KR101481592B1

KR101481592B1 - 무선 통신 시스템에서의 중계기를 통한 신호 전송 방법

Info

Publication number: KR101481592B1
Application number: KR20090027441A
Authority: KR
Inventors: 박규진; 정지욱; 성두현; 조한규; 곽진삼; 이은종; 윤애란; 정재훈
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2008-04-04
Filing date: 2009-03-31
Publication date: 2015-01-12
Anticipated expiration: 2029-03-31
Also published as: WO2009145484A2; KR20090106344A; US8483118B2; US20110096715A1; CN101960903B; CN101960903A; WO2009145484A3

Abstract

중계기를 통한 신호 전송 방법이 개시된다. 본 발명에 따른 무선 통신 시스템에서 중계기를 통한 신호 전송 방법에 있어서, 상기 중계기가 기지국으로부터 하향링크 구간 중 제 1 무선 통신 방식 및 제 2 무선 통신 방식을 공통으로 이용하는 릴레이(relay) 구간을 통하여 신호를 수신하는 단계; 및 상기 중계기가 수신된 신호를 상기 하향링크 구간 중 제 1 하향링크 구간을 통하여 상기 제 1 무선 통신 방식을 이용하는 제 1 단말로 신호를 전송하거나 또는 제 2 하향링크 구간을 통하여 상기 제 2 무선 통신 방식을 이용하는 제 2 단말로 신호를 전송하는 단계를 포함한다.

기지국, 중계기, 다중 홉.

Description

무선 통신 시스템에서의 중계기를 통한 신호 전송 방법{Transmitting method of signals using the relay station in wireless communication system}

본 발명은 신호 전송 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 중계기를 통한 신호 전송 방법에 관한 것이다.

일반적인 무선 통신 시스템은 고정된 기지국과 단말 간에 직접 링크를 통해 시그널링 송수신이 이루어지므로 기지국과 단말 간에 신뢰도가 높은 무선 통신 링크를 쉽게 구성할 수 있다. 그러나, 무선 통신 시스템은 기지국의 위치가 고정될 수 있으므로 무선망 구성에 있어서 유연성이 작다. 또한, 트래픽 분포나 통화요구량 변화가 심한 무선 환경에서는 효율적인 통신 서비스를 제공하기 어렵다. 이와 같은, 단점을 극복하기 위해 고정된 중계기(relay station) 혹은 이동성을 갖는 중계기 혹은 일반 단말들을 이용하여 다중 홉 중계기 형태의 데이터 전달 방식을 일반적인 셀룰라 무선 통신 시스템에 적용할 수 있다.

다중 홉 중계기 방식을 사용하는 무선 통신 시스템은 통신 환경 변화에 신속하게 대응하여 네트워크를 재구성할 수 있으며, 전체 무선망을 보다 효율적으로 운용할 수 있다. 예를 들어, 다중 홉 중계기 방식을 사용하는 무선 통신 시스템은 셀 서비스 영역을 확장시키고 시스템 용량을 증대시킬 수 있다. 즉, 기지국과 단말 간 채널 상태가 열악한 경우 기지국 및 단말 간에 중계기을 설치하여 중계기을 통한 다중 홉 중계기 경로를 구성함으로써 채널 상태가 보다 우수한 무선 채널을 단말에게 제공할 수 있다. 또한, 기지국으로부터 채널상태가 열악한 셀 경계 지역에서 다중 홉 중계기 방식을 사용함으로써 보다 고속의 데이터 채널을 제공할 수 있고, 셀 서비스 영역을 확장시킬 수 있다.

중계기(Relay station) 는 이동 통신 시스템에서 음영 지역 해소를 위해 도입된 기술로서 현재 널리 사용되고 있다. 과거의 방식이 단순히 신호를 증폭해서 보내는 리피터(Repeater)의 기능에 국한된 것에 비해 최근에는 보다 지능화된 형태로 발전하고 있다. 더 나아가 중계기 기술은 차세대 이동통신 시스템에서 기지국 증설 비용과 백홀 통신망의 유지 비용을 줄이는 동시에, 서비스 커버리지 확대와 데이터 처리율 향상을 위해 반드시 필요한 기술에 해당한다. 중계기(또는 중계기라 한다) 기술이 발전함에 따라 종래의 무선 통신 시스템에서 이용하는 중계기를 새로운 무선 통신 시스템에서 지원할 필요가 있다.

레거시 시스템(legacy system)이라 함은 기존의 규격을 준수하는 시스템으로 종래의 시스템에 해당한다. 일 예로 IEEE 802.16e 시스템도 레거시 시스템에 해당한다. 그러나, 레거시 시스템이 IEEE 802.16e 시스템만으로 제한되는 것은 아니다. 레거시 시스템이 설치된 지역에 기존 시스템보다 진화된 새로운 시스템이 설치될 수 있다. 이런 경우, 새로운 시스템은 레거시 단말뿐 아니라 새로운 단말에게 모두 서비스를 지원할 수 있어야 한다.

따라서, IEEE 802.16m 시스템에서의 중계기는 IEEE 802.16j 시스템에서의 중계기를 지원할 수 있어야 한다. 그러나, 이러한 레거시 중계기 지원을 위한 프레임 구성 방법이 아직까지 정의된 바가 없다. 또한 다중 홉(multi-hop) 지원을 위한 프레임 구성 방법이 아직까지 정의되지 않았다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 무선 통신 시스템에서의 중계기를 통한 신호 전송 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는 다중 홉 중계기를 통한 신호 전송 방법을 제공하는 데 있다.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명에 따른 무선 통신 시스템에서 중계기를 통한 신호 전송 방법은, 상기 중계기가 기지국으로부터 하향링크 구간 중 제 1 무선 통신 방식 및 제 2 무선 통신 방식을 공통으로 이용하는 릴레이(relay) 구간을 통하여 신호를 수신하는 단계; 및 상기 중계기가 수신된 신호를 상기 하향링크 구간 중 제 1 하향링크 구간을 통하여 상기 제 1 무선 통신 방식을 이용하는 제 1 단말로 신호를 전송하거나 또는 제 2 하향링크 구간을 통하여 상기 제 2 무선 통신 방식을 이용하는 제 2 단말로 신호를 전송하는 단계를 갖는다.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명에 따른 무선 통신 시스템에서 중계기를 통한 신호 전송 방법은, 상기 중계기가 제 1 무선 통신 방식을 이용하는 제 1 단말로부터 상향링크 구간 중 제 1 상향링크 구간을 통하여 신호를 수신하고, 제 2 무선 통신 방식을 이용하는 제 2 단말로부터 상기 제 1 상향링크 구간 또는 제 2 상향링크 구간을 통하여 신호를 수신하는 단계; 및 상기 중계기가 상기 수신한 신호를 상기 상향링크 구간 중 상기 제 1 무선 통신 방식 및 상기 제 2 무선 통 신 방식을 공통으로 이용하는 릴레이 구간을 통하여 기지국으로 신호를 전송하는 단계를 갖는다.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명에 따른 무선 통신 시스템에서 다중 홉 중계기를 통한 신호 전송 방법은 상기 중계기가 하향링크 구간 중 어느 한 공통 구간을 통하여 또는 상향링크 구간 중 어느 한 공통 구간을 통하여 상기 중계기가 위치한 노드보다 상위에 위치한 기지국 또는 상위 중계기로부터 신호를 수신하며, 하위에 위치한 단말 또는 하위 중계기로부터 신호를 수신하는 단계; 및 상기 중계기가 하향링크 구간 중 어느 한 공통 구간을 통하여 또는 상향링크 구간 중 어느 한 공통 구간을 통하여 상기 기지국 또는 상위 중계기로 신호를 전송하며, 상기 하위 단말 또는 상기 하위 중계기로 신호를 전송하는 단계를 갖는다.

본 발명에 따른 중계기를 통한 신호 전송 방법에 의하면, 레거시 중계기의 기능을 지원할 수 있으며, 또한 다중 홉 중계기 시스템을 지원할 수 있다.

이하 본 발명에 따른 바람직한 실시형태들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시되는 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다. 이하의 상세한 설명은 본 발명의 완전한 이해를 돕기 위해 구체적인 세부사항을 포함한다. 그러나, 당업자는 본 발명이 이러한 구체적 세부사항 없이도 실시될 수 있음을 알 것이다. 예를 들어, 이하의 설명 에서 일정 용어를 중심으로 설명하나, 이들 용어에 한정될 필요는 없으며 임의의 용어로서 지칭되는 경우에도 동일한 의미를 나타낼 수 있다. 또한, 본 명세서 전체에서 동일하거나 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하여 설명한다.

이하에 개시되는 기술은 다양한 통신 시스템에 사용될 수 있는데, 이러한 통신 시스템은 음성, 패킷 데이터 등과 같은 다양한 통신 서비스를 제공할 수 있다. 통신 시스템의 기술은 하향링크(downlink) 또는 상향링크(uplink)에 사용될 수 있다. 기지국은 고정국(fixed station), Node B, eNode B(eNB), 액세스 포인트(access point) 등의 용어에 의해 대체될 수 있다. 또한, 이동 단말(MS: Mobile Station)은 UE(User Equipment), SS(Subscriber Station), MSS(Mobile Subscriber Station) 또는 단말(Mobile Terminal) 등의 용어로 대체될 수 있다.

또한, 송신단은 데이터 또는 음성 서비스를 전송하는 노드를 말하고, 수신단은 데이터 또는 음성 서비스를 수신하는 노드를 의미한다. 따라서, 상향링크에서는 단말이 송신단이 되고, 기지국이 수신단이 될 수 있다. 마찬가지로, 하향링크에서는 단말이 수신단이 되고, 기지국이 송신단이 될 수 있다.

한편, 본 발명의 이동 단말로는 PDA(Personal Digital Assistant), 셀룰러폰, PCS(Personal Communication Service)폰, GSM(Global System for Mobile)폰, WCDMA(Wideband CDMA)폰, MBS(Mobile Broadband System)폰 등이 이용될 수 있다.

이하의 기술되는 내용에서, IEEE 802.16m 시스템의 중계기(Relay Station: RS)를 RSm 또는 16m 중계기, IEEE 802.16m 시스템의 단말을 mMS, 16m 단말 또는 단 말이라 칭한다. IEEE 802.16j 시스템의 중계기를 RSj, 16j 중계기 또는 레거시 중계기이라 칭한다. 그리고, IEEE 802.16e 시스템의 단말을 eMS, 16e 단말 또는 레거시 단말이라 칭한다.

프레임은 물리적 사양에 의해 사용되는 고정된 시간 동안의 데이터 시퀀스이다. 직교 주파수 분할 다중 접속(Orthogonal Frequency Division Multiple Access: OFDMA) 프레임은 상향링크 프레임과 하향링크 프레임을 포함한다. 시간 분할 듀플렉스(Time Division Duplex: TDD)는 동일한 주파수 대역에서 시간적으로 상향링크, 하향링크를 교대로 배정하는 양방향 전송 방식이다. 이론적으로 TDD는 상향링크와 하향링크에 각기 다른 2개의 주파수를 배정하는 FDD 방식보다 전송효율이 높고, 타임 슬롯을 동적으로 할당하기 때문에 비대칭이나 버스트(burst)한 어플리케이션 전송에 적합한 특징이 있다. 그러나, 동일 주파수에서의 통신이므로 FDD보다 간섭에 대한 영향을 더 고려하여야한다. 주파수 분할 듀플렉스(Frequency Division Duplex: FDD)는 양방향 통신을 위해 상향링크, 하향링크에 서로 다른 주파수 대역을 할당하는 방식이다. 서로 다른 주파수 대역을 사용하므로 상호 간의 간섭은 적으나 TDD에 비해 2배의 주파수 대역이 필요하게 된다.

하향링크 프레임은 상향링크 프레임보다 시간적으로 앞선다. TTG(transmit/receive transition gap)는 하향링크 버스트와 이어지는 상향링크 버스트 사이의 갭이고, RTG(receive/transmit transition gap)는 상향링크 버스트와 이어지는 하향링크 버스트 사이의 갭이다. 프레임의 전면부에는 단말의 동기 획득, 기지국 구별 및 단말의 채널 추정을 통한 동기 설정을 위해 프리앰블이 배치될 수 있다.

무선 통신 시스템 환경에서는 시간 영역 및 주파수 영역 상에서 채널 상태가 불규칙하게 변하는 페이딩 현상이 발생한다. 따라서 수신기는 송신기로부터 전송된 데이터를 복원하고 올바른 신호를 알아내기 위해서 채널 정보를 이용하여 수신 신호를 보정한다.

무선 통신 시스템은 채널 정보를 알아내기 위해서 송신기와 수신기가 모두 알고 있는 신호를 전송하여 상기 신호가 채널을 통해 전송될 때 왜곡된 정도를 이용하여 채널 정보를 알아내는데, 상기 신호를 기준신호(reference signal)라고 하고, 채널 정보를 알아내는 것을 채널 추정이라고 한다. 기준신호는 실제 데이터를 포함하지 않고, 높은 출력을 갖는다.

중계기를 이용하는 무선 통신 시스템에서 기지국이 중계기를 거쳐 단말로 신호를 전송하기 위해서는, 중계기가 기지국과 동기를 맞추어야 한다. 이를 위해 기지국은 자신에게 속한 중계기에 주기적으로 기지국에 동기를 맞출 수 있도록 하향링크 중계기 존에 중계기들을 위한 동기 채널을 할당할 수 있다. 이러한 중계기 동기 채널을 통하여 각 중계기는 자신이 속한 기지국과 동기를 맞출 수 있다. 이때 중계기 동기 채널을 위해 특정한 프리앰블을 정의할 수도 있다. 또한, 기지국은 중계기의 상향링크 동기를 위한 중계기용 레인징 채널을 상향링크 중계기 존에 할당할 수 있다. 그리고, 기지국은 중계기용 레인징 채널을 위한 레인징 코드를 정의할 수 있다.

이하에서 레거시 중계기를 동시에 지원하기 위한 기지국, 중계기의 프레임 구성 방법에 대해 살펴보고, 또한 중계기를 통한 신호 전송 방법에 대해서도 살펴본다.

도 1은 레거시 중계기를 지원하기 위한 무선 통신 시스템에서의 기지국의 하향링크 프레임 구조의 일 예를 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 프레임은 하향링크 서브 프레임 및 상향링크 서브 프레임으로 포함한다. 레거시 중계기 지원을 위해 기지국의 하향링크 서브 프레임은 3개의 존을 포함할 수 있다. 즉, 기지국의 하향링크 서브 프레임은 레거시 하향링크 액세스 존(Legacy DL Access zone)(110), 공통 하향링크 중계기 존(common DL relay zone)(120) 및 16m 하향링크 액세스 존(16m DL Access zone)(130)을 포함할 수 있다. 하향링크 서브 프레임 중 첫 번째 서브 프레임부터 레거시 하향링크 액세스 존(110)이 할당될 수 있고, 이어서 공통 하향링크 중계기 존(120) 및 16m DL 액세스 존(130)이 할당될 수 있다.

레거시 하향링크 액세스 존(110)은 기지국 또는 중계기가 단말들과 통신하는 구간이다. 레거시 하향링크 액세스 존(110)에서, 기지국은 레거시 단말(예를 들어, 16e 단말(eMS))로 신호를 전송할 수 있고, 16m 중계기(RSm) 또는 16j 중계기(RSj)는 레거시 단말(예를 들어, 16e 단말(eMS))로 신호를 전송할 수 있다. 이때 기지국 및 16m 중계기는 IEEE 802.16e 시스템에서의 프리앰블인 16e 프리앰블을 사용할 수 있다. 모든 기지국 및 16m 중계기는 동일한 OFDMA 심볼 타임에 16e 프리앰블을 전송할 수 있으며, 이때, 16e 프리앰블을 일괄적으로 첫 번째 서브 프레임의 n번째 OFDMA 심볼로 고정하여 전송할 수 있다.

공통 하향링크 중계기 존(120)은 기지국이 단말(16m 단말 또는 16e 단말) 또는 중계기(16m 중계기 또는 16j 중계기)와 통신하는 구간이다. 공통 하향링크 중계기 존(120)에서, 기지국은 16m 중계기(RSm) 또는 16j 중계기(RSj)로 신호를 전송할 수 있고, 또한 기지국은 16e 단말(eMS) 또는 16m 단말(mMS)로 신호를 전송할 수 있다.

16m 하향링크 액세스 존(130)은 기지국 또는 16m 중계기가 16m 단말들과 통신하는 구간이다. 16m 하향링크 액세스 존(130)은 하항링크 마지막 서브 프레임을 포함하도록 할당될 수 있다. 16m 하향링크 액세스 존(130)에서, 기지국 또는 16m 중계기(RSm)는 16m 단말(mMS)로 신호를 전송할 수 있다. 기지국 및 16m 중계기(RSm)는 16m 단말로 IEEE 802.16m 시스템에서의 프리앰블인 16m 프리앰블을 전송할 수 있다. 이때, 모든 기지국 및 16m 중계기(RSm)는 동일한 OFDMA 심볼 타임에 16m 프리앰블을 전송할 수 있다. 그리고, 이를 일괄적으로 마지막 하향링크 서브 프레임의 n번째 OFDMA 심볼로 고정할 수 있다. 기지국 및 16m 중계기(RSm)를 위한 공통의 프리앰블 집합이 존재할 수 있고, 이와 달리 기지국 및 16m 중계기(RSm) 각각을 위한 프리앰블 집합이 존재할 수도 있다.

상술한 3개의 존은 부하(load) 및 기타 상황에 따라 유동적으로 할당될 수 있으며, 이러한 경우에는 기지국 또는 16m 중계기(RSm)가 자신에게 속한 16m 중계기(RSm) 또는 단말로 시그널링해 주어서 명시적으로 알려주거나 혹은 스케줄링을 통해 암시적으로 알려줄 수도 있다. 전술한 공통 하향링크 중계기 존(120)의 3개의 동작 모드에 대해 이하에서 살펴본다.

도 2는 도 1에 도시된 공통 하향링크 중계기 존을 3개의 모드에 따른 하향링크 프레임 구조를 각각 나타낸 도면이다. 도 2를 참조하면, 공통 하향링크 중계기 존은 3개의 모드로 동작할 수 있다. 이때, 공통 하향링크 중계기 존이 어느 모드로 동작하는지에 대해서는 기지국 및 16m 중계기(RSm)가 자신에게 속한 16m 중계기(RSm) 또는 단말에 시그널링을 통하여 알려 줄 수 있다.

도 2의 (a)를 보면, 제 1 모드로서, 하나의 공통 하향링크 중계기 존은 레거시 하향링크 중계기 존(Legacy DL Relay zone) 및 16m 하향링크 중계기 존(16m DL Relay zone)으로 2개의 존으로 나누어질 수 있다. 이때, 레거시 하향링크 중계기 존에서는, 기지국이 16m 중계기(RSm), 16j 중계기(RSj) 또는 16e 단말(eMS)로 신호를 전송할 수 있고, 16m 하향링크 중계기 존에서는 기지국은 16m 중계기(RSm) 또는 16m 단말(mMS)로 신호를 전송할 수 있다. 레거시 하향링크 중계기 존 및 16m 하향링크 중계기 존은 시간 분할 다중화(TDM) 또는 주파수 분할 다중화(FDM) 방식이 적용되어 하나의 공통 하향링크 중계기 존에 할당될 수 있다.

도 2의 (b)를 보면, 제 2 모드로서, 하나의 공통 하향링크 중계기 존은 레거시 모드로만 동작되거나 혹은 16m 모드로만 동작할 수 있다. 즉, 레거시 특징을 갖고 동작하는 레거시 모드 또는 16m 특징을 가지고 동작하는 16m 모드로만 동작할 수 있다. 만약, 공통 하향링크 중계기 존이 레거시 모드로만 동작하는 경우, 기지국은 16m 중계기(RSm), 16j 중계기(RSj) 또는 16e 단말로 신호를 전송할 수 있다. 이와 달리, 공통 하향링크 중계기 존이 16m 모드로만 동작하는 경우, 기지국은 16m 중계기 또는 16m 단말(mMS)로 신호를 전송할 수 있다. 상기의 레거시 모드, 16m 모 드는 선택적으로 적용이 가능하다.

도 2의 (c)를 보면, 제 3 모드로서, 예를 들어, 짝수 번째 무선 프레임의 공통 하향링크 중계기 존에는 레거시 하향링크 중계기 존이 할당될 수 있고, 홀수 번째 무선 프레임의 공통 하향링크 중계기 존에는 16m 하향링크 중계기 존이 할당될 수 있다. 즉, 레거시 하향링크 중계기 존 및 16m 하향링크 중계기 존이 무선 프레임별로 스위칭되어 할당될 수 있다.

도 3은 레거시를 지원하기 위한 무선 통신 시스템에서 기지국의 하향링크 프레임 구조의 일 예를 도시한 도면이다.

도 3을 참조하면, 프레임은 하향링크 서브 프레임 및 상향링크 서브 프레임으로 포함할 수 있다. 도 1에서의 프레임 구조와 동일하게 레거시 중계기 지원을 위한 기지국의 하향링크 서브 프레임을 3개의 존으로 구분할 수 있다. 또한, 기지국의 하향링크 서브 프레임은 레거시 하향링크 액세스 존(Legacy DL Access zone)(310), 16m DL 액세스 존(320) 및 공통 하향링크 중계기 존(common DL relay zone)(330)을 포함할 수 있다.

도 1의 경우와 달리, 16m DL 액세스 존(320)이 공통 하향링크 중계기 존(330)보다 시간적으로 앞설 수 있다. 레거시 하향링크 액세스 존(310)에 뒤이어 16m DL 액세스 존(320)이 할당되는 경우에는 도 1과 비교하여 볼 때 중계기에서의 TTG/RTG 갭을 2개에서 1개로 줄일 수 있다.

레거시 하향링크 액세스 존에서, 기지국 및 16m 중계기(RSm)는 16e 단말로 16e 프리앰블을 전송할 수 있다. 그러나, 16m 프리앰블의 경우, 16m 하향링크 중계 기 존의 위치에 따라 바뀔 수 있다. n번째 서브 프레임부터는 16m 하향링크 중계기 존이 할당되도록 고정할 수 있고, 이때, 도 1에서 설명한 방식과 같이 16m 프리앰블 구조를 가져갈 수 있다.

기지국의 하향링크 프레임의 구조에서의 3개의 각 존은 도 1 및 도 3에서 기술된 순서와 다르게 할당될 수도 있다.

도 4는 레거시 중계기를 지원하기 위한 무선 통신 시스템에서 중계기의 하향링크 프레임 구조의 일 예를 도시한 도면이다.

도 4의 (a)를 참조하면, 프레임은 하향링크 서브 프레임 및 상향링크 서브 프레임으로 포함한다. 레거시 중계기 지원을 위한 중계기의 하향링크 서브 프레임은 3개의 존으로 나누어질 수 있다. 중계기의 하향링크 서브 프레임은 레거시 하향링크 액세스 존(Legacy DL Access zone)(410), 공통 하향링크 중계기 존(common DL relay zone)(420) 및 16m DL 액세스 존(430)을 포함할 수 있다. 하향링크 서브 프레임 중 첫 번째 서브 프레임부터 레거시 하향링크 액세스 존(410)이 할당될 수 있고, 이어서 공통 하향링크 중계기 존(420) 및 16m DL 액세스 존(430)이 할당될 수 있다.

레거시 하향링크 액세스 존(410)은 16m 중계기 및 레거시 단말 간에 통신하는 구간이다. 레거시 하향링크 액세스 존(410)에서, 16m 중계기(RSm)는 레거시 단말(예를 들어, 16e 단말)로 신호를 전송할 수 있다. 즉, 여기서 레거시 하향링크 액세스 존(410)은 전송 모드(Tx mode)로 동작하고 있다. 공통 하향링크 중계기 존(420)은 기지국 및 16m 중계기(RSm) 간에 통신하는 구간이다. 공통 하향링크 중 계기 존(420)에서, 16m 중계기(RSm)는 기지국으로부터 신호를 수신할 수 있다. 여기서, 하향링크 중계기 존(420)은 수신 모드(Rx mode)로 동작하고 있다. 한편, 16m DL 액세스 존(430)은 16m 중계기(RSm) 및 단말 간에 통신하는 구간으로서, 16m 중계기(RSm)는 16m 단말(mMS)로 신호를 전송할 수 있다. 여기서, 16m DL 액세스 존(430)은 송신 모드로 동작하고 있다. 도 4 (a)에 도시된 바와 같이, 16m DL 액세스 존(430)은 하항링크 마지막 서브 프레임을 포함하도록 할당될 수 있다. 16m DL 액세스 존(130)에서, 기지국 또는 16m 중계기(RSm)는 16m 단말(mMS)로 신호를 전송할 수 있다.

도 4의 (b)를 참조하면, 도 4의 (a)에서의 프레임 구성 중 공통 하향링크 중계기 존(420) 및 16m DL 액세스 존(430)의 순서가 변경될 수 있다. 즉, 레거시 하향링크 액세스 존에 이어서 16m DL 액세스 존(430), 공통 하향링크 중계기 존(420) 순으로 할당될 수 있다. 또한, 중계기의 하향링크 프레임을 구성하는 3개의 존은 시간적으로 임의의 순으로 하향링크 프레임에 할당될 수도 있다.

도 5는 레거시 중계기를 지원하기 위한 무선 통신 시스템에서 기지국의 상향링크 프레임 구조의 일 예를 도시한 도면이다.

도 5를 참조하면, 레거시 중계기 지원을 위한 기지국의 상향링크 서브 프레임은 3개의 존을 포함할 수 있다. 기지국의 상향링크 서브 프레임은 레거시 상향링크 액세스 존(Legacy UL Access zone)(510), 16m 상향링크 액세스 존(520) 및 공통 상향링크 중계기 존(common UL relay zone)(530)을 포함할 수 있다. 하향링크 서브 프레임 중 첫 번째 서브 프레임부터 레거시 상향링크 액세스 존(510)이 할당될 수 있고, 이어서 16m 상향링크 액세스 존(520), 공통 상향링크 중계기 존(530)이 할당될 수 있다.

레거시 상향링크 액세스 존(510)은 기지국 또는 중계기가 단말들과 통신하는 구간으로서, 이 존에서 16e 단말(eMS)은 기지국, 16j 중계기(RSj) 또는 16m 중계기(RSm)로 신호를 전송할 수 있다.

16m 상향링크 액세스 존(520)은 16m 단말(mMS)이 기지국 또는 중계기와 통신하는 구간이다. 16m 상향링크 액세스 존(520)에서 16m 단말(mMS)이 기지국 또는 16m 중계기(RSm)로 신호를 전송할 수 있다. 공통 상향링크 중계기 존(530)은 기지국이 단말 또는 중계기와 통신하는 구간이다. 공통 상향링크 중계기 존(530)에서, 기지국은 16m 중계기(RSm) 또는 16j 중계기(RSj)로 신호를 전송할 수 있고, 또한, 기지국은 16e 단말(eMS) 또는 16m 단말(mMS)로 신호를 전송할 수 있다. 이러한 공통 상향링크 중계기 존(530)은 이상에서 살펴본 공통 하향링크 중계기 존과 같이 3개의 모드로 동작이 가능하다. 이하에서 더 구체적으로 살펴본다.

도 6은 도 5에 도시된 공통 상향링크 중계기 존을 3개의 모드에 따른 상향링크 프레임 구조를 각각 나타낸 도면이다. 도 6을 참조하면, 공통 상향링크 중계기 존은 3개의 모드로 동작할 수 있는데, 공통 상향링크 중계기 존이 어떤 모드로 동작하는지에 대해서는 기지국 및 16m 중계기(RSm)가 자신에게 속한 16m 중계기(RSm) 또는 단말에 시그널링을 통하여 명시적으로 알려주거나 스케줄링을 통하여 암시적으로 알려 줄 수 있다.

도 6의 (a)를 보면, 제 1 모드로서, 하나의 공통 상향링크 중계기 존은 레거 시 상향링크 중계기 존(Legacy UL Relay zone) 및 16m 상향링크 중계기 존(16m UL Relay zone)으로 구분되어 동작할 수 있다. 이때, 레거시 상향링크 중계기 존에서는, 16m 중계기(RSm), 16j 중계기(RSj) 또는 16e 단말(eMS)이 기지국으로 신호를 전송할 수 있고, 16m 상향링크 중계기 존에서는 16m 중계기(RSm) 또는 16m 단말(mMS)이 기지국으로 신호를 전송할 수 있다. 레거시 상향링크 중계기 존 및 16m 상향링크 중계기 존은 시간 분할 다중화(TDM) 또는 주파수 분할 다중화(FDM)방식이 적용되어 하나의 공통 상향링크 중계기 존에 할당될 수 있다.

도 6의 (b)를 보면, 제 2 모드로서, 하나의 공통 상향링크 중계기 존은 레거시 모드로만 동작하거나 혹은 16m 모드로만 동작할 수 있다. 즉, 레거시 특징을 갖고 동작하는 레거시 모드 또는 16m 특징을 가지고 동작하는 16m 모드로만 동작할 수 있다. 만약, 공통 상향링크 중계기 존이 레거시 모드로만 동작하는 경우, 16m 중계기(RSm), 16j 중계기(RSj) 또는 16e 단말은 기지국으로 신호를 전송할 수 있다. 이와 달리, 공통 상향링크 중계기 존이 16m 모드로만 동작하는 경우, 16m 중계기 또는 16m 단말은 기지국으로 신호를 전송할 수 있다. 도 6에서 검토한 레거시 모드, 16m 모드는 선택적으로 적용이 가능하다.

도 6의 (c)를 보면, 제 3 모드로서, 예를 들어, 짝수 번째 무선 프레임의 공통 상향링크 중계기 존에는 레거시 상향링크 중계기 존이 할당될 수 있고, 홀수 번째 무선 프레임의 공통 상향링크 중계기 존에는 16m 상향링크 중계기 존이 할당될 수 있다. 즉, 레거시 상향링크 중계기 존 및 16m 상향링크 중계기 존이 무선 프레임별로 스위칭되어 할당될 수 있다.

도 7은 레거시 중계기를 지원하기 위한 무선 통신 시스템에서 기지국의 상향링크 프레임 구조의 일 예를 도시한 도면이다.

도 7을 참조하면, 기지국의 상향링크 프레임에서 상향링크 레거시 지원을 위해 레거시 상향링크 액세스 존(710), 16m 상향링크 액세스 존(720)은 FDM 방식이 적용될 수 있고, 공통 상향링크 중계기 존(730)은 TDM 방식이 적용될 수 있다. 이와 달리, 도 5의 기지국의 상향링크 프레임 구조를 살펴보면, 레거시 상향링크 액세스 존(510), 16m 상향링크 액세스 존(520) 및 공통 상향링크 중계기 존(530)간에 TDM 방식이 적용될 수 있다.

지금까지, 단일 홉의 경우에 레거시 중계기 지원을 위한 프레임 구조에 대해 기술하였다. 이하에서는 다중-홉(Multi-hop) 중계기 지원을 위한 프레임 구조에 대해 상세히 설명할 것이다. 우선, 액세스 존에서의 중계기간의 전송에 대해 검토한다.

하향링크 액세스 존에서는 순방향(forward) 중계기 간의(RS to RS) 전송이 수행되고, 상향링크 액세스 존에서는 역방향(backward) 중계기 간 전송이 수행될 수 있다. 시간 영역에서, 홀수 번째 계층 중계기의 액세스 존은 짝수 번째 계층 중계기의 중계기 존과 오버래핑될 수 있으며, 홀수 번째 계층 중계기의 중계기 존은 짝수 번째 계층 중계기의 액세스 존과 오버래핑될 수 있다.

도 8은 다중 홉 릴레이를 지원하는 기지국의 프레임 구조 및 하위 단말의 프레임 구조의 일 예를 도시한 도면이다.

도 8을 참조하면, 프레임은 하향링크 서브 프레임 및 상향링크 서브 프레임 으로 구성된다. 기지국의 프레임 중 상향링크 프레임은 레거시 하향링크 액세스 존(Legacy DL Access zone)(810), 하향링크 액세스 존(DL Access zone)(820) 및 하향링크 릴레이 존(DL relay zone)(830)을 포함할 수 있다. 그리고, 기지국의 프레임 중 상향링크 프레임은 레거시 상향링크 액세스 존(Legacy UL Access zone)(840), 상향링크 액세스 존(UL Access zone)(850) 및 상향링크 릴레이 존(UL relay zone)(860)을 포함할 수 있다.

하향링크 액세스 존(820)은 기지국 및 단말 간에 통신하는 구간으로, 이 존에서 기지국은 16m 단말에게 신호를 전송할 수 있다. 하향링크 릴레이 존(830)은 기지국이 중계기 또는 단말과 통신하는 구간으로, 이 존에서 기지국은 16m 중계기 또는 16m 단말에게 신호를 전송할 수 있다. 상향링크 액세스 존(850)은 단말과 기지국이 통신하는 구간으로, 16m 단말이 기지국으로 신호를 전송할 수 있다. 상향링크 릴레이 존(860)은 중계기 또는 단말과 기지국 간에 통신을 하는 구간으로, 16m 중계기 또는 16m 단말이 기지국으로 신호를 전송할 수 있다.

도 9는 홀수 번째 계층 중계기의 프레임 구조 및 하위 단말의 프레임 구조의 일 예를 도시한 도면이다.

도 9를 참조하면, 홀수 번째 계층 중계기의 하향링크 서브 프레임은 레거시 하향링크 액세스 존(Legacy DL Access zone)(910), 하향링크 포워딩 존(DL Forwarding zone)(920) 및 하향링크 릴레이 존(DL relay zone)(930)을 포함할 수 있다. 그리고, 홀수 번째 계층 중계기의 상향링크 서브 프레임은 레거시 상향링크 존(Legacy UL Access zone)(940), 상향링크 백워딩 존(UL Backwarding zone)(950) 및 상향링크 릴레이 존(UL relay zone)(960)을 포함할 수 있다.

하향링크 포워딩 존(920)은 16m 중계기가 자신의 자식 노드(child node)에 해당하는 16m 중계기 또는 16m 단말과 통신하는 구간이다. 자식 노드는 현재 중계기가 위치한 노드 아래에 종속되어 위치하는 노드(하위 노드)를 말한다. 이 존에서, 16m 중계기는 자식 노드에 해당하는 16m 중계기 또는 16m 단말로 신호를 전송할 수 있다. 하향링크 릴레이 존(930)은 16m 중계기 또는 기지국이 16m 중계기와 통신하는 구간이다. 부모 노드(parent node)는 현재 중계기가 위치한 노드보다 상위에 위치한 노드(상위 노드)를 말한다. 이 존에서, 특정 16m 중계기에 대해 상위에 위치하여 부모 노드에 해당하는 기지국 또는 16m 중계기는 하위에 있는 16m 중계기에 신호를 전송할 수 있다.

상향링크 백워딩 존(UL Backwarding zone)(950)은 16m 중계기가 자신의 자식 노드에 해당하는 16m 중계기 또는 16m 단말과 통신하는 구간이다. 이 존에서, 자식 노드에 해당하는 16m 중계기 또는 16m 단말이 상위에 위치하는 16m 중계기로 신호를 전송할 수 있다. 상향링크 릴레이 존(960)은 16m 중계기 또는 기지국이 16m 중계기와 통신하는 구간이다. 16m 중계기는 자신의 부모 노드에 해당하는 16m 기지국 또는 중계기가 16m 중계기에 신호를 전송할 수 있다.

도 10은 짝수 번째 계층 중계기의 프레임 구조 및 하위 단말의 프레임 구조의 일 예를 도시한 도면이다.

도 10을 참조하면, 프레임은 하향링크 서브 프레임 및 상향링크 서브 프레임으로 구성된다. 짝수 번째 계층 중계기의 하향링크 서브 프레임은 레거시 하향링크 액세스 존(Legacy DL Access zone)(1010), 하향링크 릴레이 존(DL relay zone)(1020) 및 하향링크 포워딩 존(DL Forwarding zone)(1030)을 포함할 수 있다. 그리고, 짝수 번째 계층 중계기의 상향링크 서브 프레임은 레거시 상향링크 액세스 존(Legacy UL Access zone)(1040), 상향링크 릴레이 존(UL relay zone)(1050) 및 상향링크 백워딩 존(UL Backwarding zone)(1060)을 포함할 수 있다.

하향링크 릴레이 존(1020)은 특정 16m 중계기에 대해 부모 노드에 해당하는 기지국 또는 16m 중계기가 16m 중계기와 통신하는 구간이다. 이 존에서, 부모 노드에 해당하는 16m 기지국 또는 중계기는 16m 중계기로 신호를 전송할 수 있다. 하향링크 포워딩 존(1030)은 16m 중계기가 자신의 자식 노드에 해당하는 16m 단말 또는 중계기와 통신하는 구간이다. 16m 중계기는 자신의 자식 노드에 해당하는 16m 단말 또는 중계기로 신호를 전송할 수 있다. 상향링크 릴레이 존(1050)은 16m 중계기가 자신의 부모 노드에 해당하는 16m 중계기 또는 16m 기지국과 통신하는 구간이다. 16m 중계기가 자신의 부모 노드에 해당하는 16m 중계기 또는 16m 기지국에 신호를 전송할 수 있다. 상향링크 백워딩 존(1060)은 특정 16m 중계기에 대해 자식 노드에 해당하는 16m 중계기 또는 16m 기지국이 16m 중계기와 통신하는 구간이다. 이 존에서, 자식 노드에 해당하는 16m 중계기 또는 16m 기지국은 16m 중계기로 신호를 전송할 수 있다.

상술한 액세스 존에서의 중계기 간의 전송의 경우, 각 중계기간의 간섭은 이웃 셀 간의 일반적인 간섭 관리가 적용될 수 있다. 그리고, 각 중계기간의 동기화, 제어 메커니즘 및 스케줄링은 독립적으로 이루어질 수 있다. 동시에 송신 존 및 수 신 존이 될 수 없기 때문에 부모 노드 및 자식 노드 중계기 간에 중계기 그룹핑을 할 필요가 있다. 단말 중심의 프레임 구조에서, 부모 노드의 계층에 관계없이 단말은 하향링크 및 상향링크에 접속되고, 단말 간에 서로 정렬(aligned)되어 있다.

다음으로, 릴레이 존에서의 중계기 간의 전송에 대해 살펴본다. 일 예로서, 홀수 번째 계층의 중계기의 경우에, 하향링크 릴레이 존을 양방향 수신 존으로 대체할 수 있고, 상향링크 릴레이 존을 양방향 전송 존으로 대체할 수 있다. 또한, 짝수 번째 계층의 중계기는 하향링크 릴레이 존을 양방향 전송 존으로 대체할 수 있고, 상향링크 릴레이 존을 양방향 수신 존으로 대체할 수 있다.

도 11은 다중 홉 중계기를 지원하는 중계기의 프레임 구조 및 하위 단말의 프레임 구조의 일 예를 도시한 도면이다.

도 11을 참조하면, 홀수 번째 계층 중계기의 하향링크 서브 프레임은 레거시 하향링크 존(Legacy DL zone)(1110), 하향링크 액세스 존(DL Access zone)(1120) 및 양방향 수신 존(Bidirectional Receving zone)(1130)을 포함할 수 있다. 그리고, 홀수 번째 계층 중계기의 상향링크 서브 프레임은 레거시 상향링크 존(Legacy UL zone)(1140), 상향링크 액세스 존(UL Access zone)(1150) 및 양방향 전송 존(Bidirectional Transmitting zone)(1160)을 포함할 수 있다.

하향링크 액세스 존(1120)은 16m 중계기 및 16m 단말이 통신하는 구간으로서, 이 존에서 16m 중계기가 16m 단말로 신호를 전송할 수 있다. 양방향 수신 존(1130)에서는 16m 중계기가 자신의 부모 노드에 해당하는 기지국 또는 16m 중계기로부터 신호를 수신할 수 있고, 또한 자신의 자식 노드에 해당하는 16m 단말 또 는 16m 중계기로부터 신호를 수신할 수 있다.

상향링크 액세스 존(1150)은 16m 단말 및 16m 중계기가 통신하는 구간으로, 이 존에서 16m 단말이 16m 중계기로 신호를 전송할 수 있다. 양방향 전송 존(1160)에서는 16m 중계기가 자신의 부모 노드에 해당하는 기지국 또는 16m 중계기로 신호를 전송할 수 있고, 또한 자신의 자식 노드에 해당하는 16m 단말 또는 16m 중계기로 신호를 전송할 수 있다.

도 12는 다중 홉 중계기를 지원하는 중계기의 프레임 구조 및 하위 단말의 프레임 구조의 일 예를 도시한 도면이다.

도 12를 참조하면, 짝수 번째 계층 중계기의 하향링크 서브 프레임은 레거시 하향링크 존(Legacy DL zone)(1210), 하향링크 액세스 존(DL Access zone)(1220) 및 양방향 전송 존(Bidirectional Transmitting zone)(1230)을 포함할 수 있다. 그리고, 짝수 번째 계층 중계기의 상향링크 서브 프레임은 레거시 상향링크 존(Legacy UL zone)(1240), 상향링크 액세스 존(UL Access zone)(1250) 및 양방향 수신 존(Bidirectional Receving zone)(1260)을 포함할 수 있다.

하향링크 액세스 존(1220)은 16m 중계기 및 16m 단말이 통신하는 구간으로 16m 중계기가 16m 단말로 신호를 전송할 수 있는 존이다. 양방향 전송 존(1230)에서는 16m 중계기가 자신의 부모 노드에 해당하는 기지국 또는 16m 중계기로 신호를 전송할 수 있고, 또한 자신의 자식 노드에 해당하는 16m 단말 또는 16m 중계기로 신호를 전송할 수 있다.

상향링크 액세스 존(1250)은 16m 단말 및 16m 중계기가 통신하는 구간으로, 16m 단말이 16m 중계기로 신호를 전송할 수 있는 존이다. 양방향 수신 존(1260)에서는 16m 중계기가 자신의 부모 노드에 해당하는 기지국 또는 16m 중계기로부터 신호를 수신할 수 있고, 또한 자신의 자식 노드에 해당하는 16m 단말 또는 16m 중계기로부터 신호를 수신할 수 있다.

릴레이 존에서의 중계기 간의 전송의 경우, 상향링크/하향링크에 관계없이 특정 시점에서 특정 중계기가 전송 모드로 동작하느냐 수신 모드로 동작하느냐가 중요하다. 하향링크 액세스 존 및 상향링크 액세스 존이 동일한 서브 프레임에 할당되는 것과 같이 부모 중계기와 자식 중계기 간에 중계기 그룹핑이 가능하다. 양방향 존에서 순방향 트래픽 및 역방향 트래픽 간에는 주파수 분할이 필요하다. 또한, 단말의 하향링크/상향링크가 부적합하게 매칭(mismatch)되는 경우에는 간섭이 발생할 수 있기 때문에 주파수 영역 상에서 분할할 필요가 있다.

다음으로, 액세스 존 및 릴레이 존 모두에서 중계기 간에 전송이 있는 경우를 살펴본다. 일 예로서, 홀수 번째 계층의 중계기의 경우, 하향링크 릴레이 및 액세스 존을 양방향 수신 존으로 대체할 수 있고, 상향링크 릴레이 존 및 액세스 존을 양방향 송신 존으로 대체할 수 있다. 짝수 번째 계층의 중계기의 경우, 하향링크 릴레이 존 및 액세스 존은 양방향 전송 존으로 대체할 수 있고, 상향링크 중계기 존 및 액세스 존은 양방향 수신 존으로 대체할 수 있다.

도 13은 다중 홉 중계기를 지원하기 위한 기지국의 프레임 구조 및 하위 단말의 프레임 구조의 일 예를 도시한 도면이다.

도 13을 참조하면, 프레임은 하향링크 서브 프레임 및 상향링크 서브 프레임 으로 구성된다. 기지국의 프레임 중 상향링크 프레임은 레거시 하향링크 존(Legacy DL zone)(1310) 및 새로운 하향링크 존(New DL zone)(1320)을 포함할 수 있다. 그리고, 기지국의 프레임 중 상향링크 프레임은 레거시 상향링크 존(Legacy UL zone)(1330) 및 새로운 상향링크 존(New UL zone)(1340)을 포함할 수 있다.

새로운 하향링크 존(1320)은 기지국이 16m 단말 또는 16m 중계기와 통신하는 구간으로, 기지국은 16m 단말 또는 16m 중계기에 신호를 전송할 수 있는 존이다. 새로운 상향링크 존(1340)은 16m 단말과 기지국이 통신하는 구간으로, 16m 단말이 기지국으로 신호를 전송할 수 있는 존이다.

도 14는 다중 홉 중계기를 지원하는 중계기의 프레임 구조 및 하위 단말의 프레임 구조의 일 예를 도시한 도면이다.

도 14를 참조하면, 홀수 번째 계층 중계기의 하향링크 서브 프레임은 레거시 하향링크 존(Legacy DL zone)(1410) 및 양방향 수신 존(Bidirectional Receving zone)(1420)을 포함할 수 있다. 그리고, 홀수 번째 계층 중계기의 상향링크 서브 프레임은 레거시 상향링크 존(Legacy UL zone)(1430) 및 양방향 전송 존(Bidirectional Transmitting zone)(1440)을 포함할 수 있다.

양방향 수신 존(Bidirectional Receving zone)(1420)에서는, 16m 중계기가 자신의 부모 노드에 해당하는 기지국 또는 16m 중계기로부터 신호를 수신할 수 있고, 또한 자신의 자식 노드에 해당하는 16m 단말 및 16m 중계기로부터 신호를 수신할 수 있다. 양방향 전송 존(Bidirectional Transmitting zone)(1440)에서는, 16m 중계기가 자신의 부모 노드에 해당하는 기지국 또는 16m 중계기로 신호를 전송할 수 있고, 또한 자신의 자식 노드에 해당하는 16m 단말 또는 16m 기지국으로 신호를 전송할 수 있다.

도 15는 다중 홉 중계기를 지원하는 중계기의 프레임 구조 및 하위 단말의 프레임 구조의 일 예를 도시한 도면이다.

도 15를 참조하면, 짝수 번째 계층 중계기의 하향링크 서브 프레임은 레거시 하향링크 존(Legacy DL zone)(1510) 및 양방향 전송 존(Bidirectional Transmitting zone)(1520)을 포함할 수 있다. 그리고, 짝수 번째 계층 중계기의 상향링크 서브 프레임은 레거시 상향링크 존(Legacy UL zone)(1530) 및 양방향 수신 존(Bidirectional Receving zone)(1540)을 포함할 수 있다.

양방향 전송 존(1520)에서, 16m 중계기는 자신의 부모 노드에 해당하는 기지국 또는 16m 중계기로부터 신호를 수신할 수 있고, 또한, 자신의 자식 노드에 해당하는 16m 단말 또는 16m 중계기로부터 신호를 수신할 수 있다.

이상에서 설명된 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들이 소정 형태로 결합된 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려되어야 한다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성하는 것도 가능하다. 본 발명의 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다. 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함시킬 수 있음은 자명하다.

본 발명에 따른 실시예는 다양한 수단, 예를 들어, 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 하나 또는 그 이상의 ASICs(Application Specific Integrated Circuits), DSPs(Digital Signal Processors), DSPDs(Digital Signal Processing Devices), PLDs(Programmable Logic Devices), FPGAs(Field Programmable Gate Arrays), 프로세서, 콘트롤러, 마이크로 콘트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.

펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차, 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리 유닛에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리 유닛은 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.

본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

도 1은 레거시 릴레이를 지원하는 무선 통신 시스템에서의 기지국의 하향링크 프레임 구조의 일 예를 도시한 도면,

도 2는 도 1에 도시된 공통 하향링크 릴레이 존을 3개의 모드에 따른 하향링크 프레임 구조를 각각 나타낸 도면,

도 3은 레거시를 지원하기 위한 무선 통신 시스템에서 기지국의 하향링크 프레임 구조의 일 예를 도시한 도면,

도 4는 레거시 릴레이를 지원하기 위한 무선 통신 시스템에서 중계기의 하향링크 프레임 구조의 일 예를 도시한 도면,

도 5는 레거시 릴레이를 지원하기 위한 무선 통신 시스템에서 기지국의 상향링크 프레임 구조의 일 예를 도시한 도면,

도 6은 도 5에 도시된 공통 상향링크 릴레이 존을 3개의 모드에 따른 상향링크 프레임 구조를 각각 나타낸 도면,

도 7은 레거시 릴레이를 지원하기 위한 무선 통신 시스템에서 기지국의 상향링크 프레임 구조의 일 예를 도시한 도면,

도 8은 다중 홉 릴레이를 지원하는 기지국의 프레임 구조 및 하위 단말의 프레임 구조의 일 예를 도시한 도면,

도 9는 홀수 번째 계층 중계기의 프레임 구조 및 하위 단말의 프레임 구조의 일 예를 도시한 도면,

도 10은 짝수 번째 계층 중계기의 프레임 구조 및 하위 단말의 프레임 구조 의 일 예를 도시한 도면,

도 11은 다중 홉 릴레이를 지원하는 중계기의 프레임 구조 및 하위 단말의 프레임 구조의 일 예를 도시한 도면,

도 12는 다중 홉 릴레이를 지원하는 중계기의 프레임 구조 및 하위 단말의 프레임 구조의 일 예를 도시한 도면,

도 13은 다중 홉 릴레이를 지원하기 위한 기지국의 프레임 구조 및 하위 단말의 프레임 구조의 일 예를 도시한 도면,

도 14는 다중 홉 릴레이를 지원하는 중계기의 프레임 구조 및 하위 단말의 프레임 구조의 일 예를 도시한 도면, 그리고,

도 15는 다중 홉 릴레이를 지원하는 중계기의 프레임 구조 및 하위 단말의 프레임 구조의 일 예를 도시한 도면이다.

Claims

무선 통신 시스템에서 중계기가 다수의 TDD (Time Division Duplex) 프레임들을 포함하는 TDD 프레임 구조를 이용하여 신호를 전송하는 방법에 있어서,

상기 중계기가 하향링크 인터벌(interval) 및 상향링크 인터벌 동안 적어도 하나의 자식 스테이션 (child station) 및 부모 스테이션(parent station)과 통신하는 단계를 포함하고,

상기 하향링크 인터벌은,

상기 하향링크 인터벌의 시작 지점에 위치하고 상기 적어도 하나의 자식 스테이션으로 제1 신호를 전송하기 위한 하향링크 액세스 영역(downlink access zone);

상기 하향링크 인터벌의 종료 지점에 위치하고 상기 부모 스테이션으로부터 제2 신호를 수신하기 위한 하향링크 공통 영역(downlink common zone); 및

상기 하향링크 액세스 영역 및 상기 하향링크 공통 영역의 사이에 위치하되, 상기 하향링크 액세스 영역의 직후에 위치하고 상기 하향링크 공통 영역의 직전에 위치하는, 제1 갭 영역(gap zone)을 포함하고,

상기 상향링크 인터벌은,

상기 상향링크 인터벌의 시작 지점에 위치하고 상기 적어도 하나의 자식 스테이션으로부터 제3 신호를 수신하기 위한 상향링크 액세스 영역(uplink access zone);

상기 상향링크 인터벌의 종료 지점에 위치하고 상기 부모 스테이션으로 제4 신호를 전송하기 위한 상향링크 공통 영역(uplink common zone); 및

상기 상향링크 액세스 영역 및 상기 상향링크 공통 영역의 사이에 위치하되, 상기 상향링크 액세스 영역의 직후에 위치하고 상기 상향링크 공통 영역의 직전에 위치하는, 제2 갭 영역(gap zone)을 포함하고,

상기 부모 스테이션은 기지국을 포함하고, 상기 적어도 하나의 자식 스테이션은 이동국(mobile station)을 포함하고,

상기 중계기는, 상기 하향링크 인터벌의 상기 하향링크 액세스 영역을 통해서 상기 이동국에 상기 제1 신호를 전송하고, 상기 하향링크 인터벌의 상기 하향링크 공통 영역을 통해서 상기 기지국으로부터 상기 제2 신호를 수신하고,

상기 중계기는, 상기 상향링크 인터벌의 상기 상향링크 액세스 영역을 통해서 상기 이동국으로부터 상기 제3 신호를 수신하고, 상기 상향링크 인터벌의 상기 상향링크 공통 영역을 통해서 상기 기지국에 상기 제4 신호를 전송하는, 방법.
제 1항에 있어서,

상기 하향링크 액세스 영역은 제1 하향링크 액세스 영역 및 제2 하향링크 액세스 영역을 포함하고,

상기 중계기는 상기 제1 하향링크 액세스 영역을 통해서 상기 제1 신호를 제1 무선 통신 방식을 이용하는 제1 자식 스테이션에 전송하고,

상기 중계기는 상기 제1 하향링크 액세스 영역과 상기 제2 하향링크 액세스 영역 중 적어도 하나를 통해서 상기 제1 신호를 제2 무선 통신 방식을 이용하는 제2 자식 스테이션에 전송하는, 방법.
제 2항에 있어서,

상기 하향링크 공통 영역은 제1 하향링크 공통 영역 및 제2 하향링크 공통 영역을 포함하고,

상기 중계기는 상기 제1 하향링크 공통 영역을 통해서 상기 제1 자식 스테이션에 대응하는 상기 제2 신호를 상기 부모 스테이션으로부터 수신하고,

상기 중계기는 상기 제1 하향링크 공통 영역과 상기 제2 하향링크 공통 영역 중 어느 하나를 통해서 상기 제2 자식 스테이션에 대응하는 상기 제2 신호를 상기 부모 스테이션으로부터 수신하는, 방법.
제 3항에 있어서,

상기 하향링크 공통 영역 내의 상기 제1 하향링크 공통 영역 및 상기 제2 하향링크 공통 영역에는, 시간 분할 다중화(Time Division Multiplexing: TDM) 또는 주파수 분할 다중화(Frequency Division Multiplexing: FDM)가 적용되는, 방법.
제 1항에 있어서,

상기 상향링크 액세스 영역은 제1 상향링크 액세스 영역 및 제2 상향링크 액세스 영역을 포함하고,

상기 중계기는, 상기 제1 상향링크 액세스 영역을 통해서 제1 무선 통신 방식을 사용하는 제1 자식 스테이션으로부터 상기 제3 신호를 수신하고,

상기 중계기는, 상기 제1 상향링크 액세스 영역과 상기 제2 상향링크 액세스 영역 중 적어도 하나를 통해서 제2 무선 통신 방식을 사용하는 제2 자식 스테이션으로부터 상기 제3 신호를 수신하는, 방법.
제 5항에 있어서,

상기 상향링크 공통 영역은 제1 상향링크 공통 영역 및 제2 상향링크 공통 영역을 포함하고,

상기 중계기는, 상기 제1 자식 스테이션으로부터 수신한 상기 제4 신호를 상기 제1 상향링크 공통 영역을 통해서 상기 부모 스테이션에 전송하고,

상기 중계기는, 상기 제2 자식 스테이션으로부터 수신한 상기 제4 신호를 상기 제1 상향링크 공통 영역 및 상기 제2 상향링크 공통 영역 중 어느 하나를 통해서 상기 부모 스테이션에 전송하는, 방법.
제 6항에 있어서, 상기 상향링크 공통 영역 내의 상기 제1 상향링크 공통 영역 및 상기 제2 상향링크 공통 영역에는, 시간 분할 다중화(Time Division Multiplexing: TDM) 또는 주파수 분할 다중화(Frequency Division Multiplexing: FDM)가 적용되는, 방법.
제 1항에 있어서, 상기 중계기는 상기 부모 스테이션과 직접 통신하는, 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 자식 스테이션은 다른 중계기를 포함하는, 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 부모 스테이션은 다른 중계기를 포함하는, 방법.
무선 통신 시스템에서 멀티-홉(multi-hop) 중계기가 다수의 TDD (Time Division Duplex) 프레임들을 포함하는 TDD 프레임 구조를 이용하여 신호를 전송하는 방법에 있어서,

상기 중계기가 하향링크 인터벌(interval)의 하향링크 액세스 영역(downlink access zone)을 통해서 자식 노드(child node)에 신호를 전송하는 단계;

상기 하향링크 인터벌의 하향링크 양-방향 영역(downlink bi-directional zone)을 통해서, 부모 노드(parent node) 및 상기 자식 노드로부터 신호들을 수신하거나 또는 상기 부모 노드 및 상기 자식노드에 신호들을 전송하는 단계;

상기 중계기가 상향링크 인터벌의 상향링크 액세스 영역(uplink access zone)을 통해서 자식 노드로부터 신호를 수신하는 단계; 및

상기 상향링크 인터벌의 상향링크 양-방향 영역(uplink bi-directional zone)을 통해서, 상기 부모 노드 및 상기 자식 노드에 신호들을 전송하거나 또는 상기 부모 노드 및 상기 자식노드에 신호들을 수신하는 단계를 포함하고,

상기 하향링크 양-방향 영역 및 상기 상향링크 양-방향 영역에서, 상기 부모 노드 및 상기 자식 노드와의 양-방향 통신을 위하여 주파수 분할 다중화(frequency division multiplexing: FDM)가 상기 TDD 프레임 구조 내에 적용되고,

상기 부모 노드는 기지국을 포함하고, 상기 자식 노드는 하위 이동국(subordinate mobile station)을 포함하고,

상기 중계기는, 상기 하향링크 인터벌의 상기 하향링크 액세스 영역을 통해서 상기 하위 이동국에 신호들을 전송하고,

상기 중계기는, 상기 하향링크 인터벌의 상기 하향링크 양-방향 영역을 통해서 상기 기지국 및 상기 하위 이동국으로부터 신호들을 수신하거나 또는, 상기 상기 기지국 및 상기 하위 이동국에 신호들을 전송하고,

상기 중계기는, 상기 상향링크 인터벌의 상기 상향링크 액세스 영역을 통해서 상기 하위 이동국으로부터 신호들을 수신하고,

상기 중계기는, 상기 상향링크 인터벌의 상기 상향링크 양-방향 영역을 통해서 상기 상기 기지국 및 상기 하위 이동국에 신호들을 전송하거나 또는, 상기 기지국 및 상기 하위 이동국으로부터 신호들을 수신하는, 방법.
제 11항에 있어서, 상기 기지국으로부터 홀수-홉(odd-hop) 만큼의 거리가 있는 홀수-홉 중계기가 상기 기지국 또는 상위 짝수-홉(superordinate even-hop) 중계기로부터 신호를 수신하고, 상기 홀수-홉 중계기가 상기 하위 이동국 또는 하위 짝수-홉(subordinate even-hop) 중계기로부터 신호를 수신하면,

상기 하위 짝수-홉 중계기가 상기 기지국 또는 상위 홀수-홉(superordinate odd-hop) 중계기에 신호를 전송하거나, 상기 하위 짝수-홉 중계기가 상기 하위 이동국 또는 하위 홀수-홉(subordinate odd-hop) 중계기에 신호를 전송하는, 방법.
제 11항에 있어서, 상기 기지국으로부터 홀수-홉(odd-hop) 만큼의 거리가 있는 홀수-홉 중계기가 상기 기지국 또는 상위 짝수-홉(superordinate even-hop) 중계기에 신호를 전송하고, 상기 홀수-홉 중계기가 상기 하위 이동국 또는 하위 짝수-홉(subordinate even-hop) 중계기에 신호를 전송하면,

상기 하위 짝수-홉 중계기가 상기 기지국 또는 상위 홀수-홉(superordinate odd-hop) 중계기로부터 신호를 수신하거나, 상기 하위 짝수-홉 중계기가 상기 하위 이동국 또는 하위 홀수-홉(subordinate odd-hop) 중계기로부터 신호를 수신하는, 방법.
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