KR101289612B1

KR101289612B1 - 무선 통신망의 무선 자기 백홀 방법 및 장치

Info

Publication number: KR101289612B1
Application number: KR1020060111575A
Authority: KR
Inventors: 샨 진; 지민 리우; 시아오빙 렝; 강 셴
Original assignee: 알까뗄 루슨트
Priority date: 2005-11-11
Filing date: 2006-11-13
Publication date: 2013-07-24
Also published as: EP1786217A1; US20070110005A1; KR20070050856A; JP4864647B2; CN1964521B; US8134979B2; JP2007135206A; CN1964521A

Abstract

본 발명은 무선 통신망에 관한 것이며, 특히 WiMAX 망의 무선 자기 백홀 기술에 관한 것이다. 상기 기술은 기지국 자신의 무선 자원(주파수·부 주파수 대역 또는 타임 슬롯 등)을 이용하여 기지국간의 무선 백홀을 실현한다. 더 구체적으로, 종속 기지국의 프레임 시작 시간이 메인 기지국의 프레임에 비해 상대적으로 일정 시간의 편차가 있는 것으로, 기지국 원래의 자원을 이용해 메인 기지국과 종속 기지국 사이에 상하향 백홀 채널을 형성한다. 이 중에서, 종속 기지국이 로컬 단말기 접속을 진행할 때는 기지국 모드에서 작업하고, 자신의 메인 기지국과 무선 백홀 서비스를 진행할 때는 상기 메인 기지국의 단말기 모드로 작업하므로, 두 가지 작업 모드 사이에서 전환이 필요하다.

WiMAX, 무선 백홀, 프레임, 타임 슬롯, 시간 편차, 메인 기지국, 종속 기지국

Description

무선 통신망의 무선 자기 백홀 방법 및 장치{SELF-BACKHAUL METHOD AND APPARATUS IN WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS}

도 1은 종래 기술에서 LMDS 기술을 이용하여, WiMAX의 대규모 배치에 무선 리턴 채널을 제공하는 공개를 도시한다.

도 2는 무선 자기 백홀 시스템의 단대단 망의 구조를 도시한다.

도 3은 본 발명에 의거한 점대점 무선 백홀 망의 구조를 도시한다.

도 4는 점대점 무선 백홀 망에서, 본 발명에 의거한 시간 편차 방법을 사용할 때, 제2 기지국과 제1 기지국1간의 프레임 구조를 도시한다.

도 5는 본 발명에 의거한 다중 도약 무선 백홀 망의 구조를 도시한다.

도 6은 다중 도약 무선 백홀 망에서, 본 발명에 의거한 시간 편차 방법을 사용할 때, 다수 기지국의 프레임 구조를 도시한다.

도 7은 본 발명에 의거한 한 구체적인 실시 방식으로서, 무선 통신망의 제1 기지국1과 제2 기지국2 사이에서 무선 서비스 백홀을 진행하는 방법의 흐름도이다.

도 8은 본 발명에 의거한 한 구체적인 실시 방식의 무선 통신망의 메인 기지국1의 블록 도면이다.

도 9는 본 발명에 의거한 한 구체적인 실시 방식의 무선 통신망의 종속 기지국2의 블록 도면이다.

도 10과 도 11은 본 발명에 의거한 한 구체적인 실시 방식의 WiMAX 시스템의 메인 기지국과 종속 기지국의 프레임 형식을 도시한다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

11: 송수신 장치

21: 송수신 장치

22: 모드 확정 장치

23: 모드 전환 장치

24: 저장 장치

본 발명은 무선 통신망에 관한 것이며, 특히 무선 통신망의 자기 백홀(self-Backhaul) 기술에 관한 것이다.

무선 통신망, 예를 들어 WiMAX(World interoperability Microwave Access, IEEE802.16 계열 표준에 기반한 도시권 무선 통신망 기술) 망은, 배치 초기에, 주로 개발도상국·도시 외각·및 통신망 기초 시설이 좋지 않은 지역을 대상으로 한다. 이러한 곳에서 초기의 가입자 수량은 한정적이고, 서비스 애플리케이션 유형은 단순하고, 통신망 용량에 대한 수요는 비교적 낮다. 이러한 경우에, 저비용 통신망 커버리지 기술을 어떻게 이용하여 무선 통신망으로 하여금 대규모 커버리지를 신속히 실현하고, 시장을 빠르게 점령하게 하는가가 무선 통신망이 성공하는 관건 이다. 이 중에서, WiMAX 기술을 이용한 "낮은 이동성 광대역 IP 접속" 계획은 다방면의 주목을 끌어낸다. 관련 저비용 기술을 이용하여 상용 초기에 WiMAX의 대규모 배치를 실현하는 것이 WiMAX 기술의 대규모 응용의 중요 요소이다.

상기 무선 통신망의 대규모 응용을 실현하는 한 관건은 어떻게 통신망을 신속하게 배치하고 통신망 건설 비용을 낮추는가이다. 무선 백홀은 고비용의 유선망 배치, 배선의 어려움 등 문제를 회피함으로써, 더욱 더 많은 통신 사업자의 관심을 끌고 있다. WiMAX 기지국 자신의 무선 자원을 이용한 무선 백홀 링크의 실현은 더욱 효과적으로 문제를 해결할 수 있게 한다.

종래의 기술에서 무선 마이크로웨이브 기술, 예를 들어 LMDS기술을 이용하여 WiMAX 대규모 배치에 무선 리턴 채널을 제공하는 기술 계획을 공개하였으며, 구체적인 계획은 도 1에 도시한 바와 같다.

도 1에서 도시한 계획에서, WiMAX 기지국은 단말기의 데이터 접속을 완성하는데 사용하였고, LMDS 설비는 WiMAX 서비스의 리턴 채널을 실현하는데 사용하였다. 이 두 기술의 결합은 WiMAX 무선망 배치를 지원할 수 있다. 그러나 WiMAX 망을 배치하는 동시에, 각 WiMAX 기지국 위치 및 무선 접속 제어점(RAC) 위치에는 모두 상응하게 LMDS 설비를 추가하였다. 그리고 통신 사업자는 동시에 WiMAX 및 LMDS의 운영 주파수 자원을 신청해야 한다.

도 1에서, WiMAX와 LMDS의 기술 결합은 비록 WiMAX의 무선 리턴망 배치를 지원할 수 있지만, 망 배치에서 두 가지 설비를 사용해야하므로, 망 건설 투자 비용 및 일상 운영 유지비가 무척 높다.

더욱 중요한 것은 이 두 가지 기술이 다른 무선 주파수 자원을 사용해야 하고, 실제의 응용에서, 주파수 자원은 통상적으로 정부에서 통신 사업자에게 할당해주는 것이므로, 대다수의 통신 사업자는 특정 구역에서 이처럼 풍부한 주파수 자원을 획득하기 무척 어렵다.

게다가, LMDS 기술이 다 년간 발전을 해왔지만, 아직까지 세계적으로 통일한 표준이 없어, 다른 사업자의 제품간의 상호 연결이 무척 어렵다.

그리고 LMDS는 고주파 대역에서 운행되며, 필히 가신선(LOS) 방식에서 작업해야 하므로, 이 또한 LMDS의 사용 범위를 제한한다.

이외에도, 미국 특허 출원 No.2004/0062214A1도 무선 통신망의 대역내 백홀 기술을 공개하였다. 이 중에서, 이동국 무선 인터페이스에서 분배한 주파수 대역을 사용하여, 무선 통신망의 하나 이상의 원격 자식 접속 포인트에서 하나의 부모 접속 포인트에 이르는 백홀 연결을 만들고, 상기 부모 접속 포인트는 망에 이르는 종래의 백홀 링크를 지닌다. 그러므로, 백홀 서비스는 정상적인 이동국 서비스와 함께 표준 무선 인테페이스에서 전송된다. 그러나, 상기 미국 특허 출원에서 공개한 내용에서, 백홀 서비스를 진행하는 두 개의 기지국에서, 여전히 한 기지국은 하나의 백홀 모듈과 상응하는 안테나를 갖추어야 하고, 이 중에서 상기 백홀 모듈은 이동국처럼 작용하고, 상기 백홀 모듈을 통해 다른 기지국과 백홀 서비스를 진행한다. 이는 여전히 망 건설 투자 비용 및 일상 운영의 유지 비용을 증가시킨다.

본 발명의 목적은 종래 기술 중의 상기 결점을 극복하기 위한 것이며, 본 발 명은 일종의 무선 통신망, 특히 WiMAX 망에서 무선 기지국 자신의 무선 자원을 이용해 두 기지국간의 무선 백홀 서비스(무선 자기 백홀이라고도 칭함)를 기타 하드웨어 설비 추가 없이 실현하는 것을 제시한다.

무선 자기 백홀(self-Backhaul) 시스템은 IEEE802.16 협의를 준수한다는 전제하에, 무선 기지국(예로, WiMAX 기지국) 자신의 무선 자원(주파수·부 주파수 대역·타임 슬롯)등을 이용하여, 단말기의 무선 접속을 제공하는 동시에, 무선 기지국(예로, WiMAX 기지국)간의, 및 무선 기지국(예로, WiMAX 기지국)에서 무선 접속 제어 설비에 이르는 무선 리턴 채널을 실현한다. 무선 자기 백홀 시스템은 단말기에 대해서는 투명하다.

무선 자기 백홀 시스템에 있어서, 무선 자원이 구체적으로 어떻게 이용되었는가를 포함한 무선 기지국(예로, WiMAX 기지국)의 개선; 기지국 프레임 구조의 정의; 및 무선 리턴 채널을 이용한 무선 기지국(예로, WiMAX 기지국)의 단말기와의 통신 및 리턴 전송의 실현이 기술적 관건이다.

도 2는 무선 자기 백홀 시스템의 단대단(end-to-end) 망구조를 도시한다. 도 2에서, 본 발명의 기본 사상은 신형의 무선 자기 백홀 시스템을 정의하며, 일종의 시간 편차를 이용해서, 다른 위치에 있는 기지국에 대해 분류를 진행하여, 기지국을 각각 메인 기지국·중계 기지국·종속 기지국 등으로 설정하고, 이 중에서 메인 기지국은 백홀 서비스를 진행할 때는 항상 기지국 모드로 작업하며, 중계 기지국은 자신의 상위 계층 기지국과 백홀 서비스를 진행할 때는 단말기 모드로 작업하고, 자신의 하위 계층 기지국과 백홀 서비스를 진행할 때는 기지국 모드로 작업하 며, 종속 기지국은 백홀 서비스를 진행할 때는 항상 단말기 모드로 작업한다. 이 중에서, 어떤 두 계층 기지국 간이든 기지국 자신의 무선 자원을 이용하여 백홀 서비스를 진행하며, 예를 들어, 기지국간의 프레임 시작 시간의 상대적 편차(시간 편차)로 두 계층 기지국간의 상하향 백홀 창을 형성함으로써, 기지국 자신의 무선 자원을 이용하여 기지국간의 통신(백홀 서비스)을 실현하고, 기지국에서 무선 접속 제어 설비에 이르는 무선 자기 리턴 채널의 실현 계획을 완성한다. WiMAX 시스템에 관해서, 본 발명은 또한 기지국의 구체적인 프레임 구조를 정의하였고, 기지국간의 구체적인 타임 슬롯 편차 계획 및 기타 상세 기술도 설명하였다.

본 발명에 의거한 제1 관점은 무선 통신망의 제1 기지국과 제2 기지국간의 무선 서비스 백홀의 진행 방법을 제시하며, 상기 방법은, a) 기지국 자신의 타임 슬롯을 이용하여, 상기 제1 기지국과 제2 기지국 사이에 상향 백홀 채널과 하향 백홀 채널을 형성하는 단계; 및 b) 상기 상향 백홀 채널과 하향 백홀 채널을 이용하여 상기 제1 기지국과 제2 기지국 사이에서 상향과 하향 서비스 백홀을 진행하는 단계를 포함한다. 최적으로, 단계 a)는, 제2 기지국의 프레임 시작 시간은 제1 기지국의 프레임에 비해 상대적으로 일정 시간 편차가 있어, 상기 제1 기지국과 제2 기지국 사이에 상향 백홀 채널과 하향 백홀 채널을 형성하는 단계이다.

본 발명에 의거한 제2 관점은 무선 통신망에서 무선 백홀을 진행하는 기지국을 제시하며, 상기 기지국은 제2 기지국의 메인 기지국이고, 상기 기지국은, 단말기에서 온 메시지를 수신하고 단말기에 메시지를 발송하는 송수신 장치를 포함하며, 상기 송수신 장치는 기지국 자신의 타임 슬롯을 이용하여 형성한 상기 기지국 과 상기 제2 기지국간의 상향과 하향 백홀 채널 내에서 제2 무선 기지국의 백홀 메시지를 수신하고 제2 무선 기지국에 백홀 메시지를 발송하는데에도 사용한다는 특징을 갖는다. 최적으로, 상기 상향과 하향 백홀 채널은 제2 기지국의 프레임 시작 시간이 상기 메인 기지국의 프레임에 비해 상대적으로 일정 시간 편차가 있는 것으로 형성한다.

본 발명에 의거한 제3 관점은 무선 통신망에서 메인 기지국으로서 무선 백홀을 진행하는 무선 기지국을 제시하며, 상기 기지국은 제1 기지국의 종속 기지국이고, 상기 기지국은, 단말기에서 온 메시지를 수신하고 혹은 단말기에 메시지를 발송하는 송수신 장치를 포함한다. 상기 송수신 장치는 기지국 자신의 타임 슬롯 자원을 이용하여 형성한 상기 기지국과 상기 제1 기지국간의 상향과 하향 백홀 채널 내에서 제1 무선 기지국에 백홀 메시지를 발송하고 제1 무선 기지국에서 온 백홀 메시지를 수신하는데에도 사용한다. 최적으로, 상기 기지국과 제1 기지국간의 상향과 하향 백홀 채널은 상기 기지국의 프레임 시작 시간이 상기 제1 기지국의 프레임에 비해 상대적으로 일정 시간 편차가 있는 것으로 형성한다.

한 좋은 실시예에서, 종속 기지국인 상기 무선 기지국은, 상기 기지국이 로컬 단말기 접속 서비스와 무선 백홀 서비스 사이에서 전환하는지 여부를 확정하는 모드 확정 장치; 및 상기 기지국이 로컬 단말기 접속 서비스와 무선 백홀 서비스 사이에서 전환하는 것을 확정하면, 상기 기지국의 작업 모드를 상응하게 전환하는 모드 전환 장치를 더 포함한다.

종래 기술과 비교하면, 본 발명의 기술 계획은 기지국 자신의 무선 자원을 이용하여 기지국간의 무선 통신을 실현하였고, 이는 종래 기술의 무선 통신망에서는 갖추지 못한 기능이다. 본 발명을 이용해 망 배치를 할 때는 동일한 설비를 사용하고, 새로운 하드웨어 설비의 추가 및 다른 주파수 자원의 신청이 필요 없으므로, 클라이언트의 투자와 운영 비용을 대폭 낮출 수 있다. 그리고, 무선 백홀 서비스에서 기지국 자신의 강력한 무선 전송 능력을 이용하므로, 무선 리턴 전송 능력을 보다 큰 폭으로 향상시킬 수 있다.

본 발명에 의거한 한 구체적인 실시 방식에서, 무선 통신망의 기지국의 한 완전한 프레임, 예를 들어 완전한 IEEE802.16 프레임을 두 부분으로 나누고, 그 중 일 부분 타임 슬롯은 무선 백홀 기능에 사용하고, 다른 부분은 계속해서 일반 단말기 접속 기능(예로, WiMAX 단말기 접속 기능)에 사용한다. 백홀 서비스를 전송하는 두 기지국은 비동기식으로 송수신 기능을 실현하고, 메인·종속 기지국의 수신·발송 타임 슬롯에 상응하는 시간 구간 내에서 백홀 기능을 완성한다.

백홀 타임 슬롯 내에서, 한 기지국이 발송 상태에 놓이면, 다른 기지국은 수신 상태에 있고, 단말기 접속 타임 슬롯 내에서, 두 기지국은 동시에 수신과 발송을 진행한다. 메인·종속 기지국은 각각 자신의 단말기와 통신을 진행한다.

무선 통신망의 기지국은 상응하는 메인 기지국(Master Basestation)과 종속 기지국(Slave Basestation)으로 분류한다. 기지국이 메인 기지국인 과정에서, 계속해서 기지국의 기능을 실행하고, 종속 기지국은 메인 기지국과 통신에서, 무선 백홀 채널을 형성할 때 단말기 기능을 실행하고, 로컬 단말기 접속을 실행할 때 일 반 기지국 기능을 실행하므로, 종속 기지국은 작업 모드의 전환을 진행할 필요가 있으며, 다시 말해, 다수의 기지국이 계층식으로 연결할 때, 중간의 기지국은 자신의 메인 기지국에 대해서 자신은 종속 기지국이고, 자신의 종속 기지국에 대해서는 자신은 메인 기지국이다.

메인 기지국과 종속 기지국의 프레임 길이는 같으나, 메인 기지국과 종속 기지국간의 프레임 시작 시간은 일정의 시간 편차가 있다. 상기 시간 편차는 백홀 서비스를 전송하는데 사용하고, 상기 편차의 크기는 구체적인 무선 자원 스케줄링 알고리듬 및 무선 자원 보류 알고리듬에 근거하여 조정한다.

메인·종속 기지국은 각각 본문에서 정의한 프레임 구조를 사용하나, 상기 정의에 제한되지 않는다.

도 3은 본 발명에 의거한 점대점 무선 백홀 망의 구조를 도시하며, 이 중에서, 제1 기지국1(BS1, 메인 기지국)의 작업 주파수는 f1이고, 제1 기지국1은 핵심망(혹은 무선 접속 제어 설비)에 이르는 유선 백홀 링크를 갖추고 있다. 제2 기지국2(BS2, 종속 기지국)의 작업 주파수는 f2이고, 제2 기지국2는 유선 백홀 링크는 없고, BS1을 이용해 무선 백홀을 진행하며, 백홀 동작에서 BS2는 특정 시간동안 BS1의 단말기가 되어 BS1과 통신한다. BS2가 자신의 로컬 단말기에 서비스할 때, 기지국 모드(주파수 f2)로 작업하고, 무선 백홀 서비스를 진행할 때, 단말기 모드(주파수 f1)로 작업한다.

도 4는 점대점 무선 백홀 망을 도시하며, 상기 시간 편차 방법을 사용할 때, 제2 기지국2(BS2)의 프레임 시작 시간은 제1 기지국1(BS1)의 프레임과 일정 시간 t1의 편차가 있다. 도 4의 하향 브로드캐스트 영역은 프리앰블(preamble), 및 DL-MAP, UL-MAP, DCD 와 UCD 등 링크 관련 분배와 상태의 브로드캐스트 정보를 포함하며, 상기 그 중 한 기지국에 귀속되는 모든 단말기는 수신한 하향 브로드캐스트 영역에 근거하여 시스템의 동기화와 전송 동작을 완성한다. 그러므로, 두 기지국의 프레임 길이가 같을 때(일반적인 무선 시스템은 모두 이런 요구를 하여 제어 관리와 간섭 저항에 유리하다), 프레임의 시작 시간은 구체적인 무선 자원 스케줄링 알고리듬 및 무선 자원 보류 알고리듬에 근거하여 조정을 진행하여, 일정 시간의 편차를 내어, 제2 기지국2(BS2, 종속 기지국)이 자신의 무선 백홀 기능을 실현하고, 즉 제1 기지국1(BS1, 메인 기지국)의 단말기일 때 BS1의 하향 브로드캐스트 영역 메시지를 수신할 수 있게 보장한다. 상기 시간 편차 구간은 상향 백홀창(t3, t7)과 하향 백홀창(t5)을 형성하고, 이들은 같은 크기를 갖추어, 제2 기지국2(BS2)이 기지국 모드로 작업할 때 상향 동작(t4)과 하향 동작(t2, t6)은 제1 기지국1(BS1)의 상/하향 동작과 완전히 대응하여, 존재할 수 있는 간섭을 방지한다. 시간 편차 방법에 기반한 점대점 무선 백홀 계획에서, 제1 기지국1(BS1, 메인 기지국)은 시종 기지국 모드에서 작업하고, 제2 기지국2(BS2, 종속 기지국)은 기지국 모드와 단말기 모드 두 가지 모드 사이에서 전환을 진행하며, 이 중에서, 기지국 모드에서 로컬 단말기의 접속 기능을 완성하는데 사용하고, 단말기 모드에서 제1 기지국1과의 상향 백홀과 하향 백홀 서비스를 완성하는데 사용한다.

도 5는 본 발명에 의거한 다중 도약 무선 백홀 망의 구조를 도시하며, 이 중에서 제1 기지국1(BS1)만이 핵심망(또는 무선 접속 제어 설비)에 이르는 유선 백홀 링크를 지니고, 제2 기지국2(BS2)은 제1 기지국1(BS1)과의 사이에서 무선 백홀을 실현하고, 제3 기지국3(BS3)은 제2 기지국2(BS2)와의 사이에서도 무선 백홀을 실현하고, 이하 등등도 마찬가지이다. BS1, BS2와 BS3은 독립된 작업 주파수를 갖추고, BS4는 BS1과 비교적 멀어, 간섭 강도에 근거하여 BS1의 작업 주파수 f1을 중복 사용하거나 단독 주파수를 이용할 수 있다.

이런 한 계층식 구조에서, 유선 백홀 링크를 갖춘 BS1은 근본 기지국이고, BS4는 끝점 기지국이고, BS2와 BS3는 중간 기지국이며, 중간 기지국은 하위 계층 기지국의 서비스를 중계하고, 그리고 그 자신의 서비스를 그의 하위 계층 기지국의 서비스와 함께 그의 상위 계층 기지국에 중계해야 한다. 여기에서 각 상위 계층 기지국은 그의 하위 계층 기지국의 메인 기지국(Master)이라고 명명하고, 그의 하위 계층 기지국은 종속 기지국(Slave)이라고 명명한다. 종속 기지국이 백홀 동작을 진행할 때, 정상적인 기지국 모드에서 단말기 모드로 전환하여, 그의 메인 기지국의 단말기 설비가 되고, 그간 주파수 전환을 하여, 그의 메인 기지국의 주파수 자원을 이용하여 서비스 백홀을 진행한다. 각 계층 사이에서, 백홀 창의 크기는 망 설립 단계에서 확정되고, 해당 기지국과 그의 메인 기지국간의 시간 편차와 같다.

도 6은 다중 도약 무선 백홀 동작에서, 상기 시간 편차 방법을 사용할 때, 근본 기지국 이외에 각 계층 기지국의 프레임 시작 시간은 그의 상위 계층 기지국의 프레임에 비해 상대적으로 일정 시간의 편차가 있다. 어느 두 계층 기지국의 프레임 사이의 시간 편차가 상기 두 계층 기지국 사이의 상향 백홀 창과 하향 백홀 창을 형성하고, 그들의 크기는 같으므로, 하위 계층 기지국이 기지국 모드로 작업할 때 상향 동작과 하향 동작이 상위 계층 기지국의 상/하향 동작과 완전히 대응하여, 존재할 수 있는 간섭을 방지한다. 점대점 무선 백홀과 유사하게, 시간 편차 방법에 기반한 다중 도약 무선 백홀 계획에서, 제1 기지국1(BS1, 메인 기지국)은 시종 기지국 모드에서 작업하고, 제2·제3과 제4 기지국(BS2-4, 종속 기지국)은 기지국 모드와 단말기 모드 두 가지 모드 사이에서 전환을 진행하며, 각각 상향 백홀과 하향 백홀, 및 로컬 단말기의 접속 기능을 완성한다.

도 7에서 도시한 바와 같이, 단계(S11)에서, 기지국 자신의 타임 슬롯을 이용하여, 상기 제1 기지국1과 제2 기지국2 사이에 상향 백홀 채널과 하향 백홀 채널을 형성한다. 최적으로, 제2 기지국의 프레임 시작 시간은 제1 기지국의 프레임에 비해 상대적으로 일정 시간의 편차가 있어, 상기 제1 기지국과 제2 기지국 사이에 상향 백홀 채널과 하향 백홀 채널을 형성하며, 도 4에서 도시한 바와 같다. 이해해야 하는 것은, 상기 프레임 시작 시간의 시간 편차는 미리 기지국에서 설정할 수 있다.

이어서, 단계(S12)에서, 상기 상향 백홀 채널과 하향 백홀 채널을 이용하여 상기 제1 기지국과 제2 기지국 사이에서 상향과 하향 서비스 백홀을 진행한다. 한 구체적인 실시 방식에서, 다음과 같은 단계를 포함할 수 있다:

- 상기 제2 기지국이 로컬 단말기 접속 서비스와 무선 백홀 서비스 사이에서 전환 여부를 확정하는 단계;

- 상기 제2 기지국이 로컬 단말기 접속 서비스와 무선 백홀 서비스 사이에서 전환하는 것이 확정되면, 상기 제2 기지국의 작업 모드를 전환하는 단계. 더 구체적으로, 백홀 서비스를 진행할 때, 상기 제2 기지국은 제2 작업 주파수에서 제1 작업 주파수로 전환하며, 이 중에서 상기 제2 작업 주파수는 제2 기지국이 로컬 단말기 접속 서비스에 사용하는 것이고, 상기 제1 작업 주파수는 제1 기지국이 로컬 단말기 접속 서비스에 사용한다. 백홀 서비스가 종결되면, 상기 제2 기지국은 상기 제1 작업 주파수에서 상기 제2 작업 주파수로 전환한다.

통신망이 다중 도약 무선 백홀 망이면, 제2 기지국2는 또한 제3 기지국3의 메인 기지국이고, 상기 방법은 다음과 같은 단계를 더 포함한다:

- 기지국 자신의 타임 슬롯을 이용하여, 상기 제2 기지국2과 상기 제3 기지국3 사이에 상향 백홀 채널과 하향 백홀 채널을 형성하는 단계. 최적으로, 제3 기지국3의 프레임 시작 시간은 제2 기지국의 프레임에 비해 상대적으로 일정 시간의 편차가 있어, 상기 제2 기지국2과 제3 기지국3 사이에 상향 백홀 채널과 하향 백홀 채널을 형성하며, 도 6에서 도시한 바와 같다. 이해해야 하는 것은, 상기 프레임 시작 시간의 시간 편차는 미리 기지국에서 설정할 수 있다는 것이다.

- 상기 상향 백홀 채널과 하향 백홀 채널을 이용하여 상기 제2 기지국과 제3 기지국 사이에서 상향과 하향 서비스 백홀을 진행하는 단계. 한 구체적인 실시 방식에서, 상기 제3 기지국이 로컬 단말기 접속 서비스와 무선 백홀 서비스 사이에서 전환 여부를 확정하는 단계; 및 상기 제3 기지국이 로컬 단말기 접속 서비스와 무 선 백홀 서비스 사이에서 전환하는 것이 확정되면, 상기 제3 기지국의 작업 모드를 전환하는 단계를 포함할 수 있다. 더 구체적으로, 상기 제3 기지국의 작업 모드 전환은, 백홀 서비스를 진행할 때, 상기 제3 기지국3은 제3 작업 주파수에서 제2 작업 주파수로 전환하는 단계 - 이 중에서 상기 제3 작업 주파수는 제3 기지국이 로컬 단말기 접속 서비스에 사용하는 것임 - ; 및 백홀 서비스가 종결되면, 상기 제3 기지국은 상기 제2 작업 주파수에서 상기 제3 작업 주파수로 전환하는 단계를 포함한다.

- 상기 제2 기지국은 수신한 제3 기지국에서 온 백홀 메시지를 제1 기지국과의 사이의 상향 백홀 채널을 거쳐 상기 제1 기지국에 발송하는 단계.

- 상기 제2 기지국은 수신한 제1 기지국에서 온 백홀 메시지를 제3 기지국과의 사이의 하향 백홀 채널을 거쳐 상기 제3 기지국에 발송하는 단계.

도 8은 본 발명에 의거한 한 구체적인 실시 방식의 무선 통신망의 메인 기지국1의 블록 도면이다. 이 중에서, 제1 기지국1은 제2 기지국의 메인 기지국이고, 송수신 장치(11)를 포함한다.

상기 송수신 장치(11)는 단말기에서 온 메시지를 수신하고 단말기에 메시지를 발송하며, 그리고, 상기 송수신 장치(11)는 기지국 자신의 타임 슬롯을 이용하여 형성한 상기 기지국과 상기 제2 기지국간의 상향과 하향 백홀 채널 내에서 제2 무선 기지국에서 온 백홀 메시지를 수신하고 제2 무선 기지국에 백홀 메시지를 발송하는데에도 사용한다. 최적으로, 상기 상향 백홀 채널과 하향 백홀 채널은 제2 기지국의 프레임 시작 시간이 상기 제1 기지국의 프레임에 비해 상대적으로 일정 시간 편차가 있는 것으로 형성할 수 있으며, 도 4에서 도시한 바와 같다. 이해해야 하는 것은, 상기 프레임 시작 시간의 시간 편차는 미리 기지국에서 설정할 수 있다.

도 9는 본 발명에 의거한 한 구체적인 실시 방식의 무선 통신망의 종속 기지국2의 블록 도면이다. 이중에는 송수신 장치(21)·모드 확정 장치(22)·모드 전환 장치와 저장 장치(24)를 포함한다.

상기 송수신 장치(21)는 단말기에서 온 메시지를 수신하고 단말기에 메시지를 발송하며, 그리고 상기 송수신 장치(21)는 기지국 자신의 타임 슬롯을 이용하여 형성한 상기 기지국과 상기 제1 기지국간의 상향과 하향 백홀 채널 내에서 제1 무선 기지국에 백홀 메시지를 발송하고 제1 무선 기지국에서 온 백홀 메시지를 수신하는데에도 사용한다. 이 중에서, 제2 기지국2와 제1 기지국 사이의 상향과 하향 백홀 채널은 상기 기지국의 프레임 시작 시간이 상기 제1 기지국의 프레임에 비해 상대적으로 일정 시간 편차가 있는 것으로 형성한다. 이해해야 하는 것은, 상기 프레임 시작 시간의 시간 편차는 미리 기지국에서 설정할 수 있다.

상기 모드 확정 장치(22)는 상기 기지국이 로컬 단말기 접속 서비스와 무선 백홀 서비스 사이에서 전환 여부를 확정하는데 사용한다.

상기 모드 전환 장치(23)는 상기 기지국이 로컬 단말기 접속 서비스와 무선 백홀 서비스 사이에서 전환하는 것을 확정하면, 상기 기지국의 작업 모드를 상응하게 전환하는데 사용한다. 한 구체적인 실시에서, 제2 기지국2이 로컬 단말기 접속 서비스에서 무선 백홀 서비스로 전환하는 것을 확정하면, 상기 모드 전환 장치(23) 는 제2 작업 주파수를 제1 작업 주파수로 전환하며, 이 중에서 상기 제2 작업 주파수는 제2 기지국2이 로컬 단말기 접속 서비스에 사용하는 것이고, 상기 제1 작업 주파수는 제1 기지국이 로컬 단말기 접속 서비스에 사용한다. 백홀 서비스의 종결이 확정되면, 상기 모드 전환 장치(23)는 상기 제1 작업 주파수에서 상기 제2 작업 주파수로 전환한다.

도 5에서 도시한 다중 도약 무선 백홀 망에서, 제2 기지국2는 또한 제3 기지국3의 메인 기지국이다. 이런 한 상황에서, 상기 송수신 장치(21)는 기지국 자신의 타임 슬롯을 이용하여 형성한 제2 기지국2과 상기 제3 기지국3 사이의 상향과 하향 백홀 채널 내에서 제3 기지국3에서 온 백홀 메시지를 수신하고 제3기지국에 백홀 메시지를 발송한다. 이 중에서, 제2 기지국2과 제3 기지국3 사이의 상향과 하향 백홀 채널은 상기 제3 기지국의 프레임 시작 시간이 상기 기지국의 프레임에 비해 상대적으로 일정 시간 편차가 있는 것으로 형성된다.

상기 저장 장치(24)는 제1 기지국과 제3 기지국에서 온 백홀 메시지를 저장한다. 제2 기지국2이 제1 기지국과 제3 기지국 사이에서 무선 중계기일 때, 상기 송수신 장치(21)는 저장된 제3 기지국3에서 온 백홀 메시지를 상기 제1 기지국과의 사이의 상향 백홀 채널을 거쳐 상기 제1 기지국에 발송하는데에도 사용하고, 저장된 제1 기지국에서 온 백홀 메시지를 제3 기지국과의 사이의 하향 백홀 채널을 거쳐 상기 제3 기지국에 발송하는데에도 사용한다. 그러므로, 제2 기지국2는 제1 기지국과 제3 기지국 사이에서 무선 중계기의 작용을 한다.

실질적인 실현 및 이후 표준화 작업에 편리하기 위해, 본 발명은 WiMAX 시스 템의 메인·종속 기지국에서 사용하는 프레임 형식을 각각 정의하였다. 도 10은 본 발명에 의거한 한 구체적인 실시 방식의 WiMAX 시스템의 메인 기지국의 프레임 형식을 도시하며, 도 11은 본 발명에 의거한 한 구체적인 실시 방식의 WiMAX 시스템의 종속 기지국의 프레임 형식을 도시한다. 이런 한 정의는 무선 자기 백홀에 사용하는 타임 슬롯을 상대적으로 고정된 위치에 놓이게 하여, 무선 자원의 스케줄링과 보류를 편리하게 할 뿐만 아니라, 다른 설비 간의 상호 연결에 유리한 조건을 창조하였다. 본 발명이 정의한 기지국 프레임 구조는, 본 발명에 의거한 기지국간의 통신을 실현하고, 또한 종래의 기술 표준을 완전히 준수하여, 기타 제조 업자의 WiMAX 설비와의 상호 연결을 실현할 수 있고, 완전한 역방향 호환성을 제공한다.

이상에서 본 발명의 실시예를 설명하였다. 본 실시예에 의거하여, 상기 시스템은 이더넷(Ethernet) 기술의 접속 망을 사용하고, 접속 망 종단 장비는 IP-DSLAM이고, 그리고 종래의 IGMP에 기초하여 정보 제어를 실현한 것을 가리킨다. 그러나 본 발명은 특정 시스템·설비 및 구체적인 프로토콜에 제한 받지 않으며, 본 영역의 숙련된 기술자는 첨부한 특허청구범위 내에서 다양한 변형 또는 수정을 실시할 수 있다.

종래 기술과 비교하면, 본 발명의 기술 계획은 기지국 자신의 무선 자원을 이용하여 기지국간의 무선 통신을 실현하였고, 이는 종래 기술의 무선 통신망에서는 갖추지 못한 기능이다. 본 발명을 이용해 망 배치를 할 때는 동일한 설비를 사용하고, 새로운 하드웨어 설비의 추가 및 다른 주파수 자원의 신청이 필요 없으므 로, 클라이언트의 투자와 운영 비용을 대폭 낮출 수 있다. 그리고, 무선 백홀 서비스에서 기지국 자신의 강력한 무선 전송 능력을 이용하므로, 무선 리턴 전송 능력을 보다 큰 폭으로 향상시킬 수 있다.

Claims

무선 통신망의 제1 기지국과 제2 기지국 사이에서의 무선 서비스 백홀 방법에 있어서,

a) 기지국 자신의 타임 슬롯을 이용하여, 상기 제1 기지국과 상기 제2 기지국 사이에 상향 백홀 채널과 하향 백홀 채널을 형성하는 단계; 및

b) 상기 상향 백홀 채널과 상기 하향 백홀 채널을 이용하여 상기 제1 기지국과 상기 제2 기지국 사이에서 상향 및 하향 서비스 백홀을 진행하는 단계

를 포함하는 무선 서비스 백홀 방법.
제1항에 있어서,

상기 단계 a)는,

제2 기지국의 프레임 시작 시간이 제1 기지국의 프레임에 비해 상대적으로 일정 시간의 편차가 있어, 상기 제1 기지국과 상기 제2 기지국 사이에 상향 백홀 채널과 하향 백홀 채널을 형성하는 단계를 포함하는 무선 서비스 백홀 방법.
제1항에 있어서,

상기 제2 기지국이 상기 제1 기지국의 서브 기지국이고,

상기 단계 b)는,

상기 제2 기지국이 로컬 단말기 접속 서비스와 무선 백홀 서비스 사이에서 전환하는지 여부를 확정하는 단계; 및

상기 제2 기지국이 로컬 단말기 접속 서비스와 무선 백홀 서비스 사이에서 전환하는 것이 확정되면, 상기 제2 기지국의 작업 모드를 전환하는 단계

를 더 포함하는 무선 서비스 백홀 방법.
제3항에 있어서,

상기 제2 기지국의 작업 모드를 전환하는 단계는,

백홀 서비스를 진행할 때, 상기 제2 기지국은 제2 작업 주파수에서 제1 작업 주파수로 전환하는 단계 - 이 중에서 상기 제2 작업 주파수는 상기 제2 기지국이 로컬 단말기 접속 서비스에 사용하는 것이고, 상기 제1 작업 주파수는 상기 제1 기지국이 로컬 단말기 접속 서비스에 사용함 - ; 및

백홀 서비스가 종결되면, 상기 제2 기지국은 상기 제1 작업 주파수에서 상기 제2 작업 주파수로 전환하는 단계

를 포함하는 무선 서비스 백홀 방법.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제2 기지국이 제3 기지국의 메인 기지국이고,

d) 기지국 자신의 타임 슬롯을 이용하여 상기 제2 기지국과 상기 제3 기지국 사이에 상향 백홀 채널과 하향 백홀 채널을 형성하는 단계; 및

e) 상기 상향 백홀 채널과 상기 하향 백홀 채널을 이용하여 상기 제2 기지국과 상기 제3 기지국 사이에서 상향과 하향 서비스 백홀을 진행하는 단계

를 더 포함하는 무선 서비스 백홀 방법.
제5항에 있어서,

상기 단계 d)는,

상기 제3 기지국의 프레임 시작 시간이 상기 제2 기지국의 프레임에 비해 상대적으로 일정 시간의 편차가 있어, 상기 제2 기지국과 상기 제3 기지국 사이에 상향 백홀 채널과 하향 백홀 채널을 형성하는 단계를 포함하는 무선 서비스 백홀 방법.
제6항에 있어서,

상기 제3 기지국이 상기 제2 기지국의 서브 기지국이고,

상기 단계 e)는,

상기 제3 기지국이 로컬 단말기 접속 서비스와 무선 백홀 서비스 사이에서 전환하는지 여부를 확정하는 단계; 및

상기 제3 기지국이 로컬 단말기 접속 서비스와 무선 백홀 서비스 사이에서 전환하는 것이 확정되면, 상기 제3 기지국의 작업 모드를 전환하는 단계

를 더 포함하는 무선 서비스 백홀 방법.
제7항에 있어서,

상기 제3 기지국의 작업 모드를 전환하는 단계는,

백홀 서비스를 진행할 때, 상기 제3 기지국은 제3 작업 주파수에서 제2 작업 주파수로 전환하는 단계 - 이 중에서 상기 제3 작업 주파수는 상기 제3 기지국이 로컬 단말기 접속 서비스에 사용함 - ; 및

백홀 서비스가 종결되면, 상기 제3 기지국은 상기 제2 작업 주파수에서 상기 제3 작업 주파수로 전환하는 단계

를 포함하는 무선 서비스 백홀 방법.
제5항에 있어서,

상기 제2 기지국은 상기 제3 기지국에서 수신한 백홀 메시지를 상기 제1 기지국과의 사이의 상향 백홀 채널을 거쳐 상기 제1 기지국에 발송하는 단계;

상기 제2 기지국은 상기 제1 기지국에서 수신한 백홀 메시지를 상기 제3 기지국과의 사이의 하향 백홀 채널을 거쳐 상기 제3 기지국에 발송하는 단계

를 더 포함하는 무선 서비스 백홀 방법.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 무선 통신망이 WiMAX 망인 무선 서비스 백홀 방법.
무선 통신망에서 무선 백홀을 진행하는 기지국에 있어서,

상기 기지국은 제2 기지국의 메인 기지국이고,

상기 기지국은,

사용자 단말기에서 온 메시지를 수신하고 사용자 단말기에 메시지를 발송하는 송수신 장치 - 상기 송수신 장치는 기지국 자신의 타임 슬롯을 이용하여 형성한 상기 기지국과 상기 제2 기지국 사이의 상향과 하향 백홀 채널 내에서 제2 무선 기지국에서 온 백홀 메시지를 수신하고 제2 무선 기지국에 백홀 메시지를 발송하는데에도 사용함 -

를 포함하는 기지국.
제11항에 있어서,

상기 상향과 하향 백홀 채널은 상기 제2 기지국의 프레임 시작 시간이 상기 메인 기지국의 프레임에 비해 상대적으로 일정 시간의 편차가 있는 것으로 형성되는 기지국.
제11항 또는 제12항에 있어서,

상기 무선 통신망이 WiMAX 망인 기지국.
무선 통신망에서 메인 기지국으로서 무선 백홀을 진행하는 무선 기지국에 있어서,

상기 기지국은 제1 기지국의 서브 기지국이고,

상기 기지국은,

사용자 단말기에서 온 메시지를 수신하고 또는 단말기에 메시지를 발송하는 송수신 장치 - 상기 송수신 장치는 기지국 자신의 타임 슬롯을 이용하여 형성한 상기 기지국과 상기 제1 기지국 사이의 상향과 하향 백홀 채널 내에서 제1 무선 기지국에 백홀 메시지를 발송하고 제1 무선 기지국에서 온 백홀 메시지를 수신하는데에도 사용함 -

를 포함하는 무선 기지국.
제14항에 있어서,

상기 기지국과 상기 제1 기지국 사이의 상향과 하향 백홀 채널은 상기 기지국의 프레임 시작 시간이 상기 제1 기지국의 프레임에 비해 상대적으로 일정 시간의 편차가 있는 것으로 형성되는 무선 기지국.
제14항 또는 제15항에 있어서,

상기 기지국이 로컬 단말기 접속 서비스와 무선 백홀 서비스 사이에서 전환하는지 여부를 확정하는 모드 확정 장치; 및

상기 기지국이 로컬 단말기 접속 서비스와 무선 백홀 서비스 사이에서 전환하는 것을 확정하면, 상기 기지국의 작업 모드를 상응하게 전환하는 모드 전환 장치

를 더 포함하는 무선 기지국.
제16항에 있어서,

상기 모드 전환 장치는 백홀 서비스를 진행할 때, 제2 작업 주파수를 제1 작업 주파수로 전환하고 - 이 중에서 상기 제2 작업 주파수는 상기 기지국이 로컬 단말기 접속 서비스에 사용하고, 상기 제1 작업 주파는 제1 기지국이 로컬 단말기 접속 서비스에 사용함 - ; 및 백홀 서비스가 종결되면, 상기 제1 작업 주파수를 상기 제2 작업 주파수로 전환하는 무선 기지국.
제14항 또는 제15항에 있어서,

상기 기지국은 또한 제3 기지국의 메인 기지국으로서,

상기 송수신 장치는 기지국 자신의 타임 슬롯을 이용하여 형성한 상기 기지국과 상기 제3 기지국 사이의 상향과 하향 백홀 채널 내에서 상기 제3 기지국에서 온 백홀 메시지를 수신하고 상기 제3 기지국에 백홀 메시지를 발송하는데에도 이용하는 무선 기지국.
제18항에 있어서,

상기 기지국과 상기 제3 기지국 사이의 상향과 하향 백홀 채널은 상기 제3 기지국의 프레임 시작 시간이 상기 기지국의 프레임에 비해 상대적으로 일정 시간의 편차가 있는 것으로 형성되는 무선 기지국.
제18항에 있어서,

상기 제1 기지국과 상기 제3 기지국에서 온 백홀 메시지를 저장하는 저장 장치를 더 포함하고, 상기 송수신 장치는 또한 상기 제3 기지국에서 수신한 백홀 메시지를 상기 제1 기지국과의 사이의 상향 백홀을 거쳐 상기 제1 기지국에 발송하는 무선 기지국.
제20항에 있어서,

상기 송수신 장치는 또한 상기 제1 기지국에서 수신한 백홀 메시지를 제3 기지국과의 사이의 하향 백홀 채널을 거쳐 상기 제3 기지국에 발송하는 무선 기지국.
제14항 또는 제15항에 있어서,

상기 무선 통신망은 WiMAX 망인 무선 기지국.