KR101410573B1 - 통신 시스템에서 신호 송수신 방법 - Google Patents

통신 시스템에서 신호 송수신 방법 Download PDF

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KR101410573B1
KR101410573B1 KR1020070030433A KR20070030433A KR101410573B1 KR 101410573 B1 KR101410573 B1 KR 101410573B1 KR 1020070030433 A KR1020070030433 A KR 1020070030433A KR 20070030433 A KR20070030433 A KR 20070030433A KR 101410573 B1 KR101410573 B1 KR 101410573B1
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Abstract

본 발명은 단말기와, 상기 단말기와 통신하는 기지국과, 상기 기지국과 상기 단말기 간을 중계하는 적어도 하나 이상의 중계국을 포함하는 통신 시스템에서 신호 송수신 방법에 있어서, 상기 단말기의 프레임을 상기 기지국의 프레임을 기준으로 미리 설정된 시구간만큼 이동(shift)하여 프레임 구간을 설정하는 과정과, 상기 설정된 하나의 프레임 구간내에 상기 중계국이 상기 기지국과 상기 단말기의 신호를 동시에 송신하는 동작과 동시에 수신하는 동작 중 적어도 하나의 동작을 수행하는 하이브리드 링크 구간을 설정하는 과정을 포함하며, 상기 하이브리드 링크 구간은 상기 중계국에서 상기 기지국과 상기 단말기의 신호를 동시에 수신하는 경우 상기 기지국의 프레임에서 제1하향링크 구간과 상기 단말기의 프레임에서 제1상향링크 구간이 중복되는 구간임을 특징으로 한다.
릴레이 통신 시스템, 기지국, 중계국, 단말기, 페이즈(phase)

Description

통신 시스템에서 신호 송수신 방법{METHOD FOR TRANSMITTING/RECEIVING SIGNAL IN A COMMUNICATION SYSTEM}
도 1은 일반적인 릴레이 방식을 사용하는 통신 시스템에서 프레임 구조를 도시한 도면,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 2-페이즈 릴레이 방식을 도시한 도면,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 3-페이즈 릴레이 방식을 도시한 도면,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 4-페이즈 릴레이 방식을 도시한 도면,
도 5a는 본 발명의 실시예에 따른 통신 시스템에서 프레임 구조를 도시한 도면,
도 5b는 본 발명의 실시예에 따른 통신 시스템에서 제안된 프레임 구조를 통한 신호 송수신 흐름을 도시한 도면,
도 6a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 통신 시스템에서 프레임 구조를 도시한 도면,
도 6b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 통신 시스템에서 제안된 프레임 구조를 통한 신호 송수신 흐름을 도시한 도면.
본 발명은 통신 시스템에 관한 것으로서, 특히 릴레이(relay) 통신 방식을 사용하는 통신 시스템에서 신호 송수신 방법에 관한 것이다.
현재 통신 시스템에서는 고정된 기지국(BS: Base Station)과 단말기(MS: Mobile Station) 간에 직접 링크를 통해 시그널링 송수신이 이루어지므로, 기지국과 단말기 간에 신뢰도가 높은 무선 통신 링크를 쉽게 구성할 수 있다.
하지만, 상기 통신 시스템은 기지국의 위치가 고정되어 있으므로 무선 네트워크 구성에 있어서 유연성이 낮으며, 따라서 트래픽 분포나 통화 요구량 변화가 심한 무선 환경에서는 효율적인 통신 서비스를 제공하기 어려웠다.
이와 같은 단점을 극복하기 위해서 고정된 중계국(relay station), 이동성을 갖는 중계국(relay station) 또는 일반 단말기들을 이용하여 릴레이 형태의 신호 송수신 방식을 상기 통신 시스템에 적용할 수 있다.
따라서 상기 릴레이 방식을 사용하는 통신 시스템은 통신 환경의 변화에 신속하게 대응하여 네트워크를 재구성 할 수 있으며, 전체 무선 네트워크를 효율적으로 운용하는 것이 가능하다. 상기 릴레이 방식을 사용하는 무선 통신 시스템은 셀 서비스 영역을 확장시키고 시스템 용량을 증대시킬 수 있다. 일예로, 기지국과 단말기가 채널 상태가 열악한 경우 상기 기지국과 단말기 사이에 중계국을 설치하여 상기 중계국을 통한 릴레이 경로를 구성함으로써 채널 상태가 보다 우수한 무선 채널을 상기 단말기에게 제공할 수 있다. 또한 기지국으로부터 채널 상태가 열악한 셀 경계지역에서 상기 릴레이 방식을 사용함으로서 보다 고속의 데이터 채널을 제공할 수 있고, 셀 서비스 영역을 확장시킬 수 있다.
그러면 여기서 도 1을 참조하여 릴레이 방식을 사용하는 통신 시스템 프레임 구조를 설명하기로 한다.
도 1은 일반적인 릴레이 방식을 사용하는 통신 시스템에서 프레임 구조를 도시한 도면이다.
상기 도 1을 참조하기에 앞서, 상기 통신 시스템은 일예로, 시간 분할 듀플렉싱(TDD: Time Division Duplexing, 이하 'TDD'라 칭하기로 한다) 방식을 사용하는 통신 시스템이라 가정하기로 한다. 따라서 상기 프레임 구조는 일예로 TDD 프레임 구조라 가정하기로 한다.
상기 도 1을 참조하면, 릴레이 통신 방식을 사용하는 통신 시스템의 기지국, 중계국, 단말기를 일예로 도시하였으며, 상기 기지국, 상기 중계국, 상기 단말기 각각의 장치들 간에서 신호 송수신 동작을 일예로 살펴보기로 한다.
하나의 TDD 프레임은 하향링크(DL: DownLink) 구간과 상향링크(UL: UpLink) 구간으로 구분된다. 상기 상향링크 구간과 하향링크 구간 사이 또는 각 프레임들 사이의 보호 구간(guard period) 또는 보호 시간(guard time)은 도시하지 않기로 한다.
상기 프레임 구조에서 하향링크 구간에서 기지국은 중계국으로 신호를 송신(111단계, 119단계)하거나, 중계국이 단말기로 신호를 송신(113단계, 121단계) 하는 것이 가능하다. 또한, 상향링크 구간에서는 반대로 단말기가 중계국으로 신호를 송신(117단계, 125단계)하거나 중계국이 기지국으로 신호를 송신(115단계, 123단계)하는 것이 가능하다.
이와 같은 릴레이 방식을 사용하는 통신 시스템에서 중계국을 경유하는 기지국과 단말기 간의 신호 송수신 과정을 살펴보면, 기지국은 하향링크 구간에서 중계국으로 신호를 송신하고, 중계국은 상기 하향링크 구간에서 상기 기지국으로부터 신호를 수신한다. 다음으로, 상기 중계국은 하향링크 구간에서 기지국으로부터 수신한 신호를 해당 단말기로 송신한다.
상기 하향링크 구간에서 상기 중계국으로부터 신호를 수신한 단말기는 상향링크 구간에서 상기 중계국으로 신호를 송신한다. 상기 중계국은 상향링크 구간에서 상기 단말기로부터 신호를 수신한다. 다음으로, 상기 중계국은 상향링크 구간에서 상기 기지국으로 신호를 송신하고, 상기 기지국은 상향링크 구간에서 상기 중계국으로부터 신호를 수신한다.
이에 상기 통신 시스템에서는 상술한 순차적인 동작 절차를 통해서 중계국을 통해 기지국과 단말기는 신호를 상호간에 송수신하였다. 이와 같이 기존의 릴레이 방식을 사용하는 통신 시스템에서는 기지국, 중계국, 단말기들 간에 신호의 간섭 등으로 인해 신호 송수신 시 하향링크 구간에서는 하향링크 방향의 신호만을 송신하고, 상향링크 구간에서는 상향링크 방향의 신호만을 송수신하였다. 이에 릴레이 방식을 사용하는 통신 시스템에서는 미리 결정된 상/하향링크 구간을 통해서 미리 결정된 방향으로만 신호를 송신함으로서 다양한 신호 송수신 방법을 지원하지 못한다는 문제점이 있었다.
따라서 본 발명의 목적은 통신 시스템에서 신호 송수신 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 릴레이 통신 시스템에서 다양한 신호 송수신 방식을 지원하는 신호 송수신 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 릴레이 통신 시스템에서 다양한 신호 송수신에 따른 유연한 프레임 구조를 제안하여 신호를 송수신하는 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 방법은; 단말기와, 상기 단말기와 통신하는 기지국과, 상기 기지국과 상기 단말기 간을 중계하는 적어도 하나 이상의 중계국을 포함하는 통신 시스템에서 신호 송수신 방법에 있어서, 상기 단말기의 프레임을 상기 기지국의 프레임을 기준으로 미리 설정된 시구간만큼 이동(shift)하여 프레임 구간을 설정하는 과정과, 상기 설정된 프레임 구간 내에 상기 중계국이 상기 기지국 및 상기 단말기의 신호를 동시에 송신하는 동작과, 상기 중계국이 상기 기지국 및 상기 단말기의 신호를 동시에 수신하는 동작을 수행하는 하이브리드 링크 구간을 설정하는 과정을 포함하며,상기 하이브리드 링크 구간은, 상기 중계국에서 상기 기지국과 상기 단말기의 신호를 동시에 수신하는 경우, 상기 기지국의 프레임에서 제1하향링크 구간의 일부 시구간과 상기 단말기의 프레임에서 제1상향링크 구간의 일부 시구간이 중복되는 제1구간을 포함하고, 상기 중계국에서 상기 기지국과 상기 단말기의 신호를 동시에 송신하는 경우, 상기 기지국의 프레임에서 제1상향링크 구간의 일부 시구간과 상기 단말기의 프레임에서 제1하향링크 구간의 일부 시구간이 중복되는 제2구간을 포함한다.
본 발명의 실시 예에 따른 장치는; 단말기와, 상기 단말기와 통신하는 기지국과, 상기 기지국과 상기 단말기 간을 중계하는 적어도 하나 이상의 중계국을 포함하는 통신 시스템에서 신호를 송수신하는 상기 중계국에 있어서, 상기 단말기의 프레임을 상기 기지국의 프레임을 기준으로 미리 설정된 시구간만큼 이동(shift)하여 프레임 구간을 설정하고, 송수신부가 상기 설정된 프레임 구간 내에 상기 기지국 및 상기 단말기의 신호를 동시에 송신하는 동작 및 상기 송수신부가 상기 기지국 및 상기 단말기의 신호를 동시에 수신하는 동작을 수행하는 하이브리드 링크 구간을 설정하는 제어부를 포함하며, 상기 하이브리드 링크 구간은 상기 송수신부가 상기 기지국과 상기 단말기의 신호를 동시에 수신하는 경우, 상기 기지국의 프레임에서 제1하향링크 구간의 일부 시구간과 상기 단말기의 프레임에서 제1상향링크 구간의 일부 시구간이 중복되는 제1구간을 포함하고, 상기 중계국에서 상기 기지국과 상기 단말기의 신호를 동시에 송신하는 경우, 상기 기지국의 프레임에서 제1상향링크 구간의 일부 시구간과 상기 단말기의 프레임에서 제1하향링크 구간의 일부 시구간이 중복되는 제2구간을 포함한다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기의 설명에서는 본 발명에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.
본 발명은 릴레이 통신 시스템에서 다양한 신호 송수신 방식을 지원하는 프레임 구조를 통해 신호를 송신하는 시스템 및 방법을 제공한다. 상기 프레임에는 중계국이 기지국과 단말기의 신호를 동시에 수신 또는 동시에 송신 가능한 하이브리드 링크 영역을 포함하며, 상기 하이브리드 링크 구간을 통해 기지국과 단말기의 데이터 중 적어도 하나를 송신 또는 수신한다.
그리고, 본원발명에서 제안하는 릴레이 통신 방식을 지원하기 위해서 상기 기지국과 단말기가 중계국을 통해 신호를 송수신하는 경우 상기 하이브리드 링크 영역을 통해 중계국이 기지국과 단말기로부터 신호를 동시에 수신하는 동작과 상기 기지국과 상기 단말기에 신호를 동시에 송신하는 동작 중 적어도 하나의 동작을 수행한다.
본 발명의 설명에 앞서, 본 발명에서는 일예로, 시간 분할 듀플렉싱(TDD: Time Division Duplexing, 이하 'TDD'라 칭하기로 한다) 방식을 사용하는 통신 시스템을 일예로 설명하기로 하며, 하기에서 설명할 프레임은 일예로, TDD 프레임이라 가정하기로 한다.
본 발명에서는 하나의 주파수 대역 자원을 사용하는 경우 기지국과 단말기는 릴레이 즉, 중계국을 통해 신호를 송수신하기 위해 사용하는 일정 시구간, 예를 들어 시간 슬롯의 수에 따라 2-페이즈(phase), 3-페이즈, 그리고 4-페이즈 릴레이 방식으로 구분한다. 따라서 하나의 페이즈(예를 들어, phase 1)는 신호가 송수신되는 특정 시구간 단위가 될 수 있다. 그러면, 다음으로 2-페이즈를 하기에 도 2를 참조 하여 일예로 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 2-페이즈 릴레이 방식을 도시한 도면이다.
상기 도 2를 참조하면, 상기 2-페이즈 릴레이 방식은 2 단계의 신호 송수신 과정 즉, 2개의 페이즈들로 구성된다. 각 페이즈별로 신호 송수신 동작을 살펴보면, 제 1 페이즈에서 중계국은 기지국과 단말기의 신호를 동시에 수신하고, 제 2 페이즈에서 상기 중계국은 상기 기지국과 상기 단말기로 신호를 동시에 송신한다.
상기 2-페이즈 릴레이 방식을 살펴보면, 상기 제 1 페이즈에서 상기 중계국은 상기 기지국과 상기 단말기로부터 동시에 신호를 수신하게 되며, 이것은 상기 기지국과 상기 단말기에서 송신한 신호가 더해진 형태가 된다. 다시 말해, 상기 기지국이 A 데이터, 즉 A 신호를 상기 중계기로 송신하고, 상기 단말기가 B 데이터, 즉 B 신호를 상기 중계기로 송신하면, 상기 중계국은 A+B의 신호를 수신하게 된다.
상기 제 2 페이즈에서 상기 중계국은 A+B의 신호를 상기 기지국과 상기 단말기로 동시에 송신하면, 상기 기지국과 상기 단말기는 각각 A+B의 신호를 수신한다. 여기서 상기 기지국은 A라는 신호를 송신한 것을 알고 있으므로, 수신 신호에서 상기 기지국 자신이 송신한 신호를 제거((A+B)-A=B)하여 상기 단말기가 송신한 신호 B를 획득한다. 또한, 상기 단말기는 B라는 신호를 송신한 것을 알고 있으므로, 수신 신호에서 상기 단말기 자신이 송신한 신호를 제거((A+B)-B=A)하여 상기 기지국이 송신한 신호 B를 획득한다. 이와 같은 동작 과정 즉, 제 1 페이즈와 제 2 페이즈를 통해서 상기 기지국은 상기 단말기에 A 신호를 송신하고, 상기 단말기는 상기 기지국에 B 신호를 송신한다.
그러면, 다음으로 3-페이즈를 하기에 도 3을 참조하여 일예로 설명하기로 한다.
상기 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 3-페이즈 릴레이 방식을 도시한 도면이다.
상기 도 3을 참조하면, 상기 3-페이즈 릴레이 방식은 3 단계의 신호 송수신 과정 즉, 3개의 페이즈들로 구성된다. 각 페이즈별로 신호 송수신 동작을 살펴보면, 제 1 페이즈에서 중계국은 기지국의 신호를 수신하고, 제 2 페이즈에서 상기 중계국은 단말기의 신호를 수신하고, 제 3 페이즈에서 상기 중계국은 상기 기지국과 상기 단말기로 신호를 동시에 송신한다.
상기 3-phase 릴레이 방식을 살펴보면, 상기 제 1 페이즈에서 상기 중계국은 상기 기지국으로부터 신호를 수신하고, 상기 기지국으로부터 A 데이터, 즉 A 신호를 수신하였다고 가정한다.
상기 제 2 페이즈에서 상기 중계국은 상기 단말기로부터 신호를 수신하고, 상기 단말기로부터 B 데이터, 즉 B 신호를 수신하였다고 가정한다.
여기서, 상기 제 1 페이즈와 상기 제 2 페이즈는 서로 바꾸어 수행될 수도 있다. 예를 들어, 상기 제 1 페이즈가 제 2 페이즈가 되고, 상기 제 2 페이즈가 상기 제 1 페이즈가 될 수도 있다.
또한, 상기 제 1 페이즈와 상기 제 2 페이즈를 통해서 상기 중계국은 A 신호와 B 신호를 수신할 수 있게 된다.
상기 제 3 페이즈에서 상기 중계국은 A+B의 신호를 상기 기지국과 상기 단말 기로 동시에 송신하면, 상기 기지국과 상기 단말기는 각각 A+B의 신호를 수신한다. 여기서 상기 기지국은 A라는 신호를 송신한 것을 알고 있으므로, 수신 신호에서 상기 기지국 자신이 송신한 신호를 제거((A+B)-A=B)하여 상기 단말기가 송신한 신호 B를 획득한다. 또한, 상기 단말기는 B라는 신호를 송신한 것을 알고 있으므로, 수신 신호에서 상기 단말기 자신이 송신한 신호를 제거((A+B)-B=A)하여 상기 기지국이 송신한 신호 B를 획득한다.
이와 같은 동작 과정, 즉, 제 1 페이즈, 제 2 페이즈, 그리고 제 3 페이즈를 통해서 상기 기지국은 상기 단말기에 A 신호를 송신하고, 상기 단말기는 상기 기지국에 B 신호를 송신한다.
그러면, 다음으로 4-페이즈를 하기에 도 3을 참조하여 일예로 설명하기로 한다.
상기 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 4-페이즈 릴레이 방식을 도시한 도면이다.
상기 도 4를 참조하면, 상기 4-페이즈 릴레이 방식은 4 단계의 신호 송수신 과정 즉, 4개의 페이즈들로 구성된다. 각 페이즈별로 신호 송수신 동작을 살펴보면, 제 1 페이즈에서 중계국은 기지국으로부터 신호를 수신하고, 제 2 페이즈에서 상기 중계국은 단말기로 신호를 송신하고, 제 3 페이즈에서 상기 중계국은 상기 단말기로부터 신호를 수신하고, 제 4 페이즈에서 상기 중계국은 상기 기지국으로 신호를 송신한다.
상기 4-phase 릴레이 방식을 살펴보면, 상기 제 1 페이즈에서 상기 중계국은 상기 기지국으로부터 신호를 수신하고, 상기 기지국으로부터 A 데이터, 즉 A 신호를 수신하였다고 가정한다.
상기 제 2 페이즈에서 상기 중계국은 상기 기지국으로부터 수신한 A 신호를 상기 단말기로 송신한다.
상기 제 3 페이즈에서 상기 중계국은 상기 단말기로부터 신호를 수신하고, 상기 단말기로부터 B 데이터, 즉 B 신호를 수신하였다고 가정한다.
상기 제 4 페이즈에서 상기 중계국은 상기 단말기로부터 수신한 신호 A 신호를 상기 기지국으로 송신한다.
이와 같은 동작 과정 즉, 제 1 페이즈, 제 2 페이즈, 제 3 페이즈 그리고 제 4 페이즈를 통해서 상기 기지국은 상기 단말기에 A 신호를 송신하고, 상기 단말기는 상기 기지국에 B 신호를 송신한다.
상기 도 1에 설명한 바와 같은 프레임 구조를 통해서 상기 2-페이즈 릴레이 방식, 상기 3-페이즈 릴레이 방식, 그리고 상기 4-페이즈 릴레이 방식을 모두 지원할 수 없다. 예를 들어, 상기 2-페이즈 릴레이 방식과 3-페이즈 릴레이 방식에서는 예를 들어, 중계국에서 동시에 신호를 송신하거나 동시에 신호를 수신하는 동작을 수행하는 구간(BS<-RS->MS or BS->RS<-MS)이 필요하나, 이와 같은 신호 송수신 동작을 수행하는 구간을 상기 도 1에서는 포함하지 못한다.
하기에서 도면들을 참조하여 상기 2-페이즈 릴레이 방식, 상기 3-페이즈 릴레이 방식, 그리고 상기 4-페이즈 릴레이 방식을 모두 지원하는 프레임 구조를 살펴보기로 한다. 그러면, 다음으로 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 페이즈 릴레이 방식들을 모두 지원하는 프레임 구조와 신호 송수신 흐름을 하기에 도 5a와 도 5b를 참조하여 살펴보기로 한다.
도 5a는 본 발명의 실시예에 따른 통신 시스템에서 프레임 구조를 도시한 도면이다.
상기 도 5a를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 릴레이 통신 방식을 사용하는 통신 시스템의 기지국, 중계국, 단말기를 일예로 도시하였으며, 상기 기지국의 프레임, 상기 중계국의 프레임, 상기 단말기의 프레임이 도시되어 있다.
본 발명의 실시예에 따른 통신 시스템에서는 상기 단말기의 프레임을 미리 설정된 구간만큼 이동(shift)하여 프레임 구간을 설정한다. 상기 미리 설정된 구간은 일예로, 시간 구간이 될 수 있다. 따라서 상기 단말기의 프레임은 미리 설정된 시간 구간 이후 즉, 오른쪽으로 이동(shift)한 것이다. 상기 단말기의 프레임은 기지국의 프레임을 기준으로 미리 설정된 구간만큼 이동하여 프레임 구간을 설정한다. 여기서는 도시하지 않았으나 상기 단말기의 프레임을 미리 설정된 시간 구간 이전 즉, 왼쪽으로 쉬프트하여 상기 프레임 구간을 설정하는 것도 가능하다.
상기 도 5a에서는 두 개의 프레임 구간이 도시되어 있으며, 두 번째 프레임 구간을 예를 들어 설명하기로 한다. 여기서 상기 프레임 구간은 도면상에 일예로, '1 TDD frame'로 도시되어 있다. 상기 프레임 구간은 하이브리드 링크 구간(510, 530)을 포함한다. 이때 상기 하이브리드 링크 구간(510, 530)을 통해서 상기 2-페이즈 릴레이 방식과 3-페이즈 릴레이 방식을 지원하는 것이 가능하다.
또한, 상기 하나의 프레임 구간은 하향링크(DL: DownLink) 구간(520)과 상향 링크(UL: UpLink) 구간(540)을 포함한다.
여기서, 상기 제 1 하이브리드 링크 구간(510)은 중계국이 기지국과 단말기로부터 신호를 동시에 수신할 수 있는 구간이다. 상기 제 1 하이브리드 링크 구간(510)은 상기 2-페이즈 릴레이 방식에서 중계국이 기지국과 단말기의 신호를 동시에 수신(BS->RS<-MS)하기 위해 사용될 수 있으며, 3-페이즈 릴레이 방식과 4-페이즈 릴레이 방식에서 중계국이 기지국의 신호를 수신(BS->RS)하거나 중계국이 단말기의 신호를 수신(RS<-MS)하기 위해 사용될 수 있다.
상기 제 2 하이브리드 링크 구간(530)은 중계국이 기지국과 단말기로 신호를 동시에 송신할 수 있는 구간이다. 상기 제 2 하이브리드 링크 구간(520)은 상기 2-페이즈 릴레이 방식 또는 3-페이즈 릴레이 방식에서 중계국이 기지국과 단말기로 신호를 동시에 송신(BS<-RS->MS)하기 위해 사용될 수 있으며, 4-페이즈 릴레이 방식에서 중계국이 기지국으로 신호를 송신(BS<-RS)하거나 중계국이 단말기로 신호를 송신(RS->MS)하기 위해 사용될 수 있다.
상기 하향링크 구간(520)은 상기 3-페이즈 릴레이 방식에서 기지국이 중계국으로 신호를 송신(BS->MS)하기 위해 사용될 수 있으며, 4-페이즈 릴레이 방식에서 기지국이 중계국으로 신호를 송신(BS->RS)하거나 중계국이 단말기로 신호를 송신(RS->MS)하기 위해 사용될 수 있다.
상기 상향링크 구간(540)은 3-페이즈 릴레이 방식에서 단말기가 중계국으로 신호를 송신(MS->RS)하기 위해 사용될 수 있으며, 4-페이즈 릴레이 방식에서 단말기가 중계국으로 신호를 송신(MS->RS)하거나 중계국이 기지국으로 신호를 송신(RS- >MS)하기 위해 사용될 수 있다.
상기 도 5b는 본 발명의 실시예에 따른 통신 시스템에서 제안된 프레임 구조를 통한 신호 송수신 흐름을 도시한 도면이다.
상기 도 5b를 참조하면, 본 발명의 프레임 구조가 도시되어 있으며, 상기 프레임은 제 1 하이브리드 링크 구간(510), 하향링크 구간(520), 제 2 하이브리드 링크 구간(530), 상향링크 구간(530)을 포함한다.
상기 프레임을 통해 릴레이 통신 시스템의 기지국, 중계국, 단말기간의 신호 송수신 동작을 하기의 표 1에 나타내었다.
Figure 112007024364022-pat00001
상기 표 1을 참조하면, 상기 제 1 하이브리드 링크 구간(510)은 2-페이즈 릴레이 방식, 3-페이즈 릴레이 방식, 4-페이즈 릴레이 방식을 지원하고, 상기 하향링크 구간(520)은 3-페이즈 릴레이 방식, 4-페이즈 릴레이 방식을 지원하고, 상기 제 2 하이브리드 링크 구간(530)은 2-페이즈 릴레이 방식, 3-페이즈 릴레이 방식, 4-페이즈 릴레이 방식을 지원하고, 상기 상향링크 구간(540)은 3-페이즈 릴레이 방식, 4-페이즈 릴레이 방식을 지원한다. 상기 표 2에서는 상기 도 5a에서 설명한 신호 송수신 동작을 정리하였다.
그러면, 다음으로 본 발명의 다른 실시예에 따른 상기 페이즈 릴레이 방식들을 모두 지원하는 프레임 구조와 신호 송수신 흐름을 하기에 도 6a와 도6b를 참조하여 살펴보기로 한다.
상기 도 6a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 통신 시스템에서 프레임 구조를 도시한 도면이다.
상기 도 6a를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 릴레이 통신 방식을 사용하는 통신 시스템의 기지국, 중계국, 단말기를 일예로 도시하였으며, 상기 기지국의 프레임, 상기 중계국의 프레임, 상기 단말기의 프레임이 도시되어 있다.
여기서도, 본 발명의 다른 실시예에 따른 통신 시스템에서는 상기 단말기의 프레임을 미리 설정된 구간만큼 이동하여 프레임 구간을 설정한다. 상기 미리 설정된 구간은 일예로, 시간 구간이 될 수 있다. 따라서 상기 단말기의 프레임은 미리 설정된 시간 구간 이후 즉, 오른쪽으로 쉬프트한 것이다. 여기서는 도시하지 않았으나 상기 단말기의 프레임을 미리 설정된 시간 구간 이전 즉, 왼쪽으로 쉬프트하여 상기 프레임 구간을 설정하는 것도 가능하다. 상기 단말기의 프레임은 기지국의 프레임을 기준으로 미리 설정된 구간만큼 이동하여 프레임 구간을 설정한다. 여기서는 특히, 상향링크 구간의 전부를 하이브리드 링크 구간으로 사용되는 경우를 나타낸 것이며, 상기 상향링크 구간이 없다.
상기 도 6a에서는 두 개의 프레임 구간이 도시되어 있으며, 두 번째 프레임 구간을 예를 들어 설명하기로 한다. 여기서 상기 프레임 구간은 도면상에 일예로, '1 TDD frame'로 도시되어 있다. 상기 프레임 구간은 하이브리드 링크 구간(610, 630)을 포함한다. 이때 상기 하이브리드 링크 구간(610, 630)을 통해서 상기 2-페이즈 릴레이 방식과 3-페이즈 릴레이 방식을 지원하는 것이 가능하다.
또한, 상기 하나의 프레임 구간은 하향링크 구간(620)만을 포함하게 된다.
여기서, 상기 제 1 하이브리드 링크 구간(610)은 중계국이 기지국과 단말기로부터 신호를 동시에 수신할 수 있는 구간이다. 상기 제 1 하이브리드 링크 구간(610)은 상기 2-페이즈 릴레이 방식에서 중계국이 기지국과 단말기의 신호를 동시에 수신(BS->RS<-MS)하기 위해 사용될 수 있으며, 3-페이즈 릴레이 방식과 4-페이즈 릴레이 방식에서 중계국이 기지국의 신호를 수신(BS->RS)하거나 중계국이 단말기의 신호를 수신(RS<-MS)하기 위해 사용될 수 있다.
상기 제 2 하이브리드 링크 구간(630)은 중계국이 기지국과 단말기로 신호를 동시에 송신할 수 있는 구간이다. 상기 제 2 하이브리드 링크 구간(620)은 상기 2-페이즈 릴레이 방식 또는 3-페이즈 릴레이 방식에서 중계국이 기지국과 단말기로 신호를 동시에 송신(BS<-RS->MS)하기 위해 사용될 수 있으며, 4-페이즈 릴레이 방식에서 중계국이 기지국으로 신호를 송신(BS<-RS)하거나 중계국이 단말기로 신호를 송신(RS->MS)하기 위해 사용될 수 있다.
상기 하향링크 구간(620)은 상기 3-페이즈 릴레이 방식에서 기지국이 중계국으로 신호를 송신(BS->MS)하기 위해 사용될 수 있으며, 4-페이즈 릴레이 방식에서 기지국이 중계국으로 신호를 송신(BS->RS)하거나 중계국이 단말기로 신호를 송신(RS->MS)하기 위해 사용될 수 있다.
상기 도 6b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 통신 시스템에서 제안된 프레임 구조를 통한 신호 송수신 흐름을 도시한 도면이다.
상기 도 6b를 참조하면, 본 발명의 프레임 구조가 도시되어 있으며, 상기 프레임은 제 1 하이브리드 링크 구간(610), 하향링크 구간(620), 제 2 하이브리드 링크 구간(630)을 포함한다.
상기 프레임을 통해 릴레이 통신 시스템의 기지국, 중계국, 단말기간의 신호 송수신 동작을 하기의 표 2에 나타내었다.
Figure 112007024364022-pat00002
상기 표 2를 참조하면, 상기 제 1 하이브리드 링크 구간(610)은 2-페이즈 릴레이 방식, 3-페이즈 릴레이 방식, 4-페이즈 릴레이 방식을 지원하고, 상기 하향링크 구간(620)은 3-페이즈 릴레이 방식, 4-페이즈 릴레이 방식을 지원하고, 상기 제 2 하이브리드 링크 구간(630)은 2-페이즈 릴레이 방식, 3-페이즈 릴레이 방식, 4-페이즈 릴레이 방식을 지원한다. 상기 표 2에서는 상기 도 6a에서 설명한 신호 송수신 동작을 정리하였다.
상기 도 5a 내지 도 6b는 하향링크 구간이 상향링크 구간에 비해서 큰 경우를 설명하였으며, 이와 반대의 경우에도 상기한 방법과 같이 하이브리드 링크 구간을 설정하여 페이즈 릴레이 방식들을 적용할 수 있다.
본 발명에서 상기 하이브리드 링크 구간은 단말기의 프레임 구간을 이동하여 생성된 것으로 상기 이동 구간의 크기에 따라서 하이브리드 링크 구간을 설정할 수 있다. 그리고, 상기 하이브리드 링크 구간은 일예로, 기지국의 상향링크 구간과 단말기의 하향링크 구간 또는 기지국의 하향링크 구간 또는 단말기의 상향링크 구간이 중복되는 영역에 설정될 수 있다. 또한, 상기 프레임의 하향링크 프레임과 상향링크 프레임의 비율에 따라 상기 이동 구간의 크기를 적절히 설정하면, 상기 페이즈 릴레이 방식들을 적용할 수 있음은 물론이다. 상기 도 6에서와 같이 일예로, 기지국 또는 단말기의 프레임에서 상향링크 구간을 모두 상기 하이브리드 링크 구간으로 사용할 수도 있으며, 도면에 도시하지는 않았으나, 이와 반대로 기지국 또는 단말기의 프레임에서 하향링크 구간을 모두 상기 하이브리드 링크 구간으로 사용할 수도 있다.
한편, 본 발명에서 설명한 프레임은 일예로, 적어도 하나 이상의 TDD 프레임들을 포함하는 슈퍼 프레임(super frame)이 될 수 있다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
상술한 바와 같은 본 발명은 릴레이 통신 방식을 사용하는 통신 시스템에서 신호 송수신을 위해 하이브리드 링크 구간을 설정하였다. 이에 상기 하이브리드 링크 구간을 통해 상기 통신 시스템은 다양한 신호 송수신 방식을 사용하여 기지국과 단말기의 신호를 릴레이하여 송수신하는 것이 가능하다. 또한, 통신 시스템에서 상기 하이브리드 링크 구간이 설정된 유연한 프레임 구조를 제안하여 신호 송수신이 가능하고, 일예로, 2-페이즈 릴레이 방식, 3-페이즈 릴레이 방식, 4-페이즈 릴레이 방식을 모두 지원하는 것이 가능하다는 이점을 갖는다.

Claims (29)

  1. 단말기와, 상기 단말기와 통신하는 기지국과, 상기 기지국과 상기 단말기 간을 중계하는 적어도 하나 이상의 중계국을 포함하는 통신 시스템에서 신호 송수신 방법에 있어서,
    상기 단말기의 프레임을 상기 기지국의 프레임을 기준으로 미리 설정된 시구간만큼 이동(shift)하여 프레임 구간을 설정하는 과정과,
    상기 설정된 프레임 구간 내에 상기 중계국이 상기 기지국 및 상기 단말기의 신호를 동시에 송신하는 동작과, 상기 중계국이 상기 기지국 및 상기 단말기의 신호를 동시에 수신하는 동작을 수행하는 하이브리드 링크 구간을 설정하는 과정을 포함하며,
    상기 하이브리드 링크 구간은, 상기 중계국에서 상기 기지국과 상기 단말기의 신호를 동시에 수신하는 경우, 상기 기지국의 프레임에서 제1하향링크 구간의 일부 시구간과 상기 단말기의 프레임에서 제1상향링크 구간의 일부 시구간이 중복되는 제1구간을 포함하고, 상기 중계국에서 상기 기지국과 상기 단말기의 신호를 동시에 송신하는 경우, 상기 기지국의 프레임에서 제1상향링크 구간의 일부 시구간과 상기 단말기의 프레임에서 제1하향링크 구간의 일부 시구간이 중복되는 제2구간을 포함하는 신호 송수신 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 프레임 구간은 상향링크 구간과 하향링크 구간을 포함하는 구간임을 특징으로 하는 신호 송수신 방법.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 프레임 구간은 제 1 하이브리드 링크 구간과, 상기 하향링크 구간과, 제 2 하이브리드 링크 구간과, 상기 상향링크 구간 중 적어도 하나를 포함함을 특징으로 하는 신호 송수신 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 1 하이브리드 링크 구간은 상기 중계국이 상기 기지국과 상기 단말기의 신호를 동시에 수신하는 동작, 상기 중계국이 상기 기지국의 신호를 수신하는 동작, 그리고 상기 중계국이 상기 단말기의 신호를 수신하는 동작 중 적어도 하나를 수행하는 구간임을 특징으로 하는 신호 송수신 방법.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 하향링크 구간은 상기 중계국이 상기 기지국의 신호를 수신하는 동작과 상기 중계국이 상기 단말기로 신호를 송신하는 동작 중 적어도 하나를 수행하는 구간임을 특징으로 하는 신호 송수신 방법.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 2 하이브리드 링크 구간은 상기 중계국이 상기 기지국과 상기 단말기로 신호를 동시에 송신하는 동작, 상기 중계국이 상기 기지국으로 신호를 송신하는 동작, 그리고 상기 중계국이 상기 단말기로 신호를 송신하는 동작 중 적어도 하나를 수행하는 구간임을 특징으로 하는 신호 송수신 방법.
  9. 제 5 항에 있어서,
    상기 상향링크 구간은 상기 중계국이 상기 단말기의 신호를 수신하는 동작과, 상기 중계국이 상기 기지국으로 신호를 송신하는 동작 중 적어도 하나를 수행하는 구간임을 특징으로 하는 신호 송수신 방법.
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 단말기와, 상기 단말기와 통신하는 기지국과, 상기 기지국과 상기 단말기 간을 중계하는 적어도 하나 이상의 중계국을 포함하는 통신 시스템에서 신호를 송수신하는 상기 중계국에 있어서,
    상기 단말기의 프레임을 상기 기지국의 프레임을 기준으로 미리 설정된 시구간만큼 이동(shift)하여 프레임 구간을 설정하고, 송수신부가 상기 설정된 프레임 구간 내에 상기 기지국 및 상기 단말기의 신호를 동시에 송신하는 동작 및 상기 송수신부가 상기 기지국 및 상기 단말기의 신호를 동시에 수신하는 동작을 수행하는 하이브리드 링크 구간을 설정하는 제어부를 포함하며,
    상기 하이브리드 링크 구간은, 상기 송수신부가 상기 기지국과 상기 단말기의 신호를 동시에 수신하는 경우, 상기 기지국의 프레임에서 제1하향링크 구간의 일부 시구간과 상기 단말기의 프레임에서 제1상향링크 구간의 일부 시구간이 중복되는 제1구간을 포함하고, 상기 중계국에서 상기 기지국과 상기 단말기의 신호를 동시에 송신하는 경우, 상기 기지국의 프레임에서 제1상향링크 구간의 일부 시구간과 상기 단말기의 프레임에서 제1하향링크 구간의 일부 시구간이 중복되는 제2구간을 포함하는 중계국.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 프레임 구간은,
    상향링크 구간과 하향링크 구간을 포함하는 구간임을 특징으로 하는 중계국.
  18. 삭제
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 프레임 구간은,
    제 1 하이브리드 링크 구간과, 상기 하향링크 구간과, 제 2 하이브리드 링크 구간과, 상기 상향링크 구간 중 적어도 하나를 포함함을 특징으로 하는 중계국.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 송수신부가 상기 제 1 하이브리드 링크 구간에서 상기 기지국과 상기 단말기의 신호를 동시에 수신하는 동작, 상기 중계국이 상기 기지국의 신호를 수신하는 동작, 그리고 상기 중계국이 상기 단말기의 신호를 수신하는 동작 중 적어도 하나를 수행하도록 제어함을 특징으로 하는 중계국.
  21. 제 19항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 송수신부가 상기 하향링크 구간에서 상기 기지국의 신호를 수신하는 동작과, 상기 중계국이 상기 단말기로 신호를 송신하는 동작 중 적어도 하나를 수행하도록 제어함을 특징으로 하는 중계국.
  22. 제 19항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 송수신부가 상기 제 2 하이브리드 링크 구간에서 상기 기지국과 상기 단말기로 신호를 동시에 송신하는 동작, 상기 중계국이 상기 기지국으로 신호를 송신하는 동작, 그리고 상기 중계국이 상기 단말기로 신호를 송신하는 동작 중 적어도 하나를 수행하도록 제어함을 특징으로 하는 중계국.
  23. 제 19항에 있어서,
    상기 상향링크 구간은 상기 단말기의 신호를 수신하는 동작과, 상기 중계국이 상기 기지국으로 신호를 송신하는 동작 중 적어도 하나를 수행하는 구간임을 특징으로 하는 중계국.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2000276419A (ja) * 1999-01-22 2000-10-06 Sony Computer Entertainment Inc 電子メール広告システムおよび双方向リアルタイム通信広告システム
WO2005062501A1 (en) * 2003-12-23 2005-07-07 Roke Manor Research Limited A method of communication in a time division duplex (tdd) satellite communication system

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