KR101584550B1 - 분산 안테나 시스템에서의 신호 송수신 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 분산 안테나 시스템(distributed antenna system: DAS)에서 기지국이 단말에 신호를 전송하는 방법에 있어서, 무선 프레임의 제1 영역에서 중앙집중형 안테나(centralized antenna: CA)를 이용하여 신호를 하향링크 전송하는 단계; 및 상기 무선 프레임에서 중계기(relay)의 백홀링크용으로 사용되는 제2 영역에서 분산 안테나(distributed antenna: DA)를 이용하여 신호를 하향링크 전송하는 단계를 포함하며, 상기 제1 영역 및 상기 제2 영역은 시분할 다중화된, 기지국의 신호 전송 방법.

Description

분산 안테나 시스템에서의 신호 송수신 방법 및 장치{method and apparatus of transmitting and receiving signal in distributed antenna system}
본 발명은 분산 안테나 시스템(distributed antenna system: DAS)에서의 신호 송수신 방법에 관한 것으로, 구체적으로는 DAS에서 사용하는 프레임 구조를 이용하여 신호를 송수신하는 방법에 관한 것이다.
정보 산업의 발달에 따라 다양한 종류의 대용량 데이터를 고속으로 전송할 수 있는 기술이 요구되고 있고, 이를 위해 기존의 셀 내에 다수의 분산 안테나를 두어 음영지역의 해소 및 커버리지(coverage) 확장을 위한 DAS 방식이 연구되고 있다.
DAS는 단일 기지국(base station)과 유선 또는 전용회선으로 연결된 다수의 분산 안테나를 활용한 시스템으로, 단일 기지국은 기지국이 서비스하는 셀 내부에 소정 거리 이상 떨어져 위치하는 복수 개의 안테나를 관리한다. 복수 개의 안테나들이 셀 내에서 소정 거리 이상 떨어져 분산되어 위치한다는 점에서 복수 개의 기지국 안테나들이 셀 중앙에 집중되어 있는 중앙집중형 안테나 시스템(centralized antenna system: CAS)과 구별된다. CAS는 일반적으로 WCDMA(wideband code division multiple access), HSPA(high speed packet access), LTE(long term evolution)/LTE-A(long term evolution-advanced), 802.16과 같은 셀룰러 통신 시스템으로 셀 기반의 구조에서 하나의 기지국에 다중 안테나를 설치하여 OL-MIMO(open loop-multi input multi output), CL-SU-MIMO(close loop-single user-multi input multi output), CL-MU-MIMO(close loop-multi user-multi input multi output), Multi-BS-MIMO(multi-base station-multi input multi output) 등과 같은 다양한 다중 안테나 기법을 사용하는 시스템이다.
DAS는 분산 안테나 각각의 유닛이 해당 안테나의 영역을 자체적으로 관할하는 것이 아닌 셀 중앙의 기지국에서 셀 내 위치한 모든 분산 안테나 영역을 관할한다는 점에서 펨토 셀(Femto cell)과 구별된다. 또한, 분산 안테나 유닛들이 유선 또는 전용회선으로 연결되어 있다는 점에서 기지국과 중계국(Remote Station: RS) 사이가 무선으로 연결된 다중 홉 방식의 릴레이 시스템(relay system) 또는 애드혹(ad-hoc) 네트워크와도 구별된다. 또한, 기지국의 명령에 따라 분산 안테나 각각이 안테나에 인접한 각각의 단말에 서로 다른 신호를 전송할 수 있다는 점에서 단순히 신호를 증폭해서 전송하는 리피터(repeater) 구조와도 구별된다.
이러한 DAS는 분산 안테나들이 동시에 서로 다른 데이터 스트림을 송수신하여 단일 또는 다중의 이동 단말(mobile satation)을 지원할 수 있다는 점에서 일종의 다중 입출력(multiple input multiple output: MIMO) 시스템으로 볼 수 있다. MIMO 시스템 관점에서, DAS는 셀 내에 다양한 위치에 분산된 안테나들로 CAS에 비해 각 안테나별로 전송 영역이 축소되어 송신 전력을 감소시키는 효과를 얻을 수 있다. 또한, 안테나와 단말 간의 전송 거리 단축을 통해 경로 손실을 감소시켜 데이터의 고속 전송이 가능하게 함으로써, 셀룰러 시스템의 전송 용량 및 전력 효율을 높일 수 있고, 셀 내의 사용자의 위치에 상관없이 CAS에 상대적으로 균일한 품질의 통신성능을 만족시킬 수 있다. 또한, 기지국과 다수의 분산 안테나들이 유선 또는 전용회선으로 연결되어 있어, 신호 손실이 적고 안테나 간의 상관도 및 간섭이 감소되어 높은 신호 대 간섭 잡음비(signal to interference plus noise ratio: SINR)를 가질 수 있다.
이와 같이, DAS는 차세대 이동 통신 시스템에서 기지국 증설 비용과 백홀망의 유지 비용을 줄이는 동시에, 서비스 커버리지의 확대와 채널용량 및 SINR의 향상을 위해, 기존의 CAS와 병행하거나 또는 CAS를 대체하여 셀룰러 통신의 새로운 기반이 될 수 있다.
상술한 바와 같은 논의를 바탕으로 이하에서는 DAS를 이용하는 경우, CAS와 같은 종래의 이동 통신 시스템에서 동작되는 단말에는 영향을 미치지 않고, DAS를 지원하는 기지국 및 단말을 고려하여 통신하는 방법을 제안하고자 한다.
구체적으로는, 중계 기능을 이용하는 경우 사용하는 프레임 구조에서 릴레이 존과 같이 단말이 동작을 수행하지 않는 서브 프레임 구간을 DAS 존으로 이용하여 통신을 수행하는 방법을 제안하고자 한다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 분산 안테나 시스템(distributed antenna system: DAS)에서 기지국이 단말에 신호를 전송하는 방법은, 무선 프레임의 제1 영역에서 중앙집중형 안테나(centralized antenna: CA)를 이용하여 신호를 하향링크 전송하는 단계 및 상기 무선 프레임에서 중계기(relay)의 백홀링크용으로 사용되는 제2 영역에서 분산 안테나(distributed antenna: DA)를 이용하여 신호를 하향링크 전송하는 단계를 포함한다. 이때, 상기 제1 영역 및 상기 제2 영역은 시분할 다중화될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 신호 전송 방법은, 상기 제1 영역을 통해 상기 기지국이 속한 무선 통신 시스템은 중계기를 이용할 수 있는 시스템이라는 시스템 설정 정보 및 상기 제2 영역을 상기 DAS에 속한 기지국과 단말이 동작하는 DAS 존으로 이용한다는 제어 정보를 셀 영역 내 방송하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1 영역을 통해 상기 기지국이 속한 무선 통신 시스템은 중계기를 이용할 수 있는 시스템으로, 상기 시스템 내 중계기는 존재하지 않고 DAS를 이용하여 통신을 수행하는 시스템이라는 시스템 설정 정보를 셀 영역 내 방송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1 영역을 통해 상기 DAS를 구성하기 위한 설정 파라미터를 포함하는 메시지를 하향링크 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 설정 파라미터는 상기 기지국의 CA 및 DA를 합한 총 안테나 개수 정보, DA 개수 정보, 상기 DAS를 지원하는 단말과 연관된 특정 DA의 인덱스 정보, 상기 특정 DA를 구성하는 안테나의 개수 정보 및 상기 특정 DA를 구성하는 안테나의 인덱스 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 분산 안테나 시스템(distributed antenna system: DAS)에 속한 단말이 기지국으로부터 신호를 수신하는 방법은, 무선 프레임의 제1 영역에서 상기 기지국의 중앙집중형 안테나(centralized antenna: CA)를 통해 중계기를 이용할 수 있는 시스템이라는 시스템 설정 정보 및 상기 무선 프레임에서 중계기의 백홀링크용으로 사용되는 제2 영역을 DAS에 속한 기지국과 단말이 동작할 수 있는 DAS 존으로 할당하는 제어 정보를 하향링크 수신하는 단계 및 상기 제2 영역에서 상기 기지국의 분산 안테나(distributed antenna: DA)를 통해 신호를 하향링크 수신하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 신호 수신 방법은, 상기 제1 영역을 통해 상기 DAS를 구성하기 위한 설정 파라미터를 포함하는 메시지를 하향링크 수신하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 설정 파라미터는 상기 기지국의 CA 및 DA를 합한 총 안테나 개수 정보, DA 개수 정보, 상기 단말과 연관된 특정 DA의 인덱스 정보, 상기 특정 DA를 구성하는 안테나의 개수 정보 및 상기 특정 DA를 구성하는 안테나의 인덱스 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이때, 상기 시스템 정보, 상기 제어 정보 및 상기 메시지를 수신한 상기 단말은 상기 제1 영역에서 동작하지 않을 수 있다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 분산 안테나 시스템(distributed antenna system: DAS)에 속한 기지국은, 복수 개의 중앙집중형 안테나(centralized antenna: CA) 및 분산 안테나 (distributed antenna: DA)를 포함하는 안테나부, 신호를 전송하기 위한 송신 모듈 및 무선 프레임을 제1 영역과 중계기(relay)의 백홀링크용으로 사용되는 제2 영역으로 시분할 다중화하고, 상기 제1 영역에서 CA를 통해 신호를 하향링크 전송하고, 상기 제2 영역에서 DA를 통해 신호를 하향링크 전송하도록 수행하는 프로세서를 포함한다.
상기 프로세서는, 상기 기지국이 속한 무선 통신 시스템이 중계기 및 DAS를 지원하는지에 관한 시스템 설정 정보, 상기 제 2영역을 상기 DAS에 속한 기지국과 단말이 동작하는 DAS 존으로 이용한다는 제어 정보 및 상기 DAS존을 구성하기 위한 설정 파라미터를 생성하여 상기 제1 영역을 통해 전송하도록 수행할 수 있다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 분산 안테나 시스템(distributed antenna system: DAS)에 속한 단말은, 무선 프레임의 제1 영역에서 상기 DAS에 속한 기지국으로부터 상기 단말이 속한 무선 통신 시스템이 중계기를 이용할 수 있는 시스템이라는 시스템 설정 정보 및 상기 무선 프레임에서 중계기의 백홀링크용으로 사용되는 제2 영역을 상기 DAS에 속한 기지국과 단말이 동작할 수 있는 DAS 존으로 할당한다는 제어 정보를 수신하기 위한 수신 모듈 및 상기 시스템 설정 정보 및 상기 제어 정보를 토대로 상기 제1 영역 및 상기 제2 영역에서의 동작 여부를 결정하는 프로세서를 포함한다.
상기 실시형태들은 본 발명의 바람직한 실시예들 중 일부에 불과하며, 본원 발명의 기술적 특징들이 반영된 다양한 실시예들이 당해 기술분야의 통상적인 지식을 가진 자에 의해 이하 상술할 본 발명의 상세한 설명을 기반으로 도출되고 이해될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, CAS와 같은 종래의 이동 통신 시스템에서 동작되는 단말에는 영향을 미치지 않고, DAS를 지원하는 기지국 및 단말을 고려하여 통신을 수행할 수 있다.
본 발명의 부가적인 장점, 목적, 특징들은 이하의 설명을 통해 또는 당업자가 이하의 설명에 기반하여 본 발명을 실시함에 따라 용이하게 알 수 있다. 또한, 본 발명은 당업자가 이하의 설명에 기반하여 본 발명을 실시함에 따라 예측치 않은 장점을 가질 수도 있다.
본 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는 첨부 도면은 본 발명에 대한 실시예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 설명한다.
도 1은 본 발명이 적용되는 DAS 구조의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명이 적용되는 DAS 구조의 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 3은 일반적으로 IEEE 802.16m 시스템에서 사용하는 프레임 구조의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 4는 일반적으로 IEEE 802.16m 시스템에서 이용하는 듀플레스(duplex) 모드에 따른 슈퍼프레임의 구조를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 DAS에서 기지국이 단말과의 통신을 수행하는 과정의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 DAS에서 기지국이 단말과의 통신을 수행하는 과정의 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 DAS에서 기지국이 단말과의 통신을 수행하는 과정의 또 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 DAS에서 기지국이 단말과의 통신을 수행하는 과정의 또 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예로서, 상술한 본 발명의 실시예들이 수행될 수 있는 단말 및 기지국을 설명하기 위한 블록 구성도이다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다. 이하의 상세한 설명은 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해서 구체적 세부사항을 포함한다. 그러나, 당업자는 본 발명이 이러한 구체적 세부사항 없이도 실시될 수 있음을 안다. 예를 들어, 이하의 본 발명과 관련된 상세한 설명은 편의상 IEEE 802.16 시스템을 이용하여 설명되지만, 이는 예시로서 3GPP(3rd Generation Partnership Project) 시스템을 포함한 다양한 무선 통신 시스템에 적용될 수 있다.
몇몇 경우, 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시될 수 있다. 또한, 본 명세서 전체에서 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하여 설명한다.
아울러, 이하의 설명에 있어서 단말은 UE(User Equipment), MS(Mobile Station) 등 이동 또는 고정형의 사용자단 기기를 통칭하는 것을 가정한다. 또한, 기지국은 Node B, eNode B, Base Station, Processing Server(PS) 등 단말과 통신하는 네트워크 단의 임의의 노드를 통칭하는 것을 가정한다.
도 1은 본 발명이 적용되는 DAS 구조의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 1에 도시된 기지국은 CAS에 따라 셀 중앙에 위치하는 복수 개의 안테나들을 포함하며, 설명의 간명함을 위하여 DAS 안테나들에 대해서만 도시하였다. 셀 내에 위치하는 단일 기지국과 유선으로 연결된 다수의 안테나들이 셀 내 다양한 위치에 분산되어 있는 DAS는 안테나들의 수와 위치에 따라 다양하게 구현될 수 있다. 예를 들어, 다수의 안테나들이 셀 내에서 일정 간격으로 분포되거나 또는 특정 장소에 둘 이상의 안테나가 밀집해서 위치할 수도 있다. DAS에서는 분산 안테나들이 셀 내에 어떤 형태로 위치되던지 각 안테나들의 커버리지가 오버랩되는 경우에 랭크(rank) 2 이상의 신호 전송이 가능해진다. 랭크는 하나 이상의 안테나를 통해 동시에 전송할 수 있는 데이터 스트림의 수를 나타낸다.
도 1을 참조하면, 하나의 셀 영역을 서비스하는 하나의 기지국이 총 8개의 안테나와 유선으로 연결되어 있고, 각 안테나들은 셀 내에서 소정 거리 이상으로 일정 간격 또는 다양한 간격으로 위치할 수 있다. DAS에서는 기지국와 연결된 안테나를 모두 사용할 필요는 없으며, 각 안테나의 신호 전송 범위, 인접 안테나와의 커버리지가 오버랩 정도와 간섭효과 및 안테나와 이동 단말 간의 거리 등을 토대로 적정수의 안테나를 이용할 수 있다. 예를 들어, 도 1에 도시된 것과 같이 셀 내에 3개의 단말(UE 1 내지 UE 3)이 위치하고, UE 1이 안테나 1,2,7,8의 신호 전송 범위 내 위치하는 경우, UE 1은 기지국 안테나 1,2,7,8 중 하나 이상으로부터 신호를 받을 수 있다. 반면, UE1 입장에서 안테나 3,4,5,6은 안테나와 단말까지의 간격이 커서 경로 손실이 발생할 가능성이 높고 전력 소비도 증가하게 되며, 안테나 3,4,5,6으로부터 전송되는 신호는 무시할 정도로 작은 값일 수 있다. 다른 예로, UE 2는 안테나 6,7의 신호 전송 범위가 오버랩되는 부분에 위치하여 안테나 6,7을 제외하고는 다른 안테나를 통해 전송되는 신호는 무시할 정도로 매우 작거나 약하고, UE 3은 안테나 3의 인접 거리 내 위치하여 안테나 3을 통해 전송되는 신호를 독점적으로 수신할 수 있다.
도 1에 도시된 것처럼, DAS에서는 셀 내에서 다수의 안테나들의 위치가 동떨어진 경우 MIMO 시스템처럼 동작하게 된다. 기지국은 안테나 1,2,7,8 중 하나 이상으로 구성된 안테나 그룹 1을 통해서 UE 1과, 안테나 6,7 중 하나 이상으로 구성된 안테나 그룹 2는 UE 2와, 안테나 3은 UE 3과 동시에 통신할 수 있다. 이때, 안테나 4, 5는 각각 UE 3과 UE 2를 위해 송신을 해주거나 또는 꺼진 상태로 운영될 수도 있다.
즉, DAS 시스템은 단일 사용자/다수 사용자와 통신시 단말별로 송신하는 데이터 스트림 수가 다양할 수 있고, 기지국이 서비스하는 셀 내에 위치하는 이동 단말기 각각에 할당되는 안테나 또는 안테나 그룹도 다양하게 존재할 수 있다. 셀 내 위치하는 이동 단말기의 위치장소에 따라 해당 단말기와 통신을 수행하는 안테나 또는 안테나 그룹은 특정될 수 있으나, 셀 내에서의 이동 단말기 이동에 따라 적응적으로 변동될 수 있다.
도 2는 본 발명이 적용되는 DAS 구조의 다른 예를 나타내는 도면으로, 구체적으로는 종래 셀 기반의 다중 안테나를 사용하는 중앙 집중형 안테나 시스템에 DAS를 적용하는 경우의 시스템 구조의 일 예를 나타낸다.
도 2를 참조하면, 기지국이 서비스를 제공하는 셀영역 내에는 기지국과 인접하는 셀 영역의 센터 부분에 셀 반경에 비해 안테나 간격이 매우 작아서 경로 손실 등의 효과가 비슷한 복수 개의 중앙집중형 안테나(Centralized Antenna: CA)들이 위치할 수 있다. 또한, 상기 셀의 전반적인 영역 내에는 CA보다 안테나 간격이 넓어 경로 손실 등의 효과가 안테나별로 상이한 복수개의 분산 안테나(Distributed Antenna: DA)가 소정 거리 이상의 간격으로 떨어져 위치할 수 있다. DA는 기지국으로부터 하나의 유선으로 연결된 하나 이상의 안테나로 구성되며, 하나 이상의 DA들은 하나의 DA그룹을 형성하여 DA 존(zone)을 형성한다.
DA 그룹이란 하나 이상의 DA를 포함하는 것으로 단말의 위치 또는 수신 상태 등에 따라 변동적으로 구성되거나 또는 MIMO에서 사용하는 최대 안테나 개수로 고정적으로 구성될 수 있다. IEEE 802.16m을 따르는 경우 최대 안테나 개수는 8Tx가 된다. DA 존이란 DA 그룹을 형성하는 안테나들이 신호를 전송하거나 수신할 수 있는 범위로 정의되며, 도 2에 도시된 셀 영역은 n개의 DA 존을 포함한다. DA 존에 속한 단말은 DA 존을 구성하는 DA 중 하나 이상과 통신을 수행할 수 있으며, 기지국은 DA 존에 속한 단말에 신호 전송시 DA 및 CA를 동시에 이용하여 송신율을 높일 수 있다.
도 2는 기존의 다중 안테나를 사용하는 CAS 구조에서 기지국과 단말이 DAS를 이용할 수 있도록 DAS를 포함하는 CAS를 도시한 것으로, CA와 DA들의 위치는 설명의 간명함을 위하여 구분되도록 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며 구현 형태에 따라 다양하게 위치시킬 수 있다.
도 3은 일반적으로 IEEE 802.16m 시스템에서 사용하는 프레임 구조의 일 예를 나타내는 도면이고, 도 4는 일반적으로 IEEE 802.16m 시스템에서 이용하는 듀플레스(duplex) 모드에 따른 슈퍼프레임의 구조를 나타내는 도면이다.
도 3을 참조하면, 무선 프레임 구조는 5 MHz, 8.75 MHz, 10 MHz 또는 20 MHz 대역폭을 지원하는 20ms 슈퍼프레임(SU0-SU3)을 포함한다. 슈퍼프레임은 동일한 크기를 갖는 네 개의 5ms 프레임(F0-F3)을 포함하고 슈퍼프레임 헤더(Supuer Frame Header; SFH)로 시작한다. 슈퍼프레임 헤더는 도 3에 도시된 것처럼 첫 번째 서브프레임 내에 위치할 수 있는데, 슈퍼프레임 헤더를 통해 필수 시스템 파라미터(essential system parameter) 및 시스템 설정 정보(system configuration information)가 전송된다.
슈퍼프레임 헤더는 일반적인 방송 정보 또는 상급 방송 정보(Advanced Broadcast Information: ABI)가 방송되는 물리 방송 채널(Physical broadcast channel)을 포함하며, 기지국과 동기를 맞춘 단말은 물리 방송 채널을 수신하여 셀 내 방송 정보를 획득할 수 있다.
상기 슈퍼프레임을 구성하는 각 프레임은 8개의 서브프레임(SF0-SF7)을 포함한다.
프레임 구조는 FDD(Frequency Division Duplex), H-FDD(Half Frequency Division Duplex), TDD(Time Division Duplex) 등에 적용할 수 있다. 도 4를 참조하면, FDD 모드에서는, 하향링크 전송 및 상향링크 전송이 주파수에 의해 구분되므로, 프레임은 하향링크 서브프레임(D) 또는 상향링크 서브프레임(U) 중 하나만을 포함한다. FDD 모드의 경우, 매 프레임의 끝에 휴지시간(idle time)이 존재할 수 있다. 반면, TDD 모드에서 하향링크 전송 및 상향링크 전송은 시간에 의해 구분되므로, 프레임 내의 서브프레임은 하향링크 서브프레임(D)과 상향링크 서브프레임(U)으로 구분된다. 하향링크에서 상향링크로 변경되는 동안에는 TTG(Transmit/receive Transition Gap)로 지칭되는 휴지시간이 존재하고, 상향링크에서 하향링크로 변경되는 동안에는 RTG(Receive/transmit Transition Gap)로 지칭되는 휴지 시간이 존재한다.
다시 도 3을 참조하면. 각 서브프레임은 시간 영역에서 복수의 OFDM 심볼을 포함하고, 주파수 영역에서 복수의 부반송파(subcarrier)를 포함한다. OFDM 심볼은 다중 접속 방식에 따라 OFDMA 심볼, SC-FDMA 심볼 등으로 불릴 수 있다. 하나의 서브프레임에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 채널 대역폭, CP의 길이에 따라 5~7개로 다양하게 변경될 수 있다. 서브프레임에 포함되는 OFDM 심볼의 수에 따라 서브프레임의 타입(type)이 정의될 수 있다. 예를 들어, 타입-1 서브프레임은 6 OFDM 심볼, 타입-2 서브프레임은 7 OFDM 심볼, 타입-3 서브프레임은 5 OFDM 심볼, 타입-4 서브프레임은 9 OFDM 심볼을 포함하는 것으로 정의될 수 있다. 하나의 프레임은 모두 동일한 타입의 서브프레임을 포함하거나, 서로 다른 타입의 서브프레임을 포함할 수 있다.
도 3 및 도 4를 참조하여 상술한 구조는 예시에 불과하다. 따라서, 슈퍼프레임의 길이, 슈퍼프레임에 포함되는 프레임의 수, 프레임에 포함되는 서브프레임의 수, 서브프레임에 포함되는 OFDMA 심볼의 수, OFDMA 심볼의 파라미터 등은 다양하게 변경될 수 있다. 일 예로, 프레임에 포함되는 서브프레임의 수는 채널 대역폭(channel bandwidth), CP(cyclic prepix)의 길이에 따라 다양하게 변경될 수 있다.
DAS를 종래의 CAS에서 이용하는 경우, 복수의 DA를 통해 단말과 신호를 송수신하기 위하여 CAS에서 사용하는 프레임 구조를 이용할 수 있다. 구체적으로, 도 3 및 도 4에 도시된 IEEE 802.16m 시스템에서 사용하는 프레임 구조를 CAS에서 사용하는 프레임 구간과 DAS에서 사용하는 프레임 구간을 구분하여 사용할 수 있다. 예를 들어, IEEE 802.16m 시스템에서 중계 기능을 위해 사용하는 중계기에 대한 프레임 구간을 본 발명의 일 실시예에 따른 DAS에서의 DA 또는 DA 그룹을 통해 단말과 신호를 송수신하기 위한 프레임 구간으로 이용할 수 있다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 DAS에서의 프레임 구조를 설명하기위하여, 중계기를 사용하는 무선 통신 시스템에 관하여 간략하게 설명하도록 한다.
일반적으로, 무선 통신 시스템은 고정된 기지국과 단말 간에 직접 링크를 통해 신호 송수신이 이루어지므로, 기지국과 단말 간에 신뢰도가 높은 무선 통신 링크를 쉽게 구성할 수 있다. 그러나, 무선 통신 시스템은 기지국의 위치가 고정될 수 있으므로 무선망 구성에 있어서 유연성이 작고, 트래픽 분포나 통화요구량 변화가 심한 무선 환경에서 효율적인 통신 서비스를 제공하게 어렵다. 따라서, 이와 같은 문제를 해결하기 위해 고정된 중계기(relay station) 또는 이동성을 갖는 중계기 이용하여 다중 홉 중계기 형태의 무선 통신 서비스를 이용할 수 있다.
도 5는 중계기를 이용하여 무선 통신을 수행하는 네트워크를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 5를 참조하면, 중계기 방식을 사용하는 무선 통신 시스템은 통신 환경 변화에 신속하게 대응하여 네트워크를 재구성할 수 있으며, 전체 무선망을 보다 효율적으로 운용할 수 있다. 예를 들어, 중계기 방식을 사용하는 무선 통신 시스템은 셀 서비스 영역을 확장시키고 시스템 용량을 증대시킬 수 있다. 즉, 기지국과 단말 간 채널 상태가 열악한 경우 기지국 및 단말 간에 중계기를 설치하여 중계기를 통한 중계기 경로를 구성함으로써 채널 상태가 보다 우수한 무선 채널을 단말에게 제공할 수 있다.
또한, 기지국으로부터 채널 상태가 열악한 셀 경계 지역에서 중계기 방식을 사용함으로써 보다 고속의 데이터 채널을 제공할 수 있고, 셀 서비스 영역을 확장시킬 수 있다.
도 6은 중계 기능을 수행하는 무선 통신 시스템에서 사용하는 프레임 구조의 일 예를 나타내는 도면으로, 구체적으로는 IEEE 802.16m에서 TDD 모드의 기지국 및 중계기에 대한 프레임 구조를 나타낸다.
도 6을 참조하면, IEEE 802.16m 시스템에서 중계기가 지원되는 경우를 고려한 프레임 구조는 기지국(Advanced-BS: ABS)에 대한 프레임 구조와 중계기(Advanced-RS: ARS)에 대한 프레임 구조로 구성된다. TDD 모드에서 기지국과 중계기는 동일 주파수 대역을 사용할 수 있으며, 도 6에서는 설명의 편의를 위하여 ABS 프레임과 ARS 프레임을 구분하여 도시하였다.
각 프레임 구조에서 데이터 구간은 상향링크 서브프레임(UL)과 하향링크 서브프레임(DL)으로 구성되며, 각 서브프레임은 엑세스 존(access zone)과 릴레이 존(relay zone)에 구분되어 할당될 수 있다. 엑세스 존은 기지국 또는 중계기가 단말과 신호를 송수신하는 구간이고, 릴레이 존은 기지국과 중계기간에 신호를 송수신하는 구간이다.
이때, 릴레이 존에서 단말은 예외적으로 기지국과 송수신 동작을 수행하지 않는다. 구체적으로, 시그널링/설정에 따라 릴레이존에서 단말의 동작 여부가 결정되는데, 예를 들어 16m_Relay_zone_AMS_allocation_indicator=1과 같은 시그널링이 전송되는 경우 릴레이존에서 기지국과 송수신 동작을 수행할 수 있다. 반면, 16m_Relay_zone_AMS_allocation_indicator=0이 전송되는 경우에는 단말은 릴레이존에서 동작하지 않는다.
도 6에 도시된 무선 프레임 구조에서, 하향링크 엑세스 존은 기지국 또는 중계기가 단말에 하향링크 데이터를 전송하는 구간이며, 상향링크 엑세스 존은 단말이 기지국 또는 중계기로 상향링크 데이터를 전송하는 구간이다. 하향링크 릴레이 존은 기지국이 중계기에 하향링크 데이터를 전송하는 구간으로, 중계기는 수신한 하향링크 데이터를 이후 하향링크 엑세스 존에서 단말에 전송할 수 있다. 상향링크 릴레이 존은 중계기에서 기지국으로 상향링크 데이터를 전송하는 구간으로, 이전의 상향링크 엑세스 존에서 단말로부터 수신한 상향링크 데이터를 기지국에 전송할 수 있다.
중계기는 하향링크 엑세스 존에서는 단말이 신호를 전송하는 송신 모드로 동작하고, 하향링크 릴레이 존에서는 기지국과 동기를 맞춘 후 기지국으로부터 신호를 수신하는 수신 모드로 동작한다. 또한, 중계기는 상향링크 엑세스 존에서는 단말로부터 신호를 수신하는 수신 모드로 동작하고, 상향링크 릴레이 존에서는 기지국으로 신호를 전송하는 송신 모드로 동작한다.따라서, ARS 프레임 구조에서 하향링크 엑세스 존에서 하향링크 릴레이 존으로 변경되는 동안 R-TTI(Relay-Transmit to receive Transition Interval)로 지칭되는 휴지시간이 존재하고, 상향링크 엑세스 존에서 하향링크 릴레이 존으로 변경되는 동안에는 R-RTI(Relay-Receive to transmit Transition Interval)로 지칭되는 휴지시간이 존재한다. R-TTI 구간 및 R-RTI 구간은 하나의 OFDM 심볼에 대응하거나 그보다 작을 수 있다.
중계 기능을 이용한 무선 통신 시스템에서 중계기는 기지국과 단말 사이에서 모든 데이터와 제어 정보를 릴레이하고 기지국에 의한 중앙집중형 스케줄러에 의해 제어될 수 있다. 이런 점에서, 중계기를 이용한 무선 통신 시스템은 DAS와 유사해보이나, 중계기는 기지국 및 단말과 무선으로 연결된다는 점에서 하나 이상의 DA가 기지국에 유선으로 연결된 DAS와 구분될 수 있다.
본 발명은 분산 안테나를 이용하는 무선 통신 시스템에서는 별도의 중계기를 사용하지 않는 점을 고려하여, 릴레이 존을 구비한 프레임 구조를 이용하여 신호를 전송하는 방법을 제안하고자 한다. 본 발명에서는 무선 프레임 구조에서 하나 이상의 DAS 안테나를 통해 단말과 통신을 수행하는 별도의 DAS 존을 정의할 수 있다. 그러나, DAS를 지원하지 않는 기존 시스템과의 호환이 문제될 수 있으므로, 기존에 정의된 무선 프레임 구조 중 일부 영역을 DAS 존을 위해 대용할 수 있다. 예를 들어, 중계기가 존재하지 않는 경우에, 릴레이 존을 DAS 존으로 대용할 수 있다.
이하 본 발명의 일 실시예에서, DAS 존이란 프레임 구조에서 기지국이 하나 이상의 DA를 통해 단말과 송수신을 수행할 수 있는 구간으로 정의한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 DAS에서 기지국과 단말간의 신호 송수신 과정의 일 예를 나타내는 절차 흐름도이며, 구체적으로는 IEEE 802.16m의 시스템을 일 예로 들어 신호 송수신 과정을 나타낸다.
도 7을 참조하면, 기지국은 셀 영역 내에서 시스템 설정정보에 포함되는 MAC(Media Access Control) version 정보를 방송한다(S101). 이때, MAC version 정보는 시스템의 version 을 나타내는 TLV(Type, Length, Value) 파라미터로 나타낼 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 MAC version 정보는 본 시스템이 DAS를 이용하며 중계기가 존재하지 않는 IEEE 802.16m 시스템이라는 것일 지시하는 TLV 파라미터를 포함한다.
표 1은 시스템의 version을 나타내는 TLV 파라미터의 일 예를 나타내는 것이다.
Type Length Value Scope
148 1 Version number of IEEE 802.16 supported on this channel
0: Reserved
1-7: Indicates conformance with an earlier and/or obsolete version of IEEE 802.16
8: Indicates conformance with IEEE Std 802.16-2009
9: Indicates conformance with IEEE Std 802.16-2009 and IEEE Std 802.16j-2009
10: Indicates conformance with IEEE Std 802.16-2009, IEEE Std 802.16j-2009 and IEEE Std 802.16m-2010
11: Indicates conformance with IEEE Std 802.16x supporting DAS ( and IEEE Std 802.16j-2009)
12-255: Reserved		 PMP:DCD, RNG-REQ
표 1을 참조하면, MAC version 정보에 포함된 TLV 파라미터의 값이 '1-7'인 경우 해당 시스템이 IEEE 802.16의 초창기 버전의 시스템을 나타낸다. TLV 파라미터의 값이 '8'인 경우 IEEE Std 802.16 버전 시스템임을 나타내고, TLV 파라미터의 값이 '9'인 경우 IEEE Std 802.16 및 IEEE Std 802.16j 버전 시스템임을 나타낸다. TLV 파라미터의 값이 '10'인 경우 IEEE Std 802.16, IEEE Std 802.16j 및 IEEE Std 802.16m 버전의 시스템임을 나타낸다. TLV 파라미터의 값이 '11'인 경우, 본 발명의 일 실시예에 따라 DAS를 지원하는 IEEE 시스템(편의상, IEEE Std 802.16x로 지칭)을 나타낸다. IEEE Std 802.16x 시스템은 일 예로 IEEE Std 802.16m 버전 또는 앞으로 구축될 수 있는 이후 버전의 시스템을 포함할 수 있다. TLV 파라미터의 값이 '11'인 경우, 해당 시스템은 구현 방식에 IEEE Std 802.16j를 지원하도록 설정될 수도 있고, 지원하지 않게 설정될 수도 있다. IEEE Std 802.16j를 지원하지 않도록 설정된 경우, TLV 파라미터의 값 '11'은 중계기는 사용하지 않고 DAS를 지원하는 시스템임을 나타낸다. 반면, IEEE Std 802.16j를 지원하도록 설정된 경우, TLV 파라미터의 값 '11'은 중계기와 DAS를 모두 지원하는 시스템임을 나타낸다.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국은, DAS 시스템에 관한 정보를 전송하기 위한 일례로, 중계기를 사용할 수 있는 IEEE 802.16 시스템에서 중계기를 사용하지 않고 DAS를 사용한다는 시스템 정보를 전송하거나 또는 해당 시스템은 DAS 시스템에 따라 설정된 MAC version을 이용한다는 시스템 정보를 전송할 수 있다.
1. 제 1 실시예
도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국은 시스템의 MAC version 정보를 전송하는 단계 S101에서는 중계기를 사용할 수 있는 IEEE 802.16j 시스템이라는 것을 알리기 위하여 시스템의 MAC version 정보에 포함되는 TLV 파라미터의 값을 표 1에 따라 '9' 또는 '10'으로 설정하여 전송할 수 있다. MAC 버전을 새롭게 정의하는 경우 기존 시스템에 사용되는 단말은 DAS 시스템에 대하여 새롭게 정의된 MAC 버전에 대한 정보가 설정되어 있지 않으므로, 기지국에서 방송하는 시스템 정보 등을 인식하지 못하는 문제가 발생할 수 있기 때문이다.
이후, 기지국은 본 시스템에서 사용하는 무선 통신 시스템에서 사용하는 프레임 구조의 일부를 DAS 존으로 사용한다는 것을 지시하는 제어 정보를 셀 내 방송한다(S102). 지시 정보는 별도의 파라미터를 이용하여 지시되거나, 릴레이 존 할당 정보를 이용하여 간접적으로 지시 가능하다. 예를 들어, 릴레이 존을 DAS 존으로 사용하기 위하여, 릴레이 존을 단말에 할당하지 않는다는 제어 방송 정보(예, 16m_Relay_zone_AMS_allocation_indicator=0)를 이용하여 릴레이 존을 DAS 존으로 활용할 수 있다. 즉, 단말의 릴레이 존 사용여부를 지시하는 지시자를 DAS 존 사용여부를 나타내는 지시자로 사용할 수 있다. 이를 위한 전제로, DAS를 지원하는 단말에게는 별도의 시그널링을 통해 해당 기지국이 중계기를 사용하지 않는다는 것을 알려주는 것이 선행될 수 있다. 구체적으로, 16m_Relay_zone_AMS_allocation_indicator=1인 경우, 이를 수신한 단말은 DAS 지원 여부와 관계 없이 릴레이 존에서도 기지국과 통신을 수행할 수 있다. 반면, '0'으로 설정된 제어 방송 정보를 수신한 CAS용 단말은 릴레이 존에서 동작하지 않으나, DAS용 단말은 DAS에서의 동작과 관련된 정보가 기 설정된 경우 릴레이 존을 DAS존으로 사용한다는 것을 인식할 수 있고, 릴레이 존에서 기지국과 신호 송수신 동작을 수행할 수 있다.
2. 제2 실시예
기지국이 단말에 대해 본 시스템이 DAS를 이용하는 시스템이라는 정보는 새롭게 정의된 MAC version을 전송함으로써 전달할 수 있다.
도 7을 참조하면, 기지국은 시스템 내 중계기는 존재하지 않고 DAS를 이용한다는 시스템 설정 정보를 알리기 위하여 표 1에 예시된 바에 따라 TLV 파라미터의 값을 '11'로 설정하여 셀 내로 방송할 수 있다(S101). 표 1의 예를 참조할 때, 상기 TLV 파라미터 값이 중계기는 사용하지 않고 DAS를 지원하는 시스템임을 나타낼 경우, 상기 MAC version 정보를 수신한 단말은 DAS 존을 포함하는 무선 프레임 구조를 인식할 수 있다.
한편, 상기 TLV 파라미터 값이 중계기와 DAS를 지원하는 시스템임을 나타낼 경우, 기지국은 릴레이 존을 DAS 존으로 활용하기 위하여 DAS용 단말에게 별도의 시그널링/설정을 통해 중계기를 사용하지 않는다는 것을 알려줄 수 있다. 따라서, 도 7에 예시된 것과 같은 제어 방송 정보(16m_Relay_zone_AMS_allocation_indicator=0)를 전송한다(S102)
상술한 실시예들에 따라 기지국이 셀 내 위치하는 하나 이상의 단말에 대해 시스템의 MAC version 정보 및 제어 정보 등을 전송하여, DAS 존을 포함하는 무선 프레임 구조를 사용한다는 정보가 전달되면, 이후 기지국은 DAS 존 구성을 위한 구체적인 정보(파라미터)를 방송할 수 있다(S103). 예를 들어, 기지국은 DAS 존을 구성하기 위한 설정 정보를 포함하는 메시지(DAS_config-CMD message)를 단말에 전송할 수 있다. DAS 존 구성을 위한 하나 이상의 파라미터는 릴레이 존 구성을 위한 메시지(RS_config-CMD message)를 이용하여 단말에게 전송될 수도 있다.
표 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 DAS 존 구성을 위한 파라미터의 일 예를 나타내는 것이다.
Parameter Description
BS index 현재 단말이 속해있는 시스템을 스케줄링하는 기지국의 인덱스 및 BS_ID 등을 포함하는 정보
The number of Antennas in BS 기지국이 스케쥴링하는 셀 영역내 위치하는 CAS 안테나 및 DAS 안테나를 합한 총 안테나 개수
The number of Antennas of BS 기지국에 포함된 CAS 안테나 개수
DA index 현재 단말이 위치하는 DA 존을 구성하는 하나 이상의 DA의 인덱스 및 DA_ID 등을 포함하는 정보
The number of Antennas in DA DA index 파라미터에서 지시된 하나 이상의 DA를 구성하는 안테나의 개수 및 인덱스 등을 포함하는 정보
Neighbor Das information 현재 단말에서 인접한 영역에 위치하는 다른 DA들의 인덱스, DA_ID, 각 DA에서의 안테나 개수 및 인덱스 등을 포함하는 정보
표 2은 DAS 존 구성을 위한 메시지에 포함되는 파라미터의 일 예를 나타내는 것으로, 이 외에도 해당 기지국에 포함된 DAS용 안테나 개수 정보 또는 SFH에 정의되어 있는 파라미터 등 다른 방송 정보를 더 포함할 수 있다. 또한, 표 2에 예시된 파라미터들의 전송 주기는 동일하게 설정되거나 동일하지 않게 설정될 수 있다.
DAS 존 구성을 위한 파라미터를 나르는 메시지를 수신한 단말은 상기 메시지의 수신 확인을 위한 ACK(Acknowledge) 메시지(AAI_MSG-ACK message)를 전송할 수 있다(S104).
이후, 기지국은 DAS에 속하며 도 7에서 단계 S101 내지 S103의 방송정보 및 메시지를 수신한 단말과 DAS 존에서 통신을 수행할 수 있다(S105).
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 DAS를 이용하는 무선 통신 시스템에서 사용하는 프레임 구조의 일 예를 나타내는 도면으로, 구체적으로는 TDD 모드에서의 프레임 구조를 나타낸다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 프레임 구조는 CAS에서 사용하는 프레임 구조(BS-CA frame)와 DAS에서 사용하는 프레임 구조(BS-DA frame)로 구성할 수 있다. 각 프레임 구조의 데이터 구간은 종래 무선 통신 시스템인 CAS에 속한 기지국과 단말이 신호 송수신을 수행하는데 이용하는 엑세스 존과 DAS에 속한 기지국과 단말이 신호를 송수신하는데 이용하는 DAS 존으로 구분되어 할당된다. 이는, 기존의 CAS에 따른 표준이 지원되는 단말의 통신 수행 동작에 영향을 미치지 않도록 하기 위함이다.
엑세스 존에서 기지국은 셀 내 중심 영역에 위치하는 CA를 사용하여 단말과 신호를 송수신하거나, 셀 내 소정 거리 이상 떨어져 분포하는 복수의 DA를 사용하여 단말과 신호를 송수신할 수 있다.
엑세스 존에서 기지국 및 단말의 동작 여부는, 기지국 및 단말이 기존의 통신 시스템인 CAS에 속해있는지 또는 DAS를 지원하도록 설정되어 있는지에 따라 결정될 수 있다. 예를 들어, 기지국과 동기를 맞추고 접속된 단말이 DAS를 지원하지 않는 경우, 기지국은 엑세스 존에서 CA만을 사용하여 단말과 통신을 수행할 수 있다. 다른 예로, 단말이 CAS 및 DAS 를 모두 지원하도록 설정된 경우, 기지국은 엑세스 존에서 CA, 추가로 CA 및 상기 단말이 위치하는 DA 존을 구성하는 DA 중 하나 이상을 사용하여 단말과 통신을 수행하거나, DAS를 지원하도록 설정된 단말에 대해서는 DAS 존에서만 통신을 수행할 수 있다. 하향링크 엑세스 존에서는 도 7에 도시된 단계 S101 내지 S102에 따라 본 시스템은 DAS를 이용하는 시스템이라는 MAC version 정보 및 프레임 구조에서 일정 데이터 구간을 DAS 존으로 사용하기 위한 방송 정보가 방송된다. 또한, DAS 존에서 단말이 동작하는데 필요한 DAS존 설정 파라미터를 포함한 메시지(예를 들어, 도 7의 단계 S103에서 전송되는 DAS-config-CDM message)가 전송될 수 있다. 상술한 방송 정보 및 DAS 존을 구성하는데 필요한 파라미터들이 전송되면서, 이를 수신한 단말 중 DAS가 지원되는 단말은 엑세스 존에서는 동작하지 않고 DAS 존에서 송수신 동작을 수행할 수 있다.
DAS 존은 기지국이 DA를 이용하여 단말과 신호를 송수신하는 구간으로, 하향링크 DAS 존 및 상향링크 DAS 존으로 구분될 수 있다. 기지국은 DAS 존에서 복수의 DA 또는 DA 그룹을 통해 각 DA 또는 DA 그룹이 형성하는 DA 존 내 위치한 단말과 신호를 송수신할 수 있다. DAS 존에서 CA는 동작하지 않는 것으로 가정한다.
단말은 하향링크 엑세스 존 및 하향링크 DAS 존에서 수신 모드로 동작하고, 상향링크 엑세스 존 및 상향링크 DAS 존에서 송신 모드로 동작한다.
도 8에 도시된 프레임 구조는 설명의 편의를 위하여 중계기를 고려한 IEEE 802.16m에서 사용하는 프레임 구조에서 종래의 릴레이 존을 DAS 존으로 이용하는 형태를 나타낸 것이나, 데이터 구간에서 서브프레임의 일부를 DAS 존으로 할당하는 등 상술한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 또한, TDD 모드에서의 프레임 구조를 일 예로 설명하고 있으나, FDD, H-FDD 등에서도 릴레이 존을 DAS 존으로 이용하거나 별도의 DAS 존을 구성하여 DAS에 포함된 단말과의 통신을 수행할 수 있다.
도 9는 본 발명의 실시예들이 수행될 수 있는 단말 및 기지국(FBS, MBS)을 설명하기 위한 블록 구성도이다.
단말은 상향링크에서는 송신기로 동작하고, 하향링크에서는 수신기로 동작할 수 있다. 또한, 기지국은 상향링크에서는 수신기로 동작하고, 하향링크에서는 송신기로 동작할 수 있다. 즉, 단말 및 기지국은 정보 또는 데이터의 전송을 위해 송신기 및 수신기를 포함할 수 있다.
송신기 및 수신기는 본 발명의 실시예들이 수행되기 위한 프로세서, 모듈, 부분 및/또는 수단 등을 포함할 수 있다. 특히, 송신기 및 수신기는 메시지를 암호화하기 위한 모듈(수단), 암호화된 메시지를 해석하기 위한 모듈, 메시지를 송수신하기 위한 안테나 등을 포함할 수 있다. 이러한 송신단과 수신단의 일례를 도 9를 참조하여 설명한다.
도 9를 참조하면, 좌측은 송신단의 구조를 나타내고, 우측은 수신단의 구조를 나타내며, 상술한 실시예들을 설명하기 위해 송신단은 DAS에 속한 기지국의 일 예를 나타내고, 수신단은 상기 기지국이 서비스하는 셀 내에 포함된 DA 존에 위치하는 임의의 단말을 나타낸다. 송신단과 수신단 각각은 안테나(300, 400), 수신 모듈(310, 410), 프로세서(320, 420), 송신 모듈(330, 430) 및 메모리(340, 440)를 포함할 수 있다.
안테나(300, 400)는 외부로부터 무선 신호를 수신하여 수신 모듈(310, 410)로 전달하는 기능을 수행하는 수신 안테나 및 송신 모듈(330, 430)에서 생성된 신호를 외부로 전송하는 송신 안테나로 구성된다. 안테나(300, 400)는 다중 안테나(MIMO) 기능이 지원되는 경우에는 2개 이상이 구비될 수 있다. 도 9에 도시된 송신단의 안테나(300)는 기지국의 전체 안테나 중 기지국이 서비스를 제공하는 셀과 같은 특정 영역 내에서 소정 거리 이상 떨어져 위치하는 하나 이상의 DA로 구성되는 DA 그룹 중에서 송신단과 수신단의 통신 수행시 채널 상태, 단말의 위치, 기지국과 단말 간의 거리 등을 토대로 선택된 특정 DA 그룹을 나타낸다. 선택된 특정 DA 그룹은 고정된 것은 아니며 수신단의 위치 변동 등에 따라 다른 DA 그룹으로 변경될 수 있다.
수신 모듈(310, 410)은 외부에서 안테나를 통하여 수신된 무선 신호에 대한 복호(decoding) 및 복조(demodulation)을 수행하여 원본 데이터의 형태로 복원하여 프로세서(320, 420)로 전달할 수 있다. 또한, 수신 모듈과 안테나는 도 9에 도시된 것처럼 분리하지 않고 무선 신호를 수신하기 위한 수신부로 나타낼 수도 있다.
프로세서(320, 420)는 통상적으로 송신단 또는 수신단의 전반적인 동작을 제어한다. 특히, 상술한 본 발명의 실시예들을 수행하기 위한 콘트롤러 기능, 서비스 특성 및 전파 환경에 따른 MAC(Medium Access Control) 프레임 가변 제어 기능, 핸드오버(Hand Over) 기능, 인증 및 암호화 기능 등이 수행될 수 있다.
송신 모듈(330, 430)은 프로세서(320, 420)로부터 스케쥴링되어 외부로 전송될 데이터에 대하여 소정의 부호화(coding) 및 변조(modulation)를 수행한 후 안테나에 전달할 수 있다. 또한, 송신 모듈과 안테나는 도 9에 도시된 것처럼 분리하지 않고 무선 신호를 전송하기 위한 송신부로 나타낼 수 있다.
메모리(340, 440)는 프로세서(320, 420)의 처리 및 제어를 위한 프로그램이 저장될 수도 있고, 입/출력되는 데이터들(이동 단말의 경우, 기지국으로부터 할당받은 상향링크 그랜트(UL grant), 시스템 정보, STID(station identifier), FID(flow identifier), 동작 시간 등의 임시 저장을 위한 기능을 수행할 수도 있다. 또한, 메모리(340, 440)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(harddisk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어, SD 또는 XD 메모리 등), 램(Random Access Memory, RAM), SRAM(Static Random Access Memory), 롬(Read-Only Memory, ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory), 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다.
송신단의 프로세서(320)는 기지국에 대한 전반적인 제어 동작을 수행하며, 수신단과의 통신수행에 적합한 DA 또는 DA 그룹을 선택하는 안테나 자원 할당을 수행한다. 이때, 프로세서(320)는 상술한 본 발명의 일 실시예에 따라 DAS 존을 포함하는 프레임 구조를 이용하도록 제어 동작을 수행하는 DAS 제어 모듈(321)을 포함할 수 있다. DAS 제어 모듈(321)은 상술한 것처럼 무선 통신 프레임 구조에서 릴레이 존을 DAS 존으로 이용하거나 별도의 DAS 존을 구성할 수 있다.
수신단은 송신단으로부터 방송되는 방송 정보나 송신 신호를 수신모듈(410)을 통해 수신하며, DAS에 속한 단말인 경우 수신모듈(410)을 통해 릴레이 존을 DAS 존으로 이용하는 것을 지시하는 정보 등이 포함된 방송 정보 및 메시지 등을 수신할 수 있다.
수신단의 프로세서(420) 역시 단말의 전반적인 제어 동작을 수행하며, 수신한 방송 정보를 토대로 기지국과의 동기를 맞추는 등 통신수행에 필요한 전반적인 동작을 수행한다. 또한, 프로세서(420)는 수신모듈(410)을 통해 수신한 본 발명의 일 실시예에 따른 DAS 존 사용을 위한 시스템 버전 정보, 제어 정보 및 DAS 존 구성에 연관된 파라미터를 포함한 메시지 등을 토대로 엑세스 존 및 DAS 존에서의 동작 여부를 결정할 수 있다.
한편, 기지국은 상술한 본 발명의 실시예들을 수행하기 위한 콘트롤러 기능, 직교주파수분할다중접속(OFDMA: Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 패킷 스케줄링, 시분할듀플렉스(TDD: Time Division Duplex) 패킷 스케줄링 및 채널 다중화 기능, 서비스 특성 및 전파 환경에 따른 MAC 프레임 가변 제어 기능, 고속 트래픽 실시간 제어 기능, 핸드오버(Handover) 기능, 인증 및 암호화 기능, 데이터 전송을 위한 패킷 변복조 기능, 고속 패킷 채널 코딩 기능 및 실시간 모뎀 제어 기능 등이 상술한 모듈 중 적어도 하나를 통하여 수행하거나, 이러한 기능을 수행하기 위한 별도의 수단, 모듈 또는 부분 등을 더 포함할 수 있다.
상술한 바와 같이 개시된 본 발명의 바람직한 실시예들에 대한 상세한 설명은 당업자가 본 발명을 구현하고 실시할 수 있도록 제공되었다. 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 본 발명의 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 당업자는 상술한 실시예들에 기재된 각 구성을 서로 조합하는 방식으로 이용할 수 있다.
따라서, 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다.

Claims (12)

  1. 분산 안테나 시스템(distributed antenna system: DAS)을 지원하는 무선 통신 시스템에서 기지국이 단말에 신호를 전송하는 방법에 있어서,
    무선 프레임의 제1 영역을 통해 중앙집중형 안테나(centralized antenna: CA)를 이용하여 제1 신호를 전송하는 단계;
    상기 무선 프레임에서 중계국(relay station)의 백홀링크 용으로 사용되는 제2 영역을 통해 분산 안테나(distributed antenna: DA)를 이용하여 제2 신호를 전송하는 단계; 및
    상기 제1 영역을 통하여 시스템 정보를 방송(broadcasting)하는 단계를 포함하고,
    상기 시스템 정보는 상기 무선 통신 시스템이 상기 중계국을 이용할 수 있고 상기 제2 영역에서는 상기 중계국 대신 상기 DAS를 이용하여 통신을 수행하는 것을 나타내고,
    상기 제1 영역 및 상기 제2 영역은 시분할 다중화된, 기지국의 신호 전송 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 영역을 통해 상기 제2 영역을 상기 DAS에 속한 기지국과 단말이 동작하는 DAS 존으로 이용한다는 제어 정보를 셀 영역 내 방송(broadcasting)하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 기지국의 신호 전송 방법.
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 영역을 통해 상기 DAS를 설정하기 위한 설정 파라미터를 포함하는 메시지를 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 기지국의 신호 전송 방법.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 설정 파라미터는 상기 기지국의 CA 및 DA를 합한 총 안테나 개수 정보, DA 개수 정보, 상기 DAS를 지원하는 단말과 연관된 특정 DA의 인덱스 정보, 상기 특정 DA를 구성하는 안테나의 개수 정보 및 상기 특정 DA를 구성하는 안테나의 인덱스 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는, 기지국의 신호 전송 방법.
  6. 분산 안테나 시스템(distributed antenna system: DAS)를 지원하는 무선 통신 시스템에서 단말이 기지국으로부터 신호를 수신하는 방법에 있어서,
    무선 프레임의 제1 영역을 통해 중앙집중형 안테나(centralized antenna: CA)를 이용하여 제1 신호를 수신하는 단계;
    상기 무선 프레임에서 중계국(relay station)의 백홀링크 용으로 이용되는 제2 영역을 통해 분산 안테나(distributed antenna: DA)를 이용하여 제2 신호를 수신하는 단계; 및
    상기 제1 영역을 통해 시스템 정보를 수신하는 단계를 포함하고,
    상기 시스템 정보는 상기 무선 통신 시스템이 상기 중계국을 이용할 수 있고 상기 제2 영역에서는 상기 중계국 대신 상기 DAS를 이용하여 통신을 수행하는 것을 나타내며,
    상기 제1 영역 및 상기 제2 영역은 시분할 다중화된, 단말의 신호 수신 방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 제1 영역을 통해 상기 DAS를 구성설정하기 위한 설정 파라미터를 포함하는 메시지를 하향링크 수신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 단말의 신호 수신 방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 설정 파라미터는 상기 기지국의 CA 및 DA를 합한 총 안테나 개수 정보, DA 개수 정보, 상기 단말과 연관된 특정 DA의 인덱스 정보, 상기 특정 DA를 구성하는 안테나의 개수 정보 및 상기 특정 DA를 구성하는 안테나의 인덱스 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는, 단말의 신호 수신 방법.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 시스템 정보 및 상기 메시지를 수신한 상기 단말은 상기 제1 영역에서 동작하지 않는 것을 특징으로 하는, 단말의 신호 수신 방법.
  10. 분산 안테나 시스템(distributed antenna system: DAS)을 지원하는 무선 통신 시스템에서 신호를 전송하는 기지국에 있어서,
    복수 개의 중앙집중형 안테나(centralized antenna: CA) 및 분산 안테나 (distributed antenna: DA)를 포함하는 안테나 모듈;
    신호를 전송하기 위한 송신 모듈; 및
    무선 프레임을 제1 영역과 중계국(relay station)의 백홀링크 용으로 사용되는 제2 영역으로 시분할 다중화하고, 상기 제1 영역에서 상기 CA를 통해 제1 신호를 전송하고,
    상기 제2 영역에서 상기 DA를 이용하여 제2 신호를 전송하고,
    상기 제1 영역을 통해 시스템 정보를 방송(broadcasting)하도록 구성되는 프로세서를 포함하고,
    상기 시스템 정보는 상기 무선 통신 시스템이 상기 중계국을 사용할 수 있고 상기 제2 영역에서는 상기 중계국 대신 상기 DAS를 이용하여 통신을 수행하는 것을 나타내는, 기지국.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 프로세서는, 상기 기지국이 속한 무선 통신 시스템이 상기 중계국 및 DAS를 지원하는지에 관한 시스템 설정 정보, 상기 제 2영역을 상기 DAS에 속한 기지국과 단말이 동작하는 DAS 존으로 이용한다는 제어 정보 및 상기 DAS존을 구성하기 위한 설정 파라미터를 생성하여 상기 제1 영역을 통해 전송하도록 수행하는 것을 특징으로 하는, 기지국.
  12. 분산 안테나 시스템(distributed antenna system: DAS)을 지원하는 무선 통신 시스템에서 기지국으로부터 신호를 수신하는 단말에 있어서,
    수신 모듈;
    송신모듈; 및
    무선 프레임의 제1 영역을 통해 중앙집중형 안테나(centralized antenna: CA)를 이용하여 제1 신호를 수신하고,
    상기 무선 프레임에서 중계국(relay station)의 백홀링크 용으로 이용되는 제2 영역을 통해 분산 안테나(distributed antenna: DA)를 이용하여 제2 신호를 수신하며,
    상기 제1 영역을 통해 시스템 정보를 수신하도록 설정된 프로세서를 포함하고,
    상기 시스템 정보는 상기 무선 통신 시스템이 상기 중계국을 사용할 수 있고 상기 제2 영역에서는 상기 중계국 대신 상기 DAS를 이용하여 통신을 수행하는 것을 나타내며,
    상기 제1 영역 및 상기 제2 영역은 시분할 다중화된, 단말.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11271633B2 (en) * 2017-10-12 2022-03-08 Electronics And Telecommunications Research Institute Communication method and device for ultra-high-speed vehicle

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8918692B2 (en) 2010-12-16 2014-12-23 Powerwave Technologies S.A.R.L. Data throughput for cell-edge users in a LTE network using down-link repeaters and up link HARQ relays
WO2013033199A1 (en) 2011-08-29 2013-03-07 Andrew Llc Configuring a distributed antenna system
EP2783534B1 (en) * 2011-11-21 2018-02-21 Telefonaktiebolaget LM Ericsson (publ) Radio network node, user equipment and methods for enabling access to a radio network
US10560214B2 (en) * 2015-09-28 2020-02-11 Corning Optical Communications LLC Downlink and uplink communication path switching in a time-division duplex (TDD) distributed antenna system (DAS)
EP3398398B1 (en) * 2015-12-29 2022-10-12 Telecom Italia S.p.A. System and method for allowing cooperation between a plurality of radio nodes in a telecommunication network
CN107205283B (zh) * 2016-03-18 2022-06-17 中兴通讯股份有限公司 一种回程通道的建立方法及装置
EP3556146B1 (en) * 2017-06-15 2021-03-03 ZTE Corporation System and method for exchanging configuration information between two nodes in a wireless network
US10757700B2 (en) 2018-10-07 2020-08-25 At&T Intellectual Property I, L.P. Frame structure coordination in wireless communication systems with integrated access and backhaul links in advanced networks
KR102569957B1 (ko) * 2020-11-09 2023-08-23 주식회사 티제이이노베이션 서비스유닛, 이를 포함한 분산안테나시스템 및 이의 동작방법

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7230931B2 (en) * 2001-01-19 2007-06-12 Raze Technologies, Inc. Wireless access system using selectively adaptable beam forming in TDD frames and method of operation
KR100849327B1 (ko) * 2007-02-09 2008-07-29 삼성전자주식회사 주파수 재활용과 공동 전력제어를 채용한분산안테나시스템에서 주파수효율과 공평성 증대를 위한조합적 스케줄링 방법 및 장치
US8023524B2 (en) 2007-10-09 2011-09-20 Nokia Corporation Cooperative relay system enabling simultaneous broadcast-unicast operation with efficient automatic repeat request functionality
US8428653B2 (en) * 2008-03-31 2013-04-23 Mitsubishi Electric Research Laboratories, Inc. Hot-spot wireless access exploiting shadowing diversity of distributed antennas
US8385373B2 (en) * 2008-06-24 2013-02-26 Adc Telecommunications, Inc. Method and apparatus for frame detection in a communications system

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11271633B2 (en) * 2017-10-12 2022-03-08 Electronics And Telecommunications Research Institute Communication method and device for ultra-high-speed vehicle

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