KR20110047268A - 무선 중계 장치 및 무선 중계 방법 - Google Patents

무선 중계 장치 및 무선 중계 방법 Download PDF

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Abstract

무선 중계 장치(100)가, 다운링크 데이터가 송신되는 기간과 업링크 데이터가 송신되는 시간이, 시간축 상에서 구분된 통신 시간 프레임에서 시분할로 제공되는 무선 통신 시스템에 적용된다. 무선 중계 장치(100)는 무선 기지국과 데이터를 교환하는 도너 송수신부(120D), 무선 단말과 데이터를 교환하는 리모트 송수신부(120R), 및 적어도 하나의 통신 시간 프레임에서 도너 송수신부(120D)를 동작시키고 리모트 송수신부(120R)를 정지시키는 제어와 적어도 하나의 통신 시간 프레임에서 도너 송수신부(120D)를 정지시키고 리모트 송수신부(120R)를 동작시키는 제어를 교대로 행하는 제어부(130D, 130R)가 구비된다.

Description

무선 중계 장치 및 무선 중계 방법{WIRELESS RELAY DEVICE AND WIRELESS RELAY METHOD}
본 발명은, 시분할 다중 방식을 채용하는 무선 통신 시스템에서 제1 무선 통신 장치 및 제2 무선 통신 장치에 의해 송수신되는 데이터를 중계하는 무선 중계 장치 및 무선 중계 방법에 관계한다.
종래, 무선 기지국 등의 제1 무선 통신 장치와, 무선 단말 등의 제2 무선 통신 장치에 의해 송수신되는 데이터를 중계하는 무선 중계 장치가 널리 사용되고 있다 (예를 들면, 특허문헌 1 참조). 이러한 무선 중계 장치는, 제1 무선 통신 장치와 데이터를 송수신하는 제1 송수신을 실행하는 제1 송수신부와, 제2 무선 통신 장치와 데이터를 송수신하는 제2 송수신을 실행하는 제2 송수신부를 갖는다.
또, 무선 통신 시스템에서 쌍방향통신을 실현하는 한 방식으로서, 시분할 다중(TDD: time division duplex)방식이 알려져 있다. TDD 방식에서는, 제1 무선 통신 장치로부터 제2 무선 통신 장치로 데이터가 송신되는 제1 기간 (예를 들면, 다운스트림 프레임)과, 상기 제2 무선 통신 장치로부터 상기 제1 무선 통신 장치로 데이터가 송신되는 제2 기간 (예를 들면, 업링크 프레임)이 시분할되어, 시간축상에서 구분된 각각의 통신 시간프레임(통신 프레임)이 설치된다.
TDD방식을 채용하는 무선 통신 시스템에서 무선 중계 장치를 이용할 경우, 제1 기간에 제1 송수신부가 데이터를 제1 무선 통신 장치로부터 수신함과 더불어, 제2 송수신부가 데이터를 제2 무선 통신 장치에 송신한다. 유사하게, 제2 기간에 제2 송수신부가 데이터를 제2 무선 통신 장치로부터 수신함과 더불어, 제1 송수신부가 데이터를 제1 무선 통신 장치에 송신한다.
따라서, 제1 기간에서 제2 송수신부의 안테나로부터 방사된 전파가 제1 송수신부의 안테나로 진행하고, 제2 기간에서 제1 송수신부의 안테나로부터 방사된 전파가 제2 송수신부의 안테나로 진행한다. 이러한 진행은, 제1 송수신부 및 제2 송수신부가 상호 간섭에 의해 서로에게 영향을 주는 것이 문제시 되고 있다.
[선행 기술문헌]
특허문헌 1: 일본특허공개 2008-67386호 공보 ([요약] 등)
상기와 같은 간섭의 영향을 회피하기 위해서는, 이하의 (a)∼ (c) 중 임의의 방법이 생각된다. (a) 제1 송수신부 및 제2 송수신부의 각 안테나의 배치 간격을 크게 하거나,혹은 안테나 간에 전파 차폐판을 배치한다. (b) 간섭의 영향을 제거하는 고도한 신호 처리 기술을 도입한다. (c) 제1 송수신부 및 제2 송수신부에 대해서 통신 주파수 들이 큰 간격으로 떨어져 사용된다.
그렇지만, 상기 (a) 및 (b)의 방법에서는, 무선 중계 장치의 크기 및 비용이 증대하는 문제가 있다. 상기 (c)의 방법에서는, 무선 중계 장치가 사용가능한 통신 주파수는 미리 정해져 있어, 통신 주파수의 변경이 곤란하다고 하는 문제가 있다.
그래서, 본 발명은, 통신 주파수를 변경하지 않고, 무선 중계 장치에서의 간섭의 영향을 회피하면서 데이터 중계를 계속할 수 있고, 또한 크기 및 비용의 증대를 억제한 무선 중계 장치 및 무선 중계 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 과제를 해결하기 위해서, 본 발명은 이하와 같은 특징을 소유하고 있다. 우선, 본 발명의 제1 특징에 따르면, 제1 무선 통신 장치(예를 들면, 무선 기지국(200))로부터 제2 무선 통신 장치(예를 들면 무선 단말(300))에 데이터가 전송되는 제1 기간(예를 들면 다운링크 서브프레임 기간(t1))과, 상기 제2 무선 통신 장치로부터 상기 제1 무선 통신 장치에 데이터가 전송되는 제2 기간(예를 들면 업링크 서브프레임 기간(t2))이, 시간 축 상에서 구분된 각각의 통신 시간 프레임(통신 프레임 기간(Tn))에 시분할로 제공되는 무선 통신 시스템(무선 통신 시스템1)에서, 상기 제1 무선 통신 장치 및 상기 제2 무선 통신 장치가 송수신하는 데이터를 중계하는 무선 중계 장치(무선 중계 장치(100))가 제공되며, 무선 중계 장치는, 상기 제1 기간에 상기 제1 무선 통신 장치로부터 데이터를 수신하고, 상기 제2 기간에 상기 제1 무선 통신 장치에 데이터를 송신하는 제1 송수신을 실행하는 제1 송수신부(도너 송수신부(120D))와, 상기 제1 기간에 상기 제2 무선 통신 장치에 데이터를 송신하고, 상기 제2 기간에 상기 제2 무선 통신 장치로부터 데이터를 수신하는 제2 송수신을 실행하는 제2 송수신부(리모트 송수신부(120R))와, 상기 제1 송수신 및 상기 제2 송수신을 제어하는 제어부(제어부(130D), 제어부(130R))를 구비하고, 상기 제어부는, 적어도 1개의 통신 시간 프레임 동안 상기 제1 송수신을 행하고 상기 제2 송수신을 정지시키는 제1 제어와, 적어도 1개의 통신 시간프레임에서 상기 제1 송수신을 정지시키고 상기 제2 송수신을 실행시키는 제2 제어를 실행한다.
이러한 무선 중계 장치에 의하면, 제어부는, 적어도 1개의 통신 시간프레임 동안 제1 송수신을 실행시키고 제2 송수신을 정지시키는 제1 제어를 행함으로써, 제1 송수신부에서 방사된 전파가 제2 송수신부에 간섭을 주는 것을 방지할 수 있다. 또, 제어부는, 적어도 1개의 통신 시간프레임 동안 제1 송수신을 정지시키고 제2 송수신을 실행시키는 제2 제어를 행함으로써, 제2 송수신부에서 방사된 전파가 제1 송수신부에 간섭을 주는 것을 방지할 수 있다. 제1 제어에서는 제1 송수신을 행할 수 있고, 제2 제어에서는 제2 송수신을 행할 수 있기때문에, 데이터가 연속적으로 중계될 수 있다. 또한, 제어부가 제1 송수신 및 제2 송수신의 각각을 실행시킬지 정지시킬지를 통신 시간프레임단위로 제어하는 것만이 요구되기 때문에, 통신 주파수를 변경하는 것을 요하지 않고, 또한, 상기 (a) 또는 (b)의 방법과 비교해서 무선 중계 장치의 크기 및 비용의 증대를 억제할 수 있다.
본 발명의 제2 특징은, 본 발명의 제1 특징에 따르고, 상기 제어부는, 상기 제1 제어와 상기 제2 제어를 교대로 실행하는 것을 요지로 한다.
본 발명의 제3 특징은, 본 발명의 제1 또는 제2 특징에 따르고, 상기 제2 송수신부는, 상기 무선 중계 장치와 상기 제2 무선 통신 장치 사이의 동기의 설정 및 유지에 이용되는 동기 정보(예를 들면 프리앰블)를 상기 제2 무선 통신 장치에 송신하고, 상기 제어부는 상기 제2 송수신부가 상기 동기 정보를 상기 제2 무선 통신 장치에 송신하는 타이밍을, 시간축 상에서, 상기 통신 시간프레임의 시작 타이밍(시작 타이밍(tO)) 앞에 시프트시키는 것을 요지로 한다.
본 발명의 제4 특징은, 본 발명의 제1 특징에 따르고, 상기 무선 통신 시스템에서, 직교 주파수 분할 다중에 따른 무선 통신이 실행되는 것을 요지로 한다.
본 발명의 제5 특징은, 본 발명의 제1 특징에 따르고, 상기 제1 무선 통신 장치는 무선 기지국 (무선 기지국(200))이며, 상기 제2 무선 통신 장치는 무선 단말(무선 단말(300))인 것을 요지로 한다.
본 발명의 제6 특징은, 제1 무선 통신 장치로부터 제2 무선 통신 장치로 데이터를 전송하는 제1 기간과, 상기 제2 무선 통신 장치로부터 상기 제1 무선 통신 장치로 데이터를 전송하는 제2 기간으로, 시간 축 상에서 구분된 각각의 통신 시간 프레임에 시분할로 제공되는 무선 통신 시스템에서, 상기 제1 무선 통신 장치 및 상기 제2 무선 통신 장치에 의해 송수신되는 데이터를 중계하는 무선 중계 장치에 대해 사용되는 무선 중계 방법이 제공되며, 무선 중계 방법은, 상기 제1 기간에 상기 제1 무선 통신 장치로부터 데이터를 수신하고 상기 제2 기간에 상기 제1 무선 통신 장치에 데이터를 송신하는 제1 송수신과, 상기 제1 기간에 상기 제2 무선 통신 장치에 데이터를 송신하고 상기 제2 기간에 상기 제2 무선 통신 장치로부터 데이터를 수신하는 제2 송수신을 제어하는 단계를 구비하고, 상기 제어하는 단계에서, 적어도 1개의 통신 시간 프레임 동안 상기 제1 송수신을 실행시키고 상기 제2 송수신을 정지시키는 제1 제어가 행해지고, 적어도 1개의 통신 시간 프레임 동안 상기 제1 송수신을 정지시키고 상기 제2 송수신을 실행시키는 제2 제어를 행하는 것을 요지로 한다.
본 발명에 의하면, 통신 주파수를 변경하지 않고, 무선 중계 장치에서의 간섭의 영향을 회피하면서 데이터 중계를 계속할 수 있고, 또한 크기 및 비용의 증대를 억제한 무선 중계 장치 및 무선 중계 방법을 제공할 수 있다.
도 1은, 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 시스템의 개략구성도이다.
도 2(a)는 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 이용되는 통신 프레임의 구성 예를 제시하는 도면이며, 도2(b)는 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 이용되는 주파수 대역의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 3은, 본 발명의 실시예에 따른 무선 중계 장치의 기능 블록 구성을 나타내는 블록도다.
도 4는, 본 발명의 실시예에 따른 무선 중계 장치의 개략동작을 설명하기 위한 타임 차트다.
도 5는, 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 시스템의 동작을 설명하기 위한 타임 차트다.
도 6은, 본 발명의 실시예에 따른 무선 중계 장치에서 이용되는 스캐닝을 설명하기 위한 도면이다.
다음에, 도면을 참조하여, 본 발명의 실시예에 관련되는 무선 통신 시스템에 대해서 설명한다. 구체적으로는, (1)무선 통신 시스템의 개략구성, (2)무선 중계 장치의 구성, (3)무선 중계 장치의 개략동작, (4)무선 통신 시스템의 동작, (5)작용·효과, (6)기타의 실시예에 대해서 설명한다. 이하의 실시예에서의 도면의 기재에서, 동일 또는 유사의 부분에는 동일하거나 또는 유사한 부호를 첨부하고 있다.
(1)무선 통신 시스템의 개략구성
도 1은, 본 실시예에 따른 무선 통신 시스템(1)의 개략구성도이다.
도 1에 나타낸 것같이, 무선 통신 시스템(1)은 무선 중계 장치(100), 무선 기지국(200), 무선 단말(300) 및 무선 단말(400)을 포함한다. 무선 통신 시스템(1)은, WiMAX(IEEE802.16)에 따라서 구성된다. 즉, 무선 통신 시스템(1)에는, 직교 주파수 분할 다중(OFDM)/직교 주파수 분할 다중 액세스(OFDMA) 방식, 및 시분할 다중(TDD)방식이 채용되고 있다.
OFDM/OFDMA방식은, 서로 직교하는 다수의 서브 캐리어를 사용해서 다중접속을 실현한다. TDD방식은, 1개의 통신 프레임(통신 시간프레임)에서 업링크 통신 및 다운링크 통신을 시분할로 실행하는 것에 의해, 쌍방향통신을 실현한다. 한편, "업링크(uplink)"는 무선 단말(300)로부터 무선 기지국(200)으로 향하는 방향이며, "다운링크(downlink)"는 무선 기지국(200)으로부터 무선 단말(300)로 향하는 방향이다.
무선 중계 장치(100)는, 무선 기지국(200) 및 무선 단말(300)이 송수신하는 데이터를 중계한다. 이 구성에 의해, 무선 단말(300)은, 무선 기지국(200)의 셀(통신 지역)의 범위 밖 또는 해당 셀의 주변부분(셀 프린지(fringe))에 위치하고 있어도, 무선 중계 장치(100)를 통하여 보다 확실하게 데이터를 무선 기지국(200)과 교환할 수 있다. 도 1의 예에서, 무선 중계 장치(100)는 가정(H) 내에 설치되어, 가정(H) 내에 위치하는 무선 단말(300)과 무선 통신을 실행한다. 이러한 무선 중계 장치(100)는 소형이며 저렴한 것이 요구된다. 한편, 무선 단말(400)은, 무선 중계 장치(100)에 데이터가 중계되지 않고 무선 기지국(200)과 직접 교환한다.
도 2(a)는, 무선 통신 시스템(1)에서 사용되는 통신 프레임(FR)의 구성 예를 나타내는 도면이다. WiMAX에서는, 5ms정도의 통신 프레임 기간(T) 내에서, 우선 다운링크 방향통신이 실행되고, 그 후 업링크 통신이 실행된다. 구체적으로는, 도 2(a)에 나타내는 것같이, 통신 프레임(FR)은, 다운링크 서브프레임(SFR1)과 다운링크 서브프레임(SFR1)보다 뒤에 배치되는 업링크 서브프레임(SFR2)을 포함한다.
이하에서는, 통신 프레임 기간(T)내에서 다운링크 통신이 실행되는 기간을 다운링크 서브프레임 기간(t1)(제1 기간)이라고 부르고, 통신 프레임 기간(T)내에서 업링크 통신이 실행되는 기간을 업링크 서브프레임 기간(t2)(제2 기간)이라고 부른다. 일반적으로 다운링크 통신은, 업링크 통신보다도 큰 통신 용량이 요구되기 때문에, 다운링크 서브프레임 기간(t1)의 시간 길이는, 업링크 서브프레임 기간(t2)의 시간 길이보다도 길다.
다운링크 서브프레임(SFR1)의 선두 부분은 각종 제어 데이터가 배치되는 영역이며, 그 후는 데이터 버스트가 배치되는 버스트 영역이다. 제어 데이터는, 동기의 설정 및 유지를 위해 사용되는 기지의 심볼인 프리앰블, 데이터 버스트의 배치 상황을 나타내는 MAP 등을 포함한다. 여기서 배치 상황은 데이터 버스트의 전송에 사용되는 시간 및 주파수를 나타낸다. MAP는, 다운링크 데이터 버스트의 배치 상황을 나타내는 DL-MAP와, 업링크 데이터 버스트의 배치 상황을 나타내는 UL-MAP에 의해 구성된다.
다운링크 서브프레임(SFR1)과 업링크 서브프레임(SFR2)의 사이에는 가드 타임(TTG:Transmit Transition Gap)이 마련되어져 있다. 유사하게, 업링크 서브프레임(SFR2)과 다음 통신 프레임의 사이에는, 가드 타임(RTG: Receive Transition Gap)이 마련되어져 있다. 예를 들면 무선 기지국(200)에서, TTG는 송신으로부터 수신으로 전환될 때의 가드 타임이며, RTG는 수신으로부터 송신으로 바꿀 때의 가드 타임이다.
도 2(b)는, 무선 통신 시스템(1)에서 사용되는 주파수대역의 일 예를 제시하는 도면이다. 도 2(b)에 나타내는 것같이, 무선 통신 시스템(1)에서 무선 중계 장치(100)가 이용가능한 주파수대역은 미리 정해져 있다. 도 2(b)의 예에서는, 30MHz의 주파수 대역이 이용가능하며, 주파수대역은 각각 10MHz를 갖는 3개의 통신 주파수로 등분할된다. 고-주파수측의 2개의 통신 주파수는 무선 기지국(200)과 무선 중계 장치(100)의 무선 통신에 사용되고, 저-주파수 측의 1개의 통신 주파수가 무선 단말(300)과 무선 중계 장치(100)의 무선 통신에 사용된다. 그래서, 무선 기지국(200)과 무선 중계 장치(100) 사이의 무선 통신, 및 무선 단말(300)과 무선 중계 장치(100) 사이의 무선 통신에 근접한 통신 주파수가 사용되고 있다.
(2)무선 중계 장치의 구성
다음에, 무선 중계 장치(100)의 구성에 대해서 설명한다. 도 3은, 무선 중계 장치(100)의 기능 블록 구성을 나타내는 블록도다.
도 3에 나타내는 것같이, 무선 중계 장치(100)는, 무선 기지국(200)과의 무선 통신에 사용되는 도너 통신부(110D)와, 무선 단말(300)과의 무선 통신에 사용되는 리모트 통신부(110R)를 소유한다. 도너 통신부(110D)는 무선 단말과 동등한 통신 기능을 구비하고, 리모트 통신부(110R)는 무선 기지국과 동등한 통신 기능을 구비한다. 도너 통신부(110D) 및 리모트 통신부(110R)는, 이더넷(Ethernet)(등록상표) 등을 이용해서 유선접속되고 있다.
도너 통신부(110D)는, 도너 송수신부(120D)(제1 송수신부), 제어부(130D), 기억부(172), 인터페이스(I/F)부(173),및 인디케이터(174)를 포함한다. 도너 송수신부(120D)는, OFDM /OFDMA 및 TDD방식에 따라서 데이터를 무선 기지국(200)과 송수신하는 도너 송수신(제1 송수신)을 실행한다. 구체적으로는, 도너 송수신부(120D)는, 도너 안테나(161), 송수신 스위치(162), 파워 앰프(PA)(163), 로우 노이즈 증폭기(LNA)(164),및 무선주파수/베이스밴드(RF/BB)부(165)를 갖는다.
제어부(130D)는, 예들 들면 CPU 등에 의해 구성되어, 도너 통신부(110D)의 각종기능을 제어한다. 기억부(172)는, 예를 들면 메모리에 의해 구성되어, 도너 통신부(110D)에 의한 제어 등에 사용되는 각종 정보를 기억한다. I/F부(173)는, 리모트 통신부(11OR)에 접속된다. 인디케이터(174)는, 제어부(130D)에 의해 제어되어, 무선 기지국(200)으로부터의 수신 레벨의 정보를 표시한다.
리모트 통신부(110R)은, 리모트 송수신부(120R)(제2 송수신부), 제어부(130R), 기억부(132) 및 I/F부(133)를 소유한다. 리모트 송수신부(120R)는, OFDM/OFDMA 및 TDD방식에 따라서 데이터를 무선 단말(300)과 송수신하는 리모트 송수신(제2 송수신)을 실행한다. 구체적으로는, 리모트 송수신부(120R)는, 리모트 안테나(121), 송수신 스위치(122), PA(123), LNA(124), 및 RF/BB부(125)를 포함한다.
제어부(130R)는, 예를 들면 CPU 등에 의해 구성되어, 리모트 통신부(110R)의 각종 기능을 제어한다. 기억부(132)는, 예를 들면 메모리에 의해 구성되어, 리모트 통신부(110R)에 의해 제어 등에 사용되는 각종정보를 기억한다. I/F부(133)는 도너 통신부(110D)에 접속된다.
본 실시예에서 제어부(130D, 130R)는, 도너 송수신 및 리모트 송수신을 제어하는 제어부를 구성한다. 제어부(130D, 130R)는 제1 제어와 제2 제어를 교대로 행한다. 제1 제어는, 적어도 1개의 통신 프레임 기간에 도너 송수신을 실행시키는 동시에 리모트 송수신을 정지시키는 반면, 제2 제어는, 적어도 1개의 통신 프레임 기간에 도너 송수신을 정지시키는 동시에 리모트 송수신을 실행시킨다.
제어부(130R)는, 타이밍 시프트부(131)를 포함한다. 타이밍 시프트부(131)는, 리모트 송수신부(120R)가 무선 단말(300)에 대하여 프리앰블을 송신하는 타이밍을, 시간축상에서, 통신 프레임 기간의 시작 타이밍(tO) 앞에 시프트시킨다 (도 5참조). 프리앰블은 무선 중계 장치(100)와 무선 단말(300)의 동기의 설정 및 유지에 사용된다.
(3)무선 중계 장치의 개략동작
다음에, 무선 중계 장치(100)의 개략동작에 대해서 설명한다. 도 4는 무선 중계 장치(100)의 개략동작을 설명하기 위한 타임 차트다.
도 4(a)∼도 4(d)는, 무선 기지국(200), 무선 중계 장치(100) 및 무선 단말(300)이 종래의 방식을 따라서 통신하는 방법을 나타내고 있다. 도 4( a')∼도 4(d')는, 무선 기지국(200), 무선 중계 장치(100) 및 무선 단말(300)이 본 실시예의 방법에 따라서 통신하는 방법을 나타내고 있다.
도 4(a) 및 도 4(a')는 무선 기지국(200)에서의 동작을 나타내고, 도 4(b) 및 도 4(b')는 무선 중계 장치(100)의 도너 송수신부(12OD)의 동작을 나타내고, 도 4(c) 및 도 4(c')는 무선 중계 장치(100)의 리모트 송수신부(120R)의 동작을 나타내고, 도 4(d) 및 도 4(d')는 무선 단말(300)의 동작을 나타내고 있다.
도 4(a)∼도 4(d)에 나타낸 것같이, 각 통신 프레임 기간(Tn)에서, 다운링크 서브프레임 기간(t1) 및 업링크 서브프레임 기간(t2)이 시분할로 마련되어져 있다. 도 4(b)에 나타낸 것같이, 무선 중계 장치(100)의 도너 송수신부(120D)는, 다운링크 서브프레임 기간(t1) 동안 무선 기지국(200)으로부터 데이터를 수신하고, 업링크 서브프레임 기간(t2) 동안 무선 기지국(200)에 데이터를 송신한다.
종래의 방식에서는 도 4(c)에 나타낸 것같이, 무선 중계 장치(100)의 리모트 송수신부(120R)는, 다운링크 서브프레임 기간(t1)동안 무선 단말(300)에 데이터를 송신하고, 업링크 서브프레임 기간(t2) 동안 무선 단말(300)로부터 데이터를 수신한다. 따라서, 다운링크 서브프레임 기간(t1) 동안 리모트 송수신부(120R)가 도너 송수신부(120D)에 간섭을 주고, 업링크 서브프레임 기간(t2) 동안 도너 송수신부(120D)가 리모트 송수신부(120R)에 간섭을 준다.
한편, 본 실시예에서는 도 4(b') 및 도 4(c')에 나타낸 것같이, 제어부(130D, 130R)는 2개의 통신 프레임 기간 동안 도너 송수신을 실행시키는 동시에 리모트 송수신을 정지시키는 제1 제어와, 2개의 통신 프레임 기간 동안 도너 송수신을 정지시키는 동시에 리모트 송수신을 실행시키는 제2 제어를 실행한다.
도 4(b') 및 도 4(c')의 예에서는, 제어부(130D, 130R)는, 통신 프레임 기간(T1 및 T2) 동안 제1 제어를 실행하고, 통신 프레임 기간(T3 및 T4) 동안 제2 제어를 실행하고 있다. 예를 들면, 무선 중계 장치(100)는, 통신 프레임 기간(T1)의 다운링크 서브프레임 기간(t1) 동안 무선 기지국(200)으로부터 수신한 데이터를, 통신 프레임 기간(T3)의 다운링크 서브프레임 기간(t1)에서 무선 단말(300)에 송신한다. 그래서, 데이터는, T1∼T3의 기간에서 기억부(132) 또는 기억부(172)에 보유된다.
또한, 2개의 통신 프레임마다 제1 제어 및 제2 제어를 바꾸고 있지만, 본 발명은 이것에 한하지 않고, 각 통신 프레임 기간마다 제1 제어 및 제2 제어를 바꾸거나, 3개 이상의 통신 프레임마다 제1 제어 및 제2 제어를 바꿀 수 있다.
(4)무선 통신 시스템의 동작
다음에, 도 5 및 도 6을 이용하여, 무선 통신 시스템(1)의 동작에 대해서 설명한다.
도 5는, 무선 통신 시스템(1)의 동작을 설명하기 위한 타임 차트다. 도 5에 나타낸 것같이, 무선 중계 장치(100)의 타이밍 시프트부(131)는, 리모트 송수신부(120R)가 프리앰블을 무선 단말(300)에 송신하는 타이밍을, 통신 프레임 기간의 시작 타이밍(tO) 앞에 시프트시킨다. 프리앰블은, 통신 프레임의 선두 심볼에 상당하고, 무선 중계 장치(100)와 무선 단말(300) 사이의 동기의 설정 및 유지에 사용된다.
또한, 타이밍 시프트부(131)는, 프리앰블에 이어지는 프레임 제어 헤더(FCH) 및 MAP도, 시작 타이밍(tO) 앞의 포인트에 시프트시킨다. FCH 및 MAP는, 프리앰블에 이어지는 2심볼에 상당한다. 그 결과, 프리앰블, FCH 및 MAP를 포함하는 합계 3심볼이 시프트된다. 이러한 시프트 처리에 의해, 특정 통신 프레임 기간 동안 제1 제어에 의해 리모트 송수신을 정지시키는 경우라도, 리모트 송수신을 정지시키기 전에, 프리앰블, FCH 및 MAP가 무선 단말(300)에 송신될 수 있다.
도 5에서, 통신 기간(T1 및 T2)동안 제1 제어가 실행되고, 통신 기간(T3 및 T4) 동안 제2 제어가 실행되고, 통신 기간(T5 및 T6)동안 제1 제어가 실행되고, 통신 기간(T7 및 T8)에서도 제2 제어가 실행되고 있다. 따라서, 2 통신 프레임 간격으로 도너 송수신의 통상 동작과 정지가 바뀌므로, 송수신이 간헐적으로(이하, 간헐 송수신이라 칭한다) 행하여진다. 유사하게, 2 통신 프레임 간격으로 리모트 송수신의 통상 동작과 정지가 바뀌므로, 간헐 송수신이 행하여진다.
리모트 송수신을 정지시킬 때, 무선 중계 장치(100)의 제어부(130R)는, 무선 단말(300)과 송수신하는 데이터가 존재하지 않는 것을 나타내는 MAP를, 리모트 송수신부(120R)를 이용해서 무선 단말(300)과 교환한다. 그래서, 통신 프레임 기간(T1, T2, T5, T6) 동안 무선 단말(30O)에 의한 데이터 송수신이 정지될 수 있다. 상기한 바와 같이, 타이밍 시프트부(131)가 MAP를 시작 타이밍(tO) 앞에 시프트시키고 있어, 리모트 송수신을 정지시키기 전에 MAP를 무선 단말(300)에 송신가능하다.
도너 송수신을 정지시킬 경우, 무선 중계 장치(100)의 제어부(130D)는, 스캐닝의 구조를 이용해서 도너 송수신을 정지시킨다. 스캐닝은, 통상, 무선 단말이 핸드오버 목적지의 무선 기지국을 검색하는 동작이며, 무선 기지국과의 무선 통신을 간헐적으로 정지시켜서, 그동안에 다른 무선 기지국에서의 신호를 수신하는 것이다. 그러나, 본 실시예에서, 무선 기지국(200)에서의 데이터 송수신이 정지되기만 하면, 도너 통신부(110D)가 실제로 다른 무선 기지국에서의 신호를 수신할 필요는 없다. 그래서, 통신 프레임 기간(T3, T4, T7, T8) 동안 도너 송수신이 정지될 수 있다.
도 6은, 스캐닝 과정을 설명하기 위한 도면이다. 무선 중계 장치(100)는, 도5에서 같이 간헐송수신을 시작하기 전에, 무선 기지국(200)과 스캐닝을 시작하기 위한 메시지를 교환한다. 구체적으로는, 스캐닝을 요구하는 SCN-REQ를, 무선 중계 장치(100)의 도너 통신부(110D)가 무선 기지국(200)에 송신한다. SCN-REQ는, 스캐닝을 시작하는 타이밍을 나타내는 정보와, 스캐닝을 실행하는 기간을 나타내는 정보와, 기간 내에서 스캐닝을 실행하는 시간 간격을 나타내는 정보를 포함한다.
SCN-REQ를 허가하면, 무선 기지국(200)은, 허가를 나타내는 응답 SCN-RSP(허가)를 무선 중계 장치(100)에 송신한다. 이러한 니고시에이션(negotiation) 동안, 무선 중계 장치(100)의 리모트 통신부(11OR)는, MAP를 이용해서 리모트 송수신을 정지시킨다. 무선 기지국(200)으로부터 SCN-RSP(허가)를 수신하면, 도너 통신부(110D)는 리모트 통신부(110R)에 스캐닝의 시작 타이밍 및 스캐닝 기간 등을 통지하고, 도 5에서와 같이 간헐 송수신이 시작된다. 한편, 스캐닝의 기간 경과 후, 다음 스캐닝를 시작하기 위한 또 다른 니고시에이션이 실행되어, 다음 스캐닝이 시작된다.
(5) 작용·효과
이상 설명한 것 같이, 제어부(130D, 130R)는, 적어도 1개의 통신 프레임 기간 동안 도너 송수신을 실행시키고 리모트 송수신을 정지시키는 제1 제어를 실행한다. 따라서, 통신 프레임 기간 동안, 도너 송수신부(120D)로부터 방사된 전파가 리모트 송수신부(120R)에 간섭을 주는 것을 방지할 수 있다.
유사하게, 제어부(130D, 130R)는, 적어도 1개의 통신 프레임 기간 동안 도너 송수신을 정지시키는 동시에 리모트 송수신을 동작시키는 제2 제어를 실행한다. 따라서, 통신 프레임 기간동안, 리모트 송수신부(120R)로부터 방사된 전파가 도너 송수신부(120D)에 간섭을 주는 것을 방지할 수 있다.
또, 제어부(130D, 130R)는, 제1 제어와 제2 제어를 교대로 실행하는 것에 의해, 간섭을 회피하면서, 보다 확실하게 데이터 중계를 계속할 수 있다.
또한, 제어부(130D, 130R)가, 도너 송수신 및 리모트 송수신의 각각을 실행시킬지 정지시킬지를 제어하는 것만이 요구되므로, 통신 주파수를 변경하는 것을 필요로 하지 않고, 또한 무선 중계 장치(100)의 크기 및 비용의 증대를 억제할 수 있다.
본 실시예에서는, 제어부(130R)의 타이밍 시프트부(131)는, 리모트 송수신부(120R)가 프리앰블을 무선 단말(300)에 송신하는 타이밍을, 시간축 상에서, 통신 프레임 기간의 시작 타이밍(tO) 앞에 시프트시킨다.
이것에 의해, 특정 통신 프레임 기간 동안 제1 제어에 의해 리모트 송수신을 정지시키는 경우라도, 리모트 송수신을 정지시키기 전에 프리앰블을 무선 단말(300)에 송신할 수 있다. 그러므로, 무선 중계 장치(100)와 무선 단말(300) 사이의 스텝아웃(step-out)을 방지할 수 있다. 따라서, 무선 중계 장치(100)와 무선 단말(300) 사이의 동기를 유지하면서, 간섭을 방지할 수 있다.
본 실시예에서, 제어부(130D, 130R)는, WiMAX에서 규정되는 MAP를 이용해서 리모트 송수신을 정지시켜, WiMAX에서 규정되는 스캐닝을 이용해서 도너 송수신을 정지시킨다. 그래서, WiMAX에서의 기존의 프레임 내에서 간헐송수신을 실현한다.
(6)기타의 실시예
상기한 바와 같이, 본 발명의 상세한 내용을 본 발명의 실시예를 사용하여 기재했다. 그러나, 이 공개의 일부를 구성하는 설명 및 도면이 이 발명을 한정하는 것이라고 이해해서는 안된다. 이 공개로부터 본 기술에서 숙련된 자에 의해, 각종 대체 실시예, 실시예 및 운용 기술이 용이하게 발견된다.
상술한 실시예에서, 무선 중계 장치(100)는 무선 기지국(200)과 무선 단말(300)의 사이에서 데이터 중계를 실행하고 있었다. 그렇지만, 2개의 무선 단말(300)이 TDD방식에 따라서 서로 통신하는 경우에, 무선 중계 장치(100)는, 이들 무선 단말(300) 사이에서 교환되는 데이터를 중계할 수 있다. 또는, 무선 기지국(200)과 무선 단말(300)의 사이에서 복수의 무선 중계 장치(100)가 데이터 중계를 할 경우, 무선 중계 장치(100)는, 다른 무선 중계 장치(100)의 사이에서 교환되는 데이터를 중계할 수 있다.
또한, 상술한 실시예에서, WiMAX(IEEE802.16)에 따른 무선 통신 시스템(1)에 대해서 설명했지만, 본 발명은 WiMAX에 한하지 않고, 무선 통신 시스템이 TDD 방식을 사용하는 것만이 필요하다. 따라서, 본 발명은 예를 들면, 차세대 PHS나 iBurst(등록상표)시스템 등에 대하여도 적용가능하다.
상기 서술된 것같이, 본 발명은, 여기에 기재하지 않은 여러 가지 실시예를 통상적으로 포함한다. 따라서, 본 발명의 기술적인 범위는 이 공개로부터 타당하다고 간주되는 특허청구의 범위의 발명 특정 사항에 의해서만 한정되는 것이다.
또한, 일본국 특허출원 제2008-235926호 (2008년9월16일 출원)의 전체 내용이, 참조에 의해, 본원명세서에 통합되어 있다.
[산업상의 이용 가능성]
이상과 같이 , 본 발명에 따른 무선 중계 장치 및 무선 중계 방법에 의하면, 통신 주파수를 변경하지 않고, 무선 중계 장치에서의 간섭의 영향을 회피하면서 데이터 중계를 계속할 수 있고, 크기 및 비용의 증대를 억제할 수 있다. 그래서, 이동 통신 등의 무선 통신 분야에 본 발명이 유용하다.

Claims (6)

  1. 시간축 상에서 구분된 각각의 통신 시간프레임에, 제1 무선 통신 장치로부터 제2 무선 통신 장치로 데이터를 전송하는 제1 기간과 상기 제2 무선 통신 장치로부터 상기 제1 무선 통신 장치로 데이터를 전송하는 제2 기간이 시분할로 제공되는 무선 통신 시스템에서, 상기 제1 무선 통신 장치 및 상기 제2 무선 통신 장치에 의해 송수신되는 데이터를 중계하는 무선 중계 장치로서,
    상기 제1 기간에 상기 제1 무선 통신 장치로부터 데이터를 수신하고, 상기 제2 기간에 상기 제1 무선 통신 장치에 데이터를 송신하는 제1 송수신을 행하는 제1 송수신부;
    상기 제1 기간에 상기 제2 무선 통신 장치에 데이터를 송신하고, 상기 제2 기간에 상기 제2 무선 통신 장치로부터 데이터를 수신하는 제2 송수신을 행하는 제2 송수신부;및
    상기 제1 송수신 및 상기 제2 송수신을 제어하는 제어부를 구비하고,
    상기 제어부는, 적어도 1개의 통신 시간 프레임 동안 상기 제1 송수신을 실행시키고 상기 제2 송수신을 정지시키는 제1 제어와, 적어도 1개의 통신 시간 프레임 동안 상기 제1 송수신을 정지시키고 상기 제2 송수신을 실행시키는 제2 제어를 행하는 무선 중계 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 제1 제어와 상기 제2 제어를 교대로 행하는, 무선 중계 장치.
  3. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    상기 제2 송수신부는, 상기 무선 중계 장치와 상기 제2 무선 통신 장치 사이의 동기의 설정 및 유지에 사용되는 동기 정보를 상기 제2 무선 통신 장치에 송신하고,
    상기 제어부는, 상기 제2 송수신부가 상기 동기 정보를 상기 제2 무선 통신 장치에 송신하는 타이밍을, 시간 축 상에서, 상기 통신 시간 프레임의 시작 타이밍 앞의 포인트에 시프트시키는, 무선 중계 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    직교 주파수 분할 다중에 따른 무선 통신이 상기 무선 통신 시스템에서 실행되는, 무선 중계 장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 무선 통신 장치는 무선 기지국이며, 상기 제2 무선 통신 장치는 무선 단말인, 무선 중계 장치.
  6. 시간축 상에서 구분된 각각의 통신 시간프레임에, 제1 무선 통신 장치로부터 제2 무선 통신 장치로 데이터를 전송하는 제1 기간과 상기 제2 무선 통신 장치로부터 상기 제1 무선 통신 장치로 데이터를 전송하는 제2 기간이 시분할로 제공되는 무선 통신 시스템에서, 상기 제1 무선 통신 장치 및 상기 제2 무선 통신 장치에 의해 송수신되는 데이터를 중계하는 무선 중계 장치에 있어서 사용되는 무선 중계 방법으로서,
    상기 제1 기간에 상기 제1 무선 통신 장치로부터 데이터를 수신하고 상기 제2 기간에 상기 제1 무선 통신 장치에 데이터를 송신하는 제1 송수신과, 상기 제1 기간에 상기 제2 무선 통신 장치에 데이터를 송신하고 상기 제2 기간에 상기 제2 무선 통신 장치로부터 데이터를 수신하는 제2 송수신을 제어하는 단계를 구비하고,
    상기 제어하는 단계에서, 적어도 1개의 통신 시간 프레임 동안 상기 제1 송수신을 실행시키고 상기 제2 송수신을 정지시키는 제1 제어가 행해지고, 적어도 1개의 통신 시간 프레임 동안 상기 제1 송수신을 정지시키고 상기 제2 송수신을 실행시키는 제2 제어가 행해지는, 무선 중계 방법.
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