JP4545736B2 - マルチホップ中継方式のセルラネットワークにおける動作転換ギャップを調整するための装置及び方法 - Google Patents
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Description
しかしながら、基地局の位置が固定されているため、無線網構成の柔軟性が低いことから、トラフィック分布や通話要求量の変化が激しい無線環境で効率的なサービスを提供し難い。
前記図1に示すように、基地局100のサービス領域101に含まれる端末110は、前記基地局100と直接リンクで接続される。これに対し、前記基地局のサービス領域101の外に位置して、チャネル状態の劣悪な端末120は、中継局130を介して中継リンクで接続される。
前記図1に示すように構成される前記マルチホップ中継方式は、図2に示すように、複数の中継器を利用して中継リンクを設定することができる。
前記図2に示すように、基地局201は、複数の中継器211、213、215、217からなる中継リンクを利用して、前記端末219と通信リンクを設定する。
すなわち、前記基地局201は、端末219までの通信リンクをマルチホップで拡張できる。
前記マルチホップ中継方式のセルラネットワークを支援するために、下記の図3のようなフレーム構造を使用する。
前記図3に示すように、1つのフレーム300は、ダウンリンク副フレーム311及びアップリンク副フレーム321で構成される。このとき、前記ダウンリンク副フレーム311は、前記基地局が前記中継器を介して前記端末に送信するダウンリンク信号を含んで構成される。また、前記アップリンク副フレーム321は、前記端末が前記中継器を介して前記基地局に送信するアップリンク信号を含んで構成される。
図4は、通常のマルチホップ送信のための時分割複信システムの副フレーム構造を示している。以下の説明において、マルチホップリンクの信号送信は、互いに異なる資源の割り当てを介して行われる。また、横軸は、時間領域を示し、縦軸は、周波数領域を示す。
すなわち、前記基地局から中継局1にダウンリンク信号を送信する第1ホップ401と、前記中継局1から中継局2にダウンリンク信号を送信する第2ホップ403とは、互いに異なる時間スロットを割り当てて副フレームを構成する。
また、各ホップに割り当てられた時間スロットは、1つの単一方向リンク副フレームで構成されることができ、複数のフレームで構成されるスーパーフレーム形態を有するとができる。
本発明の他の目的は、マルチホップ中継方式を使用するセルラネットワークにおいて、動作転換ギャップ区間を柔軟に調整して、時間ギャップオーバーヘッドを減らすためのフレーム構成方法及びこれを支援する装置を提供することにある。
前記図5に示すように、前記図5の(a)は、前記インターリーブされたOFDMAシンボルを示し、前記図5の(b)は、RTG及びインターリーブされたOFDMAシンボルを示し、前記図5の(c)は、インターリーブされたOFDMAシンボル及びTTGを示す。
まず、前記フレーム構成器601は、上位端から提供された信号を予め決められた符号率に応じて符号化し、該当変調方式(例:BPSK、QPSK、QAM)に応じて変調する。
前記図7に示すように、前記図7の(a)は、前記全体OFDMAシンボル生成器621の詳細ブロック構成を示し、前記図7の(b)は、前記部分OFDMAシンボル生成器623の詳細ブロック構成を示す。
前記資源マッピング器701は、前記フレーム構成器601から提供されるデータを予め決められた資源割り当て方式(例:ブロック方式、インターリーブ方式、ブロック−インターリーブ方式)に応じて副チャネルを生成して、全体周波数帯域にマッピングして出力する。
まず、前記順列生成器711は、部分OFDMAシンボルを生成するために予め決められた資源割り当て方式に応じて、前記フレーム構成器601から提供されるデータを利用して、副チャネルを構成する。このとき、前記順列生成器711は、N/Lサイズの順列生成器を使用する。
前記並列/直列変換器717は、前記IFFT演算器715から提供された並列データを直列データに変換して出力する。
前記受信制御機807は、前記TDDフレーム構造に応じてアップリンク副フレーム区間で受信スイッチをオン(ON)させて、アンテナを介して受信されたアナログ信号を通過させる。これに対して、前記受信制御機807は、前記アップリンク副フレーム区間の他の区間で受信スイッチをオフ(off)させて、前記アンテナを介して信号が流入するのを防止する。また、前記受信制御機807は、受信シンボル処理器803の全体シンボル受信機821及び部分シンボル受信機823が動作転換ギャップのために該当動作が行われるように、受信シンボル処理器803を制御する。
前記アナログ/デジタル変換器801は、前記アンテナを介して受信されたアナログ信号をデジタル信号に変換して出力する。
前記図9に示すように、前記図9の(a)は、全体シンボル受信機821の詳細構成を示し、前記図9の(b)は、部分シンボル受信機823の詳細構成を示す。
前記全体シンボル受信機821は、前記図9の(a)に示すように、シンボル抽出器901、CP除去器903、直列/並列変換器905、及びFFT演算器907、資源ディマッピング器909を備えて構成される。
前記直列/並列変換器905は、前記CP除去器903から保護区間が除去された直列データを並列データに変換する。以後、前記FFT演算器907は、直列/並列変換器905から提供された時間領域信号を高速フーリエ変換して、周波数領域信号を出力する。
前記資源ディマッピング器909は、前記FFT演算器907から提供された信号の全帯域にマッピングされた副搬送波信号を抽出する。
まず、前記部分シンボル抽出器911は、前記動作転換ギャップを共有するデジタル信号を提供されて、前記動作転換ギャップとして使用された区間を除いた部分シンボルを抽出する。前記CP除去器913は、前記シンボル抽出器911から抽出された部分シンボルに含まれた保護区間を除去して出力する。
前記部分資源ディマッピング器921は、前記FFT演算器919から提供された信号から全帯域の副搬送波にマッピングされた副チャネルを抽出する。
前記フレーム抽出器805は、前記受信制御機807の制御に応じて、前記シンボル受信機803から提供される信号から、フレーム内で受信しようとする情報を抽出して復元する。
図10は、本発明の実施形態に係るマルチホップ中継方式のセルラネットワークにおけるマルチホップ送信のための動作転換ギャップを使用する副フレーム構造を示している。以下の説明は、OFDMAシンボルの1/2区間をTTGまたはRTGとして使用する副フレーム構造を例に挙げて説明する。
前記(M−1)ホップリンク副フレームは、動作転換ギャップを含むため、最初のシンボルと最後のシンボルは、部分OFDMAシンボルを使用してそれぞれRTGとTTGを含む。
前記図11に示すように、Lが2である場合、前記部分OFDMAシンボルに対し、N/2サイズの順列を使用して副チャネルが割り当てられ、前記副チャネル内の副搬送波は、L(=2)分の間隔を有するように、N個の副搬送波にマッピングされるため、偶数番目の副搬送波にのみ信号が存在するようになる。
以後、前記中継局は、ステップ1203に進んで、前記最初のシンボル区間で前記RTG以外の区間、すなわち(L−R)個の繰り返し区間の間、部分OFDMA信号を送信する。
以後、前記中継局は、ステップ1207に進んで、前記次に送信するシンボルが前記(M−1)ホップRS副フレームを構成する最後のシンボルであるか否かを確認する。
万一、前記次に送信するシンボルが最後のシンボルではないと、前記中継局は、ステップ1205に戻って、前記シンボルの全体副搬送波を利用してOFMDA信号を送信する。
前記部分OFDMA信号を送信した後、前記中継局は、ステップ1211に進んで、(M−1)ホップRS副フレームの最後のシンボルに含まれる動作転換2区間の間、TTGを行う。例えば、前記図15の(a)に示すように、前記最後のシンボル区間のTTG1503のための動作転換2を行う。すなわち、前記中継局は、前記最後のシンボル区間のT個の繰り返し区間の間、受信を行うために必要なソフトウェア及びハードウェア設定を行う。
以後、前記中継局は、ステップ1303に進んで、前記最初のシンボル区間で前記RTG以外の区間、すなわち(L−R)個の繰り返し区間の間、部分OFDMA信号を送信する。
以後、前記中継局は、ステップ1307に進んで、前記次に送信するシンボルが前記(M−1)ホップRS副フレームを構成する最後のシンボルであるか否かを確認する。
万一、前記次に送信するシンボルが最後のシンボルでないと、前記中継局は、ステップ1305に戻って、OFMDA信号を送信する。
前記部分OFDMA信号を受信した後、前記中継局は、ステップ1313に進んで、1つのシンボルの全体副搬送波を利用して送信されるOFDMA信号を受信する。
以後、前記中継局は、本アルゴリズムを終了する。
以後、前記中継局は、ステップ1403に進んで、前記次に送信するシンボルが前記(M−1)ホップRS副フレームを構成する最後のシンボルであるか否かを確認する。
一方、前記次に送信するシンボルが最後のシンボルであると、前記中継局は、ステップ1405に進んで、前記(M−1)ホップRS副フレーム区間の最後のシンボル区間で(L−T)個の繰り返し区間の間、部分OFDMA信号を送信する。
以後、前記中継局は、ステップ1411に進んで、前記次に受信するシンボルが前記(M)ホップRS副フレームを構成する最後のシンボルであるか否かを確認する。
一方、前記次に受信するシンボルが最後のシンボルであると、前記中継局は、ステップ1413に進んで、前記(M)ホップRS副フレーム区間の最後のシンボル区間で(L−R)個の繰り返し区間の間、部分OFDMA信号を受信する。
以後、前記中継局は、本アルゴリズムを終了する。
110,120 端末
211,213,215,217,130 中継局
Claims (31)
- セルラネットワークにおける動作転換ギャップ区間を調整するための中継局の動作方法において、
第1副フレームに含まれる最初のシンボルの第1区間の間、第1動作転換を行った後、前記最初のシンボルの第2区間の間、データを送信する過程と、
前記第1副フレームに含まれる最後のシンボルの第1区間の間、データを送信した後、前記最後のシンボルの第2区間の間、第2動作転換を行う過程と、
第2副フレームの間、データを受信する過程と
を含み、
前記最初のシンボルの第1区間の長さと、前記最初のシンボルの第2区間の長さと、前記最後のシンボルの第1区間の長さと、前記最後のシンボルの第2区間の長さは、1つのシンボルの長さより小さいことを特徴とする方法。 - 前記最初のシンボルを生成する過程は、
所定個数の副搬送波にマッピングされる副チャネルを生成する過程と、
前記シンボルの全帯域に前記副チャネルを等間隔で繰り返しマッピングする過程と、
前記シンボルから動作転換区間にマッピングされた前記副チャネルを除去する過程と
を含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 前記最後のシンボルを生成する過程は、
所定個数の副搬送波にマッピングされる副チャネルを生成する過程と、
前記シンボルの全帯域に前記副チャネルを等間隔で繰り返しマッピングする過程と、
前記シンボルから動作転換区間にマッピングされた前記副チャネルを除去する過程と
を含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 前記動作転換区間は、RTG(Receive/Transmit Transition Gap)、TTG(Transmit/Receive Transition Gap)のうち、何れかであることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記第1動作転換区間及び第2動作転換区間は、同じ長さを有することを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記第1動作転換区間及び第2動作転換区間は、異なる長さを有することを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記第1副フレームの最初のシンボルと最後のシンボルを除いたシンボルを利用して、データを送信する過程をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
- セルラネットワークにおける動作転換ギャップ区間を調整するための中継局の動作方法において、
第1副フレームに含まれる最初のシンボルの第1区間の間、第1動作転換を行った後、前記最初のシンボルの第2区間の間、データを受信する過程と、
前記第1副フレームに含まれる最後のシンボルの第1区間の間、データを受信し、前記最後のシンボルの第2区間の間、第2動作転換を行う過程と、
第2副フレームの間、データを送信する過程と
を含み、
前記最初のシンボルの第1区間の長さと、前記最初のシンボルの第2区間の長さと、前記最後のシンボルの第1区間の長さと、前記最後のシンボルの第2区間の長さは、1つのシンボルの長さより小さいことを特徴とする方法。 - 前記第1副フレームの最初のシンボル及び最後のシンボルを除いたシンボルを利用して、データを受信する過程をさらに含むことを特徴とする請求項8に記載の方法。
- セルラネットワークにおける動作転換ギャップ区間を調整するための中継局の動作方法において、
第1副フレームに含まれる最初のシンボルの第1区間の間、第1動作転換を行った後、第2区間の間、データを送信する過程と、
第2副フレームに含まれる最初のシンボルの第1区間の間、第2動作転換を行った後、第2区間の間、データを受信する過程と
を含み、
前記第2区間の長さと、前記第1副フレームに含まれる前記最初のシンボルの第1区間の長さと、前記第2副フレームに含まれる前記最初のシンボルの第1区間の長さは、1つのシンボルの長さより小さいことを特徴とする方法。 - 前記最初のシンボルを生成する過程は、
所定個数の副搬送波にマッピングされる副チャネルを生成する過程と、
前記シンボルの全帯域に前記副チャネルを等間隔で繰り返しマッピングする過程と、
前記シンボルから動作転換区間にマッピングされた前記副チャネルを除去する過程と
を含むことを特徴とする請求項10に記載の方法。 - 前記動作転換区間は、RTG、TTGのうち、何れかであることを特徴とする請求項10に記載の方法。
- 前記第1動作転換区間及び第2動作転換区間は、同じ長さを有することを特徴とする請求項10に記載の方法。
- 前記第1動作転換区間及び第2動作転換区間は、異なる長さを有することを特徴とする請求項10に記載の方法。
- 前記第1副フレームの最初のシンボルを除いたシンボルを利用して、データを送信する過程と、
前記第2副フレームの最初のシンボルを除いたシンボルを利用して、データを受信する過程と
をさらに含むことを特徴とする請求項10に記載の方法。 - セルラネットワークにおける動作転換ギャップ区間を調整するための中継局の動作方法において、
第1副フレームに含まれる最初のシンボルの第1区間の間、第1動作転換を行った後、前記最初のシンボルの第2区間の間、データを受信する過程と、
第2副フレームに含まれる最初のシンボルの第1区間の間、第2動作転換を行った後、前記最初のシンボルの第2区間の間、データを送信する過程と
を含み、
前記第2区間の長さと、前記第1副フレームに含まれる前記最初のシンボルの第1区間の長さと、前記第2副フレームに含まれる前記最初のシンボルの第1区間の長さは、1つのシンボルの長さより小さいことを特徴とする方法。 - 前記第1副フレームの最初のシンボルを除いたシンボルを利用して、データを受信する過程と、
前記第2副フレームの最初のシンボルを除いたシンボルを利用して、データを送信する過程と
をさらに含むことを特徴とする請求項16に記載の方法。 - セルラネットワークにおける動作転換ギャップ区間を調整するための中継局の動作方法において、
第1副フレームに含まれる最後のシンボルの第1区間の間、データを送信した後、第2区間の間、第1動作転換を行う過程と、
第2副フレームに含まれる最後のシンボルの第1区間の間、データを受信した後、第2区間の間、第1動作転換を行う過程と
を含み、
前記第2区間の長さと、前記第1副フレームに含まれる前記最後のシンボルの第1区間の長さと、前記第2副フレームに含まれる前記最後のシンボルの第1区間の長さは、1つのシンボルの長さより小さいことを特徴とする方法。 - 前記最後のシンボルを生成する過程は、
所定個数の副搬送波にマッピングされる副チャネルを生成する過程と、
前記シンボルの全帯域に前記副チャネルを等間隔で繰り返しマッピングする過程と、
前記シンボルから動作転換区間にマッピングされた前記副チャネルを除去する過程と
を含むことを特徴とする請求項18に記載の方法。 - 前記動作転換区間は、RTG、TTGのうち、何れかであることを特徴とする請求項18に記載の方法。
- 前記第1副フレームの最後のシンボルを除いたシンボルを利用して、データを送信する過程と、
前記第2副フレームの最後のシンボルを除いたシンボルを利用して、データを受信する過程と
をさらに含むことを特徴とする請求項18に記載の方法。 - 前記第1動作転換区間と第2動作転換区間は、同じ長さを有することを特徴とする請求項18に記載の方法。
- 前記第1動作転換区間と第2動作転換区間は、異なる長さを有することを特徴とする請求項18に記載の方法。
- セルラネットワークにおける動作転換ギャップ区間を調整するための中継局の動作方法において、
第1副フレームに含まれる最後のシンボルの第1区間の間、データを受信した後、第2区間の間、第1動作転換を行う過程と、
第2副フレームに含まれる最後のシンボルの第1区間の間、データを送信した後、第2区間の間、第1動作転換を行う過程と
を含み、
前記第2区間の長さと、前記第1副フレームに含まれる前記最後のシンボルの第1区間の長さと、前記第2副フレームに含まれる前記最後のシンボルの第1区間の長さは、1つのシンボルの長さより小さいことを特徴とする方法。 - 前記第1副フレームの最後のシンボルを除いたシンボルを利用して、データを受信する過程と、
前記第2副フレームの最後のシンボルを除いたシンボルを利用して、データを送信する過程と
をさらに含むことを特徴とする請求項24に記載の方法。 - セルラネットワークにおける動作転換ギャップ区間を調整するための送信装置において、
フレームの構成方式に応じて、各副フレームで部分データシンボル及び全帯域に有効な情報が含まれる全体データシンボルの生成及び送信を制御する送信制御機と、
前記送信制御機の制御に応じてデータを符号化及び変調して、送信するデータを生成するフレーム構成器と、
前記送信制御機の制御に応じて前記データを利用して、部分データシンボルと前記全体データシンボルを生成して送信シンボルを構成する送信シンボル生成器と
を備え、
前記送信シンボル生成器は、
前記部分データシンボルを生成する部分データシンボル生成器と、
前記全体データシンボルを生成する全体データシンボル生成器と
を備え、
前記部分データシンボル生成器は、
所定個数の副搬送波にマッピングされる副チャネルを生成する順列生成器と、
前記副チャネルをインターリーブ(Interleave)資源割り当て方式に応じて、所定シンボルの全帯域の副搬送波に繰り返し的にマッピングする資源割り当て器と、
前記シンボルを逆高速フーリエ変換(Inverse Fast Fourier Transform)を行うIFFT演算器と、
前記逆高速フーリエ変換された並列データを直列データに変換し、前記全帯域から動作転換区間を除去するシンボル縮約器と
を備えることを特徴とする装置。 - 前記シンボル縮約器は、前記送信制御機から前記動作転換ギャップ区間の位置と長さを提供されて、前記シンボルの全帯域から前記動作転換区間に該当する副チャネルを除去することを特徴とする請求項26に記載の装置。
- 前記全体データシンボル生成器は、
資源割り当て方式に応じて副チャネルを生成して、所定シンボルの全帯域にマッピングする資源割り当て器と、
前記シンボルを逆高速フーリエ変換を行うIFFT演算器と、
前記逆高速フーリエ変換された並列データを直列データに変換する並列/直列変換器と を備えることを特徴とする請求項26に記載の装置。 - 前記送信シンボルに保護区間を挿入する保護区間挿入器と、
前記保護区間が挿入されたデジタル信号をアナログ信号に変換するデジタル/アナログ変換器と、
前記アナログ信号を外部に送信するアンテナと
をさらに備えることを特徴とする請求項26に記載の装置。 - セルラネットワークにおける動作転換ギャップ区間を調整するための受信装置において、
フレームの構成方式に応じて、動作転換区間のための制御信号を発生する受信制御機と、
前記受信制御機の制御に応じて、受信信号から前記動作転換区間を除いた受信データを検出する受信機と
を備え、
前記受信機は、
部分データシンボルを受信して検出する部分シンボル受信機と、
全帯域に有効な情報を含む全体データシンボルを受信する全体シンボル受信機と
を備え、
前記部分シンボル受信機は、
入力された信号のうち、動作転換区間を除いた部分シンボルのみを検出する部分シンボル抽出器と、
前記部分シンボルから保護区間を除去する保護区間除去器と、
前記保護区間が除去された部分シンボルに、前記動作転換区間の長さと同じゼロシーケンス(Sequence)を挿入するゼロパッド器と、
前記ゼロパッド器の出力信号を高速フーリエ変換(Fast Fourier Transform)を行うFFT演算器と、
前記高速フーリエ変換された信号から前記部分シンボルに該当する信号のみを抽出する資源ディマッピング器と
を備えることを特徴とする装置。 - 前記全体シンボル受信機は、
受信信号から所定シンボルを抽出するシンボル抽出器と、
前記シンボルから保護区間を除去する保護区間除去器と、
前記保護区間が除去された信号を高速フーリエ変換を行うFFT演算器と、
前記高速フーリエ変換された信号から前記全帯域にマッピングされた信号を抽出する資源ディマッピング器と
を備えることを特徴とする請求項30に記載の装置。
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