중계기를 기반으로 하는 무선통신 시스템에서 무선자원을효율적으로 이용하기 위한 방법 및 장치 document_id A220623034911

다중 홉(multi-hop) 중계 전송기술은 애드혹(ad-hoc) 시스템에서 효율적 데이터 전송방식으로 많은 연구가 이루어져 왔다. 최근에 무선통신 시스템에서 저비용으로 셀의 서비스 영역(coverage)을 확장하고 사용자들에게 고속의 데이터 전송 서비스를 제공할 수 있는 기술로서 관심이 커지고 있다. 대표적으로 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.16j 표준화 그룹에서 이동 다중 홉 중계(Mobile Multi-hop Relay: MMR) 기술에 대한 표준화 작업을 진행 중에 있다. 하기 도 1 내지 하기 도 3을 참조하여 무선통신 시스템에서 중계기를 이용한 다중 홉 전송에 대한 예를 설명하기로 한다. 도 1은 종래기술에 따른 무선통신 시스템에서 동일한 중계기 서비스 영역에 속하는 단말들간 통신 시나리오 예를 도시하고 있다. 무선통신 시스템에서 동일한 중계기(110) 서비스 영역에 속하는 단말(111)과 단말(112)이 통신을 하기 위해서는 일반적으로 다음과 같은 절차를 따른다. 상기 도 1을 참조하면, 먼저, 단말(111)에서 단말(112)까지 데이터를 전송한다고 가정할 시, 단말(111)에서 중계기(110)까지 1차 전송(113)이 되고, 이후 중계기(110)에서 기지국(100)까지 2차 전송(114)이 된다. 그리고, 기지국(100)에서 중계기(110)로 3차 전송(115)이 되고, 마지막으로 중계기(110)에서 단말(112)로 4차 전송(116)이 된다. 따라서, 단말(111)에서 단말(112)까지 데이터 전송을 위해서 각 구간별로(단말(111)-중계기(110), 중계기(110)-기지국(100), 기지국(100)-중계기(110),중계기(110)-단말(112)) 데이터 전송을 위한 무선자원이 요구된다. 도 2는 종래기술에 따른 무선통신 시스템에서 동일한 셀 영역에 속하며 서로 다른 중계기 서비스 영역에 속하는 단말들간 통신 시나리오 예를 도시하고 있다. 무선통신 시스템에서 동일한 셀 내에 있는 단말과 단말간의 통신을 하기 위해서는 일반적으로 다음과 같은 절차를 따른다. 여기서, 언급되는 동일한 셀 내에 있는 단말들간의 통신 시나리오는 같은 셀 영역에 있지만 각 단말이 서로 다른 중계기를 통해 통신하는 경우를 고려한다. 상기 도 2을 참조하면, 단말(211)에서 단말(221)까지 데이터를 전송한다고 가정할 시, 먼저 단말(211)에서 단말(221)까지 데이터를 전송하기 위해서는 단말(211)에서 중계기(210)까지 1차 전송(212)이 되고, 이후 중계기(210)에서 기지국(200)까지 2차 전송(213)이 된다. 그리고, 기지국(200)에서 중계기(220)로 3차 전송(214)이 되고, 마지막으로 중계기(220)에서 단말(221)로 4차 전송(215)이 된다. 따라서, 상기 도 1에서처럼 단말(211)에서 단말(221)까지 데이터 전송을 위해서 각 구간별로(단말(211)-중계기(210), 중계기(210)-기지국(200), 기지국(200)-중계기(220),중계기(220)-단말(221)) 데이터 전송을 위한 무선자원이 요구된다. 도 3은 종래기술에 따른 무선통신 시스템에서 이웃 셀 영역에 속 단말들간 통신 시나리오 예를 도시하고 있다. 무선통신 시스템에서 이웃한 셀 내에 있는 단말(325)과 단말(341)간의 통신을 하기 위해서는 일반적으로 다음과 같은 절차를 거친다. 상기 도 3을 참조하면, 중계기(320)는 기지국(300) 영역에 포함되어 있고, 중계기(340)는 기지국(310) 영역에 포함되어 있다. 단말(325)에서 단말(341)까지 데이터를 전송한다고 가정할 시. 먼저 단말(325)에서 단말(341)까지 데이터를 전송하기 위해서 단말(325)에서 중계기(320)까지 1차 전송(321)이 되고, 이후 중계기(320)에 기지국(300)까지 2차 전송(322)이 된다. 상기 기지국(300)은 백본망을 통해서 기지국(310)까지 데이터를 전송한다. 이후 기지국(310)에서 중계기(340)로 3차 전송(323)이 되고, 마지막으로 중계기(340)에서 단말(341)로 4차 전송(324)이 된다. 따라서, 상기 도 1과 상기 도 2에서처럼 단말(325)에서 단말(341)까지 데이터 전송을 위해서 각 구간별로(단말(325)-중계기(320), 중계기(320)-기지국(300), 기지국(310)-중계기(340),중계기(340)-단말(341)) 데이터 전송을 위한 무선자원이 요구된다. 아울러 기지국(322)과 기지국(310) 사이 백본망을 통한 유선자원도 요구된다. 이하 OFDM 프레임 구조를 나타내는 도 4와 도 5에서 중계전송을 위한 무선자원 사용 예를 설명하기로 한다. 도 4는 종래기술에 따른 반이중 전송(Half-Duplex) 방식의 OFDM 프레임 구조를 도시하고 있다. 상기 도 4를 참조하면, 상향링크와 하향링크는 전송시간으로 구분된다. 하향링크 전송은 한 개의 프리앰블 심볼, FCH(Frame Control Header) 및 DL-MAP, UL-MAP 데이터 심볼 순서로 시작된다. 상하향 전송시간을 구분하기 위한 보호시간인 RTG 및 TTG는 프레임 중간과 마지막에서 하향링크 및 상향링크 사이에 삽입된다. 상기 프리앰블 심볼은 네트워크 동기화 및 셀 탐색에 사용되고, 상기 FCH 심벌은 프레임 구성 정보를 전송할 때 이용된다. 상기 DL MAP 심볼은 하향 링크로 전송되는 버스트들의 IE와 구성정보로 구성되고, 상기 UL MAP 심볼은 상향링크로 전송되는 버스트들의 IE와 구성정보로 구성된다. 중계 전송을 위해 프레임은 기지국 프레임(400)과 중계기 프레임(410)이 부반송파에로 구분될 수 있으며, 구현에 따라서, 전송시간으로 구분될 수 있다. 여기서, 상기 기지국 프레임(400)은 하향링크 부프레임(401)과 상향링크 부프레임(402)으로 구분된다. 상기 하향링크 부프레임(401)은 다시 액세스 존(403)과 중계 존(404)으로 구분되어 상기 액세스 존(403)은 기지국에서 단말로 데이터 전송시 사용되고, 상기 중계 존(404)은 기지국에서 중계기로 데이터 전송시 사용된다. 마찬가지고, 상기 상향링크 부프레임(402)도 액세스 존(405)과 중계 존(406)으로 구분되어, 상기 액세스 존(405)은 단말에서 기지국으로 데이터 전송시 사용되고, 상기 중계 존(406)은 중계기에서 기지국으로 데이터 수신시 사용된다. 중계기 프레임(410)은 하향링크 부프레임(411)과 상향링크 부프레임(412)으로 구분된다. 상기 하향링크 부프레임(411)은 다시 액세스 존(413)과 중계 존(414)으로 구분되어 상기 액세스 존(413)은 중계기에서 단말로 데이터 전송시 사용되고, 상기 중계 존(414)은 기지국에서 중계기로 데이터 수신시 사용된다. 마찬가지고, 상기 상향링크 부프레임(412)도 액세스 존(415)과 중계 존(416)으로 구분되어, 상기 액세스 존(415)은 단말에서 중계기로 데이터 전송시 사용되고, 상기 중계 존(416)은 중계기에서 기지국으로 데이터 전송시 사용된다. 따라서, 상기 도 1 내지 상기 도 3의 중계전송을 하기 위해서는 하향링크 부프레임(411)의 UL MAP 정보를 통해 상기 상향링크 부프레임(412)의 액세스 존(415) 영역에 1차 데이터 전송이 이루어진다. 그리고, 상기 하향링크 부프레임(401)의 중계 UP MAP 정보를 통해 상향링크 부프레임(402)의 중계 존(406) 영역에 2차 데이터 전송이 이루어진다. 하향링크 부프레임(401)의 중계 DL MAP 정보를 통해 상기 하향링크 부프레임(401)의 중계 존(404) 영역에 3차 데이터 전송이 이루어진다. 그리고, 상기 하향링크 부프레임(411)의 DL MAP 정보를 통해 하향링크 부프레임(411)의 액세스 존(413) 영역에 4차 데이터 전송이 이루어진다. 도 5는 종래기술에 따른 전이중 전송(Full-Duplex) 방식의 OFDM 프레임 구조를 도시하고 있다. 상기 도 5를 참조하면, 프레임을 구성하는 프리앰블, FCH, DL MAP, UL MAP은 상기 도 4에서의 기능과 동일함으로 상세한 설명은 생략하기로 한다. 여기서, 전이중 전송이 수행되기 위해서는 기지국 프레임(500)(기지국에서 중계기 혹은 단말로 전송시, 중계기 혹은 단말에서 기지국으로 전송시 사용), 제 1 RS 프레임(510)(기지국에서 중계기로 수신시, 단말에서 중계기로 수신시 사용), 제 2 RS 프레임(520)(중계기에서 단말로 전송시, 중계기에서 기지국으로 전송시 사용)이 각각 서로 다른 주파수대역이 할당되어 이용된다. 따라서, 상기 도 1 내지 상기 도 3의 중계전송을 하기 위해서는 제 1 중계 프레임(510) 내 상기 상향링크 부프레임(512)의 액세스 존 영역에 1차 데이터 전송이 이루어진다. 이때, 1차 데이터 전송을 위해 제 2 중계 프레임(521) 내 하향링크 부프레임(521)의 UL MAP 정보가 이용된다. 이후, 제 2 중계 프레임(520) 내 상기 상향링크 부프레임(522)의 중계 존 영역에 2차 데이터 전송이 이루어진다. 이때, 2차 데이터 전송을 위해 기지국 프레임(500) 내 하향링크 부프레임(501)의 UL MAP 정보가 이용된다. 이후, 기지국 프레임(500) 내 상기 하향링크 부프레임(502)의 중계/액세스 존 영역에 3차 데이터 전송이 이루어진다. 이때, 3차 데이터 전송을 위해 기지국 프레임(500) 내 하향링크 부프레임(501)의 DL MAP 정보가 이용된다. 이후, 제 2 중계 프레임(520) 내 상기 하향링크 부프레임(521)의 액세스 존 영역에 4차 데이터 전송이 이루어진다. 이때, 4차 데이터 전송을 위해 제 2 중계 프레임(520) 내 하향링크 부프레임(521)의 DL MAP 정보가 이용된다. 상술한 바와 같이, 중계기를 기반으로 하는 무선통신 시스템에서 중계전송을 하기 위해서는 각 경로별로 별도의 자원이 할당되어 사용되기 때문에 중계 홉이 많아질수록 더 많은 자원이 요구되는 문제점이 있다.