KR20080079021A - 다중 홉 중계방식을 사용하는 광대역 무선통신 시스템에서제어 정보 송수신 장치 및 방법 - Google Patents

다중 홉 중계방식을 사용하는 광대역 무선통신 시스템에서제어 정보 송수신 장치 및 방법

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KR20080079021A KR1020070019029A KR20070019029A KR20080079021A KR 20080079021 A KR20080079021 A KR 20080079021A KR 1020070019029 A KR1020070019029 A KR 1020070019029A KR 20070019029 A KR20070019029 A KR 20070019029A KR 20080079021 A KR20080079021 A KR 20080079021A
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Abstract

본 발명은 다중 홉 중계 방식의 광대역 무선통신 시스템에 관한 것으로, 중계국은, 하위 중계국을 위한 제어 정보를 생성하는 생성부와, 프레임 내에 분포한 적어도 하나의 중계 링크 송신 구간 중, 첫 번째 중계 링크 송신 구간에 상기 제어 정보를 송신하도록 제어하는 제어부와, 상기 제어 정보를 신호로 변환하여 상기 하위 중계국으로 송신하는 통신부를 포함하여, 중계국을 위한 맵(MAP), 프레임 제어 헤더(FCH : Frame Control Header) 등의 제어 정보를 프레임 내의 첫 번째 중계 링크 송신 구간에 고정적으로 전송함으로써, 상기 제어 정보의 위치를 알리기 위한 오버헤드가 감소한다.
다중 홉 중계(Multi Hop Relay), 맵(MAP), 프레임 제어 헤더(FCH : Frame Control Header)

Description

다중 홉 중계방식을 사용하는 광대역 무선통신 시스템에서 제어 정보 송수신 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR TRANSMITING AND RECEIVING CONTROL INFORMATION IN MULTI-HOP RELAY BROADBAND WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}
도 1은 일반적인 다중 홉 중계 방식의 광대역 무선통신 시스템의 개략적인 구성을 도시하는 도면,
도 2는 종래 기술에 따른 광대역 무선통신 시스템의 프레임 구성을 도시하는 도면,
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 다중 홉 중계 방식의 광대역 무선통신 시스템의 프레임 구성을 도시하는 도면,
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 다중 홉 중계 방식의 광대역 무선통신 시스템에서 기지국과 중계국 간의 프레임 사용을 도시하는 도면,
도 5는 본 발명에 따른 다중 홉 중계 방식의 광대역 무선통신 시스템에서 중계국의 제어 정보를 송신을 위한 블록 구성을 도시하는 도면,
도 6은 본 발명에 따른 다중 홉 중계 방식의 광대역 무선통신 시스템에서 중계국의 제어 정보를 수신을 위한 블록 구성을 도시하는 도면,
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 다중 홉 중계 방식의 광대역 무선통신 시스템에서 중계국의 제어 정보 송신 절차를 도시하는 도면, 및
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 다중 홉 중계 방식의 광대역 무선통신 시스템에서 중계국의 제어 정보 수신 절차를 도시하는 도면.
본 발명은 다중 홉 중계 방식의 광대역 무선통신 시스템에 관한 것으로, 상기 다중 홉 중계 방식의 광대역 무선통신 시스템에서 중계국으로 제어 정보를 송신하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
일반적으로, 상기 이동통신 시스템에서는 기지국과 단말 간에 하나의 직접 링크(Direct Link)로 통신이 이루어지므로, 상기 단말와 기지국 간에 신뢰도가 높은 무선 통신링크를 쉽게 구성할 수 있다. 그러나, 기지국의 위치가 고정되어 있으므로 무선망 구성의 유연성(Flexibility)이 낮아 트래픽(Traffic) 분포나 통화 요구량의 변화가 심한 무선환경에서 효율적인 서비스를 제공하기 어렵다.
이와 같은 단점을 극복하기 위해, 상기 제 4세대 이동통신 시스템은 주변의 여러 단말 또는 중계국을 이용하여 다중 홉 형태로서 데이터를 전달하는 다중 홉 중계 기법의 도입을 고려하고 있다. 상기 중계 기법을 도입함으로써, 시스템은 주변 환경변화에 대해 빠르게 네트워크를 재구성할 수 있으며, 전체 무선망을 보다 효율적으로 운용할 수 있게 된다. 또한, 상기 중계 기법에 따라 상기 기지국과 단말 사이에 중계국을 설치하여 상기 중계국을 통한 다중 홉 중계 경로를 구성함으로써, 시스템은 채널 상태가 보다 우수한 무선 채널을 상기 단말에 제공할 수 있다. 더욱이, 상기 다중 홉으로 구성된 중계 경로를 이용하여 음영 지역과 같이 상기 기지국과 통신을 수행할 수 없는 지역의 단말들에 고속의 데이터 채널을 제공받음으로써, 셀 영역이 확장된다.
도 1은 일반적인 다중 홉 중계방식을 사용하는 광대역 무선통신 시스템의 구성을 도시하고 있다. 상기 도 1에 도시된 바와 같이 기지국(100)은 서비스 영역에 포함되는 단말A(110)과 직접 링크로 연결된다. 반면에, 상기 기지국(100)은 상기 서비스 영역 밖에 위치하여 채널 상태가 열악한 단말B(110)과 중계국(130)을 통해 중계 링크로 연결된다.
즉, 상기 기지국(100)은 상기 단말B(110)이 상기 서비스 영역의 외곽 또는 건물 등에 의한 음영지역에 위치하여 채널 상태가 열악한 경우, 상기 중계국(130)을 이용하여 상기 단말B(110)에 더욱 우수한 무선 채널을 제공할 수 있다. 따라서, 상기 기지국(100)은 상기 다중 홉 릴레이 기법을 적용하여 채널 상태가 열악한 셀 경계지역에 고속의 데이터 채널을 제공할 수 있으며, 상기 셀 서비스 영역을 확장시킬 수 있다. 이때, 상기 광대역 무선통신 시스템은 상기 중계국을 이용하여 상기 기지국과 단말 간의 신호를 중계하기 때문에 기지국과 단말 링크뿐만 아니라 기지국과 중계국 링크와 중계국과 단말 링크가 구성된다.
하지만, 종래 기술에 따른 상기 광대역 무선통신 시스템은 도 2에 도시된 바 와 같은 프레임 구성을 이용하여 통신을 수행한다. 여기서, 상기 도 2는 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.16e 시스템의 프레임 구성을 도시하고 있다.
상기 도 2에 도시된 바와 같이 상기 프레임은 하향링크 부프레임(200)과 상향링크 부프레임(210)으로 구성된다. 상기 하향링크 부프레임(200)은 상기 기지국에서 단말의 프레임 동기 획득위한 프리앰블(Preamble), 기지국에서 단말로 신호를 송신하는 하향링크 억세스(DL Access) 링크로 구성된다. 또한, 상기 상향링크 부프레임(210)은 상기 단말에서 상기 기지국으로 신호를 송신하는 상향링크 억세스 링크로 구성된다. 즉, 상기 중계국이 신호를 송신하기 위한 프레임 구간이 존재하지 않는다.
상술한 바와 같이 종래 기술에 따른 상기 광대역 무선통신 시스템의 프레임 구성은 상기 기지국과 단말 링크에 대한 자원만 할당된다. 따라서, 상기 광대역 무선통신 시스템에서 다중 홉 중계방식을 사용하기 위해서, 상기 기지국과 단말 링크뿐만 아니라, 상기 기지국과 중계국 링크와 상기 중계국과 단말 링크에 자원을 할당할 수 있는 프레임 구조가 요구된다.
따라서, 본 발명의 목적은 다중 홉 중계 방식의 광대역 무선통신 시스템에서 중계 서비스를 지원하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 다중 홉 중계 방식의 광대역 무선통신 시스템에서 중 계국으로 제어 정보를 송신하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 견지에 따르면, 다중 홉 중계 방식의 광대역 무선통신 시스템에서 중계국 장치는, 하위 중계국을 위한 제어 정보를 생성하는 생성부와, 프레임 내에 분포한 적어도 하나의 중계 링크 송신 구간 중, 첫 번째 중계 링크 송신 구간에 상기 제어 정보를 송신하도록 제어하는 제어부와, 상기 제어 정보를 신호로 변환하여 상기 하위 중계국으로 송신하는 통신부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 2 견지에 따르면, 다중 홉 중계 방식의 광대역 무선통신 시스템에서 중계국 장치는, 상위 중계국으로부터 수신된 신호를 정보 비트열로 변환하는 통신부와, 프레임 내에 분포한 적어도 하나의 중계 링크 수신 구간 중, 첫 번째 중계 링크 수신 구간에 수신된 신호로부터 제어 정보를 분류하는 제어기와, 상기 제어 정보를 확인하는 확인기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 3 견지에 따르면, 다중 홉 중계 방식의 광대역 무선통신 시스템에서 중계국의 통신 방법은, 하위 중계국을 위한 제어 정보를 생성하는 과정과, 프레임 내에 분포한 적어도 하나의 중계 링크 송신 구간 중, 첫 번째 중계 링크 송신 구간인지 확인하는 과정과, 상기 첫 번째 중계 링크 송신 구간에 상기 제어 정보를 상기 하위 중계국으로 송신하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 4 견지에 따르면, 다중 홉 중계 방 식의 광대역 무선통신 시스템에서 중계국의 통신 방법은, 상위 중계국으로부터 수신된 신호를 정보 비트열로 변환하는 과정과, 프레임 내에 분포한 적어도 하나의 중계 링크 수신 구간 중, 첫 번째 중계 링크 수신 구간인지 확인하는 과정과, 상기 첫 번째 중계 링크 수신구간에 수신된 신호로부터 제어 정보를 획득하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면의 참조와 함께 상세히 설명한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우, 그 상세한 설명은 생략한다.
이하 본 발명은 다중 홉 중계 방식의 광대역 무선통신 시스템에서 중계 서비스를 지원하기 위한 기술에 대해 설명한다. 특히, 본 발명은 상기 다중 홉 중계 방식의 광대역 무선통신 시스템에서 중계국으로 제어 정보를 송신하기 위한 기술에 대해 설명한다. 본 발명은 직교 주파수 분할 다중화(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, 이하 'OFDM'이라 칭함) 방식의 무선통신 시스템을 예로 들어 설명하며, 다른 방식의 무선통신 시스템에서도 동일하게 적용될 수 있다.
본 발명에 따른 다중 홉 중계 방식의 광대역 무선통신 시스템은 도 3에 도시 된 바와 같은 구조의 프레임을 사용한다. 상기 도 3은 시분할 복신(Time Division Duplex) 방식을 가정한 경우의 프레임 구조를 도시하고 있으며, 다른 복신 방식의 경우도 유사한 프레임 구조를 사용할 수 있다.
상기 도 3을 참조하면, 프레임은 크게 하향링크 부프레임과 상향링크 부프레임으로 구성된다. 상기 도 3에 도시된 바와 같은 프레임 구성 정보는 해당 중계국이 상위 중계국 또는 기지국에 초기 접속 시, 상기 중계국 또는 상기 기지국으로부터 수신된다. 여기서, 상기 프레임 구성 정보는 중계구간 구성 정보, 즉, 중계구간의 시작점과 길이, 중계구간의 송신 모드, 수신 모드, 아이들(Idle) 모드 정보와 같은 프레임 운용에 필요한 정보들을 포함한다.
상기 도 3에서, 하향링크 부프레임은 프레임 동기를 위한 프리앰블(Preamble), 단말과의 하향링크 통신을 위한 하향링크 억세스 영역(DL Access Zone), 중계국과의 통신을 위한 다수의 하향링크 중계 영역(DL Relay Zone)들로 구성된다. 여기서, 상기 하향링크 중계 영역은 송신 영역 및 수신 영역으로 분류된다. 여기서, 상기 도 3에는 미도시되었지만 상기 중계 영역 중 아이들 영역이 존재할 수도 있다. 상기 하향링크 중계 영역 중 상기 송신 영역은 중계국이 하위 중계국으로 신호를 송신하는 영역이고, 상기 수신 영역은 중계국이 상위 중계국 또는 기지국으로부터 신호를 수신하는 영역이다. 그리고, 상기 아이들 영역은 송신 또는 수신과 같은 동작을 수행하지 않는 영역이다.
그리고, 상기 상향링크 부프레임은 단말과의 상향링크 통신을 위한 상향링크 억세스 영역(UL Access Zone), 중계국과의 통신을 위한 다수의 상향링크 중계 영 역(UL Relay Zone)들로 구성된다. 상기 상향링크 중계 영역은 상기 하향링크 중계 영역과 마찬가지로 송신 영역 및 수신 영역으로 분류된다. 여기서, 상기 도 3에는 미도시되었지만 상기 중계 영역 중 아이들 영역이 존재할 수도 있다. 상기 상향링크 중계 영역 중 상기 송신 영역은 중계국이 상위 중계국 또는 기지국으로 신호를 송신하는 영역이고, 상기 수신 영역은 중계국이 하위 중계국으로부터 신호를 수신하는 영역이다. 그리고, 상기 아이들 영역은 송신 또는 수신과 같은 동작을 수행하지 않는 영역이다.
여기서, 상기 하향링크 억세스 영역 및 상기 상향링크 억세스 영역은 상기 도 3의 (a)에 도시된 바와 같이 하나의 프레임 내에서 나뉘어 다수의 영역들로 분포할 수 있고, 상기 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이 하나의 프레임 내에서 단일 영역으로 분포할 수도 있다.
상기 도 3의 (a)에 도시된 바와 같은 프레임 구조에 근거하여 중계 통신 방식을 살펴보기로 한다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 다중 홉 중계 방식의 광대역 무선통신 시스템에서 기지국과 중계국 간의 프레임 사용을 도시하고 있다.
먼저, 중계국A(420) 및 중계국B(430)은 기지국(410)이 송신한 프리앰블을 통해 프레임 동기를 획득한다. 이후의 제1구간(401)은 단말 링크 구간으로, 상기 제1구간(401)동안, 상기 기지국(410), 상기 중계국A(420), 상기 중계국C(430)은 자신과 직접 통신하는 단말로 신호를 송신한다.
다음의 제2구간(403)은 상기 기지국(410)에게는 단말 링크 구간, 상기 중계 국A(420)에게는 중계 링크 송신 구간, 상기 중계국B(430)에게는 중계 링크 수신 구간이다. 따라서, 상기 제2구간(430) 동안, 상기 기지국(410)은 단말로 신호를 송신하고, 상기 중계국A(420)는 상기 중계국B(430)로 신호를 송신하고, 상기 중계국B(430)는 상기 중계국A(420)로부터 신호를 수신한다. 이때, 상기 중계국A(420)로부터 상기 중계국B(430)로 송신되는 신호는 상기 중계국B(430)를 위한 제어정보를 포함한다. 여기서, 상기 제어 정보는 중계 맵(Relay MAP)의 코딩 정보를 나타내는 중계 프레임 제어 헤더(R-FCH : Relay-Frame Control Header), 하향링크 자원 정보를 나타내는 하향링크 맵(DL-MAP : Downlink MAP), 상향링크 자원 정보를 나타내는 상향링크 맵(UL-MAP : Uplink MAP)을 포함하는 의미이다.
즉, 상기 중계국A(420)는 프레임 내에서 첫 번째 중계 링크 송신 구간에서 하위 중계국인 상기 중계국B(430)를 위한 제어 정보를 송신한다. 그리고, 상기 중계국B(430)는 프레임 내에서 첫 번째 중계 링크 수신 구간에서 상위 중계국인 상기중계국A(420)로부터 상기 제어 정보를 수신한다. 상기 제어 정보의 송신 시점은 각 중계국 간 미리 약속된 것으로, 상기 중계국B(430)는 별도의 시그널링을 수행하지 않아도, 상기 제어 정보의 수신 시점을 알 수 있다. 이로 인해, 상기 제어 정보의 송수신 시점을 알리기 위한 오버헤드가 불필요하다. 또한, 상기 중계국B(430)는 첫 번째 중계 링크 수신 구간에 수신한 맵 정보를 참조하여 해당 프레임 내의 모든 중계 링크 수신 구간의 자원을 사용할 수 있다. 다시 말해, 첫 번째 중계 링크 송신 구간에서 중계구간을 위한 하향링크 맵을 송신하고, 첫 번째 중계 링크 수신 구간에서 상기 하향링크 맵을 수신함으로써, 상위 중계국은 동일 프레임 내의 중계 영 역 자원할당할 수 있다. 마찬가지로, 하위 중계국은 상기 하향링크 맵을 수신하고, 상기 하향링크 맵이 할당하는 동일 프레임 내의 할당된 중계영역을 디코딩할 수 있게 된다.
다음으로 나타나는 제3구간(405)은 단말 링크 구간으로, 상기 제4구간(401)동안, 상기 기지국(410), 상기 중계국A(420), 상기 중계국C(430)은 자신과 직접 통신하는 단말로 신호를 송신한다.
이어지는 제4구간(407)은 상기 기지국(410) 및 상기 중계국C(430)에게는 중계 링크 송신 구간, 상기 중계국A(420)에게는 중계 링크 수신구간이다. 따라서, 상기 제5구간(407)동안, 상기 기지국(410)은 상기 중계국A(420)으로 신호를 송신하고, 상기 중계국A(420)는 상기 기지국(410)으로부터 신호를 수신하고, 상기 중계국C(430)는 하위 중계국으로 신호를 송신한다. 이때, 상기 제5구간(407)은 상기 중계국A(420)에 있어서 첫 번째 중계 링크 수신 구간이므로, 상기 중계국A(420)은 제어 정보를 수신한다. 또한, 상기 제5구간(407)은 상기 중계국B(430)에게 있어서 첫 번째 중계 링크 송신 구간이므로, 상기 중계국B(430)은 하위 중계국을 위한 제어 정보를 송신한다.
다음의 제5구간(409)는 상기 기지국(410)에게는 단말 링크 구간, 상기 중계국A(420)에게는 중계 링크 송신 구간, 상기 중계국B(430)에게는 중계 링크 수신 구간이다. 따라서, 상기 제5구간(409) 동안, 상기 기지국(410)은 단말로 신호를 송신하고, 상기 중계국A(420)는 상기 중계국B(430)으로 신호를 송신하고, 상기 중계국B(430)은 상기 중계국A(420)로부터 신호를 수신한다.
마지막의 제6구간(411)는 상기 기지국(410)에게는 중계 링크 송신 구간, 상기 중계국A(420)에게는 중계 링크 수신 구간, 상기 중계국B(430)에게는 중계 링크 송신 구간이다. 따라서, 상기 제6구간(411)동안, 상기 기지국(410)은 상기로 중계국A(420)로 신호를 송신하고, 상기 중계국A(420)는 상기 기지국(410)으로부터 신호를 수신하고, 상기 중계국B(430)은 하위 중계국으로 신호를 송신한다.
이하 본 발명은 상술한 프레임 구조를 통해 통신을 수행하고, 제어 정보를 송수신하는 중계국의 구성 및 동작 절차를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 5는 본 발명에 따른 다중 홉 중계 방식의 광대역 무선통신 시스템에서 중계국의 제어 정보를 송신을 위한 블록 구성을 도시하고 있다.
상기 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 중계국은 제어 정보 생성기(502), 데이터 버퍼(504), 송신 제어기(506), 부호화 및 변조기(508), 부반송파 매핑기(510), OFDM 변조기(512), 디지털 아날로그 변환기(Digital to Analog Converter, 이하 'DAC'라 칭함)(514) 및 RF(Radio Frequency) 송신기(516)를 포함하여 구성된다.
상기 제어 정보 생성기(502)는 하위 중계국을 위한 제어 정보를 생성한다. 여기서, 상기 제어 정보는 중계 프레임 제어 헤더, 하향링크 맵, 상향링크 맵을 포함하는 의미이다.
상기 데이터 버퍼(504)는 하위 중계국 및 직접 통신하는 단말로 송신하기 위한 트래픽 데이터를 저장한다. 상기 트래픽 데이터는 상위 중계국 및 기지국으로부 터 수신되어 저장된다.
상기 송신 제어기(506)는 상기 제어 정보 생성기(502)에서 생성된 제어 정보 및 상기 데이터 버퍼(504)에 저장된 데이터의 송신 시점을 제어한다. 특히, 본 발명에 따라, 상기 송신 제어기(506)는 프레임 내에 분포한 다수의 중계 링크 송신 구간 중, 첫 번째 중계 링크 송신 구간에 상기 제어 정보를 하위 중계국으로 송신하도록 제어한다. 그리고, 상기 송신 제어기(506)은 상기 첫 번째 중계 링크 송신 구간에서 상기 제어 정보를 송신하고 남은 나머지 구간 및 상기 첫 번째 이후에 분포된 중계 링크 송신 구간에 상기 데이터를 하위 중계국으로 송신하도록 제어한다. 또한, 상기 송신 제어기(506)는 단말 링크 송신 구간에 상기 데이터를 직접 통신하는 단말로 송신하도록 제어한다. 여기서, 상기 중계 링크 송신 구간 및 단말 링크 송신 구간의 분포는 초기 접속 시 시그널링을 통해 확인된다.
상기 부호화 및 변조기(508)는 상기 송신 제어기(506)로부터 제공되는 비트열을 해당 방식에 따라 채널 코딩(Channel Coding) 및 변조(Modulation)하여 복소 심벌들로 변환한다. 상기 부반송파 매핑기(510)는 상기 복소 심벌들을 사용 가능한 부반송파 영역에 매핑한다. 상기 OFDM 변조기(512)는 IFFT(Inverser Fast Fourier Transform) 연산을 통해 상기 부반송파에 매핑된 복소 심벌들을 OFDM 심벌로 변환한다. 상기 DAC(514)는 상기 OFDM 변조기(512)로부터 제공되는 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환한다. 상기 RF 송신기(516)는 상기 DAC(514)로부터 제공되는 기저대역 신호를 RF 대역 신호로 상승 변환하여 안테나를 통해 하위 중계국 또는 단말로 송신한다.
도 6은 본 발명에 따른 다중 홉 중계 방식의 광대역 무선통신 시스템에서 중계국의 제어 정보를 수신을 위한 블록 구성을 도시하고 있다.
상기 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 중계국은 RF 수신기(602), 아날로그 디지털 변환기(Analog to Digital Converter, 이하 'ADC'라 칭함)(604), OFDM 복조기(606), 부반송파 디매핑기(608), 복조 및 복호기(610), 수신 제어기(612), 데이터 버퍼(614) 및 제어 정보 확인기(616)를 포함하여 구성된다.
상기 RF 수신기(602)는 안테나를 통해 상위 중계국으로부터 수신된 RF 대역 신호를 기저대역 신호로 변환한다. 상기 ADC(604)는 상기 RF 수신기(602)로부터 제공되는 아날로그 신호를 샘플링하여 디지털 신호로 변환한다. 상기 OFDM 복조기(606)은 상기 ADC(604)로부터 제공되는 디지털 신호를 OFDM 심벌 단위로 구분하고, FFT(Fast Fourier Transform) 연산을 통해 복소 심벌들로 변환한다. 상기 부반송파 디매핑기(608)는 상기 OFDM 복조기(606)로부터 제공되는 부반송파에 매핑된 복소 심벌들 중 할당된 부반송파 영역에 매핑된 복소 심벌을 추출한다. 상기 복조 및 복호기(610)는 상기 복소 심벌을 복조(Demodulation) 및 디코딩(Decoding)하여 정보 비트열로 변환한다.
상기 수신 제어기(612)는 수신 신호로부터 제어 정보 및 데이터를 획득 및 분류하는 시점을 제어한다. 특히, 본 발명에 따라 상기 수신 제어기(612)는 프레임 내에 분포한 다수의 중계 링크 수신 구간 중, 첫 번째 중계 링크 수신 구간에 수신된 신호로부터 제어 정보를 획득한다. 예를 들어, 상기 제어 정보는 중계 프레임 제어 헤더, 하향링크 맵, 상향링크 맵을 포함하는 의미이다. 그리고, 상기 수신 제어기(612)는 상기 첫 번째 중계 링크 수신 구간에서 상기 제어 정보가 실리지 않은 나머지 구간 및 상기 첫 번째 이후에 분포된 중계 링크 수신 구간에 수신된 신호로부터 하위 중계국 또는 단말로 송신할 데이터를 획득한다. 여기서, 상기 중계 링크 수신 구간의 분포는 초기 접속 시 시그널링을 통해 확인된다.
상기 데이터 버퍼(614)는 상기 하위 중계국 또는 단말로 송신할 데이터를 저장한다. 상기 제어 정보 확인기(616)는 상기 제어 정보를 확인한다. 예를 들어, 상기 제어 정보 확인기(616)는 상기 중계 프레임 제어 헤더를 통해 중계 맵의 코딩 정보를 확인하고, 상기 코딩 정보에 따라 중계 맵을 디코딩한다. 그리고, 상기 제어 정보 확인기(616)는 상기 중계 맵을 통해 할당된 자원 영역 정보 및 신호의 코딩 정보를 확인하고, 상기 부반송파 디매핑기(608) 및 상기 복조 및 복호기(610)로 상기 할당된 자원 영역 정보 및 신호의 코딩 정보를 제공한다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 다중 홉 중계 방식의 광대역 무선통신 시스템에서 중계국의 제어 정보 송신 절차를 도시하고 있다. 상기 도 7은 하나의 프레임 내에 중계 링크 송신 구간이 2개인 경우를 가정한 중계국의 동작 절차를 도시하고 있다.
상기 도 7을 참조하면, 상기 중계국은 701단계에서 프레임의 시작 구간인지 확인한다. 여기서, 상기 프레임의 시작 구간은 기지국이 송신하는 프리앰블을 통해 확인된다.
이후, 상기 중계국은 703단계로 진행하여 하위 중계국을 위한 제어 정보를 구성한다. 예를 들어, 상기 제어 정보는 중계 프레임 제어 헤더, 하향링크 맵, 상향링크 맵을 포함하는 의미이다.
상기 제어 정보를 구성한 후, 상기 중계국은 705단계로 진행하여 프레임 내에 분포한 하나 이상의 중계 링크 송신 구간 중 첫 번째 중계 링크 송신 구간이 되는지 확인한다. 여기서, 상기 중계 링크 구간의 분포는 초기 접속 시의 시그널링으로 인해 확인된다.
상기 첫 번째 중계 링크 송신 구간이면, 상기 중계국은 707단계로 진행하여 상기 603단계에서 구성한 제어 정보를 하위 중계국으로 송신하고, 상기 제어 정보를 송신하고 남은 나머지 구간에서 트래픽 데이터를 하위 중계국으로 송신한다. 여기서, 상기 트래픽 데이터는 송신 구간이 되기 전에 이미 상위 중계국 또는 기지국으로부터 수신되어 저장되어 있는 상태이다.
이후, 상기 중계국은 709단계로 진행하여 두 번째 중계 링크 송신 구간이 되는지 확인한다.
상기 두 번째 중계 링크 송신 구간이면, 상기 중계국은 711단계로 진행하여 하위 중계국으로 트래픽 데이터를 송신한다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 다중 홉 중계 방식의 광대역 무선통신 시스템에서 중계국의 제어 정보 수신 절차를 도시하고 있다. 상기 도 8은 하나의 프레임 내에 중계 링크 수신 구간이 2개인 경우를 가정한 중계국의 동작 절차를 도시 하고 있다.
상기 도 8을 참조하면, 상기 중계국은 801단계에서 프레임의 시작 구간인지 확인한다. 여기서, 상기 프레임의 시작 구간은 기지국이 송신하는 프리앰블을 통해 확인된다.
이후, 상기 중계국은 803단계로 진행하여 하나 이상의 중계 링크 수신 구간 중 첫 번째 중계 링크 수신 구간이 되는지 확인한다. 여기서, 상기 중계 링크 구간의 분포는 초기 접속 시의 시그널링으로 인해 확인된다.
상기 첫 번째 중계 링크 수신 구간이면, 상기 중계국은 805단계로 진행하여 상기 첫 번째 중계 링크 수신 구간에 수신된 신호로부터 제어 정보를 획득하고, 상기 제어 정보를 획득하고 남은 나머지 구간에서 트래픽 데이터를 획득한다. 여기서, 상기 제어 정보는 중계 프레임 제어 헤더, 하향링크 맵, 상향링크 맵을 포함하는 의미이다. 또한, 상기 트래픽 데이터는 하위 중계국 또는 직접 통신하는 단말로 송신하기 위한 것으로, 송신 완료 전까지 저장된다.
이어, 상기 중계국은 807단계로 진행하여 두 번째 중계 링크 수신 구간이 되는지 확인한다.
상기 두 번째 중계 링크 수신 구간이면, 상기 중계국은 809단계로 진행하여 상기 두 번째 중계 링크 수신 구간에 수신된 신호로부터 트래픽 데이터를 획득한다. 여기서, 상기 트래픽 데이터 및 상기 제어 정보는 수신된 신호를 OFDM 기반 통신 방식으로 신호 처리함으로써 획득된다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
상술한 바와 같이, 다중 홉 중계 방식의 광대역 무선통신 시스템에서 중계국을 위한 맵(MAP), 프레임 제어 헤더(FCH : Frame Control Header) 등의 제어 정보를 프레임 내의 첫 번째 중계 링크 송신 구간에 고정적으로 전송함으로써, 상기 제어 정보의 위치를 알리기 위한 오버헤드가 감소한다. 특히, 상기 맵 정보를 첫 번째 송신 구간에 전송함으로써, 중계국은 하위 중계국에게 동일 프레임의 자원을 모두 할당할 수 있다. 또한, 첫 번째 중계링크 수신 구간에서 제어 정보를 수신함으로써, 상기 하위 중계국은 상기 제어 정보(예 : 하향링크 맵)가 알려주는 동일 프레임 내의 중계 구간 할당 영역을 모두 디코딩할 수 있게 된다.

Claims (30)

  1. 다중 홉 중계 방식의 광대역 무선통신 시스템에서 중계국 장치에 있어서,
    하위 중계국을 위한 제어 정보를 생성하는 생성부와,
    프레임 내에 분포한 적어도 하나의 중계 링크 송신 구간 중, 첫 번째 중계 링크 송신 구간에 상기 제어 정보를 송신하도록 제어하는 제어부와,
    상기 제어 정보를 신호로 변환하여 상기 하위 중계국으로 송신하는 통신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제어 정보는,
    중계국 프레임 제어 헤더(R-FCH : Relay Frame Control Header), 하향링크 맵(DL-MAP : Downlink MAP), 상향링크 맵(UP-MAP : Uplink MAP) 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 중계 링크 송신 구간은, 시간 구간으로 구분되는 것을 특징으로 하는 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 프레임 내에서 상기 중계 링크 송신 구간의 분포는, 상위 노드와의 초기 접속 시 시그널링(Signaling)을 통해 확인되는 것을 특징으로 하는 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    하위 중계국으로 송신할 데이터를 저장하는 버퍼를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 제어기는,
    상기 적어도 하나의 중계 링크 송신 구간에 상기 버퍼에 저장된 데이터를 하위 중계국으로 송신하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 장치.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 제어기는,
    단말 링크 구간에 상기 버퍼에 저장된 데이터를 단말로 송신하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 통신부는,
    정보 비트열을 채널 코딩 및 변조하여 복소 심벌로 변환하는 부호화 및 변조기와,
    IFFT(Inverse Fast Fourier Transform) 연산을 통해 상기 복소 심벌을 OFDM(Orthgonal Frequency Division Multiplexing) 심벌로 변환하는 OFDM 변조기와,
    상기 OFDM 심벌을 RF(Radio Frequency) 대역 신호로 상승 변환하여 송신하는 송신기를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  9. 다중 홉 중계 방식의 광대역 무선통신 시스템에서 중계국 장치에 있어서,
    상위 중계국으로부터 수신된 신호를 정보 비트열로 변환하는 통신부와,
    프레임 내에 분포한 적어도 하나의 중계 링크 수신 구간 중, 첫 번째 중계 링크 수신 구간에 수신된 신호로부터 제어 정보를 분류하는 제어기와,
    상기 제어 정보를 확인하는 확인기를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 제어 정보는,
    중계국 프레임 제어 헤더(R-FCH : Relay Frame Control Header), 하향링크 맵(DL-MAP : Downlink MAP), 상향링크 맵(UP-MAP : Uplink MAP) 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  11. 제 9항에 있어서,
    상기 중계 링크 수신 구간은, 시간 구간으로 구분되는 것을 특징으로 하는 장치.
  12. 제 9항에 있어서,
    상기 프레임 내에서 상기 중계 링크 수신 구간의 분포는, 상위 노드와의 초기 접속 시 시그널링(Signaling)을 통해 확인되는 것을 특징으로 하는 장치.
  13. 제 9항에 있어서,
    상기 제어기는,
    상기 적어도 하나의 중계 링크 수신 구간에 수신된 신호로부터 하위 중계국 또는 단말로 송신할 데이터를 획득하는 것을 특징으로 하는 장치.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 데이터를 저장하는 버퍼를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  15. 제 9항에 있어서,
    상기 통신부는,
    수신된 RF(Radio Frequency) 대역 신호를 하향 변환하여 기저대역 OFDM(Orthgonal Frequency Division Multiplexing) 심벌을 획득하는 수신기와,
    FFT(Fast Fourier Transform) 연산을 통해 상기 OFDM 심벌을 복소 심벌들로 변환하는 OFDM 복조기와,
    상기 복소 심벌들을 복조 및 디코딩하여 정보 비트열로 변환하는 복조 및 복호기를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  16. 다중 홉 중계 방식의 광대역 무선통신 시스템에서 중계국의 통신 방법에 있 어서,
    하위 중계국을 위한 제어 정보를 생성하는 과정과,
    프레임 내에 분포한 적어도 하나의 중계 링크 송신 구간 중, 첫 번째 중계 링크 송신 구간인지 확인하는 과정과,
    상기 첫 번째 중계 링크 송신 구간에 상기 제어 정보를 상기 하위 중계국으로 송신하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 제 16항에 있어서,
    상기 제어 정보는,
    중계국 프레임 제어 헤더(R-FCH : Relay Frame Control Header), 하향링크 맵(DL-MAP : Downlink MAP), 상향링크 맵(UP-MAP : Uplink MAP) 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 제 16항에 있어서,
    상기 중계 링크 송신 구간은, 시간 구간으로 구분되는 것을 특징으로 하는 방법.
  19. 제 16항에 있어서,
    초기 접속 시, 상위 노드와의 시그널링(Signaling)을 통해 상기 프레임 내에서 상기 중계 링크 송신 구간의 분포를 확인하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  20. 제 16항에 있어서,
    하위 중계국으로 송신할 데이터를 저장하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  21. 제 20항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 중계 링크 송신 구간에 상기 저장된 데이터를 하위 중계국으로 송신하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  22. 제 20항에 있어서,
    단말 링크 구간에 상기 저장된 데이터를 단말로 송신하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  23. 제 16항에 있어서,
    상기 제어 정보의 송신은,
    OFDM(Orthgonal Frequency Division Multiplexing) 기반의 통신 방식으로 신호 처리하여 송신하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  24. 다중 홉 중계 방식의 광대역 무선통신 시스템에서 중계국의 통신 방법에 있어서,
    상위 중계국으로부터 수신된 신호를 정보 비트열로 변환하는 과정과,
    프레임 내에 분포한 적어도 하나의 중계 링크 수신 구간 중, 첫 번째 중계 링크 수신 구간인지 확인하는 과정과,
    상기 첫 번째 중계 링크 수신구간에 수신된 신호로부터 제어 정보를 획득하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  25. 제 24항에 있어서,
    상기 제어 정보는,
    중계국 프레임 제어 헤더(R-FCH : Relay Frame Control Header), 하향링크 맵(DL-MAP : Downlink MAP), 상향링크 맵(UP-MAP : Uplink MAP) 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  26. 제 24항에 있어서,
    상기 중계 링크 수신 구간은, 시간 구간으로 구분되는 것을 특징으로 하는 방법.
  27. 제 24항에 있어서,
    제 16항에 있어서,
    초기 접속 시, 상위 노드와의 시그널링(Signaling)을 통해 상기 프레임 내에서 상기 중계 링크 송신 구간의 분포를 확인하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  28. 제 24항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 중계 링크 수신 구간에 수신된 신호로부터 하위 중계국 또는 단말로 송신할 데이터를 획득하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  29. 제 28항에 있어서,
    상기 데이터를 저장하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  30. 제 24항에 있어서,
    상기 수신된 신호를 비트열로 변환하는 과정은,
    OFDM(Orthgonal Frequency Division Multiplexing) 기반의 통신 방식으로 상기 수신된 신호 처리하여 비트열로 변환하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
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