KR101038072B1 - 다중 홉 기반 무선 메쉬 환경에서의 고속 데이터 통신을 위한 통신 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 무선으로 구성된 다중 홉 환경에서 다수 채널을 사용하는 다중 라디오 및 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)을 물리계층으로 가짐으로써 고속의 데이터 통신을 가능하게 하는 셀룰러 메쉬 백본(cellular mesh backbone)이라는 통신 시스템에 관한 것이다.

수 Mbps의 고속 데이터 통신의 무선 백본망을 구성하기 위해서는 각 노드 간 튼튼한 무선 링크로 연결되어 있어야 하며, 백본망에서 바로 연결된 하부 액세스망을 지원할 수 있어야 한다.

본 발명은 이러한 필요조건을 충족시키기 위해 백본 노드(backbone node)에게 셀 클러스터링(cell clustering) 기법을 사용하여 독립적인 주파수-시간(frequency-time) 자원을 할당해 줌으로써 인접 백본 노드와 통신할 때 간섭 및 충돌이 없는 신뢰성 있는 데이터 전송을 수행한다.

또한, 위성을 이용한 위성형 연계 노드, 무인정찰기(UAV: Unmanned Aerial Vehicle)로 구성된 공중형 연계 노드, 이동형 기지국으로 구성된 지상형 연계 노드 같은 다수 종의 연계(Relay) 노드를 이용하여 무선 백본망에서 필요한 생존성 및 신뢰성을 높이고, 더불어 전송 범위를 확장한다.

본 발명은 무선으로 구성된 다중 홉망에서 고속의 데이터 통신이 가능하다는 점 때문에 차세대 상용 셀룰러망 환경, 군 전술망 환경, 사막 지형 환경등과 같은 다양한 환경에서도 응용하여 적용 가능하다.

Description

다중 홉 기반 무선 메쉬 환경에서의 고속 데이터 통신을 위한 통신 시스템{System of communication for fast data transmission in multi-hop wireless mesh network}

본 발명은 무선으로 구성된 다중 홉 환경에서 고속의 데이터 통신을 가능하게 하기 위하여 고안된 셀룰러 메쉬 백본(cellular mesh backbone)이라는 통신 시스템에 관한 것이다.

또한 본 발명은 지식경제부의 대학 IT 연구센터 육성 지원 사업의 일환으로 정보통신연구진흥원이 주관하는 연구사업을 수행한 결과로부터 도출된 것이다[과제관리번호: IITA-2008-C1090-0801-0003, 과제명: 국방 IT 전술통신 기술 연구].

도 1은 종래의 셀룰러망에 대한 구조를 나타내는 도면이며, 도 2는 종래의 무선 메쉬망에 대한 구조를 나타내는 도면이다.

종래의 클러스터링 기법을 이용하여 인접 셀과 다른 주파수 자원을 할당받아 데이터 통신을 지원하는 통신 시스템을 구성하는 방안으로 [도 1]과 같이 WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access) 기반 셀룰러망(cellular network)이 존재한다. 그러나 이 WCDMA 기반 셀룰러망은 하부 액세스망으로의 데이터 통신 지원만 코드 기반 무선 통신을 사용하고 셀룰러망으로 들어온 데이터 트래픽은 MSC(Mobile Switching Center)를 통하여 유선망을 통해 전달되는 방식으로 시스템이 구성되기 때문에 무선으로만 구성된 통신 시스템이라고 보기는 어렵다.

또한 셀룰러망의 구성 목적이 다수의 사용자를 지원하는 통신 시스템을 구축하는 것이 목표이기 때문에 고속의 데이터 전송을 위한 백본망의 형성을 목적으로 하는 통신 시스템 구조에는 맞지 않다.

또한 다중 홉에서의 데이터 통신을 목적으로 통신 시스템을 구성한 방안으로 [도 2]와 같이 무선 메쉬망(WMN: Wireless Mesh Network)이 존재한다. 무선 메쉬망은 애드-혹(ad-hoc) 네트워크의 일종으로 다수 홉으로 구성된 환경에서 음성 및 데이터 전송을 위해 주위 노드와 긴밀하게 연결된 망을 의미한다. 무선 메쉬망은 간단하고 확장성 있는 전송환경을 위해 주위 노드와 기본적으로 랜덤한 접속 방식인 CSMA(Carrier Sensing Multiple Access) 기법을 이용하여 연결을 맺는다.

하지만 무선 다중 홉을 기반으로 하는 백본망 환경에서는 CSMA 기법과 같이 간단하고 확장성이 있는 전송 기법은 고속의 데이터 전송을 보장해 주기 힘든 구조이다. 또한 인접한 노드와 같은 주파수-시간 자원을 공유하여 랜덤하게 자원을 할당받는 통신 시스템 구조로는 간섭(interference) 및 충돌(collision)이 발생할 수 있으므로, 신뢰성 있는 고속의 데이터 전송을 하기 힘든 구조이다.

본 발명의 목적은 무선 다중 홉 환경에서 다수의 채널을 사용하는 다중 라디오 및 OFDM을 물리계층으로 사용하는 통신 시스템을 구축하는 것이다. 그 주된 목적은 상기 종래의 시스템에서 지원하지 못하는 수 Mbps의 고속 데이터 통신이 가능한 신뢰성 있는 무선 백본망을 구축하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 다수 종의 무선 연계 노드를 이용하여 무선 백본망의 생존성 및 신뢰성을 높이며 전송 도달범위까지 확대하는 것이다. 무선 연계 노드는 전송 도달범위를 확대하는 일반적인 목적 이외에도, 전송경로 도중에 위치한 무선 백본망의 백본 노드가 전송불가 상태가 되었을 때, 위치나 거리상 주위 연결 지상 노드가 없을 때, 위성 또는 공중 또는 지상의 연계 노드를 이용하여 전송 연결을 유지함으로써 생존성을 향상시킬 수 있다. 또한 인접 노드로 송신한 신호의 수신 신호가 약한 경우에 연계 노드를 이용하여 전송 신호를 증폭시키는 효과로 인해 데이터 전송의 신뢰성을 향상시킨다.

본 발명의 또 다른 목적은 다수의 채널을 사용하는 다중 라디오 환경에서 셀 클러스터링 기반의 기술을 사용하여 인접 셀 간 간섭 및 충돌을 피할 수 있는 주파수-시간 자원을 할당한다. 할당받은 독립적인 주파수-시간 자원을 사용함으로써 백본망에 포함된 백본 노드가 인접한 주위 노드에게 전송함으로써 동일한 주파수-시간을 공유하여 사용할 때 발생 가능한 간섭 및 충돌로 인해 주위 노드로의 데이터 전송에 신뢰성이 보장 받을 수 없는 문제를 해결한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 홉 기반 무선 메쉬 환경에서의 고속 데이터 통신을 위한 통신 시스템은 무선 다중 홉 환경의 액세스망에서 발생한 트래픽을 수집 또는 처리하여 다른 노드로 데이터를 전송하는 역할을 수행하는 백본 노드(backbone node); 및 인접한 다른 노드에서 전송 가능한 범위 밖에 존재하는 상기 백본 노드로 데이터를 전송하기 위한 연계 노드(relay node)를 포함하며, 상기 백본 노드는 하나의 전송 안테나와 복수개의 수신 안테나를 이용하여 다중 채널로 동시에 전송되는 데이터 신호를 수신하고, OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 기반의 다중접속 방식을 이용하는 것을 특징으로 한다.

상기 백본 노드는 적어도 하나 이상의 인터페이스를 장착하여 하부 액세스망을 구성하고 동시에 라우터 역할을 수행하며, 상기 백본 노드에 장착되는 인터페이스는 상기 액세스망을 지원하기 위한 AP(Access Point) 인터페이스, 복수개의 연계 노드와의 통신을 지원하기 위한 연계 인터페이스 및 유선망과 연계할 수 있는 게이트웨이 인터페이스 중 적어도 하나 이상을 포함하는 것이 바람직하다.

상기 연계 노드는 지상형, 공중형 및 위성형 연계 노드 중 적어도 하나 이상을 포함하고, 상기 연계 노드에 구비된 안테나를 이용하여 상기 백본 노드에 대하여 가상의 다중 안테나를 구성함으로써 인접 노드에 송신된 신호의 수신 신호가 약한 경우에 상기 송신된 신호의 세기를 증폭시키며, 독립적인 무선 통신 자원을 할당받지 않고 연계를 요청한 다른 백본 노드의 자원을 공유하는 것이 바람직하다.

상기 백본 노드는 다수의 채널을 사용하는 다중 라디오 환경에서 중앙집중식 자원 할당 방식인 셀 클러스터링을 이용한 독립적인 주파수-시간 자원을 할당받아 인접 노드로부터의 신호 간섭을 회피하여 다른 노드로 데이터를 전송하는 것이 바람직하다.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 도면에 기재된 내용을 참조하여야 한다.

본 발명은 이하 서술한 전형적인 실시 예들에만 한정되는 것이 아니라 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지로 개량, 변경, 대체 또는 부가하여 실시할 수 있는 것임은 당해 기술 분야에 통상의 지식을 가진 자라면 용이하게 이해할 수 있을 것이다. 이러한 개량, 변경, 대체 또는 부가에 의한 실시가 이하의 첨부된 특허 청구 범위의 범주에 속하는 것이라면 그 기술사상 역시 본 발명에 속하는 것으로 보아야 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라, 다중 홉 구조의 셀룰러 메쉬 백본 시스템의 구성을 나타내는 도면이며, 도 4는 백본 노드에 장착되는 다양한 인터페이스 및 통신 시스템 구조를 보다 구체적으로 나타내는 도면이다.

본 발명은 무선 다중 홉 환경에서 수 Mbps의 고속의 데이터 통신을 지원하기 위해 물리 계층으로 다수의 채널을 사용하는 다중 라디오와 함께 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)을 기반으로 하는 무선 백본망을 구성하는 것이 목적이며, 특히 다수 종의 연계(relay) 노드를 사용함으로써 백본망의 생존성(survivability)과 신뢰성(reliability)을 높일 수 있으며 전송 도달범위까지 확대할 수 있는 장점을 가진다. 이러한 통신 시스템을 구성하는데 있어 기존 셀룰러망에서 사용하는 클러스터링 기반의 기술을 사용하여 인접 셀 간 간섭이 없는 주파수-시간 자원을 할당할 수 있다.

이와같은 목적을 달성하기 위해 본 발명의 환경은 [도 3]와 같이 무선 다중 홉으로 구성된 백본망과 백본망의 각 백본 노드는 하부 액세스망을 구성할 수 있으며, 각 하부 액세스망에 있는 단말들은 백본망을 통해 다른 백본 노드에 하부에 위치한 단말들과 통신이 가능하다. 각 백본 노드는 하부 액세스망과 다양한 상용 무선 프로토콜을 사용하여 통신할 수 있으며, 이는 백본망에서 사용하는 통신 프로토콜 및 주파수-시간 자원과 독립적으로 사용된다. 백본 노드는 액세스망에서 발생한 트래픽을 수집, 처리하여 다른 백본 노드로 전송하는 역할을 수행한다.

본 발명은 크게 두 가지 구성요소로 구성되어 있다.

(i)다양한 인터페이스를 장착하여 하부 액세스망 구성 및 라우터 역할을 수행하는 백본 노드와 (ii)인접 노드에서 전송의 도달범위 확장, 신뢰성 및 생존성 향상을 목적으로 하는 연계 노드로 구성된다.

백본 노드는 전송해야할 트래픽의 전송경로를 스스로 결정하여 주위 연결된 백본 노드들을 통해 목적 노드로 전송하는 라우터의 역할을 수행한다. 또한 백본 노드는 인접 노드들을 고려하여 간섭이 없는 독립적인 주파수-시간 자원을 할당받아 통신한다. 연계 노드는 지상 차량에 부착되어 이동이 가능한 지상형 연계 노드, 위성을 이용한 위성형 연계 노드, 무인 정찰기(UAV: Unmanned Aerial Vehicle)에 부착된 공중형 연계 노드와 같은 다양한 형태가 있다. 이와 같은 연계 노드는 기본적으로 전송 도달범위 밖에 존재하는 인접 백본 노드로의 전송을 위하여 사용된다. 또한 전송 경로에 위치한 백본 노드가 전송이 불가능한 경우 다수 종의 연계 노드를 통해 전송 도달범위 밖에 존재한 백본 노드와 연결을 해줌으로 인해 생존성을 증가시킬 수 있다. 또한 인접 백본 노드에서의 수신 신호 세기가 약한 경우 연계 노드의 안테나를 이용하여 가상의 다중안테나를 구성하여 인접 노드로 데이터 전송의 신뢰성을 증가시킬 수 있다. 이러한 연계 노드는 해당 목적을 달성하기 위해 독립적인 자원을 할당받지 아니하고 연계를 요청한 백본 노드의 자원을 공유하여 트래픽을 전송한다.

본 발명을 구성하는 백본 노드는 [도 4]와 같이 다양한 인터페이스를 장착하여 소기의 목적을 달성할 수 있다. 백본 노드에 장착 가능한 인터페이스 종류는 다음과 같다.

- 액세스망을 지원하기 위한 AP(Access Point) 인터페이스.

- 지상형, 공중형, 위성형과 같은 다수 종의 연계 노드와 통신을 지원하기 위한 연계 인터페이스.

- 기존 유선망과 연계할 수 있는 게이트웨이 인터페이스.

이와 같은 다수 종의 인터페이스가 하나의 백본 노드에 동시에 장착하여 동작할 수 있다.

한편, 본 발명은 무선 다중 홉 환경에서 수 Mbps의 고속 데이터 전송률을 보 장하기 위해 다수 채널을 사용하는 다중 라디오와 함께 OFDM을 기반으로 하는 물리계층을 고려한다. 백본 노드는 하나의 전송 안테나와 다수의 수신 안테나를 이용하여 동시에 다중 채널로 들어오는 신호를 수신할 수 있으며 OFDM을 기반으로 다중접속 방식을 이용한다. 각 백본 노드는 고속의 데이터 전송을 보장하기 위해서 기존 무선 메쉬망에서 사용한 분산 방식의 자원할당 방식이 아닌 중앙집중식 방식인 셀 클러스터링 기법 기반의 기술을 사용하여 독립적인 주파수-시간 자원을 할당받는다. 할당받은 주파수-시간 자원을 이용하여 주위 노드에게 전송할 트래픽을 전송 종류에 따라 분류하여 브로드캐스트/멀티캐스트 및 유니캐스트 방식을 사용하여 전송한다.

본 발명은 다양한 응용예를 통해 여러 환경 모델에 적용할 수 있다.

먼저, 상용 셀룰러망 환경에서 본 발명은 [도 5]와 같이 기존 셀룰러망에 적용이 가능하다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라, 상용 셀룰러망 환경에 적용시킨 경우를 나타내는 도면이다. 기존 셀룰러망에서 지원되던 기지국간 유선으로 연결된 부분을 무선 다중 홉 기반의 셀룰러 메쉬 백본을 사용하여 구축하여 하부 액세스망의 단말들의 음성 및 데이터 전송을 무선으로 지원할 수 있다. 무선으로 연결된 백본망은 게이트웨이 인터페이스를 사용하는 백본 노드를 통하여 기존 유선망과 결합하여 외부의 음성망과도 접속할 수 있다.

한편, 군 전술 환경에서 본 발명은 [도 6]과 같이 군 전술망에 적용이 가능하다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라, 군 전술 환경에 적용시킨 경우를 나타내는 도면이다. 본 발명의 생존성과 신뢰성이 높은 고속의 데이터 전송이 가능한 특징을 이용하여 군 전술망 구축에 적용이 가능하다. 또한 위성형 및 공중형 연계 노드를 이용한 연계 기술사용이 가능한 군 특성상 적으로부터의 공격 혹은 재밍으로 인해 일부 지역의 백본 노드가 사용 불가능 한 경우 쉽게 연계 노드를 이용하여 백본망의 생존성 및 신뢰성을 높일 수 있다. 또한 산악지형과 같은 지형으로 인해 백본 노드를 설치가 힘든 환경에서는 지상형 연계 노드를 설치하여 전송 범위를 확장하여 사용할 수 있다.

또한, 사막 환경에서 본 발명은 [도 7]과 같이 통신 인프라가 구축되지 못한 사막 환경에 적용이 가능하다. 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라, 사막 환경에 적용시킨 경우를 나타내는 도면이다. 사막을 횡단하여 통신이 가능하도록 구성해야하는 사막 환경에서는 통신 인프라를 구축하기 위한 비용이 매우 크다. 본 발명은 액세스 단말이 거의 필요 없는 사막과 같은 경우에서는 연계 노드를 이용한 백본망을 구축하여 비용절감의 목표를 달성할 수 있다. 이와 같이 유선망을 구축하기에 사용자 분포 환경이 특수하여 통신 인프라 구축에 비용이 많이 드는 경우에 본 발명을 적용함으로써 비용을 절감할 수 있다.

상기와 같이 설명한 본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 무선 다중 홉 환경에서 다수의 채널을 사용하는 다중 라디오 및 OFDM을 물리계층으로 사용하여 주파수-시간 자원을 할당받아 고속의 데이터 전송을 수행하는 통신 시스템을 구축할 수 있다. 본 발명에서 제안한 셀룰러 메쉬 백본 통신 시스템 구조를 사용하여 얻는 이득은 다음과 같다.

첫 번째는 다수 채널을 사용하는 다중 라디오 및 OFDM 기반의 물리계층을 사 용함으로써 고속의 데이터 통신으로 통신 시스템 전체의 처리량을 향상시키는 효과가 있다. 이는 기존 단일 채널에서 랜덤한 방식으로 채널에 접근하여 사용하는 방식 보다 할당받은 채널의 사용효율을 높여 전체적인 시스템의 성능을 향상시킬 수 있다.

두 번째는 다양한 종의 무선 연계 노드를 사용함으로써 전송 도달범위를 높여 통신 시스템의 생존성을 향상 시키고 데이터가 끊김없이(seamless) 전송되는 효과가 있다. 전송경로 도중에 위치한 무선 백본망의 백본 노드가 사용이 불가능한 상태이거나 전송 도달범위를 벗어난 위치에 백본 노드가 위치할 때, 다양한 연계 노드를 이용하여 백본망의 생존성을 높이고 데이터가 목적 백본 노드까지 끊김없이 전송되는 효과가 있다. 또한 인접 백본 노드에서의 수신 신호 세기가 약한 경우 연계 노드의 안테나를 이용하여 가상의 다중안테나를 구성하여 인접 노드로 데이터 전송의 신뢰성을 증가시킬 수 있다.

세 번째는 인접 노드로의 전송시 간섭이나 충돌이 없는 독립적인 자원을 할당받아 데이터 전송의 신뢰성을 더욱 향상시킬 수 있다. 이는 다수 채널 기반 다중 라디오를 사용하는 환경에서 간섭 및 충돌을 피할 수 있는 주파수-시간 자원을 할당하여 줌으로써 백본 노드가 인접노드로 데이터를 전송할 때 자원을 사용하는데 있어 신뢰성을 보장받을 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 고속 데이터 통신을 위한 통신 시스템을 구축히기 위해 사용되는 데이터의 구조는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 여러 수단을 통하여 기록될 수 있다.

상기 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 마그네틱 저장매체(예를 들면, 롬, 플로피 디스크, 하드디스크 등), 광학적 판독 매체(예를 들면, 시디롬, 디브이디 등) 및 캐리어 웨이브(예를 들면, 인터넷을 통한 전송)와 같은 저장매체를 포함한다.

이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

도 1은 종래의 셀룰러망에 대한 구조를 나타내는 도면이다.

도 2는 종래의 무선 메쉬망에 대한 구조를 나타내는 도면이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라, 다중 홉 구조의 셀룰러 메쉬 백본 시스템의 구성을 나타내는 도면이다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라, 백본 노드에 장착되는 다양한 인터페이스 및 통신 시스템 구조를 보다 구체적으로 나타내는 도면이다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라, 상용 셀룰러망 환경에 적용시킨 경우를 나타내는 도면이다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라, 군 전술 환경에 적용시킨 경우를 나타내는 도면이다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라, 사막 환경에 적용시킨 경우를 나타내는 도면이다.

상기 몇 개의 도면에 있어서 대응하는 도면 번호는 대응하는 부분을 가리킨다. 도면이 본 발명의 실시예들을 나타내고 있지만, 도면이 축척에 따라 도시된 것은 아니며 본 발명을 보다 잘 나타내고 설명하기 위해 어떤 특징부는 과장되어 있을 수 있다.

Claims (4)

1. 무선 다중 홉 환경의 액세스망에서 발생한 트래픽을 수집 또는 처리하여 다른 백본 노드로 데이터를 전송하는 역할을 수행하는 백본 노드(backbone node); 및

   상기 백본 노드로부터 한 번에 전송 가능한 범위 내 위치하는 인접 백본 노드에서 전송 가능한 범위 밖에 존재하는 상기 백본 노드로 데이터를 전송하기 위한 연계 노드(relay node)를 포함하며,

   상기 백본 노드는 하나의 전송 안테나와 복수개의 수신 안테나를 이용하여 다중 채널로 동시에 전송되는 데이터 신호를 수신하고, OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 기반의 다중접속 방식을 이용하며,

   상기 연계 노드는 지상형, 공중형 및 위성형 연계 노드 중 적어도 하나 이상을 포함하고, 상기 연계 노드에 구비된 안테나를 이용하여 상기 백본 노드에 대하여 가상의 다중 안테나를 구성함으로써 인접 노드에 송신된 신호의 수신 신호가 약한 경우에 상기 송신된 신호의 세기를 증폭시키며, 독립적인 무선 통신 자원을 할당받지 않고 연계를 요청한 다른 백본 노드의 자원을 공유하는 것을 특징으로 하는 다중 홉 기반 무선 메쉬 환경에서의 고속 데이터 통신을 위한 통신 시스템.
2. 제1항에 있어서,

   상기 백본 노드는 적어도 하나 이상의 인터페이스를 장착하여 하부 액세스망을 구성하고 동시에 라우터 역할을 수행하며,

   상기 백본 노드에 장착되는 인터페이스는 상기 액세스망을 지원하기 위한 AP(Access Point) 인터페이스, 복수개의 연계 노드와의 통신을 지원하기 위한 연계 인터페이스 및 유선망과 연계할 수 있는 게이트웨이 인터페이스 중 적어도 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 홉 기반 무선 메쉬 환경에서의 고속 데이터 통신을 위한 통신 시스템.
3. 무선 다중 홉 환경의 액세스망에서 발생한 트래픽을 수집 또는 처리하여 다른 백본 노드로 데이터를 전송하는 역할을 수행하는 백본 노드(backbone node); 및

   상기 백본 노드로부터 한 번에 전송 가능한 범위 내 위치하는 인접 백본 노드에서 전송 가능한 범위 밖에 존재하는 상기 백본 노드로 데이터를 전송하기 위한 연계 노드(relay node)를 포함하며,

   상기 백본 노드는 하나의 전송 안테나와 복수개의 수신 안테나를 이용하여 다중 채널로 동시에 전송되는 데이터 신호를 수신하고, OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 기반의 다중접속 방식을 이용하며,

   상기 백본 노드는 다수의 채널을 사용하는 다중 라디오 환경에서 중앙집중식 자원 할당 방식인 셀 클러스터링을 이용한 독립적인 주파수-시간 자원을 할당받아 상기 인접 백본 노드로부터의 신호 간섭을 회피하여 상기 다른 백본 노드로 데이터를 전송하는 것을 특징으로 하는 다중 홉 기반 무선 메쉬 환경에서의 고속 데이터 통신을 위한 통신 시스템.
4. 제3항에 있어서,

   상기 백본 노드는 적어도 하나 이상의 인터페이스를 장착하여 하부 액세스망을 구성하고 동시에 라우터 역할을 수행하며,

   상기 백본 노드에 장착되는 인터페이스는 상기 액세스망을 지원하기 위한 AP(Access Point) 인터페이스, 복수개의 연계 노드와의 통신을 지원하기 위한 연계 인터페이스 및 유선망과 연계할 수 있는 게이트웨이 인터페이스 중 적어도 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 홉 기반 무선 메쉬 환경에서의 고속 데이터 통신을 위한 통신 시스템.

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