KR20070109810A

KR20070109810A - 다중 홉 릴레이 방식을 사용하는 광대역 무선 접속 통신시스템에서 중간링크 영역 정보 제공 장치 및 방법

Info

Publication number: KR20070109810A
Application number: KR1020070031012A
Authority: KR
Inventors: 강현정; 이미현; 조재원; 이성진; 장영빈; 최준영; 임형규; 손영문
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2006-05-11
Filing date: 2007-03-29
Publication date: 2007-11-15
Also published as: JP4990357B2; AU2007250653A1; CN101444011B; MY145477A; CA2651608A1; JP2009536496A; CA2651608C; CN101444011A; AU2007250653B2

Abstract

본 발명은 다중 홉 릴레이 방식을 사용하는 광대역 무선 접속 통신 시스템에서 중간링크 영역 정보 제공 장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 통신 방법은, 기지국이, 중계국과 통신하기 위한 중간영역 정보를 포함하는 제1메시지를 송신하는 과정과, 상기 중계국이, 상기 기지국으로부터 수신된 제1메시지 내 정보로부터 중간영역을 확인하는 과정과, 상기 기지국과 상기 중계국이 상기 중간영역 정보가 지시하는 영역에서 통신을 수행하는 과정을 포함한다. 이와 같은 본 발명은 한정된 프레임 내에서 중간영역을 셀 환경에 따라 동적으로 변경할 수 있기 때문에 한정된 자원을 효율적으로 이용할 수 있다.

릴레이 통신 시스템, 중간 영역 정보

Description

다중 홉 릴레이 방식을 사용하는 광대역 무선 접속 통신 시스템에서 중간링크 영역 정보 제공 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR PROVIDING THE RELAYED ZONE INFORMATION IN A MULTI-HOP RELAY BROADBAND WIRELESS ACCESS COMMUNICATION SYSTEM}

도 1은 일반적인 IEEE 802.16e 통신 시스템의 구조를 개략적으로 도시한 도면,

도 2는 기지국 서비스 영역 확대를 위한 다중 홉 릴레이 방식을 사용하는 광대역 무선 통신 시스템의 구조를 개략적으로 도시한 도면,

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 다중 홉 릴레이 방식을 사용하는 광대역 무선 통신 시스템에서 단말 또는 중계국에게 동기화된 동기 채널을 제공하기 위한 프레임 구조를 도시한 도면,

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 다중 홉 릴레이 방식을 사용하는 광대역 무선 통신 시스템에서 중계국으로 중간 영역 정보를 제공하기 위한 기지국의 동작 절차를 도시한 도면,

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 다중 홉 릴레이 방식을 사용하는 광대역 무선 통신 시스템에서 기지국으로부터 중간 영역 정보를 수신하기 위한 중계국의 동작 절차를 도시한 도면.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 다중 홉 릴레이 방식을 사용하는 광대역 무선 통신 시스템에서 핸드오버하는 중계국으로 타겟 기지국의 중간 영역 정보를 제공하기 위한 시그널링 교환 절차를 도시한 도면.

도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 기지국(혹은 중계국)의 블록 구성을 도시한 도면.

본 발명은 다중 홉 릴레이 방식을 사용하는 광대역 무선 접속 통신 시스템에 관한 것으로서, 특히, 단말로 전송되는 정보가 릴레이되는 중간링크 영역에 대한 정보를 제공하기 장치 및 방법에 관한 것이다.

차세대 통신 시스템인 4세대(4th Generation : 이하 '4G'라 칭함) 통신 시스템에서는 약 100Mbps의 전송 속도를 가지는 다양한 서비스 품질(Quality of Service : 이하 'QoS' 칭함)을 가지는 서비스들을 사용자들에게 제공하기 위한 활발한 연구가 진행되고 있다. 특히, 현재 4G 통신 시스템에서는 무선 근거리 통신 네트워크(Local Area Network : 이하 'LAN'이라 칭함) 시스템 및 무선 도시 지역 네트워크(Metropolitan Area Network : 이하 'MAN'이라 칭함) 시스템과 같은 광대역 무선 접속(Broadband Wireless Access : BWA) 통신 시스템에 이동성(mobility) 과 서비스 품질(QoS: Quality of Service)을 보장하는 형태로 고속 서비스를 지원하도록 하는 연구가 활발하게 진행되고 있으며, 그 대표적인 통신 시스템이 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.16d 통신 시스템 및 IEEE 802.16e 통신 시스템이다.

상기 IEEE 802.16d 통신 시스템 및 IEEE 802.16e 통신 시스템은 물리 채널(physical channel)을 위해 상기 직교 주파수 분할 다중(OFDM: Orthogonal Frequency Division Multiplexing, 이하 'OFDM'이라 칭하기로 한다)/직교 주파수 분할 다중 접속(OFDMA: Orthogonal Frequency Division Multiple Access, 이하 'OFDMA'이라 칭하기로 한다) 방식을 사용하고 있다. 상기 IEEE 802.16d 통신 시스템은 현재 가입자 단말기(SS: Subscriber Station, 이하 'SS'라 칭하기로 한다)가 고정된 상태, 즉 SS의 이동성을 전혀 고려하지 않은 상태 및 단일 셀 구조만을 고려하고 있는 시스템이다. 이와는 달리 IEEE 802.16e 통신 시스템은 상기 IEEE 802.16d 통신 시스템에 SS의 이동성을 고려하는 시스템이며, 상기 이동성을 가지는 SS를 이동 단말기(MS: Mobile Station, 이하 'MS'라 칭하기로 한다)라고 칭하기로 한다.

도 1은 일반적인 IEEE 802.16e 통신 시스템의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 상기 IEEE 802.16e 통신 시스템은 다중 셀 구조를 가지며, 즉 셀(100)과 셀(150)을 가지며, 상기 셀(100)을 관장하는 기지국(BS: Base Station)(110)과, 상기 셀(150)을 관장하는 기지국(140)과, 다수의 MS들(111, 113, 130, 151, 153)로 구성된다. 그리고 상기 기지국들(110, 140)과 상기 MS들(111, 113, 130, 151, 153)간의 신호 송수신은 상기 OFDM/OFDMA 방식을 사용하여 이루어진다. 여기서, 상기 MS들(111, 113, 130, 151, 153) 중 MS(130)는 상기 셀(100)과 상기 셀(150)의 경계 지역, 즉 핸드오버(handover) 영역에 위치한다. 따라서, 상기 MS(130)이 상기 기지국(110)과 신호를 송수신하는 중에 상기 기지국(140)이 관장하는 셀(150)쪽으로 이동하면, 그 서빙 기지국(serving BS)은 상기 기지국(110)에서 상기 기지국(140)으로 변경된다.

상기 일반적인 IEEE 802.16e 통신 시스템은 상기 도 1과 같이 고정된 기지국과 MS 간에 직접 링크를 통해 시그널링 송수신이 이루어지므로 상기 기지국과 MS 간에 신뢰도가 높은 무선 통신 링크를 쉽게 구성할 수 있다. 그런데 상기의 IEEE 802.16e 통신 시스템은 기지국의 위치가 고정되어 있으므로 무선망 구성에 있어서 유연성이 낮으며, 따라서 트래픽 분포나 통화 요구량 변화가 심한 무선 환경에서는 효율적인 통신 서비스를 제공하기 어렵다.

이와 같은 단점을 극복하기 위해 고정된 중계국(relay station) 혹은 이동성을 갖는 중계국 혹은 일반 MS들을 이용하여 다중 홉 릴레이 형태의 데이터 전달 방식을 상기 IEEE802.16e 통신 시스템과 같은 일반 셀룰라 무선 통신 시스템에 적용할 수 있다. 상기 다중 홉 릴레이 방식을 사용하는 무선 통신 시스템은 통신 환경 변화에 신속하게 대응하여 네트워크를 재구성할 수 있으며, 전체 무선망을 보다 효율적으로 운용할 수 있다. 예를들어, 상기 다중 홉 릴레이 방식을 사용하는 무선 통신 시스템은 셀 서비스 영역을 확장시키고 시스템 용량을 증대시킬 수 있다. 즉, 기지국과 MS 간 채널 상태가 열악한 경우 상기 기지국과 MS 사이에 중계국을 설치하여 상기 중계국을 통한 다중 홉 릴레이 경로를 구성함으로써 채널 상태가 보다 우수한 무선 채널을 상기 MS에게 제공할 수 있다. 또한 기지국으로부터 채널 상태가 열악한 셀 경계 지역에서 상기 다중 홉 릴레이 방식을 사용함으로써 보다 고속의 데이터 채널을 제공할 수 있고, 셀 서비스 영역을 확장시킬 수 있다.

그러면 여기서 상기 기지국 서비스 영역 확대를 위한 다중 홉 릴레이 방식을 사용하는 무선 통신 시스템의 구조를 설명하기로 한다.

도 2는 기지국 서비스 영역 확대를 위한 다중 홉 릴레이 방식을 사용하는 광대역 무선 통신 시스템의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 2를 참조하면, 상기 다중 홉 릴레이 무선 통신 시스템은 다중 셀 구조를 가지며, 즉 셀(200)과 셀(240)을 가지며, 상기 셀(200)을 관장하는 기지국(Base Station : BS)(210)과, 상기 셀(240)을 관장하는 기지국(250)과, 상기 셀(200) 영역 안에 위치하는 다수의 MS들(211, 213)과, 상기 기지국(210)이 관리하지만 상기 셀(200) 영역 밖의 영역(230)에 존재하는 다수의 MS들(221, 223)과, 상기 기지국(210)과 상기 영역(230)에 존재하는 MS(221, 223)들 간에 다중 홉 릴레이 경로를 제공하는 중계국(220)과, 상기 셀(240) 영역 안에 위치하는 다수의 MS들(251, 253, 255)과, 상기 기지국(250)이 관리하지만 상기 셀(240) 영역 밖의 영역(270)에 존재하는 다수의 MS들(261, 263)과, 상기 기지국(250)과 상기 영역(270)에 존재하는 MS(261, 263)들 간에 다중 홉 릴레이 경로를 제공하는 중계국(260)으로 구성된다. 여기서, 상기 기지국들(210, 250)과 상기 중계국들(220, 260) 및 상기 MS들(211, 213, 221, 223, 251, 253, 255, 261, 263) 간의 신호 송수신은 상기 OFDM/OFDMA 방식을 사용하여 이루어진다.

이때, 상기 셀(200) 영역에 포함되는 상기 MS들(211, 213)과 상기 중계국(220)은 상기 기지국(210)과 신호를 직접 송수신할 수 있지만, 상기 영역(230)에 존재하는 MS들(221, 223)은 상기 기지국(210)과 신호를 직접 송수신하지 못한다. 따라서, 상기 중계국(220)은 상기 영역(230)을 관장하며, 신호를 직접 송수신하지 못하는 상기 기지국(210)과 상기 MS들(221, 223) 간의 신호를 릴레이하고, 상기 MS들(221, 223)은 상기 중계국(220)을 통해서 상기 기지국(210)과 신호를 송수신할 수 있다. 또한, 상기 셀(240) 영역에 포함되는 MS들(251, 253, 255)과 상기 중계국(260)은 상기 기지국(250)과 신호를 직접 송수신할 수 있지만, 상기 영역(270)에 존재하는 MS들(261, 263)은 상기 기지국(250)과 신호를 직접 송수신하지 못한다. 따라서, 상기 중계국(260)은 상기 영역(270)을 관장하며, 신호를 직접 송수신하지 못하는 상기 기지국(250)과 상기 MS들(261, 263) 간의 신호를 릴레이하고, 상기 MS들(261, 263)은 상기 중계국(260)을 통해서 상기 기지국(250)과 신호를 송수신할 수 있다.

여기서, 상기 도 2의 다중 홉 릴레이를 사용하는 광대역 무선 통신 시스템에서, 중계국들(220, 260)은 서비스 제공자가 설치한, 그래서 기지국들(210, 250)이 미리 알고 관리하는 기반시설(infrastructure) 중계국이거나, 상황에 따라 가입자 단말기(SS 또는 MS) 혹은 중계국으로 동작하는 클라이언트(client) 중계국일 수 있다. 또한 상기 중계국들(220, 260)은 이동성이 없는 고정 중계국이거나, 노매 딕(nomadic)한 특성을 갖는 노매딕 중계국(예 : 노트북)이거나, 상기 MS와 같은 이동성이 있는 이동 중계국일 수 있다.

한편, 셀 영역 확장을 위해 중계국을 활용하는 경우, 기지국과 단말 간 정의된 기존의 프레임 구조를 확장하여 기지국, 중계국 및 단말 간 프레임 구조로 정의해야 한다. 즉, 기지국이 하나의 통신 플랫폼을 기반으로 다수의 중계국들 및 단말기들과 통신할 수 있도록 프레임 구조를 정의해야 한다. 이를 위해서, 기지국의 하향링크 프레임은 기지국-단말간 통신을 위한 영역과 기지국-중계국간 통신을 위한 영역으로 분할해야 하고, 상향링크 프레임은 단말-기지국간 통신을 위한 영역과 중계국-단말간 통신을 위한 영역으로 분할해야 한다. 즉, 한정된 자원을 적절히 분할해서 중계국을 수용해야 한다. 그런데 기지국에 접속되는 중계국의 수, 채널환경은 매우 유동적이기 때문에, 다시 말해 셀 환경은 매우 유동적이기 때문에, 기지국-중계국간 통신을 위한 영역 혹은 중계국-기지국간 통신을 위한 영역을 고정하여 사용하는 것은 매우 비합리적이라 할 수 있다. 따라서, 근래에 이러한 영역들을 동적으로 운용하고자 하는 기술들이 제안되고 있다. 만약, 이와 같이 이러한 영역들을 동적으로 변경한다면, 영역의 크기 정보를 중계국으로 제공할 수 있는 시그널링 절차가 정의되어야 된다.

따라서 본 발명의 목적은 다중 홉 릴레이 방식을 사용하는 광대역 무선접속 통신 시스템에서 기지국과 중계국이 통신하는 중간링크 영역에 대한 정보를 중계국 으로 알려주기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 다중 홉 릴레이 방식을 사용하는 광대역 무선접속 통신시스템에서 기지국으로 초기 접속을 수행하는 중계국에게 중간링크 영역에 대한 정보를 알려주기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 다중 홉 릴레이 방식을 사용하는 광대역 무선접속 통신시스템에서 기지국과 중계국이 통신하는 중간링크 영역의 크기가 변경하는 경우 크기 변경 정보를 중계국으로 알려주기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 다중 홉 릴레이 방식을 사용하는 광대역 무선접속 통신시스템에서 이동성을 갖는 중계국이 핸드오버하는 경우 타겟 기지국의 중간링크 영역에 대한 정보를 상기 중계국으로 알려주기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.

상기 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 일 견지에 따르면, 다중홉 릴레이 방식을 사용하는 셀룰라 통신시스템에서 기지국의 통신 방법에 있어서, 상기 기지국과 중계국이 통신하기 위한 중간영역 정보를 포함하는 제1메시지를 생성하는 과정과, 상기 생성된 제1 메시지를 규정된 방식에 따라 가공하여 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하기로, 상기 중간영역이 변경될 경우, 상기 중간영역의 변경 정보를 포함하는 제2메시지를 생성하는 과정과, 상기 생성된 제2메시지를 규정된 방식에 따라 가공하여 전송하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하기로, 상기 중계국이 핸드오버하는 경우, 타겟 기지국의 중간영역 정보를 포함하는 제3메시지를 생성하는 과정과, 상기 제3메시지를 규정된 방식에 따라 가공하여 상기 핸드오버하는 중계국으로 전송하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 견지에 따르면, 다중홉 릴레이 방식을 사용하는 셀룰라 통신시스템에서 중계국의 통신 방법에 있어서, 상기 중계국과 기지국이 통신하기 위한 중간영역 정보를 포함하는 제1메시지를 수신하는 과정과, 상기 제1메시지 내 상기 중간영역 정보에 따른 영역에서 상기 기지국과 통신을 수행하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하기로, 상기 중간영역의 변경정보를 포함하는 제2메시지가 수신되는지 검사하는 과정과, 상기 제2메시지 수신시, 상기 제2메시지 내 상기 변경정보로부터 변경된 중간영역을 확인하는 과정과, 이후 상기 변경된 중간영역에서 상기 기지국과 통신을 수행하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하기로, 핸드오버하는 경우, 타겟 기지국의 중간영역 정보를 포함하는 제3메시지가 수신되는지 검사하는 과정과, 상기 제3메시지 수신시, 상기 제3메시지로부터 상기 타겟 기지국의 중간영역 정보를 획득하는 과정과, 핸드오버를 완료한후, 상기 타겟 기지국의 중간영역 정보에 따른 영역에서 상기 타겟 기지국과 통신을 수행하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 동작 원리를 상세히 설명한다. 하기 에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

본 발명은 다중 홉 릴레이 방식을 사용하는 광대역 무선 접속(BWA: Broadband Wireless Access) 통신 시스템에서 단말에게 릴레이할 정보가 전송되는 중간 링크 영역에 대한 정보를 중계국으로 제공하기 위한 시그널링 절차를 제안한다. 이하 본 발명은 기지국으로 초기 접속을 수행하는 중계국에게 중간링크 영역에 대한 정보를 알려주는 방안과, 상기 중간링크 영역의 크기가 변경하는 경우 상기 크기 변경 정보를 상기 중계국으로 알려주는 방안에 대해 살펴보기로 한다. 또한, 이동성을 갖는 중계국이 핸드오버하는 경우, 타겟 기지국의 중간링크 영역에 대한 정보를 상기 중계국으로 알려주는 방안에 대해 설명하기로 한다.

여기서, 상기 다중 홉 릴레이 방식을 사용하는 광대역 무선 접속 통신 시스템은 예를 들어 직교 주파수 분할 다중(OFDM: Orthogonal Frequency Division Multiplexing, 이하 'OFDM'이라 칭하기로 한다) 방식 또는 직교 주파수 분할 다중 접속(OFDMA: Orthogonal Frequency Division Multiple Access, 이하 'OFDMA'이라 칭하기로 한다) 방식을 사용하는 통신 시스템이다. 상기 다중 홉 릴레이 방식을 사용하는 광대역 무선 접속 통신 시스템은 OFDM/OFDMA 방식을 사용하기 때문에 다수 의 서브 캐리어(sub-carrier)들을 사용하여 물리 채널 신호를 송신함으로써 고속 데이터 송신이 가능하며, 다중셀(multi-cell) 구조를 통해 단말의 이동성을 지원할 수 있다.

또한, 상기 다중 홉 릴레이 방식을 사용하는 광대역 무선 접속 통신 시스템의 중계국은 고정된 노드 혹은 이동 노드이거나, 기지국에 의해 설치된 특정 시스템일 수 있다. 즉, 상기의 특성을 갖는 임의의 노드는 기지국의 셀 영역 확장을 위해 미리 정의된 기준에 따라 기지국과의 중계국 능력 협상 절차를 통해 중계국으로 선택될 수 있다.

이하 설명은 다중반송파를 사용하는 광대역 무선접속 통신시스템을 예로 설명하지만, 본 발명은 다중 홉 릴레이 방식을 사용하는 셀룰라 기반의 통신시스템이라면 동일하게 적용될 수 있다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 다중 홉 릴레이 방식을 사용하는 광대역 무선 통신 시스템에서 단말 또는 중계국에게 동기화된 동기 채널을 제공하기 위한 프레임 구조를 도시하고 있다.

도 3을 참조하면, 상기 프레임 구조는 단말의 동기화 및 셀 탐색이 용이하도록 상기 단말을 위한 동기 채널을 프리앰블(preamble) 형태로 제공한다. 또한, 중계국의 동기화 및 셀 탐색이 용이하도록 상기 중계국을 위한 동기 채널을 포스트앰블(postamble) 형태로 제공한다. 이와 같이, 기지국이 기지국 프레임(300)의 하향 링크 부프레임(310)의 앞 단과 뒤 단을 동기 채널로 구성함으로써, 상기 단말 또는 중계국은 고정된 위치의 동기 채널로부터 동기 정보 및 인접 기지국 정보를 획득할 수 있다.

또한, 기지국 프레임(300)의 단방향 부프레임들(310, 320)은 제 1 영역(311, 321)과 제 2 영역(313, 323)으로 시간 다중화된다. 여기서, 상기 제 1 영역(311, 321)과 상기 제 2 영역(313, 323)은 고정 길이를 갖거나, 셀 환경에 따라 동적으로 변할 수 있다.

상기 기지국 프레임(300)의 상기 제 1 영역(311, 321)에서 상기 기지국은 직접 링크로 연결된 단말들과 통신을 수행하고, 상기 제 2 영역(313, 323)에서 상기 중계국들과 통신을 수행한다. 이때, 상기 제 1 영역(311, 321)과 제 2 영역(313, 323)의 크기는 셀 환경에 따라 동적으로 변할 수 있으므로, 상기 기지국은 상기 단말과 중계국에 동기화된 동기 채널을 제공하기 위해 상기 제 1 영역(311, 321)의 앞 단과 상기 제 2 영역(313, 323)의 뒤 단에 상기 동기 또는 접속 채널을 할당한다. 여기서, 상기 상향링크 부프레임(320)에서 접속 채널(Ranging 슬롯)은 고정된 위치가 아니라 제어 채널을 통해 지정해 줄 수 있다.

중계국은 상기 중계국 프레임(350)의 상기 제 1 영역(361, 371)에서 직접 링크로 연결된 단말들과 통신을 수행한다. 상기 중계국은 단말에게 동기화된 동기 채널을 제공하기 위해 상기 제 1 영역(361, 371)의 앞 단에 동기 또는 접속 채널을 할당한다.

이때, 상기 기지국 프레임(300)의 제 1 영역(311, 321)과 제 2 영역(313, 323) 및 상기 중계국 프레임(350)의 제 1 영역(361, 371)의 크기는 셀 환경에 따라 동적으로 변할 수 있으며, 상기 기지국은 상기 영역의 크기 변경 정보를 상기 중계국에게 제공해야 한다. 따라서 상기 도 3과 같은 프레임 구조를 고려하는 릴레이 시스템은 중계국으로 통신 영역의 크기 변경 정보를 제공하기 위한 시그널링 절차가 정의되어야 한다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 다중 홉 릴레이 방식을 사용하는 광대역 무선 통신 시스템에서 중계국으로 중간 영역 정보를 제공하기 위한 기지국의 동작 절차를 도시하고 있다.

도 4를 참조하면, 먼저 기지국은 401단계에서 중계국과 초기 접속 절차를 수행한다. 여기서 상기 기지국은 상기 도 3의 프레임 구조에서 기지국 프레임(300)의 제 1 영역(311, 321)에서 상기 중계국과 초기 접속 절차를 수행한다. 즉, 초기 접속 절차에 필요한 하향링크 메시지는 하향링크의 제1영역(311)을 통해 중계국으로 전송되고, 상향링크 메시지는 상향링크의 제1영역(321)을 통해 기지국으로 전송된다. 상기 초기 접속 절차를 수행한 후 중계국 동작이 활성화되면, 상기 기지국은 기지국 프레임(300)의 제 2 영역(313, 323)에 해당하는 중간 영역에서 릴레이 서비스를 지원하는 상기 중계국과 통신을 수행한다. 이때 중계국 동작이 활성화된 상기 중계국은 중계국 프레임(360)의 제 1 영역(361, 371)에서 단말과의 통신을 수행한다.

따라서 상기 초기 접속 절차 이후, 상기 기지국은 403단계에서 상기 중계국으로 중간 영역 즉, 상기 기지국 프레임(300)의 하향링크 부프레임(310)의 제 2 영 역(313)의 정보를 전송한다.

상기 중계국으로 전송되는 중간 영역 정보는 특정 치환(permutation) 혹은 특정 전송 다이버시티 모드를 사용하는 영역에 대한 정보를 알려주는 STC_DL_ZONE_IE를 이용하여 전송되며 상기 중간 영역 정보를 포함하는 STC_DL_ZONE_IE의 구조는 하기 <표 1>과 같다.

Syntax	Size	Notes
STC_DL_Zone_IE() {
Extended DIUC	4bits	STC/DL_ZONE_SWITCH = 0x01
Length	4bits	Length=0x04
OFDMA symbol offset	8bits	Denotes the start of zone (counting from the frame preamble and starting from 0)
Permutation	2bits	0b00 = PUSC permutation 0b01 = FUSC permutation 0b10 = Optional FUSC permutation 0b11 = Optional adjacent subcarrier permutation
Use All SC indicator	1bit	0 = do not use all subchannels 1 = use all subchannels
STC	2bits	0b00 = no STC 0b01 = STC using 2/3 antennas 0b10 = STC using 4 antennas 0b11 = FHDC using 2 antennas
Matrix indicator	2bits	STC matrix If(STC==0b01 or STC==0b10) { 0b00 = Matrix A 0b01 = Matrix B 0b10 = Matrix C 0b11 = reserved } else if(STC==ob11) { 0b00 = Matrix A 0b01 = Matrix B 0b10-11 = reserved }
DL_PermBase	5bits
PRBS_ID	2bits	Value: 0..2
AMC type	2bits	Indicatesthe AMC type in case permutation type=0b11, otherwise shall be set to 0. AMC type (NxM=N bits by M symbols) 0b00 = 1x6 0b01 = 2x3 0b10 = 3x2 0b11 = reserved note that only 2x3 Band AMC subchannel type (AMC type=0b01) is supported by MS.
Midamble presence	1bit	0 = not present 1 = present at the first symbol in STC zone
Midamble boosting	1bit	0 = no boost 1 = boosting (3dB)
2/3 antennas select	1bit	0 = STC using 2 antennas 1 = STC using 3 antennas selects 2/3 antennas when STC=0b01
Dedicated pilots	1bit	0 = pilot symbols are broadcast 1 = pilot symbols are dedicated. An MS should use only pilots specific to its burst for channel estimation
RS DL zone indicator	1bit	Indicates the RS DL zone
reserved	3bit	shall be set to zero
}

상기 <표 1>에 나타낸 바와 같이, 상기 STC_DL_ZONE_IE는 상기 IE(Information Element)에서 지시하는 영역의 시작점을 나타내는 OFDMA 심볼 오프셋(OFDMA symbol offset) 정보와, 상기 IE에서 지시하는 영역의 치환 정보를 나타내는 퍼뮤테이션(permutation) 정보와, 상기 IE에서 지시하는 영역이 중간 영역임을 알려주는 중간 영역 하향링크 지시자(RS DL zone indicator) 정보 등을 포함한다.

한편 상기 403단계에서 상기 중계국에게 중간 영역 정보를 알려주는 방안은 상기 <표 1>과 같이 STC_DL_ZONE_IE의 1비트를 중간 영역 하향링크 지시자(RS DL zone indicator)로서 활용하는 방법 외에, 또 다른 기존 메시지를 활용하거나 새로운 메시지를 정의하는 방법도 고려될 수 있다. 일례로, AAS(Adaptive Antenna System) 영역임을 알려주는 데 사용하는 AAS_DL_IE에 1비트의 상기 중간 영역 하향링크 지시자(RS DL zone indicator)를 포함하는 방법을 이용할 수도 있다. 이런 경우, 상기 AAS_DL_IE의 구조는 하기 표와 같다.

Syntax	Size(bits)	Notes
Downlink preamble coding	2	0b00 - 0 symbols 0b01 - 1 symbols 0b10 - 2 symbols 0b11 - 3 symbols
Preamble type	1	0 - Frequency shift preamble is used in this DL AAS zone 1 - Time shifted preamble is used in this DL AAS zone
PRBS ID	2	Refer to 8.4.9.4.1
RS DL zone indicator	1	Indicates the RS DL zone
}

상기 중계국에게 중간 영역 정보를 알려주는 또 다른 방안으로 FCH(프레임 제어 헤더)에 중간 영역 하향링크 지시자(RS DL zone indicator)를 포함하고, GAP/PAPR reduction region을 지시하는 데 사용하는 GAP/PAPR reduction을 하향링크 맵에 포함하는 방법을 이용할 수도 있다. 이런 경우, 상기 FCH에는 하기 표와 같은 중간 영역 하향링크 지시자 정보가 포함될 수 있다.

RS DL zone indicator

1bit

Indicates the RS DL zone

상기 중간 영역 하향링크 지시자 정보가 포함된 FCH를 수신한 상기 중계국은 하향링크 맵에 포함된 GAP/PAPR reduction에서 지시하는 영역이 중간 영역임을 인지하고 상기 GAP/PAPR reduction에서 지시하는 영역에서 중계국 역할을 수행하게 된다. 또한 상기 GAP/PAPR reduction을 포함하는 하향링크 맵을 수신한 단말은 상기 GAP/PAPR reduction에서 지시하는 영역을 상기 단말이 사용하지 않을 영역으로 인지하게 된다.

이후, 상기 기지국은 405단계에서 상기 기지국 프레임(300)의 하향링크 부프레임(310)의 제 2 영역(313)에 해당하는 중간 영역의 크기를 다음 프레임에서 변경할 필요가 있는지 판단한다. 만일, 상기 중간영역의 크기를 변경할 필요가 없으면, 상기 기지국은 407단계로 진행하여 현재의 중간영역을 그대로 유지한다. 만일, 상기 중간영역의 크기를 변경할 필요가 있으면, 상기 기지국은 409단계로 진행하여 상기 중계국으로 중간 영역의 변경 정보를 전송한다.

상기 중계국으로 전송되는 다음 프레임에 대한 중간 영역의 변경 알림메시지는 하기 <표 2>와 같은 구조를 갖는다.

Syntax	size (bits)	notes
DL_Frame_Prefix() {
used subchannel bitmap	6	Bit #0: subchannel group 0 Bit #1: subchannel group 1 Bit #2: subchannel group 2 Bit #3: subchannel group 3 Bit #4: subchannel group 4 Bit #5: subchannel group 5
repetition_coding_indication	2	0b00: no repetition coding on DL-MAP 0b01: repetition coding of 2 used on DL-MAP 0b10: repetition coding of 4 used on DL-MAP 0b11: repetition coding of 6 used on DL-MAP
coding_indication	3	0b000: CC encoding used on DL-MAP 0b001: BTC encoding used on DL-MAP 0b010: CTC encoding used on DL-MAP 0b011: ZT CC encoding used on DL-MAP 0b100: CC encoding with optional interleaver 0b101: LDPC encoding used on DL-MAP 0b110-0b111: reserved
DL-MAP length	8
OFDMA symbol offset	5	0b00000: no change 0b0xxxx: xxx symbols increase 0b1xxxx: xxx symbols decrease
}

상기 <표 2>에 나타낸 바와 같이, 상기 중간영역 변경 알림 메시지(DL_Frame_Prefix 메시지)는 상기 중간 영역에서 기지국이 중계국으로 전송하는 FCH(frame control header)에 해당하며, 상기 DL_Frame_Prefix는 다음 프레임의 중간 영역에서 사용하는 서브채널 그룹(used subchannel bitmap) 정보와, DL-MAP의 반복 코딩 지시(repetition_coding_indication) 정보와, DL-MAP의 인코딩지시(coding_indication) 정보와, DL-MAP 길이(DL-MAP length) 정보와, 상기 다음 프레임의 중간 영역의 시작 오프셋 (OFDMA symbol offset) 정보를 포함한다. 여기서, 상기 중간영역의 시작 오프셋 정보 필드에는 시작 오프셋의 변경 여부 및 상기 시작 오프셋의 증감 정보를 지정할 수 있다. 예를 들어, 상기 OFDMA 심볼 오프셋(symbol offset) 값이 0b00000인 경우에는 상기 다음 프레임의 중간 영역의 시작 오프셋이 변경하지 않음을 나타내며, 상기 값이 0b0xxxx인 경우에는 상기 다음 프레임의 중간 영역의 시작 오프셋이 xxxx 심볼만큼 증가함을 나타내며, 상기 값이 0b1xxxx인 경우에는 상기 다음 프레임의 중간 영역의 시작 오프셋이 xxxx 심볼만큼 감소함을 나타낸다. 또한, 상기 OFDMA 심볼 오프셋 값은 링크 변화 정도를 고려하여 적용할 수 있으며, 상기 <표 2>에서 설명된 순차적 증감 방식 외에 지수적 증감 혹은 순열 증감 등의 정해진 패턴을 따를 수 있다.

상기 <표 2>는 하나의 예로, 다음 프레임에 대한 중간영역의 변경 정보는 현재 프레임의 중간영역에서 전송하는 DL-MAP 메시지를 통해 중계국으로 전송될 수 있다. 하기 <표 3>은 중간영역의 변경정보를 포함하는 RS_DL-MAP 메시지를 보여준다.

Syntax	Size	Notes
RS DL MAP format() {
Compressed map indicator	2bits	set to binary 11
Reserved	1bit	Shall be set to zero
RS UL MAP appended	1bit	Indicates that RS UL MAP follows after RS DL MAP
Next RS DL zone change indicator	1bit	Indicates whether the RS DL zone is changed in next frame
MAP message length	10bits
OFDMA PHY synchronization field	32bits	Frame duration code (8bits), Frame number (24bits)
DCD count	8bits
Operator ID	8bits
Sector ID	8bits
No. OFDMA symbol	8bits	Number of OFDMA symbols in RS DL subframe including all permutation zone
DL IE count	8bits
For(i=0; i<DL IE count; i++) {
DL-MAP_IE()	Variable
}
If(Next RS DL zone change indicator==1) {
OFDMA symbol offset	4bit	0xxxx: xxxx symbols increase 1xxxx: xxxx symbols decrease
}
}

상기 <표 3>에 나타낸 바와 같이, 상기 RS_DL-MAP 메시지는 압축 맵임을 나타내는 압축지시(compressed indicator) 정보와, 상기 RS_DL-MAP 메시지 이후에 상기 기지국 프레임(300)의 상향링크 부프레임(320) 중 중간 영역(323)에서의 맵 정보를 나타내는 RS_UL-MAP 메시지의 존재 여부를 알려주는 RS UL MAP 첨부(appended) 정보와, 다음 프레임의 중간 영역의 시작 오프셋의 변경 여부를 나타내는 다음 RS DL 존 변경 지시(Next RS DL zone change indicator) 정보와, 상기 다음 프레임의 중간 영역의 시작 오프셋의 증감정도를 나타내는 OFDMA 심볼 오프셋(OFDMA symbol offset) 정보와, RS DL-MAP 메시지 길이를 나타내는 MAP 메시지 길이(MAP message length) 정보와, 상기 기지국 프레임(300)의 하향링크 부프레임(310) 중 중간 영역(313)의 OFDMA 심볼 개수(No.OFDMA symbol) 정보와, 상기 중간 영역(313)의 맵 정보인 다수의 DL-MAP_IE 정보들 등을 포함한다. 상기 <표 3>의 상기 OFDMA 심볼 오프셋(symbol offset) 값도 링크 변화 정도를 고려하여 적용하며, 순차적 증감 방식 외에 지수적 증감 혹은 순열 증감 등의 정해진 패턴을 따를 수 있다.

한편 상기 <표 3>에서 기지국 프레임(300)의 상향링크 부프레임(320) 중 중간 영역(323)의 맵 정보를 지시하는 RS UL MAP이 존재하는 경우, 상기 RS_UL-MAP의 구조는 하기 <표 4>와 같다.

Syntax	Size	Notes
RS UL MAP format() {
UCD count	8bits
Allocation start time	32bits
No. OFDMA symbols	8bits	Number of OFDMA symbols in the RS UL subframe
while (map data remains) {
UL-MAP_IE()	Variable
}
if !(byte boundary) {
padding nibble	4bits	padding to reach byte boundary
}
}

상기 <표 4>에 나타낸 바와 같이, 상기 RS_UL-MAP 메시지는 상기 기지국 프레임(300)의 상향링크 부프레임(320) 중 중간 영역(323)의 버스트 프로파일 정보를 참조하기 위한 UCD(Uplink Channel Descriptor) 메시지의 카운트 값을 나타내는 UCD 카운트(UCD count) 정보와, 상기 RS_UL-MAP 메시지에 포함된 상기 기지국 프레임(300)의 상향링크 부프레임(320) 중 중간 영역(323)의 할당 시작 시점을 나타내는 할당 시작 시간(allocation start time) 정보와, 상기 중간 영역(323)의 OFDMA 심볼 개수를 나타내는 심볼 개수(No. OFDMA symbols) 정보와, 상기 중간 영역(323)의 맵 정보인 다수의 UL-MAP_IE 정보들 등을 포함한다.

상기와 같이, 상향링크 부프레임(320)중 중간영역(323)에 대한 정보를 RS_UL-MAP을 통해 중계국으로 알려줄 수 있고, 다른 예로 하기 <표 5>와 같이 별도의 메시지를 정의하여 알려줄 수도 있다.

Syntax	Size	Notes
RS_DL_zone_change_IE() {
Extended DIUC/Extended-2 DIUC	4/8bits	BS_RS_DL_zone_change
Length	4bits
OFDMA symbols offset	4bits	0xxxx: xxxx symbols increase 1xxxx: xxxx symbols decrease
}

상기 <표 5>에 나타낸 바와 같이, 다음 프레임에 대한 중간 영역의 시작 오프셋 변경을 알리기 위한 RS_DL_zone_change_IE는 다음 프레임에 대한 중간 영역의 시작 오프셋의 증감정도를 나타내는 OFDMA 심볼 오프셋(OFDMA symbol offset) 정보 등을 포함한다. 상기 <표 5>의 상기 OFDMA 심볼 오프셋(symbol offset) 값도 링크 변화 정도를 고려하여 적용하며, 순차적 증감 방식 외에 지수적 증감 혹은 순열 증감 등의 정해진 패턴을 따를 수 있다.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 다중 홉 릴레이 방식을 사용하는 광대역 무선 통신 시스템에서 기지국으로부터 중간 영역 정보를 수신하기 위한 중계국의 동작 절차를 도시하고 있다.

도 5를 참조하면, 먼저 중계국은 501단계에서 상기 도 3의 기지국 프레임(300)의 제 1 영역(311, 321)에서 기지국과 초기 접속 절차를 수행한다. 상기 초기 접속 절차를 완료한 후, 중계국 동작을 활성화한 중계국은 503단계에서 상기 기지국으로부터 상기 <표 1>의 STC_DL_ZONE_IE를 수신하고, 상기 <표 1>의 STC_DL_ZONE_IE로부터 상기 도 3의 기지국 프레임(300)의 제 2 영역(313, 323) 중 하향링크(313)에 해당하는 중간 영역 정보를 인지한다. 또한 중계국은 기지국으로부터 중간 영역 정보(RS DL zone indicator)를 포함하는 AAS_DL_IE 정보를 수신하여 상기 중간 영역 정보를 인지할 수도 있다. 혹은 중계국은 중간 영역 정보(RS DL zone indicator)를 포함하는 FCH와 GAP/PAPR reduction을 포함하는 하향링크 맵을 수신하여 상기 중간 영역 정보를 인지할 수도 있다.

그리고, 상기 중계국은 505단계에서 상기 중간 영역 정보를 반영하여 중계국 동작을 수행한다. 즉, 상기 중간 영역에서 기지국으로부터의 하향링크 신호를 수신한다. 이후 상기 중계국은 507단계에서 기지국으로부터 상기 중간 영역의 변경을 알리는 메시지가 수신되는지 검사한다. 상기 중간영역의 변경을 알리는 메시지는 앞서 설명한 바와 같이, DL_Frame_Prefix 메시지(표 2) 혹은 상기 RS_DL-MAP메시지(표 3) 혹은 상기 RS_DL_zone_change_IE 메시지(표 5)가 될 수 있다.

만일, 상기 중간영역의 변경을 알리는 메시지가 수신된 경우, 상기 중계국은 509단계로 진행하여 상기 수신된 메시지로부터 변경된 중간영역의 정보에 획득하고, 상기 변경된 중간영역의 정보에 따라 중계국 동작을 수행한다. 만일, 상기 중간영역의 변경을 알리는 메시지가 수신되지 않으면, 상기 중계국은 511단계로 진행하여 현재의 중간영역을 그대로 유지하면서 중계국 동작을 수행한다.

상술한 도 4와 도 5는 초기 접속 절차를 수행한 중계국 및 초기 접속 절차 수행 후 중계국 동작을 수행하는 중계국으로 중간 영역의 정보를 제공하는 절차에 대해 설명한 것이다.

만일, 중계국이 이동성을 갖는다면, 상기 중계국이 서빙 기지국으로부터 타겟 기지국으로 핸드오버하는 경우에도 자신이 관리하는 하위 노드에 대한 중계국 동작을 계속해서 수행해야 한다. 따라서 상기 중계국은 핸드오버 수행 후 상기 타겟 기지국과의 통신을 위한 상기 타겟 기지국에서의 중간 영역 정보를 미리 인지할 필요가 있다.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 다중 홉 릴레이 방식을 사용하는 광대역 무선 통신 시스템에서 핸드오버하는 중계국으로 타겟 기지국의 중간 영역 정보를 제공하기 위한 시그널링 교환 절차를 도시하고 있다.

도 6을 참조하면, 먼저 타겟 기지국(650)은 611단계에서 서빙 기지국(610)으로 상기 타겟 기지국(650) 자신의 중간 영역 정보를 백본 네트워크를 통해 제공한다. 여기서 상기 서빙 기지국(610)과 상기 타겟 기지국(650)간 백본 네트워크를 통해 교환하는 메시지에 포함되는 상기 타겟 기지국(650)의 중간 영역 정보는 하기 <표 6>과 같다.

Name	Size	Notes
DL zone symbol offset	8bits	Denotes the start of RS DL zone (starting from 0)
DL zone permutation	2bits	0b00 = PUSC permutation 0b01 = FUSC permutation 0b10 = Optional FUSC permutation 0b11 = Optional adjacent subcarrier permutation
}

상기 <표 6>에 나타낸 바와 같이, 상기 타겟 기지국의 중간 영역 정보는 상기 타겟 기지국의 중간 영역 중 하향링크의 심볼 시작점을 나타내는 DL 존 심볼 오프셋(DL zone symbol offset) 정보와, 상기 타겟 기지국의 중간 영역 중 하향링크의 치환 정보를 나타내는 DL 존 퍼뮤테이션(DL zone permutation) 정보를 포함한다.

그러면, 상기 서빙 기지국(610)은 613단계에서 상기 <표 6>와 같은 타겟 기지국(650)의 중간 영역 정보를 중계국(640)으로 전송한다. 상기 타겟 기지국의 중간 영역 정보는 상기 서빙 기지국(610)이 상기 중계국(640)으로 인접 기지국의 정보를 제공하기 위해 전송하는 MOB_NBR-ADV 메시지에 포함될 수 있다. 혹은 상기 타겟 기지국의 중간영역 정보는 기지국이 중계국의 핸드오버를 요청하기 위해 전송하는 핸드오버 요청 메시지 혹은 중계국의 핸드오버 요청 메시지에 대한 응답으로 기지국이 중계국으로 전송하는 핸드오버 응답 메시지에 포함될 수 있다.

상기 타겟 기지국(650)의 중간영역 정보를 수신한 후, 상기 중계국(640)은 615단계에서 상기 타겟 기지국(650)으로의 핸드오버 수행을 서빙 기지국(610)으로 알리고 상기 타겟 기지국(650)으로 핸드오버를 수행한다. 그러면, 상기 서빙 기지국(610)은 617단계에서 상기 타겟 기지국(650)으로 상기 중계국(640)의 핸드오버를 통보한다. 이때, 상기 중계국(640)의 핸드오버를 통보하는 메시지는 상기 중계국(640)이 알고 있는 상기 타겟 기지국(650)에서의 중간 영역 정보를 포함한다.

따라서, 상기 타겟 기지국(650)은 619단계에서 상기 중계국(640)의 핸드오버 절차가 완료할 때까지 중간 영역을 변경하지 않는다. 한편, 상기 중계국(640)은 621단계에서 상기 타겟 기지국(650)과 핸드오버 절차를 수행하고, 623단계에서 앞서 상기 서빙 기지국(610)으로부터 획득한 상기 타겟 기지국(650)의 중간영역 정보를 이용하여 상기 타겟 기지국(650)의 서비스 영역에서 중계국 역할을 계속 수행한다.

상술한 본 발명의 실시예는 상기 도 3의 프레임 구조에서 상기 기지국 프레임(300)의 제 2 영역(313, 323)에 해당하는 중간영역 중 특히 하향링크(313)의 정보를 중계국에게 알리는 방안을 위주로 설명하였다. 상기 중간영역 중 상향링크(323)에 대한 정보는 상기 <표 1>의 STC_DL_ZONE_IE 혹은 AAS_DL_IE에 포함된 RS DL 존 지시 지시자(zone indicator)와 같은 별도의 지시자 없이 RS_UL-MAP 메시지를 통해 중계국에 제공될 수 있다. 즉, 중계국은 상기 <표 5>의 RS_UL-MAP 메시지의 할당 시작 시간(allocation start time) 정보와 OFDMA 심볼 개수(No. OFDMA symbols) 정보를 참조하여 매 프레임의 중간 영역 중 상향링크(323) 정보를 알 수 있다.

지금까지 다중 홉 릴레이 방식을 사용하는 광대역 무선접속 통신시스템에서 프레임의 중간 영역 정보를 송수신하는 기지국과 중계국의 전반적인 동작 절차를 설명하였다. 이하 설명에서는 상기 프레임의 중간 영역 정보를 교환하기 위한 기지국(BS : Base Station)과 중계국(RS : Relay Station)의 내부 블록 구성을 살펴보도록 한다. 동일한 인터페이스 모듈(통신모듈)을 갖는 기지국과 중계국은 동일한 블록 구성을 가지므로, 이하 설명에서는 도 7에 도시된 장치를 가지고 기지국과 중계국의 동작을 설명하기로 한다. 또한, 이하 설명은 TDD-OFDMA 시스템을 가정하여 살펴보기로 한다. 하지만, 본 발명은 FDD-OFDMA 시스템, TDD와 FDD를 함께 사용하는 하이브리드 시스템 및 다른 자원 분할 방식을 사용하는 셀룰라 기반의 시스템에 용이하게 적용될 수 있다.

도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 기지국(혹은 중계국)의 블록 구성을 도시하고 있다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 기지국(혹은 중계국)은, RF처리기(701), ADC(703), OFDM복조기(705), 복호화기(707), 메시지 처리부(709), 제어부(711), 메시지 생성부(713), 부호화기(715), OFDM변조기(717), DAC(719), RF처리기(721), 스위치(723), 시간제어기(725)를 포함하여 구성된다.

도 7을 참조하면, 먼저 시간제어기(725)는 시간 동기에 근거해서 스위치(723)의 스위칭 동작을 제어한다. 예를들어, 신호를 수신하는 구간이면, 상기 시간제어기(725)는 안테나와 수신단의 RF처리기(701)가 연결되도록 상기 스위치(723)를 제어하고, 신호를 송신하는 구간이면 상기 안테나와 송신단의 RF처리기(721)가 연결되도록 상기 스위치(723)를 제어한다.

수신 구간동안, 상기 RF처리기(701)는 안테나를 통해 수신되는 RF(Radio Frequency)신호를 기저대역 아날로그 신호로 변환한다. ADC(703)은 상기 RF처리기(701)로부터의 아날로그 신호를 샘플데이터로 변환하여 출력한다. OFDM복조기(705)는 상기 ADC(703)에서 출력되는 샘플데이터를 FFT(Fast Fourier Transform)하여 주파수 영역의 데이터로 변환하고, 상기 주파수 영역의 데이터에서 실제 수신하고자 하는 부반송파들의 데이터를 선택하여 출력한다.

복호화기(707)는 상기 OFDM복조기(705)로부터의 데이터를 미리 정해진 변조수준(MCS레벨)에 따라 복조(demodulation) 및 복호(decoding)하여 출력한다.

메시지 처리부(709)는 상기 복호화기(707)로부터 입력되는 제어메시지를 분해하여 그 결과를 제어부(711)로 제공한다. 상기 제어부(711)는 상기 메시지 처리부(709)로부터의 정보들에 대한 해당 처리를 수행하고, 또한 전송할 정보를 생성하여 메시지 생성부(713)로 제공한다. 상기 메시지 생성부(713)는 상기 제어부(711)로부터 제공받은 각종 정보들을 가지고 메시지를 생성하여 물리계층의 부호화기(715)로 출력한다.

상기 부호화기(715)는 상기 메시지 생성부(713)로부터의 데이터를 미리 정해진 변조수준(MCS레벨)에 따라 부호 및 변조하여 출력한다. OFDM변조기(717)는 상기 부호화기(715)로부터의 데이터를 IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)하여 샘플데이터(OFDM심볼)를 출력한다. DAC(719)는 상기 샘플데이터를 아날로그 신호로 변환하여 출력한다. RF처리기(721)는 상기 DAC(719)로부터의 아날로그 신호를 RF(Radio Frequency) 신호로 변환하여 안테나를 통해 송신한다.

상술한 구성에서, 상기 제어부(711)는 프로토콜 제어부로서, 상기 메시지 처리부(709) 및 상기 메시지 생성부(713)를 제어한다. 즉, 상기 제어부(711)는 상기 메시지 처리부(709) 및 상기 메시지 생성부(713)의 기능을 수행할 수 있다. 본 발명에서 이를 별도로 구성한 것은 각 기능들을 구별하여 설명하기 위함이다. 따라서, 실제로 구현하는 경우 이들 모두를 제어부(711)에서 처리하도록 구성할 수 있으며, 이들 중 일부만 상기 제어부(711)에서 처리하도록 구성할 수 있다.

또한, 상기 제어부(711)는 프로토콜 처리 수행중 필요한 정보를 물리계층의 해당 구성부로 제공받거나, 물리계층의 해당 구성부로 제어신호를 발생한다.

그러면, 상기 도 7의 구성에 근거하여 본 발명에 따른 중계국 및 기지국의 동작을 각각 살펴보기로 한다. 이하, MAC(Media Access Control)계층에서 수행되는 제어메시지 처리 위주로 살펴보기로 한다.

먼저, 기지국의 동작을 살펴보면, 상기 제어부(711)는 본 발명에 따른 중간영역 변경에 따른 전반적인 처리를 제어한다. 임의의 중계국의 초기 접속 절차 완료시, 상기 제어부(711)는 기지국의 하향링크 부프레임중 중계국과 통신하기 위한 중간영역에 대한 정보를 생성하여 메시지 생성부(713)로 제공한다. 그러면, 상기 메시지 생성부(713)는 상기 제어부(711)로부터의 상기 중간영역에 대한 정보를 포함하는 메시지를 생성하여 물리계층으로 전달한다. 여기서, 상기 중간영역에 대한 정보를 포함하는 메시지는 기존 존 스위치(zone switch) 메시지(표 1) 혹은 기존 AAS_DL_IE 메시지를 이용할 수 있다.

또한, 상기 제어부(711)는 상기 중간영역의 크기를 변경할 필요가 있는지 판단하고, 상기 중간영역의 크기를 변경할 필요가 있다고 판단될 경우 중간영역 변경 정보를 생성하여 상기 메시지 생성부(713)로 제공한다. 그러면, 상기 메시지 생성부(713)는 상기 제어부(711)로부터의 상기 중간영역 변경 정보를 포함하는 메시지를 생성하여 물리계층으로 전달한다. 여기서, 상기 중간영역 변경 정보를 포함하는 메시지는 현재 프레임에서 기지국이 중계국으로 전송하는 프레임 제어 헤더 메시지(표 2) 혹은 하향링크 중간영역의 맵 정보를 지시하는 중계국 하향링크 맵 메시지(표 3) 혹은 별도 정의된 메시지(표 5) 일 수 있다.

또한, 이동 중계국이 핸드오버하는 타겟 기지국의 중간영역 정보(표 6)를 포함하는 메시지가 백본네트워크를 통해 수신될 경우, 상기 제어부(711)는 상기 수신된 메시지로부터 상기 타겟 기지국의 중간영역 정보를 추출하여 메시지 생성부(713)로 제공한다. 그러면, 상기 메시지 생성부(713)는 상기 제어부(711)로부터의 상기 타겟 기지국의 중간영역 정보를 포함하는 메시지를 생성하여 물리계층으로 전달한다. 여기서, 상기 타겟 기지국의 중간영역 정보를 포함하는 메시지는 중계국에게 인접 기지국의 정보를 제공하기 위한 인접 기지국 광고 메시지(MOB_NBR-ADV 메시지) 혹은 기지국이 중계국의 핸드오버를 요청하기 위해 전송하는 핸드오버 요청 메시지 혹은 이동 중계국의 핸드오버 요청에 응답하기 위한 핸드오버 응답 메시지일수 있다.

또한, 상기 제어부(711)는 상향링크 부프레임중 중계국과 통신하기 위한 중간영역에 대한 정보를 생성하여 메시지 생성부(713)로 제공한다. 그러면, 상기 메시지 생성부(713)는 상기 제어부(711)로부터의 상기 상향링크 중간영역 정보를 포함하는 메시지를 생성하여 물리계층으로 전달한다. 여기서, 상기 상향링크 중간영역 정보를 포함하는 메시지는 상향링크 중간영역의 맵 정보를 지시하는 중계국 상향링크 맵 메시지(표 4)일수 있다.

상기 메시지 생성부(713)에서 생성되는 메시지는 물리계층에서 전송 가능한 형태로 가공된 후 안테나를 통해 송신된다.

다음으로, 중계국의 동작을 살펴보면, 메시지 처리부(709)는 단말 혹은 기지국으로부터 수신되는 제어메시지를 분해하여 그 결과를 제어부(711)로 제공한다. 본 발명에 따라 하향링크 중간영역 정보를 포함하는 메시지(표 1) 또는 하향링크 중간영역 변경 정보를 포함하는 메시지(표 2 또는 표 3 또는 표 5)가 기지국으로부터 수신될 경우, 상기 메시지 처리부(709)는 상기 수신된 메시지에 포함되어 있는 각종 제어정보를 추출하여 상기 제어부(711)로 제공한다.

그러면, 상기 제어부(711)는 상기 메시지 처리부(711)로부터의 제어정보에 근거해서 기지국과 통신하기 위한 중간영역을 인식하고, 상기 인식된 중간영역에 동기되어 중계국 역할을 하도록 전반적인 제어를 수행한다.

또한, 핸드오버시 서빙 기지국으로부터 타겟 기지국의 중간영역 정보(표 6)를 포함하는 메시지가 수신될 경우, 상기 메시지 처리부(709)는 상기 수신된 메시지로부터 상기 타겟 기지국의 중간영역 정보를 추출하여 상기 제어부(711)로 제공한다. 그러면, 상기 제어부(711)는 상기 메시지 처리부(711)로부터의 제어정보에 근거해서 타겟 기지국과 통신하기 위한 중간영역을 인식하고, 핸드오버 완료후 상기 타겟 기지국의 중간영역에 동기되어 중계국 역할을 하도록 전반적인 제어를 수행한다.

한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 예를 들어, 상술한 메시지 구조들은 본 발명의 이해를 돕기 위한 일 예로서, 당업자라면 용이하게 변형하여 실시할 수 있다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 다중 홉 릴레이 방식을 사용하는 광대역 무선 접속 통신 시스템에서, 기지국과 중계국이 통신하기 위한 중간영역 정보를 중계국으로 제공하는 방안을 제안하고 있다. 이와 같은 본 발명은 한정된 프레임 내에서 중간영역을 셀 환경에 따라 동적으로 변경할 수 있기 때문에 한정된 자원을 효율적으로 이용할 수 있는 이점이 있다.

Claims

다중홉 릴레이 방식을 사용하는 셀룰라 통신시스템에서 기지국의 통신 방법에 있어서,

상기 기지국과 중계국이 통신하기 위한 중간영역 정보를 포함하는 제1메시지를 생성하는 과정과,

상기 생성된 제1 메시지를 규정된 방식에 따라 가공하여 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서,

상기 제1메시지는 상기 중간영역의 시작을 지시하는 정보, 상기 중간영역의 치환(permutation) 방식을 지시하는 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서,

상기 제1메시지는 존 스위치(zone switch)를 알려주는 메시지(STC_DL_ZONE_IE) 또는 AAS(Adaptive Antenna System) 영역을 알려주는 메시지(AAS_DL_IE)인 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서,

상기 중간영역이 변경될 경우, 상기 중간영역의 변경 정보를 포함하는 제2메시지를 생성하는 과정과,

상기 생성된 제2메시지를 규정된 방식에 따라 가공하여 전송하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제4항에 있어서,

상기 제2메시지는, 상기 중간영역의 변경여부를 나타내는 정보, 상기 중간영역의 시작의 변경정도를 나타내는 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제4항에 있어서,

상기 제2메시지는 프레임 제어 헤더에 해당하는 메시지(DL_Frame_Prefix), 상기 중간영역의 맵(MAP) 정보를 포함하는 메시지(RS_DL-MAP) 및 상기 중간영역의 변경정보를 포함하는 별도의 메시지(RS_DL_zone_change_IE) 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서,

상기 중계국이 핸드오버하는 경우, 타겟 기지국의 중간영역 정보를 포함하는 제3메시지를 생성하는 과정과,

상기 제3메시지를 규정된 방식에 따라 가공하여 상기 핸드오버하는 중계국으로 전송하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제7항에 있어서,

상기 제3메시지는, 상기 타겟 기지국의 중간영역의 시작을 지시하는 정보, 상기 중간영역의 치환(permutation) 방식을 지시하는 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
다중홉 릴레이 방식을 사용하는 셀룰라 통신시스템에서 중계국의 통신 방법에 있어서,

상기 중계국과 기지국이 통신하기 위한 중간영역 정보를 포함하는 제1메시지를 수신하는 과정과,

상기 제1메시지 내 상기 중간영역 정보에 따른 영역에서 상기 기지국과 통신 을 수행하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 방법.
제9항에 있어서,

상기 제1메시지는, 상기 중간영역의 시작을 지시하는 정보, 상기 중간영역의 치환(permutation) 방식을 지시하는 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제9항에 있어서,

상기 제1메시지는 존 스위치(zone switch)를 알려주는 메시지(STC_DL_ZONE_IE) 또는 AAS(Adaptive Antenna System) 영역을 알려주는 메시지(AAS_DL_IE)인 것을 특징으로 하는 방법.
제9항에 있어서,

상기 중간영역의 변경정보를 포함하는 제2메시지가 수신되는지 검사하는 과정과,

상기 제2메시지 수신시, 상기 제2메시지 내 상기 변경정보로부터 변경된 중간영역을 확인하는 과정과,

이후 상기 변경된 중간영역에서 상기 기지국과 통신을 수행하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제12항에 있어서,

상기 제2메시지는, 상기 중간영역의 변경여부를 나타내는 정보, 상기 중간영역의 시작의 변경정도를 나타내는 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제12항에 있어서,

상기 제2메시지는 프레임 제어 헤더에 해당하는 메시지(DL_Frame_Prefix), 상기 중간영역의 맵(MAP) 정보를 포함하는 메시지(RS_DL-MAP) 및 상기 중간영역의 변경정보를 포함하는 별도의 메시지(RS_DL_zone_change_IE) 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 방법.
제9항에 있어서,

핸드오버하는 경우, 타겟 기지국의 중간영역 정보를 포함하는 제3메시지가 수신되는지 검사하는 과정과,

상기 제3메시지 수신시, 상기 제3메시지로부터 상기 타겟 기지국의 중간영역 정보를 획득하는 과정과,

핸드오버를 완료한후, 상기 타겟 기지국의 중간영역 정보에 따른 영역에서 상기 타겟 기지국과 통신을 수행하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제15항에 있어서,

상기 제3메시지는, 상기 타겟 기지국의 중간영역의 시작을 지시하는 정보, 상기 중간영역의 치환(permutation) 방식을 지시하는 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
다중홉 릴레이 방식을 사용하는 셀룰라 통신시스템에서의 통신 방법에 있어서,

기지국이, 중계국과 통신하기 위한 중간영역 정보를 포함하는 제1메시지를 송신하는 과정과,

상기 중계국이, 상기 기지국으로부터 수신된 제1메시지 내 정보로부터 중간영역을 확인하는 과정과,

상기 기지국과 상기 중계국이 상기 중간영역 정보가 지시하는 영역에서 통신 을 수행하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제17항에 있어서,

상기 제1메시지는, 상기 중간영역의 시작을 지시하는 정보, 상기 중간영역의 치환(permutation) 방식을 지시하는 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제17항에 있어서,

상기 중간영역이 변경될 경우, 상기 기지국이, 상기 중간영역의 변경정보를 포함하는 제2메시지를 송신하는 과정과,

상기 중계국이, 상기 기지국으로부터 수신된 제2메시지 내 상기 변경정보로부터 변경된 중간영역을 확인하는 과정과,

상기 기지국과 상기 중계국이 상기 변경된 중간영역에서 통신을 수행하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제19항에 있어서,

상기 제2메시지는, 상기 중간영역의 변경여부를 나타내는 정보, 상기 중간영 역의 시작의 변경정도를 나타내는 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제17항에 있어서,

상기 중계국이 핸드오버하는 경우, 상기 기지국이, 핸드오버 타겟 기지국의 중간영역 정보를 포함하는 제3메시지를 송신하는 과정과,

상기 중계국이, 상기 기지국으로부터 수신된 상기 제3메시지 내 정보로부터 상기 타겟 기지국의 중간영역을 확인하는 과정과,

상기 중계국이 핸드오버를 완료한후, 상기 중계국과 상기 타겟 기지국이 상기 타겟 기지국의 중간영역에서 통신을 수행하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제21항에 있어서,

상기 제3메시지는, 상기 타겟 기지국의 중간영역의 시작을 지시하는 정보, 상기 중간영역의 치환(permutation) 방식을 지시하는 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
다중홉 릴레이 방식을 사용하는 셀룰라 통신시스템에서 기지국 장치에 있어서,

상기 기지국과 중계국이 통신하기 위한 중간영역 정보를 포함하는 제1메시지를 생성하기 위한 메시지 생성기와,

상기 메시지 생성기로부터의 메시지를 규정된 방식에 따라 가공하여 송신하기 위한 송신기를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제23항에 있어서,

상기 제1메시지는 상기 중간영역의 시작을 지시하는 정보, 상기 중간영역의 치환(permutation) 방식을 지시하는 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제23항에 있어서,

상기 제1메시지는 존 스위치(zone switch)를 알려주는 메시지(STC_DL_ZONE_IE) 또는 AAS(Adaptive Antenna System) 영역을 알려주는 메시지(AAS_DL_IE)인 것을 특징으로 하는 장치.
제23항에 있어서,

상기 중간영역이 변경될 경우, 상기 메시지 생성기는, 상기 중간영역의 변경 정보를 포함하는 제2메시지를 생성하여 상기 송신기로 제공하는 것을 특징으로 하는 장치.
제26항에 있어서,

상기 제2메시지는, 상기 중간영역의 변경여부를 나타내는 정보, 상기 중간영역의 시작의 변경정도를 나타내는 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제26항에 있어서,

상기 제2메시지는 프레임 제어 헤더에 해당하는 메시지(DL_Frame_Prefix), 상기 중간영역의 맵(MAP) 정보를 포함하는 메시지(RS_DL-MAP) 및 상기 중간영역의 변경정보를 포함하는 별도의 메시지(RS_DL_zone_change_IE) 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 방법.
제23항에 있어서,

상기 중계국이 핸드오버하는 경우, 상기 메시지 생성기는, 타겟 기지국의 중간영역 정보를 포함하는 제3메시지를 생성하여 상기 송신기로 제공하는 것을 특징으로 하는 장치.
제29항에 있어서,

상기 제3메시지는, 상기 타겟 기지국의 중간영역의 시작을 지시하는 정보, 상기 중간영역의 치환(permutation) 방식을 지시하는 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
다중홉 릴레이 방식을 사용하는 셀룰라 통신시스템에서 중계국 장치에 있어서,

상기 중계국과 기지국이 통신하기 위한 중간영역 정보를 포함하는 제1메시지를 수신하는 수신기와,

상기 수신된 제1메시지 내 상기 중간영역 정보에 따른 영역에서 상기 기지국과 통신하기 위한 제어를 수행하는 제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제31항에 있어서,

상기 제1메시지는 상기 중간영역의 시작을 지시하는 정보, 상기 중간영역의 치환(permutation) 방식을 지시하는 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제31항에 있어서,

상기 제1메시지는 존 스위치(zone switch)를 알려주는 메시지(STC_DL_ZONE_IE) 또는 AAS(Adaptive Antenna System) 영역을 알려주는 메시지(AAS_DL_IE)인 것을 특징으로 하는 장치.
제31항에 있어서,

상기 기지국으로부터 상기 중간영역의 변경정보를 포함하는 제2메시지 수신시, 상기 제어부는, 상기 제2메시지로부터 변경된 중간영역을 확인하고 상기 변경된 중간영역에서 상기 기지국과 통신하기 위한 제어를 수행하는 것을 특징으로 하는 장치.
제34항에 있어서,

상기 제2메시지는, 상기 중간영역의 변경여부를 나타내는 정보, 상기 중간영 역의 시작의 변경정도를 나타내는 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제34항에 있어서,

상기 제2메시지는 프레임 제어 헤더에 해당하는 메시지(DL_Frame_Prefix), 상기 중간영역의 맵(MAP) 정보를 포함하는 메시지(RS_DL-MAP) 및 상기 중간영역의 변경정보를 포함하는 별도의 메시지(RS_DL_zone_change_IE) 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 방법.
제31항에 있어서,

상기 기지국으로부터 핸드오버하는 타겟 기지국의 중간영역 정보를 포함하는 제3메시지 수신시, 상기 제어부는, 상기 제3메시지로부터 타겟 기지국의 중간영역을 확인하고, 핸드오버 완료시 상기 확인된 중간영역에서 상기 타겟 기지국과 통신하기 위한 제어를 수행하는 것을 특징으로 하는 장치.
제37항에 있어서,

상기 제3메시지는, 상기 타겟 기지국의 중간영역의 시작을 지시하는 정보, 상기 중간영역의 치환(permutation) 방식을 지시하는 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.