KR20080065206A - 다중 홉 중계방식의 광대역 무선접속 통신시스템에서프레임 정보 전송 장치 및 방법 - Google Patents

다중 홉 중계방식의 광대역 무선접속 통신시스템에서프레임 정보 전송 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 다중 홉 중계방식을 사용하는 광대역 무선접속 통신시스템의 기지국에서 프레임 구성 정보를 전송하기 위한 장치 및 방법에 관한 것으로서, 하위 중계국이 초기 접속을 요청하는 경우, 중계 서비스를 위해 상기 중계국과 통신하기 위한 하향링크 영역 정보 상기 중계국으로 전송하는 과정과, 초기 접속 후, 상기 하향링크 영역을 통해 상기 중계 서비스를 위해 중계국과 통신하기 위한 프레임 구성 정보를 상기 중계국으로 전송하는 과정을 포함하여, 상기 셀 환경 변수에 따라 프레임을 적응적으로 구성할 수 있으며 상기 구성된 프레임 정보에 따라 해당 프레임 정보를 정확히 복호 할 수 있는 이점이 있다.
다중 홉 중계방식, 프레임 제어 헤더(FCH : Frame Control Header), 상/하향링크 맵, 프레임 구성

Description

다중 홉 중계방식의 광대역 무선접속 통신시스템에서 프레임 정보 전송 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR FRAME INFORMATION TRANSMITTING IN MULTI-HOP RELAY BROADBAND WIRELESS ACCESS COMMUNICATION SYSTEM}
도 1은 일반적인 다중 홉 중계방식을 사용하는 광대역 무선접속 통신시스템의 구성을 도시하는 도면,
도 2는 종래 기술에 따른 다중 홉 중계방식을 사용하는 광대역 무선 접속 통신시스템의 프레임 구조를 도시하는 도면,
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 다중 홉 중계방식을 사용하는 광대역 무선접속 통신시스템의 프레임 구조를 도시하는 도면,
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 다중 홉 중계방식을 사용하는 광대역 무선접속 통신시스템의 프레임 구조를 이용한 통신 절차를 도시하는 도면,
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 다중 홉 중계방식을 사용하는 광대역 무선접속 통신시스템의 프레임 구조를 이용한 통신 절차를 도시하는 도면,
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 다중 홉 중계방식을 사용하는 광대역 무선접속 통신시스템의 기지국에서 프레임 정보 전송 절차를 도시하는 도면,
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 다중 홉 중계방식을 사용하는 광대역 무선 접속 통신시스템의 중계국에서 기지국으로부터 프레임 정보 수신 절차를 도시하는 도면,
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 다중 홉 중계방식을 사용하는 광대역 무선접속 통신시스템의 중계국에서 하위 중계국으로 프레임 정보 전송 절차를 도시하는 도면,
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 다중 홉 중계방식을 사용하는 광대역 무선접속 통신시스템의 하위 중계국에서 상위 중계국으로부터 프레임 정보 수신 절차를 도시하는 도면, 및
도 10은 본 발명에 따른 다중 홉 중계방식을 사용하는 광대역 무선접속 통신시스템에서 중계국의 블록구성을 도시하는 도면.
본 발명은 다중 홉 중계방식을 사용하는 광대역 무선접속 통신시스템에 관한 것으로서, 특히 상기 다중 홉 중계방식을 사용하는 광대역 무선접속 통신시스템의 기지국 또는 상위 중계국에서 하위 중계국으로 프레임 구성 정보를 전송하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
차세대 통신시스템인 4세대 통신시스템은 약 100Mbps 이상의 전송 속도를 가지는 다양한 품질(Qos)의 서비스들을 가입자들에게 제공하기 위해 활발한 연구가 진행되고 있다. 특히, 상기 4세대 통신시스템은 이동성(Mobility)까지 고려하여 고속 서비스를 지원하기 위한 연구가 활발하게 진행되고 있다.
상기 4세대 통신시스템은 고속 통신을 가능하게 하고 더 많은 통화량을 수용하기 위해 반경이 매우 작은 셀들이 설치된다. 이 경우, 현재의 무선망 설계 방식을 그대로 사용하는 중앙 집중적인 무선 통신시스템은 그 설계는 불가능할 것으로 예상된다. 따라서, 상기 4세대 통신시스템은 분산적으로 제어되고 구축되면서도, 새로운 기지국의 추가와 같은 환경 변화에 능동적으로 대처할 수 있어야 한다. 즉, 상기 4세대 통신시스템은 중앙 시스템의 제어 없이 무선 네트워크를 자율적 또는 분산적으로 구성하여 이동 통신 서비스를 제공할 수 있는 자기 구성형 무선 네트워크가 요구된다.
상기 자기 구성형 무선 네트워크를 현실적으로 구현하기 위해서는 애드-혹 네트워크(ad-hoc network) 기술을 무선 통신시스템에 도입해야 한다. 즉, 상기 무선 통신시스템에서 고정 기지국으로 구성된 무선 접속 망에 상기 애드-혹 네트워크의 다중 홉 중계기법을 도입한 것이다.
일반적인 무선 통신시스템은 고정된 기지국(Base station)과 단말(Mobile station) 간에 직접 링크(direct 링크)로 통신이 이루어지므로, 상기 단말과 기지국 간에 신뢰도가 높은 무선 통신링크를 쉽게 구성할 수 있다. 그러나, 상기 무선 통신시스템에서 상기 기지국의 위치가 고정되므로 무선망 구성의 유연성(flexibility)이 낮다. 따라서 상기 무선통신시스템은 트래픽 분포나 통화 요구량의 변화가 심한 무선환경에서 효율적인 서비스를 제공하기 어려운 문제점이 있 다.
이와 같은 단점을 극복하기 위해 상기 무선통신시스템은 주변의 단말 또는 중계국을 이용하여 데이터를 전달하는 다중 홉 중계 서비스를 이용할 수 있다. 상기 중계방식을 사용하는 무선 통신시스템은 상기 데이터를 전달하는 단말 또는 중계국을 이용하여 통신 환경변화에 대해 빠르게 네트워크를 재구성할 수 있다. 따라서 상기 무선통신시스템은 전체 무선망을 보다 효율적으로 운용할 수 있게 된다.
또한, 상기 무선통신시스템은 상기 단말 또는 중계국을 통한 중계링크로 데이터를 전달하여 상기 기지국과 단말 사이에 보다 우수한 무선 채널을 제공할 수 있다. 더욱이 상기 무선통신시스템은 상기 중계 경로를 이용하여 음영 지역과 같이 상기 기지국과 통신을 수행할 수 없는 지역의 단말들에 고속의 데이터 채널을 제공할 수 있어, 셀 영역을 확장시킬 수 있다.
도 1은 일반적인 다중 홉 중계방식을 사용하는 광대역 무선접속 통신시스템의 구성을 도시하고 있다.
상기 도 1에 도시된 바와 같이 기지국(100)의 서비스 영역(101)에 포함되는 단말 1(110)은 상기 기지국(100)과 직접 통신을 수행한다. 반면에, 상기 기지국(100)의 서비스 영역(101) 밖에 위치하여 채널 상태가 열악한 단말 2(120)는 중계국(130)을 통해 상기 기지국(100)과 통신을 수행한다.
즉, 상기 기지국(100)은 상기 중계국(130)을 이용하여 상기 기지국 서비스 영역(101)의 외곽에 위치하거나, 건물 등에 의해 차폐현상이 심한 음영지역에 위치하여 채널 상태가 열악한 단말(120)에 더욱 우수한 무선채널을 제공할 수 있다.
상술한 바와 같이 구성되는 광대역 무선접속 통신시스템은 상기 중계국을 통한 중계 링크를 지원하기 위해 하기 도 2에 도시된 바와 같은 프레임 구조를 이용하여 통신을 수행한다.
도 2는 종래 기술에 따른 중계방식을 사용하는 무선 통신시스템의 프레임 구조를 도시하고 있다. 이하 설명에서 가로축은 시간 영역을 나타내고, 세로축은 주파수 영역을 나타낸다.
상기 도 2에 도시된 바와 같이 상기 프레임은 하향링크 부프레임(200)과 상향링크 부프레임(230)으로 구분된다. 이때, 상기 하향링크 부프레임(200)과 상향링크 부프레임(230)은 직접 링크 서비스를 위한 제 1 영역(210, 240)과 중계 링크 서비스를 위한 제 2 영역(220, 250)으로 구분된다.
상기 하향링크 부프레임(200)의 상기 제 1 영역(210)은 상기 기지국에서 직접 링크를 통해 중계국과 단말로 전송하는 기지국 프리앰블 채널(211)과 제어채널(213) 및 트래픽 채널(215)로 순차적으로 구성된다.
상기 제 2 영역(220)은 상기 중계국에서 중계링크를 통해 단말로 전송하는 중계국 프리앰블 채널(221)과 중계국 제어채널(223) 및 중계국 트래픽 채널(225)로 순차적으로 구성된다.
다음으로 상향링크 부 프레임 영역(230)은 상기 중계국과 직접 링크로 연결된 단말이 상기 기지국으로 제어 정보 및 트래픽을 전송하는 제 1 영역(240)과 중계링크로 연결된 단말이 상기 중계국으로 제어 정보 및 트래픽을 전송하는 제 2 영역(250)으로 순차적으로 구성된다.
상술한 바와 같이 상기 도 2는 두 홉으로 구성되는 무선 통신시스템에서 중계서비스를 지원하기 위한 프레임 구성을 갖는다. 상술한 프레임 구성은 중계국 간 통신을 위한 자원 영역이 존재하지 않으므로 다중 홉으로 구성된 무선통신시스템에서는 상기 프레임 구성을 이용하여 통신을 수행할 수 없다. 따라서, 상기 무선통신시스템에서 상기 다중 홉에서 중계서비스를 지원하기 위한 프레임 구성이 필요로 한다.
따라서, 본 발명의 목적은 다중 홉으로 구성된 광대역 무선접속 통신시스템에서 중계 서비스를 지원하기 위한 프레임 구성 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 다중 홉 중계방식을 사용하는 광대역 무선접속 통신시스템의 기지국에서 1홉 중계국으로 프레임 구성 정보를 전송하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 다중 홉 중계방식을 사용하는 광대역 무선접속 통신시스템의 상위 중계국에서 하위 중계국으로 프레임 구성 정보를 전송하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
상기 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 견지에 따르면, 다중 홉 중계방식을 사용하는 광대역 무선접속 통신시스템의 부프레임 구성 방법은, 상기 부프레임의 제 1 영역 동안, 기지국과 중계국이 단말과 통신하기 위한 부프레임을 구성하는 과정과, 상기 부프레임의 제 2 영역 동안, 상기 기지국과 1홉 중계국이 통신 하기 위한 부프레임과 짝수 홉 중계국과 홀수 홉 중계국이 통신하기 위한 부프레임을 구성하는 과정과, 상기 부프레임의 제 3 영역 동안, 상기 중계국이 상기 제 2 영역 동안 상위 노드로부터 제공받은 신호를 상기 단말로 중계하기 위한 부프레임을 구성하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 2 견지에 따르면, 다중 홉 중계방식을 사용하는 광대역 무선접속 통신시스템의 상위 노드에서 프레임 구성 정보를 전송하기 위한 방법은, 하위 중계국이 초기 접속을 요청하는 경우, 중계 서비스를 위해 상기 중계국과 통신하기 위한 하향링크 영역 정보 상기 중계국으로 전송하는 과정과, 초기 접속 후, 상기 하향링크 영역을 통해 상기 중계 서비스를 위해 중계국과 통신하기 위한 프레임 구성 정보를 상기 중계국으로 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 3 견지에 따르면, 다중 홉 중계방식을 사용하는 광대역 무선접속 통신시스템의 중계국에서 프레임 구성 정보를 획득하기 위한 방법은, 상위 노드로 초기 접속 시, 상기 상위 노드로부터 중계 서비스를 위해 상기 상위 노드와 통신하기 위한 하향링크 영역 정보를 획득하는 과정과, 초기 접속 후, 상기 상위 노드와 통신하기 위한 하향링크 영역을 통해 상위 노드와 통신하기 위한 프레임 정보를 획득하는 과정을 포함하여 구성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 4 견지에 따르면, 다중 홉 중계 방식을 사용하는 광대역 무선접속 통신시스템의 중계국 장치는, 상위 노드로부터 신호를 수신받는 수신부와, 상기 수신 신호에 포함된 제어 메시지를 통해 프레임 구성 정보를 획득하는 메시지 처리부와, 상기 프레임 구성 정보를 하위 노드로 전송하기 위한 제어 메시지를 생 성하는 메시지 생성부와, 상기 메시지를 상기 하위 노드로 전송하는 송신부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 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 중계방식을 사용하는 광대역 무선접속 통신시스템의 기지국 또는 상위 중계국에서 하위 중계국으로 프레임 구성 정보를 전송하기 위한 기술에 대해 설명한다.
이하 설명은 시분할 복신(Time Division Duplex) 및 직교 주파수 분할 다중 접속(Orthogonal Frequency Division Multiplexing Access) 방식을 사용하는 무선통신시스템을 예를 들어 설명하며, 다른 다중 접속 방식 및 다른 분할 복신 기반의 통신시스템에도 동일하게 적용 가능하다.
상기 다중 홉으로 구성된 광대역 무선접속 통신시스템에서 중계서비스를 지원하기 위해서 하기 도 3에 도시된 바와 같이 구성되는 프레임 구조를 이용하여 통신을 수행한다. 이하 설명은 하기 도 3에 도시된 바와 같이 구성되는 프레임 구조를 이용하여 중계서비스를 지원하는 것을 예를 들어 설명하지만, 다른 형태의 프레임 구조를 이용하여 상기 중계 서비스를 지원할 수도 있다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 다중 홉 중계방식을 사용하는 광대역 무선접속 통신시스템의 프레임 구조를 도시하고 있다.
상기 도 3에 도시된 바와 같이 상기 프레임은 하향링크 부프레임(300)과 상향링크 부프레임(310)으로 구성된다.
만일, 상기 광대역 무선접속 통신시스템이 두 홉으로 구성된 경우, 상기 부프레임들(300, 310)은 제 1 영역(301, 311)과 제 2 영역(303, 313)으로 구분된다. 여기서, 상기 제 1 영역(301, 311)과 제 2 영역(303, 313) 사이에는 제 4 영역(307, 317)이 존재한다. 하지만, 상기 광대역 무선접속 통신시스템이 두 홉으로 구성되는 경우, 상기 제 4 영역(307, 317)이 존재하지 않으므로 상기 제 1 영역(301, 311)과 제 2 영역(303, 313)은 상기 제 4 영역(307, 317)까지 확장할 수 있다. 이때, 상기 제 1 영역(301, 311) 동안 기지국과 중계국은 자신의 서비스 영역에 포함되는 단말과 통신을 수행한다. 상기 제 2 영역(303, 313) 동안 상기 기지국은 상기 중계국과 통신을 수행한다.
만일, 상기 광대역 무선접속 통신시스템에서 실시간 서비스를 지원하는 경우, 상기 중계국은 전송 지연을 줄이기 위해 한 프레임 동안 신호를 중계해야 한다. 따라서, 상기 부프레임들(300, 310)은 제 1 영역(301, 311)과 제 2 영역(303, 313) 및 제 3 영역(305, 315)으로 구분된다. 여기서, 상기 제 1 영역(301, 311)과 제 3 영역(305, 315) 동안 기지국과 중계국은 자신의 서비스 영역에 포함되는 단말과 통신을 수행한다. 상기 제 2 영역(303, 313) 동안 상기 기지국은 상기 중계국과 통신을 수행한다. 즉, 상기 중계국은 하향링크의 경우 상기 제 2 영역(303) 동안 상기 기지국으로부터 데이터를 수신받는다. 이후, 상기 중계국은 상기 제 2 영역(303) 동안 상기 기지국으로부터 수신받은 데이터를 상기 제 3 영역(305) 동안 상기 단말로 중계한다.
여기서, 상기 세 개의 영역으로 구분되는 부프레임은 상기 두 개의 영역으로 구분된 부프레임에서 각 영역의 크기를 조절하여 세 개의 영역으로 구분할 수 있다. 또한, 상기 부프레임은 두 개의 영역으로 구분된 부프레임에서 상기 제 3 영역을 추가 확장할 수도 있다.
한편, 상기 광대역 무선접속 통신시스템이 3홉 이상으로 구성되는 경우, 상기 광대역 무선 접속 통신시스템은 중계국 간(상위 중계국과 하위 중계국) 통신을 위한 영역을 상기 부프레임에 포함시킨다. 이때, 상기 중계국 간 통신을 위한 영역은 상기 제 2 영역(303, 313)의 앞 또는 뒤에 위치할 수 있다.
먼저, 상기 중계국 간 통신을 위한 영역이 상기 제 2 영역(303, 313)의 앞에 위치하는 경우, 상기 부프레임들(300, 310)은 제 1 영역(301, 311), 제 2 영역(303, 313) 및 제 4 영역(307, 317)으로 구성된다. 여기서, 상기 제 1 영역(301, 311) 동안 기지국과 중계국은 자신의 서비스 영역에 포함되는 단말과 통신을 수행하고, 상기 제 2 영역(303, 313) 동안 상기 기지국은 상기 중계국과 통신을 수행한다. 또한, 상기 제 4 영역(307, 317) 동안 상위 중계국은 하위 중계국과 통신을 수행하고, 상기 기지국은 상기 단말과 통신을 수행한다.
다음으로 상기 중계국 간 통신을 위한 영역이 상기 제 2 영역(303, 313)의 뒤에 위치하는 경우, 상기 부프레임들(300, 310)은 제 1 영역(301, 311), 제 2 영 역(303, 313) 및 제 5 영역(309, 319)으로 구분되어 구성된다. 여기서, 상기 제 1 영역(301, 311) 동안 기지국과 중계국은 자신의 서비스 영역에 포함되는 단말과 통신을 수행하고, 상기 제 2 영역(303, 313) 동안 상기 기지국은 상기 중계국과 통신을 수행한다. 또한, 상기 제 5 영역(309, 319) 동안 상위 중계국은 하위 중계국과 통신을 수행하고, 상기 기지국은 상기 단말과 통신을 수행한다. 이때 상기 제 5 영역(309, 319)은 추가 확장할 수 있다.
또한, 상기 광대역 무선접속 통신시스템은 상기 중계 서비스를 위해 통신을 수행하기 위한 영역을 각각의 부프레임에 3개 이상을 위치시킬 수 있다. 예를 들어, 상기 광대역 무선접속 통신시스템은 상기 도 3에서 상기 중계국 간 통신을 위한 영역으로 상기 제 4 영역(307)과 제 5 영역(309)의 3개의 영역을 위치시킬 수 있다. 여기서, 상기 광대역 무선접속 통신시스템에서 중계 서비스를 위한 영역으로 3개의 영역을 사용하는 것을 예를 들어 설명하지만, 3개 이상의 영역을 사용하는 경우에도 동일하게 적용할 수 있다.
상기 도 3에서 중계 서비스를 위해 상기 제 4 영역(307)과 제 5 영역(309)을 사용하는 경우, 상기 부프레임들(300, 310)은 제 1 영역(301, 311), 제 2 영역(303, 313), 제 4 영역(307, 317) 및 제 5 영역(309, 319)으로 구분되어 구성된다. 여기서, 상기 제 1 영역(301, 311) 동안 기지국과 중계국은 자신의 서비스 영역에 포함되는 단말과 통신을 수행하고, 상기 제 2 영역(303, 313)과 제 4 영역(307, 317) 및 제 5 영역(309, 319) 동안 상기 기지국과 중계국은 상기 중계 서 비스를 위한 통신을 수행한다. 즉, 상기 기지국은 상기 제 2 영역(303, 313)과 제 4 영역(307, 317) 및 제 5 영역(309, 319) 중 미리 정해진 영역 동안 1홉 중계국과 통신을 수행한다. 또한, 상기 중계국은 상기 제 2 영역(303, 313)과 제 4 영역(307, 317) 및 제 5 영역(309, 319) 중 미리 정해진 영역 동안 다른 중계국과 통신을 수행한다. 이때, 상기 중계국은 상기 제 2 영역(303, 313)과 제 4 영역(307, 317) 및 제 5 영역(309, 319) 중 특정 영역에서는 아무런 서비스를 제공하지 않을 수도 있다. 즉, 상기 다중 홉 중계국들 간에 상기 중계 구간을 재사용하여 발생하는 간섭을 줄이기 위해 상기 중계국은 특정 영역 동안 대기(Idle) 모드로 설정하여 아무런 서비스를 제공하지 않을 수 있다.
상술한 바와 같이 3홉 이상으로 구성된 광대역 무선접속 통신시스템에서 실시간 서비스를 지원하는 경우, 상기 중계국은 전송 지연을 줄이기 위해 한 프레임 동안 신호를 중계해야 한다. 따라서, 상기 부프레임들(300, 310)은 제 1 영역(301, 311), 제 2 영역(303, 313), 제 3 영역(305, 315) 및 제 4 영역(307, 317) 또는 제 5 영역(309, 319)으로 구분된다. 이때, 상기 제 5 영역(309, 319)은 상기 제 3 영역(305, 315)에 포함될 수 있다.
상술한 프레임 구조의 하향링크 부프레임(300)에서 제 2 영역(303) 제 3 영역(305), 제 4 영역(307), 제 5 영역(309)과 같이 중계 서비스를 위한 각 영역의 앞 부분 또는 뒷부분에 동기 채널을 위치시킬 수 있다. 더욱이, 상기 기지국 또는 상위 중계국이 제어정보(예 : 하향링크 맵)를 이용하여 상기 동기 채널의 위치를 전송하는 경우, 상기 영역들의 중간에 상기 동기 채널을 위치시킬 수 있다.
또한, 상기 기지국 또는 상위 중계국은 상기 중계 서비스를 위한 각 영역에 자원할당 정보를 나타내는 맵(MAP)과 상기 맵의 구성 정보를 알려주는 프레임 제어 헤더(FCH : Frame Control Header) 등의 제어 메시지를 포함할 수 있다.
이때, 상기 기지국 또는 상위 중계국은 상기 중계 서비스를 위한 각 영역에 상기 동기 채널 및 제어 메시지를 포함할 수도 있다. 하지만, 상기 기지국과 상위 중계국은 상기 부프레임에서 특정 영역에만 상기 동기 채널 및 제어 메시지를 포함시킬 수도 있다.
이하 설명은 상기 광대역 무선접속 통신시스템에서 상술한 바와 같이 구성되는 프레임 구조를 이용한 통신 방식에 대해 설명한다.
먼저, 상기 광대역 무선접속 통신시스템에서 상기 중계 서비스를 위한 영역을 각 부프레임에 두 개 위치시키는 경우의 통신 방식에 대해 설명한다. 여기서, 상기 광대역 무선접속 통신시스템은 상기 중계 서비스를 위한 영역으로 상기 제 2 영역(303, 313)과 제 4 영역(307, 317)을 이용하는 것으로 가정한다. 하지만, 상기 광대역 무선접속 통신시스템에서 상기 제 2 영역(303, 313)과 제 5 영역(309, 319)을 이용하는 경우에도 동일하게 적용할 수 있다. 또한, 상기 광대역 무선접속 통신시스템은 상기 중계국이 한 프레임 동안 중계 서비스를 지원할 수 있도록 상기 제 3 영역(305, 315)을 포함하는 것으로 가정한다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 다중 홉 중계방식을 사용하는 광대역 무선 접속 통신시스템의 프레임 구조를 이용한 통신 절차를 도시하고 있다. 이하 설명에서 홀수 홉 중계국들을 제 1 그룹으로 칭하고, 짝수 홉 중계국들을 제 2 그룹으로 칭한다.
상기 도 4에 도시된 바와 같이 상기 프레임은 하향링크 부프레임(400)과 상향링크 부프레임(410)으로 구성된다. 이때, 상기 부프레임들(400, 410)은 시간 자원을 통해 제 1 영역(401, 411), 제 2 영역(403, 413), 제 3 영역(405, 415) 및 제 4 영역(407, 417)으로 구분되어 구성된다.
상술한 바와 구성된 프레임 구조를 이용하여 중계 서비스를 지원하는 경우, 먼저, 기지국(420)은 상기 하향링크 부프레임(400)에 포함되는 제 1 영역(401)과 제 2 영역(403) 및 제 4 영역(407) 동안 서비스 영역에 포함되는 단말로 하향링크 데이터를 전송한다. 이후, 상기 기지국(420)은 제 3 영역(405) 동안 1 홉 중계국(430)으로 하향링크 데이터를 전송한다. 여기서, 상기 1홉 중계국은 제 1 그룹에 포함된다.
또한, 상기 기지국(420)은 상기 상향링크 부프레임(410)에 포함되는 제 1 영역(411)과 제 2 영역(413) 및 제 4 영역(417) 동안 상기 단말로부터 상향링크 데이터를 수신받는다. 이후, 상기 기지국(420)은 상기 제 3 영역(415) 동안 상기 1홉 중계국(430)으로부터 상향링크 데이터를 수신받는다.
다음으로 상기 제 1 그룹 중계국(430)은 상기 하향링크 부프레임(400)에 포함되는 제 1 영역(401)과 제 4 영역(407) 동안 서비스 영역에 포함되는 단말로 하 향링크 데이터를 전송한다. 이후, 상기 제 1 그룹 중계국(430)은 제 2 영역(403) 동안 제 2 그룹에 포함되는 다음 홉 중계국(440)으로 하향링크 데이터를 전송한다. 또한, 상기 제 1 그룹 중계국(430)은 제 3 영역(405) 동안 상기 제 2 그룹에 포함되는 이전 홉 중계국으로부터 하향링크 데이터를 수신받는다. 즉, 상기 제 1 그룹 중계국(430)은 상기 제 3 영역(405) 동안 상위 중계국 또는 기지국으로부터 제공받은 데이터를 상기 제 4 영역(407) 동안 상기 단말로 중계한다. 여기서, 상기 제 1 그룹 중계국(430)이 1홉 중계국인 경우, 상기 중계국은 상기 제 3 영역(405) 동안 상기 기지국(420)으로부터 하향링크 데이터를 수신받는다.
또한, 상기 제 1 그룹 중계국(430)은 상기 상향링크 부프레임(410)에 포함되는 제 1 영역(411)과 제 4 영역(417) 동안 상기 단말로부터 상향링크 데이터를 수신받는다. 이후, 상기 제 1 그룹 중계국(430)은 상기 제 2 영역(413) 동안 상기 제 2 그룹에 포함되는 다음 홉 중계국(440)으로부터 상향링크 데이터를 수신받는다. 또한, 상기 제 1 그룹 중계국(430)은 상기 제 3 영역(415) 동안 상기 제 2 그룹에 포함되는 이전 홉 중계국으로 상향링크 데이터를 전송한다. 여기서, 상기 제 1 그룹 중계국(430)이 1홉 중계국인 경우, 상기 중계국은 상기 제 3 영역(415) 동안 상기 기지국(420)으로부터 상향링크 데이터를 전송한다.
다음으로 상기 제 2 그룹 중계국(440)은 상기 하향링크 부프레임(400)에 포함되는 제 1 영역(401)과 제 4 영역(407) 동안 서비스 영역에 포함되는 단말로 하향링크 데이터를 전송한다. 이후, 상기 제 2 그룹 중계국(440)은 제 2 영역(403) 동안 제 1 그룹에 포함되는 이전 홉 중계국(430)으로부터 하향링크 데이터를 수신받는다. 또한, 상기 제 2 그룹 중계국(440)은 제 3 영역(405) 동안 상기 제 1 그룹에 포함되는 다음 홉 중계국으로 하향링크 데이터를 전송한다. 즉, 상기 제 2 그룹 중계국(440)은 상기 제 2 영역(405) 동안 상위 중계국으로부터 제공받은 데이터를 상기 제 4 영역(407) 동안 상기 단말로 중계한다.
또한, 상기 제 2 그룹 중계국(440)은 상기 상향링크 부프레임(410)에 포함되는 제 1 영역(411)과 제 4 영역(417) 동안 상기 단말로부터 상향링크 데이터를 수신받는다. 이후, 상기 제 2 그룹 중계국(440)은 상기 제 2 영역(413) 동안 상기 제 1 그룹에 포함되는 이전 홉 중계국(430)으로 상향링크 데이터를 전송한다. 또한, 상기 제 2 그룹 중계국(440)은 상기 제 3 영역(415) 동안 상기 제 1 그룹에 포함되는 다음 홉 중계국으로부터 상향링크 데이터를 수신받는다.
다음으로 상기 광대역 무선접속 통신시스템에서 상기 중계 서비스를 위한 영역을 각 부프레임에 세 개 이상 위치시키는 경우의 통신 절차에 대해 설명한다. 여기서, 상기 광대역 무선접속 통신시스템은 상기 중계 서비스를 위한 영역으로 상기 제 2 영역(303, 313), 제 4 영역(307, 317) 및 제 5 영역(309, 319)을 이용하는 것으로 가정한다.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 다중 홉 중계방식을 사용하는 광대역 무선접속 통신시스템의 프레임 구조를 이용한 통신 절차를 도시하고 있다.
상기 도 5에 도시된 바와 같이 상기 프레임은 하향링크 부프레임(500)과 상 향링크 부프레임(510)으로 구성된다. 이때, 상기 부프레임들(500, 510)은 시간 자원을 통해 제 1 영역(501, 511), 제 2 영역(503, 513), 제 3 영역(505, 515) 및 제 4 영역(507, 517)으로 구분되어 구성된다.
상술한 바와 구성된 프레임 구조를 이용하여 중계 서비스를 지원하는 경우, 먼저, 기지국(520)은 상기 하향링크 부프레임(500)에 포함되는 제 1 영역(501)과 제 2 영역(503) 및 제 3 영역(505) 동안 서비스 영역에 포함되는 단말로 하향링크 데이터를 전송한다. 또한, 상기 기지국(520)은 제 4 영역(507) 동안 1 홉 중계국인 중계국 1(530)로 하향링크 데이터를 전송한다.
이후, 상기 기지국(520)은 상기 상향링크 부프레임(510)에 포함되는 제 1 영역(511)과 제 2 영역(513) 및 제 3 영역(515) 동안 상기 단말로부터 상향링크 데이터를 수신받는다. 또한, 상기 기지국(520)은 상기 제 4 영역(517) 동안 상기 중계국 1(530)로부터 상향링크 데이터를 수신받는다.
다음으로 상기 중계국 1(530)은 상기 하향링크 부프레임(500)에 포함되는 제 1 영역(501)동안 서비스 영역에 포함되는 단말로 하향링크 데이터를 전송한다. 또한, 상기 중계국 1(530)은 제 2 영역(503)동안 대기 모드로 동작한다. 즉, 상기 중계국 1(530)은 제 2 영역(503) 동안 다른 중계국과의 간섭을 줄이기 위해 아무런 서비스를 제공하지 않는다.
또한, 상기 중계국 1(530)은 제 3 영역(505) 동안 하위 중계국인 중계국 2(540)로 하향링크 데이터를 전송하고, 제 4 영역(507) 동안 상기 기지국(520)으로 부터 하향링크 데이터를 수신받는다.
이후, 상기 중계국 1(530)은 상기 상향링크 부프레임(510)에 포함되는 제 1 영역(511) 동안 상기 단말로부터 상향링크 데이터를 수신받는다. 또한, 상기 중계국 1(530)은 상기 제 2 영역(513) 동안 대기 모드로 동작한다.
또한, 상기 중계국 1(530)은 상기 제 3 영역(515) 동안 상기 중계국 2(540)로부터 상향링크 데이터를 수신받고, 상기 제 4 영역(517) 동안 상기 기지국(520)으로부터 상향링크 데이터를 전송한다.
다음으로 상기 중계국 2(540)는 상기 하향링크 부프레임(500)에 포함되는 제 1 영역(501) 동안 서비스 영역에 포함되는 단말로 하향링크 데이터를 전송한다. 또한, 상기 중계국 2(540)는 제 2 영역(503) 동안 하위 중계국인 중계국 3(550)으로 하향링크 데이터를 전송하고, 제 3 영역(505) 동안 상위 중계국인 중계국 1(530)로부터 하향링크 데이터를 수신받는다.
또한, 상기 중계국 2(540)는 제 4 영역(507) 동안 대기 모드로 동작한다. 즉, 상기 중계국 2(540)는 제 2 영역(503) 동안 다른 중계국과의 간섭을 줄이기 위해 아무런 서비스를 제공하지 않는다.
이후, 상기 중계국 2(540)는 상기 상향링크 부프레임(510)에 포함되는 제 1 영역(511) 동안 상기 단말로부터 상향링크 데이터를 수신받는다. 또한, 상기 중계국 2(540)는 상기 제 2 영역(513) 동안 상기 중계국 3(550)으로부터 상향링크 데이 터를 수신받고, 상기 제 3 영역(515) 동안 상기 중계국 1(530)로 상향링크 데이터를 전송한다. 또한, 상기 중계국 2(540)는 상기 제 4 영역(517) 동안 대기 모드로 동작한다.
다음으로 상기 중계국 3(550)은 상기 하향링크 부프레임(500)에 포함되는 제 1 영역(501) 동안 서비스 영역에 포함되는 단말로 하향링크 데이터를 전송한다. 또한, 상기 중계국 3(550)은 제 2 영역(503) 동안 상위 중계국인 중계국 2(540)로부터 하향링크 데이터를 수신받고, 제 3 영역(505) 동안 대기 모드로 동작한다. 즉, 상기 중계국 3(550)은 상기 제 3 영역(505) 동안 다른 중계국과의 간섭을 줄이기 위해 아무런 서비스를 제공하지 않는다.
또한, 상기 중계국 3(550)은 제 4 영역(507) 동안 하위 중계국인 중계국 4로 하향링크 데이터를 전송한다.
이후, 상기 중계국 3(550)은 상기 상향링크 부프레임(510)에 포함되는 제 1 영역(511) 동안 상기 단말로부터 상향링크 데이터를 수신받는다. 또한, 상기 중계국 3(550)은 상기 제 2 영역(513) 동안 상기 중계국 2(540)로부터 상향링크 데이터를 전송하고, 상기 제 3 영역(515) 동안 대기 모드로 동작한다.
또한, 상기 중계국 3(550)은 상기 제 4 영역(517) 동안 상기 중계국 4로부터 상향링크 데이터를 수신받는다.
상술한 바와 같이 상기 광대역 무선접속 통신시스템은 상기 도 3에 도시된 바와 같이 구성되는 프레임 구조를 이용하여 다중 홉 구조에서도 중계 서비스를 지원할 수 있다. 이때, 상기 광대역 무선접속 통신시스템은 셀 환경 변수(예 : 홉수)에 따라 프레임 구조가 변경될 수 있다. 즉, 상기 프레임 구조가 변경되는 경우, 상기 광대역 무선접속 통신시스템의 기지국 또는 상위 중계국은 상기 프레임 구성 정보를 하위 중계국으로 전송해야 모든 노드들(기지국, 중계국, 단말)이 상기 프레임 구조를 이용하여 통신을 수행할 수 있다.
따라서, 이하 설명은 상기 광대역 무선접속 통신시스템의 기지국 또는 상위 중계국에서 하위 중계국으로 상기 프레임 구성 정보를 전송하기 위한 기술에 대해 설명한다. 여기서, 상기 기지국 또는 상위 중계국은 상기 프레임 구성 정보에 대한 IE(Information Element)를 포함하는 MAP 메시지 또는 MAC 메시지(MAC Management Message) 또는 DCD(Downlink Channel Descriptor)이용하여 상기 프레임 구성 정보를 하위 중계국으로 전송한다. 이하 설명에서는 상기 MAP 메시지를 이용하는 것을 예를 들어 설명한다.
먼저, 상기 광대역 무선접속 통신시스템의 기지국에서 하위 중계국으로 상기 프레임 구성 정보를 전송하기 위한 기술에 대해 설명한다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 다중 홉 중계방식을 사용하는 광대역 무선접속 통신시스템의 기지국에서 프레임 정보 전송 절차를 도시하고 있다.
상기 도 6을 참조하면, 먼저 상기 기지국은 601단계에서 중계국으로부터 초기 접속 요청 신호가 수신되는지 확인한다.
상기 중계국으로부터 초기 접속 요청 신호가 수신되면, 상기 기지국은 603단계로 진행하여 중계 서비스를 위해 상기 중계국과 통신하기 위한 하향링크 부프레임 영역 정보를 포함하는 하향링크 맵(이하, DL-MAP이라 칭함)을 생성한다. 이후, 상기 기지국은 상기 DL-MAP을 포함하는 초기 접속 신호를 상기 중계국으로 전송한다. 이때, 상기 기지국은 상기 중계국과 초기 접속을 수행한다. 여기서, 상기 중계국은 초기 접속 시, 단말과 동일하게 상기 도 3의 제 1 영역(301)을 통해 상기 초기 접속을 수행한다. 따라서, 상기 기지국은 상기 제 1 영역(301)의 DL-MAP을 이용하여 초기 접속 후 상기 중계국과 통신하기 위한 상기 제 2 영역(303)의 정보를 상기 중계국으로 전송한다. 여기서, 상기 기지국은 상기 제 2 영역(303) 정보를 하기 <표 1>과 같은 STC_DL_ZONE_IE의 형태로 포함하는 DL-MAP을 생성하는 것을 예를 들어 설명한다.
Syntax Size Notes
STC_DL_Zone_IE()
Extended DIUC 4bits STC/DL_ZONE_SWITCH = 0x01
Length 4bits Length=0x04
OFDMA symbol offset 8bits Denotes the start of zone (counting from the frame preamble and starting from 0)
Permutation 2bits 0b00 = PUSC permutation 0b01 = FUSC permutation 0b10 = Optional FUSC permutation 0b11 = Optional adjacent subcarrier permutation
Use All SC indicator 1bit 0 = do not use all subchannels 1 = use all subchannels
STC 2bits 0b00 = no STC 0b01 = STC using 2/3 antennas 0b10 = STC using 4 antennas 0b11 = FHDC using 2 antennas
Matrix indicator 2bits STC matrix(see 8.4.8.1.4) If(STC==0b01 or STC==0b10) { 0b00 = Matrix A 0b01 = Matrix B 0b10 = Matrix C 0b11 = reserved } else if(STC==ob11) { 0b00 = Matrix A 0b01 = Matrix B 0b10-11 = reserved }
DL_PermBase 5bits
PRBS_ID 2bits Value: 0..2 Refer to 8.4.9.4.1
AMC type 2bits Indicatesthe AMC type in case permutation type=0b11, otherwise shall be set to 0. AMC type (NxM=N bins by M symbols) : 0b00 = 1x6 0b01 = 2x3 0b10 = 3x2 0b11 = reserved note that only 2x3 Band AMC subchannel type (AMC type=0b01) is supported by MS.
Midamble presence 1bit 0 = not present 1 = present at the first symbol in STC zone
Midamble boosting 1bit 0 = no boost 1 = boosting (3dB)
2/3 antennas select 1bit 0 = STC using 2 antennas 1 = STC using 3 antennas selects 2/3 antennas when STC=0b01
Dedicated pilots 1bit 0 = pilot symbols are broadcast 1 = pilot symbols are dedicated. An MS should use only pilots specific to its burst for channel estimation
Indicator 1bit 1=enable to indicate relay region of the previons relay link
reserved bit 3bits set to zero
여기서, 상기 STC_DL_ZONE_IE는 상기 IE(Information Element)에서 지시하는 영역의 시작점을 나타내는 OFDMA 심볼 오프셋(OFDMA symbol offset) 정보 등을 포함한다. 또한, 상기 IE가 상기 제 2 영역(303) 정보를 포함하는 것을 나타내기 위해 지시자(Indicator) 정보를 포함한다. 즉, 상기 중계국은 상기 지시자 정보를 통해 상기 IE가 상기 제 2 영역(303) 정보를 포함하는 것을 인식한다. 이때, 단말들은 상기 지시자 정보에 따라 상기 IE가 다른 단말이 사용하는 영역으로 인식하게 된다.
상술한 실시 예는 상기 기지국에서 상기 <표 1>과 같이 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.16e에 정의된 DL-STC-ZONE-IE를 재사용하여 상기 중계국으로 상기 기지국과 통신하기 위한 부프레임 영역 정보를 제공한다.
다른 실시 예로 상기 기지국은 하기 <표 2>와 같은 구조로 새롭게 정의되는 메시지를 이용하여 상기 기지국과 중계국이 통신하기 위한 부프레임 영역(예 : 제 2 영역(303))정보를 상기 중계국으로 제공할 수 있다. 여기서, 상기 기지국은 하기 <표 2>을 이용하여 하향링크 메시지뿐만 아니라 상향링크 메시지도 생성할 수 있다.
LOGIC 보충 설명
Frame Number to take effect; Number of zone (K); for I=1:K zone transceiver mode; OFDMA Symbol Offset; Duration; amble present; FCH/MAP present; end zone transceiver mode: (TX/RX) or (TX/RX/IDLE MODE)
여기서, 상기 <표 2>에서 정의된 바와 같이 상기 프레임 구성 정보를 전송하는 메시지는 상기 프레임 정보가 적용될 프레임을 나타내는 프레임 번호(Frame Number) 정보, 부프레임이 포함하는 구간의 개수를 나타내는 영역 개수(Number of zone) 정보, 중계 영역의 동작 방법을 나타내는 영역 전송 모드(zone transceiver mode) 정보, 중계 영역의 시작점을 나타내는 OFDMA 심볼 오프셋(OFDMA symbol offset) 정보, 상기 중계 영역의 길이를 나타내는 구간(Duration) 정보 및 상기 중계 영역에 동기 채널이 포함되는지 여부를 나타내는 동기채널 존재(amble present) 정보, 상기 중계 영역에 제어 메시지(예 : 프레임 제어 헤더, 맵)가 포함되는지 여부를 나타내는 제어 메시지 존재(FCH/MAP present) 정보들 중 적어도 하나를 포함해야 한다.
상기 <표 2>에서 상기 영역 전송 모드는 상기 중계 영역에서 기지국 또는 중계국의 동작 방법으로 송신/수신 모드 중 어느 하나의 동작 방법이 선택할 수 있다. 또한, 상기 영역 전송 모드는 상기 중계 영역에서 기지국 또는 중계국의 동작 방법으로 송신/수신/대기 모드 중 어느 하나의 동작 방법이 선택할 수 있다.
이후, 상기 기지국은 605단계로 진행하여 상기 중계국과의 초기 접속 절차가 완료되었는지 확인한다.
상기 기지국과 중계국의 초기 접속 절차가 완료되었으면 상기 기지국은 607단계로 진행하여 상기 중계 서비스를 위한 프레임 구성 정보를 포함하는 맵을 생성한다. 즉, 상기 기지국은 상기 중계 서비스를 위해 상기 중계국과 통신하기 위한 상향링크 부프레임 영역 정보를 포함하는 중계국 상향링크 맵(이하, R-UL-MAP라 칭함)을 생성한다. 예를 들어, 상기 기지국은 상기 중계국을 이용한 중계 서비스를 위해 상기 도 3의 제 2 영역(313) 정보를 포함하는 R-UL-MAP을 생성한다. 여기서, 상기 기지국은 상기 제 2 영역(313) 정보를 하기 <표 3>과 같은 UL-ZONE-IE의 형태로 포함하는 R-UL-MAP을 생성한다.
Syntax Size Notes
UL_ZONE_IE()
Extended DUIUC 4bits UL_ZONE = 0x04
Length 4bits Length = 0x03
OFDMA symbol offset 7bits
Permutation 2bits 0b00 = PUSC permutation 0b01 = PUSC permutation 0b10 = Optional PUSC permutation 0b01 = Optional PUSC permutation 0b1110 = Adjacent subcarrier permutation 0b11 = Reserved
PUSC UL_IDcellPermBase 7bits
AMC type 2bits Indicates the AMC type in case permutation type = 0b10, otherwise shall be set to 0. AMC type(NxM = N bins by M symbols): 0b00 - 1x6 0b01 - 2x3 0b10 - 3x2 0b11 - Reserved
Use All SC indicator 1bit 0 = Do not use all subchannels 1 = Use all subchannels
Reserved 5bits Shall be set to zero
여기서, 상기 UL_ZONE_IE는 상기 IE(Information Element)에서 지시하는 영역의 시작점을 나타내는 OFDMA 심볼 오프셋(OFDMA symbol offset) 정보를 포함한다.
상술한 실시 예는 상기 기지국에서 상기 <표 3>과 같이 IEEE 802.16e에 정의된 UL-ZONE-IE를 재사용하여 상기 중계국으로 상기 기지국과 통신하기 위한 부프레임 영역 정보를 제공한다. 다른 실시 예로 상기 <표 2>를 이용하여 새롭게 정의된 IE를 이용하여 상기 중계국으로 상기 기지국과 통신하기 위한 부프레임 영역 정보를 제공할 수 있다.
만일, 상기 광대역 무선접속 통신시스템이 세 홉 이상으로 구성되는 경우, 상기 기지국은 상기 중계국이 하위 중계국과 통신하기 위한 하향링크 부프레임 영역 정보를 포함하는 중계국 하향링크 맵(이하, R-DL-MAP이라 칭함)을 생성한다. 예를 들어, 상기 중계국이 상기 도 3의 제 4 영역(307) 또는 제 5 영역(309)을 이용하여 하위 중계국과 통신하는 경우, 상기 기지국은 상기 제 4 영역(307) 또는 제 5 영역(309) 정보를 상기 중계국으로 전송한다. 이때, 상기 기지국은 상기 제 2 영역(303)의 R-DL-MAP을 이용하여 상기 제 4 영역(307) 또는 제 5 영역(309) 정보를 상기 중계국으로 전송한다. 여기서, 상기 R-DL-MAP은 상기 <표 1> 또는 <표 2>를 이용하여 새롭게 생성할 수도 있다.
또한, 상기 기지국은 상기 R-UL-MAP에 상기 중계국이 하위 중계국과 통신하기 위한 상향링크 부프레임 영역 정보를 포함시킨다. 여기서, 상기 R-UL-MAP는 상기 <표 3> 또는 <표 2>를 이용하여 새롭게 생성할 수도 있다.
이후, 상기 기지국은 609단계로 진행하여 상기 초기 접속 시 상기 DL-MAP을 이용하여 상기 중계국으로 전송한 중계 서비스를 위한 영역(예 : 제 2 영역(303)) 정보가 변경되는지 확인한다.
만일, 상기 영역 정보가 변경되면, 상기 기지국은 611단계로 진행하여 상기 영역 변경 정보를 포함하는 메시지를 생성한다. 예를 들어, 상기 기지국은 상기 변경된 부프레임 영역 정보를 포함하는 IE를 맵에 포함시킨다. 또한, 상기 기지국은 상기 변경된 부프레임 영역 정보를 포함하는 중계국 프레임 제어 헤더(Relay-Frame Control Header : 이하, R-FCH라 칭함)를 생성한다. 만일, MAC 메시지 또는 DCD를 사용하는 경우, 상기 기지국은 상기 변경된 프레임 영역 정보를 포함하는 MAC 메시지 또는 DCD메시지를 생성한다.
상기 부프레임 영역의 변경 정보를 포함하는 메시지를 생성한 후, 상기 기지국은 613단계로 진행하여 상기 변경 정보를 포함하는 메시지와 R-UL-MAP 및 R-DL-MAP를 포함하는 하향링크 부프레임을 생성하여 상기 중계국으로 전송한다. 여기서, 상기 하향링크 부프레임은 상기 중계 서비스를 위한 영역의 하향링크 부프레임을 나타낸다.
한편, 상기 중계 서비스를 위한 영역 정보가 변경되지 않으면, 상기 기지국은 상기 613단계로 진행하여 상기 R-DL-MAP와 R-UL-MAP를 포함하는 상기 하향링크 부프레임을 생성하여 상기 중계국으로 전송한다. 여기서, 상기 하향링크 부프레임은 상기 중계 서비스를 위한 영역의 하향링크 부프레임을 나타낸다.
이후, 상기 기지국은 본 알고리즘을 종료한다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 다중 홉 중계방식을 사용하는 광대역 무선접속 통신시스템의 중계국에서 기지국으로부터 프레임 정보 수신 절차를 도시하고 있다.
상기 도 7을 참조하면, 먼저 상기 중계국은 701단계에서 상기 기지국이 방송하는 동기 채널을 통해 상기 기지국과의 동기를 획득한다.
이후, 상기 중계국은 703단계로 진행하여 상기 기지국으로 초기 접속을 요청한다. 이때, 상기 중계국은 상기 도 3의 제 1 영역(301)을 통해 상기 기지국과 통신을 수행한다.
상기 기지국으로 초기 접속을 요청한 후, 상기 중계국은 705단계로 진행하여 상기 기지국으로부터 초기 접속을 위한 신호가 수신되는지 확인한다.
만일, 상기 기지국으로부터 초기 접속을 위한 신호가 수신되면, 상기 중계국은 707단계로 진행하여 상기 수신신호에 포함된 DL-MAP에서 초기 접속 후 상기 기지국으로부터 데이터를 수신받을 하향링크 부프레임 영역 정보를 획득한다. 예를 들어, 상기 중계국은 상기 수신신호에 상기 <표 1> 또는 상기 <표 2>를 이용하여 새롭게 정의된 상기 DL-MAP에 포함된 상기 제 2 영역(303) 정보를 획득한다. 이때, 상기 중계국은 상기 기지국이 단말과 통신을 수행하는 영역의 신호를 이용하여 상기 제 2 영역(303) 정보를 획득한다.
이후, 상기 중계국은 709단계로 진행하여 상기 기지국과의 초기 접속이 완료되었는지 확인한다.
상기 기지국과의 초기 접속이 완료되면, 상기 중계국은 711단계로 진행하여 상기 기지국으로부터 상기 제 2 영역(303)을 통해 신호가 수신되는지 확인한다.
상기 신호가 수신되면, 상기 중계국은 713단계로 진행하여 상기 수신신호에서 상기 기지국과 통신하기 위한 부프레임 영역 정보를 확인한다. 예를 들어, 상기 중계국은 상기 수신신호에 포함된 상기 R-FCH에서 상기 기지국과 통신하기 위한 하향링크 부프레임 영역(예 : 제 2 영역(303)) 정보를 확인한다. 만일, 상기 기지국에서 상기 R-DL-MAP을 이용하는 경우, 상기 중계국은 상기 R-DL-MAP을 통해 상기 하향링크 부프레임 영역 정보를 획득할 수 있다. 여기서, 상기 하향링크 부프레임 영역 정보는 다음 프레임에 대한 정보를 나타낸다.
또한, 상기 중계국은 상기 R-DL-MAP에서 하위 중계국과 통신하기 위한 하향링크 부프레임 영역 정보를 확인한다. 상기 중계국은 상기 수신신호에 포함된 상기 R-UL-MAP에서 상기 기지국과 통신하기 위한 상향링크 부프레임 영역 정보와 하위 중계국과 통신하기 위한 상향링크 부프레임 영역 정보를 확인한다. 만일, 상기 기지국에서 상기 MAC메시지 또는 DCD를 이용하는 경우, 상기 중계국은 상기 MAC메시지 또는 DCD를 통해 상기 기지국과 통신하기 위한 부프레임 영역 정보와 하위 중계국과 통신하기 위한 부프레임 영역 정보를 획득할 수 있다.
미 도시되었지만, 상기 기지국으로부터 수신받은 제어메시지에 시작 프레임 정보가 포함된 경우, 상기 중계국은 상기 시작 프레임부터 상기 기지국으로부터 제공받은 중계 서비스를 위한 영역 정보를 이용하여 통신을 수행한다.
이후, 상기 중계국은 본 알고리즘을 종료한다.
다음으로 상기 광대역 무선접속 통신시스템의 상위 중계국에서 하위 중계국으로 프레임 구성 정보를 전송하기 위한 기술에 대해 설명한다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 다중 홉 중계방식을 사용하는 광대역 무선접속 통신시스템의 중계국에서 하위 중계국으로 프레임 정보 전송 절차를 도시하고 있다.
상기 도 8을 참조하면, 먼저 상기 상위 중계국은 801단계에서 하위 중계국으로부터 초기 접속 요청 신호가 수신되는지 확인한다.
상기 하위 중계국으로부터 초기 접속 요청 신호가 수신되면, 상기 상위 중계국은 803단계로 진행하여 중계 서비스를 위해 상기 하위 중계국과 통신하기 위한 하향링크 부프레임 영역 정보를 포함하는 하향링크 맵(이하, DL-MAP이라 칭함)을 생성한다. 이후, 상기 상위 중계국은 상기 DL-MAP을 포함하는 초기 접속 신호를 상기 하위 중계국으로 전송한다. 이때, 상기 상위 중계국은 상기 중계국과 초기 접속을 수행한다. 여기서, 상기 하위 중계국은 초기 접속 시, 단말과 동일하게 상기 도 3의 제 1 영역(301)을 통해 상기 초기 접속을 수행한다. 따라서, 상기 상위 중계국은 상기 제 1 영역(301)의 DL-MAP을 이용하여 초기 접속 후 상기 하위 중계국과 통신하기 위한 상기 제 4 영역(307) 또는 제 5 영역(309)의 정보를 상기 하위 중계국으로 전송한다. 여기서, 상기 상위 중계국은 상기 제 4 영역(307) 또는 제 5 영역(309) 정보를 상기 <표 1> 또는 <표 2>를 이용하여 새롭게 정의된 DL-MAP을 생성한다.
이후, 상기 상위 중계국은 805단계로 진행하여 상기 하위 중계국과의 초기 접속 절차가 완료되었는지 확인한다.
상기 초기 접속 절차가 완료되었으면 상기 상위 중계국은 807단계로 진행하여 상기 중계 서비스를 위한 프레임 구성 정보를 포함하는 맵을 생성한다. 예를 들어, 상기 상위 중계국은 상기 중계 서비스를 위해 상기 하위 중계국과 통신하기 위한 하향링크 부프레임 영역 정보를 포함하는 중계국 하향링크 맵(이하, R-DL-MAP이라 칭함)을 생성한다. 여기서, 상기 R-DL-MAP은 상기 <표 1> 또는 <표 2>를 이용하여 새롭게 정의된 형태로 상기 제 4 영역(307) 또는 제 5 영역(309) 정보를 포함한다. 즉, 상기 R-DL-MAP은 상기 하위 중계국이 또 다른 하위 중계국과 통신하기 위한 하향링크 영역 정보를 포함한다.
또한, 상기 상위 중계국은 상기 중계 서비스를 위해 상기 하위 중계국과 통신하기 위한 상향링크 부프레임 영역 정보를 포함하는 중계국 상향링크 맵(이하, R-UL-MAP라 칭함)을 생성한다. 여기서, 상기 R-UL-MAP는 상기 <표 3> 또는 <표 2>를 이용하여 새롭게 정의된 형태로 상기 상향링크 부프레임 영역 정보를 포함한다. 즉, 상기 R-UL-MAP은 상기 상위 중계국이 하위 중계국과 통신하기 위한 상향링크 영역 정보와 상기 하위 중계국이 또 다른 하위 중계국과 통신하기 위한 상향링크 영역 정보를 포함한다.
이후, 상기 상위 중계국은 809단계로 진행하여 상기 초기 접속 시 상기 DL-MAP을 이용하여 상기 하위 중계국으로 전송한 중계 서비스를 위한 영역(예 : 제 4 영역(307) 또는 제 5 영역(309)) 정보가 변경되는지 확인한다.
만일, 상기 영역 정보가 변경되면, 상기 상위 중계국은 811단계로 진행하여 상기 영역 변경 정보를 포함하는 메시지를 생성한다. 예를 들어, 상기 상위 중계국은 상기 변경된 부프레임 영역 정보를 포함하는 IE를 맵에 포함시킨다. 또한, 상기 기지국은 상기 변경된 부프레임 영역 정보를 포함하는 중계국 프레임 제어 헤더(Relay-Frame Control Header : 이하, R-FCH라 칭함)를 생성한다. 만일, MAC 메시지 또는 DCD를 사용하는 경우, 상기 상위 중계국은 상기 변경된 프레임 영역 정보를 포함하는 MAC 메시지 또는 DCD메시지를 생성한다.
상기 부프레임 영역의 변경 정보를 포함하는 메시지를 생성한 후, 상기 상위 중계국은 813단계로 진행하여 상기 변경 정보를 포함하는 메시지와 R-UL-MAP 및 R-DL-MAP를 포함하는 하향링크 부프레임을 생성하여 상기 하위 중계국으로 전송한다. 여기서, 상기 하향링크 부프레임은 상기 중계 서비스를 위한 영역의 하향링크 부프레임을 나타낸다.
한편, 상기 중계 서비스를 위한 영역 정보가 변경되지 않으면, 상기 상위 중계국은 상기 813단계로 진행하여 상기 R-DL-MAP와 R-UL-MAP를 포함하는 상기 하향링크 부프레임을 생성하여 상기 하위 중계국으로 전송한다. 여기서, 상기 하향링크 부프레임은 상기 중계 서비스를 위한 영역의 하향링크 부프레임을 나타낸다.
이후, 상기 상위 중계국은 본 알고리즘을 종료한다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 다중 홉 중계방식을 사용하는 광대역 무선접속 통신시스템의 하위 중계국에서 상위 중계국으로부터 프레임 정보 수신 절차를 도시하고 있다. 이하 설명에서는 상기 상위 중계국이 1홉 중계국이고, 상기 하위 중계국이 2홉 중계국인 것을 예를 들어 설명한다.
상기 도 9를 참조하면, 먼저 상기 중계국은 901단계에서 상기 상위 중계국이 방송하는 동기 채널을 통해 상기 상위 중계국과의 동기를 획득한다.
이후, 상기 중계국은 903단계로 진행하여 상기 상위 중계국으로 초기 접속을 요청한다. 이때, 상기 중계국은 상기 도 3의 제 1 영역(301)을 통해 상기 상위 중계국과 통신을 수행한다.
상기 상위 중계국으로 초기 접속을 요청한 후, 상기 중계국은 905단계로 진행하여 상기 상위 중계국으로부터 초기 접속을 위한 신호가 수신되는지 확인한다.
만일, 상기 상위 중계국으로부터 초기 접속을 위한 신호가 수신되면, 상기 중계국은 907단계로 진행하여 상기 수신신호에 포함된 DL-MAP에서 초기 접속 후 상기 기지국으로부터 데이터를 수신받을 하향링크 부프레임 영역 정보를 획득한다. 예를 들어, 상기 중계국은 상기 수신신호에 상기 <표 1> 또는 <표 2>를 이용하여 새롭게 정의된 상기 DL-MAP에 포함된 상기 제 4 영역(307) 또는 제 5 영역(309) 정보를 획득한다. 만일, 상기 중계국이 3홉 중계국인 경우, 상기 중계국은 상기 도 3의 프레임 구조에서 상기 제 2 영역(303) 정보를 획득한다.
이후, 상기 중계국은 909단계로 진행하여 상기 상위 중계국과의 초기 접속이 완료되었는지 확인한다.
상기 초기 접속이 완료되면, 상기 중계국은 911단계로 진행하여 상기 상위 중계국으로부터 신호가 수신되는지 확인한다.
상기 신호가 수신되면, 상기 중계국은 913단계로 진행하여 상기 수신신호에서 상기 상위 중계국과 통신하기 위한 부프레임 영역 정보를 확인한다. 예를 들어, 상기 중계국은 상기 수신신호에 포함된 상기 R-FCH에서 상기 상위 중계국과 통신하기 위한 하향링크 부프레임 영역(예 : 제 4 영역(307) 또는 제 5 영역(309)) 정보를 확인한다. 만일, 상기 상위 중계국에서 상기 R-DL-MAP을 이용하는 경우, 상기 중계국은 상기 R-DL-MAP을 통해 상기 하향링크 부프레임 영역 정보를 획득할 수 있다. 여기서, 상기 하향링크 부프레임 영역 정보는 다음 프레임에 대한 정보를 나타낸다.
또한, 상기 중계국은 상기 R-DL-MAP에서 하위 중계국과 통신하기 위한 하향링크 부프레임 영역 정보를 확인한다. 상기 중계국은 상기 수신신호에 포함된 상기 R-UL-MAP에서 상기 상위 중계국과 통신하기 위한 상향링크 부프레임 영역 정보와 하위 중계국과 통신하기 위한 상향링크 부프레임 영역 정보를 확인한다. 이때, 상기 중계국이 하위 중계국과 통신하기 위한 부프레임 영역은 상기 상위 중계국이 또 다른 상위 중계국과 통신하기 위한 영역과 동일한 영역을 나타낸다. 예를 들어, 상기 중계국이 3홉 중계국인 경우, 상기 중계국은 상향링크 부프레임에서 상위 중계국인 2홉 중계국이 1홉 중계국과 통신하기 위한 영역((예 : 제 2 영역(313)) 정보를 획득한다.
만일, 상기 상위 중계국에서 상기 MAC메시지 또는 DCD를 이용하는 경우, 상기 중계국은 상기 MAC메시지 또는 DCD를 통해 상기 상위 중계국과 통신하기 위한 부프레임 영역 정보와 하위 중계국과 통신하기 위한 부프레임 영역 정보를 획득할 수 있다.
미 도시되었지만, 상기 상위 중계국으로부터 수신받은 제어메시지에 시작 프레임 정보가 포함된 경우, 상기 중계국은 상기 시작 프레임부터 상기 상위 중계국으로부터 제공받은 중계 서비스를 위한 영역 정보를 이용하여 통신을 수행한다.
이후, 상기 중계국은 본 알고리즘을 종료한다.
상술한 실시 예에서 상기 기지국 또는 상위 중계국은 중계 서비스를 위한 영역 정보를 하위 중계국으로 전송한다. 이때, 상기 기지국 또는 상위 중계국은 상기 하위 중계국의 초기 접속 시, 단말과 통신하기 위한 영역의 DL-MAP을 이용하여 중계 서비스를 위한 영역의 시작점과 길이정보를 상기 하위 중계국으로 전송한다.
다른 실시 예로 상기 기지국 또는 상위 중계국은 상기 하위 중계국의 초기 접속 시 상기 DL-MAP을 이용하여 상기 중계 서비스를 위한 영역의 시작점 정보만 제공한다. 이후, 상기 기지국 또는 상위 중계국은 초기 접속 후, 상기 중계 서비스를 위한 영역의 제어 메시지(R-DL-MAP)를 이용하여 상기 영역의 길이 정보를 상기 하위 중계국에 제공한다.
따라서, 상기 하위 중계국은 초기 접속 시, 상기 기지국 또는 상위 중계국으로부터 상기 중계 서비스를 위한 영역의 시작점 정보를 획득한다. 초기 접속 후, 상기 하위 중계국은 상기 시작점 정보에 따라 상기 중계 서비스를 위한 영역의 R-DL-MAL을 통해 상기 영역의 길이 정보를 획득할 수 있다. 이때, 상기 R-DL-MAL은 다음 프레임에서 중계 서비스를 위한 영역의 시작점 정보를 포함할 수도 있다.
이하 설명은 상기 광대역 무선접속 통신시스템에서 상기 프레임 구성 정보를 송수신하는 기지국과 중계국의 블록구성에 대해 설명한다. 여기서, 상기 기지국과 중계국의 블록 구성은 동일하므로 하기 도 9에 도시된 바와 같은 중계국의 블록 구성을 통해 상기 기지국에 대해서도 설명한다.
도 10은 본 발명에 따른 다중 홉 중계방식을 사용하는 광대역 무선접속 통신시스템에서 중계국의 블록구성을 도시하고 있다.
상기 도 10에 도시된 바와 같이 상기 중계국은 RF처리기(1001, 1021), 아날로그/디지털 변환기(Analog/Digital Convertor)(1003), OFDM복조기(1005), 복호화기(1007), 메시지 처리부(1009), 제어부(1011), 메시지 생성부(1013), 부호화기(1015), OFDM변조기(1017), 디지털/아날로그 변환기(Digital/Analog Convertor)(1019), 스위치(1023) 및 시간제어기(1025)를 포함하여 구성된다.
먼저 상기 시간제어기(1025)는 프레임 동기에 근거해서 상기 스위치(1023)의 스위칭 동작을 제어한다. 예를 들어, 신호를 수신하는 영역이면, 상기 시간제어기(1025)는 안테나와 수신단의 RF처리기(1001)가 연결되도록 상기 스위치(1023)를 제어한다. 또한, 신호를 송신하는 영역이면 상기 시간 제어기(1025)는 상기 안테나와 송신단의 RF처리기(1021)가 연결되도록 상기 스위치(923)를 제어한다.
수신 영역 동안, 상기 RF처리기(1001)는 안테나를 통해 수신되는 고주파(RF(Radio Frequency))신호를 기저대역 아날로그 신호로 주파수 하향 변환한다. 상기 아날로그/디지털 변환기(1003)는 상기 RF처리기(1001)로부터의 아날로그 신호를 샘플데이터로 변환하여 출력한다. 상기 OFDM복조기(1005)는 상기 아날로그/디지털 변환기(1003)에서 출력되는 샘플데이터를 고속 푸리에 변환(Fast Fourier Transform)하여 주파수 영역의 데이터를 출력한다.
상기 복호화기(1007)는 상기 OFDM복조기(1005)로부터의 주파수 영역의 데이터에서 실제 수신하고자 하는 부반송파들의 데이터를 선택하고, 상기 선택된 데이터를 미리 정해진 변조수준(MCS레벨)에 따라 복조(demodulation) 및 복호(decoding)하여 출력한다.
상기 메시지 처리부(1009)는 상기 복호화기(1007)로부터 입력되는 제어메시지를 분해하여 그 결과를 제어부(1011)로 제공한다. 예를 들어, 상기 메시지 처리부(1009)는 초기 접속 시 상기 기지국 또는 상위 중계국으로부터 제공받은 제어 메시지에서 프레임 구성 정보를 포함하는 DL-MAP을 상기 제어부(1011)로 제공한다. 또한, 상기 초기 접속 후, 상기 메시지 처리부(1009)는 상기 기지국 또는 상위 중계국으로부터 제공받은 제어 메시지에서 프레임 구성 정보를 포함하는 R-FCH, R-DL-MAP, R-UL-MAP을 상기 제어부(1011)로 제공한다.
상기 제어부(1011)는 상기 메시지 처리부(1009)로부터 제공받은 정보들에 분석하여 프레임 구성 정보를 획득한다. 예를 들어, 상기 제어부(1011)는 초기 접속 시, 상기 DL-MAP에서 상기 기지국 또는 상위 중계국과 통신하기 위한 영역 정보를 획득한다. 또한, 초기 접속 후, 상기 제어부(1011)는 상기 R-FCH와 R-UL-MAP에서 다음 하향링크 부프레임에서 상기 기지국 또는 상위 중계국과 통신하기 위한 부프레임 영역 정보를 획득한다. 또한, 상기 제어부(1011)는 상기 R-DL-MAP와 R-UL-MAP에서 상기 상위 중계국이 상기 기지국과 통신하기 위한 부프레임 영역 정보를 획득한다.
송신 영역 동안 상기 메시지 생성부(1013)는 상기 제어부(1011)로부터 제공받은 각종 정보들을 가지고 메시지를 생성하여 물리계층의 부호화기(1015)로 출력한다. 예를 들어, 상기 메시지 생성부(1013)는 하위 중계국으로 프레임 구성 정보를 제공하기 위해 상기 하위 중계국의 초기 접속 시, 상기 하위 중계국이 초기 접속 후 상기 중계국과 통신하기 위한 부프레임 영역 정보를 포함하는 DL-MAP을 생성한다. 또한, 초기 접속 후, 상기 메시지 생성부(1013)는 상기 하위 중계국이 상기 중계국과 다음 프레임에서 통신하기 위한 하향링크 부프레임 영역 정보를 포함하는 R-FCH를 생성한다. 또한, 상기 메시지 생성부(1013)는 상기 중계국이 기지국과 통신하기 위한 부프레임 영역 정보를 포함하는 R-DL-MAP과 R-UL-MAP를 생성한다. 이때, 상기 R-UL-MAP는 상기 하위 중계국이 상기 중계국과 통신하기 위한 상향링크 부프레임 영역 정보도 포함한다.
상기 부호화기(1015)는 상기 메시지 생성부(1013)로부터의 데이터를 미리 정해진 변조수준(MCS레벨)에 따라 부호 및 변조하여 출력한다. 상기 OFDM변조기(1017)는 상기 부호화기(1015)로부터의 데이터를 역 고속 푸리에 변환(Inverse Fast Fourier Transform)하여 샘플데이터(OFDM심볼)를 출력한다. 상기 디지털/아날로그 변환기(1019)는 상기 OFDM 변조기(1017)로부터 제공받은 상기 샘플데이터를 아날로그 신호로 변환하여 출력한다. 상기 RF처리기(1021)는 상기 디지털/아날로그 변환기(1021)로부터의 기저대역 아날로그 신호를 고주파 신호로 주파수 상향 변환하여 안테나를 통해 송신한다.
다음으로 상기 기지국의 경우, 상기 수신영역의 동작을 수행하는 모듈들과 상기 송신영역의 동작을 수행하는 모듈들 중 상기 메시지 생성부(1013)을 제외한 다른 모듈들은 상기 중계국과 동일하게 동작한다.
상기 메시지 생성부(1013)는 상기 중계국으로 프레임 구성 정보를 전송하기 위한 메시지를 생성한다. 예를 들어, 상기 메시지 생성부(1013)는 상기 중계국의 초기 접속 시, 상기 중계국이 초기 접속 후 상기 기지국과 통신하기 위한 부프레임 영역 정보를 포함하는 DL-MAP을 생성한다.
초기 접속 후, 상기 메시지 생성부(1013)는 다음 프레임에서 상기 중계국이 상기 기지국과 통신하기 위한 하향링크 부프레임 영역 정보를 포함하는 R-FCH를 생성한다. 또한, 상기 메시지 생성부(1013)는 상기 중계국이 상기 기지국과 통신하기 위한 상향링크 부프레임 영역 정보를 포함하는 R-UL-MAP를 생성한다. 만일 상기 광대역 무선접속 통신시스템이 세 홉 이상으로 구성되는 경우, 상기 메시지 생성부(1013)는 상기 중계국이 하위 중계국과 통신하기 위한 하향링크 부프레임 영역 정보를 포함하는 R-DL-MAP을 생성한다. 또한, 상기 메시지 생성부(1013)는 상기 중계국이 하위 중계국과 통신하기 위한 상향링크 부프레임 영역 정보를 포함하는 R-UL-MAP을 생성한다.
상술한 실시 예에서 기지국 또는 상위 중계국은 상기 DL-MAP, R-FCH, R-DL-MAP 및 R-UL-MAP과 같은 제어 메시지를 통해 상기 중계 서비스를 위한 프레임 구성 정보를 하위 중계국으로 전송한다. 이때, 상기 기지국 또는 상위 중계국은 각각의 제어 메시지가 포함하는 부프레임 영역 정보 및 상기 부프레임 영역에 포함되는 동기 채널의 위치 정보를 포함한다.
상술한 실시 예는 상기 기지국 또는 상위 중계국에서 상기 중계 서비스를 위한 영역 정보로 구성된 IE를 맵에 포함시켜 상기 하위 중계국으로 전송하는 것을 예를 들어 설명하였다. 만일 상기 기지국 또는 상위 중계국에서 상기 MAC 메시지 또는 DCD를 이용하여 상기 중계 서비스를 위한 영역 정보를 전송하는 경우, 상기 MAC 메시지와 DCD도 상기 <표 2>를 이용하여 새롭게 구성할 수 있다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능하다. 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 방식을 사용하는 광대역 무선접속 통신시스템에서 셀 환경 변수에 따라 적응적으로 기지국과 중계국 또는 중계국과 중계국 간 통신을 위한 영역 정보를 전송 및 검출함으로써, 상기 셀 환경 변수에 따라 프레임을 적응적으로 구성할 수 있으며 상기 구성된 프레임 정보에 따라 해당 프레임 정보를 정확히 복호 할 수 있는 이점이 있다.

Claims (64)

  1. 다중 홉 중계방식을 사용하는 광대역 무선접속 통신시스템의 부프레임 구성 방법에 있어서,
    상기 부프레임의 제 1 영역 동안, 기지국과 중계국이 단말과 통신하기 위한 부프레임을 구성하는 과정과,
    상기 부프레임의 제 2 영역 동안, 상기 기지국과 1홉 중계국이 통신하기 위한 부프레임과 짝수 홉 중계국과 홀수 홉 중계국이 통신하기 위한 부프레임을 구성하는 과정과,
    상기 부프레임의 제 3 영역 동안, 상기 중계국이 상기 제 2 영역 동안 상위 노드로부터 제공받은 신호를 상기 단말로 중계하기 위한 부프레임을 구성하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 부프레임의 제 1 영역과 제 2 영역과 제 3 영역은, 시간자원으로 구분되는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    하향링크 부프레임의 상기 제 2 영역과 제 3 영역은, 앞 단 또는 뒷 단에 동기 채널을 위치시키는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 영역의 소정 영역 동안, 짝수 홉 중계국과 홀수 홉 중계국의 통신을 위한 부프레임을 구성하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 3 영역의 소정 영역 동안, 짝수 홉 중계국과 홀수 홉 중계국의 통신을 위한 부프레임을 구성하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 부프레임의 제 1 영역과 제 2 영역과 제 3 영역은, 고정적인 크기를 갖거나, 채널 환경에 따라 동적인 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 3 영역 동안, 상기 기지국은 단말과 통신하기 위한 부프레임을 구성하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 다중 홉 중계방식을 사용하는 광대역 무선접속 통신시스템의 상위 노드에서 프레임 구성 정보를 전송하기 위한 방법에 있어서,
    하위 중계국이 초기 접속을 요청하는 경우, 중계 서비스를 위해 상기 중계국과 통신하기 위한 하향링크 영역 정보 상기 중계국으로 전송하는 과정과,
    초기 접속 후, 상기 하향링크 영역을 통해 상기 중계 서비스를 위해 중계국과 통신하기 위한 프레임 구성 정보를 상기 중계국으로 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 하향링크 영역 정보를 상기 중계국으로 전송하는 과정은,
    상기 하향링크 영역 정보를 포함하는 제 1 제어 메시지를 생성하는 과정과,
    상기 제 1 제어메시지를 상기 중계국으로 전송하는 과정을 포함하는 것으로 하는 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 제어 메시지는, 단말과 통신하기 위한 하향링크 영역을 통해 전송하는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 제어 메시지는, 상기 중계국과 통신하기 위한 영역이 시작되는 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 심볼 정보, 상기 영역의 OFDMA 심볼 길이 정보, 상기 영역의 송수신 모드 정보, 상기 영역에 제어 메시지 포함 여부를 나타내는 정보, 상기 영역에 동기 채널의 포함 여부를 나타내는 정보, 상기 영역 정보가 적용되는 프레임 번호 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 송수신 모드 정보는, 상기 영역에서 중계국의 동작이 송신 모드 또는 수신 모드인지를 알려주는 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 송수신 모드 정보는, 상기 영역에서 중계국의 동작이 송신 모드 또는 수신 모드 또는 대기(Idle) 모드인지를 알려주는 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 제어 메시지는, 상기 중계국과 통신하기 위한 하향링크 영역 정보를 알려주는 IE, MAC 메시지, DCD(Downlink Channel Descriptor) 중 어느 하나의 형태로 상기 하향링크 영역 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제 8 항에 있어서,
    상기 상위 노드는, 기지국 또는 상위 중계국인 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 프레임 구성정보를 상기 중계국으로 전송하는 과정은,
    상기 기지국의 경우, 상기 중계국과 통신하기 위한 상향링크 영역 정보를 포함하는 제 2 메시지를 생성하는 과정과,
    상기 제 2 메시지를 상기 중계국으로 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으 로 하는 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 제 2 제어 메시지는, 상기 중계국과 통신하기 위한 영역이 시작되는 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 심볼 정보, 상기 영역의 OFDMA 심볼 길이 정보, 상기 영역의 송수신 모드 정보, 상기 영역에 제어 메시지 포함 여부를 나타내는 정보, 상기 영역에 동기 채널의 포함 여부를 나타내는 정보, 상기 영역 정보가 적용되는 프레임 번호 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 송수신 모드 정보는, 상기 영역에서 중계국의 동작이 송신 모드 또는 수신 모드인지를 알려주는 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 송수신 모드 정보는, 상기 영역에서 중계국의 동작이 송신 모드 또는 수신 모드 또는 대기(Idle) 모드인지를 알려주는 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  20. 제 16 항에 있어서,
    상기 제 2 제어 메시지는, 상기 중계국과 통신하기 위한 상향링크 영역 정보를 알려주는 IE, MAC 메시지, DCD(Downlink Channel Descriptor) 중 어느 하나의 형태로 상기 상향링크 영역 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  21. 제 15 항에 있어서,
    상기 중계국이 다른 하위 중계국을 포함하는 경우, 상기 중계국과 통신하기 위한 상향링크 영역 정보와 상기 중계국이 상기 하위 중계국과 통신하기 위한 상향링크 영역 정보를 포함하는 상기 제 2 메시지를 생성하는 과정과,
    상기 중계국이 상기 하위 중계국과 통신하기 위한 하향링크 영역 정보를 포함하는 제 3 메시지를 생성하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 제 3 제어 메시지는, 상기 중계국과 통신하기 위한 하향링크 영역 정보를 알려주는 IE, MAC 메시지, DCD(Downlink Channel Descriptor) 중 어느 하나의 형태로 상기 하향링크 영역 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  23. 제 21 항에 있어서,
    상기 제 3 제어 메시지는, 상기 중계국과 통신하기 위한 영역이 시작되는 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 심볼 정보, 상기 영역의 OFDMA 심볼 길이 정보, 상기 영역의 송수신 모드 정보, 상기 영역에 제어 메시지 포함 여부를 나타내는 정보, 상기 영역에 동기 채널의 포함 여부를 나타내는 정보, 상기 영역 정보가 적용되는 프레임 번호 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 송수신 모드 정보는, 상기 영역의 중계국의 동작이 송신 모드 또는 수신 모드인지를 알려주는 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  25. 제 23 항에 있어서,
    상기 송수신 모드 정보는, 상기 영역의 중계국의 동작이 송신 모드 또는 수신 모드 또는 대기(Idle) 모드인지를 알려주는 정보를 포함하는 것을 특징으로 하 는 방법.
  26. 제 15 항에 있어서,
    상기 프레임 구성정보를 상기 중계국으로 전송하는 과정은,
    상기 상위 중계국의 경우, 상기 하위 중계국과 통신하기 위한 상향링크 영역 정보와 상기 하위 중계국이 다른 하위 중계국과 통신하기 위한 상향링크 영역 정보를 포함하는 상기 제 2 메시지를 생성하는 과정과,
    상기 중계국이 상기 하위 중계국과 통신하기 위한 하향링크 영역 정보를 포함하는 제 3 메시지를 생성하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  27. 제 26 항에 있어서,
    상기 제 3 제어 메시지는, 상기 중계국과 통신하기 위한 하향링크 영역 정보를 알려주는 IE, MAC 메시지, DCD(Downlink Channel Descriptor) 중 어느 하나의 형태로 상기 하향링크 영역 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  28. 제 26 항에 있어서,
    상기 제 3 제어 메시지는, 상기 중계국과 통신하기 위한 영역이 시작되는 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 심볼 정보, 상기 영역의 OFDMA 심볼 길이 정보, 상기 영역의 송수신 모드 정보, 상기 영역에 제어 메시지 포함 여부를 나타내는 정보, 상기 영역에 동기 채널의 포함 여부를 나타내는 정보, 상기 영역 정보가 적용되는 프레임 번호 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  29. 제 28 항에 있어서,
    상기 송수신 모드 정보는, 상기 영역의 중계국의 동작이 송신 모드 또는 수신 모드인지를 알려주는 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  30. 제 28 항에 있어서,
    상기 송수신 모드 정보는, 상기 영역의 중계국의 동작이 송신 모드 또는 수신 모드 또는 대기(Idle) 모드인지를 알려주는 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  31. 제 8 항에 있어서,
    상기 초기 접속 후, 상기 중계국과 통신하기 위한 하향링크 영역이 변경되는 지 확인하는 과정과,
    상기 하향링크 영역이 변경되는 경우, 상기 하향링크 영역 변경 정보를 포함하는 제 4 제어 메시지를 생성하는 과정과,
    상기 제 4 제어 메시지를 상기 중계국으로 전송하는 과정을 을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  32. 제 31항에 있어서,
    상기 제 4 제어 메시지는, 프레임 제어 헤더(FCH : Frame Control Header), 상기 중계국과 통신하기 위한 하향링크 영역 정보를 알려주는 IE, MAC 메시지, DCD(Downlink Channel Descriptor) 중 어느 하나의 형태로 상기 하향링크 영역 변경 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  33. 제 31항에 있어서,
    상기 제 4 제어 메시지는, 상기 중계국과 통신하기 위한 영역을 통해 전송하는 것을 특징으로 하는 방법.
  34. 제 9 항 또는 제 16 항 또는 제 21 항 또는 제 31 항에 있어서,
    상기 제 1 제어메시지와 제 2 제어메시지와 제 3 제어메시지 및 제 4 제어 메시지는, 각각 포함하는 영역에 대한 동기 채널의 위치 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  35. 다중 홉 중계방식을 사용하는 광대역 무선접속 통신시스템의 중계국에서 프레임 구성 정보를 획득하기 위한 방법에 있어서,
    상위 노드로 초기 접속 시, 상기 상위 노드로부터 중계 서비스를 위해 상기 상위 노드와 통신하기 위한 하향링크 영역 정보를 획득하는 과정과,
    초기 접속 후, 상기 상위 노드와 통신하기 위한 하향링크 영역을 통해 상위 노드와 통신하기 위한 프레임 정보를 획득하는 과정을 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 방법.
  36. 제 35 항에 있어서,
    상기 하향링크 영역 정보를 획득하는 과정은,
    상기 상위 노드가 단말과 통신하기 위한 영역을 통해 제 1 제어 메시지가 수신되는지 확인하는 과정과,
    상기 제 1 제어 메시지가 수신되면, 상기 제 1 제어 메시지에서 상기 중계 서비스를 위한 하향링크 영역 정보를 획득하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하 는 방법.
  37. 제 36 항에 있어서,
    상기 제 1 제어 메시지는, 상기 중계국과 통신하기 위한 영역이 시작되는 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 심볼 정보, 상기 영역의 OFDMA 심볼 길이 정보, 상기 영역의 송수신 모드 정보, 상기 영역에 제어 메시지 포함 여부를 나타내는 정보, 상기 영역에 동기 채널의 포함 여부를 나타내는 정보, 상기 영역 정보가 적용되는 프레임 번호 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  38. 제 37 항에 있어서,
    상기 송수신 모드 정보는, 상기 영역의 중계국의 동작이 송신 모드 또는 수신 모드인지를 알려주는 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  39. 제 37 항에 있어서,
    상기 송수신 모드 정보는, 상기 영역의 중계국의 동작이 송신 모드 또는 수신 모드 또는 대기(Idle) 모드인지를 알려주는 정보를 포함하는 것을 특징으로 하 는 방법.
  40. 제 36 항에 있어서,
    상기 제 1 제어 메시지는, 상기 기지국과 통신하기 위한 하향링크 영역 정보를 알려주는 IE, MAC 메시지, DCD(Downlink Channel Descriptor) 중 어느 하나의 형태로 상기 기지국과 통신하기 위한 하향링크 영역 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  41. 제 35 항에 있어서,
    상기 상위 노드는, 기지국 또는 상위 중계국인 것을 특징으로 하는 방법.
  42. 제 41 항에 있어서,
    상기 프레임 정보를 획득하는 과정은,
    상기 상위 노드가 기지국인 경우, 상기 기지국과 통신하기 위한 하향링크 영역을 통해 제어 메시지가 수신되는지 확인하는 과정과,
    제 2 제어 메시지가 수신되면, 상기 제 2 제어 메시지에서 상기 기지국과 통신하기 위한 상향링크 영역 정보를 확인하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  43. 제 42 항에 있어서,
    상기 제 2 제어 메시지는, 상기 중계국과 통신하기 위한 영역이 시작되는 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 심볼 정보, 상기 영역의 OFDMA 심볼 길이 정보, 상기 영역의 송수신 모드 정보, 상기 영역에 제어 메시지 포함 여부를 나타내는 정보, 상기 영역에 동기 채널의 포함 여부를 나타내는 정보, 상기 영역 정보가 적용되는 프레임 번호 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  44. 제 43 항에 있어서,
    상기 송수신 모드 정보는, 상기 영역의 중계국의 동작이 송신 모드 또는 수신 모드인지를 알려주는 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  45. 제 43 항에 있어서,
    상기 송수신 모드 정보는, 상기 영역의 중계국의 동작이 송신 모드 또는 수신 모드 또는 대기(Idle) 모드인지를 알려주는 정보를 포함하는 것을 특징으로 하 는 방법.
  46. 제 42 항에 있어서,
    상기 제 2 제어 메시지는, 상기 기지국과 통신하기 위한 상향링크 영역 정보를 알려주는 IE, MAC 메시지, DCD(Downlink Channel Descriptor) 중 어느 하나의 형태로 상기 상향링크 영역 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  47. 제 42 항에 있어서,
    상기 중계국이 하위 중계국을 포함하는 경우, 상기 제 2 제어 메시지에서 상기 기지국과 통신하기 위한 상향링크 영역 정보와 상기 하위 중계국과 통신하기 위한 상향링크 영역 정보를 확인하는 과정과,
    제 3 제어 메시지에서 상기 하위 중계국과 통신하기 위한 하향링크 영역 정보를 확인하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  48. 제 47 항에 있어서,
    상기 제 3 제어 메시지는, 상기 하위 중계국과 통신하기 위한 하향링크 영역 정보를 알려주는 IE, MAC 메시지, DCD(Downlink Channel Descriptor) 중 어느 하나 의 형태로 상기 하향링크 영역 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  49. 제 47 항에 있어서,
    상기 제 3 제어 메시지는, 상기 중계국과 통신하기 위한 영역이 시작되는 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 심볼 정보, 상기 영역의 OFDMA 심볼 길이 정보, 상기 영역의 송수신 모드 정보, 상기 영역에 제어 메시지 포함 여부를 나타내는 정보, 상기 영역에 동기 채널의 포함 여부를 나타내는 정보, 상기 영역 정보가 적용되는 프레임 번호 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  50. 제 49 항에 있어서,
    상기 송수신 모드 정보는, 상기 영역의 중계국의 동작이 송신 모드 또는 수신 모드인지를 알려주는 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  51. 제 49 항에 있어서,
    상기 송수신 모드 정보는, 상기 영역의 중계국의 동작이 송신 모드 또는 수신 모드 또는 대기(Idle) 모드인지를 알려주는 정보를 포함하는 것을 특징으로 하 는 방법.
  52. 제 41 항에 있어서,
    상기 프레임 정보를 획득하는 과정은,
    상기 상위 노드가 상위 중계국인 경우, 상기 상위 중계국과 통신하기 위한 하향링크 영역을 통해 제어 메시지가 수신되는지 확인하는 과정과,
    상기 제어 메시지가 수신되면, 제 2 제어 메시지에서 상기 기지국과 통신하기 위한 상향링크 영역 정보와 상기 하위 중계국과 통신하기 위한 상향링크 영역 정보를 확인하는 과정과,
    제 3 제어 메시지에서 상기 하위 중계국과 통신하기 위한 하향링크 영역 정보를 확인하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  53. 제 52 항에 있어서,
    상기 제 3 제어 메시지는, 상기 하위 중계국과 통신하기 위한 하향링크 영역 정보를 알려주는 IE, MAC 메시지, DCD(Downlink Channel Descriptor) 중 어느 하나의 형태로 상기 하향링크 영역 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  54. 제 52 항에 있어서,
    상기 제 3 제어 메시지는, 상기 중계국과 통신하기 위한 영역이 시작되는 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 심볼 정보, 상기 영역의 OFDMA 심볼 길이 정보, 상기 영역의 송수신 모드 정보, 상기 영역에 제어 메시지 포함 여부를 나타내는 정보, 상기 영역에 동기 채널의 포함 여부를 나타내는 정보, 상기 영역 정보가 적용되는 프레임 번호 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  55. 제 54 항에 있어서,
    상기 송수신 모드 정보는, 상기 영역의 중계국의 동작이 송신 모드 또는 수신 모드인지를 알려주는 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  56. 제 54 항에 있어서,
    상기 송수신 모드 정보는, 상기 영역의 중계국의 동작이 송신 모드 또는 수신 모드 또는 대기(Idle) 모드인지를 알려주는 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  57. 제 35 항에 있어서,
    상기 프레임 정보를 획득하는 과정은,
    상기 상위 노드로부터 제 4 제어 메시지가 수신되는지 확인하는 과정과,
    상기 제 4 제어 메시지가 수신되면, 상기 제 4 제어 메시지에서 다음 프레임의 하향링크 영역 변경 정보를 확인하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  58. 제 57항에 있어서,
    상기 제 4 제어 메시지는, 프레임 제어 헤더(FCH : Frame Control Header), 상기 상위 노드와 통신하기 위한 하향링크 영역 정보를 알려주는 IE, MAC 메시지, DCD(Downlink Channel Descriptor) 중 어느 하나의 형태로 상기 하향링크 영역 변경 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  59. 제 57항에 있어서,
    상기 제 4 제어 메시지는, 상기 상위 노드와 통신하기 위한 영역을 통해 수신되는 것을 특징으로 하는 방법.
  60. 제 35항에 있어서,
    상기 프레임 정보를 획득하는 과정은,
    상기 상위 노드가 전송하는 동기 채널의 위치 정보를 확인하는 과정과,
    상기 하위 노드로 전송하기 위한 동기 채널의 위치 정보를 확인하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  61. 다중 홉 중계 방식을 사용하는 광대역 무선접속 통신시스템의 중계국 장치에 있어서,
    상위 노드로부터 신호를 수신받는 수신부와,
    상기 수신 신호에 포함된 제어 메시지를 통해 프레임 구성 정보를 획득하는 메시지 처리부와,
    상기 프레임 구성 정보를 하위 노드로 전송하기 위한 제어 메시지를 생성하는 메시지 생성부와,
    상기 메시지를 상기 하위 노드로 전송하는 송신부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
  62. 제 61 항에 있어서,
    상기 메시지 처리부는,
    초기 접속 시, 상기 상위 노드가 단말과 통신하기 위한 영역의 제어 메시지에서 중계 서비스를 위해 상기 상위 노드와 통신하기 위한 하향링크 영역의 프레임 구성 정보를 획득하고,
    초기 접속 후, 상기 하향링크 영역을 통해 수신되는 제어 메시지에서 상기 상위 노드와 통신하기 위한 프레임 구성 정보와 하위 중계국과 통신하기 위한 프레임 구성 정보를 획득하는 것을 특징으로 하는 장치.
  63. 제 61 항에 있어서,
    상기 메시지 생성부는,
    초기 접속 시, 중계 서비스를 위해 상기 하위 노드와 통신하기 위한 하향링크 영역 정보를 포함하는 제어 메시지를 생성하고,
    초기 접속 후, 상기 하위 노드와 통신하기 위한 프레임 구성 정보와 상기 하위 노드에 포함된 다른 하위 노드와 통신하기 위한 프레임 구성 정보를 포함하는 제어 메시지를 생성하는 것을 특징으로 하는 장치.
  64. 제 62 항 내지 제 63 항에 있어서,
    상기 제어 메시지는, 상기 상위 노드 또는 하위 노드와 통신하기 위한 프레임 구성 정보를 알려주는 IE, MAC 메시지, DCD(Downlink Channel Descriptor) 중 어느 하나의 형태로 상기 프레임 구성 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
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