WO2011132964A2 - 다중 사용자-다중 안테나 무선 통신 시스템에서 기지국과 릴레이 노드 간의 신호 송수신 방법 및 이를 위한 장치 - Google Patents

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    • H04W88/08—Access point devices

Definitions

  • the present invention relates to a wireless communication system, and more particularly, to a method and apparatus for transmitting and receiving signals between a base station and a relay node in a multi-user multi-antenna wireless communication system.
  • 3GPP LTE 3rd
  • LTE Generation Partnership Project Long Term Evolution
  • E-UMTSC Evolved Universal Mobile Telecommunications System
  • UMTS Universal Mobile Telecommunications System
  • LTE LTECLong Term Evolution
  • an E-UMTS includes a user equipment (UE) and a base station (eNode B); eNB) and an Access Gateway (AG) located at an end of a network (E-UTRAN) and connected to an external network.
  • the base station may transmit multiple data streams simultaneously for broadcast service, multicast service and / or unicast service.
  • Sal is 1.25, 2.5, 5, 10, 15,
  • the base station controls data transmission and reception for a plurality of terminals.
  • the base station For downlink (DL) data, the base station transmits downlink scheduling information to inform the corresponding UE of time / frequency domain, encoding, data size, HARQ Hybrid Automatic Repeat and reQuest (related information), and the like.
  • the base station transmits uplink scheduling information to uplink UL information for uplink (UL) data, and informs the user equipment of time / frequency domain, encoding, data size, HARQ related information, and the like.
  • An interface for transmitting user traffic or control traffic may be used between base stations.
  • the core network (CN) may be composed of an AG and a network node for user registration of the terminal.
  • the AG manages the mobility of the UE in units of a TACTracking Area consisting of a plurality of cells.
  • Wireless communication technology has been developed to LTE based on WCDMA, but the demands and expectations of users and operators are continuously increasing.
  • new technological evolution is required to be competitive in the future. Reduced cost per bit, increased service availability, flexible frequency bands Usage, simple structure and open interface, and proper power consumption of the terminal are required.
  • the present invention proposes a method for transmitting and receiving a signal between a base station and a relay node and a device therefor in a multi-user multi-antenna wireless communication system.
  • a method of transmitting a signal to a relay node by a base station in a multiple user-MIMO wireless communication system includes: assigning one or more antenna ports to each of the one or more relay nodes; Mapping each of the downlink grant signals for the one or more relay nodes to a resource region steam set resource region corresponding to one of the allocated antenna ports; Mapping an uplink grant signal or data signal for the one or more relay nodes to a resource region corresponding to the assigned antenna port; And transmitting the mapped signal to the one or more relay nodes.
  • another aspect of the present invention is a base station apparatus in a multiple i-user (MIUL) wireless communication system, which allocates one or more antenna ports to each of one or more relay nodes, and assigns one or more antenna ports for the one or more relay nodes.
  • MIUL multiple i-user
  • Each downlink grant signal is mapped to a predetermined resource region among resource regions corresponding to one of the allocated antenna ports, and an uplink grant signal or data signal for the one or more relay nodes corresponds to the allocated antenna port.
  • a processor for mapping; And transmission modules for transmitting the mapped signal to the one or more relay nodes.
  • the preset resource region to which the downlink grant signal is mapped is a first slot of a specific subframe
  • the second slot of the preset resource region to which the downlink grant signal is mapped is a relay node that is configured to the downlink grant signal.
  • the data signal of may be mapped.
  • the predetermined resource region to which the downlink grant signal is mapped may be included in a resource region corresponding to the same antenna port.
  • each of the downlink grant signals for the one or more relay nodes may include information on a resource region to which the uplink grant signal or data signal for the relay node to be mapped is mapped.
  • the preset resource region to which the downlink grant signal is mapped may be different for each of the one or more relay nodes.
  • the preset resource region to which the downlink grant signal is mapped is signal mapping in a resource region corresponding to another antenna port. It is characterized in that it is not used for.
  • the antenna port is characterized in that the combination of the physical antenna port and the scrambling code.
  • a base station and a relay node in a multi-user multi-antenna wireless communication system can efficiently transmit and receive signals.
  • FIG. 1 schematically illustrates an E-UMTS network structure as an example of a wireless communication system.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a control plane and a user plane structure of a radio interface protocol between a terminal and an E-UTRAN based on the 3GPP radio access network standard.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a control plane and a user plane structure of a radio interface protocol between a terminal and an E-UTRAN based on the 3GPP radio access network standard.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining physical channels used in a 3GPP system and a general signal transmission method using the same.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining physical channels used in a 3GPP system and a general signal transmission method using the same.
  • 95 is a block diagram of a multi-antenna communication system.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a structure of a downlink radio frame used in an LTE system.
  • FIG. 6 illustrates a resource unit used for configuring a downlink control channel in an LTE system.
  • 100 is a diagram illustrating a structure of an uplink subframe used in an LTE system.
  • FIG. 8 illustrates the configuration of a relay backhaul link and a relay access link in a wireless communication system.
  • 105 is a diagram illustrating resources divided into time-frequency domains. 11 illustrates R-PDCCH and R-PDSCH multiplexing in a multi user MIM0 system according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 illustrates R-PDCCH and R-PDSCH multiplexing in a multiple user MIM0 system according to a second embodiment of the present invention.
  • mapping and multiplexing information inserted in the R-PDCCH proposed by the present invention is a view for explaining mapping and multiplexing information inserted in the R-PDCCH proposed by the present invention.
  • FIG. 14 illustrates an uplink grant or an R-PDSCH combination that can be scheduled in an RBG consisting of three RBs.
  • FIG. 15 is another diagram for explaining 115 mapping and multiplexing information inserted into an R-PDCCH proposed by the present invention.
  • FIG. 15 is another diagram for explaining 115 mapping and multiplexing information inserted into an R-PDCCH proposed by the present invention.
  • FIG. 16 illustrates an uplink grant or R-PDSCH combination that can be scheduled in an RBG consisting of four RBs.
  • FIG. 17 is another diagram illustrating R-PDCCH and R-PDSCH multiplexing in a multi-user MIM0 system according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 18 shows R- in a multi-user MIM0 system according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 19 is another diagram illustrating R-PDCCH and R-PDSCH multiplexing in a multi-user MIM0 system according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 19 is another diagram illustrating R-PDCCH and R-PDSCH multiplexing in a multi-user MIM0 system according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 20 is yet another diagram illustrating R-125 PDCCH and R-PDSCH multiplexing in a multi-user MIM0 system according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 21 illustrates a block diagram of a communication device according to an embodiment of the present invention.
  • the present specification describes an embodiment of the present invention using an LTE system and an LTE-A system, this as an example may be applied to any communication system corresponding to the above definition.
  • the present specification describes an embodiment of the present invention on the basis of the FDD scheme, which is an example of an embodiment of the present invention is H-FDD scheme or
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a control plane and a user plane structure of a radio interface protocol between a terminal and an E-UTRAN based on the 3GPP radio access network standard.
  • the control plane includes control messages used by a user equipment (UE) and a network to manage a call.
  • UE user equipment
  • the 140 means a transmission path.
  • the user plane refers to a path through which data generated at an application layer, for example, voice data or Internet packet data, is transmitted.
  • the physical layer which is the first layer, provides an information transfer service to an upper layer by using a physical channel.
  • the physical layer is different from the upper medium access control layer.
  • the 145 It is connected via Transport Channel. Data moves between the medium access control layer and the physical layer through the transport channel. Data moves between the physical layer between the transmitting side and the receiving side through the physical channel.
  • the physical channel is time and Use frequency as a radio resource. Specifically, the physical channel is in the downlink
  • FDMA Orthogonal Frequency Division Multiple Access
  • SC-FDMA Single Carrier Frequency Division Multiple Access
  • the medium access control (MAC) layer of the second layer provides a service to a radio link control (RLC) layer, which is a higher layer, through a logical channel.
  • RLC radio link control
  • the function of the RLC layer may be implemented as a functional block inside the MAC.
  • the Packet Data Convergence Protocol (PDCP) layer of the second layer provides unnecessary control for efficiently transmitting IP packets such as IPv4 or IPv6 over a narrow bandwidth air interface. Perform header compression to reduce information.
  • Radio Resource Control (RRC) located at the bottom of the 3rd layer
  • the RRC layer is responsible for the control of logical channels, transport channels, and physical channels in connection with configuration, re_conf igurat ion, and release of radio bearers (RBs). Means a service provided by the second layer for data transfer between.
  • RBs radio bearers
  • the non-access stratum (NAS) layer which is located above the RRC layer, provides functions such as session management and mobility management. Perform.
  • One cell constituting the 170 base station is set to a bandwidth increase of 1.25, 2.5, 5, 10, 15, 20Mhz, etc. to provide downlink or uplink transmission service to multiple terminals.
  • Different channels can be set to provide different bandwidths.
  • the downlink transport channel for transmitting data from the network to the UE includes a broadcast channel (BCH) for transmitting system information, a paging channel (PCH) for transmitting a paging message,
  • BCH broadcast channel
  • PCH paging channel
  • SCH Downlink shared channel
  • Traffic or control messages of a downlink multicast or broadcast service may be transmitted through the downlink SCH or may be transmitted through a separate downlink MOKMulticast Channel.
  • a random access channel (RAC) for transmitting an initial control message, user traffic or control
  • SCH uplink shared channel
  • the logical channel mapped to the transport channel which is mapped to the transport channel, is Broadcast Control Channel (BCCH), Paing Control Channel (PCCH), Common Control Channel (CCCH), Multicast Control Channel (MCCH), MTCH ( Mult icast Traffic Channel).
  • BCCH Broadcast Control Channel
  • PCCH Paing Control Channel
  • CCCH Common Control Channel
  • MCCH Multicast Control Channel
  • MTCH Mult icast Traffic Channel
  • 185 is a view for explaining a signal transmission method.
  • the terminal When the terminal is powered on or newly enters the cell, the terminal performs an initial cell search operation such as synchronizing with the base station (S301). To this end, the terminal receives a Primary Synchronization Channel (P-SCH) and a Secondary Synchronization Channel (S-SCH) from the base station and receives the base station. 190 In synchronization, information such as a cell ID can be obtained. Thereafter, a physical broadcast channel may be received from a terminal 3 ⁇ 4 base station to obtain broadcast information in a cell. On the other hand, the terminal may receive a downlink reference signal (DL RS) in the initial cell search step to confirm the downlink channel state.
  • P-SCH Primary Synchronization Channel
  • S-SCH Secondary Synchronization Channel
  • the UE After completing the initial cell search, the UE transmits a physical downlink control channel (Physical Downlink).
  • Physical Downlink Physical Downlink control channel
  • More specific system information can be obtained by receiving a physical downlink control channel (PDSCH) according to the PDCCH) and the information carried on the PDCCH (S302).
  • PDSCH physical downlink control channel
  • the 200 terminal may perform a random access procedure (RACH) with respect to the base station (steps S303 to S306).
  • RACH random access procedure
  • the terminal may transmit a specific sequence to the preamble through a physical random access channel (PRACH) (S303 and S305), and may receive a response message for the preamble through the PDCCH and the corresponding PDSCH ( S304 and S306).
  • PRACH physical random access channel
  • a Contention Resolution Procedure may be performed.
  • the UE After performing the procedure as described above, the UE performs a PDCCH / PDSCH reception (S307) and a physical uplink shared channel (PUSCH) / physical uplink control channel (Physical Uplink) as a general uplink / downlink signal transmission procedure.
  • Control Channel (PUCCH) transmission (S308) may be performed.
  • the terminal is a PDCCH
  • Downlink control information is received through 210.
  • the DCI includes control information such as resource allocation information for the terminal, and the format is different depending on the purpose of use.
  • control information transmitted by the terminal to the base station through the uplink or received by the terminal from the base station is a downlink / uplink ACK / NACK signal
  • the terminal may transmit the above-described control information such as CQI / PMI / RI through the PUSCH and / or PUCCH.
  • MIMO Multiple-Input Multiple-Output
  • MIM0 may be referred to as a 'multiple antenna'.
  • multi-antenna antenna technology it does not rely on a single antenna 225 path to receive one full message. Instead, in multi-antenna technology, data fragments received from multiple antennas are gathered and merged to complete the data. Using multiple antenna technology, it is possible to improve the data transmission rate within a cell area of a specified size or to increase system coverage while guaranteeing a specific data transmission rate. In addition, this technique can be widely used in mobile communication terminals, 230 repeaters and the like. According to the multiple antenna technology, it is possible to overcome the transmission limitation in the mobile communication according to the prior art, which used a single antenna.
  • a schematic diagram of a multiplex antenna (MIM0) communication system described in the present invention is shown in FIG. Transmitter had a transmitting antenna is installed dog ⁇ ⁇ , the receiving end has a receiving antenna installed dog N R. Like this, both sender and receiver
  • the theoretical channel transmission capacity is increased than when using a plurality of antennas in only one of the transmitting end and the receiving end.
  • the increase in channel transmission capacity is proportional to the number of antennas. Therefore, the transmission rate is improved and the frequency efficiency is improved. If the maximum transmission rate in the case of using one antenna is R ⁇ , the transmission rate in the case of using the multiple antennas is, in theory,
  • Equation 3 Equation 3
  • Equation 5 ⁇ is an additive value between the ⁇ th transmit antenna and the th information. It is called the w weight matrix or the precoding matrix.
  • the physical meaning of the channel of the channel matrix is
  • the rank of a channel matrix is defined as the minimum number of independent rows or columns, so that the tanks of the matrix are less than the number of rows or columns. Cle 285 can not be.
  • the tank (rank (H)) of the channel matrix H is limited as shown in Equation 6 below. ⁇ Equation 6>
  • each of the different information sent using the multi-antenna technology will be defined as 'transmission 290 stream' or simply 'stream 1.
  • 'transmission 290 stream' or simply 'stream 1.
  • ' transport streams can then, of course, not be larger than the tank of the channel, which is the maximum number of different information that can be sent. Therefore, the channel matrix H can be expressed as Equation 7 below.
  • # of streams represents the number of streams.
  • one stream may be transmitted through more than one antenna.
  • mapping one or more streams to multiple antennas There may be several ways of mapping one or more streams to multiple antennas. This method can be described as follows according to the type of multiple antenna technology. When one stream is transmitted through multiple antennas, it can be seen as a spatial diversity scheme, and when multiple streams are transmitted through multiple antennas, it can be regarded as a spatial multiplexing scheme. Of course, a hybrid form of spatial diversity and spatial multiplexing is also possible.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a control channel included in a control region of one subframe 305 in a downlink radio frame.
  • a subframe consists of 14 OFDM symbols.
  • the first 1 to 3 OFDM symbols are used as the control region and the remaining 13-11 OFDM symbols are used as the data region.
  • R1 to R4 represent reference signals (RS) or pilot signals for antennas 0 to 3.
  • the RS is fixed in a constant pattern in a subframe regardless of the control region and the data region.
  • the control channel is allocated to a resource to which no RS is allocated in the control region, and the traffic channel is also allocated to a resource to which no RS is allocated in the data region.
  • Control channels allocated to the control region include PCFICH (Physical Control Format Indicator CHannel), PHICH (Physical Hybrid-ARQ Indicator CHannel), and PDCCH
  • the PCFICH is a physical control format indicator channel and informs the UE of the number of OFDM symbols used for the PDCCH in every subframe.
  • the PCFICH is located in the first OFDM symbol and is set in preference to the PHICH and PDCCH.
  • PCFICH consists of four Resource Element Groups (REGs), and each REG is controlled based on Cell IDentity.
  • REGs Resource Element Groups
  • REG is composed of four resource elements (REs).
  • RE represents a minimum physical resource defined by one subcarrier and one OFDM symbol.
  • the PCFICH value indicates a value of 1 to 3 or 2 to 4 depending on the bandwidth and is modulated by Quadrature Phase Shift Keying (QPSK).
  • QPSK Quadrature Phase Shift Keying
  • PHICH is a physical hybrid-automatic repeat and request (HARQ) indicator
  • the PHICH indicates a channel through which DL ACK / NACK information for UL HARQ is transmitted.
  • PHICH is 1 It is composed of REGs and is cell-specifically scrambled.
  • ACK / NACK is indicated by 1 bit and modulated by binary phase shift keying (BPSK).
  • BPSK binary phase shift keying
  • SF Spreading Factor
  • a plurality of PHICHs mapped to the same resource constitutes a PHICH group.
  • the number of PHICHs multiplied in the PHICH group is determined according to the number of spreading codes.
  • the PHICH (group) is repeated three times to obtain diversity gain in the frequency domain and / or the time domain.
  • PDCCH is a physical downlink control channel and the first n OFDM of the subframe
  • n is indicated by the PCFICH as an integer of 1 or more.
  • the PDCCH consists of one or more CCEs.
  • the PDCCH informs each UE or UE group of information related to resource allocation of a paging channel (PCH) and a downlink ink-shared channel (DL-SCH), an uplink scheduling grant, and HARQ information.
  • PCH paging channel
  • DL-SCH downlink ink-shared channel
  • HARQ information HARQ information.
  • the base station and the terminal generally transmit and receive data through the PDSCH except for specific control information or specific service data.
  • Data of the PDSCH is transmitted to which UE (one or more UEs), and information about 345 on how the UEs should receive and decode the PDSCH data is included in the PDCCH and transmitted.
  • a specific PDCCH is CRC masked with an RNTI (Radio Network Temporary Identity) of "A”, a radio resource (eg, frequency location) of "B”, and a transmission type information of "C” (eg, a transmission block). Size, modulation scheme, coding information, etc.) . It is assumed that information about data to be transmitted by using is transmitted through a specific subframe. In this case, the terminal in the cell has its own
  • the UEs receive the PDCCH, and " ⁇ " and “C” through the information of the received PDCCH. Receive the PDSCH indicated by.
  • FIG. 6 shows a resource unit used to configure a downlink control channel in an LTE system.
  • FIG. 6A illustrates a case where the number of transmission / reception antennas of the base station is 1 or 355 2.
  • FIG. 6B illustrates a case where the number of transmission antennas of the base station is four. Only the RS (Reference Signal) pattern is different according to the number of transmitting antennas, and the method of setting a resource unit associated with the control channel is the same.
  • RS Reference Signal
  • the basic resource unit of the downlink control channel is REG.
  • REG the basic resource unit of the downlink control channel
  • REG resource elements
  • PCFICH and PHICH include 4 REGs and 3 REGs, respectively.
  • PDCCH is composed of CCE (Control Channel Elements) unit.
  • the UE is configured to check M (L) ( ⁇ L) CCEs arranged in a continuous or specific rule in order to confirm whether a PDCCH composed of L CCEs is transmitted to the UE.
  • the CCE sets that the UE needs to check for PDCCH reception are called a search space.
  • the LTE system defines a search area as shown in Table 1.
  • CCE aggregation level L represents the number of CCEs constituting the PDCCH, 3 ⁇ 4 (1) is
  • the search region of the CCE aggregation level L is represented, and 3 ⁇ 41 ( "is the number of candidate PDCCHs to be monitored in the aggregation region L search region.
  • the search area may be divided into a UE-specific search space that allows access to only a specific terminal and a common search space that allows access to all terminals in a cell.
  • the terminal monitors a common search region with CCE aggregation levels of 4 and 8, and monitors a terminal-specific search region with CCE aggregation levels of 1, 2, 4, and 8.
  • the common search area and the terminal specific search area may overlap.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a structure of an uplink subframe used in an LTE system.
  • an uplink subframe may be divided into a region to which a Physical Uplink Control CHannel (PUCCH) carrying control information is allocated and a region to which a Physical Uplink Shared CHannel (PUSCH) carrying user data is allocated.
  • the middle part of the subframe is allocated to the PUSCH, and both sides of the data region in the frequency domain The part is assigned to the PUCCH.
  • Control information transmitted on the PUCCH is AC / NACK used for HARQ, CQ Channel Quality Indicator indicating the downlink channel state),
  • the PUCCH for one UE uses one resource block occupying a different frequency in each slot in a subframe. That is, two resource blocks allocated to the PUCCH are frequency hoped at the slot boundary.
  • a relay node may be installed between the base station and the terminal to provide a radio channel having a better channel state to the terminal.
  • a relay node may be introduced and used in a cell boundary region in which channel conditions are poor from a base station to provide a faster data channel.
  • the relay node is currently widely used as a technique introduced for eliminating the radio shadow area in a wireless communication system.
  • the 405 relay node technology is a necessary technology for reducing the base station expansion cost and the maintenance cost of the backhaul network in the next generation mobile communication system, and for expanding service coverage and improving data throughput.
  • relay node technology gradually develops, There is a need to support a relay node used in a wireless communication system in a new wireless communication system.
  • a role of forwarding a link connection between a base station and a terminal is introduced to a relay node, and two types of links having different attributes are applied to each uplink and downlink carrier frequency band.
  • the part of the connection link established between the link between the base station and the relay node is defined as a backhaul link.
  • FIG. 8 illustrates 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 relay node is introduced to forward a link between a base station and a terminal.
  • the connection link portion established between the base station and the relay node is defined and represented as a relay backhaul link 425. If the transmission is performed using downlink frequency band (for Frequency Division Duplex, FDD) or downlink subframe (for Time Division Duplex, TDD) resources, it is expressed as backhaul downlink. Resources in the link frequency band or in the case of uplink subframes (for TDD). When the transmission is performed using the backhaul uplink, it can be expressed as a backhaul uplink.
  • FDD Frequency Division Duplex
  • TDD Time Division Duplex
  • connection link portion established between the relay node and the series of terminals is defined and represented as a relay access link.
  • the relay access link transmits using a downlink frequency band (in case of FDD) or a downlink subframe (in case of TDD)
  • the relay access link is expressed as an access downlink and in case of 435 uplink frequency band (in case of FDD).
  • uplink subframe in case of TDD
  • the transmission may be expressed using an access uplink.
  • the relay node RN may receive information from the base station through the relay backhaul downlink and transmit 440 information to the base station through the relay backhaul uplink.
  • the relay node may transmit information to the terminal through the relay access downlink, and may receive information from the terminal through the relay access uplink.
  • the case where the 100-day link operates in the same frequency band as the access link is referred to as 'in-band' 445, and the backhaul link and the access link are different.
  • the case of operating in the frequency band is called 'out-band'.
  • a terminal operating in accordance with an existing LTE system eg, release-8) (hereinafter referred to as a legacy terminal) should be able to access the donor cell.
  • the relay node Depending on whether the terminal recognizes the relay node, the relay node.
  • a transparent means a case where a terminal does not recognize whether it communicates with a network through a relay node
  • a non-transparent means a case where a terminal recognizes whether a terminal communicates with a network through a relay node.
  • the relay node may be divided into a relay node configured as part of a donor cell or a relay node controlling a cell by itself.
  • a relay node configured as part of a donor cell may have a relay node identifier (ID), but does not have a relay node's own cell identity. At least part of RRM (Radio Resource Management) is determined by the base station to which the donor cell belongs.
  • ID relay node identifier
  • RRM Radio Resource Management
  • the relay node is configured as part of the donor cell (although the rest of the RRM is located at the relay node).
  • a relay node can support legacy terminals.
  • various types and type-2 relay nodes of smart repeaters, decode-and-forward relays, L2 (second layer) relay nodes may be attached to these relay nodes. Corresponding.
  • each cell controlled by the relay node is provided with its own physical layer sal identity, and may use the same RRM mechanism.
  • the relay node controls one or several cells, each cell controlled by the relay node is provided with its own physical layer sal identity, and may use the same RRM mechanism.
  • the relay node may support the legacy terminal.
  • a self-backhauling relay node, an L3 (third layer) relay node, a type-1 relay node, and a type-la relay node are such relay nodes.
  • the type-1 relay node is an in-band relay node that controls a plurality of cells, each of which is a separate cell that is distinguished from the donor cell from the terminal's point of view.
  • the plurality of cells have their respective physical cell ID LTE release (defined in 8), and the relay node may transmit its own synchronization channel, reference signal, and the like.
  • the terminal may receive scheduling information and HARQ feedback directly from the relay node and transmit its control channel (scheduling request (SR), CQI, AC / NACK, etc.) to the relay node.
  • SR scheduling request
  • CQI CQI
  • AC / NACK etc.
  • the type-1 relay node is seen as a legacy base station (base station operating in accordance with LTE Release-8 system). That is, it has backward compatibility.
  • the type-1 relay node may be seen as a base station different from the legacy base station, and may provide performance improvement.
  • Type-la relay nodes operate out-band in addition to the type-1 relays described above.
  • the operation of the type-la relay node may be configured with minimal or no impact on L1 (first layer) operation.
  • Type-2 relay nodes are in-band relay nodes and do not have separate physical cell IDs and thus do not form new cells.
  • Type-2 relay nodes are transparent to legacy terminals, and legacy terminals are type-2 relay nodes. 490 Not aware of existence.
  • Type— 2 Relay nodes can transmit PDSCH, but at least CRS and PDCCH.
  • resource 495 partitioning In order for the relay node to operate in-band, some resources in the time-frequency space must be reserved for the backhaul link and these resources can be set not to be used for the access link. This is called resource 495 partitioning.
  • the backhaul downlink and the access downlink may be multiplexed in a time division multiplexing (TDM) scheme on one carrier frequency (ie, only one of the backhaul downlink or access ' downlink 500 is activated at a particular time).
  • TDM time division multiplexing
  • the backhaul uplink and access uplink may be multiplexed in a TDM manner on one carrier frequency (ie, only one backhaul uplink or access uplink enhancement is activated at a particular time).
  • the backhaul link multiplexing in FDD may be described as 505 in which backhaul downlink transmission is performed in a downlink frequency band and backhaul uplink transmission is performed in an uplink frequency band.
  • Backhaul link multiplexing in TDD may be described as backhaul downlink transmission is performed in a downlink subframe of a base station and a relay node, and backhaul uplink transmission is performed in an uplink subframe of a base station and a relay node.
  • an in-band relay node for example, if the backhaul downlink reception from the base station and the access downlink transmission to the terminal are simultaneously performed 510 in a predetermined frequency band, the signal transmitted from the transmitting node of the relay node is relay node.
  • signal interference or RF jamming may occur at the RF front-end of the relay node.
  • signal interference may occur at the RF front end of the relay node.
  • simultaneous transmission and reception in one frequency band at a relay node can be achieved by separating the signal between the received and transmitted signals (e.g., by separating the transmit and receive antennas geographically and evenly (e.g. above ground / underground). If not installed), it is difficult to implement.
  • One solution to this problem of signal interference is to operate the relay node so that it does not transmit a signal to the terminal while receiving a signal from the 520 donor cell. That is, a gap can be created in the transmission from the relay node to the terminal, and during this gap, the terminal (including the legacy terminal) can be set not to expect any transmission from the relay node. This gap can be set by configuring a Multicast Broadcast Single Frequency Network (MBSFN) subframe.
  • MBSFN Multicast Broadcast Single Frequency Network
  • FIG. 9 is a diagram illustrating an example of relay node resource partitioning.
  • a first subframe is a general subframe
  • downlink (ie, access downlink) control signals and data are transmitted from a relay node to a terminal
  • a second subframe is a MBSFN subframe.
  • a control signal is transmitted from the relay node to the terminal, but no transmission is performed from the relay node to the terminal in the remaining region 530 of the downlink subframe.
  • the legacy UE in all downlink subframes Since the transmission of the physical downlink control channel (PDCCH) is expected (in other words, the relay node needs to support legacy terminals in its area to receive the PDCCH in every subframe and perform a measurement function). Correct behavior
  • the relay node Since the PDCCH is transmitted from the relay node to the UE in the 540 control region, backward compatibility with respect to the legacy UE served by the relay node may be provided. In the remaining areas of the second subframe, the relay node may receive the transmission from the base station while no transmission is performed from the relay node to the terminal. Therefore, through this resource partitioning scheme, access downlink transmission and backhaul in an in-band relay node
  • Downlink reception may not be performed at the same time. .
  • the second subframe using the MBSFN subframe will be described in detail.
  • the control region of the second subframe may be referred to as a relay node non-hearing interval.
  • the relay node non-hearing interval means a period in which the relay node transmits the access downlink signal without receiving the backhaul downlink signal.
  • the interval 550 may be set to 1, 2 or 3 OFDM lengths as described above.
  • RS non-listening interval at the relay node perform downlink transmission to the access, the terminal remaining area may receive a backhaul downlink from the base station.
  • the relay node Since the relay node cannot simultaneously transmit and receive in the same frequency band, it takes time for the relay node to switch from the transmission mode to the reception mode. therefore
  • the guard time (GT) needs to be set for the relay node to transmit / receive mode switching in the first partial section of the backhaul downlink reception region. Similarly, even when the relay node operates to receive the backhaul downlink from the base station and transmit the access downlink to the terminal, a guard time GT for switching the reception / transmission mode of the relay node may be set.
  • the length of this guard time is the value of the time domain
  • Ts time sample
  • the relay node may receive the PDCCH and the PDSCH from the base station.
  • R-PDCCH in the sense that this is a relay channel dedicated physical channel
  • the first slot or part thereof, Px-y2, means the second slot or part thereof.
  • P0-12 includes 12 subcarriers in the frequency domain and 7 OFDM symbols in the time domain.
  • the RBG unit is composed of four RBs
  • P0-12 is composed of 48 subcarriers in which the size of the frequency domain is increased by four times.
  • the Px-yl region is a resource region composed of the same or fewer symbols than the Px-y2 region.
  • the number of symbols may vary according to the cyclic prefix length. For example, if it is assumed to be divided by RB unit, Px-yl is a frequency domain and 12 subcarriers and a time domain are composed of 4 OFDM symbols. If it is assumed to be divided into RBG units, then the frequency domain is increased by multiples of RB units.
  • the control information (R—PDCCH) between the base station and the relay node is preferably transmitted in a predetermined area, and in particular, resource allocation information (resource) of the LTE system.
  • K is an integer smaller than the number of RBs in RBG group. That is, there is a possibility of transmitting the R-PDCCH to the K-th RB of every RBG.
  • K may be the first RB of the RGB group or the last RB.
  • R type 1 and 2 the RBG concept can be shared, and the same logic can be used as a resource area for R-PDCCH transmission.
  • FIG. 11 shows R- in a multi-user MIM0 system according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 A diagram illustrating PDCCH and R-PDSCH multiplexing.
  • FIG. 11 assumes multi-antenna transmission through four antenna ports.
  • antenna ports 2 and 3 can be assigned to relay node 2.
  • Antenna port 605 Node 1, antenna ports 2 and 3 can be assigned to relay node 2.
  • the empty areas of the 1 and the antenna port 3 do not transmit any data or control information.
  • the scrambling code can be applied as a means for distinguishing the antenna ports used for each relay node. That is, in the case of 615 two antenna ports available on the system, four logical antenna ports may be formed using two scrambling codes. 12 is a diagram illustrating R-PDCCH and R-PDSCH multiplexing in a multi-user MIM0 system according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 in order to further improve the reliability of the control information, the Daeung area of all ports through which the downlink grant is transmitted does not transmit any information of data or control information.
  • the downlink grant for relay node 1 and the downlink grant for relay node 2 are frequency division multiplexed, and the antenna ports
  • mapping and multiplexing information indicating whether uplink grant or R-PDSCH is scheduled is transmitted to R-PDCCH. Suggest. This is explained in more detail.
  • FIG. 13 is a diagram for explaining mapping and multiplexing information inserted into an R-PDCCH proposed by the present invention.
  • FIG. 14 illustrates an uplink grant or R-PDSCH combination that can be scheduled in an RBG consisting of three RBs.
  • "?&Quot; indicated in the region P0-12 in FIG. 14 indicates one of an uplink grant or an R-PDSCH.
  • the downlink grant is assigned to P0-11 in an RBG consisting of three RBs.
  • an uplink grant or an R-PDSCH may be scheduled in a second slot of a subframe including the downlink grant.
  • the downlink grant located in the P0-11 includes mapping and multiplexing information, all possible scheduling combinations shown in FIG. 14 may be represented in the RBG composed of the three RBs. Especially in the case of RBG consisting of three RBs,
  • FIG. 15 is another diagram for explaining mapping and multiplexing information inserted into an R-PDCCH proposed by the present invention.
  • FIG. 16 illustrates an uplink grant or R-PDSCH combination that can be scheduled in an RBG composed of four RBs.
  • "?" In the region P0-12 in FIG. 16 indicates one uplink grant or R-PDSCH certificate.
  • FIG. 17 illustrates R- in a multi-user MIM0 system according to a second embodiment of the present invention.
  • data located in a second slot of an RB in which a downlink grant exists is spatially multiplexed only for an antenna port allocated to a corresponding relay node, but data transmission in an RB in which a downlink grant does not exist is performed. All antennas
  • FIG. 18 shows R- in a multi-user MIM0 system according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 17 A diagram illustrating PDCCH and R-PDSCH multiplexing. The difference from FIG. 17 is that control information is placed in the same antenna port.
  • the P3-22 of the 660 3 is available for relay node 2.
  • FIG. 19 is another diagram illustrating R-PDCCH and R-PDSCH multiplexing in a multi-user MIM0 system according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 19 is a diagram illustrating the location of an R-PDSCH of a relay node 2 in a next slot in which a relay node 2 downlink grant located in antenna port 0 is transmitted.
  • This mapping method is advantageous in that control information can be decoded using the same antenna port, and data can also be demodulated through the same antenna port in the corresponding RB.
  • the R-PDSCH of the relay node 2 exists in the P0-22 region, it is preferable to perform spatial multiplexing so that the R-PDSCH of the relay node 2 is located in the P1-22 region. This allows relaying using the same antenna port and / or scrambling code
  • R-PDSCH of node 2 may be multiplexed.
  • the relay node 1 determines whether its data exists in the next slot or whether its own uplink grant exists (data in FIG. 19). Demodulation and decoding. At this time, P0-12 and P1-12 use the same scrambling code to de- It is scrambled and demodulates the R-PDSCH by performing dual layer demultiplexing for each antenna port.
  • R-PDSCH decoding is performed for -31 and P0-32. Of course, considering that spatial multiplexing is applied, R-PDSCH decoding is performed on Pl-12, Pl-31, and P1-32.
  • relay node 2 In the case of relay node 2, control information is obtained by decoding a downlink grant present in P0-21, and relay node 2 is also aware of the assumption that an R-PDSCH is present in the next slot where a downlink grant is detected. It can demodulate it.
  • the scrambling code to be applied may be different depending on which antenna port is located in the R-PDSCH of the relay node 2. For example, PO-22, P1-22 and P2-31, P2-32, P3-31, and P3-32 are scheduled to the same relay node but use different scrambling codes. In contrast, in the case of relay node 1, PO-12, P0-31, PO-32, Pl-12, Pl-31, and P1-32 all use the same scrambling code.
  • FIG. 20 is another diagram illustrating R-PDCCH and R-PDSCH multiplexing in a multi-user MIM0 system according to a third embodiment of the present invention.
  • the R-PDSCH of P1-22 which is the data of the relay node 2
  • the R-PDSCH of P1-22 may be located in P3-22 for symmetry with the relay node 1.
  • a method of indicating the RB size through which the control region is transmitted may be considered. This RB size information is transmitted through the R-PDCCH or higher order, that is,
  • the area occupied by the downlink grant is 2 RBs.
  • 2 RB itself may be helpful when demodulating and decoding downlink grant and R-PDSCH. That is, the blind decoding region of the R-PDCCH can be limited, and thus, there is an advantage in that the region in which the R-PDSCH is present can be known.
  • blind decoding is performed from the first RB of the RBG including the DL grant region at antenna port 0 on the R—PDCCH side.
  • blind decoding is performed in reverse order from the second RB of the RBG including the DL grant region at antenna port 1.
  • the relay node may be antenna port 0 or antenna port 2.
  • the DL grant is blind-decoded based on a reference signal present in the N-BQ. 21 illustrates a block diagram of a communication device according to an embodiment of the present invention. 715 Referring to FIG.
  • the communication device 2100 includes a processor 2110, a memory 2120, an RF module 2130, a display module 2140, and a user interface modules 2150.
  • the communication device 2100 is shown for convenience of description and some models may be omitted.
  • the communication device 2100 may further include necessary modules.
  • some hairs in the communication device 2100 may be divided into more granular hairs.
  • the 720 processor 2110 is configured to perform an operation according to the embodiment of the present invention illustrated with reference to the drawings. Specifically, the detailed operation of the processor 2110 may refer to the contents described with reference to FIGS. 1 to 20.
  • the memory 2120 is connected to the processor 2110 and stores an operating system, an application, program code, data, and the like.
  • RF modules 2130 are connected to the processor 2110 and stores an operating system, an application, program code, data, and the like.
  • the 725 processor 2110 It is connected to the 725 processor 2110 and performs a function of converting a baseband signal into a wireless signal or converting a wireless signal into a baseband signal.
  • the RF modules 2130 perform analog conversion, amplification, filtering and frequency up conversion or their reverse processes.
  • the display modules 2140 are connected to the processor 2110 and display various information. Display modules 2140 are not limited to this
  • the user interface modules 2150 are connected to the processor 2110 and may be configured with a combination of well-known user interfaces such as a keypad and a touch screen.
  • embodiments of the present invention mainly refer to data between a relay node and a base station.
  • the 750 base station may be replaced by terms such as a fixed station, a Node B, an eNode B (eNB), an access point, and the like.
  • the embodiments may be implemented by various means, for example, hardware, firmware, software, or a combination thereof.
  • a hardware implementation one embodiment of the invention
  • ASICs ap 1 i cat ion specific integrated circuits
  • DSPs digital signal processors
  • DSPDs digital signal processing devices
  • programmable PLDs programmable logic devices
  • FPGAs field programmable gate arrays
  • an embodiment of the present invention may be implemented in the form of modules, procedures, functions, etc. that perform the functions or operations described above.
  • the software code may be stored in a memory unit and driven by a processor.
  • the memory unit may be located inside or outside the processor, and may exchange data with the processor by various known means.
  • the method for transmitting and receiving a signal between a base station and a relay node and an apparatus therefor have been described as an example applied to a 3GPP LTE system. It is possible to apply to.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)
  • Radio Transmission System (AREA)

Abstract

본 출원에서는 다중 사용자-다중 안테나(Multi User-MIMO) 무선 통신 시스템에서 기지국이 릴레이 노드로 신호를 송신하는 방법이 개시된다. 구체적으로, 하나 이상의 릴레이 노드 각각에 하나 이상의 안테나 포트를 할당하는 단계, 상기 하나 이상의 릴레이 노드를 위한 하향링크 그랜트 신호 각각을 상기 할당된 안테나 포트 중 하나에 대응하는 자원 영역 중 기 설정된 자원 영역에 맵핑하는 단계; 상기 하나 이상의 릴레이 노드를 위한 상향링크 그랜트 신호 또는 데이터 신호를 상기 할당된 안테나 포트에 대응하는 자원 영역에 맵핑하는 단계, 및 상기 맵핑된 신호를 상기 하나 이상의 릴레이 노드로 송신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

【명세서】
【발명의 명칭】
다중 사용자 -다중 안테나 무선 통신 시스템에서 기지국과 릴레이 노드 간의 신호 송수신 방법 및 이를 위한 장치
【기술분야】
본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는， 다중 사용자 -다중 안테나 무선 통신 시스템에서 기지국과 릴레이 노드 간의 신호 송수신 방법 및 이를 위한 장치에 관한 것이다.
【배경기술】
본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템의 일례로서 3GPP LTE (3rd
Generation Partnership Project Long Term Evolution; 이하 "LTE"라 함) 통신 시스템에 대해 개략적으로 설명한다.
도 1은 무선 통신 시스템의 일례로서 E-UMTS 망구조를 개략적으로 도시한 도면이다. E-UMTSC Evolved Universal Mobile Telecommunications System) 시스템은 기존 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)에서 진화한 시스템으로서 현재 3GPP에서 기초적인 표준화 작업을 진행하고 있다. 일반적으로 E-UMTS는 LTECLong Term Evolution) 시스템이라고 할 수도 있다. UMTS 및 E—UMTS의 기술 규격 (technical specif ication)의 상세한 내용은 각각 "3rd Generation Partnership Project； Technical Specification Group Radio Access Network"의 Release 7과 Release 8을 참조할수 있다.
도 1을 참조하면， E-UMTS는 단말 (User Equipment; UE)과 기지국 (eNode B; eNB), 네트워크 (E-UTRAN)의 종단에 위치하여 외부 네트워크와 연결되는 접속 게이트웨이 (Access Gateway; AG)를 포함한다. 기지국은 브로드캐스트 서비스， 멀티캐스트 서비스 및 /또는 유니캐스트 서비스를 위해 다중 데이터 스트림을 동시에 전송할 수 있다.
한 기지국에는 하나 이상의 샐이 존재한다. 샐은 1.25, 2.5, 5， 10， 15,
20Mhz 등의 대역폭 중 하나로 설정돼 여러 단말에게 하향 또는 상향 전송 서비스를 제공한다. 서로 다른 샐은 서로 다른 대역폭을 제공하도록 설정될 수 있다. 기지국은 다수의 단말에 대한 데이터 송수신을 제어한다. 하향 링크 (Downlink; DL) 데이터에 대해 기지국은 하향 링크 스케즐링 정보를 전송하여 해당 단말에게 데이터가 전송될 시간 /주파수 영역， 부호화， 데이터 크기， HARQ Hybrid Automatic Repeat and reQuest) 관련 정보 등을 알려준다. 또한， 상향 링크 (Uplink; UL) 데이터에 대해 기지국은 상향 링크 스케줄링 정보를 해당 단말에게 전송하여 해당 단말이 사용할 수 있는 시간 /주파수 영역, 부호화, 데이터 크기， HARQ 관련 정보 등을 알려준다. 기지국간에는 사용자 트래픽 또는 제어 트래픽 전송을 위한 인터페이스가 사용될 수 있다. 핵심망 (Core Network; CN)은 AG와 단말의 사용자 등록 등을 위한 네트워크 노드 등으로 구성될 수 있다. AG는 복수의 셀들로 구성되는 TACTracking Area) 단위로 단말의 이동성을 관리한다.
무선 통신 기술은 WCDMA를 기반으로 LTE까지 개발되어 왔지만， 사용자와 사업자의 요구와 기대는 지속적으로 증가하고 있다. 또한, 다른 무선 접속 기술이 계속 개발되고 있으므로 향후 경쟁력을 가지기 위해서는 새로운 기술 진화가 요구된다. 비트당 비용 감소， 서비스 가용성 증대， 융통성 있는 주파수 밴드의 사용 , 단순구조와 개방형 인터페이스， 단말의 적절한 파워 소모 등이 요구된다. 【발명의 상세한 설명】
【기술적 과제】
상술한 바와 같은 논의를 바탕으로 이하에서는 다중 사용자 -다중 안테나 무선 통신 시스템에서 기지국과 릴레이 노드 간의 신호 송수신 방법 및 이를 위한 장치를 제안하고자 한다.
【기술적 해결방법】
본 발명의 일 양상인 다중 사용자 -다중 안테나 (Mult i User-MIMO) 무선 통신 시스템에서 기지국이 릴레이 노드로 신호를 송신하는 방법은， 하나 이상의 릴레이 노드 각각에 하나 이상의 안테나 포트를 할당하는 단계; 상기 하나 이상의 릴레이 노드를 위한 하향링크 그랜트 신호 각각을 상기 할당된 안테나 포트 중 하나에 대응하는 자원 영역 증 기 설정된 자원 영역에 맵핑하는 단계; 상기 하나 이상의 릴레이 노드를 위한 상향링크 그랜트 신호 또는 데이터 신호를 상기 할당된 안테나 포트에 대응하는 자원 영역에 맵핑하는 단계; 및 상기 맵핑된 신호를 상기 하나 이상의 릴레이 노드로 송신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명의 다른 양상인 다증 사용자—다증 안테나 (Mult i User-MIMO) 무선 통신 시스템에서의 기지국 장치는， 하나 이상의 릴레이 노드 각각에 하나 이상의 안테나 포트를 할당하고, 상기 하나 이상의 릴레이 노드를 위한 하향링크 그랜트 신호 각각을 상기 할당된 안테나 포트 중 하나에 대응하는 자원 영역 중 기 설정된 자원 영역에 맵핑하며, 상기 하나 이상의 릴레이 노드를 위한 상향링크 그랜트 신호 또는 데이터 신호를 상기 할당된 안테나 포트에 대응하는 자원 영역에 맵핑하는 프로세서; 및 상기 맵핑된 신호를 상기 하나 이상의 릴레이 노드로 송신하는 송신 모들을 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서 상기 하향링크 그랜트 신호가 맵핑되는 기 설정된 자원 영역은 특정 서브프레임의 첫 번째 슬롯이고， 상기 하향링크 그랜트 신호가 맵핑되는 기 설정된 자원 영역의 두 번째 슬롯은 상기 하향링크 그랜트 신호에 대웅하는 릴레이 노드의 데이터 신호가 맵핑될 수 있다.
또한, 상기 하향링크 그랜트 신호가 맵핑되는 기 설정된 자원 영역은 동일한 안테나포트에 대응하는자원 영역에 포함되는 것일 수도 있다.
한편， 상기 하나 이상의 릴레이 노드를 위한 하향링크 그랜트 신호 각각은, 대웅하는 릴레이 노드를 위한 상향링크 그랜트 신호 또는 데이터 신호가 맵핑된 자원 영역에 대한 정보를 포함할수 있다.
상기 하향링크 그랜트 신호가 맵핑되는 기 설정된 자원 영역은 상기 하나 이상의 릴레이 노드 별로 다른 수도 있으며， 이 경우, 상기 하향링크 그랜트 신호가 맵핑되는 기 설정된 자원 영역은 다른 안테나 포트에 대응하는 자원 영역에서 신호 맵핑을 위하여 사용되지 않는 것을 특징으로 한다.
여기서， 상기 안테나 포트는 물리적 안테나 포트와 스크램블링 코드의 조합으로 정의되는 것을 특징으로 한다.
【유리한 효과】
본 발명의 실시예에 따르면 다중 사용자 -다중 안테나 무선 통신 시스템에서 기지국과 릴레이 노드는 효율적으로 신호를 송수신할수 있다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 85 않으며， 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
【도면의 간단한설명】
도 1은 무선 통신 시스템의 일례로서 E-UMTS 망구조를 개략적으로 도시한 도면.
90 도 2는 3GPP 무선 접속망 규격을 기반으로 한 단말과 E-UTRAN 사이의 무선 인터페이스 프로토콜 (Radio Interface Protocol)의 제어평면 (Control Plane) 및 사용자평면 (User Plane) 구조를 나타내는 도면.
도 3은 3GPP 시스템에 이용되는 물리 채널들 및 이들을 이용한 일반적인 신호 전송 방법을 설명하기 위한도면.
95 도 4는 다중 안테나 통신 시스템의 구성도.
도 5는 LTE 시스템에서 사용되는 하향 링크 무선 프레임의 구조를 예시하는 도면.
도 6은 LTE 시스템에서 하향링크 제어 채널을 구성하는데 사용되는 자원 단위를 나타내는 도면.
100 도 7은 LTE 시스템에서 사용되는 상향 링크 서브프레임의 구조를 도시하는 도면.
도 8은 무선 통신 시스템에서 릴레이 백홀 링크 및 릴레이 액세스 링크의 구성을 나타낸 도면.
도 9는 릴레이 노:드 자원 분할의 예시를 나타내는 도면.
105 도 10은 시간-주파수 영역으로 구성된 자원을 구분하여 도시한 도면 . 도 11은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 다증 사용자 MIM0 시스템에서의 R- PDCCH 및 R-PDSCH 다중화를 예시한 도면.
도 12는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 다증 사용자 MIM0 시스템에서의 R- PDCCH 및 R-PDSCH 다중화를 예시한 도면.
110 도 13은 본 발명에서 제안하는 R-PDCCH에 삽입되는 맵핑 및 다중화 정보를 설명하기 위한 도면 .
도 14는 3개의 RB로 구성된 RBG에서 스케줄링 가능한 상향링크 그랜트 또는 R-PDSCH조합을 도시하는 도면 .
도 15는 본 발명에서 제안하는 R-PDCCH에 삽입되는 맵핑 및 다중화 정보를 115 설명하기 위한 다른 도면.
도 16은 4개의 RB로 구성된 RBG에서 스케쥴링 가능한 상향링크 그랜트 또는 R-PDSCH조합을 도시하는 도면 .
도 17은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 다중 사용자 MIM0 시스템에서의 R- PDCCH 및 R-PDSCH 다증화를 예시한 다른도면.
120 도 18은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 다중 사용자 MIM0 시스템에서의 R-
PDCCH 및 R-PDSCH 다증화를 예시한 도면.
도 19는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 다중 사용자 MIM0 시스템에서의 R- PDCCH 및 R-PDSCH 다증화를 예시한 다른도면.
도 20은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 다중 사용자 MIM0 시스템에서의 R- 125 PDCCH 및 R-PDSCH 다중화를 예시한또 다른 도면.
도 21은본 발명의 일 실시예에 따른 통신 장치의 블록 구성도를 예시한다. 【발명의 실시를 위한 형태】
이하에서 첨부된 도면을 참조하여 설명된 본 발명의 실시예들에 의해 본 발명의 구성， 작용 및 다른 특징들이 용이하게 이해될 수 있을 것이다. 이하에서
130 설명되는 실시예들은 본 발명의 기술적 특징들이 3GPP시스템에 적용된 예들이다.
본 명세서는 LTE 시스템 및 LTE-A 시스템을 사용하여 본 발명의 실시예를 설명하지만, 이는 예시로서 본 발명의 실시예는 상기 정의에 해당되는 어떤 통신 시스템에도 적용될 수 있다. 또한， 본 명세서는 FDD 방식을 기준으로 본 발명의 실시예에 대해 설명하지만， 이는 예시로서 본 발명의 실시예는 H-FDD 방식 또는
135 TDD 방식에도 용이하게 변형되어 적용될 수 있다.
도 2는 3GPP 무선 접속망 규격을 기반으로 한 단말과 E-UTRAN 사이의 무선 인터페이스 프로토콜 (Radio Interface Protocol)의 제어 면 (Control Plane) 및 사용자평면 (User Plane) 구조를 나타내는 도면이다. 제어평면은 단말 (User Equipment; UE)과 네트워크가 호를 관리하기 위해서 이용하는 제어 메사지들이
140 전송되는 통로를 의미한다. 사용자평면은 애플리케이션 계층에서 생성된 데이터, 예를 들어, 음성 데이터 또는 인터넷 패킷 데이터 등이 전송되는 통로를 의미한다. 제 1계층인 물리계층은 물리채널 (Physical Channel)을 이용하여 상위 계층에게 정보 전송 서비스 (Information Transfer Service)를 제공한다. 물리계층은 상위에 있는 매체접속제어 (Medium Access Control) 계층과는
145 전송채널 (Transport Channel)을 통해 연결되어 있다. 상기 전송채널을 통해 매체접속제어 계층과 물리계층 사이에 데이터가 이동한다. 송신측과 수신측의 물리계층 사이는 물리채널을 통해 데이터가 이동한다. 상기 물리채널은 시간과 주파수를 무선 자원으로 활용한다. 구체적으로， 물리채널은 하향 링크에서
0FDMA( Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 방식으로 변조되고, 상향 150 링크에서 SC-FDMA( Single Carrier Frequency Division Multiple Access) 방식으로 변조된다.
제 2계층의 매체접속제어 (Medium Access Control; MAC) 계층은 논리채널 (Logical Channel)올 통해 상위계층인 무선링크제어 (Radio Link Control； RLC) 계층에 서비스를 제공한다. 계 2계층의 RLC 계층은 신뢰성 있는 데이터 전송을
155 지원한다. RLC 계층의 기능은 MAC 내부의 기능 블록으로 구현될 수도 있다.제 2계층의 PDCP(Packet Data Convergence Protocol) 계층은 대역폭이 좁은 무선 인터페이스에서 IPv4나 IPv6와 같은 IP 패킷을 효율적으로 전송하기 위해 불필요한 제어정보를 줄여주는 헤더 압축 (Header Compression) 기능을 수행한다. 겨】 3계층의 최하부에 위치한 무선 자원제어 (Radio Resource Control； RRC)
160 계층은 제어평면에서만 정의된다. RRC 계층은 무선베어러 (Radio Bearer； RB)들의 설정 (Configuration), 재설정 (Re_conf igurat ion) 및 해제 (Release)와 관련되어 논리채널， 전송채널 및 물리채널들의 제어를 담당한다ᅳ RB는 단말과 네트워크 간의 데이터 전달을 위해 제 2계층에 의해 제공되는 서비스를 의미한다. 이를 위해, 단말과 네트워크의 RRC 계층은 서로 RRC 메시지를 교환한다. 단말과 네트워크의
165 RRC 계층 사이에 R C 연결 (RRC Connected)이 있을 경우， 단말은 RRC 연결 상태 (Connected Mode)에 있게 되고， 그렇지 못할 경우 RRC 휴지 상태 (Idle Mode)에 있게 된다. RRC 계층의 상위에 있는 NAS(Non-Access Stratum) 계층은 세션 관리 (Session Management )와 이동성 관리 (Mobility Management ) 등의 기능을 수행한다.
170 기지국 (eNB)을 구성하는 하나의 셀은 1.25, 2.5， 5, 10， 15, 20Mhz 등의 대역폭 증 하나로 설정되어 여러 단말에게 하향 또는 상향 전송 서비스를 제공한다. 서로 다른 ¾은서로 다른 대역폭을 제공하도록 설정될 수 있다.
네트워크에서 단말로 데이터를 전송하는 하향 전송채널은 시스템 정보를 전송하는 BCH(Broadcast Channel), 페이징 메시지를 전송하는 PCH(Paging Channel),
175 사용자 트래픽이나 제어 메시지를 전송하는 하향 SCH(Shared Channel) 등이 있다. 하향 멀티캐스트 또는 방송 서비스의 트래픽 또는 제어 메시지의 경우 하향 SCH를 통해 전송될 수도 있고, 또는 별도의 하향 MOKMulticast Channel)을 통해 전송될 수도 있다. 한편， 단말에서 네트워크로 데이터를 전송하는 상향 전송채널로는 초기 제어 메시지를 전송하는 RACH(Random Access Channel), 사용자 트래픽이나 제어
180 메시지를 전송하는 상향 SCH(Shared Channel)가 있다. 전송채널의 상위에 있으며, 전송채널에 매핑되는 논리채널 (Logical Channel)로는 BCCH (Broadcast Control Channel), PCCH( Pa ing Control Channel), CCCH( Common Control Channel), MCCH(Multicast Control Channel), MTCH(Mult icast Traffic Channel) 등이 있다. 도 3은 3GPP 시스템에 이용되는 물리 채널들 및 이들을 이용한 일반적인
185 신호 전송 방법을 설명하기 위한도면이다.
단말은 전원이 켜지거나 새로이 셀에 진입한 경우 기지국과 동기를 맞추는 등의 초기 샐 탐색 (Initial cell search) 작업을 수행한다 (S301). 이를 위해， 단말은 기지국으로부터 주 동기 채널 (Primary Synchronization Channel; P-SCH) 및 부 동기 채널 (Secondary Synchronization Channel; S-SCH)을 수신하여 기지국과 190 동기를 맞추고， 셀 ID등의 정보를 획득할 수 있다. 그 후， 단말 ¾ 기지국으로부터 물리 방송 채널 (Physical Broadcast Channel)를 수신하여 셀 내 방송 정보를 획득할 수 있다. 한편， 단말은 초기 셀 탐색 단계에서 하향 링크 참조 신호 (Downlink Reference Signal; DL RS)를 수신하여 하향 링크 채널 상태를 확인할수 있다.
195 초기 셀 탐색을 마친 단말은 물리 하향 링크 제어 채널 (Physical Downlink
Control Channel; PDCCH) 및 상기 PDCCH에 실린 정보에 따라 물리 하향 링크 공유 채널 (Physical Downlink Control Channel; PDSCH)을 수^함으로써 좀더 구체적인 시스템 정보를 획득할 수 있다 (S302).
한편， 기지국에 최초로 접속하거나 신호 전송을 위한 무선 자원이 없는 경우
200 단말은 기지국에 대해 임의 접속 과정 (Random Access Procedure; RACH)올 수행할 수 있다 (단계 S303 내지 단계 S306). 이를 위해, 단말은 물리 임의 접속 채널 (Physical Random Access Channel; PRACH)을 통해 특정 시퀀스를 프리앰블로 전송하고 (S303 및 S305), PDCCH 및 대응하는 PDSCH를 통해 프리앰블에 대한 응답 메시지를 수신할 수 있다 (S304 및 S306). 경쟁 기반 RACH의 경우， 추가적으로 충돌
205 해결 절차 (Contention Resolution Procedure)를 수행할 수 있다.
상술한 바와 같은 절차를 수행한 단말은 이후 일반적인 상 /하향 링크 신호 전송 절차로서 PDCCH/PDSCH 수신 (S307) 및 물리 상향 링크 공유 채널 (Physical Uplink Shared Channel; PUSCH)/물리 상향 링크 제어 채널 (Physical Uplink Control Channel； PUCCH) 전송 (S308)을 수행할 수 있다. 특히 단말은 PDCCH를
210 통하여 하향링크 제어 정보 (Downlink Control Information; DCI)를 수신한다. 여기서 DCI는 단말에 대한 자원 할당 정보와 같은 제어 정보를 포함하며， 그 사용 목적에 따라포맷이 서로 다르다.
한편， 단말이 상향 링크를 통해 기지국에 전송하는 또는 단말이 기지국으로부터 수신하는 제어 정보는 하향 링크 /상향 링크 ACK/NACK 신호，
215 CQI (Channel Quality Indicator) , PMKPrecoding Matrix Index) , RI (Rank Indicator) 등을 포함한다. 3GPP LTE 시스템의 경우， 단말은 상술한 CQI/PMI/RI 등의 제어 정보를 PUSCH및 /또는 PUCCH를 통해 전송할수 있다.
이하 MIM0 시스템에 대하여 설명한다ᅳ MIMO(Multiple-Input Multiple- Output)는 복수개의 송신안테나와 복수개의 수신안테나를 사용하는 방법으로서 , 이
220 방법에 의해 데이터의 송수신 효율을 향상시킬 수 있다. 즉， 무선 통신 시스템의 송신단 흑은 수신단에서 복수개의 안테나를 사용함으로써 용량을 증대시키고 성능을 향상 시킬 수 있다. 이하 본 문헌에서 MIM0를 '다증 안테나 '라 지칭할 수 있다.
다증 안테나 기술에서는， 하나의 전체 메시지를 수신하기 위해 단일 안테나 225 경로에 의존하지 않는다. 그 대신 다중 안테나 기술에서는 여러 안테나에서 수신된 데이터 조각 (fragment)을 한데 모아 병합함으로써 데이터를 완성한다. 다증 안테나 기술을 사용하면， 특정된 크기의 셀 영역 내에서 데이터 전송 속도를 향상시키거나, 또는 특정 데이터 전송 속도를 보장하면서 시스템 커버리지 (coverage)를 증가시킬 수 있다. 또한, 이 기술은 이동통신 단말과 230 증계기 등에 폭넓게 사용할 수 있다. 다증 안테나 기술에 의하면， 단일 안테나를 사용하던 종래 기술에 의한 이동 통신에서의 전송량 한계를 극복할 수 있다. 본 발명에서 설명하는 다증 안테나 (MIM0) 통신 시스템의 구성도가 도 4에 도시되어 있다. 송신단에는 송신 안테나가 Ντ개 설치되어 있고， 수신단에서는 수신 안테나가 NR개가 설치되어 있다. 이렇게 송신단 및 수신단에서 모두 복수개의
235 안테나를 사용하는 경우에는, 송신단 또는 수신단 중 어느 하나에만 복수개의 안테나를 사용하는 경우보다 이론적인 채널 전송 용량이 증가한다. 채널 전송 용량의 증가는 안테나의 수에 비례한다. 따라서， 전송 레이트가 향상되고， 주파수 효율이 향상된다 하나의 안테나를 이용하는 경우의 최대 전송 레이트를 R。라고 한다면， 다중 안테나를 사용할 때의 전송 레이트는, 이론적으로, 아래 수학식 1과
240 같이 최대 전송 레이트 R。에 레이트 증가율 ¾를 곱한 만큼 증가할 수 있다. 여기서 Ri는 Ντ와 NR중 작은 값이다.
〈수학식 1>
Rt-mm(NT,NR)
예를 들어, 4개의 송신 안테나와 4개의 수신 안테나를 이용하는 MIM0 통신 245 시스템에서는, 단일 안테나 시스템에 비해 이론상 4배의 전송 레이트를 획득할 수 있다. 이와 같은 다증 안테나 시스템의 이론적 용량 증가가 90 년대 중반에 증명된 이후, 실질적으로 데이터 전송률을 향상시키기 위한 다양한 기술들이 현재까지 활발히 연구되고 있으며， 이들 증 몇몇 기술들은 이미 3 세대 이동 통신과 차세대 무선랜 등의 다양한무선 통신의 표준에 반영되고 있다.
250 현재까지의 다중안테나 관련 연구 동향을 살펴보면 다양한 채널 환경 및 다중접속 환경에서의 다중안테나 통신 용량 계산 등과 관련된 정보 이론 측면 연구， 다중안테나 시스템의 무선 채널 측정 및 모형 도출 연구， 그리고 전송 신뢰도 향상 및 전송률 향상을 위한 시공간 신호 처리 기술 연구 등 다양한 관점에서 활발한 연구가진행되고
255 다중 안테나 시스템에 있어서의 통신 방법을 보다 구체적인 방법으로 설명하기 위해 이를 수학적으로 모델링 하는 경우 다음과 같이 나타낼 수 있다. 도 7에 도시된 바와 같이 Ντ개의 송신 안테나와 NR개의 수신 안테나가 존재하는 것을 가정한다. 먼저， 송신 신호에 대해 살펴보면， Ντ개의 송신 안테나가 있는 경우 최대 전송 가능한 정보는 Ντ개이므로， 전송 정보를 하기의 수학식 2와 같은
260 백터로 나타낼 수 있다.
<수학식 2>
Figure imgf000015_0001
한편 , 각각의 전송 정보 -에 있어 전송 전력을 다르게 할 수 있으며， 이때 각각의 전송 전력을 '^' ' ^라 하면 전송 전력이 조정된 전송
265 정보를 백터로 나타내면 하기의 수학식 3과 같다.
<수학식 3>
S = 또한, S 를 전송 전력의 대각행렬 를 이용하여 나타내면 하기의 수학식
4와 같다.
270 <수학식 4>
Figure imgf000016_0001
한편， 전송전력이 조정된 정보 백터 8에 가중치 행렬 ¥가 적용되어 실제 전송되는 Ντ 개의 송신신호 (transmitted signal) χ^χ^' "'χ^τ 7} 구성되는 경우를 고려해 보자. 여기서， 가중치 행렬은 전송 정보를 전송 채널 상황 등에 따라 각 275 안테나에 적절히 분배해 주는 역할을 수행한다. 이와 같은 전송신호
V
백터 를 이용하여 하기의 수학식 5와 같이 나타낼 수 있다. 여기서 ^는 ^번째 송신안테나와 번째 정보 간의 가증치를 의미한다. w 가중치 행렬 (Weight Matrix) 또는 프리코딩 행렬 (Precoding Matrix)이라고 불린다.
<수학식 5>
Figure imgf000016_0002
일반적으로, 채널 행렬의 ¾크의 물리적인 의미는，
다른 정보를 보낼 수 있는 최대 수라고 할 수 있다. 따라서 채널 행렬의 랭크 (rank)는 서로 독립인 (independent) 행 (row) 또는 열 (colu隱)의 개수 중에서 최소 개수로 정의되므로， 행렬의 탱크는 행 (row) 또는 열 (column)의 개수보다 클 285 수 없게 된다. 수식적으로 예를 들면， 채널 행렬 H의 탱크 (rank(H))는 수학식 6과 같이 제한된다. - <수학식 6>
m/? :(H) < min(NT,N}{)
또한, 다중 안테나 기술을 사용해서 보내는 서로 다른 정보 각각을 '전송 290 스트림 (Stream)' 또는 간단하게 '스트림1 으로 정의하기로 하자. 이와 같은 '스트림' 은 '레이어 (Layer)' 로 지칭될 수 있다. 그러면 전송 스트림의 개수는 당연히 서로 다른 정보를 보낼 수 있는 최대 수인 채널의 탱크 보다는 클 수 없게 된다. 따라서, 채널 행렬이 H는 아래 수학식 7과 같이 나타낼 수 있다.
<수학식 7>
295 #of smams< fank(H)≤ min(Nr , NR)
여기서 "# of streams"는 스트림의 수를 나타낸다. 한편, 여기서 한 개의 스트림은 한 개 이상의 안테나를 통해서 전송될 수 있음에 주의해야 한다.
한 개 이상의 스트림을 여러 개의 안테나에 대응시키는 여러 가지 방법이 존재할 수 있다. 이 방법을 다중 안테나 기술의 종류에 따라 다음과 같이 설명할 300 수 있다. 한 개의 스트림이 여러 안테나를 거쳐 전송되는 경우는 공간 다이버시티 방식으로 볼 수 있고, 여러 스트림이 여러 안테나를 거쳐 전송되는 경우는 공간 멀티플렉싱 방식으로 볼 수 있다. 물론 그 중간인 공간 다이버시티와 공간 멀티플렉싱의 흔합 (Hybrid)된 형태도 가능하다.
도 5는 하향 링크 무선 프레임에서 하나의 서브프레임의 제어 영역에 305 포함되는 제어 채널을 예시하는 도면이다. 도 5를 참조하면， 서브프레임은 14개의 OFDM 심볼로 구성되어 있다. 서브프레임 설정에 따라 처음 1 내지 3개의 OFDM 심볼은 제어 영역으로 사용되고 나머지 13-11개의 OFDM 심볼은 데이터 영역으로 사용된다. 도면에서 R1 내지 R4는 안테나 0 내지 3에 대한 기준 신호 (Reference Signal (RS) 또는 Pilot Signal)를
310 나타낸다. RS는 제어 영역 및 데이터 영역과 상관없이 서브프레임 내에 일정한 패턴으로 고정된다. 제어 채널은 제어 영역 중에서 RS가 할당되지 않은 자원에 할당되고, 트래픽 채널도 데이터 영역 중에서 RS가 할당되지 않은 자원에 할당된다. 제어 영역에 할당되는 제어 채널로는 PCFICH(Physical Control Format Indicator CHannel), PHICH(Physical Hybrid-ARQ Indicator CHannel), PDCCH( Physical
315 Downlink Control CHannel) 등이 있다.
PCFICH는 물리 제어 포맷 지시자 채널로서 매 서브프레임 마다 PDCCH에 사용되는 OFDM 심볼의 개수를 단말에게 알려준다. PCFICH는 첫 번째 OFDM 심볼에 위치하며 PHICH 및 PDCCH에 우선하여 설정된다. PCFICH는 4개의 REG(Resource Element Group)로 구성되고, 각각의 REG는 셀 ID(Cell IDentity)에 기초하여 제어
320 영역 내에 분산된다. 하나의 REG는 4개의 RE(Resource Element)로 구성된다. RE는 하나의 부반송파 X하나의 OFDM 심볼로 정의되는 최소 물리 자원을 나타낸다. PCFICH 값은 대역폭에 따라 1 내지 3 또는 2 내지 4의 값을 지시하며 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)로 변조된다.
PHICH는 물리 HARQ(Hybrid - Automatic Repeat and request) 지시자
325 채널로서 상향 링크 전송에 대한 HARQ ACK/NACK을 나르는데 사용된다. 즉， PHICH는 UL HARQ를 위한 DL ACK/NACK 정보가 전송되는 채널을 나타낸다. PHICH는 1개의 REG로 구성되고， 셀 특정 (cell-specific)하게 스크램블 (scrambl ing) 된다. ACK/NACK은 1 비트로 지시되며， BPSK(Binary phase shift keying)로 변조된다. 변조된 ACK/NACK은 확산인자 (Spreading Factor; SF) = 2 또는 4로 확산된다. 330 동일한 자원에 매핑되는 복수의 PHICH는 PHICH 그룹을 구성한다. PHICH 그룹에 다증화되는 PHICH의 개수는 확산 코드의 개수에 따라 결정된다. PHICH (그룹)은 주파수 영역 및 /또는 시간 영역에서 다이버시티 이득을 얻기 위해 3번 반복 (repetition)된다.
PDCCH는 물리 하향 링크 제어 채널로서 서브프레임의 처음 n개의 OFDM
335 심볼에 할당된다. 여기에서， n은 1 이상의 정수로서 PCFICH에 의해 지시된다.
PDCCH는 하나 이상의 CCE로 구성된다. PDCCH는 전송 채널인 PCH(Paging channel) 및 DL-SCH(Downl ink-shared channel)의 자원할당과 관련된 정보, 상향 링크 스케줄링 그랜트 (Uplink Scheduling Grant), HARQ 정보 등을 각 단말 또는.단말 그룹에게 알려준다. PCHCPaging channel) 및 DL— SCH( Down 1 ink— shared channel)는
340 PDSCH를 통해 전송된다. 따라서 , 기지국과 단말은 일반적으로 특정한 제어 정보 또는 특정한 서비스 데이터를 제외하고는 PDSCH를 통해서 데이터를 각각 전송 및 수신한다.
PDSCH의 데이터가 어떤 단말 (하나 또는 복수의 단말)에게 전송되는 것이며， 상기 단말들이 어떻게 PDSCH 데이터를 수신하고 디코딩 (decoding)을 해야하는지에 345 대한 정보 등은 PDCCH에 포함되어 전송된다ᅳ 예를 들어， 특정 PDCCH가 "A"라는 RNTI (Radio Network Temporary Identity)로 CRC 마스킹 (masking)되어 있고, "B "라는 무선자원 (예, 주파수 위치) 및 "C"라는 전송형식정보 (예, 전송 블록 사이즈， 변조 방식， 코딩 정보 등)를.이용해 전송되는 데이터에 관한 정보가 특정 서브프레임을 통해 전송된다고 가정한다. 이 경우, 셀 내의 단말은 자신이 가지고
350 있는 R TI 정보를 이용하여 PDCCH를 모니터링하고， "A" R TI를 가지고 있는 하나 이상의 단말이 있다면, 상기 단말들은 PDCCH를 수신하고， 수신한 PDCCH의 정보를 통해 "Β' '와 "C"에 의해 지시되는 PDSCH를 수신한다.
도 6은 LTE 시스템에서 하향링크 제어 채널을 구성하는데 사용되는 자원 단위를 나타낸다. 특히, 도 6의 (a)는 기지국의 송신 .안테나의 개수가 1 또는 355 2개인 경우를 나타내고, 도 6의 (b)는 기지국의 송신 안테나의 개수가 4개인 경우를 나타낸다. 송신 안테나의 개수에 따라 RS(Reference Signal) 패턴만 상이할 뿐 제어 채널과 관련된 자원 단위의 설정 방법은 동일하다.
도 6을 참조하면， 하향링크 제어 채널의 기본 자원 단위는 REG이다. REG는
RS를 제외한 상태에서 4개의 이옷한 자원요소 (RE)로 구성된다. REG는 도면에 굵은 360 선으로 도시되었다. PCFICH 및 PHICH는 각각 4개의 REG 및 3개의 REG를 포함한다.
PDCCH는 CCE(Control Channel Elements) 단위로 구성되며 하나의 CCE는 9개의
REG를 포함한다.
단말은 자신에게 L개의 CCE로 이루어진 PDCCH가 전송되는지를 확인하기 위하여 M(L)(≥L)개의 연속되거나 특정 규칙으로 배치된 CCE를 확인하도록 설정된다. 365 단말이 PDCCH 수신을 위해 고려해야 하는 L 값은 복수가 될 수 있다. 단말이 PDCCH 수신을 위해 확인해야 하는 CCE 집합들을 검색 영역 (search space)이라고 한다. 일 예로, LTE시스템은 검색 영역을 표 1과 같이 정의하고 있다.
【표 1】 Search space . Number of PDCCH DCI formats
Type candidates M(L)
Aggregation level L Size [in CCEs]
1 6 6
UE- 2 12 6
0,1,1MB, 2 specific 4 8 2
8 16 2
4 16 4
Common 0, 1A, 1C, 3/3A
8 16 2 여기에서， CCE 집성 레벨 L은 PDCCH를 구성하는 CCE 개수를 나타내고， ¾(1)은
CCE 집성 레벨 L의 검색 영역올 나타내며， ¾1("은 집성 레벨 L의 검색 영역에서 모니터링해야 하는 후보 PDCCH의 개수이다.
검색 영역은 특정 단말에 대해서만 접근이 허용되는 단말 특정 검색 영역 (UE-specific search space)과 셀 내의 모든 단말에 대해 접근이 허용되는 공통 검색 영역 (common search space)로 구분될 수 있다. 단말은 CCE 집성 레벨이 4 및 8인 공통 검색 영역을 모니터하고， CCE 집성 레벨이 1， 2， 4 및 8인 단말- 특정 검색 영역을 모니터한다. 공통 검색 영역 및 단말 특정 검색 영역은 오버랩될 수 있다.
또한， 각 CCE 집성 레벨 값에 대하여 임의의 단말에게 부여되는 PDCCH 검색 영역에서 첫 번째 (가장 작은 인덱스를 가진) CCE의 위치는 단말에 따라서 매 서브프레임마다 변화하게 된다. 이를 PDCCH 검색 영역 해쉬 (hashing)라고 한다. 도 7은 LTE 시스템에서 사용되는 상향 링크 서브프레임의 구조를 도시하는 도면이다.
도 7을 참조하면， 상향 링크 서브프레임은 제어정보를 나르는 PUCCH(Physical Uplink Control CHannel)가 할당되는 영역과 사용자 데이터를 나르는 PUSCH(Physical Uplink Shared CHannel)가 할당되는 영역으로 나눌 수 있다. 서브프레임의 중간 부분이 PUSCH에 할당되고, 주파수 영역에서 데이터 영역의 양측 부분이 PUCCH에 할당된다. PUCCH 상에 전송되는 제어정보는 HARQ에 사용되는 AC /NACK, 하향 링크 채널 상태를 나타내는 CQ Channel Quality Indicator),
390 MIM0를 위한 RKRank Indicator), 상향 링크 자원 할당 요청인 SR(Schedul ing Request) 등이 있다. 한 단말에 대한 PUCCH는 서브프레임 내의 각 슬롯에서 서로 다른 주파수를 차지하는 하나의 자원블록을 사용한다. 즉， PUCCH에 할당되는 2개의 자원블록은 슬롯 경계에서 주파수 호핑 (frequency hopping)된다. 특히 도 6은 m=0인 PUCCH, m=l인 PUCCH, m=2인 PUCCH, m=3인 PUCCH가 서브프레임에 할당되는
395 것을 예시한다.
한편, 기지국과 단말 간의 채널 상태가 열악한 경우에는 기지국과 단말 간에 릴레이 노드 (Relay Node, RN)를 설치하여 채널 상태가 보다 우수한 무선 채널을 단말에게 제공할 수 있다. 또한， 기지국으로부터 채널 상태가 열악한 셀 경계 지역에서 릴레이 노드를 도입하여 사용함으로써 보다 고속의 데이터 채널을 제공할
400 수 있고， 셀 서비스 영역을 확장시킬 수 있다. 이와 같이, 릴레이 노드는 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 405 릴레이 노드 기술은 차세대 이동통신 시스템에서 기지국 증설 비용과 백홀망의 유지 비용을 줄이는 동시에, 서비스 커버리지 확대와 데이터 처리율 향상을 위해 반드시 필요한 기술에 해당한다. 릴레이 노드 기술이 점차 발전함에 따라， 종래의 무선 통신 시스템에서 이용하는 릴레이 노드를 새로운 무선 통신 시스템에서 지원할 필요가 있다.
410 3GPP LTE-A(3rd Generation Partnership Project Long Term Evolution-
Advanced) 시스템에서 릴레이 노드에 기지국과 단말 간의 링크 연결을 포워딩하는 역할을 도입하면서 각각의 상향링크 및 하향링크 캐리어 주파수 밴드에 속성이 다른 두 가지 종류의 링크가 적용되게 된다. 기지국과 릴레이 노드의 링크 간에 설정되는 연결 링크 부분을 백홀 링크 (backhaul link)라고 정의하여 표현한다.
415 하향링크 자원을 이용하여 FDD(Frequency Division Duplex)) 혹은 TDD(Tiine 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.
도 8 은 무선 통신 시스템에서 릴레이 백홀 링크 및 릴레이 액세스 링크의
420 구성을 나타낸 도면이다.
도 8 을 참조하면， 기지국과 단말 간 링크의 연결을 포워딩 (forwarding)하는 역할을 위해 릴레이 노드가 도입되면서 각각의 상향링크 및 하향링크 캐리어 주파수 대역에 속성이 다른 두 종류의 링크가 적용된다. 기지국과 릴레이 노드 간의 설정되는 연결 링크 부분을 릴레이 백홀 링크 (relay backhaul link)로서 425 정의하여 표현한다. 백흘 링크가 하향링크 주파수 대역 (Frequency Division Du lex, FDD 의 경우)이나 하향링크서브프레임 (Time Division Duplex, TDD 의 경우) 자원을 이용하여 전송이 이루어지는 경우 백홀 하향링크 (backhaul downlink)로 표현하고 상향링크 주파수 대역이나 (FDD 의 경우) 상향링크 서브프레임 (TDD 의 경우) 자원을 이용하여 전송이 이루어지는 경우 백홀 상향링크 (backhaul uplink)로 표현할 수 430 있다.
반면 릴레이 노드와 일련의 단말들 간에 설정되는 연결 링크 부분을 릴레이 액세스 링크 (relay access link)로서 정의하여 표현한다. 릴레이 액세스 링크가 하향링크 주파수 대역 (FDD 의 경우)이나 하향링크 서브프레임 (TDD 의 경우) 자원을 이용하여 전송이 이루어지는 경우 액세스 하향링크 (access downlink)로 표현하고 435 상향링크 주파수 대역 (FDD 의 경우)이나 상향링크 서브프레임 (TDD 의 경우) 자원을 이용하여 전송이 이루어지는 경우 액세스 상향링크 (access uplink)로 표현할 수 있다.
릴레이 노드 (RN)는 릴레이 백홀 하향링크 (relay backhaul downlink)를 통해 기지국으로부터 정보를 수신할 수 있고, 릴레이 백홀 상향링크를 통해 기지국으로 440 정보를 전송할 수 있다. 또한， 릴레이 노드는 릴레이 액세스 하향링크를 통해 단말로 정보를 전송할 수 있고， 릴레이 액세스 상향링크를 통해 단말로부터 정보를 수신할수 있다.
한편， 릴레이 노드의 대역 (또는 스펙트럼) 사용과 관련하여, 백흘 링크가 액세스 링크와 동일한 주파수 대역에서 동작하는 경우를 '인ᅳ밴드 (in-band)'라고 445 하고， 백홀 링크와 액세스 링크가 상이한 주파수 대역에서 동작하는 경우를 '아웃- 밴드 (out -band)'라고 한다. 인 -밴드 및 아웃 -밴드 경우 모두에서 기존의 LTE 시스템 (예를 들어, 릴리즈 -8)에 따라 동작하는 단말 (이하， 레거시 (legacy) 단말이라 함)이 도너 셀에 접속할 수 있어야 한다. 단말에서 릴레이 노드를 인식하는지 여부에 따라 릴레이 노드는 .
450 트랜스패런트 (transparent) 릴레이 노드 또는 넌-트랜스패런트 (non-transparent) 릴레이 노드로 분류될 수 있다. 트랜스패런트는 단말이 릴레이 노드를 통하여 네트워크와 통신하는지 여부를 인지하지 못하는 경우를 의미하고， 넌- 트랜스패런트는 단말이 릴레이 노드를 통하여 네트워크와 통신하는지 여부를 인지하는 경우를 의미한다.
455 릴레이 노드의 제어와 관련하여, 도너 셀의 일부로 구성되는 릴레이 노드 또는 스스로 셀을 제어하는 릴레이 노드로 구분될 수 있다.
도너 셀의 일부로서 구성되는 릴레이 노드는 릴레이 노드 식별자 (ID)를 가질 수는 있지만, 릴레이 노드 자신의 셀 아이덴터티 (identity)를 가지지 않는다. 도너 셀이 속하는 기지국에 의하여 RRM(Radio Resource Management )의 적어도 일부가
460 제어되면 (RRM 의 나머지 부분들은 릴레이 노드에 위치하더라도)， 도너 셀의 일부로서 구성되는 릴레이 노드라 한다. 바람직하게는， 이러한 릴레이 노드는 레거시 단말을 지원할 수 있다. 예를 들어, 스마트 리피터 (Smart repeaters), 디코드 -앤-포워드 릴레이 노드 (decode-and-forward relays), L2(제 2 계층) 릴레이 노드들의 다양한 종류들 및 타입 -2 릴레이 노드가 이러한 릴레이 노드에 해당한다.
465 스스로 샐을 제어하는 릴레이 노드의 경우에, 릴레이 노드는 하나 또는 여러개의 셀들을 제어하고， 릴레이 노드에 의해 제어되는 셀들 각각에 고유의 물리계층 샐 아이덴터티가 제공되며， 동일한 RRM 메커니즘을 이용할 수 있다. 단말 관점에서는 릴레이 노드에 의하여 제어되는 셀에 액세스하는 것과 일반 기지국에 의해 제어되는 셀에 액세스하는 것에 차이점이 없다. 바람직하게는, 이러한 릴레이 470 노드에 의해 제어되는 셀은 레거시 단말올 지원할 수 있다. 예를 들어， 셀프- 백홀링 (Self-backhauling) 릴레이 노드， L3(제 3 계층) 릴레아 노드, 타입— 1 릴레이 노드 및 타입 -la 릴레이 노드가 이러한 릴레이 노드에 해당한다.
타입 -1 릴레이 노드는 인 -밴드 릴레이 노드로서 복수개의 샐들올 제어하고, 이들 복수개의 셀들의 각각은 단말 입장에서 도너 셀과 구별되는 별개의 셀로
475 보인다. 또한， 복수개의 셀들은 각자의 물리 셀 ID LTE 릴리즈—8 에서 정의함)를 가지고， 릴레이 노드는 자신의 동기화 채널， 참조신호 등을 전송할 수 있다. 단일- 셀 동작의 경우에， 단말은 릴레이 노드로부터 직접 스케줄링 정보 및 HARQ 피드백을 수신하고 릴레이 노드로 자신의 제어 채널 (스케줄링 요청 (SR), CQI, AC /NACK 등)을 전송할 수 있다. 또한， 레거시 단말 (LTE 릴리즈 -8 시스템에 따라
480 동작하는 단말)들에게 타입 -1 릴레이 노드는 레거시 기지국 (LTE 릴리즈 -8 시스템에 따라 동작하는 기지국)으로 보인다. 즉, 역방향 호환성 (backward compatibil ity)을 가진다. 한편， LTE-A 시스템에 따라 동작하는 단말들에게는， 타입 -1 릴레이 노드는 레거시 기지국과 다른 기지국으로 보여 , 성능 향상을 제공할 수 있다.
타입 -la 릴레이 노드는 아웃-밴드로 동작하는 것 외에 전술한 타입— 1 릴레이
485 노드와 동일한 특징들을 가진다. 타입 -la 릴레이 노드의 동작은 L1 (제 1 계층) 동작에 대한 영향이 최소화또는 없도특 구성될 수 있다.
타입— 2 릴레이 노드는 인 -밴드 릴레이 노드로서， 별도의 물리 셀 ID 를 가지지 않으며， 이에 따라 새로운 셀을 형성하지 않는다. 타입 -2 릴레이 노드는 레거시 단말에 대해 트랜스패런트하고, 레거시 단말은 타입— 2 릴레이 노드의 490 존재를 인지하지 못한다. 타입— 2 릴레이 노드는 PDSCH를 전송할수 있지만, 적어도 CRS 및 PDCCH는 전송하지 않는다 .
한편， 릴레이 노드가 인-밴드로 동작하도록 하기 위하여， 시간-주파수 공간에서의 일부 자원이 백홀 링크를 위해 예비되어야 하고 이 자원은 액세스 링크를 위해서 사용되지 않도록 설정할 수 있다. 이를 자원 분할 (resource 495 partitioning)이라 한다.
릴레이 노드에서의 자원 분할에 있어서의 일반적인 원리는 다음과 같이 설명할 수 있다. 백홀 하향링크 및 액세스 하향링크가 하나의 반송파 주파수 상에서 시간분할다중화 (Time Division Multiplexing; TDM) 방식으로 다중화될 수 있다 (즉 특정 시간에서 백홀 하향링크 또는 액세스 '하향링크 중 하나만이 500 활성화된다). 유사하게， 백홀 상향링크 및 액세스 상향링크는 하나의 반송파 주파수 상에서 TDM 방식으로 다중화될 수 있다 (즉， 특정 시간에서 백홀 상향링크 또는 액세스 상향링크 증 하나만이 활성화된다).
FDD 에서의 백홀 링크 다증화는， 백홀 하향링크 전송은 하향링크 주파수 대역에서 수행되고, 백홀 상향링크 전송은 상향링크 주파수 대역에서 수행되는 505 것으로 설명할 수 있다. TDD 에서의 백홀 링크 다증화는, 백홀 하향링크 전송은 기지국과 릴레이 노드의 하향링크 서브프레임에서 수행되고, 백홀 상향링크 전송은 기지국과 릴레이 노드의 상향링크 서브프레임에서 수행되는 것으로 설명할 수 있다. 인 -밴드 릴레이 노드의 경우에， 예를 들어， 소정의 주파수 대역에서 기지국으로부터의 백홀 하향링크 수신과 단말로의 액세스 하향링크 전송이 동시에 510 이루어지면， 릴레이 노드의 송신단으로부터 전송되는 신호가 릴레이 노드의 수신단에서 수신될 수 있고， 이에 따라 릴레이 노드의 RF 전단 (front-end)에서 신호 간섭 또는 RF 재밍 (ja麵 ing)이 발생할 수 있다. 유사하게 , 소정의 주파수 대역에서 단말로부터의 액세스 상향링크의 수신과 기지국으로의 백홀 상향링크의 전송이 동시에 이루어지면, 릴레이 노드의 RF 전단에서 신호 간섭이 발생할 수 515 있다. 따라서, 릴레이 노드에서 하나의 주파수 대역에서의 동시 송수신은 수신 신호와 송신 신호간에 층분한 분리 (예를 들어， 송신 안테나와 수신 안테나를 지리적으로 층분히 이격시켜 (예를 들어， 지상 /지하에 ) 설치함)가 제공되지 않으면 구현하기 어렵다.
이와 같은 신호 간섭의 문제를 해결하는 한 가지 방안은， 릴레이 노드가 520 도너 셀로부터 신호를 수신하는 동안에 단말로 신호를 전송하지 않도록 동작하게 하는 것이다. 즉, 릴레이 노드로부터 단말로의 전송에 갭 (gap)을 생성하고, 이 갭 동안에는 단말 (레거시 단말 포함)이 릴레이 노드로부터의 어떠한 전송도 기대하지 않도록 설정할 수 있다. 이러한 갭은 MBSFN (Multicast Broadcast Single Frequency Network) 서브프레임을 구성함으로써 설정할 수 있다
525 도 9은 릴레이 노드 자원 분할의 예시를 나타내는 도면이다.
도 9 에서는 제 1 서브프레임은 일반 서브프레임으로서 릴레이 노드로부터 단말로 하향링크, (즉, 액세스 하향링크) 제어신호 및 데이터가 전송되고， 제 2 서브프레임은 MBSFN 서브프레임으로서 하향링크 서브프레임의 제어 영역에서는 릴레이 노드로부터 단말로 제어 신호가 전송되지만 하향링크 서브프레임의 나머지 530 영역에서는 릴레이 노드로부터 단말로 아무런 전송이 수행되지 않는다. 여기서, 레거시 단말의 경우에는 모든 하향링크 서브프레임에서 물리하향링크제어채널 (PDCCH)의 전송을 기대하게 되므로 (다사 말하자면， 릴레이 노드는 자신의 영역 내의 레거시 단말들이 매 서브프레임에서 PDCCH 를 수신하여 측정 기능을 수행하도록 지원할 필요가 있으므로)， 레거시 단말의 올바른 동작을
535 위해서는 모든 하향링크 서브프레임에서 PDCCH 를 전송할 필요가 있다. 따라서， 기지국으로부터 릴레이 노드로의 하향링크 (즉， 백홀 하향링크) 전송을 위해 설정된 서브프레임 (제 2 서브프레임)상에서도, 서브프레임의 처음 N (N=l, 2 또는 3) 개의 OFDM 심볼구간에서 릴레이 노드는 백홀 하향링크를 수신하는 것이 아니라 액세스 하향링크 전송을 해야할 필요가 있다. 이에 대하여， 제 2 서브프레임의
540 제어 영역에서 PDCCH 가 릴레이 노드로부터 단말로 전송되므로 릴레이 노드에서 서빙하는 레거시 단말에 대한 역방향 호환성이 제공될 수 있다. 제 2 서브프레임의 나머지 영역에서는 릴레이 노드로부터 단말로 아무런 전송이 수행되지 않는 동안에 릴레이 노드는 기지국으로부터의 전송을 수신할 수 있다. 따라세 이러한 자원 분할 방식을 통해서, 인 -밴드 릴레이 노드에서 액세스 하향링크 전송과 백홀
545 하향링크 수신이 동시에 수행되지 않도록 할 수 있다..
MBSFN 서브프레임올 이용하는 제 2 서브프레임에 대하여 구체적으로 설명한다. 제 2 서브프레임의 제어 영역은 릴레이 노드 비 -청취 (non-hearing) 구간이라고 할 수 있다. 릴레이 노드 비 -청취 구간은 릴레이 노드가 백홀 하향링크 신호를 수신하지 않고 액세스 하향링크 신호를 전송하는 구간을 의미한다. 이
550 구간은 전술한 바와 같이 1， 2 또는 3 OFDM 길이로 설정될 수 있다. 릴레이 노드 비 -청취 구간에서 릴레이 노드는' 단말로의 액세스 하향링크 전송을 수행하고 나머지 영역에서는 기지국으로부터 백홀 하향링크를 수신할 수 있다. 이 때, 릴레이 노드는 동일한 주파수 대역에서 동시에 송수신을 수행할 수 없으므로， 릴레이 노드가 송신 모드에서 수신 모드로 전환하는 데에 시간이 소요된다. 따라서
555 백홀 하향링크 수신 영역의 처음 일부 구간에서 릴레이 노드가 송신 /수신 모드 스위칭을 하도록 가드 시간 (GT)이 설정될 필요가 있다. 유사하게 릴레이 노드가 기지국으로부터의 백홀 하향링크를 수신하고 단말로의 액세스 하향링크를 전송하도록 동작하는 경우에도， 릴레이 노드의 수신 /송신 모드 스위칭을 위한 가드 시간 (GT)이 설정될 수 있다. 이러한 가드 시간의 길이는 시간 영역의 값으로
560 주어질 수 있고, 예를 들어, k (k>l) 개의 시간 샘플 (time sample, Ts) 값으로 주어질 수있고， 또는 하나 이상의 OFDM 심볼 길이로 설정될 수도 있다. 또는， 릴레이 노드 백홀 하향링크 서브프레임이 연속으로 설정되어 있는 경우에 또는 소정의 서브프레임 타이밍 정렬 (timing alignment) 관계에 따라서, 서브프레임의 마지막 부분의 가드시간은 정의되거나 설정되지 않을 수 있다. 이러한 가드 시간은
565 역방향 호환성을 유지하기 위하여, 백홀 하향링크 서브프레임 전송을 위해 설정되어 있는 주파수 영역에서만 정의될 수 있다 (액세스 하향링크 구간에서 가드 시간이 설정되는 경우에는 레거시 단말을 지원할 수 없다). 가드 시간을 제외한 백홀 하향링크 수신 구간에서 릴레이 노드는 기지국으로부터 PDCCH 및 PDSCH 를 수신할 수 있다. 이를 릴레이 노드 전용 물리 채널이라는 의미에서 R-PDCCH
570 (Relay-PDCCH) 및 R-PDSCH (Relay-PDSCH)로 표현할 수도 있다. 도 10은 시간-주파수 영역으로 구성된 자원을 구분하여 도시한 도면이다. 도 10 을 참조하면， Px-yy (x, y = 0, 1, 2， 3，···)로 표기된 자원영역의 주파수 영역의 크기와 시간영역의 크기는 다양하게 구성할수 있다. 특히， Px-yl은
575 첫 번째 슬롯 또는 그 일부， Px-y2는 두 번째 슬듯 또는 그 일부를 의미한다.
3GPP LTE 시스템의 예를 들어 설명하자면, RB 단위로 구분되는 것으로 가정하면, P0-12 가 주파수 영역은 12 개의 부반송파， 시간 영역은 7 개의 OFDM 심볼로 구성된다. 또한， 4개의 RB로 구성된 RBG단위로 구분되는 것으로 가정하면， P0—12는주파수 영역의 크기가 4배 증가한 형태 , 즉 48개의 부반송파로 구성된다.
580 또한, Px-yl 영역은 Px-y2 영역보다 같거나 적은 수의 심볼로 구성된 자원 영역이다. 물론 CP(Cyclic Prefix) 길이에 따라서 심볼의 수는 달라질 수 있다. 예를 들어， RB 단위로 구분되는 것으로 가정하면, Px-yl 는 주파수 영역으로 12 개의 부반송파와 시간영역은 4 개의 OFDM 심볼로 구성된다. 만약 RBG 단위로 구분되는 것으로 가정하면, 마찬가지로 주파수 영역이 RB단위의 배수만큼 증가하게
585 된다.
또한, 도 10 에서 Ρη (η=0,1,2,3···)는 다증 안테나를 통한 다중 레이어 전송에서 사용하는 안테나 포트 또는 레이어 인덱스를 지시하며, 여기서 안테나 포트란 서로 다른 정보를 전송할 수 있는 구별될 수 있는 자원영역을 의미할 수 있다.
590 이하에서는, 상술한 자원 구성에서 제어 정보와 데이터를 할당하는 방법에 관하여 설명하며， 이하에서는, 설명의 편의상 상기 자원 구성이 RB 단위로 구분되는 것으로 가정한다. 기지국과 릴레아노드 간의 제어정보 (R— PDCCH)는 사전에 정해진 특정 영역에 전송되는 것이 바람직하며， 특히 LTE 시스템의 자원 할당 정보 (resource
595 allocation; RA) 타입 0 를 사용할 경우， RBG 의 K 번째 RB(K 는 RBG 그룹 내 RB 수보다 작은 정수)로 한정하는 것올 제안한다. 즉 매 RBG 의 K 번째 RB 에 R- PDCCH를 전송할 가능성이 있다는 의미이다. K 는 RGB 그룹의 첫 번째 RB 일 수 도 있고 마지막 RB 일 수도 있다. RA 타입 1, 2 에서도 RBG 개념을 공유할 수 있으며 같은 논리로 RBG의 특정 RB를 R-PDCCH 전송을 위한자원영역으로사용할수 있다.
600 도 11 은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 다중 사용자 MIM0 시스템에서의 R-
PDCCH 및 R-PDSCH 다중화를 예시한 도면이다. 특히 도 11 은 4 개의 안테나 포트를 통한 다중 안테나 전송을 가정한다.
도 11 과 같이， 릴레이 노드 1 및 릴레이 노드 2 각각에 대하여 2 개의 안테나 포트를 통하여 하향링크 신호를 전송한다면， 안테나 포트 0 및 1 올 릴레이
605 노드 1에게, 안테나포트 2 및 3은 릴레이 노드 2로 할당할수 있다. 안테나 포트
1 과 안테나포트 3 의 빈 영역은 릴레이 노드 1을 위한 하향링크 그랜트와 릴레이 노드 2를 위한 하향링크 그랜트의 성능을 보장하기 위하여, 데이터 또는 제어 정보 중 어떠한 정보도 전송하지 않는다.
R-PDCCH 의 경우 제어정보의 특성상 신뢰성을 높이기 위해서 가능한 적은
610 안테나 포트를 이용하여 전송하는 것이 바람직하다. 따라서 각 릴레이 노드로 전송되는 DL 그랜트는 1 개의 안테나 포트로만 전송되도록 설정하는 것이 바람직하다. 즉， R-PDCCH자체로는 2개의 안테나포트만사용하는 것이다. 각 릴레이 노드에 사용되는 안테나 포트를 구별하기 위한 수단으로서 스크램블링 코드를 적용할 수 있다. 즉， 시스템 상 가용한 안테나 포트가 2 개인 615 경우, 2 개의 스크램블링 코드를 이용하여， 총 4 개의 논리적 안테나 포트가 형성되는 것으로 블 수 있다. 도 12 는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 다중 사용자 MIM0 시스템에서의 R- PDCCH 및 R-PDSCH 다증화를 예시한 도면이다.
620 도 12 와 도 11 의 차이점은, 도 12 에서는 제어 정보의 신뢰성을 보다 향상시키기 위하여, 하향링크 그랜트가 전송되는 모든 포트의 대웅 영역은 데이터 또는 제어 정보 증 어떠한 정보도 전송하지 않는다는 점이다. 주파수 관점에서만 살펴본다면， 릴레이 노드 1 을 위한 하향링크 그랜트와 릴레이 노드 2 를 위한 하향링크 그랜트는 주파수 분할 다증화가 이루어진 것으로서, 서로 안테나 포트
625 또한 달리한다는 것이 특징이라 할 수 있다.
한편， 도 12 를 참조하면， 본 발명에서는, 상향링크 그랜트 또는 R-PDSCH 의 스케즐링 여부를 지시하는， 맵핑 및 다증화 정보 (Mapping and Multiplexing Information; MAMI)를 R-PDCCH 에 삽입하여 전송하는 것을 제안한다. 이를 보다 구체적으로 설명한다ᅳ
630 도 13 은 본 발명에서 제안하는 R-PDCCH 에 삽입되는 맵끰 및 다중화 정보를 설명하기 위한 도면이다. 또한， 도 14 는 3 개의 RB 로 구성된 RBG 에서 스케쥴링 가능한 상향링크 그랜트 또는 R-PDSCH 조합을 도시한다. 특히 도 14 에서 P0-12 영역에 표시된 "？" 는상향링크 그랜트 또는 R-PDSCH중 하나를 나타낸다. 도 13 을 참조하면， 하향링크 그랜트는 3 개의 RB 로 구성된 RBG 에서 P0-11 에
635 위치하는 것으로 가정하며， 상기 하향링크 그랜트를 포함하는 서브프레임의 두 번째 슬롯에서는 상향링크 그랜트 또는 R-PDSCH 가 스케즐링될 수 있다. 여기서 상기 P0-11 에 위치하는 하향링크 그랜트에 맵핑 및 다중화 정보를 포함한다면， 상기 3 개의 RB 로 구성된 RBG 에서 도 14 에서 도시 하는 가능한 스케쥴링 조합을 모두 표현할 수 있다 . 특히 3 개의 RB 로 구성된 RBG 라면 3 비트 정보로 모든
640 경우를 표현할 수 있다.
도 15 는 본 발명에서 제안하는 R-PDCCH 에 삽입되는 맵핑 및 다중화 정보를 설명하기 위 한 다른 도면이다. 또한， 도 16 은 4 개의 RB 로 구성된 RBG 에서 스케즐링 가능한 상향링크 그랜트 또는 R-PDSCH 조합을 도시 한다 . 특히 도 16 에서 P0-12 영 역에 표시 된 "？" 는 상향링크 그랜트 또는 R-PDSCH 증 하나를 나타낸다 .
645 도 17 은 본 발명 의 제 2 실시 예에 따른 다중 사용자 MIM0 시스템에서의 R-
PDCCH 및 R-PDSCH 다중화를 예시한 다른 도면이다.
도 17 에서는， 하향링크 그랜트가 존재하는 RB 의 두번째 슬롯에 위 치하는 데이터는 해당 릴레이 노드로 할당된 안테나 포트에 대하여만 공간 다중화를 수행하되， 하향링크 그랜트가 존재하지 않는 RB 에서 의 데이터 전송은 모든 안테나
650 포트에 대하여 공간 다중화를 수행하는 것을 제안한다 . 예를 들어， 안테나 포트 2 의 P2-22 영 역 이 릴레이 노드 2 를 위한 하향링크 그랜트가 존재하는 RB 의 두번째 슬롯에 위치하는 데이터 전송에 사용되므로， 안테나 포트 0 에서 P0-22 영 역도 사용하지 않는다 . 655 도 18 은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 다중 사용자 MIM0 시스템에서의 R-
PDCCH 및 R-PDSCH 다중화를 예시한 도면이다. 도 17 과의 차이점은 제어 정보를 동일한 안테나 포트에 위치시킨다는 점이다.
도 18 에서는, 안테나포트 0 의 P0-22 와 안테나 포트 1 의 P1-22 는 릴레이 노드 2 를 위하여 사용 가능하다는 점과, 안테나 포트 2 의 P2-22 와 안테나 포트
660 3의 P3-22는 릴레이 노드 2를 위하여 사용 가능하다는 점이 특징이다.
도 19 는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 다중 사용자 MIM0 시스템에서의 R- PDCCH 및 R-PDSCH 다중화를 예시한 다른 도면이다.
도 19 는 안테나 포트 0 에 위치한 릴레이 노드 2 꾀 하향링크 그랜트가 전송되는 다음 슬롯에 릴레이 노드 2 의 R-PDSCH 를 위치시키는 것이 특징이다.
665 이러한 맵핑 방법은 제어 정보를 동일한 안테나 포트를 사용하여 디코딩하고， 해당 RB 에서 동일한 안테나 포트를 통하여 데이터도 복조할 수 있다는 점이 장점이다. 특히 P0-22 영역에서 릴레이 노드 2 의 R-PDSCH 가 존재하기 때문에, P1-22 영역에 릴레이 노드 2 의 R-PDSCH 가 위치하도록 공간 다증화를 수행하는 것이 바람직하다. 이렇게 함으로써 동일한 안테나 포트 및 /또는 스크램블링 코드를 이용하여 릴레이
670 노드 2의 R-PDSCH를 다중화할 수 있다.
특히， 도 19 에서 릴레이 노드 1 은 P1-11 에 존재하는 하향링크 그랜트의 블라인드 디코딩이 성공하면, 다음 슬롯에 자신의 데이터가 존재하는지 혹은 자신의 상향링크 그랜트가 존재하는지 파악 (도 19 에서는 데이터)하여 복조 및 복호를 수행한다. 이 때 P0-12 와 P1-12 는 동일한 스크램블링 코드를 이용하여 디- 스크램블링되고， 각 안테나 포트 별로 듀얼 레이어 역다중화를 수행하여 R-PDSCH를 복조한다.
또한， 도 19 에서 동일 RBG 에 있는 RB 중에서 릴레이 노드 1 의 하향링크 그랜트가 존재하는 RB 의 두 번째 슬롯 (P0-12)과 릴레이 노드 1 또는 릴레이 노드 2 의 하향링크 그랜트가존재하지 않는 RB (PO-31, P0-32)에 대해서 R-PDSCH 복호를 수행한다. 물론 공간 다중화가 적용되어 있다는 점을 고려하면， Pl-12, Pl-31, P1- 32 에 대해서 R-PDSCH복호를 수행한다.
릴레이 노드 2 의 경우， P0-21 에 존재하는 하향링크 그랜트를 디코딩하여, 제어 정보를 획득하며, 릴레이 노드 2도 하향링크 그랜트가 검출된 다음 슬롯에 R- PDSCH 가 존재한다는 가정을 인지하고 있기 때문에， 이를 복조할 수 있다. 다만 릴레이 노드 2 의 R-PDSCH 의 경우 어느 안테나 포트에 위치하는지에 따라， 적용해야하는 스크램블링 코드가 다를 수 있다. 예를 들면 PO-22, P1-22 와 P2-31, P2-32, P3-31, P3-32 는 동일한 릴레이 노드로 스케즐링되지만, 서로 다른 스크램블링 코드를 사용한다. 이와는 달리 릴레이 노드 1 의 경우, PO-12, P0-31, PO-32, Pl-12, Pl-31, P1-32 는 모두 동일한 스크램블링 코드를 사용한다는 점에서 차이가 있다.
도 20 은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 다중 사용자 MIM0 시스템에서의 R- PDCCH 및 R-PDSCH 다중화를 예시한 또 다른 도면이다. 도 20 과 같이 릴레이 노드 1 과의 대칭성을 위하여， 릴레이 노드 2 의 데이터인 P1-22 의 R-PDSCH를 P3-22 에 위치하는 것도 가능하다. 한편， 본 발명에서는 제어 영역이 전송되는 RB 사이즈를 지시하는 방법도 고려할 수 있다. 이러한 RB 사이즈 정보는 R-PDCCH 를 통하여 또는 상위 계충 즉，
RRC시그널링을 통하여 지시하는 것도 가능하다.
도 12 를 예를 들면， 하향링크 그랜트가 차지하는 영역은 2 RB 이며， 이러한
2 RB 라는 정보 자체가 하향링크 그랜트 및 R-PDSCH 를 복조 및 복호하는 경우 도움이 될 수 있다. 즉， R-PDCCH 의 블라인드 디코딩 영역을 한정할 수 있으며, 이로 인하여, R-PDSCH 가 존재하는 영역을 명시적으로 알려즐 수 있다는 장점이 있다.
예를 들어， 하향링크 그랜트가차지하는 영역이 2 RB 라는 정보를 R-PDCCH를 통하여 시그널링 받은 경우, R— PDCCH 측면에서는, 안테나 포트 0 에서 DL 그랜트 영역이 포함된 RBG 의 첫 번째 RB 부터 블라인드 디코딩을 수행하고, 안테나 포트 1에서 DL 그랜트 영역이 포함된 RBG의 2번째 RB부터 역순으로 블라인드 디코딩을 수행한다.
만약 모든 릴레이 노드의 집성 레벨이 1 인 경우, 하향링크 그랜트가 차지하는 영역 사이즈에 관한 시그널링은 공간 다중화된 릴레이 노드의 개수를 시그널링한 것과 동일하다. 즉, 각 릴레이 노드의 R-PDCCH 는 각 릴레이 노드에 할당된 안테나 포트 짝 중 첫 번째 안테나 포트， 즉 안테나 포트 0 또는 안테나 포트 2 에 존재한다는 가정이 있다면, 릴레이 노드는 안테나 포트 0 또는 안테나 포트 2에 존재하는 참조 신호에 기반하여 하향링크 그랜트를 블라인드 디코딩한다. 도 21은 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 장치의 블록 구성도를 예시한다. 715 도 21 을 참조하면， 통신 장치 (2100)는 프로세서 (2110), 메모리 (2120), RF 모들 (2130), 디스플레이 모듈 (2140) 및 사용자 인터페이스 모들 (2150)을 포함한다. 통신 장치 (2100)는 설명의 편의를 위해 도시된 것으로서 일부 모들은 생략될 수 있다. 또한， 통신 장치 (2100)는 필요한 모들을 더 포함할 수 있다. 또한, 통신 장치 (2100)에서 일부 모들은 보다 세분화된 모들로 구분될 수 있다.
720 프로세서 (2110)는 도면을 참조하여 예시한 본 발명의 실시예에 따른 동작을 수행하도록 구성된다. 구체적으로， 프로세서 (2110)의 자세한 동작은 도 1 내지 도 20에 기재된 내용을 참조할수 있다.
메모리 (2120)는 프로세서 (2110)에 연결되며 오퍼레이팅 시스템 , 어플리케이션, 프로그램 코드， 데이터 등을 저장한다. RF 모들 (2130)은
725 프로세서 (2110)에 연결되며 기저대역 신호를 무선 신호를 변환하거나 무선신호를 기저대역 신호로 변환하는 기능을 수행한다. 이를 위해, RF 모들 (2130)은 아날로그 변환, 증폭， 필터링 및 주파수 상향 변환 또는 이들의 역과정을 수행한다. 디스플레이 모들 (2140)은 프로세서 (2110)에 연결되며 다양한 정보를 디스플레이한다. 디스플레이 모들 (2140)은 이로 제한되는 것은 아니지만
730 LCD(Liquid Crystal Display), LED (Light Emitting Diode), 0LED(Organic Light Emitting Diode)와 같은 잘 알려진 요소를 사용할 수 있다. 사용자 인터페이스 모들 (2150)은 프로세서 (2110)와 연결되며 키패드， 터치 스크린 둥과 같은 잘 알려진 사용자 인터페이스의 조합으로 구성될 수 있다.
이상에서 설명된 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들이 소정 형태로
735 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 설명되.는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부
740 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고， 또는 다른 실시예의 대웅하는 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 문서에서 본 발명의 실시예들은 주로 릴레이 노드와 기지국 간의 데이터
745 송수신 관계를 중심으로 설명되었다. 본 문서에서 기지국에 의해 수행된다고 설명된 특정 동작은 경우에 따라서는 그 상위 노드 (upper node)에 의해 수행될 수 있다. 즉, 기지국을 포함하는 복수의 네트워크 노드들 (network nodes)로 이루어지는 네트워크에서 단말과의 통신을 위해 수행되는 다양한 동작들은 기지국 또는 기지국 이외의 다른 네트워크 노드들에 의해 수행될 수 있음은 자명하다.
750 기지국은 고정국 (fixed station), Node B, eNode B(eNB), 억세스 포인트 (access point) 등의 용어에 의해 대체될 수 있다.
본 발명에 따¾ 실시예는 다양한 수단， 예를 들어， 하드웨어， 펌웨어 (fir丽 are), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어에 의한 구현의 경우， 본 발명의 일 실시예는 하나 또는 그 이상의
755 ASICs ( ap 1 i cat ion specific integrated circuits) , DSPsCdigital signal processors) , DSPDs(digital signal processing devices) , PLDs( programmable logic devices) , FPGAs (field programmable gate arrays) , 프로세서， 콘트롤러， 마이크로 콘트롤러， 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.
펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우， 본 발명의 일 실시예는 이상에서 760 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모들， 절차, 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리 유닛에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리 유닛은 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여， 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.
본 발명은 본 발명의 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 765 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 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.
【산업상 이용가능성】
770 상술한 바와 같은 다중 사용자 -다중 안테나 무선 통신 시스템에서 기지국과 릴레이 노드 간의 신호 송수신 방법 및 이를 위한 장치는 3GPP LTE 시스템에 적용되는 예를 증심으로 설명하였으나， 3GPP LTE 시스템 이외에도 다양한 다증 안테나 무선 통신 시스템에 적용하는 것이 가능하다.

Claims

775 【청구의 범위】
【청구항 1】
다중 사용자ᅳ다중 안테나 (Mult i User-MIMO) 무선 통신 시스템에서 기지국이 릴레이 노드로 신호를 송신하는 방법으로서，
하나 이상의 릴레이 노드 각각에 하나 이상의 안테나 포트를 할당하는 단계; 780 상기 하나 이상의 ¾레이 노드를 위한 하향링크 그랜트 신호 각각을 상기 할당된 안테나 포트 중 하나에 대웅하는 자원 영역 중 기 설정된 자원 영역에 맵핑하는 단계 ;
상기 하나 이상의 릴레이 노드를 위한 상향링크 그랜트 신호 또는 페이터 신호를상기 할당된 안테나 포트에 대응하는 자원 영역에 맵핑하는 단계; 및 785 상기 맵핑된 신호를 상기 하나 이상의 릴레이 노드로 송신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는，
신호 송신 방법 .
【청구항 2】
제 1 항에 있어서，
790 상기 하향링크 그랜트 신호가 맵핑되는 기 설정된 자원 영역은 특정 서브프레임의 첫 번째 슬롯인 것을 특징으로 하는，
신호 송신 방법 .
【청구항 3】
제 2항에 있어서,
795 상기 하향링크 그랜트 신호가 맵핑되는 기 설정된 자원 영역의 두 번째 슬롯은，
상기 하향링크 그랜트 신호에 대응하는 릴레이 노드의 데이터 신호가 맵핑되는 것을 특징으로 하는，
신호 송신 방법 .
800
【청구항 4】
제 1 항에 있어서，
상기 하향링크 그랜트 신호가 맵핑되는 기 설정된 자원 영역은, 동일한 안테나포트에 대응하는 자원 영역에 포함되는 것을 특징으로 하는, 신호 송신 방법 .
805 【청구항 5】
제 1 항에 있어서，
상기 하나 이상의 릴레이 노드를 위한 하향링크 그랜트 신호 각각은, 대응하는 릴레이 노드를 위한 상향링크 그랜트 신호 또는 테이터 신호가 맵핑된 자원 영역에 대한 정보를 포함하는 것올 특징으로 하는,
810 신호 송신 방법 .
【청구항 6】
제 1 항에 있어서，
상기 하향링크 그랜트 신호가 맵핑되는 기 설정된 자원 영역은 상기 하나 이상의 릴레이 노드 별로 다른 것을특징으로 하는,
815 신호 송신 방법 .
【청구항 7】 제 6항에 있어서,
상기 하향링크 그랜트 신호가 맵큉되는 기 설정된 자원 영역은， 다른 안테나 포트에 대응하는 자원 영역에서 신호 맵핑을 위하여 사용되지 820 않는 것을 특징으로 하는，
신호 송신 방법 .
【청구항 8]
제 1 항에 있어서,
상기 안테나 포트는,
825 물리적 안테나 포트와 스크램불링 코드의 조합으로 정의되는 것을 특징으로 하는,
신호 송신 방법 .
【청구항 9]
다중 사용자 -다중 안테나 (Mult i User-MIMO) 무선 통신 시스템에서의 기지국 830 장치로서,
하나 이상의 릴레이 노드 각각에 하나 이상의 안테나 포트를 할당하고, 상기 하나 이상의 릴레이 노드를 위한 하향링크 그랜트 신호 각각을 상기 할당된 안테나 포트 중 하나에 대응하는 자원 영역 중 기 설정된 자원 영역에 맵핑하며, 상기 하나 이상의 릴레이 노드를 위한 상향링크 그랜트 신호 또는 데이터 신호를 상기
835 할당된 안테나 포트에 대응하는 자원 영역에 맵핑하는 프로세서 ; 및
상기 맵핑된 신호를 상기 하나 이상의 릴레이 노드로 송신하는 송신 모들을 포함하는 것을 특징으로 하는， 기지국 장치.
【청구항 10]
제 9항에 있어서，
상기 하향링크 그랜트 신호가 맵핑되는 기 설정된 자원 영역은 특정 서브프레임의 첫 번째 슬롯인 것을 특징으로 하는，
기지국 장치.
【청구항 11】
제 10항에 있어서，
상기 하향링크 그랜트 신호가 맵핑되는 기 설정된 자원 영역의 두 번째 人로ᄋ 상기 하향링크 그랜트 신호에 대웅하는 릴레이 노드의 데이터 신호가 맵핑되는 것을 특징으로 하는，
기지국 장치.
【청구항 12】
제 9 항에 있어서，
상기 하향링크 그랜트 신호가 맵핑되는 기 설정된 자원 영역은，
동일한 안테나 포트에 대웅하는 자원 영역에 포함되는 것을 톡징으로 하는, 기지국 장치.
【청구항 13】
제 9 항에 있어서，
상기 하나 이상의 릴레이 노드를 위한 하향링크 그랜트 신호 각각은, 대응하는 릴레이 노드를 위한 상향링크 그랜트 신호 또는 데이터 신호가 860 맵핑된 자원 영역에 대한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는，
기지국 장치.
【청구항 14】
제 9항에 있어서,
상기 하향링크 그랜트 신호가 맵핑되는 기 설정된 자원 영역은 상기 하나 865 이상의 릴레이 노드 별로 다른 것을 특징으로 하는,
기지국 장치.
【청구항 15】
제 14항에 있어서，
상기 하향링크 그랜트 신호가 맵핑되는 기 설정된 자원 영역은， 870 다론 안테나 포트에 대웅하는 자원 영역에서 신호 맵핑을 위하여 사용되지 않는 것을 특징으로 하는,
기지국 장치.
【청구항 16]
제 9 항에 있어서，
875 상기 안테나 포트는,
물리적 안테나 포트와 스크램블링 코드의 조합으로 정의되는 것을 특징으로 하는，
기지국 장치.
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