WO2011043636A2 - 무선 통신 시스템에서 상향링크 백홀 신호를 송신 및 수신을 위한 장치 및 그 방법 - Google Patents

무선 통신 시스템에서 상향링크 백홀 신호를 송신 및 수신을 위한 장치 및 그 방법 Download PDF

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WO2011043636A2
WO2011043636A2 PCT/KR2010/006944 KR2010006944W WO2011043636A2 WO 2011043636 A2 WO2011043636 A2 WO 2011043636A2 KR 2010006944 W KR2010006944 W KR 2010006944W WO 2011043636 A2 WO2011043636 A2 WO 2011043636A2
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base station
repeater
uplink
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uplink backhaul
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박규진
문성호
권영현
정재훈
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엘지전자 주식회사
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/24—Radio transmission systems, i.e. using radiation field for communication between two or more posts
    • H04B7/26—Radio transmission systems, i.e. using radiation field for communication between two or more posts at least one of which is mobile
    • H04B7/2643—Radio transmission systems, i.e. using radiation field for communication between two or more posts at least one of which is mobile using time-division multiple access [TDMA]
    • H04B7/2656—Radio transmission systems, i.e. using radiation field for communication between two or more posts at least one of which is mobile using time-division multiple access [TDMA] for structure of frame, burst
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04J—MULTIPLEX COMMUNICATION
    • H04J11/00—Orthogonal multiplex systems, e.g. using WALSH codes
    • H04J11/0069—Cell search, i.e. determining cell identity [cell-ID]
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W56/00—Synchronisation arrangements

Definitions

  • a relay node When the channel state between the base station and the terminal is poor, a relay node (RN) may be installed between the base station and the terminal to provide a wireless channel having a better channel state to the terminal.
  • RN relay node
  • the repeater is currently widely used as a technique introduced for eliminating the radio shadow area in a wireless communication system.
  • 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.
  • the link will be applied.
  • the connection link portion established between the link between the base station and the repeater is defined as a backhaul link.
  • the transmission is performed by the frequency division duplex (FDD) or the time division duplex (TDD) using the downlink resources, and is called backhaul downlink, and the transmission is performed by the FDD or TDD using the uplink resources. This may be expressed as a backhaul uplink.
  • FDD frequency division duplex
  • TDD time division duplex
  • the repeater is defined to transmit a signal to a base station through an uplink backhaul subframe and to receive a signal through a downlink backhaul subframe from the base station.
  • the uplink backhaul subframe structure between the repeater and the base station.
  • An object of the present invention is to provide a method for a base station to receive an uplink backhaul signal from a repeater.
  • Another object of the present invention is to provide a method for a base station to transmit an uplink backhaul signal from a repeater.
  • Another object of the present invention is to provide a base station apparatus for receiving an uplink backhaul signal from a repeater.
  • Another object of the present invention is to provide a repeater apparatus for transmitting an uplink backhaul signal to a base station.
  • the base station receives an uplink backhaul signal from a repeater, the base station transmits a signal transmitted by the base station through the uplink backhaul subframe of the index N of the base station And receiving through an uplink subframe of index N or index N + 1, wherein the base station transmits a signal transmitted by the repeater in an uplink subframe of index N or index N + 1 of the base station from a transmission time point.
  • the signal is received at a delayed time corresponding to the propagation delay time value of the signal according to the distance between the repeater and the base station.
  • the base station receives a signal transmitted by the repeater through a sixth to 14th symbol of the uplink backhaul subframe, which is the index N of the base station according to the delayed timing, the index N of the base station A second reception mode received through a second slot of an uplink subframe, a third reception mode received through a first through eighth symbols of an uplink backhaul subframe of index N + 1 of the base station, and It may be received in any one of the fourth reception modes received through the first slot of the uplink subframe having the index N + 1.
  • a repeater transmits an uplink backhaul signal to a base station, the repeater is to transmit the uplink backhaul signal through an uplink backhaul subframe of the index N of the repeater And transmitting the uplink backhaul signal in the uplink backhaul subframe of the index N, followed by nine symbols following a first guard interval, which is a time required for the repeater to switch from a reception mode to a transmission mode. For example, it may be transmitted through eight symbols preceding the second guard interval, which is a time required for switching from the transmission mode to the reception mode, or seven symbols existing between the idle intervals.
  • a base station apparatus for receiving an uplink backhaul signal from a repeater includes: a signal transmitted through an uplink backhaul subframe in which the repeater is an index N, the index N of the base station Or a receiver receiving on an uplink subframe having an index N + 1; And delaying, by the receiver, a signal transmitted by the repeater in an uplink subframe having the index N or the index N + 1 of the base station as much as a propagation delay time value of the signal according to the distance between the repeater and the base station from the time of transmission. It may include a processor for controlling to receive at the timing.
  • the processor receives a signal transmitted by the repeater through a sixth to 14th symbol of an uplink backhaul subframe, which is the index N of the base station according to the delayed timing, the index N of the base station.
  • a repeater apparatus for transmitting an uplink backhaul signal to a base station may provide the uplink backhaul signal to the base station through an uplink backhaul subframe of index N of the repeater. Transmitting transmitter; And nine symbols following the first guard interval, which is a time required for the repeater to switch from a reception mode to a transmission mode in an uplink backhaul subframe at which the transmitter transmits the uplink backhaul signal to the index N, in the transmission mode. It may include a processor for controlling to transmit through the eight symbols preceding the second guard interval, which is the time required for switching to the reception mode, or seven symbols existing between the idle interval (idle).
  • the uplink backhaul signal transmitted by the transmitter is received by the base station at a delay that corresponds to a propagation delay time value of the uplink backhaul signal according to the distance between the repeater and the base station.
  • the repeater can efficiently transmit the uplink backhaul signal from the base station, and the base station can efficiently receive the uplink backhaul signal from the repeater.
  • the base station and the repeater can efficiently communicate by knowing the uplink backhaul subframe structure through signaling or the like.
  • FIG. 1 is a diagram showing the configuration of a relay backhaul link and a relay access link in a wireless communication system
  • FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the base station 205 and the repeater 210 in the wireless communication system 200;
  • 3 is a diagram illustrating a structure of a radio frame used in a 3GPP LTE system as an example of a mobile communication system
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a structure of downlink and uplink subframes in a 3GPP LTE system as an example of a mobile communication system
  • 7 and 8 are diagrams showing the relationship between the timing of the downlink backhaul subframe of the base station and the timing of the downlink backhaul subframe of the repeater
  • 10 and 11 illustrate an example of a structure of a possible uplink backhaul subframe based on an available uplink backhaul symbol index indication, respectively;
  • FIG. 14 illustrates an embodiment of an uplink backhaul subframe structure based on usable symbols.
  • a terminal collectively refers to a mobile or fixed user terminal device such as a user equipment (UE), a mobile station (MS), and an advanced mobile station (AMS).
  • 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 referred to as a relay node (RN), a relay station (RS), a relay, or the like.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating the configuration of a relay backhaul link and a relay access link in a wireless communication system.
  • two types of links having different attributes are applied to respective uplink and downlink carrier frequency bands as a repeater is introduced to forward a link between a base station and a terminal.
  • the connection link portion established between the base station and the repeater is defined and represented as a relay backhaul link.
  • the backhaul link is transmitted using a downlink frequency band (for Frequency Division Duplex (FDD)) or a downlink subframe (for Time Division Duplex (TDD)) resources
  • the backhaul link is represented as a backhaul downlink and is uplink. If transmission is performed using a frequency band (in case of FDD) or an uplink subframe (in case of TDD), it may be expressed as a backhaul uplink.
  • FDD Frequency Division Duplex
  • TDD Time Division Duplex
  • the relay RN may receive information from the base station through the relay backhaul downlink, and may transmit information to the base station through the 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 may receive more detailed system information by receiving a relay-physical downlink control channel (R-PDCCH) and / or a relay-physical downlink control channel (R-PDSCH).
  • R-PDCCH relay-physical downlink control channel
  • R-PDSCH relay-physical downlink control channel
  • 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 R-PDCCH / R-PDSCH and Relay-Physical Uplink Shared CHannel (R-PUSCH) / relay- A physical uplink control channel (R-PUCCH: Relay-Physical Uplink Control CHannel) transmission may be performed.
  • the control information transmitted from the repeater to the base station through the uplink or from the repeater to the base station includes an ACK / NACK signal, a channel quality indicator (CQI), a precoding matrix index (PMI), and a rank.
  • An indicator (Rank Indicator, RI) 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 block diagram illustrating the configuration of the base station 205 and the repeater 210 in the wireless communication system 200.
  • the wireless communication system 200 may include one or more base stations and / or one or more repeaters. .
  • the base station 205 includes a transmit (Tx) data processor 215, a symbol modulator 220, a transmitter 225, a transmit / receive antenna 230, a processor 280, a memory 285, and a receiver ( 290, symbol demodulator 295, and receive data processor 297.
  • the repeater 210 may include a transmit (Tx) data processor 265, a symbol modulator 270, a transmitter 275, a transmit / receive antenna 235, a processor 255, a memory 260, a receiver 240, and a symbol. Demodulator 255, receive data processor 250.
  • Antennas 230 and 235 are shown as one at base station 205 and repeater 210, respectively, but base station 205 and repeater 210 are equipped with a plurality of antennas. Accordingly, the base station 205 and the repeater 210 according to the present invention support a multiple input multiple output (MIMO) system.
  • the base station 205 according to the present invention may support both a single user-MIMO (SU-MIMO) and a multi user-MIMO (MU-MIMO) scheme.
  • SU-MIMO single user-MIMO
  • MU-MIMO multi user-MIMO
  • the transmit data processor 215 receives the traffic data, formats the received traffic data, codes it, interleaves and modulates (or symbol maps) the coded traffic data, and modulates the symbols ("data"). Symbols ").
  • the symbol modulator 220 receives and processes these data symbols and pilot symbols to provide a stream of symbols.
  • the symbol modulator 220 multiplexes the data and pilot symbols and sends it to the transmitter 225.
  • each transmission symbol may be a data symbol, a pilot symbol, or a signal value of zero.
  • pilot symbols may be sent continuously.
  • the pilot symbols may be frequency division multiplexed (FDM), orthogonal frequency division multiplexed (OFDM), time division multiplexed (TDM), or code division multiplexed (CDM) symbols.
  • Transmitter 225 receives the stream of symbols and converts it into one or more analog signals, and further adjusts (eg, amplifies, filters, and frequency upconverts) the analog signals to provide a wireless channel. Generates a downlink signal suitable for transmission via the downlink signal, which is then transmitted to the repeater via the antenna 230.
  • the antenna 235 receives the downlink signal from the base station and provides the received signal to the receiver 240.
  • Receiver 240 adjusts (eg, filters, amplifies, and frequency downconverts) the received signal, and digitizes the adjusted signal to obtain samples.
  • the symbol demodulator 245 demodulates the received pilot symbols and provides them to the processor 255 for channel estimation.
  • the symbol demodulator 245 also receives a frequency response estimate for the downlink from the processor 255 and performs data demodulation on the received data symbols to obtain a data symbol estimate (which is an estimate of the transmitted data symbols). Obtain and provide data symbol estimates to a receive (Rx) data processor 250. Receive data processor 250 demodulates (ie, symbol de-maps), deinterleaves, and decodes the data symbol estimates to recover the transmitted traffic data.
  • the processing by the symbol demodulator 245 and the receiving data processor 250 are complementary to the processing by the symbol modulator 220 and the transmitting data processor 215 at the base station 205, respectively.
  • Repeater 210 is on the uplink, and transmit data processor 265 processes the traffic data to provide data symbols.
  • the symbol modulator 270 may receive and multiplex data symbols, perform modulation, and provide a stream of symbols to the transmitter 275.
  • Transmitter 275 receives and processes the stream of symbols to generate an uplink signal, which is transmitted to base station 205 via antenna 235.
  • an uplink signal from the repeater 210 is received through the antenna 230, and the receiver 290 processes the received uplink signal to obtain samples.
  • the symbol demodulator 295 then processes these samples to provide received pilot symbols and data symbol estimates for the uplink.
  • Receive data processor 297 processes the data symbol estimates to recover traffic data sent from repeater 210.
  • Processors 255 and 280 of repeater 210 and base station 205 respectively direct (eg, control, coordinate, manage, etc.) operation at repeater 210 and base station 205.
  • Respective processors 255 and 280 may be connected to memory units 260 and 285 that store program codes and data.
  • the memory 260, 285 is coupled to the processor 280 to store the operating system, applications, and general files.
  • the processors 255 and 280 may also be referred to as a controller, a microcontroller, a microprocessor, a microcomputer, or the like.
  • the processors 255 and 280 may be implemented by hardware or firmware, software, or a combination thereof.
  • ASICs application specific integrated circuits
  • DSPs digital signal processors
  • DSPDs digital signal processing devices
  • PLDs programmable logic devices
  • FPGAs Field programmable gate arrays
  • the firmware or software may be configured to include a module, a procedure, or a function for performing the functions or operations of the present invention, and to perform the present invention.
  • the firmware or software configured to be may be provided in the processors 255 and 280 or may be stored in the memory 260 and 285 and driven by the processors 255 and 280.
  • the layers of the air interface protocol between the repeater and the base station between the wireless communication system (network) are based on the first three layers (L1), the second layer ( L2), and the third layer L3.
  • the physical layer belongs to the first layer and provides an information transmission service through a physical channel.
  • a Radio Resource Control (RRC) layer belongs to the third layer and provides control radio resources between the UE and the network.
  • the repeater, the base station can exchange RRC messages through the wireless communication network and the RRC layer.
  • 3 is a diagram illustrating a structure of a radio frame used in a 3GPP LTE system as an example of a mobile communication system.
  • one radio frame has a length of 10 ms (327200 Ts) and consists of 10 equally sized subframes.
  • Each subframe has a length of 1 ms and consists of two slots.
  • Each slot has a length of 0.5 ms (15360 Ts).
  • the slot includes a plurality of OFDM symbols or SC-FDMA symbols in the time domain and a plurality of resource blocks in the frequency domain.
  • one resource block includes 12 subcarriers x 7 (6) OFDM symbols or a single carrier-frequency division multiple access (SC-FDMA) symbol.
  • Transmission time interval (TTI) which is a unit time for transmitting data, may be determined in units of one or more subframes.
  • the structure of the above-described radio frame is only an example, and the number of subframes included in the radio frame or the number of slots included in the subframe, the number of OFDM symbols or SC-FDMA symbols included in the slot may be variously changed. have.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating the structure of downlink and uplink subframes of a 3GPP LTE system as an example of a mobile communication system.
  • one downlink subframe includes two slots in the time domain. Up to three OFDM symbols of the first slot in the downlink subframe are control regions to which control channels are allocated, and the remaining OFDM symbols are data regions to which a Physical Downlink Shared Channel (PDSCH) is allocated.
  • PDSCH Physical Downlink Shared Channel
  • Downlink control channels used in 3GPP LTE systems include a PCFICH (Physical Control Format Indicator Channel), PDCCH (Physical Downlink Control Channel), PHICH (Physical Hybrid-ARQ Indicator Channel).
  • the PCFICH transmitted in the first OFDM symbol of the subframe carries information about the number of OFDM symbols (that is, the size of the control region) used for transmission of control channels in the subframe.
  • Control information transmitted through the PDCCH is called downlink control information (DCI).
  • DCI indicates uplink resource allocation information, downlink resource allocation information, and uplink transmission power control command for arbitrary UE groups.
  • the base station transmits resource allocation and transmission format of PDSCH (also referred to as DL grant), resource allocation information of PUSCH (also referred to as UL grant) through PDCCH, a set of transmission power control commands for individual terminals in any terminal group, and Enable activation of Voice over Internet Protocol (VoIP).
  • a plurality of PDCCHs may be transmitted in the control region, and the terminal may monitor the plurality of PDCCHs.
  • the PDCCH consists of an aggregation of one or several consecutive Control Channel Elements (CCEs).
  • CCEs Control Channel Elements
  • the PDCCH composed of one or several consecutive CCEs may be transmitted through the control region after subblock interleaving.
  • CCE is a logical allocation unit used to provide a PDCCH with a coding rate according to a state of a radio channel.
  • the CCE corresponds to a plurality of resource element groups.
  • the format of the PDCCH and the number of possible bits of the PDCCH are determined by the correlation between the number of CCEs and the coding rate provided by the CCEs.
  • DCI Downlink control information
  • DCI format 0 indicates uplink resource allocation information
  • DCI formats 1 to 2 indicate downlink resource allocation information
  • DCI formats 3 and 3A indicate uplink transmit power control (TPC) commands for arbitrary UE groups. .
  • the base station may transmit scheduling assignment information and other control information through the PDCCH.
  • the physical control channel may be transmitted in one aggregation or a plurality of continuous control channel elements (CCEs).
  • CCEs continuous control channel elements
  • One CCE includes nine Resource Element Groups (REGs).
  • the number of RBGs that are not allocated to the Physical Control Format Indicator CHhannel (PCFICH) or the Physical Hybrid Automatic Repeat Request Indicator Channel (PHICH) is N REG .
  • the available CCEs in the system are from 0 to N CCE -1 (here).
  • the PDCCH supports multiple formats as shown in Table 3 below.
  • DCI format 0 indicates uplink resource allocation information
  • DCI formats 1 to 2 indicate downlink resource allocation information
  • DCI formats 3 and 3A indicate uplink transmit power control (TPC) commands for arbitrary UE groups. .
  • the base station may transmit scheduling assignment information and other control information through the PDCCH.
  • the physical control channel may be transmitted in one aggregation or a plurality of continuous control channel elements (CCEs).
  • CCEs continuous control channel elements
  • One CCE includes nine Resource Element Groups (REGs).
  • the number of RBGs that are not allocated to the Physical Control Format Indicator CHhannel (PCFICH) or the Physical Hybrid Automatic Repeat Request Indicator Channel (PHICH) is N REG .
  • the available CCEs in the system are from 0 to N CCE -1 (where to be).
  • the PDCCH supports multiple formats as shown in Table 3 below.
  • the base station may determine the PDCCH format according to how many areas, such as control information, to send.
  • the UE may reduce overhead by reading control information in units of CCE.
  • the repeater can also read control information and the like in units of R-CCE.
  • a resource element RE
  • R-CCE relay-control channel element
  • an uplink subframe may be divided into a control region and a data region in the frequency domain.
  • the control region is allocated to a physical uplink control channel (PUCCH) that carries uplink control information.
  • the data area is allocated to a Physical Uplink Shared CHannel (PUSCH) for carrying user data.
  • PUCCH Physical Uplink Shared CHannel
  • PUSCH Physical Uplink Shared CHannel
  • PUCCH for one UE is allocated to an RB pair in one subframe. RBs belonging to the RB pair occupy different subcarriers in each of two slots. The RB pair assigned to the PUCCH is frequency hopped at the slot boundary.
  • FIG. 5 illustrates a downlink time-frequency resource grid structure used in the present invention.
  • OFDM orthogonal frequency division multiplexing
  • the number of OFDM symbols included in one slot may vary depending on the length of a cyclic prefix (CP) and the interval of subcarriers. In case of multi-antenna transmission, one resource grid may be defined per one antenna port.
  • CP cyclic prefix
  • Each element in the resource grid for each antenna port is called a resource element (RE) and is uniquely identified by an index pair (k, l) in the slot.
  • k is the index in the frequency domain
  • l is the index in the time domain and k is 0, ...
  • Has a value of -1 and l is 0, ..., It has any one of -1.
  • the resource block shown in FIG. 5 is used to describe a mapping relationship between certain physical channels and resource elements.
  • the RB may be divided into a physical resource block (PRB) and a virtual resource block (VRB).
  • PRB physical resource block
  • VRB virtual resource block
  • the one PRB is a time domain Contiguous OFDM symbols and frequency domain It is defined as two consecutive subcarriers. here and May be a predetermined value. E.g and Can be given as Table 1 below. So one PRB ⁇ It consists of four resource elements.
  • One PRB may correspond to one slot in the time domain and 180 kHz in the frequency domain, but is not limited thereto.
  • PRB is at 0 in the frequency domain It has a value up to -1.
  • the size of the VRB is equal to the size of the PRB.
  • the VRB may be defined by being divided into a localized VRB (LVRB) and a distributed VRB (DVRB). For each type of VRB, a pair of VRBs in two slots in one subframe are assigned together a single VRB number n VRBs .
  • the VRB may have the same size as the PRB.
  • Two types of VRBs are defined, the first type being a localized VRB (LVRB) and the second type being a distributed VRB (DVRB).
  • LVRB localized VRB
  • DVRB distributed VRB
  • a pair of VRBs are allocated over two slots of one subframe with a single VRB index (hereinafter may also be referred to as VRB number).
  • VRB number belonging to the first slot of the two slots constituting one subframe VRBs from 0 each Is assigned an index of any one of -1, and belongs to the second one of the two slots VRBs likewise start with 0
  • the index of any one of -1 is allocated.
  • the radio frame structure, the downlink subframe and the uplink subframe, and the downlink time-frequency resource lattice structure described in FIGS. 3 to 5 may also be applied between the base station and the repeater.
  • Relay-Physical Downlink Control CHannel used in the present invention refers to a backhaul physical downlink control channel for relay transmission from the base station to the relay, and the R-PUCCH (Relay-Physical Uplink Control CHannel) refers to the base station in the relay station. This refers to the backhaul physical uplink control channel for relay transmission.
  • R-PDSCH Relay-Physical Uplink Shared CHannel
  • R-PUSCH Relay-Physical Uplink Shared CHannel
  • R-PUSCH Relay-Physical Uplink Shared CHannel
  • the repeater used in the present invention is described assuming a half-Duplex repeater that is not possible to transmit and receive in both directions through the same band at the same time, but the repeater is not limited to the Half-Duplex repeater.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a relationship between uplink and downlink frame timing.
  • the timing at which the UE transmits an uplink radio frame having an index i is (N TA + N TAoffset ) ⁇ Ts time than a transmission timing of a downlink radio frame having an index i corresponding to the index i uplink radio frame.
  • N TA represents a timing offset between uplink and downlink radio frames and is expressed in units of Ts.
  • the uplink reception timing at the base station may be set earlier than the downlink transmission timing.
  • the downlink subframe timing in the repeater will be described.
  • the boundary of the downlink subframe in the repeater is determined according to the guard period (GP) (or sometimes referred to as (Guard Time, GT)) required for the RF switching between the base station and the repeater and the RF transmission between the transmitter and the receiver.
  • GP guard period
  • GT Guard Time
  • FIG 7 and 8 are diagrams showing the relationship between the timing of the downlink backhaul subframe of the base station and the timing of the downlink backhaul subframe of the repeater, respectively.
  • a propagation delay of a signal may be generated by a distance between the base station and the repeater.
  • the start point of the downlink backhaul subframe, which is the index N of the repeater may be configured such that the timing is delayed by the propagation delay of the signal than the start point of the downlink backhaul subframe, which is the index N of the base station. That is, the timing of the downlink backhaul subframe of the repeater may be set according to the timing of receiving the downlink backhaul subframe of the base station.
  • the downlink backhaul subframe timing of the repeater may be set to a timing delayed by 0.5 symbols (for example, 0.5 OFDM symbol) at the time point of receiving the downlink backhaul subframe of the base station. It may be.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a timing relationship of a downlink / uplink backhaul subframe of a base station and a repeater.
  • the downlink backhaul subframe timing of the repeater in FIG. 8 is set to a timing delayed by 0.5 symbols (for example, 0.5 OFDM symbol) at the time of receiving the downlink backhaul subframe of the base station. It is assumed. Accordingly, in the case of a frequency division duplex (FDD) system, as shown in FIG. 9, the start timing of the downlink backhaul subframe, the index N of the repeater, is the start of the downlink backhaul subframe, the index N of the base station.
  • the timing may be set by delaying the propagation delay time to the time corresponding to the sum of the 0.5 symbol time.
  • the uplink backhaul subframe timing which is the index N of the repeater, corresponds to the downlink backhaul sub, which is the index N of the corresponding repeater, so that there is no impact when the relay cell performs a random access channel (RACH). It may be set to match the frame timing.
  • RACH random access channel
  • an R-PUSCH or R-PUCCH signal transmitted through an uplink backhaul subframe having an index N is delayed and received by the base station by a timing advance value. That is, when the repeater transmits the uplink backhaul signal to the base station through the uplink backhaul subframe having the index N as shown in FIG. 9, the base station receives the uplink subframe having the indexes N and N + 1.
  • the repeater may use the available uplink backhaul sub It is necessary to know information about the index of the frame and the index of the uplink backhaul symbol.
  • the uplink backhaul subframe which is the index N of the repeater, corresponds to the T left +1 symbol interval and the 1 symbol interval -T left value, respectively, back and forth.
  • a guard interval (GP or GT) is needed.
  • the repeater may perform backhaul transmission through 12 symbols in an uplink backhaul subframe of index N.
  • the base station transmits an index N to an index 5 to index 13 in an uplink subframe of index N.
  • a corresponding uplink backhaul signal may be received through nine symbols and three symbols from index 0 to index 2 in an uplink subframe having index N + 1.
  • left T> T switch is, 1-symbol interval - Look for the case of a left T ⁇ T switch.
  • the uplink backhaul subframe which is the index N of the repeater
  • the repeater may perform backhaul transmission through 12 symbols in an uplink backhaul subframe of index N.
  • the base station transmits an index N to an index 5 to index 13 in an uplink subframe of index N.
  • a corresponding uplink backhaul signal may be received through nine symbols and three symbols from index 0 to index 2 in an uplink subframe having index N + 1.
  • the symbol indices usable in a given uplink backhaul subframe may be determined according to the value of T left and the RF transmit / receive switching time in the repeater.
  • an uplink backhaul subframe structure may vary for each repeater. That is, when an uplink subframe of index N is configured as an uplink backhaul uplink subframe in the relay, signaling for an indication of an available symbol index except for the GP may be required.
  • the message indicating the available uplink symbol index is a repeater in consideration of the timing advance value transmitted through the RACH response and the T left and T switches determined according to the initial setup of the repeater. Can be transmitted to the base station by RRC (Radio Resource Control) signaling.
  • RRC Radio Resource Control
  • the method for signaling the available uplink symbol index indication message includes a total of 28 base station uplink subframes having an index N and uplink subframes having an index N + 1 (24 if an extended CP is applied).
  • the symbol index of may be formed in a bitmap manner, or a symbol index corresponding to a start point and an end point of an available symbol may be directly signaled.
  • the corresponding message may be configured with a total of 8 bits in size with 4 bits for transmission of the start symbol index in a given uplink subframe and 4 bits for transmission of the last symbol index in a subsequent uplink subframe.
  • 10 and 11 are diagrams illustrating an example of a structure of a possible uplink backhaul subframe based on an available uplink backhaul symbol index indication, respectively.
  • a transmission structure of an uplink subframe may be determined in an actual relay based on the determined available uplink backhaul symbol index.
  • the uplink backhaul subframe start timing of the repeater may be advanced by a time corresponding to a signal propagation delay than the uplink subframe start timing of the base station.
  • the repeater 2 has only 8 symbols received by the base station through the uplink subframe having the index N + 1 among the available symbols of the uplink backhaul subframe having the index N (FIG. 11).
  • the signal may be transmitted through the symbols of the parent interval.
  • the base station is based on a slot unit, and a second slot of an uplink subframe, which is an index N from a relay device, or a subsequent index.
  • a signal may be received only through any one available slot among the first slots of the uplink subframe of N + 1.
  • the repeater 1 RN1 may transmit a signal to the base station through third to ninth symbols, which are usable symbols of the uplink backhaul subframe having the index N.
  • the base station has the index N through the seven symbols (symbols in the shaded area) corresponding to the second slot of the uplink subframe of the index N.
  • a signal transmitted through the third to ninth symbols of the uplink backhaul subframe may be received.
  • the base station may receive a signal from the relay 1 through a second slot of the uplink backhaul subframe having the index N.
  • the relay 2 (RN2) signals to the base station through seven hatched symbols, the sixth to twelveth symbols, which are available symbols in the uplink backhaul subframe at index N.
  • FIG. Can be transmitted.
  • the base station may receive a signal from the repeater 2 through the first slot (seven seven symbols) of the uplink subframe having the index N + 1.
  • the base station may receive a signal from the repeater 2 through the first slot of the uplink backhaul subframe having the index N + 1.
  • FIG. 14 illustrates an embodiment of an uplink backhaul subframe structure based on usable symbols.
  • the relay 1 transmits all usable symbols (symbols corresponding to the shaded regions) in the uplink backhaul subframe having the index N.
  • FIG. Can be.
  • the uplink backhaul subframe structure may be set in an implicitly fixed form. Implicitly, it may be fixed which structure example to use among the uplink backhaul structure examples described with reference to FIGS. 10 to 14.
  • the uplink backhaul subframe structure may be set in a semi-statically manner. That is, in the initial configuration and update of the repeater, the base station determines whether to apply an example of the uplink backhaul structure described in FIG. 10 to FIG. Can be sent to each repeater.
  • the uplink backhaul subframe structure may be determined dynamically.
  • the base station assigns to the specific repeater an example of a structure in an example of uplink backhaul subframes shown in FIGS. 10 to 14 above. Whether to transmit with a frame structure can be dynamically signaled through the UL grant every time.
  • the base station may transmit a UL grant message including an option field for selecting the frame structure examples shown in FIGS. 10 to 14 to a specific relay.
  • the base station may dynamically signal to the repeater an option to select at the time of scheduling (eg, an uplink backhaul subframe structure to be used for the examples of the uplink backhaul subframe structure shown in connection with FIGS. 10 to 14 above). Each time resource allocation can be signaled).
  • the base station may define a bitmap field according to the number of symbols usable in the uplink backhaul subframe structures shown in FIGS. 10 and 11, and transmit symbol allocation information to the repeater every time resource allocation is performed.
  • DM RS data demodulation reference signal
  • the base station needs to indicate the symbol index used for the demodulation reference signal (DM RS) in the uplink backhaul subframe structure given to the repeater. That is, when a repeater transmits an R-PUSCH (or R-PUCCH) in a given uplink backhaul subframe structure, the base station indicates a bitmap or symbol symbol for a symbol index to be used for the DM RS among available symbols. This can be indicated by directly signaling the index.
  • DM RS demodulation reference signal
  • each component or feature is to be considered optional unless stated otherwise.
  • Each component or feature may be embodied in a form that is not combined with other components or features. It is also possible to combine some of the components and / or features to form an embodiment of the invention.
  • the order of the operations described in the embodiments of the present invention may be changed. Some components or features of one embodiment may be included in another embodiment or may be replaced with corresponding components or features of another embodiment. It is obvious that the claims may be combined to form an embodiment by combining claims that do not have an explicit citation relationship in the claims or as new claims by post-application correction.
  • Apparatus and method for transmitting and receiving an uplink backhaul signal include 3GPP LTE.
  • Industrial applications are possible in communication systems such as LTE-A, IEEE 802, and the like.

Landscapes

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Abstract

무선 통신 시스템에서 상향링크 백홀 신호를 송신 및 수신을 위한 장치 및 그 방법이 개시된다. 기지국이 중계기로부터 상향링크 백홀 신호를 수신하는 방법은, 상기 기지국은 상기 중계기가 인덱스 N인 상향링크 백홀 서브프레임을 통해 전송한 신호를 상기 기지국의 인덱스 N 또는 인덱스 N+1인 상향링크 서브프레임을 통해 수신하는 단계를 포함하되, 상기 기지국은 상기 기지국의 인덱스 N 또는 인덱스 N+1인 상향링크 서브프레임에서 상기 중계기가 전송한 신호를 전송 시점에서부터 상기 중계기와 상기 기지국 간의 거리에 따른 신호의 전파 지연시간 값에 해당하는 만큼 지연된 타이밍에 수신한다.

Description

무선 통신 시스템에서 상향링크 백홀 신호를 송신 및 수신을 위한 장치 및 그 방법
본 발명은 무선 통신에 관한 것으로, 보다 상세하게는 무선 통신 시스템에서 상향링크 백홀 신호를 송신 및 수신을 위한 장치와 그 방법에 관한 것이다.
기지국과 단말 간의 채널 상태가 열악한 경우에는 기지국과 단말 간에 중계기(Relay Node, RN)를 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.
3GPP LTE-A(3rd Generation Partnership Project Long Term Evolution-Advanced) 시스템에서 중계기에 기지국과 단말 간의 링크 연결을 포워딩하는 역할을 도입하면서 각각의 상향링크 및 하향링크 캐리어 주파수 밴드에 속성이 다른 두 가지 종류의 링크가 적용되게 된다. 기지국과 중계기의 링크 간에 설정되는 연결 링크 부분을 백홀 링크(backhaul link)라고 정의하여 표현한다. 하향링크 자원을 이용하여 FDD(Frequency Division Duplex)) 혹은 TDD(Time Division Duplex) 방식으로 전송이 이루어지는 것을 백홀 하향링크(backhaul downlink)라고 하며, 상향링크 자원을 이용하여 FDD 또는 TDD 방식으로 전송이 이루어지는 것을 백홀 상향링크라고 표현할 수 있다.
이와 같이, 3GPP LTE-A 시스템에서, 중계기는 상향링크 백홀 서브프레임을 통해 기지국으로 신호를 전송하고, 기지국으로부터 하향링크 백홀 서브프레임을 통해 신호를 수신하도록 정의하고 있다. 그러나, 아직까지 중계기 및 기지국 간의 상향링크 백홀 서브프레임 구조에 대해 구체적으로 제시된 바가 없다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제는 기지국이 중계기로부터 상향링크 백홀 신호를 수신하는 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명에서 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 기지국이 중계기로부터 상향링크 백홀 신호를 전송하는 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명에서 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는 중계기로부터 상향링크 백홀 신호를 수신하는 기지국 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명에서 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는 기지국으로 상향링크 백홀 신호를 전송하는 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 기지국이 중계기로부터 상향링크 백홀 신호를 수신하는 방법은, 상기 기지국이 상기 중계기가 인덱스 N인 상향링크 백홀 서브프레임을 통해 전송한 신호를 상기 기지국의 인덱스 N 또는 인덱스 N+1인 상향링크 서브프레임을 통해 수신하는 단계를 포함하되, 상기 기지국은 상기 기지국의 인덱스 N 또는 인덱스 N+1인 상향링크 서브프레임에서 상기 중계기가 전송한 신호를 전송 시점에서부터 상기 중계기와 상기 기지국 간의 거리에 따른 신호의 전파 지연시간 값에 해당하는 만큼 지연된 타이밍에 수신한다.
여기서, 상기 기지국은 상기 중계기가 전송한 신호를 상기 지연된 타이밍에 따라 상기 기지국의 인덱스 N인 상향링크 백홀 서브프레임의 6 번째 심볼 내지 14 번째 심볼을 통해 수신하는 제 1 수신 모드, 상기 기지국의 인덱스 N인 상향링크 서브프레임의 두 번째 슬롯을 통해 수신하는 제 2 수신 모드, 상기 기지국의 인덱스 N+1인 상향링크 백홀 서브프레임의 1 번째 내지 8 번째 심볼을 통해 수신하는 제 3 수신 모드 및 상기 기지국의 인덱스 N+1인 상향링크 서브프레임의 첫 번째 슬롯을 통해 수신하는 제 4 수신 모드 중 어느 하나의 수신 모드로 수신할 수 있다.
상기의 다른 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명에 따른 중계기가 기지국으로 상향링크 백홀 신호를 전송하는 방법은, 상기 중계기가 상기 중계기의 인덱스 N인 상향링크 백홀 서브프레임을 통해 상기 상향링크 백홀 신호를 전송하는 단계를 포함하되, 상기 중계기는 상기 상향링크 백홀 신호를 상기 인덱스 N인 상향링크 백홀 서브프레임에서 상기 중계기가 수신 모드에서 송신 모드로 전환을 위해 필요한 시간인 제 1 보호 구간에 이어지는 9개의 심볼들, 상기 송신 모드에서 상기 수신 모드로 전환을 위해 필요한 시간인 제 2 보호 구간에 선행하는 8개의 심볼들, 또는 유휴 구간(idle) 사이에 존재하는 7개의 심볼들을 통해 전송할 수 있다.
여기서, 상기 중계기가 전송한 상기 상향링크 백홀 신호는 상기 중계기 및 상기 기지국 간의 거리에 따른 상기 상향링크 백홀 신호의 전파 지연시간(propagation delay time)값에 해당하는 만큼 지연된 타이밍으로 상기 기지국으로 수신될 수 있다.
상기의 또 다른 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명에 따른 중계기로부터 상향링크 백홀 신호를 수신하는 기지국 장치는, 상기 중계기가 인덱스 N인 상향링크 백홀 서브프레임을 통해 전송한 신호를 상기 기지국의 인덱스 N 또는 인덱스 N+1인 상향링크 서브프레임을 통해 수신하는 수신기; 및 상기 수신기가 상기 기지국의 인덱스 N 또는 인덱스 N+1인 상향링크 서브프레임에서 상기 중계기가 전송한 신호를 전송 시점에서부터 상기 중계기와 상기 기지국 간의 거리에 따른 신호의 전파 지연시간 값에 해당하는 만큼 지연된 타이밍에 수신하도록 제어하는 프로세서를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 프로세서는 상기 중계기가 전송한 신호를 상기 지연된 타이밍에 따라 상기 기지국의 인덱스 N인 상향링크 백홀 서브프레임의 6 번째 심볼 내지 14 번째 심볼을 통해 수신하는 제 1 수신 모드, 상기 기지국의 인덱스 N인 상향링크 서브프레임의 두 번째 슬롯을 통해 수신하는 제 2 수신 모드, 상기 기지국의 인덱스 N+1인 상향링크 백홀 서브프레임의 1 번째 내지 8 번째 심볼을 통해 수신하는 제 3 수신 모드 및 상기 기지국의 인덱스 N+1인 상향링크 서브프레임의 첫 번째 슬롯을 통해 수신하는 제 4 수신 모드 중 어느 하나의 수신 모드로 동작하도록 제어할 수 있다.
상기의 또 다른 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명에 따른 기지국으로 상향링크 백홀 신호를 전송하는 중계기 장치는, 상기 중계기의 인덱스 N인 상향링크 백홀 서브프레임을 통해 상기 기지국으로 상기 상향링크 백홀 신호를 전송하는 송신기; 및 상기 송신기가 상기 상향링크 백홀 신호를 상기 인덱스 N인 상향링크 백홀 서브프레임에서 상기 중계기가 수신 모드에서 송신 모드로 전환을 위해 필요한 시간인 제 1 보호 구간에 이어지는 9개의 심볼들, 상기 송신 모드에서 상기 수신 모드로 전환을 위해 필요한 시간인 제 2 보호 구간에 선행하는 8개의 심볼들, 또는 유휴 구간(idle) 사이에 존재하는 7개의 심볼들을 통해 전송하도록 제어하는 프로세서를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 송신기가 전송한 상기 상향링크 백홀 신호는 상기 중계기 및 상기 기지국 간의 거리에 따른 상기 상향링크 백홀 신호의 전파 지연시간(propagation delay time)값에 해당하는 만큼 지연된 타이밍으로 상기 기지국으로 수신된다.
본 발명의 다양한 실시예들에 따라, 중계기는 기지국으로부터 상향링크 백홀 신호를 효율적으로 전송할 수 있고, 기지국은 중계기로부터 상향링크 백홀 신호를 효율적으로 수신할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예들에 따라, 기지국 및 중계기는 상향링크 백홀 서브프레임 구조에 대해 시그널링 등을 통해 알게 되어 효율적으로 통신을 수행할 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 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는, 첨부 도면은 본 발명에 대한 실시예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 설명한다.
도 1은 무선 통신 시스템에서 릴레이 백홀 링크 및 릴레이 액세스 링크의 구성을 나타낸 도면,
도 2는 무선 통신 시스템(200)에서의 기지국(205) 및 중계기(210)의 구성을 도시한 블록도,
도 3은 이동통신 시스템의 일 예인 3GPP LTE 시스템에서 사용되는 무선 프레임의 구조를 예시하는 도면,
도 4는 이동통신 시스템의 일 예인 3GPP LTE 시스템의 하향링크 및 상향링크 서브프레임의 구조를 나타낸 도면,
도 5는 본 발명에서 사용되는 하향링크의 시간-주파수 자원 격자 구조(resource grid structure)를 나타낸 도면,
도 6은 상향링크-하향링크 프레임 타이밍의 관계의 일 예를 나타낸 도면,
도 7 및 도 8은 각각 기지국의 하향링크 백홀 서브프레임의 타이밍과 중계기의 하향링크 백홀 서브프레임의 타이밍의 관계를 나타낸 도면,
도 9는 기지국 및 중계기의 하향링크/상향링크 백홀 서브프레임의 타이밍 관계의 일 예를 나타낸 도면,
도 10 및 도 11은 각각 사용가능한 상향링크 백홀 심볼 인덱스 지시를 기반한 가능한 상향링크 백홀 서브프레임의 구조의 일 예를 나타낸 도면,
도 12 및 도 13은 각각 사용가능한 슬롯에 기반한 상향링크 백홀 서브프레임의 구조의 일 예를 나타낸 도면, 그리고,
도 14는 사용가능한 심볼에 기초한 상향링크 백홀 서브프레임 구조의 일 실시예를 나타낸 도면이다.
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 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 사용자 기기(User Equipment, UE), 모바일 스테이션(Mobile Station, MS), 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. 중계기는 릴레이 노드(Relay Node, RN), 릴레이 스테이션(Relay Station, RS), 릴레이 등으로 호칭 될 수도 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, 기지국과 단말 간 링크의 연결을 포워딩(forwarding)하는 역할을 위해 중계기가 도입되면서 각각의 상향링크 및 하향링크 캐리어 주파수 대역에 속성이 다른 두 종류의 링크가 적용된다. 기지국과 중계기 간의 설정되는 연결 링크 부분을 릴레이 백홀 링크(relay backhaul link)로서 정의하여 표현한다. 백홀 링크가 하향링크 주파수 대역(Frequency Division Duplex, FDD의 경우)이나 하향링크 서브프레임(Time Division Duplex, TDD의 경우) 자원을 이용하여 전송이 이루어지는 경우 백홀 하향링크(backhaul downlink)로 표현하고 상향링크 주파수 대역이나(FDD의 경우) 상향링크 서브프레임(TDD의 경우) 자원을 이용하여 전송이 이루어지는 경우 백홀 상향링크(backhaul uplink)로 표현할 수 있다.
반면 중계기와 일련의 단말들 간에 설정되는 연결 링크 부분을 릴레이 액세스 링크(relay access link)로서 정의하여 표현한다. 릴레이 액세스 링크가 하향링크 주파수 대역(FDD의 경우)이나 하향링크 서브프레임(TDD의 경우) 자원을 이용하여 전송이 이루어지는 경우 액세스 하향링크(access downlink)로 표현하고 상향링크 주파수 대역(FDD의 경우)이나 상향링크 서브프레임(TDD의 경우) 자원을 이용하여 전송이 이루어지는 경우 액세스 상향링크(access uplink)로 표현할 수 있다.
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 R-PDCCH(Relay-Physical Downlink Control CHannel) 및/또는 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(Physical Random Access CHannel, PRACH) 등을 통해 프리앰블을 전송하고, R-PDCCH 및 이에 대응하는 R-PDSCH을 통해 상기 임의접속에 대한 응답 메시지를 수신할 수 있다. 이때, 중계기는 기지국으로부터 타이밍 어드밴스(timing advance)값 등과 같이 서브프레임 타이밍, 전송 타이밍 등에 관한 정보를 RACH 응답을 통해 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 ACK/NACK 신호, 채널품질정보(CQI: Channel Quality Indicator), 프리코딩 행렬 인덱스(Precoding Matrix Index, PMI), 랭크 지시자(Rank Indicator, RI) 등이 포함될 수 있다. 3GPP LTE(3rd Generation Partnership Project Long Term Evolution) LTE-A 시스템의 경우, 중계기는 상술한 CQI, PMI, RI 등의 제어 정보를 R-PUSCH/R-PUCCH을 통해 전송할 수 있다.
도 2는 무선 통신 시스템(200)에서의 기지국(205) 및 중계기(210)의 구성을 도시한 블록도이다.
무선 통신 시스템(200)을 간략화하여 나타내기 위해 하나의 기지국(205)과 하나의 중계기(210)를 도시하였지만, 무선 통신 시스템(200)은 하나 이상의 기지국 및/또는 하나 이상의 중계기를 포함할 수 있다.
도 2를 참조하면, 기지국(205)은 송신(Tx) 데이터 프로세서(215), 심볼 변조기(220), 송신기(225), 송수신 안테나(230), 프로세서(280), 메모리(285), 수신기(290), 심볼 복조기(295), 수신 데이터 프로세서(297)를 포함할 수 있다. 그리고, 중계기(210)는 송신(Tx) 데이터 프로세서(265), 심볼 변조기(270), 송신기(275), 송수신 안테나(235), 프로세서(255), 메모리(260), 수신기(240), 심볼 복조기(255), 수신 데이터 프로세서(250)를 포함할 수 있다. 안테나(230, 235)가 각각 기지국(205) 및 중계기(210)에서 하나로 도시되어 있지만, 기지국(205) 및 중계기(210)은 복수 개의 안테나를 구비하고 있다. 따라서, 본 발명에 따른 기지국(205) 및 중계기(210)은 MIMO(Multiple Input Multiple Output) 시스템을 지원한다. 본 발명에 따른 기지국(205)은 SU-MIMO(Single User-MIMO) MU-MIMO(Multi User-MIMO) 방식 모두를 지원할 수 있다.
하향링크 상에서, 송신 데이터 프로세서(215)는 트래픽 데이터를 수신하고, 수신한 트래픽 데이터를 포맷하여, 코딩하고, 코딩된 트래픽 데이터를 인터리빙하고 변조하여(또는 심볼 매핑하여), 변조 심볼들("데이터 심볼들") 을 제공한다. 심볼 변조기(220)는 이 데이터 심볼들과 파일럿 심볼들을 수신 및 처리하여, 심볼들의 스트림을 제공한다.
심볼 변조기(220)는, 데이터 및 파일럿 심볼들을 다중화하여 이를 송신기 (225)로 전송한다. 이때, 각각의 송신 심볼은 데이터 심볼, 파일럿 심볼, 또는 제로의 신호 값일 수도 있다. 각각의 심볼 주기에서, 파일럿 심볼들이 연속적으로 송신될 수도 있다. 파일럿 심볼들은 주파수 분할 다중화(FDM), 직교 주파수 분할 다중화(OFDM), 시분할 다중화(TDM), 또는 코드 분할 다중화(CDM) 심볼일 수 있다.
송신기(225)는 심볼들의 스트림을 수신하여 이를 하나 이상의 아날로그 신호들로 변환하고, 또한, 이 아날로그 신호들을 추가적으로 조절하여(예를 들어, 증폭, 필터링, 및 주파수 업 컨버팅(upconverting) 하여, 무선 채널을 통한 송신에 적합한 하향링크 신호를 발생시킨다. 이어서, 하향링크 신호는 안테나(230)를 통해 중계기로 전송된다.
중계기(210)의 구성에서, 안테나(235)는 기지국으로부터의 하향링크 신호를 수신하여 수신된 신호를 수신기(240)로 제공한다. 수신기(240)는 수신된 신호를 조정 하여(예를 들어, 필터링, 증폭, 및 주파수 다운컨버팅(downconverting))하고, 조정된 신호를 디지털화하여 샘플들을 획득한다. 심볼 복조기(245) 는 수신된 파일럿 심볼들을 복조하여 채널 추정을 위해 이를 프로세서(255)로 제공한다.
또한, 심볼 복조기(245)는 프로세서(255)로부터 하향링크에 대한 주파수 응답 추정치를 수신하고, 수신된 데이터 심볼들에 대해 데이터 복조를 수행하여, (송신된 데이터 심볼들의 추정치들인) 데이터 심볼 추정치를 획득하고, 데이터 심볼 추정치들을 수신(Rx) 데이터 프로세서(250)로 제공한다. 수신 데이터 프로세서 (250)는 데이터 심볼 추정치들을 복조(즉, 심볼 디-매핑(demapping)) 하고, 디인터리빙(deinterleaving)하고, 디코딩하여, 전송된 트래픽 데이터를 복구한다.
심볼 복조기(245) 및 수신 데이터 프로세서(250)에 의한 처리는 각각 기지국(205)에서의 심볼 변조기(220) 및 송신 데이터 프로세서(215)에 의한 처리에 대해 상보적이다.
중계기(210)는 상향링크 상에서, 송신 데이터 프로세서(265)는 트래픽 데이터를 처리하여, 데이터 심볼들을 제공한다. 심볼 변조기(270)는 데이터 심볼들을 수신하여 다중화하고, 변조를 수행하여, 심볼들의 스트림을 송신기(275)로 제공할 수 있다. 송신기(275)는 심볼들의 스트림을 수신 및 처리하여, 상향링크 신호를 발생시키고, 이러한 상향링크 신호는 안테나(235)를 통해 기지국(205)으로 전송된다.
기지국(205)에서, 중계기(210)로부터 상향링크 신호가 안테나(230)를 통해 를 수신되고, 수신기(290)는 수신한 상향링크 신호를 처리되어 샘플들을 획득한다. 이어서, 심볼 복조기(295)는 이 샘플들을 처리하여, 상향링크에 대해 수신된 파일럿 심볼들 및 데이터 심볼 추정치를 제공한다. 수신 데이터 프로세서(297)는 데이터 심볼 추정치를 처리하여, 중계기(210)로부터 전송된 트래픽 데이터를 복구한다.
중계기(210) 및 기지국(205) 각각의 프로세서(255, 280)는 각각 중계기(210) 및 기지국(205)에서의 동작을 지시(예를 들어, 제어, 조정, 관리 등)한다. 각각의 프로세서들(255, 280)은 프로그램 코드들 및 데이터를 저장하는 메모리 유닛(260, 285)들과 연결될 수 있다. 메모리(260, 285)는 프로세서(280)에 연결되어 오퍼레이팅 시스템, 어플리케이션, 및 일반 파일(general files)들을 저장한다.
프로세서(255, 280)는 컨트롤러(controller), 마이크로 컨트롤러(microcontroller), 마이크로 프로세서(microprocessor), 마이크로 컴퓨터(microcomputer) 등으로도 호칭될 수 있다. 한편, 프로세서(255, 280)는 하드웨어(hardware) 또는 펌웨어(firmware), 소프트웨어, 또는 이들의 결합에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어를 이용하여 본 발명의 실시예를 구현하는 경우에는, 본 발명을 수행하도록 구성된 ASICs(application specific integrated circuits) 또는 DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays) 등이 프로세서(255, 280)에 구비될 수 있다.
한편, 펌웨어나 소프트웨어를 이용하여 본 발명의 실시예들을 구현하는 경우에는 본 발명의 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차 또는 함수 등을 포함하도록 펌웨어나 소프트웨어가 구성될 수 있으며, 본 발명을 수행할 수 있도록 구성된 펌웨어 또는 소프트웨어는 프로세서(255, 280) 내에 구비되거나 메모리(260, 285)에 저장되어 프로세서(255, 280)에 의해 구동될 수 있다.
중계기와 기지국이 무선 통신 시스템(네트워크) 사이의 무선 인터페이스 프로토콜의 레이어들은, 통신 시스템에서 잘 알려진 OSI(open system interconnection) 모델의 하위 3개 레이어를 기초로 제 1 레이어(L1), 제 2 레이어(L2), 및 제 3 레이어(L3)로 분류될 수 있다. 물리 레이어는 상기 제1 레이어에 속하며, 물리 채널을 통해 정보 전송 서비스를 제공한다. RRC(Radio Resource Control) 레이어는 상기 제 3 레이어에 속하며 UE와 네트워크 사이의 제어 무선 자원들을 제공한다. 중계기, 기지국은 무선 통신 네트워크와 RRC 레이어를 통해 RRC 메시지들을 교환할 수 있다.
도 3은 이동통신 시스템의 일 예인 3GPP LTE 시스템에서 사용되는 무선 프레임의 구조를 예시하는 도면이다.
도 3을 참조하면, 하나의 무선 프레임(radio frame)은 10ms(327200Ts)의 길이를 가지며 10개의 균등한 크기의 서브프레임(subframe)으로 구성되어 있다. 각각의 서브프레임은 1ms의 길이를 가지며 2개의 슬롯(slot)으로 구성되어 있다. 각각의 슬롯은 0.5ms(15360Ts)의 길이를 가진다. 여기에서, Ts 는 샘플링 시간을 나타내고, Ts=1/(15kHz×2048)=3.2552×10-8(약 33ns)로 표시된다. 슬롯은 시간 영역에서 복수의 OFDM 심볼 혹은 SC-FDMA 심볼을 포함하고, 주파수 영역에서 복수의 자원블록(Resource Block)을 포함한다.
LTE 시스템에서 하나의 자원블록은 12개의 부반송파×7(6)개의 OFDM 심볼 혹은 SC-FDMA(Single Carrier-Frequency Division Multiple Access) 심볼을 포함한다. 데이터가 전송되는 단위시간인 TTI(Transmission Time Interval)는 하나 이상의 서브프레임 단위로 정해질 수 있다. 상술한 무선 프레임의 구조는 예시에 불과하고, 무선 프레임에 포함되는 서브프레임의 수 또는 서브프레임에 포함되는 슬롯의 수, 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼 혹은 SC-FDMA 심볼의 수는 다양하게 변경될 수 있다.
도 4는 이동통신 시스템의 일 예인 3GPP LTE 시스템의 하향링크 및 상향링크 서브프레임의 구조를 나타낸 도면이다.
도 4의 (a)를 참조하면, 하나의 하향링크 서브프레임은 시간 영역에서 2개의 슬롯을 포함한다. 하향링크 서브프레임 내의 첫 번째 슬롯의 앞선 최대 3 OFDM 심볼들이 제어채널들이 할당되는 제어영역(control region)이고, 나머지 OFDM 심볼들은 PDSCH(Physical Downlink Shared Channel)가 할당되는 데이터 영역이 된다.
3GPP LTE 시스템 등에서 사용되는 하향링크 제어채널들은 PCFICH(Physical Control Format Indicator Channel), PDCCH(Physical Downlink Control Channel), PHICH(Physical Hybrid-ARQ Indicator Channel) 등이 있다. 서브프레임의 첫 번째 OFDM 심볼에서 전송되는 PCFICH는 서브프레임 내에서 제어채널들의 전송에 사용되는 OFDM 심볼의 수(즉, 제어 영역의 크기)에 관한 정보를 나른다. PDCCH를 통해 전송되는 제어정보를 하향링크 제어정보(Downlink Control Information, DCI)라고 한다. DCI는 상향링크 자원 할당 정보, 하향링크 자원 할당 정보 및 임의의 단말 그룹들에 대한 상향링크 전송 파워 제어 명령 등을 가리킨다. PHICH는 상향링크 HARQ(Hybrid Automatic Repeat Request)에 대한 ACK(Acknowledgement)/NACK(Not-Acknowledgement) 신호를 나른다. 즉, 단말이 전송한 상향링크 데이터에 대한 ACK/NACK 신호는 PHICH 상으로 전송된다.
이제 하향링크 물리채널인 PDCCH에 대해 기술한다.
기지국은 PDCCH를 통해 PDSCH의 자원 할당 및 전송 포맷(이를 DL grant라고도 한다), PUSCH의 자원 할당 정보(이를 UL grant라고도 한다), 임의의 단말 그룹 내 개별 단말들에 대한 전송 파워 제어 명령의 집합 및 VoIP(Voice over Internet Protocol)의 활성화 등을 전송할 수 있다. 복수의 PDCCH가 제어영역 내에서 전송될 수 있으며, 단말은 복수의 PDCCH를 모니터링할 수 있다. PDCCH는 하나 또는 몇몇 연속적인 CCE(Control Channel Elements)의 집합(aggregation)으로 구성된다. 하나 또는 몇몇 연속적인 CCE의 집합으로 구성된 PDCCH는 서브블록 인터리빙(subblock interleaving)을 거친 후에 제어 영역을 통해 전송될 수 있다. CCE는 무선채널의 상태에 따른 부호화율을 PDCCH에게 제공하기 위해 사용되는 논리적 할당 단위이다. CCE는 복수의 자원 요소 그룹(resource element group)에 대응된다. CCE의 수와 CCE들에 의해 제공되는 부호화율의 연관 관계에 따라 PDCCH의 포맷 및 가능한 PDCCH의 비트 수가 결정된다.
PDCCH를 통해 전송되는 제어정보를 하향링크 제어정보(downlink control information, DCI)라고 한다. 다음 표 1은 DCI 포맷에 따른 DCI를 나타낸다.
표 1
Figure PCTKR2010006944-appb-T000001
DCI 포맷 0은 상향링크 자원 할당 정보를 가리키고, DCI 포맷 1~2는 하향링크 자원 할당 정보를 가리키고, DCI 포맷 3, 3A는 임의의 단말 그룹들에 대한 상향링크 TPC(transmit power control) 명령을 가리킨다.
LTE 시스템에서 기지국이 PDCCH를 전송을 위해 자원을 매핑하는 방안에 대해 간단히 살펴본다.
일반적으로, 기지국은 PDCCH를 통하여 스케줄링 할당 정보 및 다른 제어 정보를 전송할 수 있다. 물리 제어 채널은 하나의 집합(aggregation) 또는 복수 개의 연속 제어 채널 요소(CCE: Control Channel Element)로 전송될 수 있다. 하나의 CCE는 9개의 자원 요소 그룹(Resource Element Group, REG)들을 포함한다. PCFICH(Physical Control Format Indicator CHhannel) 또는 PHICH(Physical Hybrid Automatic Repeat Request Indicator Channel)에 할당되지 않은 RBG의 개수는 NREG이다. 시스템에서 이용가능한 CCE는 0부터 NCCE-1 까지 이다(여기서 이다). PDCCH는 다음 표 3에 나타낸 바와 같이 다중 포맷을 지원한다. n개의 연속 CCE들로 구성된 하나의 PDCCH는 i mod n =0을 수행하는 CCE부터 시작한다(여기서 i는 CCE 번호이다). 다중 PDCCH들은 하나의 서브프레임으로 전송될 수 있다.
DCI 포맷 0은 상향링크 자원 할당 정보를 가리키고, DCI 포맷 1~2는 하향링크 자원 할당 정보를 가리키고, DCI 포맷 3, 3A는 임의의 단말 그룹들에 대한 상향링크 TPC(transmit power control) 명령을 가리킨다.
LTE 시스템에서 기지국이 PDCCH를 전송을 위해 자원을 매핑하는 방안에 대해 간단히 살펴본다.
일반적으로, 기지국은 PDCCH를 통하여 스케줄링 할당 정보 및 다른 제어 정보를 전송할 수 있다. 물리 제어 채널은 하나의 집합(aggregation) 또는 복수 개의 연속 제어 채널 요소(CCE: Control Channel Element)로 전송될 수 있다. 하나의 CCE는 9개의 자원 요소 그룹(Resource Element Group, REG)들을 포함한다. PCFICH(Physical Control Format Indicator CHhannel) 또는 PHICH(Physical Hybrid Automatic Repeat Request Indicator Channel)에 할당되지 않은 RBG의 개수는 NREG이다. 시스템에서 이용가능한 CCE는 0부터 NCCE-1 까지 이다(여기서
Figure PCTKR2010006944-appb-I000001
이다). PDCCH는 다음 표 3에 나타낸 바와 같이 다중 포맷을 지원한다. n개의 연속 CCE들로 구성된 하나의 PDCCH는 i mod n =0을 수행하는 CCE부터 시작한다(여기서 i는 CCE 번호이다). 다중 PDCCH들은 하나의 서브프레임으로 전송될 수 있다.
표 2
Figure PCTKR2010006944-appb-T000002
표 2를 참조하면, 기지국은 제어 정보 등을 몇 개의 영역으로 보낼 지에 따라 PDCCH 포맷을 결정할 수 있다. 단말은 CCE 단위로 제어 정보 등을 읽어서 오버헤드를 줄일 수 있다. 마찬가지로, 중계기도 R-CCE 단위로 제어 정보 등을 읽을 수 있다. LTE-A 시스템에서는, 임의의 중계기를 위한 R-PDCCH를 전송하기 위해 R-CCE(Relay-Control Channel Element) 단위로 자원 요소(Resource Element, RE)를 매핑할 수 있다.
도 4의 (b)를 참조하면, 상향링크 서브프레임은 주파수 영역에서 제어 영역 및 데이터 영역으로 나누어질 수 있다. 제어 영역은 상향링크 제어 정보를 나르는 PUCCH(Physical Uplink Control CHannel)로 할당된다. 데이터 영역은 사용자 데이터를 나르기 위한 PUSCH(Physical Uplink Shared CHannel)로 할당된다. 단일 반송파 특성을 유지하기 위하여, 하나의 단말은 PUCCH 및 PUSCH를 동시에 전송하지 않는다. 하나의 단말을 위한 PUCCH는 하나의 서브프레임에서 RB 페어로 할당된다. RB 페어에 속하는 RB들은 각 2개의 슬롯에서 서로 다른 부반송파를 차지하고 있다. PUCCH에 할당된 RB 페어는 슬롯 경계(slot boundary)에서 주파수 호핑된다.
도 5는 본 발명에서 사용되는 하향링크의 시간-주파수 자원 격자 구조(resource grid structure)를 나타낸 도면이다.
각 슬롯에서 전송되는 하향링크 신호는
Figure PCTKR2010006944-appb-I000002
×
Figure PCTKR2010006944-appb-I000003
개의 부반송파(subcarrier)와
Figure PCTKR2010006944-appb-I000004
개의 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 심볼로 구성되는 자원 격자(resource grid) 구조로 이용한다. 여기서,
Figure PCTKR2010006944-appb-I000005
은 하향링크에서의 자원 블록(RB: Resource Block)의 개수를 나타내고,
Figure PCTKR2010006944-appb-I000006
는 하나의 RB을 구성하는 부반송파의 개수를 나타내고,
Figure PCTKR2010006944-appb-I000007
는 하나의 하향링크 슬롯에서의 OFDM 심볼의 개수를 나타낸다.
Figure PCTKR2010006944-appb-I000008
의 크기는 셀 내에서 구성된 하향링크 전송 대역폭에 따라 달라지며
Figure PCTKR2010006944-appb-I000009
≤
Figure PCTKR2010006944-appb-I000010
≤
Figure PCTKR2010006944-appb-I000011
을 만족해야 한다. 여기서,
Figure PCTKR2010006944-appb-I000012
는 무선 통신 시스템이 지원하는 가장 작은 하향링크 대역폭이며
Figure PCTKR2010006944-appb-I000013
는 무선 통신 시스템이 지원하는 가장 큰 하향링크 대역폭이다.
Figure PCTKR2010006944-appb-I000014
=6이고
Figure PCTKR2010006944-appb-I000015
=110일 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 하나의 슬롯 내에 포함된 OFDM 심볼의 개수는 순환 전치(CP: Cyclic Prefix)의 길이 및 부반송파의 간격에 따라 다를 수 있다. 다중안테나 전송의 경우에, 하나의 안테나 포트 당 하나의 자원 격자가 정의될 수 있다.
각 안테나 포트에 대한 자원 격자 내의 각 요소는 자원 요소(RE: Resource Element)라고 불리우며, 슬롯 내의 인덱스 쌍 (k,l)에 의해 유일하게 식별된다. 여기서, k는 주파수 영역에서의 인덱스이고, l는 시간 영역에서의 인덱스이며 k는 0,...,
Figure PCTKR2010006944-appb-I000016
-1 중 어느 하나의 값을 갖고, l는 0,...,
Figure PCTKR2010006944-appb-I000017
-1 중 어느 하나의 값을 갖는다.
도 5에 도시된 자원 블록은 어떤 물리 채널과 자원 요소들 간의 매핑(mapping) 관계를 기술하기 위해 사용된다. RB는 물리 자원 블록(PRB: Physical Resource Block)과 가상 자원 블록(VRB: Virtual Resource Block)으로 나눌 수 있다. 상기 하나의 PRB는 시간 영역의
Figure PCTKR2010006944-appb-I000018
개의 연속적인 OFDM 심볼과 주파수 영역의
Figure PCTKR2010006944-appb-I000019
개의 연속적인 부반송파로 정의된다. 여기서
Figure PCTKR2010006944-appb-I000020
과
Figure PCTKR2010006944-appb-I000021
는 미리 결정된 값일 수 있다. 예를 들어
Figure PCTKR2010006944-appb-I000022
과
Figure PCTKR2010006944-appb-I000023
는 다음 표 1과 같이 주어질 수 있다. 따라서 하나의 PRB는
Figure PCTKR2010006944-appb-I000024
×
Figure PCTKR2010006944-appb-I000025
개의 자원 요소로 구성된다. 하나의 PRB는 시간 영역에서는 하나의 슬롯에 대응되고 주파수 영역에서는 180kHz에 대응될 수 있지만 이에 한정되는 것은 아니다.
표 3
Figure PCTKR2010006944-appb-T000003
PRB는 주파수 영역에서 0에서
Figure PCTKR2010006944-appb-I000026
-1 까지의 값을 갖는다. 주파수 영역에서의 PRB 넘버(number) nPRB와 하나의 슬롯 내에서의 자원 요소 (k,l) 사이의 관계는
Figure PCTKR2010006944-appb-I000027
를 만족한다.
상기 VRB의 크기는 PRB의 크기와 같다. VRB는 로컬형 VRB(Localized VRB, LVRB)와 분산형 VRB(Distributed VRB, DVRB)로 나뉘어 정의될 수 있다. 각 타입의 VRB에 대해, 하나의 서브프레임 내의 두 개의 슬롯에 있는 한 쌍의 VRB는 단일 VRB 넘버 nVRB가 함께 할당된다.
상기 VRB은 PRB과 동일한 크기를 가질 수 있다. 두 가지 타입의 VRB이 정의되는데, 첫째 타입은 로컬형 VRB(Localized VRB, LVRB)이고, 둘째 타입은 분산형 VRB(Distributed VRB, DVRB)이다. 각 타입의 VRB에 대해, 한 쌍(pair)의 VRB이 단일의 VRB 인덱스 (이하, VRB 넘버(number)로 지칭될 수도 있다)를 가지고 1개의 서브프레임의 2개의 슬롯에 걸쳐 할당된다. 다시 말하면, 하나의 서브프레임을 구성하는 2개의 슬롯 중 제 1 슬롯에 속하는
Figure PCTKR2010006944-appb-I000028
개의 VRB들은 각각 0부터
Figure PCTKR2010006944-appb-I000029
-1 중 어느 하나의 인덱스 (Index)를 할당 받고, 위의 2개의 슬롯 중 제 2 슬롯에 속하는
Figure PCTKR2010006944-appb-I000030
개의 VRB들도 마찬가지로 각각 0부터
Figure PCTKR2010006944-appb-I000031
-1 중 어느 하나의 인덱스를 할당받는다.
상술한 바와 같은 도 3 내지 도 5에 기재된 무선 프레임 구조, 하향링크 서브프레임 및 상향링크 서브프레임, 하향링크의 시간-주파수 자원 격자 구조 등은 기지국과 중계기 간에서도 적용될 수 있다.
본 발명에서 사용하는 R-PDCCH(Relay-Physical Downlink Control CHannel)은 기지국에서 중계기로 릴레이 전송을 위한 백홀 물리 하향링크 제어 채널을 일컫는 것으로, R-PUCCH(Relay-Physical Uplink Control CHannel)은 중계기에서 기지국으로 릴레이 전송을 위한 백홀 물리 상향링크 제어 채널을 일컫는 것으로 사용된다. 또한, R-PDSCH(Relay-Physical Downlink Shared CHannel)는 릴레이 전송을 위한 백홀 하향링크 물리 데이터/공유 채널을 일컫는 것으로, R-PUSCH(Relay-Physical Uplink Shared CHannel)는 릴레이 전송을 위한 백홀 상향링크 물리 데이터/공유 채널을 일컫는 것으로 사용된다.
또한, 본 발명에서 사용되는 중계기는 동시에 동일한 대역을 통해 양방향으로 송수신이 가능하지 않은 Half-Duplex 중계기로 가정하여 설명하지만, 중계기를 Half-Duplex 중계기로 제한하는 것은 아니다.
도 6은 상향링크-하향링크 프레임 타이밍의 관계의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 6을 참조하면, 단말이 인덱스 i인 상향링크 무선 프레임을 전송하는 타이밍은 인덱스 i 상향링크 무선 프레임에 대응하는 인덱스 i인 하향링크 무선 프레임의 전송 타이밍보다 (NTA+NTAoffset)×Ts 시간만큼 앞설 수 있다. 즉, 단말로부터 수신하는 상향링크 신호를 수신하는 상향링크 무선 프레임 i의 시작점은 상기 단말로 하향링크 전송을 수행하는 하향링크 무선 프레임 i의 시작점보다 (NTA+NTAoffset)×Ts 시간만큼 앞설 수 있다. 본 명세서에서, NTA는 상향링크 및 하향링크 무선 프레임 간의 타이밍 옵셋을 나타내며 Ts 단위로 표현된다. 그리고 NTAoffset는 고정된 타이밍 어드밴스(timing advance) 옵셋을 나타내며 Ts 단위로 표현된다. 여기서 Ts는 기본 시간 단위이다. 또한 여기서 0≤NTA≤20512일 수 있고, 프레임 구조 타입 1에 대해서는 NTAoffset=0일 수 있고, 프레임 구조 타입 2에 대해서는 NTAoffset=624일 수 있다.
살펴본 바와 같이, 단말 또는 중계기의 전송에 따른 전파 지연을 고려하여 기지국에서의 상향링크 수신 타이밍을 하향링크 전송 타이밍보다 앞서게 설정할 수도 있다.
이하에서는 기지국과 중계기 간 거리에 따른 신호의 전파 지연(propagation delay)을 고려하여, 중계기에서의 상향링크 서브프레임 타이밍을 결정하는 방법 및 그에 따른 상향링크 백홀 서브프레임의 심볼 구조를 제안할 것이다.
중계기에서의 하향링크 서브프레임 타이밍에 대해 살펴본다. 중계기에서 하향링크 서브프레임의 경계는 기지국과 중계기 간 거리 및 중계기에서의 송신/수신 간의 RF 스위칭을 위해 필요한 보호 구간(Guard Period, GP)(혹은 (Guard Time, GT)라고도 함)에 따라 다음 도 7 및 도 8의 두 가지 형태로 표현될 수 있다.
도 7 및 도 8은 각각 기지국의 하향링크 백홀 서브프레임의 타이밍과 중계기의 하향링크 백홀 서브프레임의 타이밍의 관계를 나타낸 도면이다.
도 7을 참조하면, 기지국이 인덱스 N인 하향링크 백홀 서브프레임을 중계기로 전송하는 경우 기지국과 중계기 간의 거리에 의해 신호의 전파 지연(propagation delay)이 발생될 수 있다. 따라서, 중계기의 인덱스 N인 하향링크 백홀 서브프레임 시작점은 기지국의 인덱스 N인 하향링크 백홀 서브프레임 시작점보다 신호의 전파 지연 정도 만큼 타이밍이 지연되도록 구성될 수 있다. 즉, 중계기의 하향링크 백홀 서브프레임 타이밍은 기지국의 하향링크 백홀 서브프레임 수신 시점에 맞추어 설정될 수 있다.
다음으로 도 8을 참조하면, 도 7과 달리 중계기의 하향링크 백홀 서브프레임 타이밍이 기지국의 하향링크 백홀 서브프레임 수신 시점에서 0.5 심볼(예를 들어, 0.5 OFDM 심볼) 시간만큼 더 지연된 타이밍으로 설정될 수도 있다.
도 9는 기지국 및 중계기의 하향링크/상향링크 백홀 서브프레임의 타이밍 관계의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 9에 도시된 서브프레임 구조는 도 8에서 중계기의 하향링크 백홀 서브프레임 타이밍이 기지국의 하향링크 백홀 서브프레임 수신 시점에서 0.5 심볼(예를 들어, 0.5 OFDM 심볼) 시간만큼 더 지연된 타이밍으로 설정된 것을 가정한 것이다. 따라서, 주파수 분할 듀플렉스(FDD: Frequency Division Duplex) 시스템의 경우, 도 9에 도시된 바와 같이, 중계기의 인덱스 N인 하향링크 백홀 서브프레임의 시작 타이밍은 기지국의 인덱스 N인 하향링크 백홀 서브프레임의 시작 타이밍 시점에서 전파 지연 시간과 0.5 심볼 시간을 합한 시간에 해당하는 시점으로 지연하여 설정될 수 있다.
한편, 중계기의 인덱스 N인 상향링크 백홀 서브프레임 타이밍은 릴레이 셀(relay cell) 단말이 RACH(Random Access CHannel)를 수행하는데 충돌(impact)이 없도록 하기 위해 각각 해당 중계기의 인덱스 N인 하향링크 백홀 서브프레임 타이밍과 일치하도록 설정될 수 있다.
도 9에서 중계기가 도너(doner) 기지국에 초기 접속(혹은 초기 설정, 초기 배치(initial deployment) 등) 하는 단계에서 수행하는 초기 RACH 과정에서, 중계기는 RACH 응답을 통해 상향링크 타이밍 어드밴스(UL timing advance) 값을 획득할 수 있다. 이러한 상향링크 타이밍 어드밴스값은 기지국과 중계기 간의 거리에 따른 전파 지연값에 기초하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 도 9에 도시한 바와 같이, 기지국의 상향링크 타이밍 어드밴스값은 NTA×Ts = 2×전파 지연 시간+0.5 심볼 시간과 같이 결정될 수 있다. 만약 중계기의 인덱스 N인 하향링크 백홀 서브프레임의 시작 타이밍이 0.5개 심볼 지연이 되지 않는 경우라면, 상향링크 타이밍 어드밴스 값은 NTA×Ts = 2×전파 지연시간으로 설정되게 된다.
중계기의 인덱스 N인 하향링크 백홀 서브프레임의 시작 타이밍과 중계기의 인덱스 N인 상향링크 백홀 서브프레임의 시작 타이밍을 일직선으로 맞추어 설정(time aligned)하는 경우, 기지국과 중계기 간의 거리에 따른 전파 지연으로 인해, 도 9에서와 같이 중계기가 인덱스 N인 상향링크 백홀 서브프레임을 통해 전송하는 R-PUSCH 혹은 R-PUCCH 신호가 타이밍 어드밴스값 만큼 기지국에 지연되어 수신된다. 즉 중계기가 상기 도 9에서와 같이 인덱스 N인 상향링크 백홀 서브프레임을 통해 기지국으로 상향링크 백홀 신호를 전송하면, 기지국은 인덱스 N 및 N+1인 상향링크 서브프레임에 걸쳐서 수신하게 된다.
신호의 전파 지연으로 인해, 기지국이 중계기가 인덱스 N인 상향링크 백홀 서브프레임을 통해 전송한 신호를 인덱스 N 및 N+1인 상향링크 서브프레임에 걸쳐서 수신함에 따라, 중계기는 이용가능한 상향링크 백홀 서브프레임의 인덱스 및 상향링크 백홀 심볼의 인덱스에 대해 정보를 알 필요가 있다.
중계기의 임의의 상향링크 백홀 서브프레임에서 R-PUSCH 혹은 R-PUCCH 전송을 위해 사용할 수 있는 심볼들은 도 9에서의 Tleft 값, 중계기에서 필요한 RF 송신/수신 스위칭 시간에 기초하여 결정될 수 있다. 이하에서는 중계기의 RF 송신/수신 스위칭 시간인 Tswitch의 범위가 0〈Tswitch〈 1 심볼 구간(symbol duration)을 만족한다는 가정하에 기술하지만, 이를 벗어난 Tswitch 값도 상향링크 백홀 서브프레임 타이밍에 적용될 수 있다.
이하에서는 Tleft 값과 중계기의 RF 송신/수신 스위칭 시간인 Tswitch 값의 범위에 따라 중계기가 상향링크 백홀 서브프레임에서 R-PUSCH 혹은 R-PUCCH 전송을 위해 사용할 수 있는 심볼들을 설명한다.
(case 1) 먼저, Tleft〈Tswitch 이고, 1 심볼 구간- Tleft 〉Tswitch인 경우에 대해 살펴본다.
이 경우, 도 9에서 알 수 있듯이, 기지국의 상향링크 심볼 타이밍과의 동기화 관점에서 중계기의 인덱스 N인 상향링크 백홀 서브프레임은 앞뒤로 각각 Tleft+1 심볼 구간, 1 심볼 구간-Tleft 값에 해당하는 보호 구간(GP 또는 GT)가 필요하다. 따라서 중계기는 인덱스 N인 상향링크 백홀 서브프레임에서 12개의 심볼을 통해 백홀 전송을 할 수 있다. 예를 들어 특정 중계기에서 도 9와 같은 전파 지연을 겪을 경우, 중계기가 해당 12개의 심볼들을 모두 이용해서 상향링크 백홀 신호를 전송하면, 기지국은 인덱스 N인 상향링크 서브프레임에서 인덱스 5 내지 인덱스 13까지의 9개 심볼과, 이어지는 인덱스 N+1인 상향링크 서브프레임에서 인덱스 0 내지 인덱스 2까지의 3개 심볼을 통해서 해당 상향링크 백홀 신호를 수신할 수 있다.
(case 2) 다음으로, Tleft〉Tswitch 이고, 1 심볼 구간- Tleft 〈Tswitch인 경우에 대해 살펴본다.
이 경우, 도 9에서 알 수 있듯이, 기지국의 상향링크 심볼 타이밍과의 동기화 관점에서 중계기의 인덱스 N인 상향링크 백홀 서브프레임은 서브프레임 앞뒤로 각각 Tleft, 2 심볼 구간(symbol duration)-Tleft 값에 해당하는 GP가 필요하다. 따라서, 중계기는 인덱스 N인 상향링크 백홀 서브프레임에서 12개의 심볼을 통해 백홀 전송을 할 수 있다. 예를 들어 특정 중계기에서 도 9와 같은 전파 지연을 겪을 경우, 중계기가 해당 12개의 심볼들을 모두 이용해서 상향링크 백홀 신호를 전송하면, 기지국은 인덱스 N인 상향링크 서브프레임에서 인덱스 5 내지 인덱스 13까지의 9개 심볼과, 이어지는 인덱스 N+1인 상향링크 서브프레임에서 인덱스 0 내지 인덱스 2까지의 3개 심볼을 통해서 해당 상향링크 백홀 신호를 수신할 수 있다.
(case 3) 다음으로, Tleft〉Tswitch 이고, 1 심볼 구간- Tleft 〉Tswitch인 경우에 대해 살펴본다.
이 경우, 상기의 도 9에서 알 수 있듯이, 기지국의 상향링크 심볼 타이밍과의 동기화 관점에서, 중계기의 인덱스 N인 상향링크 서브프레임에서 서브프레임 앞뒤로 각각 Tleft, 1 심볼 구간(symbol duration)-Tleft 값에 해당하는 GP가 필요하다. 따라서, 중계기는 인덱스 N인 상향링크 백홀 서브프레임에서 13개의 심볼을 통해 백홀 전송을 할 수 있다. 예를 들어 특정 중계기에서 도 9와 같은 전파 지연을 겪을 경우, 중계기가 해당 13개의 심볼들을 모두 이용해서 상향링크 백홀 신호를 전송하면, 기지국은 인덱스 N인 상향링크 서브프레임에서 인덱스 5 내지 인덱스 13까지의 9개 심볼과, 이어지는 인덱스 N+1인 상향링크 서브프레임의 인덱스 0 내지 인덱스 3까지의 4개 심볼을 통해서 해당 상향링크 백홀 신호를 수신할 수 있다.
(case 4) 다음으로, Tleft〈Tswitch 이고, 1 심볼 구간- Tleft 〈Tswitch인 경우에 대해 살펴본다.
이 경우, 도 9에서 알 수 있듯이, 기지국의 상향링크 심볼 타이밍과의 동기화 관점에서 중계기의 인덱스 N인 상향링크 백홀 서브프레임은 서브프레임 앞 뒤로 각각 Tleft+1 심볼 구간(symbol duration), 2 심볼 구간-Tleft 값에 해당하는 GP가 필요하다. 따라서, 중계기는 인덱스 N인 상향링크 백홀 서브프레임에서 11개의 심볼을 통해 백홀 전송을 할 수 있다. 예를 들어, 특정 중계기에서 도 9와 같은 전파 지연을 겪을 경우, 중계기가 해당 11개의 심볼들을 모두 이용해서 상향링크 백홀 신호를 전송하면, 기지국은 인덱스 N인 상향링크 서브프레임의 인덱스 6 내지 인덱스 13까지의 8개 심볼과, 이어지는 인덱스 N+1인 상향링크 서브프레임의 인덱스 0 내지 인덱스 2까지의 3개 심볼을 통해서 해당 상향링크 백홀 신호를 수신할 수 있다.
도 9와 관련하여 설명한 바와 같이, Tleft 값과 중계기에서 RF 송신/수신 스위칭 시간에 따라 주어진 상향링크 백홀 서브프레임에서 사용 가능한 심볼 인덱스들이 결정될 수 있다. 이처럼 동일한 도너 셀에 도입된 중계기라 할지라도 그 거리(geometry)에 따른 신호의 전파 지연 시간이 달라질 수 있고, 이에 따라 중계기 별로 상향링크 백홀 서브프레임 구조는 달라질 수 있다. 즉, 중계기에서 인덱스 N인 상향링크 서브프레임이 상향링크 백홀 상향링크 서브프레임으로 설정되는 경우, GP를 제외한 사용가능한 심볼 인덱스에 대한 지시(indication)를 위한 시그널링이 필요할 수 있다. 해당 사용가능한 상향링크 심볼 인덱스를 지시해주는 메시지는 중계기의 초기 설정(initial setup) 시, RACH 응답을 통해 전송되는 타이밍 어드밴스(timing advance)값 및 그에 따라 결정되는 Tleft와 Tswitch 등을 고려하여 중계기가 기지국에게 RRC(Radio Resource Control) 시그널링 방식으로 전송할 수 있다.
해당 사용가능한 상향링크 심볼 인덱스 지시 메시지를 시그널링해 주는 방법에는, 인덱스 N인 기지국 상향링크 서브프레임과 이어지는 인덱스 N+1인 상향링크 서브프레임의 총 28개(확장된 CP가 적용된 경우에는 24개)의 심볼 인덱스에 대해 비트맵 방식으로 이루어질 수도 있고, 이용가능한 심볼의 시작점과 끝점에 해당하는 심볼 인덱스를 각각 직접 시그널링해 줄 수 있다. 이 경우, 주어진 상향링크 서브프레임에서의 시작 심볼 인덱스 전송을 위한 4 비트와 연속하는 상향링크 서브프레임 마지막 심볼 인덱스 전송을 위한 4 비트로 총 8 비트 크기로 해당 메시지를 구성할 수 있다.
예를 들어, 상기 도 9에서 case 3의 경우, 중계기는 인덱스 N의 상향링크 서브프레임의 시작점인 심볼 인덱스인 5와 N+1 인덱스의 상향링크 서브프레임에서 끝점인 심볼 인덱스인 3을 직접적으로 시그널링해 줄 수 있다. 이와 다른 방법으로서, 중계기는 자신의 하드웨어적 RF 스위칭 시간인 Tswitch에 대한 양자화된(quantized) 정보만을 전송하고, 기지국이 RACH를 통해 계산된 타이밍 어드밴스값을 고려하여 해당 사용가능한 심볼 인덱스를 직접 계산할 수도 있다.
<사용가능한 심볼 인덱스에 기초한 상향링크 백홀 서브프레임 구조의 실시예>
이하에서는 사용가능한 상향링크 백홀 심볼 인덱스 지시에 기초하여 가능한 상향링크 백홀 서브프레임 구조의 예들을 살펴본다.
도 10 및 도 11은 각각 사용가능한 상향링크 백홀 심볼 인덱스 지시를 기반한 가능한 상향링크 백홀 서브프레임의 구조의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 9와 관련하여 설명한 바와 같이, 결정된 사용가능한 상향링크 백홀 심볼 인덱스를 기반으로 하여 실제 중계기에서 상향링크 서브프레임의 전송 구조를 결정할 수 있다. 도 10에서 도시된 바와 같이, 중계기의 상향링크 백홀 서브프레임 시작 타이밍은 기지국의 상향링크 서브프레임 시작 타이밍보다 신호 전파 지연에 해당하는 시간만큼 앞설 수 있다.
사용가능한 상향링크 백홀 서브프레임 구조의 일 예(옵션 1)로서, 기지국의 상향링크 서브프레임의 경계를 기반으로 상향링크 백홀 서브프레임 구조를 결정할 수 있다. 즉, 주어진 중계기의 인덱스 N인 상향링크 백홀 서브프레임의 사용가능한 심볼들 중 기지국의 동일한 인덱스 N인 상향링크 서브프레임을 통해 수신되는 심볼들만을 통해 전송하도록 한다.
도 10과 같이, 중계기 1의 인덱스 N인 상향링크 백홀 서브프레임을 통해 전송할 수 있는 사용가능한 심볼 중에서 기지국의 인덱스 N인 상향링크 서브프레임을 통해 수신되는 앞의 9개 심볼들을(빗금 친 구간의 심볼들) 통해서만 전송하도록 할 수 있다.
도 10의 경우와 달리, 도 11에서처럼 중계기 2는 인덱스 N인 상향링크 백홀 서브프레임의 사용가능한 심볼들 중에서, 기지국이 인덱스 N+1인 상향링크 서브프레임을 통해 수신하는 8개의 심볼들 만(빗금친 구간의 심볼들)을 통해 신호를 전송할 수 있다.
<사용가능한 슬롯에 기초한 상향링크 백홀 서브프레임 구조의 실시예>
도 12 및 도 13은 각각 사용가능한 슬롯에 기반한 상향링크 백홀 서브프레임의 구조의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 12 및 도 13을 참조하면, 사용가능한 슬롯에 기초한 상향링크 백홀 서브프레임 구조의 실시예로서, 슬롯 단위에 기초하여 기지국은 중계기기로부터 인덱스 N인 상향링크 서브프레임의 두 번째 슬롯이나, 이어지는 인덱스 N+1인 상향링크 서브프레임의 첫 번째 슬롯 중 사용가능한 어느 하나의 슬롯을 통해서만 신호를 수신할 수 있다.
즉, 도 12에서 중계기 1(RN1)은 인덱스 N인 상향링크 백홀 서브프레임의 사용가능한 심볼들인 3 번째에서부터 9번째 심볼들을 통해 기지국으로 신호를 전송할 수 있다. 그러면, 중계기와 기지국 간의 거리에 따른 신호의 전파 지연으로, 기지국은 인덱스 N인 상향링크 서브프레임의 두 번째 슬롯에 해당하는 7개의 심볼들(빗금 친 영역의 심볼들)을 통해 중계기 1이 인덱스 N인 상향링크 백홀 서브프레임의 3 번째에서부터 9번째 심볼들을 통해 전송한 신호를 수신할 수 있다. 이와 같이, 이러한 상향링크 백홀 서브프레임 구조에서, 기지국은 중계기 1로부터 인덱스 N인 상향링크 백홀 서브프레임의 두 번째 슬롯을 통해 신호를 수신할 수 있다.
이와 달리, 도 13에서 도시된 바와 같이, 중계기 2(RN2)는 인덱스 N인 상향링크 백홀 서브프레임에서 사용가능한 심볼들인 6 번째 심볼부터 12 번째까지의 심볼인 빗금 친 7개의 심볼들을 통해 기지국으로 신호를 전송할 수 있다. 그러면, 신호의 전파 지연에 따라, 기지국은 중계기 2로부터 인덱스 N+1인 상향링크 서브프레임의 첫 번째 슬롯(빗금 친 7개의 심볼들)을 통해 신호를 수신할 수 있다. 따라서, 이러한 상향링크 백홀 서브프레임 구조에서, 기지국은 중계기 2로부터 인덱스 N+1인 상향링크 백홀 서브프레임의 첫 번째 슬롯을 통해 신호를 수신할 수 있다.
<사용가능한 심볼에 기초한 상향링크 백홀 서브프레임 구조의 실시예>
도 14는 사용가능한 심볼에 기초한 상향링크 백홀 서브프레임 구조의 일 실시예를 나타낸 도면이다.
상향링크 백홀 서브프레임 구조의 또 다른 실시예로서, 도 14에 도시된 바와 같이, 중계기 1은 인덱스 N인 상향링크 백홀 서브프레임에서 모든 사용가능한 심볼들(빗금친 영역에 해당하는 심볼들)을 전송할 수 있다.
중계기 1은 인덱스 N인 상향링크 백홀 서브프레임에서 GP 구간을 제외한 나머지 13개의 심볼을 통해 기지국으로 신호를 전송할 수 있다. 그러면, 신호의 전파 지연에 따라, 기지국은 중계기 1로부터의 신호를 인덱스 N 및 N+1인 상향링크 서브프레임에 걸쳐 수신할 수 있다. 구체적으로, 기지국은 중계기 1이 인덱스 N인 상향링크 백홀 서브프레임을 통해 전송한 신호를 인덱스 N인 상향링크 서브프레임에서 6 번째에서부터 14 번째 심볼을 통해, 그리고 인덱스 N+1인 상향링크 서브프레임에서 1 번째에서부터 4 번째 심볼을 통해 수신할 수 있다.
도 10 내지 도 14와 관련하여, 중계기 1 및 중계기 2의 상향링크 백홀 서브프레임 구조는 다르게 설정되었다. 이와 같이, 각 중계기 별로 상향링크 백홀 서브프레임 구조는 다르게 구성될 수 있다. 이하에서는 각 중계기 별로 상향링크 백홀 서브프레임의 구조를 설정하는 방법과 이를 시그널링해 주는 방안에 대해 기술한다.
먼저, 각 중계기 별로 상향링크 백홀 서브프레임의 구조를 설정하는 방법을 살펴본다. 첫 번째 경우로서(case 1), 상향링크 백홀 서브프레임 구조가 암시적으로(implicitly) 고정된 형태로 설정될 수 있다. 암시적으로 도 10 내지 도 14에서 설명한 상향링크 백홀 구조 예 중에서 어떤 구조 예를 사용할 것인지 고정할 수 있다.
다른 경우로서(case 2), 상향링크 백홀 서브프레임 구조가 반-고정적인(semi-statically) 방식으로 설정될 수 있다. 즉, 중계기의 초기 설정 단계 및 갱신 시에, 기지국은 상기 도 10 내지 도 14에서 설명한 상향링크 백홀 구조 예 중에서 어떤 구조의 예를 상향링크 백홀 서브프레임 구조로 결정하여 적용할 것인지를 상위 계층 시그널링을 통해 각각의 중계기에게 전송해 줄 수 있다.
또 다른 경우로서(case 3), 상향링크 백홀 서브프레임 구조는 동적으로(dynamically) 결정될 수 있다. 특정 중계기가 R-PDCCH를 통해 R-PUSCH 전송을 위한 자원 할당 시에, 기지국은 특정 중계기에 상기 도 10 내지 도 14에 나타낸 상향링크 백홀 서브프레임의 구조 예들에서 어떤 구조의 예를 상향링크 백홀 서브프레임 구조를 가지고 전송할지 매번 UL grant를 통해 동적으로 시그널링해 줄 수 있다. 이 경우, 기지국은 특정 중계기에게 상기 도 10 내지 도 14에 나타낸 프레임 구조 예들을 선택하는 옵션 필드를 포함하는 UL grant 메시지를 전송할 수 있다.
기지국은 스케줄링시 선택하는 옵션을 중계기에게 동적으로 시그널링할 수 있다(예를 들어, 상기 도 10 내지 도 14와 관련하여 도시한 상향링크 백홀 서브프레임 구조의 예들에 대해 사용할 상향링크 백홀 서브프레임 구조를 매번 자원 할당 시 시그널링 해 줄 수 있다). 또는, 기지국은 도 10 및 도 11에서 도시한 상향링크 백홀 서브프레임 구조에서 사용가능한 심볼 수에 따른 비트맵 필드를 정의하고, 매번 자원 할당할 때 마다 심볼 할당 정보도 중계기로 전송할 수 있다.
<특정 상향링크 백홀 서브프레임 구조에서 데이터 복조용 참조신호(DM RS)로 사용되는 심볼 인덱스를 지시하는 방법>
또한, 기지국은 중계기로 주어진 상향링크 백홀 서브프레임 구조에서 데이터 복조용 참조신호(DeModulation Reference Signal, DM RS)를 위해 사용되는 심볼 인덱스를 지시해 줄 필요가 있다. 즉, 주어진 상향링크 백홀 서브프레임 구조에서 중계기가 R-PUSCH(혹은 R-PUCCH)를 전송하려는 경우, 기지국은 사용가능한 심볼들 중에서 DM RS용으로 사용될 심볼 인덱스에 대해 비트맵 지시해주거나, 혹은 심볼 인덱스를 직접적으로 시그널링하는 방식으로 지시해 줄 수 있다.
이상에서 설명된 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들이 소정 형태로 결합된 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려되어야 한다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성하는 것도 가능하다. 본 발명의 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다. 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함시킬 수 있음은 자명하다.
본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
상향링크 백홀 신호를 송신 및 수신을 위한 장치 및 방법은 3GPP LTE. LTE-A, IEEE 802 등과 같은 통신 시스템에서 산업상으로 적용이 가능하다.

Claims (18)

  1. 무선 통신 시스템에서 기지국이 중계기로부터 상향링크 백홀 신호를 수신하는 방법에 있어서,
    상기 기지국은 상기 중계기가 인덱스 N인 상향링크 백홀 서브프레임을 통해 전송한 신호를 상기 기지국의 인덱스 N 또는 인덱스 N+1인 상향링크 서브프레임을 통해 수신하는 단계를 포함하되,
    상기 기지국은 상기 기지국의 인덱스 N 또는 인덱스 N+1인 상향링크 서브프레임에서 상기 중계기가 전송한 신호를 전송 시점에서부터 상기 중계기와 상기 기지국 간의 거리에 따른 신호의 전파 지연시간 값에 해당하는 만큼 지연된 타이밍에 수신하는 것을 특징으로 하는 상향링크 백홀 신호 수신 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 기지국은 상기 중계기가 전송한 신호를 상기 지연된 타이밍에 따라 상기 기지국의 인덱스 N인 상향링크 백홀 서브프레임의 6 번째 심볼 내지 14 번째 심볼을 통해 수신하는 제 1 수신 모드, 상기 기지국의 인덱스 N인 상향링크 서브프레임의 두 번째 슬롯을 통해 수신하는 제 2 수신 모드, 상기 기지국의 인덱스 N+1인 상향링크 백홀 서브프레임의 1 번째 내지 8 번째 심볼을 통해 수신하는 제 3 수신 모드 및 상기 기지국의 인덱스 N+1인 상향링크 서브프레임의 첫 번째 슬롯을 통해 수신하는 제 4 수신 모드 중 어느 하나의 수신 모드로 수신하는 것을 특징으로 하는 상향링크 백홀 신호 수신 방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 중계기가 전송하는 신호를 상기 기지국이 상기 제 1 내지 제 4 수신 모드 중 어느 한 수신 모드로 수신할지 여부는 사전에 설정되는 있는 것을 특징으로 하는 상향링크 백홀 신호 수신 방법.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 기지국은 상기 제 1 내지 제 4 수신 모드 중 어느 한 수신 모드로 동작하는지 여부를 반-정적(semi-statically) 상위 계층 시그널링을 통해 상기 중계기로 알려 주는 것을 특징으로 하는 상향링크 백홀 신호 수신 방법.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 기지국은 상기 제 1 내지 제 4 수신 모드 중 어느 한 수신 모드로 수신하는 지 여부를 상향링크 그랜트(UL grant)를 통해 동적으로 시그널링 해 주는 것을 특징으로 하는 상향링크 백홀 신호 수신 방법.
  6. 제 3항에 있어서,
    상기 기지국이 상기 제 1 내지 제 4 수신 모드 중 어느 한 수신 모드로 동작하는지 여부는 상기 기지국 및 상기 중계기 간에 암시적으로 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 상향링크 백홀 신호 수신 방법.
  7. 무선 통신 시스템에서 중계기가 기지국으로 상향링크 백홀 신호를 전송하는 방법에 있어서,
    상기 중계기가 상기 중계기의 인덱스 N인 상향링크 백홀 서브프레임을 통해 상기 상향링크 백홀 신호를 전송하는 단계를 포함하되,
    상기 중계기는 상기 상향링크 백홀 신호를 상기 인덱스 N인 상향링크 백홀 서브프레임에서 상기 중계기가 수신 모드에서 송신 모드로 전환을 위해 필요한 시간인 제 1 보호 구간에 이어지는 9개의 심볼들, 상기 송신 모드에서 상기 수신 모드로 전환을 위해 필요한 시간인 제 2 보호 구간에 선행하는 8개의 심볼들, 또는 유휴 구간(idle) 사이에 존재하는 7개의 심볼들을 통해 전송하는 것을 특징으로 하는 상향링크 백홀 신호 전송 방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 중계기가 전송한 상기 상향링크 백홀 신호는 상기 중계기 및 상기 기지국 간의 거리에 따른 상기 상향링크 백홀 신호의 전파 지연시간(propagation delay time)값에 해당하는 만큼 지연된 타이밍으로 상기 기지국으로 수신되는 것을 특징으로 하는 상향링크 백홀 신호 전송 방법.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 9개의 심볼들을 통해 전송되는 상기 상향링크 백홀 신호는 상기 전파 지연시간 값에 따라 상기 기지국의 인덱스 N인 상향링크 서브프레임의 6 번째 내지 14 번째 심볼에 해당하는 타이밍에 수신되는 것을 특징으로 하는 상향링크 백홀 신호 전송 방법.
  10. 제 8항에 있어서,
    상기 8개의 심볼들을 통해 전송되는 상기 상향링크 백홀 신호는 상기 전파 지연시간 값에 따라 상기 기지국의 인덱스 N+1인 상향링크 서브프레임의 1 번째 내지 8 번째 심볼에 해당하는 타이밍에 수신되는 것을 특징으로 하는 상향링크 백홀 신호 전송 방법.
  11. 제 8항에 있어서,
    상기 7개의 심볼들을 통해 전송되는 상기 상향링크 백홀 신호는 상기 전파 지연시간 값에 따라 상기 기지국의 인덱스 N인 상향링크 서브프레임의 8 번째 내지 14 번째 심볼에 해당하는 타이밍에 수신되는 것을 특징으로 하는 상향링크 백홀 신호 전송 방법.
  12. 제 7항에 있어서,
    상기 중계기가 상기 9개의 심볼들, 상기 8개의 심볼들 및 상기 7개의 심볼들 중 어느 개수의 심볼을 통해 상향링크 백홀 신호를 전송해야하는지 여부는 사전에 설정되는 있는 것을 특징으로 하는 상향링크 백홀 신호 전송 방법.
  13. 제 7항에 있어서,
    상기 중계기가 상기 9개의 심볼들, 상기 8개의 심볼들 및 상기 7개의 심볼들 중 어느 개수의 심볼을 통해 상향링크 백홀 신호를 전송해야하는지 여부를 알려주는 반-정적(semi-statically) 상위 계층 시그널링을 상기 기지국으로부터 수신하는 것을 특징으로 하는 상향링크 백홀 신호 전송 방법.
  14. 제 7항에 있어서,
    상기 중계기가 상기 9개의 심볼들, 상기 8개의 심볼들 및 상기 7개의 심볼들 중 어느 개수의 심볼을 통해 상향링크 백홀 신호를 전송해야하는지 여부를 알려주는 상향링크 그랜트(UL grant)를 상기 기지국으로부터 동적으로 시그널링 받는 것을 특징으로 하는 상향링크 백홀 신호 전송 방법.
  15. 무선 통신 시스템에서 중계기로부터 상향링크 백홀 신호를 수신하는 기지국 장치에 있어서,
    상기 중계기가 인덱스 N인 상향링크 백홀 서브프레임을 통해 전송한 신호를 상기 기지국의 인덱스 N 또는 인덱스 N+1인 상향링크 서브프레임을 통해 수신하는 수신기; 및
    상기 수신기가 상기 기지국의 인덱스 N 또는 인덱스 N+1인 상향링크 서브프레임에서 상기 중계기가 전송한 신호를 전송 시점에서부터 상기 중계기와 상기 기지국 간의 거리에 따른 신호의 전파 지연시간 값에 해당하는 만큼 지연된 타이밍에 수신하도록 제어하는 프로세서를 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국 장치.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 중계기가 전송한 신호를 상기 지연된 타이밍에 따라 상기 기지국의 인덱스 N인 상향링크 백홀 서브프레임의 6 번째 심볼 내지 14 번째 심볼을 통해 수신하는 제 1 수신 모드, 상기 기지국의 인덱스 N인 상향링크 서브프레임의 두 번째 슬롯을 통해 수신하는 제 2 수신 모드, 상기 기지국의 인덱스 N+1인 상향링크 백홀 서브프레임의 1 번째 내지 8 번째 심볼을 통해 수신하는 제 3 수신 모드 및 상기 기지국의 인덱스 N+1인 상향링크 서브프레임의 첫 번째 슬롯을 통해 수신하는 제 4 수신 모드 중 어느 하나의 수신 모드로 동작하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 기지국 장치.
  17. 무선 통신 시스템에서 기지국으로 상향링크 백홀 신호를 전송하는 중계기 장치에 있어서,
    상기 중계기의 인덱스 N인 상향링크 백홀 서브프레임을 통해 상기 기지국으로 상기 상향링크 백홀 신호를 전송하는 송신기; 및
    상기 송신기가 상기 상향링크 백홀 신호를 상기 인덱스 N인 상향링크 백홀 서브프레임에서 상기 중계기가 수신 모드에서 송신 모드로 전환을 위해 필요한 시간인 제 1 보호 구간에 이어지는 9개의 심볼들, 상기 송신 모드에서 상기 수신 모드로 전환을 위해 필요한 시간인 제 2 보호 구간에 선행하는 8개의 심볼들, 또는 유휴 구간(idle) 사이에 존재하는 7개의 심볼들을 통해 전송하도록 제어하는 프로세서를 포함하는 것을 특징으로 하는 중계기 장치.
  18. 제 17항에 있어서,
    상기 송신기가 전송한 상기 상향링크 백홀 신호는 상기 중계기 및 상기 기지국 간의 거리에 따른 상기 상향링크 백홀 신호의 전파 지연시간(propagation delay time)값에 해당하는 만큼 지연된 타이밍으로 상기 기지국으로 수신되는 것을 특징으로 하는 중계기 장치.
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