JP5385408B2 - 無線通信システムにおけるｍｂｓｆｎサブフレームを用いた信号送信方法 - Google Patents

無線通信システムにおけるｍｂｓｆｎサブフレームを用いた信号送信方法 Download PDF

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Description

本発明は、無線通信システムにおけるＭＢＳＦＮサブフレームを用いた信号送信方法に関し、より詳しくは、ＭＢＳＦＮサブフレームを用いて基地局と中継局との間でバックホール信号を送信する方法及び端末にＭＢＳＦＮサブフレームの用途を知らせる方法に関する。
無線通信システムは、音声やデータなどのような多様な種類の通信サービスを提供するために広範囲に展開されている。無線通信システムは、可用な無線リソースを共有して多重ユーザとの通信をサポートすることができる多重接続(ｍｕｌｔｉｐｌｅ ａｃｃｅｓｓ)システムである場合がある。無線リソースの例には、時間、周波数、空間などがある。多重接続システムの例には、ＴＤＭＡ(ｔｉｍｅ ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ａｃｃｅｓｓ)システム、ＦＤＭＡ(ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ａｃｃｅｓｓ)システム、ＳＤＭＡ(ｓｐａｔｉａｌ ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ａｃｃｅｓｓ)システムなどがある。ＴＤＭＡシステムでは時間、ＦＤＭＡシステムでは周波数、ＳＤＭＡシステムでは空間が多重ユーザによって異に割り当てられる主要無線リソースである。
また、無線通信システムは、双方向通信をサポートするシステムである。双方向通信は、ＴＤＤ(Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｄｕｐｌｅｘ)モード、ＦＤＤ(Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｄｕｐｌｅｘ)モードなどを用いて実行することができる。ＴＤＤモードはアップリンク送信とダウンリンク送信を時間リソースにより区分する。ＦＤＤモードはアップリンク送信とダウンリンク送信を周波数リソースにより区分する。
無線通信システムは、所定領域であるセル(Ｃｅｌｌ)にサービスを提供する基地局(Ｂａｓｅ Ｓｔａｔｉｏｎ；ＢＳ)を含む。一般的に端末(Ｕｓｅｒ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ；ＵＥ)は、基地局のカバレッジ(Ｃｏｖｅｒａｇｅ)内にある時、前記基地局と通信することができる。端末がセル境界に位置する場合、或いは端末と基地局との間にビルディングのような障害物が存在する場合には、端末と基地局との間の通信品質は良好でない恐れがある。
基地局のカバレッジを拡張させるために多様な方法が提示されている。そのうち一つの方法は、無線通信システムに中継局(Ｒｅｌａｙ Ｓｔａｔｉｏｎ；ＲＳ)を導入することである。例えば、３世代以後の次世代移動通信システムであるＩＭＴ(Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｍｏｂｉｌｅ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ)-Ａｄｖａｎｃｅｄの有力な候補のうち一つであるＬＴＥ(Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ)-Ａｄｖａｎｃｅｄは重要技術に中継局技術を含む。
中継局は、基地局と端末との間で信号を中継する装置であり、無線通信システムのセルカバレッジ(ｃｅｌｌ ｃｏｖｅｒａｇｅ)を拡張させ、セル処理量(ｔｈｒｏｕｇｈｐｕｔ)を向上させるために使われる。基地局と中継局との間のアップリンク及びダウンリンクはバックホールリンク(Ｂａｃｋｈａｕｌ Ｌｉｎｋ)であり、基地局と端末との間または中継局と端末との間のアップリンク及びダウンリンクはアクセスリンク(Ａｃｃｅｓｓ Ｌｉｎｋ)である。以下、バックホールリンクを介して送信される信号をバックホール信号といい、アクセスリンクを介して送信される信号をアクセス信号という。
このような中継局は同一時間に同一周波数帯域を使用して信号を送信及び受信することが難しい。例えば、中継局はバックホール信号の受信中にアクセス信号を送信することが難しい。その理由は、中継局が送信するアクセス信号と中継局が受信するバックホール信号が互いに干渉として作用して信号を歪曲させるためである。これを自己干渉(Ｓｅｌｆ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ；ＳＩ)と呼ぶ。中継局が自己干渉問題を解決するためには、複雑な干渉除去過程、送信及び受信信号処理、空間的な分離が必要である。現実的に中継局が自己干渉を除去することは難しく、具現するとしても多くの費用が所要される。
中継局は、基地局からバックホール信号を受信するサブフレームを中継局に連結された端末に知らせる必要がある。このサブフレームで中継局は自己干渉によりアクセス信号を送信することができないため、端末が不必要な信号受信動作をしないようにするためである。中継局が端末にこのようなサブフレームを知らせる一つの方法として、バックホール信号を受信するサブフレームをＭＢＳＦＮ(Ｍｕｌｔｉｃａｓｔ Ｂｒｏａｄｃａｓｔ Ｓｉｎｇｌｅ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｎｅｔｗｏｒｋ)サブフレームとして設定する方法がある。
中継局は、ＭＢＳＦＮサブフレームの最初の所定ＯＦＤＭシンボルの間に送信される制御信号を介して端末に該当サブフレームがＭＢＳＦＮサブフレームであるということを知らせ、残りのＯＦＤＭシンボルの間にバックホール信号を受信することができる。このような方法をＭＢＳＦＮサブフレーム基盤の中継方法と呼ぶことができる。
然しながら、ＭＢＳＦＮサブフレームは、前述した通り中継局が基地局からバックホール信号を受信する用途に使われることもできるが、原則的な用途はＭＢＭＳ(Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ Ｂｒｏａｄｃａｓｔ Ｍｕｌｔｉｃａｓｔ Ｓｅｒｖｉｃｅ)のためのものである。然しながら、従来ＭＢＳＦＮサブフレームの用途を区分して端末に知らせる方法は考慮されていなかった。
また、ＭＢＳＦＮサブフレーム基盤の中継方法において、一つの基地局が二つ以上の中継局にバックホール信号を送信する場合、無線リソース使用の効率性を高めるための多重化方法が考慮されていなかった。
本発明が解決しようとする技術的課題は、ＭＢＳＦＮサブフレームを用いた信号送信方法を提供することである。
無線通信システムにおけるバックホール信号送信方法において、複数のバックホール信号を送信するための複数の中継局を選択する段階；及び、前記選択された複数の中継局の各々に前記複数のバックホール信号の各々を互いに異なる無線リソースを使用して送信する段階；を含み、前記選択された複数の中継局の各々は、前記複数のバックホール信号の各々を受信するサブフレームをＭＢＳＦＮ(Ｍｕｌｔｉｃａｓｔ Ｂｒｏａｄｃａｓｔ Ｓｉｎｇｌｅ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｎｅｔｗｏｒｋ)サブフレームとして設定することを特徴とする。
無線リソースを効率的に用いて基地局と複数の中継局と間でバックホール信号を送信することができる。また、端末は、ＭＢＳＦＮサブフレームの用途を知っているため、その用途によって必要なデコーディング動作のみを実行することができる。従って、端末で不必要な電力消耗を減らすことができる。
無線通信システムを示す。 中継局を含む無線通信システムを示す。 ３ＧＰＰ ＬＴＥシステムにおけるＦＤＤ(Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｄｕｐｌｅｘ)無線フレーム(ｒａｄｉｏ ｆｒａｍｅ)の構造を示す。 ３ＧＰＰ ＬＴＥシステムにおけるＴＤＤ(Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｄｕｐｌｅｘ)無線フレーム(ｒａｄｉｏ ｆｒａｍｅ)構造を示す。 一つのダウンリンクスロットに対するリソースグリッド(ｒｅｓｏｕｒｃｅ ｇｒｉｄ)を示す例示図である。 一つのアップリンクスロットに対するリソースグリッド(ｒｅｓｏｕｒｃｅ ｇｒｉｄ)を示す例示図である。 ＭＢＳＦＮサブフレーム構造の一例を示す。 一実施例に係るバックホール信号送信方法を示すフローチャートである。 中継局のサブフレームオフセット値が１の場合を示す。 ＦＤＭ方法を使用する場合、各サブフレームの周波数帯域の割当を示す。 複数の中継局のうち一部の中継局に対してのみバックホール信号を送信することができる一例を示す。 基地局がグループ化した中継局１ないし３で同一サブフレームオフセット値を有する一例を示す。 ＳＤＭ方法を使用する場合、各サブフレームのリソース割当を示す。 ＴＤＭ方式によりバックホール信号を送信する時の無線リソース割当を示す。 ＦＤＭを使用して複数の中継局にバックホール信号を送信する場合、無線リソースが浪費される一例である。 複数の中継局間に協力的再送信を実行する無線通信システムを示す。 互いに異なるセクターで互いに異なる基地局とバックホールリンクを形成する中継局を示す。 本発明の一実施例に係る基地局を示すブロック図である。
ＷＣＤＭＡ(Ｗｉｄｅｂａｎｄ ＣＤＭＡ)は、３ＧＰＰ(３ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ)標準化機構によるＵＴＲＡＮ(Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ Ｎｅｔｗｏｒｋ)のような無線技術で具現されることができる。ＣＤＭＡ２０００は、ＣＤＭＡ(Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ)に基づいた無線技術である。３ＧＰＰ２(３ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ ２)標準化機構によるＨＲＰＤ(Ｈｉｇｈ Ｒａｔｅ Ｐａｃｋｅｔ Ｄａｔａ)は、ＣＤＭＡ２０００基盤システムで高いパケットデータサービスを提供する。ｅＨＲＰＤ(Ｅｖｏｌｖｅｄ ＨＲＰＤ)はＨＲＰＤの進化である。ＴＤＭＡ(Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ)は、ＧＳＭ(Ｇｌｏｂａｌ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｍｏｂｉｌｅ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ)/ＧＰＲＳ(Ｇｅｎｅｒａｌ Ｐａｃｋｅｔ Ｒａｄｉｏ Ｓｅｒｖｉｃｅ)/ＥＤＧＥ(Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｄａｔａ ｒａｔｅｓ ｆｏｒ ＧＳＭ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ)のような無線技術で具現されることができる。ＯＦＤＭＡ(Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ)は、ＩＥＥＥ８０２.１１(Ｗｉ-Ｆｉ)、ＩＥＥＥ８０２.１６(ＷｉＭＡＸ)、ＩＥＥＥ８０２-２０、Ｅ-ＵＴＲＡＮ(Ｅｖｏｌｖｅｄ-ＵＴＲＡＮ)などのような無線技術で具現されることができる。
ＬＴＥ(Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ)は、Ｅ-ＵＴＲＡＮを使用するＥ-ＵＭＴＳ(Ｅｖｏｌｖｅｄ-ＵＭＴＳ)の一部であり、ダウンリンクでＯＦＤＭＡを採用し、アップリンクでＳＣ-ＦＤＭＡ(Ｓｉｎｇｌｅ Ｃａｒｒｉｅｒ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ)を採用する。ＬＴＥ-Ａ(Ａｄｖａｎｃｅｄ)はＬＴＥの進化である。以下、説明を明確にするために、３ＧＰＰ ＬＴＥ/ＬＴＥ-Ａを中心に記述するが、本発明の技術的思想がこれに制限されるものではない。
図１は、無線通信システムを示す。
図１を参照すると、無線通信システム１０は少なくとも一つの基地局(Ｂａｓｅ Ｓｔａｔｉｏｎ；ＢＳ)１１を含む。各基地局１１は特定の地理的領域(一般的にセル(ｃｅｌｌ)という)１５ａ、１５ｂ、１５ｃに対して通信サービスを提供する。また、セルは複数の領域に分けられ、各々の領域はセクター(ｓｅｃｔｏｒ)と呼ばれる。一つの基地局には一つ以上のセルが存在することができる。基地局１１は一般的に端末１２と通信する固定局(ｆｉｘｅｄ ｓｔａｔｉｏｎ)を意味し、ｅＮＢ(ｅｖｏｌｖｅｄ ＮｏｄｅＢ)、ＢＴＳ(Ｂａｓｅ Ｔｒａｎｓｃｅｉｖｅｒ Ｓｙｓｔｅｍ)、アクセスポイント(Ａｃｃｅｓｓ Ｐｏｉｎｔ)、ＡＮ(Ａｃｃｅｓｓ Ｎｅｔｗｏｒｋ)等、他の用語で呼ばれることができる。
端末(Ｕｓｅｒ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ；ＵＥ)１２は、固定されたり、或いは移動性を有することができ、ＭＳ(Ｍｏｂｉｌｅ Ｓｔａｔｉｏｎ)、ＵＴ(Ｕｓｅｒ Ｔｅｒｍｉｎａｌ)、ＳＳ(Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ Ｓｔａｔｉｏｎ)、無線機器(Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｄｅｖｉｃｅ)、ＰＤＡ(Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔ)、無線モデム(Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｍｏｄｅｍ)、携帯機器(Ｈａｎｄｈｅｌｄ Ｄｅｖｉｃｅ)、ＡＴ(Ａｃｃｅｓｓ Ｔｅｒｍｉｎａｌ)等、他の用語で呼ばれることができる。
以下、ダウンリンク(ｄｏｗｎｌｉｎｋ；ＤＬ)は基地局から端末への通信を意味し、アップリンク(ｕｐｌｉｎｋ；ＵＬ)は端末から基地局への通信を意味する。ダウンリンクで、送信機は基地局の一部分であり、受信機は端末の一部分である。アップリンクで、送信機は端末の一部分であり、受信機は基地局の一部分である。アップリンク送信で、ソース局(ｓｏｕｒｃｅ ｓｔａｔｉｏｎ)は端末であり、宛先局(ｄｅｓｔｉｎａｔｉｏｎ ｓｔａｔｉｏｎ)は基地局である。ダウンリンク送信で、ソース局は基地局であり、宛先局は端末である。
無線通信システムは中継局を含むことができる。中継局(Ｒｅｌａｙ Ｓｔａｔｉｏｎ；ＲＳ)は端末である場合もあり、別途の中継器が配置されることもできる。基地局は、中継局と端末との間の連結性(ｃｏｎｎｅｃｔｉｖｉｔｙ)、管理(ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ)、制御、及びリソース割当のような機能を遂行することができる。中継局はＲＮ(Ｒｅｌａｙ Ｎｏｄｅ)のような他の用語で呼ばれることができる。
図２は、中継局を含む無線通信システムを示す。
図２を参照すると、基地局２０は中継局２５を介して端末３０と通信する。アップリンク送信で、端末３０はアップリンクデータを基地局２０と中継局２５に送り、中継局２５は受信したアップリンクデータを再送信する。ダウンリンク送信で、基地局２０は中継局２６、２７を介して端末３１と通信する。ダウンリンク送信で、基地局２０はダウンリンクデータを中継局２６、２７と端末３１に送り、中継局２６、２７は受信したダウンリンクデータを同時にまたは順次に再送信する。ダウンリンク送信で、中継局２６、２７を二つに示しているが、これは制限されるものではなく、１個の中継局であってもよい。また、図２で一つの基地局２０、３個の中継局２５、２６、２７、及び２個の端末３０、３１を示しているが、これは制限されるものではない。無線通信システムに含まれる基地局、中継局、及び端末の数には制限がない。中継局で使用する中継方式として、ＡＦ(ａｍｐｌｉｆｙ ａｎｄ ｆｏｒｗａｒｄ)及びＤＦ(ｄｅｃｏｄｅ ａｎｄ ｆｏｒｗａｒｄ)等、いずれの方式を使用することができ、本発明の技術的思想はこれに制限されるものではない。
基地局のカバレッジ内にある端末であるとしても、ダイバーシティ(ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ)効果による送信速度の向上のために中継局を経て基地局と通信することができる。以下、マクロ端末(Ｍａｃｒｏ Ｕｓｅｒ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ；ＭａＵＥ)は基地局と直接通信する端末であり、中継局端末(Ｒｅｌａｙｅｄ Ｕｓｅｒ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ；ＲｅＵＥ)は中継局と通信する端末である。以下、具体的に指示しない場合、端末はマクロ端末と中継局端末を通称するものである。
図３は、３ＧＰＰ ＬＴＥシステムにおけるＦＤＤ(Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｄｕｐｌｅｘ)無線フレーム(ｒａｄｉｏ ｆｒａｍｅ)の構造を示す。
図３を参照すると、無線フレーム(ｒａｄｉｏ ｆｒａｍｅ)は１０個のサブフレーム(ｓｕｂｆｒａｍｅ)で構成され、一つのサブフレームは２個のスロット(ｓｌｏｔ)で構成される。一つのサブフレームの送信にかかる時間をＴＴＩ(ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｔｉｍｅ ｉｎｔｅｒｖａｌ)と呼ぶ。例えば、一つのサブフレームの長さは１ｍｓであり、一つのスロットの長さは０.５ｍｓである。
図４は、３ＧＰＰ ＬＴＥシステムにおけるＴＤＤ(Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｄｕｐｌｅｘ)無線フレーム(ｒａｄｉｏ ｆｒａｍｅ)構造を示す。
図４を参照すると、一つの無線フレームは１０ｍｓの長さを有し、５ｍｓの長さを有する二つの半フレーム(ｈａｌｆ-ｆｒａｍｅ)で構成される。また、一つの半フレームは１ｍｓの長さを有する５個のサブフレームで構成される。一つのサブフレームは、アップリンクサブフレーム(ＵＬ ｓｕｂｆｒａｍｅ)、ダウンリンクサブフレーム(ＤＬ ｓｕｂｆｒａｍｅ)、特殊サブフレーム(ｓｐｅｃｉａｌ ｓｕｂｆｒａｍｅ)のうちいずれか一つで指定される。一つのフレームは、少なくとも一つのアップリンクサブフレームと少なくとも一つのダウンリンクサブフレームを含む。一つのサブフレームは２個のスロット(ｓｌｏｔ)で構成される。例えば、一つのサブフレームの長さは１ｍｓであり、一つのスロットの長さは０.５ｍｓである。
特殊サブフレームは、アップリンクサブフレームとダウンリンクサブフレームとの間でアップリンク及びダウンリンクを分離させる特定区間(ｐｅｒｉｏｄ)である。一つのフレームには少なくとも一つの特殊サブフレームが存在し、特殊サブフレームは、ＤｗＰＴＳ(Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｐｉｌｏｔ Ｔｉｍｅ Ｓｌｏｔ)、保護区間(Ｇｕａｒｄ Ｐｅｒｉｏｄ)、ＵｐＰＴＳ(Ｕｐｌｉｎｋ Ｐｉｌｏｔ Ｔｉｍｅ Ｓｌｏｔ)を含む。ＤｗＰＴＳは、初期セル探索、同期化またはチャネル推定に使われる。ＵｐＰＴＳは、基地局におけるチャネル推定と端末のアップリンク送信同期合わせに使われる。保護区間は、アップリンクとダウンリンクとの間にダウンリンク信号の多重経路遅延によりアップリンクで生じる干渉を除去するための区間である。
ＦＤＤ及びＴＤＤ無線フレームで一つのスロットは、時間領域(ｔｉｍｅ ｄｏｍａｉｎ)で複数のＯＦＤＭ(ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ)シンボルを含み、周波数領域で複数のＲＢ(ｒｅｓｏｕｒｃｅ ｂｌｏｃｋ)を含む。ＯＦＤＭシンボルは、３ＧＰＰ ＬＴＥがダウンリンクでＯＦＤＭＡを使用するため、一つのシンボル区間(ｓｙｍｂｏｌ ｐｅｒｉｏｄ)を表現するためのものであり、多重接続方式によってＳＣ-ＦＤＭＡシンボルまたはシンボル区間ということができる。ＲＢは、リソース割当単位に一つのスロットで複数の連続する副搬送波(ｓｕｂｃａｒｒｉｅｒ)を含む。
図３及び図４を参照して説明した無線フレームの構造は、３ＧＰＰ ＴＳ ３６.２１１ Ｖ８.３.０(２００８-０５) 「Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｇｒｏｕｐ Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ Ｎｅｔｗｏｒｋ；Ｅｖｏｌｖｅｄ Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ(Ｅ-ＵＴＲＡ)；Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｃｈａｎｎｅｌｓ ａｎｄ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ(Ｒｅｌｅａｓｅ ８)」の４.１節及び４.２節を参照することができる。
無線フレームの構造は例示に過ぎず、無線フレームに含まれるサブフレームの数またはサブフレームに含まれるスロットの数、スロットに含まれるＯＦＤＭシンボルの数は多様に変更されることができる。
図５は、一つのダウンリンクスロットに対するリソースグリッド(ｒｅｓｏｕｒｃｅ ｇｒｉｄ)を示す例示図である。
図５を参照すると、ダウンリンクスロットは時間領域(ｔｉｍｅ ｄｏｍａｉｎ)で複数のＯＦＤＭシンボルを含む。ここで、一つのダウンリンクスロットは７ＯＦＤＭＡシンボルを含み、一つのリソースブロックは周波数領域で１２副搬送波を含むことを例示的に記述するが、これに制限されるものではない。
リソースグリッド上の各要素(ｅｌｅｍｅｎｔ)をリソース要素(ｒｅｓｏｕｒｃｅ ｅｌｅｍｅｎｔ)と呼び、一つのリソースブロックは１２×７個のリソース要素を含む。ダウンリンクスロットに含まれるリソースブロックの数ＮDLはセルで設定されるダウンリンク送信帯域幅(ｂａｎｄｗｉｄｔｈ)に従属する。
図６は、一つのアップリンクスロットに対するリソースグリッド(ｒｅｓｏｕｒｃｅ ｇｒｉｄ)を示す例示図である。
図６を参照すると、アップリンクスロットは、時間領域で複数のＳＣ-ＦＤＭＡまたはＯＦＤＭＡシンボルを含み、周波数領域で複数のリソースブロック(ＲＢ)を含む。ここで、一つのアップリンクスロットは７ＳＣ-ＦＤＭＡシンボルを含み、一つのリソースブロックは１２副搬送波を含むことを例示的に記述するが、これに制限されるものではない。アップリンクスロットに含まれるリソースブロックの数ＮULはセルで設定されるアップリンク送信帯域幅(ｂａｎｄｗｉｄｔｈ)に従属する。
中継局は、基地局からバックホール信号を受信するサブフレームをＭＢＳＦＮサブフレームとして設定することができる。
まず、ＭＢＳＦＮサブフレームに対して説明する。ＭＢＳＦＮサブフレームは二つの用途に使われることができる。第一の用途は、ＭＢＭＳ(Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ Ｂｒｏａｄｃａｓｔ Ｍｕｌｔｉｃａｓｔ Ｓｅｒｖｉｃｅ)のためのものである。ＭＢＭＳは無線通信システムの複数のセルで同時に同一信号を送信するサービスである。従って、ＭＢＭＳはセル毎に互いに異なるデータが送信されるユニキャスト(ｕｎｉｃａｓｔ)と基準信号(ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｓｉｇｎａｌ)の挿入方式が異なるべきである。このために基地局はＭＢＭＳ信号が送信されるサブフレームの位置を端末に知らせ、該当サブフレームではユニキャストと異なる基準信号挿入方式を使用する。端末はこのような用途のＭＢＳＦＮサブフレームでＭＢＭＳ信号を受信することができる。このような用途のＭＢＳＦＮサブフレームを以下で便宜上Ｔ(Ｔｒｕｅ)-ＭＢＳＦＮサブフレームという。
第二の用途は、基地局または中継局が各々に連結された端末に不必要な信号受信動作及び基準信号測定(ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｓｉｇｎａｌ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ)を実行しないようにするためのものである。例えば、３ＧＰＰ ＬＴＥにおける端末が特定サブフレームの全体で基準信号を含むどんな信号も受けることができない場合に誤作動をするおそれがある。これを防止するために中継局は基地局からバックホール信号を受信するサブフレームをＭＢＳＦＮサブフレームとして設定し、中継局端末に知らせる。そうすると、中継局端末はこのような用途におけるＭＢＳＦＮサブフレームで基準信号測定を実行しない。このように基地局あるいは中継局が、ＭＢＳＦＮサブフレームとして設定したが、実際にＭＢＭＳ信号が送信されないサブフレームを以下で便宜上Ｆ(Ｆａｋｅ)-ＭＢＳＦＮサブフレームという。
従来、基地局または中継局でＭＢＳＦＮサブフレームの用途を区分して端末に知らせる方法は考慮されていなかった。
図７は、ＭＢＳＦＮサブフレーム構造の一例を示す。
図７を参照すると、ＭＢＳＦＮサブフレームは、制御領域(ｃｏｎｔｒｏｌ ｒｅｇｉｏｎ)、保護区間１(ｇｕａｒｄ ｐｅｒｉｏｄ １)、保護区間２(ｇｕａｒｄ ｐｅｒｉｏｄ ２)、データ領域(ｄａｔａ ｒｅｇｉｏｎ)を含むことができる。
制御領域は、所定個数、例えば、２個のＯＦＤＭシンボル区間で制御チャネルが割り当てられる領域である。３ＧＰＰ ＬＴＥで使われるダウンリンク制御チャネルには、ＰＣＦＩＣＨ(Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｆｏｒｍａｔ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ Ｃｈａｎｎｅｌ)、ＰＨＩＣＨ(Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｈｙｂｒｉｄ-ＡＲＱ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ Ｃｈａｎｎｅｌ)、ＰＤＣＣＨ(Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｃｈａｎｎｅｌ)などがある。ＰＣＦＩＣＨは、サブフレーム内で制御チャネルの送信に使われるＯＦＤＭシンボルの数(即ち、制御領域の大きさ)に関する情報を運ぶ。ＰＨＩＣＨは、アップリンクデータのＨＡＲＱ(Ｈｙｂｒｉｄ Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｒｅｐｅａｔ Ｒｅｑｕｅｓｔ)に対するＡＣＫ(Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅｍｅｎｔ)/ＮＡＣＫ(Ｎｏｔ-Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅｍｅｎｔ)信号を運ぶ。即ち、端末の送信したアップリンクデータに対するＡＣＫ/ＮＡＣＫ信号はＰＨＩＣＨ上に送信される。
ＰＤＣＣＨを介して送信される制御情報をダウンリンク制御情報(ｄｏｗｎｌｉｎｋ ｃｏｎｔｒｏｌ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ；ＤＣＩ)と呼ぶ。ＤＣＩは、アップリンクリソース割当情報、ダウンリンクリソース割当情報、及び任意のＵＥグループに対するアップリンク送信パワー制御命令(Ｔｒａｎｓｍｉｔ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｃｏｍｍａｎｄ)等を示す。ＰＤＣＣＨは、ＤＬ-ＳＣＨ(Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｓｈａｒｅｄ Ｃｈａｎｎｅｌ)のリソース割当及び送信フォーマット、ＵＬ-ＳＣＨ(Ｕｐｌｉｎｋ Ｓｈａｒｅｄ Ｃｈａｎｎｅｌ)のリソース割当情報、ＰＣＨ上のページング情報、ＤＬ-ＳＣＨ上のシステム情報、ＰＤＳＣＨ上に送信されるランダムアクセス応答のような上位階層信号(ｈｉｇｈｅｒ-ｌａｙｅｒ ｓｉｇｎａｌ)のリソース割当、任意のＵＥグループ内の個別ＵＥに対する送信パワー制御命令の集合及びＶｏＩＰ(Ｖｏｉｃｅ ｏｖｅｒ Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ)の活性化などを運ぶことができる。
保護区間１及び保護区間２は、各々、例えば、１ＯＦＤＭシンボル区間を含むことができ、データ送信及びデータ受信間の干渉を除去するための時間である。保護区間１及び保護区間２は、基地局と中継局との間の伝達遅延(ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ ｄｅｌａｙ)によって多様に変更されることができる。
データ領域は、保護区間１と保護区間２との間の領域であり、ＰＤＳＣＨ(Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｓｈａｒｅｄ Ｃｈａｎｎｅｌ)が割り当てられることができる。
基地局または中継局は、まず、上位階層信号を介して任意のサブフレームがＭＢＳＦＮサブフレームであるか否かを端末に知らせることができる。例えば、基地局または中継局は、システム情報が送信されるＰＢＣＨ(Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｂｒｏａｄｃａｓｔ Ｃｈａｎｎｅｌ)を介してＭＢＳＦＮサブフレームであるか否かを示す情報を送信することができる。ＰＢＣＨは無線フレームの１番目のサブフレームの２番目のスロットの前方部の４個のＯＦＤＭシンボルで送信されることができる。ＭＢＳＦＮサブフレームであるか否かを示す情報はビットマップ(ｂｉｔｍａｐ)の形態である。例えば、特定サブフレームがＭＢＳＦＮサブフレームである場合は１、ＭＢＳＦＮサブフレームでない場合は０に値が設定されることができる(もちろん、反対に、ＭＢＳＦＮサブフレームである場合は０、ＭＢＳＦＮサブフレームでない場合は１に設定することもできる)。端末は、ＭＢＳＦＮサブフレームであるか否かを示す情報を介して無線フレーム内の各サブフレームがＭＢＳＦＮサブフレームであるか、或いはノーマルサブフレーム(即ち、ＭＢＳＦＮサブフレームでないサブフレーム)であるかを知ることができる。
基地局または中継局は、ＭＢＳＦＮサブフレームとして設定されたサブフレームに対して上位階層信号またはＰＤＣＣＨを介してその用途を知らせることができる。即ち、ＭＢＳＦＮサブフレームの用途を知らせる情報を、便宜上、用途指示子とすると、用途指示子は上位階層信号またはＰＤＣＣＨを介して送信されることができる。
まず、用途指示子が上位階層信号を介して送信される場合を説明する。基地局または中継局は、ＰＤＳＣＨ(例えば、ＰＢＣＨ)を介して送信されるシステム情報(ｓｙｓｔｅｍ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ)のような上位階層信号に用途指示子を含んで送信することができる。この場合、用途指示子はビットマップの形態である。
例えば、基地局または中継局のサブフレーム構成の反復周期がＰ個のサブフレームであり、一周期内にＭ個のサブフレームがＭＢＳＦＮサブフレームとして設定された場合を仮定する。この場合、ＭＢＳＦＮサブフレームは、サブフレームｋＰ＋ｎ1、サブフレームｋＰ＋ｎ2,...,サブフレームｋＰ＋ｎM(ここで、ｋは整数、ｎ1<ｎ2<…<ｎMであり、ｎ1ないしｎMは整数)で表すことができる。そうすると、基地局または中継局は、該当Ｍ個のＭＢＳＦＮサブフレームの各々の用途を示すＭビットのビットマップ(即ち、用途指示子)を上位階層信号を介して送信することができる。Ｍビットのビットマップで、１はＴ-ＭＢＳＦＮサブフレーム、０はＦ-ＭＢＳＦＮサブフレームであることを示すことができる(もちろん、反対に表すこともできる)。
端末は、このような用途を示す用途指示子を受信することによって各ＭＢＳＦＮサブフレームがＴ-ＭＢＳＦＮサブフレームであるか、或いはＦ-ＭＢＳＦＮサブフレームであるかを知ることができる。例えば、端末の受信した用途指示子が「００１００００１００」である場合、１０個のＭＢＳＦＮサブフレームのうち３番目のＭＢＳＦＮサブフレーム及び８番目のＭＢＳＦＮサブフレームはＴ-ＭＢＳＦＮサブフレームであることを知ることができる。また、端末は３番目及び８番目のＭＢＳＦＮサブフレームではＭＢＭＳ信号を受信し、残りのＭＢＳＦＮサブフレームでは基準信号測定を実行しない場合もある。
これと違って、端末は、基地局が中継器に信号を送信するＦ-ＭＢＳＦＮサブフレームで(最終的に自体に伝達される)バックホール信号を予め受信するようにし、中継局から端末に中継される前記バックホール信号の復号に活用することも可能である。
もし、端末が用途指示子を受信することができない、或いは解読することができない場合には、全てのＭＢＳＦＮサブフレームをＴ-ＭＢＳＦＮサブフレーム(または、反対にＦ-ＭＢＳＦＮサブフレーム)であると判断するようにすることができる。
以下、用途指示子がＰＤＣＣＨを介して送信される場合を説明する。
用途指示子がＰＤＣＣＨを介して送信される場合、１)ＭＢＳＦＮサブフレームのＰＤＣＣＨを介して送信される場合、２)ＭＢＳＦＮサブフレームでないサブフレームのＰＤＣＣＨを介して送信される場合に分けられる。
まず、１)の場合を説明する。前述したように、ＭＢＳＦＮサブフレームでは最初の所定個数のＯＦＤＭシンボルを介してＰＤＣＣＨが送信されることができる。基地局または中継局はこのようなＭＢＳＦＮサブフレームのＰＤＣＣＨに用途指示子を追加して送信することができる。換言すると、ＭＢＳＦＮサブフレームのＰＤＣＣＨにＭＢＳＦＮサブフレームの用途を指示する新しいフィールドを生成し、このフィールドに用途指示子の値を送信することによってＭＢＳＦＮサブフレームの用途を端末に知らせることができる。この場合、例えば、用途指示子値が１であるとＴ-ＭＢＳＦＮサブフレーム、０であるとＦ-ＭＢＳＦＮサブフレームを示すことができる。または、これと反対に、１であるとＦ-ＭＢＳＦＮサブフレームであり、０であるとＴ-ＭＢＳＦＮサブフレームを示すことができる。端末が用途指示子を受信することができない場合や受信しても解読することができない場合には、該当ＭＢＳＦＮサブフレームを予めＴ-ＭＢＳＦＮサブフレーム及びＦ-ＭＢＳＦＮサブフレームのうちいずれか一つであると判断するように定義することができる。
前述したように、直接的にＭＢＳＦＮサブフレームのＰＤＣＣＨに用途指示子を含む方法以外に、ＭＢＳＦＮサブフレームのＰＤＣＣＨに特定ブロードキャスト識別子(ｂｒｏａｄｃａｓｔ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ)をマスキング(ｍａｓｋｉｎｇ)することによってＭＢＳＦＮサブフレームの用途を知らせることもできる。
一般的に、基地局は端末に送ろうとするＰＤＣＣＨ(具体的にはＤＣＩ)にエラー検出(ｅｒｒｏｒ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ)のためのＣＲＣ(Ｃｙｃｌｉｃ Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ Ｃｈｅｃｋ)を付加する。ＣＲＣにはＰＤＣＣＨの所有者(ｏｗｎｅｒ)や用途によって識別子(これをＲＮＴＩ(Ｒａｄｉｏ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｔｅｍｐｏｒａｒｙ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ)という)がマスキングされる。識別子には、例えば、特定端末の固有識別子であるＣ-ＲＮＴＩ(Ｃｅｌｌ-ＲＮＴＩ)、ＰＣＨ(Ｐａｇｉｎｇ ｃｈａｎｎｅｌ)を介して送信されるページングメッセージのためのページング識別子であるＰ-ＲＮＴＩ(Ｐａｇｉｎｇ-ＲＮＴＩ)、ＤＬ-ＳＣＨを介して送信されるシステム情報(ｓｙｓｔｅｍ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ)のためのシステム情報識別子であるＳＩ-ＲＮＴＩ(Ｓｙｓｔｅｍ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ-ＲＮＴＩ)などがある。
基地局または中継局は、ＭＢＳＦＮサブフレームのうちＴ-ＭＢＳＦＮサブフレームのＰＤＣＣＨにのみ(またはＦ-ＭＢＳＦＮサブフレームのＰＤＣＣＨにのみ)前述した識別子の中から特定Ｐ-ＲＮＴＩ、特定ＳＩ-ＲＮＴＩのような特定ブロードキャスト識別子をマスキングして送信することができる。そうすると、端末は、ＭＢＳＦＮサブフレームで前述した特定ブロードキャスト識別子を有するＰＤＣＣＨの検出可否からＭＢＳＦＮサブフレームの用途を知ることができる。即ち、端末は、ＭＢＳＦＮサブフレームで前述した特定識別子を有するＰＤＣＣＨが検出されると、該当ＭＢＳＦＮサブフレームをＦ-ＭＢＳＦＮサブフレームであると判断するように動作することができる。端末はＭＢＳＦＮサブフレームの用途によって該当する動作を実行すればよい。例えば、端末は、Ｔ-ＭＢＳＦＮサブフレームではＭＢＭＳ信号を受信し、Ｆ-ＭＢＳＦＮサブフレームでは基準信号の測定をしない場合がある。または、これと違って、端末がバックホール信号を受信して中継局が送信する信号の復号に活用する場合には、Ｆ-ＭＢＳＦＮサブフレーム内でバックホール信号を受信することができる。
基地局または中継局は、用途指示子を含むＭＢＳＦＮサブフレームのＰＤＣＣＨに全ての端末が受信することができるようにブロードキャスト識別子(ｂｒｏａｄｃａｓｔ ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ、例えば、ＳＩ-ＲＮＴＩ、Ｐ-ＲＮＴＩ)を使用して送信することもできる。
以下、２)用途指示子がＭＢＳＦＮサブフレームでないサブフレームのＰＤＣＣＨを介して送信される場合を説明する。
基地局または中継局は、ＭＢＳＦＮサブフレームでないサブフレームのＰＤＣＣＨを介して用途指示子を送信することができる。この場合、全ての端末が用途指示子を受信することができるようにするために、ＭＢＳＦＮサブフレームとして設定することができないサブフレーム、例えば、ＦＤＤでサブフレーム０、４、５、９のうちいずれか一つ、ＴＤＤでサブフレーム０、１、５、６のうちいずれか一つのサブフレームで送信されるＰＤＣＣＨを介して用途指示子を送信することができる。
一つのサブフレームで送信される用途指示子は、一つの後続するＭＢＳＦＮサブフレームの用途を知らせることもできるが、二つ以上の後続するＭＢＳＦＮサブフレームの用途を知らせることもできる。後続するＭＢＳＦＮサブフレームの個数がＮ個の場合、用途指示子はＮビットで構成されるビットマップの形態である。例えば、サブフレーム０のＰＤＣＣＨで「１０１」のように３ビットの用途指示子を送信する場合、用途指示子の各ビット値はサブフレーム０の以後に後続する３個のＭＢＳＦＮサブフレームの用途を各々示すことができる。もし、サブフレーム１、２、３がＭＢＳＦＮサブフレームである場合、サブフレーム１、３はＴ-ＭＢＳＦＮサブフレーム、サブフレーム２はＦ-ＭＢＳＦＮサブフレームであることを示すことができる。または、もし、サブフレーム１、３がＭＢＳＦＮサブフレームである場合には、２ビットの用途指示子を送信することができる。
端末が用途指示子を受信することができない場合には、次の用途指示子を受信する時まで全てのＭＢＳＦＮサブフレームをＴ-ＭＢＳＦＮサブフレームであると判断したり、或いはＦ-ＭＢＳＦＮサブフレームであると判断することができる。または、端末は以前に受信した用途指示子と同じ内容が受信されたと判断して動作することもできる。
前述したように、用途指示子は上位階層信号を介してまたはＰＤＣＣＨを介して端末に送信されることができる。このような用途指示子にはＦ-ＭＢＳＦＮサブフレームの細部的用途を知らせる情報である細部用途指示子を追加的に含むことができる。
Ｆ-ＭＢＳＦＮサブフレームの細部的用途は、例えば、ａ)中継局が基地局からバックホール信号を受信する用途、ｂ)基地局または中継局がポジショニング基準信号(ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｓｉｇｎａｌ)を送信する用途、ｃ)３ＧＰＰ ｒｅｌｅａｓｅ ９によるユニキャスト信号を送信する用途、ｄ)３ＧＰＰ ｒｅｌｅａｓｅ １０によるユニキャスト信号を送信する用途など、多様な用途がある(前述した例は、但し、例示に過ぎず、他の用途も可能である)。前記細部用途指示子は、このようなＦ-ＭＢＳＦＮサブフレームの細部的用途を知らせる情報を示す。
前述したように、Ｆ-ＭＢＳＦＮサブフレームの用途をさらに細分して区分する一つの理由は、各細部的用途によるＦ-ＭＢＳＦＮサブフレームで送信される基準信号が変わるためである。即ち、中継局が基地局からバックホール信号を受信する用途に使われるＦ-ＭＢＳＦＮサブフレームの場合、前記Ｆ-ＭＢＳＦＮサブフレームのＰＤＣＣＨ領域以外では基準信号を含む一切の信号が送信されない場合がある。基地局または中継局がポジショニング基準信号(ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｓｉｇｎａｌ)を送信する用途に使われるＦ-ＭＢＳＦＮサブフレームの場合には、ポジショニング基準信号がセル特定的基準信号(ｃｅｌｌ-ｓｐｅｃｉｆｉｃ ＲＳ)と共に送信されることができる。３ＧＰＰ ｒｅｌｅａｓｅ ９によるユニキャスト信号を送信する用途に使われるＦ-ＭＢＳＦＮサブフレームの場合には、セル特定的基準信号がＰＤＣＣＨの送信される領域以外の領域でも送信されるが、３ＧＰＰ ｒｅｌｅａｓｅ １０によるユニキャスト信号を送信する用途に使われるＦ-ＭＢＳＦＮサブフレームの場合には、セル特定的基準信号がＰＤＣＣＨの送信される領域でのみ送信される。即ち、Ｆ-ＭＢＳＦＮサブフレームの細部的用途とその細部的用途による基準信号は互いに関連されている。
従って、基地局または中継局は、Ｆ-ＭＢＳＦＮサブフレームの細部的用途及び/または基準信号の配置を知らせる細部用途指示子を用途指示子に追加して送信することができる。細部用途指示子もビットマップの形態に与えられることができる。例えば、Ｆ-ＭＢＳＦＮサブフレームの細部的用途が前述したように、ａ)ないしｄ)(即ち、４つ)である場合には、２ビットが一つの細部用途を示す方式にビットマップを構成することができる。即ち、「００」は前記ａ)の用途、「０１」は前記ｂ)の用途、「１０」は前記ｃ)の用途、「１１」は前記ｄ)の用途を示すことができる。もし、Ｆ-ＭＢＳＦＮサブフレームの細部的用途が２K種類ある場合、Ｋビットが一つの細部的用途を示す方式に細部用途指示子のビットマップを構成することができる。細部用途指示子のビットマップは用途指示子のビットマップと結合して送信されることもでき、別途に送信されることもできる。
端末は、用途指示子を介してＭＢＳＦＮサブフレームがＦ-ＭＢＳＦＮサブフレームであるか否かを知ることができ、Ｆ-ＭＢＳＦＮサブフレームであるということを知るようになると、細部用途指示子を介して前記Ｆ-ＭＢＳＦＮサブフレームの細部的用途を判別し、それによって基準信号をデコーディングすることができる。
図８は、本発明の一実施例に係るバックホール信号送信方法を示すフローチャートである。
図８を参照すると、基地局は複数の中継局のうちバックホール信号を送信するための複数の中継局を選択する(Ｓ１００)。例えば、基地局は複数の中継局のうち中継局１及び中継局２を選択することができる。基地局は選択された中継局１及び中継局２とバックホール信号送信に対する設定信号を交換する(Ｓ２００、Ｓ２１０)。設定信号にはバックホール信号送信のために割り当てられる無線リソースに対する情報及びバックホール信号が送信されるサブフレームの用途を指示する用途指示子(細部用途指示子も含むことができる)を含むことができる。前記無線リソースに対する情報は、バックホール信号が送信される周波数帯域、各周波数帯域内でバックホール信号送信のために割り当てられるサブフレームの位置、サブフレームオフセット値、及びコードなどに対する情報を含むことができる。サブフレームオフセット値は後述する。前記用途指示子は、前述したように、ＰＤＣＣＨを介して送信されたり、或いは上位階層信号を介して中継局だけでなく、マクロ端末、中継局端末に送信されることができる。用途指示子はＦ-ＭＢＳＦＮサブフレームであることを示すことができ、細部用途指示子は、例えば、前記ａ)の用途であることを示すことができる。
中継局１及び中継局２はバックホール信号を受信するサブフレームをＭＢＳＦＮサブフレームとして設定する(Ｓ３００、Ｓ３１０)。
基地局は、選択された二つ以上の中継局の各々にバックホール信号を送信し、互いに異なる無線リソースを割り当てて送信する。ここで無線リソースは、例えば、周波数、時間、アンテナ(互いに異なる空間リソースを活用するためのものである)、及びコードのうちいずれか一つである。例えば、基地局は、中継局１及び中継局２に互いに異なる周波数帯域ｆ１、ｆ２を使用してバックホール信号を送信する(Ｓ４００、Ｓ４１０)。
図９は、中継局のサブフレームオフセット値が１の場合を示す。
図９を参照し、サブフレームオフセット値とは無線フレームの開始点を意味し、基地局における無線フレームのサブフレーム０(８２０)の位置を基準に中継局の無線フレームのサブフレーム０(８１０)が位置する時点を意味する。中継局のサブフレーム０(８１０)は、基地局のサブフレーム０(８２０)を基準に一つのサブフレームほど離隔されて基地局のサブフレーム１(８３０)が位置する時点に存在するため、中継局のサブフレームオフセット値は１に設定されることができる。
以下、基地局が互いに異なる無線リソースを使用して複数の中継局にバックホール信号を各々送信する過程を詳細に説明する。まず、基地局が互いに異なる周波数帯域を使用して選択された複数の中継局にバックホール信号を送信する場合、即ち、ＦＤＭ(Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ)方法に対して説明する。基地局は、同一サブフレーム内で互いに異なる周波数を割り当て、二つ以上の中継局にバックホール信号を送信することができる。
図１０は、ＦＤＭ方法を使用する場合、各サブフレームの周波数帯域の割当を示す。
図１０を参照すると、基地局は、サブフレームｎで中継局１(ＲＳ １)、中継局２(ＲＳ ２)、中継局３(ＲＳ ３)にバックホール信号を送信する。この時、中継局１には周波数帯域１が割り当てられ、中継局２には周波数帯域２が割り当てられ、中継局３には周波数帯域３が割り当てられることができる。また、基地局は、サブフレームｍで中継局２(ＲＳ ２)、中継局３(ＲＳ ３)、中継局４(ＲＳ ４)にバックホール信号を送信する。この時、中継局２には周波数帯域１、中継局３には周波数帯域３、中継局４には周波数帯域２が割り当てられることができる。即ち、基地局は、基地局に連結された複数の中継局のうち一部あるいは全部に対して各サブフレームで互いに異なる周波数帯域を割り当ててバックホール信号を送信する。この時、各サブフレーム毎にバックホール信号を送信する中継局は互いに異なり、割り当てられる周波数帯域も多様に変更可能である。
前述したＦＤＭ方法は周波数選択性(ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｓｅｌｅｃｔｉｖｉｔｙ)をよく活用することができるという長所がある。基地局と中継局との間のチャネルは、一般的にチャネル状態変化速度が遅いため、各中継局にチャネル状態が良好な周波数帯域を割り当ててバックホール信号を送信するのが好ましい。基地局は、各中継局がフィードバック(ｆｅｅｄｂａｃｋ)するチャネル状態情報(Ｃｈａｎｎｅｌ Ｑｕａｌｉｔｙ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ)を用いて各中継局に最もチャネル状態が良好な周波数帯域を割り当てることができる。もし、中継局がチャネル状態情報をフィードバックすることができない場合、チャネル状態情報をフィードバックすることが非効率的な場合には、基地局は、各中継局に割り当てる周波数帯域を最大限分散することができる。この場合、周波数ダイバーシティを向上させることができる。
基地局がＦＤＭを用いて複数の中継局にバックホール信号を送信する場合、任意に中継局を選択すると、選択された中継局のうち一部あるいは全部でバックホール信号を受信することができない場合が発生することができる。
図１１は、複数の中継局のうち一部の中継局に対してのみバックホール信号を送信することができる一例を示す。
図１１を参照すると、例えば、３ＧＰＰ ＬＴＥ ＦＤＤシステムにおける中継局は、サブフレーム０、４、５、９(図１１でハッチ(ｈａｔｃｈ)表示されたサブフレーム)では基地局から信号を受信することができない。なぜならば、中継局は、ＰＳＳ(Ｐｒｉｍａｒｙ ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ ｓｉｇｎａｌ)、ＳＳＳ(Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ ｓｉｇｎａｌ)、ページングメッセージ(ｐａｇｉｎｇ ｍｅｓｓａｇｅ)のような必須な信号を端末に送信すべきであるためである。図１１のように、各中継局のサブフレームオフセット値が異なる場合、各中継局のサブフレームのうち少なくとも一つがサブフレーム０、４、５、９に該当してＦＤＭを使用することができない場合がある。
このような問題点を解決するために、本実施例に係るバックホール信号送信方法は、ＦＤＭ方法を使用する場合、基地局は、複数の中継局を選択する段階でセル内の中継局を複数のグループに分ける段階、及び複数のグループからバックホール信号を送信する複数の中継局を含むグループを選択する段階、をさらに含むことができる。この時、一つのグループに含まれた複数の中継局はサブフレームオフセット値が同一に設定される中継局である。
図１２は、基地局がグループ化した中継局１ないし３で同一サブフレームオフセット値を有する一例を示す。
図１２を参照すると、基地局が中継局１、中継局２及び中継局３を一つのグループにした場合、このグループに含まれた中継局１ないし３は全部同一サブフレームオフセット値(例えば、３)を有している。そうすると、基地局は各中継局のサブフレーム３、６、７、８、１、２でＦＤＭを介して３個の中継局にバックホール信号を送信することができる。然しながら、基地局は、このグループに属する各中継局のサブフレーム０、４、５、９に対してはバックホール信号を送信することができない。
基地局がグループ化した中継局グループが複数で形成される場合、各中継局グループは互いに異なるサブフレームオフセット値を有するように設定されることができる。もし、全ての中継局グループが同一サブフレームオフセット値を有する場合、前述したように、どんな中継局もバックホール信号を受信することができないサブフレームが発生する。基地局は、バックホール信号送信時に該当サブフレームをＭＢＳＦＮサブフレームとして設定しないため、原則的に全てのサブフレームでバックホール信号を送信することができるが、中継局がバックホール信号を受信することができない場合、無線リソースが浪費される結果となる。これを防止するために、複数の中継局グループは互いに異なるサブフレームオフセット値を有するように設定される。そうすると、いずれの一つの中継局グループにバックホール信号を送信することができない場合にも、他の中継局グループにバックホール信号を送信することができるため、無線リソースを効率的に使用することができる。
ただ、基地局が自体のサブフレーム０、４、５、９でバックホール信号を送信する場合、基地局のＳＣＨ(Ｓｈａｒｅｄ Ｃｈａｎｎｅｌ)、ＢＣＨ(Ｂｒｏａｄｃａｓｔ Ｃｈａｎｎｅｌ)、及びページングメッセージ(ｐａｇｉｎｇ ｍｅｓｓａｇｅ)などが送信される制御領域を除く領域でバックホール信号を送信する。
以下、基地局が互いに異なるアンテナ(即ち、空間)リソースを使用して二つ以上の中継局にバックホール信号を送信する場合、即ち、ＳＤＭ(Ｓｐａｔｉａｌ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ)方法に対して説明する。基地局は、同一サブフレーム内で同じ周波数帯域を割り当てて複数の中継局にバックホール信号を送信し、互いに異なるアンテナを使用することができる。互いに異なるアンテナを介してバックホール信号を送信する場合、ビーム形成(ｂｅａｍｆｏｒｍｉｎｇ)、または前処理コーディング(ｐｒｅ-ｃｏｄｉｎｇ)行列に処理されて送信することができる。
図１３は、ＳＤＭ方法を使用する場合、各サブフレームのリソース割当を示す。
図１３を参照すると、基地局はサブフレームｎから中継局１、中継局２、中継局３にバックホール信号を送信し、サブフレームｎの全ての周波数帯域を使用する。即ち、互いに異なる中継局に送信されるバックホール信号は時間及び周波数リソースの割当では重複され、互いに異なる空間リソースを使用する。基地局はサブフレームｍから中継局２、中継局３、中継局４にバックホール信号を送信する。空間リソースの使用は多重アンテナ送信及び受信技法が使われることによって実行されることができる。図１２では互いに異なる中継局に送信されるバックホール信号が時間及び周波数リソースが完全に重複される場合を示したが、これは制限されるものではなく、一部のみ重複される場合を含む。
このような、ＳＤＭ方法は基地局と中継局との間のチャネルがランク(ｒａｎｋ)が低い場合に効果的である。基地局と中継局との間のチャネルがランクが低い場合、基地局が一つの中継局に多重アンテナを用いた多重ストリームの送信が難しくなる。従って、互いに異なる中継局に多重アンテナ送信技法を使用して同時にバックホール信号を送信することによって無線リソースの活用度を高めることができる。
ＳＤＭ方法は一つのサブフレームから複数の中継局にバックホール信号を送信するという点でＦＤＭと類似点がある。従って、ＦＤＭ方法で説明したサブフレームオフセット値の設定と中継局グループ化などが適用されることができる。
次に、基地局が互いに異なる時間リソースを使用して二つ以上の中継局にバックホール信号を送信する場合、即ち、ＴＤＭ(Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ)方法に対して説明する。基地局は、互いに異なるサブフレームで同一周波数帯域を割り当て、複数の中継局にバックホール信号を送信することができる。
図１４は、ＴＤＭ方式によりバックホール信号を送信する時の無線リソース割当を示す。
図１４を参照すると、基地局は、サブフレームｎで可用な全ての周波数帯域を使用して中継局１にバックホール信号を送信し、また、サブフレームｍで可用な全ての周波数帯域を使用して中継局２にバックホール信号を送信する。(ｎ、ｍは整数、ｎ<ｍ)即ち、基地局は二つ以上の中継局の各々に送信するバックホール信号を互いに異なるサブフレームで送信し、サブフレームの全ての周波数帯域を使用して送信することができる。換言すると、一つのサブフレームでは一つの中継局へのバックホール信号を送信し、全ての無線リソース、例えば、全ての周波数帯域を使用することができる。然しながら、該当中継局へのバックホール信号送信にサブフレームの全ての無線リソースを割り当てる必要がない時には該当サブフレームのリソースを基地局に直接連結された端末または他の第３の中継局と共有することができる。この場合、基地局に直接連結された端末または他の第３の中継局に送信される信号はＦＤＭまたはＳＤＭを介して区分されることができる。
ＴＤＭ方法を使用してバックホール信号を送信する場合、基地局は各中継局のサブフレームオフセット値を互いに異に設定することができる。例えば、図１０を参照すると、中継局１、２、３は互いに異なるサブフレームオフセット値を有しているため、基地局は全てのサブフレームで中継局１、２、３のうちいずれか一つの中継局にバックホール信号を送信することができる。このような点でＴＤＭ方法はＦＤＭ/ＳＤＭ方法に比べて無線通信システム全体の無線リソース活用側面で長所がある。
図１５は、ＦＤＭを使用して複数の中継局にバックホール信号を送信する場合、無線リソースが浪費される一例である。
図１５を参照すると、サブフレームｎで基地局が中継局１、２、３の各々に対して周波数帯域１、周波数帯域２、周波数帯域３を使用して各々バックホール信号を送信する。中継局１に有用な情報は周波数帯域１で送信されたバックホール信号であるが、中継局１は周波数帯域２、３でも他の中継局に送信されたバックホール信号を受信するようになる。従って、中継局１は自己干渉により周波数帯域２、３で中継局端末にアクセス信号を送信することができない。中継局２でも同様に周波数帯域１、３でアクセス信号を送信することができない。結局、無線通信システム全体としては無線リソースが浪費される結果となる。
ＴＤＭ方法は、ＦＤＭ/ＳＤＭに比べて中継局がバックホールリンクに割り当てるべきＭＢＳＦＮサブフレームの数が小さく設定されることができ、中継局はより多いサブフレームをアクセスリンクに割り当てることができる。即ち、より少ない時間リソースを使用すると同時に、より多い周波数及び空間リソースを使用する方法により前述した無線リソースの浪費を防げることができるという長所がある。
基地局でＦＤＭまたはＳＤＭ方法により複数の中継局にバックホール信号を送信する場合、中継局は、自体に送信されるバックホール信号外に他の中継局に送信されるバックホール信号も受信した後に再送信することによって、無線通信システムのバックホール信号受信品質を向上させることができる。
図１６は、複数の中継局間に協力的再送信を実行する無線通信システムを示す。
図１６を参照すると、基地局(ＢＳ)と中継局１(ＲＳ １)または基地局(ＢＳ)と中継局２(ＲＳ ２)は無線に連結されることができ、中継局１と中継局２との間は有線または無線に連結されることができる。基地局は、同一サブフレームで互いに異なる周波数帯域ｆ１、ｆ２を使用して中継局１及び中継局２にバックホール信号を送信することができる(Ｓ１)。中継局１に送信されるバックホール信号をバックホール信号１、中継局２に送信されるバックホール信号をバックホール信号２とすると、例えば、中継局１はバックホール信号１だけでなく、バックホール信号２も受信する。中継局１はバックホール信号２をそのまま、あるいは復号を実行した後に中継局２に伝達することができる(Ｓ２)。このような方式は、特に、中継局１及び中継局２が有線に連結されている場合に効果的である。中継局２は基地局及び中継局１のうち少なくとも一つからバックホール信号２を受信することによって、バックホールリンクの信頼性を高め、且つバックホール信号受信品質を向上させることができる。
または、中継局１はバックホール信号１、２を全部受信した後、中継局２が中継局２に連結された端末２にバックホール信号２を中継する時、バックホール信号２を共に送信することができる。このような方式は、特に、中継局１及び中継局２のカバレッジ境界付近に位置した端末の信号受信性能を向上させることができる。
または、中継局２が中継局２に連結された端末２にバックホール信号２を中継する過程でエラーが発生して再送信が必要な場合、中継局１がバックホール信号２の代わりに再送信することができる。このような方式は、複数の中継局間に協力的再送信によるダイバーシティ(ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ)効果を得ることができる。
または、中継局２がバックホール信号２の受信に失敗して基地局がバックホール信号２を再送信する必要がある場合、中継局１がバックホール信号２を基地局の代わりにあるいは基地局と協力して中継局２に再送信することができる。
中継局が二つ以上のセクター(ｓｅｃｔｏｒ)を有する場合、中継局は各セクター別にサブフレームを設定することができる。中継局は、一つのセクターでバックホール信号を受信する場合、そのセクターでサブフレームをＭＢＳＦＮサブフレームとして設定するだけでなく、他のセクターでもサブフレームをＭＢＳＦＮサブフレームとして設定する。他のセクターで信号を送信すると、バックホール信号を受信するセクターに強い干渉を起こすようになることができるためである。
即ち、バックホール信号を受信しないセクターでもサブフレームをＭＢＳＦＮサブフレームとして設定し、中継局に連結された端末にアクセス信号を送信することもできない。このような無線リソースの浪費を防ぐために、二つ以上のセクターを有する中継局でいずれの一つのセクターでバックホール信号を受信する場合、残りのセクターでも他の基地局からバックホール信号を受信するのが好ましい。
図１７は、互いに異なるセクターで互いに異なる基地局とバックホールリンクを形成する中継局を示す。
図１７を参照すると、中継局はセクター１で基地局１からバックホール信号を受信する場合、セクター２に位置した基地局２からもバックホール信号を受信する。即ち、中継局は、一つのセクターでバックホール信号を受信する場合、少なくとも二つ以上のセクターに対するサブフレームをＭＢＳＦＮサブフレームとして設定し、少なくとも二つ以上の基地局からバックホール信号を受信する。
図１８は、本発明の一実施例に係る基地局を示すブロック図である。
図１８を参照すると、基地局１００は、プロセッサ(Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ)１１０及びＲＦ部(Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｕｎｉｔ)１２０を含む。ＲＦ部１２０は無線信号を送信及び受信し、プロセッサ１１０は前記ＲＦ部１２０と連結される。プロセッサ１１０は中継局と通信する場合、バックホール信号を送信するための複数の中継局を選択し、前記選択された複数の中継局の各々にバックホール信号を送信するために互いに異なる無線リソースを割り当てる。プロセッサ１１０は端末と通信する場合、端末にＭＢＳＦＮサブフレームの用途を示す情報を送信する。前記例では基地局の構成を例示したが、中継局も同様に構成されることができる。
端末２００は、プロセッサ(Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ)２１０及びＲＦ部(Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｕｎｉｔ)２２０を含む。ＲＦ部２２０は無線信号を送信及び受信し、プロセッサ２１０は前記ＲＦ部２２０と連結される。プロセッサ２１０は、基地局または中継局から用途指示子を受信し、サブフレームがＴ-ＭＢＳＦＮサブフレームであるか、或いはＦ-ＭＢＳＦＮサブフレームであるかを判断し、細部用途指示子を受信してＦ-ＭＢＳＦＮサブフレームの細部的用途を判断する。また、前記細部的用途によって該当するデコーディング過程を実行する。
本発明は、ハードウェア、ソフトウェアまたはこれらの組合せで具現されることができる。ハードウェア具現において、前述した機能を遂行するためにデザインされたＡＳＩＣ(ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ)、ＤＳＰ(ｄｉｇｉｔａｌ ｓｉｇｎａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ)、ＰＬＤ(ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｌｏｇｉｃ ｄｅｖｉｃｅ)、ＦＰＧＡ(ｆｉｅｌｄ ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｇａｔｅ ａｒｒａｙ)、プロセッサ、制御器、マイクロプロセッサ、他の電子ユニットまたはこれらの組合せで具現されることができる。ソフトウェア具現において、前述した機能を遂行するモジュールで具現されることができる。ソフトウェアはメモリユニットに格納されることができ、プロセッサにより実行される。メモリユニットやプロセッサは当業者によく知られた多様な手段を採用することができる。
以上、本発明に対して実施例を参照して説明したが、該当技術分野の通常の知識を有する者は、本発明の技術的思想及び領域から外れない範囲内で本発明を多様に修正及び変更させて実施することができることを理解することができる。従って、本発明は、前述した実施例に限定されず、特許請求の範囲内の全ての実施例を含む。

Claims (5)

  1. 基地局及び中継局を含む無線通信システムにおける基地局の通信方法において、
    前記中継局への信号送信のためのダウンリンクサブフレームを設定するステップと、
    前記ダウンリンクサブフレームで前記中継局に信号を送信するステップと、
    を有し、
    前記ダウンリンクサブフレームは、前記基地局に適用される無線フレームタイミング、及び前記中継局に適用される無線フレームタイミングに基づいて設定され、
    前記ダウンリンクサブフレームは、前記中継局に適用される前記無線フレームタイミングに基づき、ＭＢＳＦＮサブフレームとして設定されることができないサブフレームを除いたサブフレームのうち少なくとも一つのサブフレームに該当することを特徴とする方法。
  2. 前記ダウンリンクサブフレームは、前記基地局に適用される前記無線フレームタイミングと前記中継局に適用される前記無線フレームタイミングとの間の時間オフセットを反映して設定されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
  3. 前記中継局に適用される前記無線フレームタイミングによる無線フレームは、１０個のサブフレームで構成され、前記ＭＢＳＦＮサブフレームとして設定されることができないサブフレームは、前記中継局に適用される前記無線フレームタイミングによる前記無線フレームで１番目、５番目、６番目、及び１０番目のサブフレームであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
  4. 前記基地局が前記中継局に信号を送信する周波数帯域は、前記中継局が前記中継局に連結された端末に信号を送信する周波数帯域と同一な周波数帯域であることを特徴とする請求項３に記載の方法。
  5. 前記ダウンリンクサブフレームを指示する設定信号を上位階層信号を介して前記中継局に送信するステップをさらに有する請求項１に記載の方法。
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