KR20100132994A

KR20100132994A - 액세스 단말들을 통한 라우팅을 위한 방법

Info

Publication number: KR20100132994A
Application number: KR1020107024348A
Authority: KR
Inventors: 수다르샨 에이. 라오; 수브라마니안 바수데반
Original assignee: 알카텔-루센트 유에스에이 인코포레이티드
Priority date: 2008-04-02
Filing date: 2009-03-18
Publication date: 2010-12-20
Also published as: JP5147988B2; US8520559B2; CN101983535B; EP2263413B1; JP2011518493A; EP2263413A1; US20090252088A1; KR101302631B1; CN101983535A; WO2009123677A1

Abstract

기존의 무선-액세스 리소스들(시간, 대역폭, 코드-스페이스, 전력), 프로토콜들 및 기지국 인프라스트럭처를 이용하여 기지국들 사이의 무선, 메시 백홀을 인에이블하기 위해 이용될 수 있는 액세스-단말 라우팅 방법이 제공된다. 따라서, 본 발명은 유선 또는 특수화된 무선 백홀 없이 독립형 기지국들을 추가함으로써 기존 네트워크들의 커버리지를 확장하는 수단을 제공한다.

Description

액세스 단말들을 통한 라우팅을 위한 방법{METHOD FOR ROUTING VIA ACCESS TERMINALS}

본 발명은 35 U.S.C. Sec 119(e)에 따라, 2008년 4월 2일 출원되고 발명의 명칭이 METHOD FOR ROUTING VIA ACCESS TERMINALS인 미국 예비 출원 제 61/072,704호에 대한 우선권을 주장하며, 그 요지는 본 명세서에 참조로서 완전히 통합되었다.

본 발명은 통신 시스템들에 관한 것이고, 특히 무선 통신 시스템들에서 트래픽을 라우팅하기 위한 시스템들 및 방법들에 관한 것이다.

종래의 무선 액세스 네트워크는 유선 링크들(구리, 동축 케이블, 섬유)을 이용하여 중앙집중식 제어기(무선 네트워크 제어기/기지국 제어기)에 접속된 다수의 기지국들(액세스 포인트들)로 구성된다. 무선 네트워크 제어기들은 회로-스위치들 또는 패킷-데이터 라우터들로 다시 접속된 다음 유선 원격통신 인프라스트럭처(wired telecommunications infrastructure)(코어 네트워크)에 접속된다. 이러한 종래의 계층적 네트워크는 도 1에 도시된다.

현재 네트워크들에서의 통상적인 기지국 배치들에서, 유선 접속은 일반적으로 각 기지국으로부터 제어기로 그 다음, 코어 네트워크로 향하도록 요구된다. 대부분의 경우, 이들 유선 링크들은 T1, E1, 이더넷 또는 섬유 링크들이다. 일부 드문 경우, 개별적인 스펙트럼을 이용하는 특수화된 전용 조준선(line-of-sight) 마이크로파 링크들이 이용된다. 이러한 전용 백홀 접속들(backhaul connections)의 구현은 일반적으로 비싸다. 또한, 기존 네트워크에서 기지국들의 쌍들이 있을 수 있고, 이 때문에 전용 백홀 접속이 신뢰가능하거나 경제적으로 구현될 수 없다. 따라서, 백홀 비용들을 감소시키기 위한 대안적인 방식들을 고려할 가치가 있다. 하나의 이러한 대안은 기지국들 자신들 사이에 무선 백홀 링크들을 제공하고 그에 의해 백홀 통신 경로를 제공하는 것이다. 더욱이 이러한 백홀에 특수화된 장비 및 개별적인 스펙트럼을 전용시키지 않는 것이 바람직하다.

기지국들의 결함 분리 및 고장 수리의 경우, 현재 셀룰러 네트워크들의 기술들은 많은 다양한 소스들로부터 정보를 상관시키기 위한 네트워크 오퍼레이터들의 능력에 의존한다. 백-홀 접속은 제 3 자 서비스 제공자들로부터 매우 빈번하게 임차된다. 기지국으로부터 불충분한 서비스가 여러 차례 검출될 때, 그 근본-원인(root-cause)은 더 길지 않다면, 여러 시간 동안 기지국 RF 체인 또는 유선 네트워크에 명확하게 분리될 수 없다. 백홀이 기능 불량이 될 수 있을 때 오늘날, 영향을 받은 기지국들에 원격으로 로그인할 이용가능한 다른 메커니즘(mechanism)이 없다. 기능 불량의 기지국을 확인하거나 제거하기 위해 기술자에 의한 사이트 방문이 요구된다. 이러한 매우 고가의 사이트 방문은 또 다른 메커니즘이 기지국들을 원격으로 진단할 수 있게 되었다면 회피될 수 있었다.

또한, 인프라스트럭처 노드들의 실제 수들(기지국들 또는 액세스 포인트들)은 몇 개의 크기 순서들로 증가될 가능성이 있다. 통상적으로, 오늘날, 대형 서비스 제공자 네트워크들의 각각은 기지국들이 위치된 50,000개 이상의 셀들 사이트들로 구성된다. 이러한 수들이 100 내지 약 5만 배만큼 성장하는 것을 예상하는 것은 비현실적이지가 않다. 이러한 다수의 기지국들은 정말로 어디에서나 데이터 커버리지(data coverage)를 보장하는 것이 요구될 것이다. 또한 이들 액세스 포인트들의 대다수는 코어 네트워크에 유선 백홀로 쉽게 지원될 수 없을 가능성이 있다.

배경 기술 부분에 기술된 문제들을 처리하기 위하여, 본 발명자들은 무선 기술을 이용하여 기지국들(액세스 포인트들) 사이에 액세스 단말(AT)을 통해 패킷들을 라우팅하기 위한 방법론을 본 명세서에 개시한다.

일 예시적인 실시예에서, 액세스-단말 라우팅 능력(access-terminal routing capability)은 기존 무선-액세스 리소스들(시간, 대역폭, 코드-스페이스, 전력), 프로토콜들, 및 기지국 인프라스트럭처를 이용하여 기지국들 사이에 무선 메시형 백홀을 제공하기 위해 이용될 수 있다. 따라서, 유선 또는 특수화된 무선 백홀을 구비하지 않고 독립된 기지국들을 추가함으로써 기존 네트워크들의 커버리지를 확장하는 수단이 제공된다.

본질적으로, 본 발명의 방법론으로, AT은 그렇게 하도록 요청되면 “프록시 라우터(proxy router)"의 역할을 할 수 있다. 기지국들 사이에 패킷들을 라우팅하기 위해 AT을 이용하는 능력은 기지국들을 구성 및 제어하기 위해 추가된 유연성을 제공하고, 또한 기존 백홀이 혼잡하거나 고장나는 경우 리던던시(redundancy)를 제공한다.

본 발명에 따라, 액세스 단말 라우팅 능력은 액세스 단말 비용 및 복잡도를 낮게 유지하면서, 주파수 분할 듀플렉스(frequency division duplex; FDD) 무선 시스템들에서 네트워크 통합 및 더욱 효율적인 리소스 할당을 제공한다. 본 발명의 방식의 특정 이점들은 또한 시간 분할 듀플렉스(time division duplex; TDD) 시스템들로 실현될 수 있다.

또 다른 실시예에서, 모든 무선 네트워크(유선 또는 특수화된 무선 백홀을 구비하지 않음)는 공중-인터페이스 리소스들이 단일 세트의 액세스 프로토콜들을 이용하여 액세스와 백홀 기능들(주문시 및 필요에 따라) 사이에서 동적 방식으로 공유되는 경우에 실현될 수 있다. 여러 액세스 단말들은 높은 데이터-레이트 백홀을 달성하기 위해 동시에 이용될 수 있다.

또 다른 실시예에서, 액세스 단말 소유주들(무선 네트워크 오퍼레이터들의 고객들)이 그들 디바이스들을 통해 기지국들을 링크함으로써 접속성 서비스들을 네트워크 오퍼레이터들에게 제공하기 위해 그들 디바이스들의 이용을 협상하는 서비스 모델이 기술된다.

또 다른 실시예에서, AT 라우팅 능력을 가능하게 하는 현재 EVDO 공중-인터페이스 표준들에 대한 새로운 확장들이 제공된다. AT이 업링크 및 다운링크 상으로 상이한 기지국들과 동시에 통신할 수 있게 하고, 그에 의해 AT을 통해 기지국들 사이의 무선 중계 및 메시 네트워킹을 허용하기 위해, 현재 EVDO 표준들은 부가의 공중-인터페이스 리소스(전력 제어, 시간 및 주파수) 관리 및 조정으로 개선된다.

또 다른 실시예에서, 본 발명에 의해 제공된 AT 라우팅 및 중계 능력은 LTE, UMB 및 WiMAX와 같은 제 4 세대 셀룰러 표준들을 위한 것으로 고려되는 새로운 OFDM 기반 공중-인터페이스 기술들로 확장될 수 있다.

IP 어드레스가능한 기지국들 및 IP 어드레스가능한 액세스 단말들을 허용하는 네트워크들의 진화는 이들 네트워크 요소들 사이에서 끊어짐 없는 IP 라우팅을 확장하기 위해 자연스러운 기반을 제공한다.

도 1은 계층적 무선 네트워크의 개략도.
도 2는 패킷 데이터 무선 액세스 네트워크의 개략도.
도 3은 제 1 기지국에 대한 중계기로서 동작하는 제 2 기지국을 도시한 도면.
도 4는 2단 메시 네트워크의 개략도.
도 5는 평평한 1단 메시 네트워크의 개략도.
도 6은 802.11s 표준으로 메시 네트워크를 형성하는 다양한 네트워크 요소들을 도시한 도면.
도 7은 일 예시적인 IEEE 802.16 기반 메시 네트워크의 개략도.
도 8은 802.16j (모바일 다중-홉 무선) 표준 하에 제공된 네트워크의 개략도.
도 9는 802.15.x (개인 영역 무선 네트워크들) 표준 하에 제공된 네트워크의 개략도.
도 10은 본 발명의 방법에 따른 액세스 단말의 동작을 개략적으로 도시한 도면.
도 11은 본 발명에 따른 중계 동작에서 통상적인 프로토콜 스택을 따라 가로지르는 경로를 도시한 도면.
도 12는 AT 라우터들과 본 발명의 방법으로 통신하는 기지국들 사이의 고레벨 정보 교환 및 기초를 이루는 공중-인터페이스 링크들을 개략적이고 기능적으로 도시한 도면.
도 13은 본 발명에 대한 기본 네트워크 요소들의 개략도.
도 14는 본 발명에 의해 구현된 일 예시적인 라우팅 네트워크의 개략도.
도 15는 본 발명에 의해 구현된 예시적인 메시 네트워크 능력의 개략도.
도 16은 본 발명에 의해 구현된 또 다른 예시적인 라우팅 네트워크의 개략도.
도 17은 기본 유형 A 및 유형 B 네트워크 디바이스들의 기능들을 조합하는 디바이스 유형 C라고도 칭해지는 네트워크 디바이스의 개략도.
도 18은 본 발명에 의해 구현된 또 다른 예시적인 라우팅 네트워크의 개략도.
도 19는 본 발명의 방법론을 통해 구현된 건물내 커버리지 확장을 개략적으로 도시한 도면.
도 20은 본 발명의 방법을 통해 구현되는 단일-홉을 이용하여 예시적인 경우의 범위 및 커버리지 확장을 개략적으로 도시한 도면.
도 21은 본 발명의 방법론을 통해 유형 C 디바이스를 중간 중계기로서 이용하는 범위 확장의 또 다른 구현을 개략적으로 도시한 도면.
도 22는 본 발명의 방법론을 통해 범위 확장의 일 대안적인 또 다른 구현을 개략적으로 도시한 도면.
도 23은 본 발명의 방법론을 통해 제공되는 일시적인 통신 커버리지의 일 예시적인 경우를 개략적으로 도시한 도면.
도 24는 본 발명의 방법론을 이용하여 RF 최적화 및 자동-구성을 위해 매크로 셀과 피코 또는 펨토 셀 사이의 조정이 적용가능한 경우의 개략도.
도 25는 고정된 인프라스트럭처 경우에 본 발명의 방법론을 이용하는 결함/성능 관리 기능들을 도시한 도면.
도 26은 모바일의 경우에 본 발명의 방법을 이용하는 결함/성능 관리를 도시한 도면.

무선 액세스 네트워크들은 패킷-스위칭(회로 스위칭과 대조) 및 인터넷 프로토콜의 단-대-단 이용쪽으로 진화하고 있다. 이러한 진화된 패킷 데이터 무선 액세스 네트워크는 도 2에 도시된다. 진화된 액세스 네트워크는 에지 라우터들(게이트웨이들로 알려짐)을 통해 코어 패킷 데이터 네트워크에 접속하는 IP-어드레스가능한 기지국들로 구성된다. 진화된 기지국들과 게이트웨이들 사이의 인터페이스들은 IP 인터페이스들이다. 액세스 네트워크 내의 다른 시그널링 및 제어 엔티티들(기지국들 또는 독립된 네트워크 요소들로 통합될 수 있음)은 또한 IP 프로토콜들을 이용한다.

액세스 네트워크의 동작을 지원하는 코어 네트워크의 엔티티들(Entities)은 IP-기반 네트워크를 통해 멀티미디어 서비스들을 전달하기 위하여 AAA 서버들 및 IMS(IP 멀티미디어 서브-시스템) 노드들을 포함한다. 도 2의 상부 브랜치(top branch)는 현재 배치되는 EVDO 네트워크들의 요소들을 도시한다.

동시에 액세스 단말들과 기지국들 사이의 공중-인터페이스 프로토콜은 또한, 패킷화 및 인터넷 프로토콜의 이용을 증가시키는 쪽으로 진화되었다. 진화된 액세스 단말들은 IP 어드레스가능하고 진화된 공중-인터페이스 프로토콜들은 이들 액세스 단말들과 기지국들 사이의 인터넷 프로토콜들을 지원한다.

액세스 네트워크들이 계속 진화하는 또 다른 방향은 메시/중계 능력을 지원하는 쪽이다. 메시 네트워크는 네트워크 노드들이 다중 경로들을 따라 접속되는(또는 접속될 수 있는) 것이다. 중계기는 하나의 엔티티로부터 다른 엔티티로(즉, 기지국에서 액세스 단말로, 또한 그 반대로도 가능함) 공중을 통해 데이터를 전송하는 특수화된 네트워크 장비이다. 도 3은 BS1의 중계기로서 동작하는 BS2를 도시한 일례를 도시한다. BS간 통신은 유선 백홀 또는 조준선(LOS) 마이크로파 무선 링크를 통할 수 있다.

메시 네트워크들은 2단 메시 네트워크 및 평평한 1단 메시 네트워크의 2개의 주요 카테고리들의 지배를 받는다. 도 4에 도시된 2단 메시 네트워크에서, 제 1 계층은 메시 기지국들의 상호접속된 세트를 형성한다. 정규 모드로 계속 기능하는 액세스 단말들에 대한 변화는 없다. 액세스 단말들은 메시 능력들을 가지지 않는다. 도 5에 도시된 평평한 1단 메시 네트워크들에서, 모든 단말들은 메시 노드가 될 수 있다. 기지국과 액세스 단말 사이의 구별은 없다. 각 노드는 기지국과 액세스 단말 양쪽 모두로서 기능한다.

오늘날, 무선 메시 및 중계 네트워크들은 IEEE 802 표준들에 명시된 대로 존재한다. 이들 표준들은 기존의 무선 LAN들(802.11), 무선 PAN들(802.15)로의 확장들로서 유래되었고, 하나의 경우, 무선 WAN(802.16)으로의 확장으로서 유래되었다. 이들 802 표준들을 오버레이로서, UMB, EVDO, LTE 등과 같은 기존, 또는 최근에 생겨난 셀룰러 네트워크 표준들로 통합하는 것은 매우 어려운 동작 및 네트워크 관리 작업을 유발한다. 이러한 통합은 복잡한 다중-표준 핸드세트들, 어려운 핸드-오프 프로토콜들, 및 상이한 표준들을 따르는 다양한 네트워크 요소들 사이의 매우 복잡한 상호연동(interworking)을 요구한다.

IEEE 802 표준들에서 확립된 메시/중계 원리들의 관련 부분들은 콘텍스트 및 비교를 위해 이후 간단히 기술된다.

802 메시/중계 네트워크들에서 다양한 네트워크 요소들 사이의 데이터 및 시그널링 전송을 위한 리소스 할당에 대한 2개의 주요 메커니즘들은: 반송파 감지 다중 접속/충돌 예방(Carrier sense multiple access with collision avoidance; CSMA/CA) 및 시간 분할 멀티플렉싱(TDM)/시간 분할 듀플렉스(TDD)이다.

CSMA/CA은 단순히 송신 전 청취(listen-before-you-transmit) 메커니즘이다. 각 메시 포인트 또는 액세스 단말은 송신 전에 채널이 다른 메시 포인트들에 의해 이용되지 않는 것을 확실하게 하기 위해 대기한다. CSMA/CA 프로토콜은 2개의 메시 포인트들이 동시에 송신하는 경우가 발생하는 경우, 임의의 충돌들을 다루는 방법을 명시한다. CSMA/CA은 중심집중식 노드로부터 제어되지 않는 리소스 할당의 이점을 가지므로 쉬운 배치를 유발한다. 불리한 점은 RF 리소스들이 비효율적으로 이용된다는 점이다.

TDD 시스템에서, 모든 데이터 및 제어는 단일 주파수 상으로 전송된다. 그러나, 시간은 다양한 메시/중계 포인트들 사이의 송신 및 수신 프레임들의 가변량들을 스케줄링 및 멀티플렉싱(TDM)하기 위해 많은 작은 시간-슬롯들로 분할된다. 통상적으로, 기지국들에서 또는 특수한 게이트웨이들에서 중앙집중식 스케줄러 기반 리소스 할당은 어떤 네트워크 요소가 다양한 메시 포인트들 사이의 제어 정보 교환에 기초하여 어떤 시간 슬롯들에서 송신 및 수신하는지를 조정한다. 중앙집중식 리소스 관리는 구현하기가 더 간단하지만 느리고 비효율적이다. 많은 광범위한 방식들이 훨씬 더 복잡할지라도, 마찬가지로 고려중에 있다.

802.11s 표준들은 802.11 WLAN MAC 표준들에 대한 확장으로서 메시 네트워킹 및 프로토콜들을 통합한다. 도 6은 메시 네트워크를 형성하는 다양한 네트워크 요소들을 도시한다. 이들 요소들의 속성들은 하기와 같이 개요된다.

● 메시 포인트(MP): 다른 MP들과 피어-대-피어 링크들을 확립한다.

● 메시 액세스 포인트들(MAP = MP + AP): 액세스 포인트(AP)와 함께 위치된 MP 기능.

● 메시 포털 포인트들(MAP = MP + 포털): 포털, 또는 네트워크 요소와 함께 위치된 MP의 게이트웨이 기능성으로서, 데이터는 메시에 들어가고 나온다.

● STA (스테이션들): 메시의 외부에 있는 종단 이용자 액세스 단말들.

● STA와 MAP(MP+AP) 사이의 PHY 및 MAC 계층 통신은 변하지 않은 상태이다(802.11a/b/g). 액세스 메커니즘은 CSMA/CA 상태이다. 프로토콜은 "전송 전 청취(listen before you send)" 메커니즘에 의존한다 - 충돌 방지 방식.

● MP들 사이의 통신은 여전히 802.11a/b/g의 동일한 CSMA/CA 패러다임을 유지한다. 부가의 레이어 2(LAYER 2) 라우트 디스커버리 및 포워딩 명세들은 MESH 동작을 위한 MAC 계층 강화들에 명시된다.

● 라우팅은 무선 매트릭 애드-혹 거리 벡터(ad-hoc distance vector; AODV) + 트리 기반 라우팅의 하이브리드인 하이브리드 무선 메시 프로토콜(Hybrid Wireless Mesh Protocol; HWMP)에 기초한다.

● 무선 인식 주문형 링크 상태 라우팅(on-demand link state routing; OLSR)은 선택적이다.

802.11s에 대한 처리량은 충돌 기반 액세스 및 데이터 전송 메커니즘으로 인해 매우 낮을 수 있다.

도 7은 IEEE 802.16 기반 메시 네트워크의 일례를 도시한다. 802.16 메시 네트워크는 기지국(BS)과 가입자 스테이션들(SS들)로 구성된다. BS은 외부 네트워크에 대한 게이트웨이의 역할을 한다. 각 SS은 BS과 통신할 수 있고, 다른 SS과도 또한 통신할 수 있다.

메시 노드들(BS-대-SS 및 SS-SS) 사이의 조정 기능은 스케줄링 기초되어 도시된다. 제어 및 데이터는 동일한 채널 상으로 전송되지만, 상이한 시간 서브-프레임들을 이용한다. 제어 및 데이터의 충돌 없는 송신을 제공하기 위해 두 중앙집중식 및 분산식 스케줄링 메커니즘들이 표준들에 명시된다. 중앙집중식 스케줄링에서, 메시 BS은 모든 업링크(트래픽이 SS들로부터 메시 BS으로 감) 및 다운링크(메시 BS으로부터 SS들로의 트래픽)를 핸들링(handling)한다. 분산식 스케줄링에서, 모든 SS들은 피어들이며, SS들 사이에서 송신할 시간 슬롯들을 예약하기 위해 핸드세이킹 프로토콜(handshaking protocol)을 확립한다. 슬롯들은 메시 노드들 사이에 제어 메시지들을 교환함으로써 예약된다. TDD는 업링크와 다운링크 사이의 채널을 공유하기 위해 이용된다. 각 활성 메시 노드(BS 및 SS)는 네트워크 구성 애드버타이즈먼트들(advertisements)을 브로드캐스트한다. 메시에 참여하기를 원하는 임의의 새로운 SS은 애드버타이즈된 메시 네트워크 구성 메시지들을 스캐닝한다. 부착할 적당한 메시 노드(소위 스폰서)를 선택하면, 후원하는 SS을 통해 네트워크로 등록하고 메시의 일부가 된다.

802.16j MMR(모바일 다중-홉 무선 표준)은 802.16 표준들에 대한 중계 기능 확장으로서 주로 초점이 맞춰지며, 도 8에 도시된다. 그 구성의 요소들의 속성들은 하기에 개요된다.

● BS: 기지국, MMR 강화를 요구하는 것이 필요하다.

● RS: 중계국, BS 대 MS으로서 및 MS 대 BS으로서 동작한다.

● RS의 유형들: 고정(인프라스트럭처), 이동(특별한 이벤트들, 실내), 모바일(기차들).

● MS/SS: 이동국/가입자 스테이션

● 종래의 802.16 SS/MS 전용

● 모바일들은 중계 네트워크의 외부에 있다.

직접 BS 대 MS 통신은 변화없이 802.16 TDD 공중 인터페이스 표준들을 이용한다. BS 대 RS 통신은 또한, 다운링크(DL) 및 업링크(UL)의 TDM 스케줄링을 갖는 TDD에 기초한다. 시간 슬롯들은 또한 제어 트래픽 및 메시 트래픽으로 나누어진다. 스케줄링 및 라우팅 메시지들은 메시 트래픽 시간-슬롯들 상으로 베어러 데이터(bearer data)를 송신하기 전에 제어 세그먼트 시간-슬롯들을 통해 교환된다.

RS 대 RS 통신 프로토콜들은 또한, BS 대 RS 프로토콜들과 동일한 메커니즘을 이용한다. 중앙집중식 BS 스케줄링 및 라우팅은 더욱 용이한 구현을 위한 디폴트 옵션으로서 고려된다.

802.15.x WPAN 들(개인 영역 무선 네트워크들)에 대해, 메시/중계 네트워크들의 3개의 상이한 변형들은 이용중 및/또는 개발중에 있다. 3개 모두는 도 9에 도시된 기본 디바이스-대-디바이스 통신을 가진다. 관련 속성들을 갖는, 이들 변형들은 하기에 개요된다.

● 802.15.1 블루투스 - TDM, 마스터/슬레이브, 경합 기반이 아님.

● 높은 레이트/높은 대역폭 애플리케이션들을 위한 802.15.3 - 초 광대역(Ultra wide band; UWB) 기반

● 낮은 레이트 센서 네트워크들(Zigbee와 같은)을 위한 802.15.4

802.15 PAN들에서, 클라이언트들은 애드 혹 메시 네트워크의 노드들 및 소비자들 양쪽 모두이다. "라우터들(routers)"은 고정되거나 이동될 수 있다. 인프라스트럭처 BS 또는 AP는 진화되지 않는다.

무선 팬 피코넷(PAN PICONET)은 여러 구성요소들로 구성된다. 기본 구성요소는 DEV (디바이스)이다. 하나의 DEV는 피코넷의 피코넷 조정기(PNC)의 역할을 한다고 가정하도록 요구된다. PNC는 비콘을 갖는 피코넷에 기본 타이밍을 제공한다. 또한, PNC는 서비스 품질(QoS) 요건들, 전력 절감 모드들 및 피코넷에 대한 액세스 제어를 관리한다. 피코넷의 디바이스들은 피어-대-피어에 기초하여 통신할 수 있다.

무선 셀룰러 네트워크와 메시/중계 네트워크들의 개념을 통합하는 것이 바람직하지만, 간단하고 비싸지 않은 백홀 없는 무선 메시 및 중계 능력의 셀룰러 네트워크 동작으로의 추가는 새롭고 더욱 복잡한 네트워크 요소들의 추가 뿐만 아니라, 기존의 무선 프로토콜들에 대한 상당한 변화들 없이는 가능하지 않다. 본 발명자들은 비용 효과적인 방식으로 그 목적을 달성하기 위한 방식을 알았고, 이후 그 발명을 개시한다.

본 발명에 따른 통합된 메시/중계/무선-액세스 네트워크는 무선 모바일 액세스를 지원하면서, 무선 네트워크의 기지국들과 액세스 단말들 사이에서 모든 메시 및 중계 기능들을 제공하기 위해 단일 공유된 공중-인터페이스를 통해 단일 공중-인터페이스 액세스 프로토콜의 이용을 허용한다.

본 발명의 방법론으로, 액세스 단말은 이중 기능을 취한다. 액세스 단말이 그와 기지국 사이에 공중을 통해 통신되는 정보를 소싱(sourcing)할 때(또는 그 최종 목적지일 때), 링크는 액세스를 위해 이용되고 있다. 액세스 단말이 기지국에 공중을 통해 전달하는(또 다른 기지국으로부터의) 정보의 수신자일 때, 그것은 매우 동일한 공중-인터페이스 리소스들 및 액세스 프로토콜들을 이용하여 메시/백홀/중계 기능을 실행하고 있다.

이러한 기능을 실행하기 위하여, 액세스 단말은 본 발명에 따라 다음의 능력들로 증가된다:

● 그에 의한 부근(무선 범위)의 기지국들에 공중으로 라우팅 능력들의 애드버타이즈먼트;

● 라우팅 서비스의 지속기간 및 서비스 품질(제공된 대역폭, 레이턴시(latency))에 관한 그와 기지국 사이의 협상;

● 하나의 다운링크 상으로 수신된 IP 계층 데이터 스트림들의 또 다른 업링크로의 전송; 및

● 무선 접속성(radio connectivity), 즉 다운링크 및 업링크 양쪽 모두 상으로 다중 기지국들로 패킷들을 신뢰가능하게 전송 및 수신하는 능력을 유지.

주위의 기지국들 사이의 데이터/시그널링/제어 정보를 전송하는 것과 같은 중계 모드에서 액세스 단말의 동작은 도 10에 개략적으로 도시된다. 1, 1'로 표시된 데이터 스트림은 BS1로부터 BS2로 AT 라우터를 통해 전달된다. 유사하게, 2, 2'로 표시된 데이터 스트림은 BS2로부터 BS1로 AT 라우터를 통해 전달된다. 3으로 표시된 양방향 데이터 스트림은 스트림들 1, 1', 2, 2'를 포함하고, AT 라우터에 의해 인에이블되고 있는 단-대-단 통신 경로를 보여준다. 유사하게, 도 11은 소스 BS으로부터 시작하여 라우팅 AT을 통해 목적지 BS으로의 정보에 의한 프로토콜 스택을 따라 가로지르는 경로를 도시한다. 예시된 경우는 울트라 모바일 광대역(UMB) 공중 인터페이스(3GPP2 표준 개발 기구에 의해 표준화됨)의 콘텍스트(context)에서 이루어졌지만, 본 발명은 이러한 예시된 경우에 어떠한 방식으로도 제한되지 않으며, CDMA 기술들에 기초한 EVDO 표준들과, LTE 및 WiMAX와 같은 다른 OFDMA 표준들로 쉽게 확장될 수 있음을 이해해야 한다.

공중-인터페이스 리소스 셋업 및 할당 절차들은 AT 라우터에 의해 리포트되고 중계된 정보를 이용하여, 기지국들에 의해 서로 협력적으로 행해질 수 있다. 또 다른 옵션은 리소스 소비 결정들이 AT 라우터에 대한 기지국들에 의해 전달된 리소스 제약들 및 라우터 자신의 제약들에 기초하여, AT 라우터 자체에 의해 이루어지는 결정 처리이다.

균형감을 위해, AT 라우터들과 BS들 사이의 기초를 이루는 공중-인터페이스 링크들의 셋업이 간단히 본 명세서에 기술된다. 통신 유닛들, 및 이들 사이의 상호작용들은 도 12에 도시된 상자 호 흐름의 상위 부분에 개략적이고 기능적으로 도시된다(통신 유닛들 및 "정규 동작" 시그널링). 다시, 이 기술은 UMB 공중 인터페이스의 콘텍스트이고, 본 발명의 범위를 제한하지 않고 단지 예시적인 것으로 이해해야 한다. AT-BS 링크들의 셋업에서 주요 단계들은 하기와 같다:

● AT 라우터는 기지국들 각각으로부터 그 자신으로 다운링크 채널을 추적하기 위해 부근의 기지국들로부터 다운링크 파일롯 채널들을 모니터링(monitoring)하고 채널 품질 측정들을 리포트한다;

● 기지국들은 AT 라우터로 하여금 이들 기지국들 각각에 대한 채널 품질을 추적할 수 있게 하는 AT 라우터로부터의 수신된(파일롯) 신호 세기의 측정을 공중을 통해 리포트한다;

● AT 라우터는 각 업링크-다운링크 채널-쌍에 대한 지원가능한 데이터 레이트들을 추정한다;

AT 라우팅 동작에 특정한 부가의 시그널링 기능들은 도 12의 하위 부분에 예시된다("백홀 라우팅" 시그널링). 이 경우, AT 라우터에 의해 유선 링크 없이 기지국이 코어 네트워크로 라우팅하며, 다음의 주요 단계들이 하기와 같이 실행된다:

● BS는 라우터들로서 동작할 수 있어서, 의도된 목적지(또는 유선 네트워크에 대한 접속성의 제 1 포인트)쪽으로 패킷들을 대신 전달할 수 있는 AT 라우터들을 발견하기 위하여 라우터 요청들(router solicitations)을 브로드캐스트한다 - 이 단계는 BS으로의 호의 개시에 선행할 수 있다.

● 이 BS 부근의 AT 라우터들은 패킷들을 라우팅하는 그들의 능력, 그들이 패킷들을 라우팅할 수 있는 BS들, 및 이들 BS들에 및 이들로부터 지원가능한 데이터 레이트들을 애드버타이즈한다. AT 라우터는 또한, 요청 요구 없이 자동으로 애드버타이즈할 수 있다.

● BS 및 AT 라우터는 제공된 라우팅 서비스에 대한 서비스 품질(대역폭, 레이턴시) 및 지속기간(임차 시간)을 협상한다. 기지국들과의 협상이 완료되면, AT은 기지국들로부터 적당한 리소스 할당들(이용될 부반송파들, 송신 시간들 등)을 데이터가 라우팅되는 곳에 및 그로부터 요청 및 수신한다.

● MAC 및 RLC(무선 링크 제어) 계층들은 H-ARQ RLC 재-송신 프로토콜들을 통해 패킷들의 신뢰할 수 있는 수신을 각각 보장한다.

● "임차 시간(lease time)"의 종료시, AT 라우터는 라우팅 서비스를 종료하고 할당된 공중-인터페이스 리소스들을 해제한다.

본 발명의 또 다른 특징들은 이후 여러 예시적인 실시예들의 관점으로 기술되며, 기본 네트워크 모델로서 본 발명자들에 의해 특징지워지는 일 실시예로 시작한다. 기본 네트워크 모델은 Dev 유형 A로서 표시될 수 있는 단 2개의 디바이스 유형들이 있고 나머지는 Dev 유형 B로서 표시될 수 있는 것이다. 이 모델은 도 13에 도시된다.

기본 네트워크 모델에 대한 네트워크 동작은 다음의 규칙들에 의해 규정된다:

1. Dev 유형 A 동작은 Dev 유형 B에 상보적이다.

a) 예를 들면, 주파수 분할 듀플렉스(FDD) 시스템에서, 이들 2개의 디바이스 유형들의 송신 및 수신 주파수들이 플립(flip)된다. 도 13에 도시된 경우에서, 효율적인 동시 송신 및 수신이 발생할 수 있기 위해, 송신 주파수(A_Tx)는 수신 주파수(B_Rx)와 같고, 주파수(B_Tx)는 주파수(A_Rx)와 같다.

b) 시간 분할 듀플렉스(TDD)에서, 반대로, 단일 주파수가 이용되므로, 동시 송신 및 수신은 발생할 수 없다. 따라서, 송신 및 수신 시간-슬롯들이 플립된다. 각 디바이스는 다른 디바이스가 그들 사이의 임의의 적당한 통신을 확립하기 위해 이야기하고 있는 동안 청취해야 한다. 두 디바이스들이 동시에 송신하도록 시도한다면, 충돌이 발생하고, 유효한 통신이 발생하지 않는다. 다시, 도 13을 참조하면, 디바이스 유형 A가 시간-슬롯(A_Tx)에서 송신되고 있으면, 디바이스 유형 B에서의 수신기는 동일 시간(B_Rx)에서 이를 청취해야 한다. 유사하게, 디바이스 유형 B가 시간-슬롯(B_Tx)에서 송신하면, 디바이스 유형 A는 동일 시간-슬롯(A_Rx)에서 이를 청취해야 한다.

2. 디바이스 유형은 동일한 유형의 또 다른 디바이스와 공중을 통해(즉, 임의의 중간 노드들 없이) 직접 통신하지 않는다.

FDD 셀룰러 네트워크 시스템들에 이러한 개념을 적용하기 위한 주요 이점들은 다음과 같다:

● 기존의 표준들 또는 디바이스 복잡성에 대한 최소의 변경들로 기존의 2개의 네트워크 요소들(즉, BS 및 AT)을 갖는 메시/중계 네트워크를 만들어내기가 훨씬 더 간단하다.

● BS 및 AT 양쪽 모두로서의 역할을 할 수 있는 FDD 메시 디바이스들을 가지는 것은 IEEE 802 시스템들에서 고려된 바와 같이 비싸다.

● FDD 시스템들에서의 리소스 할당들은 충돌 기반이 아니므로, 스펙트럼 이용을 더욱 효율적이게 한다. BS은 즉각적인 요구들 및 이용가능성 리소스들에 기초하여 리소스 결정들을 한다. 이것은 AT 자신의 통신 요구들과 백홀을 위해 리소스들을 예약하기 위한 요구 사이의 동적 리소스 공유를 허용한다.

● 셀룰러 네트워크들과 밀접하게 관련된 개별적인 IEEE 802 기반 메시 네트워크들을 이용하는 것은 배치하기가 동작적으로 어렵다.

따라서 모든 통신들은 유형 Dev 유형 A

Dev 유형 B 또는 Dev 유형 B

Dev 유형 A이다. 유형 A의 두 디바이스들은 예를 들면, Dev 유형 B를 통해 통신한다: Dev 유형 A (1)

Dev 유형 B

Dev 유형 A(2). 기본적으로, 임의 유형의 네트워크 - 종래의 포인트-대-다중포인트 셀룰러 네트워크들, 메시 또는 중계 - 가 대향 Tx/Rx 극성의 네트워크 요소들의 바로 이들 2개의 유형들을 이용하여 고안될 수 있다. 이러한 경우의 예는 도 14에 도시된다.

메시 네트워크 능력들의 예시는 도 15에 도시된다. 소스 기지국으로부터 목적지 기지국으로 다중 독립 링크들을 통해 메시지들을 중계 또는 라우팅하기 위한 능력은 유형 A(기지국), 및 유형 B(액세스 단말) 디바이스들을 이용하여 기본 네트워크 모델을 통해 도시된다.

종래의 셀룰러 시스템들에 맵핑될 때, 이 시스템은 중간 AT들 및 BS들을 이용하여 임의의 두 기지국들이 서로 통신하도록 허용하는 것임을 쉽게 알 수 있다. 또한, 임의의 두 AT들은 중간 BS들 및 AT들의 서비스들만을 이용하여(즉, 임의의 유선의 특수화된 무선 백홀의 이용 없이) 서로 통신할 수 있다. 이러한 일 예시적인 라우팅 구성은 도 16에 도시된다.

필요하다면, 디바이스 유형 C는 도 17에 도시된 바와 같이 유형(A 및 B)의 2개의 디바이스들을 통합하여 얻어질 수 있다. 디바이스 유형 C 내의 디바이스 유형들(A 및 B) 사이의 유선 인터페이스는 무선 인터페이스와 동일할 수 있다. 외부 관점으로부터, 유형(A 또는 B)의 디바이스들은 도 18에 도시된 Dev 유형 C와 통신할 수 있다. Dev 유형 C에서 구성하는 디바이스 유형들 사이의 간섭은 간섭 신호의 정보 콘텐트가 종래에 알려져 있으므로 간섭 소거 기술들을 이용하여 완화될 수 있다. 본질적으로 이 디바이스는 Tx/Rx 인버터로서 동작한다.

본 발명의 기본 네트워크 모델 - 네트워크 접속성을 제공하기 위해 AT들과 BS들의 조합들을 이용하는 - 은 광범위한 애플리케이션들(applications)에 적용될 수 있으며, 이 중 여러 개는 본 발명의 또 다른 실시예들로서 하기에 기술된다. 그러나, 기술된 실시예들은 본 발명의 활용의 예시를 의미할 뿐, 임의의 방식으로도 본 발명의 BS과 AT-라우터의 조합으로 인에이블될 수 있는 이용-모델들의 범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안 되는 것임을 이해해야 한다. 몇 개의 카테고리들은 하기에 나열된다:

A. 범위 또는 커버리지 확장

무선 액세스 단말들 및 기지국들 사이에 확립된 중계 및 메시 네트워크는 범위 및 커버리지 확장 기능들의 제공에 쉽게 적용된다. 이러한 기능들의 2개의 중요한 애플리케이션들은 또 다른 발명 실시예들로서 하기에 기술된다.

건물내 커버리지 확장

도 19는 가정 내의 백홀 없는 커버리지를 제공하기 위해 이용되는 디바이스 유형 C를 도시한다. 이러한 디바이스들을 전략적으로 배치함으로써, 가정내 또는 건물내 커버리지는 본 발명의 AT 라우팅 기능을 이용하여 제공될 수 있다. 중요한 이점은 동일한 모바일 및 프로토콜이 건물의 내부 및 외부 양쪽 모두에 이용될 수 있다는 점이다.

고정된 인프라스트럭처 커버리지 확장

본 발명의 AT 라우팅 방법론의 특히 중요한 애플리케이션은 코어 무선 네트워크의 주변의 기지국을 이용하여 범위 확장을 제공하는 경우이며, 이 경우 BS에 대한 전용 백홀의 제공은 구현하기가 어렵고 엄청나게 비싸다. 커버리지 확장에 대한 일 예시적인 인프라스트럭처 중계는 도 20에 도시된다.

AT 라우터를 통해 접속되는 2개의 기지국들이 그들 사이의 조준선(LOS) 또는 비조준선(NLOS) 신호 경로들을 가지는지의 여부에 따라 커버리지 확장에 대한 2개의 구현 옵션들이 존재한다. BS들과 AT-라우터들 사이의 완전한 무선 접속들은 도 21에 도시된다. 이 옵션은 조준선(LOS) 송신을 가지지 않을 때, 유용하다. 함께 위치되고, 가능한 함께 유선인 BS 및 AT-라우터 조합(이전에 유형 C 디바이스라고 칭해짐)은 중계국들 사이의 링크를 제공하며, 도 22에 도시된다. 이 옵션은 LOS 조건들이 배치 동안 그들 자신을 제공할 때 유용하다.

일시적 스팟 커버리지 : 이머전시들 ( Emergencies ) 및 특수 이벤트들

본 발명의 AT 라우터 방법론은 또한 이머전시 및 특수 이벤트 통신 커버리지와 같은, 일시적 통신 요건들에 대한 통신 커버리지를 확립하기 위해 적용될 수 있다. 이 경우는 도 23에 도시되며, 개별 유닛들 및 또는 서비스들 사이에서 통신들을 요구하는 이머전시에 대한 신속한 네트워크 커버리지를 셋업하기 위해 이용되는 차량들 상에 장착된 BS들과 AT-라우터들의 조합을 도시한다. 스포츠 경기들, 협정들 등과 같은 특정 위치들 및 이벤트들에 대한 유사한 방법들이 채택될 수 있으며, 이들은 빈번하지 않고, 영구적이고 고가의 고정 자산들을 보증하지 않는다.

B. RF 구성 및 최적화

펨토 및 피코 셀 관리

수백만의 피코 및 펨토 셀들이 배치됨에 따라, 피코 및 펨토 셀들의 구성 및 최적화는 똑같이 서비스 제공자들 및 종단 이용자들의 주된 부담이 될 것이다. RF 상호작용들의 다양한 조합들, 즉 매크로-대-피코, 매크로-펨토, 펨토-펨토, 피코-펨토 등은 최소의 기술자 및 종단-이용자 노력으로 효율적으로 관리되어야 한다. 펨토 셀 BS과 오버랩핑하는 큰 커버리지 영역 - 매우 낮은 전력의 가정 커버리지 영역 - 을 갖는 매크로 셀 BS의 통상적인 경우가 도 24에 도시된다. 매크로 셀들에 대한 간섭을 최소화하고 펨토/피코 커버리지를 최적화하는 것은 특히, 이들이 동일한 RF 반송파 상에 있도록 발생하는 경우에 시간 소모적이 될 수 있다. 간단한 매크로-셀 기지국이 펨토/피코 셀과의 구성 및 최적화를 조정하도록 허용하는 메커니즘은 매우 유리하다.

본 발명의 AT-라우터 방법론은 이러한 메커니즘을 정확하게 제공한다. BS과 펨토/피코 셀들 사이의 접속성을 제공하는 능력으로 인해, AT 라우터는 요구된 조정을 쉽게 제공할 수 있다. AT-라우터는 펨토 셀들의 자동-구성 및 최적화를 위한 시그널링 및 제어를 제공하기 위해 이용된다.

매크로 셀룰러 RF 최적화

빈번하게 부딪히는 필드 문제는 초기 기지국 인스톨 동안 백홀의 부재이다. RF 자산들의 최적화는 백홀이 이용가능해진 후에 후속 사이트-방문을 요구하여, 동작 비용을 추가시킨다.

AT-라우터들은 또한, 새로운 BS들이 네트워크에 추가되고 있을 때 RF 최적화를 위해 이용될 수 있다. 새로운 BS들 또는 새로운 반송파들의 커버리지는 그 이웃에 대해 조정되어야 한다. AT-라우터가 2개의 이웃하는 기지국들과 동시에 동작하게 함으로써, 이들은 그들 RF 커버리지, 핸드오프 및 이웃 리스트 파라미터들을 실시간으로 쉽게 협력, 조정 및 미세 동조시킬 수 있다.

C. 결함 및 성능 관리

무선 네트워크들 오퍼레이터들은 다른 액티비티들(activities) 중에서도 특히 결함 및 성능 관리를 포함하는 많은 OA&MP 액티비티들을 실행하기 위해 많은 동작 비용들(OPEX)을 발생시킨다. 결함들 및 저하된 네트워크 성능은 이용가능성 및 신뢰성 메트릭들을 감소시키는데 기여한다. 따라서, 이용가능성, 신뢰성, 이머전시들 및 결함들 동안의 응답 시간, 및 연관된 동작 비용은 서비스 제공자들 및 네트워크 오퍼레이터들에 대한 주요 관심사들이다.

결함 상태들의 특정 등급 동안, 기지국과 네트워크 사이에 하트비트들(heartbeats)이 소실될 때와 같이, 고장 수리 및 결합 분리는 중요한 문제가 된다. 일반적으로, 이것은 셀 사이트에 기술자를 보냄으로써만 달성될 수 있으며, 이것은 종종 상당한 시간, 노력 및 비용을 요구할 수 있다.

본 발명의 AT 라우터는 결함 및 성능 모니터링을 위한 비용 효과적인 대안을 제공한다. AT 라우터에 의해 실시간 제공된 서비스 커버리지 및 품질을 모니터링하는 능력은 서비스 제공자들에게 주된 경쟁력있는 이점이 될 수 있다.

2개의 가능한 배치 시나리오들은: (1) 고정된 인프라스트럭처 경우 및 (2) 모바일 경우에 고려된다.

고정된 인프라스트럭처 경우는 RF 네트워크 모니터링, 감시, 측정들 리포팅 및 경고들을 위해 전략적 위치들에 배치되는 서비스 제공자들에 의해 소유된 AT-라우터들을 고려한다. 이들 고정된 AT-라우터들은 연속적으로, 간헐적으로, 또는 주요 AT 측정된 성능 표시기들의 요구 및 재리포트시 센서들로서 동작하도록 프로그래밍(programming)될 수 있다. 일 예시적인 고정된 인프라스트럭처 배열의 예는 도 25에 도시된다. 이 경우에 대한 한 가지 옵션은 관측들을 리포트하기 위해 모바일 AT-라우터들을 이용하는 것이며, 또한 기능 불량 기지국들을 고장 수리하기 위한 전달자로서 이용될 수 있다.

모바일 경우는 매우 이동적이고 라우팅 능력의 지속기간이 짧은 AT 라우터들을 고려한다. 이러한 매우 이동적인 AT들은 각 경우에 수 킬로바이트들의 데이터 전송을 유발하는 동작들의 질의 유형 및 짧은 요청-응답을 위해 이용될 수 있다. 일 예시적인 모바일 배열의 예시는 도 26에 도시된다. 일 예시적 애플리케이션에서, 특정 자체 진단 테스트들을 구동하고 결과들로 응답하기 위한 메시지가 기지국에 전송될 수 있다. 이것은 몇 개의 메시지들 및 소량의 데이터 전송만을 요구할 수 있다. 또한, 부근의 여러 AT들을 병렬로 또는 순차적으로 이용함으로써 더 높은 데이터 처리량들을 달성할 수 있다.

본 발명자들이 서비스 모델로서 지정한 본 발명의 또 다른 실시예에서, 본 발명의 AT 라우터 방법론은 가입자 소유되고 조작된 AT들에 확장된다. 본 발명의 상술된 기술로부터 명백해지는 바와 같이, AT의 이용이 기술된 라우팅 서비스들을 제공하게 하기 위해(및 기지국 메싱/백홀을 가능하게 하기 위하여), AT은 유리한 위치를 레버리징(leveraging)하고 있으며, 즉 그 현재 위치가 AT로 하여금 기지국들의 세트 사이에서 패킷들 신뢰성을 송신 및 수신할 수 있게 한다는 사실이다.

이러한 위치들은 빈번하게 가입자의 거주지들 또는 작업장들, 즉 커버리지를 확장하기 위해 부가의 기지국들을 인스톨하기 위한 서비스 제공자에게 일반적으로 액세스가능하지 않는 위치들이 될 수 있다. 사실상, 그 다음 AT 소유주/가입자는 네트워크 오퍼레이터 또는 서비스 제공자에게 라우팅 서비스를 제공하기 위해 AT을 이용할 수 있다. 본 발명의 서비스 모델 실시예는 소비자가 서비스 제공자에게 접속성 서비스들을 제공하기 위해 서비스 제공자에 의해 보상되는 수단에 관련된다. 보상은 무선 액세스 서비스의 미래의 이용을 위한 지불들 또는 신용들을 포함할 수 있다.

소비자에 대한 보상은 서비스 계약(즉, AT이 고객의 거주지에 있고 따라서 라우터로서 이용가능한 시간 지속기간에 대응하는)의 일부로서 또는 라우팅 서비스가 제공되는 실제 시간 동안 협상될 수 있다. 후자의 경우, AT들은 라우팅을 위한 그들의 레이트들을 애드버타이즈할 수 있거나, 기지국들이 라우팅을 위한 제공된 레이트들을 나타낼 수 있으며, 자발적인 AT 및 자발적인 BS은 주어진 라우팅 애플리케이션/지속기간에 대한 제공된 또는 협상된 기간들을 수용하는데 동의한다.

그러므로, 본 발명자들은 액세스 단말 라우터를 이용하는 셀룰러 무선 통신 시스템에서 메시/중계 접속성을 구현하기 위한 방법 및 시스템을 개시했다. 본 발명의 다수의 수정들 및 대안적인 실시예들은 상술된 기술의 관점에서 당업자들에게 명백할 것이다.

따라서, 이 기술은 단지 예시적인 것으로 해석되어야 하고, 본 발명을 실행하는 최상 모드를 당업자들에게 교시하기 위한 것이며, 그의 모든 가능한 형태를 예시하려는 의도가 아니다. 또한, 이용된 단어들은 제한하기 위한 것이 아니라 기술하기 위한 단어들이며, 구조의 세부사항들은 본 발명의 사상을 벗어나지 않고 실질적으로 변경될 수 있고, 첨부된 특허청구범위의 범위 내에 있는 모든 수정들의 전용이 예약됨을 이해한다.

Claims

액세스 단말 및 적어도 2개의 기지국들을 포함하는 무선 통신 시스템에서, 상기 액세스 단말을 통해 제 1 기지국과 제 2 기지국 사이의 통신 경로를 제공하기 위한 방법에 있어서:
상기 제 1 및 제 2 기지국들 양쪽 모두의 송신/수신 능력(transmission/reception capability)과 상보적인 송신/수신 능력을 갖는 상기 액세스 단말을 제공하는 단계; 및
상기 액세스 단말로 하여금 상기 제 1 기지국에 의해 송신된 메시지를 수신할 수 있게 한 다음 상기 메시지를 상기 제 2 기지국에 재송신할 수 있게 하는 단계를 포함하는, 액세스 단말을 통해 제 1 기지국과 제 2 기지국 사이의 통신 경로를 제공하기 위한 방법.
제 1 항에 있어서,
액세스 단말들 및 네트워크들로 하여금 서로 협상 및 협력할 수 있게 하는 인에이블링 프로토콜(enabling protocol)을 제공하는 단계를 추가로 포함하는, 액세스 단말을 통해 제 1 기지국과 제 2 기지국 사이의 통신 경로를 제공하기 위한 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 액세스 단말은 개별 모드들에서 동작하도록 인에이블되고, 제 1 모드는 제 1 기지국으로부터의 메시지의 상기 수신 및 상기 메시지의 상기 제 2 기지국으로의 재송신이고(이하, "백홀 모드(backhaul mode)"), 제 2 모드는 상기 기지국들 중 적어도 하나에 의해 송신된 메시지를 수신한 다음 상기 적어도 하나의 기지국에 응답 메시지를 송신하는(이하, "액세스 모드(access mode)"), 액세스 단말을 통해 제 1 기지국과 제 2 기지국 사이의 통신 경로를 제공하기 위한 방법.
제 3 항에 있어서,
공중-인터페이스 리소스들(air-interface resources)은 단일 세트의 디바이스 프로토콜들을 이용하여 상기 액세스 및 백홀 모드들 사이에서 동적으로 공유되는, 액세스 단말을 통해 제 1 기지국과 제 2 기지국 사이의 통신 경로를 제공하기 위한 방법.
데이터의 2개 이상의 독립된 스트림들을 무선 매체를 통해 2개 이상의 기지국들에 동시에 송신하도록 확립된 액세스 단말로서,
각 데이터 스트림은 상이한 기지국에 송신되는, 액세스 단말.
제 5 항에 있어서,
상기 액세스 단말이 데이터를 송신하고 있는 기지국들로부터 2개 이상의 독립 데이터 스트림들을 동시에 수신하도록 또한 확립되는, 액세스 단말.
제 6 항에 있어서,
업링크 및 다운링크는 주파수 분할 듀플렉싱되는(Frequency Division Duplexed), 액세스 단말.
제 6 항에 있어서,
상기 액세스 단말에 의한, 그 자신과 상기 제 1 및 제 2 기지국들 중 하나 사이에서 송신된 제어 시그널링에 기초하여 각 업링크-다운링크 채널 쌍에 대한 지원가능한 데이터 레이트들의 결정을 추가로 포함하는, 액세스 단말.
제 8 항에 있어서,
상기 액세스 단말은 상기 액세스 단말에 의해 백홀 모드에서 동작을 위한 요청(solicitation)에 응답하여 상기 지원가능한 데이터 레이트들을 리포트(report)하는, 액세스 단말.
제 6 항에 있어서,
상기 제 1 및 제 2 기지국들 중 적어도 하나는 펨토셀(Femtocell)이고, 상기 액세스 단말은 상기 펨토셀을 자동구성하기 위한 시그널링 및 제어를 제공하는, 액세스 단말.