KR101209291B1 - Method for Improvement Performance Using Relay Uplink of 3GPP LTE System based Hybrid OFDMA/SC-FDMA, and Mobile Communication Terminal therefor - Google Patents
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Abstract
본 발명은 Hybrid OFDMA/SC-FDMA 기반의 3GPP LTE 시스템에서 상향링크 릴레이를 이용한 성능 향상 방법과 이를 위한 이동통신 단말기에 관한 것으로서, 셀 경계지역에서 통신망으로 데이터를 전송하기 위해 릴레이를 선택하고, 시간 슬롯마다 SC-FDMA와 OFDMA 중 어느 하나를 데이터 전송 기술로 선택함에 따라 전송 효율(throughput)을 증대시키기 위한 것이다.The present invention relates to a method for improving performance using an uplink relay in a hybrid OFDMA / SC-FDMA based 3GPP LTE system, and a mobile communication terminal for the same. The present invention relates to selecting a relay for transmitting data from a cell boundary to a communication network, and time. In order to increase throughput, one of SC-FDMA and OFDMA is selected as a data transmission technique for each slot.
Description
본 발명은 Hybrid OFDMA/SC-FDMA 기반의 3GPP LTE 시스템에서 상향링크 릴레이를 이용한 성능 향상 방법과 이를 위한 이동통신 단말기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 셀 경계지역에서 데이터 전송을 위해 릴레이를 선정하고, OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)와 SC-FDMA(Single Carrier Frequency. Division Multiple Access) 중 어느 하나를 데이터 전송 기술로 적용하여 3GPP LTE 시스템에서 셀 커버리지를 확장하고 전송 효율 (throughput)을 높이기 위한 Hybrid OFDMA/SC-FDMA 기반의 3GPP LTE 시스템에서 상향링크 릴레이를 이용한 성능 향상 방법과 이를 위한 이동통신 단말기에 관한 것이다.The present invention relates to a method for improving performance using an uplink relay in a hybrid OFDMA / SC-FDMA based 3GPP LTE system and a mobile communication terminal for the same. More specifically, the relay is selected for data transmission in a cell boundary region. Hybrid OFDMA to expand cell coverage and increase transmission efficiency in 3GPP LTE system by applying either Orthogonal Frequency Division Multiple Access (OFDMA) or Single Carrier Frequency. Division Multiple Access (SC-FDMA) as a data transmission technology The present invention relates to a performance improvement method using an uplink relay in a 3GPP LTE system based on / SC-FDMA, and a mobile communication terminal for the same.
3GPP LTE 시스템에서 상향링크는 SC-FDMA(Single Carrier Frequency Division Multiple Access)를 이용한다.In 3GPP LTE system, uplink uses Single Carrier Frequency Division Multiple Access (SC-FDMA).
도 1은 일반적인 SC-FDMA 블록 다이어그램을 나타내는 도면이다.1 is a diagram illustrating a general SC-FDMA block diagram.
하나의 반송파를 이용하여 데이터를 전송하는 이 방식은 도 1의 A, B 에서 도시하는 바와 같이, 전송단, 수신단에서 OFDMA 보다 각각 DFT(Discrete Fourier Transform), IDFT(Inverse Discrete Fourier Transform)가 추가된다. SC-FDMA는 하나의 반송파를 이용하는 특성상 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 보다 PAPR(Peak-to-Average Power Ratio)이 낮다. 낮은 PAPR은 단말에서 중요한 요소인 전력 효율을 높여준다. In this scheme of transmitting data using one carrier, as shown in A and B of FIG. 1, a Discrete Fourier Transform (DFT) and an Inverse Discrete Fourier Transform (IDFT) are added to the transmitting and receiving terminals, respectively, than OFDMA. . SC-FDMA has a lower Peak-to-Average Power Ratio (PAPR) than Orthogonal Frequency Division Multiple Access (OFDMA) due to the use of one carrier. Low PAPR increases power efficiency, which is an important factor in the terminal.
하지만, SC-FDMA는 주파수 영역에서 채널에 의해 신호가 심각하게 왜곡될 경우 수신단에서 주파수 영역 등화기를 사용한 후 IDFT를 거치면서 심각하게 왜곡 된 부분의 영향이 스프레딩(Spreading)되고 성능이 저하된다.However, when the signal is severely distorted by the channel in the frequency domain, SC-FDMA uses the frequency domain equalizer at the receiving end and then spreads and degrades the effects of the severely distorted portion through the IDFT.
또한, 변조 레벨(Modulation Level)이 높아짐에 따라 SC-FDMA의 장점인 PAPR의 효율이 저하된다. 3GPP LTE-Advanced에서는 이러한 PAPR 효율과 OFDMA와 SC-FDMA의 성능 차이를 적절히 보완하는 기술로서 Hybrid OFDMA/SC-FDMA가 제안되고 있다.In addition, as the modulation level is increased, the efficiency of PAPR, which is an advantage of SC-FDMA, is reduced. In 3GPP LTE-Advanced, Hybrid OFDMA / SC-FDMA has been proposed as a technique to properly compensate for such PAPR efficiency and performance difference between OFDMA and SC-FDMA.
도 2는 SC-FDMA와 Hybrid OFDMA/SC-FDMA를 설명하기 위한 도면이다.2 is a diagram for explaining SC-FDMA and Hybrid OFDMA / SC-FDMA.
도 2(가)는 SC-FDMA만을 사용하는 경우이고, (나)는 Hybrid OFDMA/SC-FDMA를 사용하는 경우의 예이다.2 (a) shows a case of using only SC-FDMA, and (b) shows an example of using Hybrid OFDMA / SC-FDMA.
Hybrid OFDMA/SC-FDMA는 이동통신 단말기가 기지국과 가까운 셀 중심지역에 위치한 경우 OFDMA를 사용하고, 셀 경계지역에 위치한 경우 PAPR 성능이 좋은 SC-FDMA를 사용하는 기술이다. SC-FDMA는 상술한 바와 같이 OFDMA 보다 성능은 다소 떨어지지만 이동통신 단말기에서 중요한 요소인 전력 효율이 좋기 때문에 적용한 다.Hybrid OFDMA / SC-FDMA is a technology that uses OFDMA when the mobile communication terminal is located in the cell center region close to the base station, and SC-FDMA with good PAPR performance when located in the cell boundary region. SC-FDMA is slightly lower in performance than OFDMA as described above, but is applied because power efficiency is an important factor in mobile communication terminals.
그러나, 셀 중심지역에서 기존 방식처럼 SC-FDMA를 사용하는 경우 낮은 PAPR을 이용하여 얻는 이득보다 OFDMA과의 성능 차이로 인한 손실이 더 크게 된다.However, when SC-FDMA is used in the cell center region, the loss due to the difference in performance from OFDMA is greater than the gain obtained by using low PAPR.
이러한 이유로 Hybrid OFDMA/SC-FDMA에서는 전력 효율이 중요한 셀 경계지역에서는 SC-FDMA를 사용하되 전력 효율이 보다 안정적인 셀 중심지역에서는 성능이 보다 뛰어난 OFDMA를 사용하여 전송 효율(throughput)을 증대 시키고자 하는 것이다.For this reason, SC-FDMA is used in the cell boundary area where power efficiency is important in Hybrid OFDMA / SC-FDMA, but OFDMA is used in the cell center area where power efficiency is more stable. will be.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 셀 경계지역에서 통신망으로 데이터를 전송하기 위해 릴레이를 선택하고, 시간 슬롯마다 SC-FDMA와 OFDMA 중 어느 하나를 데이터 전송 기술로 선택함에 따라 전송 효율(throughput)을 증대시키기 위한 Hybrid OFDMA/SC-FDMA 기반의 3GPP LTE 시스템에서 상향링크 릴레이를 이용한 성능 향상 방법과 이를 위한 이동통신 단말기를 제공하는데 그 기술적 과제가 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and the relay is selected to transmit data from the cell boundary area to the communication network, and transmission is performed by selecting one of SC-FDMA and OFDMA as a data transmission technique for each time slot. There is a technical problem to provide a method for improving performance using an uplink relay in a hybrid OFDMA / SC-FDMA based 3GPP LTE system to increase throughput and a mobile communication terminal for the same.
또한, 본 발명은 셀 커버리지를 증대시키기 위한 것이다.The present invention also aims to increase cell coverage.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 상향링크 릴레이를 이용한 성능 향상 시스템은 셀 경계지역으로 이동함에 따라, 이동통신 시스템으로 데이터를 전송하기 위한 릴레이 단말기를 선정하고, 기 설정된 기준에 따라 데이터를 전송하기 위한 전송 기술을 선택한 후, 선택된 전송 기술을 이용하여 릴레이 단말기로 데이터를 전송하는 이동통신 단말기; 및 In order to achieve the above object, a system for improving performance using an uplink relay according to the present invention selects a relay terminal for transmitting data to a mobile communication system as it moves to a cell boundary region, and transmits data according to a predetermined criterion. A mobile communication terminal for transmitting data to the relay terminal using the selected transmission technology after selecting a transmission technology for transmitting the data; And
상기 이동통신 단말기로부터 전송된 데이터를 검출한 후, 기 설정된 기준에 따라 데이터를 전송하기 위한 전송 기술을 선택한 후, 선택된 전송 기술을 이용하여 이동통신 시스템으로 데이터를 전송하는 릴레이 단말기;를 포함한다.And a relay terminal for detecting data transmitted from the mobile communication terminal, selecting a transmission technology for transmitting data according to a predetermined criterion, and then transmitting the data to the mobile communication system using the selected transmission technology.
다른 본 발명의 이동통신 단말기는 이동통신 단말기가 셀 경계지역으로 이동함에 따라, 이동통신 시스템으로 데이터를 전송하기 위해 릴레이를 이용할 것인지 여부를 판단하는 릴레이 적용 판단부; Another mobile communication terminal of the present invention includes a relay application determination unit that determines whether to use a relay to transmit data to the mobile communication system as the mobile communication terminal moves to the cell boundary area;
이동통신 단말기 주변에 위치하는 타 이동통신 단말기 중 송수신 성능 값이 가장 높은 이동통신 단말기를 릴레이 단말기로 선정하는 릴레이 선정부; A relay selecting unit configured to select a mobile communication terminal having the highest transmission / reception performance value among other mobile communication terminals located around the mobile communication terminal as a relay terminal;
기 설정된 기준에 따라, 릴레이 단말기로 데이터를 전송할 때 SC-FDMA(Single Carrier Frequency Division Multiple Access) 또는 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 중 어느 하나를 적용하도록 판단하는 전송 기술 선택부; A transmission technology selection unit for determining to apply either SC-FDMA (Single Carrier Frequency Division Multiple Access) or OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access) according to a preset criterion;
상기 전송 기술 선택부에 의해서 선택된 전송 기술을 이용하여 릴레이 단말기로 데이터를 전송하는 데이터 전송부;를 포함한다.And a data transmitter for transmitting data to the relay terminal using the transmission technique selected by the transmission technique selection unit.
상기 기 설정된 기준은 신호대잡음비(SNR)이며, 상기 전송 기술 선택부는, 신호대잡음비가 기준값 이상인 경우 OFDMA를 선택하고, 신호대잡음비가 기준값 이하인 경우 SC-FDMA를 선택하는 것이 바람직하다.The preset reference is a signal-to-noise ratio (SNR), and the transmission technology selector selects OFDMA when the signal-to-noise ratio is greater than or equal to the reference value, and selects SC-FDMA when the signal-to-noise ratio is less than or equal to the reference value.
상기 릴레이 선정부는, 하나 또는 복수 개의 릴레이 단말기를 선정하는 것이 바람직하다.Preferably, the relay selecting unit selects one or a plurality of relay terminals.
또 다른 본 발명의 릴레이 단말기는 셀 경계지역에 위치하는 이동통신 단말기로부터 전송된 데이터를 수신하는 데이터 수신부;Another relay terminal of the present invention includes a data receiving unit for receiving data transmitted from a mobile communication terminal located in a cell boundary area;
기 설정된 기준에 따라 SC-FDMA(Single Carrier Frequency Division Multiple Access) 또는 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 중 이동통신 시스템으로 데이터를 전송할 어느 하나를 선택하는 전송 기술 선택부; 및A transmission technology selection unit for selecting one of a single carrier frequency division multiple access (SC-FDMA) or an orthogonal frequency division multiple access (OFDMA) to transmit data to a mobile communication system according to a predetermined criterion; And
상기 전송 기술 선택부에 의해서 선택된 전송 기술을 이용하여 이동통신 시스템으로 데이터를 전송하는 데이터 전송부;를 포함한다.And a data transmitter for transmitting data to the mobile communication system using the transmission technology selected by the transmission technology selection unit.
상기 기 설정된 기준은 신호대잡음비(SNR)이며, The preset reference is a signal-to-noise ratio (SNR),
상기 전송 기술 선택부는, 신호대잡음비가 기준값 이상인 경우 OFDMA를 선택하고, 신호대잡음비가 기준값 이하인 경우 SC-FDMA를 선택하는 것이 바람직하다.The transmission technology selection unit preferably selects OFDMA when the signal-to-noise ratio is greater than or equal to the reference value, and selects SC-FDMA when the signal-to-noise ratio is less than or equal to the reference value.
또 다른 본 발명의 Hybrid OFDMA/SC-FDMA 기반의 3GPP LTE 시스템에서 상향링크 릴레이를 이용한 성능 향상 방법은 a) 이동통신 단말기가 셀 경계지역으로 이동함에 따라, 자신을 제외한 이동통신 단말기를 검색하는 단계;In another hybrid OFDMA / SC-FDMA based 3GPP LTE system of the present invention, a method for improving performance using an uplink relay includes: a) searching for a mobile communication terminal except for itself as the mobile communication terminal moves to a cell boundary; ;
b) 이동통신 단말기가 릴레이로 활용할 이동통신 단말기(릴레이 단말기)를 선택하는 단계;b) selecting a mobile communication terminal (relay terminal) to be used as a relay by the mobile communication terminal;
c) 이동통신 단말기가 기 설정된 기준에 따라 SC-FDMA 또는 OFDM 중 어느 하나를 선택하여 릴레이 단말기로 데이터를 전송하는 단계; 및c) transmitting, by the mobile terminal, data to the relay terminal by selecting either SC-FDMA or OFDM according to a preset criterion; And
d) 릴레이 단말기가 기 설정된 기준에 따라 SC-FDMA 또는 OFDM 중 어느 하나를 선택하여 이동통신 단말기로부터 수신한 데이터를 기지국으로 전송하는 단계;를 포함한다.and d) selecting, by the relay terminal, any one of SC-FDMA and OFDM according to a preset criterion and transmitting data received from the mobile communication terminal to the base station.
상기 c) 단계에서, In step c),
이동통신 단말기가 신호대잡음비가 기준값 이상인 경우 OFDMA를 선택하고, 신호대잡음비가 기준값 이하인 경우 SC-FDMA를 선택하고,The mobile terminal selects OFDMA when the signal-to-noise ratio is above the reference value, and selects SC-FDMA when the signal-to-noise ratio is below the reference value.
상기 d) 단계에서, In step d),
릴레이 단말기가 신호대잡음비가 기준값 이상인 경우 OFDMA를 선택하고, 신호대잡음비가 기준값 이하인 경우 SC-FDMA를 선택하는 것이 바람직하다.Preferably, the relay terminal selects OFDMA when the signal-to-noise ratio is greater than or equal to the reference value, and selects SC-FDMA when the signal-to-noise ratio is less than or equal to the reference value.
상술한 바와 같이 본 발명의 Hybrid OFDMA/SC-FDMA 기반의 3GPP LTE 시스템에서 상향링크 릴레이를 이용한 성능 향상 방법과 이를 위한 이동통신 단말기는 셀 경계지역에서 통신망으로 데이터를 전송하기 위해 릴레이를 선택하고, 시간 슬롯마다 SC-FDMA와 OFDMA 중 어느 하나를 데이터 전송 기술로 선택함에 따라 전송 효율(throughput)을 증대시킨다는 효과를 기대할 수 있다.As described above, in the hybrid OFDMA / SC-FDMA based 3GPP LTE system of the present invention, a method for improving performance using an uplink relay and a mobile communication terminal for selecting the relay to transmit data to a communication network in a cell boundary region, As one of SC-FDMA and OFDMA is selected as a data transmission technique for each time slot, an effect of increasing throughput may be expected.
또한, 본 발명은 이동통신 단말기가 릴레이 단말기를 이용하여 통신망으로 데이터를 전송함에 따라 셀 커버리지를 증대시킨다는 효과를 기대할 수 있다.In addition, the present invention can be expected to increase the cell coverage as the mobile communication terminal transmits data to the communication network using a relay terminal.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
3GPP LTE-Advanced에 제안되고 있는 유력한 기술 중 또 하나는 다중 홉 릴레이 기술이다. 제안되고 있는 여러 형태 중에 본 발명에서는 도 3과 같은 구조를 가정하기로 한다.Another powerful technology proposed for 3GPP LTE-Advanced is multi-hop relay technology. Among the various forms proposed, the present invention assumes a structure as shown in FIG. 3.
도 3은 본 발명에 의한 다중 홉 릴레이 구조를 설명하기 위한 도면으로서, 이동통신 단말기(UE1, 10)와 릴레이로 선택된 이동통신 단말기(P1, 20, 이하에서는 릴레이 단말기라 함)의 구조를 나타낸다.3 is a view for explaining the structure of a multi-hop relay according to the present invention, and shows the structure of the mobile communication terminals UE1 and 10 and the mobile communication terminals P1 and 20 (hereinafter, referred to as relay terminals) selected as relays.
먼저, 셀 경계지역에 위치하는 이동통신 단말기(10)는 릴레이로 활용할 수 있는 자신을 제외한 다른 이동통신 단말기를 검색한다.First, the
이동통신 단말기(10)는 검색된 릴레이 단말기(20)로 데이터를 전송하고, 릴레이 단말기(20)는 수신한 데이터를 다시 기지국(30)으로 전송하여 셀 경계지역에 위치한 이동통신 단말기(10)의 데이터 전송률을 높인다. 이는, 결국 셀 커버리지를 확장시키게 되는 것이다. The
이하에서는 개시하는 이동통신 단말기는 SC-FDMA와 OFDMA 모두 송수신이 가능하다고 가정하기로 한다. 또한, 릴레이 프로토콜은 도 4에서 개시하는 릴레이 프로토콜로 가정하기로 한다.In the following description, it will be assumed that the mobile communication terminal is capable of transmitting and receiving both SC-FDMA and OFDMA. In addition, it is assumed that the relay protocol is a relay protocol disclosed in FIG. 4.
만약, 이동통신 단말기가 릴레이를 이용하지 않는 경우에는 셀 중심지역에서 OFDMA를 적용하고, 셀 경계지역에서는 SC-FDMA를 사용하는 기존 Hybrid OFDMA/SC-FDMA 방식을 그대로 적용한다.If the mobile communication terminal does not use a relay, OFDMA is applied in the cell center region, and the existing hybrid OFDMA / SC-FDMA scheme using SC-FDMA is applied in the cell boundary region.
이하에서는, 이동통신 단말기(100)의 주위에 릴레이로 활용할 수 있는 이동통신 단말기가 존재하는 경우를 예로 들어 설명하기로 한다.Hereinafter, a case in which a mobile communication terminal that can be utilized as a relay around the
도 5는 본 발명에 의한 이동통신 단말기의 구성을 나타내는 도면이다.5 is a view showing the configuration of a mobile communication terminal according to the present invention.
도시하는 바와 같이, 이동통신 단말기(100)는 무선 통신부(110), 입력 부(120), 출력부(130), 메모리(140), 릴레이 적용 판단부(150), 릴레이 선정부(160), 전송 기술 선택부(170) 및 데이터 전송부(180)를 포함한다.As shown, the
이동 통신망과의 통신을 수행하기 위한 무선 통신부(110), 이동통신 단말(100)의 입력 제어를 위한 입력부(120), 음성 통화 서비스나 데이터 서비스 이용 시 필요한 데이터를 청각 또는 시각으로 제공하기 위한 출력부(130), 각종 데이터를 저장하기 위한 메모리(140)는 이동통신 단말의 일반적인 구성이므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다.A
릴레이 적용 판단부(150)는 이동통신 단말기(100)가 셀 경계지역에 위치함에 따라, 기지국(300)으로 데이터를 전송하기 위해 릴레이를 이용할 것인지 여부를 판단한다.The relay
릴레이 선정부(160)는 이동통신 단말기(100) 주변에 위치하는 타 이동통신 단말기 중 송수신 성능이 뛰어난 환경에 있는 이동통신 단말기를 릴레이 단말기로 선정한다.The
여기에서, 릴레이 선정부(160)가 타 이동통신 단말기와 통신망 간의 신호 송수신 성능을 확인하는 기술은 이미 공지된 기술에 해당되기 때문에 상세한 설명은 생략하기로 한다.Here, since the
전송 기술 선택부(170)는 기 설정된 기준에 따라, 릴레이 단말기(200)로 데이터를 전송할 때 SC-FDMA 또는 OFDMA 중 어느 하나를 적용하도록 판단한다. The
여기에서, 기 설정된 기준은 신호대잡음비(Signal-to-noise ratio, 이하 SNR로 하기로 함)로, SNR이 기준값 이상인 경우 OFDMA를 적용하도록 하고, SNR이 기준 값 이하인 경우 SC-FDMA를 적용하도록 한다.Here, the preset reference is a signal-to-noise ratio, SNR is equal to or greater than the reference value, OFDMA is applied, and if SNR is equal to or less than the reference value, SC-FDMA is applied.
예를 들어, 전송 기술 선택부(170)는 낮은 SNR에서는 SC-FDMA를 적용하여 데이터를 전송하도록 하고, 높은 SNR에서는 OFDMA를 적용하여 데이터를 전송하도록 한다.For example, the
한편, 기 설정된 기준은 신호대잡음비 이외에도 거리를 더 포함하는 것이 가능하며, 신호대잡음비와 거리를 각각 적용하거나 또는 2가지 모두를 적용한다.Meanwhile, the preset reference may further include a distance in addition to the signal-to-noise ratio, and apply the signal-to-noise ratio and the distance, or both.
데이터 전송부(180)는 전송 기술 선택부(170)에 의해서 선택된 전송 기술을 이용하여 릴레이 단말기(200)로 데이터를 전송한다.The
도 6은 본 발명에 의한 릴레이 단말기의 구성을 나타내는 도면이다.6 is a diagram illustrating a configuration of a relay terminal according to the present invention.
도시하는 바와 같이, 릴레이 단말기(200)는 통신망을 통해 통신을 수행하기 위한 무선 통신부(210), 데이터 수신부(220), 전송 기술 선택부(230) 및 데이터 전송부(240)를 포함한다.As illustrated, the
데이터 수신부(220)는 이동통신 단말기(100)로부터 전송된 데이터를 비롯하여 통신망을 통해 전송되는 데이터를 수신한다.The
전송 기술 선택부(230)는 기 설정된 기준에 따라, 기지국(300)으로 데이터를 전송할 때 SC-FDMA 또는 OFDMA 중 어느 하나를 적용하도록 판단한다. The transmission
여기에서, 기 설정된 기준은 SNR로, SNR이 기준값 이상인 경우 OFDMA를 적용하도록 하고, SNR이 기준값 이하인 경우 SC-FDMA를 적용하도록 한다.Here, the preset reference is SNR, and when the SNR is equal to or greater than the reference value, OFDMA is applied and when the SNR is equal to or less than the reference value, SC-FDMA is applied.
즉, 전송 기술 선택부(230)는 낮은 SNR에서는 SC-FDMA를 적용하여 데이터를 전송하도록 하고, 높은 SNR에서는 OFDMA를 적용하여 데이터를 전송하도록 한다.That is, the
데이터 전송부(240)는 전송 기술 선택부(230)에 의해서 선택된 전송 기술을 이용하여 기지국(300)으로 데이터를 전송한다.The
도 7은 본 발명에 의한 Hybrid OFDMA/SC-FDMA와 다중 홉 릴레이를 설명하기 위한 도면으로서, 상술한 기술의 다양한 경우에 대해 설명하기로 한다.FIG. 7 is a diagram for describing Hybrid OFDMA / SC-FDMA and a multi-hop relay according to the present invention, and various cases of the above-described technology will be described.
먼저, 도 7의 (가)는 이동통신 단말기(100)가 셀 경계지역에 위치해 있을 때, 셀 중심지역에 위치한 이동통신 단말기(200)를 릴레이 선정하여 이용하는 경우이다. First, (a) of FIG. 7 illustrates a case in which a
이동통신 단말기(100)와 릴레이 단말기(200)의 거리가 멀기 때문에 첫 번째 슬롯(phase 1)에서 이동통신 단말기(100)는 전력 효율이 좋은 SC-FDMA를 사용하여 릴레이 단말기(200)로 데이터를 전송한다.Since the distance between the
그리고, 두 번째 슬롯(phase 2)에서 릴레이 단말기(200)는 OFDMA를 사용하여 이동통신 단말기(100)로부터 전송된 데이터를 기지국(300)으로 전송한다. 이러한 경우, 전력 효율은 SC-FDMA 보다 떨어지지만 기지국(300)과 가깝기 때문에 성능이 뛰어난 OFDMA를 사용하여 전송 효율(throughput)을 증대시킬 수 있으며, 동시에 릴레이를 이용하여 커버리지를 증대시키는 효과를 얻을 수 있다.In the second slot (phase 2), the
도 7의 (나)는 셀 경계지역에 위치한 이동통신 단말기(100)가 기지국(300)에 더 가까운 릴레이 단말기(200)를 선택하여 이용하는 경우이다.FIG. 7B illustrates a case in which the
첫 번째 슬롯(phase 1)에서 이동통신 단말기(100)와 릴레이 단말기(200)의 거리가 가깝기 때문에 이동통신 단말기(100)는 보다 성능이 좋은 OFDMA를 사용하여 릴레이 단말기(200)에게 데이터를 전송하며 두 번째 슬롯(phase 2)에서 기지 국(300)과 거리가 먼 릴레이 단말기(200)는 SC-FDMA를 사용한다. 이러한 경우, (가)와 마찬가지로 SNR(또는 거리)에 따라 OFDMA와 SC-FDMA를 적절히 사용하여 throughput과 커버리지를 증대시킨다.Since the distance between the
도 7의 (다)는 기지국(300), 릴레이 단말기(200) 및 이동통신 단말기(100) 서로 간의 거리가 가까운 경우이다.7C illustrates a case where the distance between the
서로의 거리가 가깝기 때문에 전력 효율은 떨어지지만 보다 성능이 뛰어난 OFDMA를 모두 사용할 수 있다. Because of their close proximity to each other, they are less power efficient, but they can use all the better OFDMAs.
상술한 (나)와 (다)의 경우, Hybrid OFDMA/SC-FDMA와는 달리 릴레이의 위치에 따라 전송 기법을 선택하게 된다.In the case of (b) and (c) described above, unlike the hybrid OFDMA / SC-FDMA, the transmission scheme is selected according to the position of the relay.
한편, 이동통신 단말기(100)가 셀 경계지역에 위치해 있더라도 릴레이가 가까이 위치해 있으면 OFDMA를 사용할 수 있는 것이다.On the other hand, even if the
도 7의 (라)는 기존의 SC-FDMA만 사용하는 시스템에 릴레이를 도입한 경우이다. 도시하는 것과 같이, 릴레이와 SC-FDMA만을 사용하는 경우 커버리지는 가장 증가한다.FIG. 7D illustrates a case in which a relay is introduced into a conventional system using only SC-FDMA. As shown, coverage increases most when using only relays and SC-FDMA.
도 8은 본 발명에 의한 다수의 릴레이를 활용한 데이터 전송 방법을 설명하기 위한 도면으로, 릴레이로 활용할 이동통신 단말기를 복수 개 선택하는 경우이다. 이 방법 또한 도 7에서 제안된 방법들이 적용 가능하다.8 is a view for explaining a data transmission method using a plurality of relays according to the present invention, a case where a plurality of mobile communication terminals to be used as a relay is selected. This method is also applicable to the methods proposed in FIG.
도 8에서 릴레이로 선택된 이동통신 단말기의 수는 3개로 P1, P2, P3이다.The number of mobile communication terminals selected as relays in FIG. 8 is three, P1, P2, and P3.
먼저, 이동통신 단말기(100)는 주변에 위치하는 이동통신 단말기 중 송수신 성능이 뛰어난 환경에 있는 이동통신 단말기 P1, P2, P3를 릴레이 단말기로 선택한 다.First, the
이 경우, 첫 번째 슬롯(phase 1)에서 이동통신 단말기(100)는 복수의 릴레이 단말기(P1, P2, P3, 200) 모두로 데이터를 전송하고, 두 번째 슬롯(phase 2)에서 릴레이 단말기(200)는 기지국(300)으로 이동통신 단말기(100)로부터 수신한 데이터를 전송한다. 이러한 경우, 이동통신 단말기(100)와 릴레이 단말기(200)의 협력을 통해 다이버시티 이득을 얻을 수 있다는 효과를 기대할 수 있다.In this case, the
도 9는 본 발명에 의한 릴레이를 활용한 데이터 전송 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.9 is a flowchart illustrating a data transmission method using a relay according to the present invention.
먼저, 이동통신 단말기(100)는 셀 경계지역에 위치함에 따라, 릴레이 이용을 판단한다(S101).First, as the
이어서, 이동통신 단말기(100)는 주변에 위치하는 복수의 이동통신 단말기(200)를 검색한다(S103).Subsequently, the
이동통신 단말기(100)는 검색된 복수의 이동통신 단말기(200) 중 송수신 성능이 뛰어난 환경에 있는 이동통신 단말기를 릴레이 단말기로 선정한다(S105).The
여기에서, 이동통신 단말기(100)는 릴레이 단말기를 하나 또는 복수 개 선택하는 것이 가능하다. 만약, 릴레이 단말기를 복수 개 선택할 경우, 다이버시티 효과도 기대할 수 있다.Here, the
단계 S105에서, 이동통신 단말기(100)가 타 이동통신 단말기와 통신망 간의 신호 송수신 성능을 확인하는 기술은 이미 공지된 기술에 해당되기 때문에 상세한 설명은 생략하기로 한다.In step S105, since the technology for confirming the signal transmission and reception performance between the other mobile communication terminal and the communication network corresponds to a known technique, a detailed description thereof will be omitted.
이동통신 단말기(100)는 기 설정된 기준에 따라, 릴레이 단말기(200)로 데이터를 전송할 때 SC-FDMA 또는 OFDMA 중 어느 하나를 적용하도록 판단한다(S107). The
여기에서, 기 설정된 기준은 SNR로, SNR이 기준값 이상인 경우 OFDMA를 적용하도록 하고, SNR이 기준값 이하인 경우 SC-FDMA를 적용하도록 한다.Here, the preset reference is SNR, and when the SNR is equal to or greater than the reference value, OFDMA is applied and when the SNR is equal to or less than the reference value, SC-FDMA is applied.
즉, 이동통신 단말기(100)는 낮은 SNR에서는 SC-FDMA를 적용하여 데이터를 전송하도록 하고, 높은 SNR에서는 OFDMA를 적용하여 데이터를 전송하도록 한다.That is, the
한편, 기 설정된 기준은 신호대잡음비 이외에도 거리를 더 포함하는 것이 가능하며, 신호대잡음비와 거리를 각각 적용하거나 또는 2가지 모두를 적용한다.Meanwhile, the preset reference may further include a distance in addition to the signal-to-noise ratio, and apply the signal-to-noise ratio and the distance, or both.
이동통신 단말기(100)는 단계 S107에서 선택된 전송 기술을 이용하여 릴레이 단말기(200)로 데이터를 전송한다(S109).The
릴레이 단말기(200)는 이동통신 단말기(100)로부터 수신한 데이터를 검출하고(S111), 기 설정된 기준에 따라 기지국(300)으로 데이터를 전송할 전송 기술을 선택한다(S113).The
이후, 릴레이 단말기(200)는 단계 S113에서 선택된 전송 기술을 이용하여 기지국(300)으로 데이터를 전송한다(S115).Thereafter, the
이와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구 범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Thus, those skilled in the art will appreciate that the present invention may be embodied in other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof. It is therefore to be understood that the embodiments described above are to be considered in all respects only as illustrative and not restrictive. The scope of the present invention is shown by the following claims rather than the detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be construed as being included in the scope of the present invention. do.
이상과 같이, 본 발명의 Hybrid OFDMA/SC-FDMA 기반의 3GPP LTE 시스템에서 상향링크 릴레이를 이용한 성능 향상 방법과 이를 위한 이동통신 단말기는 셀 경계지역에서 통신망으로 데이터를 전송하기 위해 릴레이를 선택하고, 시간 슬롯마다 SC-FDMA와 OFDMA 중 어느 하나를 데이터 전송 기술로 선택함에 따라 throughput과 셀 커버리지를 증대시킬 필요성이 높은 것에 적합하다.As described above, in the Hybrid OFDMA / SC-FDMA-based 3GPP LTE system of the present invention, a method for improving performance using an uplink relay and a mobile communication terminal selecting the relay to transmit data to a communication network in a cell boundary region, As one of SC-FDMA and OFDMA is selected as a data transmission technique for each time slot, it is suitable for a high need for increasing throughput and cell coverage.
도 1은 일반적인 SC-FDMA 블록 다이어그램을 나타내는 도면,1 is a diagram showing a general SC-FDMA block diagram,
도 2는 SC-FDMA와 Hybrid OFDMA/SC-FDMA를 설명하기 위한 도면,2 is a diagram for explaining SC-FDMA and Hybrid OFDMA / SC-FDMA;
도 3은 본 발명에 의한 다중 홉 릴레이 구조를 설명하기 위한 도면,3 is a view for explaining a multi-hop relay structure according to the present invention;
도 4는 본 발명에 의한 릴레이 프로토콜을 나타내는 도면,4 is a diagram showing a relay protocol according to the present invention;
도 5는 본 발명에 의한 이동통신 단말기의 구성을 나타내는 도면,5 is a view showing the configuration of a mobile communication terminal according to the present invention;
도 6은 본 발명에 의한 릴레이 단말기의 구성을 나타내는 도면,6 is a view showing the configuration of a relay terminal according to the present invention;
도 7은 본 발명에 의한 Hybrid OFDMA/SC-FDMA와 다중 홉 릴레이를 설명하기 위한 도면,7 is a diagram for explaining a hybrid OFDMA / SC-FDMA and a multi-hop relay according to the present invention;
도 8은 본 발명에 의한 다수의 릴레이를 활용한 데이터 전송 방법을 설명하기 위한 도면,8 is a view for explaining a data transmission method using a plurality of relays according to the present invention;
도 9는 본 발명에 의한 릴레이를 활용한 데이터 전송 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.9 is a flowchart illustrating a data transmission method using a relay according to the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
100 : 이동통신 단말기 110, 210 : 무선 통신부100:
120 : 입력부 130 : 출력부120: input unit 130: output unit
140 : 메모리 150 : 릴레이 적용 판단부140: memory 150: relay application determination unit
160 : 릴레이 선정부 170 : 전송 기술 선택부160: relay selector 170: transmission technology selector
180 : 데이터 전송부 200 : 릴레이 단말기180: data transmission unit 200: relay terminal
220 : 데이터 수신부 230 : 전송 기술 선택부220: data receiving unit 230: transmission technology selection unit
240 : 데이터 전송부240: data transmission unit
Claims (8)
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---|---|---|---|
KR1020090035520A KR101209291B1 (en) | 2009-04-23 | 2009-04-23 | Method for Improvement Performance Using Relay Uplink of 3GPP LTE System based Hybrid OFDMA/SC-FDMA, and Mobile Communication Terminal therefor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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ID=43403672
Family Applications (1)
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Citations (2)
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JP2007151059A (en) | 2005-03-31 | 2007-06-14 | Ntt Docomo Inc | Transmitting apparatus, receiving apparatus, mobile communication system, and transmission control method |
JP2008206045A (en) | 2007-02-22 | 2008-09-04 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Radio communication system and dadio device |
-
2009
- 2009-04-23 KR KR1020090035520A patent/KR101209291B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (2)
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