JP2012503403A - 協力無線通信システムのための基準信号の送信方法及び無線リソースの割当方法 - Google Patents

Abstract

【課題】協力無線通信システムのための基準信号の送信方法を提供する。
【解決手段】無線通信システムは、相違のパターンを有する複数の基準信号の送信パターンを定義しており、また、協力通信に参与する複数の基地局の各々及び／または基地局と中継局の各々は定義されている複数の基準信号の送信パターンの中から選択された一つの送信パターンに基づいて基準信号を送信する。信号の送信パターンは、複数のサブフレームで構成されたフレーム単位で、複数のサブフレームの各々に、基準信号を送信するか否かを用いて定義する。また、複数の基準信号の送信パターンのうち全部または一部は、前記基準信号が相互排他的な関係で送信される。
【選択図】図４

Description

本発明は、無線通信に関し、より具体的に、多重セル協力無線通信システム（Ｍｕｌｔｉ−ｃｅｌｌ Ｃｏｏｐｅｒａｔｉｖｅ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）やリレーベースの無線通信システム（Ｒｅｌａｙ−ｂａｓｅｄ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）などのような協力無線通信システム（Ｃｏｏｐｅｒａｔｉｖｅ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）のための基準信号（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｓｉｇｎａｌ）の送信方法とリレーベースの無線通信システムにおける無線リソース（Ｒａｄｉｏ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ；ＲＲ）の割当方法に関する。

最近、活発に研究されている次世代マルチメディア移動通信システムは、初期の音声中心のサービスを越え、映像、無線データなどの多様な情報を処理して送信することができるシステムが要求されている。移動通信システムで限定された無線リソースの効率性を極大化するために、時間、空間及び周波数領域でより効果的なデータ送信技法が提案されている。

直交周波数分割多重（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ；ＯＦＤＭ）は、複数の直交副搬送波（ｓｕｂｃａｒｒｉｅｒ）を用いる。ＯＦＤＭは、ＩＦＦＴ（ｉｎｖｅｒｓｅ ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）とＦＦＴ（ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）との間の直交性特性を用いる。送信機は、ＩＦＦＴを実行することによってデータを送信する。受信機は、受信信号に対してＦＦＴを実行することによって元データを復元する。送信機は、多重副搬送波を結合するためにＩＦＦＴを使用し、受信機は、多重副搬送波を分離するために対応するＦＦＴを使用する。ＯＦＤＭによると、広帯域チャネルの周波数選択的フェーディング（ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ ｆａｄｉｎｇ）環境で受信機の複雑度を低くし、副搬送波間の相違のチャネル特性を活用して周波数領域における選択的スケジューリングなどを介して周波数効率（ｓｐｅｃｔｒａｌ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ）を高めることができる。ＯＦＤＭＡ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）は、ＯＦＤＭに基づいた多重接続方式である。ＯＦＤＭＡによると、多重ユーザに相違の副搬送波を割り当てることによって無線リソースの効率性を高めることができる。

ＯＦＤＭ／ＯＦＤＭＡベースのシステムは、空間領域における効率性の極大化のために多重アンテナ技術（例えば、ＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｉｎｐｕｔ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｏｕｔｐｕｔ）、ＳＩＭＯ（Ｓｉｎｇｌｅ Ｉｎｐｕｔ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｏｕｔｐｕｔ）、ＭＩＳＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｉｎｐｕｔ Ｓｉｎｇｌｅ Ｏｕｔｐｕｔ））が適用されており、空間領域における複数の時間及び周波数の領域生成を介して高速マルチメディアデータ送信に適する技術として活用されている。時間領域の効率的なリソース活用のためのチャネル符号化、複数のユーザ間のチャネル選択的特性を活用したスケジューリング、パケットデータ送信に適するＨＡＲＱ（Ｈｙｂｒｉｄ Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｒｅｐｅａｔ Ｒｅｑｕｅｓｔ）技法なども適用されている。

高速のデータ送信を保障するためにはデータの送信される各チャネルに対するチャネル推定の信頼度が高くなければならない。チャネル推定の信頼度を高めるためにはチャネル推定のための基準信号（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｓｉｇｎａｌ）の設計が重要である。基準信号は、送信機と受信機の両方とも予め知られた信号であり、参照信号またはパイロット（ｐｉｌｏｔ）とも呼ぶ。チャネル環境は、時間、空間及び周波数によって多様に変わることができるため、基準信号はチャネル環境に柔軟に対処してチャネル推定の信頼度を高めることができるように設計されて受信機に送信されなければならない。

図１は、フレーム（Ｆｒａｍｅ）構造の一例を示すものであり、特にＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）無線通信システムのためのフレーム構造を例示したものである。‘フレーム’とは、物理的仕様により使われる固定された時間でのデータシーケンスをいい、無線通信システムでデータを処理するための任意の時間単位である。従って、‘フレーム’という名称は例示的なものであり、その名称や構造は、無線通信システムの種類によって変わることもできる。

図１を参照すると、ＬＴＥ無線通信システムのためのフレームは、１０個のサブフレーム（Ｓｕｂｆｒａｍｅ）で構成される。一つのフレームの長さは１０ｍｓ（ｍｉｌｌｉｓｅｃｏｎｄｓ）であるため、サブフレームの長さは１ｍｓである。また、一つのサブフレームは、時間領域（ｔｉｍｅ ｄｏｍａｉｎ）で複数（１４個）のＯＦＤＭシンボルを含み、周波数領域（ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｄｏｍａｉｎ）で任意の数の副搬送波（ｓｕｂｃａｒｒｉｅｒ）を含むことができる。このように、サブフレームは、ＯＦＤＭシンボルでタイムスパン（ｔｉｍｅ ｓｐａｎ）され、副搬送波で周波数スパン（ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｓｐａｎ）される。一つのサブフレームは、複数のベイシックユニット（Ｂａｓｉｃ Ｕｎｉｔ）を含むことができる。以下、ベイシックユニットは基準信号の割当単位である。ベイシックユニットは、ＯＦＤＭシンボルでタイムスパンされ、副搬送波で周波数スパンされる。ベイシックユニットは、データ送信のために時間領域及び／または周波数領域に連続的に割り当てられることができる。ベイシックユニットをタイムスパンするＯＦＤＭシンボルの数は、サブフレームをタイムスパンするＯＦＤＭシンボルの数の約数（ｄｉｖｉｓｏｒ）とするのが好ましい。例えば、サブフレームが６ＯＦＤＭシンボルでタイムスパンされる場合、ベイシックユニットは、１ＯＦＤＭシンボル、２ＯＦＤＭシンボル、３ＯＦＤＭシンボルまたは６ＯＦＤＭシンボルでタイムスパンされることができる。

ベイシックユニットと関連してＬＴＥ無線通信システムでは‘リソースブロック（Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｂｌｏｃｋ）’という用語を使用する。リソースブロックは、ユーザに無線リソースを割り当てる単位である。ＬＴＥ無線通信システムにおける一つのリソースブロックは、１２個の副搬送波と７個のＯＦＤＭシンボルで構成されることができる。

前述したフレームの構造は例示に過ぎず、フレームに含まれるサブフレームの数、サブフレームをタイムスパンするＯＦＤＭシンボルの数、サブフレームを周波数スパンする副搬送波の数、サブフレームに含まれるベイシックユニットの構造またはサブフレームに含まれるベイシックユニットの数は、多様に変更されることができる。

しかし、無線通信システムでは一般的に基準信号を周期的に送信する。特に、従来の基準信号の送信方法によると、基準信号は、前述したフレームの構造で単一な送信パターンを有するように設計された。例えば、一つのフレームが複数個のサブフレームで構成されている場合、各基地局は、毎サブフレームの一定の位置に基準信号を割り当て、基地局は、基準信号を常時同一パターンに配置して端末に送信した。

このような既存の基準信号の送信方法は、既存の無線通信システム、即ち、セル間協力的送信及び受信がなく、一つの端末が一つの基地局とのみ通信したり及び／または端末と基地局との間の通信に中継局が用いられない非協力的無線通信システムのためのものであった。非協力的無線通信システムでは、基準信号がただ一つのパターンに従って送信されても、端末と基地局との間の通信や無線リソースの利用効率側面で何らの問題にならなかった。しかし、新たに提案されている次世代無線通信システムでは複数の基地局の協力的通信技法及び／または一つまたはその以上のリレーを用いた多重ホップ（ｍｕｌｔｉ−ｈｏｐ）送信技法が考慮されているため、前述した既存の基準信号の送信方法は、協力的無線通信システムで新たに導入される通信／送信技法の效率的な動作に難さをもたらすおそれがある。

従って、協力的無線通信システムで新たに導入される通信／送信技法が效率的に動作することができるようにする新たな既存信号の送信方法が必要である。

従来の基準信号の送信方法では、基地局が基準信号を送信する方法が画一的という特徴がある。基準信号は、基地局と端末との間に事前に約束された送信信号であり、端末がセルを識別したり、或いは復調（Ｄｅｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）のためのチャネル推定の実行に使われ、従来には基準信号の送信パターンに対する特別な差別無しに全体無線通信システムで基準信号を送信する方法は同じであった。例えば、複数個のサブフレームで構成されているフレームで、各基地局は、毎サブフレームの一定の位置で基準信号を送信した。

このような基準信号の送信方法は、端末が一つの基地局と直接通信し、また、隣接する基地局間にセル間協力的送信及び受信のない既存の単純な無線通信システムでは特別な問題がなかった。しかし、無線通信システムの一構成要素として無線リレーが導入され及び／またはセル間協力的送信及び受信が導入されると予想される次世代無線網では、このような既存の基準信号の送信方法は、新たに導入される技術要素の動作に難しさをもたらすおそれがある。

例えば、端末と基地局の以外に一つまたはその以上の無線リレーをさらに含む無線通信システムを仮定する。無線リレーは、端末のためのダウンリンク信号を基地局から受信し、これを再び端末に送信する。この場合に、無線リレーが基地局から信号を受信する間には該当周波数チャネル（ダウンリンクチャネル）に介しては該当時点に端末に信号を送信することができない。なぜならば、これを許容する場合、無線リレーは、自体の送信信号（端末のための信号）によって受信信号（基地局からの信号）が極めて大きい干渉を受けることができるためである。従って、無線リレーがダウンリンクチャネルを介して基地局から信号を受信している時点で、該当無線リレーに連結された端末は、基準信号を含んだどんな信号も前記無線リレーから受信することができない。しかし、もし、端末が該当時点で基準信号の送信されないという事実を認識することができない場合、基準信号が送信されていないにもかかわらず、該当無線リソース領域に対してチャネル推定を試みるようになるため、チャネル推定値が歪曲にならざるを得ない。

このような問題は、セル間協力が導入される無線通信システムの場合にも同様である。セル間協力が行われる無線通信システムの一例として、カバレッジがほぼ重なっている二つのフェムトセル（Ｆｅｍｔｏ−ｃｅｌｌ）を考慮する。この場合、二つのフェムトセルで同時に基準信号の送信が行われると深刻な干渉が発生するため、前記二つのフェムトセルでは相違の時点で基準信号の送信が行われるようにするのが好ましい。

従って、本発明が解決しようとする一つの課題は、無線リレーを含んだり及び／またはセル間協力が行われる無線通信システムで用いられることができる基準信号の送信方法を提供することである。

また、本発明が解決しようとする他の課題は、無線リレーを含んだり及び／またはセル間協力が行われる無線通信システムで、無線リレーと基地局の両方とも效率的にデータを送信することができたり、或いは協力通信をする複数の基地局が效率的にデータを送信することができるようにする基準信号の送信方法を提供することである。

一方、無線リレーを含んだり及び／またはセル間協力が行われる無線通信システムで、既存の無線リソースの割当方法に従って基準信号などを送信する場合には、前述した問題点を解決するための他の形態の方案が必要である。基地局は、ダウンリンクバンドを介してのみ端末及び／または基地局に信号を送信するようになっている既存の方式では、もし、無線リレーがサブフレーム毎にダウンリンク信号を送信する場合、基地局は、該当無線リレーに信号を送信するのは不可能になる。従って、この場合、ダウンリンクバンドの以外のバンドを活用しなければ基地局が無線リレーに信号を送信することができず、これは必然的に基準信号やデータ信号などの送信のためのフレーム構造が新たに設計されなければならないことを意味する。

従って、本発明が解決しようとする他の課題は、既存の基準信号の割当方法を用いる場合にも、無線リレーを含む無線通信システムで、基地局と無線リレーの両方とも效率的に信号を送信することができるようにする無線リソースの割当方法を提供することである。

前述した課題を解決するための本発明の一実施例は、協力通信のための無線通信システムにおける基準信号の送信方法であり、前記無線通信システムは、相違のパターンを有する複数の基準信号の送信パターンを定義しており、前記協力通信に参与する複数の基地局の各々及び／または基地局と中継局の各々は、前記複数の基準信号の送信パターンの中から選択された一つの送信パターンに基づいて基準信号を送信する。

この場合、前記基準信号の送信パターンは、複数のサブフレームで構成されたフレーム単位で、前記複数のサブフレームの各々に、前記基準信号を送信するか否かを用いて定義する。また、前記複数の基準信号の送信パターンのうち全部または一部は、前記基準信号が相互排他的な関係で送信される。

前述した課題を解決するための本発明の他の実施例は、中継局ベースの無線通信システムにおける無線リソースを割り当てる方法であり、前記無線通信システムは、アップリンクバンドとダウンリンクバンドが互いに分離されており、前記無線通信システムにおける基地局は、前記アップリンクバンドと前記ダウンリンクバンドの中から任意に選択された一つのバンドを用いて信号を中継局に送信する。

このような課題解決手段によると、無線中継局を含む無線通信システムにおける基地局（ＢＳ）と中継局（ＲＳ）は、互いに重複されないサブフレームで独立的に基準信号を送信することができ、また、セル間協力が行われる協力無線通信システムでもカバレッジが重なる隣接基地局間でも互いに重複されないサブフレームで独立的に基準信号を送信することができる。または、基地局（ＢＳ）は、ダウンリンクバンドはもちろん特定時点ではアップリンクバンドを介しても信号を送信することができるため、無線リソースのより効率的な利用が可能である。

フレーム（Ｆｒａｍｅ）構造の一例を示すブロック図である。 本発明の実施例が適用されることができる無線通信システムの一例として、多重セル協力無線通信システムの一例の構成を示すブロック図である。 本発明の実施例が適用されることができる無線通信システムの一例として、中継局ベースの協力無線通信システムの一例の構成を示すブロック図である。 本発明の一実施例に係る基準信号の送信パターンを例示したブロック図である。 本発明の一実施例に係るバンドスイッチング送信方法の一例を図式的に示す図面である。

図２は、本発明の実施例が適用されることができる無線通信システムの一例として、多重セル協力無線通信システムの一例の構成を示すブロック図である。図２を参照すると、多重セル協力無線通信システムは、端末（ＭＳ）、端末が属するセルの基地局（Ｓｅｒｖｉｎｇ ＢＳ）、及びＭ（Ｍは、１以上の整数）個の隣接セルの基地局（Ｎｅｉｇｈｂｏｒｉｎｇ ＢＳ）を含む。多重セル協力無線通信システムは、音声、パケットデータなどのような多様な通信サービスを提供するために広く配置されることができ、Ｓｅｒｖｉｎｇ ＢＳだけでなくＮｅｉｇｈｂｏｒｉｎｇ ＢＳもダウンリンク（ＤｏｗｎＬｉｎｋ；ＤＬ）及び／またはアップリンク（ＵｐＬｉｎｋ；ＵＬ）信号の送受信に参与する。

図３は、本発明の実施例が適用されることができる無線通信システムの一例として、中継局ベースの協力無線通信システムの一例の構成を示すブロック図である。図３を参照すると、多重中継局ベースの協力無線通信システムは、基地局（ＢＳ）、端末（ＭＳ）、及び一つまたはその以上の協力ノードまたは中継局（ＲＳ）を含む。このような中継局ベースの協力無線通信システムは、音声、パケットデータなどのような多様な通信サービスを提供するために広く配置されることができる。

後述する本発明の実施例は、多様な無線通信システムに使われることができる。例えば、本発明の実施例は、複数の送信アンテナだけでなく、一つの送信アンテナを有する通信システムにも適用することができる。このような無線通信システムは、多重入力多重出力（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｉｎｐｕｔ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｏｕｔｐｕｔ；ＭＩＭＯ）システムまたは多重入力単一出力（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｉｎｐｕｔ Ｓｉｎｇｌｅ Ｏｕｔｐｕｔ；ＭＩＳＯ）システムだけでなく、単一入力単一出力（Ｓｉｎｇｌｅ Ｉｎｐｕｔ Ｓｉｎｇｌｅ Ｏｕｔｐｕｔ；ＳＩＳＯ）システムや単一入力多重出力（Ｓｉｎｇｌｅ Ｉｎｐｕｔ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｏｕｔｐｕｔ；ＳＩＭＯ）システムであってもよい。また、本発明の実施例は、無線通信システムのチャネルコーディング方式に関係なしに適用されることができ、畳み込み符号（ｃｏｎｖｏｌｕｔｉｏｎａｌ ｃｏｄｅ）、ターボ符号（ｔｕｒｂｏ ｃｏｄｅ）等広く、知られた多様な方式が用いられることができる。

また、本発明の実施例は、Ｓｅｒｖｉｎｇ ＢＳとＮｅｉｇｈｂｏｒｉｎｇ ＢＳが協力する具体的な方式とは関係なしに全ての多重セル協力無線通信システムに適用されることができる。即ち、多重セル協力無線通信システムでダウンリンク信号をＳｅｒｖｉｎｇ ＢＳとＮｅｉｇｈｂｏｒｉｎｇ ＢＳで送信する具体的な方式やＳｅｒｖｉｎｇ ＢＳとＮｅｉｇｈｂｏｒｉｎｇ ＢＳで受信されたアップリンク信号を結合する具体的な方式などとは関係なしに多重セル協力無線通信システムに適用されることができる。

端末（ＭＳ）は、固定されたり、或いは移動性を有することができ、ユーザ装置（Ｕｓｅｒ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ；ＵＥ）、ユーザ端末（Ｕｓｅｒ Ｔｅｒｍｉｎａｌ；ＵＴ）、加入者機器（Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ Ｓｔａｔｉｏｎ；ＳＳ）、無線機器（ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｄｅｖｉｃｅ）等、他の用語で呼ばれることができる。端末（ＭＳ）は、少なくともトランシーバ（Ｔｒａｎｓｃｅｉｖｅｒ）とプロセッサ（Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）を含み、トランシーバは、移動通信ネットワークのような無線ネットワークを介して端末（ＭＳ）が各種シグナルとデータ（アップリンク信号とダウンリンク信号）を送受信することができるようにするためのエンティティであり、プロセッサは、端末の動作を制御し、トランシーバを介して送信されるアップリンク信号を生成したり、或いは受信されたダウンリンク信号を解読する。また、プロセッサは、後述する本発明の実施例に従ってアップリンク電力を制御する機能を実行する。

また、基地局（Ｓｅｒｖｉｎｇ ＢＳ、Ｎｅｉｇｈｂｏｒｉｎｇ ＢＳ）は、一般的に端末と通信する固定局（ｆｉｘｅｄ ｓｔａｔｉｏｎ）をいい、ノードＢ（Ｎｏｄｅ−Ｂ）、ＢＴＳ（Ｂａｓｅ Ｔｒａｎｓｃｅｉｖｅｒ Ｓｙｓｔｅｍ）、アクセスポイント（Ａｃｃｅｓｓ Ｐｏｉｎｔ）等、他の用語で呼ばれることができる。本発明の実施例によると、基地局（ＢＳ）は、複数の基準信号パターンの中から所定のパターンに従って配列された基準信号を選択して中継局（ＲＳ）及び／または端末（ＭＳ）のために送信することができる。また、アップリンクバンドとダウンリンクバンドが分離されている無線通信システムで、基地局（ＢＳ）は、前記二つのバンドの中から一つを選択して中継局（ＲＳ）に信号を送信することができる。

基準信号の送信方法

本発明の一実施例に係る基準信号の送信方法によると、まず、基準信号を送信するパターンが複数個あることを前提とする。また、基準信号を送信するエンティティ（例えば、基地局（ＢＳ）または中継局（ＲＳ）は、前記複数の基準信号の送信パターンの中から任意に一つの送信パターンを選択して基準信号を送信する。この場合、基準信号の送信の周期性を提供するために基準信号の送信パターンは、所定の単位（例えば、フレーム単位、あるいはフレームの特定倍数単位）毎に繰り返されることができる。

ここで、‘フレーム’とは、物理的仕様により使われる固定された時間でのデータシーケンスをいい、無線通信システムでデータを処理するための任意の時間単位を意味する。例えば、ＬＴＥ無線通信システムの場合、フレームは１０ｍｓである。このようなフレームは、複数のサブフレーム（ＬＴＥ無線通信システムの場合に１０個）で構成され、一つのフレームを構成するサブフレームの個数も無線通信システムの種類によって変わることができる。本明細書で使用する‘フレーム’という名称とその構成は、単に例示に過ぎず、４世帯無線通信システムや他の類型の無線通信システムの場合にはその名称や構成が変わることもできる。

より具体的に、複数のサブフレームを含むフレーム単位に基準信号の送信パターンが繰り返されると仮定する。また、基準信号は、各サブフレームで任意の位置に送信することができず、但し一定の位置でのみ送信することが許容されると仮定する。この場合、複数個存在する基準信号の送信パターンの各々は、特定サブフレームで基準信号が送信されたり、或いは送信されないものが全体フレームで任意に組み合わせる方式で構成されることができる。

例えば、前記複数の送信パターンのうち第１の送信パターンは、フレームで奇数番目のサブフレームでのみ基準信号が送信される構成であり、第２の送信パターンは、フレームで偶数番目のサブフレームでのみ基準信号が送信される構成である。また、第３の送信パターンは、フレームを構成する全てのサブフレームでのみ基準信号が送信される構成である。

または、前記複数の送信パターンのうち第４の送信パターンは、フレームで第１のサブフレーム、第４のサブフレーム、第７のサブフレームなどのサブフレームでのみ基準信号が送信される構成であり、第５の送信パターンは、フレームで第２のサブフレーム、第５のサブフレーム、第８のサブフレームなどのサブフレームでのみ基準信号が送信される構成であり、また、第６の送信パターンは、フレームで第３のサブフレーム、第６のサブフレーム、第９のサブフレームなどのサブフレームでのみ基準信号が送信される構成である。また、前記複数の送信パターンは、前述した第１〜第３の送信パターンを追加に含むことができる。

この場合、複数の基準信号の送信パターンのうち少なくとも一部は、相互排他的（ｍｕｔｕａｌｌｙ ｅｘｃｌｕｓｉｖｅ）であることが好ましく、その理由に対しては後述する。例えば、フレームが１０個のサブフレームで構成されていると仮定する。この場合、第１の送信パターンは、第１、第３、第５、第７、及び第９のサブフレームに、第２の送信パターンは、第２、第４、第６、第８、及び第１０のサブフレームに基準信号を送信するように構成することができる。もちろん、前記複数の基準信号の送信パターンのうち一部送信パターンは、他の送信パターンと基準信号の送信されるサブフレームが重複されることもできる。前述した例で、１０個のサブフレームの全部に基準信号を送信するようにする第３の送信パターンが、前記複数の基準信号の送信パターンに含まれることができる。図４は、このような三つの送信パターンを各々示すものである。

本発明の実施例によると、中継局（ＲＳ）を含んだり及び／またはセル間協力通信を支援する無線通信システムでは、基準信号を送信する場合に前述したように定義された複数個の送信パターンを用いる。より具体的に、中継局（ＲＳ）を含む無線通信システムの場合、基地局（ＢＳ）と中継局（ＲＳ）は、基準信号の送信時間が重ならないように各々相互排他的な送信パターンを選択して基準信号を送信することができる。例えば、図４に示す例で、基地局（ＢＳ）は、第１の送信パターンを選択して毎奇数番目のサブフレームでのみ基準信号を送信し、中継局（ＲＳ）は、第２の送信パターンを選択して毎偶数番目のサブフレームでのみ基準信号を送信することができる。また、カバレッジが重なる複数の基地局が協力送信に参与する場合、前記複数の基地局は、相互排他的な送信パターンを選択して基準信号を送信することができる。

このように、本発明の実施例に従って、各基地局（ＢＳ）及び／または中継局（ＲＳ）が互いに異なる送信パターンに基づいて基準信号を送信する場合、該当基地局（ＢＳ）と中継局（ＲＳ）は使用しようとする送信パターンに関する情報を受信装置（中継局（ＲＳ）及び／または端末（ＭＳ））に知らせなければならない。本発明の実施例によると、基地局（ＢＳ）または中継局（ＲＳ）が送信パターンに関する情報を受信装置に知らせる方法に特別な制限がなく、所定の制御信号（例えば、セルの情報を知らせるための信号）を用いることができる。また、本実施例の一側面によると、各基地局（ＢＳ）と中継局（ＲＳ）は、必要な場合、ハンドオーバー（Ｈａｎｄｏｖｅｒ）などのために隣接セルで基準信号を送信する時に使用する送信パターンに関する情報も共に知らせることもできる。

基準信号が所定の送信パターンに従って一部サブフレームでのみ送信され、また、受信装置がこのような情報を知るようになると、中継局（ＲＳ）または端末（ＭＳ）は、前記情報に基づいて基準信号が含まれたサブフレームでのみ基準信号を検出してチャネル推定などの動作を実行することができる。従って、本発明の実施例によると、端末（ＭＳ）などが基準信号のないサブフレームでも基準信号を検出しようとしたり、或いはこれに基づいて誤ったチャネル推定をする等の問題点を防止することができる。

本実施例の一側面によると、基地局（ＢＳ）及び／または中継局（ＲＳ）は、使用する基準信号の送信パターンに関する情報を受信装置に知らせない場合もある。即ち、端末（ＭＳ）などの受信装置は、基準信号の送信パターンに関する情報を予め受信することができなかったとしても、所定の方法を用いることによって基準信号が含まれたサブフレームでのみ基準信号を検出することができる。以下、図４に示す送信パターンを参照し、これに対しより具体的に説明する。

まず、端末（ＭＳ）は、定義された全ての基準信号の送信パターンに対して基準信号を検出した後、感知された信号の大きさに基づいて各々の基準信号の送信パターンに対する信頼度を計算することができる。例えば、図４に示す送信パターンのうち第１の送信パターンを使用して基準信号を送信したと仮定する。また、信号を感知する方法は、単純に各送信パターンのサブフレームに受信された基準信号の電力を平均する方式を用いると仮定する。一般的に基準信号には特定の疑似雑音シーケンス（Ｐｓｅｕｄｏ−Ｎｏｉｓｅ Ｓｅｑｕｅｎｃｅ）が使われるため、受信端末は、該当シーケンスを基準信号が送信されると推定される領域に相関（Ｃｏｒｒｅｌａｔｅ）させる。その結果、該当シーケンスを実際に基準信号が送信されたサブフレームに相関させると、高い受信電力を示すが、基準信号が送信されないサブフレームに相関させると、実際雑音に疑似雑音シーケンスを相関させたことを意味するため、０に近い受信電力が現れる。このような条件で、まず、端末（ＭＳ）が第１の送信パターンに合わせて基準信号を検出すると、基準信号が実際に送信される時にのみ信号電力が加えられて平均されるため、最も高い受信信号の電力を得ることができる。反面、端末（ＭＳ）が第２の送信パターンに合わせて基準信号を検出すると、基準信号が実際に送信されない時にのみ信号電力が加えて平均されるため、最も低い受信信号の電力を得ることができる。また、端末（ＭＳ）が第３の送信パターンに合わせて基準信号を検出すると、前述した二つの場合の中間程度の値を有する受信信号の電力を得ることができる。なぜならば、この場合、第１、３、５、７、及び９のサブフレームでは大きい信号が受信されるが、残りのサブフレーム（第２、４、６、８、及び１０のサブフレーム）では小さい信号が受信されるためである。

従って、本発明の実施例によると、受信装置である端末（ＭＳ）などは、基地局（ＢＳ）及び／または中継局（ＲＳ）が使用する基準信号の送信パターンを知らない状態でも、どのような送信パターンを使用しているかに対して判断することができる。このために、端末（ＭＳ）は、各基準信号の送信パターンに関する信頼度測定を用いることができるが、これは単に例示に過ぎず、本発明の実施例がここに限定されるものではない。または、実施例によっては、端末は、計算した受信信号の平均値などの情報を基地局に報告のみして、基地局が使用した送信パターンに対して判断する方式に動作することもできる。

基地局と中継局との間のバンドスイッチング

前述した基準信号の送信方法は、基地局（ＢＳ）と中継局（ＲＳ）がダウンリンクを時間上に分けて使用する時間分割（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ）送信方式や半二重（Ｈａｌｆ Ｄｕｐｌｅｘ）送信方式を使用する無線通信システムを前提に説明した。しかし、前述した基準信号の送信方法は、中継局（ＲＳ）の導入により端末（ＭＳ）が多様なパターンの基準信号を処理することができるように設計されなければならず、また、リソース使用の効率性も低くなるようになるという短所を有している。以下、一般的にアップリンクとダウンリンクの両方とも使用する周波数分割多重（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｄｕｐｌｅｘ）無線通信システムの場合、中継局（ＲＳ）が基地局（ＢＳ）からの信号を受けるために、不連続的にダウンリンク信号を送信しなければならないという短所を克服した新たな基地局（ＢＳ）−中継局（ＲＳ）間信号送信方法を記述する。

本発明の実施例によると、中継局（ＲＳ）がダウンリンク信号を不連続的に送信するという短所を克服することができるように、基地局（ＢＳ）が中継局（ＲＳ）に信号（データ等）を送信する場合、ダウンリンクバンドだけでなくアップリンクバンドも使用することができるようにする。即ち、基地局（ＢＳ）と中継局（ＲＳ）との間のダウンリンクに対してはバンドスイッチングを許容する。以下、これをより具体的に説明する。

例えば、中継局（ＲＳ）が特定サブフレームにダウンリンクバンドを使用して端末（ＭＳ）に信号を送信していると仮定する。この場合、既存の信号の送信方法によると、前記中継局（ＲＳ）は、該当サブフレームではダウンリンクバンドを介しては基地局（ＢＳ）から信号を受信することができない。これは基地局（ＢＳ）が該当サブフレームでは前記中継局（ＲＳ）が使用するダウンリンクバンドを介してはどのような信号も送信することができないということを意味するため、それほどリソースの利用効率を落とす。

本発明の実施例によると、このような問題を解決するために、特定中継局（ＲＳ）がダウンリンクバンドを使用して端末（ＭＳ）に信号を送信する時点（例えば、サブフレーム）に、基地局（ＢＳ）は、アップリンクバンドの全部または一部を使用して中継局（ＲＳ）に信号を送信する。基地局（ＢＳ）がアップリンクバンドの一部のみを使用する場合には、アップリンクバンドの残りは、端末（ＭＳ）が中継局（ＲＳ）への信号の送信に使用することができる。また、基地局（ＢＳ）は、ダウンリンクバンドを介してその基地局と直接通信する端末（ＭＳ）に信号を送信することができる。

このような本発明の実施例に係るバンドスイッチング送信方法の一例は、図５に示している。図５を参照すると、ダウンリンクバンドを介しては、中継局（ＲＳ）が第１の端末（ＭＳ１）に信号を送信し、また、基地局（ＢＳ）が第２の端末（ＭＳ２）に信号を送信する。また、アップリンクバンドを介しては、基地局（ＢＳ）が中継局（ＲＳ）に信号を送信し、また、第１の端末（ＭＳ１）も中継局（ＲＳ）に信号を送信し、この場合、基地局（ＢＳ）と第１の端末（ＭＳ１）が信号を送信する時に使用するアップリンクバンドは、時間及び／または周波数などで互いに分離されたリソースを使用する。

本実施例の一側面によると、基地局（ＢＳ）は、アップリンクを使用して中継局（ＲＳ）に信号を送信しようとする時点（例えば、毎フレームのうち一つまたはその以上のサブフレーム）ではアップリンクにユーザをスケジューリングさせないことによってアップリンクバンドのための周波数を使用することができる。この場合、残りのサブフレームでは基地局（ＢＳ）が中継局（ＲＳ）に信号を中断する代わりに、アップリンクのためのチャネルにユーザ（端末（ＭＳ））をスケジューリングすることで、基地局（ＢＳ）と中継局（ＲＳ）は、一般的なアップリンク受信モードで動作するようになる。

このような本発明の実施例によると、基地局（ＢＳ）がアップリンクチャネルを介して中継局（ＲＳ）に信号を送信する間には、端末（ＭＳ）から基地局（ＢＳ）に周期的あるいは非周期的に送信されなければならない多様な制御信号（例えば、音声基準信号（Ｓｏｕｎｄｉｎｇ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｓｉｇｎａｌ）やチャネル品質情報（Ｃｈａｎｎｅｌ Ｑｕａｌｉｔｙ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）等）は、送信を一時的に中断したり、或いは一定の遅延時間の以後に送信されるようにする必要がある。また、基地局（ＢＳ）は、中継局（ＲＳ）にアップリンク帯域の全部または一部を使用して信号が送信されるという事実を予め知らせる必要があり、基地局（ＢＳ）は、アップリンクバンドを介する信号の送信能力を具備すべきである。中継局（ＲＳ）は、本来アップリンクバンドを介しても信号を受信することができるため、追加的な機能は必要ないが、ただし信号の送信と受信を同時に実行すべきである。

以上で詳細に説明した本発明の実施例は、単に本発明の技術思想を示すための例示に過ぎず、前記実施例によって本発明の技術思想が限定されると解釈されてはならない。本発明の保護範囲は、本発明の特許請求の範囲により特定される。

Claims (24)

1. 協力通信のための無線通信システムにおける基準信号の送信方法において、
   前記無線通信システムは、相違のパターンを有する複数の基準信号の送信パターンを定義しており、
   前記協力通信に参与する複数の基地局の各々及び／または基地局と中継局の各々は、前記複数の基準信号の送信パターンの中から選択された一つの送信パターンに基づいて基準信号を送信することを特徴とする基準信号の送信方法。
2. 前記基準信号の送信パターンは、複数のサブフレームで構成されたフレーム単位で、前記複数のサブフレームの各々に、前記基準信号を送信するか否かを用いて定義することを特徴とする請求項１に記載の基準信号の送信方法。
3. 前記複数の基準信号の送信パターンのうち全部または一部は、前記基準信号が相互排他的な関係で送信されることを特徴とする請求項２に記載の基準信号の送信方法。
4. 前記無線通信システムは、一つのセル内に一つまたはその以上の中継局を含み、
   前記セルの基地局と前記中継局は，相互排他的な関係の基準信号の送信パターンを用いて各々基準信号を送信することを特徴とする請求項３に記載の基準信号の送信方法。
5. 前記無線通信システムは、複数のセルの協力通信が行われるシステムであり、
   前記複数のセルの基地局の各々は、相互排他的な関係の基準信号の送信パターンを用いて各々基準信号を送信することを特徴とする請求項３に記載の基準信号の送信方法。
6. 基準信号を送信する前記基地局及び／または中継局は、各々、基準信号を送信する時に使用する基準信号の送信パターンに関する情報を予め受信装置に知らせることを特徴とする請求項４または請求項５に記載の基準信号の送信方法。
7. 基準信号を送信する前記基地局及び／または中継局は、隣接する基地局及び／または中継局が使用する基準信号の送信パターンに関する情報も共に前記受信装置に知らせることを特徴とする請求項６に記載の基準信号の送信方法。
8. 前記受信装置は、受信された前記基準信号の送信パターンに関する情報を用い、該当サブフレームでのみ基準信号を検出することを特徴とする請求項６に記載の基準信号の送信方法。
9. 端末は、定義されている前記複数の基準信号の送信パターンに該当するサブフレームのうち一部または全部に対して基準信号の検出を試み、
   前記基準信号の検出結果を用いて前記複数の基準信号の送信パターンの各々に対する信頼度を測定することを特徴とする請求項４または請求項５に記載の基準信号の送信方法。
10. 前記基準信号の検出結果は、一つのフレーム内で測定された基準信号受信電力の平均値を含むことを特徴とする請求項９に記載の基準信号の送信方法。
11. 前記端末は、前記信頼度が最も高い基準信号の送信パターンを用いて前記基準信号を検出し、
    前記検出された基準信号を用いてチャネル推定を実行することを特徴とする請求項９に記載の基準信号の送信方法。
12. 前記端末は、測定された前記信頼度に関する情報を前記基地局または前記中継局に送信することを特徴とする請求項９に記載の基準信号の送信方法。
13. 前記基地局または前記中継局は、受信された前記信頼度に関する情報によって、前記端末に特定な前記基準信号の送信パターンを用いて前記基準信号を検出することを指示することを特徴とする請求項１２に記載の基準信号の送信方法。
14. 中継局ベースの無線通信システムにおける無線リソースを割り当てる方法において、
    前記無線通信システムは、アップリンクバンドとダウンリンクバンドが互いに分離されており、
    前記無線通信システムにおける基地局は、前記アップリンクバンドと前記ダウンリンクバンドの中から任意に選択された一つのバンドを用いて信号を中継局に送信することを特徴とする無線リソースの割当方法。
15. 前記中継局が前記ダウンリンクバンドを介して信号を端末に送信している時点では、前記基地局は、前記アップリンクバンドの全部または一部を介して信号を前記中継局に送信することを特徴とする請求項１４に記載の無線リソースの割当方法。
16. 前記基地局は、前記アップリンクバンドの全部または一部を用いて信号を送信するという事実を知らせるメッセージを予め前記中継局に知らせることを特徴とする請求項１５に記載の無線リソースの割当方法。
17. 前記メッセージは、前記基地局が使用するアップリンクバンド内の無線リソースの位置及び／または量に関する情報を含むことを特徴とする請求項１６に記載の無線リソースの割当方法。
18. 前記基地局は、アップリンクバンドの一部の無線リソースのみを使用して前記中継局に信号を送信し、及び
    前記基地局が使用しない前記アップリンクバンドの残りの無線リソースは、前記中継局に信号を送信する端末のために割り当てることを特徴とする請求項１５に記載の無線リソースの割当方法。
19. 前記基地局がアップリンクバンドを介して送信に使用する無線リソースと前記中継局に信号を送信する端末のために割り当てられた無線リソースは、時間上に及び／または周波数上に互いに分離されることを特徴とする請求項１８に記載の無線リソースの割当方法。
20. 前記基地局は、前記アップリンクバンドを介して前記中継局への送信に使われる送信電力を制御することを特徴とする請求項１５に記載の無線リソースの割当方法。
21. 前記中継局が前記ダウンリンクバンドを介して信号を端末に送信していない時点では、前記基地局は、前記ダウンリンクバンドの全部または一部を介して信号を前記中継局に送信することを特徴とする請求項１４に記載の無線リソースの割当方法。
22. 前記基地局は、前記アップリンクバンドを介しても信号を送信する能力を保有することを特徴とする請求項１４に記載の無線リソースの割当方法。
23. 前記基地局は、アップリンクのための無線リソースを、前記アップリンクバンドを介して前記中継局への信号の送信に使用する第１の無線リソースと端末からの信号の受信に使用する第２の無線リソースとに分けて使用することを特徴とする請求項１４に記載の無線リソースの割当方法。
24. 前記第１の無線リソースと前記第２の無線リソースは、時間上に分けられていることを特徴とする請求項２３に記載の無線リソースの割当方法。

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