주파수 대역들을 통해 동작시키는 것을 필요로 한다. 둘째로, 시분할 이중화(time division duplexing: TDD)는 2개의 링크들을 동일한 주파수 대역에서 동작시키지만, 임의의 일 시점에서는 순방향 또는 역방향 링크만이 매체를 이용하도록 송신 매체에의 액세스를 시간으로 세분하는 것을 필요로 한다. 양자의 방법들(FDD & TDD)은 그들만의 상대적 이점들을 가지며, 모두가 단일 홉의 유선 및 무선 통신 시스템들에서 널리 이용되는 기술들이다. 예를 들어, IEEE 802.16 표준은 FDD 및 TDD 모드를 모두 포함한다.
일례로서, 도 6은 IEEE 802.16 표준(WiMAX)의 OFDMA 물리 계층 모드에서 이용되는 단일 홉의 TDD 프레임 구조를 예시한다.
각각의 프레임은 각각이 별도의 송신 구간인 DL 서프프레임과 UL 서브프레임 으로 분할된다. 그것들은 TTG(Transmit/Receive Transition Guard interval) 및 RTG(Receive/Transmit Transition Guard interval)에 의해 분리된다. 각각의 DL 서브프레임은 프리앰블로 시작하여 FCH(Frame Control Header), DL-MAP, 및 UL-MAP가 뒤따른다.
FCH는 DL-MAP의 길이 및 버스트 프로파일을 특정하기 위한 DLFP(DL Frame Prefix)를 포함한다. DLFP는 각 프레임의 시작에서 송신되는 데이터 구조이고 현재 프레임에 관한 정보를 포함하는데, 그것은 FCH에 맵핑된다.
동시적 DL 할당들이 브로드캐스트, 멀티캐스트, 및 유니캐스트될 수 있고, 그것들은 서브하는 BS가 아닌 다른 BS를 위한 할당도 포함할 수 있다. 동시적 UL들은 데이터 할당들 및 범위 또는 대역폭 요청들일 수 있다.
이 특허 출원은, 통신 기술들에 관해 본 발명자들에 의해 제안된 상관 발명들을 기재한, P106752GB00, P106753GB00, P106754GB00, P106772GB00, P106773GB00, P106795GB00, P106796GB00, P106797GB00, P106798GB00, 및 P106799GB00의 대리인 참조 번호들로써 동일한 출원인에 의해 동일자로 출원된 10개의 영국 특허 출원들 중 하나이다. 나머지 9개의 출원들 각각의 전체 내용들은 본원에 원용된다.
본 발명은, 이하에서 참조해야 하는 독립 청구항들에서 정의된다. 바람직한 실시예들은 종속 청구항들에서 기술된다.
이하에서는, 본 발명의 바람직한 특징들을, 첨부 도면들을 참조하여, 단지 일례로서 설명할 것이다.
하나의 노드가 2개의 상이한 노드들에 대한 2개의 독립적인 링크들을 지원할 필요가 있을 때, 예를 들어, 중계국이 기지국 및 이동국과 통신중일 때, 기존의 TDD 또는 FDD 프레임 구조들에 대해서는 실용적인 중계의 실현을 위해 소정의 변경이 요구된다.
본 발명의 실시예들은, 멀티-홉 통신 시스템에서 임의 갯수의 홉들에 대한 지원을 제공하는 표준 TDD 프레임 구조(일례로서 IEEE 802.16 표준 참조)의 확장인 멀티-홉 통신 시스템을 위한 프레임 구조를 제공한다. 이 제안하는 프레임 구조는 다음과 같은 많은 이점들을 갖는다.
요약하면, 본 발명의 실시예들의 이점들은:
○ 임의의 제어 정보를 발생시키거나 스케줄링을 행할 필요가 없는 간단한 저비용의 중계 장치들의 구성 및 동작을 가능하게 한다.
○ BS가 휴지 상태일 때 BS가 프레임에서 어떠한 시간도 갖지 않는 것을 확실하게 함으로써 스펙트럼 효율성을 최대화한다.
○ 최소 레이턴시: 프레임 단위의 레이턴시는 1 또는 2개의 홉인 경우 0이고, 3 또는 4개의 홉인 경우 1이며, 5 또는 6개의 홉인 경우 2이고, 7 또는 8개의 홉인 경우 3이다.
○ 시스템으로 하여금 레거시 단일-홉 TDD 사용자에게 투명한 동작(transparent operation)을 제공할 수 있게 한다.
○ SDMA 기반 기술들을 이용하여 셀내의 BS, RS들, MS들 사이에서 동일한 송신 자원(주파수 & 시간)을 이용할 수 있게 함으로써, 스펙트럼 효율성을 추가적으로 향상시킬 수 있다.
○ 임의 갯수의 홉들로 확장 가능하다.
바람직한 프레임 구조 및 시스템 동작의 상세
제안된 프레임 구조는 전반적인 매체 액세스를 제어하는 헤드 노드로부터 발생하는 제어 정보가 네트워크에서 동작하는 모든 하부 노드들에 의해 수신 가능한 것으로 가정한다. 또한, 변경된 프레임 TDD 구조는 중계국에 대한 지식이 없는 레거시 모바일 디바이스들(legacy mobile devices)이 시스템 내에서 동작하게 할 수 있어야 한다고 가정한다.
제안된 일반적인 TDD 프레임 구조가 도 1에 도시되어 있다.
그것은 다운링크 및 업링크 서브프레임들 양자를 위한 다수의 송신 및 수신 구역들로 이루어져 있다. 구역 유형들은 다음 중 하나이다.
B 동기화 시퀀스들, 명령들, 정보, 및 프레임의 구조 또는 레이아웃의 상세와 같은 제어 관련 정보의 브로드캐스트
C 비-브로드캐스트 구역에서 송신되는 (즉, 개개의 수신기나 수신기 그룹에의) 전용 제어 정보
T 전용 사용자-데이터 송신
다음의 표 1에서 9개의 상이한 구역들을 설명한다.
구역 번호 라벨 설명
1 P 셀 식별을 위한 프리앰블 또는 동기화 시퀀스 송신
2 MAP 프레임 포맷 설명(구역 경계들, 구역들내에서의 할당 등)
3 BS-RS/BS-MS/RS-RS/MS BS 대 RS 송신 구역. 공간 분할 다중 접속이 지원되면(즉, 동일한 송신 자원이 2개 이상의 엔티티와의 통신에 이용 가능하다면) BS 대 MS 송신에도 이용 가능하다. RS 대 RS 또는 MS 송신에도 이용 가능하다.
4 BS-MS BS 대 MS 송신 구역. RS는 이 주기 동안 비활성이며, 그것은 임의의 수신 정보를 처리하고 송신 이전으로 전회(turn around)하고 있다.
5 BS-MS/RS-RS/MS RS 대 RS 또는 MS 송신 구역. RS 송신들로부터 상당한 레벨의 간섭을 받지 않는 MS들에의 BS에 의한 송신에도 이용 가능하다.
6 MS-BS/MS-RS MS 제어 정보 송신 구역. 정보는 RS 및 BS 양자에 의해 수신될 수 있다. 제어 정보는 MS로부터의 정보 또는 요청들일 수 있다.
7 MS-BS/ MS/RS-RS MS 또는 RS 대 RS 송신 구역. RS에 대해 간섭을 일으키지 않는 MS들에 의한 BS에의 송신에도 이용 가능하다.
8 MS-BS MS 대 BS 송신 구역. RS는 이 주기 동안 활성적으로 송신 또는 수신하지 않으며, 그것은 전회(turn around) 이전에 임의의 수신 정보를 처리하고 있다.
9 RS-BS/MS-BS/MS/RS-RS RS 대 BS 송신 구역. 공간 분할 다중 접속이 지원되면(즉, 동일한 송신 자원이 2개 이상의 엔티티와의 통신에 이용 가능하다면), MS 대 BS 송신에도 이용 가능하다. MS 또는 RS 대 RS 통신에도 이용 가능하다.
표 1. 구역들에 대한 설명
도 2는, MS가 2개의 RS들(RS1 & RS2)을 경유하여 BS에 접속될 때 표 1에서 설명된 각 구역 내에서의 그것의 활동의 관점에서 BS, RS, 및 MS의 동작을 예시한다. 주의할 점으로, 구역들((3) 및 (9))이 BS와의 통신에 이용됨에 따라, RS1은 RS2와의 통신에 구역들((5) 및 (7))을 이용한다는 것이다. 또한, 이 방법은, 동일한 프레임 내에서 제1 홉을 따라 정보를 중계할 수 있게 한다. RS2는 임의의 MS들(또는 추가적 RS)과의 통신에 구역들(3 및 9)을 이용한다. 제3 RS(RS3)가 존재한다면, 그것은 임의의 MS들 또는 추가적 RS들과의 통신에 구역들((5) 및 (7))을 이용할 것이다.
주의할 점으로, 처음의 2개 홉들을 따른 중계가 일 프레임 내에서 발생한다는 것이다. 그러나, 3개 홉들을 따른 중계는 추가적 프레임 지연을 초래한다. N개 홉들의 일반적인 경우에서, 중계를 통해 초래되는 추가적 지연은 다음의 수학식 2로 주어진다는 것이 밝혀졌다.
Figure 112007059680739-pat00004
도 3은, 얼마나 상이한 사용자 유형들이 다양한 구역 유형들에 할당될 수 있는지의 관점에서 제안된 프레임 구조의 특정한 일 구현예를 나타낸다.
이 경우, (A, C-G)로서 식별되는 6개 링크 유형들이 존재한다. 다음의 표 2에서 이 일례에서 링크 각각에서 이용되는 구역들을 설명한다.
링크 DL 구역 이용 UL 구역 이용 설명
(A) (1),(2),(5) (6),(7) MS 및 RS는 공간적으로 분리됨으로써 상당한 간섭 격리가 존재한다.
(C) (1),(2),(3),(5) (6),(7),(9) RS1은 (3) 및 (7)에서 데이터를 수신한 다음 (5) 및 (9)에서 송신한다.
(D) (1),(2),(5) (6),(7) MS는 RS1을 경유하여 BS와 통신한다. RS로의 송신은 UL 서브프레임의 시작시에 발생하여, 충분한 RS 중계 처리 시간을 허용한다.
(E) (1),(2),(4) (6),(8) RS로부터 격리되지 않은 BS와 직접적으로 통신하는 MS들은, RS 간섭이 링크 성능을 열화시키는 것을 방지하기 위해, 구역들((4) & (8))을 이용한다.
(F) (1),(2),(5) (6),(7) RS1 및 RS2는, RS1이 RS1을 경유하여 접속된 MS들과의 통신에 이용하는 것과 동일한 구역들을 이용하여 통신한다.
(G) (1),(2),(3) (6),(9) RS2는 구역들((3) 및 (9))을 이용하여 MS와 통신한다.
표 2. 하나의 셀 내에서의 구역 이용의 일례에 대한 설명
본 발명의 실시예들은 하드웨어로, 하나 이상의 프로세서들에서 실행중인 소프트웨어 모듈들로서, 또는 그것에 관한 조합으로 구현될 수도 있다. 다시 말해, 당업자들이라면, 마이크로프로세서 또는 DSP(digital signal processor)가, 본 발명을 구체화하는 송신기의 기능성 중 일부 또는 전부를 구현하는데 실질적으로 이용될 수도 있다는 것을 알 수 있을 것이다. 발명은 여기에서 설명된 방법들 중 어떤 것의 일부 또는 전부를 수행하기 위한 하나 이상의 디바이스 또는 장치 프로그램들(예를 들어, 컴퓨터 프로그램들 및 컴퓨터 프로그램 제품들)로서 구체화될 수도 있다. 본 발명을 구현하는 그러한 프로그램들은 컴퓨터 판독 가능 매체들에 저장될 수 있거나, 예를 들어, 하나 이상의 신호들의 형태일 수 있다. 그러한 신호들은 인터넷 웹사이트로부터 다운로드 가능한 데이터 신호들일 수 있거나, 반송파 신호를 통해 또는 임의의 다른 형태로 제공될 수도 있다.
도 1은 프레임 구조를 나타내는 도면.
도 2는 각 구역 내에서의 노드 활동을 나타내는 도면.
도 3은 하나의 셀 내에서의 구역 이용의 일례를 나타내는 도면.
도 4는 단일-셀 2-홉 무선 통신 시스템을 나타내는 도면.
도 5는 중계국들의 용례들을 나타내는 도면.
도 6은 IEEE 802.16 표준의 OFDMA 물리 계층 모드에서 이용되는 단일 홉의 TDD 프레임 구조를 나타내는 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
B : 브로드캐스트 구역
C : 제어 송신 구역
T : 데이터 전달 송신 구역

Claims (25)

  1. 멀티-홉 무선 통신 시스템에서 이용하기 위한 송신 방법으로서,
    상기 시스템은 발신 장치, 착신 장치, 및 2개 이상의 중간 장치들을 구비하며, 상기 발신 장치는 상기 발신 장치로부터 각각의 중간 장치를 경유하여 상기 착신 장치에 달하는 통신 경로를 형성하는 일련의 링크들을 따라 정보를 송신하도록 동작할 수 있고, 각각의 중간 장치는 상기 경로를 따라 이전 장치로부터 정보를 수신하고 수신된 정보를 상기 경로를 따라 후속 장치로 송신하도록 동작할 수 있으며, 상기 시스템은 이산 송신 구간 동안 이용 가능한 송신 주파수 대역폭을 할당하는 데 이용하기 위한 시간-주파수 포맷으로의 액세스를 갖고, 상기 포맷은 상기 송신 구간 내에 복수의 송신 창(transmission window)을 규정하며, 각각의 창은 상기 송신 구간의 상이한 부분을 차지하고 상기 송신 구간의 상이한 부분에 걸쳐 상기 이용 가능한 송신 주파수 대역폭 내에 주파수 대역폭 프로파일을 가지며, 각각의 상기 창은 상기 송신 구간 동안 송신에 이용하기 위해 상기 장치들 중 하나에 할당 가능하고,
    상기 방법은,
    하나 이상의 상기 송신 구간들 동안 상기 포맷을 이용하여, 링크 단위로 연속적인 송신 신호들의 세트로서 적어도 3개의 연속적인 상기 링크들을 따라 정보를 송신하는 단계 - 각각의 상기 신호는 상기 구간(들)의 이용 가능한 송신 창에서 송신되고, 상기 신호들 중 적어도 2개는 동일한 상기 송신 구간 동안 송신됨으로써, 상기 정보는 연속적인 상기 링크들의 수보다 적은 송신 구간들에서 연속적인 상기 링크들을 따라 송신됨 -
    를 포함하는 송신 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 송신 창들 중 적어도 2개의 주파수 대역폭 프로파일들은 상기 이용 가능한 송신 주파수 대역폭의 공통 부분을 포함하는 송신 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 송신 창들 중 적어도 2개의 주파수 대역폭 프로파일들은 각각의 구간 부분에 대하여 실질적으로 상기 송신 주파수 대역폭 전체에 걸쳐 연장되는 송신 방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 송신 이전에, 상기 포맷을 이용하여, 특정 송신 구간의 특정 송신 창을 연속적인 상기 링크들 상의 제1 장치에 할당하여, 상기 제1 장치로부터 상기 경로를 따라 한 링크 후속하는 장치인 연속적인 상기 링크들 상의 제2 장치로 상기 정보를 송신하게 하고, 상기 특정 송신 구간의 후속하는 송신 창을 상기 제2 장치에 할당하여, 상기 제2 장치로부터 상기 경로를 따라 한 링크 후속하는 장치인 연속적인 상기 링크들 상의 제3 장치로 상기 정보를 송신하게 하는 단계를 더 포함하는 송신 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 특정 송신 구간은 제1 송신 구간이고,
    상기 방법은,
    상기 송신 이전에, 상기 포맷을 이용하여, 상기 제1 송신 구간에 후속하는 제2 송신 구간의 특정 송신 창을 상기 제3 장치에 할당하여, 상기 제3 장치로부터 상기 경로를 따라 한 링크 후속하는 장치인 연속적인 상기 링크들 상의 제4 장치로 상기 정보를 송신하게 하는 단계를 더 포함하는 송신 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 시스템은 적어도 3개의 상기 중간 장치들을 구비하고,
    상기 방법은,
    상기 송신 이전에, 상기 포맷을 이용하여, 상기 제2 송신 구간의 후속하는 송신 창을 상기 제4 장치에 할당하여, 상기 제4 장치로부터 상기 경로를 따라 한 링크 후속하는 장치인 연속적인 상기 링크들 상의 제5 장치로 상기 정보를 송신하게 하는 단계를 더 포함하는 송신 방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 제1 및/또는 제2 송신 구간들 각각의 상기 특정 및 후속하는 송신 창들은, 관련된 송신 구간의 추가의 송신 창의 전 또는 후에 있는 송신 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    관련된 송신 구간의 추가의 송신 창에 대응하는 특정 송신 구간의 일부 동안에, 상기 제2 및/또는 제4 장치에서 처리를 행하여, 그 송신 구간의 특정 송신 창에서 수신되는 정보에 기초하여 그 송신 구간의 후속하는 송신 창에서 송신하기 위한 정보를 구성하는 단계를 더 포함하는 송신 방법.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 통신 경로는 간접적인 통신 경로이고, 상기 시스템은 적어도 추가의 착신 장치를 구비하며, 상기 발신 장치 또는 임의의 상기 중간 장치는 직접적인 통신 경로를 형성하는 대응 단일 링크를 따라 상기 또는 각각의 추가의 착신 장치로 직접 정보를 송신하도록 동작할 수 있는 송신 방법.
  10. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 송신 구간(들)의 상기 송신 창들 중 하나 이상에서 공간 분할 다중 접속 기술을 이용하는 단계를 포함하는 송신 방법.
  11. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 시간-주파수 포맷은 시분할 이중화(TDD) 통신 시스템에서의 다운링크 또는 업링크 서브프레임용의 포맷인 송신 방법.
  12. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 시스템은 OFDM 또는 OFDMA 시스템이고, 상기 시간-주파수 포맷은 OFDM 또는 OFDMA 시분할 이중화(TDD) 프레임의 OFDM 또는 OFDMA 다운링크 또는 업링크 서브프레임용의 포맷인 송신 방법.
  13. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 이산 송신 구간 각각은 서브프레임 주기인 송신 방법.
  14. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 송신 창 각각은 OFDM 또는 OFDMA 프레임 구조에서의 영역(region)을 포함하는 송신 방법.
  15. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 송신 창 각각은 OFDM 또는 OFDMA 프레임 구조에서의 구역(zone)을 포함하는 송신 방법.
  16. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 발신 장치는 기지국인 송신 방법.
  17. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 발신 장치는 사용자 단말기인 송신 방법.
  18. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 또는 각각의 착신 장치는 기지국인 송신 방법.
  19. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 또는 각각의 착신 장치는 사용자 단말기인 송신 방법.
  20. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 중간 장치 각각은 중계국인 송신 방법.
  21. 멀티-홉 무선 통신 시스템으로서,
    발신 장치, 착신 장치, 및 2개 이상의 중간 장치들 - 상기 발신 장치는 상기 발신 장치로부터 각각의 중간 장치를 경유하여 상기 착신 장치에 달하는 통신 경로를 형성하는 일련의 링크들을 따라 정보를 송신하도록 동작할 수 있고, 각각의 중간 장치는 상기 경로를 따라 이전 장치로부터 정보를 수신하고 수신된 정보를 상기 경로를 따라 후속 장치로 송신하도록 동작할 수 있음 - ;
    이산 송신 구간 동안 이용 가능한 송신 주파수 대역폭을 할당하는 데 이용하기 위한 시간-주파수 포맷을 액세스하도록 동작할 수 있는 포맷-액세스 수단 - 상기 포맷은 상기 송신 구간 내에 복수의 송신 창을 규정하며, 각각의 창은 상기 송신 구간의 상이한 부분을 차지하고 상기 송신 구간의 상이한 부분에 걸쳐 상기 이용 가능한 송신 주파수 대역폭 내에 주파수 대역폭 프로파일을 가지며, 각각의 상기 창은 상기 송신 구간 동안 송신에 이용하기 위해 상기 장치들 중 하나에 할당 가능함- ; 및
    하나 이상의 상기 송신 구간들 동안 상기 포맷을 이용하여, 링크 단위로 연속적인 송신 신호들의 세트로서 적어도 3개의 연속적인 상기 링크들을 따라 정보를 송신하도록 동작할 수 있는 송신 수단 - 각각의 상기 신호는 상기 구간(들)의 이용 가능한 송신 창에서 송신되고, 상기 신호들 중 적어도 2개는 동일한 상기 송신 구간 동안 송신됨으로써, 상기 정보는 단일 송신 구간에서 2개의 연속적인 상기 링크들을 따라 전달됨 -
    을 포함하는 멀티-홉 무선 통신 시스템.
  22. 멀티-홉 무선 통신 시스템의 컴퓨팅 디바이스들에서 실행될 경우, 상기 시스템으로 하여금 송신 방법을 실행하게 하는 한 벌의 컴퓨터 프로그램들을 저장한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체로서,
    상기 시스템은 발신 장치, 착신 장치, 및 2개 이상의 중간 장치들을 구비하며, 상기 발신 장치는 상기 발신 장치로부터 각각의 중간 장치를 경유하여 상기 착신 장치에 달하는 통신 경로를 형성하는 일련의 링크들을 따라 정보를 송신하도록 동작할 수 있고, 각각의 중간 장치는 상기 경로를 따라 이전 장치로부터 정보를 수신하고 수신된 정보를 상기 경로를 따라 후속 장치로 송신하도록 동작할 수 있으며, 상기 시스템은 이산 송신 구간 동안 이용 가능한 송신 주파수 대역폭을 할당하는 데 이용하기 위한 시간-주파수 포맷으로의 액세스를 갖고, 상기 포맷은 상기 송신 구간 내에 복수의 송신 창을 규정하며, 각각의 창은 상기 송신 구간의 상이한 부분을 차지하고 상기 송신 구간의 상이한 부분에 걸쳐 상기 이용 가능한 송신 주파수 대역폭 내에 주파수 대역폭 프로파일을 가지며, 각각의 상기 창은 상기 송신 구간 동안 송신에 이용하기 위해 상기 장치들 중 하나에 할당 가능하고,
    상기 방법은,
    하나 이상의 상기 송신 구간들 동안 상기 포맷을 이용하여, 링크 단위로 연속적인 송신 신호들의 세트로서 적어도 3개의 연속적인 상기 링크들을 따라 정보를 송신하는 단계 - 각각의 상기 신호는 상기 구간(들)의 이용 가능한 송신 창에서 송신되고, 상기 신호들 중 적어도 2개는 동일한 상기 송신 구간 동안 송신됨으로써, 상기 정보는 연속적인 상기 링크들의 수보다 적은 송신 구간들에서 연속적인 상기 링크들을 따라 송신됨 -
    를 포함하는 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체.
  23. 멀티-홉 무선 통신 시스템에서 이용하기 위한 특정 중간 장치로서,
    상기 시스템은 발신 장치, 적어도 하나의 다른 중간 장치, 및 착신 장치를 더 구비하며, 상기 발신 장치는 상기 발신 장치로부터 각각의 중간 장치를 경유하여 상기 착신 장치에 달하는 통신 경로를 형성하는 일련의 링크들을 따라 정보를 송신하도록 동작할 수 있고, 각각의 중간 장치는 상기 경로를 따라 이전 장치로부터 정보를 수신하고 수신된 정보를 상기 경로를 따라 후속 장치로 송신하도록 동작할 수 있으며,
    상기 특정 중간 장치는,
    이산 송신 구간 동안 이용 가능한 송신 주파수 대역폭을 할당하는 데 이용하기 위한 시간-주파수 포맷을 액세스하도록 동작할 수 있는 포맷-액세스 수단 - 상기 포맷은 상기 송신 구간 내에 복수의 송신 창을 규정하며, 각각의 창은 상기 송신 구간의 상이한 부분을 차지하고 상기 송신 구간의 상이한 부분에 걸쳐 상기 이용 가능한 송신 주파수 대역폭 내에 주파수 대역폭 프로파일을 가지며, 각각의 상기 창은 상기 송신 구간 동안 송신에 이용하기 위해 상기 장치들 중 하나에 할당 가능함- ; 및
    하나의 상기 송신 구간 동안 상기 포맷을 이용하여, 상기 구간의 이용 가능한 송신 창에서 정보를 수신하고 동일한 상기 송신 구간 동안 나중의 이용 가능한 송신 창에서 상기 정보를 송신하여, 상기 정보가 단일 송신 구간에서 2개의 연속적인 상기 링크들을 따라 전달되고, 상기 정보가 다른 중간 장치로부터 수신 및/또는 다른 중간 장치에 송신되도록 동작할 수 있는 송수신기 수단
    을 포함하는 특정 중간 장치.
  24. 멀티-홉 무선 통신 시스템의 중간 장치에서 이용하기 위한 방법으로서,
    상기 시스템은 발신 장치, 적어도 하나의 다른 중간 장치, 및 착신 장치를 더 구비하며, 상기 발신 장치는 상기 발신 장치로부터 각각의 중간 장치를 경유하여 상기 착신 장치에 달하는 통신 경로를 형성하는 일련의 링크들을 따라 정보를 송신하도록 동작할 수 있고, 각각의 중간 장치는 상기 경로를 따라 이전 장치로부터 정보를 수신하고 수신된 정보를 상기 경로를 따라 후속 장치로 송신하도록 동작할 수 있으며,
    상기 방법은,
    이산 송신 구간 동안 이용 가능한 송신 주파수 대역폭을 할당하는 데 이용하기 위한 시간-주파수 포맷을 액세스하는 단계 - 상기 포맷은 상기 송신 구간 내에 복수의 송신 창을 규정하며, 각각의 창은 상기 송신 구간의 상이한 부분을 차지하고 상기 송신 구간의 상이한 부분에 걸쳐 상기 이용 가능한 송신 주파수 대역폭 내에 주파수 대역폭 프로파일을 가지며, 각각의 상기 창은 상기 송신 구간 동안 송신에 이용하기 위해 상기 장치들 중 하나에 할당 가능함- ; 및
    하나의 상기 송신 구간 동안 상기 포맷을 이용하여, 상기 구간의 이용 가능한 송신 창에서 정보를 수신하고 동일한 상기 송신 구간 동안 나중의 이용 가능한 송신 창에서 상기 정보를 송신하여, 상기 정보가 단일 송신 구간에서 2개의 연속적인 상기 링크들을 따라 전달되고, 상기 정보가 다른 중간 장치로부터 수신 및/또는 다른 중간 장치에 송신되도록 하는 단계
    를 포함하는 방법.
  25. 멀티-홉 무선 통신 시스템의 중간 장치의 컴퓨팅 디바이스에서 실행될 경우, 상기 중간 장치로 하여금 송신 방법을 실행하게 하는 컴퓨터 프로그램을 저장한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체로서,
    상기 시스템은 발신 장치, 적어도 하나의 다른 중간 장치, 및 착신 장치를 더 구비하며, 상기 발신 장치는 상기 발신 장치로부터 각각의 중간 장치를 경유하여 상기 착신 장치에 달하는 통신 경로를 형성하는 일련의 링크들을 따라 정보를 송신하도록 동작할 수 있고, 각각의 중간 장치는 상기 경로를 따라 이전 장치로부터 정보를 수신하고 수신된 정보를 상기 경로를 따라 후속 장치로 송신하도록 동작할 수 있으며,
    상기 방법은,
    이산 송신 구간 동안 이용 가능한 송신 주파수 대역폭을 할당하는 데 이용하기 위한 시간-주파수 포맷을 액세스하는 단계 - 상기 포맷은 상기 송신 구간 내에 복수의 송신 창을 규정하며, 각각의 창은 상기 송신 구간의 상이한 부분을 차지하고 상기 송신 구간의 상이한 부분에 걸쳐 상기 이용 가능한 송신 주파수 대역폭 내에 주파수 대역폭 프로파일을 가지며, 각각의 상기 창은 상기 송신 구간 동안 송신에 이용하기 위해 상기 장치들 중 하나에 할당 가능함- ; 및
    하나의 상기 송신 구간 동안 상기 포맷을 이용하여, 상기 구간의 이용 가능한 송신 창에서 정보를 수신하고 동일한 상기 송신 구간 동안 나중의 이용 가능한 송신 창에서 상기 정보를 송신하여, 상기 정보가 단일 송신 구간에서 2개의 연속적인 상기 링크들을 따라 전달되고, 상기 정보가 다른 중간 장치로부터 수신 및/또는 다른 중간 장치에 송신되도록 하는 단계
    를 포함하는 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체.
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