KR20080016458A - 멀티라디오 무선 네트워크를 실현하기 위한 시스템 및 방법 - Google Patents

멀티라디오 무선 네트워크를 실현하기 위한 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

멀티라디오(multi-radio) 무선 네트워크를 실현하기 위한 시스템은, 중계국에 무선으로 연결된 복수의 엔드포인트를 포함한다. 이 시스템은 또한 상기 중계국에 무선으로 연결된 기지국을 포함한다. 상기 중계국은 상기 기지국과 통신하기 위해 제1 채널을 이용하도록 동작가능한 제1 라디오를 포함한다. 상기 중계국은 또한 상기 복수의 엔드포인트와 통신하기 위해 제2 채널을 이용하도록 동작가능한 제2 라디오를 포함한다. 상기 중계국은 상기 제1 라디오 및 상기 제2 라디오에 연결된 프로세서를 더 포함한다. 상기 프로세서는, 상기 기지국과 상기 복수의 엔드포인트 사이에서 데이터를 중계하도록 동작가능하다.
중계국, 엔드포인트, 기지국, 라디오, 무선 네트워크

Description

멀티라디오 무선 네트워크를 실현하기 위한 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR IMPLEMENTING A MULTI-RADIO WIRELESS NETWORK}
본 출원은, 2006년 8월 18일에 출원되었으며, "무선 네트워크의 관리(MANAGING A WIRELESS NETWORK)"를 발명의 명칭으로 하는 미국 특허 출원 번호 제60/822861호에 대한 우선권을 주장한다.
본 발명은 일반적으로 통신 시스템에 관련되며, 특히, 멀티라디오 무선 네트워크를 실현하기 위한 시스템 및 방법에 관련된다.
광대역 네트워크 서비스 및 VoIP(Voice over IP) 제품들이 계속해서 성장하고 발전하는 동안, 무선 네트워크 기능성(functionality)에 대한 요구도 성장하고 발전하였다. 이러한 요구를 만족시키는 데 도움을 주기 위해 다중 기지국(base station)들, 중계국(relay staion)들, 액세스 포인트들 또는 접촉 포인트들을 이용하는 네트워크들이 개발되어지고 있다. 하나의 대두되는 기술은, WiMAX라고 널리 알려진 802.16이다. WiMAX는 광대역 무선 액세스를 제공하며, 단일 기지국이 넓은 영역(이론적으로 최대 31마일까지)에 걸쳐 커버리지를 제공한다. 다른 무선 네트워킹 기술들은 3G(Third Generation), 3GPP(Third Generation Partnership Project), 및 WiFi라고 널리 알려진 802.11을 포함한다.
WiMAX와 같은 무선 네트워크의 장점을 누리는 엔드포인트(endpoint)의 능력은 충분히 강한 신호를 찾아서 자동 추적(lock onto)하는 능력에 의존한다. 이것은, 기지국으로부터의 신호가 간섭과 만나는 영역(예를 들어, 기지국 범위의 가장자리, 두 개 기지국들의 커버리지가 중첩되는 영역, 터널 또는 빌딩 내)에서는 종종 어려울 수 있다. 하나의 가능한 해결책은 기지국의 전송 전력을 증가시키는 것이고, 또 다른 해결책은 추가 기지국들을 설치하는 것이다. 그러나, 증가된 운영 비용 및 백홀(backhaul) 링크에 대한 한정된 액세스로 인해 이것은 바람직하지 않을 수도 있다. 또 다른 해결책은, 802.16 표준의 일부로서 802.16j Relay Working Group에 의해 개발 중인 802.16j이다. 802.16j는 WiMAX 기지국의 서비스 영역 및/또는 스루풋 능력을 증가시킬 수 있는 중계국들을 실현하는 방법을 제공한다. 중계국들은 기지국들 및 엔드포인트들 모두와 무선으로 통신하기 때문에 백홀 링크를 필요로 하지 않는다. 엔드포인트와 배선 접속(hardwired connection) 사이에 하나보다 많은 무선 접속이 있을 수 있기 때문에 이런 유형의 네트워크는 멀티 홉(multihop) 네트워크라 불릴 수 있다.
기지국들 및 엔드포인트들 모두와 무선으로 통신하는 것은 중계국이 통신해야 하는 데이터량을 증가시킨다는 것은 자명할 것이다. 보다 구체적으로, 중계국은 무선 접속을 이용하여 엔드포인트와 기지국 사이에서 동일한 데이터를 수신도 하고, 그 후 전송도 한다. 무선 네트워크 내의 중계국은 엔드포인트들, 다른 중계국들 및 기지국들과의 그의 통신 요구를 제공하기 위해서 종종 단일 채널만을 이용 할 수 있다. 이 채널의 용량(capacity)은 한정적이고, 어떤 경우에는 특정한 중계국의 셀 내에서의 트래픽 수요(traffic demand)를 지원하기에 충분하지 않을 수도 있다.
특정 실시예들은, 이전의 방법들 및 시스템들과 관련된 단점 및 문제점들의 적어도 일부를 실질적으로 제거하거나 감소시키는 멀티라디오 무선 네트워크를 실현하기 위한 시스템 및 방법을 제공한다.
특정 실시예에 따르면, 멀티라디오 무선 네트워크를 실현하기 위한 시스템은, 중계국에 무선으로 연결된 복수의 엔드포인트를 포함한다. 이 시스템은 또한 상기 중계국에 무선으로 연결된 기지국을 포함한다. 상기 중계국은 상기 기지국과 통신하기 위해 제1 채널을 이용하도록 동작가능한 제1 라디오를 포함한다. 상기 중계국은 또한 상기 복수의 엔드포인트와 통신하기 위해 제2 채널을 이용하도록 동작가능한 제2 라디오를 포함한다. 상기 중계국은 상기 제1 라디오 및 상기 제2 라디오에 연결된 프로세서를 더 포함한다. 상기 프로세서는, 상기 기지국과 상기 복수의 엔드포인트 사이에서 데이터를 중계하도록 동작가능하다.
특정 실시예들에서, 상기 제1 라디오는 상기 기지국으로부터 제1 프레임을 수신하도록 또한 동작가능할 수 있다. 상기 제1 프레임은 제1 프리앰블(preamble)과 제1 다운링크 및 업링크 맵을 포함할 수 있다. 또한, 상기 제2 라디오는 상기 복수의 엔드포인트에 제2 프레임을 송신하도록 또한 동작가능할 수 있다. 상기 제2 프레임은 제2 프리앰블과 제2 다운링크 및 업링크 맵을 포함할 수 있다. 상기 복수의 엔드포인트에 송신된 상기 제2 프레임은 상기 기지국으로부터 수신된 상기 제1 프레임에 독립적일 수 있다.
몇몇 실시예들에서, 상기 제1 라디오는 엔드포인트형 라디오이고, 상기 제2 라디오는 기지국형 라디오일 수 있다. 특정 실시예들에서, 상기 무선 네트워크는 802.16 WiMAX(Worldwide Interoperability for Microwave Access) 무선 네트워크를 포함할 수 있다.
또 다른 실시예에 따르면, 멀티라디오 무선 네트워크를 실현하는 방법은 기지국을 중계국에 무선으로 연결하는 단계를 포함한다. 상기 중계국은 상기 기지국과 통신하기 위해서 관련된 제1 채널을 갖는 제1 라디오를 이용한다. 이 방법은 또한, 복수의 엔드포인트를 상기 중계국에 무선으로 연결하는 단계를 포함한다. 상기 중계국은 상기 복수의 엔드포인트와 통신하기 위해서 관련된 제2 채널을 갖는 제2 라디오를 이용한다. 이 방법은 상기 제1 라디오 및 상기 제2 라디오를 이용하여 상기 기지국과 상기 복수의 엔드포인트 사이에서 데이터를 중계하는 단계를 더 포함한다.
특정 실시예들의 기술적 이점들은, 두 개의 다른 형태의 라디오들, 즉 기지국형 라디오 및 엔드포인트형 라디오를 이용하는 것을 포함한다. 따라서, 멀티라디오 중계국의 비용은 현존하는 유형의 라디오들을 이용함으로써 감소된다. 특정 실시예들의 또 다른 기술적 이점은, 하나의 라디오가 수신하는 동안 다른 라디오가 송신할 수 있다는 점이다. 따라서, 라디오가 수신 상태에서 송신 상태로 전환하기를 기다릴 필요없이 하나의 디바이스로부터 다음 디바이스로 데이터가 중계될 수 있다.
다른 기술적 이점들은 다음의 도면들, 상세 설명 및 특허청구범위로부터 당업자에게 자명해질 것이다. 또한, 특정 이점들이 상술되었지만, 다양한 실시예들은 열거된 이점들의 전부 또는 일부를 포함할 수 있거나 아무것도 포함하지 않을 수도 있다.
도 1은 특정 실시예에 따라서, 다양한 통신 네트워크들을 포함하는 통신 시스템을 나타낸다. 통신 시스템(100)은 다중 네트워크들(110)로 구성될 수 있다. 각 네트워크(110)는 다른 네트워크들에 독립적으로 또는 이들과 함께 하나 이상의 다른 서비스들을 용이하게 하도록 설계된 다양한 통신 네트워크들 중 임의의 통신 네트워크일 수 있다. 예를 들어, 네트워크들(110)은 인터넷 액세스, 온라인 게이밍(gaming), 파일 공유, 피어 투 피어(peer-to-peer) 파일 공유(P2P), VoIP(voice over internet protocol) 호출, 비디오 오버(video over) IP 호출, 또는 네트워크에 의해 통상적으로 제공되는 임의의 다른 유형의 기능성을 용이하게 할 수 있다. 네트워크들(110)은 유선 또는 무선 통신을 위한 다양한 프로토콜들 중 임의의 프로토콜을 이용하여 그들 각각의 서비스를 제공할 수 있다. 예를 들어, 네트워크(110a)는, 기지국들(예를 들어, 기지국(120)), 및 중계국들(예를 들어, 중계국 들(130))을 포함할 수 있는, WiMAX로 널리 알려진 802.16 무선 네트워크를 포함할 수 있다. 네트워크(110a)는 802.16j를 실현함으로써 중계국들(130)의 이용을 제공할 수 있다. 중계국들을 이용하는 WiMAX 네트워크는 이동 멀티 홉 중계(mobile multihop relay : MMR) 네트워크로 불릴 수도 있다.
특정 실시예들에서는, 중계국들(130)이 관련된 다른 채널을 각각 가질 수 있는 다중 라디오들을 포함하는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들어, 중계국(130a)은 엔드포인트에 의해 이용되는 라디오와 유사할 수 있는 하나의 라디오를 포함할 수 있다. 이 엔드포인트형 라디오는 기지국(120)으로/으로부터 데이터를 전송/수신하기 위해 무선 접속(150d)을 수립하는 데 이용될 수 있다. 기지국(120)과의 무선 접속(150d)을 수립하는데 포함되는 루틴(routine)은, 통상의 엔드포인트(예를 들어, 엔드포인트(140c))가 기지국(120)과의 무선 접속을 수립하는 데 이용할 수 있는 루틴과 유사할 수 있다. 중계국(130a)은 또한 기지국(120)에 의해 이용되는 라디오와 유사할 수 있는 또 다른 라디오를 포함할 수도 있다. 이 기지국형 라디오는, 중계국(130a)으로/으로부터 데이터를 전송/수신하기 위해 각각 엔드포인트들(140a, 140b) 및 중계국(130b)과의 무선 접속들(150a, 150b, 및 150e)을 수립하는 데 이용될 수 있다. 각각 엔드포인트들(140a, 140b) 및 중계국(130b)과의 무선 접속들(150a, 150b, 및 150e)을 수립하는 데 포함되는 루틴은, 통상의 기지국(예를 들어, 기지국(120))이 엔드포인트(예를 들어, 엔드포인트(140c))와의 무선 접속을 수립하는 데 이용할 수 있는 루틴과 유사할 수 있다. 각각의 라디오는 다른 서브 채널들을 이용하여 다른 기지국들, 중계국들, 및/또는 엔드포인트들과 여러 무선 접속들(150)을 수립할 수 있을 것이다. 중계국들(130)은 기지국(120)과 다른 채널들을 이용할 수 있기 때문에, 무선 자원들이 네트워크(110a) 내에 할당되는 방법에 있어서 더 많은 융통성(flexibility)이 있다.
통신 시스템(100)은 4개의 네트워크들(110a-110d)을 포함하지만, 용어 "네트워크"는 웹페이지, 이메일, 텍스트 채트(chat), VoIP 및 인스턴트 메시징을 통해 전송된 신호, 데이터 또는 메시지를 포함하며, 신호, 데이터, 및/또는 메시지를 전송할 수 있는 임의의 네트워크를 일반적으로 정의하는 것으로 해석되어야 한다. 네트워크의 범위, 사이즈, 및/또는 구성에 따라서, 네트워크들(110a-110d) 중 임의의 네트워크는 LAN, WAN, MAN, PSTN, WiMAX 네트워크, 글로벌 분산 네트워크(global distributed network), 이를테면, 인터넷, 인트라넷(Intranet), 익스트라넷(Extranet), 또는 무선 또는 유선 네트워킹의 임의의 다른 형태로 구현될 수 있다.
일반적으로, 네트워크들(110a, 110c, 및 110d)은 엔드포인트들(140) 및/또는 노드들(170) 사이에서 정보의 패킷, 셀, 프레임, 또는 다른 부분(본원에서는 일반적으로 패킷으로 불림)의 통신을 제공한다. 네트워크들(110)은 임의의 수의 유선 링크들(160), 무선 접속들(150), 노드들(170), 및/또는 엔드포인트들(140) 및 이들의 조합을 포함할 수 있다. 예시 및 단순함을 위해서, 네트워크(110a)는 적어도 부분적으로 WiMAX를 통하여 실현될 수 있는 MAN일 수 있으며, 네트워크(110b)는 PSTN일 수 있으며, 네트워크(110c)는 LAN일 수 있으며, 네트워크(110d)는 WAN일 수 있다.
네트워크들(110a, 110c, 및 110d)은 IP 네트워크들일 수 있다. IP 네트워크들은 데이터를 패킷 내에 두고, 하나 이상의 통신 경로(path)를 따라 각 패킷을 개별적으로 선택된 수신지(destination)에 송신(send)함으로써 데이터를 전송한다. 네트워크(110b)는 교환국(switching station), 중앙국(central office), 이동 전화 교환국, 페이저 교환국, 원격 단말기, 및 전세계 곳곳에 위치한 다른 관련된 전화 통신 장비를 포함할 수 있는 PSTN이다. 네트워크(110d)는 게이트웨이를 통해 네트워크(110b)와 연결될 수 있다. 실시예에 따라서, 게이트웨이는 네트워크(110b 또는 110d)의 일부일 수 있다(예를 들어, 노드들(170e 또는 170c)이 게이트웨이를 포함할 수 있다). 게이트웨이는 PSTN(110d)이 PSTN이 아닌(non-PSTN) 네트워크, 이를테면 네트워크들(110a, 110b, 및 110d)과 통신할 수 있게 할 수 있다.
임의의 네트워크들(110a, 110c, 및/또는 110d)은, 인터넷을 포함하지만, 이에 한정되지 않는 다른 IP 네트워크들에 연결될 수 있다. IP 네트워크들이 데이터를 전송하는 공통(common) 방법을 공유하기 때문에, 신호들은 상이하지만 상호 접속된 IP 네트워크들에 위치한 디바이스들 사이에서 전송될 수 있다. 다른 IP 네트워크들에 연결되는 것 외에, 임의의 네트워크들(110a, 110c, 및/또는 110d)은 인터페이스 또는 게이트웨이와 같은 컴포넌트들을 사용하여 비-IP(non-IP) 네트워크들에도 연결될 수 있다.
네트워크들(110)은 서로 접속될 수 있고, 복수의 유선 링크들(160), 무선 접속들(150), 및 노드들(170)을 통해 다른 네트워크들과 접속될 수 있다. 유선 링크들(160), 무선 접속들(150), 및 노드들(170)은 다양한 네트워크들과 접속할 뿐만 아니라 엔드포인트들(140)을 서로, 그리고 임의의 네트워크들(110)에 연결된 임의의 다른 컴포넌트들 또는 네트워크들(110)의 일부분과도 상호 접속시킨다. 네트워크들(110a-110d)의 상호 접속은 엔드포인트들(140)로 하여금 서로 간에 데이터를 통신하고 신호들을 제어하게 할 수 있음은 물론, 임의의 중개(intermediary) 컴포넌트들 또는 디바이스들이 데이터를 통신하고 신호를 제어하게 할 수 있다. 따라서, 엔드포인트들(140)의 유저들은 하나 이상의 네트워크들(110a-110d)에 연결된 각 네트워크 컴포넌트 사이에서 데이터를 송신 및 수신하고 신호들을 제어할 수 있다.
무선 접속들(150)은, 예를 들어 WiMAX를 이용하는, 두 개의 컴포넌트들 사이의 무선 접속을 나타낼 수 있다. WiMAX 기지국 및/또는 중계국의 확장된 범위는 네트워크(110a)가 상대적으로 적은 수의 유선 링크들을 이용하면서 MAN과 관련된 보다 넓은 지리학적(geographic) 영역을 커버하게 할 수 있다. 더욱 구체적으로, 수도권(metropolitan area) 주변에 기지국(120) 및 다중 중계국들(130)을 적절히 배치함으로써, 다중 중계국들(130)은 수도권 곳곳에서 기지국(120) 및 무선 엔드포인트들(140)과 통신하기 위해서 무선 접속들(150)을 이용할 수 있다. 이후에, 기지국(120)은, 유선 접속(160a)을 통해, 다른 기지국들, 무선 접속을 수립할 수 없는 네트워크 컴포넌트들, 및/또는 MAN 외부의 다른 네트워크들, 이를테면 네트워크(110d) 또는 인터넷과 통신할 수 있다.
노드들(170)은 네트워크 컴포넌트들, 세션 보더 컨트롤러(session border controller)들, 게이트키퍼(gatekeeper)들, 기지국들, 컨퍼런스 브리지(conference bridge), 라우터들, 허브들, 스위치들, 게이트웨이들, 엔드포인트들, 또는 임의의 다른 하드웨어, 소프트웨어, 또는 통신 시스템(100) 내의 패킷들의 교환을 허용하는 임의의 수의 통신 프로토콜을 실현하는 임베디드 로직(embedded logic)의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 예를 들어, 노드(170a)는 링크(160j)를 통해 기지국(120)에 배선되고 링크(160a)를 통해 네트워크(110d)에 배선되는 또 다른 기지국을 포함할 수 있다. 기지국으로서, 노드(170a)는 다양한 다른 기지국들, 중계국들, 및/또는 엔드포인트들과 여러 무선 접속들을 수립할 수 있을 수 있다. 또 다른 예로서, 노드(170e)는 게이트웨이를 포함할 수 있다. 이것은, PSTN 네트워크인 네트워크(110b)가 다른 비-PSTN 네트워크들, 이를테면 IP 네트워크인 네트워크(110d)로부터 통신을 전송 및 수신할 수 있게 할 수 있다. 게이트웨이로서, 노드(170e)는 다른 네트워크들에서 이용된 다양한 프로토콜들 사이에서 통신을 변환(translate)하도록 작동한다.
엔드포인트들(140) 및/또는 노드들(170)은 하드웨어, 소프트웨어, 및/또는 유저에게 데이터 또는 네트워크 서비스를 제공하는 암호화된 로직의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 예를 들어, 엔드포인트들(140a-140c)은 IP 전화기, 컴퓨터, 비디오 모니터, 카메라, PDA, 셀폰 또는 임의의 다른 하드웨어, 소프트웨어 및/또는 네트워크들(110)을 이용하여 패킷들(또는 프레임들)의 통신을 지원하는 암호화된 로직을 포함할 수 있다. 엔드포인트들(140)은 또한 무인(unattended) 또는 자동 시스템, 게이트웨이, 다른 중개 컴포넌트들, 또는 데이터 및/또는 신호들을 송신 또는 수신할 수 있는 다른 디바이스들을 포함할 수 있다. 도 1은 엔드포인트들, 접 속들, 링크들, 및 노드들을 특정한 수 및 구성으로 나타내고 있지만, 통신 시스템(100)은 데이터를 통신하기 위해서 임의의 수의 이러한 컴포넌트들 또는 이러한 컴포넌트들의 배치를 생각한다. 또한, 통신 시스템(100)의 요소들은 서로에 대해서 중심에 위치되거나(로컬) 또는 통신 시스템(100) 곳곳에 분산된 컴포넌트들을 포함할 수 있다.
도 2는 특정 실시예에 따라서, 중계국(230)의 보다 상세한 뷰를 포함하는 무선 네트워크(200)를 나타낸다. 다른 실시예들에서, 무선 네트워크(200)는 임의의 수의 유선 또는 무선 네트워크들, 기지국들, 엔드포인트들, 중계국들, 및/또는 유선 접속이든 무선 접속을 통해 데이터 및/또는 신호들의 통신을 용이하게 하던지 또는 통신에 관여할 수 있는 임의의 다른 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 단순함을 위해서, 무선 네트워크(200)는 네트워크(205), 기지국(210), 엔드포인트들(220) 및 중계국들(230, 240 및 250)을 포함한다. 또한, 중계국(230)은 프로세서(232), 메모리 모듈(234), 라디오(236), 및 안테나(238)를 포함한다. 중계국(230)의 이들 컴포넌트들은 중계국 기능성, 이를테면 무선 네트워크(200)의 중계국들 및 엔드포인트들 모두와의 무선 접속을 수립하는 기능성을 제공하기 위해서, 함께 작동할 수 있다. 또한, 네트워크(205)는 도 1에 대하여 전술한 네트워크들 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 예를 들어, 네트워크(205)는 인터넷, LAN, WAN, MAN, PSTN, 또는 상기의 소정 조합을 포함할 수 있다.
몇몇 실시예들에서, 무선 네트워크(200)는 트리(tree)로 유추될(analognized) 수 있다. 예를 들어, 네트워크(205)는 루트(root)들일 수 있으 며, 엔드포인트들(220)이 사용 중일 수 있는 정보 및 자원들(예를 들어, 웹페이지, VoIP 서비스)을 포함한다. 기지국(210)은 트렁크(trunk)일 수 있으며, 중계국들(230, 240, 및 250) 및 엔드포인트들(220)에 네트워크(205)에 대한 안전 백홀(backhaul) 링크를 제공한다. 중계국들(230, 240, 및 250)은 브랜치(branch)들일 수 있으며, 엔드포인트들이 기지국(210)에 접속할 수 있는 영역을 확장한다. 엔드포인트들(220)은 리브(leave)들일 수 있으며, 상대적으로 많은 수가 있을 수 있으며, 루트들(네트워크(205))을 액세스하기 위해서 브랜치(중계국) 또는 트렁크(기지국)에 접속될 필요가 있다.
기지국(210)은, 엔드포인트(220f) 및 중계국들(230, 240, 및 250)에 대한 무선 접속, 및 네트워크(205)에 대한 유선 접속 모두를 제공하는 WiMAX 기지국일 수 있다. 이들 접속들을 통해서, 기지국(210)은 무선 엔드포인트에 유선 접속의 다양한 특징들, 이득들, 프로그램들, 또는 기능성에 대한 액세스를 제공할 수 있다. 더욱 구체적으로, 기지국(210)은, 무선 접속을 통해서, 이후에 기지국(210)이 네트워크(205)에 라우팅할 수 있는 엔드포인트(220f)로부터 특정 데이터(예를 들어, 특정 웹페이지)에 대한 요구를 수신할 수 있다. 그 후에, 네트워크(205)는 엔드포인트(220f)에 대해 요구된 데이터를 기지국(210)으로 리턴할 수 있으며, 기지국(210)은 이를 무선 접속을 통해서 이후에 엔드포인트(220f)에 전달할 수 있다. 유사한 교환들은 무선 네트워크(200)의 다른 컴포넌트들 사이에서 일어날 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 이 교환은 프레임들을 이용하여 일어날 수 있다. 프레임은, 기지국(210)으로부터 데이터 및 신호들을 송신하는 데 이용되는 다운링크 서브 프레임, 및 기지국(210)에 송신된 데이터 및 신호들을 수신하는 데 이용되는 업링크 서브 프레임을 포함할 수 있다.
네트워크가 클수록 무선 접속들을 효율적으로 실행하도록 요구될 수 있는 스케쥴링(scheduling) 및 조정(coordination)이 더 많아지는 것은 자명할 것이다. 기지국(210)은 무선 네트워크(200)의 무선 접속들을 조정할 책임이 있을 수 있다. 보다 구체적으로, 몇몇 실시예들에서, 기지국(210)은 각 프레임의 처음에 프리앰블과 다운링크 및 업링크 맵(이하, "DL/UL 맵")을 방송(broadcast)할 수 있다. 프리앰블 및 DL/UL 맵은 엔드포인트들(220) 및 중계국들(230, 240, 및 250)이 기지국과 동기화되게 할 수 있으며, 이들 각각이 기지국(210)과 통신하는 데 이용하는 개별 채널과 관련된 정보를 이들에게 제공할 수 있다. 중계국들(230, 240 및 250)은 유사하게, 그에 접속된 각각의 엔드포인트들(220)과 동기화하도록 그들 자신의 프리앰블 및 DL/UL 맵을 송신할 수 있다. 단일 채널을 이용하는 통상의 WiMAX 환경에서, 기지국은 중계국들이 그들의 프리앰블들 및 DL/UL 맵들을 전송하도록 다운링크 서브 프레임 내에 여유(room)를 두어야 한다. 여러 중계국들을 포함하는 큰 네트워크에서, 이것은 기지국이 중계국들에 전송할 수 있는 데이터의 량을 제한할 수 있으며, 각각의 중계국들이 그들의 프리앰블 및 DL/UL 맵을 전송하도록 다운링크 서브 프레임 내에서 슬롯들을 스케쥴링하려는 시도에 있어서 상당한 오버헤드를 생성할 수 있다. 그러나, 중계국들(230, 240, 및 250)은 다중 라디오들을 이용할 수 있기 때문에, 이들은 이들의 프리앰블들 및 DL/UL 맵들을 기지국(210)의 프리앰블 및 DL/UL 맵과 조정할 필요가 없을 수도 있다. 예를 들어, 중계국(230)의 라디 오(236a)는 하나의 채널(예를 들어, 기지국(210)에 의해 이용되는 채널)을 이용할 수 있는 동안, 라디오(236b)는 다른 채널(예를 들어, 엔드포인트(220a)에 의해 이용되는 채널)을 이용할 수 있다. 중계국(230)이 기지국(210)과 다른 채널 상에서 그의 프리앰블 및 DL/UL 맵을 송신하게 함으로써, 중계국(230)은 기지국(210)의 프리앰블 및 DL/UL 맵과 조정해야한다기 보다는, 중계국(230)의 편의에 따라 그의 프리앰블 및 DL/UL 맵을 송신할 수 있다. 이것은 스케쥴링 오버헤드를 감소시키고, 기지국(210)의 스루풋을 증가시키며, 기지국(210) 및 중계국들(230, 240, 및 250)이 엔드포인트들(220)과 통신하는 융통성을 일반적으로 증가시킨다. 이것은, 다른 채널들을 이용함으로써 기지국(210)과 중계국들(230, 240, 및 250) 사이에 간섭이 없고, 따라서 중계국(230)이 그의 프리앰블 및 DL/UP 맵을 송신하도록 기지국(210)이 슬롯들을 스케쥴링하고/하거나 제공해야 하는 것을 피할 수 있기 때문에 가능해질 수 있다. 특정 실시예들에서, 중계국(230)은 기지국(210)의 관점으로부터는, 또 다른 엔드포인트이고, 따라서 프리앰블 또는 DL/UL 맵을 방송할 필요가 없기 때문에 기지국(210)은 중계국(230)에 대한 슬롯을 스케쥴링하지 않는다고 인식할 것이다.
이제, 프로세서(232)를 시작으로, 중계국(230)의 다양한 컴포넌트들에 대해 보다 상세히 논의하는 것이 이로울 수 있다. 중계국(230)의 컴포넌트들만이 묘사되어 있지만, 중계국들(240 및 250)이 유사한 컴포넌트들을 포함할 수 있으며, 유사한 기능성을 제공할 수 있다는 점에 유의해야 한다. 프로세서(232)는 마이크로프로세서, 컨트롤러, 또는 임의의 다른 적합한 컴퓨팅 디바이스, 자원, 또는 하드 웨어, 소프트웨어, 및/또는 암호화된 로직의 조합일 수 있으며, 홀로(alone), 또는 다른 중계국(230) 컴포넌트들, 이를테면 메모리 모듈(234)과 함께 중계국(230) 기능성을 제공하도록 동작가능하다. 이러한 기능성은 본원에서 논의된 다양한 무선 특징을 엔드포인트 또는 기지국, 이를테면 엔드포인트 또는 기지국(210)에 제공하는 것을 포함할 수 있다. 프로세서(232)는, 기지국(210) 및 엔드포인트들(220a 및 220b)과의 무선 접속을 수립하는 것은 물론, 예를 들어 기지국(210) 및 엔드포인트(220a) 사이에 송신된 데이터의 임의의 필요한 조작(manipulation)을 실행하는데 이용될 수 있다.
메모리 모듈(234)은 제한 없이, 자기 매체, 광학 매체, RAM, ROM, 리무버블 매체, 또는 임의의 다른 적합한 로컬 또는 원격 메모리 컴포넌트를 포함하는 휘발성 또는 비휘발성 메모리 중 임의의 형태일 수 있다. 메모리 모듈(234)은 중계국(230)에 의해 이용되는, 소프트웨어 및 암호화된 로직을 포함하는 임의의 적합한 데이터 또는 정보를 저장할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 메모리 모듈(234)은, 중계국(230)이 엔드포인트들(220)과 통신하는 데 이용할 수 있는 2차 채널에 관한 정보를 저장할 수 있다. 메모리 모듈(234)은 또한, 데이터를 적합한 엔드포인트들, 기지국들 및/또는 중계국들에 라우팅하는 방법을 결정하는 데 유용한 데이터의 리스트, 데이터베이스, 또는 다른 구성을 유지할 수 있다. 예를 들어, 몇몇 실시예들에서는, 기지국에서 엔드포인트까지 데이터를 라우팅하는 데 트리 구조(메시 구조와 반대임)를 이용할 수 있다. 보다 구체적으로, 기지국(210)에서 엔드포인트(220b)까지 알려진 경로가 있을 수 있다. 이 경로, 또는 그의 일부는 메모리 모 듈(234) 내에 저장될 수 있다.
라디오(236)는 안테나(238)에 연결되거나 안테나의 일부에 연결될 수 있다. 라디오(236)는 무선 접속을 통해 다른 기지국들, 중계국들 및/또는 엔드포인트들에 송신될 디지털 데이터를, 예를 들어 프로세서(232)로부터 수신할 수 있다. 각 라디오(236)에는, 디지털 데이터를 적절한 채널, 주파수 및 대역폭 파라미터들을 갖는 라디오 신호로 변환한 후에 데이터의 송신/수신에 이용될 수 있는 그 자신의 채널이 할당될 수 있다. 이 채널 파라미터들은 기지국(210)에 의해 시간에 앞서 결정되어질 수 있거나, 프로세서(232)와 메모리 모듈(234)의 조합에 의해 결정되어질 수 있다. 각 라디오(236)로부터의 라디오 신호는 안테나(238)를 통해 적절한 수신자(예를 들어, 기지국(210))에게 전송될 수 있다. 예를 들어, 프로세서(232)가 라디오(236b)를 통해 엔드포인트(220b)로부터 수신된 데이터를 처리한 후에, 데이터는 라디오(236a)를 통해 기지국(210)에 송신될 수 있다. 두 개의 다른 라디오들이 사용되기 때문에, 엔드포인트(220b)로부터 데이터를 수신하고 이를 기지국(210)에 송신하는 사이의 지연은, 적어도, 단일 라디오 중계국이 데이터 수신에서 데이터 송신으로의 전환(transition)에 걸리는 시간량 만큼 감소될 수 있다.
중계국(230)의 두 개의 라디오들에는 상술한 바와 같이 다른 채널들이 할당될 뿐만 아니라, 이들은 다른 유형의 라디오들일 수 있다. 더욱 구체적으로, 라디오(236a)는 기지국(210)과 통신하는 데 이용되는 엔드포인트형 라디오일 수 있으며, 라디오(236b)는 엔드포인트들(220a 및 220b)과 통신하는 데 이용되는 기지국형 라디오일 수 있다. 따라서, 엔드포인트(220b)의 관점으로부터, 중계국(230)은 기 지국으로 보일 수도 있으며, 기지국(210)의 관점으로부터, 중계국(230)은 엔드포인트로 보일 수도 있다. 이것은, 엔드포인트들이 데이터를 전송 또는 수신하는 방식을 변화시킬 필요없이, 무선 네트워크(200)가 중계국(230)을 그의 다중 라디오들을 이용하여 포함하게 할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 라디오(236a)에 이용되는 엔드포인트형 라디오 및/또는 라디오(236b)에 이용되는 기지국형 라디오는 종래의 엔드포인트형 라디오들 또는 기지국형 라디오들로부터 약간 변형될 수도 있다. 예를 들어, 라디오(236a)는, 중계국(230)이 배치될 수 있는 기지국(210)으로부터의 거리를 증가시키기 위해 전력이 증가되어진 엔드포인트형 라디오일 수 있다. 또 다른 예로서, 라디오(236b)는 중계국(230)을 작동시키는 비용 및/또는 전력 소비를 감소시키기 위해 전력이 감소되어진 기지국형 라디오일 수 있다.
안테나(238)는 데이터 및/또는 신호들을 무선으로 전송 및 수신할 수 있는 임의의 형태의 안테나일 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 안테나(238)는 2 GHz 및 66 GHz 사이에서 라디오 신호들을 전송/수신하도록 작동가능한 하나 이상의 전방향성(omni-directional), 섹터 또는 패널 안테나들을 포함할 수 있다. 전방향성 안테나는 임의의 방향으로 라디오 신호들을 전송/수신하는 데 이용될 수 있으며, 섹터 안테나는 특정 영역 내의 디바이스들로부터 라디오 신호들을 전송/수신하는 데 이용될 수 있으며, 패널 안테나는 상대적으로 직선으로 라디오 신호들을 전송/수신하는 데 이용되는 가시선(line of sight) 안테나일 수 있다.
엔드포인트들(220)은 기지국(210) 또는 중계국들(230, 240 또는 250)로/로부터 데이터 및/또는 신호들을 송신 및 수신할 수 있는 임의의 유형의 무선 엔드포인 트들일 수 있다. 몇몇 가능한 유형의 엔드포인트들(240)은 데스크탑 컴퓨터들, PDA들, 셀 폰들, 랩탑들, 및/또는 VoIP 폰들을 포함할 수 있다.
이들 컴포넌트들이 특정 실시예들의 특징의 일부를 제공하도록 어떻게 동작하는 지를 보다 잘 이해하기 위해서, 중계국(230)의 컴포넌트들은 예를 중심으로 논의될 것이다. 이 예에서는, 중계국(230)이 최초로 활성화될 때 기지국(210)은 이미 인스톨되어 활성화되었다고 상정할 것이다. 따라서, 중계국(230)이 최초로 활성화될 때, 엔드포인트(220f)가 네트워크 엔트리(entry)를 개시할 수 있는 방식과 유사한 방식으로 네트워크 엔트리를 개시할 수 있다. 보다 구체적으로, 중계국(230)은, 기지국(210)에의 네트워크 엔트리를 개시하기 위해서 안테나(238)를 통해 적합한 엔드포인트 신호를 송신하는 데 엔드포인트형 라디오(236a)를 이용할 수 있다. 이것은, 기지국(210)이 이에 직접 접속된 다른 모든 컴포넌트들과 통신하는 데 이용하는 동일한 채널을 이용하여 행해질 수 있다. 단순화를 위해서, 기지국(210)과 중계국(230) 사이의 통신에 이용되는 채널을 1차 채널로 부를 수 있다.
일단 중계국(230)이 기지국(210)에의 그의 초기화(initiation)를 완료하면, 프로세서(232)는 2차 채널을 요구할 수 있다. 2차 채널은 1차 채널과는 다를 수 있다(예를 들어, 다른 중심 주파수 또는 대역폭을 포함할 수 있음). 몇몇 실시예들에서, 중계국(230)은 1차 채널을 통해서 기지국(210)에 요구를 송신함으로써 2차 채널을 요구할 수 있다. 특정 실시예들에서, 중계국(230)은 메모리 모듈(234) 내에 저장된 2차 채널에 대한 미리 구성된(preconfigured) 채널 정보를 로딩함으로써 메모리 모듈(234)로부터 2차 채널을 요구할 수 있다.
2차 채널은 엔드포인트들(220a 및 220b)과 통신하기 위해 기지국형 라디어(236b)에 의해 이용될 수 있다. 따라서, 엔드포인트들(220a 및 220b)의 관점으로부터, 중계국(230)은 또 다른 기지국으로 보인다. 이것은, 엔드포인트들(220) 및 중계국(230) 사이의 신호 또는 엔드포인트(220)가 데이터를 송신/수신하는 방식을 변경시킬 필요없이 엔드포인트들(220a 및 220b)이 중계국(230)과 통신할 수 있게 할 수 있다.
기지국형 라디오(236b)에 대한 적합한 채널 정보를 수신하면, 프로세서(232)는 그에 접속될 수 있는 이들 엔드포인트들에 대한 프리앰블 및 DL/UL 맵을 생성할 수 있다. 중계국(230)은 엔드포인트들(220a 및 220b)에 의해 기지국으로 보여질 수 있기 때문에, 프로세서(232)에 의해 생성된 프리앰블 및 DL/UL 맵은 기지국에 의해 생성된 프리앰블 및 DL/UL 맵과 기능적으로 유사할 수 있다. 또한, 기지국형 라디오(236b)는 엔드포인트형 라디오(236a)와는 다른 채널 상에서 작동하고 있기 때문에, 프로세서(232)는 프리앰블 및 DL/UL 맵을 생성할 수 있으며 중계국(230)에 가장 유리할 때마다 2차 채널을 통해 이들을 송신되게 할 수 있다. 보다 구체적으로, 중계국(230)은 그의 프리앰블 및 DL/UL 맵을 송신하기 위해서 기지국(210)을 기다리고/기다리거나 기지국(210)과 조정할 필요가 없다.
기지국(210)에 의해 송신된 프리앰블 및 DL/UL 맵과 같이, 중계국(230)에 의해 송신된 프리앰블 및 DL/UL 맵은 중계국(230)과 동기화하기 위해서 엔드포인트들(220a 및 220b)에 의해 이용될 수 있다. 이 프리앰블 및 DL/UL 맵은, 다른 엔드포인트들과의 간섭을 피하기 위해서 엔드포인트들(220)이 적절한 채널로 그들의 라 디오를 구성하는 데 이용할 수 있는 정보를 포함할 수 있다. 일단 동기화되면, 엔드포인트들(220a 및 220b)은 기지국처럼 중계국(230)과 통신할 수 있다. 더욱 구체적으로, 중계국(230)에 송신된 대역폭 요구는 기지국, 이를테면, 기지국(210)에 송신된 대역폭 요구과 유사할 수 있다. 엔드포인트들(220a 및 220b)로부터의 통신들(예를 들어, 신호 또는 데이터)은 안테나(238)에 의해 수신된 후, 라디오 신호로부터 프로세스(232)에 의해 처리될 수 있는 디지털 데이터로 이들을 변환할 수 있는 라디오(236b)로 전달될 수 있다. 프로세서(232)는, 라디오 신호로 변환되고 안테나(238)를 통해 기지국(210)으로 송신될 디지털 데이터를 라디오(236a)에 송신하기 전에, 라우팅 정보의 일부를 편집할 수 있다. 기지국(210)으로부터 엔드포인트들(220a 또는 220b) 중 하나로 송신될 데이터에 대해서 역이지만, 유사한 처리(transaction)가 발생할 수 있다.
중계국(230)이 다른 채널들을 이용하는 두 개의 라디오들을 포함하기 때문에, 중계국(230)이 먼저 데이터를 수신하는 경우와 데이터가 송신되는 경우에서의 지연이 적어질 수 있다. 더욱 구체적으로, 두 개의 개별 라디오들을 이용하는 것은, 단일 중계국이 엔드포인트로부터의 데이터 수신으로부터 기지국으로의 데이터 송신으로 라디오를 전환하려고 시도함에 따른 단일 라디오 중계국들과 관련된 지연을 제거할 수 있다. 또한, 두 개의 다른 채널들의 이용은 엔드포인트들(220a 및 220b) 사이의 데이터 버스트(burst)를 스케쥴링하는 데 있어서 더 많은 융통성을 중계국(230)에 허용한다. 더욱 구체적으로, 프로세서(232)는 기지국(210)에 의해 할당된 슬롯에 한정되는 것과 달리, 중계국(230)이 그의 프리앰블 및 DL/UL 맵을 송신하는 최적의 시간을 결정할 수 있다.
어떤 상황에서는, 각 중계국에 할당될 고유 채널에 이용가능한 채널들이 충분하지 않을 수 있다. 이러한 상황에서, 기지국(210) 및 하나 이상의 중계국들(230, 240, 및/또는 250)은 공통 채널을 공유할 수 있다. 이렇게 함으로써, 기지국(210)은 그의 다운링크 및 업링크 서브 프레임들을 두 개의 영역으로 분할할 수 있다. 더욱 구체적으로, 다운링크 서브 프레임은 데이터를 송신하기 위해 기지국(210)에 의해 이용될 제1 영역과, 데이터를 송신하기 위해 중계국들(230, 240, 및/또는 250)에 의해 이용될 제2 영역을 포함할 수 있으며, 마찬가지로 업링크 서브 프레임은 데이터를 수신하기 위해 기지국(210)에 의해 이용될 제3 영역과, 데이터를 수신하기 위해 중계국들(230, 240, 및/또는 250)에 의해 이용될 제4 영역을 포함할 수 있다. 또한, 기지국(210)에 의해 이용되는 제1 및 제3 영역은 비인접(non-adjacent) 서브 캐리어 퍼뮤테이션(permutation)을 갖는 PUSC(partial usage of subchannel) 영역들일 수 있으며, 중계국들(230, 240, 및/또는 250)에 의해 이용되는 제2 및 제4 영역은 인접 서브 캐리어 퍼뮤테이션을 갖는 AMC(adaptive modulation coding) 영역들일 수 있다.
제1 및 제2 영역들은 다를 수 있기 때문에(예를 들어, PUSC 대 AMC), 기지국(210)은 프레임의 처음에 송신된 DL/UL 맵 내에 영역 교환 정보 요소(information element : IE)를 포함시키는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들어, 영역 교환 IE는 STC(Space-Time Coding)/DL_영역 교환 IE 또는 업링크 영역 교환 IE를 포함할 수 있다. 영역 교환 IE는 이에 할당된 영역에 대해 중계국들(230, 240, 및/또는 250)에 지시할 수 있다. 특정 실시예들에서, 기지국(210)의 DL/UL 맵에 수반된 영역 교환 IE들은 중계국들(230, 240, 및 250) 및 엔드포인트(220f)에 대해서만 의미가 있을 수 있고, 엔드포인트들(220a-220e)에 대해서는 이들이 중계국들(230, 240, 또는 250)과 접속을 수립했기 때문에 무의미할 수 있다. 또한, 특정 실시예들에서, 중계국들(230, 240, 및/또는 250)은, 그들의 개별 엔드포인트들에 송신하는 그들의 DL/UL 맵 내의 영역 교환 IE들을 반복할 필요가 없다. 특정 실시예들에서, 각 서브 영역은 인접 서브 캐리어들을 포함하는 것이 바람직할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 인접 서브 캐리어 퍼뮤테이션들은 중계국들에 의해 공유될 제2 및 제4 영역들에서 서브 캐리어 할당을 나타내는 데 이용될 수 있다.
하나보다 많은 중계국이 제2 및 제4 영역들을 공유한다면, 제2 및 제4 영역들은 각 서브 영역이 다른 중계국과 관련되는 여러개의 서브 영역들을 포함할 수 있다. 서브 영역들은 각 중계국에 의해 그에 접속된 임의의 엔드포인트들과 통신하기 위해서 이용될 수 있다. 더욱 구체적으로, 중계국(240)은 중계국(250)으로부터의 분리 서브 영역으로 할당될 수 있으므로 중계국들(240 및 250)은 서로 독립적으로 동작하게 된다. 또한, 각 중계국은 그의 서비스 하에서 엔드포인트들과 통신하기 위해서 그 자신의 서브 영역 내에서 임의의 퍼뮤테이션을 이용할 수 있다. 예를 들어, 중계국(250)은 그의 프리앰블을 전송하기 위해서 그의 프레임의 처음에 PUSC 퍼뮤테이션을 이용할 수 있다. 또한, 각 중계국은 그의 개별 서브 영역을 이에 접속된 각 엔드포인트에 대한 분리 서브 채널들로 분할할 수 있다. 예를 들어, 제1 및 제3 영역들 내의 기지국(210)에 의해 이용되는 채널은 제2 및 제4 영역들 내의 중계국(250)에 의해 이용되는 채널들과 비교하여 더 큰 채널 대역폭과 다른 중심 주파수를 가질 수 있다.
지금까지, 여러 다른 실시예들 및 특징들이 제시되었다. 특정 실시예들은 작동 요구 및/또는 컴포넌트 제한에 의존하여 하나 이상의 이들 특징들을 조합할 수 있다. 이것은 다양한 조직 및 유저들의 요구에 대한 무선 네트워크(200)의 큰 적응성(adaptability)을 고려한다. 예를 들어, 특정 실시예는 수도권에 무선 액세스를 제공하기 위해서 여러 기지국들을 이용할 수 있거나, 또는 단일 기지국이 필요한 커버리지(coverage)를 제공하는 여러 중계국들과 함께 이용될 수 있다.
도 3은 특정 실시예에 따라서, 멀티라디오 무선 네트워크를 실현하기 위한 방법을 나타낸다. 나타낸 방법은, 여러가지 중에서, 중계국이 하나의 라디오를 이용하여 기지국과, 그리고 다른 라디오를 이용하여 여러 엔드포인트들과 통신할 수 있게 한다. 중계국은 다른 라디오들을 이용하고 있기 때문에, 다른 채널들을 이용할 수도 있을 것이다. 다른 라디오들 및 다른 채널들의 이용은 기지국에서 이용가능한 대역폭을 증가시킬 수 있고, 중계국이 그의 프리앰블 및 DL/UL 맵을 송신하기 위해서 슬롯들을 스케쥴링하는 오버헤드를 감소시킬 수 있으며, 중계국이 그에 접속된 엔드포인트들과 통신하는 방법에 있어서 중계국에 더 많은 융통성을 제공할 수 있다.
이 방법은, 기지국이 제1 채널을 통해 중계국에 무선으로 연결되는 단계 310에서 시작한다. 중계국은 두 개의 개별 라디오들, 제1 라디오 및 제2 라디오를 포함할 수 있다. 두 개의 라디오들 각각은 그 자신의 채널을 이용하여 다른 라디오 와 독립적으로 통신할 수 있다. 기지국을 중계국에 연결함에 있어서, 중계국은 관련된 제1 채널을 갖는 그의 제1 라디오를 이용할 수 있다. 제1 채널은 기지국 및 중계국에 의해 이들 사이에서 데이터 및 신호 정보를 송신하는 데 이용될 수 있다. 예를 들어, 몇몇 실시예들에서, 중계국은, 중계국의 제2 라디오와 함께 이용될 제2 채널에 대한 채널 파라미터들에 관한 정보 요구를 기지국에 송신하기 위해서 제1 채널을 이용할 수 있다. 마찬가지로, 기지국은 요구된 채널 파라미터들에 대해 응답하기 위해서 제1 채널을 이용할 수 있다. 또 다른 예로서, 일단 중계국 및 기지국이 무선으로 연결되어진다면, 중계국은 제1 채널을 통해 기지국으로부터 데이터의 프레임들을 수신하기 시작할 수 있다. 각 프레임은 두 개의 디바이스들을 동기화하는 데 이용될 수 있는 프리앰블 및 DL/UL 맵에서 시작할 수 있다.
이 방법의 다음 단계는, 중계국이 제2 채널에 대한 파라미터들을 결정하는 단계 320이다. 특정 실시예들에서, 중계국은, 상술한 바와 같이 기지국으로부터 수신된 정보를 이용하여 제2 채널의 파라미터들을 결정할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 중계국은 내부에 저장된 제2 채널의 파라미터들을 결정하는 데 필요한 정보를 이미 가지고 있을 수 있다. 예를 들어, 중계국은 제2 채널의 파라미터들을 결정하는 데 필요한 정보를 갖도록 미리 구성될 수 있다.
제2 채널의 파라미터들은 중계국의 제2 라디오를 구성하는 데 이용될 수 있다. 단계 330에서, 하나 이상의 엔드포인트들은 제2 채널을 통해 중계국에 연결될 수 있다. 제1 채널과 마찬가지로, 제2 채널은 엔드포인트들과 중계국 사이에서 데이터 및/또는 신호를 무선으로 통신하기 위해서 이용될 수 있다. 예를 들어, 중계 국은, 엔드포인트들이 중계국과 동기화할 수 있도록 그 자신의 프리앰블 및 DL/UL 맵을 엔드포인트들에 송신할 수 있다. 하나 이상의 엔드포인트가 있을 수 있기 때문에, 중계국은 제2 채널을 엔드포인트들과 같은 수의 서브 채널들로 분할할 수 있으며, 따라서 각 엔드포인트는 그 자신의 서브 채널을 가지게 된다. 각 엔드포인트가 어떤 서브 채널을 이용할 수 있는 지에 대한 정보는 제2 채널을 통해 중계국에 의해 송신된 프리앰블 및 DL/UL 맵 내에 포함될 수 있다.
특정 실시예들에서, 중계국에 의해 이용되는 두 개의 라디오들은 다를 수 있다. 보다 구체적으로, 기지국과 통신하는 데 이용되는 제1 라디오는 엔드포이트형 라디오일 수 있으며, 엔드포인트들과 통신하는 데 이용되는 제2 라디오는 기지국형 라디오일 수 있다. 이것은, 중계국이 엔드포인트인 것처럼 기지국과 통신하고, 기지국인것 처럼 엔드포인트들과 통신하게 할 수 있다. 두 개의 라디오들이 다를 수 있고, 이들과 관련된 다른 채널들을 가질 수 있기 때문에, 기지국이 그의 프리앰블 및 DL/UL 맵을 송신할 때와 독립적으로 중계국이 그의 프리앰블 및 DL/UL 맵을 송신하는 것이 가능할 수 있다.
일단 중계국이 기지국 및 엔드포인트들 모두와 무선으로 연결되어지면, 중계국이 기지국으로부터 적합한 엔드포인트로 송신된 데이터를 중계하고, 임의의 엔드포인트들로부터 기지국으로 데이터를 중계하는 것이 가능할 수 있다. 이것은 스텝 340에서 행해진다. 특정 실시예들에서, 이것은, 예를 들어, 제1 채널을 통해 기지국으로부터 데이터를 수신하는 단계, 그 후, 처리되어 제2 채널을 통해 적합한 엔드포인트로 송신되기 전에 데이터를 버퍼링하는 단계를 포함할 수 있다. 중계국이 두 개의 다른 채널들을 이용하는 두 개의 다른 라디오들을 가지고 있기 때문에, 데이터는 단일 라디오 중계국에서 요구될 수 있는 바와 같이, 라디오가 수신 상태로부터 송신 상태로 변화하는 것을 기다릴 필요없이 하나의 라디오에서 다음 라디오로 빠르게 송신될 수 있다.
도 3에서 나타낸 일부 단계들은, 적절한 경우에 조합되거나, 변경되거나 삭제될 수 있으며, 추가 단계들이 또한 플로우차트에 추가될 수 있다. 또한, 단계들은 본 발명의 범주를 벗어나지 않고, 임의의 적절한 순서로 실행될 수 있다.
다양한 실행 및 특징들이 다중 실시예들에 대하여 논의되었지만, 이러한 실행 및 특징은 다양한 실시예들에서 조합될 수 있다는 것은 물론이다. 예를 들어, 도 2와 같은 특정한 도면에 대하여 논의된 특징 및 기능성은, 동작 요구 또는 요망에 따라서, 도 1과 같은 또 다른 이러한 도면에 대하여 논의되는 특징 및 기능성과관련하여 이용될 수 있다.
특정 실시예들이 상세히 기술되었지만, 본 발명의 정신 및 범주를 벗어나지 않고 다양한 다른 변화, 대체, 및 변경이 이뤄질 수 있음은 물론이다. 예를 들어, 일 실시예가 통신 시스템(100) 내에 포함된 복수의 요소들, 이를테면 엔드포인트들, 기지국들, 및 중계국들을 참조하여 기술되었다고 해도, 이들 요소들은 특정 라우팅 아키텍처 또는 요구를 수용하기 위해서 조합되거나, 재배열되거나 위치될 수 있다. 또한, 임의의 이들 요소들은 통신 시스템(100) 또는 적합한 곳에서 서로에 대한 개별 외부 컴포넌트들로서 제공될 수 있다. 본 발명은 이들 요소들은 물론 그들의 내부 컴포넌트들의 배열에서의 큰 융통성을 생각한다.
많은 다른 변화, 대체, 변동, 변경 및 변형은 당업자들에 의해 확인될 것이며, 본 발명은 첨부한 특허청구범위의 정신 및 범주 내에 들어오는 이러한 변화, 대체, 변동, 변경 및 변형 모두를 포함하는 것으로 의도된다.
특정 실시예들 및 이들의 장점을 보다 완전히 이해하기 위해서, 첨부한 도면과 관련하여 다음의 상세한 설명을 참조한다.
도 1은 특정 실시예에 따라서, 다양한 통신 네트워크들을 포함하는 통신 시스템을 나타낸다.
도 2는 특정 실시예에 따라서, 중계국의 보다 상세한 도면을 포함하는 무선 네트워크를 나타낸다.
도 3은 특정 실시예에 따라서, 멀티라디오 무선 네트워크를 실현하는 방법을 나타낸다.
<도면의 주요 부분에 관한 설명>
236a : 라디오
236b : 라디오
232 : 프로세서
234 : 메모리 모듈

Claims (28)

  1. 멀티라디오(multi-radio) 무선 네트워크를 실현하기 위한 시스템으로서,
    중계국에 무선으로 연결된 복수의 엔드포인트,
    상기 중계국에 무선으로 연결된 기지국
    을 포함하며,
    상기 중계국은,
    상기 기지국과 통신하기 위해 제1 채널을 이용하도록 동작가능한 제1 라디오,
    상기 복수의 엔드포인트와 통신하기 위해 제2 채널을 이용하도록 동작가능한 제2 라디오, 및
    상기 제1 라디오 및 상기 제2 라디오에 연결되며, 상기 기지국과 상기 복수의 엔드포인트 사이에서 데이터를 중계하도록 동작가능한 프로세서
    를 포함하는 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 라디오는, 제1 프리앰블(preamble)과 제1 다운링크 및 업링크 맵을 포함하는 제1 프레임을 상기 기지국으로부터 수신하도록 또한 동작가능하고,
    상기 제2 라디오는, 제2 프리앰블과 제2 다운링크 및 업링크 맵을 포함하는 제2 프레임을 상기 복수의 엔드포인트에 송신하도록 또한 동작가능하고,
    상기 복수의 엔드포인트에 송신되는 상기 제2 프레임은 상기 기지국으로부터 수신되는 상기 제1 프레임에 독립적인 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 라디오는 엔드포인트형 라디오이고, 상기 제2 라디오는 기지국형 라디오인 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 무선 네트워크는 802.16 WiMAX(Worldwide Interoperability for Microwave Access) 무선 네트워크를 포함하는 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 기지국과 상기 복수의 엔드포인트 사이에서 데이터를 중계하도록 동작가능한 상기 프로세서는,
    상기 기지국 및 상기 복수의 엔드포인트로부터 상기 데이터를 수신하고,
    상기 기지국 및 상기 복수의 엔드포인트로부터의 상기 데이터를 버퍼링하고,
    상기 기지국 및 상기 복수의 엔드포인트로부터의 상기 데이터를 처리하고,
    상기 기지국과 상기 복수의 엔드포인트 사이에서 상기 처리된 데이터를 중계하도록 또한 동작가능한 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 라디오는 상기 제2 채널의 적어도 하나의 파라미터에 대한 요구(request)를 상기 기지국에 송신하도록 또한 동작가능한 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 제2 채널의 적어도 하나의 파라미터를 결정하도록 또한 동작가능한 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제2 채널은 상기 제1 채널의 서브 채널을 포함하는 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 채널 및 상기 제2 채널은 영역 교환(zone switch) 정보 요소(information element : IE)에 의해 분리되며, 상기 영역 교환 IE는, 상기 기지국에 의해 상기 제1 채널로 이용되는 제1 영역과 상기 중계국에 의해 상기 제2 채널로 이용되는 제2 영역 사이에 경계를 형성하는 시스템.
  10. 멀티라디오 무선 네트워크를 실현하는 방법으로서,
    기지국을 중계국에 무선으로 연결하는 단계 - 상기 중계국은 상기 기지국과 통신하기 위해서 관련된 제1 채널을 갖는 제1 라디오를 이용함 -,
    복수의 엔드포인트를 상기 중계국에 무선으로 연결하는 단계 - 상기 중계국은 상기 복수의 엔드포인트와 통신하기 위해서 관련된 제2 채널을 갖는 제2 라디오를 이용함 -, 및
    상기 제1 라디오 및 상기 제2 라디오를 이용하여 상기 기지국과 상기 복수의 엔드포인트 사이에서 데이터를 중계하는 단계
    를 포함하는 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    제1 프리앰블과 제1 다운링크 및 업링크 맵을 포함하는 제1 프레임을 상기 기지국으로부터 수신하는 단계, 및
    제2 프리앰블과 제2 다운링크 및 업링크 맵을 포함하는 제2 프레임을 상기 복수의 엔드포인트에 송신하는 단계
    를 더 포함하며,
    상기 복수의 엔드포인트에 송신된 상기 제2 프레임은 상기 기지국으로부터 수신된 상기 제1 프레임에 독립적인 방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 제1 라디오는 엔드포인트형 라디오이고, 상기 제2 라디오는 기지국형 라디오인 방법.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 무선 네트워크는 802.16 WiMAX(Worldwide Interoperability for Microwave Access) 무선 네트워크를 포함하는 방법.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 제1 라디오 및 상기 제2 라디오를 이용하여 상기 기지국과 상기 복수의 엔드포인트 사이에서 데이터를 중계하는 단계는,
    상기 기지국 및 상기 복수의 엔드포인트로부터 상기 데이터를 수신하는 단계,
    상기 기지국 및 상기 복수의 엔드포인트로부터 상기 데이터를 버퍼링하는 단계,
    상기 기지국 및 상기 복수의 엔드포인트로부터 상기 데이터를 처리하는 단계,
    상기 기지국과 상기 복수의 엔드포인트 사이에서 상기 처리된 데이터를 중계하는 단계
    를 더 포함하는 방법.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 제2 채널의 적어도 하나의 파라미터에 대한 요구를 상기 기지국에 송신하는 단계를 더 포함하는 방법.
  16. 제10항에 있어서,
    상기 제2 채널의 적어도 하나의 파라미터를 결정하는 단계를 더 포함하는 방법.
  17. 제10항에 있어서,
    상기 제2 채널은 상기 제1 채널의 서브 채널을 포함하는 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 제1 채널 및 상기 제2 채널은 영역 교환 정보 요소(IE)에 의해 분리되며, 상기 영역 교환 IE는, 상기 기지국에 의해 상기 제1 채널로 이용되는 제1 영역과 상기 중계국에 의해 상기 제2 채널로 이용되는 제2 영역 사이에 경계를 형성하는 방법.
  19. 컴퓨터 판독가능한 기록 매체로서,
    기지국을, 상기 기지국과 통신하기 위해서 관련된 제1 채널을 갖는 제1 라디오를 이용하는 중계국에 무선으로 연결하고,
    복수의 엔드포인트를, 상기 복수의 엔드포인트와 통신하기 위해서 관련된 제2 채널을 갖는 제2 라디오를 이용하는 상기 중계국에 무선으로 연결하며,
    상기 제1 라디오 및 상기 제2 라디오를 이용하여 상기 기지국과 상기 복수의 엔드포인트 사이에서 데이터를 중계하도록 동작가능한 코드들을 포함하는 컴퓨터 판독가능한 기록 매체.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 코드는,
    제1 프리앰블과 제1 다운링크 및 업링크 맵을 포함하는 제1 프레임을 상기 기지국으로부터 수신하고,
    제2 프리앰블과 제2 다운링크 및 업링크 맵을 포함하는 제2 프레임을 상기 복수의 엔드포인트에 송신하도록 또한 동작가능하며,
    상기 복수의 엔드포인트에 송신된 상기 제2 프레임은 상기 기지국으로부터 수신된 상기 제1 프레임에 독립적인 컴퓨터 판독가능한 기록 매체.
  21. 제19항에 있어서,
    상기 제1 라디오는 엔드포인트형 라디오이고, 상기 제2 라디오는 기지국형 라디오인 컴퓨터 판독가능한 기록 매체.
  22. 제19항에 있어서,
    상기 무선 네트워크는 802.16 WiMAX((Worldwide Interoperability for Microwave Access)) 무선 네트워크를 포함하는 컴퓨터 판독가능한 기록 매체.
  23. 제19항에 있어서,
    상기 제1 라디오 및 상기 제2 라디오를 이용하여 상기 기지국과 상기 복수의 엔드포인트 사이에서 데이터를 중계하도록 동작가능한 상기 코드는,
    상기 기지국 및 상기 복수의 엔드포인트로부터 상기 데이터를 수신하고,
    상기 기지국 및 상기 복수의 엔드포인트로부터의 상기 데이터를 버퍼링하고,
    상기 기지국 및 상기 복수의 엔드포인트로부터의 상기 데이터를 처리하며,
    상기 기지국과 상기 복수의 엔드포인트 사이에서 상기 처리된 데이터를 중계하도록 동작가능한 코드를 포함하는 컴퓨터 판독가능한 기록 매체.
  24. 제19항에 있어서,
    상기 코드는 상기 제2 채널의 적어도 하나의 파라미터에 대한 요구를 상기 기지국에 송신하도록 또한 동작가능한 컴퓨터 판독가능한 기록 매체.
  25. 제19항에 있어서,
    상기 코드는 상기 제2 채널의 적어도 하나의 파라미터를 결정하도록 또한 동작가능한 컴퓨터 판독가능한 기록 매체.
  26. 제19항에 있어서,
    상기 제2 채널은 상기 제1 채널의 서브 채널을 포함하는 컴퓨터 판독가능한 기록 매체.
  27. 제26항에 있어서,
    상기 제1 채널 및 상기 제2 채널은 영역 교환 정보 요소(IE)에 의해 분리되며, 상기 영역 교환 IE는, 상기 기지국에 의해 상기 제1 채널로 이용되는 제1 영역과 상기 중계국에 의해 상기 제2 채널로 이용되는 제2 영역 사이에 경계를 형성하는 컴퓨터 판독가능한 기록 매체.
  28. 멀티라디오 무선 네트워크를 실현하는 시스템으로서,
    기지국을 중계국에 무선으로 연결하는 수단 - 상기 중계국은 상기 기지국과 통신하기 위해서 관련된 제1 채널을 갖는 제1 라디오를 이용함 -,
    복수의 엔드포인트를 상기 중계국에 무선으로 연결하는 수단 - 상기 중계국은 상기 복수의 엔드포인트와 통신하기 위해서 관련된 제2 채널을 갖는 제2 라디오를 이용함 -, 및
    상기 제1 라디오 및 상기 제2 라디오를 이용하여 상기 기지국과 상기 복수의 엔드포인트 사이에서 데이터를 중계하는 수단
    을 포함하는 시스템.
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