WO2010093183A2 - 상향링크 신호 및 피드백 정보 전송 방법과 그 방법을 이용하는 중계기 장치 - Google Patents

상향링크 신호 및 피드백 정보 전송 방법과 그 방법을 이용하는 중계기 장치 Download PDF

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WO2010093183A2
WO2010093183A2 PCT/KR2010/000876 KR2010000876W WO2010093183A2 WO 2010093183 A2 WO2010093183 A2 WO 2010093183A2 KR 2010000876 W KR2010000876 W KR 2010000876W WO 2010093183 A2 WO2010093183 A2 WO 2010093183A2
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uplink
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박규진
조한규
권영현
정재훈
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엘지전자 주식회사
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    • H04W84/047—Public Land Mobile systems, e.g. cellular systems using dedicated repeater stations

Definitions

  • the present invention relates to a method for transmitting uplink signals and feedback information.
  • the terminal performs channel measurement through a reference signal (RS) received from the base station, and the result thereof is measured by channel quality index (CQI) and precoding matrix index (CQI). Index) can be fed back to the base station.
  • the base station may perform link adaptation for downlink transmission from the base station to the terminal based on the feedback information. Since the channel state may change significantly in time due to the mobility of the terminal, the terminal may periodically transmit the CQI / PMI to the base station by measuring the channel.
  • the base station can measure the uplink channel state based on a sounding reference signal (SRS: Sounding RS) received from the terminal, and the link adaptation for uplink transmission is performed through the channel state measurement. Can be. To this end, the base station may allocate a sounding reference signal to each terminal periodically.
  • SRS Sounding reference signal
  • a repeater When the channel state between the base station and the terminal is poor, a repeater may be installed between the base station and the terminal to provide the terminal with a better wireless channel state.
  • the repeater is currently widely used as a technique introduced for eliminating the radio shadow area in a wireless communication system. In the past, it has evolved into a more intelligent form, compared to the ability of repeaters to simply amplify and transmit signals.
  • the repeater technology is a technology necessary for reducing the base station expansion cost and the backhaul network maintenance cost in the next generation mobile communication system, while expanding service coverage and improving data throughput. As the repeater technology gradually develops, it is necessary to support the repeater used in the conventional wireless communication system in the new wireless communication system.
  • a link between a base station and a repeater may use a backhaul link, and an link between the base station and a terminal may use an access link.
  • the repeater since it plays a role of relaying data, signals, etc. received from the base station to the terminal, the lower repeater, etc., the repeater may exist in a fixed form without much mobility.
  • the repeater may be said to have little change in channel state over time. That is, the repeater may have a characteristic that the channel state is almost time-invarient for a specific frequency band.
  • the channel measurement report that is, the channel quality information (CQI) / precoding matrix index (Precoding Matrix Index) feedback as in the conventional terminal and base station It may be unnecessary to do it repeatedly with a certain period, which can lead to problems that increase resource overhead and degrade communication performance.
  • CQI channel quality information
  • Precoding Matrix Index precoding Matrix Index
  • the relay delivers the data received from the base station to the terminal in the area and the data received from the terminal belonging to its area to the base station.
  • a subframe capable of transmitting and receiving data and signals of the repeater may be limited. Therefore, there is a need for a method of allocating backhaul subframes capable of communication between a base station and a repeater and a method and research for signaling the same. If the relay does not define the allocation information and signaling for the uplink backhaul subframe, the repeater is a problem that the error occurs in the signal, data when transmitting and receiving data from the base station and the terminal at the same time.
  • An object of the present invention is to provide an uplink signal transmission method of a repeater.
  • Another object of the present invention is to provide a method for transmitting feedback information of a repeater.
  • Another technical problem to be achieved in the present invention is to provide a repeater apparatus for uplink signal transmission.
  • Another object of the present invention is to provide a repeater device for transmitting feedback information.
  • an uplink signal transmission method of a repeater includes: receiving a downlink backhaul subframe including uplink grant (UL grant) information from a base station; And transmitting a signal to a base station through a specific uplink backhaul subframe based on the received uplink grant information, wherein the uplink grant information includes timing indication information.
  • the information may be information corresponding to an interval from a downlink backhaul subframe corresponding to the received uplink grant information to an uplink backhaul subframe in which the repeater can transmit uplink.
  • an uplink signal transmission method of a repeater includes: receiving downlink backhaul subframe pattern information from a base station; And transmitting an uplink signal to a base station through the corresponding uplink backhaul subframe based on the received downlink backhaul subframe pattern information and interval information indicating a degree of an uplink backhaul subframe from the downlink backhaul subframe.
  • the interval information may be a predetermined value or signaled from the base station.
  • a method for transmitting feedback information of a repeater includes: receiving a downlink reference signal from a base station; Measuring a channel state using the received downlink reference signal; And a difference value between the measured channel state value and the reference value, and when the difference value is greater than a preset threshold, the measured channel state value, or the measured channel state value and the last reported channel state value. And transmitting the difference value to the base station as feedback information.
  • a method for transmitting feedback information of a repeater includes: receiving a downlink reference signal from a base station; Measuring a channel state using the received downlink reference signal; And transmitting the measured channel state value or the difference value as feedback information to the base station when the difference between the measured channel state value and the last reported channel state value is equal to or greater than a preset threshold.
  • a repeater apparatus for transmitting an uplink signal, including: receiving means for receiving a downlink backhaul subframe including uplink grant (UL grant) information from a base station; And transmitting means for transmitting a signal to a base station through a specific uplink backhaul subframe based on the received uplink grant information, wherein the uplink grant information includes timing indication information.
  • the indication information may be information corresponding to an interval from a downlink backhaul subframe corresponding to the received uplink grant information to an uplink backhaul subframe in which the repeater can transmit uplink.
  • a repeater apparatus for transmitting feedback information, including: receiving means for receiving a downlink reference signal from a base station; Channel state measuring means for measuring a channel state using the received downlink reference signal; And a difference value between the measured channel state value and the reference value, and when the difference value is greater than a preset threshold, the measured channel state value, or the measured channel state value and the last reported channel state value. And transmission means for transmitting the difference value with the feedback information to the base station.
  • the repeater can efficiently transmit the uplink signal to the base station by timing the uplink backhaul subframe.
  • a terminal collectively refers to a mobile or fixed user terminal device such as a user equipment (UE), a mobile station (MS), an advanced mobile station (AMS), and the like.
  • the base station collectively refers to any node of the network side that communicates with the terminal such as a Node B, an eNode B, a Base Station, and an Access Point (AP).
  • the repeater may be called a relay node (RN), relay station (RS), and the like.
  • a user equipment may receive information from a base station through downlink, and the terminal may also transmit information through uplink.
  • the information transmitted or received by the terminal includes data and various control information, and various physical channels exist according to the type and purpose of the information transmitted or received by the terminal.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating the configuration of a relay backhaul link and a relay access link in a wireless communication system.
  • the relay RN may receive information from a base station through a relay backhaul downlink, and may transmit information to the base station through a relay backhaul uplink.
  • the repeater may transmit information to the terminal through the relay access downlink, and may receive information from the terminal through the relay access uplink.
  • the repeater may perform an initial cell search operation such as synchronization with the base station. To this end, the repeater may receive a synchronization channel from the base station, synchronize with the base station, and obtain information such as a cell ID. Subsequently, the repeater may receive a physical broadcast channel from the base station to obtain broadcast information in a cell. Meanwhile, the repeater may check the channel state of the relay backhaul downlink by receiving a relay backhaul downlink reference signal in an initial cell search step. The repeater receives a physical downlink control channel (R-PDCCH) and a physical downlink control channel (R-PDSCH) according to the physical downlink control channel information. Specific system information can be obtained.
  • R-PDCCH physical downlink control channel
  • R-PDSCH physical downlink control channel
  • the repeater may perform a random access procedure (Random Access Procedure) to the base station.
  • the repeater transmits a feature sequence as a preamble through a physical random access channel (PRACH) and the like, and relays the random access through a relay physical downlink control channel and a corresponding relay physical downlink shared channel.
  • PRACH physical random access channel
  • a response message can be received.
  • contention resolution procedures such as transmission of additional physical random access channels and R-PDCCH / R-PDSCH reception may be performed.
  • the repeater performing the above-described procedure is a general uplink / downlink signal transmission procedure, and then the R-PDCCH / R-PDSCH and the relay-physical uplink shared channel (R-PUSCH) / relay- Relay-Physical Uplink Control Channel (R-PUCCH) transmission may be performed.
  • the control information transmitted from the repeater to the base station through the uplink or received from the repeater by the base station includes a downlink / uplink ACK / NACK signal, a channel quality indicator (CQI), and a precoding matrix index (PMI). Matrix Index (RI), Rank Indicator (RI), etc. may be included.
  • the repeater may transmit control information such as CQI, PMI, RI, and the like through the R-PUSCH / R-PUCCH.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a frame structure in a 3GPP LTE system which is an example of a mobile communication system.
  • one radio frame may include 10 subframes.
  • One subframe may include two slots in the time domain.
  • the time for transmitting one subframe may be defined as a transmission time interval (TTI).
  • TTI transmission time interval
  • one subframe may have a length of 1 ms
  • one slot may have a length of 0.5 ms.
  • One slot may include a plurality of Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) symbols in the time domain.
  • OFDM Orthogonal Frequency Division Multiplexing
  • an OFDMA scheme is used in downlink, and an OFDM symbol may represent one symbol period.
  • An OFDM symbol can be considered as one SC-FDMA symbol or one symbol period.
  • a resource block (RB) may be a resource allocation unit and may include a plurality of subcarriers adjacent to one slot. For example, 10 subframes may be included in one radio frame, 2 slots may be included in one subframe, and 14 OFDM symbols may be included in one slot. However, the number of subframes, the number of slots, and the number of OFDM symbols can be changed to various values.
  • a backhaul transmission and reception between a base station and a repeater may be possible only in a backhaul subframe allocated by allocating a backhaul subframe in a donor eNB.
  • the donor base station may set a pattern for the backhaul subframe at intervals of 10 ms, 40 ms, and the like, and inform the repeater.
  • the base station may allocate a downlink backhaul subframe.
  • the base station may then allocate an uplink backhaul subframe based on the allocated pattern of the downlink backhaul subframe. For example, the base station may allocate a subframe separated by a predetermined number of subframes N from the corresponding downlink backhaul subframe number as an uplink backhaul subframe.
  • N may be fixed implicitly (implicitly) for a given downlink subframe pattern. That is, the N value may be known to the repeater as a preset value. In particular, the N value can be any one of 4, 5 and 6.
  • the base station may allocate a subframe separated by four subframes from the number of the corresponding downlink backhaul subframe as an uplink backhaul subframe.
  • the base station may explicitly signal an uplink backhaul subframe together with a downlink backhaul subframe pattern to the repeater. By this method, the repeater can know about the subframe to which the uplink backhaul subframe is allocated.
  • the base station may set the downlink backhaul subframe pattern at intervals of 10 ms, 40 ms, etc., and the base station is equal to the downlink backhaul subframe pattern period.
  • the uplink backhaul subframe pattern may be configured as a period.
  • the base station can determine the remaining six subframes (index 1, 2, 3, except subframes having subframe indexes of 0, 4, 5, and 9). 6, 7, 8 may be allocated to a downlink backhaul subframe.
  • the downlink backhaul subframe can be allocated by explicitly signaling the six bitmaps to the repeater in the form of a bitmap for the six subframes that can be allocated as the downlink backhaul subframe.
  • the base station may explicitly signal the repeater by setting the uplink backhaul subframe allocation pattern in a 10 ms or 40 ms period in the same manner as the downlink backhaul subframe allocation scheme for uplink backhaul subframe allocation.
  • the base station signals the uplink backhaul subframe pattern to the repeater in a bitmap format using 10 bitmaps or 40 bitmaps according to the 10ms or 40ms pattern period. That is, when the base station allocates the uplink backhaul subframe pattern in 10 ms periods, the base station explicitly assigns the uplink backhaul subframe allocation pattern to the repeater as 10 bitmaps for 10 subframes up to subframe indexes 0 to 9. Can signal By this method, the repeater can know about the subframe to which the uplink backhaul subframe is allocated.
  • the base station may allocate an uplink backhaul subframe in a grant-based manner.
  • the base station may signal an uplink backhaul subframe to a repeater through an uplink grant of a downlink backhaul subframe.
  • the downlink backhaul subframe including the UL grant may include resource allocation information for the uplink backhaul subframe indicated by the corresponding UL grant.
  • the UL grant field may include information on a timing indication
  • the base station may transmit a UL grant including timing indication information to the repeater.
  • the timing indication information may be located in the UL grant field and may indicate a position to which an uplink backhaul subframe is allocated. That is, the timing indication information indicates that an uplink backhaul subframe is allocated to a subframe spaced by a predetermined number of subframes N from downlink backhaul subframes including the corresponding UL grant.
  • N is a value in consideration of the processing time in the repeater, the ACK / NACK feedback timing for the downlink backhaul transmission.
  • the base station may determine the number of bits for signaling the N value to the repeater.
  • the N value is not fixed and may change dynamically. For example, if N is a natural number of 4 ⁇ N ⁇ 6, the base station may signal N to the repeater using 2 bits. By this method, the repeater can know about the subframe to which the uplink backhaul subframe is allocated.
  • the base station downlinks the downlink subframe (subframe index 1) once every 10 ms radio frame for a specific relay through explicit signaling for the downlink backhaul subframe allocation. It may be allocated to a link backhaul subframe.
  • the downlink backhaul subframe 1 The timing indication information may be included to refer to an uplink backhaul subframe to which UL grant information transmitted through (subframe index 1) is applied.
  • the corresponding timing indication information N value may indicate an interval (difference in index) between a downlink subframe index downlinked by a UL grant and an uplink subframe index where uplink transmission occurs, or a reference value (eg, a predefined value) For example, it may be defined as an interval added in 4) which is a basic difference value of UL grant and uplink transmission in the LTE system.
  • a reference value eg, a predefined value
  • an uplink subframe after 4 subframes which is a reference value, based on a time point when the UL grant is transmitted through the downlink backhaul subframe.
  • a sequential reference value may be indicated for subframes allocated as a backhaul subframe among frames. That is, in the above example, the 5th uplink backhaul subframe may be referred to as the 1st, 6th uplink backhaul subframe, and the 2nd and 8th uplink backhaul subframe may be referred to as the 3rd uplink backhaul subframe, and timing
  • the indication information N may refer to this.
  • a repeater feeds back information on a channel state to a base station based on a reference signal received through a downlink backhaul subframe from the base station.
  • the repeater may perform initial channel measurement for the downlink backhaul through the downlink reference signal of the base station in the initial configuration process.
  • the repeater may transmit the channel measured result to the base station through higher layer signaling in the form of CQI / PMI.
  • the report of the channel measurement result of such a repeater may be periodic or aperiodic. First, a description will be given of how a repeater reports channel measurement results to a periodic base station.
  • the reference value may be set in advance for the feedback information, for example, the CQI.
  • the initial CQI value at the time of initial setting of the repeater may be set as the reference value.
  • the CQI reporting period is divided into long-term and short-term so that the repeater can actually use the short-term period to update the differential value with respect to the preset reference value and the long-term period to update the reference value.
  • the CQI value may be reported to the base station.
  • the repeater may periodically feed back a difference value for the reference value, and if the difference value for the reference value exceeds a predetermined threshold, only the actual CQI value for updating the reference value may be reported to the base station. .
  • the repeater may feed back the difference value for the last reported CQI value to the base station.
  • the repeater may transmit CQI feedback to the base station through the data channel, and the base station may feed back the ACK / NACK to the repeater.
  • the repeater can feed back the CQI to the base station only if the channel measurement result differs by more than a certain threshold from the most recent feedback CQI value.
  • Each repeater may perform channel measurement using a reference signal such as CRS / DRS of a downlink backhaul subframe.
  • the repeater may omit the CQI feedback to the base station.
  • the repeater may transmit the updated CQI value to the base station in the form of a message.
  • the updated CQI value may be an actual measurement value or a difference value from an existing CQI value.
  • the base station receiving the updated CQI value from the repeater may perform a link adaptation procedure to the repeater based on the updated CQI value until receiving the newly updated CQI value later.
  • the threshold for updating the CQI value is a threshold for notifying the repeater of a newly updated threshold value in response to each time the base station receives the updated CQI value or as a response to the initial CQI report through the initial setting of the repeater. You can tell the value and continue to use it, or you can notify the relay of the updated threshold only when an update is needed.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a frame structure used by a base station and a repeater for downlink transmission.
  • the donor base station may transmit control information to the repeater and the terminal through a physical downlink control channel (PDCCH) 310.
  • the base station may semi-statically allocate a physical resource block (PRB) for transmitting an R-PDCCH, which is a downlink physical control channel for a repeater, in a physical downlink shared channel (PDSCH).
  • PRB physical resource block
  • the repeater may receive the R-PDCCH through a blind search for the corresponding relay zone.
  • the R-PDCCH is a type of control channel for transmitting various control information from the base station to the repeater.
  • the repeater can be of two types when feeding back channel measurement results to the base station.
  • the repeater may feed back the CQI / PMI for the entire downlink band in the same way as the existing wideband CQI / PMI feedback.
  • the repeater feeds back CQI / PMI for the frequency band occupied by semi-statically allocated PRBs for the R-PDCCH transmission, i.e., the band occupied by the relay zone 320. can do.
  • the base station can independently set the feedback timing and period for the two types. For example, the base station may alternately set a CQI feedback period of a first type and a CQI feedback period of a second type.
  • the repeater adds a 1-bit type indicator field to the repeater when transmitting the first type CQI feedback or the second type CQI feedback, thereby transmitting the first type CQI feedback or the second type CQI feedback.
  • the base station can distinguish whether the feedback is transmitted.
  • the repeater may report CQI on a subband basis.
  • the corresponding subband size may be determined in consideration of the bandwidth of the relay zone 320 as well as the overall bandwidth.
  • the subband size may be set to be a divisor of the relay zone bandwidth.
  • the repeater feeds back the CQI / PMI to the base station for the remaining band except for the zone (i.e., resources occupied by the PRB allocated for R-PDCCH transmission) of the second type of CQI feedback in the entire downlink band. can do.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a frame structure used by a base station in a wireless communication system using a repeater.
  • each repeater may transmit uplink control information to a base station using a channel for transmitting uplink backhaul data and an embedded control channel 410 present in an embedded form. That is, a relay specific uplink control channel may be allocated.
  • Each repeater may transmit uplink backhaul data to a base station through repeater-specific data channels 420, 430, 440, 450, and 460.
  • the repeater may transmit an uplink ACK / NACK and a scheduling request (SR) to the base station through the repeater control channel for downlink backhaul transmission from the base station.
  • the repeater can transmit using the data channel for CQI / PMI / RI feedback.
  • the base station may feed back the ACK / NACK to the repeater through the PHICH (Physical HARQ Indicator CHannel).
  • the uplink control channel for the uplink ACK / NACK and the scheduling request of the repeater may be in the form of a common control channel (common control channel) of each repeater and may be allocated in the data channel and the frequency division multiplexing (FDM) scheme. Can be.
  • the control channel of each repeater may have a different modulation and coding scheme (MCS) than the data channel.
  • MCS modulation and coding scheme
  • the repeater may transmit one ACK / NACK for the entire downlink backhaul traffic through the repeater control channel, or when the repeater transmits data individually for each terminal, the repeater may include a plurality of repeaters.
  • ACK / NACK (ACK / NACK bundling) may be transmitted to the base station.
  • the repeater may transmit an uplink ACK / NACK to a base station using a sounding reference signal (SRS) for downlink transmission.
  • SRS sounding reference signal
  • two sounding reference signal sequences may be allocated to each repeater.
  • the repeater may perform ACK or ACK, respectively, of two sequences allocated through the sounding reference signal region of the uplink backhaul subframe that matches the downlink backhaul subframe. A sequence corresponding to NACK may be selected and transmitted to the base station.
  • FIG. 5 is a view showing the configuration of a preferred embodiment of a repeater device according to the present invention.
  • the repeater apparatus may include a receiving means 510, a channel state measuring means 520, a transmitting means 530, and a memory 540.
  • the receiving unit 510 may receive various control information and data from the base station and a signal, data, and the like from the terminal.
  • the receiving means 510 may receive a downlink backhaul subframe including uplink grant (UL grant) information from the base station.
  • the transmitting means 530 may transmit an uplink signal through the corresponding uplink backhaul subframe based on downlink backhaul subframe, uplink backhaul subframe configuration information, etc. received by the receiving means 510.
  • the channel state measuring unit 530 may measure the channel state using the downlink reference signal of the base station received by the receiving unit 510.
  • the transmitting means 530 may combine or generate the measured channel state values in various forms and transmit them to the base station. For example, the transmitting means 530 transmits the difference value between the measured channel state value and the reference value to the base station, or, if the difference value is greater than a preset threshold, transmits the measured channel state value to the base station or Alternatively, the difference between the measured channel state value and the last reported channel state value may be transmitted to the base station.
  • the memory 540 may store information processed by the repeater device for a predetermined time, and may be replaced with another component such as a buffer (not shown).
  • the uplink signal transmission method and the feedback information transmission method of the repeater according to the present invention can be applied in various wireless communication systems such as 3GPP LTE system.

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Abstract

중계기의 상향링크 신호 및 피드백 정보 전송 방법과 그 방법을 이용하는 중계기 장치가 개시된다. 중계기는 기지국으로부터 하향링크 백홀 서브프레임 및 상향링크 백홀 서브프레임을 구성하는 정보를 수신할 수 있다. 수신한 상향링크 백홀 서브프레임 구성정보에 기초하여 해당 상향링크 백홀 서브프레임을 통해 상향링크 신호르 전송할 수 있다. 또한 기지국으로부터 하향링크 참조신호를 수신하여 채널 상태를 측정하고, 측정된 채널 상태값을 다양한 형태의 값의 형태로 또한 다양한 시점과 주기로 기지국에 전송해 줄 수 있다.

Description

상향링크 신호 및 피드백 정보 전송 방법과 그 방법을 이용하는 중계기 장치
본 발명은 상향링크 신호 및 피드백 정보 전송 방법에 관한 것이다.
기존의 기지국 및 단말 간의 링크에서는 단말의 이동성으로 인하여 채널 변화가 심하다. 따라서, 하향링크의 경우 단말은 기지국으로부터 수신한 참조신호(RS: Reference Signal)를 통해 채널 측정을 수행하고, 이에 대한 결과를 채널품질정보(CQI: Channel Quality Index), 프리코딩 행렬 인덱스(Precoding Matrix Index) 등의 형태로 기지국에 피드백해 줄 수 있다. 그러면 기지국은 피드백 정보에 기초하여 기지국에서 단말로의 하향링크 전송에 대한 링크 적응(link adaptation)을 수행할 수 있다. 단말의 이동성으로 인해 채널 상태가 시간에 심하게 변할 수 있기 때문에, 단말은 주기적으로 채널 측정을 하여 CQI/PMI 등을 기지국으로 전송할 수 있다.
상향링크의 경우에는, 기지국이 단말로부터 수신한 사운딩 참조신호(SRS: Sounding RS)에 기초하여 상향링크 채널 상태를 측정할 수 있고, 이러한 채널 상태 측정을 통해 상향링크 전송에 대한 링크 적응이 수행될 수 있다. 이를 위해 기지국은 각각의 단말들에게 주기적으로 사운딩 참조신호를 할당해 줄 수 있다.
기지국과 단말 간의 채널 상태가 열악한 경우에는 기지국 및 단말 간에 중계기를 설치하여 채널 상태가 보다 우수한 무선 채널을 단말에게 제공할 수 있다. 또한, 기지국으로부터 채널 상태가 열악한 셀 경계 지역에서 중계기를 도입하여 사용함으로써 보다 고속의 데이터 채널을 제공할 수 있고, 셀 서비스 영역을 확장시킬 수 있다. 이와 같이, 중계기는 무선 통신 시스템에서 전파 음영 지역 해소를 위해 도입된 기술로서 현재 널리 사용되고 있다. 과거의 방식이 단순히 신호를 증폭해서 전송하는 리피터(Repeater)의 기능에 국한된 것에 비해 최근에는 보다 지능화된 형태로 발전하고 있다. 더 나아가 중계기 기술은 차세대 이동통신 시스템에서 기지국 증설 비용과 백홀망의 유지 비용을 줄이는 동시에, 서비스 커버리지 확대와 데이터 처리율 향상을 위해 반드시 필요한 기술에 해당한다. 중계기 기술이 점차 발전함에 따라, 종래의 무선 통신 시스템에서 이용하는 중계기를 새로운 무선 통신 시스템에서 지원할 필요가 있다.
LTE-A 시스템에서 기지국 및 중계기 간의 링크는 백홀 링크(backhaul link)를 이용할 수 있고, 기지국 및 단말 간 링크를는 액세스 링크(access link)를 이용할 수 있다. 중계기의 경우에는 기지국으로부터 수신한 데이터, 신호 등을 단말, 하위 중계기 등으로 중계해 주는 역할을 하기 때문에 이동성이 별로 없는 고정된 형태로 존재할 수 있다. 고정된 형태로 존재하는 중계기 배치 시나리오를 고려하는 경우, 중계기는 시간 경과에 따른 채널 상태의 변화가 거의 없다고 할 수 있다. 즉, 중계기는 특정 주파수 대역에 대해 채널 상태가 거의 시불변(time-invarient)인 특성을 가질 수 있다.
특정 주파수 대역에서 채널 상태가 시간에 따라 많이 변하지 않는 중계기는 채널 측정 보고, 즉 채널품질정보(CQI: Channel Quality Index)/프리코딩 행렬 인덱스(Precoding Matrix Index) 피드백을 기존의 단말 및 기지국에서와 같이 일정한 주기를 가지고 반복적으로 해주는 것이 불필요할 수 있으며, 이는 자원 오버헤드를 증가시키고 통신 성능을 저하시키는 문제를 초래할 수 있다. 그러나 아직까지 중계기가 기지국에 대해 채널 상태를 피드백하는 방법에 대해 구체적으로 연구된 바가 없다.
중계기는 기지국으로부터 수신한 데이터를 영역 내의 단말에게 전달하고 자신의 영역에 속한 단말로부터 수신한 데이터를 기지국에 전달하는 역할을 수행한다. 그러나 중계기는 단말들에게 데이터를 전송해 주는 동시에 기지국으로부터 데이터, 신호 등을 동시에 수신하는 것은 바람직하지 않기 때문에 중계기의 데이터, 신호의 송수신이 가능한 서브프레임은 제한될 수 있다. 따라서 기지국 및 중계기 간에 통신이 가능한 백홀 서브프레임들의 할당 방법 및 이를 시그널링하기 위한 방법 및 연구가 필요하다. 중계기에 상향링크 백홀 서브프레임에 대한 할당 정보 및 이에 대한 시그널링을 정의하지 않으면, 중계기는 기지국 및 단말로부터 동시에 데이터를 송수신하게 되면 신호, 데이터에 오류가 발생하는 문제가 발생하게 된다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제는 중계기의 상향링크 신호 전송 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명에서 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 중계기의 피드백 정보 전송 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명에서 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는 상향링크 신호 전송을 위한 중계기 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명에서 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는 피드백 정보를 전송하기 위한 중계기 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 상기 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명에 따른 중계기의 상향링크 신호 전송 방법은, 기지국으로부터 상향링크 승인(UL grant) 정보를 포함하는 하향링크 백홀 서브프레임을 수신하는 단계; 및 상기 수신한 상향링크 승인 정보에 기초하여 특정 상향링크 백홀 서브프레임을 통해 기지국으로 신호를 전송하는 단계를 포함하되, 상기 상향링크 승인 정보는 타이밍 지시(timing indication) 정보를 포함하며, 상기 타이밍 지시 정보는 상기 수신한 상향링크 승인 정보에 해당하는 하향링크 백홀 서브프레임으로부터 상기 중계기가 상향링크 전송가능한 상향링크 백홀 서브프레임까지의 간격에 해당하는 정보일 수 있다.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명에 따른 중계기의 상향링크 신호 전송 방법은, 기지국으로부터 하향링크 백홀 서브프레임 패턴 정보를 수신하는 단계; 및 상기 수신한 하향링크 백홀 서브프레임 패턴 정보와 상기 하향링크 백홀 서브프레임으로부터 상향링크 백홀 서브프레임이 떨어진 정도를 나타내는 간격 정보에 기초하여 해당 상향링크 백홀 서브프레임을 통해 기지국으로 상향링크 신호를 전송하는 단계를 포함하되, 상기 하향링크 백홀 서브프레임 패턴 정보는 하향링크 백홀 서브프레임의 인덱스 정보를 포함하며, 상기 간격 정보는 사전에 설정된 값거나 또는 상기 기지국으로부터 시그널링 받은 것일 수 있다.
상기의 다른 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명에 따른 중계기의 피드백 정보 전송 방법은, 기지국으로부터 하향링크 참조신호를 수신하는 단계; 상기 수신한 하향링크 참조신호를 이용하여 채널 상태를 측정하는 단계; 및 상기 측정된 채널 상태값과 기준값과의 차이값을, 상기 차이값이 사전에 설정된 임계치보다 큰 경우에는 상기 측정된 채널 상태값을, 또는 상기 측정된 채널 상태값과 마지막으로 보고한 채널 상태값과의 차이값을 피드백 정보로 상기 기지국에 전송하는 단계를 가진다.
상기의 다른 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명에 따른 중계기의 피드백 정보 전송 방법은, 기지국으로부터 하향링크 참조신호를 수신하는 단계; 상기 수신한 하향링크 참조신호를 이용하여 채널 상태를 측정하는 단계; 및 상기 측정된 채널 상태값과 마지막으로 보고한 채널 상태값과의 차이값이 사전에 설정된 임계치 이상이면 상기 측정된 채널 상태값 또는 상기 차이값을 피드백 정보로 상기 기지국에 전송하는 단계를 가진다.
상기의 또 다른 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명에 따른 상향링크 신호를 전송하는 중계기 장치는, 기지국으로부터 상향링크 승인(UL grant) 정보를 포함하는 하향링크 백홀 서브프레임을 수신하는 수신 수단; 및 상기 수신한 상향링크 승인 정보에 기초하여 특정 상향링크 백홀 서브프레임을 통해 기지국으로 신호를 전송하는 전송 수단을 구비하며, 상기 상향링크 승인 정보는 타이밍 지시(timing indication) 정보를 포함하며, 상기 타이밍 지시 정보는 상기 수신한 상향링크 승인 정보에 해당하는 하향링크 백홀 서브프레임으로부터 상기 중계기가 상향링크 전송가능한 상향링크 백홀 서브프레임까지의 간격에 해당하는 정보일 수 있다.
상기의 또 다른 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명에 따른 피드백 정보를 전송하는 중계기 장치는, 기지국으로부터 하향링크 참조신호를 수신하는 수신 수단; 상기 수신한 하향링크 참조신호를 이용하여 채널 상태를 측정하는 채널 상태 측정수단; 및 상기 측정된 채널 상태값과 기준값과의 차이값을, 상기 차이값이 사전에 설정된 임계치보다 큰 경우에는 상기 측정된 채널 상태값을, 또는 상기 측정된 채널 상태값과 마지막으로 보고한 채널 상태값과의 차이값을 피드백 정보로 상기 기지국에 전송하는 전송 수단을 구비할 수 있다.
본 발명에 따른 중계기의 상향링크 신호 전송 방법에 의하면, 중계기는 상향링크 백홀 서브프레임에 대한 타이밍을 맞추어 효율적으로 기지국에 상향링크 신호를 전송할 수 있다.
본 발명에 따른 중계기의 피드백 정보 전송 방법에 따라, 빈번한 피드백에 따른 자원 오버헤드를 상당히 감소시킬 수 있으며, 중계기의 통신 성능을 향상시킬 수 있다.
본 발명에서 얻은 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에서 얻은 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다. 이하의 상세한 설명은 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해서 구체적 세부사항을 포함한다. 그러나, 당업자는 본 발명이 이러한 구체적 세부사항 없이도 실시될 수 있음을 안다. 예를 들어, 이하의 상세한 설명은 이동통신 시스템이 3GPP LTE(3rd Generation Partnership Project Long Term Evolution) 시스템인 경우를 가정하여 구체적으로 설명하나, 3GPP LTE의 특유한 사항을 제외하고는 다른 임의의 이동통신 시스템에도 적용 가능하다.
몇몇 경우, 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시될 수 있다. 또한, 본 명세서 전체에서 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하여 설명한다.
아울러, 이하의 설명에 있어서 단말은 UE(User Equipment), MS(Mobile Station), AMS(Advanced Mobile Station) 등 이동 또는 고정형의 사용자단 기기를 통칭하는 것을 가정한다. 또한, 기지국은 Node B, eNode B, Base Station, AP(Access Point) 등 단말과 통신하는 네트워크 단의 임의의 노드를 통칭하는 것을 가정한다. 또한, 중계기는 relay node (RN), relay station (RS) 등의 명칭으로 호칭될 수 있다.
이동 통신 시스템에서 단말(User Equipment)은 기지국으로부터 하향링크(Downlink)를 통해 정보를 수신할 수 있으며, 단말은 또한 상향링크(Uplink)를 통해 정보를 전송할 수 있다. 단말이 전송 또는 수신하는 정보로는 데이터 및 다양한 제어 정보가 있으며, 단말이 전송 또는 수신하는 정보의 종류 용도에 따라 다양한 물리 채널이 존재한다.
도 1은 무선 통신 시스템에서 릴레이 백홀 링크 및 릴레이 액세스 링크의 구성을 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 중계기(RN)는 릴레이 백홀 하향링크(relay backhaul downlink)를 통해 기지국으로부터 정보를 수신할 수 있고, 릴레이 백홀 상향링크를 통해 기지국으로 정보를 전송할 수 있다. 또한, 중계기는 릴레이 액세스 하향링크를 통해 단말로 정보를 전송할 수 있고, 릴레이 액세스 상향링크를 통해 단말로부터 정보를 수신할 수 있다.
중계기는 기지국과 동기를 맞추는 등의 초기 셀 탐색(Initial cell search) 작업을 수행할 수 있다. 이를 위해 중계기는 기지국으로부터 동기 채널을 수신하여 기지국과 동기를 맞추고, 셀 ID 등의 정보를 획득할 수 있다. 그 후, 중계기는 기지국으로부터 물리 방송 채널(Physical Broadcast Channel)를 수신하여 셀 내 방송 정보를 획득할 수 있다. 한편, 중계기는 초기 셀 탐색 단계에서 릴레이 백홀 하향링크 참조신호(Downlink Reference Signal)를 수신하여 릴레이 백홀 하향링크의 채널 상태를 확인할 수 있다. 중계기는 물리 하향링크 제어 채널(R-PDCCH: Relay-Physical Downlink Control Channel) 및 상기 물리 하향링크 제어 채널 정보에 따른 물리 하향링크 공유 채널(R-PDSCH: Relay-Physical Downlink Control Channel)을 수신하여 좀더 구체적인 시스템 정보를 획득할 수 있다.
한편, 기지국에 최초로 접속하거나 신호 전송을 위한 무선 자원이 없는 경우 중계기는 기지국에 임의 접속 과정(Random Access Procedure)을 수행할 수 있다. 이를 위해 중계기는 물리 임의접속 채널(PRACH: Physical Random Access Channel) 등을 통해 특징 시퀀스를 프리앰블로서 전송하고, 릴레이 물리 하향링크 제어 채널 및 이에 대응하는 릴레이 물리 하향링크 공유 채널을 통해 상기 임의접속에 대한 응답 메시지를 수신할 수 있다. 핸드오버(Handover)의 경우를 제외한 경쟁 기반 임의접속의 경우 그 후 추가적인 물리 임의접속 채널의 전송 및 R-PDCCH/R-PDSCH 수신과 같은 충돌해결절차(Contention Resolution Procedure)를 수행할 수 있다.
상술한 바와 같은 절차를 수행한 중계기는 이후 일반적인 상/하향링크 신호 전송 절차로서 R-PDCCH/R-PDSCH 및 릴레이-물리 상향링크 공유 채널(R-PUSCH: Relay-Physical Uplink Shared Channel)/릴레이-물리 상향링크 제어 채널(R-PUCCH: Relay-Physical Uplink Control Channel) 전송을 수행할 수 있다. 이때 중계기가 상향링크를 통해 기지국에 전송하는 또는 기지국이 중계기로부터 수신하는 제어 정보에는 하향링크/상향링크 ACK/NACK 신호, 채널품질정보(CQI: Channel Quality Indicator), 프리코딩 행렬 인덱스(PMI: Precoding Matrix Index), 랭크 지시자(RI: Rank Indicator) 등이 포함될 수 있다. 3GPP LTE(3rd Generation Partnership Project Long Term Evolution) 시스템의 경우, 중계기는 상술한 CQI, PMI, RI 등의 제어 정보를 R-PUSCH/R-PUCCH을 통해 전송할 수 있다.
도 2는 이동통신 시스템의 일례인 3GPP LTE 시스템에서의 프레임 구조를 간략히 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 하나의 무선 프레임은 10개의 서브프레임을 포함할 수 있다. 그리고 하나의 서브프레임은 시간 영역에서 2개의 슬롯을 포함할 수 있다. 하나의 서브프레임을 전송하기 위한 시간은 전송시간간격(TTI: Transmission Time Interval)으로 정의할 수 있다. 예를 들어, 하나의 서브프레임은 1ms 길이를 가지며, 하나의 슬롯은 0.5ms 길이를 가질 수 있다. 하나의 슬롯은 시간 영역에서 복수의 직교 주파수 분할 다중화(OFDM: Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 심볼을 포함할 수 있다.
3GPP LTE 시스템에서는 하향링크에서는 OFDMA 방식을 이용하고, OFDM 심볼은 한 심볼 주기를 나타낼 수 있다. OFDM 심볼은 한 SC-FDMA 심볼 또는 한 심볼 주기로서 간주될 수 있다. 자원 블록(RB: Resource Block)은 자원 할당 단위로서 하나의 슬롯에 인접한 복수 개의 부반송파를 포함할 수 있다. 예를 들어, 하나의 무선 프레임 내에 포함된 서브프레임은 10개, 하나의 서브프레임에 포함된 슬롯은 2개, 하나의 슬롯에 포함된 OFDM 심볼의 개수는 14개일 수 있다. 그러나, 서브프레임 개수, 슬롯의 개수, OFDM 심볼의 개수는 다양한 값으로 변경될 수 있다.
이하에서 기지국이 중계기로부터 신호, 데이터, 정보 등을 수신할 상향링크 백홀 서브프레임들을 구성하는 다양한 방법들에 살펴본다.
도너 기지국(donor eNB)에서 백홀 서브프레임을 할당하여 할당된 백홀 서브프레임(backhaul subframe)에서만 기지국과 중계기 간의 백홀 송수신이 가능할 수 있다. 도너 기지국은 백홀 서브프레임에 대한 패턴을 10ms, 40ms 등을 주기로 하여 설정하고, 이를 중계기에 알려줄 수 있다.
본 발명에 따른 기지국이 상향링크 백홀 서브프레임을 구성하는 일 양태로서, 기지국은 하향링크 백홀 서브프레임을 할당할 수 있다. 그러면 기지국은 할당한 하향링크 백홀 서브프레임의 패턴에 기반하여 상향링크 백홀 서브프레임을 할당할 수 있다. 예를 들어, 기지국은 해당 하향링크 백홀 서브프레임 번호로부터 소정 서브프레임 개수(N)만큼 떨어진 서브프레임을 상향링크 백홀 서브프레임으로 할당할 수 있다. 여기서 N은 주어진 하향링크 서브프레임 패턴에 대해 암시적(함축적)으로(implicitly) 고정될 수 있다. 즉, N값은 사전에 설정된 값으로 중계기가 알고 있을 수 있다. 특히 N 값은 4, 5 및 6 중 어느 하나일 수 있다. 예를 들어, N=4라고 가정하면, 기지국은 해당 하향링크 백홀 서브프레임의 번호로부터 4개의 서브프레임만큼 떨어진 서브프레임을 상향링크 백홀 서브프레임으로 할당할 수 있다. 또는 기지국은 중계기로 하향링크 백홀 서브프레임 패턴과 함께 명시적으로 상향링크 백홀 서브프레임을 시그널링 해 줄 수 있다. 이러한 방법에 의해 중계기는 상향링크 백홀 서브프레임이 할당된 서브프레임에 대해 알 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 기지국이 상향링크 백홀 서브프레임을 구성하는 일 양태로서, 기지국은 하향링크 백홀 서브프레임 패턴을 10ms, 40ms 등을 주기로 설정할 수 있으며, 기지국은 하향링크 백홀 서브프레임 패턴 주기와 동일한 주기로 상향링크 백홀 서브프레임 패턴을 설정할 수 있다.
예를 들어, 기지국이 하향링크 백홀 서브프레임 패턴을 10ms 주기로 할당하는 경우, 기지국은 서브프레임 인덱스가 0, 4, 5, 9인 서브프레임들을 제외한 나머지 6개의 서브프레임(인덱스 1, 2, 3, 6, 7, 8)을 하향링크 백홀 서브프레임으로 할당할 수 있다. 이때 하향링크 백홀 서브프레임으로 할당할 수 있는 6개의 서브프레임들에 대해 비트맵 형식으로 6개의 비트맵을 중계기에 명시적으로 시그널링해줌으로써 하향링크 백홀 서브프레임을 할당할 수 있다.
또한 기지국은 상향링크 백홀 서브프레임 할당을 위해서도 하향링크 백홀 서브프레임 할당 방식과 동일하게 상향링크 백홀 서브프레임 할당 패턴을 10ms 혹은 40ms 주기로 설정해 중계기에 명시적으로 시그널링 해줄 수 있다. 이 경우, 기지국은 상향링크 백홀 서브프레임 패턴을 상기 10ms, 혹은 40ms 패턴 주기에 따라 10개의 비트맵 혹은 40개의 비트맵을 사용해 비트맵 형식으로 중계기에 시그널링 해준다. 즉, 기지국이 상향링크 백홀 서브프레임 패턴을 10ms 주기로 할당하는 경우, 기지국은 서브프레임 인덱스 0~9까지 10개의 서브프레임에 대해 상향링크 백홀 서브프레임 할당 패턴을 10개의 비트맵으로 중계기에 명시적으로 시그널링 해줄 수 있다. 이러한 방법에 의해 중계기는 상향링크 백홀 서브프레임이 할당된 서브프레임에 대해 알 수 있다.
기지국은 그랜트(grant) 기반 방식으로 상향링크 백홀 서브프레임을 할당할 수 있다.
본 발명에 따른 기지국이 상향링크 백홀 서브프레임을 구성하는 일 양태로서, 기지국은 하향링크 백홀 서브프레임의 상향링크 그랜트(UL grant)를 통해 상향링크 백홀 서브프레임을 중계기로 시그널링해 줄 수 있다. UL grant를 포함하는 하향링크 백홀 서브프레임은 해당 UL grant가 지시하는 상향링크 백홀 서브프레임에 대한 자원 할당 정보를 포함할 수 있다.
또한, UL grant 필드에는 타이밍 지시(timing indication)에 대한 정보를 포함될 수 있고, 기지국은 타이밍 지시 정보를 포함하는 UL grant를 중계기로 전송할 수 있다. 여기서 타이밍 지시 정보는 UL grant 필드 내에 위치하며 상향링크 백홀 서브프레임이 할당된 위치를 알려줄 수 있다. 즉, 타이밍 지시 정보는 해당 UL grant를 포함하고 있는 하향링크 백홀 서브프레임들로부터 소정 서브프레임 개수(N)만큼 떨어진 서브프레임에 상향링크 백홀 서브프레임이 할당됨을 알려준다. 여기서 N은 중계기에서의 프로세싱 시간, 하향링크 백홀 전송에 대한 ACK/NACK 피드백 타이밍 등을 고려한 값이다. N값의 제한에 따라, 기지국은 중계기로 N값을 시그널링하기 위한 비트 수를 결정할 수 있다. 여기서 N값은 고정된 값은 아니며 동적으로 변할 수 있다. 예를 들어, N은 4≤N≤6인 자연수라고 하면, 기지국은 2 비트를 사용하여 중계기에 N값을 시그널링해 줄 수 있다. 이러한 방법에 의해 중계기는 상향링크 백홀 서브프레임이 할당된 서브프레임에 대해 알 수 있다.
상기의 UL grant 정보에 타이밍 지시 정보를 포함하는 방안의 또 다른 적용 방안을 설명한다. 기지국이 상기 비트맵 방식의 명시적 시그널링을 통해 상향링크 백홀 서브프레임 설정하는 경우, 설정된 상향링크 백홀 서브프레임들 중에서 해당 UL grant 필드를 통해 상향링크 전송을 위한 자원 할당(resource allocation)이 이루어지는 상향링크 백홀 서브프레임을 지칭하는 방안으로 적용될 수 있다.
예를 들어, 기지국이 특정 중계기를 위해 10ms의 무선 프레임(radio frame)을 주기로 매 1번 하향링크 서브프레임(서브프레임 인덱스 1)을 상기의 하향링크 백홀 서브프레임 할당을 위한 명시적인 시그널링을 통해 하향링크 백홀 서브프레임으로 할당할 수 있다. 그리고, 이와 독립적으로 매 5번, 6번, 8번 상향링크 서브프레임(서브프레임 인덱스 5,6,8)을 상향링크 백홀 서브프레임으로 명시적인 시그널링을 통해 할당하는 경우, 하향링크 백홀 서브프레임 1(서브프레임 인덱스 1)을 통해 전송되는 UL grant 정보가 적용되는 상향링크 백홀 서브프레임을 지칭하기 위해 상기의 타이밍 지시 정보를 포함할 수 있다.
즉, 상기의 타이밍 지시 정보에서 N이 4를 가리키는 경우(N=4), 해당 UL grant는 인덱스가 5인 상향링크 서브프레임을 상향링크 백홀 서브프레임으로 할당함을 나타내며, N=7인 경우, 인덱스 8인 상향링크 서브프레임을 상향링크 백홀 서브프레임으로 할당하는 것을 나타낼 수 있다.
또한, 해당 타이밍 지시 정보 N값은 UL grant가 내려가는 하향링크 서브프레임 인덱스와 이에 따른 상향링크 전송이 일어나는 상향링크 서브프레임 인덱스의 간격(인덱스의 차이)를 나타낼 수 있고, 혹은 이미 정의된 기준값(예를 들어, LTE 시스템에서 UL grant와 상향링크 전송의 기본 차이값인 4)에서 추가된 간격으로 정의할 수 있다. 혹은 상기의 명시적 시그널링을 통한 상향링크 백홀 서브프레임 할당이 이루어질 경우의 예에서 알 수 있듯이, UL grant가 하향링크 백홀 서브프레임을 통해 전송되는 시점을 기준으로 기준값인 4 서브프레임 이후의 상향링크 서브프레임 중 백홀 서브프레임으로 할당된 서브프레임들에 대한 순차적인 지칭값을 나타낼 수 있다. 즉, 상기의 예에서 5번 상향링크 백홀 서브프레임이 1번째, 6번 상향링크 백홀 서브프레임이 2번째, 8번 상향링크 백홀 서브프레임이 3번째 상향링크 백홀 서브프레임으로 지칭될 수 있으며, 타이밍 지시 정보 N은 이를 지칭하도록 할 수 있다.
이하에서는 중계기가 기지국으로부터 하향링크 백홀 서브프레임을 통해 수신한 참조신호에 기초하여 채널 상태에 관한 정보를 기지국으로 피드백하는 방법에 대해 살펴본다.
중계기는 초기 설정과정에서 기지국의 하향링크 참조신호를 통해 하향링크 백홀에 대한 초기 채널 측정을 수행할 수 있다. 중계기는 채널 측정된 결과를 CQI/PMI 등의 형태로 상위 계층 시그널링(higher layer signaling)을 통해 기지국으로 전송할 수 있다. 이러한 중계기의 채널 측정 결과 보고는 주기적 또는 비주기적일 수 있다. 먼저 중계기가 주기적으로(periodic) 기지국에 채널 측정 결과를 보고하는 방법에 대해 설명한다.
피드백 정보, 예를 들어 CQI에 대해 기준값이 사전에 설정될 수 있다. 일 예로서, 중계기의 초기 설정시의 초기 CQI값을 기준값으로 설정해 둘 수 있다. 또한, CQI 보고 주기를 장기(long-term)와 단기(short-term)으로 구분하여, 중계기는 단기적 주기로는 사전에 설정된 기준값에 대한 차이(differential) 값을, 장기적 주기로는 기준값을 갱신하기 위해 실제 CQI값을 기지국에 보고할 수 있다. 선택적으로, 중계기는 주기적으로 기준값에 대한 차이값을 피드백해 줄 수 있고, 기준값에 대한 차이값이 소정의 임계값을 추과하는 경우네만 기준값을 갱신하기 위한 실제 CQI값을 기지국에 보고할 수 있다. 선택적으로, 중계기는 가장 최후에 보고한 CQI값에 대한 차이값을 기지국에 피드백할 수 있다. 오류 전파를 막기 위해, 중계기는 CQI 피드백은 데이터 채널을 통해 기지국으로 전송할 수 있으며, 이에 대한 ACK/NACK을 기지국이 중계기로 피드백해 줄 수 있다.
다음으로 중계기가 비주기적으로(aperiodic) 기지국에 채널 측정 결과를 보고하는 방법에 대해 설명한다.
이벤트-트리거링되는 방식으로서, 중계기는 채널 측정 결과가 가장 최후에 피드백한 CQI값 보다 특정 임계치 이상으로 차이가 나는 경우에만 CQI를 기지국에 피드백할 수 있다. 각 중계기는 하향링크 백홀 서브프레임의 CRS/DRS 등의 참조신호를 이용하여 채널 측정을 수행할 수 있다. 채널 측정을 수행한 결과, 이전의 CQI 값과의 차이가 특정 임계치값을 넘지 않으면, 중계기는 기지국으로의 CQI 피드백을 생략할 수 있다. 이와 달리, 이전의 CQI값과의 차이가 특정 임계치값을 넘으면, 중계기는 갱신된 CQI값을 메시지 형태 등으로 기지국으로 전송할 수 있다. 이때 갱신된 CQI값은 실제 측정치이거나 혹은 기존의 CQI값과의 차이값일 수 있다.
중계기로부터 갱신된 CQI값을 수신한 기지국은 추후에 새롭게 갱신된 CQI값을 수신할 때까지, 상기 갱신된 CQI값을 바탕으로 중계기에 링크 적응(link adaptation) 절차를 수행할 수 있다.
CQI값을 갱신하기 위한 임계값은 기지국이 갱신된 CQI값을 수신할 때 마다 이에 대한 응답으로 중계기에 새롭게 갱신된 임계값을 알려주거나 또는 중계기의 초기 설정 과정을 통해 초기 CQI 보고에 대한 응답으로서 임계값을 알려주고 이를 계속 이용하거나, 혹은 갱신이 필요한 경우에만 갱신된 임계값을 중계기로 알려줄 수 있다.
도 3은 기지국 및 중계기가 하향링크 전송을 위해 사용하는 프레임 구조의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 3의 (a)를 참조하면, 도너 기지국은 PDCCH(Physical Downlink Control CHannel)(310)을 통해 중계기 및 단말에게 제어 정보를 전송해 줄 수 있다. 또한 기지국은 PDSCH(Physical Downlink Shared Channel)내에서 중계기를 위한 하향링크 물리 제어 채널인 R-PDCCH 전송을 위한 물리자원블록(PRB: Physical Resource Block)을 반-고정적으로(semi-statically) 할당할 수 있으며, 이를 릴레이 존(relay zone)(320)이라 지칭할 수 있다. 중계기는 해당 릴레이 존에 대한 블라인드 검색(blind search)을 통해 R-PDCCH를 수신할 수 있다. 여기서 R-PDCCH는 기지국이 중계기로 각종 제어 정보를 전송하기 위한 제어 채널의 한 종류이다.
중계기는 기지국으로 채널 측정 결과를 피드백할 때, 두 가지 타입으로 할 수 있다. 제 1 타입으로서, 중계기는 기존의 광대역(wideband) CQI/PMI 피드백과 동일하게 전체 하향링크 대역에 대한 CQI/PMI를 피드백할 수 있다. 이와 달리, 제 2 타입으로서, 중계기는 R-PDCCH 전송을 위해 반-고정적으로(semi-statically) 할당된 PRB들이 차지하고 있는 주파수 대역, 즉 릴레이 존(320)이 차지하는 대역에 대해서 CQI/PMI를 피드백할 수 있다. 중계기가 이러한 2가지 CQI/PMI 피드백 방법을 수행하기 위해서는 기지국으로부터 시그널링을 받을 필요가 있다.
기지국은 상기 두 타입에 대한 피드백 타이밍 및 주기를 독립적으로 설정할 수 있다. 예를 들어, 기지국은 제 1 타입인 CQI 피드백 주기와 제 2 타입인 CQI 피드백 주기를 교대로 설정할 수 있다. 중계기는 제 1 타입인 CQI 피드백 또는 제 2 타입 CQI 피드백을 전송하는 시에 1 비트 크기의 타입 지시자 필드를 추가하여 중계기로 전송함으로써, 중계기가 제 1 타입인 CQI 피드백을 전송하였는지 제 2 타입인 CQI 피드백을 전송하였는지를 기지국이 구분할 수 있도록 할 수 있다.
다른 타입의 CQI 피드백 방법으로서, 중계기는 부대역(subband) 단위의 CQI 보고를 할 수 있다. 이때 해당 부대역 크기는 상기 전체 대역폭뿐 만 아니라 릴레이 존(320) 대역폭도 고려하여 결정될 수 있다. 특히 부대역 크기를 릴레이 존 대역폭의 약수가 되도록 설정할 수 있다.
또한, 중계기는 전체 하향링크 대역에서 상기 제 2 타입의 CQI 피드백 대상이 되는 존(즉, R-PDCCH 전송을 위해 할당한 PRB가 차지하고 있는 자원)을 제외한 나머지 대역에 대해서 CQI/PMI를 기지국으로 피드백할 수 있다.
도 4는 중계기를 이용하는 무선 통신 시스템에서 기지국이 사용하는 프레임 구조의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 4를 참조하면, 각 중계기는 상향링크 백홀 데이터를 전송하기 위한 채널과 임베디드된 형태로 존재하는 임베디드 제어 채널(410)을 이용하여 기지국으로 상향링크 제어 정보를 전송할 수 있다. 즉, 중계기 특정(RN specific) 상향링크 제어 채널이 할당될 수 있다. 그리고 각 중계기는 상향링크 백홀 데이터를 중계기-특정 데이터 채널(420, 430, 440, 450, 460)을 통해 기지국으로 전송할 수 있다.
중계기는 기지국으로부터의 하향링크 백홀 전송에 대해 상향링크 ACK/NACK 및 스케줄링 요청(SR: scheduling Request)을 중계기 제어 채널을 통하여 기지국으로 전송할 수 있다. 그러나 중계기는 CQI/PMI/RI 피드백에 대해서는 데이터 채널을 이용하여 전송할 수 있다. 데이터 채널을 통해 전송된 제어 신호에 대해서, 기지국은 중계기로 PHICH(Physical HARQ Indicator CHannel)를 통해 ACK/NACK을 피드백해 줄 수 있다. 이와 달리, 중계기의 상향링크 ACK/NACK 및 스케줄링 요청을 위한 상향링크 제어 채널은 각 중계기의 공통 제어 채널(common control channel)의 형태 일 수 있으며, 데이터 채널과 FDM(Frequncy Division Multiplexing) 방식으로 할당될 수 있다. 각 중계기의 제어 채널은 데이터 채널과 다른 변조 및 코딩 방식(MCS: Modulation and Coding Scheme)을 가질 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 중계기는 중계기 제어 채널을 통해 하향링크 백홀 트래픽 전체에 대한 하나의 ACK/NACK을 전송할 수 있으며, 또는 중계기가 단말 별로 데이터를 개별적으로 전송한 경우에는, 중계기는 복수의 ACK/NACK (ACK/NACK bundling)을 기지국으로 전송할 수 있다.
또한, 중계기를 위한 제어 채널이 따로 할당되지 않은 경우에는, 중계기는 하향링크 전송에 대해 사운딩 참조신호(SRS)를 이용하여 상향링크 ACK/NACK을 기지국으로 전송할 수 있다. 이를 위해, 각 중계기 별로 사운딩 참조신호 시퀀스가 2개 할당될 수 있다. 중계기는 수신한 하향링크 백홀 서브프레임에 대한 ACK/NACK을 전송하기 위해, 상기 하향링크 백홀 서브프레임과 매칭되는 상향링크 백홀 서브프레임의 사운딩 참조신호 영역을 통해 할당된 2개의 시퀀스 중 각각 ACK 또는 NACK에 대응하는 시퀀스를 선택하여 기지국으로 전송할 수 있다.
도 5는 본 발명에 따른 중계기 장치의 바람직한 실시예의 구성을 도시한 도면이다.
도 5를 참조하면, 중계기 장치는 수신 수단(510), 채널 상태 측정수단(520), 전송 수단(530) 및 메모리(540)를 포함할 수 있다.
수신 수단(510)은 기지국으로부터 각종 제어 정보 및 데이터를, 단말로부터 신호, 데이터 등을 수신할 수 있다. 수신 수단(510)은 기지국으로부터 상향링크 승인(UL grant) 정보를 포함하는 하향링크 백홀 서브프레임을 수신할 수 있다. 전송 수단(530)은 수신 수단(510)이 수신한 하향링크 백홀 서브프레임, 상향링크 백홀 서브프레임 구성 정보 등에 기초하여 해당 상향링크 백홀 서브프레임을 통해 상향링크 신호를 전송할 수 있다.
채널 상태 측정수단(530)은 수신 수단(510)이 수신한 기지국의 하향링크 참조신호를 이용하여 채널 상태를 측정할 수 있다. 전송 수단(530)은 측정된 채널 상태값을 다양한 형태로 조합하거나 생성하여 기지국으로 전송할 수 있다. 예를 들어, 전송 수단(530)은 측정된 채널 상태값과 기준값과의 차이값을 기지국으로 전송하거나, 상기 차이값이 사전에 설정된 임계치보다 큰 경우에는 상기 측정된 채널 상태값을 기지국으로 전송하거나, 또는 상기 측정된 채널 상태값과 마지막으로 보고한 채널 상태값과의 차이값을 기지국에 전송할 수 있다.
메모리(540)는 중계기 장치에서 연산처리되는 정보를 소정시간 동안 저장할 수 있으며, 버퍼(미도시) 등의 다른 구성요소로 대체될 수 있다.
상술한 바와 같이 개시된 본 발명의 바람직한 실시예들에 대한 상세한 설명은 당업자가 본 발명을 구현하고 실시할 수 있도록 제공되었다. 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 본 발명의 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 당업자는 상술한 실시예들에 기재된 각 구성을 서로 조합하는 방식으로 이용할 수 있다.
따라서, 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들을 제한하는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다.
본 발명에 따른 중계기의 상향링크 신호 전송 방법과 피드백 정보 전송 방법은 3GPP LTE 시스템 등 다양한 무선 통신 시스템에서 적용이 가능하다.

Claims (15)

  1. 무선 통신 시스템에서 중계기의 상향링크 신호 전송 방법에 있어서,
    기지국으로부터 상향링크 승인(UL grant) 정보를 포함하는 하향링크 백홀 서브프레임을 수신하는 단계; 및
    상기 수신한 상향링크 승인 정보에 기초하여 특정 상향링크 백홀 서브프레임을 통해 기지국으로 신호를 전송하는 단계를 포함하되,
    상기 상향링크 승인 정보는 타이밍 지시(timing indication) 정보를 포함하며, 상기 타이밍 지시 정보는 상기 수신한 상향링크 승인 정보에 해당하는 하향링크 백홀 서브프레임으로부터 상기 중계기가 상향링크 전송가능한 상향링크 백홀 서브프레임까지의 간격에 해당하는 정보인 것을 특징으로 하는 중계기의 상향링크 신호 전송 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 간격은 서브프레임 단위인 것을 특징으로 하는 중계기의 상향링크 신호 전송 방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 간격은 4개 서브프레임, 5개 서브프레임 및 6개 서브프레임 중 어느 하나에 해당하는 간격인 것을 특징으로 하는 중계기의 상향링크 신호 전송 방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 간격은 상기 중계기의 프로세싱 시간(processing time) 및 상기 하향링크 백홀 전송에 대한 수신긍정 확인/수신부정 확인(ACK/NACK) 신호의 피드백 타이밍을 고려하여 결정되는 것을 특징으로 하는 중계기의 상향링크 신호 전송 방법.
  5. 기지국으로부터 하향링크 백홀 서브프레임 패턴 정보를 수신하는 단계; 및
    상기 수신한 하향링크 백홀 서브프레임 패턴 정보와 상기 하향링크 백홀 서브프레임으로부터 상향링크 백홀 서브프레임이 떨어진 정도를 나타내는 간격 정보에 기초하여 해당 상향링크 백홀 서브프레임을 통해 기지국으로 상향링크 신호를 전송하는 단계를 포함하되,
    상기 하향링크 백홀 서브프레임 패턴 정보는 하향링크 백홀 서브프레임의 인덱스 정보를 포함하며, 상기 간격 정보는 사전에 설정된 값거나 또는 상기 기지국으로부터 시그널링 받은 것을 특징으로 하는 중계기의 상향링크 신호 전송 방법.
  6. 무선 통신 시스템에서 중계기가 피드백 정보를 전송하는 방법에 있어서,
    기지국으로부터 하향링크 참조신호를 수신하는 단계;
    상기 수신한 하향링크 참조신호를 이용하여 채널 상태를 측정하는 단계; 및
    상기 측정된 채널 상태값과 기준값과의 차이값을, 상기 차이값이 사전에 설정된 임계치보다 큰 경우에는 상기 측정된 채널 상태값을, 또는 상기 측정된 채널 상태값과 마지막으로 보고한 채널 상태값과의 차이값을 피드백 정보로 상기 기지국에 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 중계기의 피드백 정보 전송 방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 기준값은 상기 중계기가 초기 설정(setup) 시의 초기 채널 상태값으로 설정되는 것을 특징으로 하는 중계기의 피드백 정보 전송 방법.
  8. 무선 통신 시스템에서 중계기가 피드백 정보를 전송하는 방법에 있어서,
    기지국으로부터 하향링크 참조신호를 수신하는 단계;
    상기 수신한 하향링크 참조신호를 이용하여 채널 상태를 측정하는 단계; 및
    상기 측정된 채널 상태값과 마지막으로 보고한 채널 상태값과의 차이값이 사전에 설정된 임계치 이상이면 상기 측정된 채널 상태값 또는 상기 차이값을 피드백 정보로 상기 기지국에 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 중계기의 피드백 정보 전송 방법.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 기지국으로부터 피드백 정보 전송에 대한 응답으로 갱신된 임계기를 수신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 중계기의 피드백 정보 전송 방법.
  10. 제 6항 또는 제 8항에 있어서,
    상기 측정된 채널 상태값은 전체 하향링크 대역에 대한 값인 제 1 타입 채널 상태값 또는 중계기용 물리 하향링크 제어 채널 전송을 위해 할당된 물리자원블록(PRB)이 차지하고 있는 특정 주파수 대역에 대한 값인 제 2 타입 채널 상태값인 것을 특징으로 하는 중계기의 피드백 정보 전송 방법.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 피드백 정보는 상기 측정된 채널 상태값이 상기 제 1 타입 채널 상태값인지 상기 제 2 타입 채널 상태값인지 여부를 가리키는 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 중계기의 피드백 정보 전송 방법.
  12. 제 6항 또는 제 8항에 있어서,
    상기 측정된 채널 상태값은 부대역 단위의 값인 것을 특징으로 하는 중계기의 피드백 정보 전송 방법.
  13. 제 6항 또는 제 8항에 있어서,
    상기 측정된 채널 상태값은 데이터 채널을 통해 상기 기지국으로 전송되는 것을 특징으로 하는 중계기의 피드백 정보 전송 방법.
  14. 무선 통신 시스템에서 상향링크 신호 전송을 위한 중계기 장치에 있어서,
    기지국으로부터 상향링크 승인(UL grant) 정보를 포함하는 하향링크 백홀 서브프레임을 수신하는 수신 수단; 및
    상기 수신한 상향링크 승인 정보에 기초하여 특정 상향링크 백홀 서브프레임을 통해 기지국으로 신호를 전송하는 전송 수단을 포함하되,
    상기 상향링크 승인 정보는 타이밍 지시(timing indication) 정보를 포함하며, 상기 타이밍 지시 정보는 상기 수신한 상향링크 승인 정보에 해당하는 하향링크 백홀 서브프레임으로부터 상기 중계기가 상향링크 전송가능한 상향링크 백홀 서브프레임까지의 간격에 해당하는 정보인 것을 특징으로 하는 중계기 장치.
  15. 무선 통신 시스템에서 피드백 정보를 전송하는 중계기 장치에 있어서,
    기지국으로부터 하향링크 참조신호를 수신하는 수신 수단;
    상기 수신한 하향링크 참조신호를 이용하여 채널 상태를 측정하는 채널 상태 측정수단; 및
    상기 측정된 채널 상태값과 기준값과의 차이값을, 상기 차이값이 사전에 설정된 임계치보다 큰 경우에는 상기 측정된 채널 상태값을, 또는 상기 측정된 채널 상태값과 마지막으로 보고한 채널 상태값과의 차이값을 피드백 정보로 상기 기지국에 전송하는 전송 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 중계기 장치.
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