KR20100113568A

KR20100113568A - 릴레이 전송 시스템, 기지국, 중계국 및 방법

Info

Publication number: KR20100113568A
Application number: KR1020107018087A
Authority: KR
Inventors: 켄이치 히구치
Original assignee: 가부시키가이샤 엔티티 도코모
Priority date: 2008-01-25
Filing date: 2008-12-26
Publication date: 2010-10-21
Also published as: JP2009177628A; EP2247143A1; EP2247143A4; CN101978739A; US20100304665A1; WO2009093406A1; CN101978739B; JP5038924B2

Abstract

릴레이 전송 시스템의 기지국은, 유저장치의 무선전파 상황을 나타내는 메트릭을 마련하는 수단과, 상향신호의 전송이 하나 이상의 중계국을 통해서 수행되어야 하는지 여부를 나타내는 중계정보를, 메트릭에 기초하여 유저마다 작성하는 중계정보 작성수단과, 중계정보에 따라서, 무선리소스의 할당계획을 세우는 스케줄링수단과, 스케줄링정보를 포함하는 제어신호를 송신하는 수단을 갖는다. 중계국은, 유저장치로부터의 상향신호를 수신하고, 지시신호에 따라서 증폭하는 증폭수단과, 증폭 후의 상향신호를 상향링크에서 송신하는 수단과, 제어신호에 기초하여, 상향신호의 중계의 필요여부를 유저마다 확인하고, 지시신호를 작성하는 수단을 갖는다. 지시신호는, 상향신호의 중계의 필요여부에 따라서, 증폭할지 여부를 적어도 나타낸다.

Description

릴레이 전송 시스템, 기지국, 중계국 및 방법 {RELAY TRANSMISSION SYSTEM, BASE STATION, RELAY STATION, AND METHOD}

본 발명은, 렐레이 전송 시스템, 상기 릴레이 전송 시스템에서 사용되는 기지국, 중계국 및 방법에 관련한 것이다.

이동통신시스템의 설계개발에서는 데이터 레이트의 고속화 및 무선리소스(특히, 주파수)의 이용효율의 향상은 중요한 과제이다. 소요의 수신품질(예를 들어, 수신 SINR)을 일정하게 한 경우, 데이터 레이트를 늘리는 하나의 방법은, 데이터 레이트에 따라서 송신전력을 강하게 하는 것이다. 그러나 송신전력을 늘리면 소비전력도 늘어나기 때문에, 이 방법은 절약하는 관점에서는 바람직하지 않다. 특히, 소형의 배터리밖에 이용할 수 없는 이동단말에 있어서 그것은 바람직하지 않다. 최대 송신전력을 바꾸지 않고 데이터 레이트를 늘리는 하나의 방법은, 기지국의 배치밀도를 늘리고, 유저장치 및 기지국간의 패스로스가 과잉하게 커지지 않도록 하는 것이다(즉, 셀 반경을 작게 하는 것이다). 그러나 기지국의 배치밀도를 늘리는 것은, 시스템 구축의 코스트(cost)를 올린다는 점에서 바람직하지 않다.

한편, 무선리소스(특히, 주파수)의 이용효율을 향상시키려면, 간섭전력을 억제하는 것이 필요하다. 특정의 주파수에서 간섭이 많으면, 사실상 그 주파수는 통신에 사용할 수 없게 되기 때문이다. 간섭을 억제하고, 이용가능한 주파수의 선택지를 많이 확보할 필요가 있다. 이와 같은 관점에서, 최근, 릴레이 전송 시스템이 주목받고 있다.

도 1은 릴레이 전송 시스템의 개념도를 나타낸다. 릴레이 전송 시스템에서는, 기지국 및 이동국(일반적으로는, 유저장치)에 더해서, 중계국이 셀 내에 존재한다. '송신 유저'에서 도시되는 이동국은 셀 단에 재권하고 있기 때문에, 재권 셀의 기지국에 직접적으로 상향신호를 송신하는 경우, 기지국 근방의 이동국에 비교해서 보다 강한 전력으로 송신하는 것을 생각할 수 있다. 그러나, 그 이동국 및 기지국간에는 '릴레이국 A'가 존재한다. 본 명세서에서는, 릴레이국은 중계국이라고도 언급된다. 이동국으로부터의 상향신호가 릴레이국 A를 통해서 기지국에 도달하는 경우, 이동국은, 기지국보다 가까운 릴레이국 A에 닿는 정도의 전력으로 상향신호를 송신하면 된다. 따라서 이동국의 송신전력은 작아도 된다. 릴레이국 A는 동작 원리적으로는 이동국이어도 고정국이어도 좋으나, 고정국이라고 한다. 릴레이국은, 기지국과는 다르며, 신호를 중계하는 기능만 구비하고 있으면 되기 때문에, 기지국보다도 간이하고 그리고 저렴하게 설치할 수 있다.

릴레이 전송법에는 크게 나눠서 2종류가 있으며, 디코드 앤드 포워드(DF:Decode and Forward)법 및 앰플리파이 앤드 포워드(AF:Amplify and Forward)법이다.

DF법에서는, 유저장치로부터의 상향신호는, 릴레이국에서 수신되고, 복조 및 복호된 후에, 또다시 부호화 및 변조되고, 상향링크에서 송신된다. 릴레이국에서 일단 복호하기 때문에, 간섭이나 잡음이 중계마다 제거되어, 기지국에 도달한다. 따라서, 복조 및 복호가 올바르게 수행된다면, 전송품질을 상당히 높게 기대할 수 있다. 또한, 릴레이국이 수신신호의 부호화 방식과 다른 부호화 방식으로 송신신호를 부호화하면, 기지국과 같은 신호에 대해서 다른 방식으로 부호화된 복수의 신호를 수신하게 된다. 그렇게 하면, 부호화 방식 및 전파로 쌍방의 관점에서 다이버시티 효과를 얻을 수 있고, 이 점도 DF법의 이점이 된다.

그러나 DF법에서는, 중계마다 복조, 복호, 재부호화 및 재변조를 수행할 필요가 있으며, 전송지연이 상당히 길어질 우려가 있다. 이는, DF법을 실제의 릴레이 전송 시스템에 채용하는 것을 방해할 정도로 치명적인 결점이다. 리얼타임 데이터나 음성 패킷(VoIP) 등의 신호전송, 또, TCP/IP에 기초하는 고속 데이터 전송에서는 라운드 트립 지연(RTD:Round Trip Delay)을 짧게 유지하는 것은 중요한 과제이다. 또, 복조, 복호, 재부호화 및 재변조 등의 처리를 고속으로 그리고 적절히 수행하려면, 릴레이국에 높은 신호처리 능력을 요구하게 되고, 이는, 릴레이국을 셀 내에 간이하고 그리고 저렴하게 다수 배치하는 관점에서 바람직하지 않다.

AF법에서는, 상향신호의 복조, 복호, 재부호화 및 재변조를 수행할 필요는 없다. AF법은 원리적으로는 수신신호를 증폭하고, 그대로 송신하는 것에 불과하기 때문이다. 따라서, 전송지연이나 코스트 증가가 되는 등의 문제가 원리적으로 발생하기 어렵다는 점에서, AF법은 DF법보다도 유리하다.

그러나, AF법에서는 수신신호를 복조 및 복호하지 않기 때문에, 수신신호가 희망신호인지 여부를 구별할 수 없고, 희망신호도 간섭신호도 그대로 증폭하고 전송하여, 기지국에서의 수신품질을 나쁘게 할 우려가 있다. 도 1에 있어서, 릴레이국 A는 송신 유저로부터의 희망신호를 적절히 증폭하여 기지국으로 전송하지만, 릴레이국 B는 간섭 유저로부터의 간섭신호를 증폭하여 그 기지국에 전송한다. 이 때문에, 송신 유저로부터의 신호품질이 저하될 우려가 있다.

또한, DF법에서도 AF법에서도, 신호의 중계를 수행하면, 무선리소스의 반밖에 활용할 수 없게 된다. 중계시에, 수신과 송신을 같은 리소스로 실행할 수 없기 때문이다. 예를 들어, 송신과 수신에서 주파수를 바꾸거나 시간 슬롯을 바꾸거나 할 필요가 있다. 따라서, 셀 내에서 일률적으로 릴레이를 수행하게 하면, 기지국 근방의 유저와 같은, 본래 릴레이를 필요로 하지 않는 유저조차도, 무선리소스의 반밖에 활용할 수 없게 되고, 이는 리소스의 이용효율의 관점에서 바람직하지 않다.

본 발명의 과제는, 유저장치와 통신가능한 기지국 및 중계국을 포함하는 릴레이 전송 시스템에 있어서의 상향링크의 수신품질 및 리소스 이용효율의 향상을 도모하는 것이다.

본 발명에서는, 하나 이상의 유저장치와 하나 이상의 중계국과 기지국을 포함하는 릴레이 전송 시스템이 사용된다. 상기 기지국은, 유저장치의 무선전파 상황을 나타내는 메트릭을 마련하는 수단과, 상향신호의 전송이 하나 이상의 중계국을 통해서 수행되어야 하는지 여부를 나타내는 중계정보를, 상기 메트릭에 기초하여 유저마다 작성하는 중계정보 작성수단과, 상기 중계정보에 따라서, 무선리소스의 할당계획을 세우는 스케줄링수단과, 상기 할당계획을 나타내는 스케줄링정보를 포함하는 제어신호를 송신하는 수단을 갖는다. 적어도 하나의 중계국은, 상기 유저장치로부터의 상향신호를 수신하는 수단과, 상기 상향신호를 지시신호에 따라서 증폭하는 증폭수단과, 증폭 후의 상향신호를 상향링크에서 송신하는 수단과, 상기 제어신호에 기초하여, 상기 상향신호의 중계의 필요여부를 유저마다 확인하고, 상기 지시신호를 작성하는 수단을 갖는다. 상기 지시신호는, 상향신호의 중계의 필요여부에 따라서, 증폭할지 여부를 적어도 나타낸다.

본 발명에 따르면, 유저장치와 통신가능한 기지국 및 중계국을 포함하는 릴레이 전송 시스템에 있어서의 상향링크의 수신품질 및 리소스 이용효율의 향상을 도모할 수 있다.

도 1은 릴레이 전송 시스템의 개념도를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 의한 동작 예를 나타내는 흐름도이다.
도 3은 중계정보를 작성하기 위한 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 의한 기지국의 일부의 기능 블록도를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 의한 중계국의 일부의 기능 블록도를 나타낸다.

본 발명의 일 형태에서는, 릴레이 전송 시스템에서 사용되는 기지국이 사용된다. 기지국은, 유저장치의 무선전파 상황을 나타내는 메트릭을 마련하는 수단과, 상향신호의 전송이 하나 이상의 중계국을 통해서 수행되어야 하는지 여부를 나타내는 중계정보를, 상기 메트릭에 기초하여 유저마다 작성하는 중계정보 작성수단과, 상기 중계정보에 따라서, 무선리소스의 할당계획을 세우는 스케줄링수단과, 상기 할당계획을 나타내는 스케줄링정보를 포함하는 제어신호를 송신하는 수단을 갖는다.

상향신호의 전송이 하나 이상의 중계국을 통해서 수행되어야 하는지 여부를 나타내는 중계정보가, 메트릭(CQI:Channel Quality Indicator, SINR 등)에 기초하여 유저마다 작성된다. 상기 중계정보는, 하향제어신호에 포함되어도 좋다. 이로 인해, 각 중계국은, 자국이 상향신호를 중계해야 하는지 여부를 명시적으로 알 수 있고, 중계를 과부족없이 수행할 수 있다. 이는, 중계에 의한 신호품질의 향상 및 리소스의 이용효율의 관점에서 바람직하다.

상기 메트릭은, 하향링크에서 전송된 레퍼런스 신호의 수신품질로부터 도출되어도 좋다. 순시적인 무선전파 상황을 측정하는 관점에서는, 상기 메트릭이, 유저장치로부터 송신된 레퍼런스 신호의 수신품질로부터 도출되어도 좋다.

기지국 및 유저장치간 뿐 아니라, 중계국 및 유저장치간의 무선전파 상황을 측정하는 관점에서는, 상기 메트릭에는, 해당 기지국으로부터 송신된 레퍼런스 신호의 수신품질로부터 도출된 기지국 메트릭과, 상기 중계국으로부터 송신된 레퍼런스 신호의 수신품질로부터 도출된 중계국 메트릭이 포함되어도 좋다.

중계의 필요여부를 간이하게 판단하는 관점에서는, 한 유저의 상기 기지국 메트릭이 소정값 이상인지 여부에 따라서, 상기 유저의 상향신호가 중계되는지 여부가 결정되어도 좋다.

중계국 및 유저장치간의 패스로스가 측정되고, 최소의 패스로스를 가져오는 중계국이, 상기 상향신호를 중계하도록 상기 중계정보가 작성되어도 좋다. 이는, 하나 이상의 중계국 중에서, 유저장치에 가장 가까운 중계국을 선택하는 관점에서 바람직하다.

패스로스가 소정값 이하인 하나 이상의 중계국이, 상기 상향신호를 중계하도록 상기 중계정보가 작성되어도 좋다. 이는, 하나 이상의 중계국 중에서, 유저의 근처의 하나 이상의 중계국을 선택하는 관점에서 바람직하다.

적절한 증폭률로 상향신호를 증폭하는 관점에서는, 상기 상향신호를 중계하는 중계국이, 상기 중계국 및 상기 유저장치간의 패스로스에 따른 증폭률로 상향신호를 증폭해야 하는 것이, 상기 중계정보에 나타나 있어도 좋다. 혹은, 상기 상향신호를 중계하는 중계국이, 상기 상향신호의 수신전력의 역수(逆數)에 비례한 증폭률로 상향신호를 증폭해도 좋다.

본 발명의 일 형태에 따르면, 릴레이 전송 시스템의 기지국에서 사용되는 방법이 사용된다. 본 방법은, 유저장치의 무선전파 상황을 나타내는 메트릭을 마련하는 단계와, 상향신호의 전송이 하나 이상의 중계국을 통해서 수행되어야 하는지 여부를 나타내는 중계정보를, 상기 메트릭에 기초하여 유저마다 작성하는 단계와, 상기 중계정보에 따라서, 무선리소스의 할당계획을 세우는 단계와, 상기 할당계획을 나타내는 스케줄링정보를 포함하는 제어신호를 송신하는 단계를 갖는다.

본 발명의 일 형태에 따르면, 릴레이 전송 시스템에서 사용되는 중계국이 사용된다. 중계국은, 유저장치로부터의 상향신호를 수신하는 수단과, 상기 상향신호를 지시신호에 따라서 증폭하는 증폭수단과, 증폭 후의 상향신호를 상향링크에서 송신하는 수단과, 상향 무선리소스의 스케줄링정보를 적어도 포함하는 제어신호를 수신하고, 복조하는 수단과, 상기 제어신호에 기초하여, 상기 상향신호의 중계의 필요여부를 유저마다 확인하고, 상기 지시신호를 작성하는 수단을 갖는다. 상기 지시신호는, 상향신호의 중계의 필요여부에 따라서, 증폭할지 여부를 적어도 나타낸다. 제어신호에 기초하여 상향신호의 중계의 필요여부를 유저마다 확인하기 때문에, 이는, 중계를 과부족없이 수행하고, 신호품질 및 리소스의 이용효율을 높이는 관점에서는 바람직하다.

상기 중계정보는, 상기 제어신호에 포함되어 있어도 좋다. 혹은, 각 유저로의 무선리소스의 할당상황에 기초하여, 각 유저의 상향신호의 중계의 필요여부가 결정되어도 좋다.

상기 상향신호를 중계할 때, 상기 중계국의 패스로스에 따른 증폭률로 상향신호가 증폭되어도 좋다.

상기 상향신호를 중계할 때, 상기 상향신호의 수신전력의 역수에 비례한 증폭률로 상향신호가 증폭되어도 좋다.

신호품질을 향상시키는 관점에서는, 상향신호를 수신할 때에 사용되는 안테나의 지향성과, 상기 상향신호를 송신할 때에 사용되는 안테나의 지향성이 달라져 있는 것이 바람직하다.

본 발명의 일 형태에 따르면, 릴레이 전송 시스템의 중계국에서 사용되는 방법이 사용된다. 본 방법은, 유저장치로부터의 상향신호를 수신하는 단계와, 상기 상향신호를 지시신호에 따라서 증폭하는 단계와, 증폭 후의 상향신호를 상향링크에서 송신하는 단계를 갖는다. 상향 무선리소스의 스케줄링정보를 적어도 포함하는 제어신호가 수신 및 복조된다. 상기 제어신호에 기초하여, 상기 상향신호의 중계의 필요여부가 유저마다 확인되고, 상기 지시신호를 작성된다. 상기 지시신호는, 상향신호의 중계의 필요여부에 따라서, 증폭할지 여부를 적어도 나타낸다.

발명의 이해를 돕기 위해서 구체적인 수치 예를 이용하여 설명이 이루어지나, 특별한 단서가 없는 한, 그들의 수치는 단순한 일 예에 지나지 않으며 적절한 어떠한 값이 사용되어도 좋다.

실시 예 1

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 의한 동작 예를 나타내는 흐름도이다. 설명의 편의상, 릴레이 전송 시스템은, 기지국과, 제1 중계국과, 제2 중계국과, 유저장치를 포함하나, 보다 많은(또는 보다 적은) 중계국이 존재해도 좋으며, 보다 많은 유저장치가 존재해도 좋다.

단계 S1에서는, 하향 레퍼런스 신호(DL-RS:Downlink-Reference Signal)가, 기지국, 제1 및 제2 중계국으로부터 하향링크에서 전송된다. 레퍼런스 신호는, 송신측 및 수신측에서 기지의 패턴의 신호이며, 파일럿 신호, 트레이닝 신호, 참조신호 등으로 언급되어도 좋다. 기지국 및 각 중계국의 하향 레퍼런스 신호는, 시간, 주파수, 부호 등 중 하나 이상의 관점에서 서로 직교하도록 결정되어 있어도 좋으며, 비직교이어도 좋다. 평균적인 전파로스를 측정하는 관점에서는, 하향 레퍼런스 신호는 반드시 광대역에 걸쳐서 전송될 필요는 없다. 따라서 전파로스를 측정하는 관점에서는, 각 중계국은 좁은 대역에서(극단의 경우, 1 서브캐리어에서) 레퍼런스 신호를 송신해도 좋다. 기지국은 전파로스 뿐 아니라 순시 페이딩의 영향 등도 측정해야 하기 때문에, 시스템대역 전역에 걸쳐서 레퍼런스 신호를 송신한다.

단계 S3에서는, 유저장치는 기지국 및 각 중계국으로부터의 하향 레퍼런스 신호를 수신하고, 수신품질을 측정한다. 수신품질은, SINR, Ec/No, RSRP(Reference Signal Received Power) 등의 적절한 어떠한 양으로 측정되어도 좋다. 측정된 수신품질은 어떠한 적절한 메트릭으로 변환된다. 메트릭은 예를 들어 SINR을 적절히 양자화한 채널품질 인디케이터(CQI)이다. 혹은, 측정된 순시적인 수신품질이 평균화되어, 전파손실을 나타내는 메트릭이 도출되어도 좋다. 전파손실 또는 패스로스는, 순시 페이딩(instantaneous fading)에는 추종하지 않으나, 거리감퇴(distance attenuation)나 쉐도잉(shadowing)의 영향을 반영하는 양이다. 패스로스는 CQI로 표현되어도 좋다. 일반적으로, 패스로스는 상향 및 하향링크에서 동일한 값이 된다.

단계 S5에서는, 단계 S3에서 측정된 메트릭이 기지국에 보고된다. 보고된 메트릭에는, 기지국 및 유저장치간의 무선전파 상황을 나타내는 '기지국 메트릭' 뿐 아니라, 중계국 및 유저장치간의 무선전파 상황을 나타내는 '중계국 메트릭'도 포함되어도 좋다. 현재의 실시 예의 경우, 중계국 메트릭은, 제1 및 제2 중계국 각각에 대한 제1 및 제2 중계국 메트릭을 포함한다.

단계 S7에서는, 상향 레퍼런스 신호(UL-RS:Uplink-Reference Signal)가 유저장치로부터 기지국으로 송신된다. 상향 레퍼런스 신호는, 기지국에 직접 전송되어도 좋으며, 중계국을 통해서 전송되어도 좋다.

단계 S9에서는, 기지국에서 수신된 상향 레퍼런스 신호(UL-RS)의 수신품질이 측정된다. 이 측정은 단계 S3과 동일하게 수행되어도 좋다. 측정값은 어떠한 메트릭으로 변환된다. 본 실시 예에 있어서의 메트릭은, 순시적인 수신품질(SINR)을 나타내는 순시 메트릭이라고 한다.

단계 S11에서는, 유저장치로부터 보고된 메트릭(CQI 등) 및/또는 순시 메트릭에 기초하여, 하나 이상의 중계국의 동작을 유저마다 결정하고, 중계정보를 작성한다.

도 3은 단계 S11의 상세를 나타낸다. 단계 S111에서는, 한 특정의 유저에 있어서 중계가 필요한지 여부를 판정한다.

예를 들어, 유저로부터 기지국에 보고된 패스로스와 같은 메트릭이, 소정의 임계값 이상이었던 경우, 그 유저의 상향신호는 중계를 요하도록 판정되어도 좋다. 패스로스가 소정의 임계값 미만이었던 경우, 그 유저의 상향신호의 중계는 필수가 아니도록 판정되어도 좋다. 후자의 경우, 중계를 금지해도 좋으며, 중계를 허가해도 좋다. 중계국 수를 적게 하는 관점에서는 금지해야 하지만, 시스템 리소스에 여유가 있는 경우나 특히 고품질화가 요구되는 경우, 중계가 부수적으로 수행되어도 좋다. 메트릭은 패스로스 이외의 양으로 표현되어도 좋다.

혹은, 유저로부터 기지국에 보고된 순시 메트릭(예를 들어, 상향링크에 대해서 측정된 순시 SINR 등)이, 소정의 임계값 미만이었던 경우, 그 유저의 상향신호는 중계를 요하도록 판정되어도 좋다. 순시 메트릭이 소정의 임계값 이상이었던 경우, 그 유저의 상향신호는 중계되지 않도록 판정되어도 좋다.

중계의 필요여부의 판정기준은 이에 한정되지 않고, 다른 기준에 기초하여 결정되어도 좋다. 예를 들어, 품질과는 따로 지리적인 장소나 위치관계로부터 중계의 필요여부가 판정되어도 좋으며, 오퍼레이트 또는 유저의 의향에 의해서 결정되어도 좋다.

중계를 요하지 않는 경우, 흐름은 단계 S117로 진행되고, 중계를 요하는 경우, 흐름은 단계 S113으로 진행된다.

단계 S113에서는, 하나 이상의 중계국 중, 그 유저에 대해서, 어느 중계국이 실제로 중계를 수행하는지 여부를 결정한다(중계국을 선택한다).

예를 들어, 유저가 보고한 각 중계국에 관한 패스로스(중계국 메트릭)를 비교하여, 패스로스의 가장 작은 중계국이 그 유저의 상향신호를 중계하고, 다른 중계국은 중계하지 않도록 결정되어도 좋다.

혹은, 유저가 보고한 각 중계국에 관한 패스로스(중계국 메트릭)를 비교하여, 패스로스가 소정값 이하에 들어가는 하나 이상의 중계국이, 그 유저의 상향신호를 중계하고, 다른 중계국은 중계하지 않도록 결정되어도 좋다. 혹은, 최소값으로부터 하위 소정수개 이내의 중계국이 그 유저의 상향신호를 중계하고, 다른 중계국은 중계하지 않도록 결정되어도 좋다.

중계국의 선택기준은 이들에 한정되지 않고, 다른 기준에 기초하여 결정되어도 좋다.

단계 S115에서는, 어떠한 유저의 상향신호가 중계되어야 하는 경우, 어느 정도 증폭되어야 하는지가 결정된다.

예를 들어, 중계를 수행하는 중계국과 유저장치와의 사이의 패스로스에 비례하는 증폭률로 상향신호가 증폭되어도 좋다. 그 패스로스가 작았던 경우, 중계국과 유저장치는 비교적 접근하고 있으며, 상향신호는 그다지 감퇴하고 있지 않으며, 증폭률은 작아도 좋다. 반대로, 그 패스로스가 컸던 경우, 중계국과 유저장치는 비교적 떨어져 있으며, 상향신호는 상당히 감쇠하고 있으며, 큰 증폭률을 요한다.

혹은, 기지국 또는 중계국에서 측정된 순시적인 RSRP(레퍼런스 신호의 수신전력)의 역수에 비례하는 증폭률로, 중계국이 상향신호를 증폭하도록 해도 좋다. 순시적으로 수신전력이 작았던 경우, 상향신호는 상당히 감쇠하고 있는 것을 나타내고, 큰 증폭률을 요한다. 반대로 순시적인 수신전력이 컸던 경우, 상향신호는 그다지 감쇠하고 있지 않는 것을 나타내고, 증폭률은 작아도 좋다.

증폭률의 결정기준은 이들에 한정되지 않고, 다른 기준에 기초하여 결정되어도 좋다. 예를 들어 상기의 패스로스에 기초하는 증폭률 제어와 RSRP에 기초하는 증폭률 제어가 병용되어도 좋다.

단계 S117에서는, 검토대상의 유저에 대해서, 중계정보가 작성된다. 중계정보는, 일 예로서, 하나 이상의 중계국 각각에 대해서, 증폭률을 설정함으로써 표현되어도 좋다. 또한, 중계를 요하지 않는 유저에 대해서는(단계 S111에서 N인 경우), 모든 중계국에 대해서 증폭률이 0으로 결정된다. 도시의 예에서는,

유저 UE-A의 상향신호는, 제1 중계국에서 증폭률 α_1A로 증폭 및 중계되고, 제2 중계국에서는 중계를 요하지 않도록 결정되어 있다.

유저 UE-B의 상향신호는, 어느 중계국에서도 중계를 요하지 않도록 결정되어 있다.

유저 UE-C의 상향신호는, 제1 중계국에서 증폭률 α_1C로 증폭 및 중계되고, 제2 중계국에서도 증폭률 α_2C로 증폭 및 중계되도록 결정되어 있다.

도시의 중계정보의 표현방법은 단순한 일 예에 불과하며, 적절한 어떠한 표현이 이루어져도 좋다.

단계 S119에서는, 모든 유저에 대해서 중계정보가 마련되었는지 여부가 판정되고, 미검토의 유저가 존재하고 있던 경우, 흐름은 단계 S111로 되돌아가고, 설명완료의 수순을 수행한다. 전(全) 유저에 대해서 중계정보가 마련된 경우, 흐름은 도 2의 단계 S13으로 진행된다.

단계 S13에서는, 상향 및 하향링크에 대해서 스케줄링이 수행되고, 무선리소스의 할당계획이 세워진다. 할당계획은, 상향 스케줄링정보 및 하향 스케줄링정보로 표현된다. 상향 및 하향 스케줄링정보에서는, 일반적으로, 유저 ID, 리소스 블록, 전송 포맷(데이터 변조방식 및 채널 부호화방식(또는 데이터 사이즈)), 송신전력 등이 지정된다. 리소스 블록은, 리소스 블록 번호 등으로 지정되어도 좋다. 싱글 캐리어 주파수분할 다중(SC-FDMA)방식이 채용되는 경우, 할당되는 리소스 블록은 일련의 대역을 차지하도록 제한되기 때문에, 그 경우, 선두의 리소스 블록과 후속의 개수로 할당내용이 결정되어도 좋다.

스케줄링은 순시적인 무선전파 상황에 기초하여 결정된다. 예를 들어, 스케줄링은, 순시적인 SINR을 비교함으로써 이루어져도 좋으며(최대 CI법), 순시적인 SINR을 평균적인 SINR로 나눈것을 비교함으로써 이루어져도 좋다(프로포셔널 페어니스법).

기지국이 상향링크의 스케줄링을 수행할 때, 유저의 상향신호가 중계되는지 여부를 가미해도 좋으며, 무시해도 좋다. 예를 들어, 상향신호가 어떠한 중계국에서 중계되어야 하는 경우(예를 들어, 셀 단의 유저의 경우), 기지국 및 유저장치간의 무선전파 상황은 별로 좋지 않은 것이 일반적이다. 따라서, 그 유저에는 비교적 적은 수의 리소스 블록이 할당되는 경향이 된다(이는, 중계를 무시하는 경우에 상당한다). 그러나, 그 상향신호가 어딘가의 중계국에서 중계되는 것을 기대한다면, 많은 리소스 블록을 할당해도 좋다. 즉, 릴레이를 기대한다면, 셀 단의 유저에서도 고속 대용량의 신호전송을 수행할 수 있도록 무선리소스를 할당할 수 있다. 리소스 블록수 뿐 아니라, 적응변조 부호화 방식(AMC)에 있어서의 MCS 번호(전송 포맷을 지정하는 인덱스)나, 송신전력이 바뀌어도 좋다. 채널상태가 좋지 않은 유저에 관해서, 중계를 무시하는 경우, 전송 레이트가 낮은 MCS밖에 사용할 수 없으나, 중계를 기대하면, 전송 레이트가 높은 MCS에서도 사용가능해진다. 또, 채널상태가 좋지 않은 유저에 관해서, 중계를 무시하는 경우, 송신전력은 강하게 해야 하지만, 중계를 기대하면, 송신전력은 약해도 좋다. 이와 같이 중계를 적절히 수행하면, 커버리지를 늘릴 수 있게 된다.

단계 S15에서는, 상향 및/또는 하향 스케줄링정보를 적어도 포함하는 하향제어신호가 송신된다. 하향제어신호는, 예를 들어 하향 물리 제어채널(PDCCH: Physical Downlink Control CHannel)이어도 좋다. 이 PDCCH에 상기의 중계정보가 포함되어도 좋으며, 포함되지 않아도 좋다. 포함되지 않는 경우, 중계정보가 다른 채널로 송신되어도 좋으며, 명시적으로 송신되지 않아도 좋다. 바꿔말하면, 중계정보는 유저장치 등에 명시적으로 통지되어도 좋으며, 통지되지 않아도 좋다.

중계정보가 하향제어신호에 포함되는 경우(또는, 중계정보가 다른 채널로 전송되는 경우), 각 중계국은, 하향제어신호로부터 상향 스케줄링정보를 취출하는 것에 더해서, 중계정보를 취득한다(단계 S17, S19). 각 중계국은, 상향 스케줄링정보를 독취함으로써, 다음 상향 서브 프레임에서 어느 유저에 어떠한 리소스 블록이 어떠한 전송 포맷으로 할당되어 있는지 등을 할 수 있다. 중계정보를 독취함으로써, 각 중계국은, 자국이 상향신호를 중계해야 하는지 여부를 확인한다. 한 중계국이, 다음 서브 프레임에서 어느 유저의 상향신호도 중계하지 않아도 되는 경우, 그 중계국은 다음 하향제어신호의 수신을 대기한다. 한 중계국이 상향신호를 중계해야 하는 것을 확인하면, 그 중계에 대비한다. 예를 들어, 도 3의 예에서는, 제1 중계국은, 유저 UE-A, UE-C의 상향신호를 각각 증폭률 α_1A, α_1C로 증폭하고, 중계를 수행한다. 유저 UE-A, UE-C가 어느 리소스 블록을 사용하는지는 상향 스케줄링정보에 기술되어 있다. 제2 중계국은, 유저 UE-C의 상향신호를 증폭률 α_2C로 증폭하고, 중계를 수행한다. UE-C가 어느 리소스 블록을 사용하는지는 상향 스케줄링정보에 기술되어 있다. 이와 같이, 각 중계국은 상향 스케줄링정보 및 중계정보를 독취함으로써, 다음 서브 프레임에서 어떻게 중계를 수행해야 하는지 또는 중계하지 않아도 좋은 것을 명시적으로 알 수 있다.

단계 S21에서는 각 유저장치는 하향제어정보로부터 상향 스케줄링정보를 독취하고, 다음 서브 프레임에서의 상향전송에 대비한다. 유저장치가 중계정보를 독취하는 것은 필수가 아니다.

단계 S23에서는, 상향 스케줄링정보에 따라서, 각 유저가 상향신호를 송신한다. 상향신호는, 전형적으로는 상향 물리 공유채널(PUSCH)과 같은 유저의 트래픽 데이터이지만, PUSCH 이외의 신호-예를 들어, 상향 물리 제어채널(PUCCH)이어도 좋다. PUCCH에는 PUSCH에 부수하지 않는 제어정보가 포함되고, 예를 들어, 하향 레퍼런스 신호의 수신품질(CQI)이나, 과거에(선행 서브 프레임에서) 수신한 하향 물리 공유채널(PDSCH)의 송달확인정보(ACK/NACK) 등이 포함되어도 좋다. 어느 쪽이든, 어떠한 상향신호가 각 유저장치로부터 송신된다.

제1 중계국은, UE-A용에 할당되어 있는 주파수(리소스 블록)의 상향신호를 증폭률 α_1A로 증폭하고, 전송한다. 또, 제1 중계국은, UE-C용에 할당되어 있는 주파수(리소스 블록)의 신호를 증폭률 α_1C로 증폭하고, 전송한다.

제2 중계국은, UE-C용에 할당되어 있는 주파수(리소스 블록)의 상향신호를 증폭률 α_1C로 증폭하고, 전송한다.

제1 중계국도 제2 중계국도 UE-B로부터의 상향신호를 중계하는 것은 필수가 아니다. 이것은, 중계정보에서 증폭률이 0인 것에서 알 수 있다. 이 경우, UE-B의 상향신호의 증폭 및 전송은, 금지되어도 좋으며, 금지되지 않아도 좋다. 일반적으로, 중계를 수행하기로 하면, 리소스의 이용효율이 떨어져 버린다(중계국에서 수신과 송신에 다른 리소스를 사용해야 하기 때문이다). 중계국 수를 가능한 한 적게 하는 관점에서는, 필수가 아닌 중계를 금지하는 것이 바람직하다. 그러나, 리소스에 여유가 있는 경우나, 특히 고품질화를 도모할 필요가 있는 등의 경우, 중계가 필수가 아닌 중계국에서 일부러 중계가 수행되어도 좋다.

그런데, 하향제어신호에 중계신호가 포함되어 있지 않았던 경우, 각 중계국은 자국이 어느 유저의 신호를 어떻게 중계해야 하는지를 명시적으로 알 수 없다. 이 경우, 각 중계국은, 상향 스케줄링정보로부터, 자국에서의 중계의 필요여부를 판정한다. 예를 들어, 리소스 블록 수가 적은 유저나, 전송 레이트가 낮은 MCS를 사용하는 유저의 상향신호를 중계하고, 그렇지 않은 유저의 신호는 중계하지 않도록, 각 중계국이 판단해도 좋다. 중계시의 증폭률은, 각 중계국에서 산출된다. 증폭률을 중계국에서 산출하는 것은, 중계정보가 하향제어신호에 포함되어 있는지 여부에 상관없이, 적용가능하다. 이와 같이 상향 스케줄링정보에 기초하여, 각 중계국 스스로가 중계방법을 결정하는 경우, 기지국에서의 스케줄링은, 상향신호가 중계되는 것을 기대하지 않고 이루어져야 한다.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 의한 기지국의 일부의 기능 블록도를 나타낸다. 도 4에는, 상향채널상태 측정부(41), 상향제어채널 수신부(42), 중계정보 생성부(43), 스케줄러(44), 유저 제어신호 생성부(45), 중계국 제어신호 생성부(46), 베이스밴드신호 생성부(47) 및 RF 신호 생성부(48)가 도시되어 있다.

상향채널상태 측정부(41)는, 유저장치로부터 송신된 레퍼런스 신호를 수신하고, 상향링크의 채널상태를 측정한다. 이 레퍼런스 신호는, 일반적으로는, 유저장치로부터 주기적으로 시스템대역 전역에 걸쳐서 송신되는 사운딩 레퍼런스 신호(SRS:Sounding Reference Signal)이다. 특정의 대역에서 전송되는 복조용의 레퍼런스 신호가 변용되어도 좋다. 채널상태는, 레퍼런스 신호의 수신품질로 표현되고, 그 수신품질은, SINR, Ec/No, RSRP 등으로 표현되어도 좋다. 순시값을 측정할 뿐 아니라, 순시값의 평균값이 산출되어도 좋다.

상향제어채널 수신부(42)는, 각 유저장치로부터 제어채널을 수신한다. 제어채널에는, 예를 들어 스케줄링 리퀘스트(SR:Scheduling Request)나, 하향링크의 수신품질을 나타내는 양(CQI 등) 등이 포함되어 있어도 좋다. 이 CQI 등도 순시값 뿐 아니라, 평균값이 포함되어도 좋다. 또, 기지국 및 유저장치간 뿐 아니라, 중계국 및 유저장치간의 채널상태를 나타내는 양이 기지국에 보고되어도 좋다.

중계정보 생성부(43)는, 하향링크의 CQI 및/또는 상향링크의 수신 SINR 등에 기초하여, 중계정보를 유저마다 작성한다. 중계정보는, 스케줄러(44) 및 유저 제어신호 생성부(45)에 통지된다. 단, 상술한 바와 같이 중계정보가 유저 제어신호에 포함되는 것은 필수가 아니다. 또, 상향신호가 중계되는 것을 기대하지 않고, 스케줄링이 수행되는 경우, 중계정보는 스케줄러에 통지되지 않아도 좋다.

스케줄러(44)는, 스케줄링을 수행하고, 상향링크 및 하향링크의 무선리소스의 할당계획을 세운다. 할당계획은, 상향 및/또는 하향 스케줄링정보로서 유저 제어신호 작성부(45)에 통지된다.

유저 제어신호 작성부(45)는, 각 유저에 통지하는 제어정보를 마련한다. 이 제어정보에는 상향/하향 스케줄링정보가 적어도 포함되고, 필요에 따라서 중계정보도 포함된다.

중계국 제어신호 생성부(46)는, 중계정보를 상향/하향 스케줄링정보와 별개로 전송할 때의 신호를 생성한다.

베이스밴드신호 생성부(47)는, 하향신호에 포함시키는 각종의 제어정보 및 유저 데이터를 포함하는 베이스밴드신호를 생성한다.

RF 신호 생성부(48)는, 베이스밴드신호를 무선전송용의 송신신호로 변환한다.

도 5는 본 발명의 일 실시 예에 의한 중계국의 일부의 기능 블록도를 나타낸다. 도 5에는, 하향제어채널 수신부(51), 릴레이 증폭률 제어부(52), 상향신호 수신부(53), 주파수 변환부(54), 증폭부(55) 및 상향신호 송신부(56)가 도시되어 있다.

하향제어채널 수신부(51)는, 유저 제어신호를 수신한다. 중계정보가 유저 제어신호와 개별로 전송되는 경우, 하향제어채널 수신부(51)는, 그 중계국 제어신호로 수신한다. 하향제어채널 수신부(51)는, 하향제어채널을 복조하고, 상향 스케줄링정보 및 중계정보를 독취한다.

릴레이 증폭률 제어부(52)는, 하향제어채널로부터 독취한 정보에 기초하여, 어떠한 유저의 상향신호를 중계할 때의 신호 증폭률을 제어한다. 증폭률은 지시신호에 의해 증폭부(55)에 지시된다.

상향신호 수신부(53)는, 여러 유저로부터의 상향신호를 수신한다.

주파수 변환부(54)는, 수신신호의 주파수를 송신용의 주파수로 변환한다. 도시의 예는, 중계가 수행될 때, 중계국의 수신 주파수와 송신 주파수가 다른 경우를 나타낸다. 동일 주파수를 사용하기로 하고, 그 대신에 시간 슬롯 및/또는 부호 등을 바꾸도록 하는 경우, 주파수 변환부는 불필요하다.

증폭부(55)는, 중계해야 하는 유저의 상향신호를 증폭한다. 증폭률은, 릴레이 증폭률 제어부(52)로부터의 지시신호에 따라서 수행된다.

상향신호 송신부(56)는 증폭 후의 상향신호를 상향링크에서 재송신한다.

필수는 아니지만, 상향신호를 수신할 때의 안테나의 지향성과 상향신호를 송신할 때의 안테나의 지향성을 바꿔두는 것이 바람직하다. 예를 들어, 수신용의 지형성은 셀 단에 향해 있으나, 송신용의 지향성은 기지국을 향하도록 하는 것을 생각할 수 있다.

이상 본 발명은 특정의 실시 예를 참조하면서 설명되어 왔으나, 실시 예는 단순한 예시에 지나지 않으며, 당업자는 다양한 변형 예, 수정 예, 대체 예, 치환 예 등을 이해할 것이다. 발명의 이해를 돕기 위해서 구체적인 수치 예를 이용하여 설명이 이루어졌으나, 특별한 단서가 없는 한, 이들의 수치는 단순한 일 예에 지나지 않으며 적절한 어떠한 값이 사용되어도 좋다. 실시 예 또는 항목의 구분은 본 발명에 본질적이 아니며, 2 이상의 실시 예 또는 항목에 기재된 사항이 필요에 의해 조합하여 사용되어도 좋으며, 어느 실시 예 또는 항목에 기재된 사항이, 다른 실시 예 또는 항목에 기재된 사항에(모순되지 않는 한) 적용되어도 좋다. 설명의 편의상, 본 발명의 실시 예에 따른 장치는 기능적인 블록도를 이용하여 설명되었으나, 그와 같은 장치는 하드웨어로, 소프트웨어로 또는 그들의 조합으로 실현되어도 좋다. 본 발명은 상기 실시 예에 한정되지 않으며, 본 발명의 정신으로부터 일탈하지 않고, 다양한 변형 예, 수정 예, 대체 예, 치환 예 등이 본 발명에 포함된다.

본 국제출원은 2008년 1월 25일에 출원한 일본국 특허출원 제2008-15494호에 기초하는 우선권을 주장하는 것이며, 그 전 내용을 본 국제출원에 원용한다.

41 상향채널상태 측정부
42 상향제어채널 수신부
43 중계정보 생성부
44 스케줄러
45 유저 제어신호 생성부
46 중계국 제어신호 생성부
47 베이스밴드신호 생성부
48 RF 신호 생성부
51 하향제어채널 수신부
52 릴레이 증폭률 제어부
53 상향신호 수신부
54 주파수 변환부
55 증폭부
56 상향신호 송신부

Claims

릴레이 전송 시스템에서 사용되는 기지국에 있어서,
유저장치의 무선전파 상황을 나타내는 메트릭을 마련하는 수단;
상향신호의 전송이 하나 이상의 중계국을 통해서 수행되어야 하는지 여부를 나타내는 중계정보를, 상기 메트릭에 기초하여 유저마다 작성하는 중계정보 작성수단;
상기 중계정보에 따라서, 무선리소스의 할당계획을 세우는 스케줄링수단;
상기 할당계획을 나타내는 스케줄링정보를 포함하는 제어신호를 송신하는 수단;을 갖는 기지국.
제 1항에 있어서,
상기 중계정보가, 상기 제어신호에 포함되는 이동국.
제 2항에 있어서,
상기 메트릭이, 하향링크에서 전송된 레퍼런스 신호의 수신품질로부터 도출되는 기지국.
제 2항에 있어서,
상기 메트릭이, 유저장치로부터 송신된 레퍼런스 신호의 수신품질로부터 도출되는 기지국.
제 3항에 있어서,
상기 메트릭에는, 해당 기지국으로부터 송신된 레퍼런스 신호의 수신품질로부터 도출된 기지국 메트릭과, 상기 중계국으로부터 송신된 레퍼런스 신호의 수신품질로부터 도출된 중계국 메트릭이 포함되는 기지국.
제 5항에 있어서,
한 유저의 상기 기지국 메트릭이 소정값 이상인지 여부에 따라서, 상기 유저의 상향신호가 중계되는지 여부가 결정되는 기지국.
제 3항에 있어서,
중계국 및 유저장치간의 패스로스가 측정되고, 최소의 패스로스를 가져오는 중계국이, 상기 상향신호를 중계하도록 상기 중계정보가 작성되는 기지국.
제 7항에 있어서,
패스로스가 소정값 이하인 하나 이상의 중계국이, 상기 상향신호를 중계하도록 상기 중계정보가 작성되는 기지국.
제 8항에 있어서,
상기 상향신호를 중계하는 중계국이, 상기 중계국 및 상기 유저장치간의 패스로스에 따른 증폭률로 상향신호를 증폭해야 하는 것이, 상기 중계정보에 나타나 있는 기지국.
제 8항에 있어서,
상기 상향신호를 중계하는 중계국이, 상기 상향신호의 수신전력의 역수에 비례한 증폭률로 상향신호를 증폭하는 기지국.
릴레이 전송 시스템의 기지국에서 사용되는 방법에 있어서,
유저장치의 무선전파 상황을 나타내는 메트릭을 마련하는 단계;
상향신호의 전송이 하나 이상의 중계국을 통해서 수행되어야 하는지 여부를 나타내는 중계정보를, 상기 메트릭에 기초하여 유저마다 작성하는 단계;
상기 중계정보에 따라서, 무선리소스의 할당계획을 세우는 단계;
상기 할당계획을 나타내는 스케줄링정보를 포함하는 제어신호를 송신하는 단계;를 갖는 방법.
릴레이 전송 시스템에서 사용되는 중계국에 있어서,
유저장치로부터의 상향신호를 수신하는 수단;
상기 상향신호를 지시신호에 따라서 증폭하는 증폭수단;
증폭 후의 상향신호를 상향링크에서 송신하는 수단;
상향 무선리소스의 스케줄링정보를 적어도 포함하는 제어신호를 수신하고, 복조하는 수단;
상기 제어신호에 기초하여, 상기 상향신호의 중계의 필요여부를 유저마다 확인하고, 상기 지시신호를 작성하는 수단;을 갖고,
상기 지시신호는, 상향신호의 중계의 필요여부에 따라서, 증폭할지 여부를 적어도 나타내도록 한 중계국.
제 12항에 있어서,
상기 중계정보가, 상기 제어신호에 포함되는 중계국.
제 13항에 있어서,
각 유저로의 무선리소스의 할당상황에 기초하여, 각 유저의 상향신호의 중계의 필요여부가 결정되는 중계국.
제 13항에 있어서,
상기 상향신호를 중계할 때, 상기 중계국의 패스로스에 따른 증폭률로 상향신호가 증폭하는 중계국.
제 13항에 있어서,
상기 상향신호를 중계할 때, 상기 상향신호의 수신전력의 역수에 비례한 증폭률로 상향신호를 증폭하는 중계국.
제 12항에 있어서,
상향신호를 수신할 때에 사용되는 안테나의 지향성과, 상기 상향신호를 송신할 때에 사용되는 안테나의 지향성이 다른 중계국.
릴레이 전송 시스템의 중계국에서 사용되는 방법에 있어서,
유저장치로부터의 상향신호를 수신하는 단계;
상기 상향신호를 지시신호에 따라서 증폭하는 단계;
증폭 후의 상향신호를 상향링크에서 송신하는 단계;를 갖고,
상향 무선리소스의 스케줄링정보를 적어도 포함하는 제어신호가 수신 및 복조되고,
상기 제어신호에 기초하여, 상기 상향신호의 중계의 필요여부가 유저마다 확인되고, 상기 지시신호가 작성되고, 상기 지시신호는, 상향신호의 중계의 필요여부에 따라서, 증폭할지 여부를 적어도 나타내도록 한 방법.
하나 이상의 유저장치와 하나 이상의 중계국과 기지국을 포함하는 릴레이 전송 시스템에 있어서, 상기 기지국은,
유저장치의 무선전파 상황을 나타내는 메트릭을 마련하는 수단;
상향신호의 전송이 하나 이상의 중계국을 통해서 수행되어야 하는지 여부를 나타내는 중계정보를, 상기 메트릭에 기초하여 유저마다 작성하는 중계정보 작성수단;
상기 중계정보에 따라서, 무선리소스의 할당계획을 세우는 스케줄링수단;
상기 할당계획을 나타내는 스케줄링정보를 포함하는 제어신호를 송신하는 수단;을 갖고,
적어도 하나의 중계국은,
상기 유저장치로부터의 상향신호를 수신하는 수단;
상기 상향신호를 지시신호에 따라서 증폭하는 증폭수단;
증폭 후의 상향신호를 상향링크에서 송신하는 수단;
상기 제어신호에 기초하여, 상기 상향신호의 중계의 필요여부를 유저마다 확인하고, 상기 지시신호를 작성하는 수단;을 갖고,
상기 지시신호는, 상향신호의 중계의 필요여부에 따라서, 증폭할지 여부를 적어도 나타내도록 한 릴레이 전송 시스템.