KR20100080313A - 무선통신 시스템에서 신호 전송 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

무선통신 시스템에서 기지국의 신호 전송 방법은 전송 구간 및 중계국의 송수신 스위칭(switching)을 위한 보호 구간을 포함하는 서브프레임에서, 상기 전송 구간을 통해 상기 중계국에게 제 1 신호를 전송하는 단계; 및 상기 보호 구간을 통해 매크로 단말에게 제 2 신호를 전송하는 단계를 포함한다. 본 발명에 따르면, 중계국을 포함하는 무선통신 시스템에서 신호의 전송을 효율적으로 할 수 있다.

Description

무선통신 시스템에서 신호 전송 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR TRANSMITTING SIGNAL IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}
본 발명은 무선통신에 관한 것으로, 보다 상세하게는 중계국을 포함하는 무선통신 시스템에서 신호를 전송하는 방법에 관한 것이다.
ITU-R(International Telecommunication Union Radio communication sector)에서는 3세대 이후의 차세대 이동통신 시스템인 IMT(International Mobile Telecommunication)-Advanced의 표준화 작업을 진행하고 있다. IMT-Advanced는 정지 및 저속 이동 상태에서 1Gbps, 고속 이동 상태에서 100Mbps의 데이터 전송률로 IP(Internet Protocol)기반의 멀티미디어 서비스 지원을 목표로 한다.
3GPP(3rd Generation Partnership Project)는 IMT-Advanced의 요구 사항을 충족시키는 시스템 표준으로 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)/SC-FDMA(Single Carrier-Frequency Division Multiple Access) 전송방식 기반인 LTE(Long Term Evolution)를 개선한 LTE-Advanced를 준비하고 있다. LTE-Advanced는 IMT-Advanced를 위한 유력한 후보 중의 하나이다. LTE-Advanced의 주요 기술에 중계국(relay station) 기술이 포함된다.
중계국은 기지국과 단말 사이에서 신호를 중계하는 장치로, 무선통신 시스템의 셀 커버리지(cell coverage)를 확장시키고 처리량(throughput)을 향상시키기 위해 사용된다.
중계국을 포함하는 무선통신 시스템에서 기지국과 중계국 간의 신호 전송 방법은 현재 많은 연구가 진행 중이다. 기지국과 중계국 간의 신호 전송에 종래 기지국과 단말 간의 신호 전송 방법을 그대로 사용하는 것은 문제가 있다.
종래 기지국과 단말 간의 신호 전송방법에서, 일반적으로 단말은 시간 영역에서 볼 때 하나의 서브프레임 전체에 걸쳐 신호를 전송한다. 단말이 서브프레임 전체에서 신호를 전송하는 한 가지 이유는 단말이 소모하는 순간 최대 전력을 줄이기 위해 신호를 전송하는 각 채널의 지속 시간을 가능한 길게 설정하기 위한 것이다.
그런데, 중계국은 시간 영역에서 볼 때 하나의 서브프레임 전체에 걸쳐 신호를 전송하거나 수신할 수 없는 경우가 발생한다. 중계국은 보통 다수의 단말들을 대상으로 신호를 중계하므로 잦은 수신 모드 및 전송 모드 스위칭(switching)이 발생한다. 이러한 수신 모드 및 전송 모드 간의 스위칭 시 수신 모드 구간과 전송 모드 구간 사이에는 신호간 간섭을 방지하고 동작 안정화를 위해 중계국이 신호를 전송하거나 수신하지 않는 소정의 시간 구간(이를 이하에서 보호 구간(guard time)이라 칭한다)이 필요하다.
이러한 보호 구간으로 인해 중계국은 단말과 달리 서브프레임 전체에 걸쳐 신호를 전송하거나 수신할 수 없는 경우가 발생하므로, 종래 기지국과 단말 간의 신호 전송방법을 그대로 사용할 수 없다.
또한, 중계국은 단말에 비해 전력의 제약이 적고, 일반적으로 기지국과의 채널 상태가 양호하다는 점에서 종래 기지국과 단말 간의 신호 전송 방법을 기지국과 중계국 사이의 신호 전송에 그대로 사용할 필요는 없다.
중계국을 포함하는 무선통신 시스템에서 새로운 신호 전송 방법이 요구된다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 중계국을 포함하는 무선통신 시스템에서 신호를 전송하는 방법을 제공하는 것이다.
무선통신 시스템에서 기지국의 신호 전송 방법을 제공한다. 상기 방법은 전송 구간 및 중계국의 송수신 스위칭(switching)을 위한 보호 구간을 포함하는 서브프레임에서, 상기 전송 구간을 통해 상기 중계국에게 제 1 신호를 전송하는 단계; 및 상기 보호 구간을 통해 매크로 단말에게 제 2 신호를 전송하는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 양태에 있어서, 무선통신 시스템에서 기지국이 중계국으로 신호를 전송하는 방법은 시간 영역에서 전송 구간 및 보호 구간을 포함하는 서브프레임을 주파수 영역에서 제 1 주파수 대역 및 제 2 주파수 대역으로 분할하는 단계; 상기 제 1 주파수 대역에 속하는 전송 구간을 통해 상기 중계국에게 무선자원 할당 정보를 전송하는 단계; 및 상기 무선자원 할당 정보가 지시하는 제 2 주파수 대역에 속하는 전송 구간을 통해 상기 중계국에게 사용자 데이터를 전송하는 단계를 포함한다.
본 발명의 또 다른 양태에 있어서, 무선통신 시스템에서 중계국의 신호 전송 방법은 기지국으로부터 무선자원 할당 정보를 수신하는 단계; 제어 정보 및 사용자 데이터를 다중화하여 다중화된 신호를 생성하는 단계; 및 서브프레임 내에서 상기 무선자원 할당 정보에 의해 지시되는 무선 자원을 통해 상기 다중화된 신호를 전송하는 단계를 포함하되, 상기 서브프레임은 시간 영역에서 전송 구간 및 상기 중계국의 송수신 스위칭을 위한 보호 구간을 포함하고, 상기 무선 자원은 상기 전송 구간에 포함한다.
본 발명의 일 양태에 따른 중계국은 무선신호를 송수신하는 RF부; 및 상기 RF부에 연결되는 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는 기지국으로부터 무선자원 할당 정보를 수신하고, 제어 정보 및 사용자 데이터를 다중화하여 다중화된 신호를 생성하고, 서브프레임 내에서 상기 무선자원 할당 정보에 의해 지시되는 무선 자원을 통해 상기 다중화된 신호를 전송하되, 상기 서브프레임은 시간 영역에서 전송 구간 및 상기 중계국의 송수신 스위칭을 위한 보호 구간을 포함하고, 상기 무선 자원은 상기 전송 구간에 포함되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 양태에 따른 기지국은 무선신호를 송수신하는 RF부; 및 상기 RF부에 연결되는 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는 상기 RF부를 통해 전송 구간 및 중계국의 송수신 스위칭(switching)을 위한 보호 구간을 포함하는 서브프레임에서, 상기 전송 구간을 통해 중계국에게 제 1 신호를 전송하고, 상기 보호 구간을 통해 매크로 단말에게 제 2 신호를 전송하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 양태에 따른 무선신호를 송수신하는 RF부; 및 상기 RF부에 연결되는 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는 시간 영역에서 전송 구간 및 보호 구간을 포함하는 서브프레임을 주파수 영역에서 제 1 주파수 대역 및 제 2 주파수 대역으로 분할하고, 상기 제 1 주파수 대역에 속하는 전송 구간을 통해 상기 중계 국에게 자원 할당 정보를 전송하고, 상기 자원 할당 정보가 지시하는 제 2 주파수 대역에 속하는 전송 구간을 통해 상기 중계국에게 사용자 데이터를 전송하는 것을 특징으로 한다.
중계국을 포함하는 무선통신 시스템에서 신호의 전송을 효율적으로 할 수 있다.
3GPP(3rd Generation Partnership Project) 표준화 기구에 의한 LTE(Long Term Evolution)는 E-UTRAN(Evolved-Universal Terrestrial Radio Access Network)을 사용하는 E-UMTS(Evolved-UMTS)의 일부로써, 하향링크에서 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)를 채용하고 상향링크에서 SC-FDMA(Single Carrier-Frequency Division Multiple Access)를 채용한다. LTE-A(Advanced)는 LTE의 진화이다. 이하에서 설명을 명확하게 하기 위해, 3GPP LTE/LTE-A를 위주로 기술하지만 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.
도 1은 중계국을 포함하는 무선통신 시스템을 나타낸다.
도 1을 참조하면, 중계국을 포함하는 무선통신 시스템(10)은 적어도 하나의 기지국(11; Base Station, BS)을 포함한다. 각 기지국(11)은 일반적으로 셀(cell)이라고 불리는 특정한 지리적 영역 (15)에 대해 통신 서비스를 제공한다. 셀은 다시 다수의 영역으로 나누어 질 수 있는데 각각의 영역은 섹터(sector)라고 칭한다. 하나의 기지국에는 하나 이상의 셀이 존재할 수 있다. 기지국(11)은 일반적으로 단 말(13)과 통신하는 고정된 지점(fixed station)을 말하며, eNB(evolved NodeB), BTS(Base Transceiver System), 액세스 포인트(Access Point), AN(Access Network) 등 다른 용어로 불릴 수 있다. 기지국(11)은 중계국(12)과 단말(14) 간의 연결성(connectivity), 관리(management), 제어 및 자원 할당과 같은 기능을 수행할 수 있다.
중계국(Relay Station, RS, 12)은 기지국(11)과 단말(14) 사이에서 신호를 중계하는 기기를 말하며, RN(Relay Node), 리피터(repeater), 중계기 등의 다른 용어로 불릴 수 있다. 중계국에서 사용하는 중계 방식으로 AF(amplify and forward) 및 DF(decode and forward) 등 어떠한 방식을 사용할 수 있으며, 본 발명의 기술적 사상은 이에 제한되지 않는다.
단말(13, 14; User Equipment, UE)은 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, MS(Mobile Station), UT(User Terminal), SS(Subscriber Station), 무선기기(Wireless Device), PDA(Personal Digital Assistant), 무선 모뎀(Wireless Modem), 휴대기기(Handheld Device), AT(Access Terminal) 등 다른 용어로 불릴 수 있다. 이하에서 매크로 단말(macro UE, Ma UE, 13)은 기지국(11)과 직접 통신하는 단말이고, 중계국 단말(relay UE, Re UE, 14)은 중계국과 통신하는 단말을 칭한다. 기지국(11)의 셀 내에 있는 매크로 단말(13)이라 할지라도, 다이버시티 효과에 따른 전송속도의 향상을 위하여 중계국(12)을 거쳐서 기지국(11)과 통신할 수 있다.
이하에서 하향링크(downlink, DL)는 기지국(11)에서 매크로 단말(13)로의 통신을 의미하며, 상향링크(uplink, UL)는 매크로 단말(13)에서 기지국(11)으로의 통 신을 의미한다. 백홀(backhaul) 하향링크는 기지국(11)에서 중계국(12)으로의 통신을 의미하며, 백홀 상향링크는 중계국(12)에서 기지국(11)으로의 통신을 의미한다.
중계국을 포함하는 무선통신 시스템(10)은 양방향 통신을 지원하는 시스템이다. 양방향 통신은 TDD(Time Division Duplex) 모드, FDD(Frequency Division Duplex) 모드 등을 이용하여 수행될 수 있다. TDD 모드는 상향링크 전송과 하향링크 전송, 백홀 상향링크와 백홀 하향링크 전송에서 서로 다른 시간 자원을 사용한다. FDD 모드는 상향링크 전송과 하향링크 전송, 백홀 상향링크와 백홀 하향링크 전송에서 서로 다른 주파수 자원을 사용한다.
도 2는 3GPP LTE FDD 모드의 무선 프레임(radio frame) 구조를 나타낸다.
도 2를 참조하면, 무선 프레임(radio frame)은 10개의 서브프레임(subframe)으로 구성되고, 하나의 서브프레임은 2개의 슬롯(slot)으로 구성된다. 하나의 서브 프레임이 전송되는 데 걸리는 시간을 TTI(transmission time interval)이라 한다. 예를 들어 하나의 서브프레임의 길이는 1ms이고, 하나의 슬롯의 길이는 0.5ms 일 수 있다.
도 3은 3GPP LTE TDD 모드의 무선 프레임(radio frame) 구조를 나타낸다.
도 3을 참조하면, 하나의 무선 프레임은 10 ms의 길이를 가지며 5 ms의 길이를 가지는 두 개의 반 프레임(half-frame)으로 구성된다. 또한 하나의 반 프레임은 1 ms의 길이를 가지는 5개의 서브프레임으로 구성된다. 하나의 서브프레임은 상향링크 서브프레임(UL subframe), 하향링크 서브프레임(DL subframe), 특수 서브프레임(special subframe) 중 어느 하나로 지정된다. 하나의 무선 프레임은 적어도 하 나의 상향링크 서브프레임과 적어도 하나의 하향링크 서브프레임을 포함한다. 하나의 서브프레임은 2개의 슬롯(slot)으로 구성된다. 예를 들어 하나의 서브프레임의 길이는 1ms이고, 하나의 슬롯의 길이는 0.5ms 일 수 있다.
특수 서브프레임은 상향링크 서브프레임과 하향링크 서브프레임 사이에서 상향링크 및 하향링크를 분리시키는 특정 구간(period)이다. 하나의 무선 프레임에는 적어도 하나의 특수 서브프레임이 존재하며, 특수 서브프레임은 DwPTS(Downlink Pilot Time Slot), GP(Guard Period), UpPTS(Uplink Pilot Time Slot)를 포함한다. DwPTS는 초기 셀 탐색, 동기화 또는 채널 추정에 사용된다. UpPTS는 기지국에서의 채널 추정과 단말의 상향 전송 동기를 맞추는 데 사용된다. GP는 상향링크와 하향링크 사이에 신호의 다중경로 지연으로 인해 생기는 간섭을 제거하기 위한 구간이다. 보호 구간(guard time)에는 GP가 포함될 수 있다.
무선 프레임의 구조는 예시에 불과하고, 무선 프레임에 포함되는 서브프레임의 수 또는 서브프레임에 포함되는 슬롯의 수, 슬롯에 포함되는 OFDM 심벌의 수는 다양하게 변경될 수 있다.
도 2 및 도 3을 참조하여 설명한 무선 프레임의 구조는 3GPP TS 36.211 V8.3.0 (2008-05) "Technical Specification Group Radio Access Network; Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Physical Channels and Modulation (Release 8)"의 4.1절 및 4. 2절을 참조할 수 있다.
FDD 및 TDD 무선 프레임에서 하나의 슬롯은 시간 영역(time domain)에서 복수의 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 심벌을 포함하고, 주파수 영역에서 다수의 자원블록(resource block, RB)을 포함한다. OFDM 심벌은 3GPP LTE가 하향링크에서 OFDMA를 사용하므로 하나의 심벌 구간(symbol period)을 표현하기 위한 것으로, 다중 접속 방식에 따라 SC-FDMA 심벌 또는 심벌 구간이라고 할 수 있다. 자원 블록은 자원 할당 단위로 하나의 슬롯에서 복수의 연속하는 부반송파(subcarrier)를 포함한다.
도 4는 하나의 하향링크 슬롯에 대한 자원 그리드(resource grid)를 나타낸 예시도이다.
도 4를 참조하면, 하향링크 슬롯은 시간 영역(time domain)에서 NDL symb 개의 OFDM 심벌을 포함한다. 하나의 자원블록(resource block)은 주파수 영역에서 NRB sc 개의 부반송파를 포함한다. 정규 순환 전치(normal cyclic prefix)를 사용하는 경우 자원 블록에서 NDL symb는 7일 수 있고, 확장 순환 전치(extended cyclic prefix)를 사용하는 경우 NDL symb는 6일 수 있다. 자원블록에 대한 OFDM 심벌의 수와 부반송파의 수를 정리하면 아래 표 1과 같다.
<표 1>
Figure 112009049774330-PAT00001
하나의 서브프레임에는 정규 순환 전치를 사용하는 경우 14개의 OFDM 심벌이 포함되고, 확장 순환 전치를 사용하는 경우 12개의 OFDM 심벌이 포함될 수 있다.
자원 그리드 상의 각 요소(element)를 자원요소(resource element)라 하며, 하향링크 슬롯에 포함되는 자원블록의 수 NDL RB은 셀에서 설정되는 하향링크 전송 대역폭(bandwidth)에 종속한다. NDL symb,NRB sc의 값은 예시적이며 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.
도 5는 하나의 상향링크 슬롯에 대한 자원 그리드(resource grid)를 나타낸 예시도이다.
도 5를 참조하면, 상향링크 슬롯은 시간 영역에서 NUL symb개의 SC-FDMA 또는 OFDM 심벌을 포함하고, 주파수 영역에서 다수개의 자원블록(RB)을 포함한다. 각 자원블록은 NRB sc(예컨대, 12)개의 부반송파를 포함하고, 정규 순환 전치(normal cyclic prefix)를 사용하는 경우 NUL symb는 7일 수 있고, 확장 순환 전치(extended cyclic prefix)를 사용하는 경우 NUL symb는 6일 수 있다. 하나의 서브프레임에는 정규 순환 전치를 사용하는 경우 14개의 SC-FDMA 또는 OFDM 심벌이 포함되고, 확장 순환 전치를 사용하는 경우 12개의 SC-FDMA 또는 OFDM 심벌이 포함될 수 있다. 하나의 자원블록에서 NRB sc는 12인 경우를 예시적으로 기술하나, 이에 제한되는 것은 아니 다. 상향링크 슬롯에 포함되는 자원블록의 수 NUL RB은 셀에서 설정되는 상향링크 전송 대역폭(bandwidth)에 종속한다.
도 6은 중계국을 포함하는 무선통신 시스템에서 중계국의 신호 전송 방법을 나타내는 순서도이다. 도 6을 참조하면, 먼저 중계국은 기지국으로부터 무선자원 할당 정보를 수신한다(S100). 상기 무선자원 할당 정보에 의해 할당되는 무선자원에 대해서는 상세히 후술한다.
중계국은 제어 정보 및 데이터를 다중화하여 다중화된 신호를 생성한다(S200). 여기서, 제어 정보는 중계국이 기지국으로 전송할 ACK/NACK(Acknowledgement/Negative ACK), 스케줄링 요청(Scheduling Request) 신호, 채널상태정보(Channel Quality Information, CQI), 버퍼 상태 보고(buffer status report, BSR) 등과 같은 통신 제어에 관련된 신호를 의미하고, 데이터는 제어 정보를 제외한 신호 예컨대, 사용자 데이터(user data)를 의미할 수 있다.
중계국은 제어 정보 및 데이터를 각각 제어 패킷(control packet), 데이터 패킷(data packet)으로 구성하고, 상기 패킷들의 집합인 집합 패킷(aggregate packet)을 형성할 수 있다. 중계국은 제어 패킷및 데이터 패킷을 다중화하여 다중화된 신호를 생성할 수 있다. 또는 집합 패킷을 다중화하여 다중화된 신호를 생성할 수 있다.
도 7은 제어 패킷을 구성하는 일 예를 나타내고, 도 8은 집합 패킷을 형성하는 일 예를 나타낸다.
도 7을 참조하면, 제어 패킷은 제어 패킷 헤더(control packet header), ACK/NACK, 스케줄링 요청 신호(SR, Scheduling Request), CQI(Channel Quality Information), BSR(Buffer Status Report)를 포함할 수 있다. 이 때, ACK/NACK은 기지국이 중계국에게 전송한 여러 패킷들에 대한 수신 성공 여부를 비트맵으로 표현한 것일 수 있다. 예컨대, 기지국이 이전 서브프레임들에서 패킷 1 내지 5을 중계국으로 전송하였는데 패킷 4만 에러가 발생한 경우, 비트맵은 11101처럼 표현할 수 있다(물론 반대로 00010과 같이 나타낼 수도 있다).
도 8을 참조하면, 집합 패킷은 집합 패킷 헤더 및 다수의 패킷을 포함할 수 있다. 집합 패킷 헤더(aggregation packet header)는 고정된 길이로 정해지거나, 변경 신호를 수신하기 전까지는 미리 정해진 길이로 설정되다가 변경 신호를 수신하면 그에 따라 길이가 변경되는 반 고정(semi-static)식으로 구현될 수 있다.
집합 패킷에 포함된 다수의 패킷(packet 1 내지 packet 5)은 제어 패킷 또는 데이터 패킷일 수 있다. 이러한 다수의 패킷은 동일한 단말에게 전송되는 것일 수도 있고, 서로 다른 단말에게 전송되는 것일 수도 있다. 다수의 패킷 각각은 신뢰성(reliability), 지연(delay)에 대한 요구사항, 재전송되는 패킷인지 여부 등에 따라 서로 다른 변조 및 코딩 방식이 적용될 수 있다. 집합 패킷 헤더에는 다수의 패킷(패킷 1 내지 패킷 5)에 대한 변조 및 코딩 방식 정보가 포함될 수 있다. 도 7 또는 도 8에 도시한 제어 패킷 및 집합 패킷은 일 예에 불과하고 다른 변형 예가 가능함은 자명하다.
다시 도 6을 참조하면, 중계국은 서브프레임 내에서 상기 무선자원 할당 정 보에 의해 지시되는 무선 자원을 통해 상기 다중화된 신호를 전송한다(S300).
도 9는 기지국이 중계국 및 단말에게 무선 자원을 할당하는 일 예를 나타낸다.
도 9를 참조하면, 서브 프레임은 주파수 영역에서 상향링크 제어 정보를 나르는 PUCCH(Physical Uplink Control Channel)가 할당되는 제어 영역(control region)과 사용자 데이터를 나르는 PUSCH(Physical Uplink Shared Channel)가 할당되는 데이터 영역(Data region)으로 나눌 수 있다.
제어 영역에서 PUCCH(Physical Uplink Control Channel) 1 내지 4로 표시된 무선 자원은 매크로 단말이 기지국으로 CQI(Channel Quality indicator), HARQ(Hybrid Automatic Repeat Request) ACK/NACK 등의 상향링크 제어에 관련된 신호를 나르는데 사용될 수 있다. 데이터 영역에서 PUSCH(Physical Uplink Shared Channel) 1 내지 4 중 어느 하나로 표시된 무선 자원 각각은 중계국 또는 매크로 단말에게 할당되어 기지국으로 신호를 전송하는데 사용된다.
중계국에는 예컨대, PUSCH 2로 표시된 무선 자원이 할당될 수 있다. 중계국에 할당되는 무선 자원은 서브프레임의 시간 영역에서 전송 구간(100) 및 중계국의 송수신 스위칭을 위한 보호 구간(110, 120, guard time)을 포함한다. 주파수 영역에서는 매크로 단말에게 제어 정보를 전송하는 제어 영역(control region)을 제외한 데이터 영역(data region) 중 소정의 주파수 대역을 포함할 수 있다. 중계국에 할당되는 무선 자원 중에서 A로 표시된 영역은 중계국이 기지국으로 다중화된 신호를 전송하는 데 할당되는 무선 자원 영역인데, 시간 영역에서 전송 구간(100)에 포 함되고, 주파수 영역에서 데이터 영역에 포함된다. 그 결과 보호 구간의 무선 자원 영역 및 중계국의 신호 전송을 위해서 할당되는 무선 자원 영역을 합하면 하나의 매크로 단말에 할당된 PUSCH가 차지하는 무선 자원처럼 나타나게 된다.
매크로 단말 및 중계국은 할당된 무선 자원 영역에서 서로 다른 다중화 방법을 이용하여 기지국으로 신호를 전송할 수 있다. 예를 들어, 매크로 단말은 PUSCH 1, 3, 4에서 SC-FDMA 방식을 사용할 수 있고, 중계국은 PUSCH 2에서 OFDMA 방식을 사용할 수 있다. 기지국은 매크로 단말로부터는 SC-FDMA 방식, 중계국으로부터는 OFDMA 방식으로 신호를 수신하는 것이 가능하다. 이와 같은 방식은 전송효율, 자원할당의 유연성 등에서 이득을 얻을 수 있다.
도 10은 중계국이 수신 모드 및 전송 모드를 스위칭하는 것을 나타낸다. 도 10에서 “RX”는 신호의 수신을 의미하고, “TX”는 신호의 전송을 의미한다. 도 10을 참조하면, 중계국은 서브프레임 #(n-1)에서 중계국 단말로부터 신호를 수신하다가 서브프레임 #n에서 기지국으로 신호를 전송하고 다시 서브프레임 #(n+1)에서 중계국 단말로부터 신호를 수신한다. 이와 같이 중계국이 수신 모드와 전송 모드를 번갈아 전환하는 경우, 신호간 간섭을 방지하고 모드 전환에 따른 동작 안정화 시간이 필요한데, 이러한 시간을 보호 구간(110, 120)이라 한다(물론 연속된 서브프레임에서 계속 수신을 하거나 전송을 하는 것과 같이 동일한 모드로 동작하는 경우에는 이러한 보호 구간 없이 동작할 수 있다).
보호 구간(110, 120)는 중계기가 신호를 전송하는 서브프레임 #n에 포함된다. 중계국 단말은 전력 문제로 인해 신호의 전송 시간을 최대한 길게 하여 순간 최대 전력을 낮추어야 하므로 서브프레임 #(n-1) 또는 #(n+1) 전체에 걸쳐 신호를 전송한다. 따라서, 중계국이 중계국 단말로부터 신호를 수신하는 서브프레임 #(n-1), #(n+1)에는 보호 구간을 두지 않는 것이 바람직하다. 결국, 중계국은 신호를 전송하는 서브프레임 #n에서 적어도 하나의 OFDM 심벌 동안 보호 구간(110, 120)을 둔다(물론, 서브프레임 #(n-1), #n, #(n+1)이 모두 신호를 수신하거나 전송하는 것과 같이 동일한 모드에서 동작하는 경우에는 보호 구간(110, 120)가 불필요하다).
도 11은 중계국이 할당된 무선 자원에서 제어 패킷 및 데이터 패킷을 서로 다른 시간 자원을 사용하여 전송하는 예를 나타낸다.
도 11을 참조하면, 중계국은 할당된 무선 자원(A)의 시간 영역에서, 보호 구간(110, 120) 사이의 전송 구간(100)에서 먼저 제어 패킷을 전송한 후 데이터 패킷을 전송할 수 있다. 제어 패킷과 데이터 패킷은 서로 다른 시간 자원을 사용하므로 직교성(orthogonality)을 유지할 수 있다.
도 12는 중계국이 제어 정보 및 데이터를 전송하기 위해 다중화를 실시하는 순서도이다.
도 12를 참조하면, 매 TTI마다 데이터 비트들은 하나의 전송 블록(transport block) 형태로 주어진다. 먼저, 데이터 비트들에 CRC(Cyclic Redundancy Check) 패리티 비트들이 부가되어, CRC 부가 비트들이 생성된다(S100).
CRC 부가 비트들이 코드 블록(code block) 단위로 쪼개지고(segmentation), 코드 블록 단위로 다시 CRC 패리티 비트들이 부가된다(S200). 코드 블록 분할(segmentation) 후의 비트 시퀀스에 채널 코딩이 수행된다(S300). 채널 코딩이 수행된 비트들은 레이트 매칭(rate matching)이 수행되고(S400), 코드 블록 연결(concatenation)이 수행되어(S500), 데이터 비트 시퀀스를 생성한다.
한편, 데이터와 더불어 제어 정보가 다중화될 수 있다. 데이터와 제어 정보는 그 전송을 위한 코딩된 심벌들(coded symbols)의 다른 갯수를 할당함으로써, 다른 코드률(coding rate)을 사용할 수 있다. 제어 정보는 채널 코딩이 수행되어(S600), 제어 정보 비트 시퀀스가 생성된다. 데이터 비트 시퀀스 및 제어 정보 비트 시퀀스는 다중화된다(S700). 다중화 시 먼저 제어 정보 비트 시퀀스가 배치되고, 이후로 데이터 비트 시퀀스가 배치될 수 있다. 다중화된 시퀀스는 무선 자원에 할당되어(S800) 전송된다(S900).
도 13은 중계국이 제어 패킷 및 데이터 패킷에 프리코딩(precoding)을 적용하여 전송하는 예를 나타낸다.
도 13을 참조하면, 중계국은 제어 패킷 및 데이터 패킷에 동일한 시간 자원 및 주파수 자원을 사용하되 프리코더(131)를 통해 프리코딩을 적용한 후, 다수개의 안테나(antenna 1 내지 M)를 통해 전송한다. 일반적으로 데이터 패킷이 제어 패킷에 비해 크기가 크다는 점에서 데이터 패킷을 다수개(data packet 1 내지 N)로 디멀티플렉싱(demultiplexer를 통해)한 후, 프리코딩을 적용할 수 있다.
이상에서 중계국이 기지국으로 신호를 전송하는 방법을 설명하였다. 이하에서는 중계국을 포함하는 무선통신 시스템에서 기지국이 신호를 전송하는 방법을 설명한다. 이하에서, 기지국이 신호를 전송하는 경우 제어 정보는 기지국이 중계국으로 전송할 ACK/NACK(Acknowledgement/Negative ACK), 스케줄링 요청(Scheduling Request) 신호에 대한 응답, 무선 자원 할당 정보 등과 같은 통신 제어에 관련된 신호를 의미하고, 데이터는 제어 정보를 제외한 신호 예컨대, 사용자 데이터를 의미할 수 있다.
기지국은 먼저 중계국 및 매크로 단말에 대한 신호 전송을 위한 무선 자원을 할당한다. 그리고 기지국은 할당된 무선 자원을 통해 중계국 및 매크로 단말에 신호를 전송한다. 이 경우, 전송 구간 및 중계국의 송수신 스위칭(switching)을 위한 구간에 해당하는 보호 구간을 포함하는 서브프레임의 시간 영역에서, 중계국에는 상기 전송 구간을 포함하는 무선 자원이 할당되고, 매크로 단말에는 상기 보호 구간을 포함하는 무선 자원이 할당된다. 기지국은 할당된 무선 자원을 통해 중계국에게 제 1 신호를 전송하고, 매크로 단말에게는 제 2 신호를 전송할 수 있다.
도 14는 기지국이 매크로 단말 및 중계국에게 신호를 전송하는 서브프레임에서 무선 자원 할당 예를 나타낸다.
도 14를 참조하면, 서브프레임의 시작부분에 위치하는 적어도 하나의 OFDM 심벌(161)에서 매크로 단말에게 제어 정보를 전송한다(도 14에서 매크로 단말에게 제어 정보를 전송하는 영역을 “PDCCH(to macro UE)”로 표시). 이러한 제어 정보에는 매크로 단말에게 데이터를 전송하는 무선 자원 영역(165, 166)에 대한 무선자원 할당정보가 포함된다. 상기 무선 자원 영역(165, 166)은 시간 영역에서 중계국의 보호 구간을 포함할 수 있다.
기지국은 주파수 영역에서 연속하는 소정의 대역이고 시간 영역에서 전송 구간(163)을 포함하는 무선 자원(167)을 통해 중계국으로 제 1 신호를 전송한다. 이 경우, 제 1 신호는 제어 정보 및 데이터를 모두 포함할 수 있으며 각각은 제어 패킷 및 데이터 패킷 형태로 전송될 수 있다.
도 14에서는 기지국이 하나의 주파수 대역을 가지는 무선 자원(167)을 통해 중계국으로 제 1 신호를 전송하였지만, 이는 제한이 아니며 복수개의 분리된 주파수 대역을 통해 전송할 수도 있다. 이 때, 복수개의 주파수 대역 중 적어도 어느 하나는 상기 중계국과의 관계에서 미리 정의된(pre-defined) 주파수 대역일 수 있다.
도 15는 기지국이 하나의 중계국에게 복수개의 주파수 대역을 통해 신호를 전송하는 예를 나타낸다.
도 15를 참조하면, 기지국은 중계국에게 PDSCH 2(P-PDSCH) 또는 PDSCH 4(S-PDSCH)로 표시된 무선 자원(168, 169, 이하에서 PDSCH 2, PDSCH 4로 각각 약칭한다)을 통해 신호를 전송한다. 이 경우, 제어 정보(예를 들면, 무선자원 할당 정보)는 PDSCH 2, 4 모두에 각각 존재할 수도 있고, 하나의 PDSCH 예컨대, PDSCH 2에만 존재할 수도 있다.
제어 정보가 하나의 PDSCH에만 존재하는 경우, 제어 정보가 존재하는 PDSCH(예컨대, PDSCH 2)를 편의상 P(Primary)-PDSCH라 칭하기로 하고, P-PDSCH가 아닌 다른 PDSCH(예컨대, PDSCH 4)를 이하에서 편의상 S(secondary)-PDSCH라 칭하기로 한다.
기지국과 중계국 간에 P-PDSCH의 위치와 사용하는 무선 자원을 미리 정의(pre-defined)할 수 있다. P-PDSCH(혹은 P-PDSCH 내의 제어 패킷이 할당되는 무 선 자원)는 고정된 포맷, 위치, 무선 자원을 가지도록 설계될 수 있다. 예를 들어, P-PDSCH는 반 고정식(semi-static)으로 고정될 수 있다. 또는 P-PDSCH는 블라인드 디코딩(blind decoding)이 용이하도록 몇 가지로 제한된 포맷, 위치, 무선 자원을 가지도록 설계될 수 있다. 중계국은 P-PDSCH에 포함된 제어 정보 및 데이터를 블라인드 디코딩을 통해 획득할 수 있다.
상술한 예에 의하면, 중계국은 별도의 제어 채널(예컨대, PDCCH)에 의존하지 않고 P-PDSCH를 직접 디코딩할 수 있다. 그리고, S-PDSCH에 대한 위치, 무선 자원에 관한 정보는 P-PDSCH의 제어 정보(무선자원 할당 정보)에 포함될 수 있으며, 그 결과 S-PDSCH는 P-PDSCH에 비해 다양한 위치에 존재할 수 있다.
즉, 기지국은 시간 영역에서 전송 구간 및 보호 구간을 포함하는 서브프레임을 주파수 영역에서 복수개의 주파수 대역으로 분할하고, 복수개의 주파수 대역 중 어느 하나인 제 1 주파수 대역에 속하는 전송 구간을 통해 상기 중계국에게 제어 정보 및 제 1 데이터를 전송할 수 있다. 그리고, 상기 제어 정보가 지시하는 제 2 주파수 대역에 속하는 전송 구간을 통해 상기 중계국에게 제 2 데이터를 전송할 수 있다.
도 16은 기지국이 중계국 및 매크로 단말로 신호를 전송하는 경우 시간 영역에서 기지국, 중계국 및 매크로 단말의 동작을 나타낸 도면이다.
도 16을 참조하면, 기지국은 서브프레임 #n의 처음 소정 개수의 OFDM 심벌 동안(161) 매크로 단말(Ma UE)에게 제어 정보를 전송하고, 중계국은 중계국 단말(Re UE)에게 제어 정보를 전송한다. 제어 정보를 전송하는 OFDM 심벌의 개수는 기지국과 중계국이 동일할 수도 있고 서로 다를 수도 있다.
기지국은 중계국의 입장에서 보호 구간에 해당하는 OFDM 심벌 동안(162, 164)에서 매크로 단말에게 제 2 신호를 전송한다. 제 2 신호는 사용자 데이터와 같은 데이터일 수 있다. 이러한 OFDM 심벌 동안(162, 164)에서 중계국은 디코딩을 수행하지 않는다. 기지국은 서브프레임에서 보호 구간을 제외한 OFDM 심벌 동안(163)에서 중계국으로 제 1 신호 즉, 제어 정보 및/또는 데이터를 전송한다.
기지국이 중계국에게 전송하는 제 1 신호에는 참조 신호(reference signal)를 포함한다. 이 경우 참조 신호는 전용 참조 신호(dedicated reference signal)일 수 있다. 매크로 단말은 중계국의 보호 구간에 해당하는 무선 자원에서 기지국으로부터 전송되는 신호를 디코딩하는데 상기 참조 신호 혹은 셀 특정 참조 신호(cell-specific reference signal)를 이용할 수 있다.
이하에서는 기지국이 중계국 입장에서는 보호 구간에 해당하는 무선 자원을 이용하여 매크로 단말에게 데이터를 전송하는 예를 설명한다. 이하에서는 모두 하나의 서브프레임에 14개의 OFDM 심벌이 존재하는 정규 순환 전치(normal cyclic prefix)의 경우를 예시하였으나, 하나의 서브프레임에 12개의 OFDM 심벌이 존재하는 확장 순환 전치(extended cyclic prefix)의 경우에도 적용될 수 있음은 자명하다.
도 17 내지 도 20은 기지국이 중계국 입장에서 보호 구간으로 설정되는 무선 자원을 이용하여 매크로 단말에게 데이터를 전송하는 예를 나타낸다. 상기 데이터는 사용자 데이터일 수 있다.
도 17 내지 도 20을 참조하면, 기지국은 중계국에서 보호 구간으로 설정되는 무선 자원(191, 192, 이하 PDSCH 4, PDSCH 5로 약칭)에 속하는 자원 요소에 데이터 S1 내지 Sk를 맵핑하여 매크로 단말에게 전송한다.
특히, 도 19에서는 데이터 S1 내지 Sk를 PDSCH 4(191)영역의 자원 요소에 주파수 순으로 순차적으로 맵핑한 후, 데이터 Sk +1 내지 S2k를 PDSCH 5(192)영역에서 주파수 순으로 순차적으로 맵핑한 예를 나타내고 있다. 반면, 도 20에서는 데이터 S1을 PDSCH 4(191)에 맵핑한 후, S2를 PDSCH 5(192)에 맵핑하는 방식으로 시간 순으로 먼저 맵핑한 후, 주파수 순으로 맵핑하는 예를 나타낸다. 도 19 및 도 20에서 데이터가 맵핑되는 OFDM 심벌 넘버는 2, 13이다.
상술한 도 17 내지 도 20에서 기지국이 전송하는 PDCCH는 2개의 OFDM 심벌을 포함하고 PDSCH 4 및 5(즉, 중계국에서 보호 구간에 해당하는 무선 자원)는 각각 하나의 OFDM 심벌을 포함하는 예를 나타내었지만, 이는 제한이 아니다. 기지국이 전송하는 PDCCH 및 중계국의 보호 구간이 다른 개수의 OFDM 심벌을 가지는 경우 PDSCH 4, 5는 다양한 변형이 가능하다.
도 21 및 도 22는 PDCCH가 하나의 OFDM 심벌을 가지고, PDSCH 4가 2 OFDM 심벌을 가지는 경우에 기지국이 매크로 단말에게 데이터를 전송하는 예를 나타낸다.
도 21을 참조하면, 기지국은 PDSCH 4에 해당하는 영역(211)에서 첫번째 OFDM 심벌 시간에서 주파수 순의 자원 요소에 데이터 S1 내지 Sk를 맵핑한 후, 두번째 OFDM 심벌 시간에서 주파수 순의 자원 요소에 데이터 Sk +1 내지 S2k를 맵핑한다. 도 22를 참조하면, 기지국은 PDSCH 4에 해당하는 영역(211)에서 첫번째 OFDM 심벌 시간 및 두번째 OFDM 심벌 시간에서 예를 들어, 가장 높은 주파수를 가지는 자원 요소에 데이터 S1 및 S2를 맵핑한 후 다음으로 높은 주파수를 가지는 자원 요소에 데이터 S3 및 S4를 순차적으로 맵핑한다. 즉, 먼저 시간 순으로 데이터를 맵핑한 후 주파수 순으로 맵핑한다. 도 21 및 도 22에서 데이터가 맵핑되는 OFDM 심벌 넘버는 1, 2이다.
도 23 및 도 24는 매크로 단말을 위해 할당되는 PDCCH가 하나의 OFDM 심벌을 가지고, PDSCH 4가 2 OFDM 심벌을 가지며, PDSCH 5가 1 OFDM 심벌을 가지는 경우에 기지국이 매크로 단말에게 데이터를 전송하는 예를 나타낸다.
도 23을 참조하면, 기지국이 PDSCH 4에 해당하는 영역(231)에서 첫번째 OFDM 심벌에서 주파수 순의 자원 요소에 데이터 S1 내지 Sk를 맵핑한 후 두번째 OFDM 심벌에서 주파수 순의 자원 요소에 데이터 Sk +1 내지 S2k를 맵핑한다. 또한, PDSCH 5에 해당하는 영역(232)의 OFDM 심벌에서 주파수 순의 자원 요소에 데이터 S2k +1 내지 S3k를 맵핑한다. 도 24를 참조하면, 기지국이 먼저 시간 순으로 PDSCH 4와 PDSCH 5에 해당하는 영역에 시간 순의 자원 요소에 데이터 S1 내지 S3을 맵핑하고 같은 방식으로 낮은 주파수의 자원 요소들에 맵핑한다. 도 23 및 도 24에서 데이터가 맵핑되는 OFDM 심벌 넘버는 1, 2, 13이다.
도 25 내지 도 27은 매크로 단말을 위해 할당되는 PDCCH가 하나의 OFDM 심벌을 가지고, PDSCH 4 또는 PDSCH 5가 1 OFDM 심벌을 가지는 경우에 기지국이 매크로 단말에게 데이터를 전송하는 예를 나타낸다.
도 25는 PDSCH 4에서만 데이터 S1 내지 Sk를 주파수 순의 자원 요소들에 맵핑하여 매크로 단말에게 전송하는 경우이고, 도 26은 PDSCH 4, 5에서 주파수 순의 자원 요소들에 데이터 S1 내지 Sk 및 데이터 Sk +1 내지 S2k를 맵핑하는 예이고, 도 27은 PDSCH 4, 5에 속하는 자원 요소 중 동일 주파수의 자원 요소에 시간 순으로 먼저 데이터를 맵핑한 후 주파수 순으로 맵핑하는 예를 나타낸다. 도 25에서 데이터가 맵핑되는 OFDM 심벌 넘버는 1이고, 도 26 및 도 27에서 데이터가 맵핑되는 OFDM 심벌 넘버는 1, 13이다.
기지국은 도 17 내지 도 27을 참조하여 설명한 각각의 방법에 일 대 일로 대응하는 무선자원 할당정보를 매크로 단말에게 전송할 수 있다. 이러한 무선자원 할당정보는 예를 들어, 서브프레임에서 보호 구간의 위치를 알려주는 정보 또는 전송 구간을 천공(puncturing)할 것을 지시하는 정보를 포함할 수 있다.
먼저 보호 구간의 위치를 알려주는 정보는 심벌 할당 비트맵(3비트)으로 구성된 새로운 필드를 기존 DCI 포맷에 추가하는 것일 수 있다. 심벌 할당 비트맵은 도 17 내지 도 24를 참조하여 설명한 방법들에 대해 표 2와 같이 나타낼 수 있다. 표 2에서 편의상 도 17을 참조하여 설명한 방법을 '도 17'과 같이 간략히 표시한다.
<표 2>
Figure 112009049774330-PAT00002
표 3에서 심벌 할당 비트맵의 첫번째 비트는 서브프레임의 OFDM 심벌 넘버 1, 두번째 비트는 OFDM 심벌 넘버 2, 세번째 비트는 OFDM 심벌 넘버 13을 나타낼 수 있다. 매크로 단말은 심벌 할당 비트맵을 이용하여 보호 구간의 위치를 알 수 있다.
또는 2비트로 된 심벌 할당 비트맵을 새로운 필드로 추가하는 경우, 다음 표 3과 같이 나타낼 수 있다. 이 때, 첫번째 비트는 서브프레임의 OFDM 심벌 넘버 2, 두번째 비트는 OFDM 심벌 넘버 13을 나타낸다.
<표 3>
Figure 112009049774330-PAT00003
또는, 심벌 할당 비트맵에서 첫번째 비트가 서브프레임의 OFDM 심벌 넘버 1, 두번째 비트가 OFDM 심벌 넘버 13을 나타낼 수 있다. 이 경우 심벌 할당 비트맵은 다음 표 4와 같다.
<표 4>
Figure 112009049774330-PAT00004
무선자원 할당정보가 전송 구간을 천공(puncturing)할 것을 지시하는 정보인 경우를 설명한다. 도 14를 참조하여, 기지국이 매크로 단말에게 시간 영역에서 전송 구간(163) 및 보호 구간(162, 164)을 모두 포함하고, 소정 주파수 대역을 가지는 무선 자원(즉, 165, 166, 167을 모두 포함하는 무선 자원)을 할당한 후, 상기 소정 주파수 대역에서 전송 구간(163)에 해당하는 OFDM 심벌에 대해서는 천공(puncturing)하고, 보호 구간(162, 164)에 해당하는 OFDM 심벌에 대해서만 디코딩하도록 지시할 수 있다.
상술한 중계국을 포함하는 무선통신 시스템에서 기지국이 신호를 전송하는 방법은 예를 들어, 기지국 및 중계국 간에 상향링크/하향링크 밴드 교환(UL/DL band swapping)이 사용되는 경우에 적용될 수 있다. 여기서, 상향링크/하향링크 밴드 교환은 FDD 모드의 특정 서브프레임에서 기지국이 상향링크 주파수 대역을 사용하여 중계국으로 신호를 전송하는 것을 의미한다.
도 28은 상향링크/하향링크 밴드 교환의 예를 나타낸다.
도 28을 참조하면, 기지국은 상향링크 주파수 대역에 속하는 서브프레임 4에서 중계국으로 신호를 전송한다. 이 경우, 서브프레임 4를 교환된 서브프레임(swapped subframe)이라 칭한다. 기지국이 교환된 서브프레임에서 중계국으로 신 호를 전송하는 경우, 제어 패킷에는 중계국이 기지국으로 신호를 전송하는 것에 대한 스케줄링 정보 및 다음 번 기지국의 중계국으로 신호 전송에 대한 스케줄링 정보를 포함할 수 있다. 상술한 P-PDSCH, S-PDSCH는 상향링크/하향링크 밴드 교환을 사용하여 상향링크 밴드에서 기지국이 중계국으로 신호를 전송하는 경우에도 적용될 수 있다. 즉, 기지국이 상향링크/하향링크 밴드 교환으로 상향링크 주파수 대역에서 둘 이상의 PUSCH를 형성하여 중계국으로 신호를 전송하는 경우, 하나의 PUSCH는 P-PUSCH이고 나머지는 S-PUSCH가 될 수 있다. 상향링크/하향링크 밴드 교환은 “3GPP R1-084206, UL/DL band swapping for efficient support of relays in FDD mode, LG Electronics.”를 참조할 수 있다.
또한, 상술한 중계국을 포함하는 무선통신 시스템에서 기지국이 신호를 전송하는 방법은 중계국이 MBSFN(Multicast/Broadcast Single Frequency Network) 서브프레임을 이용하여 기지국으로부터 신호를 수신하는 경우에도 적용될 수 있다.
도 29는 중계국이 기지국으로부터 신호를 수신하는 MBSFN 서브프레임을 나타낸다.
도 29를 참조하면, 중계국은 MBSFN 서브프레임에서 소정 개수 예컨대, 2개의 OFDM 심벌 구간에서 제어채널들인 PCFICH, PDCCH, PHICH의 제어 정보를 중계국 단말에게 전송한다. 이러한 제어 정보들은 중계국 단말에게 하향링크 데이터가 전송되지 않을 것임을 알려 중계국 단말들이 불필요한 데이터 수신 동작 또는 기준 신호 측정을 하지 않게 하는 역할을 수행할 수 있다. 중계국은 보호 구간 1 및 2를 제외한 서브프레임 구간(291)에서 기지국으로부터 신호를 수신할 수 있다.
도 30은 본 발명의 일 실시예가 구현되는 기지국 및 중계국을 나타낸다.
도 30을 참조하면, 기지국(50)은 프로세서(processor, 51), 메모리(memory, 53) 및 RF부(RF(radio frequency) unit, 52)을 포함한다. 프로세서(51)는 전송 구간 및 중계국의 송수신 스위칭(switching)을 위한 보호 구간을 포함하는 서브프레임에 대해 주파수 영역에서 제 1 주파수 대역 및 제 2 주파수 대역으로 분할하고, 제 1 주파수 대역에 속하는 전송 구간을 통해 상기 중계국에게 무선자원 할당 정보를 전송한다. 또한, 상기 무선자원 할당 정보가 지시하는 제 2 주파수 대역에 속하는 전송 구간을 통해 상기 중계국에게 사용자 데이터를 전송한다. 또는 프로세서(51)는 RF부(52)를 통해 전송 구간 및 중계국의 송수신 스위칭(switching)을 위한 보호 구간을 포함하는 서브프레임에서, 상기 전송 구간을 통해 중계국에게 제 1 신호를 전송하고, 상기 보호 구간을 통해 매크로 단말에게 제 2 신호를 전송할 수 있다. 무선 인터페이스 프로토콜의 계층들은 프로세서(51)에 의해 구현될 수 있다. 메모리(53)는 프로세서(51)와 연결되어, 프로세서(51)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. RF부(52)는 프로세서(51)와 연결되어, 무선 신호를 송신 및/또는 수신한다.
중계국(60)은 프로세서(61), 메모리(62) 및 RF부(63)을 포함한다. 프로세서(61)는 기지국(50)으로 전송할 제어 정보 및 데이터를 다중화하여 다중화된 신호를 생성하고, 기지국(50)으로부터 수신한 무선자원 할당 정보에 의해 지시되는 서브프레임 내의 무선 자원을 통해 상기 다중화된 신호를 전송하되, 상기 서브프레임은 시간 영역에서 전송 구간 및 중계국의 송수신 스위칭을 위한 보호 구간을 포함 하고, 상기 무선 자원은 상기 전송 구간에 포함된다.
프로세서(51, 61)은 ASIC(application-specific integrated circuit), 다른 칩셋, 논리 회로 및/또는 데이터 처리 장치를 포함할 수 있다. 메모리(52,62)는 ROM(read-only memory), RAM(random access memory), 플래쉬 메모리, 메모리 카드, 저장 매체 및/또는 다른 저장 장치를 포함할 수 있다. RF부(53,63)은 무선 신호를 처리하기 위한 베이스밴드 회로를 포함할 수 있다. 실시예가 소프트웨어로 구현될 때, 상술한 기법은 상술한 기능을 수행하는 모듈(과정, 기능 등)로 구현될 수 있다. 모듈은 메모리(52,62)에 저장되고, 프로세서(51,61)에 의해 실행될 수 있다. 메모리(52,62)는 프로세서(51,61) 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 프로세서(51,61)와 연결될 수 있다.
이상 본 발명에 대하여 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시켜 실시할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 상술한 실시예에 한정되지 않고, 본 발명은 이하의 특허청구범위의 범위 내의 모든 실시예들을 포함한다고 할 것이다.
도 1은 중계국을 포함하는 무선통신 시스템을 나타낸다.
도 2는 3GPP LTE FDD 모드의 무선 프레임(radio frame) 구조를 나타낸다.
도 3은 3GPP LTE TDD(Time Division Duplex) 모드의 무선 프레임(radio frame) 구조를 나타낸다.
도 4는 하나의 하향링크 슬롯에 대한 자원 그리드(resource grid)를 나타낸 예시도이다.
도 5는 하나의 상향링크 슬롯에 대한 자원 그리드(resource grid)를 나타낸 예시도이다.
도 6은 무선통신 시스템에서 중계국의 신호 전송 방법을 나타내는 순서도이다.
도 7은 제어 패킷을 구성하는 일 예를 나타낸다.
도 8은 집합 패킷을 형성하는 일 예를 나타낸다.
도 9는 기지국이 중계국 및 단말에게 무선 자원을 할당하는 일 예를 나타낸다.
도 10은 중계국이 수신 모드 및 전송 모드를 스위칭하는 것을 나타낸다.
도 11은 중계국이 할당된 무선 자원에서 제어 패킷 및 데이터 패킷을 서로 다른 시간 자원을 사용하여 전송하는 예를 나타낸다.
도 12는 중계국이 제어 정보 및 데이터를 전송하기 위해 다중화를 실시하는 순서도이다.
도 13은 중계국이 제어 패킷 및 데이터 패킷에 프리코딩(precoding)을 적용하여 전송하는 예를 나타낸다.
도 14는 기지국이 매크로 단말 및 중계국에게 신호를 전송하는 서브프레임에서 무선 자원 할당 예를 나타낸다.
도 15는 기지국이 중계국에게 복수개의 주파수 대역을 통해 신호를 전송하는 예를 나타낸다.
도 16은 기지국이 중계국 및 매크로 단말로 신호를 전송하는 경우 시간 영역에서 기지국, 중계국 및 매크로 단말의 동작을 나타낸 도면이다.
도 17 내지 도 20은 기지국이 중계국 입장에서 보호 구간으로 설정되는 무선 자원을 이용하여 매크로 단말에게 데이터를 전송하는 예를 나타낸다.
도 21 및 도 22는 매크로 단말을 위해 할당되는 PDCCH가 하나의 OFDM 심벌을 가지고, PDSCH 4가 2 OFDM 심벌을 가지는 경우에 기지국이 매크로 단말에게 전송하는 데이터를 맵핑하는 예를 나타낸다.
도 23 및 도 24는 매크로 단말을 위해 할당되는 PDCCH가 하나의 OFDM 심벌을 가지고, PDSCH 4가 2 OFDM 심벌을 가지며, PDSCH 5가 1 OFDM 심벌을 가지는 경우에 기지국이 매크로 단말에게 전송하는 데이터를 맵핑하는 예를 나타낸다.
도 25 내지 도 27은 매크로 단말을 위해 할당되는 PDCCH가 하나의 OFDM 심벌을 가지고, PDSCH 4 또는 PDSCH 5가 1 OFDM 심벌을 가지는 경우에 기지국이 매크로 단말에게 데이터를 전송하는 예를 나타낸다.
도 28은 상향링크/하향링크 밴드 교환의 예를 나타낸다.
도 29는 중계국이 기지국으로부터 신호를 수신하는 MBSFN 서브프레임을 나타낸다.
도 30은 본 발명의 일 실시예가 구현되는 기지국 및 중계국을 나타낸다.

Claims (17)

  1. 무선통신 시스템에서 기지국의 신호 전송 방법에 있어서,
    전송 구간 및 중계국의 송수신 스위칭(switching)을 위한 보호 구간을 포함하는 서브프레임에서, 상기 전송 구간을 통해 상기 중계국에게 제 1 신호를 전송하는 단계; 및
    상기 보호 구간을 통해 매크로 단말에게 제 2 신호를 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 신호에 포함되는 사용자 데이터는 상기 보호 구간에 속하는 자원 요소들 중에서 제 1 주파수를 가지는 자원 요소들에 순차적으로 맵핑한 후, 제 2 주파수를 가지는 자원 요소들에 순차적으로 맵핑하는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 신호에 포함되는 사용자 데이터는 상기 보호 구간에 속하는 자원 요소들 중에서 제 1 OFDM 심볼 넘버를 가지는 자원 요소들에 순차적으로 맵핑한 후, 제 2 OFDM 심볼 넘버를 가지는 자원 요소들에 순차적으로 맵핑하는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 신호 전송을 위한 무선자원 할당 정보를 상기 매크로 단말에게 전송하는 단계를 더 포함하되, 상기 무선자원 할당 정보는 상기 서브프레임에서 상기 보호 구간의 위치를 알려주는 정보 또는 상기 전송 구간을 천공(puncturing)할 것을 지시하는 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 신호는 제어 정보 및 사용자 데이터를 모두 포함하되, 상기 제어 정보 및 상기 사용자 데이터는 각각 별도의 패킷(packet)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 중계국이 상기 제 1 신호를 수신하는 서브프레임은 MBSFN(Multicast/Broadcast Single Frequency Network) 서브프레임인 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 무선통신 시스템에서 기지국이 중계국으로 신호를 전송하는 방법에 있어서,
    시간 영역에서 전송 구간 및 보호 구간을 포함하는 서브프레임을 주파수 영역에서 제 1 주파수 대역 및 제 2 주파수 대역으로 분할하는 단계;
    상기 제 1 주파수 대역에 속하는 전송 구간을 통해 상기 중계국에게 무선자원 할당 정보를 전송하는 단계; 및
    상기 무선자원 할당 정보가 지시하는 제 2 주파수 대역에 속하는 전송 구간을 통해 상기 중계국에게 사용자 데이터를 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 제 1 주파수 대역은 상기 기지국 및 상기 중계국 간에 미리 정의된 주파수 대역인 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제 7 항에 있어서, 상기 제 1 주파수 대역에 속하는 전송 구간은 상기 기지국 및 상기 중계국 간에 반 고정식(semi-static)으로 정해지는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제 7 항에 있어서, 상기 무선자원 할당 정보는 상기 중계국이 블라인드 디코딩을 통해 획득하는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제 7 항에 있어서, 상기 제 1 주파수 대역에 속하는 전송 구간에서 사용자 데이터를 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 무선자원 할당 정보 및 상기 제 1 주파수 대역에 속하는 전송 구간에서 전송되는 사용자 데이터는 각각 별도의 패킷으로 구성되는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 무선통신 시스템에서 중계국의 신호 전송 방법에 있어서,
    기지국으로부터 무선자원 할당 정보를 수신하는 단계;
    제어 정보 및 사용자 데이터를 다중화하여 다중화된 신호를 생성하는 단계; 및
    서브프레임 내에서 상기 무선자원 할당 정보에 의해 지시되는 무선 자원을 통해 상기 다중화된 신호를 전송하는 단계를 포함하되,
    상기 서브프레임은 시간 영역에서 전송 구간 및 상기 중계국의 송수신 스위칭을 위한 보호 구간을 포함하고, 상기 무선 자원은 상기 전송 구간에 포함되는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 제어 정보 및 상기 사용자 데이터는 각각 별도의 패킷으로 구성되고, 상기 다중화된 신호는 상기 패킷의 집합인 집합 패킷을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 무선신호를 송수신하는 RF부; 및
    상기 RF부에 연결되는 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는
    기지국으로부터 무선자원 할당 정보를 수신하고, 제어 정보 및 사용자 데이터를 다중화하여 다중화된 신호를 생성하고, 서브프레임 내에서 상기 무선자원 할당 정보에 의해 지시되는 무선 자원을 통해 상기 다중화된 신호를 전송하되, 상기 서브프레임은 시간 영역에서 전송 구간 및 상기 중계국의 송수신 스위칭을 위한 보호 구간을 포함하고, 상기 무선 자원은 상기 전송 구간에 포함되는 것을 특징으로 하는 중계국.
  16. 무선신호를 송수신하는 RF부; 및
    상기 RF부에 연결되는 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는 상기 RF부를 통해 전송 구간 및 중계국의 송수신 스위칭(switching)을 위한 보호 구간을 포함하는 서브프레임에서, 상기 전송 구간을 통해 중계국에게 제 1 신호를 전송하고, 상기 보호 구간을 통해 매크로 단말에게 제 2 신호를 전송하는 것을 특징으로 하는 기지국.
  17. 무선신호를 송수신하는 RF부; 및
    상기 RF부에 연결되는 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는 시간 영역에서 전송 구간 및 보호 구간을 포함하는 서브프레임을 주파수 영역에서 제 1 주파수 대역 및 제 2 주파수 대역으로 분할하고, 상기 제 1 주파수 대역에 속하는 전송 구간을 통해 상기 중계국에게 자원 할당 정보를 전송하고, 상기 자원 할당 정보가 지시하는 제 2 주파수 대역에 속하는 전송 구간을 통해 상기 중계국에게 사용자 데이터를 전송하는 것을 특징으로 하는 기지국.
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