KR101636581B1 - 중계국의 신호 송수신 방법 및 장치 - Google Patents

중계국의 신호 송수신 방법 및 장치 Download PDF

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중계국을 포함하는 무선통신 시스템에서 중계국의 신호 송수신 방법은 기지국으로부터 중계국 프레임에 대한 프레임 설정정보를 수신하는 단계; 상기 프레임 설정정보에 따라 중계국 프레임에서 상기 중계국에 연결된 중계국단말에게 신호를 전송하는 DL(downlink) 액세스 존(zone) 및 상기 기지국으로부터 신호를 수신하는 DL 중계국 존을 설정하는 단계; 상기 DL 액세스 존에서 상기 DL 중계국 존으로의 동작 스위칭에 필요한 시간 및 상기 기지국으로부터 신호를 수신하는데 걸리는 전달 지연 시간을 비교하는 단계; 상기 비교 결과에 따라 상기 DL 액세스 존 또는 상기 DL 중계국 존의 일부 심벌을 전환 시간으로 설정하는 단계; 상기 DL 액세스 존에서 상기 중계국 단말에게 신호를 전송하는 단계; 및 상기 DL 중계국 존에서 상기 기지국으로부터 신호를 수신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

중계국의 신호 송수신 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR TRANSMITTING ANS RECEIVING SIGNAL IN RELAY STATION}
본 발명은 무선통신에 관한 것으로 보다 상세하게는 중계국의 신호 송수신 방법 및 장치에 관한 것이다.
IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.16e 규격은 2007년 ITU(International Telecommunication Union) 산하의 ITU-R(ITU-Radiocommunication Sector)에서 IMT(International Mobile Telecommunication)-2000을 위한 여섯 번째 규격으로 'WMAN-OFDMA TDD'라는 이름으로 채택된 바 있다. ITU-R은 IMT-2000 이후의 차세대 4G 이동통신 규격으로 IMT-Advanced 시스템을 준비하고 있다. IEEE 802.16 WG(Working Group)은 2006년 말 IMT-Advanced 시스템을 위한 규격으로 기존 IEEE 802.16e의 수정(amendment) 규격을 작성하는 것을 목표로 IEEE 802.16m 프로젝트의 추진을 결정하였다. 상기 목표에서 알 수 있듯이, IEEE 802.16m 규격은 IEEE 802.16e 규격의 수정이라는 과거의 연속성과 차세대 IMT-Advanced 시스템을 위한 규격이라는 미래의 연속성인 두 가지 측면을 내포하고 있다. 따라서, IEEE 802.16m 규격은 IEEE 802.16e 규격에 기반한 Mobile WiMAX 시스템과의 호환성(compatibility)을 유지하면서 IMT-Advanced 시스템을 위한 진보된 요구사항을 모두 만족시킬 것을 요구하고 있다.
광대역 무선 통신 시스템의 경우 한정된 무선 자원의 효율성을 극대화하기 위하여 효과적인 송수신 기법 및 활용 방안들이 제안되어 왔다. 차세대 무선통신 시스템에서 고려되고 있는 시스템 중 하나가 낮은 복잡도로 심벌간 간섭(ISI; Inter-Symbol Interference) 효과를 감쇄시킬 수 있는 직교 주파수 분할 다중(OFDM; Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 시스템이다. OFDM은 직렬로 입력되는 데이터 심벌을 N개의 병렬 데이터 심벌로 변환하여 각각 분리된 N개의 부반송파(subcarrier)에 실어 전송한다. 부반송파는 주파수 차원에서 직교성을 유지하도록 한다. 각각의 직교 채널은 상호 독립적인 주파수 선택적 페이딩(frequency selective fading)을 경험하게 되고, 이에 따라 수신단에서의 복잡도가 감소하고 전송되는 심벌의 간격이 길어져 심벌간 간섭이 최소화될 수 있다.
직교 주파수 분할 다중 접속(OFDMA; Orthogonal Frequency Division Multiple Access)은 OFDM을 변조 방식으로 사용하는 시스템에 있어서 이용 가능한 부반송파의 일부를 각 사용자에게 독립적으로 제공하여 다중 접속을 실현하는 다중 접속 방법을 말한다. OFDMA는 부반송파라는 주파수 자원을 각 사용자에게 제공하며, 각각의 주파수 자원은 다수의 사용자에게 독립적으로 제공되어 서로 중첩되지 않는 것이 일반적이다. 결국 주파수 자원은 사용자마다 상호 배타적으로 할당된다. OFDMA 시스템에서 주파수 선택적 스케줄링(frequency selective scheduling)을 통하여 다중 사용자에 대한 주파수 다이버시티(frequency diversity)를 얻을 수 있으며, 부반송파에 대한 순열(permutation) 방식에 따라 부반송파를 다양한 형태로 할당할 수 있다. 그리고 다중 안테나(multiple antenna)를 이용한 공간 다중화 기법으로 공간 영역의 효율성을 높일 수 있다.
한편, 최근에 중계국(RS; Relay Station)을 포함한 무선통신 시스템이 개발되고 있다. 중계국은 셀 커버리지를 확장시키고 전송 성능을 향상시키는 역할을 한다. 기지국이 기지국의 커버리지 경계에 위치한 단말을 중계국을 통해 서비스함으로써 셀 커버리지를 확장시키는 효과를 얻을 수 있다. 또한, 중계국이 기지국과 단말 사이에서 신호의 전송 신뢰성을 향상시킴으로써 전송 용량을 증가시킬 수 있다. 단말이 기지국의 커버리지 내에 있다 하더라도 음영 지역에 위치한 경우에 중계국을 이용할 수도 있다.
중계국의 형태는 크게 두 가지의 형태로 구분할 수 있다. 첫 번째는 중계 과정에 필요한 모든 정보를 기지국이 결정하고 중계국은 기지국으로부터 전송된 데이터를 하위 중계국 또는 단말로 단순히 중계만 하는 투명 중계국(transparent RS)이다. 투명 중계국은 상위(superordinate) 또는 하위(subordinate)의 스테이션과 동일한 반송파 주파수를 사용한다. 두 번째는 중계 과정에 필요한 자원 할당(resource allocation), MCS(Modulation and Coding Scheme) 수준 결정, 전송 전력 제어(power control) 등을 직접 수행하며 데이터를 중계하는 중계국으로, 이를 비투명 중계국(non-transparent) 이라 한다. 비투명 중계국은 상위 또는 하위의 스테이션과 동일한 반송파 주파수를 사용할 수도 있고 다른 반송파 주파수를 사용할 수도 있다.
중앙 집중형(centralized) 스케줄링 모드는 중계국 및 중계국 단말의 주파수 대역 할당을 기지국이 결정하는 모드이다. 분산형(distributed) 스케줄링 모드는 중계국이 기지국과 협조하여 중계국 단말에게 주파수 대역 할당을 결정하는 모드이다. 투명 기지국은 중앙 집중형 스케줄링 모드로만 동작할 수 있고, 비투명 기지국은 중앙 집중형 또는 분산형 스케줄링 모드로 동작할 수 있다.
중계국에서 사용하는 중계 방식으로 AF(Amplify and Forward) 및 DF(Decode and Forward)을 사용할 수 있다. AF 방식에서 중계국은 기지국으로부터 전송된 데이터를 증폭시켜 단말로 전달하는 방식이다. DF 방식에서 중계국은 기지국으로부터 전송된 데이터를 디코딩하여 목적국을 확인하고, 디코딩된 데이터를 다시 인코딩하여 목적국인 하위 중계국 또는 단말로 데이터를 중계한다.
이러한 중계국을 포함하는 무선통신 시스템에서는 종래와 다른 새로운 프레임구조가 요구된다. 중계국은 기지국으로 신호를 전송하는 경우 사용하는 주파수 대역과 중계국 단말로부터 신호를 수신하는 주파수 대역이 동일할 수 있다. 또는 중계국은 기지국으로부터 신호를 수신하는 경우 사용하는 주파수 대역과 중계국 단말로 신호를 전송하는 주파수 대역이 동일할 수 있다. 중계국은 자기 간섭(self interference)으로 인해 동일 주파수 대역에서 신호의 전송 및 수신을 동시에 수행하는 것은 어렵다. 따라서, 신호의 전송 및 수신 간에 동작모드를 스위칭하기 위한 시간이 필요하다. 일반적으로 동작모드 스위칭 시간에서는 중계국이 신호를 전송하거나 수신할 수 없는 것으로 가정한다.
동작모드 스위칭 시간과 함께 고려해야 하는 것으로 전달 지연 시간이 있다. 전달 지연 시간은 2개의 통신 스테이션 간에 무선 신호를 전송/수신하는 경우 걸리는 물리적인 전달시간으로 볼 수 있다. 즉, 중계국을 포함하는 무선통신 시스템에서 중계국은 동작모드 스위칭 시간, 전달 지연 시간 등을 고려한 타이밍 관계에 따라 기지국 및 단말과 통신을 하여야 한다.
중계국을 포함하는 무선통신 시스템에서 중계국의 신호 송수신 방법 및 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 중계국을 포함하는 무선통신 시스템에서 중계국의 신호 송수신 방법은 기지국으로부터 중계국 프레임에 대한 프레임 설정정보를 수신하는 단계; 상기 프레임 설정정보에 따라 중계국 프레임에서 상기 중계국에 연결된 중계국단말에게 신호를 전송하는 DL(downlink) 액세스 존(zone) 및 상기 기지국으로부터 신호를 수신하는 DL 중계국 존을 설정하는 단계; 상기 DL 액세스 존에서 상기 DL 중계국 존으로의 동작 스위칭에 필요한 시간 및 상기 기지국으로부터 신호를 수신하는데 걸리는 전달 지연 시간을 비교하는 단계; 상기 비교 결과에 따라 상기 DL 액세스 존 또는 상기 DL 중계국 존의 일부 심벌을 전환 시간으로 설정하는 단계; 상기 DL 액세스 존에서 상기 중계국 단말에게 신호를 전송하는 단계; 및 상기 DL 중계국 존에서 상기 기지국으로부터 신호를 수신하는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 중계국을 포함하는 무선통신 시스템에서 중계국의 신호 송수신 방법은 기지국으로부터 중계국 프레임에 대한 프레임 설정정보를 수신하는 단계; 상기 프레임 설정정보에 따라 중계국 프레임에서 상기 중계국에 연결된 중계국단말에게 신호를 수신하는 UL(uplink) 액세스 존(zone) 및 상기 기지국으로 신호를 전송하는 UL 중계국 존을 설정하는 단계; 상기 UL 액세스 존에서 상기 중계국 단말로부터 신호를 수신하는 단계; 및 상기 UL 중계국 존에서 상기 기지국으로 신호를 전송하는 단계를 포함하되, 상기 UL 액세스 존은 기지국 프레임의 UL 액세스 존과 시간 정렬되어 전송되거나 상기 기지국 프레임의 UL 액세스 존보다 소정의 시간 간격 앞서서 전송되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 중계국을 포함하는 무선통신 시스템에서 중계국의 신호 송수신 방법은 기지국으로부터 중계국 프레임에 대한 프레임 설정정보를 수신하는 단계; 상기 프레임 설정정보에 따라 상기 중계국에 연결된 중계국단말에게 신호를 전송하는 DL(downlink) 액세스 존(zone), 상기 기지국으로부터 신호를 수신하는 DL 중계국 존, 상기 중계국에 연결된 중계국 단말로부터 신호를 수신하는 UL(uplink) 액세스 존, 상기 기지국으로 신호를 전송하는 UL 중계국 존을 포함하는 프레임을 설정하는 단계; 상기 DL 액세스 존 또는 상기 UL 중계국 존에 전환 시간을 설정하는 단계; 상기 DL 액세스 존 또는 상기 UL 중계국 존에서 신호를 전송하는 단계; 및 상기 DL 중계국 존 또는 상기 UL 액세스 존에서 신호를 수신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
중계국은 수신 모드 및 동작 모드 간의 동작 스위칭 시간과 신호의 송수신 시 요구되는 전달 지연 시간을 고려하여 기지국 또는 중계국 단말과 통신을 수행할 수 있다. 기존의 기지국과 매크로 단말 간의 프레임 구조에 큰 변화를 주지 않고도 중계국을 무선통신 시스템에 포함하여 통신을 수행할 수 있다.
도 1은 중계국을 포함하는 무선통신 시스템을 나타낸다.
도 2는 수퍼프레임 구조의 일 예를 나타낸다.
도 3은 TDD 프레임 구조의 일 예를 나타낸다.
도 4는 FDD 프레임 구조의 일 예를 나타낸다.
도 5는 프레임 구조의 일 예를 나타낸다.
도 6은 중계국을 포함하는 무선통신 시스템에서 사용할 수 있는 프레임 구조의 일 예를 나타낸다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 중계국의 신호 송수신 방법을 적용하는 프레임 구조를 개념적으로 나타낸 도면이다.
도 8은 TDD 프레임 구조를 나타낸다.
도 9는 TDD 프레임 구조의 일 예를 나타낸다.
도 10은 FDD 하향링크 프레임 구조를 나타낸다.
도 11은 FDD 상향링크 프레임 구조를 나타낸다.
도 12는 FDD 프레임에 전환 시간을 포함하는 예를 나타낸다.
도 13은 중계국 및 기지국의 구성을 나타낸다.
이하의 기술은 CDMA(Code Division Multiple Access), FDMA(Frequency Division Multiple Access), TDMA(Time Division Multiple Access), OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access), SC-FDMA(Single Carrier Frequency Division Multiple Access) 등과 같은 다양한 무선 통신 시스템에 사용될 수 있다. CDMA는 UTRA(Universal Terrestrial Radio Access)나 CDMA2000과 같은 무선 기술(radio technology)로 구현될 수 있다. TDMA는 GSM(Global System for Mobile communications)/GPRS(General Packet Radio Service)/EDGE(Enhanced Data Rates for GSM Evolution)와 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. OFDMA는 IEEE 802.11(Wi-Fi), IEEE 802.16(WiMAX), IEEE 802-20, E-UTRA(Evolved UTRA) 등과 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. IEEE 802.16m은 IEEE 802.16e의 진화로, IEEE 802.16e에 기반한 시스템과의 하위 호환성(backward compatibility)를 제공한다. UTRA는 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)의 일부이다. 3GPP(3rd Generation Partnership Project) LTE(Long Term Evolution)은 E-UTRA(Evolved-UMTS Terrestrial Radio Access)를 사용하는 E-UMTS(Evolved UMTS)의 일부로써, 하향링크에서 OFDMA를 채용하고 상향링크에서 SC-FDMA를 채용한다. LTE-A(Advanced)는 3GPP LTE의 진화이다.
설명을 명확하게 하기 위해, IEEE 802.16m을 위주로 기술하지만 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.
도 1은 중계국을 포함하는 무선통신 시스템을 나타낸다.
도 1을 참조하면, 중계국을 포함하는 무선통신 시스템(10)은 적어도 하나의 기지국(11; Base Station, BS)을 포함한다. 각 기지국(11)은 일반적으로 셀(cell)이라고 불리는 특정한 지리적 영역 (15)에 대해 통신 서비스를 제공한다. 셀은 다시 다수의 영역으로 나누어 질 수 있는데 각각의 영역은 섹터(sector)라고 칭한다. 하나의 기지국에는 하나 이상의 셀이 존재할 수 있다. 기지국(11)은 일반적으로 단말(13)과 통신하는 고정된 지점(fixed station)을 말하며, eNB(evolved NodeB), BTS(Base Transceiver System), 액세스 포인트(Access Point), AN(Access Network), ABS(advanced BS) 등 다른 용어로 불릴 수 있다. 기지국(11)은 중계국(12)과 단말(14) 간의 연결성(connectivity), 관리(management), 제어 및 자원 할당과 같은 기능을 수행할 수 있다.
중계국(Relay Station, RS, 12)은 기지국(11)과 단말(14) 사이에서 신호를 중계하는 기기를 말하며, RN(Relay Node), 리피터(repeater), 중계기, ARS(advanced RS) 등의 다른 용어로 불릴 수 있다. 중계국에서 사용하는 중계 방식으로 AF(amplify and forward) 및 DF(decode and forward) 등 어떠한 방식을 사용할 수 있으며, 본 발명의 기술적 사상은 이에 제한되지 않는다.
단말(13, 14; Mobile station, MS)은 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, AMS(advanced Mobile Station), UT(User Terminal), SS(Subscriber Station), 무선기기(Wireless Device), PDA(Personal Digital Assistant), 무선 모뎀(Wireless Modem), 휴대기기(Handheld Device), AT(Access Terminal), UE(user equipment) 등 다른 용어로 불릴 수 있다. 이하에서 매크로 단말은 기지국(11)과 직접 통신하는 단말이고, 중계국 단말은 중계국과 통신하는 단말을 칭한다. 기지국(11)의 셀 내에 있는 매크로 단말(13)이라 할지라도, 다이버시티 효과에 따른 전송속도의 향상을 위하여 중계국(12)을 거쳐서 기지국(11)과 통신할 수 있다.
이하에서 하향링크(downlink, DL)는 기지국(11)에서 매크로 단말(13)로의 통신을 의미하며, 상향링크(uplink, UL)는 매크로 단말(13)에서 기지국(11)으로의 통신을 의미한다.
도 2는 수퍼프레임 구조의 일 예를 나타낸다.
슈퍼프레임(SF; Superframe)은 슈퍼프레임 헤더(SFH; Superframe Header)와 4개의 프레임(frame, F0, F1, F2, F3)을 포함한다. 슈퍼프레임 내 각 프레임의 길이는 모두 동일할 수 있다. 각 슈퍼프레임의 크기는 20ms이고, 각 프레임의 크기는 5ms인 것으로 예시하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 슈퍼프레임의 길이, 슈퍼프레임에 포함되는 프레임의 수, 프레임에 포함되는 서브프레임의 수 등은 다양하게 변경될 수 있다. 프레임에 포함되는 서브프레임의 수는 채널 대역폭(channel bandwidth), CP(Cyclic Prepix)의 길이에 따라 다양하게 변경될 수 있다.
슈퍼프레임 헤더는 필수 시스템 파라미터(essential system parameter) 및 시스템 설정 정보(system configuration information)를 나를 수 있다. 슈퍼프레임 헤더는 슈퍼프레임 내 첫 번째 서브프레임 안에 위치할 수 있다. 슈퍼프레임 헤더는 1차 SFH(P-SFH; primary-SFH) 및 2차 SFH(S-SFH; secondary-SFH)로 분류될 수 있다. P-SFH와 S-SFH는 매 슈퍼프레임마다 전송될 수 있다.
하나의 프레임은 다수의 서브프레임(subframe, SF0, SF1, SF2, SF3, SF4, SF5, SF6, SF7)을 포함한다. 각 서브프레임은 상향링크 또는 하향링크 전송을 위하여 사용될 수 있다. 하나의 서브프레임은 시간 영역(time domain)에서 복수의 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 심벌을 포함하고, 주파수 영역(frequency domain)에서 복수의 부반송파(subcarrier)를 포함한다. OFDM 심벌은 하나의 심벌 구간(symbol period)을 표현하기 위한 것으로, 다중 접속 방식에 따라 OFDMA 심벌, SC-FDMA 심벌 등 다른 명칭으로 불릴 수 있다. 서브프레임은 5, 6, 7 또는 9개의 OFDM 심벌로 구성될 수 있으나, 이는 예시에 불과하며 서브프레임에 포함되는 OFDM 심벌의 수는 제한되지 않는다. 서브프레임에 포함되는 OFDM 심벌의 수는 채널 대역폭, CP의 길이에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 서브프레임이 포함하는 OFDM 심벌의 수에 따라 서브프레임의 타입(type)이 정의될 수 있다. 예를 들어, 타입-1 서브프레임은 6 OFDM 심벌, 타입-2 서브프레임은 7 OFDM 심벌, 타입-3 서브프레임은 5 OFDM 심벌, 타입-4 서브프레임은 9 OFDM 심벌을 포함하는 것으로 정의될 수 있다. 하나의 프레임은 모두 동일한 타입의 서브프레임을 포함할 수 있다. 또는 하나의 프레임은 서로 다른 타입의 서브프레임을 포함할 수 있다. 즉, 하나의 프레임 내 각 서브프레임마다 포함하는 OFDM 심벌의 개수는 모두 동일하거나, 각각 다를 수 있다. 또는, 하나의 프레임 내 적어도 하나의 서브프레임의 OFDM 심벌의 개수는 상기 프레임 내 나머지 서브프레임의 OFDM 심벌의 개수와 다를 수 있다.
프레임에는 TDD(Time Division Duplex) 방식 또는 FDD(Frequency Division Duplex) 방식이 적용될 수 있다. TDD 방식에서, 각 서브프레임이 동일한 주파수에서 서로 다른 시간에 상향링크 전송 또는 하향링크 전송을 위해 사용된다. 즉, TDD 방식의 TDD 프레임 내의 서브프레임들은 시간 영역에서 상향링크 서브프레임과 하향링크 서브프레임으로 구분된다. FDD 방식의 FDD 프레임에서 각 서브프레임은 동일한 시간의 서로 다른 주파수에서 상향링크 전송 또는 하향링크 전송을 위해 사용된다. 즉, FDD 프레임 내의 서브프레임들은 주파수 영역에서 상향링크 서브프레임과 하향링크 서브프레임으로 구분된다. 상향링크 전송과 하향링크 전송은 서로 다른 주파수 대역을 차지하고, 동시에 이루어질 수 있다.
하나의 OFDM 심벌은 복수의 부반송파를 포함하고, FFT 크기에 따라 부반송파의 개수가 결정된다. 몇 가지 유형의 부반송파가 있다. 부반송파의 유형은 데이터 전송을 위한 데이터 부반송파, 다양한 측정(estimation)을 위한 파일롯 부반송파, 가드 밴드(guard band) 및 DC 캐리어를 위한 널 캐리어로 나뉠 수 있다. OFDM 심벌을 특징짓는 파라미터는 BW, Nused, n, G 등이다. BW는 명목상의 채널 대역폭(nominal channel bandwidth)이다. Nused는 (DC 부반송파를 포함하는) 사용되는 부반송파의 개수이다. n은 샘플링 인자이다. 이 파라미터는 BW 및 Nused와 결합하여 부반송파 스페이싱(spacing) 및 유효 심벌 시간(useful symbol time)을 결정한다. G는 CP 시간과 유효 시간(useful time)의 비율이다.
아래 표 1은 OFDMA 파라미터를 나타낸다.
Channel bandwidth, BW(MHz) 5 7 8.75 10 20
Sampling factor, n 28/25 8/7 8/7 28/25 28/25
Sampling frequency, Fs(MHz) 5.6 8 10 11.2 22.4
FFT size, NFFT 512 1024 1024 1024 2048
Subcarrier spacing, Δf(kHz) 10.94 7.81 9.77 10.94 10.94
Useful symbol time, Tb(μs) 91.4 128 102.4 91.4 91.4
G=1/8 Symbol time, Ts(μs) 102.857 144 115.2 102.857 102.857
FDD Number of
ODFMA symbols
per 5ms frame		 48 34 43 48 48
Idle time(μs) 62.857 104 46.40 62.857 62.857
TDD Number of
ODFMA symbols
per 5ms frame		 47 33 42 47 47
TTG+RTG(μs) 165.714 248 161.6 165.714 165.714
G=1/16 Symbol time, Ts(μs) 97.143 136 108.8 97.143 97.143
FDD Number of
ODFMA symbols
per 5ms frame		 51 36 45 51 51
Idle time(μs) 45.71 104 104 45.71 45.71
TDD Number of
ODFMA symbols
per 5ms frame		 50 35 44 50 50
TTG+RTG(μs) 142.853 240 212.8 142.853 142.853
G=1/4 Symbol time, Ts(μs) 114.286 160 128 114.286 114.286
FDD Number of
ODFMA symbols
per 5ms frame		 43 31 39 43 43
Idle time(μs) 85.694 40 8 85.694 85.694
TDD Number of
ODFMA symbols
per 5ms frame		 42 30 38 42 42
TTG+RTG(μs) 199.98 200 136 199.98 199.98
Number of Guard subcarriers Left 40 80 80 80 160
Right 39 79 79 79 159
Number of used subcarriers 433 865 865 865 1729
Number of PRU in type-1 subframe 24 48 48 48 96
표 1에서, NFFT는 Nused보다 큰 수 중에서 가장 작은 2n 가운데 가장 작은 파워(Smallest power of two greater than Nused)이고, 샘플링 인자 Fs=floor(n·BW/8000)×8000이며, 부반송파 스페이싱 Δf=Fs/NFFT이고, 유효 심벌 시간 Tb=1/Δf이며, CP 시간 Tg=G·Tb이고, OFDMA 심벌 시간 Ts=Tb+Tg이며, 샘플링 시간은 Tb/NFFT이다.
도 3은 TDD 프레임 구조의 일 예를 나타낸다. 이는 G=1/8인 경우를 나타낸다. 20 ms 길이의 슈퍼프레임은 5 ms 길이의 4개의 프레임(F0, F1, F2, F3)으로 구성된다. 하나의 프레임은 8개의 서브프레임(SF0, SF1, SF2, SF3, SF4, SF5, SF6, SF7)으로 구성되며, 하향링크 서브프레임과 상향링크 서브프레임의 비율은 5:3이다. 도 3의 TDD 프레임 구조는 대역폭이 5 Mhz, 10 Mhz 또는 20 Mhz인 경우에 적용할 수 있다. 마지막 하향링크 서브프레임인 SF4는 5개의 OFDM 심벌을 포함하며, 나머지 서브프레임들은 6개의 서브프레임을 포함한다.
도 4는 FDD 프레임 구조의 일 예를 나타낸다. 이는 G=1/8인 경우를 나타낸다. 20 ms 길이의 슈퍼프레임은 5 ms 길이의 4개의 프레임(F0, F1, F2, F3)으로 구성된다. 하나의 프레임은 8개의 서브프레임(SF0, SF1, SF2, SF3, SF4, SF5, SF6, SF7)으로 구성되며, 모든 서브프레임은 하향링크 영역과 상향링크 영역을 포함한다. 도 4의 FDD 프레임 구조는 대역폭이 5 Mhz, 10 Mhz 또는 20 Mhz인 경우에 적용할 수 있다.
도 5는 프레임 구조의 일 예를 나타낸다. 이는 G=1/16인 경우를 나타낸다. 도 5의 프레임 구조는 FDD 및 TDD 시스템에 모두 적용될 수 있다. 8개의 서브프레임(SF0, SF1, SF2, SF3, SF4, SF5, SF6, SF7)이 존재하며, 하향링크 서브프레임과 상향링크 서브프레임의 비율은 5:3이다. 도 5의 프레임 구조는 대역폭이 5 Mhz, 10 Mhz 또는 20 Mhz인 경우에 적용할 수 있다. 각 서브프레임은 6개 또는 7개의 OFDM 심벌을 포함할 수 있다.
도 6은 중계국을 포함하는 무선통신 시스템에서 사용할 수 있는 프레임 구조의 일 예를 나타낸다.
중계국을 포함하는 무선통신 시스템에서 중계국은 기지국과 동일한 OFDMA 파라미터(표 1 참조)를 사용할 수 있다. 또한 도 6에 도시한 바와 같이 기지국의 수퍼프레임 구조와 중계국의 수퍼프레임 구조는 동일할 수 있다. 기지국의 수퍼프레임과 중계국의 수퍼프레임은 시간 정렬(time align)될 수 있으며, 동일한 수의 프레임 및 서브프레임을 포함할 수 있다. 중계국의 모든 수퍼프레임은 수퍼프레임 헤더를 포함하며 중계국에 의해 전송되는 수퍼프레임 헤더는 기지국에 의해 전송되는 수퍼프레임 헤더와 동일한 시간적 위치 및 포맷을 가질 수 있다. 또한, 중계국에 의해 전송되는 프리앰블(예컨대, SA-프리앰블, PA-프리앰블 등)은 기지국에 의해 전송되는 프리앰블과 동기화되어 전송될 수 있다.
중계국은 자신의 하향링크 제어 정보(예를 들면 프리앰블이나 수퍼프레임 헤더(SFH) 등)를 전송하여야 하기 때문에 하향링크에서 중계국 단말에게 신호를 전송할 수 있는 무선자원 영역이 필요하다. 그리고, 중계국은 중계국 단말로부터 신호를 수신한 후 디코딩하여 기지국으로 재전송하기 때문에 상향링크에서 신호를 전송할 수 있는 무선자원 영역이 필요하다. 또한 중계국은 동일한 주파수 대역에서 중계국 단말로 신호를 전송하거나 기지국으로부터 신호를 수신한다. 또는 동일한 주파수 대역에서 중계국 단말로부터 신호를 수신하거나 기지국으로 신호를 전송한다. 따라서, 중계국은 신호의 송/수신 동작 스위칭 시 동작 안정화를 위한 동작 스위칭 시간이 필요하다. 일반적으로 중계국은 동작 스위칭 시간에서 신호를 수신하거나 전송하지 못하는 것으로 가정한다.
또한, 중계국은 기지국 또는 중계국 단말이 전송한 신호를 전달 지연 시간후에 수신한다. 마찬가지로 중계국이 전송한 신호는 전달 지연 시간 후에 기지국 또는 중계국 단말이 수신하게 된다.
즉, 중계국에 적용하는 프레임은 동작 스위칭 시간 및 전달 지연 시간을 고려하여야 한다. 후술할 프레임 구조 및 이에 따른 프레임 전송 방법은 비투명 중계국 중에서 2 홉(hop) 중계국(기지국-중계국-단말 구조에서의 중계국) 또는 3 홉(hop) 중계국(기지국-중계국 1-중계국 2-단말 구조에서 중계국 1, 중계국 2)에도 적용이 가능하며, 투명 중계국에도 적용될 수 있다. 또한, 분산형 스케줄링뿐 아니라 중앙 집중형 스케줄링에도 적용될 수 있다.
먼저, 발명을 명확하게 하기 위해 용어를 정의한다.
이하의 도면 및 설명에서 ABS는 기지국을 의미하고, ARS는 중계국을 의미하며, AMS는 단말을 의미한다.
RTD(Round Trip Delay)는 2개의 통신 스테이션 간의 왕복 지연 시간을 의미한다. 예를 들어 중계국과 상기 중계국의 상위 스테이션인 기지국 간의 통신에서 중계국이 전송한 신호를 기지국이 수신하는데 걸리는 시간 및 기지국이 전송한 신호를 중계국이 수신하는데 걸리는 시간의 합일 수 있다. 중계국 입장에서 RTD는 기지국과의 통신에서 왕복 지연 시간, 중계국 단말과의 통신에서 왕복 지연 시간이 있을 수 있다. RTD는 중계국의 경우 ARSRTD로 표시하고, 기지국의 경우 ABSRTD로 표시하며, 단말의 경우 AMSRTD로 표시한다. 따라서, 1/2 RTD는 일방의 스테이션에서 타방의 스테이션까지의 전달 지연 시간을 의미할 수 있다.
TTG(Transmit/receive Transition Gap)는 프레임 내에서 신호를 전송하다가 수신하는 경우, 신호의 전송 시점과 신호의 수신 시점 간 요구되는 시간 간격의 최소값을 의미한다. ARSTTG는 중계국 프레임에서의 TTG를 나타내고, ABSTTG는 기지국 프레임에서의 TTG를 나타낸다(이하의 도면에서 ABSTTG를 단순히 TTG로 표시하기도 한다). 예를 들어, ARSTTG는 중계국의 안테나 포트에서 전송 버스트(burst)의 마지막 샘플 시간으로부터 수신 버스트의 최초 샘플 시간까지의 시간 간격으로 측정될 수 있다. ABSTTG는 1 심벌보다 긴 시간일 수 있다.
RTG(Receive/transmit Transition Gap)은 프레임 내에서 신호를 수신하다가 전송하는 경우, 신호의 수신 시점과 신호의 전송 시점 간 요구되는 시간 간격의 최소값을 의미한다. ARSRTG는 중계국 프레임에서의 RTG를 나타내고, ABSRTG는 기지국 프레임에서의 RTG를 나타낸다(이하의 도면에서 ABSRTG를 단순히 RTG로 표시하기도 한다). 예를 들어, ARSRTG는 중계국의 안테나 포트에서 수신 버스트의 마지막 샘플 시간으로부터 전송 버스트의 최초 샘플 시간까지의 시간 간격으로 측정될 수 있다.
유휴 시간(Idle Time)은 심벌 간 간섭을 방지하기 위한 시간으로 TTG 또는 RTG에 포함될 수도 있고, 별도의 시간으로 주어질 수도 있다. 기지국 프레임이 FDD 프레임인 경우, 기지국 프레임 사이에는 유휴 상태의 시간 구간이 포함된다. 이러한 유휴 시간을 IdleTime이라 표시한다. 중계국 프레임이 FDD 프레임인 경우, 중계국 프레임 사이에는 유휴 상태의 시간 구간이 포함된다. 이러한 유휴 시간을 R_IdleTime이라 표시한다. 중계국의 FDD DL 프레임에서 R_IdleTime은 IdleTime과 동일할 수 있다. 중계국의 FDD UL 프레임에서 R_IdleTime은 IdleTime과 동일하거나 작을 수 있다.
다음 표는 대역폭과 CP 길이에 따른 심벌의 길이, TTG/RTG, 유휴 시간(Idle Time)에 관한 일 예이다.
BW 5/10/20MHz 7MHz 8.75MHz
1/8 CP OFDM symbol time 102.857us 144us 115.2us
TTG/RTG in TDD mode 105.714/60us 180/60us 138.4/74.4us
Idle Time in FDD mode 62.857us 104us 46.4us
1/16 CP OFDM symbol time 97.143us 136us 108.8us
TTG/RTG in TDD mode 82.853/60us 188/60us 87.2/74us
Idle Time in FDD mode 45.71us 104us 104us
1/4 CP OFDM symbol time 114.286us 160us 128us
TTG/RTG in TDD mode 139.988/60us 140/60us TBD
Idle Time in FDD mode 85.694us 40us 8us
기지국의 셀 커버리지가 5Km인 경우 RTD는 33.3us, RTD/2는 16.7us, ARSTTG 또는 ARSRTG는 50us일 수 있다.
중계국을 포함하는 무선통신 시스템에서 기지국 프레임은 액세스 존과 중계국 존으로 분할될 수 있다. 기지국 프레임 내에서 액세스 존은 중계국 존에 앞서 위치한다. 액세스 존 기간(duration) 및 중계국 존 기간은 상향링크와 하향링크에서 서로 다를 수 있다. 액세스 존 및 중계국 존의 존 설정은 기지국이 중계국에게 알려줄 수 있다.
기지국 프레임은 DL 액세스 존과 DL 전송 존을 포함할 수 있다. DL 액세스 존(DL access zone)은 기지국이 매크로 단말에게 신호를 전송하는 무선자원 영역을 칭한다. DL 전송 존(DL transmit zone)은 기지국이 중계국 및/또는 매크로 단말에게 신호를 전송하는 무선자원 영역을 칭한다. 또한, 기지국 프레임은 UL 액세스 존과 UL 수신 존을 포함할 수 있다. UL 액세스 존(UL access zone)은 기지국이 매크로 단말로부터 신호를 수신하는 무선자원 영역을 칭한다. UL 수신 존(UL receive zone)은 기지국이 매크로 단말 및/또는 중계국으로부터 신호를 수신하는 무선자원 영역을 칭한다.
중계국 프레임은 DL 액세스 존, DL 수신 존, UL 액세스 존, UL 전송 존을 포함할 수 있다. DL 액세스 존은 중계국이 중계국 단말에게 신호를 전송하는 무선자원 영역을 칭한다. DL 수신 존은 중계국이 기지국으로부터 신호를 수신하는 무선자원 영역을 칭한다. UL 액세스 존은 중계국이 중계국 단말로부터 신호를 수신하는 무선자원 영역, UL 전송 존은 중계국이 기지국으로 신호를 전송하는 무선자원 영역을 칭한다.
이하의 도면에서 DL 수신 존 또는 DL 전송 존은 DL 중계기 존(DL relay zone)이라 표시하기도 한다. UL 전송 존 또는 UL 수신 존은 UL 중계기 존(UL relay zone)이라 표시하기도 한다. DL 중계국 존 및 UL 중계국 존의 위치는 기지국 또는 중계국에 의해 단말에게 지시될 수 있다. 중계국은 긴 TTI 할당(long TTI allocation)을 하향링크 또는 상향링크에서 액세스 존 또는 중계국 존 전체에 걸쳐 지속할 수 있다.
이제 상술한 용어를 이용하여 중계국의 신호 송수신 방법을 설명한다.
중계국은 기지국으로부터 중계국 프레임에 대한 프레임 설정정보를 수신하고, 프레임 설정정보에 따라 중계국 프레임을 설정한다. 프레임 설정정보는 중계국 프레임에 있어 중계국 단말과 통신하는 무선자원 영역, 기지국과 통신하는 무선자원 영역을 나타내는 정보를 포함할 수 있다. 또한 프레임 설정정보는 프레임의 종류,OFDMA 파라미터에 관한 정보를 포함할 수 있다. 기지국은 프레임 설정정보를 하향링크 제어 정보에 포함하여 전송할 수 있다. 예컨대, 프레임 설정정보는 수퍼프레임 헤더에 포함되어 브로드캐스트되거나 멀티캐스트될 수 있다. 이러한 경우, 프레임 설정정보는 복수의 프레임에 대하여 적용될 수 있다. 프레임 설정정보에 따라 설정되는 중계국 프레임을 이용한 중계국의 신호 송수신 방법에 대해서는 상세히 후술한다. 중계국은 설정된 중계국 프레임 구조에 따라 중계국 단말 또는 기지국으로 신호를 전송하거나 수신한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 중계국의 신호 송수신 방법을 적용하는 프레임 구조를 개념적으로 나타낸 도면이다.
기지국과 중계국이 기지국 프레임과 중계국 프레임 간에 시간 정렬(time-align)하여 신호를 전송하는 경우를 가정해보자. 이러한 경우의 중계국 프레임 구조를 시간 정렬 프레임이라 칭한다. 또한 편의상 ARSRTD와 AMSRTD가 동일하다고 가정한다.
기지국은 DL 액세스 존에서 매크로 단말에게 신호를 전송하고, 중계국은 DL 액세스 존에서 중계국 단말에게 신호를 전송한다. 매크로 단말과 중계국 단말이 신호를 수신하는데 걸리는 전달 지연 시간은 편의상 동일하다고 가정한다. 그러면, 매크로 단말과 중계국 단말은 1/2 AMSRTD(advanced mobile station round trip delay) 이후에 신호를 수신한다.
중계국은 중계국 프레임의 DL 액세스 존에서 중계국 단말에게 신호를 전송한 후, DL 수신 존(중계국 프레임의 DL 중계국 존)에서 기지국으로부터 신호를 수신하게 된다. 이 때, 중계국은 기지국 프레임의 DL 중계국 존에서 전송된 신호를 1/2 ARSRTD(advanced relay station round trip delay) 후에 중계국 프레임의 DL 중계국 존에서 수신하게 된다. 중계국은 전송 모드(DL액세스 존)에서 수신 모드(DL 중계국 존)로 동작 모드 스위칭이 일어나고, 동작 모드 스위칭을 위해 중계국은 ARSTTG만큼의 시간이 필요하다.
만약, 1/2 ARSRTD가 ARSTTG보다 크거나 같다면 중계국은 기지국이 전송한 신호를 수신하는데 문제가 발생하지 않는다. 반면, 1/2 ARSRTD가 ARSTTG보다 작다면 중계국은 기지국이 전송한 신호를 수신하는데 문제가 발생할 수 있다. 즉, 동작모드 스위칭 과정에서 기지국이 전송한 신호를 수신해야 하는 경우가 발생할 수 있기 때문이다. 따라서, 이러한 경우에는 예컨대, 중계국 프레임 DL 중계국 존의 첫번째 심벌의 전부 또는 일부에 대해 전환 시간으로 설정하고 신호를 수신하지 않을 수 있다. 이러한 경우, 전환 시간을 R-TTI(Relay Transmit to receive Transition Interval)라 칭할 수 있다. 중계국이 중계국 단말로 신호를 전송하다가 기지국으로부터 신호를 수신하는 동작으로 인해 필요한 시간이라는 의미를 나타나기 위해서 R-TTI라는 용어를 사용한다. 전환 시간을 도 7에서 (c)(710)로 표시하고 있다. 전환 시간으로 표시된 영역은 시간 영역에서 max(1/2 ARSRTD, ARSTTG)-1/2ARSRTD로 표시할 수 있으며, 0에서 최대 1 심벌만큼의 시간이 될 수 있다. 즉, R-TTI는 필요할 수도 있고 필요하지 않을 수도 있다.
도 7에서는 도시하지 않았지만, 전환 시간은 중계국 프레임의 DL 액세스 존에 포함될 수도 있다. 예를 들어, DL 액세스 존의 마지막 심벌을 전환 시간으로 사용할 수 있다. 그러면, 중계국은 DL 액세스 존에서 마지막 심벌을 제외한 심벌을 이용하여 중계국 단말에게 신호를 전송할 수 있다.
만약, 중계국이 DL 액세스 존을 기지국의 DL 액세스 존과 시간 정렬을 하지 않고, max(1/2 ARSRTD. ARSTTG)보다 크거나 같은 시간만큼 앞서 전송한다면 중계국 프레임에서 DL 액세스 존과 DL 중계국 존에 전환 시간을 위해 별도의 심벌을 사용하여야 하는 것을 방지할 수 있다. 이처럼 중계국 프레임을 시간적으로 이동시키는 경우, 그러한 중계국 프레임을 시간 이동 프레임이라 칭한다. 시간 이동 프레임 및 시간 정렬 프레임을 사용하는 중계국의 신호 송수신 방법에 대해서는 상세히 후술한다.
중계국이 중계국 프레임의 DL 중계국 존 이후에 위치하는 UL 액세스 존에서 중계국 단말로부터 신호를 수신한다. 이 경우에는 중계국은 수신모드(DL 중계국 존)에서 수신모드(UL 액세스 존)로 계속 동작하는 것이므로 동작모드 스위칭 시간은 필요하지 않을 수 있다. 따라서, UL 액세스 존은 DL 중계국 존에 연속하여 위치할 수 있다. 이를 도 7에서 옵션 1로 나타내고 있다.
옵션 1의 방법을 적용한다고 가정하자. 즉, UL 액세스 존이 DL 중계국 존에 연속하여 위치하는 경우, 중계국의 서비스를 받는 중계국 단말은 상기 UL 액세스 존을 기준으로 1/2 AMSRTD 전에 신호를 전송하여야 한다. 그러면 중계국의 DL 중계국 존과 중계국 단말의 UL 액세스 존이 겹치는 경우가 발생하게 되어 서로 간섭으로 작용할 수 있다.
중계국이 UL 액세스 존에서 신호를 수신한 후, UL 중계국 존에서 기지국으로 신호를 전송하려면 ARSRTG의 시간이 필요하다. 중계국이 중계국 프레임의 UL 중계국 존에서 신호를 전송하면 기지국은 1/2 ARSRTD 후에 수신하게 된다. 따라서, 기지국의 입장에서 DL 프레임 영역과 UL 프레임 영역 사이에 필요한 시간은 1/2 ARSRTD + ARSRTG + 1/2 ARSRTD = ARSRTD + ARSRTG가 필요하다.
중계국 프레임에서 UL 액세스 존은 DL 중계국 존을 기준으로 1/2 AMSRTD와 같거나 그 이상의 시간 후에 수신하도록 설정될 수 있다. 이를 도 7에서 옵션 2로 나타내고 있다. 옵션 2의 경우, 중계국 단말은 UL 액세스 존을 옵션 1에 비해 1/2 AMSRTD와 같거나 그 이상의 시간 후에 신호를 전송할 수 있다. 중계국은 UL 액세스 존에서 신호를 수신한 후 UL 중계국 존에서 신호를 전송하려면 ARSRTG의 시간이 필요하다. 만약, UL 액세스 존과 UL 중계국 존 간의 시간 간격이 ARSRTG보다 크거나 같다면 중계국은 중계국 단말이 전송한 신호를 수신하는데 문제가 발생하지 않는다. 반면, UL 액세스 존과 UL 중계국 존 간의 시간 간격이 ARSRTG보다 작다면 중계국은 중계국 단말이 전송한 신호를 수신하는데 문제가 발생할 수 있다. 즉, 동작모드 스위칭 과정에서 중계국 단말이 전송한 신호를 수신해야 하는 경우가 발생할 수 있기 때문이다. 따라서, 이러한 경우에는 예컨대, 중계국 프레임 UL 액세스 존의 마지막 심벌의 전부 또는 일부에 대해 전환 시간으로 설정하고 신호를 수신하지 않을 수 있다. 이러한 경우, 전환 시간을 R-RTI(Relay Receive to transmit Transition Interval)라 칭할 수 있다. 중계국이 중계국 단말로부터 신호를 수신하다가 기지국으로 신호를 전송하는 동작으로 인해 필요한 시간이라는 의미를 나타나기 위해서 R-RTI라는 용어를 사용한다. 이러한 전환 시간을 도 7에서 (R)(711)로 표시하고 있다. 전환 시간으로 표시된 영역은 시간 영역에서 1/2 AMSRTD보다 크거나 같을 수 있으며 최대 1 심벌이 될 수 있다.
중계국이 UL 중계국 존에서 신호를 전송하면 기지국은 1/2 ARSRTD 후에 수신하게 된다. 따라서, 기지국의 입장에서 DL 프레임 영역과 UL 프레임 영역 사이에 필요한 시간은 옵션 2의 경우, 1/2 ARSRTD + 1/2 AMSRTD + ARSRTG + 1/2 ARSRTD의 시간이 필요하다.
상술한 옵션 1, 2 에서 기지국의 입장에서 DL 프레임 영역과 UL 프레임 영역 사이에 필요한 시간이 기지국 프레임의 TTG보다 큰 경우 중계국은 일부 심벌을 전환 시간을 위해 사용하여야 한다.
도 8은 TDD 프레임 구조를 나타낸다.
도 8에서는 편의상 모든 스테이션들의 전달 지연 시간이 1/2 RTD로 동일하다고 가정한다. 그러면, ARSTTG가 1/2 RTD보다 작거나 같은 경우, 중계국 하향링크 프레임 구조는 기지국의 하향링크 프레임 구조와 동일하다. 반면, ARSTTG가 1/2 RTD보다 크다면 2가지 선택이 가능하다. 첫째는 중계국 프레임의 하향링크 서브프레임에서 일부 심벌을 전환 시간으로 사용할 수 있다. 전환 시간으로 사용되는 심벌은 (ARSTTG - 1/2 RTD)의 시간 간격을 위해 사용될 수 있다.
두번째는 만약 (RTG + 1/2 RTD)가 (ARSTTG - 1/2 RTD)보다 시간적으로 길다면 중계국 프레임의 DL 액세스 존을 기지국 프레임의 DL 액세스 존보다 (ARSTTG - 1/2 RTD)만큼 먼저 전송하는 것이다. 즉, 시간 이동 프레임 구조를 이용한다. 여기서, RTG는 기지국 프레임 (n-1)의 UL 중계국 존과 기지국 프레임 n 의 DL 액세스 존 사이에 위치한다. (RTG + 1/2 RTD)의 값이 (ARSTTG - 1/2 RTD)보다 크다면 중계국이 (ARSTTG - 1/2 RTD)만큼 DL 액세스 존의 전송을 앞으로 쉬프트시켜도 프레임 간의 동기화에 영향을 미치지 않는다. 일반적으로 ARSTTG는 1/2 RTD보다 길다. 또한, 대부분의 프레임 구조에서 (RTG + 1/2 RTD)는 (ARSTTG - 1/2 RTD)보다 길다.
(ARSRTG + RTD)가 TTG보다 작거나 같다면, 중계국의 UL 액세스 존은 DL 중계국 존의 수신 후 1/2 RTD 경과 후부터 수신할 수 있다. 만약, (ARSRTG + RTD)가 TTG보다 크다면, UL 액세스 존은 DL 중계국 존의 수신 후 1/2 RTD 경과 후 수신하기는 하나 UL 액세스 존의 일부 심벌을 전환 시간을 위해 사용하여야 할 수 있다. 전환 시간으로 필요한 시간은 (TTG - ARSRTG - RTD)로 나타낼 수 있으며, 1 심벌이 사용될 수 있다. 일반적으로 5km 셀 커버리지를 가지는 서빙 기지국을 가정하면 ARSRTG + RTD는 TTG보다 작거나 같다(5, 10, 20 MHz에서 1/16 CP의 경우를 제외한 대부분의 경우에 있어 그러하다). 또한, 8.75MHz, 1/4 CP의 경우를 제외한 대부분의 경우 (1/2 RTD + Idle Time)은 (ARSTTG - 1/2 RTD)보다 크다.
상술한 설명에서 전환 시간 즉, R-TTI 또는 R-RTI를 명확한 수식으로 나타내면 다음과 같다. 먼저 중계국 TDD 프레임에 대해 설명한다.
중계국 TDD 프레임은 하향링크에서 R-TTI(Relay Transmit to receive Transition Interval)가 DL 액세스 존 또는 DL 중계국 존에, 상향링크에서 R-RTI(Relay Receive to transmit Transition Interval)가 UL 액세스 존 또는 UL 중계국 존에 포함될 수 있다. R-TTI, R-RTI는 중계국과 상위 스테이션 간에 TTG 및 RTD를 고려하여 프레임의 타이밍을 조절하기 위해 사용될 수 있다. R-TTI, R-RTI는 0일 수도 있고 최대 1 심벌의 값을 가질 수 있다.
중계국이 전송 모드에서 수신 모드로 동작 스위칭을 하는 경우, 중계국 프레임 DL 액세스 존의 마지막 심벌 혹은 DL 중계국 존의 첫번째 심벌이 R-TTI로 사용될 수 있다. 이 경우, 심벌 시간은 기지국 프레임을 기준으로 한다. R-TTI는 다음 수학식에 의해 계산될 수 있다(이하의 모든 수학식들에서 RSTTG는 ARSTTG, RSRTG는 ARSRTG, R_RTD는 ARSRTD를 의미한다).
Figure 112010021636913-pat00001
상기 수학식 1 및 이하의 수학식들에서 Ts는 OFDMA 심벌 시간을 나타낸다.
시간 이동 UL 프레임 구조
중계국 UL 프레임은 기지국 UL 프레임보다 시간적으로 앞으로 이동(shift)하여 전송될 수 있다. 이러한 프레임 구조를 시간 이동 UL 프레임 구조라 칭한다. 기지국 UL 프레임을 기준으로 중계국 UL 프레임이 앞서는 시간을 Tadv라고 한다면, Tadv는 예를 들어, TTG - R_IdleTime으로 주어질 수 있다. R_IdleTime은 중계국 프레임에서 DL 중계국 존과 UL 액세스 존 간의 유휴 시간 구간이다. R_IdleTime은 TTG와 같거나 작은 값일 수 있다. 즉, 시간 이동 UL 프레임 구조는 R_IdleTime이 TTG보다 작은 값인 경우에 적용될 수 있다.
시간 이동 UL 프레임 구조에서 중계국이 수신 모드에서 전송 모드로 동작 스위칭을 하는 경우, 중계국 프레임 UL 액세스 존의 마지막 심벌 혹은 UL 중계국 존의 첫번째 심벌이 R-RTI로 사용될 수 있다. R-RTI는 중계국과 상위 스테이션 간에 RSRTG 및 R_RTD를 일치시키기 위해 사용될 수 있다. 이 경우, 심벌 시간은 기지국 프레임을 기준으로 한다. R-RTI는 다음 수학식에 의해 계산될 수 있다.
Figure 112010021636913-pat00002
상기 식에서 R_RTD는 중계국과 상위 스테이션 즉 기지국과의 왕복 지연 시간이다. R_IdleTime은 M_RTD/2보다 같거나 크다. 여기서 M_RTD는 단말과 상위 스테이션 예컨대 중계국 간의 왕복 지연 시간이다. R_IdleTime이 TTG와 같다면 R-RTI는 하나의 OFDMA 심벌과 같을 수 있다.
시간 정렬 UL 프레임 구조
중계국 UL 프레임은 기지국 UL 프레임과 시간적으로 정렬되어 전송될 수 있다. 이러한 프레임 구조를 시간 정렬 UL 프레임 구조라 칭한다.
시간 정렬 UL 프레임 구조에서 중계국이 수신모드에서 전송모드로 동작 스위칭을 하는 경우, 중계국 프레임 UL 액세스 존의 마지막 심벌 또는 UL 중계국 존의 첫번째 심벌이 R-RTI로 사용될 수 있다. R-RTI는 중계국과 상위 스테이션 간의 RSRTG 및 R_RTD를 일치시키기 위해 사용될 수 있다.
도 9는 TDD 프레임 구조의 일 예를 나타낸다.
도 9를 참조하면, 하향링크 서브프레임과 상향링크 서브프레임의 비는 5:3이다. 이러한 TDD 프레임 구조는 예를 들어, 채널 대역폭 5, 10, 20MHz 중 어느 하나, G=1/8에 적용될 수 있다. 하향링크에서 중계국 존에 할당된 서브프레임의 수는 2개이고, 상향링크에서 중계국 존에 할당된 서브프레임은 1개이다.
중계국 TDD 프레임은 하향링크에서 R-TTI(Relay Transmit to receive Transition Interval)가 DL 액세스 존에, 상향링크에서 R-RTI(Relay Receive to transmit Transition Interval)가 UL 액세스 존에 포함될 수 있다.
도 10은 FDD 하향링크 프레임 구조를 나타낸다.
만약 중계국이 도 10에 도시한 바와 같이 기지국 프레임과 시간 정렬을 한 중계국 프레임을 이용한다고 가정하자. ARSTTG가 1/2 RTD보다 작거나 같은 경우, 중계국의 DL 프레임 구조는 기지국의 DL 프레임 구조와 동일하게 사용할 수 있다.
만약, ARSTTG가 1/2 RTD 보다 큰 경우에는 중계국 DL 서브프레임의 일부 심벌이 전환 시간으로 사용될 수 있다. 전환 시간은 (ARSTTG-1/2 RTD)를 포함하는 시간으로 최대 1 심벌이 될 수 있다. 예를 들어, 중계국이 DL 서브프레임 4에서 기지국으로부터 신호를 수신하는 경우를 살펴보면 중계국은 DL 서브프레임 3에서 전송 모드로 동작하다가 DL 서브프레임 4에서 수신 모드로 동작하므로 DL 서브프레임 3과 DL 서브프레임 4 사이에 ARSTTG가 필요하다. 그리고, 중계국은 기지국 프레임의 DL 서브프레임 4에서 전송한 신호를 1/2 RTD 이후에 수신한다. 따라서, ARSTTG가 1/2 RTD보다 큰 경우에는 (ARSTTG - 1/2 RTD) 만큼의 시간이 전환 시간으로 요구된다. 전환 시간을 심벌 단위로 포함한다면 최대 1 심벌이 사용될 수 있다. 다시 말해, 중계국 프레임에서 DL 서브프레임 3과 DL 서브프레임 4 사이에 ARSTTG의 시간이 필요한데, ARSTTG의 시간이 1/2 RTD보다 작거나 같다면 문제가 되지 않는 반면, ARSTTG의 시간이 1/2 RTD보다 크다면 결국 DL 서브프레임 3 또는 DL 서브프레임 4의 일부 심벌을 전환 시간으로 사용하는 것이다.
만약, (1/2 RTD + IdleTime)이 (ARSTTG - 1/2 RTD)보다 길다면, 중계국은 DL 액세스 존의 전송을 기지국의 DL 액세스 존의 전송과 시간 정렬하지 않고 (ARSTTG - 1/2 RTD)만큼 먼저 전송할 수 있다. 그렇지 않은 경우, DL 중계국 존과 다음 프레임의 DL 액세스 존 사이의 일부 심벌을 전환 시간으로 사용할 수 있다.
일반적으로 ARSTTG는 1/2RTD보다 길다. 그리고, 8.75MHz, 1/4 CP의 경우를 제외한 대부분의 프레임 설정에서 (1/2 RTD + IdleTime)은 (ARSTTG - 1/2 RTD)보다 길다.
상술한 중계국의 FDD 하향링크 프레임에 대해 전환 시간 즉, R-TTI 또는 R-RTI를 명확한 수식으로 나타내면 다음과 같다.
중계국이 전송 모드에서 수신 모드로 동작 스위칭을 하는 경우, 중계국 프레임 DL 액세스 존의 마지막 심벌 또는 UL 중계국 존의 첫번째 심벌이 R-TTI로 사용될 수 있다. R-TTI는 중계국과 상위 스테이션 간의 ARSTTG 및 R_RTD를 일치시키기 위해 사용될 수 있다. 이 경우, 심벌 시간은 기지국 프레임을 기준으로 한다. R-TTI는 다음 수학식에 의해 계산될 수 있다.
Figure 112010021636913-pat00003
중계국이 수신 모드에서 전송 모드로 동작 스위칭을 하는 경우, (중계국 프레임 DL 중계국 존의 마지막 심벌 및 IdleTime), 또는 (IdleTime 및 다음 프레임 DL 액세스 존의 첫번째 심벌)이 R-RTI로 사용될 수 있다. 또는 IdleTime이 R-RTI로 사용될 수 있다. 즉, 다음 수학식에 의해 R-RTI는 계산될 수 있다.
Figure 112010021636913-pat00004
도 11은 FDD 상향링크 프레임 구조를 나타낸다.
만약 중계국이 도 11에 도시한 바와 같이 기지국 프레임과 시간 정렬을 하지않는 중계국 프레임을 이용한다고 하면, IdleTime이 (ARSRTG + ARSTTG)보다 크거나 같다면 중계국의 UL 액세스 존은 기지국의 UL 액세스 존보다 ARSRTG만큼 먼저 전송될 수 있다.
만약 중계국이 도 11에 도시한 바와 같이 기지국 프레임과 시간 정렬을 한 중계국 프레임을 이용하거나, 시간 정렬을 하지 않았으나 IdleTime이 (ARSRTG + ARSTTG)보다 작다면 중계국 프레임의 UL 서브프레임에서 일부 심벌이 전환 시간으로 사용될 수 있다. 예를 들어, UL 서브프레임의 하나의 심벌이 분할되어 2개의 전환 시간에 사용될 수 있다. 하나의 전환 시간은 ARSRTG를 위해 중계국 프레임의 UL 액세스 존과 UL 중계국 존 사이에 사용되고 나머지 전환 시간은 ARSTTG를 위해 중계국 프레임의 UL 중계국 존과 UL 액세스 존 사이에 사용될 수 있다.
상술한 중계국의 FDD 상향링크 프레임에 대해 전환 시간 즉, R-TTI 또는 R-RTI를 명확한 수식으로 나타내면 다음과 같다.
시간 이동 UL 프레임 구조
중계국 UL 프레임은 기지국 UL 프레임보다 시간적으로 앞으로 이동(shift)한 시간 이동 UL 프레임일 수 있다. 기지국 UL 프레임을 기준으로 중계국 UL 프레임이 앞서는 시간을 Tadv라고 한다면, Tadv는 0이 아닌 경우이다. Tadv는 예를 들어, IdleTime - R_IdleTime으로 주어질 수 있다.
시간 이동 UL 프레임 구조에서 중계국이 수신 모드에서 전송 모드로 또는 전송 모드에서 수신 모드로 동작 스위칭을 하는 경우, (중계국 프레임 UL 액세스 존의 마지막 심벌 + IdleTime) 또는 (UL 중계국 존의 첫번째 심벌 + IdleTime)이 R-RTI 및 R-TTI에 나누어 사용될 수 있다. R-TTI 또는 R-RTI는 공통적으로 다음 수학식에 의해 계산될 수 있다.
Figure 112010021636913-pat00005
시간 정렬 UL 프레임 구조
중계국 UL 프레임은 기지국 UL 프레임과 시간적으로 정렬되어 전송될 수 있다. 즉, 이러한 프레임 구조를 시간 정렬 UL 프레임 구조라 칭한다. 즉, Tadv는 0인 경우이다.
시간 정렬 UL 프레임 구조에서 중계국이 수신모드에서 전송모드로 동작 스위칭을 하는 경우, 중계국 프레임 UL 액세스 존의 마지막 심벌 또는 UL 중계국 존의 첫번째 심벌이 R-RTI로 사용될 수 있다. 그리고, 중계국이 전송모드에서 수신모드로 동작 스위칭을 하는 경우, RSTTG가 (R_RTD/2 + IdleTime)보다 크다면 UL 중계국 존의 마지막 심벌이 R-TTI로 사용될 수 있다.
도 12는 FDD 프레임에 전환 시간을 포함하는 일례를 나타낸다.
도 12를 참조하면, 중계국 프레임 중에서 FDD 하향링크 프레임의 경우, DL 액세스 존의 마지막 심벌에 R-TTI가 포함되고 DL 중계국 존의 마지막 심벌 및 IdleTIme에 R-RTI가 포함되는 예를 나타낸다. 중계국 프레임 중에서 FDD 상향링크 프레임의 경우, UL 중계국 존의 첫번째 심벌에 R-RTI가 포함되고 UL 중계국 존의 마지막 심벌 및 IdleTIme에 R-TTI가 포함되는 예를 나타낸다.
상술한 바와 같이 중계국은 중계국 프레임이 TDD 프레임인지 FDD 프레임인지 여부, RSTTG 및 RSRTG와 같은 전송 모드와 수신 모드 스위칭 시간, 전달 지연 시간, IdleTime, R_IdleTime 등을 비교하여 특정 서브프레임에 R-TTI 또는 R-RTI와 같은 전환 시간을 포함할 수 있다. 따라서. 본 발명에 따르면 기존의 기지국과 매크로 단말 간의 프레임 구조에 큰 변화를 주지 않고도 중계국을 무선통신 시스템에 포함하여 통신을 수행할 수 있다.
도 13은 중계국 및 기지국의 구성을 나타낸다.
기지국(500)은 프로세서(processor, 510), 메모리(memory, 530) 및 RF부(RF(radio frequency) unit, 520)을 포함한다. 프로세서(510)는 중계국에게 무선자원을 할당하고 중계국으로부터 신호를 수신하기 위한 스케줄링을 수행한다. 전술한 실시예들 중 기지국이 수행하는 절차, 기법, 기능은 프로세서(510)에 의해 구현될 수 있다. 메모리(530)는 프로세서(510)와 연결되어, 프로세서(510)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. RF부(520)는 프로세서(510)와 연결되어, 무선 신호를 송신 및/또는 수신한다. 기지국은 소스국 또는 목적국이 될 수 있다.
중계국(600)은 프로세서(610), 메모리(620) 및 RF부(630)을 포함한다. 전술한 실시예들 중 중계국이 수행하는 절차, 기법, 기능은 프로세서(610)에 의해 구현될 수 있다. 메모리(620)는 프로세서(610)와 연결되어, 프로세서(610)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. RF부(630)는 프로세서(610)와 연결되어, 무선 신호를 송신 및/또는 수신한다.
프로세서(510, 610)은 ASIC(application-specific integrated circuit), 다른 칩셋, 논리 회로 및/또는 데이터 처리 장치를 포함할 수 있다. 메모리(520,620)는 ROM(read-only memory), RAM(random access memory), 플래쉬 메모리, 메모리 카드, 저장 매체 및/또는 다른 저장 장치를 포함할 수 있다. RF부(530,630)은 무선 신호를 처리하기 위한 베이스밴드 회로를 포함할 수 있다. 실시예가 소프트웨어로 구현될 때, 상술한 기법은 상술한 기능을 수행하는 모듈(과정, 기능 등)로 구현될 수 있다. 모듈은 메모리(520,620)에 저장되고, 프로세서(510,610)에 의해 실행될 수 있다. 메모리(520,620)는 프로세서(510,610) 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 프로세서(510,610)와 연결될 수 있다.
본 발명은 하드웨어, 소프트웨어 또는 이들의 조합으로 구현될 수 있다. 하드웨어 구현에 있어, 상술한 기능을 수행하기 위해 디자인된 ASIC(application specific integrated circuit), DSP(digital signal processing), PLD(programmable logic device), FPGA(field programmable gate array), 프로세서, 제어기, 마이크로 프로세서, 다른 전자 유닛 또는 이들의 조합으로 구현될 수 있다. 소프트웨어 구현에 있어, 상술한 기능을 수행하는 모듈로 구현될 수 있다. 소프트웨어는 메모리 유닛에 저장될 수 있고, 프로세서에 의해 실행된다. 메모리 유닛이나 프로세서는 당업자에게 잘 알려진 다양한 수단을 채용할 수 있다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 기술하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에 있어서 통상의 지식을 가진 사람이라면, 첨부된 청구 범위에 정의된 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 본 발명을 여러 가지로 변형 또는, 변경하여 실시할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 앞으로의 실시예들의 변경은 본 발명의 기술을 벗어날 수 없을 것이다.

Claims (18)

  1. 중계국을 포함하는 무선통신 시스템에서 중계국의 신호 송수신 방법에 있어서,
    기지국으로부터 중계국 프레임에 대한 프레임 설정정보를 수신하는 단계;
    상기 프레임 설정정보에 따라 중계국 프레임에서 상기 중계국에 연결된 중계국 단말에게 신호를 전송하는 DL(downlink) 액세스 존(zone) 및 상기 기지국으로부터 신호를 수신하는 DL 중계국 존을 설정하는 단계;
    상기 DL 액세스 존에서 상기 중계국 단말에게 신호를 전송하는 단계; 및
    상기 DL 중계국 존에서 상기 기지국으로부터 신호를 수신하는 단계를 포함하되,
    제1 전환 시간(R-TTI)은 상기 DL 액세스 존의 마지막 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 심벌에 위치하고,
    상기 중계국이 전송 상태(transmission state)에서 수신 상태(reception state)로 동작 스위칭(switching)을 하는데 필요한 시간을 RSTTG, 상기 중계국과 상기 기지국 간에서의 왕복 지연 시간(round trip delay time)을 R_RTD, Ts 는 1 심벌 시간을 나타낼 때, 상기 R-TTI의 구간(duration)은 다음 식:
    Figure 112016005862035-pat00024

    와 같이 계산되고,
    상기 중계국이 수신 상태에서 전송 상태로 동작 스위칭을 할 때, 제2 전환 시간(R-RTI)는 상기 DL 중계국 존의 마지막 OFDM 심벌에 위치하는 것을 특징으로 하는 중계국의 신호 송수신 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 중계국 프레임은 FDD(frequency division duplex) 하향링크 프레임인 것을 특징으로 하는 중계국의 신호 송수신 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 R-RTI의 구간은 상기 중계국이 수신 상태에서 전송 상태로 동작 스위칭을 하는데 필요한 시간(RSRTG), 상기 R_RTD 및 기지국 프레임의 아이들 시간(idle time)에 기반하여 결정되는 것을 특징으로 하는 중계국의 신호 송수신 방법.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 중계국을 포함하는 무선통신 시스템에서 중계국의 신호 송수신 방법에 있어서,
    기지국으로부터 중계국 프레임에 대한 프레임 설정정보를 수신하는 단계;
    상기 프레임 설정정보에 따라 중계국 프레임에서 상기 중계국에 연결된 중계국 단말로부터 신호를 수신하는 UL(uplink) 액세스 존(zone) 및 상기 기지국으로 신호를 전송하는 UL 중계국 존을 설정하는 단계;
    상기 UL 액세스 존에서 상기 중계국 단말로부터 신호를 수신하는 단계; 및
    상기 UL 중계국 존에서 상기 기지국으로 신호를 전송하는 단계를 포함하되, 상기 중계국이 수신 상태에서 전송 상태로 동작 스위칭을 하는 경우, 제1 전환 시간(R-RTI)이 상기 UL 중계국 존의 첫번째 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 심벌에 위치하고,
    상기 중계국이 전송 상태에서 수신 상태로 동작 스위칭을 하는 경우, 제2 전환 시간(R-TTI)는 상기 UL 중계국 존의 마지막 OFDM 심벌에 위치하는 것을 특징으로 하는 중계국의 신호 송수신 방법.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 중계국 프레임은 FDD(frequency division duplex) 상향링크 프레임인 것을 특징으로 하는 중계국의 신호 송수신 방법.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 중계국을 포함하는 무선통신 시스템에서 중계국의 신호 송수신 방법에 있어서,
    기지국으로부터 중계국 프레임에 대한 프레임 설정정보를 수신하는 단계;
    상기 프레임 설정정보에 따라 상기 중계국에 연결된 중계국 단말에게 신호를 전송하는 DL(downlink) 액세스 존(zone), 상기 기지국으로부터 신호를 수신하는 DL 중계국 존, 상기 중계국에 연결된 중계국 단말로부터 신호를 수신하는 UL(uplink) 액세스 존, 상기 기지국으로 신호를 전송하는 UL 중계국 존을 포함하는 프레임을 설정하는 단계;
    상기 DL 액세스 존에서 상기 중계국 단말에게 신호를 전송하는 단계;
    상기 DL 중계국 존에서 상기 기지국으로부터 신호를 수신하는 단계;
    상기 UL 액세스 존에서 상기 중계국 단말로부터 신호를 수신하는 단계; 및
    상기 UL 중계국 존에서 상기 기지국으로 신호를 전송하는 단계를 포함하되,
    제1 전환 시간(R-TTI)은 상기 DL 액세스 존의 마지막 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 심벌에 위치하고,
    상기 중계국이 전송 상태(transmission state)에서 수신 상태(reception state)로 동작 스위칭(switching)을 하는데 필요한 시간을 RSTTG, 상기 중계국과 상기 기지국 간에서의 왕복 지연 시간(round trip delay time)을 R_RTD, Ts 는 1 심벌 시간을 나타낼 때, 상기 R-TTI의 구간(duration)은 다음 식:
    Figure 112016005862035-pat00025

    와 같이 계산되고,
    제2 전환 시간(R-RTI)는 상기 UL 중계국 존의 첫번째 OFDM 심벌에 위치하고, 상기 R-RTI의 구간은 0 또는 하나의 OFDM(orthogonal frequency division duplex) 심벌 시간으로 결정되는 것을 특징으로 하는 중계국의 신호 송수신 방법.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 중계국 프레임은 TDD 프레임인 것을 특징으로 하는 중계국의 신호 송수신 방법.
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 무선신호를 송수신하는 RF부; 및
    상기 RF부에 연결되는 프로세서를 포함하되,
    상기 프로세서는 기지국으로부터 중계국 프레임에 대한 프레임 설정정보를 수신하는 단계;
    상기 프레임 설정정보에 따라 중계국 프레임에서 상기 중계국에 연결된 중계국 단말에게 신호를 전송하는 DL(downlink) 액세스 존(zone) 및 상기 기지국으로부터 신호를 수신하는 DL 중계국 존을 설정하는 단계;
    상기 DL 액세스 존에서 상기 중계국 단말에게 신호를 전송하는 단계; 및
    상기 DL 중계국 존에서 상기 기지국으로부터 신호를 수신하는 단계를 포함하되,
    제1 전환 시간(R-TTI)은 상기 DL 액세스 존의 마지막 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 심벌에 위치하고,
    상기 중계국이 전송 상태(transmission state)에서 수신 상태(reception state)로 동작 스위칭(switching)을 하는데 필요한 시간을 RSTTG, 상기 중계국과 상기 기지국 간에서의 왕복 지연 시간(round trip delay time)을 R_RTD, Ts 는 1 심벌 시간을 나타낼 때, 상기 R-TTI의 구간(duration)은 다음 식:
    Figure 112016005862035-pat00026

    와 같이 계산되고,
    상기 중계국이 수신 상태에서 전송 상태로 동작 스위칭을 할 때, 제2 전환 시간(R-RTI)는 상기 DL 중계국 존의 마지막 OFDM 심벌에 위치하는 것을 특징으로 하는 중계국
  17. 무선신호를 송수신하는 RF부; 및
    상기 RF부에 연결되는 프로세서를 포함하되,
    상기 프로세서는 기지국으로부터 중계국 프레임에 대한 프레임 설정정보를 수신하는 단계;
    상기 프레임 설정정보에 따라 중계국 프레임에서 상기 중계국에 연결된 중계국 단말로부터 신호를 수신하는 UL(uplink) 액세스 존(zone) 및 상기 기지국으로 신호를 전송하는 UL 중계국 존을 설정하는 단계;
    상기 UL 액세스 존에서 상기 중계국 단말로부터 신호를 수신하는 단계; 및
    상기 UL 중계국 존에서 상기 기지국으로 신호를 전송하는 단계를 포함하되, 상기 중계국이 수신 상태에서 전송 상태로 동작 스위칭을 하는 경우, 제1 전환 시간(R-RTI)이 상기 UL 중계국 존의 첫번째 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 심벌에 위치하고,
    상기 중계국이 전송 상태에서 수신 상태로 동작 스위칭을 하는 경우, 제2 전환 시간(R-TTI)는 상기 UL 중계국 존의 마지막 OFDM 심벌에 위치하는 것을 특징으로 하는 중계국.
  18. 무선신호를 송수신하는 RF부; 및
    상기 RF부에 연결되는 프로세서를 포함하되,
    상기 프로세서는 기지국으로부터 중계국 프레임에 대한 프레임 설정정보를 수신하는 단계;
    상기 프레임 설정정보에 따라 상기 중계국에 연결된 중계국 단말에게 신호를 전송하는 DL(downlink) 액세스 존(zone), 상기 기지국으로부터 신호를 수신하는 DL 중계국 존, 상기 중계국에 연결된 중계국 단말로부터 신호를 수신하는 UL(uplink) 액세스 존, 상기 기지국으로 신호를 전송하는 UL 중계국 존을 포함하는 프레임을 설정하는 단계;
    상기 DL 액세스 존에서 상기 중계국 단말에게 신호를 전송하는 단계;
    상기 DL 중계국 존에서 상기 기지국으로부터 신호를 수신하는 단계;
    상기 UL 액세스 존에서 상기 중계국 단말로부터 신호를 수신하는 단계; 및
    상기 UL 중계국 존에서 상기 기지국으로 신호를 전송하는 단계를 포함하되,
    제1 전환 시간(R-TTI)은 상기 DL 액세스 존의 마지막 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 심벌에 위치하고,
    상기 중계국이 전송 상태(transmission state)에서 수신 상태(reception state)로 동작 스위칭(switching)을 하는데 필요한 시간을 RSTTG, 상기 중계국과 상기 기지국 간에서의 왕복 지연 시간(round trip delay time)을 R_RTD, Ts 는 1 심벌 시간을 나타낼 때, 상기 R-TTI의 구간(duration)은 다음 식:
    Figure 112016005862035-pat00027

    와 같이 계산되고,
    제2 전환 시간(R-RTI)는 상기 UL 중계국 존의 첫번째 OFDM 심벌에 위치하고, 상기 R-RTI의 구간은 0 또는 하나의 OFDM(orthogonal frequency division duplex) 심벌 시간으로 결정되는 것을 특징으로 하는 중계국.
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