KR20110114700A - 무선 통신 시스템 및 기지국 - Google Patents

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KR20110114700A
KR20110114700A KR1020117020550A KR20117020550A KR20110114700A KR 20110114700 A KR20110114700 A KR 20110114700A KR 1020117020550 A KR1020117020550 A KR 1020117020550A KR 20117020550 A KR20117020550 A KR 20117020550A KR 20110114700 A KR20110114700 A KR 20110114700A
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심뻬이 도
미노루 구보따
야스히로 하마구찌
오사무 나까무라
가즈나리 요꼬마꾸라
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샤프 가부시키가이샤
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Abstract

기지국(10)과 단말기(30)의 통신을 중계하는 중계국(20)이 셀 내에 구비되고, 심볼의 일부를 카피한 신호를 Cyclic Prefix로서 심볼에 부가하는 전송 방식을 사용하는 무선 통신 시스템이며, 상기 셀 내의 복수의 단말기(30)에 대하여 제공하는 공통의 통지 서비스 신호의 전송 시에, 신호에 부가하는 Cyclic Prefix의 길이를 적응적으로 설정한다. 이에 의해, 중계국을 구비한 무선 통신 시스템에 있어서 MBMS 전송을 행하는 경우에, 상황에 따라 MBMS 신호에 부가하는 CP의 길이를 적절히 설정함으로써, 특성의 열화를 방지하여 효율이 좋은 전송을 행할 수 있는 무선 통신 시스템 등을 제공할 수 있다.

Description

무선 통신 시스템 및 기지국 {WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM AND BASE STATION}
본 발명은 기지국과 단말기의 통신을 중계하는 중계국이 셀 내에 구비되고, 심볼의 일부를 카피한 신호를 Cyclic Prefix로서 심볼에 부가하는 전송 방식을 사용하는 무선 통신 시스템 등에 관한 것이다.
최근의 데이터 통신량의 증가에 따른 주파수 자원의 핍박을 해결하기 위하여, 고속ㆍ대용량 전송을 실현하는 새로운 이동체 통신 시스템의 구축(예를 들어, WiMAX 시스템이나 IMT-Advanced 시스템)이 진행되고 있다. 이러한 새로운 이동체 통신 시스템용으로서는 비교적 높은 주파수대가 사용되게 되는데, 보다 높은 주파수의 신호는 보다 크게 감쇠하기 때문에, 이제까지의 이동체 통신 시스템에 비하여 커버리지가 좁아지게 된다.
이러한 문제를 해결하는 수단으로서, 기지국-단말기간의 통신을 중계하는 중계국을 셀 내에 설치하는 방법이 있다. 여기서, 종래의 무선 통신 시스템을 도 10에 도시한다. 도 10에 도시한 바와 같이, 기지국(90)과 단말기(94)가 통신을 행하는 시스템이며, 기지국과 단말기의 통신을 중계하기 위하여 중계국(92)이 설치되어 있다. 여기서, 단말기(94) 중 단말기 B는 기지국(90)과 직접 통신을 행하지만, 단말기 A, C는 중계국(92)을 통하여 통신을 행하고 있다. 단말기 A는 중계국 A를, 단말기 C는 중계국 B, C를 통하여 기지국(90)과 통신을 행하고 있다.
중계국에는 수신한 신호를 증폭하여 동일 프레임 내에서 송신하는 것(리피터)이나, 수신한 신호를 증폭하여 후속의 프레임에서 송신하는 것(Amplify-and-Forward: AF 타입), 일단 복조, 복호하여 오류가 없으면 재변조하여 송신하는 것(Decode-and-Forward: DF 타입) 등이 있으며, 몇개의 중계국을 통하여 기지국과 기지국으로부터 멀리 떨어진 단말기(셀 에지 근방에 위치하는 단말기)가 통신을 행함으로써, 그들 단말기의 수신 특성을 열화시키지 않고, 셀의 커버리지를 이제까지의 시스템과 동일하게 유지하는 것이 가능하게 된다.
또한, 이러한 이동체 통신 시스템에서는, 복수의 단말기에 멀티미디어 방송 및 동보 서비스를 제공하는 MBMS(Multimedia Broadcast and Multicast Service)가 사양에 도입될 전망이다(WiMAX에서는 MBS라고 불리고 있음). 이 MBMS는 셀 내의 여러가지 지점에 위치하는 단말기에 전송되는 신호이며, 셀 에지나 섹터 에지 부근에 위치하는 단말기에 있어서도 양호한 수신 특성으로 서비스를 받을 수 있도록, 복수의 송신기(기지국이나 섹터)로부터 동시에 송신이 행해진다. 이렇게 복수의 송신기로부터 동시에 송신됨으로써, 신호가 공간 상에서 합성되어 수신되기 때문에, 셀 에지 부근에 위치하는 단말기에 있어서도 특성이 크게 열화되지 않고 수신된다.
WiMAX와 같이 중계국을 구비한 시스템에서는, 셀 내의 단말기에 기지국과 중계국이 동시에 신호를 송신할 수 있도록 도 11에 도시한 바와 같은 MBMS 전송이 행해진다(예를 들어, 비특허문헌 1 참조). 도 11은 도 10에 도시하는 셀 내의 기지국(90) 및 중계국(92)이 MBMS를 송신하는 타이밍을 나타낸 도면이다. MBMS 전송을 행할 때에는, 도 11에 도시한 바와 같이, 우선 기지국(90)으로부터 중계국 A와 중계국 B에 전송이 행해진다(프레임(2000)).
중계국 B는 수취한 신호를 또한 중계국 C에 다음의 송신 타이밍에서 송신한다(프레임(2001)). 이때, 기지국(90)과 중계국(92)(A)은 MBMS에 관한 전송은 행하지 않는다. 이러한 전송에 의해 셀 내의 모든 중계국(92)에 있어서 MBMS를 수신하고, 다음의 송신 타이밍에서 기지국(90) 및 모든 중계국(92)으로부터 일제히 셀 내의 복수의 단말기(94)에 그 MBMS를 통지한다(프레임(2002)). 이러한 제어를 행함으로써, 셀 내의 모든 송신국(기지국(90) 및 중계국(92))이 동시에 MBMS를 송신할 수 있다.
셀룰라 시스템의 셀은 이상적으로는 전부 동일한 크기, 형상인 것이 바람직하지만, 실제의 시스템에 있어서는 지형이나 건물의 배치 관계상, 그 크기, 형상은 다양하다. 따라서, 도 12에 도시한 바와 같이, 셀 1 내지 3의 각 셀에 설치되는 중계국(92)의 수도 다양하게 되고, 각 셀의 최대 홉수(기지국과 단말기의 통신을 중계하는 중계국(92)의 수를 나타내며, 셀 1의 최대 홉수는 2, 셀 2의 최대 홉수는 1로 됨)도 다양하게 된다. 이러한 여러가지 셀 환경에 있어서 MBMS 전송을 행할 때에는, 최대 홉수가 큰 셀일수록 지연 시간이 큰 MBMS 신호가 단말기에 도래할 가능성이 높아지고, CP(Cyclic Prefix) 길이를 초과하는 지연 시간을 갖는 신호가 도래하는 경우에는, 그 신호가 간섭으로 되므로 수신 품질이 현저하게 열화된다고 하는 문제가 있었다.
따라서, 그러한 큰 지연 시간을 갖는 MBMS 신호가 간섭으로 되지 않도록 효과적으로 합성하기 위해서는, 상황에 따른 CP 길이를 설정할 필요가 있는데, 이제까지의 중계국(92)을 설치한 시스템에 있어서 그러한 적응적인 CP 길이의 설정은 행해지고 있지 않았다.
또한, 기지국(90)으로부터 중계국(92), 중계국(92)으로부터 다른 중계국(92)으로 MBMS 신호를 전송하는 경우와, 셀 내에서의 MBMS 신호의 일제 통지를 행하는 경우에 있어서는, 수신처에 도래하는 신호의 지연 시간이 다른 경우가 많다. 이러한 경우에 있어서도 효율이 좋은 전송을 행하기 위해서는 전송의 상황에 따른 CP 길이의 설정이 필요하게 되는데, 이제까지의 시스템에서는 고려되고 있지 않았다.
상술한 과제를 감안하여, 본 발명이 목적으로 하는 바는 중계국을 구비한 셀룰라 시스템에 있어서 MBMS 전송을 행하는 경우에, 상황에 따라 MBMS 신호에 부가하는 CP의 길이를 적절히 설정함으로써, 특성의 열화를 방지하여, 효율이 좋은 전송을 행할 수 있는 통신 시스템을 제공하는 것이다.
상술한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 무선 통신 시스템은 기지국과 단말기의 통신을 중계하는 중계국이 셀 내에 구비되고, 심볼의 일부를 카피한 신호를 Cyclic Prefix로서 상기 심볼에 부가하는 전송 방식을 사용하는 무선 통신 시스템으로서, 상기 셀 내의 복수의 단말기에 대하여 제공하는 공통의 통지 서비스 신호의 전송 시에, 상기 통지 서비스 신호에 부가하는 Cyclic Prefix의 길이를 적응적으로 설정하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 무선 통신 시스템에 있어서, 상기 Cyclic Prefix의 길이는, 상기 셀 내에서의 기지국과 단말기의 통신을 중계할 때에 경유하는 중계국 수의 최대값에 따라 설정하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 무선 통신 시스템에 있어서, 상기 Cyclic Prefix의 길이는, 상기 셀 내에서의 기지국과 단말기의 통신을 중계할 때에 경유하는 중계국 수의 최대값이 미리 결정된 임계값보다 큰 경우에 길게 설정하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 무선 통신 시스템은, 상기 통지 서비스 신호를 기지국으로부터 중계국으로 전송할 때 또는 중계국간에 전송할 때와, 상기 셀 내의 복수 단말기에 통지할 때, 상기 Cyclic Prefix의 길이를 서로 다른 길이로 설정하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 무선 통신 시스템에 있어서, 상기 Cyclic Prefix의 길이는, 상기 통지 서비스 신호를 셀 내의 복수 단말기에 통지할 때에는 길게, 상기 기지국으로부터 상기 중계국으로 전송할 때 또는 중계국간에 전송할 때에는 상기 복수 단말기에 통지할 때보다 짧게 설정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 기지국은, 기지국과 단말기의 통신을 중계하는 중계국이 셀 내에 구비되고, 심볼의 일부를 카피한 신호를 Cyclic Prefix로서 상기 심볼에 부가하는 전송 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서의 기지국으로서, 상기 셀 내에 중계국이 있는지 여부를 판정하는 판정 수단과, 상기 판정 수단에 의해 상기 셀 내에 중계국이 있다고 판정된 경우에는, 상기 셀 내의 복수의 단말기에 대하여 제공하는 공통의 통지 서비스 신호의 전송 시에 부가하는 Cyclic Prefix의 길이를, 상기 중계국이 없는 경우와 비교하여 길게 설정하는 Cyclic Prefix 길이 설정 수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.
중계국을 구비한 셀룰라 시스템에 있어서 MBMS 전송을 행하는 경우에, 본 발명을 사용함으로써, 상황에 따라 MBMS 신호에 부가하는 CP의 길이를 적절히 설정할 수 있다. 이에 의해, 지연 시간이 긴 지연파가 도래하는 상황에 있어서는 긴 CP를 부가한 MBMS 신호를 전송할 수 있어, 지연파의 영향에 의한 수신 특성의 열화를 방지할 수 있다. 또한, CP 길이를 짧게 설정한 경우에는 보다 많은 심볼을 전송할 수 있거나, 또는 빈 시간의 리소스로 전송을 행하지 않는 것에 의해 다른 셀에의 간섭을 경감할 수 있다.
도 1은 본 발명을 적용한 무선 통신 시스템의 개략을 도시하는 도면.
도 2는 제1 실시 형태에서의 기지국의 구성을 설명하기 위한 도면.
도 3은 제1 실시 형태에서의 중계국의 구성을 설명하기 위한 도면.
도 4는 제1 실시 형태에서의 단말기의 구성을 설명하기 위한 도면.
도 5는 제1 실시 형태에서의 기지국의 처리를 설명하기 위한 동작 플로우.
도 6은 제2 실시 형태에서의 프레임을 설명하기 위한 도면.
도 7은 제2 실시 형태에서의 기지국의 구성을 설명하기 위한 도면.
도 8은 제2 실시 형태에서의 중계국의 구성을 설명하기 위한 도면.
도 9는 제2 실시 형태에서의 기지국의 처리를 설명하기 위한 동작 플로우.
도 10은 종래의 무선 통신 시스템의 개략을 도시하는 도면.
도 11은 종래의 프레임을 설명하기 위한 도면.
도 12는 종래의 기지국과 중계국을 포함하는 셀에 대하여 설명하기 위한 도면.
본 발명에서는 중계국을 구비한 셀룰라 시스템에 있어서 MBMS 전송을 행할 때에, 상황에 따라 MBMS 신호에 부가하는 CP의 길이를 설정한다. 구체적으로는 셀 내 또는 동일한 MBMS 전송을 행하는 셀 군에서의 최대 홉수에 따라 CP 길이를 설정하는 방법에 관한 것이다. 또한, 기지국으로부터 중계국, 중계국으로부터 중계국으로 MBMS 신호를 전송하는 경우와, 셀 내에서의 MBMS 신호의 일제 통지를 행하는 경우에 다른 CP 길이를 설정하는 방법에 관한 것이다.
[제1 실시 형태]
우선, 제1 실시 형태에 대하여 설명한다. 본 실시 형태에서는 셀 내 또는 동일한 MBMS 전송을 행하는 셀 군에서의 최대 홉수에 따라 CP 길이를 설정하는 방법에 대하여 나타낸다. 이것은 홉수가 많은 셀은 통상 면적이 넓은 셀(예를 들어, 상술한 도 12의 셀 1)이며, 면적이 넓은 셀에서는 비교적 긴 지연을 갖는 MBMS 신호가 단말기에서 수신되는 경우가 많기 때문에, CP 길이를 길게 설정하여 지연파에 의한 간섭을 제거하고, MBMS 신호를 공간 상에서 효과적으로 합성하기 위한 제어이다.
우선, 본 실시 형태에서의 무선 통신 시스템(1)의 개요에 대하여 도 1을 사용하여 설명한다. 무선 통신 시스템(1)은 기지국(10)과 중계국(20)과 단말기(30)가 포함되어 구성되어 있다. 또한, 단말기(30)는 단말기 A, 단말기 B 및 단말기 C가 기지국(10)과 통신을 행한다. 여기서, 단말기 A는 중계국 A를 통하여, 단말기 B는 중계국(20)을 통하지 않고, 단말기 C는 중계국 B 및 C를 통하여 기지국(10)과 통신을 행하는 것으로 한다.
이 무선 통신 시스템(1)에 포함되는 기지국(10)의 구성을 도 2에 도시한다. 도 2에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태에서의 기지국(10)은 부호부(100), 변조부(101), IFFT부(102), CP 삽입부(103), CP 길이 선택부(104), 타이밍 제어부(105), 버퍼부(106), D/A 변환부(107), 무선부(108) 및 송신 안테나부(109)를 구비하여 구성되어 있다.
이 기지국(10)에서 MBMS 전송이 행해지는 경우에는, 우선 부호부(100)에 MBMS 데이터 및 셀의 최대 홉수에 관한 정보(최대 홉수 정보)가 입력되어, 오류 정정 부호화된다. 여기서, 최대 홉수 정보는 셀 내의 중계국(20)이나 단말기(30)에 통지되는 것이며, 이 정보를 기초로 기지국(10)에서 사용된 CP 길이를 각 중계국(20)이나 단말기(30)에 있어서도 선택함으로써, 기지국(10)에서 사용된 것과 동일한 길이의 CP를 제거 및 부가할 수 있다.
따라서, 이 최대 홉수에 관한 정보는 MBMS 데이터의 전송에 앞서 행해지게 된다. 단, 최대 홉수 정보를 전송할 때에 부가하는 CP는 미리 결정된 고정 길이의 것인 것으로 한다. 또한, 최대 홉수에 관한 정보는 CP 길이 선택부(104) 및 타이밍 제어부(105)에도 입력된다.
부호부(100)에 있어서 오류 정정 부호화된 신호는 변조부(101)에 입력되어, 변조 처리가 실시된다. 그리고, IFFT부(102)에 입력되어, 주파수 영역의 신호로부터 시간 영역의 신호로 변환된다. IFFT부(102)의 출력은 CP 삽입부(103)에 입력되어, 심볼 후부의 일부를 카피한 CP가 부가되게 된다. 이때, CP 삽입부(103)에는 최대 홉수 정보를 기초로 CP 길이 선택부(104)에 있어서 선택된 CP 길이도 통지되고, 이 통지된 길이의 CP가 IFFT부(102)의 출력에 부가된다. CP 길이 선택부(104)에서의 CP 길이의 선택 방법에 대해서는 후술하기로 한다.
CP 삽입부(103)에 있어서 CP가 부가된 신호는 버퍼부(106) 및 D/A 변환부(107)에 출력된다. CP 삽입부(103)로부터 D/A 변환부(107)에 출력되는 것은, MBMS 전송에 앞서 최대 홉수에 관한 정보를 셀 내의 중계국이나 단말기에 통지하는 경우와, MBMS 신호를 셀 내의 중계국(20)에 통지하는 경우(예를 들어, 도 11에서 나타낸 프레임(2000)과 같은 경우)이다.
또한, 버퍼부(106)를 경유하여 D/A 변환부(107)에 입력되는 것은, MBMS 신호의 셀 내에서의 일제 송신의 경우(예를 들어, 도 11에 나타낸 프레임(2002)과 같은 경우)이다.
버퍼부(106)에는 타이밍 제어부(105)에 있어서 최대 홉수 정보를 기초로 결정된 MBMS 일제 송신의 타이밍이 통지되고, 그 타이밍이 될 때까지 송신 신호가 유지된다. MBMS 일제 송신의 타이밍이 되면, 버퍼부(106)에 유지되어 있던 신호는 D/A 변환부(107)에 입력되어, 디지털 신호로부터 아날로그 신호로 변환된다. 그리고, 무선부(108)에 있어서 송신 가능한 주파수대로 주파수 변환된 후, 송신 안테나부(109)로부터 송신된다.
이러한 기지국(10)의 장치 구성으로 함으로써, 셀 내의 최대 홉수에 따른 CP 길이를 선택할 수 있고, MBMS 신호의 전송 시에 CP 길이를 초과하는 지연파가 도래하는 것에 의한 수신 특성의 열화를 억제할 수 있다. 또한, 셀 내에 중계국이 없거나 또는 최대 홉수가 작은 경우에는 짧은 CP 길이가 사용되어, 보다 많은 심볼을 전송할 수 있거나, 또는 빈 시간 리소스에서의 전송을 행하지 않는 것에 의해 다른 셀에의 간섭을 경감할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서의 기지국(10)에서는 멀티 캐리어 전송을 행하는 것으로 하고 있지만, CP를 부가하는 전송 방식이면 멀티 캐리어 전송에 한정되지 않고, 싱글 캐리어 전송이어도 된다. 또한, 도 2의 기지국(10)에서는 최대 홉수에 관한 정보를 셀 내의 중계국(20)이나 단말기(30)에 통지하는 구성으로 하고 있었지만, 기지국(10)에서 선택한 CP 길이에 관한 정보를 직접 통지하는 구성으로 하여도 된다.
또한, 본 실시 형태에서는 셀 내의 최대 홉수에 기초하여 CP 길이의 선택을 행하는 구성으로 하고 있었지만, 복수의 셀에서 공통의 MBMS 전송을 행하는 경우에는, 그 셀 군에서의 최대 홉수에 따라 CP 길이의 선택을 행하는 구성으로 하여도 된다. 이 경우에는 도 2에 도시하는 기지국(10)에 수신부를 추가하여, 셀 군을 구성하는 각 기지국이 자체 셀의 최대 홉수를 서로 통지하거나, 또는 셀 군을 제어하는 제어국이 있는 경우에는 그 제어국을 통하여 각 셀의 최대 홉수가 통지되게 된다.
또한, 본 실시 형태에서는 MBMS의 일제 송신의 타이밍이 셀의 최대 홉수에 의존하는 것으로 하고 있었지만, MBMS의 일제 송신의 타이밍은 미리 정해져 있는 시스템도 있으며, 그러한 시스템에서는 정해져 있는 타이밍에서 일제 송신할 수 있도록 셀 내의 중계국이나 단말기에 최대 홉수나 MBMS 신호의 통지를 미리 행해 두게 된다.
이어서, 본 실시 형태에서의 중계국(20)의 구성을 도 3에 도시한다. 본 실시 형태에서는 수신 신호를 일단 복조, 복호하고 다시 변조하여 중계하는 DF 타입의 중계국에 대하여 나타내는 것으로 한다. 또한, 오류 검출 등의 블록은 생략한다.
도 3에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태에서의 중계국(20)은 수신 안테나부(200), 무선부(201 및 215), A/D 변환부(202), CP 제거부(203), FFT부(204), 복조부(205), 복호부(206), CP 길이 선택부(207), 타이밍 제어부(208), 버퍼부(209), 부호부(210), 변조부(211), IFFT부(212), CP 삽입부(213), D/A 변환부(214) 및 송신 안테나부(216)를 구비하여 구성된다.
본 실시 형태에서 대상으로 하고 있는 MBMS 전송을 행하는 경우에, 이 중계국(20)에서는 수신 안테나부(200)에 있어서 기지국(10)으로부터 송신된 신호가 수신되고, 무선부(201)에 있어서 A/D 변환 가능한 주파수로 주파수 변환이 행해진 후, A/D 변환부(202)에 있어서 AD 변환되고, CP 제거부(203)에 있어서 기지국(10)에서 부가된 CP의 제거가 행해진다. 단, MBMS 전송에 앞서 최대 홉수에 관한 정보가 통지된 경우에는 미리 결정된 고정 길이의 CP가 제거되고, MBMS 신호가 통지된 경우에는 최대 홉수에 관한 정보를 기초로 CP 길이 선택부(207)에서 선택된 길이의 CP가 제거된다. CP 제거부(203)에서 CP가 제거된 신호는 FFT부(204)에 입력되어, 시간 영역의 신호로부터 주파수 영역의 신호로 변환된다.
그리고, 복조부(205)에 있어서 수신 신호의 복조가 행해지고, 복호부(206)에 있어서 복호가 행해진다. 복호부(206)에 있어서 복호된 최대 홉수 정보는 CP 길이 선택부(207), 타이밍 제어부(208)에 입력되어, 각각의 제어에 사용된다. CP 길이 선택부(207)에서는 기지국(10)에 구비된 CP 길이 선택부(104)와 마찬가지로, 최대 홉수 정보를 기초로 MBMS 신호에 부가하는 CP 길이가 선택된다.
또한, 타이밍 제어부(208)에 있어서도 최대 홉수 정보를 기초로 하여, 셀 내에의 일제 송신까지 MBMS 신호를 버퍼부(209)에 유지해 두도록 타이밍의 제어가 행해진다. 최대 홉수 정보는 단말기(30)나 다음 중계국(20)에 통지하기 위하여 부호부(210)에도 입력된다.
부호부(210)에서는 입력된 정보의 오류 정정 부호화가 행해지고, 변조부(211)에 있어서 변조가 실시된다. 변조부(211)에 있어서 변조된 신호는 IFFT부(212)에 입력되어, 주파수 영역의 신호로부터 시간 영역의 신호로 변환된다. 그리고 CP 삽입부(213)에 있어서 CP가 부가된다.
단, 기지국(10)에서의 CP 삽입부(103)와 마찬가지로, CP 삽입부(213)에서는 단말기(30)나 다음 중계국(20)에 최대 홉수에 관한 정보를 통지할 때에는 미리 결정된 고정 길이의 CP를 부가하고, MBMS 신호에는 CP 길이 선택부(207)로부터 통지된 길이의 CP를 부가한다. CP 삽입부(213)에 있어서 CP가 부가된 신호는 버퍼부(209), D/A 변환부(214)에 출력된다. CP 삽입부(213)로부터 D/A 변환부(214)에 입력되는 것은, MBMS 전송에 앞서 최대 홉수에 관한 정보를 단말기나 다음 중계국에 통지할 때와, MBMS 신호를 셀 내의 다음 중계국에 통지할 때(예를 들어, 도 11에 나타내는 프레임(2001)과 같은 경우)이며, 버퍼부(209)를 경유하여 D/A 변환부(214)에 입력되는 것은, MBMS 신호의 셀 내에서의 일제 송신 시(예를 들어, 도 11에 나타내는 프레임(2002)과 같은 경우)이다.
버퍼부(209)에는 타이밍 제어부(208)에 있어서 최대 홉수 정보를 기초로 결정된 MBMS 일제 송신의 타이밍이 통지되고, 그 타이밍이 될 때까지 송신 신호가 유지된다.
MBMS 일제 송신의 타이밍이 되면, 버퍼부(209)에 유지되어 있던 신호는 D/A 변환부(214)에 입력되고, 디지털 신호로부터 아날로그 신호로 변환된다. 그리고, 무선부(215)에 있어서 송신 가능한 주파수대로 주파수 변환된 후, 송신 안테나부(216)로부터 송신된다.
이러한 중계국(20)의 구성으로 함으로써, MBMS 신호에 부가되는 CP 길이가 셀 내 또는 셀 군의 최대 홉수에 따라 바뀌는 경우에도, 적절한 길이의 CP를 제거 및 부가하여 신호를 중계할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는 DF 타입의 중계국에 대하여 나타내었지만, 수신한 신호를 증폭하여 중계하는 AF 타입의 중계국이어도 되고, 리피터라고 불리는 동일 프레임 내에서 중계하는 중계국이어도 된다.
단, 리피터 타입의 중계국의 경우에는, CP의 제거나 부가를 중계국에서는 행하지 않고, CP 길이 선택부(207)도 불필요하게 된다. 또한, 수신 신호를 후속의 프레임에서 중계하는 AF 타입의 중계국의 경우에는, DF 타입의 중계국과 마찬가지로 CP의 제거나 부가를 중계국에서 행하여도 되고, 행하지 않아도 된다.
이어서, 본 실시 형태에서의 단말기(30)의 구성을 도 4에 도시한다. 도 4에 도시한 바와 같이, 단말기(30)는 수신 안테나부(300), 무선부(301), A/D 변환부(302), CP 제거부(303), FFT부(304), 복조부(305), 복호부(306) 및 CP 길이 선택부(307)를 구비하여 구성된다.
이 단말기(30)의 구성은 도 3에 도시하는 중계국(20)의 수신 계통(수신 안테나부(200) 내지 CP 길이 선택부(207))과 동일하며, MBMS 전송에 앞서 통지된 최대 홉수 정보를 기초로 CP 길이 선택부(307)에서 선택된 길이의 CP를 CP 제거부(303)에서 제거하는 구성으로 되어 있다.
이러한 단말기(30)의 구성으로 함으로써, MBMS 신호에 부가되는 CP 길이가 셀 내 또는 셀 군의 최대 홉수에 따라 바뀌는 경우에도, 적절한 길이의 CP를 제거하여 신호를 복조할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서의 기지국(10)의 제어 플로우를 도 5에 나타낸다. 도 5에 나타낸 바와 같이, 본 실시 형태에서의 기지국(10)에서는, 우선 셀 내의 최대 홉수에 관한 정보를 중계국(20)이나 단말기(30)에 통지한다(스텝 S100). 이 정보에 기초하여 중계국(20)이나 단말기(30)는 나중에 전송되는 MBMS 신호에 부가되는 CP 길이를 설정하게 된다. 단, 이 최대 홉수에 관한 정보의 통지는, 그다지 빈번하게 행할 필요는 없고, 셀 고유의 다른 제어 정보와 함께 통지되는 것으로 하여도 된다.
이어서, 기지국(10)에서는 셀 내에 중계국(20)이 있는지의 여부의 판정을 행한다(스텝 S101). 여기서, 셀 내에 중계국(20)이 없는 경우에는 CP 길이를 A로 설정한다(스텝 S101; "아니오"→스텝 S102). 단, 여기서의 CP 길이 「A」는 단말기 고유의 데이터를 송신할 때에 부가되는 CP 길이와 동일한 길이이거나, 또는 그보다 긴 것으로 한다.
한편, 셀 내에 중계국(20)이 있는 경우에는, 최대 홉수가 「1」인지의 여부의 판정을 행한다(스텝 S101; "예"→스텝 S103). 최대 홉수가 「1」인 경우에는(스텝 S103; "예"), 중계국(20)이 설치되어 있지 않은 경우에 비하여 조금 긴 CP 길이 「B」(A<B)로 설정한다(스텝 S104).
또한, 최대 홉수가 「1」이 아닌, 즉 「2」 이상인 경우에는(스텝 S103; "아니오"), 지연 시간이 큰 신호가 단말기(30)에 도래하는 것이 예상되기 때문에, 긴 CP 길이 「C」(B<C)를 설정한다(스텝 S105).
그리고, 설정한 길이의 CP를 부가한 MBMS 신호를 중계국(20)에 전송하고(스텝 S106), 최대 홉수번째의 중계국(20)에 MBMS 신호가 널리 퍼질 때까지 MBMS의 전송을 대기한다(스텝 S107). 단, 이 대기 시에 MBMS 이외의 신호의 전송은 행하여도 된다.
마지막으로 셀 전체에 MBMS를 일제 송신하여 제어를 종료한다(스텝 S108). 또한, 상술한 「A」, 「B」, 「C」와 같은 값은 미리 정해져 있는 것으로 한다.
이러한 제어를 행함으로써, 셀 내의 최대 홉수에 따라 MBMS 신호에 부가하는 CP 길이를 설정할 수 있고, CP 길이를 초과하는 지연파가 도래하는 것에 의한 수신 특성의 열화를 방지할 수 있다.
또한, CP 길이를 짧게 설정(CP 길이를 A로 설정)한 경우에는, 보다 많은 심볼을 전송할 수 있거나(MBMS 신호와는 다른 신호이어도 됨), 또는 빈 시간의 리소스로 전송을 행하지 않는 것에 의한 다른 셀에의 간섭을 경감할 수 있다.
또한, 중계국(20)이나 단말기(30)에 있어서도, 기지국(10)으로부터 통지된 최대 홉수 정보를 기초로 도 5에 나타낸 바와 같은 CP 길이의 선택(스텝 S101 내지 S105)을 행함으로써, 기지국(10)에서 부가된 것과 동일한 길이의 CP를 제거 또는 부가할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는 최대 홉수의 임계값을 「0」, 「1」, 「2」 이상으로 하였지만, 이것에 한정되지 않고, 그 밖의 값이어도 된다. 또한, 설정하는 CP 길이에 대해서도 「A」, 「B」, 「C」의 3종류로 하였지만, 이것에 한정되지 않는다. 또한, 상술한 바와 같이, 본 실시 형태에서는 최대 홉수 정보를 중계국(20)이나 단말기(30)에 통지하는 구성으로 되어 있지만, 기지국(10)에 있어서 선택한 CP 길이를 그대로 통지하는 구성으로 하여도 된다. 또한, 복수의 셀에서 공통의 MBMS 전송이 행해지는 경우에는, 셀 군에서의 최대 홉수에 기초하여 CP 길이를 선택하는 제어를 행하면 된다.
[제2 실시 형태]
계속해서, 제2 실시 형태에 대하여 설명한다. 제1 실시 형태에서는 셀 내 또는 셀 군의 최대 홉수에 기초하여 MBMS 신호에 부가하는 CP 길이를 선택하는 형태에 대하여 나타내었지만, 일제 송신 전에 기지국(10)으로부터 중계국(20), 중계국(20)으로부터 다른 중계국(20)에 MBMS 신호를 통지하는 경우와, 셀 내 또는 셀 군의 각 송신국(기지국(10) 및 중계국(20))으로부터 MBMS 신호를 일제히 송신하는 경우에 동일한 길이의 CP를 사용하고 있었다. 이에 대해, 제2 실시 형태에서는 일제 송신 이전의 MBMS 신호의 통지 시와, 셀 내 또는 셀 군에서의 일제 송신 시에 다른 CP 길이를 사용하는 형태에 대하여 나타낸다.
제2 실시 형태의 개요를 도 6을 사용하여 설명한다. 단, 도 6은 도 1에 도시하는 셀 환경에 있어서 전송되는 MBMS 신호의 프레임 구성을 도시하고 있다. 도 6에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태에서는 기지국(10)으로부터 중계국 A 및 B에의 전송을 나타내는 프레임(400)이나, 중계국 B로부터 중계국 C로의 전송을 나타내는 프레임(401)에서는, 각 심볼에 부가하는 CP 길이를 「D」로 하는 것에 대해, 기지국(10)과 셀 내의 모든 중계국(20)이 셀 전체에 MBMS 신호를 통지하는 프레임(402 내지 405)에서는 「D」보다 긴 「E」를 CP 길이로서 사용하는 것으로 한다. 단, 여기서의 CP 길이 「D」는 단말기 고유의 데이터를 송신할 때에 부가되는 CP 길이와 동일한 길이이거나, 그보다 긴 것으로 한다.
이것은 프레임(401이나 402)은 단말기(30)를 향한 전송이 아니고, 큰 지연 시간을 갖는 지연파가 수신측(중계국(20))에 도래할 가능성은 낮은 것에 대해, 일제 송신을 행하는 프레임은 셀 내에 점재하는 단말기(30)를 향한 전송이고, 어떤 단말기와 몇개의 송신국(기지국(10)이나 중계국(20))과의 거리가 다양하기 때문에, 지연 시간이 큰 지연파가 단말기(30)에 도래하는 것이 고려되기 때문이다.
즉, 동일한 MBMS 신호를 송신하는 경우에 있어서도, 지연이 작은 프레임(401이나 402)에서는 무선 리소스를 유효하게 이용하기 위하여 짧은 CP 길이를 사용하고, 지연이 큰 신호가 도래할 가능성이 높은 프레임(402 내지 405)에서는 지연파의 영향에 의한 수신 특성의 열화를 방지하기 위하여 긴 CP 길이를 사용한다.
이러한 제어를 행하는 기지국(12)의 구성을 도 7에 도시한다. 단, 도 2에 도시하는 기지국(10)과 동일한 블록에는 동일 번호를 붙이고, 그 설명을 생략한다. 도 7에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태에서의 기지국(12)은 도 2와는 달리 IFFT부(102)의 출력을 CP 삽입부(502) 및 버퍼부(106)에 입력한다.
또한, 일제 송신의 타이밍에 관한 정보(일제 송신 타이밍 정보)를 CP 길이 선택부(501)나 타이밍 제어부(500)에 입력하여, MBMS 신호에 부가하는 CP 길이나 부가하는 타이밍을 제어한다. 이 일제 송신 타이밍 정보는 중계국(20)이나 단말기(30)에도 통지하기 위하여 부호부(100)에도 입력된다.
타이밍 제어부(500)에서는 셀 전체에서의 일제 송신을 행하는 타이밍을 관리하고, 버퍼부(106)에 통지한다. 버퍼부(106)에서는 IFFT부(102)의 출력을 일제 송신 시까지 유지해 두고, 그 타이밍이 되면 CP 삽입부(502)에 출력한다. CP 길이 선택부(501)에서는, 상술한 바와 같이 중계국(20)에의 MBMS 신호의 통지를 행할 때에는 짧은 CP 길이를 선택하고, 셀 전체에서의 일제 송신을 행할 때에는 긴 CP 길이를 선택하여 CP 삽입부(502)에 통지한다.
이에 의해, CP 삽입부(502)에서는 MBMS 신호의 전송 타이밍(중계국(20)앞의 전송 타이밍인지 셀 내의 단말기앞의 일제 송신 타이밍인지)에 따라 다른 CP 길이를 부가할 수 있고, 상황에 따라 리소스를 유효하게 이용할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서의 중계국(22)의 장치 구성을 도 8에 도시한다. 단, 도 3에 도시하는 중계국(20)과 동일한 블록에는 동일 번호를 붙이고, 그 설명을 생략한다.
도 8에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태에서의 중계국(22)은 기지국(10)으로부터 사전에 통지된 일제 송신 타이밍 정보를 CP 길이 선택부(602), 타이밍 제어부(601)에 입력하고, 그 정보를 기초로 부가하는 CP 길이와 부가하는 타이밍을 제어한다.
예를 들어, 일제 송신과는 다른 MBMS 신호를 자신보다 홉수가 큰 중계국(22)에 송신(중계)하는 경우에는 CP 길이 선택부(602)에 있어서 짧은 CP를 선택하여, CP 삽입부(603)에 통지한다. 또한, 셀 전체를 향한 일제 송신 시에는 긴 CP를 선택하여 CP 삽입부(603)에 통지한다.
CP 삽입부(603)에서는 통지된 길이의 CP를 부가하여 송신한다. 여기서, CP 제거부(203)에는 CP 길이에 관한 정보가 입력되어 있지 않는데, 이것은 본 실시 형태에서 중계국(22)이 수신하는 MBMS 신호는 항상 짧은 CP가 부가된 신호(도 6의 프레임(400이나 401))이며, CP 제거부(203)에서는 다른 길이의 CP를 제거하는 제어를 행할 필요가 없기 때문이다.
이러한 중계국(22)의 구성으로 함으로써, 도 7에 도시하는 기지국(12)과 마찬가지로 CP 삽입부(603)에서는 MBMS 신호의 전송 타이밍(중계국(22)앞의 전송 타이밍인지 셀 내의 단말기(30)앞의 일제 송신 타이밍인지)에 따라 다른 CP 길이를 부가할 수 있다.
여기서, 본 실시 형태에서의 기지국(12)의 제어 플로우를 도 9에 나타낸다. 본 실시 형태에서의 기지국(12)에서는, 우선 MBMS 전송에 앞서 MBMS를 셀 내에서 일제 송신하는 타이밍에 관한 정보를 중계국(22)이나 단말기(30)에 통지한다(스텝 S200).
이어서, 중계국(22)의 유무를 판단하여 중계국(22)이 셀 내에 없는 경우(스텝 S201; "아니오")에는 스텝 S206으로, 중계국이 셀 내에 있는 경우(스텝 S201; "예")에는 스텝 S202로 이행한다.
스텝 S202에서는 MBMS의 셀 내에서의 일제 송신의 타이밍인지의 여부를 판정하고, 일제 송신의 타이밍이면(스텝 S202; "예") 스텝 S206으로, 아직 일제 송신의 타이밍이 아니면(스텝 S202; "아니오") 스텝 S203으로 이행한다.
일제 송신의 타이밍이 아닌 경우(스텝 S202; "아니오"), 셀 내의 중계국(22)에 MBMS 신호를 통지할 필요가 있기 때문에, 짧은 CP(D)를 설정하고(스텝 S203), 그 짧게 설정한 CP를 부가한 MBMS 신호를 중계국(22)에 송신한다(스텝 S204). 그리고, 셀 내의 최대 홉수번째가 되는 중계국에 MBMS 신호가 널리 퍼질 때까지 대기하고(스텝 S205), 최대 홉수번째의 중계국까지 MBMS 신호가 널리 퍼져 일제 송신의 타이밍이 되면, 스텝 S203에서 설정한 것보다 긴 CP(E)를 설정하고(스텝 S206), 그 길게 설정한 CP를 부가한 MBMS 신호를 셀 전체에 일제 송신한다(스텝 S207).
이러한 제어를 행함으로써, MBMS 신호의 전송 타이밍(중계국(22)앞의 전송 타이밍인지 셀 내의 단말기(30)앞의 일제 송신 타이밍인지)에 따라 다른 CP 길이를 부가할 수 있다.
그리고, 지연이 작은 프레임에서는 무선 리소스를 유효하게 이용하기 위하여 짧은 CP 길이를 사용하고, 짧은 CP 길이를 사용함으로써 빈 리소스를 이용하여 제어 신호 등을 전송할 수 있다. 또한, 지연이 큰 신호가 도래할 가능성이 높은 프레임에서는, 지연파의 영향에 의한 수신 특성의 열화를 방지하기 위하여 긴 CP 길이를 사용한다고 하는 바와 같이, 상황에 따라 리소스를 유효하게 이용할 수 있다. 중계국(22)에 대해서도 기지국(12)으로부터 통지된 일제 송신의 타이밍에 관한 정보를 기초로, 기지국(12)과 마찬가지로, 부가하는 CP 길이의 설정을 변경하는 제어를 행하면 된다.
또한, 본 실시 형태에서는 MBMS의 일제 송신 타이밍 정보를 기지국(12)으로부터 셀 내의 중계국(22)이나 단말기(30)에 통지하는 구성으로 하고 있었지만, MBMS의 전송 타이밍은 미리 정해져 있는 시스템도 있으며, 그러한 시스템에서는 일제 송신의 타이밍에 관한 정보를 통지할 필요가 없고, 정해져 있는 타이밍에서 일제 송신할 수 있도록 셀 내의 중계국(22)이나 단말기(30)에 최대 홉수나 MBMS 신호의 통지를 미리 행해 두게 된다. 또한, 본 실시 형태는 제1 실시 형태와 병용하는 것도 가능하다.
[변형예]
이상, 본 발명의 실시 형태에 대하여 도면을 참조하여 상세하게 설명해 왔지만, 구체적인 구성은 이 실시 형태에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위의 설계 등도 특허청구범위에 포함된다.
1: 무선 통신 시스템
10, 12: 기지국
100: 부호부
101: 변조부
102: IFFT부
103, 502: CP 삽입부
104, 501: CP 길이 선택부
105, 500: 타이밍 제어부
106: 버퍼부
107: D/A 변환부
108: 무선부
109: 송신 안테나부
20, 22: 중계국
200: 수신 안테나부
201, 215: 무선부
202: A/D 변환부
203: CP 제거부
204: FFT부
205: 복조부
206: 복호부
207, 602: CP 길이 선택부
208, 601: 타이밍 제어부
209: 버퍼부
210: 부호부
211: 변조부
212: IFFT부
213, 603: CP 삽입부
214: D/A 변환부
215: 무선부
216: 송신 안테나부
30: 단말기
300: 수신 안테나부
301: 무선부
302: A/D 변환부
303: CP 제거부
304: FFT부
305: 복조부
306: 복호부
307: CP 길이 선택부

Claims (6)

  1. 기지국과 단말기의 통신을 중계하는 중계국이 셀 내에 구비되고, 심볼의 일부를 카피한 신호를 Cyclic Prefix로서 상기 심볼에 부가하는 전송 방식을 사용하는 무선 통신 시스템으로서,
    상기 셀 내의 복수의 단말기에 대하여 제공하는 공통의 통지 서비스 신호의 전송 시에, 상기 통지 서비스 신호에 부가하는 Cyclic Prefix의 길이를 적응적으로 설정하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 Cyclic Prefix의 길이는, 상기 셀 내에서의 기지국과 단말기의 통신을 중계할 때에 경유하는 중계국 수의 최대값에 따라 설정하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템.
  3. 제2항에 있어서, 상기 Cyclic Prefix의 길이는, 상기 셀 내에서의 기지국과 단말기의 통신을 중계할 때에 경유하는 중계국 수의 최대값이 미리 결정된 임계값보다 큰 경우에 길게 설정하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 통지 서비스 신호를 기지국으로부터 중계국으로 전송할 때 또는 중계국간에 전송할 때와, 상기 셀 내의 복수 단말기에 통지할 때, 상기 Cyclic Prefix의 길이를 서로 다른 길이로 설정하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템.
  5. 제4항에 있어서, 상기 Cyclic Prefix의 길이는, 상기 통지 서비스 신호를 셀 내의 복수 단말기에 통지할 때에는 길게, 상기 기지국으로부터 상기 중계국으로 전송할 때 또는 중계국 간에 전송할 때에는 상기 복수 단말기에 통지할 때보다 짧게 설정하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템.
  6. 기지국과 단말기의 통신을 중계하는 중계국이 셀 내에 구비되고, 심볼의 일부를 카피한 신호를 Cyclic Prefix로서 상기 심볼에 부가하는 전송 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서의 기지국으로서,
    상기 셀 내에 중계국이 있는지 여부를 판정하는 판정 수단과,
    상기 판정 수단에 의해 상기 셀 내에 중계국이 있다고 판정된 경우에는, 상기 셀 내의 복수의 단말기에 대하여 제공하는 공통의 통지 서비스 신호의 전송 시에 부가하는 Cyclic Prefix의 길이를, 상기 중계국이 없는 경우와 비교하여 길게 설정하는 Cyclic Prefix 길이 설정 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 기지국.
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