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KR20070073138A - 다중 홉 릴레이 방식의 광대역 무선 접속 통신 시스템에서투명 중계하기 위한 장치 및 방법 - Google Patents

다중 홉 릴레이 방식의 광대역 무선 접속 통신 시스템에서투명 중계하기 위한 장치 및 방법 Download PDF

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KR20070073138A
KR20070073138A KR1020060000697A KR20060000697A KR20070073138A KR 20070073138 A KR20070073138 A KR 20070073138A KR 1020060000697 A KR1020060000697 A KR 1020060000697A KR 20060000697 A KR20060000697 A KR 20060000697A KR 20070073138 A KR20070073138 A KR 20070073138A
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KR
South Korea
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frame
relay
link
direct link
serving cell
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Application number
KR1020060000697A
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English (en)
Inventor
이미현
조재원
박정호
홍송남
주판유
최준영
Original Assignee
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Priority to US11/649,153 priority patent/US20070153734A1/en
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Abstract

다중 홉 릴레이(Multi-hop Relay) 방식의 광대역 무선 접속 시스템에서 직접 링크와 중계링크를 동일한 주파수 대역을 사용하여 투명(Transparent)하게 신호를 중계하기 위한 장치 및 방법에 관한 것으로서, 상기 직접링크 프레임의 방송채널 전송 구간을 고려하여 상기 중계링크의 비동기 프레임의 시작 위치를 선정하는 과정과, 상기 직접링크의 전송 모드와 다른 전송 모드가 중첩되는 상기 중계링크의 프레임 구간을 널(Null)로 구성하는 과정을 포함하여, 서빙 셀 서비스 영역 확대 및 단말의 호환성(Backward Compatibility)을 가능하게 하고, 상기 서빙 셀 서비스의 시스템 정보에 따라 최적의 프레임 구간을 선정하고 프레임을 구성함에 따라 효율적인 무선 접속 서비스를 제공할 수 있는 이점이 있다.
투명(Transparent) 중계, 인밴드 중계(Inband Relay), 다중 슬롯(Multi slot), 광대역 무선 접속 통신 시스템

Description

다중 홉 릴레이 방식의 광대역 무선 접속 통신 시스템에서 투명 중계하기 위한 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR TRANSPARENT RELAY IN MULTI-HOP RELAY BROADBAND WIRELESS ACCESS COMMUNICATION SYSTEMS}
도 1은 일반적인 다중 홉 릴레이 방식의 광대역 무선 접속 시스템의 구성을 도시하는 도면,
도 2는 일반적인 광대역 무선통신시스템의 프레임 구조를 도시하는 도면,
도 3은 본 발명에 따른 하나의 주파수 대역을 이용하여 투명 중계를 수행하기 위한 다중 홉 릴레이 광대역 무선 접속 통신시스템의 구성을 도시하는 도면,
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 비동기식으로 중계를 수행하기 위한 서빙 셀 프레임과 중계 셀 프레임의 개략도를 도시하는 도면,
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 공간 분할 다중 방식을 사용하여 비동기식으로 중계를 수행하기 위한 서빙 셀 프레임과 중계 셀 프레임의 구조를 도시하는 도면,
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 공간 분할 다중 방식을 사용하여 비동기식으로 중계를 수행하기 위한 기지국의 동작 절차를 도시하는 도면,
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 시분할 다중 방식을 사용하여 비동기식으 로 중계를 수행하기 위한 서빙 셀 프레임과 중계 셀 프레임의 개략도를 도시하는 도면,
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 서빙 셀 프레임의 상/하향링크 전송 효율을 유지하기 위해 시간슬롯으로 분할되는 서빙 셀 프레임의 개략도를 도시하는 도면,
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 시간 슬롯을 분할하여 서빙 셀 프레임 구성시 최적 시간 슬롯 선정 절차를 도시하는 도면,
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 시간 슬롯을 분할하여 비동기식으로 중계를 수행하기 위한 서빙 셀 프레임과 중계 셀 프레임의 구조를 도시하는 도면,
도 11은 본 발명에 따른 서빙 셀 프레임과 중계 셀 프레임을 스케줄링하기 위한 기지국의 블록 구성을 도시하는 도면.
본 발명은 다중홉 릴레이(Multi-hop Relay)방식의 광대역 무선 접속 통신 시스템에 관한 것으로서, 특히 상기 다중홉 릴레이 방식의 광대역 무선 접속 통신 시스템에서 직접 링크 또는 중계 링크를 통한 서빙 셀 서비스가 동일 주파수를 이용하여 투명(Transparent)하게 중계되기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
오늘날 많은 사람들은 노트북 컴퓨터나, 핸드폰, PDA 및 MP3 등 수많은 디지 털 전자기기를 휴대한다. 대부분의 상기 휴대용 디지털 전자기기들은 상호연동 없이 독립적으로 작동하게 된다. 만일, 중앙 제어 시스템의 도움 없이 상기 휴대용 디지털 전자기기들이 스스로 무선 네트워크를 구성할 수 있다면, 각 기기들은 다양한 정보를 상호 간에 손쉽게 공유하게 되어 현재까지 경험하지 못했던 새롭고 다양한 정보통신 서비스를 제공할 수 있다. 이처럼 상기 중앙 제어시스템의 도움 없이도 언제, 어디서나 각 기기들 간에 통신을 가능하게 해주는 무선 네트워크를 Ad hoc 네트워크 또는 유비쿼터스(ubiquitous) 네트워크이라고 부른다.
최근 활발히 연구가 진행 중인 4세대 이동통신 시스템의 가장 중요한 요구 조건 중의 하나는 자율적 적응형 (Self-Configurable) 무선 네트워크의 구성이다.
상기 자율적 적응형 무선 네트워크는, 중앙 시스템의 제어 없이 무선 네트워크를 자율적으로 또한 분산적으로 구성하여 이동통신 서비스를 제공할 수 있는 무선 네트워크를 일컫는다. 또한, 상기 4세대 이동통신 시스템에서는 고속 통신을 가능하게 하고 더 많은 통화량을 수용하기 위하여 반경이 매우 작은 셀들이 설치된다. 이 경우에는 현재의 무선망 설계 방식을 그대로 사용한 중앙 집중적인 설계가 불가능해질 것이다. 이러한 무선 네트워크는 분산적으로 제어되고 구축되면서도, 새로운 기지국(Base station)의 추가와 같은 환경 변화에 능동적으로 대처할 수 있어야 한다. 상술한 이유로 4세대 이동통신 시스템에서는 자율적 적응형 무선 네트워크의 구성이 요구된다.
상기 4세대 이동통신 시스템에서 요구되는 상기 자율적 적응형 무선 네트워크를 현실적으로 구현하기 위해서는 상기 Ad hoc 네트워크에서 적용된 기술을 이동 통신 시스템에 도입해야 한다. 상기의 대표적인 사례가 다중홉 릴레이 (Multi-hop relay) 광대역 무선 접속 통신시스템으로서, 고정 기지국으로 구성된 광대역 무선 접속 통신시스템에 Ad hoc 네트워크에서 적용된 기술인 다중홉 릴레이 기법을 도입한 것이다. 상기 광대역 무선 접속 통신시스템에서는 기지국과 단말기(Mobile station) 간에 하나의 직접 링크(direct link)로 통신이 이루어지므로, 상기 단말기와 기지국 간에 신뢰도가 높은 무선 통신링크를 쉽게 구성할 수 있다.
그러나, 기지국의 위치가 고정되어 있으므로 무선망 구성의 유연성(flexibility)이 낮아 트래픽 분포나 통화 요구량의 변화가 심한 무선환경에서 효율적인 서비스를 제공하기 어렵다. 이와 같은 단점을 극복하기 위해 주변의 여러 단말기 또는 고정 중계국(Relay station)들을 이용하여 다중 홉 형태로서 데이터를 전달하는 중계국법을 적용한다. 또한, 상기 다중홉 릴레이 기법은 주변 환경변화에 대해 빠르게 네트워크를 재구성할 수 있으며, 전체 무선망을 보다 효율적으로 운용할 수 있게 된다. 그러므로 4세대 이동통신 시스템에서 요구되는 자율 적응형 무선망은 상기의 다중홉 릴레이 광대역 무선 접속 통신시스템을 모델로 하여 현실적으로 구현할 수 있다.
상기 다중홉 릴레이 기술이 광대역 무선 접속 통신시스템에 도입되게 된 또 다른 동기는, 전계강도가 부족하여 발생하는 부분적인 음영지역을 커버하거나, 서비스 요구가 적은 초기 상황을 릴레이를 설치함으로써 초기 설치 비용에 대한 부담을 줄일 수 있어, 셀 서비스 영역을 넓히고 시스템 용량을 증대시킬 수 있는 장점 을 갖고 있다는 것이다.
도 1은 일반적인 다중 홉 릴레이 방식 광대역 무선 접속 통신시스템의 구성을 도시하고 있다.
상기 도 1에 도시된 바와 같이 기지국(100)의 영역(101)에 포함되는 단말 1(110)은 상기 기지국(100)과 직접 링크로 연결되고, 상기 기지국의 영역(110) 밖에 위치하여 상기 기지국(100)으로부터의 채널 상태가 열악한 단말 2(120)는 중계국(130)을 통해 중계 링크로 상기 기지국(100)과 연결된다.
즉, 상기 기지국 영역(101)의 외곽에 위치하거나, 건물 등에 의해 차폐현상이 심한 음영지역에 위치하는 단말에 보다 우수한 무선채널을 제공하기 위해 상기 중계국(130)을 이용하여 상기 기지국과 링크를 연결하여 통신을 수행한다. 따라서, 상기 기지국(100)은 채널 상태가 열악한 셀 경계지역에서 다중 홉 릴레이 기법을 적용하여 고속의 데이터 채널을 제공할 수 있으며, 상기 셀 서비스 영역을 확장시킬 수 있다.
상기 중계국(130)은 상기 기지국(100)으로부터 전송되는 하향링크 신호를 수신하여 상기 단말 2(120)로 상기 수신신호를 중계한다. 또한, 상기 단말 2(120)로부터 전송되는 상향링크 신호를 수신하여 상기 기지국(100)으로 중계한다. 여기서, 상기 기지국(100)과 중계국(130) 및 단말 2(120) 사이에서 상/하향링크를 전송하기 위해서는 상기 기지국(100)과 중계국(130) 사이의 BS-RS 링크와, 상기 중계국(130)과 단말2(120) 사이의 RS-MS 링크와 상기 기지국(100)과 단말1(110) 사이의 BS-MS 링크가 형성되어 데이터 전송을 수행한다. 여기서, 각 링크는 데이터 전송 경로의 종단에 따라 상향링크와 하향링크로 구분된다.
상기 광대역 무선 접속 통신시스템에서 기지국과 단말 사이의 정보의 송수신은 직접링크를 통해 도 2에 도시된 바와 같은 프레임을 기반으로 이루어진다. 여기서, 상기 도 2는 상기 기지국과 단말 사이의 정보의 송수신을 위한 프레임 구조를 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802. 16에서 제공되는 시분할 복신(Time Division Duplex) 프레임 구조를 예로서 보여주고 있다.
상기 도 2에 도시된 바와 같이 시분할 복신 프레임은 하향링크 부프레임(201)과, 상향링크 부프레임(203)으로 구분된다. 또한, 상기 하향 링크 부 프레임(201)과 상향 링크 부 프레임(211)의 사이에는 시간가드영역(Guard region)인 TTG(Transmit/Receive Transition Gap)(205)가 삽입되고, 프레임과 프레임 사이에는 RTG(Receive/Transmit Transition Gap)(207)가 위치한다.
상기 하향링크 부프레임(201)은 프리앰블(Preamble)과 공통 제어 정보를 고정된 위치(Mandatory slot)에 포함하여 셀 서비스 영역으로 방송(Broadcasting)한다. 즉, 상기 기지국의 서비스 영역에 포함되는 단말이 상기 방송된 프리앰블 및 공통 제어정보를 수신하여 동기화 및 상기 단말의 동작을 위한 제어정보를 획득할 수 있도록 상기 프리앰블과 공통 제어 정보는 프레임내 고정된 위치에서 방송되어져야 한다.
상기 도 1에 도시된 바와 같이 기지국(100)의 서비스 영역 밖에 위치한 단말 2(120)는 상기 기지국(100)과의 채널 상태가 열악하여 상기 기지국(100)으로부터 어떤 신호도 수신하여 복호할 수 없다. 이 경우, 상기 단말 2(120)가 상기 기지국 (100)으로부터 서비스를 제공받기 위한 네트워크 진입 동작 등도 상기 중계국(130)을 통해 수행되어야 한다. 따라서, 상기 중계국(130)은 기지국 영역 밖에 위치한 단말에 상기 기지국(100)의 서비스를 제공하기 위해 사용자 트래픽 뿐만 아니라 방송 시그널링 정보 등도 전송해야 한다. 특히 상기 단말 2(120)의 호환성(Backward Compatibility)을 유지하기 위해서 상기 단말 2(120)는 중계 서비스를 인지하지 않고 중계국으로부터 서빙 셀 서비스를 제공받아야 하므로 상기 중계국(130)은 상기 기지국(100)과 동일한 프레임 구조를 이용하여 방송 시그널링 정보 및 사용자 트래픽을 제공해야 한다.
상술한 바와 같이 상기 중계국이 단말의 호환성을 유지하기 위해, 즉 투명(Transparent) 중계를 수행하기 위해 상기 기지국과 중계국은 동일한 프레임 구조를 이용해야 한다. 더욱이 상기 기지국 서비스와 중계국 서비스가 동일한 주파수를 통해 제공되는 경우, 상기 중계국은 동일 주파수를 이용하여 상기 기지국으로부터 직접 링크를 통해 서비스를 제공받고, 중계 링크를 통해 단말로 서비스를 제공해야 하므로 RF(Radio Frequency) 격리 문제가 발생한다.
따라서, 본 발명의 목적은 다중 홉 릴레이 방식의 광대역 무선 접속 통신시스템에서 하나의 주파수 대역을 이용하여 투명한 중계를 수행하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 다중 홉 릴레이 방식의 광대역 무선 접속 통신시스템 에서 하나의 주파수 대역을 이용하여 비동기식으로 투명한 중계를 수행하기 위한 프레임 구성방법 및 이를 지원하는 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 다중 홉 릴레이 방식의 광대역 무선 접속 통신시스템에서 직접 링크와 중계링크가 동일한 주파수 대역을 사용하여 비동기식으로 투명한 중계를 수행하는 경우 발생하는 간섭을 제거하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
상기 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 견지에 따르면, 다중 홉 릴레이(Multi-hop Relay) 방식의 광대역 무선 접속 통신시스템에서 직접 링크와 중계링크가 동일한 주파수 대역을 사용하여 서비스 신호가 투명하게 중계되기 위한 중계링크 프레임 구성 방법은, 직접링크 프레임의 방송채널 전송 구간을 고려하여 상기 중계링크의 비동기 프레임의 시작 위치를 선정하는 과정과, 상기 직접링크의 전송 모드와 다른 전송 모드가 중첩되는 상기 중계링크의 프레임 구간을 널(Null)로 구성하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 2 견지에 따르면, 다중 홉 릴레이(Multi-hop Relay) 방식의 광대역 무선 접속 통신시스템에서 직접 링크와 중계링크가 동일한 주파수 대역을 사용하여 서비스 신호가 투명하게 중계되기 위한 프레임 구성 방법은, 직접링크 프레임의 방송채널 전송 구간을 고려하여 중계링크의 비동기 프레임의 시작 위치를 선정하는 과정과, 상기 중계 링크 프레임과 상기 직접 링크 프레임을 시분할 다중화하여 구성하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 3 견지에 따르면, 다중 홉 릴레이(Multi-hop Relay) 방식의 광 대역 무선 접속 통신시스템에서 직접 링크와 중계링크가 동일한 주파수 대역을 사용하여 서비스 신호가 투명하게 중계되기 위한 기지국 장치는, 프레임의 길이, 상/하향링크 구간의 비율, 직접링크와 중계링크의 서비스구간의 비율 및 시간 슬롯의 개수에 따라 시간 슬롯의 길이를 산출하는 시간 슬롯 분할기와, 상기 산출된 시간 슬롯의 길이에 따라 신호를 송수신하기 위한 타이밍 신호를 제공하는 타이밍 제어기와, 상기 타이밍 신호에 따라 해당 주파수 대역의 신호를 송신하는 송신장치와, 상기 타이밍 신호에 따라 해당 주파수 대역의 신호를 수신하는 수신장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면의 참조와 함께 상세히 설명한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단 된 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
이하 본 발명은 다중 홉 릴레이(Multi-hop Relay)방식의 광대역 무선 접속 통신시스템에서 직접 링크와 중계 링크가 동일한 주파수 대역을 사용하여 서빙셀 서비스를 투명 중계하기 위한 기술에 대해 설명한다. 이하 설명은 시분할 복신(Time Division Duplex) 및 직교주파수 분할 다중 접속(Orthogonal Frequency Division Multiplexing Access) 방식을 사용하는 무선통신시스템을 예를 들어 설명하며, 다른 다중 접속 방식에도 동일하게 적용 가능하다. 또한, 기지국의 직접링크 에 의해 제공되는 프레임은 직접 또는 서빙 셀 프레임이라 칭하며, 상기 중계국의 중계링크에 의해 제공되는 프레임은 중계 셀 프레임이라 칭한다.
도 3은 본 발명에 따른 투명 중계를 수행하기 위한 다중 홉 릴레이 광대역 무선 접속 통신시스템의 구성을 도시하고 있다. 이하 설명은 두 홉 중계 방식에서 하나의 주파수 대역을 사용하여 신호를 투명 중계하는 것을 가정하여 설명한다.
상기 도 3에 도시된 바와 같이 기지국(300)의 서비스 영역에 포함되는 단말(301)은 상기 기지국(300)과 직접 링크로 연결되고, 상기 기지국(300)의 서비스 영역 밖에 위치하는 단말들(311, 313)은 중계국(310)을 통한 중계 링크로 상기 기지국(300)과 연결된다.
이때, 상기 기지국(300)은 상기 기지국(300)의 서비스 영역에 포함되는 단말(301)과 통신을 수행하고, 상기 서비스 영역 밖에 위치하는 단말들(311, 313)과는 상기 중계국(310)을 통해 통신을 수행한다. 상기 기지국(300)은 하나의 주파수 대역을 이용하여 기지국 서비스가 투명 중계되기 위해 중계국이 하기 도 4에 도시된 바와 같이 비동기적으로 중계 셀 프레임을 전송하도록 스케줄링한다. 여기서, 상기 기지국(300)은 상기 기지국과 중계국 사이 링크의 제어 채널을 통해 상기 중계국(310)의 동작을 제어한다.
한편, 중계국(310)은 상기 기지국(300)으로부터 수신되는 신호들 중 중계가 필요한 신호들만을 선택하여, 상기 선택된 신호들을 상기 기지국(300)의 서비스 영역 밖에 존재하는 단말들(311, 313)로 중계한다. 여기서, 상기 중계국(310)은 상기 기지국(300)의 제어에 따라 상기 중계가 필요한 신호들을 선택한다. 또한, 상기 중 계국(310)은 상기 기지국(300)의 제어에 따라 하나의 주파수를 이용하여 투명 중계를 수행하기 위해 기지국 프레임과 비동기적으로 중계 셀 프레임을 송수신한다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 비동기 타이밍을 지원하기 위한 서빙 셀 프레임과 중계 셀 프레임의 개략도를 도시하고 있다. 이하 설명에서 상기 프레임 내 하향링크 구간과 상향링크 구간은 일정하다고 가정하여 설명한다.
상기 도 4에 도시된 바와 같이 상기 다중홉 릴레이 방식의 광대역 무선 접속 통신시스템에서 하나의 주파수 대역을 이용하여 서빙 셀 서비스가 제공될 때, 중계국이 RF 격리 문제를 피하면서 중계 링크로 서빙 셀 서비스를 중계하기 위해 서빙 셀 프레임(401)과 중계 셀 프레임(403)을 비동기적으로 전송한다.
상기 중계 셀 프레임(403)이 비동기화되어 전송되는 경우, 상기 중계국은 상기 서빙 셀 프레임(401)으로부터 방송채널(Broadcast Channel : 이하, BCH라 칭함)을 수신하여 동기 및 제어 정보를 획득해야하므로 적어도 상기 서빙 셀 프레임(401)의 BCH를 항상 수신해야한다. 따라서, 상기 중계국은 상기 서빙 셀 프레임(401)에 비해 BCH 구간이상 지연시켜 상기 중계 셀 프레임을 전송한다. 여기서, 상기 방송채널은, 프리앰블 신호와 공통제어정보를 포함한다. 또한, 서빙 셀 프레임내에 중계를 위한 사용자 트래픽이 존재하는 경우 상기 사용자 트래픽을 수신해야 하며, 이 경우 BCH 구간 다음에 위치하는 데이터 버스트를 수신해야 하므로 상기 중계 셀 프레임은 BCH 구간 이상으로 지연될 수 있다.
그리고, 상기 서빙 셀 프레임(401)과 상기 중계 셀 프레임(403)이 동일 주파수 대역을 사용하여 비동기적으로 전송되기 때문에 서로 다른 전송모드(상향링크, 하향링크)가 중첩되는 경우, 인접 신호에 대한 간섭이 발생하게 된다. 즉, 상기 서빙 셀 프레임(401)의 상향링크 구간과 상기 중계 셀 프레임(403)의 하향링크 구간, 또는 상기 중계 셀 프레임(403)의 상향링크 구간과 상기 서빙 셀 프레임(401)의 하향링크 구간이 겹치게 되면, 각 프레임은 서로 큰 수신 전력 세기의 간섭으로 작용하게 된다.
상기 간섭을 제거하기 위해, 상기 중계국은 상기 서빙 셀 프레임(401)과의 간섭을 피하기 위해 상기 서빙 셀 프레임(401)과 상기 중계 셀 프레임(403)이 다른 전송 모드로 중첩되는 구간(411, 413, 415)을 상기 중계 셀 프레임(403)에서 NULL로 구성한다. 이때, 상기 중계국이 상기 중계 셀 프레임(403)을 상기 서빙 셀 프레임(401)의 상향링크 전송 구간보다 더 지연시켜 송신하면, 상기 중계 셀 프레임(403)의 상향링크의 모든 구간이 서로 다른 전송 모드와 중첩이 발생하여 NULL로 구성된다. 이 경우, 상기 중계 셀 프레임(403)내의 상향 링크 구간이 모두 NULL로 구성되어지므로 중계 서비스를 제공 받는 단말의 신호가 전송될 구간이 존재하지 않아 양방향 중계 서비스가 제공될 수 없게 된다. 따라서, 상기 중계국은 상기 중계 셀 프레임(403)을 서빙 셀 프레임 구간에서 상기 서빙 셀 프레임(401)의 상향링크 전송 구간보다 더 지연시켜 송신할 수 없다.
즉, 상기 중계국은 상기 서빙 셀 프레임 구간에서 상기 서빙 셀 프레임(401)의 BCH 구간과 상기 서빙 셀 프레임(401)의 상향링크 구간 사이에 상기 중계 셀 프레임(403)의 전송시작 타이밍을 가져야한다.
상술한 바와 같이 하나의 주파수 대역을 이용하여 투명 중계를 수행하는 경우 발생하는 RF 격리 문제를 해결하기 위해 상기 서빙 셀 프레임(401)에 비해 상기 중계 셀 프레임(403)을 비동기화하여 전송한다. 또한, 상기 서로 다른 전송 모드(상향링크, 하향링크)가 중첩되는 경우, 상기 중계 셀 프레임(401)을 NULL구간으로 구성하여 간섭을 제거한다.
상기 중계국은 상기 서빙 셀 프레임(401)에서 신호를 수신한 후, 중계 셀 프레임(403)을 전송해야하므로 보다 효율적으로 간섭을 제거하기 위해 하기 도 5에 도시된 방식으로 프레임을 구성하여 신호를 전송할 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 공간 분할 다중 방식을 사용하여 비동기 타이밍을 지원하는 서빙 셀 프레임과 중계 셀 프레임의 구조를 도시하고 있다.
상기 도 5에 도시된 바와 같이 상기 기지국은 서빙 셀 프레임(501)에서 하향링크 부프레임의 경우, 상기 서빙 셀
서비스를 직접 링크를 통해 제공받는 단말 또는 중계국으로 프리앰블 및 공통 제어 정보와 사용자 트래픽을 전송하는 제 1 하향링크 구간(511)과 서빙 셀 서비스를 직접 링크를 통해 제공받는 단말로 사용자 트래픽을 전송하는 제 2 하향링크 구간(513)으로 구분한다.
이때, 상기 중계국은 상기 제 1 하향링크 구간(511)에는 상기 기지국으로부터 하향링크 신호를 수신해야하므로 상기 중계 셀 프레임(503)을 NULL로 구성한다. 또한, 제 1 하향링크 구간(511)에서 이전 중계 셀 프레임(503)의 상향링크 구간과 중첩되는 부분이 생기면 상기 중계 셀 프레임(503)에서 상기 중첩되는 부분을 NULL 로 구성한다.
반면에, 상기 제 2 하향링크 구간(513)에는 상기 서빙 셀 프레임(501)과 공간 다중화되어 동일한 주파수 대역을 이용하여 상기 단말로 상기 중계 셀 프레임(503)의 하향링크 신호를 전송한다. 여기서, 상기 중계국은 상기 제 2 하향링크 구간(513)에서 기지국으로부터 제공받은 전송 타이밍에 따라 상기 중계 셀 프레임(503)을 전송한다.
상기 기지국의 서빙 셀 프레임(501)의 상향링크 부프레임의 경우에도 하향링크 부프레임과 마찬가지로, 상기 중계국 및 단말에서 상기 기지국으로 상향링크 신호를 전송하는 제 1 상향링크 구간(515)과 상기 단말에서 직접링크를 통해 상기 기지국으로 상향링크 신호를 전송하는 제 2 상향링크 구간(517)으로 구분하여 전송한다.
이때, 상기 중계국은 상기 제 1 상향링크 구간(515)에서는 상기 기지국으로 상향링크 신호를 전송해야하므로 상기 중계 셀 프레임(503)을 NULL로 구성한다. 반면에, 상기 제 2 상향링크 구간(517)에서 상기 서빙 셀 프레임(501)과 공간 다중화되어 동일한 주파수 대역을 이용하여 상기 단말로부터 상향링크 신호를 수신한다. 또한, 제 1 상향링크 구간(517)에서 상기 중계 셀 프레임(503)의 하향링크 구간과 중첩되는 부분이 생기면 상기 중계 셀 프레임(503)에서 상기 중첩되는 부분을 NULL로 구성한다.
여기서 상기 제 1 하향링크 구간 및 제 1 상향 링크 구간은 직접링크를 통해 기지국과 통신하는 중계국 또는 단말을 위해 서비스 되어진다. 반면, 상기 제 2 하 향 링크 구간 및 제 2 상향링크 구간은 직접 링크 또는 중계 링크를 통해 기지국과 통신하는 단말을 위해 서비스 되어진다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 공간 분할 다중 방식을 사용하여 비동기 타이밍을 지원하기 위한 기지국의 동작 절차를 도시하고 있다. 이하 설명은 상기 도 5에 도시된 바와 같이 서빙 셀 프레임과 중계 셀 프레임을 비동기적으로 구간을 나누어 전송하기 위한 기지국의 스케줄링 방법에 대해 설명한다.
상기 도 6을 참조하면, 먼저 기지국은 601단계에서 프리앰블와 공통제어 정보 및 중계국으로 전송할 트래픽 량을 기반으로 서빙 셀 프레임의 하향링크 구간에서 제 1 하향링크 구간의 크기를 결정한다.
이후, 상기 기지국은 603단계로 진행하여 상기 결정된 제 1 하향링크 구간의 크기와 전송 지연을 고려하여 중계 셀 프레임의 시작 위치를 결정하여 제어채널을 통해 중계국으로 전송한다. 즉, 상기 기지국은 상기 기지국과 중계국 링크의 제어채널을 통해 상기 중계국의 동작을 제어한다.
상기 서빙 셀 프레임의 전송 구간과 상기 중계 셀 프레임의 전송 구간이 결정되면, 상기 기지국은 605단계로 진행하여 상기 제 1 하향링크 구간에서 프리앰블신호, 공통제어 정보 및 트래픽을 중계국과 단말들로 직접링크를 통해 전송한다. 이때, 상기 중계국은 직접링크의 서빙 셀 프레임의 제 1 하향링크 구간에서 상기 기지국으로부터 상기 프리앰블 신호, 공통제어 정보 및 트래픽 신호를 수신한다.
상기 제 1 하향링크 구간 동안 신호를 전송한 후, 상기 기지국은 607단계로 진행하여 제 2 하향링크 구간에서 사용자 트래픽을 단말들에게 직접링크를 통해 전송한다. 이때, 상기 중계국은 상기 603단계에서 결정된 전송 타이밍에 따라 동작 전환하여 중계 셀 프레임의 하향링크 신호를 전송한다. 여기서, 상기 기지국의 서빙 셀 프레임과 중계국의 중계 셀 프레임은 공간 다중화되어 동일 주파수 대역을 사용한다.
이후, 상기 기지국은 609단계로 진행하여 전송모드를 송신모드에서 수신모드로 제 1 동작 전환을 수행한다.
상기 제 1 동작 전환을 수행한 후, 상기 기지국은 611단계로 진행하여 제 1 상향링크 구간에서 직접링크를 통해 상기 중계국 또는 단말들로부터 상향링크 신호를 수신한다. 이때, 상기 중계국은 직접링크의 서빙 셀 프레임을 통해 상기 기지국으로 상향링크 신호를 송신한다.
상기 제 1 상향링크 구간 동안 신호를 수신한 후, 상기 기지국은 613단계로 진행하여 제 2 상향링크 구간에서 직접링크를 통해 단말들로부터 상향링크 신호를 수신한다. 이때, 상기 중계국은 상기 중계 셀 프레임을 통해 상기 단말들로부터 상향링크 신호를 수신한다. 여기서, 상기 기지국의 서빙 셀 프레임과 중계국의 중계 셀 프레임은 공간 다중화되어 동일 주파수 대역을 이용한다.
이후, 상기 기지국은 615단계로 진행하여 상기 전송 모드를 수신 모드에서 송신 모드로 제 2 동작 전환을 수행한 후, 본 알고리즘을 종료한다.
상술한 방법은 하나의 주파수 대역을 이용하여 상기 서빙 셀 프레임의 공용 구간(직접링크를 갖는 단말과 중계국에게 서비스 되는 구간)을 제외한 구간에서 공간 다중화되어 동일한 자원을 사용하여 직접 링크 서비스와 중계 링크 서비스를 동시에 제공한다. 하지만, 상기 기지국의 서비스 영역에 존재하는 단말과 상기 중계국을 통해 서비스를 제공받는 단말이 가까운 위치에 존재하는 경우, 공간 다중화된 신호가 각각의 단말에 간섭으로 작용할 수 있다.
따라서, 하기 도 7에 도시된 바와 같이 시분할 다중화를 통해 셀 내 간섭을 제거할 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 시분할 다중 방식을 사용하여 비동기식으로 중계하기 위한 서빙 셀 프레임과 중계 셀 프레임의 개략도를 도시하고 있다.
상기 도 7에 도시된 바와 같이 시분할 다중 방식을 사용하므로 상기 서빙 셀 프레임(701)이 전송되는 구간에는 상기 중계 셀 프레임(711)은 NULL로 구성된다. 또한, 상기 중계 셀 프레임(711)이 전송되는 구간에는 상기 서빙 셀 프레임(701)은 NULL로 구성된다.
여기서 편의상 서빙 셀 프레임(BS)(701), 직접 링크(MS)(703), 중계 셀 프레임(RS)(711)에서의 Tx'와 Rx'은 직접 링크를 통한 데이터 전송을 표시한 것이고 중계 셀 프레임(RS)(711)과 중계 링크(MS)(713)에서의 Tx과 Rx는 중계 링크를 통한 데이터 전송을 표시한 것이다.
하지만, 상기 서빙 셀 프레임(701)과 중계 셀 프레임(711)은 비동기식으로 전송되기 때문에 상기 서빙 셀 프레임의 하향링크 신호를 직접링크를 통해 전송하던 중, 상기 중계 셀 프레임의 전송 타이밍이 되면, 상기 중계 셀 프레임의 하향링 크 신호를 전송한다. 이때, 상기 서빙 셀 프레임과 상기 중계 셀 프레임은 동일 자원을 사용하기 때문에 서로의 간섭을 배제하기 위해 상기 서빙 셀 프레임은 전송을 중단하고 NULL로 구성한다. 이 경우, 직접 링크로 단말뿐만 아니라 중계국으로 전송하는 서빙 셀 서비스를 제공하는 구간이 감소하므로 무선 접속 통신 서비스를 효율적으로 제공하기 어렵게 된다.
따라서, 하기 도 8에 도시된 바와 같이 각 프레임 내 서빙 셀 프레임의 하향링크 구간을 추가 확보하여 상기 서빙 셀 프레임(701)과 중계 셀 프레임(711)은 일정한 비율로 제공해야한다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 서빙 셀 프레임의 상/하향링크 전송 효율을 유지하기 위한 시간슬롯이 분할되는 개략도를 도시하고 있다. 이하 설명은 5개의 시간슬롯으로 구분하는 것을 예를 들어 설명한다.
상기 도 8에 도시된 바와 같이 서빙 셀 프레임(801) 구간을 하나의 프레임 길이, 상기 서빙 셀 프레임(801)의 하향링크 구간과 상향링크 구간의 비율, 및 상기 서빙 셀 프레임(801) 내 직접 링크를 통해 중계국으로 전송하는 구간과 단말로 전송하는 구간의 비율을 고려하여 5개의 시간 슬롯(x1, x2, x3, x4, x5)으로 구분하여 상기 서빙 셀 프레임(801)과 상기 중계 셀 프레임(805)을 전송한다.
상기 x1구간(811)은, 상기 서빙 셀 프레임(801)에서 BCH 및 직접링크를 통해 중계국 또는 단말로 하향링크 신호를 전송한다. 이때, 상기 중계국은 상기 BCH와 상기 중계국으로 전송되는 하향링크 신호를 수신한다.
상기 x2구간(813)은, 상기 중계 셀 프레임(805)의 전송 타이밍에 따라 상기 중계 셀 프레임(805)에서 중계 링크를 통해 단말들로 하향링크 신호를 전송한다. 이때, 상기 서빙 셀 프레임(801)은 NULL로 구성된다.
상기 x3구간(815)은, 상기 중계 셀 프레임(805)이 중계링크를 통해 단말들로 하향링크 신호를 전송한 후, 상기 서빙 셀 프레임(801)이 직접링크를 통해 단말들로 하향링크 신호를 다시 전송한다. 이 경우, 상기 중계 셀 프레임(805)은 NULL로 구성된다.
상기 x4구간(817)은, 상기 서빙 셀 프레임(801)에서 직접링크를 통해 단말 또는 중계국이 상기 기지국으로 상향링크 신호를 전송한다. 이때 상기 중계국은 상기 상향링크 신호를 상기 기지국으로 전송한다. 또한, 상기 중계 셀 프레임(805)의 하향링크 구간은 NULL로 구성된다.
상기 x5구간(819)은, 상기 중계 셀 프레임(805)에서 상향링크 구간이 되면, 상기 단말들이 중계링크를 통해 상기 중계국으로 상향링크 신호를 전송한다. 이때, 상기 서빙 셀 프레임(801)은 NULL로 구성된다. 여기서, 상기 5개로 구분되는 시간 슬롯 구간은 하기 도 9와 같이 산출한다.
여기서 참고적으로 서빙 셀 프레임(BS)(801), 직접 링크(MS)(803), 중계 셀 프레임(RS)(805)에서의 Tx'와 Rx'은 직접 링크를 통한 데이터 전송을 표시한 것이고 중계 셀 프레임(RS)(805)과 중계 링크(MS)(807)에서의 Tx과 Rx는 중계 링크를 통한 데이터 전송을 표시한 것이다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 시간 슬롯을 분할하여 서빙 셀 프레임 구성시 최적 시간 슬롯 선정 절차를 도시하고 있다.
상기 도 9를 참조하면, 먼저 기지국은 901단계에서 서빙 셀 프레임을 5개의 시간 슬롯으로 구분하기 위해 상기 서빙 셀 프레임 구간(a)을 선정한다. 즉, 상기 프레임의 길이를 확인한다.
상기 서빙 셀 프레임 구간을 선정한 후, 상기 기지국은 903단계로 진행하여 상기 서빙 셀 서비스를 제공하기 위해 상기 서빙 셀 프레임에서 하향링크 구간과 상향링크 구간의 비율(b)을 결정한다.
이후, 상기 기지국은 905단계로 진행하여 상기 서빙 셀 프레임에서 상기 직접링크를 통한 서비스 구간 대 중계 링크를 통한 서비스 구간의 비율(c)을 결정한다.
상기 a, b, c가 모두 결정되면, 상기 기지국은 907단계로 진행하여 상기 분할할 시간 슬롯의 개수를 확인하고, 상기 a, b, c 와 시간 슬롯의 개수를 하기 <수학식 1>에 적용하여 최적의 슬롯 구간 값을 산출한다.
Figure 112006000397087-PAT00001
여기서, 상기 x1, x2, x3, x4, x5는 시간 슬롯을 나타내고, 상기 a는 서빙 셀 프레임 구간을 나타내며, 상기 b는 상기 서빙 셀 프레임에서 하향링크 구간과 상향링크 구간의 비율을 나타낸다. 또한, 상기 c는 상기 서빙 셀 프레임에서 상기 직접링크를 통한 서비스 구간 대 중계 링크를 통한 서비스 구간의 비율을 나타낸다.
상기 <수학식 1>은 하기 <수학식 2>와 같은 관계를 가지므로 상기 a, b, c를 이용하여 각 시간 슬롯의 최적의 구간 값을 산출할 수 있다.
Figure 112006000397087-PAT00002
여기서, 상기 x1, x2, x3, x4, x5는 시간 슬롯을 나타내고, 상기 a는 서빙 셀 프레임 구간을 나타내며, 상기 b는 상기 서빙 셀 프레임에서 하향링크 구간과 상향링크 구간의 비율을 나타낸다. 또한, 상기 c는 상기 서빙 셀 프레임에서 상기 직접링크를 통한 서비스 구간 대 중계 링크를 통한 서비스 구간의 비율을 나타낸다.
즉, 상기 서빙 셀 프레임을 5개의 시간 슬롯으로 구분하기 때문에 상기 <수학식 2>의 5개의 방정식을 이용하여 상기 시간 슬롯 구간 값을 산출한다.
상기 시간 슬롯 구간 값을 산출한 후, 상기 기지국은 909단계로 진행하여 상기 산출된 시간 슬롯 구간 값에 따라 상기 서빙 셀 프레임을 분할한다. 이후, 상기 기지국은 본 알고리즘을 종료한다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 시간 슬롯을 분할하여 비동기 타이밍을 지원하는 서빙 셀 프레임과 중계 셀 프레임의 구조를 도시하고 있다.
상기 도 10에 도시된 바와 같이 상기 기지국에서 서빙 셀 프레임 구간의 길 이, 상기 서빙 셀 프레임에서 하향링크 구간과 상향링크 구간의 비율, 및 상기 서빙 셀 프레임에서 상기 직접링크를 통한 서비스 구간 대 중계 링크를 통한 서비스 구간의 비율을 이용하여 5개 시간 슬롯 구간을 나누어 서빙 셀 서비스를 요율적으로 제공한다.
제 1 구간(1011)은, 상기 서빙 셀 프레임(1001)에서 BCH 및 직접링크를 통해 중계국 또는 단말로 하향링크 신호를 전송한다. 이때, 상기 중계국은 상기 BCH와 상기 중계국으로 전송되는 하향링크 신호를 수신한다.
제 2 구간(1013)은, 상기 중계 셀 프레임(1003)의 전송 타이밍에 따라 상기 중계 셀 프레임(1003)에서 중계 링크를 통해 단말들로 하향링크 신호를 전송한다. 이때, 상기 서빙 셀 프레임(1001)은 NULL로 구성된다.
제 3 구간(1015)은, 상기 중계 셀 프레임(1003)이 중계링크를 통해 단말들로 하향링크 신호를 전송한 후, 상기 서빙 셀 프레임(1001)이 직접링크를 통해 단말들로 하향링크 신호를 다시 전송한다. 이 경우, 상기 중계 셀 프레임(1003)은 NULL로 구성된다.
제 4 구간(1017)은, 상기 서빙 셀 프레임(1001)에서 직접링크를 통해 단말 또는 중계국이 상기 기지국으로 상향링크 신호를 전송한다. 이때 상기 중계국은 상기 상향링크 신호를 상기 기지국으로 전송한다. 또한, 상기 중계 셀 프레임(1003)의 하향링크 구간은 NULL로 구성된다.
제 5 구간(1019)은, 상기 중계 셀 프레임(1003)에서 상향링크 구간이 되면, 상기 단말들이 중계링크를 통해 상기 중계국으로 상향링크 신호를 전송한다. 이때, 상기 서빙 셀 프레임(1001)은 NULL로 구성된다.
도 11은 본 발명에 따른 비동기 타이밍을 지원하기 위한 기지국의 블록 구성을 도시하고 있다. 이하 설명은 시분할 복신 방식의 기지국 장치를 예를 들어 설명한다.
상기 도 11에 도시된 바와 같이 상기 기지국은, 송신장치(1101)와 수신장치(1111)와 RF(Radio Frequency)스위치(1121) 및 타이밍 제어기(1123)와 시간 슬롯 분할기(1125)를 포함하여 구성된다.
상기 송신 장치(1101)는 프레임 구성기(1103), 자원 매핑기(1105), 변조기(1107), 및 디지털/아날로그 변환기(Digital/Analog Converter)(1109)를 포함하여 구성된다.
프레임 구성기(1103)는 상위단으로부터 제공받은 데이터들을 목적지에 따라 각각의 부프레임을 생성한다. 예를 들어, 직접링크로 연결된 단말로 전송할 데이터를 이용하여 BS-MS 부프레임을 구성하고, 상기 중계기로 전송할 데이터를 이용하여 BS-RS 부프레임을 구성한다.
자원 매핑기(1105)는 상기 프레임 구성기(1103)로부터 제공받은 부프레임들을 각 부프레임에 할당된 각 링크의 버스트에 상기 부프레임들을 할당하여 출력한다.
변조기(1107)는 상기 자원 매핑기(1105)로부터 각 링크의 버스트에 할당된 부프레임들을 제공받아 미리 정해진 변조 방식에 따라 변조한다. 디지털/아날로그 변환기(1109)는 상기 변조기(1107)에서 변조된 디지털신호를 아날로그 신호로 변환한 후, 상기 아날로그 신호를 주파수 상향시켜 RF신호로 변환하여 상기 RF스위치(1121)의 제어에 따라 안테나를 통해 단말 혹은 중계국으로 전송한다.
상기 수신 장치(1111)는 아날로그/디지털 변환기(Analog/Digital Converter)(1113), 복조기(1115), 자원 디매핑기(1117) 및 프레임 추출기(1119)를 포함하여 구성된다.
아날로그/디지털 변환기(1113)는 상기 RF스위치(1121)의 제어에 따라 상기 안테나를 통해 수신된 신호를 주파수 하향시켜 기저대역 신호로 변환된 아날로그 신호를 제공받아 디지털 신호로 변환한다.
복조기(1115)는 상기 아날로그/디지털 변환기(1113)로부터 제공받은 디지털 신호를 해당 복조 방식에 따라 복조하여 출력한다.
자원 디매핑기(1117)는 상기 복조기(1115)로부터 제공받은 각 링크의 버스트에 할당된 실제 부프레임들을 추출한다.
프레임 추출기(1119)는 상기 자원 디매핑기(1117)로부터 제공되는 부프레임 에서 상기 수신기(1111)에 해당하는 부프레임 추출한다. 예를 들어, BS-MS 부프레임과 BS-RS 부프레임(1323)을 추출한다.
상기 RF스위치(1121)는 타이밍 제어기(1125)의 제어에 따라 상기 프레임의 송신 대역과 수신 대역에 따라 상기 송수신 장치(1101, 1111)와 상기 안테나를 연결한다.
상기 타이밍 제어기(1305)는 상기 도 5와 도 10에 도시된 바와 같이 하나의 주파수대역을 이용하여 비동기식으로 투명 중계를 하기 위한 기지국과 중계국의 프레임 타이밍 신호를 생성하여 상기 기지국과 중계국에 제공한다. 만일, 상기 도 10과 같이 시분할 다중 방식을 사용하는 경우, 시간 슬롯 분할기(1125)에서 생성된 각 시간 슬롯 구간 값을 제공받아 상기 서빙 셀 프레임을 상기 시간 슬롯으로 구분하여 전송하기 위한 타이밍 신호를 발생한다. 여기서, 상기 시간 슬롯 분할기(1125)는 상기 <수학식 1>을 이용하여 시간 슬롯 구간 값을 산출한다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 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 릴레이 방식의 광대역 무선 접속 통신시스템에서 하나의 주파수 대역을 사용하여 서빙 셀 서비스를 투명하게 비동기식으로 중계함으로써, 서빙 셀 서비스 영역 확대 및 단말의 호환성(Backward Compatibility)을 가능하게 하고, 상기 서빙 셀 서비스의 시스템 정보에 따라 최적의 프레임 구간을 선정하고 프레임을 구성함에 따라 효율적인 무선 접속 서비스를 제공할 수 있는 이점이 있다.

Claims (19)

  1. 다중 홉 릴레이(Multi-hop Relay) 방식의 광대역 무선 접속 통신시스템에서 직접링크와 중계링크가 동일한 주파수 대역을 사용하여 투명(Transparent)하게 신호를 중계하기 위한 비동기 중계링크 프레임 구성 방법에 있어서,
    상기 직접링크 프레임의 방송채널 전송 구간을 고려하여 상기 중계링크의 프레임의 시작 위치를 선정하는 과정과,
    상기 직접링크의 전송 모드와 다른 전송 모드가 중첩되는 상기 중계링크의 프레임 구간을 널(Null)로 구성하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 프레임의 시작 위치는, 상기 직접링크 프레임의 방송채널 전송 구간이 끝나는 시점 이후와 상기 직접링크 프레임의 상향링크 전송 구간이 시작하는 시점 이전 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 방송 채널은, 프리앰블 신호와 공통 제어 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 전송 모드는, 상향링크와 하향링크 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 중계링크 프레임은, 상기 직접 링크 프레임과 공간 다중화되어 동일한 주파수 대역을 사용하는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 직접링크 프레임은, 기지국의 서빙 셀 서비스의 중계를 위한 공통 제어 정보 및 상기 중계국 또는 단말과 통신을 수행하는 제 1 구간과,
    다른 단말과 통신을 수행하는 제 2 구간으로 구성되는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 직접링크 프레임의 제 2 구간에서 상기 비동기 프레임의 시작 위치를 선정하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 다중 홉 릴레이(Multi-hop Relay) 방식의 광대역 무선 접속 통신시스템에서 직접링크와 중계링크가 동일한 주파수 대역을 사용하여 투명(Transparent)하게 신호를 중계하기 위한 비동기 프레임 구성 방법에 있어서,
    상기 직접링크 프레임의 방송채널 전송 구간을 고려하여 중계링크의 프레임의 시작 위치를 선정하는 과정과,
    상기 중계 링크 프레임과 상기 직접 링크 프레임을 시분할 다중화하여 구성하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 중계링크의 프레임의 시작 위치는, 상기 직접링크 프레임의 방송채널 전송 구간이 끝나는 시점 이후와 상기 직접링크 프레임의 상향링크 전송 구간 이 시작하는 시점 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제 8항에 있어서,
    상기 방송 채널은, 프리앰블 신호와 공통 제어 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제 8항에 있어서,
    상기 시분할 다중화 방식으로 프레임을 구성하는 과정은, 상기 직접링크 프레임을 통한 서비스가 제공되는 구간에는 상기 중계링크 프레임을 널(Null)로 구성하는 과정과,
    상기 중계링크 프레임을 통한 서비스가 제공되는 구간에는 상기 직접링크 프레임을 널로 구성하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제 8항에 있어서,
    상기 직접링크 프레임을 적어도 하나의 시간 슬롯으로 구분하는 과정과,
    상기 시간 슬롯 구간에 따라 시분할 다중화하여 상기 직접링크 프레임과 중계링크 프레임을 구성하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 시간 슬롯으로 구분하는 과정은,
    하나의 프레임의 길이 및 상기 프레임 내 하향링크 구간과 상향링크 구간의 비율을 확인하는 과정과,
    상기 직접링크 프레임 내 직접링크 서비스 구간과 중계링크 서비스 구간의 비율 및 구분한 시간 슬롯의 개수를 확인하는 과정과,
    상기 확인된 프레임의 길이, 상/하향링크 구간의 비율, 직접링크와 중계링크의 서비스구간의 비율 및 시간 슬롯의 개수에 따라 시간 슬롯의 길이를 산출하는 과정과,
    상기 산출된 시간 슬롯의 길이와 개수에 따라 구분하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 시간 슬롯은, 하기 <수학식 3>에 적용하여 최적의 슬롯 구간 길이를 산출하는 것을 특징으로 하는 방법.
    Figure 112006000397087-PAT00003
    여기서, 상기 x1, x2, x3, x4, x5는 시간 슬롯, 상기 a는 서빙 셀 프레임 구간, 상기 b는 상기 서빙 셀 프레임에서 하향링크 구간과 상향링크 구간의 비율, 상기 c는 상기 서빙 셀 프레임에서 상기 직접링크를 통한 서비스 구간 대 중계 링크를 통한 서비스 구간의 비율을 나타냄.
  15. 다중 홉 릴레이(Multi-hop Relay) 방식의 광대역 무선 접속 통신시스템에서 직접링크와 중계링크가 동일한 주파수 대역을 사용하여 투명(Transparent)하게 신호를 중계하기 위한 기지국 장치에 있어서,
    프레임의 길이, 상/하향링크 구간의 비율, 직접링크와 중계링크의 서비스구간의 비율 및 시간 슬롯의 개수에 따라 시간 슬롯의 길이를 산출하는 시간 슬롯 분 할기와,
    상기 산출된 시간 슬롯의 길이에 따라 신호를 송수신하기 위한 타이밍 신호를 제공하는 타이밍 제어기와,
    상기 타이밍 신호에 따라 해당 주파수 대역의 신호를 송신하는 송신장치와,
    상기 타이밍 신호에 따라 해당 주파수 대역의 신호를 수신하는 수신장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 시간 슬롯 분할기는,
    하나의 프레임의 길이 및 상기 프레임 내 하향링크 구간과 상향링크 구간의 비율을 확인하고,
    상기 직접링크 프레임 내 직접링크 서비스 구간과 중계링크 서비스 구간의 비율 및 구분한 분할할 시간 슬롯의 개수를 확인하고,
    상기 확인된 프레임의 길이, 상/하향링크 구간의 비율, 직접링크와 중계링크의 서비스구간의 비율 및 시간 슬롯의 개수에 따라 시간 슬롯의 길이를 산출하는 것을 특징으로 하는 장치.
  17. 제 16항에 있어서,
    상기 시간 슬롯 분할기는, 하기 <수학식 4>에 적용하여 최적의 슬롯 구간 길이를 산출하는 것을 특징으로 하는 장치.
    Figure 112006000397087-PAT00004
    여기서, 상기 x1, x2, x3, x4, x5는 시간 슬롯, 상기 a는 서빙 셀 프레임 구간, 상기 b는 상기 서빙 셀 프레임에서 하향링크 구간과 상향링크 구간의 비율, 상기 c는 상기 서빙 셀 프레임에서 상기 직접링크를 통한 서비스 구간 대 중계 링크를 통한 서비스 구간의 비율을 나타냄.
  18. 제 15 항에 있어서,
    상기 송신 장치는,
    송신할 신호들의 부프레임들을 이용하여 프레임을 구성하는 프레임 생성기 와,
    상기 구성된 프레임에 포함된 각 부프레임들을 각 링크의 버스트에 할당된 자원으로 매핑하는 자원 매핑기를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  19. 제 15 항에 있어서,
    상기 수신 장치는,
    수신된 신호들의 각 버스트에 할당된 부프레임을 추출하는 자원 디매핑기와,
    상기 추출된 부프레임에서 각 링크의 부프레임을 추출하는 프레임 추출기를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
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