KR20120042905A - 통신 시스템, 통신 장치, 통신 방법 및 컴퓨터 프로그램 제품 - Google Patents

통신 시스템, 통신 장치, 통신 방법 및 컴퓨터 프로그램 제품 Download PDF

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KR20120042905A
KR20120042905A KR1020127002843A KR20127002843A KR20120042905A KR 20120042905 A KR20120042905 A KR 20120042905A KR 1020127002843 A KR1020127002843 A KR 1020127002843A KR 20127002843 A KR20127002843 A KR 20127002843A KR 20120042905 A KR20120042905 A KR 20120042905A
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Abstract

릴레이 노드(즉, 중계국)는 셀에서의 그 위치 및 셀에서의 이동국의 위치에 기초하여 기지국과 이동국 간의 송신에서 중간 엔티티로서 동작한다. 셀이 다수의 영역으로 분할되고 다수의 영역에서 상이한 무선 리소스들이 사용되기 때문에, 릴레이 노드는, 릴레이 노드와 이동국의 위치에 기토하여 통신에 사용될 관련 무선 리소스들을 채용한다. 중계국과 이동국이 둘 다 주변 영역에 있으면, 업링크 및 다운링크 모두에 대해 인접하는 셀과의 간섭을 회피하는 주변 주파수를 사용하고, 업링크 및 다운링크의 각각에 대해 시간 방향으로 릴레이 링크 및 액세스 링크를 분리하는 중계 방식을 채택함으로써 중계국에서의 간섭을 회피할 수 있다. 이동국과 중계국이 중앙 셀 영역 및 주변 셀 영역 내의 각종 위치에 있는 경우 마찬가지의 채택이 행해진다.

Description

통신 시스템, 통신 장치, 통신 방법 및 컴퓨터 프로그램 제품{COMMUNICATION SYSTEM, COMMUNICATION APPARATUS, COMMUNICATION METHOD AND COMPUTER PROGRAM PRODUCT}
본 발명은, 중계국의 중개에 의해 기지국이 셀 내의 이동국과 통신하는 통신 시스템, 통신 장치, 통신 방법 및 컴퓨터 프로그램 제품에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 셀간 간섭 조정(intercell interference coordination:ICIC)을 적용하는 중계 방식을 채용하는 통신 시스템, 통신 장치, 통신 방법 및 컴퓨터 프로그램 제품에 관한 것이다.
통신 서비스는 정보 처리 및 정보 통신 기술이 널리 이용됨에 따라 점점 다양화되고 있고, 특히 휴대 전화와 같은 이동 통신의 발전은 놀랍다. 현재, 3GPP(Third Generation Partnership Project)에서는, ITU(International Telecommunication Union:국제 전기 통신 연합)이 책정한 제3 세대(3G) 이동 통신 시스템의 세계 표준 "IMT(International Mobile Telecommunications)-2000"의 표준화 작업이 행해지고 있다. 3GPP가 책정한 데이터 통신 사양 중 하나인 "LTE(Long Term Evolution)"는 제4 세대(4G)의 IMT-Advanced를 목표로 한 장기간의 고도화 시스템이며, "3.9G(슈퍼 3G)"라고도 불린다.
LTE는 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing:직교 주파수 분할 다중) 변조 방식에 기초하는 통신 방식이며, 또한, 다운링크의 무선 액세스 방식으로서 OFDMA(OFDM Access)를 채택한다(본 명세서에서, 기지국(base station:BS)으로부터 이동국(mobile station:MS)을 향하는 하행의 무선 액세스를 "다운링크"라고 부르고, MS에서 BS를 향하는 상행의 무선 액세스를 "업링크"라 한다).
OFDM은, 복수의 데이터를 "직교", 즉, 서로 간섭하지 않는 주파수 서브캐리어에 할당하는 멀티 캐리어 방식이며, 각 서브캐리어에 대해 역 FFT(Fast Fourier Transform)를 행함으로써, 전송을 위해, 주파수 축에서의 각 서브캐리어를 시간 축의 신호로 변환할 수 있다. 송신 데이터는 주파수가 직교하는 복수의 캐리어에 분배되어 전송되므로, OFDM은 각 캐리어의 대역이 협대역이 되고, 주파수 이용 효율이 매우 높고, 멀티 패스에 의해 지연 변형(delay distortion)(주파수 선택성 페이딩 방해(frequency selective fading disturbance))에 강하다고 하는 특징이 있다.
OFDMA는, 하나의 통신국이 OFDM 신호의 전체 서브캐리어를 점유하는 것이 아니고, 주파수 축 상의 서브캐리어의 세트를 복수의 통신국에 할당하여 복수의 통신국에 의해 서브캐리어가 공유되는 다원 접속 방식이다.
3GPP에서는, 제4 세대 이동 통신 시스템을 향해 LTE를 더욱 발전시킨 표준 규격 "LTE-Advanced"에 있어서 100㎒에 가까운 대역폭을 지원하고, 최대로 피크 속도 1Gbps의 실현을 목표로 삼고 있다. 예를 들면, 멀티 유저 MIMO(MU(multi-user)-MIMO) 혹은 SDMA(Space Division Multiple Access)와 같이, 공간축 상의 무선 리소스를 복수의 유저가 공유하는 공간 분할 다원 접속 방식이 매우 유력하다.
또한, 셀 엣지(cell edge)에서의 스루풋(throughput)을 향상시키기 위해, 릴레이 기술이 LTE-Advanced 대상에 검토되어 있다. 여기에서 말하는 릴레이 기술이란, 코어 네트워크에 접속된 기지국의 에리어 내에 중계국(Relay Station:RS)을 설치하고, 기지국과 중계국 간에 호핑 통신을 가능하게 하는 구조이다. 통신 속도가 1 내지 2Mbps 정도에서는 BPSK(Binary Phase Shift Keying:2상 위상 편이 변조) 및 QPSK(Quadrature PSK:4상 위상 편이 변조) 등의 변조 방식을 적용할 수 있고, 소요 SNR(Signal-to-Noise Ratio)이 낮아도 허용된다. 반면, 100Mbps 이상의 통신 속도를 얻기 위해서는, 셀 전체에 걸쳐 SNR을 높게 유지할 필요가 있다. 또한, 동작 주파수가 높아지면 전송 손실이 커지고, 페이딩에 민감해지기 때문에, 기지국의 커버 면적이 악화된다. 단체의 기지국(a single base station)의 성능은 셀 엣지에서는 떨어지므로, 중계국은 이것을 보완하는 것이다.
다운링크에서는, 중계국은 우선 기지국으로부터의 수신 신호를 증폭하고, 이후 이 수신된 신호를 이동국에 송신한다. 수신된 신호가 중계국에 의해 중계됨으로써, 기지국에서 이동국으로 신호가 직접 송신되는 경우에 비해 SNR을 증가시킬 수 있다. 한편, 업링크에서는, 중계국은 이동국으로부터 신호를 수신하고 이 신호를 기지국으로 송신함으로써 SNR을 높게 유지할 수 있다.
예를 들면, 기지국은 단말기에 리소스를 할당하고, 현재의 타임 슬롯에 있어서 다운링크 신호를 송신하고, 다음 타임 슬롯에 있어서 중계국을 통해 단말기로부터 업링크 신호를 수신하고, 중계국은 현재의 타임 슬롯에 있어서 기지국으로부터의 다운링크 신호와 단말기로부터의 업링크 신호를 수신하고, 다음 타임 슬롯에 있어서 수신된 다운링크 신호를 단말기에 송신하고, 수신된 업링크 신호를 기지국에 송신하고, 단말기는 현재의 타임 슬롯에 있어서 업링크 신호를 송신하고, 다음 타임 슬롯에 있어서 중계국을 통해 다운링크 신호를 수신하는 셀룰러 시스템이 제안되어 있다(예를 들면, 일본 출원 특개 2008-22558호 공보 참조).
중계국이 기지국과 이동국 간의 신호를 중계하는 방식을 수신 신호의 송신 방법에 기초하여 이하의 2가지의 방식으로 분류할 수 있다.
첫 번째 방식은, 중계국이 기지국으로부터의 수신 신호를 아날로그 신호인 채로 변경하지 않고 증폭한 후 재송신하는, "Amplify-and-Forward(AF)"라 부르는 방식이다. AF 방식에서는, 이동국은 SNR을 개선하기가 어려우므로, 중계국은 신호 강도가 충분히 큰 영역을 이용하여 중계할 필요가 있다. 또한, 송신 안테나와 수신 안테나 사이에 피드백 경로가 있기 때문에, 발진을 하지 않도록 고려해야만 한다. AF 방식의 이점으로는, 통신 프로토콜을 전혀 개량할 필요가 없다는 것이다.
두 번째 방식은, 중계국이 기지국으로부터의 수신 신호에 대해 디지털 처리를 행한 후에 수신 신호를 증폭하여 송신하는, "Decode-and-Forward(DF)"라 부르는 방식이다. 즉, 중계국은, 기지국으로부터의 수신 신호를 AD 변환에 의해 디지털 신호로 변환하고, 그 신호에 대해 오류 정정 등의 복호 처리를 행하고, 다시 이 신호를 부호화하고, DA 변환에 의해 아날로그 신호로 이 신호를 변환하고, 이 신호를 증폭하여 송신한다. DF 방식에 따르면, 부호화 이득에 의해 SNR이 개선될 수 있다. 또한, 중계국이 디지털 신호로 변환된 신호를 메모리에 저장하고, 그 신호를 다음 타임 슬롯에 송신함으로써, 송신 안테나와 수신 안테나 간의 신호 턴어라운드(signal turnaround)의 문제도 피할 수 있다. 또한, 송신과 수신에서 타임 슬롯을 바꾸는 대신 주파수를 바꾸는 것에 의해서도 발진을 억제할 수 있다.
3GPP의 미래의 네트워크인 LTE-Advanced에서는, AF 방식보다 SNR을 개선할 수 있는 DF 방식이 이용될 가능성이 높다.
LTE 및 LTE-Advanced에서는, 통신 지연의 감소가 요구되며, 구체적으로는, 유저들 간의 지연을 50밀리초 이하로 감소시키는 것이 요구된다. 이 때문에, 릴레이 기술을 도입하는 경우에는, 중계국의 중개에 의해 발생되는 지연의 문제를 충분히 고려할 필요가 있다.
DF형의 중계 방식은 부호화 이득에 의해 SNR을 개선하지만, 복호 및 재부호화 때문에 지연이 크다. 이 때문에, 지연 요구가 엄격한 채널에 대해서는 지연이 덜한 AF형을 이용하고, 지연 요구가 엄격하지 않은 채널에는 DF형을 적용하는 방법이 제안되어 있다.
또한, DF형의 중계 방식에 있어서, 간섭을 피하기 위해 시분할에 의해 타임 슬롯을 바꾸어 중계하는 경우에는, 타임 슬롯 단위로 지연이 증가한다. 중계국이 수신 신호를 재부호화하여 송신할 때의 지연을 1 서브프레임 또는 타임 슬롯의 지연에 맞추는(aligned) 경우가 많다. 이것은, LTE의 하위 호환성을 유지한 채 중계국을 도입할 경우에, 이러한 구획(delimitation)이 호환성을 유지하기 쉽기 때문이다. 1 서브프레임은 TDD(Time Division Duplex)의 업링크와 다운링크의 딜리미터(delimiter)이므로, 중계국의 지연의 단위로서 채택하기 쉽다.
LTE에서는, 동일 채널의 인접 셀간에서의 간섭의 영향을 저감하기 위해 ICIC가 제안되어 있다.
ICIC는, 예를 들면, 1셀 주파수 반복(one-cell frequency repetition)과 복수 셀 주파수 반복(multi-cell frequency repetition)을 조합한 부분 주파수 반복(fractional frequency repetition)에 의해 실현될 수 있다.
각 셀은, 기지국에 가까운 셀 내부의 중앙 영역과, 기지국과 떨어진 셀 끝의 주변 영역으로 나뉜다. 기지국과 중앙 영역의 이동국 간의 통신에 할당되는 "중앙 주파수"는 인접 셀의 중앙 주파수와 경합하지만(즉, 1셀 주파수 반복), 신호가 중앙 영역 내에서만 닿도록 송신 전력을 충분히 작게 제어함으로써 셀 간의 간섭이 회피된다. 한편, 신호가 주변 영역에 닿을 수 있을 정도로 충분히 큰 신호를 전송할 필요가 있으며, 인접 셀의 주변 영역끼리는 서로 상이한 "주변 주파수"를 이용(즉, 복수 셀 주파수 반복)함으로써, 셀간의 간섭이 회피된다. 또한, 하나의 이동국이 OFDM 신호의 전체 서브캐리어를 점유하는 대신, 기지국에 가까운 이동국에 중앙 주파수의 서브캐리어를 할당하고, 기지국과 떨어져 있는 이동국에 주변 주파수의 서브캐리어를 할당하여, 복수의 이동국에서 서브캐리어를 공유하여 다원 접속(OFDMA)을 구현할 수 있다.
셀룰러 시스템에 릴레이 기술을 도입하는 경우에는, 중계국에 있어서, 기지국으로부터의 수신(릴레이 링크)과 이동국으로의 재송신(액세스 링크)이 서로 간섭하지 않도록, 또는, 업링크와 다운링크가 서로 간섭하지 않도록 하기 위해, 각 링크가 시간과 주파수로 분리될(demultiplexed) 필요가 있다. 셀간 간섭 조정(부분 주파수 반복)을 행할 경우에는, 같은 셀 내에서도 장소에 따라 주파수가 다르며(중앙 주파수 또는 주변 주파수 중 어느 하나를 이용함), 링크 간의 간섭을 회피하기 위해서는 이 점을 고려할 필요가 있다.
릴레이 기술을 도입하는 경우에는, 셀간 간섭 조정도 고려될 필요가 있다.
일본 공개특허 제2008-22558호 공보
따라서, 중계국의 중개에 의해 기지국이 셀 내의 이동국과 적절히 통신할 수 있고 우수한 통신 시스템, 통신 장치, 통신 방법 및 컴퓨터 프로그램 제품을 제공하는 것이 바람직하다.
또한, 셀간 간섭 조정을 적절히 행할 수 있는 우수한 중계 방식을 채용하는 통신 시스템, 통신 장치, 통신 방법 및 컴퓨터 프로그램 제품을 제공하는 것이 또한 바람직하다.
또한, 셀간 간섭 조정을 이용하여, 중계국에 있어서, 릴레이 링크와 액세스 링크 간의 간섭 및 업링크와 다운링크 간의 간섭을 회피할 수 있도록, 기지국과 이동국 간을 적절히 중계할 수 있는 통신 시스템, 통신 장치, 통신 방법 및 컴퓨터 프로그램 제품을 제공하는 것이 바람직하다.
본 발명은 본 명세서에 상세하게 설명하는 바와 같이, 통상의 시스템, 방법 및 컴퓨터 프로그램 제품의 상술된 한계점 및 기타 한계점을 다룬다.
이러한 하나의 시스템은, 기지국 및 릴레이 노드를 포함하는 이동 통신 시스템이다. 기지국은, 주변 영역 및 상기 주변 영역에 의해 둘러싸여 있는 중앙 영역으로 나뉘는 셀에서 무선 커버리지를 제공하는 송신기를 포함하고, 주변 영역의 외연부(outer edge)는 상기 셀의 외연부를 규정하며, 상기 송신기는 상기 중앙 영역에 할당된 제1 무선 리소스들 및 상기 주변 영역에 할당된 제2 무선 리소스들을 이용하여 송신한다. 상기 릴레이 노드는 상기 기지국과 이동국 간의 신호들을 중계하도록 구성되고, 상기 릴레이 노드는, 상기 기지국과 상기 릴레이 노드 간의 통신 및 상기 릴레이 노드와 상기 이동국 간의 통신에 소정의 무선 리소스가 할당되는 복수의 중계 방식에 상관없이, 상기 이동국의 위치 정보 및 상기 릴레이 노드의 위치 정보에 기초하여 구별되는 상기 복수의 중계 방식 중 하나의 중계 방식으로 상기 릴레이 노드를 동작시키는 제어기를 포함한다.
이 시스템에서, 상기 복수의 중계 방식은 각각, 상기 이동국으로부터 상기 릴레이 노드로의 액세스 링크 및 상기 릴레이 노드로부터 상기 기지국으로의 릴레이 링크를 제공할 때 이용될 무선 리소스와 시각을 규정한다.
마찬가지로, 상기 제어기는 상기 중계 방식을, 상기 릴레이 노드가 상기 중앙 영역에 있고 상기 이동국이 상기 주변 영역에 있는 경우의 제1 중계 방식, 상기 릴레이 노드 및 상기 이동국 모두가 상기 주변 영역에 있는 경우의 제2 중계 방식 또는 상기 릴레이 노드 및 상기 이동국 모두가 상기 중앙 영역에 있는 경우의 제3 중계 방식 중 하나의 방식이도록 설정할 수 있고, 상기 송신기는, 상기 제1 무선 리소스들을 이용하여 상기 중앙 영역을 커버하는 경우, 상기 제2 무선 리소스들을 이용하여 상기 주변 영역을 커버하는 경우보다 저전력으로 송신한다.
상기 제2 중계 방식 및 상기 제3 중계 방식은 상호 배타적인 주파수 대역들을 이용할 수 있고, 상기 제1 중계 방식은 시분할 다원 접속(time division multiple access)과 주파수 분할 다원 접속(frequency division multiple access)의 조합을 이용하고, 업링크 및 다운링크의 각각은 상호 배타적인 주파수 대역들을 채용한다.
상기 제1 중계 방식은 주파수 및 시간 조합들의 적어도 하나의 세트를 채용한다. 상기 조합들은, 제1 시간 세그먼트 시에는 상기 업링크에 대해 상기 상호 배타적인 주파수 대역들 중 하나를 채용하고, 상기 제1 시간 세그먼트와 중첩하지 않는 제2 시간 세그먼트 시에는 상기 다운링크에 대해 상기 상호 배타적인 주파수 대역들 중 다른 하나를 채용하는 것; 상기 제1 시간 세그먼트 시에는 상기 업링크에 대해 상기 상호 배타적인 주파수 대역들 중 상기 하나를 채용하고, 상기 제1 시간 세그먼트와 중첩하지 않는 상기 제2 시간 세그먼트 시에는 상기 다운링크에 대해 상기 상호 배타적인 주파수 대역들 중 다른 하나를 채용하는 것; 및 상기 업링크의 릴레이 링크 부분에 대해서는 상기 상호 배타적인 주파수 대역들 중 상기 하나의 제1 서브밴드를 채용하고, 상기 업링크의 액세스 링크 부분에 대해서는 상기 상호 배타적인 주파수 대역들 중 상기 다른 하나의 제1 서브밴드를 채용하고, 상기 다운링크의 릴레이 링크 부분에 대해서는 상기 상호 배타적인 주파수 대역들 중 상기 하나의 제2 서브밴드를 채용하고, 상기 다운링크의 액세스 링크 부분에 대해서는 상기 상호 배타적인 주파수 대역들 중 상기 다른 하나의 제2 서브밴드를 채용하는 것을 포함할 수 있다.
이동 통신 시스템은 선택적으로, 상기 릴레이 노드의 위치 정보를 결정하도록 구성된 위치 결정 메커니즘을 포함할 수 있으며, 상기 위치 결정 메커니즘은 상기 릴레이 노드 및 상기 기지국 중 하나에 포함된다.
본 발명의 시스템은 또한, 주변 영역 및 상기 주변 영역에 의해 둘러싸여 있는 중앙 영역으로 나뉘는 기지국의 셀에서 무선 커버리지를 제공하는 이동 통신 시스템의 릴레이 노드로서 구현될 수 있다. 릴레이 노드는, 상기 기지국과 이동국 간에 신호들을 중계하도록 구성된 송수신기를 포함한다. 릴레이 노드는 또한, 상기 기지국과 상기 릴레이 노드 간의 통신 및 상기 릴레이 노드와 상기 이동국 간의 통신에 소정의 무선 리소스가 할당되는 복수의 중계 방식에 상관없이, 상기 이동국의 위치 정보 및 상기 릴레이 노드의 위치 정보에 기초하여 구별되는 상기 복수의 중계 방식 중 하나의 중계 방식으로 상기 릴레이 노드를 동작시키는 제어기를 포함한다.
릴레이 노드에 관하여, 상기 복수의 중계 방식은 각각, 상기 이동국으로부터 상기 릴레이 노드로의 액세스 링크 및 상기 릴레이 노드로부터 상기 기지국으로의 릴레이 링크를 제공할 때 이용될 무선 리소스와 시각을 규정한다.
제2 중계 방식 및 제3 중계 방식은 상호 배타적인 주파수 대역들을 이용하고, 제1 중계 방식은 시분할 다원 접속과 주파수 분할 다원 접속의 조합을 이용하고, 업링크 및 다운링크의 각각은 상호 배타적인 주파수 대역들을 채용한다.
제1 중계 방식은 주파수 및 시간 조합들의 적어도 하나의 세트를 채용하며, 상기 조합들은, 제1 시간 세그먼트 시에는 상기 업링크에 대해 상기 상호 배타적인 주파수 대역들 중 하나를 채용하고, 상기 제1 시간 세그먼트와 중첩하지 않는 제2 시간 세그먼트 시에는 상기 다운링크에 대해 상기 상호 배타적인 주파수 대역들 중 다른 하나를 채용하는 것; 상기 제1 시간 세그먼트 시에는 상기 업링크에 대해 상기 상호 배타적인 주파수 대역들 중 상기 하나를 채용하고, 상기 제1 시간 세그먼트와 중첩하지 않는 상기 제2 시간 세그먼트 시에는 상기 다운링크에 대해 상기 상호 배타적인 주파수 대역들 중 다른 하나를 채용하는 것; 및 상기 업링크의 릴레이 링크 부분에 대해서는 상기 상호 배타적인 주파수 대역들 중 상기 하나의 제1 서브밴드를 채용하고, 상기 업링크의 액세스 링크 부분에 대해서는 상기 상호 배타적인 주파수 대역들 중 상기 다른 하나의 제1 서브밴드를 채용하고, 상기 다운링크의 릴레이 링크 부분에 대해서는 상기 상호 배타적인 주파수 대역들 중 상기 하나의 제2 서브밴드를 채용하고, 상기 다운링크의 액세스 링크 부분에 대해서는 상기 상호 배타적인 주파수 대역들 중 상기 다른 하나의 제2 서브밴드를 채용하는 것을 포함한다.
본 발명에 따른 획기적인 방법은, 주변 영역 및 상기 주변 영역에 의해 둘러싸여 있는 중앙 영역으로 나뉘는 셀에서 무선 신호들을 중계하며, 상기 주변 영역의 외연부는 상기 셀의 외연부를 규정하고, 상기 방법은, 상기 중앙 영역에 할당된 무선 리소스들 및 상기 주변 영역에 할당된 무선 리소스들을 이용하여 기지국으로부터 신호들을 송신하는 단계; 상기 기지국과 이동국 간에 릴레이 노드로 신호들을 중계하는 단계를 포함하고, 상기 중계 단계는, 상기 기지국과 상기 릴레이 노드 간의 통신 및 상기 릴레이 노드와 상기 이동국 간의 통신에 소정의 무선 리소스가 할당되는 복수의 중계 방식에 상관없이, 상기 이동국의 위치 정보 및 상기 릴레이 노드의 위치 정보에 기초하여 상기 복수의 중계 방식 중 하나의 중계 방식을 제어기로 선택하는 단계를 포함한다.
복수의 중계 방식은 각각, 상기 이동국으로부터 상기 릴레이 노드로의 액세스 링크 및 상기 릴레이 노드로부터 상기 기지국으로의 릴레이 링크를 제공할 때 이용될 무선 리소스와 시각을 규정한다.
복수의 중계 방식은, 상기 릴레이 노드가 상기 중앙 영역에 있고 상기 이동국이 상기 주변 영역에 있는 경우의 제1 중계 방식, 상기 릴레이 노드 및 상기 이동국 모두가 상기 주변 영역에 있는 경우의 제2 중계 방식 및 상기 릴레이 노드 및 상기 이동국 모두가 상기 중앙 영역에 있는 경우의 제3 중계 방식을 포함하고, 제1 무선 리소스들을 이용하여 상기 중앙 영역을 커버하는 경우, 송신기는 제2 무선 리소스들을 이용하여 상기 주변 영역을 커버하는 경우보다 저전력으로 송신한다.
제2 중계 방식 및 제3 중계 방식은 상호 배타적인 주파수 대역들을 이용하고, 제1 중계 방식은 시분할 다원 접속과 주파수 분할 다원 접속의 조합을 이용하고, 업링크 및 다운링크의 각각은 상호 배타적인 주파수 대역들을 채용한다.
제1 중계 방식은 주파수 및 시간 조합들의 적어도 하나의 세트를 채용하며, 상기 조합들은, 제1 시간 세그먼트 시에는 상기 업링크에 대해 상기 상호 배타적인 주파수 대역들 중 하나를 채용하고, 상기 제1 시간 세그먼트와 중첩하지 않는 제2 시간 세그먼트 시에는 상기 다운링크에 대해 상기 상호 배타적인 주파수 대역들 중 다른 하나를 채용하는 것; 상기 제1 시간 세그먼트 시에는 상기 업링크에 대해 상기 상호 배타적인 주파수 대역들 중 상기 하나를 채용하고, 상기 제1 시간 세그먼트와 중첩하지 않는 상기 제2 시간 세그먼트 시에는 상기 다운링크에 대해 상기 상호 배타적인 주파수 대역들 중 다른 하나를 채용하는 것; 및 상기 업링크의 릴레이 링크 부분에 대해서는 상기 상호 배타적인 주파수 대역들 중 상기 하나의 제1 서브밴드를 채용하고, 상기 업링크의 액세스 링크 부분에 대해서는 상기 상호 배타적인 주파수 대역들 중 상기 다른 하나의 제1 서브밴드를 채용하고, 상기 다운링크의 릴레이 링크 부분에 대해서는 상기 상호 배타적인 주파수 대역들 중 상기 하나의 제2 서브밴드를 채용하고, 상기 다운링크의 액세스 링크 부분에 대해서는 상기 상호 배타적인 주파수 대역들 중 상기 다른 하나의 제2 서브밴드를 채용하는 것을 포함한다.
본 방법은 또한, 릴레이 노드의 위치 정보를 결정하는 단계를 포함하고, 상기 위치 결정 메커니즘은 상기 릴레이 노드 및 상기 기지국 중 하나에 포함된다.
본 발명은 또한 주변 영역 및 상기 주변 영역에 의해 둘러싸여 있는 중앙 영역으로 나뉘는 기지국의 셀에서 무선 커버리지를 제공하는 이동 통신 시스템에서 사용되는 이동 단말기에서 구현될 수 있고, 이 이동 단말기는, 릴레이 노드를 거쳐 기지국과 무선 신호들을 교환하도록 구성된 송수신기; 상기 릴레이 노드에 대해 선택된 중계 방식에 대응하는 스케줄링 정보를 유지하는 비일시적인 컴퓨터 판독가능 매체(non-transitory computer readable medium); 및 상기 선택된 중계 방식에 기초하여 상기 릴레이 노드와 통신하는 데에 어떤 무선 리소스들을 사용하는지를 변경하도록 구성된 제어기 -상기 중계 방식은, 상기 기지국과 상기 릴레이 노드 간의 통신 및 상기 릴레이 노드와 상기 이동국 간의 통신에 소정의 무선 리소스가 할당되는 복수의 중계 방식에 상관없이, 상기 이동국의 위치 정보 및 상기 릴레이 노드의 위치 정보에 기초하여 선택됨- 를 포함한다.
제어기는, 제1 중계 모드, 제2 중계 모드 또는 제3 중계 모드에서 선택적으로 동작하도록 구성될 수 있고, 상기 제1 중계 모드는 상기 릴레이 노드가 상기 중앙 영역에 있고 상기 이동국이 상기 주변 영역에 있는 경우에 선택되고, 상기 제2 중계 모드는 상기 릴레이 노드 및 상기 이동국 모두가 상기 주변 영역에 있는 경우에 선택되고, 상기 제3 중계 모드는 상기 릴레이 노드 및 상기 이동국 모두가 상기 중앙 영역에 있는 경우에 선택된다.
본 발명은 또한 주변 영역 및 상기 주변 영역에 의해 둘러싸여 있는 중앙 영역으로 나뉘는 셀에서 무선 커버리지를 제공하는 이동 통신 시스템의 기지국에서 구현될 수 있다. 송수신기는 릴레이 노드를 거쳐 이동국과 신호들을 교환하도록 구성되어 있다. 제어기는, 상기 기지국과 상기 릴레이 노드 간의 통신 및 상기 릴레이 노드와 상기 이동국 간의 통신에 소정의 무선 리소스가 할당되는 복수의 중계 방식에 상관없이, 상기 이동국의 위치 정보 및 상기 릴레이 노드의 위치 정보에 기초하여 구별가능한 상기 복수의 중계 방식 중에서 하나의 중계 방식을 선택한다.
복수의 중계 방식은 각각, 상기 이동국으로부터 상기 릴레이 노드로의 액세스 링크 및 상기 릴레이 노드로부터 상기 기지국으로의 릴레이 링크를 제공할 때 이용될 무선 리소스와 시각을 규정한다.
상술한 본 발명의 실시 형태에 따르면, 셀간 간섭 조정을 적절히 행할 수 있고 우수한 중계 방식을 채용하는 통신 시스템, 통신 장치, 통신 방법 및 컴퓨터 프로그램 제품을 제공할 수 있다.
또한, 상술한 본 발명의 실시 형태에 따르면, 셀간 간섭 조정으로서 부분 주파수 반복을 적용하면서 중계국이 셀 내에 위치한 장소에 대응하는 중계 방식에 의해 적절하게 중계할 수 있는, 우수한 통신 시스템, 통신 장치, 통신 방법 및 컴퓨터 프로그램 제품을 제공할 수 있다.
중계국 및 이동국의 위치에 관한 각 정보에 따라 중계국에서의 적절한 중계 방식을 결정함으로써, 중계국에 있어서, 업링크와 다운링크 간의 간섭 및 릴레이 링크와 액세스 링크의 간섭을 회피할 수 있다.
중계국 및 이동국의 위치에 관한 각 정보 외에 중계국의 통신 능력을 고려하여 중계국에서의 보다 적절한 중계 방식을 결정함으로써, 중계국에 있어서, 업링크와 다운링크 간의 간섭 및 릴레이 링크와 액세스 링크 간의 간섭을 회피할 수 있다.
중계국 및 이동국의 위치에 관한 각 정보에 따라, 중계국에 있어서 릴레이 링크와 액세스 링크가 서로 간섭하지 않는 적절한 중계 방식에 의해 기지국과 이동국 간을 중계할 수 있다.
중계국 및 이동국이 모두 주변 영역에 있을 경우, 업링크와 다운링크 모두에 인접 셀과의 간섭을 회피하는 주변 주파수를 이용하고, 업링크 및 다운링크의 각각에 대해 릴레이 링크와 액세스 링크를 시간 방향으로 분리하는 중계 방식을 적용함으로써, 중계국에서의 간섭을 회피할 수 있다.
중계국 및 이동국이 모두 중앙 영역에 있을 경우, 업링크 및 다운링크 모두에 대해 인접 셀에 닿지 않는 송신 전력 및 소정의 중앙 주파수를 이용하고, 업링크 및 다운링크의 각각에 있어서 릴레이 링크와 액세스 링크를 시간 방향으로 분리하는 중계 방식을 적용함으로써, 중계국에서의 간섭을 회피할 수 있다.
중계국은 중앙 영역에 있고 이동국은 주변 영역에 있을 경우, 시간 방향으로 다중화된 업링크 및 다운링크의 각각에 있어서, 릴레이 링크에는 소정의 중앙 주파수와 인접 셀에 닿지 않는 송신 전력을 이용하고 액세스 링크에는 인접 셀과의 간섭을 회피하는 주변 주파수를 이용하고, 릴레이 링크와 액세스 링크를 시간 방향으로 분리하는 중계 방식에 의해, 중계국에서의 간섭을 회피할 수 있다.
중계국은 중앙 영역에 있고 이동국은 주변 영역에 있으며, 중계국이 주파수 방향으로 다중화되어 송수신 동작을 동시에 행할 수 있는 경우에는, 시간 방향으로 분리된 업링크 및 다운링크의 각각에 있어서, 릴레이 링크에는 소정의 중앙 주파수 및 인접 셀에 닿지 않는 송신 전력을 이용하고 액세스 링크에는 인접 셀과의 간섭을 회피하는 주변 주파수를 이용하고, 또한, 릴레이 링크와 액세스 링크를 시간 방향으로 다중화하는 중계 방식에 의해, 중계국에서의 간섭을 회피할 수 있다.
중계국은 중앙 영역에 있고 이동국은 주변 영역에 있으며, 중계국이 주파수 방향으로 다중화함으로써 송수신 동작을 동시에 행할 수 있고, 시스템 주파수를 다운링크 및 업링크용으로 분할할 수 있을 경우에, 시간 방향으로 다중화된 업링크 및 다운링크의 각각에 있어서, 릴레이 링크에는 소정의 중앙 주파수와 인접 셀에 닿지 않는 송신 전력을 이용하고 액세스 링크에는 인접 셀과의 간섭을 회피하는 주변 주파수를 이용하고, 릴레이 링크와 액세스 링크를 시간 방향으로 다중화하는 중계 방식에 의해 중계국에서의 간섭을 회피할 수 있다.
소정의 무선 프레임마다 중계국에서의 중계 방식을 선택하는 것에 의해, 이동국의 이동에 적응적으로 대응할 수 있다.
본 발명의 또 다른 목적, 특징 및 이점은 후술하는 본 발명의 실시 형태 또는 첨부하는 도면에 기초하여 상세한 설명에 의해 명백하게 될 것이다.
도 1은 LTE의 다운링크의 무선 프레임 구성을 나타낸 도면.
도 2는 중계국이 중개하는 경우와 중개하지 않는 경우를 포함하는 셀 내의 기본적인 통신 동작을 나타낸 도면.
도 3a는 부분 주파수 반복에 의해 셀간 간섭 조정을 실현하는 셀룰러 시스템을 나타낸 도면.
도 3b는 부분 주파수 반복을 행하는 셀 내에서의 주파수 할당을 설명하는 도면.
도 3c는 부분 주파수 반복을 행하는 셀 내에서의 주파수 할당을 설명하는 도면.
도 3d는 부분 주파수 반복을 행하는 셀 내에서의 주파수 할당을 설명하는 도면.
도 4는 셀간 간섭 조정을 적용한, 셀 내에서 중계국을 통한 기지국과 이동국 간의 통신 예를 나타낸 도면.
도 5는 중계국의 릴레이 링크와 액세스 링크가 서로 간섭하지 않도록, 또는 업링크와 다운링크가 서로 간섭하지 않도록, 타임 슬롯을 시간과 주파수로 분리하는 방법을 나타낸 도면.
도 6은 셀 내에서 중계국이 있는 장소에 따른 중계 방식을 설명하는 도면.
도 7은 셀 내에서 중계국이 있는 장소에 따른 중계 방식을 설명하는 도면.
도 8은 셀 내에서 중계국이 있는 장소에 따른 중계 방식을 설명하는 도면.
도 9는 셀 내에서 중계국이 있는 장소에 따른 중계 방식을 설명하는 도면.
도 10은 셀 내에서 중계국이 있는 장소에 따른 중계 방식을 설명하는 도면.
도 11은 셀 내에서 중계국이 있는 장소에 따른 중계 방식을 설명하는 도면.
도 12는 셀 내에서 중계국이 있는 장소에 따른 중계 방식을 설명하는 도면.
도 13은 기지국이 셀 내의 중계 방식을 결정하기 위한 처리 프로시져를 나타낸 플로우차트.
도 14는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 셀룰러 시스템에서 동작하는 기지국의 기능적 구성을 모식적으로 도시한 도면.
도 15는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 셀룰러 시스템에서 동작하는 중계국의 기능적 구성을 모식적으로 도시한 도면.
도 16은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 셀룰러 시스템에서 동작하는 이동국의 기능적 구성을 모식적으로 도시한 도면.
도 17은 수신 신호 강도와 기지국으로부터의 통신 거리(셀 내의 중계국과 이동국의 위치)의 관계를 나타낸 도면.
이하에서는, 본 발명을 LTE 등의 이동 통신 시스템에 적용한 실시 형태에 대해서 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다.
도 1은 LTE의 다운링크의 무선 프레임 구성을 나타내고 있다. 도 1에 도시한 바와 같이, 무선 프레임은 시간 단위의 내림차 순으로, 타임 슬롯(Slot), 서브프레임(Subframe), 무선 프레임(Radio Frame)의 3 계층으로 구성되어 있다.
0.5밀리초의 타임 슬롯은 7개의 OFDM 심볼로 구성되고(통상적인 유니캐스트 전송의 경우), 유저(이동국)에 의해 수신될 때 복조 처리의 단위가 된다. 1밀리초의 서브프레임은 연속하는 2개의 타임 슬롯으로 구성되고, 정정 부호화된 데이터 패킷의 송신 시간의 단위가 된다. 10밀리초의 무선 프레임은 10개의 서브프레임(즉, 20개의 타임 슬롯)으로 구성되고, 모든 물리 채널의 다중에 대한 기본 단위가 된다.
각 유저는 상이한 서브캐리어 또는 상이한 타임 슬롯을 이용하여 서로 간섭하지 않고 통신할 수 있다. LTE에서는, 연속하는 서브캐리어를 블록으로 나눔으로써 "리소스 블록(RB)"이라고 불리는 무선 리소스 할당의 최소 단위가 정의된다. 1 리소스 블록은 주파수축 방향으로 12 서브캐리어의 폭을 갖고, 시간 축 방향으로 0.5밀리초 길이(7개의 OFDM 심볼)를 갖는다. 기지국에 탑재되어 있는 스케줄러는, 각 유저에 대하여 리소스 블록 단위로 무선 리소스를 할당한다. 이 할당은, "L1/L2 제어 시그널링"이라고 불리는 제어 채널에서 지정된다. 각 유저는, 제어 채널을 보고 자신에게 할당되는 리소스 블록을 인식한다. 리소스 블록은 서브프레임마다, 즉, 1밀리초 간격으로 할당된다.
0.5밀리 길이의 타임 슬롯은, 각 유저가 이용할 수 있는 할당의 최소 단위이다. 기지국에 탑재되어 있는 스케줄러는, 유저마다 타임 슬롯의 단위로 이용될 수 있는 타임 슬롯을 할당한다. LTE에서는, FDD(Frequency Division Duplex)와 TDD(Time Division Duplex)의 2가지의 듀플렉스 방식을 선택할 수 있다. TDD의 경우, 각 서브프레임마다 업링크 및 다운링크 중 어떤 것을 이용할지를 선택할 수 있다.
본 실시 형태에 따른 통신 시스템에서는, 셀 단부에서의 스루풋의 향상을 목적으로 릴레이 기술을 도입하고 있다.
중계국이 중개하는 경우와 중개하지 않는 경우를 포함하는 셀 내의 기본적인 통신 동작에 대해 도 2를 참조하여 설명한다. 기지국(BS)과 중계국(RS) 간의 링크를 "릴레이 링크(RelayLink)"라 부르고, 중계국과 이동국(MS)의 간의 링크를 "액세스 링크(AccessLink)"라 부른다. 또한, 중계국을 이용하지 않는 기지국과 이동국 간의 직접 링크를 "다이렉트 링크(DirectLink)"라 부른다. 도 2에서, 다운링크를 실선 화살표로, 업링크를 점선 화살표로 각각 나타내고 있다.
LTE에서는, 무선 리소스가 리소스 블록 단위로 할당되고, L1/L2 시그널링이라고 하는 제어 채널에 의해 지정된다(상술함). 중계국은, 1밀리초마다 제어 채널 내의 리소스 블록의 할당 정보, 즉 스케줄링 정보를 보는 것에 의해, 자신에게 할당된 리소스 블록이 있는지의 여부를 판별한다.
다운링크에서는, 중계국은, 우선, 예를 들면 DF 방식(상술함)에 의해 기지국으로부터의 수신 신호를 증폭하고, 이후 이동국에 수신 신호를 송신한다. 중계국에 의해 수신 신호가 중계됨으로써, 기지국으로부터 이동국으로 신호를 직접 송신하는 경우에 비해 신호 대 잡음비를 높게 하는 것이 가능하다. 한편, 업링크에서는, 중계국은 이동국으로부터의 신호를 수신하고, 그 수신된 신호를 증폭한 후 신호를 이동국에 송신함으로써, 중계국은 신호 대 잡음비를 높게 유지할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에 따른 통신 시스템에서는, 인접 셀간에서의 동일 채널의 간섭의 영향을 저감하기 위해 셀간 간섭 조정(상술함)을 적용하고 있다.
여기에서, 도 3a 내지 도 3d를 참조하여 셀간 간섭 조정에 대해 다시 설명한다. 도시된 예에서는, 1셀 주파수 반복과 복수 셀 주파수 반복(도 3a 내지 도 3d에서는 3셀 주파수 반복)을 조합한 부분 주파수 반복에 의해 셀간 간섭 조정이 실현된다.
도 3a에서, 6각형은 하나의 셀 범위를 나타낸다. 각 셀은 셀 내부의 하얗게 표시된 중앙 영역과 음영이 표시된 셀 끝의 주변 영역으로 나뉜다. 중앙 영역에 할당된 중앙 주파수는 인접 셀의 중앙 주파수와 경합하지만(즉, 주파수 반복이 1임), 신호가 중앙 영역 내에서만 닿도록 송신 전력을 충분히 작게 제어함으로써 셀간의 간섭이 회피된다. 한편, 인접하는 셀의 주변 영역에는 상이한 주파수가 할당된다(즉, 3셀 주파수 반복이 행해짐). 도 3a에서는 주파수 대역의 상이함을 음영의 종류(포지티브 사선, 네거티브 사선, 격자 사선)로 나타내고 있다. 도 3b 내지 도 3d에 나타낸 바와 같이 인접하는 셀들 간의 주파수 할당의 배분을 전환함으로써, 효율적인 주파수 할당을 할 수 있다.
도 3b 내지 도 3d는 셀 내의 주파수 할당 및 송신 전력을 나타내고 있다. 각 셀에서는, 시스템 주파수 대역을 3블록으로 분할하고, 주변 주파수에는 셀 간의 주파수 반복에 이용되는 서브캐리어 블록을 할당하고, 중앙 주파수에는 1셀 주파수 반복의 서브캐리어 블록을 할당한다.
예를 들면, 도 3a의 네거티브 사선의 주변 영역을 갖는 셀에서는, 서브캐리어 블록 #1이 주변 주파수에 할당되고, 서브캐리어 블록 #2 및 #3이 중앙 주파수에 할당된다(도 3b 참조). 또한, 도 3a의 격자 사선 음영이 실시된 주변 영역을 갖는 셀에서는, 서브캐리어 블록 #2가 주변 주파수에 할당되고, 서브캐리어 블록 #1 및 #3이 중앙 주파수에 할당된다(도 3c 참조). 또한, 도 3a의 포지티브 사선의 주변 영역을 갖는 셀에서는, 서브캐리어 블록 #3이 주변 주파수에 할당되고, 서브캐리어 블록 #1 및 #2가 중앙 주파수에 할당된다(도 3d 참조). 1개의 통신국이 OFDM 신호의 전체 서브캐리어를 점유하는 대신, 중앙 주파수의 서브캐리어를 중앙 영역에 있는 이동국 또는 중계국에 할당하고, 주변 주파수의 서브캐리어를 주변 영역에 있는 이동국 또는 중계국에 할당하고, 복수의 통신국에 의해 서브캐리어를 공유함으로써, 다원 접속(OFDMA)이 실현된다.
도 3a중 어느 셀에 있어서도, 중앙 주파수의 송신 전력은, 신호가 셀의 중앙 영역 내에만 닿도록 충분히 작은 송신 전력으로 제어되기 때문에, 1셀 주파수가 반복되어도, 셀 간의 간섭은 발생하지 않는다. 또한, 주변 주파수의 송신 전력은 셀 중심의 기지국으로부터 셀 끝까지 전파가 닿을 정도로 충분히 크지만, 복수의 셀(도시된 예에서는 3셀)의 주파수 반복을 이용하므로, 인접하는 셀 간에 간섭은 발생하지 않는다.
도 4는 셀간 간섭 조정이 적용된, 셀 내에서 중계국을 통한 기지국과 이동국 간의 통신 예를 나타내고 있다. 도 4에서는, 다운링크를 실선 화살표로, 업링크를 점선 화살표로 각각 나타내고 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 중계국 및 이동국 각각에 대해, 모두가 중앙 영역에 있을 경우와 주변 영역에 있을 경우가 고려될 수 있다. 도 4 중의 케이스 1에서, 중앙 영역 내의 중계국이 주변 영역의 이동국으로 중계한다. 케이스 2에서는, 중계국과 중계국에 속하는 이동국이 모두 주변 영역에 있다. 케이스 3에서는, 중계국과 중계국에 속하는 이동국이 모두 중앙 영역에 있다.
도 4를 참조하여 중계 방식에 대해서 고찰해 본다. 중계국에 있어서, 업링크와 다운링크가 서로 간섭하지 않도록 하기 위해서는 주파수로 분리하는 것이 용이하다고 생각된다. 또한, 중계국에 있어서, 릴레이 링크와 액세스 링크가 서로 간섭하는 것을 피하기 위해, 타임 슬롯으로 분리하는 것이 용이하다고 생각된다.
도 5는, 중계국에 있어서, 릴레이 링크와 액세스 링크가 서로 간섭하지 않도록, 또는 업링크와 다운링크가 서로 간섭하지 않도록, 타임 슬롯을 시간과 주파수로 분리하는 방법을 나타내고 있다. 도 5에서, 실선의 화살표는 다운링크를 나타내고 점선의 화살표는 업링크를 나타낸다. 중계국을 경유할 때마다 타임 슬롯이 분리된다. 이것은 도 5에 작은 화살표로 도시되어 있다. 다이렉트 링크의 경우, 타임 슬롯은 연속하여 이용될 수 있으며, 이는 도 5에서는 긴 화살표로 도시되어 있다.
도 5에서 횡축은 시간축이고 종축은 주파수축이다. 4개의 사각형 각각은 LTE에서 "리소스 블록"이라 불리는 것에 대응되고, 기지국에 탑재되어 있는 스케줄러가 리소스 블록을 할당한다. 각 리소스 블록은 시간 방향과 주파수 방향으로 각 채널을 다중화할 수 있다.
다운링크 시에, 기지국은 시각 T1의 타임 슬롯 및 주파수 F2의 리소스 블록을 이용하여 신호를 송신한다(다운링크의 릴레이 링크). 또한, 중계국은 이 다운링크의 릴레이 링크에서의 신호를 수신하고, 그 신호를 버퍼에 저장한 후에, 시각 T2의 타임 슬롯 및 주파수 F2의 리소스 블록을 이용하여 신호를 송신한다(다운링크의 액세스 링크). 그리고, 이동국은, 시각 T2의 타임 슬롯 및 주파수 F2를 이용하여 다운링크의 액세스 링크의 신호를 수신한다. 또한, 다운링크의 다이렉트 링크는 중계국을 경유하지 않고, 기지국으로부터 이동국으로 직접 통신하는 링크이지만, 도 5에서는, 이는 시각 T1 및 시각 T2의 타임 슬롯에 연속으로 걸쳐 주파수 F2의 리소스 블록을 이용한다.
한편, 업링크 시에는, 이동국은 시각 T1의 타임 슬롯 및 주파수 F1의 리소스 블록을 이용하여 신호를 송신하고(업링크의 액세스 링크), 이 신호를 중계국이 수신한다. 그리고, 중계국은 이 업링크의 액세스 링크에서의 신호를 수신하고 이 신호를 버퍼링한 후에, 시각 T2의 타임 슬롯 및 주파수 F1의 리소스 블록을 이용하여 신호를 송신하고(업링크의 릴레이 링크), 이 신호를 기지국이 수신한다. 또한, 업링크의 다이렉트 링크는, 중계국을 경유하지 않고 이동국에서 기지국으로 직접 통신하는 링크이지만, 이는 시각 T1 및 시각 T2의 타임 슬롯에 연속으로 걸쳐 주파수 F1의 리소스 블록을 이용한다.
또한, 상기에서는, 도 5의 4개의 사각형 각각이 LTE에서 리소스 블록이라 불리는 것에 각각 대응한다는 것을 주목한다. 사각형의 시간 방향의 사이즈는 리소스 블록에 의해 구획되는 타임 슬롯일 수 있고, 또는 2개의 리소스 블록의 타임 슬록인 서브프레임일 수도 있다. 바람직한 실시 형태로서는, 후자가 운용하기에 용이할 수 있다.
또한, 셀 내에서 송수신하는 기본 주파수 대역폭을 20㎒라 하면, 리소스 블록은 15kHz 간격으로 12개의 서브캐리어를 포함하므로, 도 5의 사각형의 주파수 방향의 사이즈는 180kHz의 폭이다. 셀간 간섭 조정에서의 중앙 주파수와 주변 주파수의 주파수 할당에 대해서는 도 3b, 도 3c, 도 3d에 예시되어 있다. 이는, 20㎒의 시스템 대역폭에 걸쳐 리소스 블록을 180kHz 증가하면서 3개 정도의 영역으로 분할하여 이용한다. 한편, 복수의 주파수 대역을 묶어서 통신하는 방법도 고려해 볼 수 있다. 예를 들면, 20㎒의 대역을 5개 묶은 대역폭(전체 100㎒의 대역)으로 통신하는 반송파 집적 기술(carrier aggregation)을 이용하는 경우에는, 셀간 간섭 조정의 3개의 주파수 대역(도 3b 내지 도 3d 참조)은 20㎒ 보호 대역(gaurd band)마다 구획될 수 있다(시그널링에 이용되는 60㎒ 및 구획에 이용되는 40㎒). 따라서, 도 5의 사각형의 주파수 방향의 사이즈는 20㎒의 대역폭일 수 있다.
그런데, 셀간 간섭 조정(부분 주파수 반복)을 행할 경우에는, 같은 셀 내이더라도 이동국의 위치에 따라 통신에 이용되는 주파수가 상이하고, 중앙 영역의 이동국은 중앙 주파수를 이용하고, 주변 영역의 이동국은 주변 주파수를 이용한다는 것(상술함)을 고려할 필요가 있다.
중계국을 필요로 하는 이동국이 주변 영역에 있다고 생각하는 것이 자연스럽다. 이러한 경우에는, 중계국과 이동국의 간의 통신, 즉 액세스 링크에 주변 주파수를 이용하는 것이 합리적이다. 한편, 중계국은, 중앙 영역에 있을 경우와 주변 영역에 있을 경우의 두 경우가 생각된다. 바꿔 말하면, 릴레이 링크에는 중앙 주파수 및 주변 주파수 모두를 이용하는 경우가 고려될 수 있다. 도 4에서는, 셀 내에서 중계국을 통한 기지국과 이동국 간의 통신 예로서 케이스 1 내지 3의 3가지 이용례가 도시되어 있다. 중앙 영역에서는 중앙 주파수 F1을 이용하고, 주변 영역에서는 주변 주파수 F2를 이용한다고 하면, 각 케이스에 있어서 릴레이 링크 및 액세스 링크에 의해 이용되는 주파수는 이하에 나타낸 표에서와 같이 요약될 수 있다.
릴레이 링크 주파수 액세스 링크 주파수
케이스 1 F1 F2
케이스 2 F2 F2
케이스 3 F1 F1
여기에서, 도 5를 다시 참조해보면, 중계국의 릴레이 링크와 액세스 링크, 업링크와 다운링크가 서로 간섭하지 않도록 하기 위해, 업링크와 다운링크 각각의 릴레이 링크와 액세스 링크에서 동일한 주파수를 이용하고 있다. 반면, 상기 표 1에서, 케이스 1(중앙 영역의 릴레이 노드 및 주변 영역의 MS)은 릴레이 링크에는 중앙 주파수를 이용하고 액세스 링크에는 주변 주파수를 이용하고 있다. 바꿔 말하면, 릴레이 링크와 액세스 링크는 상이한 주파수를 이용하고 있으므로 도 5는 부적절한 중계 방식을 보여주고 있다.
한편, 케이스 2(릴레이 노드와 MS 모두 주변 영역에 있음)에서는, 릴레이 링크와 액세스 링크 모두에 주변 주파수를 이용하고 있다는 관점으로부터, 도 5는 적절한 중계 방식을 보여주고 있다. 또한, 중앙 영역의 이동국이 중계국에 의해 중계되는 케이스 3(릴레이 노드 및 MS 모두 중앙 영역에 있음)은 드물지만, 릴레이 링크와 액세스 링크 모두 중앙 주파수를 이용하는 관점으로부터, 도 5는 적절한 중계 방식을 또한 보여주고 있다. 그런데, 도 4에 도시된 예에서는, 케이스 2는 업링크와 다운링크 어느 것이나 케이스 2이며, 마찬가지로 케이스 3도 업링크와 다운링크 어느 것이나 케이스 3이다. 즉, 업링크와 다운링크 모두에 대해 동일한 주파수가 이용된다. 이에 대하여, 도 5에 나타낸 중계 방식은 업링크와 다운링크에서 주파수를 분리하도록 구성되어 있으며(다운링크에서 주변 주파수 F2를 이용하고, 업링크에서 중앙 주파수 F1을 이용하고 있음), 이는 바람직하지 않은데, 공유된 무선 리소스(예를 들면, 다수 셀에서 이용되는 주파수)의 비효율적인 이용 또는 셀간 간섭 중 하나를 일으킬 것이기 때문이다.
결국, 본 발명자에 의해 확인된 바와 같이, 도 5에 나타낸 중계 방식은, 도 4의 케이스 1 내지 3의 어느 것에 있어서도 바람직하지 않다.
상술한 설명으로부터, 셀간 간섭 조정(부분 주파수 반복)과 중계국 간의 관계에 대해 요약한다. 중계국에 의한 중계를 필요로 하는 이동국은 통상 주변 영역에 위치하는 것에 대해, 중계국은 중앙 영역에 있는 경우와 주변 영역에 있는 경우 모두가 고려될 수 있다. 따라서, 셀 내에서 중계국이 있는 장소(즉, 중앙 영역 및 주변 영역 중 어디에 중계국이 있는가)에 대응하는 중계 방식을 제공할 필요가 있다.
도 6 내지 도 10은 셀 내에서 중계국이 있는 장소에 따른, 도 4에 나타낸 케이스 1 내지 3 중 어느 하나에 적용될 수 있는 중계 방식을 예시하고 있다. 모든 중계 방식에 있어서, 중계국의 릴레이 링크와 액세스 링크가 서로 간섭하지 않도록 또는 업링크와 다운링크가 서로 간섭하지 않도록, 타임 슬롯을 시간과 주파수로 분리함으로써, 기지국에 탑재되어 있는 스케줄러가 타임 슬롯을 할당한다.
도 6에 나타낸 중계 방식은 케이스 3에 적용가능하고, 업링크 및 다운링크 모두에 대해 소정의 중앙 주파수 F1 및 인접 셀에 닿기에 충분하지 않은 송신 전력을 이용하고, 업링크와 다운링크를 시간 방향으로 분리하고, 업링크 및 다운링크의 각각에 대해 릴레이 링크와 액세스 링크를 분리하는 것이다. 이 중계 방식은, 예를 들면 도 4의 케이스 3에 대응하는, 이동국 및 중계국 모두가 중앙 영역에 있을 경우에 적합하다. 이동국이 중앙 영역에 있는 기지국과의 통신에 중계국이 중개할 가능성은 낮다. 단, 이동국이 건물 또는 터널 내 깊이 있는 경우에는, 건물의 창 가까이 또는 터널의 입구 가까이의 중계국이 중계하는 것이 바람직하다.
다운링크 시에, 기지국은 시각 T1의 타임 슬롯에서 중앙 주파수 F1의 리소스 블록을 이용하여 신호를 송신한다(다운링크의 릴레이 링크). 또한, 중계국은, 이 다운링크의 릴레이 링크에서의 신호를 수신하고, 이 신호를 버퍼에 저장한 후에, 시각 T2의 타임 슬롯에서 중앙 주파수 F1의 리소스 블록을 이용하여 그 신호를 송신한다(다운링크의 액세스 링크). 그리고, 이동국은, 시각 T2의 타임 슬롯에서 중앙 주파수 F1의 리소스 블록을 이용하여 다운링크의 액세스 링크에서의 신호를 수신한다.
한편, 업링크 시에는, 이동국은, 시각 T3의 타임 슬롯에서 중앙 주파수 F1의 리소스 블록을 이용하여 신호를 송신하고(업링크의 액세스 링크), 이 신호를 중계국이 수신한다. 이후, 중계국은 이 업링크의 액세스 링크에서의 신호를 수신하고, 이 신호를 버퍼링한 후에, 시각 T4의 타임 슬롯에서 중앙 주파수 F1의 리소스 블록을 이용하여 이 신호를 송신하고(업링크의 릴레이 링크), 이 신호를 기지국이 수신한다.
도 6에 나타낸 예에서는, 리소스 블록을 주파수 방향으로 분리하지 않고, 업링크와 다운링크를 시간 방향으로 분리하는 것이다. 이에 대하여, 케이스 3에 적용가능한 변형예로서 도 11에 도시한 바와 같이, 중앙 주파수 F1을 2개의 주파수 F1-1 및 F1-2로 분할하여, 다운링크와 업링크를 주파수 방향으로 다중화할 수 있지만, 주변 영역에 할당된 주파수를 불필요하게 사용하지는 않는다.
다운링크 시에, 기지국은 시각 T1의 타임 슬롯에서 주파수 F1-2의 리소스 블록을 이용하여 신호를 송신한다(다운링크의 릴레이 링크). 중계국은 다운링크의 릴레이 링크에서의 신호를 수신하고 이 신호를 버퍼에 저장한 후에, 시각 T2의 타임 슬롯에서 주파수 F1-2의 리소스 블록을 이용하여 신호를 송신한다(다운링크의 액세스 링크). 그리고, 이동국은, 이 시각 T2의 타임 슬롯에서 주파수 F2를 이용하여 다운링크의 액세스 링크에서의 신호를 수신한다.
한편, 업링크 시에는, 이동국은 시각 T1의 타임 슬롯 및 주파수 F1-1의 리소스 블록을 이용하여 신호를 송신하고(업링크의 액세스 링크), 이 신호를 중계국이 수신한다. 그리고, 중계국은 이 업링크의 액세스 링크에서의 신호를 수신하고 이 신호를 버퍼링한 후에, 시각 T2의 타임 슬롯 및 주파수 F1-1의 리소스 블록을 이용하여 이 신호를 송신하고(업링크의 릴레이 링크), 이 신호를 기지국이 수신한다.
도 7에 나타내는 중계 방식은 케이스 2에 관한 것이며, 업링크 및 다운링크 모두에 대해 인접 셀과의 간섭을 회피하는 주변 주파수 F2를 이용하고, 업링크와 다운링크를 시간 방향으로 분리하고, 업링크 및 다운링크의 각각에 있어서 릴레이 링크와 액세스 링크를 시간 방향으로 분리하는 것이다. 이 중계 방식은, 예를 들면 도 4의 케이스 2에 대응하는, 이동국 및 중계국 모두가 주변 영역에 있을 경우에 적합하다.
다운링크 시에, 기지국은 시각 T1의 타임 슬롯에서 주변 주파수 F2의 리소스 블록을 이용하여 신호를 송신한다(다운링크의 릴레이 링크). 또한, 중계국은 이 다운링크의 릴레이 링크에서의 신호를 수신하고 이 신호를 버퍼에 저장한 후에, 그 신호를 시각 T2의 타임 슬롯에서 주변 주파수 F2의 리소스 블록을 이용하여 송신한다(다운링크의 액세스 링크). 그리고, 이동국은, 이 시각 T2의 타임 슬롯에서 주변 주파수 F2의 리소스 블록을 이용하여 다운링크의 액세스 링크에서의 신호를 수신한다.
한편, 업링크 시에는, 이동국은 시각 T3의 타임 슬롯에서 주변 주파수 F2의 리소스 블록을 이용하여 신호를 송신하고(업링크의 액세스 링크), 이 신호를 중계국이 수신한다. 그리고, 중계국은, 업링크의 액세스 링크에서의 신호를 수신하고 이 신호를 버퍼링한 후에, 시각 T4의 타임 슬롯에서 주변 주파수 F2의 리소스 블록을 이용하여 신호를 송신하고(업링크의 릴레이 링크), 이 신호를 기지국이 수신한다.
또한, 도 7에 나타낸 예에서는, 리소스 블록이 주파수 방향으로 분리되지 않고, 업링크와 다운링크가 시간 방향으로 분리된다. 이에 대하여, 케이스 2에 관련된 변형예로서 도 12에 도시한 바와 같이, 주변 주파수 F2가 2개의 주파수 F2-1 및 F2-2로 분할되어, 다운링크와 업링크를 주파수 방향으로 다중화할 수 있다.
다운링크 시에, 기지국은 시각 T1의 타임 슬롯에서 주파수 F2-2의 리소스 블록을 이용하여 신호를 송신한다(다운링크의 릴레이 링크). 또한, 중계국은 이 다운링크의 릴레이 링크에서의 신호를 수신하고 이 신호를 버퍼에 저장한 후에, 이 신호를 시각 T2의 타임 슬롯에서 주파수 F2-2의 리소스 블록을 이용하여 송신한다(다운링크의 액세스 링크). 그리고, 이동국은 시각 T2의 타임 슬롯에서 주파수 F2-2의 리소스 블록을 이용하여 다운링크의 액세스 링크에서의 신호를 수신한다.
한편, 업링크 시에는, 이동국은 시각 T1의 타임 슬롯 및 주파수 F2-1의 리소스 블록을 이용하여 신호를 송신하고(업링크의 액세스 링크), 이 신호를 중계국이 수신한다. 그리고, 중계국은, 이 업링크의 액세스 링크에서의 신호를 수신하고 이 신호를 버퍼링한 후에, 시각 T2의 타임 슬롯 및 주파수 F2-1의 리소스 블록을 이용하여 신호를 송신하고(업링크의 릴레이 링크), 이 신호를 기지국이 수신한다.
도 8에 나타낸 중계 방식은 케이스 1에 관한 것이며, 시간 방향으로 분리된 업링크 및 다운링크의 각각에 있어서, 릴레이 링크에 대해서는 소정의 중앙 주파수 F1 및 인접 셀에 닿기에 충분하지 않은 송신 전력을 이용하고, 액세스 링크에 대해서는 인접 셀과의 간섭을 회피하는 주변 주파수 F2를 사용하는 것이다. 이 중계 방식은 릴레이 링크와 액세스 링크를 주파수 방향으로 분리하고, 다운링크와 업링크를 시간 방향으로 다중화하는 것이다(다운링크 및 업링크 각각에 있어서 릴레이 링크와 액세스 링크는 주파수 방향 및 시간 방향으로 분리되고, 또한 다운링크 및 업링크는 시간 방향으로 다중화된다). 이 중계 방식은, 예를 들면 도 4의 케이스 1에 대응하는, 중앙 영역에 있는 중계국이 주변 영역에 있는 이동국으로 중계하는 경우에 적합하다. 도시된 중계 방식은 기본적으로 릴레이 링크에는 중앙 주파수 F1을 사용하고 액세스 링크에는 주변 주파수 F2를 사용한다. 더 긴 화살표는 다이렉트 링크를 나타내며, 이는 시각 T1 및 T2의 타임 슬롯에서 기지국과 이동국이 주파수를 변경했음을 나타내고 있다.
다운링크 시에, 기지국은 시각 T1의 타임 슬롯에서 중앙 주파수 F1의 리소스 블록을 이용하여 신호를 송신한다(다운링크의 릴레이 링크). 또한, 중계국은, 이 다운링크의 릴레이 링크에서의 신호를 수신하고 이 신호를 버퍼에 저장한 후에, 시각 T2의 타임 슬롯에서 주변 주파수 F2의 리소스 블록을 이용하여 이 신호를 송신한다(다운링크의 액세스 링크). 그리고, 이동국은 시각 T2의 타임 슬롯에서 주변 주파수 F2의 리소스 블록을 이용하여 다운링크의 액세스 링크에서의 신호를 수신한다.
한편, 업링크 시에는, 이동국은 시각 T1의 타임 슬롯에서 주변 주파수 F2의 리소스 블록을 이용하여 신호를 송신하고(업링크의 액세스 링크), 이 신호를 중계국이 수신한다. 그리고, 중계국은, 이 업링크의 액세스 링크에서의 신호를 수신하고 신호를 버퍼링한 후에, 시각 T2의 타임 슬롯에서 중앙 주파수 F1의 리소스 블록을 이용하여 신호를 송신하고(업링크의 릴레이 링크), 이 신호를 기지국이 수신한다.
도 9에 나타낸 중계 방식은 또한 케이스 1에 관한 것이며, 다운링크와 업링크를 시간 방향으로 분리하고, 릴레이 링크와 액세스 링크를 주파수 방향으로 다중화하는 것이다(다운링크 및 업링크는 시간 방향으로 분리되지만, 릴레이 링크와 액세스 링크는 주파수 방향 및 시간 방향으로 다중화됨). 다운링크에서는, 중계 방식이, 릴레이 링크에는 소정의 중앙 주파수 F1 및 인접 셀에 닿기에 충분하지 않은 송신 전력을 이용함과 함께 액세스 링크에는 인접 셀과의 간섭을 회피하는 주변 주파수 F2를 이용한다. 한편, 업링크에서는, 중계 방식은, 릴레이 링크에는 인접 셀과의 간섭을 회피하는 주변 주파수 F2를 이용하고, 액세스 링크에는 소정의 중앙 주파수 F1 및 인접 셀에 닿기에 충분하지 않은 송신 전력을 이용한다. 도면의 수직선은 릴레이 링크와 액세스 링크 간의 결합(linkage)이 업링크 또는 다운링크에 대한 것임을 나타내고, 송신처(originating source)(예를 들면, 기지국)로부터의 데이터가 (릴레이 노드에 의해) 목적지(destination)(예를 들면, MS)로 전달되는 것을 보여주고 있다. 일반적으로, 이 중계 방식은 도 8에서와 마찬가지로, 예를 들면 도 4의 케이스 1에 대응되는, 중앙 영역에 있는 중계국이 주변 지역에 있는 이동국으로 중계하는 경우에 적합하다.
다운링크로서, 기지국은 시각 T1의 타임 슬롯에서 중앙 주파수 F1의 리소스 블록을 이용하여 신호를 송신한다(다운링크의 릴레이 링크). 또한, 중계국은, 이 다운링크의 릴레이 링크에서의 신호를 수신하면서, 이 신호를 동일한 시각 T1의 타임 슬롯에서 주변 주파수 F2의 리소스 블록을 이용하여 송신한다(다운링크의 액세스 링크). 그리고, 이동국은, 시각 T1의 타임 슬롯에서 주변 주파수 F2의 리소스 블록을 이용하여 다운링크의 액세스 링크에서의 신호를 수신한다.
한편, 업링크로서, 이동국은 시각 T2의 타임 슬롯에서 주변 주파수 F2의 리소스 블록을 이용하여 신호를 송신하고(업링크의 액세스 링크), 이 신호를 중계국이 수신한다. 이후, 중계국은 이 업링크의 액세스 링크에서의 신호를 수신하면서, 그 신호를 시각 T2의 타임 슬롯에서 중앙 주파수 F1의 리소스 블록을 이용하여 송신하고(업링크의 릴레이 링크), 이 신호를 기지국이 수신한다.
도 9에 나타낸 중계 방식은, 릴레이 링크에는 중앙 주파수 F1을 이용하고 액세스 링크에는 주변 주파수 F2를 이용하는 점에서 도 8에 나타낸 것과 유사하지만, 다운링크와 업링크 각각에 있어서 릴레이 링크와 액세스 링크가 주파수 방향으로 다중화되는 점에서 상이하고, 중계에 수반되는 지연이 적다고 하는 이점이 있다. 단, 이 경우의 중계국은, 중앙 주파수 F1로 수신을 행하면서 동시에 주변 주파수 F2로 송신하는 것과 같이, 중계국이 주파수 축 방향으로 다중화된 송수신 동작을 행하기(즉, 동시에 송수신 동작을 행하기) 때문에 회로가 필요하게 된다.
도 10에 나타낸 중계 방식도 케이스 1에 관한 것이며, 업링크 및 다운링크의 각각에 있어서, 릴레이 링크에는 소정의 중앙 주파수 및 인접 셀에 닿기에 충분하지 않은 송신 전력을 이용하고, 액세스 링크에는 인접 셀과의 간섭을 회피하는 주변 주파수를 이용하여, 릴레이 링크와 액세스 링크를 주파수 방향으로 다중화하는 한편, 중앙 주파수 및 주변 주파수를 업링크 및 다운링크용으로 둘로(서브밴드로) 분할하여 업링크 및 다운링크 모두 주파수 방향으로 다중화하는 것이다. 이 중계 방식은, 도 8 및 도 9와 마찬가지로, 예를 들면 도 4의 케이스 1에 대응하는, 중앙 영역에 있는 중계국이 주변 영역에 있는 이동국으로 중계를 행할 경우에 적합하다.
다운링크로서, 기지국은 시각 T1의 타임 슬롯에서 중앙 주파수 F1-1의 리소스 블록을 이용하여 신호를 송신한다(다운링크의 릴레이 링크). 또한, 중계국은 다운링크의 릴레이 링크에서의 신호를 수신하면서, 동일한 시각 T1의 타임 슬롯에서 주변 주파수 F2-1의 리소스 블록을 이용하여 이 신호를 송신한다(다운링크의 액세스 링크). 그리고, 이동국은, 주변 주파수 F2-1의 리소스 블록을 이용하여 시각 T1의 타임 슬롯에서 다운링크의 액세스 링크에서의 신호를 수신한다.
한편, 업링크로서, 주변 주파수 F2-2의 리소스 블록을 이용하여 이동국은 시각 T1의 타임 슬롯에서 신호를 송신하고(업링크의 액세스 링크), 이 신호를 중계국이 수신한다. 중계국은 업링크의 액세스 링크에서의 신호를 수신하면서, 중앙 주파수 F1-2의 리소스 블록을 이용하여 시각 T1의 타임 슬롯에서 신호를 송신하고(업링크의 릴레이 링크), 이 신호를 기지국이 수신한다.
도 10에 나타낸 중계 방식은, 릴레이 링크에는 중앙 주파수 F1을 이용하고 액세스 링크에는 주변 주파수 F2를 이용하는 점에서 도 8에 나타낸 것과 유사하지만, 다운링크와 업링크 각각에 있어서, 릴레이 링크와 액세스 링크가 주파수 방향으로 다중화되고 있다. 이 경우의 중계국은, 송수신 동작을 동시에 행하기 위한 회로가 필요하게 된다.
또한, 도 10에 나타낸 중계 방식은, 중앙 주파수 F1이 2개의 주파수 F1-1 및 F1-2로 분할되고, 주변 주파수 F2를 2개의 주파수 F2-1 및 F2-2로 분할하고, 또한 다운링크와 업링크도 시간 방향으로 다중화된다는 점에서 도 9에 나타낸 중계 방식과 상이하고, 중계에 수반되는 지연이 더 적다고 하는 이점이 있다. 도 10에 나타낸 중계 방식을 채택할 수 있는지의 여부는 또한, 해당 이동국과의 통신에 4개의 주파수 대역을 점유하는 것(중계국에 의해 중앙 주파수 및 주변 주파수가 각각 2개로 분할되는 것)이 허용되는지의 여부에 의존한다.
도 6 내지 도 10에 나타낸 각 중계 방식의, 도 4에 나타낸 각 케이스 1 내지 3에의 적용가능성을 이하의 표에 요약한다.
방식 ＼케이스 케이스 1 케이스 2 케이스 3
도 6 ○
도 7 ○
도 8 ○
도 9 ○
도 10 ○
기지국은, 중계국의 중계에 의한 이동국과의 다운링크 및 업링크의 통신 동작을 통괄적으로 제어하지만, 중계국의 릴레이 링크와 액세스 링크가 서로 간섭하지 않도록, 또는 업링크와 다운링크가 서로 간섭하지 않도록, 기지국은 시간과 주파수로 타임 슬롯을 분리할 필요가 있다. 표 2로부터 명백한 바와 같이, 중계국 및 이동국의 셀 내의 위치를 고려하여 중계 방식(즉, 다운링크 및 업링크에 있어서의 릴레이 링크와 액세스 링크에의 리소스 할당)을 결정할 필요가 있다.
이 때문에, 본 실시 형태에 따른 셀룰러 시스템에서는, 기지국은 이하의 각 항에 따라, 자기 셀 내의 중계국에 대하여 중계 방식을 지정한다.
(1) 중계국의 위치(중계국이 중앙 영역 및 주변 영역 중 어디에 있는지).
(2) 중계국에 속하는 이동국의 위치(이동국이 중앙 영역 및 주변 영역 중 어디에 있는지).
(3) 중계국이 주파수 방향으로 다중화하여 송수신 동작을 동시에 행할 수 있는지의 여부
도 13은 기지국이 자기 셀 내의 중계국의 중계 방식을 결정하는 처리 프로시져를 플로우차트 형식으로 나타내고 있다.
우선, 릴레이 링크와 액세스 링크에 상이한 주파수를 이용할 것인가 아닌가 즉, 릴레이 링크에 중앙 주파수를 이용하고 액세스 링크에 주변 주파수를 이용할 것인가 아닌가를 체크한다(스텝 S1). 스텝 S1은 상기의 항목(1) 및 (2)를 판정하는 것에 해당된다.
여기에서, 릴레이 링크와 액세스 링크에 상이한 주파수를 이용할 경우에는(스텝 S1의 예), 중계국과 이동국의 위치가 도 4의 케이스 1에 해당되는 것으로 판정한다(스텝 S2). 이 경우, 통신 능력, 즉, 상기 항목 (3)에 리스트된, 주파수 방향으로 다중화하여 중계국이 송수신 동작을 동시에 행할 수 있는지의 여부를 또한 체크한다(스텝 S3).
중계국이, 주파수 방향으로 다중화하여 송수신 동작을 동시에 행하는 것이 곤란한 경우에는(스텝 S3의 아니오), 도 8에 나타낸 중계 방식이 설정된다(스텝 S6).
또한, 중계국이 주파수 방향으로 다중화하여 송수신 동작을 동시에 수행할 수 있다고 판정된 경우에는(스텝 S3의 예), 후속하여, 해당 이동국과의 통신에 4개의 주파수 대역을 점유하는 것이 허용되는지의 여부를 체크한다(스텝 S4).
그리고, 해당 이동국과의 통신에 4개의 주파수 대역을 점유하는 것이 허용되는 경우에는(스텝 S4의 예), 도 10에 나타낸 중계 방식이 설정된다(스텝 S6). 또한, 해당 이동국과의 통신에 4개의 주파수 대역을 점유하는 것이 허용되지 않을 경우에는(스텝 S4의 아니오), 도 9에 나타낸 중계 방식이 설정된다(스텝 S7).
한편, 릴레이 링크와 액세스 링크에 동일한 주파수를 이용하는 것으로 판정되었을 경우에는(스텝 S1의 아니오), 후속하여, 릴레이 링크와 액세스 링크 모두에 중앙 주파수가 이용되는지의 여부를 체크한다(스텝 S8).
릴레이 링크와 액세스 링크 모두에 중앙 주파수가 이용되는 경우에는(스텝 S8의 예), 중계국과 이동국의 위치가 도 4의 케이스 3에 해당되는 것으로 판정될 수 있고, 도 6에 나타낸 중계 방식이 설정된다(스텝 S9).
또한, 릴레이 링크와 액세스 링크 모두에 주변 주파수가 이용되는 경우에는(스텝 S8의 아니오), 중계국과 이동국의 위치가 도 4의 케이스 2에 해당되는 것으로 판정될 수 있고, 도 7에 나타낸 중계 방식이 설정된다(스텝 S10).
그리고, 기지국은, 상술한 처리 프로시져를 따라 결정된 중계 방식을, 해당 중계국 및 이동국으로 시그널링한다.
기지국에서는, 자기 셀 내의 무선 리소스의 할당을 갱신할 때에, 도 13에 나타낸 처리 프로시져를 실행할 수 있다. 자기 셀 내의 무선 리소스의 할당을 갱신하는 빈도는 임의이다. 예를 들면, 기지국은, 1 무선 프레임마다 도 13에 나타낸 처리 프로시져를 실행하여, 자기 셀 내의 무선 리소스의 할당을 갱신할 수 있다. 이와 같은 경우, 이동국의 이동에 따라 1 무선 프레임마다 중계 방식이 적응적으로 변화될 수 있다.
무선 프레임 단위로 주기적으로 갱신하는 것이 아니라 어느 정도 정적인 네트워크의 운용 방식도 적용될 수 있다. 즉, 어떤 회사는 예를 들면 1년 정도의 긴 기간에 걸쳐 셀 내에서 동일한 중계 방식을 계속해서 이용할 수 있다. 한편, 예정된 이벤트(예를 들어, 달별로) 또는 요구되는 사용량(어떤 영역에서의 네트워크 사용량이 시간이 지남에 따라 점점 많아져서 그 이동 가입자들을 수용하기 위해서는 이제 셀간 조정이 필요함)에 기초하여 좀 더 동적인 할당이 사용될 수 있다. 즉, 본 발명의 요지는, 어떤 회사가 2가지보다 많은 중계 방식을 구현하고, 그 각각을 구분하여 사용하는 운용 방식을 포함한다. 또한, 기지국이 중계국 및 이동국의 위치에 관한 정보에 기초하여 중계 방식을 결정하는 경우 이외에, 시스템 관리자가 기지국에 의해 채용될 중계 방식을 (프로그램적으로 또는 물리적으로) 설정하는 것과 같이, 기지국은 회사에 의해 설정된 중계 방식을 적용할 수 있다. 선택사항으로, 기지국 또는 시스템 관리자는 방식 변경의 시기 및 파라미터를 나타내는 제어 신호를 모든 네트워크 리소스에 전송할 수도 있다.
또한, 스텝 S1에 있어서, 릴레이 링크 및 액세스 링크에서 동일한 주파수를 이용하는지의 여부(혹은, 릴레이 링크와 액세스 링크 각각에 대해서 중앙 주파수 및 주변 주파수 중 어느 것을 이용할 것인가)는, 대상으로 하는 중계국 및 이동국이 셀 내의 중앙 영역 및 주변 영역 중 어디에 있느냐에 기초하여 판단될 수 있다. 또한, 기지국은 중계국 및 이동국이 중앙 영역 또는 주변 영역 중 어느 영역에 있는지를, 각 국과의 통신 길이에 기초하여 판단할 수 있다.
여기에서, 통신국 간의 통신 길이는, 예를 들면, 수신 신호 강도(receiving signal strength indicator:RSSI)로부터 측정될 수 있다. 기지국은, 중계국 및 이동국으로부터 무선 신호를 수신할 때에, 각 국으로부터의 수신 신호 강도를 취득할 수 있다. 도 17은 기지국으로부터의 수신 신호 강도와 통신 길이(셀 내의 중계국 및 이동국의 위치)의 관계를 나타내고 있다. 도시한 바와 같이, 중계국 및 이동국이 기지국으로부터 멀어짐에 따라 수신 신호 강도는 감쇠한다. 수신 신호 강도가 소정의 임계값보다도 강한 위치를 중앙 영역, 수신 신호 강도가 소정의 임계값보다도 약한 위치를 주변 영역이라 추정할 수 있다. 그리고, 기지국은, 중계국 및 이동국의 위치의 추정 결과에 기초하여, 릴레이 링크와 액세스 링크 각각에 대해서, 중앙 주파수 또는 주변 주파수 중 어느 것을 이용할지를 결정할 수 있다. 강한 RSSI 대 약한 RSSI의 임계값은 시스템 요구사항을 수용하도록 동적으로 변경될 수 있다. 예를 들면, 네트워크 조작자가 주변 영역보다 중앙 영역에서 더 많은 리소스를 사용되고 있다고 판정한 경우(아마도 새로운 셀 사이트를 나타냄), RSSI의 강한 임계값/약한 임계값은 감소되어 주변 주파수가 좀 더 자주 사용될 수 있도록 할 수 있다. 한편, 좀 더 혼잡한 영역에서는, 더 많은 셀간 간섭을 회피하기 위해 신중하게 RSSI 강한/약한 임계값을 증가시킬 수 있다. 마찬가지로, 기지국은, 중앙 영역이 트래픽 요구를 수용하기 위한 다른 크기를 설정하도록 자신의 방사 전력 레벨을 시프트할 수 있다.
또한, 기지국이 중계국와 이동국의 위치에 관한 정보를 정보를 취득하는 다른 방법으로서, 중계국 및/또는 이동국이 GPS(Global Positioning System)를 사용하여 그 위치를 알아내고, GPS에 의해 측정된 위치 정보를 업링크의 채널을 이용하여 기지국에 통지하는 방법이 있을 수 있다. 기지국은, 중계국 및 이동국에 의해 통지된 위치 정보에 기초하여, 릴레이 링크와 액세스 링크 각각에 대해서, 중앙 주파수 또는 주변 주파수 중 어느 것을 이용할지를 결정할 수 있다. 이 위치 정보는 릴레이 노드 또는 MS의 이동에 기초하여 동적으로 변경될 수 있고, 기지국은 무선 리소스의 시프트가 가능하도록 계속 이동을 살펴본다.
또한, 기지국이 중계국 및 이동국의 위치 정보를 취득하는 또 다른 방법으로서, 중계국 및 이동국이 네트워크에 액세스할 때 사용되는 초기화 프로시져를 이용하는 방법이 있을 수 있다. 네트워크 액세스 시의 초기화 프로시져의 하나로서, 랜덤 액세스가 행해졌다. 랜덤 액세스 시에, 기지국은 중계국 및 이동국으로부터 송신되어 온 신호가 어느 정도 지연되고 있는지에 관한 정보(타이밍 어드밴스드(timing advanced) 값)를 얻을 수 있다. 통신 길이가 길면 지연이 크고, 통신 거리가 짧으면 지연이 작기 때문에, 기지국은 타이밍 어드밴스드 값에 기초하여, 중계국 및 이동국의 위치를 추정할 수 있다. 그리고, 추정 결과로서, 릴레이 링크와 액세스 링크 각각에 대해서, 중앙 주파수 또는 주변 주파수 중 어느 것을 이용할지를 결정할 수 있다. 단, 본 발명의 요지는 특정 측정 방법에 한정되지 않는다.
또 다른 대안으로서, 이동국과 릴레이 노드는, 다른 기지국들로부터 주변 주파수에 대한 제어 신호를 수신할 수 있는지의 여부를 기지국에 보고할 수 있다. 만약 수신할 수 있으면, 이는 이동국 및/또는 릴레이 노드가 주변 영역에 있음을 의미한다.
도 14는 본 실시 형태에 따른 셀룰러 시스템에서 동작하는 기지국의 기능적 구성을 모식적으로 나타내고 있다. 도시된 기지국(1400)은, 안테나부(1401), 송수신 신호의 아날로그 처리를 행하는 아날로그부(1402), 아날로그 수신 신호의 디지털 변환 또는 디지털 송신 신호의 아날로그 변환을 행하는 AD/DA 처리부(1403), 송수신 신호의 디지털 처리를 행하는 디지털부(1404), 및 데이터 송신 요구 및 수신 데이터 처리 등을 행하는 상위층 프로토콜 처리부(1405)로 구성되어 있다.
기지국(1400)은, 예를 들면, 안테나부(1401)로서 복수의 안테나 소자를 구비하고, 멀티 유저 MU-MIMO 혹은 SDMA와 같이, 높은 스루풋 통신을 실현하기 위해 공간축 상의 무선 리소스를 복수의 유저가 공유하는 공간 분할 다원 접속 방식(space division multiple access scheme)을 채택하지만, 본 발명의 요지에는 직접 관련되지 않으므로, 본 명세서에서는 이 점에 대해서는 설명을 생략한다.
또한, 상위층 프로토콜 처리부(1405)는, 퍼스널 컴퓨터 등의 일반적인 컴퓨터 시스템으로서 구성될 수 있지만 본 발명의 요지에는 직접 관련되지 않으므로, 본 명세서에서는 이 점에 대해서는 설명을 생략한다.
디지털부(1404)는, 수신 신호의 복조 및 복호 처리를 행하는 복조/복호부(1411), 송신 신호의 부호화 및 변조 처리를 행하는 부호화/변조부(1412) 이외에, 자기 셀 내의 무선 리소스의 관리, 즉 스케줄링을 행하기 위해, 이동국 위치 보유 메모리(1413), 중계국 위치 보유 메모리(1414), 중계 방식 결정부(1415) 및 스케줄링 정보 생성부(1416)와 같은 기능 모듈을 포함한다. 이 기능 모듈들(1413 내지 1416)은 전용 하드웨어에 의해 구성될 수 있지만, 프로세서에 의해 실행되는 소정의 소프트웨어 프로그램에 의해 실현될 수도 있다.
복조/복호부(1411)에 의해 복조 및 복호 처리된 디지털 수신 신호에 기초하여, 자기 셀 내의 중계국(1500)(후술함) 및 이 중계국(1500)에 속하는 이동국(1600)(후술함)의 위치가 측정 또는 추정되면, 그 결과는 각각 중계국 위치 보유 메모리(1414) 및 이동국 위치 보유 메모리(1413)에 기억된다. 예를 들면, 수신 신호 강도에 기초하여 중계국(1500) 및 이동국(1600)과의 통신 거리를 측정하고, 그 결과에 기초해서 위치를 검출할 수 있다. 기지국(1400)은, 중계국(1500) 및 이동국(1600)으로부터 무선 신호를 수신하면, 각 국으로부터 수신 신호 강도를 취득하고, 이용할 주파수를 결정한다(상술함). 또한, 기지국(1400)에 의해 취급되는 중계국(1500) 및 이동국(1600)의 위치에 관한 정보는, 중앙 영역 및 주변 영역 중 어디에 속하는 것인지가 검출되는 정도일 수 있다. 이동국 위치 보유 메모리(1413) 및 중계국 위치 보유 메모리(1414)에는, 수신 신호 강도로부터 변환된 결과물로서의 위치에 관한 정보 대신, 수신 신호 강도 또는 이용할 주파수가 위치에 관한 정보로서 기억될 수 있다.
중계 방식 결정부(1415)는 중계국 위치 보유 메모리(1414)에 기억되어 있는 중계국(1500)의 위치, 이동국 위치 보유 메모리(1413)에 기억되어 있는 이동국(1600)의 위치 및 중계국(1500)의 통신 능력(즉, 주파수 방향으로 다중화하여 송수신 동작이 동시에 행해질 수 있는지의 여부)에 기초하여, 도 13에 나타낸 처리 프로시져에 따라 중계 방식을 결정한다. 예를 들면, 중계 방식은 도 6 내지 도 10에 나타낸 중계 방식들 중에서 적응적으로 선택된다.
스케줄러로서의 스케줄링 정보 생성부(1416)는, 중계 방식 결정부(1415)에 의해 결정된 중계 방식에 따라, 중계국(1500) 및 이에 속하는 이동국(1600)에 무선 리소스를 할당하고, 자기 셀 내의 스케줄링 정보를 생성한다. 스케줄링 정보는, 제어 채널을 통해 중계국(1500)과 이동국(1600)에 통지된다.
도 15는 본 실시 형태에 따른 셀룰러 시스템에서 동작하는 중계국의 기능적 구성을 모식적으로 나타내고 있다. 도시된 중계국(1500)은, 안테나부(1501), 송수신 신호의 아날로그 처리를 행하는 아날로그부(1502), 아날로그 수신 신호의 디지털 변환 및 디지털 송신 신호의 아날로그 변환을 행하는 AD/DA 처리부(1503), 송수신 신호의 디지털 처리를 행하는 디지털부(1504)로 구성된다.
중계국(1500)은, 예를 들면, 안테나부(1501)로서 복수의 안테나 소자를 구비하고, 공간 분할 다원 접속 방식을 채택해도 좋지만, 본 발명의 요지는 이에 한정되지 않는다.
디지털부(1504)는, 송수신부의 동작을 제어하는 송수신 제어부(1515)(통괄적으로, 송신기 관련 구성요소, 수신기 관련 구성요소 및 제어기 구성요소가 트랜스시버임), 기지국(1400)으로부터 제어 채널을 통해 송신되어온 스케줄링 정보 및 중계 방식을 기억하는 스케줄링 정보 보유 메모리(1516), 중계 방식 지시 정보 보유 메모리(1517) 및 디지털부(1504) 내의 동작을 통괄적으로 제어하는 CPU(1518)로 구성된다. 또한, 송수신부는 디지털 수신 신호로부터 동기를 획득하는 동기부(1511), 획득된 동기를 따라 수신 신호의 복조 및 복호 처리를 행하는 복조/복호부(1512), 송신 데이터를 일시적으로 보유하는 버퍼(1514) 및 송신 신호의 부호화 및 변조 처리를 행하는 부호화/변조부(1513)로 구성된다. 송수신부의 통신 능력은 임의이다. 즉, 주파수 방향으로 다중화하여 송수신 동작을 동시에 행하는 것이 가능한지의 여부는 임의이다.
송수신 제어부(1515)는, 스케줄링 정보 보유 메모리(1516)에 기억되어 있는 스케줄링 정보 및 중계 방식 지시 정보 보유 메모리(1517)에 기억되어 있는 중계 방식에 따라, 지정된 리소스 블록을 이용하여, 다운링크의 릴레이 링크에서의 수신 처리 및 액세스 링크에서의 송신 처리를 제어하고, 또한 업링크의 액세스 링크에서의 수신 처리 및 릴레이 링크에서의 송신 처리를 제어한다.
버퍼(1514)에는, 다운링크의 릴레이 링크로 수신되고 이동국(1600)(후술함) 으로 보내어지는(addressed) 데이터나, 업링크의 액세스 링크로 수신되고 기지국(1400)으로 보내어지는 데이터가 일시적으로 기억되고, 이 데이터를 다운링크의 액세스 링크로서 이동국(1600)으로 송신하거나 업링크의 릴레이 링크로서 기지국(1400)으로 송신한다. 중계국(1500)은, 중계될 신호를 복조 및 복호하여 버퍼(1514)에 일시적으로 보유한 후, 다시 신호를 부호화 및 변조하여 전송한다. 즉, DF 방식(상술함)이 적용된다.
도 16은 본 실시 형태에 따른 셀룰러 시스템에서 동작하는 이동국의 기능적 구성을 모식적으로 나타내고 있다. 도시된 이동국(1600)은, 안테나부(1601), 송수신 신호의 아날로그 처리를 행하는 아날로그부(1602), 아날로그 수신 신호의 디지털 변환 또는 디지털 송신 신호의 아날로그 변환을 행하는 AD/DA 처리부(1603), 송수신 신호의 디지털 처리를 행하는 디지털부(1604) 및 데이터 송신 요구 및 수신 데이터 처리 등을 행하는 상위층 프로토콜 처리부(1605)로 구성되어 있다.
이동국(1600)은, 예를 들면, 안테나부(1601)로서 복수의 안테나 소자를 구비하고, 공간 분할 다원 접속 방식을 채택해도 좋지만(상술한 바와 동일함), 본 발명의 요지는 이에 한정되지 않는다. 또한, 상위층 프로토콜 처리부(1605)는 퍼스널 컴퓨터 등의 일반적인 컴퓨터 시스템으로서 구성될 수 있다(상술한 바와 동일함).
디지털부(1604)는, 디지털 수신 신호로부터 동기를 획득하는 동기부(1611), 획득된 동기에 따라 수신 신호의 복조 및 복호 처리를 행하는 복조/복호부(1612), 송신 신호의 부호화 및 변조 처리를 행하는 부호화/변조부(1613), 기지국(1400)으로부터 제어 채널을 통해 송신되어온 스케줄링 정보를 기억하는 스케줄링 정보 보유 메모리(1614), 디지털부(1604) 내의 동작을 통괄적으로 제어하는 CPU(1615)로 구성된다.
스케줄링 정보 보유 메모리(1614)는, 스케줄링 정보로서 자국에 할당된 리소스 블록을 구비한다. 동기부(1611) 및 복조/복호부(1612)는, 다운링크의 액세스 링크용으로 할당된 리소스 블록을 이용하여 수신 처리를 행한다. 부호화/변조부(1613)는, 업링크의 액세스 링크용으로 할당된 리소스 블록을 이용하여 송신 동작을 행한다.
도 14 내지 도 16에 각각 나타낸 기지국(1400), 중계국(1500) 및 이동국(1600)을 기지국(1400)의 셀 내에 배치함으로써, 이들 통신국의 협동 동작에 의해, 중계국(1500) 및 이동국(1600)의 각 위치 정보에 따라 중계국에서의 적절한 중계 방식을 결정하게 되고, 중계국(1500)에서, 업링크와 다운링크 뿐만 아니라 릴레이 링크와 액세스 링크의 간섭도 회피할 수 있다는 것을 알 수 있다.
또한, 도 13에 나타낸 처리 프로시져는, 기지국이 자기 셀 내의 중계국의 중계 방식을 결정하기 위해 기지국에 의해 실행되는 것이며, 도 14에 나타낸 기지국(1400)의 구성예 및 도 15에 나타낸 중계국(1500)의 구성예는, 기지국(1400)이 자기 셀 내의 중계국(1500)의 중계 방식을 결정하는 것을 전제로 하는 것임을 유의한다. 그 변형예로서, 기지국 대신 중계국이 중계 방식을 결정하는 방법도 있을 수 있다. 이러한 변형예에서는, 중계국은 기지국의 셀 내에 있어서의 중계국 자신 및 이동국의 위치에 관한 정보 또는 기지국이 수신하는 중계국 및 이동국으로부터의 수신 신호 강도에 관한 정보를 기지국으로부터 통지받는다. 혹은, 중계국이 스스로 이러한 정보를 수집하는 경우 중계 방식을 결정할 수 있다. 또한, 릴레이 노드는 실제 위치를 기지국에 보고할 필요는 없지만, 릴레이 노드가 중앙 영역에 위치하는지 또는 주변 영역에 위치하는지를 판단할 필요는 있다. 다시 한 번, 이 판단은 (1) GPS, (2) 중앙 영역에 전용화된(dedicated) 주파수의 신호 강도, (3) 전파 지연 및 (4) 인접하는 기지국들로부터의 상대적인 송신 강도에 기초하여 행해질 수 있다.
또한, 액세스 링크와 릴레이 링크 간의 차이나, 업링크와 다운링크 간의 차이를 고려하여, 중계 방식을 결정하는 처리를 상이한 3 이상의 장치(예를 들면, 기지국과 중계국)에 분산하는 것도 가능하다. 예를 들면, 기지국으로부터 중계국으로의 릴레이 링크에 대해서는 기지국이 결정할 수 있지만, 중계국으로부터 이동국으로의 액세스 링크에 대해 어떤 중계 방식을 적용할지는 중계국이 결정할 수도 있다.
이상, 특정 실시 형태를 참조하여 본 발명에 대해 상세하게 설명했다. 그러나, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 당업자가 해당 실시 형태에 수정 또는 대체를 행할 수 있는 것은 자명하다.
본 명세서에서는, 본 발명을 이동 통신 시스템에 적용하여 얻어진 실시 형태를 중심으로 설명해 왔지만, 본 발명의 요지는 이에 한정되지 않는다. 무선 LAN을 비롯하여, 중계국의 중개에 의해 기지국이 이동국과 통신하는 여러 가지 통신 시스템에 본 발명을 마찬가지로 적용할 수 있다.
요약하면, 본 발명은 예시의 형태로 개시되었으며, 본 명세서에 설명된 내용은 한정적으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 요지를 판단하기 위해서는, 특허청구범위를 참작해야 한다.
1400 : 기지국
1401 : 안테나부
1402 : 아날로그부
1403 : AD/DA 처리부
1404 : 디지털부
1405 : 상위층 프로토콜 처리부
1411 : 복조/복호부
1412 : 부호화/변조부
1413 : 이동국 위치 보유 메모리
1414 : 중계국 위치 보유 메모리
1415 : 중계 방식 결정부
1416 : 스케줄링 정보 생성부
1500 : 중계국
1501 : 안테나부
1502 : 아날로그부
1503 : AD/DA 처리부
1504 : 디지털부
1511 : 동기부
1512 : 복조/복호부
1513 : 부호화/변조부
1514 : 버퍼
1515 : 송수신 제어부
1516 : 스케줄링 정보 보유 메모리
1517 : 중계 방식 지시 정보 보유 메모리
1518 : CPU
1600 : 이동국
1601 : 안테나부
1602 : 아날로그부
1603 : AD/DA 처리부
1604 : 디지털부
1605 : 상위층 프로토콜 처리부
1611 : 동기부
1612 : 복조/복호부
1613 : 부호화/변조부
1614 : 스케줄링 정보 보유 메모리
1615 : CPU

Claims (20)

  1. 이동 통신 시스템으로서,
    기지국 및 릴레이 노드를 포함하고,
    상기 기지국은, 주변 영역 및 상기 주변 영역에 의해 둘러싸여 있는 중앙 영역으로 나뉘는 셀에서 무선 커버리지를 제공하고, 상기 중앙 영역에 할당된 제1 무선 리소스들 및 상기 주변 영역에 할당된 제2 무선 리소스들을 이용하여 송신하는 송신기를 포함하며, 상기 주변 영역의 외연부(outer edge)는 상기 셀의 외연부를 규정하며,
    상기 릴레이 노드는 상기 기지국과 이동국 간의 신호들을 중계하도록 구성되고, 상기 릴레이 노드는, 상기 기지국과 상기 릴레이 노드 간의 통신 및 상기 릴레이 노드와 상기 이동국 간의 통신에 소정의 무선 리소스가 할당되는 복수의 중계 방식에 상관없이, 상기 이동국의 위치 정보 및 상기 릴레이 노드의 위치 정보에 기초하여 구별되는 상기 복수의 중계 방식 중 하나의 중계 방식으로 상기 릴레이 노드를 동작시키는 제어기를 포함하는, 이동 통신 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 복수의 중계 방식은 각각, 상기 이동국으로부터 상기 릴레이 노드로의 액세스 링크 및 상기 릴레이 노드로부터 상기 기지국으로의 릴레이 링크를 제공할 때 이용될 무선 리소스와 시각을 규정하는, 이동 통신 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 중계 방식을, 상기 릴레이 노드가 상기 중앙 영역에 있고 상기 이동국이 상기 주변 영역에 있는 경우의 제1 중계 방식, 상기 릴레이 노드 및 상기 이동국 모두가 상기 주변 영역에 있는 경우의 제2 중계 방식 또는 상기 릴레이 노드 및 상기 이동국 모두가 상기 중앙 영역에 있는 경우의 제3 중계 방식 중 하나의 방식이도록 설정하고,
    상기 송신기는, 상기 제1 무선 리소스들을 이용하여 상기 중앙 영역을 커버하는 경우, 상기 제2 무선 리소스들을 이용하여 상기 주변 영역을 커버하는 경우보다 저전력으로 송신하는, 이동 통신 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제2 중계 방식 및 상기 제3 중계 방식은 상호 배타적인 주파수 대역들을 이용하고,
    상기 제1 중계 방식은 시분할 다원 접속(time division multiple access)과 주파수 분할 다원 접속(frequency division multiple access)의 조합을 이용하고, 업링크 및 다운링크의 각각은 상호 배타적인 주파수 대역들을 채용하는, 이동 통신 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 중계 방식은 주파수 및 시간 조합들의 적어도 하나의 세트를 채용하며,
    상기 조합들은,
    제1 시간 세그먼트 시에는 상기 업링크에 대해 상기 상호 배타적인 주파수 대역들 중 하나를 채용하고, 상기 제1 시간 세그먼트와 중첩하지 않는 제2 시간 세그먼트 시에는 상기 다운링크에 대해 상기 상호 배타적인 주파수 대역들 중 다른 하나를 채용하는 것;
    상기 제1 시간 세그먼트 시에는 상기 업링크에 대해 상기 상호 배타적인 주파수 대역들 중 상기 하나를 채용하고, 상기 제1 시간 세그먼트와 중첩하지 않는 상기 제2 시간 세그먼트 시에는 상기 다운링크에 대해 상기 상호 배타적인 주파수 대역들 중 다른 하나를 채용하는 것; 및
    상기 업링크의 릴레이 링크 부분에 대해서는 상기 상호 배타적인 주파수 대역들 중 상기 하나의 제1 서브밴드를 채용하고, 상기 업링크의 액세스 링크 부분에 대해서는 상기 상호 배타적인 주파수 대역들 중 상기 다른 하나의 제1 서브밴드를 채용하고, 상기 다운링크의 릴레이 링크 부분에 대해서는 상기 상호 배타적인 주파수 대역들 중 상기 하나의 제2 서브밴드를 채용하고, 상기 다운링크의 액세스 링크 부분에 대해서는 상기 상호 배타적인 주파수 대역들 중 상기 다른 하나의 제2 서브밴드를 채용하는 것을 포함하는, 이동 통신 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 릴레이 노드의 위치 정보를 결정하도록 구성된 위치 결정 메커니즘을 더 포함하고, 상기 위치 결정 메커니즘은 상기 릴레이 노드 및 상기 기지국 중 하나에 포함되는, 이동 통신 시스템.
  7. 주변 영역 및 상기 주변 영역에 의해 둘러싸여 있는 중앙 영역으로 나뉘는 기지국의 셀에서 무선 커버리지를 제공하는 이동 통신 시스템의 릴레이 노드로서,
    상기 기지국과 이동국 간에 신호들을 중계하도록 구성된 송수신기; 및
    상기 기지국과 상기 릴레이 노드 간의 통신 및 상기 릴레이 노드와 상기 이동국 간의 통신에 소정의 무선 리소스가 할당되는 복수의 중계 방식에 상관없이, 상기 이동국의 위치 정보 및 상기 릴레이 노드의 위치 정보에 기초하여 구별되는 상기 복수의 중계 방식 중 하나의 중계 방식으로 상기 릴레이 노드를 동작시키는 제어기
    를 포함하는, 릴레이 노드.
  8. 제7항에 있어서, 상기 복수의 중계 방식은 각각, 상기 이동국으로부터 상기 릴레이 노드로의 액세스 링크 및 상기 릴레이 노드로부터 상기 기지국으로의 릴레이 링크를 제공할 때 이용될 무선 리소스와 시각을 규정하는, 릴레이 노드.
  9. 제8항에 있어서,
    제2 중계 방식 및 제3 중계 방식은 상호 배타적인 주파수 대역들을 이용하고,
    제1 중계 방식은 시분할 다원 접속과 주파수 분할 다원 접속의 조합을 이용하고, 업링크 및 다운링크의 각각은 상호 배타적인 주파수 대역들을 채용하는, 릴레이 노드.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 중계 방식은 주파수 및 시간 조합들의 적어도 하나의 세트를 채용하며,
    상기 조합들은,
    제1 시간 세그먼트 시에는 상기 업링크에 대해 상기 상호 배타적인 주파수 대역들 중 하나를 채용하고, 상기 제1 시간 세그먼트와 중첩하지 않는 제2 시간 세그먼트 시에는 상기 다운링크에 대해 상기 상호 배타적인 주파수 대역들 중 다른 하나를 채용하는 것;
    상기 제1 시간 세그먼트 시에는 상기 업링크에 대해 상기 상호 배타적인 주파수 대역들 중 상기 하나를 채용하고, 상기 제1 시간 세그먼트와 중첩하지 않는 상기 제2 시간 세그먼트 시에는 상기 다운링크에 대해 상기 상호 배타적인 주파수 대역들 중 다른 하나를 채용하는 것; 및
    상기 업링크의 릴레이 링크 부분에 대해서는 상기 상호 배타적인 주파수 대역들 중 상기 하나의 제1 서브밴드를 채용하고, 상기 업링크의 액세스 링크 부분에 대해서는 상기 상호 배타적인 주파수 대역들 중 상기 다른 하나의 제1 서브밴드를 채용하고, 상기 다운링크의 릴레이 링크 부분에 대해서는 상기 상호 배타적인 주파수 대역들 중 상기 하나의 제2 서브밴드를 채용하고, 상기 다운링크의 액세스 링크 부분에 대해서는 상기 상호 배타적인 주파수 대역들 중 상기 다른 하나의 제2 서브밴드를 채용하는 것을 포함하는, 릴레이 노드.
  11. 주변 영역 및 상기 주변 영역에 의해 둘러싸여 있는 중앙 영역으로 나뉘는 셀에서 무선 신호들을 중계하는 방법 -상기 주변 영역의 외연부는 상기 셀의 외연부를 규정함 -으로서,
    상기 중앙 영역에 할당된 무선 리소스들 및 상기 주변 영역에 할당된 무선 리소스들을 이용하여 기지국으로부터 신호들을 송신하는 단계;
    상기 기지국과 이동국 간에 릴레이 노드로 신호들을 중계하는 단계
    를 포함하고,
    상기 중계 단계는,
    상기 기지국과 상기 릴레이 노드 간의 통신 및 상기 릴레이 노드와 상기 이동국 간의 통신에 소정의 무선 리소스가 할당되는 복수의 중계 방식에 상관없이, 상기 이동국의 위치 정보 및 상기 릴레이 노드의 위치 정보에 기초하여 상기 복수의 중계 방식 중 하나의 중계 방식을 제어기로 선택하는 단계
    를 포함하는, 무선 신호 중계 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 복수의 중계 방식은 각각, 상기 이동국으로부터 상기 릴레이 노드로의 액세스 링크 및 상기 릴레이 노드로부터 상기 기지국으로의 릴레이 링크를 제공할 때 이용될 무선 리소스와 시각을 규정하는, 무선 신호 중계 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 복수의 중계 방식은, 상기 릴레이 노드가 상기 중앙 영역에 있고 상기 이동국이 상기 주변 영역에 있는 경우의 제1 중계 방식, 상기 릴레이 노드 및 상기 이동국 모두가 상기 주변 영역에 있는 경우의 제2 중계 방식 및 상기 릴레이 노드 및 상기 이동국 모두가 상기 중앙 영역에 있는 경우의 제3 중계 방식을 포함하고,
    송신기는, 제1 무선 리소스들을 이용하여 상기 중앙 영역을 커버하는 경우, 제2 무선 리소스들을 이용하여 상기 주변 영역을 커버하는 경우보다 저전력으로 송신하는, 무선 신호 중계 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    제2 중계 방식 및 제3 중계 방식은 상호 배타적인 주파수 대역들을 이용하고,
    제1 중계 방식은 시분할 다원 접속과 주파수 분할 다원 접속의 조합을 이용하고, 업링크 및 다운링크의 각각은 상호 배타적인 주파수 대역들을 채용하는, 무선 신호 중계 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제1 중계 방식은 주파수 및 시간 조합들의 적어도 하나의 세트를 채용하며,
    상기 조합들은,
    제1 시간 세그먼트 시에는 상기 업링크에 대해 상기 상호 배타적인 주파수 대역들 중 하나를 채용하고, 상기 제1 시간 세그먼트와 중첩하지 않는 제2 시간 세그먼트 시에는 상기 다운링크에 대해 상기 상호 배타적인 주파수 대역들 중 다른 하나를 채용하는 것;
    상기 제1 시간 세그먼트 시에는 상기 업링크에 대해 상기 상호 배타적인 주파수 대역들 중 상기 하나를 채용하고, 상기 제1 시간 세그먼트와 중첩하지 않는 상기 제2 시간 세그먼트 시에는 상기 다운링크에 대해 상기 상호 배타적인 주파수 대역들 중 다른 하나를 채용하는 것; 및
    상기 업링크의 릴레이 링크 부분에 대해서는 상기 상호 배타적인 주파수 대역들 중 상기 하나의 제1 서브밴드를 채용하고, 상기 업링크의 액세스 링크 부분에 대해서는 상기 상호 배타적인 주파수 대역들 중 상기 다른 하나의 제1 서브밴드를 채용하고, 상기 다운링크의 릴레이 링크 부분에 대해서는 상기 상호 배타적인 주파수 대역들 중 상기 하나의 제2 서브밴드를 채용하고, 상기 다운링크의 액세스 링크 부분에 대해서는 상기 상호 배타적인 주파수 대역들 중 상기 다른 하나의 제2 서브밴드를 채용하는 것을 포함하는, 무선 신호 중계 방법.
  16. 제11항에 있어서, 상기 릴레이 노드의 위치 정보를 결정하는 단계를 더 포함하고, 상기 위치 결정 메커니즘은 상기 릴레이 노드 및 상기 기지국 중 하나에 포함되는, 무선 신호 중계 방법.
  17. 주변 영역 및 상기 주변 영역에 의해 둘러싸여 있는 중앙 영역으로 나뉘는 기지국의 셀에서 무선 커버리지를 제공하는 이동 통신 시스템에서 사용되는 이동 단말기로서,
    릴레이 노드를 거쳐 기지국과 무선 신호들을 교환하도록 구성된 송수신기;
    상기 릴레이 노드에 대해 선택된 중계 방식에 대응하는 스케줄링 정보를 유지하는 비일시적인 컴퓨터 판독가능 매체(non-transitory computer readable medium); 및
    상기 선택된 중계 방식에 기초하여 상기 릴레이 노드와 통신하는 데에 어떤 무선 리소스들을 사용하는지를 변경하도록 구성된 제어기 -상기 중계 방식은, 상기 기지국과 상기 릴레이 노드 간의 통신 및 상기 릴레이 노드와 상기 이동국 간의 통신에 소정의 무선 리소스가 할당되는 복수의 중계 방식에 상관없이, 상기 이동국의 위치 정보 및 상기 릴레이 노드의 위치 정보에 기초하여 선택됨-
    를 포함하는, 이동 단말기.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 제어기는 제1 중계 모드, 제2 중계 모드 또는 제3 중계 모드에서 선택적으로 동작하도록 구성되고,
    상기 제1 중계 모드는 상기 릴레이 노드가 상기 중앙 영역에 있고 상기 이동국이 상기 주변 영역에 있는 경우에 선택되고,
    상기 제2 중계 모드는 상기 릴레이 노드 및 상기 이동국 모두가 상기 주변 영역에 있는 경우에 선택되고,
    상기 제3 중계 모드는 상기 릴레이 노드 및 상기 이동국 모두가 상기 중앙 영역에 있는 경우에 선택되는, 이동 단말기.
  19. 주변 영역 및 상기 주변 영역에 의해 둘러싸여 있는 중앙 영역으로 나뉘는 셀에서 무선 커버리지를 제공하는 이동 통신 시스템의 기지국으로서,
    릴레이 노드를 거쳐 이동국과 신호들을 교환하도록 구성된 송수신기; 및
    상기 기지국과 상기 릴레이 노드 간의 통신 및 상기 릴레이 노드와 상기 이동국 간의 통신에 소정의 무선 리소스가 할당되는 복수의 중계 방식에 상관없이, 상기 이동국의 위치 정보 및 상기 릴레이 노드의 위치 정보에 기초하여 구별가능한 상기 복수의 중계 방식 중에서 하나의 중계 방식을 선택하는 제어기
    를 포함하는, 기지국.
  20. 제19항에 있어서, 상기 복수의 중계 방식은 각각, 상기 이동국으로부터 상기 릴레이 노드로의 액세스 링크 및 상기 릴레이 노드로부터 상기 기지국으로의 릴레이 링크를 제공할 때 이용될 무선 리소스와 시각을 규정하는, 이동국.
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