KR101287709B1 - 통신 시스템들 - Google Patents

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KR101287709B1
KR101287709B1 KR1020100092836A KR20100092836A KR101287709B1 KR 101287709 B1 KR101287709 B1 KR 101287709B1 KR 1020100092836 A KR1020100092836 A KR 1020100092836A KR 20100092836 A KR20100092836 A KR 20100092836A KR 101287709 B1 KR101287709 B1 KR 101287709B1
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마이클 존 빔스 하트
유에펭 조우
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후지쯔 가부시끼가이샤
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Abstract

멀티-홉 무선 통신 시스템에서 이용하기 위한 송신 방법으로서, 상기 시스템은 발신 장치, 착신 장치, 및 하나 이상의 중간 장치들을 포함하며, 상기 발신 장치는 상기 발신 장치로부터 상기 또는 각각의 중간 장치를 경유하여 상기 착신 장치까지 확장하는 통신 경로를 형성하는 일련의 링크들을 따라 송신하도록 동작할 수 있고, 상기 또는 각각의 중간 장치는 상기 경로를 따라 선행 장치로부터 수신하고 상기 경로를 따라 후속 장치로 송신하도록 동작할 수 있으며, 상기 시스템은 별개 송신 구간 동안 이용 가능한 송신 주파수 대역폭을 할당하는데 이용하기 위한 시간-주파수 포맷으로의 액세스를 갖고, 상기 포맷은 그러한 구간 내에 복수개의 송신 창을 정의하며, 각 창은 그 구간의 일부분을 차지하며 상기 이용 가능한 송신 주파수 대역폭 내에 그 구간의 일부분에 대한 주파수 대역폭 프로파일을 가지며, 상기 창 각각은 송신시 사용을 위해 그러한 송신 구간 동안 상기 장치들 중 하나 이상에 할당 가능하고, 상기 송신 창들은 제어 정보 송신을 위한 초기 제어 창 및 상기 발신 장치에 의한 유일한 중간 장치 또는 상기 중간 장치들 중 하나 이상으로의 송신을 위한 중계 창을 포함하며, 상기 중계 창은 송신을 위해 상기 발신 장치로 할당 가능한 상기 별개 송신 구간에서의 마지막 창으로서 정의되고, 상기 방법은, 그러한 송신 구간들 동안 상기 포맷을 이용해, 제어 정보 송신을 위해 상기 발신 장치에 그리고 상기 또는 각각의 중간 장치에 상기 제어 창을 할당하고, 유일한 중간 장치 또는 상기 중간 장치들 중 특정한 중간 장치로의 데이터 송신을 위해 상기 발신 장치에 상기 중계 창을 할당함으로써, 프리앰블 창과 상기 중계 창 사이의 하나 이상의 창이 데이터 송신을 위해 상기 특정한 중간 장치에 할당될 수 있도록 하는 단계; 및 상기 송신 구간에서 송신하는 단계를 포함하는 송신 방법이 제공된다.

Description

통신 시스템들{COMMUNICATION SYSTEMS}
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 6은 (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 착신지 사용자 장비(UE)로 송신되는 경우, 기지국은 발신국(S)을 구성하고 사용자 장비는 착신국(D)을 구성한다. 통신 신호들이 업링크(UL)를 통해 사용자 장비(UE)로부터 중계 노드를 경유하여 기지국으로 송신되는 경우, 사용자 장비는 발신국을 구성하고 기지국은 착신국을 구성한다. 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 사용되어 왔다. 그것들은 발신국 송신과 중계기 송신 간의 간섭을 방지하기 위해서, 발신국과는 상이한 송신 주파수 대역에서 동작하거나, 발신국으로부터의 송신이 없는 때에 동작할 수 있다.
도 7은 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 "인필(in-fill)"일 수 있다. 이동국이 기지국의 정규 데이터 송신 범위를 벗어날 때 중계국이 액세스를 허용하는 "범위 확장(range extension)"도 도시되어 있다. 도 7의 오른쪽 상단에 도시된 인필의 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 7의 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 사용될 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 1에 의해 모델링될 수 있는데,
Figure 112010061527916-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 링크(SI + ID)상에서 겪는 절대적 경로 손실들의 합이 직접 링크(SD)상에서 겪는 경로 손실보다 작을 수 있다. 다시 말해, 다음의 수학식 2가 성립될 수 있다.
Figure 112010061527916-pat00002
따라서, 단일 송신 링크를 2개의 좀더 짧은 송신 세그먼트들로 분할하는 것은, 경로 손실 대 거리 사이의 비선형 관계를 이용한다. 수학식 1를 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 전송 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 경우의 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 사용되어 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 사용되어 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 3로서 표현될 수 있는데,
Figure 112010061527916-pat00003
여기에서, △f는 Hz의 부반송파 격리 거리이고, Ts = 1/△f는 초의 심볼 시구간이며, cn은 변조된 발신 신호들이다. 발신 신호들 각각이 변조되는 수학식 3에서의 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 다중 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, TDD(time division duplexing)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 8은 IEEE 802.16 표준(WiMAX)의 OFDMA 물리 계층 모드에서 사용되는 단일 홉의 TDD 프레임 구조를 예시한다.
각각의 프레임은 각각이 별도의 송신 구간인 DL 서프프레임과 UL 서브프레임으로 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.
GB 0616477.6, GB 0616481.8, 및 GB 0616479.2는 통신 기술들에 관하여 본 발명자들에 의해 제안된 관련 발명들을 설명한다. 이 출원들 각각의 전체 내용들이 그것에 대한 참고 문헌으로써 여기에 포함되어 있고 이 출원들 각각의 사본들이 이것과 함께 제출되었다.
2개 노드들 사이의 양방향 통신을 가능하게 하기 위해, 2가지(순방향 및 역방향) 통신 링크들을 듀플렉싱하여, 디바이스가 동일한 리소스 매체 상에서 동시에 송수신할 수 없는 물리적 제약을 극복하기 위한 2가지 상이한 주지의 접근 방법들이 존재한다. 첫번째, 주파수 분할 듀플렉싱은, 송신 매체를 순방향 링크 통신을 위한 하나와 역방향 링크 통신을 위한 또 하나의 2개의 별개 대역들로 세분하는 것에 의해, 2가지 링크들을 동시에 그러나 상이한 주파수 대역들 상에서 동작시키는 단계를 수반한다. 두번째, 시간 분할 듀플렉싱은, 2가지 링크들을 동일한 주파수 대역에서 동작시키지만 매체로의 액세스를 시간으로 세분하는 단계를 수반함으로써, 임의의 일 시점에서는 순방향 또는 역방향 링크만이 매체를 이용할 것이다.
일례로서, 도 8은 IEEE 802.16 표준의 OFDMA 물리 계층 모드로 사용되는 단일 홉의 TDD 프레임 구조를 예시한다.
양자의 접근 방법들(TDD & FDD)은 그들만의 상대적 이점들을 가지며, 모두가 단일 홉의 유선 및 무선 통신 시스템들을 위해 널리 사용되는 기술들이다. 예를 들어, IEEE 802.16 표준은 FDD 및 TDD 모드 양자를 포함한다.
그러나, 노드가 2개의 상이한 노드들로의 독립적인 2개 링크들을 지원하도록 요구될 때, 예를 들어, 중계국이 기지국 및 이동국과 통신중일 때, 기존의 TDD 또는 FDD 프레임 구조들은 실제의 중계를 실현하기 위해 소정의 변경을 요한다. 최근에는, 이 문제에 대한 솔루션들을 제공하는 다수 제안들이 이루어져 왔다. 그러나, 동기적인 BS 및 RS 동작(즉, 정렬된 프레임 시작 시간)을 필요로 하는 임의 제안에서의 기본적인 일 쟁점은, 수신기가 RS에서의 전이점(transition point)을 송신하도록 제어하는 방법 뿐만 아니라 프레임에서의 추가적인 Tx/Rx 전이들을 방지하는 방법이다.
본 발명은, 이제 참조되어야 하는 독립 청구항들에서 정의된다. 바람직한 실시예들은 종속 청구항들에서 기술된다.
이하에서는, 본 발명의 바람직한 특징들이, 첨부 도면들을 참조하여, 단지 일례로써 설명될 것이다.
본 발명은, 비투과성 중계를 지원할 수 있게 하는 IEEE Std. 802.16에서 정의된 기존 프레임 구조에 대한 간단한 확장을 제공한다. 그것은 2-홉 경우를 위한 최적의 솔루션을 제공하고 멀티-홉 중계를 지원하도록 확장 가능하다. 이러한 프레임 구조를 지원하기 위해서는, 하나의 TLV와 함께 단 2개의 새로운 MAP IE들이 요구된다. 이것은, RS의 동작을 정의할 목적으로 BS 및 SS를 위해 이미 정의된 사양들 중 다수의 재사용을 가능하게 한다.
도 1은 프레임 구조를 도시하는 도면,
도 2a는 (내부적으로 세분된) 3-홉 이상의 프레임 구조를 도시하는 도면,
도 2b는 3-홉을 위한 바람직한 상세 프레임 구조를 도시하는 도면,
도 3은 (추가 전이의) 2-홉 이상의 프레임 구조를 도시하는 도면,
도 4는 중계 링크 구간을 도시하는 도면,
도 5a는 RP 위치 판정 알고리즘을 도시하는 도면,
도 5b는 RP 위치 판정 알고리즘을 도시하는 도면,
도 6은 간단한 2-홉 무선 통신 시스템을 도시하는 도면,
도 7는 중계국들의 애플리케이션들을 도시하는 도면,
도 8은 IEEE 802.16 표준의 OFDMA 물리 계층으로부터의 TDD 프레임 구조 일례를 도시하는 도면.
프레임 구조 설명
발명의 실시예들에 따른 솔루션의 제1 부분은, 도 1에 도시된 바와 같이, BS 및 RS에서 변경된 프레임 구조를 사용하는 것이다.
이 프레임 구조는 최적의 스케일러블(scalable) 솔루션을 제공한다. 2-홉 중계의 경우, 그것은 서브프레임들을 단 2개의 구역들 또는 송신 구간들로 세분할 것을 요구하고 단일 홉 시스템에서 사용된 것에 비해 디바이스에서 추가적인 Tx/Rx 전이들을 전혀 요구하지 않는다. DL에서의 제1 구역은 BS-MS 또는 RS-MS 통신이다. 제2 구역은 BS-RS 통신을 위해 사용된다. DL에서의 프레임내 중계(in-frame relaying)는 지원되지 않지만, UL 프레임내 중계를 수행하는 것은 가능할 수 있다. 이 실시예에서의 이점들은, 송신에서 수신으로의 전이가 DL 서브프레임의 끝에 위치한다는, 즉, BS 대 RS 통신을 서브프레임의 끝에 배치하고 업링크에서는 그 반대로 수행하여, rx/tx 전이들의 수가 증가되지 않는다는 사실 때문이다.
솔루션은, 송신에서 수신으로의/수신에서 송신으로의 전이들의 수를 증가시킬 필요없이, 3-홉 중계로 스케일러블하다. 그러나, 이것은, 도 2a에 도시된 바와 같이, 서브프레임들을 3개 송신 구간들 또는 구역들로 세분하는 것을 요구할 것이다. 도 2a는, RS2 대 RS3를 위한 다운링크 서브프레임에 추가적인 중계 링크 구간이 제공되기 때문에, 적어도 4-홉 중계를 나타낸다는 것에 주의한다. 3-홉 중계만이 요구된다면, RS2는 다운링크 서브프레임에 중계 링크를 갖지 않을 것이고 RS2의 액세스 길이는 RS1의 액세스 길이와 동일할 것이다. 도 2b는 3-홉 통신을 위한 바람직한 상세 프레임 구조를 나타낸다.
이 구조를 사용해 3-홉 이상의 중계를 지원할 수 있고, 이를 용이하게 하기 위한 2가지 접근 방법들이 존재한다. 제1 접근 방법은, DL 서브프레임에서 추가적인 Tx/Rx 전이를 허용하고 RS2에서의 수신 동작 이후에 다른 중계 링크 구간을 배치하는 것일 것이다. 다른 접근 방법은, RS2-MS 송신 구간 중 일부를 이용해 중계 링크 구간을 제공함으로써, 서브프레임에서의 구역들 또는 구간들의 수를 효과적으로 감소시키는 것이다(도 2a 참고). 전자에 대한 후자의 이점이 Rx/Tx 전이들의 수가 증가되지 않는다는 것이라면, 단점은 RS2에서의 무선 리소스가 RS2-MS 통신을 위해 감소된다는 것이다. 전자의 솔루션은 도 3에 예시된다.
MS 범위, 고속-피드백 채널, 및 ACK 채널 송신은 구간내의 어디에서든 발생할 수 있지만, 이 정보를 가능한 빨리 수신기에 제공하기 위해서는, 송신을 구간의 앞에 배치하는 것이 유리하다는 것에 주의한다. 중계 링크 구간 내의 송신에 대한 바람직한 세부 사항들은 도 4에 도시된다.
중계 링크 구간을 위한 이 제안의 주된 이점은, 중계 링크 구간이 구조의 관점에서 액세스 링크 구간과 본질적으로 동일할 수 있다는 것이다. 지원되는 시그널링을 동일하게 하거나, 추가적으로, 향상된 일부 메시지들이 RS 기능성을 지원할 수 있게 하거나, 다른 방법으로, 이 링크 뿐만 아니라 향상들에 걸친 모든 메시지들의 서브세트를 지원하게 할 수 있다. 이것은 RS 모뎀이 설계에 있어 MS 모뎀과 아주 유사하게 할 수 있어, MS를 위해 요구되는 모뎀의 많은 것들을 재사용할 수 있기 때문에, 개발 비용 및 시간을 감소시킨다. RM(relay midamble)의 세부 사항들은 본 출원과 동일자로 동일한 출원인에 의해 출원된 GB 0616474.3 및 대리인 참조 번호 P107330GB00에 포함되어 있다. 또한, CQICH(CQI 채널)로 CQI 값들을 전달하기 위한 방법에 대해 제안된 변경은 동일한 출원인에 의해 본 출원과 동일자로 출원된 대리인 참조 번호 P107331GB00에서 제공된다. 이들 3개 출원들은 참고 문헌으로써 포함되어 있다.
중계국 동작
제1 경우로서, RS가 BS에 접속할 때, RS는 프리앰블(P)을 사용해 프레임 시작의 장소를 알아내어 BS에 동기시킨다. 그 다음, BS는, RM 송신이 지원되어야 한다면, 이것이 프레임에서 BS에 접속중인 첫번째 RS인 경우 RM이 배치되는 또는 배치될 장소를 브로드캐스트 메시지(FCH/MAP)를 통해 RS에 시그널링한다. RM이 BS에 의해 사용되지 않는다면, 대신에, 그것은 중계 링크 구간에서 FCH/MAP 메시지가 배치될 장소를 시그널링한다. 그 다음, RS는 액세스 링크 구간에서 프리앰블 및 FCH/MAP을 수신하는 것을 중단할 수 있고, 이 RS를 통해 네트워크에 접속하고자 하는 MS 또는 다른 RS에 의해 수신될 자신만의 프리앰블(P) 및 FCH/MAP을 송신하는 것을 시작할 수 있다. 중계 장치의 사용으로부터 액세스 링크로의 이 전이는, 전이가 양자의 링크들에 대한 정보를 수신하는 것을 완료하기 전의 프레임에, 중계 장치에게 중계 링크에서 FCH/MAP 정보가 위치하는 장소를 알려주는 액세스 링크에서의 FCH/MAP 정보를 포함한다. 그 다음, 중계 링크에서의 FCH/MAP 정보는, 그것이 후속의 DL 및 UL 서브프레임에서 중계 링크를 찾아 낼 장소를 RS에 알려 준다. 그 다음, BS(또는 RS)는 선택적으로, P107330GB00에서 설명된 바와 같이, 접속된 RS가 동기화를 유지하는데 사용될 수 있는 RM 심볼을 브로드캐스트하며, 이것에 이어, BS는, 중계 링크 구간에서의 FCH & MAP 메시지와 유사하게, 데이터가 수반되는 RS로 제어 정보를 보낼 것이다. 모든 RS들로 브로드캐스트되는, 중계 링크에서의 이러한 FCH/MAP 메시지의 일부는, 후속 프레임에서 중계 링크 구간이 배치될 장소를 지시할 것이다. 따라서, RS는, 중계 링크 구간이 이동될 장소를 추적할 수 있다. 일단 RS가 액세스 링크 구간에서 프리앰블의 브로드캐스트를 시작하고 나면, RS는 이제 완전하게 동작중인 상태이고 RS(즉, MS 또는 추가적 RS)로의 디바이스들의 접속을 지원할 준비를 갖추게 된다. 액세스 중인 FCH/MAP 또는 중계 링크 구간에서 브로드캐스트할 때 이러한 중계 링크 구간의 시작 정보를 사실상 확고히 하기 위해, 중계 링크 구간이 시작하는 프리앰블 송신(P) 이후의 심볼들의 수를 나타내는 것은 절대값이다. 이로 인해, RS는 수신으로부터 송신으로 전이해야 하는 시기를 알 수 있다.
RS가 일 프레임에서 중계 링크 FCH/MAP을 수신할 수 없다면, 그것은 RM을 위해 스캔하거나 액세스 링크 상에서 FCH/MAP 메시지의 정보를 수신하여 프레임의 중계 특정 부분의 현재 시작점을 찾아내고 MAP 메시지 또는 데이터를 송신하지 않는 것에 의해 후속 프레임에서의 동작을 복구할 수 있다. RS는, RFCH/RMAP의 손실로 인해, 새로운 데이터를 갖지 않을 것이므로, RS가 후속 프레임에서 어떤 데이터도 송신하지 않는다는 사실이 더 이상 RMAP의 손실에 대한 영향을 심화시켜서는 안된다.
DL / UL 서브프레임에서 중계 링크의 위치를 판정하기 위한 방법
RS에서의 전이점을 변경할 수 있는 능력이 무선 리소스 관리 엔티티에 의해 이용될 수 있다. 다양한 링크들에 걸쳐 제공되는 전반적 QoS를 모니터링하는 것에 의해, 다양한 송신 엔티티들(즉, BS 및 RS들) 사이에서 리소스를 분할하는 방법을 판정할 수 있고, 중계 링크 구간의 시작점을 조정하는 것에 의해, RS/MS 통신을 위해 BS에 이용 가능하고 RS/MS 통신을 위해 RS에 이용 가능한 프레임의 양을 제어할 수 있다.
예를 들어, BS, RS 및 다수의 MS들이 직접적으로 그리고 RS를 통해 BS에 접속되는 간단한 경우를 고려한다. 직접적으로 접속된 MS들을 위한 QoS가 중계된 MS들의 QoS보다 낮다고 발견되면, 중계 링크 구간의 시작점을 프레임에서 좀더 뒤쪽으로 이동시키는 것에 의해 좀더 많은 송신 리소스가 BS-MS 송신에 할당될 수 있어, BS MAP 및 BS-MS 데이터 송신을 위해 좀더 많은 리소스가 인에이블한다. 그러나, BS-RS 링크의 QoS가 서서히 나빠지고 있다면, 중계 링크 시작점은 프레임에서 좀더 앞쪽으로 이동될 수 있다.
그러나, 중계 링크 송신 구간을 전진시키는 것은 항상, RS-MS 링크에 대한 QoS를 잠재적으로 제한하는 것에 대비하여 오프셋되어야 한다. 이것은, BS-RS 링크에 대한 용량이 증가함에 따라, RS-MS 링크에 대한 용량도 증가할 수 있지만, RS-MS 구간의 수축을 발생시키는 BS-RS 구간의 증가하는 사이즈로 인해, BS-RS 링크에서의 추가적인 용량 증가가 RS-MS 링크에서의 용량을 감소시키기 시작하는 시점에 도달할 것이기 때문이다. 따라서, 적용할 간단한 알고리즘은, 중계 링크의 시작점을 전진시킬 때, RS 링크에 걸쳐 서비스되는 접속들에 부여되는 이점이 없다고 밝혀지면, RS-MS 링크는 사이즈의 증가로 인해 용량이 제한될 가능성이 있으므로, 중계 링크의 추가적인 전진들은 이루어지지 않아야 한다는 것이다. 도 5a는 제안된 알고리즘을 약술하고 도 5b는 중계 프리앰블을 포함하는 바람직한 실시예의 제안된 알고리즘을 나타낸다.
나머지 점검은 RS-MS의 끝과 BS-RS 영역의 시작 사이의 차이인데, 일단 그것들이 인접하면, 중계 링크를 추가적으로 전진시키는 것이 의미가 없다. 이것은, BS-RS 및 RS-MS 영역의 사이즈를 리소스 관리 엔티티에 보고하고 이것을 사용해 차단 상태를 유도하는 것을 요구할 것이다.
차단 접근 방법으로의 추가적인 다른 접근 방법은 BS가 그것의 DL 사용 상태(이것은 다수 형태들을 취할 수 있는데, 일례는 프레임의 끝과 현재 RP 위치 사이의 차이를 측정하는 것에 의해 최대로 가능한 RP 전진일 수 있다)를 BS(또는 다른 RS)에게 보고하는 것일 것이다. 그 다음, BS 또는 RS는 이 정보를 이용해, 전진이 요구되는 경우, 중계 링크 시작 위치에서의 가능한 최대 전진을 판정할 수 있다.
유사한 접근 방법을 UL에 대해 사용하여, MS-BS 및 RS-BS 구간들을 위한 상대적 사이즈를 선택하는 방법을 판정할 수 있다.
이점들의 요약
요약하면, 이 제안의 이점들은:
○ 단일 홉 디바이스를 위해 요구되는 것을 초과하는 추가적인 Rx/Tx 전이들을 요구하지 않으며 서브프레임을 단 2개의 송신 구간들 또는 구역들로 분할할 것을 요구하는 2-홉 BS/RS의 동기화된 프레임 구조를 제공하기 위한 최적 솔루션을 제공하는 것;
○ 추가적인 Tx/Rx 전이들을 갖지 않고 프레임을 3개의 송신 구간들로 분할하면서 솔루션이 3-홉 중계로 확장 가능한 것;
○ 어떤 솔루션이 동작 요구 사항들에 가장 적합한지에 따라, 매 서브프레임마다 하나 이상의 Rx/Tx 전이를 도입하는 것에 의해 또는 증가하는 수의 송신 구간들로 추가 분할하는 것에 의해 솔루션이 3개 이상의 홉들로 확장 가능한 것;
○ 프레임에 RM(relay midamble)을 배치할 때 변경을 허용하기 위해 강한 시그널링 메커니즘(robust signaling mechanism)을 제공하는 것; 그리고
○ 성능에서의 향상이 아니라, 중계 링크 시작점 전진 및 잠재적 감소의 쟁점을 제어하기 위한 다수 변형들로써, RM을 위한 최적 위치를 판정하고 송신 구간들을 전반적으로 치수화(dimensining)하기 위한 메커니즘을 제공하는 것이다.
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 사용될 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, 캐리어 신호를 통해 또는 임의의 다른 형태로 제공될 수도 있다.
IEEE 802.16에 대해 가능한 프레임 구조의 응용: 프레임 구조 기고
(이 특허 출원의 목적들을 위해 도면 번호 및 위치의 관점에서만 변경된) 이 기고는 MS-RS, RS, 및 SS 사이에서 통신이 발생할 수 있게 하는 변경된 프레임 구조를 위한 기술적 제안을 포함한다. 그것은 IEEE Std. 802.16에서 정의된 기존 SS에 대한 변경들은 요구하지 않으며 기존 BS에 대해서는 최소한의 변경들을 요구한다. 프레임 구조는 2-홉 중계를 위해 최적화되고 멀티-홉 중계를 지원하도록 확장 가능하다. 또한, 본 기고는 동작을 지원하기 위한 2개의 새로운 MAP IE들 및 새로운 SBC 관련 TLV를 정의한다.
도입
OFDMA-PHY의 TDD 모드에서 동작하는 비투과성 중계 장치들(즉, 자신만의 프리앰블 및 다른 제어 메시지들을 브로드캐스트하는 RS)의 도입을 용이하게 하기 위해, 멀티-홉 중계를 지원하는 프레임 구조; RS 송신 및 수신 구간들의 관점에서의 동작 규칙들; 그리고 RS 및 SS 송수신기들에서 선회(turn-around)를 허용하기 위해 RS 및 MR-BS가 따라야 하는 규칙들을 정의하기 위한, 표준에서의 현재 텍스트에 대한 변경이 요구된다.
이 기고는 OFDMA-PHY의 기존 TDD 모드에 대한 확장인 프레임 구조를 도입한다. 그것은 BS 및 RS 프레임의 동기적인 동작을 가능하게 하고 RS로부터의 프리앰블, FCH, 및 MAP 송신도 지원한다.
도입된 프레임 구조들은 기존의 BS 명세에 대한 변경들을 요구하지는 반면, IEEE Std. 802.16에서 설명된 MS/SS에 대한 변경들은 전혀 요구하지 않는다. 또한, 프레임 구조는, BS에서 요구되는 변경들의 수를 최소화하는, 2-홉 중계를 위한 최적 솔루션을 제공하도록 설계된다. 그것은 또한, BS 및 SS를 위해 개발된 표준 사양들 중 다수를 RS가 재사용할 수 있게 하기 때문에, 변경된 프레임 구조를 지원하는 2개의 새로운 MAP IE들 및 하나의 TLV만을 요구한다.
제안된 프레임 구조
현재의 TDD 프레임 구조는 프레임을 다운링크 및 업링크 송신을 위한 2개의 서브프레임들로 분할한다. 이 제안에서는, BS-RS 통신을 용이하게 하기 위해, MR-BS DL 및 UL 서브프레임들에서의 하나 이상의 중계 링크 송신 및 수신 구간들의 존재를 각각 정의하는 단계를 수반하는 중계를 가능하게 하는, 프레임 구조에 대한 간단한 확장이 제안된다. 2-홉 이상의 중계를 위해서는, RS-RS 중계를 용이하게 하기 위한 2가지 상이한 접근 방법들을 사용해 추가적인 중계 링크 송신 및 수신 구간을 정의할 수도 있다.
개요
2-홉 중계를 위해 제안된 프레임 구조가 도 1에 예시된다. BS 및 RS에서의 액세스 링크 구간은 그것들을 정의하기 위한 IEEE Std. 802.16에서의 프레임 구조에 대한 변경들을 요구하지 않는다. 새로운 중계 링크(R-Link) 구간은 그것의 구조를 정의하기 위한 새로운 텍스트 뿐만 아니라 R-Link 구간을 할당하기 위한 방법들도 요구한다.
도 2는 R-Link 구간의 구성을 예시한다. 제1 심볼은, RS가 프레임의 시작에서 프리앰블을 수신할 수 없도록 동작될 때, RS에 의해 사용될 수 있는 중계 미드앰블 송신을 위해 선택적으로 사용된다(추가적 세부 사항들을 위해서는 [1]을 참고한다). R-Link 구간의 제1 필수 부분은, 선택적인 데이터 버스트 송신이 수반되는 FCH 및 MAP 송신이다. FCH 및 MAP 메시지들의 구조는, 액세스 링크 구간에서 사용되는, IEEE Std. 802.16에서 정의된 것들과 다르지 않다. 유일한 변경은, 이 링크에서 지원되는 MAP IE들이, 액세스 링크에서 지원되는 MAP IE들의 서브세트와 R-Link에서의 통신을 최적화하기 위해 요구되는 몇몇 새로운 메시지들의 조합일 수 있다는 것이다. R-Link에서 지원되는 MAP IE 메시지들의 세트는 FFS이고, 이 때, 기존 IE들의 충분한 지원이 제공된다고 가정하면, 이러한 제안이 제약을 제공하지는 않는다. 그러한 논의는, 프레임 구조 정의에만 초점을 두고 있는 이 기고의 범위를 벗어나는 것이다.
IEEE Std. 802.16에서 정의된 IE들에 요구되는 유일한 변경들은, 특정 송신기에서 중계 링크 구간이 시작하는 위치를 지시하기 위해 DL-MAP 및 UL-MAP에서 사용되는 추가 IE이다. 이 IE들은, 중계 구간의 DL-MAP 및 UL-MAP에서, 후속 프레임에서의 중계 링크 구간의 위치를 지시함으로써 좀더 높은 계층들이 액세스 및 중계 링크들에 할당되는 리소스의 상대적인 양을 제어할 수 있게 하도록 사용될 수 있다. 제안된 IE들은 텍스트 제안에서 좀더 상세하게 도시되는데, 요약하면, 그것들은, 송신기가 R-Link 구간의 끝을 정의할 수 있게 하고 사용된 DIUC의 지시가 FCH 및 MAP 메시지들을 전달하는 것도 가능하게 한다.
RS가 임의의 일 프레임의 중계 링크 구간에서 MAP 정보를 성공적으로 수신하지 않으면, 액세스 링크에서의 MAP을 역 참조하여 위치를 다시 찾아낼 수 있어, 장래 프레임들의 성능에 대한 영향을 최소화할 수 있다.
2-홉 이상의 중계를 지원하기 위한 2가지 다른 방법들이 도 2a 및 도 3에서 도시된다.
양자의 확장들은 RS 대 RS 통신을 가능하게 하기 위해 RS에서의 액세스 링크 구간에 대한 추가적인 세분을 필요로 한다. 제1 기술에서, 액세스 링크는 각각의 추가 홉을 위해 추가적으로 세분된다. 제2 기술은, DL & UL 서브프레임들내의 2개의 R-Link 구간들의 사용을 송신과 수신 사이에서 교대하는 것에 의해 멀티-호핑이 지원되는 상태에서, 액세스 링크 구간의 단 한번의 세분을 요할 뿐이다.
결과적으로, 제안된 이 방법에서, BS 및 SS는 여전히 IEEE 802.16-2004에서 정의된 것과 동일한 프레임 구조를 준수한다. DL 서브프레임 내에서, RS는 상이한 구간들에서 송신 및 수신 모드들 양자로 동작하여, BS 또는 RS로부터 순방향으로 지향되는 통신을 수신하고 순방향의 다른 RS 또는 SS로 신호들을 송신할 수 있다. 마찬가지로, UL 서브프레임에서, RS는 상이한 구간들에서 송신 및 수신 모드들 양자에서 동작하여, SS 또는 RS로부터 역방향으로 유도되는 통신을 수신하고 신호들을 역방향의 다른 SS 또는 RS로 송신할 수 있다. 그러나, RS가 동시적인 송신 및 수신을 수행할 것이 요구되지는 않을 것이다. RS가 송신과 수신 사이에서 전이할 때마다, 전이 갭(transition gap)이 허용되어야 한다.
마지막으로, 이러한 프레임 구조를 이용할 때의 RS 네트워크 엔트리의 프로세스가 [2]에서 설명된다.
제안의 이점들
제안된 프레임 구조는, BS 및 RS들에서의 프레임 시작 시간들이 동기화된다는 것을 보장한다. 시간 동기화된 모드로 동작하는 것에 의해(즉, MOB_NBR-ADV 메시지의 PHY Profile ID에서 0b01 또는 0b10을 송신하는 것에 의해), 단일 주파수 네트워크 경우에서는, 부스팅된 프리앰블 송신들(boosted preamble transmissions)이 데이터 송신들과의 간섭을 발생시키지 않으며, 시간/주파수 동기화의 경우에서는, Multi-BS-MBS 및 최적화된 핸드오버와 같은 매크로-다이버시티 기반 통신의 지원을 가능하게 한다는 것을 보장한다. 네트워크 엔트리 동안 상이한 세그먼트들을 RS들에 할당하는 것([2])을 통해, 세그먼트화된 PUSC 구역을 프레임들의 시작시에 사용할 때의 브로드캐스트 메시지들 사이의 간섭을 최소화할 수 있다. 따라서, SS POV(point-of-view)를 위해, BS 및 RS들에 의해 형성된 복합 네트워크는 표준 IEEE Std. 802.16 네트워크처럼 보인다.
이 프레임 구조는 DL에서의 단일 프레임 레이턴시만으로 중계하는 것을 가능하게 하고, RS에서의 송신/수신 전이들의 수를 최소화하여, 액세스 링크 및 중계 링크 구간들의 시간에서의 순서화로 인한 2-홉 중계를 위한 추가 전이들을 요구하지 않는다. 이론적으로 DL에서의 프레임내 중계를 가능하게 하는 프레임 구조들을 고안하는 것이 가능할 수 있지만, 처리 시간 요구 사항들이 RS 송수신기에 대해 상당한 부담을 부여할 것으로 생각된다. 이것은, DL 서브프레임보다 작은 주기 내에서, RS가, 액세스 링크 상에서의 제어 및 데이터 송신을 처리하고 중계 다운링크를 위한 제어 및 데이터 송신을 구성해야 할 것이기 때문이다. 통상적인 TDD 구현에 기초해, 이것은 RS가 그러한 동작들을 수행하도록 1ms보다 훨씬 작은 처리 시간을 제공할 것이다.
그러나, 제안된 프레임 구조는 RS가 UL에서(즉, 동일한 서브프레임 내에서) 고속 중계를 수행할 수 있게 할 것이고, 이것은, 특수 변조 기술들이 수신기에서의 고속 처리를 용이하게 하는데 사용되는 ACK 및 고속 피드백(Fastfeedback) 채널들에서의 메시지들과 같은 제어 관련 메시지들을 위한 구현을 실현 가능하게 할 수 있다.
3 이상의 홉 중계를 위해, 설명된 바와 같이, 2가지 변형들이 존재한다. 첫번째는, 그것이 추가적인 송수신기 전이들을 요구하지 않는다는 점에서 이점이 있지만, 이는 DL 및 UL 서브프레임들의 세분을 요구하고, 그에 따라, 액세스 링크를 위해 이용 가능한 리소스가 홉 수 증가에 따라 감소한다. 따라서, 많은 수의 홉들을 위해서는 이 솔루션이 부적당하다. 두번째는, DL 및 UL 서브프레임에서 하나의 추가적인 중계 링크 구간만을 요구한다는 점에서 이점이 있지만, 그것은 추가적인 송수신기 전이들 및 그에 따른 전이 갭들을 요구한다.
마지막으로, 추가적인 이점은, RS가 액세스 링크를 통한 송신의 관점에서 BS와 동일하다는 것이다. 더 나아가, RS는, BS의 POV(point-of-view)로부터, 중계 링크의 SS와 아주 유사하다. 따라서, 액세스 링크를 위해 정의된 기존의 메시지들 및 정보 요소들 모두가 중계 링크에서 재사용될 수 있다.
결론
이 제안은, 비투과성 중계를 지원할 수 있게 하는 IEEE Std. 802.16에서 정의된 기존 프레임 구조에 대한 간단한 확장을 제공한다. 그것은 2-홉 경우를 위한 최적의 솔루션을 제공하고 멀티-홉 중계를 지원하도록 확장 가능하다. 이러한 프레임 구조를 지원하기 위해서는, 하나의 TLV와 함께 단 2개의 새로운 MAP IE들이 요구된다. 이것은, RS의 동작을 정의할 목적으로 BS 및 SS를 위해 이미 정의된 사양들 중 다수의 재사용을 가능하게 한다.
제안된 텍스트 변경들
다음의 텍스트를 하위 조항 6.3.7.2의 끝에 삽입하기
BS가 멀티-홉 중계를 지원하면, DL 및 UL 서브프레임들은, RS-BS 및 RS가 송신이나 수신 모드로 동작중일 것으로 기대할 수 있는 서브프레임에서의 시간을 정의하기 위해 다수 송신 구간들로 세분될 것이다. 상이한 구간들의 순서화는 OFDMA PHY 특정 섹션에서 정의되고 서브프레임내에서의 이 구간들 각각의 기간은 시스템 내의 좀더 높은 계층들에서 제어된다.
지시되는 바와 같이 종속 항목 6.3.7.3 변경하기:
6.3.7.3 DL-MAP
DL-MAP 메시지는 버스트 모드 PHY를 위한 액세스 및 중계 링크들에서의 다운링크 구간들의 사용을 정의한다.
지시되는 바와 같이 종속 항목 6.3.7.4 변경하기:
6.3.7.4 UL-MAP
UL-MAP 메시지는 (PHY-특정 단위들의) Allocation Start Time에 대한 버스트의 오프셋의 관점에서 액세스 및 중계 링크들에 대한 업링크 사용을 정의한다.
새로운 종속 항목 8.4.4.2.1 삽입하기
8.4.4.2.1 MR을 위한 TDD 프레임 구조 확장
멀티-홉 중계를 지원하는 TDD 시스템을 구현할 때, 프레임 구조는 RS 송신 뿐만 아니라 MR-BS 및 SS 송신으로부터 구축된다. DL 송신 주기에서는, BS 및 RS가 송신할 수 있고, UL 송신 주기에서는, SS 및 RS가 송신할 수 있다.
OFDMA 프레임은 하나 이상의 R-Link 송신 및 수신 구간들을 포함할 수 있고, RS는 일 서브프레임에서 송신 및 수신 양자를 수행할 수 있다. 일반적으로, 액세스 링크 구간이 R-Link 구간(들)을 선행할 것이다. 2-홉 중계의 경우, DL 서브프레임은 하나의 R-DL 구간이 수반되는 DL 액세스 링크 구간으로 이루어진다. UL 서브프레임은 하나의 R-UL 구간이 수반되는 액세스 링크 구간으로 이루어진다. R-Link 구간의 세부 사항들은 이 섹션에서 이후에 제공된다. 도 1은 2-홉 경우를 위한 프레임 구조를 예시한다.
2-홉 이상의 중계의 경우, 도 1에 예시된 R-Link 구간들 이전에, 하나의 추가 R-Link 구간이 RS에서의 DL 및 UL 서브프레임들에서 이용될 수 있다. 2가지 상이한 옵션들이 2-홉 이상의 중계를 용이하게 하는데 이용될 수 있다. 첫번째는 도 2a에 예시되고, 다른 RS와 아직 통신중이지 않은 BS 또는 RS에 RS가 접속할 때, 액세스 링크의 일부분을 사용해 R-Link를 제공하는 단계를 수반한다.
2-홉 이상의 중계를 위한 두번째 프레임 구조 옵션은 도 3에 예시된다. 그것은, BS로부터의 홉들의 수가 증가하는 것과 함께, 송신과 수신 사이에서 교대하는 DL과 UL 서브프레임들 양자에서의 2개의 R-Link 구간들을 필요로 한다.
BS 및 RS들에서의 프레임 시작 시간은 CP의 1/8의 타이밍 허용치내에서 동기화될 것이다.
RSTTG 및 RSRTG에 의해 송신과 수신 주기들 사이에서 RS가 선회하는 것을 허용하기 위한 허용 오차들(allowances)이 형성될 것이다. RSTTG 및 RSRTG 성능들은 RS 네트워크 엔트리 동안 RS에 의해 제공될 것이다(11.8.3.7.20 참고하기).
RS 송신 및 수신 동작이 RS에 의해 제어되지 않을 때, 정보는 RS 송신 할당 이전에 (RSRTG+RTD)보다 늦게 RS로 송신되지 않을 것이고, 정보는 RS 송신 할당이 끝난 이후에 (RSTTG-RTD)보다 빨리 RS로 송신되지 않을 것인데, 이 경우, RTD는 송신기와 RS 사이의 왕복 지연(round-trip-delay)을 나타낸다.
RS는 SSRTG 및 SSTTG에 의해 가입자국을 위한 허용 오차들을 형성할 것이다. SSRTG 및 SSTTG 성능들은 SS 네트워크 엔트리 동안 RS에 의해 획득될 것이다.
RS는 그것의 스케줄링된 업링크 할당 이전에 (SSRTG+RTD)보다 늦게 SS로 송신하지 않을 것이고, 그것의 스케줄링된 업링크 할당이 끝난 이후에 (SSTTG-RTD)보다 빨리 다운링크 정보를 SS로 송신하지 않을 것인데, 이 경우, RTD는 RS 대 SS의 왕복 지연을 나타낸다.
RS는 액세스 링크에서의 DL 서브프레임의 시작시에 프리앰블 신호, FCH, 및 MAP을 송신할 것이다. MR-BS로부터의 제어 관련 정보의 수신을 용이하게 하기 위해, MR-BS는, RS가 액세스 링크의 송신을 완결하여 필수 FCH가 수반되는 MR 미드앰블을 선택적으로 송신한 후에 발생하도록 구성된 R-Link 송신 구간을 이용할 것이다. FCH는 섹션 8.4.4.3에서 설명된 DL Frame Prefix를 포함하고, DL Frame Prefix를 바로 뒤따르는 DL-MAP 메시지의 길이 및 DL-MAP 메시지를 위해 사용되는 코딩을 특정한다. R-Link 구간에서의 FCH 및 MAP 메시지들은 R-Link 구간을 정의한 DL-MAP IE에서 지시된 DIUC를 사용해 PUSC 구역에서 송신될 것이다. R-DL 구간의 구조는 도 4에서 예시된다.
MR 미드앰블의 존재 및 R-DL 송신 구간의 시작 위치는 MR_DL_Allocation_IE로 시그널링될 것이다. 또한, 이 메시지는 FCH 및 MAP 메시지들을 위해 사용될 DIUC를 나타낼 것이고 R-DL 구간의 기간을 나타낸다. 일단 R-DL 송신 구간이 정의되면, 시작 위치 및 기간은 MR_DL_Allocation_IE에서의 값들을 변경하는 것에 의해 언제든 변경될 수 있다. UL-MAP에서는 유사한 MR_UL_Allocation_IE가 사용되어 R-UL 수신 구간을 정의할 것이다. 또한, MR_DL_Allocation_IE 및 MR_UL_Allocation_IE는, 각각, R-DL의 DL-MAP 및 UL-MAP 메시지들에서, 후속 프레임의 DL 및 UL 서브프레임들 내의 R-Link 구간들의 위치를 나타내기 위해 사용될 수 있다.
RS는, RS가 시간의 소정 구간들에서 리소스 할당을 수행하는 것을 방지하기 위해 액세스 링크에서의 리소스 사용에 대한 제한들을 부여할 수 있는 제어 정보를 R-Link에서 수신할 수 있을 것이다.
지시되는 바와 같이 섹션 8.4.5.3.2.1의 표 277a에서의 항목들 변경하기:
09 MR_DL_Allocation_IE
09-0A Reserved
새로운 종속 항목 8.4.5.3.28 삽입하기:
8.4.5.3.28 MR_DL_Allocation_IE
액세스 링크 상의 DL-MAP에서, MR-BS 또는 RS는 MR_DL_Allocation_IE()와 함께 DIUC = 15를 송신하여 DL 서브프레임 내의 R-DL 구간의 위치 뿐만 아니라 MR 미드앰블이 이 구간의 시작에 존재하는지의 여부도 지시한다. 구간의 사용은 R-DL 송신 구간에서 MR 미드앰블의 뒤를 이어 배치되는 FCH 및 DL-MAP에 의해 설명된다. R-Link 상의 DL-MAP에서, MR-BS 또는 RS는 MR_DL_Allocation_IE()와 함께 DIUC = 15를 송신하여 후속 프레임 내의 R-DL 송신 구간의 위치를 나타낼 수 있다.
MR-DL 할당
구문 사이즈 주해
MR_DL_Allocation_IE(){
Extended DIUC 4 비트 MR_DL_Allocation_IE = 0x09
Length 4 비트
MR midamble present 1 비트 0b0 = 미드앰블이 없음
0b1 = 할당시의 제1 심볼이 미드앰블임
R-DL duration present 1 비트 0b0 = 기간 필드가 존재하지 않고, R-DL은 서브프레임의 끝까지 확장함
0b1 = 기간 필드가 존재하고, 이 IE에 의해 정의된 R-DL은 정의된 기간을 가짐
FCH and MAP DIUC 4 비트 DIUC가 R-Link를 통해 FCH 및 MAP 메시지들을 송신하는데 사용됨
R-DL OFDMA symbol offset 8 비트 프레임 시작과 관련한 R-DL 구간의 위치
if(R-DL duration present = 1){
R-DL duration 8 비트 심볼에서의 R-DL 구간의 기간
}
}
[비고: 상기 표 1은 IEEE Std. 802.16에서 정의하는 표 286aa에 대응됨]
지시되는 바와 같이 섹션 8.4.5.4.4.1의 표 290a에서의 항목들 변경하기:
0B MR_UL_Allocation_IE
0BC ...0F Reserved
새로운 종속 항목 8.4.5.3.29 삽입하기:
8.4.5.3.29 MR_UL_Allocation_IE
액세스 링크 상의 UL-MAP에서, MR-BS 또는 RS는 MR_UL_Allocation_IE()와 함께 UIUC = 15를 송신하여 UL 서브프레임 내의 R-UL 구간의 위치를 나타낸다. 이 구간의 사용은 R-DL 구간에서 DL-MAP을 뒤따르는 UL-MAP에 의해 설명된다. R-Link의 UL-MAP에서, MR-BS 또는 RS는 MR_UL_Allocation_IE()와 함께 UIUC = 15를 송신하여 후속 프레임 내의 R-UL 수신 구간의 위치를 나타낼 수 있다.
MR-UL 할당
구문 사이즈 주해
MR_UL_Allocation_IE(){
Extended UIUC 4 비트 MR_UL_Allocation_IE = 0x0B
Length 4 비트
R-UL duration present 1 비트 0b0 = 기간 필드가 존재하지 않고, R-UL은 서브프레임의 끝까지 확장함
0b1 = 기간 필드가 존재하고, 이 IE에 의해 정의된 R-UL은 정의된 기간을 가짐
OFDMA symbol offset 8 비트
if(R-UL duration present = 1){
R-UL duration 8 비트 심볼들에서의 R-UL 구간의 기간
}
[비고: 상기 표 2는 IEEE Std. 802.16에서 정의하는 표 286ab에 대응됨]
새로운 종속 항목 11.8.3.7.20 삽입하기:
11.8.3.7.20 RS 전이 갭들
유형 길이 값 범위
TBD 1 비트 #0-3: RSTTG(OFDMA 심볼들)
비트 #4-8: RSRTG(OFDMA 심볼들)		 SBC-REQ
SBC-RSP
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P : 프리앰블
FCH : (DLFP를 포함하는) 프레임 제어 헤더
MAP : DL & UL 데이터 할당 맵을 포함하는 브로드캐스트 제어

Claims (11)

  1. 기지국, 중계국, 이동국을 구비한 멀티-홉 무선 통신 시스템에서 이용되는 송신 방법에 있어서,
    상기 기지국, 중계국, 이동국에서의 무선 통신 시스템 송수신은 동일한 주파수 대역을 사용하고,
    상기 방법은,
    송신 프레임의 제1 기간 동안 해당 중계국으로부터 이동국 또는 다른 중계국들로 무선 신호의 송신을 행하는 단계;
    상기 제1 기간 후인 상기 송신 프레임의 제2 기간 동안 기지국으로부터 상기 해당 중계국으로 무선 신호의 송신을 행하는 단계;
    상기 제2 기간 후인 상기 송신 프레임의 제3 기간 동안 상기 이동국 또는 다른 중계국들로부터 상기 해당 중계국으로 무선 신호의 송신을 행하는 단계; 및
    상기 제3 기간 후인 상기 송신 프레임의 제4 기간 동안 상기 해당 중계국으로부터 상기 기지국으로 무선 신호의 송신을 행하는 단계
    를 포함하고,
    상기 제1 기간은 상기 송신 프레임의 최초 기간이고 상기 제4 기간은 상기 송신 프레임의 최종 기간인 것을 특징으로 하는 송신 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 중계국은 단일 안테나를 구비하는 것을 특징으로 하는 송신 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 해당 중계국은 상기 제1 기간과 상기 제2 기간 사이에 수신 상태로부터 송신 상태로 천이하는 것을 특징으로 하는 송신 방법.
  4. 삭제
  5. 기지국, 중계국, 이동국을 구비한 멀티-홉 무선 통신 시스템에서 이용되는 통신 방법에 있어서,
    상기 기지국, 중계국, 이동국에서의 무선 통신 시스템 송수신은 동일한 주파수 대역을 사용하고,
    상기 방법은,
    송신 프레임의 제1 기간 동안 해당 중계국으로부터 이동국 또는 다른 중계국들로 무선 신호의 송신을 행하는 단계;
    상기 제1 기간 후인 상기 송신 프레임의 제2 기간 동안 기지국으로부터 상기 해당 중계국으로 무선 신호의 송신을 행하는 단계;
    상기 제2 기간 후인 상기 송신 프레임의 제3 기간 동안 상기 이동국 또는 다른 중계국들로부터 상기 해당 중계국으로 무선 신호의 송신을 행하는 단계; 및
    상기 제3 기간 후인 상기 송신 프레임의 제4 기간 동안 상기 해당 중계국으로부터 상기 기지국으로 무선 신호의 송신을 행하는 단계
    를 포함하고,
    상기 제1 기간은 상기 송신 프레임의 최초 기간이고 상기 제4 기간은 상기 송신 프레임의 최종 기간이고,
    상기 해당 중계국은 상기 제1 기간과 상기 제2 기간 사이에 수신 상태로부터 송신 상태로 천이하는 것을 특징으로 하는 통신 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 중계국은 단일 안테나를 구비하는 것을 특징으로 하는 통신 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 중계국이 수신 상태로부터 송신 상태로 천이하는 기간 동안, 상기 기지국은 상기 이동국에 무선 신호의 송신을 행하는 것을 특징으로 하는 통신 방법.
  8. 기지국, 중계국, 이동국을 구비한 멀티-홉 무선 통신 시스템에서 이용되는 기지국에 있어서,
    해당 중계국이 이동국 또는 다른 중계국들로 무선 신호의 송신을 행하는 송신 프레임의 제1 기간 후이고, 상기 해당 중계국이 상기 이동국 또는 다른 중계국들로부터 무선 신호의 수신을 행하는 상기 송신 프레임의 제3 기간 전인 상기 송신 프레임의 제2 기간 동안, 상기 해당 중계국으로 무선 신호를 송신하는 송신기; 및
    상기 제3 기간 후인 상기 송신 프레임의 제4 기간 동안 상기 해당 중계국으로부터 무선 신호를 수신하는 수신기
    를 포함하고,
    상기 기지국, 중계국, 이동국에서의 무선 통신 시스템 송수신은 동일한 주파수 대역을 사용하고,
    상기 제1 기간은 상기 송신 프레임의 최초 기간이고 상기 제4 기간은 상기 송신 프레임의 최종 기간인 것을 특징으로 하는 기지국.
  9. 기지국, 중계국, 이동국을 구비한 멀티-홉 무선 통신 시스템에서 이용되는 중계국에 있어서,
    송신 프레임의 제1 기간 동안 이동국 또는 다른 중계국들로 무선 신호의 송신을 행하고, 상기 송신 프레임의 제4 기간 동안 기지국으로 무선 신호의 송신을 행하는 송신기; 및
    상기 제1 기간 후인 상기 송신 프레임의 제2 기간 동안 상기 기지국으로부터 무선 신호의 수신을 행하고, 상기 제2 기간 후이고 상기 제4 기간 전인 상기 송신 프레임의 제3 기간 동안 상기 이동국 또는 다른 중계국들로부터 무선 신호의 수신을 행하는 수신기
    를 포함하고,
    상기 기지국, 중계국, 이동국에서의 무선 통신 시스템 송수신은 동일한 주파수 대역을 사용하고,
    상기 제1 기간은 상기 송신 프레임의 최초 기간이고 상기 제4 기간은 상기 송신 프레임의 최종 기간인 것을 특징으로 하는 중계국.
  10. 기지국, 중계국, 이동국을 구비한 멀티-홉 무선 통신 시스템에서 이용되는 이동국에 있어서,
    기지국이 해당 중계국으로 무선 신호를 송신하는 송신 프레임의 제2 기간 전인 상기 송신 프레임의 제1 기간 동안 상기 해당 중계국으로부터 무선 신호의 수신을 허용하는 수신기; 및
    상기 제2 기간 후이고, 상기 해당 중계국이 상기 기지국으로 무선 신호를 송신하는 상기 송신 프레임의 제4 기간 전인 상기 송신 프레임의 제3 기간 동안 상기 해당 중계국으로 무선 신호의 송신을 허용하는 송신기
    를 포함하고,
    상기 기지국, 중계국, 이동국에서의 무선 통신 시스템 송수신은 동일한 주파수 대역을 사용하고,
    상기 제1 기간은 상기 송신 프레임의 최초 기간이고 상기 제4 기간은 상기 송신 프레임의 최종 기간인 것을 특징으로 하는 이동국.
  11. 기지국, 중계국, 이동국을 구비한 멀티-홉 무선 통신 시스템에 있어서,
    상기 기지국, 중계국, 이동국에서의 무선 통신 시스템 송수신은 동일한 주파수 대역을 사용하고,
    해당 중계국은 송신 프레임의 제1 기간 동안 이동국 또는 다른 중계국들로 무선 신호를 송신하고,
    상기 기지국은 상기 제1 기간 후인 상기 송신 프레임의 제2 기간 동안 상기 해당 중계국으로 무선 신호를 송신하고,
    상기 이동국 또는 다른 중계국들은 상기 제2 기간 후인 상기 송신 프레임의 제3 기간 동안 상기 해당 중계국으로 무선 신호를 송신하고,
    상기 해당 중계국은 상기 제3 기간 후인 상기 송신 프레임의 제4 기간 동안 상기 기지국으로 무선 신호를 송신하고,
    상기 제1 기간은 상기 송신 프레임의 최초 기간이고 상기 제4 기간은 상기 송신 프레임의 최종 기간인 것을 특징으로 하는 멀티-홉 무선 통신 시스템.
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