KR20100081693A - 다중의 ｌ1 릴레이노드를 이용하는 무선통신시스템을 위한 하향링크 물리채널 전송 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

무선통신 시스템에서 경로손실로 인해 발생되는 신호의 왜곡은 제한된 송신 전력에 대하여 시스템의 커버리지를 제한한다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 무선 릴레이 기술이 이용된다. 무선 릴레이는 송신신호의 경로손실을 보상하여 전송함으로써 최초 송신단과 최종 수신단 사이에서 발생되는 큰 경로손실을 개선시켜 제한된 송신 전력에 대하여 셀 가장자리 단말기의 성능 개선 및 시스템 커버리지 확장을 제공한다. 본 발명은 L1 릴레이의 동작 특성을 정의하고 다중의 L1 릴레이노드들을 이용하는 무선통신 시스템을 위한 하향링크 물리채널 전송 관련 방법 및 장치를 제공한다.

L1 릴레이, 하향링크 물리채널 전송, SCH, PDCCH, RS

Description

다중의 Ｌ1 릴레이노드를 이용하는 무선통신시스템을 위한 하향링크 물리채널 전송 방법 및 장치{Method and Apparatus for downlink physical channel transmission for wireless communication systems with multiple L1 relay nodes}

본 발명은 셀룰러(cellular) 무선통신 시스템에 무선릴레이를 도입한 것으로서, 특히 단순한 Layer 1(이하 L1으로 칭함) 릴레이를 위한 하향링크 물리채널 전송의 송수신 방법 및 장치에 관한 것이다.

성분들 간의 간섭을 제거하고 다중 접속 사용자들간의 직교성을 보장해 주는 장점이 있으며 주파수 자원의 효율적 사용을 가능하게 한다. 그로 인하여 직접수열 코드분할 다중접속(DS-CDMA: Direct Sequence CDMA) 기술에 비하여 고속데이터 전송 및 광대역 시스템에 유용한 기술이다.

도 1에 3GPP(3^rdGeneration Partnership Project)의 차세대 이동통신 기술 표준인 EUTRA(Enhanced Universal Terrestrial Radio Access)의 OFDM 기반 하향링 크 프레임 구조를 도시하는 도면이다.

상기 도 1을 참조하면, 20MHz의 시스템 대역폭(101) 내에 총 100 개의 자원블록(102, Resource Block 이하 RB라 함)들이 존재한다. 하나의 RB는 12 개의 부반송파(103)로 이루어져 있으며, 14 개의 OFDM 심벌 구간(104)을 가질 수 있다. 매 OFDM 심벌 구간(104) 내에서 각 부반송파(103) 마다 하향링크 채널의 변조 심벌이 실려서 전송된다. 상기와 같이 한 OFDM 심벌 구간 내의 하나의 부반송파 구간을 자원엘리먼트(106, Resource Element 이하 RE라 함)라고 하며, 도 1에서는 하나의 RB 내에 총 14(OFDM 심벌)x12(부반송파) =168 개의 RE가 존재한다. 하나의 OFDM 심벌 구간(104) 내에서 하나의 하향링크 데이터 채널은 전송 데이터율에 따라서 한 개 혹은 한 개 이상의 RB가 할당되어 전송될 수 있다.

셀룰러 무선통신 시스템에서 고속의 무선 데이터 서비스를 제공하기 위하여 중요한 것 중 하나는 확장성 대역폭 (scalable bandwidth)의 지원이다. 그 일례로 LTE (Long Term Evolution) 시스템은 다양한 대역폭(예를들면 20/15/10/5/3/1.4 MHz 등)을 가지는 것이 가능하다. 서비스 사업자들은 상기 대역폭 중에서 선택하여 서비스를 제공할 수 있으며, 단말기 또한 최대 20 MHz 대역폭을 지원할 수 있는 것에서부터 최소 1.4 MHz 대역폭만을 지원하는 것 등 여러 종류가 존재할 수 있다.

상기 확장성 대역폭 기반 시스템 하에서는, 처음에 시스템에 접속하는 단말은 시스템 대역폭에 대한 정보가 없는 상태에서 셀 탐색(cell search)에 성공할 수 있어야 한다. 단말기는 상기 셀탐색을 통하여 데이터 및 제어 정보의 복조를 위한 송신기와 수신기 간 동기(synchronization) 및 셀 ID를 획득할 수 있다. 상기 시스 템 대역폭은 동기채널(SCH, Synchronization Channel)로부터 상기 셀 탐색 과정에서 얻거나 셀 탐색 후에 시스템 정보 전송 공통제어물리채널(Broadcasting Channel, 이하 BCH로 칭함)의 복조를 통하여 얻을 수 있다. 상기 BCH는 단말기가 접속하는 셀의 시스템 정보를 전송하는 채널로서 단말이 셀 탐색을 끝내면 가장 먼저 복조하게 되는 채널이다. 단말기는 상기 공통제어채널을 수신함으로써 각 셀 별로 시스템 대역폭, SFN(System Frame Number)과 일부 물리채널의 설정 등의 정보를 얻을 수 있다.

도 2는 LTE 시스템에서 대역폭에 따른 SCH 및 BCH의 전송 예를 도시하는 도면이다. 단말기는 상기 SCH를 통하여 셀 탐색을 수행하며 각 셀 별로 성공적인 셀 탐색 후 상기 BCH의 수신을 통하여 상기 셀에 대한 상기 시스템 정보들을 얻게 된다.

상기 도 2를 참조하면, 가로축(200)은 주파수를 나타내며, SCH(204)와 BCH(206)는 시스템 대역폭에 상관없이 1.08 MHz의 대역폭으로 시스템 대역의 중간에서 전송된다. 따라서, 상기 경우에는 단말기는 시스템 대역폭에 상관없이 RF 반송파(202)를 찾아서 상기 RF 반송파(202)를 중심으로 1.08 MHz의 대역에 대하여 상기 SCH(204)에 대한 셀 탐색을 수행함으로써 시스템에 대한 초기 동기를 획득한다. 그리고, 상기 셀 탐색 후 동일한 1.08 MHz 대역폭에 전송되는 상기 BCH(206)를 복조하여 시스템 정보를 얻게 된다.

도 3은 LTE 시스템에서 상기 SCH와 BCH가 10ms 무선프레임(306)(radio frame)내에서 전송되는 구조를 도시하는 도면이다.

상기 도 3을 참조하면, SCH는 PSS(300)(Primary Synchronization Signal)와 SSS(301)(Secondary Synchronization Signal)로 나뉘어서 매 서브프레임#0(subframe#0)과 서브프레임#5에서 전송된다. PSS(300)와 SSS(301)는 각각 OFDM 심벌 길이(308)를 가지며, 전체 시스템 대역폭(303) 내에서 상기 도 2와 같이 중앙 1.08 MHz 대역에 전송된다. BCH(302)은 서브프레임#0에서 네 개의 OFDM 심벌 동안 전송된다.

OFDMA 방식에서 용량 증대를 낳는 여러 가지 원인 중의 하나가 주파수 축 상에서의 스케줄링(Frequency Domain Scheduling)을 수행할 수 있다는 것이다. 채널이 시간에 따라 변하는 특성에 따라 채널 감응 스케줄링 방법을 통해 용량 이득을 얻었듯이 채널이 주파수에 따라 다른 특성을 활용하면 더 많은 용량 이득을 얻을 수 있다. 적응 변조 및 부호(Adaptive Modulation and Coding, 이하 AMC라 함) 방법과 채널 감응 스케줄링 방법을 구현하면 기지국은 주파수, 시간, 전력 등의 주어진 무선 자원을 사용자의 채널 상태에 따라 적응적으로 할당하게 된다. 이러한 적응적 할당 상태는 기지국이 하향링크 제어 채널 (Physical Downlink Control CHannel, 이하 PDCCH라 함)를 통해 사용자에게 전달하고 사용자는 PDCCH 수신을 통해 어느 하향링크 데이터 채널(Physical Downlink Shared Channel, 이하 PDSCH라 함)이 자신에게 할당되었는가를 인지하게 된다.

단말기는 여러 하향링크 제어 채널 중 자신에게 전송된 것을 찾기 위해 레퍼런스 신호(Reference Signal, 이하 RS라 함)를 이용하여 채널을 추정한 후 가능한 후보군 (candidate group)에서 블라인드 복호 (blind decoding)를 시도해야 한다. 여기서 블라인드 복호란 기지국은 제어 채널 후보군 내에 정의된 제어 채널 후보 중 하나를 이용하여 PDCCH를 전송 할 수 있는데, 단말기가 어떠한 제어 채널 후보로 제어 채널 정보가 전송될 것인지에 대한 사전 정보가 없이 수신하는 것을 뜻한다.

제어 채널 요소(Control Channel Element, 이하 CCE라 함)란PDCCH를 구성하는 논리 채널의 단위를 뜻한다. CCE는 물리 채널의 단위인 RE의 집합과 일대일 대응한다. 몇 개의 CCE로PDCCH를 구성하였는가를 모음 수준 (Aggregation Level, 이하 AL)이라고 한다. N개의 CCE로 PDCCH를 구성하면 AL은 N이 된다. PDCCH가 하나의 변조방식을 사용한 것을 가정하면, 모음 수준이 감소할수록 전송할 수 있는 부호화된 비트의 수가 줄어들게 된다. 이는 PDCCH의 채널 부호율이 감소한 것을 뜻한다. 즉 모음 수준이 낮을수록, 적은 자원을 활용하여 제어 정보를 전송할 수 있지만 단말이 우수한 채널 상태를 겪고 있어야 성공적으로 수신할 수 있다. 모음 수준이 높을수록 더 많은 자원이 사용된 반면 열악한 채널 상태를 겪고 있는 단말도 성공적으로 수신할 수 있는 특징을 갖는다. 효율적인 자원의 활용을 위해서, 채널 상태가 양호한 단말에게는 모음 수준을 낮추어 제어채널을 구성하고 채널 상태가 열악한 단말에게는 모음 수준을 높여 제어 채널을 구성하는 것이 바람직하다.

LTE 시스템에서 하나의 서브프레임 내에 PDCCH를 위해 할당된 영역은 앞쪽의 1개, 2개, 혹은 3개 OFDM 심벌들이고 PDSCH를 위해 할당된 영역은 그 외의 나머지 OFDM 심벌들이다. PDCCH를 위한 영역이 서브프레임의 맨앞에 위치시키는 이유는 단말이 PDCCH를 우선 확인 후 자신에게 해당하는 데이터가 없을 경우 마이크로 슬립 모드(micro sleep mode)를 취하여 PDSCH 영역에서 단말의 전력 소비를 절감하기 위함이다.

LTE-Advanced (이하 LTE-A로 간단히 칭함) 시스템은 LTE 시스템보다 고속의 데이터 전송을 위하여 새로운 기술을 필요로 한다. 제한된 자원에서 고속의 데이터 전송의 근본적인 제약은 채널의 경로손실로 인한 신호의 왜곡이다. 이러한 제약점을 극복하기 위해 도입한 무선 릴레이 기술은 최초 송신단과 최종 수신단 사이에 무선 릴레이노드를 위치시키고 최초 송신단의 송신 신호의 경로손실을 보상하여 전송함으로써 최초 송신단과 최종 수신단 사이에서 발생되는 큰 경로손실을 개선시켜 셀 가장자리 단말의 성능 개선 및 시스템 커버리지 확장을 제공한다.

무선 릴레이노드에서 신호의 수신과 송신을 동시에 수행할 경우, 송신 신호가 수신 신호의 큰 간섭으로 작용한다. 따라서, 무선 릴레이노드의 수신 링크와 송신 링크의 구분이 필요하다. 무선 릴레이노드의 송수신 링크의 구분 방식으로는 시간 분할방식과 주파수 분할방식 등이 있다. 상기 시간 분할 방식은 송신 링크와 수신 링크를 동일한 주파수 대역에서 다른 시간 자원으로 구분한다. 그리고 상기 주파수 분할 방식은 송신 링크와 수신 링크를 동일한 시간 자원에서 다른 주파수 자원으로 구분한다. 여기서 주파수 분할 방식은 주파수 대역간의 간섭을 피하기 위해 두 주파수 대역간의 넓은 간격을 요구한다. 따라서 시간 분할 방식의 링크 구분이 선호된다.

무선 릴레이 시스템은 릴레이노드의 기능에 따라 크게 레이어 0 - 레이어 3의 네가지 형태로 분류할 수 있다. 먼저 상기 레이어 0(Layer 0: 이하 L0라 칭함) 릴레이는 모든 수신 신호를 증폭하여 전달한다. 두 번째로 레이어 1(Layer 1: 이하 L1이라 칭함) 릴레이는 수신 신호를 증폭하여 전달한다. 세 번째로 레이어 2(Layer 2: 이하 L2라 칭함) 릴레이는 수신 신호를 복조, 디코딩, 인코딩, 변조 후 전달한다. 네 번째로 레이어 3(Layer 3: 이하 L3이라 칭함) 릴레이는 릴레이 기능을 포함한 기지국의 기능을 수행한다. 여기서 상기 L1 릴레이의 정의가 불명확하여 L0 릴레이와의 구분이 어렵다. 따라서 상기 L1 릴레이의 명확한 정의와 그 정의에 따른 전송 방법이 필요하다.

따라서 발명의 실시예는 L1 릴레이의 동작 특성을 정의하고, 다중의 L1 릴레이노드들을 이용하는 무선통신 시스템을 위한 하향링크 물리채널 전송 방법및 장치를 제공한다. 특히 본 발명의 실시예는 L1 릴레이노드가 기지국으로부터 수신한 하향링크 물리채널을 수신한 후 단말에게 송신하는 방법 및 장치를 제안하며, 또한 L1 릴레이노드에서 단말의 올바른 동기 획득을 위한 SCH의 전송 방법 및 단말이 수신 신호를 디코딩하기 위해 구분할 수 있는 RS 전송 방법을 제안한다.

본 발명의 제1실시예에 따른 무선통신 시스템의 하향링크 물리채널 데이터 전송방법이, 기지국이 프레임의 특정 서브프레임에 동기데이타를 전송하는 과정과, 릴레이노드들이 각각 다르게 설정된 서브 타이밍 오프셋 동안 상기 기지국 프레임 데이터를 저장한 후 전송하는 과정과, 단말기가 프레임 구간에서 상기 기지국 및 릴레이노드들에서 서로 다른 서브프레임에서 수신되는 다중 동기데이타로부터 동기를 획득하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 한다.

본 발명의 제2실시예에 따른 무선통신 시스템의 하향링크 물리채널 데이터 전송방법이, 기지국이 PDCCH를 선택하고, 선택된 PDCCH에 대응되는 PDSCH를 서브프레임에 다중화하여 전송하는 과정과, 자신에 속한 단말정보를 알고 있는 릴레이노드들이 상기 기지국에서 전송되는 PDCCH 채널을 복호하여 PDSCH 할당정보를 획득하 며, 자신에 속한 단말기의 PDCCH 및 PDSCH만 그대로 저장하고 자신에 속하지 않은 단말의 대역에는 RS시퀀스만 저장한 후, 설정된 서브프레임 타이밍 오프셋 경과 후 상기 저장된 프레임 데이터를 전송하는 과정과, 단말이 서브프레임 번호를 이용하여 RS 시퀀스를 획득하여 채널 추정하며, 채널 복호 후 CRC가 정상이면 PDSCH 할당정보를 획득하여 처리하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 한다. 여기서, 릴레이노드는 자신에 속한 단말기의 PDCCH를 디코딩 후 다시 인코딩 하여 전송할 수도 있다.

본 발명의 제3실시예에 따른 무선통신 시스템의 하향링크 물리채널 데이터 전송방법이, 기지국이 하향링크 백홀에서 하나의 서브프레임 데이터를 하나의 릴레이노드에게 할당하여 전송하는 과정과, 상이한 서브프레임 타이밍 오프셋을 가지는 릴레이노드들이 상기 기지국에서 전송되는 데이터를 저장하며, 서브프레임 타이밍 오프셋 경과시 자신에게 할당된 서브프레임 데이터를 전송하는 과정과, 단말이 상기 기지국 및 릴레이노드들에서 전송되는 데이터를 수신하여 처리하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 한다.

본 발명의 제4실시예에 따른 무선통신 시스템의 하향링크 물리채널 데이터 전송방법이, 기지국이 하향링크 백홀에서 하나의 서브프레임 데이터를 두 개 이상의 릴레이노드에게 할당하여 전송하는 과정과, 상이한 서브프레임 타이밍 오프셋을 가지는 릴레이노드들이 상기 기지국에서 전송되는 데이터를 저장하며, 서브프레임 타이밍 오프셋 경과시 자신에게 할당된 서브프레임 데이터를 전송하는 과정과, 단말이 상기 기지국 및 릴레이노드들에서 전송되는 데이터를 수신하여 처리하는 과정 으로 이루어짐을 특징으로 한다.

본 발명의 제1실시예에 따른 무선통신 시스템의 하향링크 물리채널 데이터 전송장치가, 프레임의 특정 서브프레임에 동기데이타를 전송하는 기지국과, 각각 다르게 설정된 서브 타이밍 오프셋 동안 상기 기지국 프레임 데이터를 저장한 후 전송하는 릴레이노드들과, 상기 프레임 구간에서 상기 기지국 및 릴레이노드들에서 서로 다른 서브프레임에서 수신되는 다중 동기데이타로부터 동기를 획득하는 단말기로 구성됨을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 제1실시예에 따른 무선통신 시스템의 하향링크 물리채널 데이터 전송장치가, PDCCH를 선택하고, 선택된 PDCCH에 대응되는 PDSCH를 서브프레임에 다중화하여 전송하는 기지국과, 자신에 속한 단말정보를 알고 있으며, 상기 기지국에서 전송되는 PDCCH 채널을 복호하여 PDSCH 할당정보를 획득하며, 자신에 속한 단말기의 PDCCH 및 PDSCH만 그대로 저장하고 자신에 속하지 않은 단말의 대역에는 RS시퀀스만 저장한 후, 설정된 서브프레임 타이밍 오프셋 경과 후 상기 저장된 프레임 데이터를 전송하는 릴레이노드들과, 서브프레임 번호를 이용하여 RS 시퀀스를 획득하여 채널 추정하며, 채널 복호 후 CRC가 정상이면 PDSCH 할당정보를 획득하여 처리하는 단말기로 구성됨을 특징으로 한다. 여기서, 릴레이노드는 자신에 속한 단말기의 PDCCH를 디코딩 후 다시 인코딩하여 저장하는 과정을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예는 무선통신 L1 릴레이 시스템에서 L1 릴레이노드의 동작 특성을 명확히 정의하며, 그 동작 특성으로부터 L1 릴레이의 자원 낭비와 간섭을 줄이는 효과를 가진다. 또한, L1 릴레이노드에서 전송시 상이한 서브프레임 오프셋을 이용함으로써 L1 릴레이 시스템에서 발생되는 동기 획득 문제와 채널 디코딩 및 CQI 측정을 위한 RS 구분 문제를 해결할 수 있다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부한 도면과 함께 상세히 설명한다. 또한 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

또한, 본 발명의 실시예들을 구체적으로 설명함에 있어서, OFDM 기반의 무선통신 시스템, 특히 3GPP EUTRA 표준을 주된 대상으로 할 것이지만, 본 발명의 주요한 요지는 유사한 기술적 배경 및 채널형태를 가지는 여타의 통신 시스템에도 본 발명의 범위를 크게 벗어나지 아니하는 범위에서 약간의 변형으로 적용 가능하며, 이는 본 발명의 기술분야에서 숙련된 기술적 지식을 가진 자의 판단으로 가능할 것이다.

일반적으로 무선통신 시스템에서 경로손실로 인해 발생되는 신호의 왜곡은 제한된 송신 전력에 대하여 시스템의 커버리지가 제한되며, 이런 문제점을 해결하 기 위해 무선 릴레이 기술이 이용된다. 상기 무선 릴레이는 송신신호의 경로손실을 보상하여 전송함으로써 최초 송신단과 최종 수신단 사이에서 발생되는 큰 경로손실을 개선시킬 수 있으며, 이로인해 제한된 송신 전력에 대하여 셀 가장자리 단말기의 성능 개선 및 시스템 커버리지 확장을 제공할 수 있다. 본 발명의 실시예는 L1 릴레이의 동작 특성을 정의하고, 다중의 L1 릴레이노드들을 이용하는 무선통신 시스템을 위한 하향링크 물리채널 전송 관련 방법 및 장치를 제공한다. 특히 본 발명의 실시예는 L1 릴레이노드가 기지국으로부터 수신한 하향링크 물리채널을 수신한 후 단말에게 송신하는 방법 및 장치를 제안하며, 또한 L1 릴레이노드에서 단말의 올바른 동기 획득을 위한 SCH의 전송 방법 및 단말이 수신 신호를 디코딩하기 위해 구분할 수 있는 RS 전송 방법을 제안한다.

이하의 설명에서는 무선통신 릴레이 시스템에서 L1 릴레이의 동작 특성을 정의하고 그 정의에 따른 하향링크 물리채널을 송수신하는 방법 및 장치에 대하여 설명될 것이다. 특히, 무선 L1 릴레이 시스템에서 단말의 올바른 동기 획득을 위한 SCH 전송 방법 및 장치 및 L1 릴레이의 자원 낭비를 최소화하고 동시에 간섭을 줄일 수 있는 L1 릴레이노드의 동작 특성을 위한 송수신 방법 및 장치에 대하여 설명될 것이며, 또한, 무선 L1 릴레이 시스템에서 단말이 PDCCH와 PDSCH를 디코딩하기 위해 필요한 채널 추정시 RS의 구분을 가능케 하도록 하는 방법 및 장치에 대하여 설명될 것이다.

본 발명의 제1실시예에서 기지국은 다수의 서브프레임으로 구성되며, 특정 서브프레임 번호(여기서는 서브프레임 #0 및 #5가 될 수 있음)에 SCH/BCH가 포함되 는 프레임 데이터를 전송하며, 릴레이노드들은 상기 기지국에서 전송되는 프레임 데이터를 수신한 후, 각각 설정된 타이밍 오프셋 후에 단말들에게 전송한다. 이때 상기 릴레이노드들은 서로 다른 타이밍 오프셋을 가질 수 있다. 그리고 단말은 다중의 SCH 수신시 가장 좋은 채널 상태의 SCH를 이용하여 동기를 획득한다. 즉, 릴레이노드들 별로 상이한 서브프레임 번호를 이용하여 SCH 통신을 하게 되므로, 단말은 다중의 SCH를 수신한 후, 이들 중 가장 채널 품질이 좋은 SCH를 이용하여 동기를 이룰 수 있게 된다.

본 발명의 제2실시예에서 기지국(eNB)은 서브프레임에 릴레이노드와 단말들에게 PDCCH와 PDSCH를 전송한다. 여기서 각 PDCCH는 대응되는 PDSCH를 가지며, RS가 전송되는 RE는 서브프레임 전체에 걸쳐 일정한 간격으로 위치하여 전송되고, 그 RS의 RE에는 PDCCH와 PDSCH의 자원이 전송되지 않는다. 릴레이노드는 자신에게 속한 단말들을 알고 있으며, 수신되는 서브프레임의 PDCCH를 블라인드 디코딩하여 자신에게 속한 단말들의 PDCCH를 얻고, 그 PDCCH의 정보를 이용하여 PDSCH의 할당정보를 획득한다. 이후 릴레이노드는 전송 서브프레임에서 자신에게 속한 단말들의 PDCCH와 PDSCH만을 전송하고, 나머지 영역(전송이 없는 부분)에서는 RS만 전송한다. 이때 릴레이노드에서 단말들에게로 전송되는 모든 신호들은 기지국으로부터 수신한 신호들을 증폭하여 전송된다. 단말은 상기 RS들을 이용하여 채널 추정을 할 때, RS들이 PDCCH와 PDSCH가 겪는 채널을 동일하게 겪어야 하므로, 릴레이노드에서 RS들도 PDCCH와 PDSCH처럼 그대로 증폭 후 전달한다. 릴레이노드에서 전 대역에 걸쳐 전송되는 RS들은 PDCCH와 PDSCH의 디코딩 뿐만 아니라 CQI 측정을 위해 이용된 다. 여기서, 릴레이노드는 자신에 속한 단말기의 PDCCH를 디코딩 후 다시 인코딩 하여 전송할 수도 있다.

본 발명의 제3 실시예는 하향링크 L1 릴레이 시스템의 RS 구분할 때, 하향링크 백홀에서 하나의 서브프레임 자원을 하나의 릴레이노드에게 할당한다. 본 발명이 제3실시예에서 기지국과 릴레이노드들 간, 그리고 각 릴레이노드와 그에 해당하는 단말들 간의 서브프레임 번호들은 동일 타이밍에서 상이한 값을 갖는다. 이것은 동일 타이밍에서 단말들이 자신에게 해당하는 RS를 구분할 수 있게 한다. 그 이유는 RS의 시퀀스가 서브프레임 번호를 토대로 생성되기 때문이다. 이처럼 상이한 서브프레임 번호들을 유지하기 위해 각 릴레이노드마다 상이한 서브프레임 타이밍 오프셋들이 이용된다. 여기서 각 릴레이노드마다 다른 서브프레임 타이밍 오프셋은 릴레이노드에서의 수신 신호의 저장 시간을 의미한다. 따라서 각 릴레이노드들은 할당된 서브프레임 타이밍 오프셋 동안 데이터를 저장한 후 전송한다. 이것은 각 릴레이노드마다 서브프레임 타이밍 오프셋을 지속적으로 유지하여 기지국에서 송신한 시점의 서브프레임 번호와 단말에서 수신한 시점의 서브프레임 번호가 일치하게 한다. 그리고 기지국은 릴레이노드가 단말로 송신하는 자원이 없을 때, 즉 릴레이노드가 수신 가능한 상태일 때, 백홀링을 수행한다.

본 발명의 제4실시예는 하향링크 L1 릴레이 시스템의 RS 구분할 때, 하향링크 백홀에서 하나의 서브프레임 자원을 다중의 릴레이노드에게 할당한다. 본 발명의 제4실시예에서 각 릴레이노드는 상이한 서브프레임 타이밍 오프셋을 이용하여 각 릴레이노드의 하향링크 송신 타이밍의 서브프레임 번호들을 동일한 시점에서 불 일치시킨다. 이처럼 동일한 시점에서 상이한 서브프레임 번호들을 유지하여 단말이 자신에게 해당하는 RS를 구분할 수 있게 한다. 여기서 릴레이노드마다 다른 서브프레임 타이밍 오프셋은 릴레이노드에서의 수신 신호의 저장 시간을 의미한다. 그리고 기지국이 두 개 이상의 릴레이노드들에게 데이터를 송신하면, 각 릴레이노드들은 할당된 서브프레임 타이밍 오프셋동안 데이터를 저장한 전송하므로써, 기지국에서 동일한 시점에서 수신된 데이터를 각각 다른 시간(타이밍 오프셋의 차이 시간)에서 전송한다. 이것은 각 릴레이노드마다 서브프레임 타이밍 오프셋을 지속적으로 유지하여 기지국에서 송신한 시점의 서브프레임 번호와 단말에서 수신한 시점의 서브프레임 번호가 일치하게 한다. 그리고 기지국은 릴레이노드가 단말로 송신하는 자원이 없을 때, 즉 릴레이노드가 수신 가능한 상태일 때, 백홀링을 수행한다.

상기와 같은 본 발명의 제1실시예 - 제4실시예들을 통하여 본 발명에서 제안하는 L1 릴레이노드의 동작특성의 정의 및 L1 릴레이 시스템의 하향링크 물리채널 송수신 방법 및 장치를 자세히 설명한다.

<제1 실시예>

무선통신 릴레이 시스템에서 셀 탐색 및 동기화를 위한 SCH 전송시 L1 릴레이노드들은 기지국과 동일한 셀 아이덴티티(cell identity; 이하 셀 ID라 칭한다)를 이용한다. 그 이유는 릴레이노드가 수신한 신호를 자신의 셀 ID로 스크램블링을 수행할 때 변조와 복조의 기능이 필요하기 때문이다. 다중의 L1 릴레이노드들이 동일한 셀 ID 기반의 SCH를 동일한 타이밍에 전송하게 되면, 단말이 특정 하나의 링 크의 SCH를 구분 및 획득할 수 없는 문제가 발생한다.

도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 하향링크 L1 릴레이 시스템의 SCH와 BCH의 전송을 도시하는 도면이다. 상기 도 4는 두 개의 릴레이노드를 가정하고, 기지국(eNB)과 릴레이노드들(RNs) 간의 링크는 미리 연결되어 있는 경우를 가정하고 있다.

상기 도 4를 참조하면, 서브프레임(400, 401, 403)은 기지국(eNB)과 릴레이노드들(RNs)간 통신에 이용되며, SCH는 서브프레임 #0(405)과 #5(408)에서 전송된다. 릴레이노드들(RNs: 도 4에서는 RN1과 RN2가 될 수 있음)은 기지국으로부터 SCH를 서브프레임 #0(405)과 #5(408)에서 수신한 후, 각각 설정된 타이밍 오프셋 후에 단말들에게 전송한다. 상기 도 4의 경우, 릴레이노드 RN1은 1 서브프레임 타이밍 오프셋을 가지며, 릴레이노드RN2는 2서브프레임 타이밍 오프셋을 가지는 경우를 가정하고 있다. 따라서 상기 SCH를 수신한 후, 릴레이노드 1(RN1)은 1개 서브프레임 타이밍 오프셋(402) 후에 단말들(UEs)에게 송신하고, 릴레이노드 2(RN2)는 2개 서브프레임 타이밍 오프셋(404) 후에 단말들(UEs)에게 송신한다.

그리고 상기 단말은 다중의 SCH 수신시 가장 좋은 채널 상태의 SCH를 이용하여 동기를 획득한다. 이 때 단말은 릴레이노드들(RNs) 별로 상이한 서브프레임 번호를 이용하여 통신을 하게 된다. 즉, 릴레이노드1(RN1)로부터 서브프레임 406과 409의 SCH를 이용하여 동기를 획득한 단말의 경우는 도 4의 참조번호 401의 서브프레임 번호를 이용하고, 릴레이노드2(RN2)로부터 서브프레임 407과 410의 SCH를 이용하여 동기를 획득한 단말의 경우는 도 4의 참조번호 403의 서브프레임 번호를 이 용한다. 여기서, 각 릴레이노드별 서브프레임 타이밍 오프셋 값은 변화 가능하다.

도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 하향링크 L1 릴레이 시스템의SCH와 BCH의 전송을 위한 릴레이노드의송수신 절차를 도시하는 도면이다.

상기 도 5를 참조하면, 릴레이노드는 500 단계에서 최초 셀 탐색을 수행하여 셀 ID 및 기지국과의 동기를 획득한다. 이후 상기 릴레이노드는 501 단계에서 릴레이 식별을 위해 기지국과의 액세스 과정을 수행하면, 상기 액세스 과정을 수행하면 기지국은 릴레이노드들을 식별할 수 있게 된다. 기지국은 식별한 릴레이노드들에게 각기 상이한 서브프레임 타이밍 오프셋 정보를 상위신호를 통해 송신하며, 릴레이노드는 502단계에서 상기 수신되는 상위신호로부터 서브프레임 타이밍 오프셋 정보를 획득한다. 이후 상기 릴레이노드는 503 단계에서 기지국으로부터 수신한 상기 SCH를 서브프레임 타이밍 오프셋 후에 단말기로 전송한다. 즉, 상기 릴레이노드는 서브프레임 타이밍 오프셋 정보를 획득한 후, 상기 기지국으로부터 전송되는 SCH/BCH를 상기 획득된 서브프레임 타이밍 오프셋 동안 저장한 후 이를 단말기들에 전송한다. 따라서 이러한 동작을 위해서 릴레이노드는 수신 신호를 저장할 수 있는 장치가 요구된다.

도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 하향링크 L1 릴레이 시스템의 단말기의 동기 획득절차를 도시하는 도면이다.

상기 도 6을 참조하면, 단말은 600 단계에서 상기 SCH를 수신한 후 셀 ID 및 채널 품질값을 획득한다. 이후 상기 단말은 601단계에서 최초 셀 ID 획득 후 하나의 프레임 시간이 경과되었는가 검사하며, 프레임 시간이 경과되지 않았으면 602단 계 동일한 셀 ID를 가지는 SCH를 수신하여 채널 품질 값을 획득하고, 603단계에서 수신된 SCH들의 채널 품질 값을 비교하여 채널 품질 값이 큰 SCH를 이용하여 동기를 획득한 후 상기 601단계로 되돌아간다. 상기 602 및 603단계는 프레임 구간 동안 반복되며, 최초 셀 획득 후 하나의 프레임 시간이 경과되면 이런 과정을 종료한다.

상기한 바와 같이 단말은 SCH를 수신하여 셀 ID와 채널 품질 값을 획득한다. 이때 릴레이노드들이 상기 도 5에 도시된 바와 같이 서로 다른 타이밍 오프셋을 가지고 SCH를 전송하므로, 단말은 상이한 타이밍에서 동일한 셀 ID를 갖는 다중의 SCH를 수신할 수 있다. 예를들면 도 4의 경우 릴레이노드RN1은 1 서브프레임 타이밍 오프셋을 가지고 서브프레임들을 전송하며, 릴레이노드RN2는 2 서브프레임 타이밍 오프셋을 가지고 서브프레임들을 전송하므로, 단말은 서로 다른 서브프레임 구간에서 다중의 SCH를 수신할 수 있게 된다. 따라서, 단말은 수신한 다중의 SCH 중 좋은 채널 상태의 것의 동기를 획득하기 위해 최초로 셀 ID를 획득한 후 하나의 프레임 시간동안 동일한 셀 ID를 갖는 SCH의 관찰을 수행한다. 그리고 상기 단말은 하나의 프레임 시간동안에 수신된 동일한 셀 ID를 갖는 SCH 수신 후 채널 품질 값을 획득하고, 이전에 획득한 SCH와 채널 품질 값을 비교하여 큰 것의 SCH를 이용하여 동기를 획득한다.

<제2 실시예>

본 발명의 제2실시예에서 L1 릴레이의 동작 특성을 다음과 같이 정의한다. "L1 릴레이노드는 수신된 신호 중 자신에게 속한 단말들의 신호와 모든 RS를 전달한다."이런 동작 특성을 위해 본 발명의 실시예에서는 다음과 같은 3가지 사항을 제안한다. 먼저 L1 릴레이노드는 자신에게 속한 단말들을 알 수 있다. 두 번째로 L1 릴레이노드는 자신에게 속한 단말의 할당정보를 알기 위해 제어 채널의 디코딩을 할 수 있다. 세 번째로 단말들은 수신 신호의 디코딩 및 채널 상태 정보 (Channel Quality Indicator, 이하 CQI라 함) 측정을 위해 기지국과 릴레이노드들로부터 수신되는 참조 신호를 구분할 수 있다.

도 7a 및 도 7b는 본 발명의 제2 실시예에 따른 하향링크 L1 릴레이 시스템의 물리채널 전송 방법을 도시하는 도면이다. 여기서 도 7a는 기지국에서 릴레이노드들 및 단말들에 전송되는 물리채널 구조이며, 도 7b는 릴레이노드에서 단말들에 전송되는 물리채널 구조를 도시하는 도면이다.

상기 도 7a 및 도 7b를 참조하면, 기지국(eNB)은 도 7a와 같이 서브프레임 #0(700)에서 릴레이노드(RN)와 단말들(UEs)에게 PDCCH(701)와 PDSCH(702)를 전송한다. 여기서 각 PDCCH는 대응되는 PDSCH를 갖는다. RS가 전송되는 RE는 서브프레임 전체에 걸쳐 일정한 간격으로 위치하여 전송되고, 그 RS의 RE에는 PDCCH와 PDSCH의 자원이 전송되지 않는다.

상기 도 7에서 릴레이노드는 자신에게 속한 단말들을 알고 있고, 그 단말들에 해당하는 PDCCH와 PDSCH는 #1과 #3이라고 가정한다. 릴레이노드는 서브프레임 #0(700)에서 수신한 PDCCH를 블라인드 디코딩하여 자신에게 속한 단말들의 PDCCH를 얻고, 그 PDCCH의 정보를 이용하여 PDSCH의 할당정보를 얻는다. 릴레이노드는 도 7b와 같이 서브프레임 #1(703)에서 자신에게 속한 단말들의 PDCCH(706, 707)와 PDSCH(709, 711)만을 전송한다. 이때, PDCCH 영역과 PDSCH 영역에서 전송이 없는 부분(708, 710)에서는 RS만 전송된다. 릴레이노드에서 단말들에게로 전송되는 모든 신호들은 기지국으로부터 수신한 신호들을 그대로 증폭하여 전송된다. 단, 릴레이노드는 자신에 속한 단말기의 PDCCH를 디코딩 후 다시 인코딩 하여 전송할 수도 있다.

단말에서 RS들을 이용하여 채널 추정을 할 때, RS들이 PDCCH와 PDSCH가 겪는 채널을 동일하게 겪어야 하므로, 릴레이노드에서 RS들도 PDCCH와 PDSCH처럼 그대로 증폭 후 전달한다. 릴레이노드에서 전 대역에 걸쳐 전송되는 RS들은 PDCCH와 PDSCH의 디코딩 뿐만 아니라 CQI 측정을 위해 이용된다. 상기 도 7에서 릴레이노드의 송신 타이밍은 서브프레임 단위로 변화할 수 있고, PDCCH 부반송파들은 인터리빙될 수 있다. 본 발명은 PDCCH의 다중화 구조에 대해서 제약하지 않는다.

도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 하향링크 L1 릴레이 시스템의 기지국의 물리채널 전송 절차를 도시하는 도면이다.

상기 도 8을 참조하면, 기지국은 800단계에서 릴레이노드가 송신하는 자원이 있는 경우에 해당 릴레이노드에 속한 단말을 스케줄링에서 제외하고 스케줄링 될 단말의 우선순위를 결정한다. 이후 상기 기지국은 801단계에서 우선순위 순으로 스케줄링 될 단말의 모음 수준(aggregation level)별 PDCCH 후보(candidate) 군을 결정하고, 802단계에서 상위 우선순위의 단말에 의해 점유되지 않은 PDCCH 후보를 선 택한다. 그리고 상기 기지국은 선택된 PDCCH 후보를 해당 단말의 PDCCH로 결정한 후, 803단계에서 채널 부호화 후 서브프레임 번호를 이용하여 스크램블링을 수행하며, 804단계에서 스크램블된 신호의 변조 심볼열을 선택한 PDCCH에 매핑(mapping)한다. 이후 상기 기지국은 805단계에서 다음 우선순위의 스케줄링 될 단말에 대해 상기 절차를 수행하고, 806단계에서 서브프레임 번호를 이용하여 스크램블링한 PDSCH 및 RS를 다중화한 후 전송한다. 이때 상기 기지국에서 릴레노드들 및 단말들에 전송되는 물리채널의 서브 프레임 구조는 상기 도 7a와 같은 구조를 가질 수 있다.

도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 하향링크 L1 릴레이 시스템의 릴레이노드의 물리채널 송수신 절차를 도시하는 도면이다.

상기 도 9를 참조하면, 릴레이노드는 900단계에서 기지국으로부터 상위 신호로 자신에게 속한 단말들의 정보를 획득하고, 901 단계에서 릴레이노드에 속한 단말의 모음 수준(aggregation level)별 PDCCH 후보군(candidate group)을 결정한다. 이후 상기 릴레이노드는 PDCCH 디코딩을 위한 채널 추정을 위하여 902 단계에서 서브프레임 번호를 이용하여 RS를 얻은 후 채널 추정을 수행하며, 903 단계에서 PDCCH 후보 별로 복조한 후 서브프레임 번호를 이용하여 디스크램블링을 수행한다. 이후 상기 릴레이노드는 904단계에서 채널 복호를 수행한 후 CRC (Cyclic Redundancy Check) 체크를 하여 복호의 성공 여부를 판단한다. 이때 상기 채널 복호에 실패하면, 상기 릴레이노드는 901 단계를 통해 얻어진 다른 PDCCH 후보에 대 해 상기 902 단계와 903 단계를 반복 수행한다. 만약 모든 PDCCH 후보에 대해 복호를 수행하였으나 모두 복호에 실패하였다면, 상기 릴레이노드는 해당 단말에게 전송된 PDCCH가 없다는 것으로 판단한다.

그러나 상기 904 단계에서 PDCCH 복호에 성공하였으면, 상기 릴레이노드는 905 단계에서 릴레이노드에 속한 모든 단말들에 대하여 상기 절차를 수행하여 PDCCH를 획득하고, 906 단계에서 상기 905 단계에서 얻은 PDCCH를 이용하여 PDSCH 할당정보를 획득한다. 이후 상기 릴레이노드는 907 단계에 상기 기지국으로부터 수신한 신호에서 릴레이노드 자신에게 속한 단말들의 PDCCH와 PDSCH만을 그대로 저장한다. 이때 상기 릴레이노드는 전 대역에 걸쳐 수신된 RS도 그대로 저장한다. 이후 상기 릴레이노드는 908 단계에서 상기 907 단계에서 저장된 신호들을 상위 신호로 얻어진 서브프레임 타이밍 오프셋 후에 증폭하여 전송한다. 이때 상기 릴레이노드에서 단말에 전송되는 서브프레임 구조는 도 7b와 같은 구조를 가질 수 있다. 그리고 릴레이노드는 자신에 속한 단말기의 PDCCH를 디코딩 후 다시 인코딩 하여 전송할 수도 있다.

도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 하향링크 L1 릴레이 시스템의 단말기의 물리채널 수신 절차를 도시하는 도면이다.

상기 도 10을 참조하면, 단말은 1001 단계에서 모음 수준별 PDCCH 후보군을 결정한다. 이후 상기 단말은 PDCCH 디코딩을 위한 채널 추정 단계인 1002 단계에서 서브프레임 번호를 이용하여 RS를 얻은 후 채널 추정을 수행하고, 1003 단계에서 PDCCH 후보별로 복조한 후 서브프레임 번호를 이용하여 디스크램블링을 수행한다. 이후 상기 단말은 1004 단계에서 채널 복호를 수행한 후 CRC 체크를 하여 복호의 성공 여부를 판단하며, 복호에 실패하면 상기 단말은 1001에서 결정된 다른 PDCCH 후보에 대해 상기 1002 단계와 1003 단계를 반복 수행한다. 이때 상기 단말은 모든 PDCCH 후보에 대해 복호를 수행하였으나 모두 복호에 실패하였다면 자신에게 전송된 PDCCH가 없는 것으로 판단한다. 그리고 1004 단계에서 PDCCH 복호에 성공하였으면, 상기 단말은 1005 단계에서 그 PDCCH를 이용하여 PDSCH 할당정보를 획득하고, 1006 단계에서 서브프레임 번호를 이용하여 RS를 얻은 후 채널 추정하여PDSCH 복조 및 디코딩을 수행한다.

<<제3 실시예>>

도 11은 본 발명의 제3 실시예에 따른 하향링크 L1 릴레이 시스템의 RS 구분 방법을 도시하는 도면이다. 상기 도 11은 하향링크 백홀에서 하나의 서브프레임 자원을 하나의 릴레이노드에게만 할당하는 경우로 두개의 다중 릴레이노드들을 가정한다.

상기 도 11을 참조하면, 기지국(eNB)와 릴레이노드들(RNs)간, 릴레이노드 1(RN1)과 그에 해당하는 단말들(UEs)간, 릴레이노드 2 (RN2)와 그에 해당하는 단말들(UEs)간의 서브프레임들(1101, 1102, 1104)은 동일 타이밍에서 상이한 값을 갖는다. 이것은 동일 타이밍에서 단말들이 자신에게 해당하는 RS를 구분할 수 있게 한다. 그 이유는 RS의 시퀀스가 서브프레임 번호를 토대로 생성되기 때문이다. 이처럼 상이한 서브프레임 번호들을 유지하기 위해 각 릴레이노드마다 상이한 서브프레 임 타이밍 오프셋(1103, 1105)이 이용된다.

상기 도 11에서 릴레이노드마다 다른 서브프레임 타이밍 오프셋은 릴레이노드에서의 수신 신호의 저장 시간을 의미한다. 즉, 도 11의의 참조번호 1106에서 기지국이 릴레이노드 1(RN1)에 데이터를 송신하면, 상기 릴레이노드 1(RN1)은 하나의 서브프레임 구간 동안 해당 데이터 신호를 저장한 후 1109에서 전송하고, 상기 도 11의 참조번호 1110에서 기지국이 릴레이노드 2에게 데이터를 송신하면 릴레이노드 2(RN2)는 두개의 서브프레임 동안 해당 데이터 신호를 저장한 후 상기 도 11의 참조번호 1111에서 전송한다. 이것은 각 릴레이노드마다 서브프레임 타이밍 오프셋을 지속적으로 유지하여 기지국에서 송신한 시점의 서브프레임 번호와 단말에서 수신한 시점의 서브프레임 번호가 일치하게 한다.

도 11에서 기지국은 릴레이노드가 단말로 송신하는 자원이 없을 때, 즉 릴레이노드가 수신 가능한 상태일 때, 백홀링을 수행한다. 예를 들어, 상기 도 11의 참조번호 1106에서 기지국으로부터 릴레이노드 1(RN1)로의 백홀을 수행한 것은 릴레이노드 2(RN2)에서의 송신자원(상기 도 11의 참조번호 1107)은 있고 릴레이노드 1(RN1)에서는 없기 때문이다. 기지국은 백홀 자원 이외의 자원(상기 도 11의 참조번호 1108)에서 단말에게 직접적으로 전송될 신호를 송신한다.

<제4 실시예>

도 12는 본 발명의 제4 실시예에 따른 하향링크L1 릴레이 시스템의 RS 구분 방법을 도시도면이다. 상기 도 12는 하향링크 백홀에서 하나의 서브프레임 자원을 다중의 릴레이노드에게 할당하는 경우로 세개의 다중릴레이노드들을 가정한다.

상기 도 12를 참조하면, 각 릴레이노드는 상이한 서브프레임 타이밍 오프셋(1203, 1205, 1207)을 이용하여 각 릴레이노드의 하향링크 송신 타이밍의 서브프레임(1201, 1202, 1206)들을 동일한 시점에서 불일치시킨다. 즉, 릴레이노드들이 서로 다른 타이ald 오프셋을 갖도록 하여 동일시점에서 기지국 및 각 릴레이노드들이 전송하는 서브프레임의 번호들이 동일한 시점에서 서로 다르게 한다. 이처럼 동일한 시점에서 상이한 서브프레임 번호들을 유지하여 단말이 자신에게 해당하는 RS를 구분할 수 있게 한다.

도 12에서 릴레이노드마다 다른 서브프레임 타이밍 오프셋은 릴레이노드에서의 수신 신호의 저장 시간을 의미한다. 즉, 도 12의 참조번호 1208에서 기지국이 릴레이노드 1(RN1)과 릴레이노드 3(RN3)에게 데이터를 송신하면, 릴레이노드 1(RN1)은 하나의 서브프레임 동안 해당 데이터 신호를 저장한 후 도 12의 참조번호 1211에서 전송하고 릴레이노드 3은 세개의 서브프레임 동안 해당 데이터 신호를 저장한 후 도 12의 참조번호 1213에서 전송한다. 이것은 각 릴레이노드마다 서브프레임 타이밍 오프셋을 지속적으로 유지하여 기지국에서 송신한 시점의 서브프레임 번호와 단말에서 수신한 시점의 서브프레임 번호가 일치하게 한다.

도 12에서 기지국은 릴레이노드가 단말로 송신하는 자원이 없을 때, 즉 릴레이노드가 수신 가능한 상태일 때, 백홀링을 수행한다. 이때, 하나의 서브프레임 자원에서 다수의 릴레이노드로 백홀링해 줄수 있다. 예를 들어, 도 12의 참조번호 1208에서 기지국으로부터 릴레이노드 1(RN1)과 릴레이노드 3(RN3)으로의 백홀을 수 행한 것은 릴레이노드 2(RN2)에서의 송신 자원(도 12의 참조번호 1209)이 있기 때문이다. 기지국은 백홀 자원 이외의 자원(도 12의 참조번호 1210)에서 단말에게 직접적으로 전송될 신호를 송신한다.

도 13은 본 발명에 따른 기지국의 송신 장치의 구조를 도시하는 도면이다.

상기 도 13을 참조하면, 스케줄러(scheduler)1300은 단말에 PDCCH를 전송하여 하향링크 자원을 할당한 것인가를 판단하고, 각 단말별로 우선순위를 결정한다. 제어기(controler)1301은 상기 스케줄러1300의 제어하에 각 채널발생기1302-1306들을 제어한다. RS시퀀스발생기(RS sequence generator)1302는 RS시퀀스를 상기 제어부1301의 제어하에 생성하여 출력한다. PDCCH 발생기(PDCCH generator)1303은 상기 제어부1301의 PDCCH 데이터를 부호화, 스크램블 및 변조(encoding, scrambling, modulating)하여 출력한다. PDSCH 발생기(PDSCH generator)1304는 상기 제어부1301의 제어하에 PDSCH 데이터를 부호화, 스크램블 및 변조(encoding, scrambling, modulating)하여 출력한다. SCH 발생기(SCH generator)1305는 상기 제어부1301의 제어하에 SCH 데이터를 발생하여 출력한다. BCH 발생기(BCH generator)1306은 상기 제어부1301의 제어하에 BCH 데이터를 발생하여 출력한다. 다중화기(multiplexer)1307은 상기 제어부1301의 제어하에 상기 각 발생기1302-1306에서 생성되어 출력되는 데이터들을 다중화하여 출력한다. 송신부(Tx process)1308은 상기 다중화된 각 채널들의 데이터를 RF신호로 변환 및 증폭하여 출력한다.

상기 기지국 스케줄러1300은 어느 사용자에게 PDCCH를 전송하여 하향링크 자 원을 할당할 것인가를 판단하고 사용자 별로 우선순위를 매긴다. 상기 기지국 스케줄러1300은 각 사용자가 보고한 채널 상태를 토대로 이 작업을 수행하게 된다. 그리고 제어기1301은 상기 스케줄러1300의 결정을 토대로 다른 각 장치의 동작을 제어한다. 이때 각 발생기 1302-1306은 각각 상기 제어부1301의 제어하에 RS 시퀀스, PDCCH, PDSCH, SCH, BCH 채널들의 부반송파 심볼들을 생성하며, 이렇게 생성된 부반송파 심볼들은 다중화기1307에서 다중화되어 송신부1308을 통해 전송된다.

이때 상기 SCH 발생기1305에서 발생되는 SCH 데이터 및 BCH발생기1306에서 발생되는 BCH 데이터는 상기 도 4의 400과 같이 서브프레임 0번 및 5번에서 전송될 수 있으며, RS시퀀스발생기1302, PDCCH발생기1303 및 PDSCH발생기1304에서 발생되는 RS시퀀스, PDCCH 데이터, PDSCH 데이터는 도 7a와 같이 전송될 수 있다. 또한 상기 제어기1301은 본 발명의 실시예에 따라 상기 발생기1302-1306 및 다중화기1307을 제어하여 상기 BCH, SCH, PDSCH 데이터를 도 11의 1101 또는 도 12의 1201과 같이 전송할 수 있다.

도 14는 본 발명에 따른 릴레이노드의 송수신 장치의 구조를 도시하는 도면이다.

상기 도 13을 참조하면, 수신부(RX process)1400은 기지국에서 전송되는 신호를 수신하여 기저대역(baseband)의 신호로 변환한다. 역다중화기(demultiplexer)1401은 제어부1405의 제어하에 수신부1400에서 출력되는 신호를 각 채널들의 신호(RS, PDCCH, PDSCH, SCH, BCH 등)로 구분한다. 채널추정 기(channel estimator)1402는 상기 제어부1405의 제어하에 상기 역다중화기1401에서 출력되는 RS시퀀스를 수신하여 채널을 추정한다. PDCCH복호기(PDCCH decoder)1403은 상기 제어부1405의 제어하에 상기 역다중화기1401에서 출력되는 PDCCH 데이터를 상기 채널추정기1402의 채널추정값에 따라 복조, 디스크램블, 복호(demodulating, descrambling, decoding)하여 상기 제어기1405에 전달한다. 저장부(storage)1404는 상기 제어부1405의 제어하에 상기 역다중화기1401에서 출력되는 SCH, BCH, PDSCH, PDCCH, RS 시퀀스 데이터를 저장하며, 설정된 타이밍 오프셋 만큼 지연된 데이터들을 상기 제어부1405의 제어하에 억세스 출력한다. 송신부(Tx process/Amplifier)1406은 타이밍 오프셋만큼 지연되어 출력되는 데이터들을 증폭 및 RF신호로 변환하여 출력한다. 제어부1405는 본 발명의 실시예에 따라 상기 릴레이노드의 전반적인 동작을 제어한다.

상기한 바와 같이 기지국에서 전송되는 신호는 수신부1400을 통해 기저대역 신호로 변환되고, 역다중화기1401에서 RS시퀀스, PDCCH, PDSCH, SCH, BCH 데이터들로 구분된다. 채널추정기1402는 상기 RS시퀀스를 이용하여 채널 추정을 수행한 후 추정 값을 PDCCH복호기1403에 인가한다. 상기 PDCCH복호기1403은 상기 채널추정기1402로부터 입력받은 추정 값을 이용하여 역다중화기1401에서 구분되어 출력되는 PDCCH 데이터를 디코딩한다. 제어기1405는 상기 채널추정기1402에 RS 위치 정보를 제공하고, PDCCH복호기1403에 모음 수준별 PDCCH 후보군의 정보를 제공한다. 상기 제어기1405는 상기 PDCCH복호기1403으로부터 PDCCH 할당 정보와 PDSCH 할당 정보를 입력받는다.

상기 역다중화기1401로부터 RS, PDCCH, PDSCH, SCH, BCH 신호들을 입력받은 저장부1404는 상기 제어기1405로부터 서브프레임 타이밍 오프셋, PDCCH의 할당 정보, PDSCH 할당 정보를 입력받아 해당하는 PDCCH와 PDSCH만을 서브프레임 타이밍 오프셋 동안 저장한다. 서브프레임 타이밍 오프셋 후에 해당하는 PDCCH와 PDSCH, 그리고 전 대역에 걸친 RS는 송신부1406을 통해 전송된다. 여기서, SCH와 BCH가 수신되어 저장부1404에 저장되었다면 그 SCH와 BCH도 서브프레임 타이밍 오프셋 동안 저장 후 전송된다.

상기한 바와 같이 릴레이노드의 제어부1405는 본 발명의 실시예에 따라 해당 릴레이노드에 할당된 서브프레임 타이밍 오프셋만큼 기지국에서 전송된 데이터들을 저장한 후 출력한다. 즉, 본 발명의 제1실시예에서 기지국이 도 4의 400과 같은 서브프레임 구조를 가지는 프레임 데이터를 전송하면, 상기 릴레이노드의 제어부1405는 릴레이노드를 제어하여 자신에게 할당된 서브프레임 타이밍 오프셋 만큼 저장한 후 출력(도 4의 경우, 401 또는 403)한다. 또한 본 발명의 제2실시예에서 기지국이 도 7a와 같은 물리채널 데이터를 전송하면, 상기 릴레이노드의 제어부1405는 PDCCH복호기1403 및 저장부1404를 제어하여 도 7b와 같은 물리채널 데이터를 전송한다. 그리고 본 발명의 제3실시예 및 제4실시예에서 상기 기지국이 도 11의 1101 및 도 12의 1201과 같이 물리채널 데이터를 전송하면, 상기 릴레이노드의 제어부1405는 상기 PDCCH복호기1403 및 저장부1404를 제어하여 자신에게 할당된 서브프레임 타이밍 오프셋 만큼 상기 기지국에서 전송되는 프레임 데이터를 저장한 후 출력(도 11의 1102 또는 1105, 도 12의 1202 또는 1204 또는 1206)한다. 제어부1507은 본 발 명의 실시예에 따라 상기 단말기의 전반적인 동작을 제어한다.

도 15는 본 발명에 따른 단말 수신 장치의 구조를 도시하는 도면이다.

상기 도 13을 참조하면, 수신부(RX process)1500은 상기 도 13과 같은 구성을 가지는 기지국 또는 상기 도 14와 같은 구성을 가지는 릴레이노드에서 전송되는 신호를 수신하여 기저대역의 신호로 변환한다. 역다중화기(dimultiplexer)1501은 상기 수신부1500의 출력을 역다중화하여 RS시퀀스, PDCCH 데이터, PDSCH 데이터, BCH 데이터, SCH 데이터로 구분하여 출력한다. 채널추정기(channel estimator)1502는 상기 제어부1507의 제어하에 상기 역다중화기1501에서 출력되는 RS시퀀스를 수신하여 채널을 추정한다. PDCCH복호기(PDCCH decoder)1503은 상기 제어부1507의 제어하에 상기 역다중화기1501에서 출력되는 PDCCH 데이터를 상기 채널추정기1502의 채널추정값에 따라 복조, 디스크램블, 복호(demodulating, descrambling, decoding)하여 상기 제어기1507에 전달한다. PDSCH복호기(PDSCH decoder)1504는 상기 제어부1507의 제어하에 상기 채널추정기1502의 채널추정값에 따라 상기 역다중화된 PDSCH 데이터를 복조, 디스크램블, 복호(demodulating, descrambling, decoding)하여 처리한다. BCH복호기(BCH decoder)1505는 상기 제어부1507의 제어하에 상기 채널추정기1502의 채널 추정값을 이용하여 상기 역다중화된 BCH 데이터를 처리한다. SCH 수신기(SCH receiver)1506은 상기 제어부1507의 제어하에 상기 역다중화된 SCH 데이터를 처리하여 동기를 획득한다.

상기 도 13과 같은 구성을 가지는 기지국 또는 상기 도 14와 같은 구성을 가 지는 릴레이노드에서 전송되는 신호는 수신부1500을 통해 기저대역 신호로 변환되고, 역다중화기1501을 통해 RS시퀀스, PDCCH, PDSCH, BCH, SCH 신호들로 구분된다. 그리고 상기 채널추정기1502는 상기 제어기1507로부터 서브프레임 번호를 입력받아 RS를 얻어 채널 추정을 수행하며, 상기 채널추정 값을 PDCCH 복호기1503, PDSCH복호기1504, BCH복호기1505에 인가한다. PDCCH복호기1503은 상기 제어기1507로부터 모음 수준별 PDCCH 후보군을 입력받아 PDCCH 디코딩을 수행한다. PDCCH복호기1503은 상기 제어기1507에 PDSCH 할당정보를 출력하고, 상기 제어기1507은 이 정보를 PDSCH복호기1504에 전달하여 상기 역다중화된 PDSCH 데이터를 처리한다. 또한 상기 제어기1507은 SCH와 BCH가 수신되었을 경우 상기 BCH복호기1505 및 SCH수신기1506의 동작을 제어한다.

본 발명의 제1실시예에 따르면, 단말기는 도 4의 400, 301, 403과 같이 기지국 및/또는 릴레이노드에서 전송되는 프레임 데이터를 수신하며, 수신되는 프레임 데이터는 서로 다른 서브프레임 타이밍 오프셋을 가진다. 따라서 상기 단말의 제어기1507은 SCH수신기1506을 제어하여 다중의 SCH 수신시 가장 좋은 채널 상태의 SCH를 이용하여 동기를 획득한다. 즉, 릴레이노드들 별로 상이한 서브프레임 번호를 이용하여 SCH 통신을 하게 되므로, 단말은 다중의 SCH를 수신한 후, 이들 중 가장 채널 품질이 좋은 SCH를 이용하여 동기를 이룰 수 있게 된다.

본 발명의 제2실시예에 따르면, 기지국은 도 7a와 같이 서브프레임에 릴레이노드와 단말들에게 PDCCH와 PDSCH를 전송하며, 각 PDCCH는 대응되는 PDSCH를 가지며, RS가 전송되는 RE는 서브프레임 전체에 걸쳐 일정한 간격으로 위치하여 전송되 고, 그 RS의 RE에는 PDCCH와 PDSCH의 자원이 전송되지 않는다. 릴레이노드는 자신에게 속한 단말들을 알고 있으며, 수신되는 서브프레임의 PDCCH를 블라인드 디코딩하여 자신에게 속한 단말들의 PDCCH를 얻고, 그 PDCCH의 정보를 이용하여 PDSCH의 할당정보를 획득한다. 이후 릴레이노드는 도 7b와 같이 전송 서브프레임에서 자신에게 속한 단말들의 PDCCH와 PDSCH만을 전송하고, 나머지 영역(전송이 없는 부분)에서는 RS만 전송한다. 그러면 상기 단말의 제어기1507은 서브프레임 번호를 이용하여 RS를 획득한 채널추정을 하도록 제어하며, 채널복호 후 CRC 에러가 없으면 PDSCH 할당정보를 획득하고, 서브프레임 번호를 이용하여 RS 획득후 채널 추정하여 PDSCH를 복호하도록 제어한다.

본 발명의 제3 실시예에 따르면 기지국은 하향링크 L1 릴레이 시스템의 RS 구분할 때, 하향링크 백홀에서 하나의 서브프레임 자원을 하나의 릴레이노드에게 할당한다. 그리고 기지국과 릴레이노드들 간, 그리고 각 릴레이노드와 그에 해당하는 단말들 간의 서브프레임 번호들은 동일 타이밍에서 상이한 값을 갖는다. 이것은 동일 타이밍에서 단말들이 자신에게 해당하는 RS를 구분할 수 있게 한다. 그러면 상기 단말의 제어기1507은 도 11에 도시된 바와 같이 다중의 데이터(PDSCH 데이터)를 수신하여 처리할 수 있으며, 따라서 채널 품질이 좋은 데이터를 처리할 수 있게 된다.

본 발명의 제4실시예에 따르면 기지국은 하향링크 L1 릴레이 시스템의 RS 구분할 때, 하향링크 백홀에서 하나의 서브프레임 자원을 다중의 릴레이노드에게 할당한다. 그리고 각 릴레이노드는 상이한 서브프레임 타이밍 오프셋을 이용하여 각 릴레이노드의 하향링크 송신 타이밍의 서브프레임 번호들을 동일한 시점에서 불일치시킨다. 그러면 상기 단말의 제어기1507은 도 12에 도시된 바와 같이 다중의 데이터(PDSCH 데이터)를 수신하여 처리할 수 있으며, 따라서 채널 품질이 좋은 데이터를 처리할 수 있게 된다.

본 명세서와 도면에 개시 된 본 발명의 실시예들은 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.

도 1은 OFDM기반 하향링크 프레임 구조를 보인 도면

도 2는 LTE 시스템 하항링크에서 시스템 대역폭에 따른 동기채널과 시스템정보전송 공통제어채널의 주파수 영역 매핑을 보인 도면

도 3은 LTE 시스템에서 동기채널과 시스템정보전송 공통제어채널이 10 ms 무선프레임 내에서 전송되는 구조를 도시한 도면

도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 하향링크 L1 릴레이 시스템의 SCH와 BCH의 전송 방법을 도시한 도면

도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 하향링크 L1 릴레이 시스템의 SCH와 BCH의 전송을 위한 릴레이노드의 송수신 절차를 도시한 도면

도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 하향링크 L1 릴레이 시스템의 단말기의 동기 획득절차를 도시한 도면

도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 하향링크 L1 릴레이 시스템의 물리채널 전송 방법을 도시한 도면,

도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 하향링크 L1 릴레이 시스템의 기지국의 물리채널 전송 절차를 도시한 도면

도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 하향링크 L1 릴레이 시스템의 릴레이노드의 물리채널 송수신 절차를 도시한 도면

도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 하향링크 L1 릴레이 시스템의 단말기의 물리채널 수신 절차를 도시한 도면

도 11은 본 발명의 제3 실시예에 따른 하향링크 L1 릴레이 시스템의 RS 구분 방법을 도시한 도면

도 12은 본 발명의 제4 실시예에 따른 하향링크L1 릴레이 시스템의 RS 구분 방법을 도시한 도면

도 13은 본 발명에 따른 기지국의 송신 장치의 구조를 도시한 도면

도 14는 본 발명에 따른 릴레이노드의 송수신 장치의 구조를 도시한 도면

도 15는 본 발명에 따른 단말 수신 장치의 구조를 도시한 도면

Claims (6)

1. 무선통신 시스템의 하향링크 물리채널 데이터 전송방법에 있어서,

   기지국이 프레임의 특정 서브프레임에 동기데이타를 전송하는 과정과,

   릴레이노드들이 각각 다르게 설정된 서브 타이밍 오프셋 동안 상기 기지국 프레임 데이터를 저장한 후 전송하는 과정과,

   단말기가 프레임 구간에서 상기 기지국 및 릴레이노드들에서 서로 다른 서브프레임에서 수신되는 다중 동기데이타로부터 동기를 획득하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 상기 무선통신 시스템의 하향링크 물리채널 데이터 전송방법.
2. 무선통신 시스템의 하향링크 물리채널 데이터 전송방법에 있어서,

   기지국이 PDCCH를 선택하고, 선택된 PDCCH에 대응되는 PDSCH를 서브프레임에 다중화하여 전송하는 과정과,

   자신에 속한 단말정보를 알고 있는 릴레이노드들이 상기 기지국에서 전송되는 PDCCH 채널을 복호하여 PDSCH 할당정보를 획득하며, 자신에 속한 단말기의 PDCCH 및 PDSCH만 그대로 저장하고 자신에 속하지 않은 단말의 대역에는 RS시퀀스만 저장한 후, 설정된 서브프레임 타이밍 오프셋 경과 후 상기 저장된 프레임 데이터를 전송하는 과정과,

   단말이 서브프레임 번호를 이용하여 RS 시퀀스를 획득하여 채널 추정하며, 채널 복호 후 CRC가 정상이면 PDSCH 할당정보를 획득하여 처리하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 상기 무선통신 시스템의 하향링크 물리채널 데이터 전송방법.
3. 무선통신 시스템의 하향링크 물리채널 데이터 전송방법에 있어서,

   기지국이 하향링크 백홀에서 하나의 서브프레임 데이터를 하나의 릴레이노드에게 할당하여 전송하는 과정과,

   상이한 서브프레임 타이밍 오프셋을 가지는 릴레이노드들이 상기 기지국에서 전송되는 데이터를 저장하며, 서브프레임 타이밍 오프셋 경과시 자신에게 할당된 서브프레임 데이터를 전송하는 과정과,

   단말이 상기 기지국 및 릴레이노드들에서 전송되는 데이터를 수신하여 처리하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 상기 무선통신 시스템의 하향링크 물리채널 데이터 전송방법.
4. 무선통신 시스템의 하향링크 물리채널 데이터 전송방법에 있어서,

   기지국이 하향링크 백홀에서 하나의 서브프레임 데이터를 두 개 이상의 릴레이노드에게 할당하여 전송하는 과정과,

   상이한 서브프레임 타이밍 오프셋을 가지는 릴레이노드들이 상기 기지국에서 전송되는 데이터를 저장하며, 서브프레임 타이밍 오프셋 경과시 자신에게 할당된 서브프레임 데이터를 전송하는 과정과,

   단말이 상기 기지국 및 릴레이노드들에서 전송되는 데이터를 수신하여 처리하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 상기 무선통신 시스템의 하향링크 물리채널 데이터 전송방법.
5. 무선통신 시스템의 하향링크 물리채널 데이터 전송장치에 있어서,

   프레임의 특정 서브프레임에 동기데이타를 전송하는 기지국과,

   각각 다르게 설정된 서브 타이밍 오프셋 동안 상기 기지국 프레임 데이터를 저장한 후 전송하는 릴레이노드들과,

   상기 프레임 구간에서 상기 기지국 및 릴레이노드들에서 서로 다른 서브프레임에서 수신되는 다중 동기데이타로부터 동기를 획득하는 단말기로 구성됨을 특징으로 하는 상기 무선통신 시스템의 하향링크 물리채널 데이터 전송장치.
6. 무선통신 시스템의 하향링크 물리채널 데이터 전송장치에 있어서,

   PDCCH를 선택하고, 선택된 PDCCH에 대응되는 PDSCH를 서브프레임에 다중화하여 전송하는 기지국과,

   자신에 속한 단말정보를 알고 있으며, 상기 기지국에서 전송되는 PDCCH 채널 을 복호하여 PDSCH 할당정보를 획득하며, 자신에 속한 단말기의 PDCCH 및 PDSCH만 그대로 저장하고 자신에 속하지 않은 단말의 대역에는 RS시퀀스만 저장한 후, 설정된 서브프레임 타이밍 오프셋 경과 후 상기 저장된 프레임 데이터를 전송하는 릴레이노드들과,

   서브프레임 번호를 이용하여 RS 시퀀스를 획득하여 채널 추정하며, 채널 복호 후 CRC가 정상이면 PDSCH 할당정보를 획득하여 처리하는 단말기로 구성됨을 특징으로 하는 상기 무선통신 시스템의 하향링크 물리채널 데이터 전송장치.

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