KR101339477B1 - 다중 반송파 시스템에서 중계국의 단위 반송파 이용 방법 및 중계국 - Google Patents

다중 반송파 시스템에서 중계국의 단위 반송파 이용 방법 및 중계국 Download PDF

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Abstract

다중 반송파 시스템의 중계국이 단위 반송파(component carrier)를 이용하는 방법은 기지국으로부터 단위 반송파 링크 적용 정보를 수신하는 단계; 상기 단위 반송파 링크 적용 정보에 따라 단위 반송파를 상기 기지국과 상기 중계국 간의 백홀 링크 또는 상기 중계국과 중계국 단말 간의 액세스 링크 중 적어도 하나의 링크에 할당하는 단계; 및 상기 할당된 링크에서 상기 단위 반송파를 이용하여 신호를 전송하거나 수신하는 단계를 포함한다.

Description

다중 반송파 시스템에서 중계국의 단위 반송파 이용 방법 및 중계국{METHOD OF USING COMPONENT CARRIER FOR RELAY STATION IN MULTI-CARRIER SYSTEM AND RELAY STATION}
본 발명은 무선통신에 관한 것으로, 보다 상세하게는 다중 반송파를 사용하는 시스템에서 중계국이 단위 반송파를 이용하는 방법 및 상기 방법을 사용하는 중계국에 관한 것이다.
ITU-R(International Telecommunication Union Radio communication sector)에서는 3세대 이후의 차세대 이동통신 시스템인 IMT(International Mobile Telecommunication)-Advanced의 표준화 작업을 진행하고 있다. IMT-Advanced는 정지 및 저속 이동 상태에서 1Gbps, 고속 이동 상태에서 100Mbps의 데이터 전송률로 IP(Internet Protocol)기반의 멀티미디어 서비스 지원을 목표로 한다.
3GPP(3rd Generation Partnership Project)는 IMT-Advanced의 요구 사항을 충족시키는 시스템 표준으로 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)/SC-FDMA(Single Carrier-Frequency Division Multiple Access) 전송방식 기반인 LTE(Long Term Evolution)를 개선한 LTE-Advanced를 준비하고 있다. LTE-Advanced는 IMT-Advanced를 위한 유력한 후보 중의 하나이다. LTE-Advanced의 주요 기술에 중계국(relay station) 기술이 포함된다.
중계국은 기지국과 단말 사이에서 신호를 중계하는 장치로, 무선통신 시스템의 셀 커버리지(cell coverage)를 확장시키고 처리량(throughput)을 향상시키기 위해 사용된다.
다중 반송파 시스템에서 중계국은 기지국과의 백홀 링크 또는 중계국 단말 과의 액세스 링크에서 복수의 단위 반송파를 사용할 수 있다. 이 때, 각 단위 반송파의 무선 채널은 채널 상태가 시간적으로 변화가 발생하며, 백홀 링크에서 요구되는 데이터 전송량, 액세스 링크에서 요구되는 데이터 전송량 등이 시간적으로 변화가 발생할 수 있다.
또한 중계국은 특정 단위 반송파가 백홀 링크 또는 액세스 링크 중 하나의 링크에 사용되는지 아니면 백홀 링크 및 액세스 링크에 모두 사용되는지에 따라 그 단위 반송파에서 전송하는 제어 채널, 데이터 채널의 서브프레임 구조가 달라질 수 있다.
이러한 점을 고려하여, 중계국이 효율적으로 백홀 링크와 액세스 링크에서 특정 단위 반송파를 이용할 수 있는 방법 및 이러한 방법을 이용하는 중계국이 필요하다.
다중 반송파 시스템에서 중계국의 단위 반송파 이용 방법 및 이러한 방법을이용하는 중계국을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따른, 다중 반송파 시스템의 중계국이 단위 반송파(component carrier)를 이용하는 방법은 기지국으로부터 단위 반송파 링크 적용 정보를 수신하는 단계; 상기 단위 반송파 링크 적용 정보에 따라 단위 반송파를 상기 기지국과 상기 중계국 간의 백홀 링크 또는 상기 중계국과 중계국 단말 간의 액세스 링크 중 적어도 하나의 링크에 할당하는 단계; 및 상기 할당된 링크에서 상기 단위 반송파를 이용하여 신호를 전송하거나 수신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 단위 반송파 링크 적용 정보는 상기 중계국의 백홀 하향링크 또는 액세스 하향링크에 이미 할당되어 있는 단위 반송파 각각에 대하여 특정 시점부터 적용되는 링크에 대한 정보를 포함한다.
상기 중계국의 백홀 하향링크에 제1 단위 반송파가 사용되고, 상기 중계국의 액세스 하향링크에 상기 제1 단위 반송파 및 제2 단위 반송파가 사용되는 경우, 상기 단위 반송파 링크 적용 정보는 상기 제1 단위 반송파의 제어 채널 또는 데이터 채널을 통해 전송된다.
상기 제1 단위 반송파의 제어 채널은 서브프레임의 최초 소정 개수의 OFDM 심벌 이후의 OFDM 심벌에서 전송된다. 상기 제1 단위 반송파의 데이터 채널은 상기 제어 채널이 할당되는 OFDM 심벌 이후의 OFDM 심벌에서 전송된다.
상기 단위 반송파 링크 적용 정보는 상기 제1 단위 반송파가 액세스 하향링크에 사용되지 않는다는 정보를 포함한다. 상기 단위 반송파 링크 적용 정보를 수신하는 경우 상기 중계국은 상기 제1 단위 반송파를 백홀 하향링크에서만 사용하고, 상기 제1 단위 반송파의 제어 채널 및 데이터 채널은 상기 기지국이 매크로 단말에게 전송하는 제어 채널 및 데이터 채널과 동일한 서브프레임 구조를 가진다.
상기 중계국의 백홀 하향링크에 제1 단위 반송파 및 제2 단위 반송파가 사용되고, 상기 중계국의 액세스 하향링크에 상기 제1 단위 반송파가 사용되는 경우, 상기 단위 반송파 링크 적용 정보는 상기 제1 단위 반송파의 제어 채널 또는 데이터 채널을 통해 전송된다. 상기 단위 반송파 링크 적용 정보는 상기 제1 단위 반송파가 액세스 하향링크에 사용되지 않는다는 정보 및 상기 제2 단위 반송파가 백홀 하향링크에 사용되지 않는다는 정보를 포함한다.
상기 단위 반송파 링크 적용 정보에 따라 상기 제1 단위 반송파가 백홀 하향링크에만 사용되는 경우 및 상기 제2 단위 반송파가 액세스 하향링크에만 사용되는 경우 상기 제1 단위 반송파 및 상기 제2 단위 반송파를 통해 전송되는 제어 채널 및 데이터 채널은 상기 기지국이 매크로 단말에게 전송하는 제어 채널 및 데이터 채널과 동일한 서브프레임 구조를 가진다.
상기 단위 반송파 링크 적용 정보가 상기 제1 단위 반송파의 제어 채널을 통해 전송되는 경우, 상기 단위 반송파 링크 적용 정보는 상기 제1 단위 반송파 및 상기 제2 단위 반송파에 대한 링크 적용 정보를 모두 포함한다.
상기 제1 단위 반송파의 제어 채널은 상기 중계국의 백홀 하향링크에서 상기 제1 단위 반송파의 데이터 채널 및 상기 제2 단위 반송파의 데이터 채널에 대한 스케줄링 정보를 포함한다.
본 발명의 다른 측면에 따른, 다중 반송파 시스템에 사용되는 중계국은 무선신호를 송수신하는 RF부; 및 상기 RF부에 연결되는 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는 기지국으로부터 단위 반송파 링크 적용 정보를 수신하고, 상기 단위 반송파 링크 적용 정보에 따라 단위 반송파를 상기 기지국과 상기 중계국 간의 백홀 링크 또는 상기 중계국과 중계국 단말 간의 액세스 링크 중 적어도 하나의 링크에 할당하고, 상기 할당된 링크에서 상기 단위 반송파를 이용하여 신호를 전송하거나 수신하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 다중 반송파 시스템에서 중계국은 채널의 상태 또는 전송하려는 데이터량에 따라 백홀 링크 및 액세스 링크에 적용하는 단위 반송파를 다르게 설정할 수 있다. 따라서, 제한되고 값비싼 무선자원인 단위 반송파를 효율적으로 이용할 수 있다.
도 1은 중계국을 포함하는 무선통신 시스템을 나타낸다.
도 2는 3GPP LTE의 무선 프레임(radio frame) 구조를 나타낸다.
도 3은 하나의 하향링크 슬롯에 대한 자원 그리드(resource grid)를 나타낸 예시도이다.
도 4는 하향링크 서브프레임의 구조를 나타낸다.
도 5는 상향링크 서브프레임의 구조를 나타낸다.
도 6은 다중 반송파 시스템에 사용되는 단위 반송파를 나타낸다.
도 7은 중계국을 도입하는 경우 백홀 링크와 액세스 링크의 종래 운영 방법의 예이다.
도 8은 중계국이 HARQ 수행 시 기지국으로부터 신호를 수신할 수 없는 서브프레임과 그 서브프레임을 대체하여 신호를 수신할 수 있는 서브프레임을 나타낸다.
도 9는 복수의 하향링크 단위 반송파, 하나의 상향링크 단위 반송파를 사용하는 경우 백홀 링크에서의 반송파 운영 방법의 제 1 실시예를 나타낸다.
도 10은 복수의 하향링크 단위 반송파, 하나의 상향링크 단위 반송파를 사용하는 경우 백홀 링크에서의 반송파 운영 방법의 제 2 실시예를 나타낸다.
도 11 및 도 12는 도 10에서 설명한 반송파 운영 방법을 사용하여 HARQ를 수행하는 방법을 나타낸다.
도 13은 복수의 하향링크 단위 반송파, 하나의 상향링크 단위 반송파를 사용하는 경우 백홀 링크에서의 반송파 운영 방법의 제 3 실시예를 나타낸다.
도 14는 제 3 실시예에서 TDM 방식으로 운영되는 하향링크 단위 반송파를 주반송파(primary carrier)로 사용하는 경우 각 반송파 서브프레임에서 동작을 나타낸다.
도 15는 제 3 실시예에서 백홀 상향링크 HARQ 수행 방법을 나타낸다.
도 16은 제 3 실시예에서 백홀 하향링크 HARQ 수행방법을 나타낸다.
도 17은 제 3 실시예에서 DL-CC#1을 주 반송파로 하는 경우 각 반송파 서브프레임에서 동작을 나타내는 제 4 실시예이다.
도 18은 제 4 실시예에서 백홀 하향링크 HARQ 수행방법을 나타낸다.
도 19는 제 4 실시예에서 백홀 상향링크 HARQ 수행방법을 나타낸다.
도 20은 제 3 실시예에서 DL-CC#1을 주 반송파로 하는 경우, 각 반송파 서브프레임에서 동작을 나타내는 제 5 실시예이다.
도 21은 제 5 실시예에서 백홀 하향링크 HARQ 수행방법을 나타낸다.
도 22는 제 5 실시예에서 백홀 상향링크 HARQ 수행방법을 나타낸다.
도 23은 백홀 하향링크에 하나의 백홀 전용 단위 반송파, 백홀 상향링크 및액세스 상향링크에 TDM 방식의 상향링크 반송파를 사용하는 경우, 백홀 하향링크 HARQ 수행 방법을 나타낸다.
도 24는 백홀 하향링크에 하나의 백홀 전용 단위 반송파, 백홀 상향링크 및액세스 상향링크에 TDM 방식의 상향링크 반송파를 사용하는 경우, 백홀 상향링크 HARQ 수행 방법을 나타낸다.
도 25는 기지국과 중계국 간의 시그널링 과정을 나타낸다.
도 26 및 도 27은 백홀 링크와 액세스 링크의 단위 반송파 이용 방법의 일 예를 나타낸다.
도 28 및 도 29는 백홀 링크와 액세스 링크의 단위 반송파 이용 방법의 다른 예를 나타낸다.
도 30은 백홀 링크와 액세스 링크의 단위 반송파 이용 방법의 또 다른 예를 나타낸다.
도 31은 기지국 및 중계국을 나타내는 블록도이다.
이하의 기술은 CDMA(code division multiple access), FDMA(frequency division multiple access), TDMA(time division multiple access), OFDMA(orthogonal frequency division multiple access), SC-FDMA(single carrier frequency division multiple access) 등과 같은 다양한 무선 통신 시스템에 사용될 수 있다. CDMA는 UTRA(Universal Terrestrial Radio Access)나 CDMA2000과 같은 무선 기술(radio technology)로 구현될 수 있다. TDMA는 GSM(Global System for Mobile communications)/GPRS(General Packet Radio Service)/EDGE(Enhanced Data Rates for GSM Evolution)와 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. OFDMA는 IEEE 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16e (WiMAX), IEEE 802-20, E-UTRA(Evolved UTRA) 등과 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. UTRA는 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)의 일부이다. 3GPP(3rd Generation Partnership Project) LTE(long term evolution)은 E-UTRA를 사용하는 E-UMTS(Evolved UMTS)의 일부로써, 하향링크에서 OFDMA를 채용하고 상향링크에서 SC-FDMA를 채용한다. LTE-Advanced(LTE-A)는 3GPP LTE의 진화이다. 이하에서 설명을 명확하게 하기 위해, 3GPP LTE/LET-A를 예로 설명하나 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.
도 1은 중계국을 포함하는 무선통신 시스템을 나타낸다.
도 1을 참조하면, 중계국을 포함하는 무선통신 시스템(10)은 적어도 하나의 기지국(11; Base Station, BS)을 포함한다. 각 기지국(11)은 일반적으로 셀(cell)이라고 불리는 특정한 지리적 영역 (15)에 대해 통신 서비스를 제공한다. 셀은 다시 다수의 영역으로 나누어 질 수 있는데 각각의 영역은 섹터(sector)라고 칭한다. 하나의 기지국에는 하나 이상의 셀이 존재할 수 있다. 기지국(11)은 일반적으로 단말(13)과 통신하는 고정된 지점(fixed station)을 말하며, eNB(evolved NodeB), BTS(Base Transceiver System), 액세스 포인트(Access Point), AN(Access Network) 등 다른 용어로 불릴 수 있다. 기지국(11)은 중계국(12)과 단말(14) 간의 연결성(connectivity), 관리(management), 제어 및 자원 할당과 같은 기능을 수행할 수 있다.
중계국(Relay Station, RS, 12)은 기지국(11)과 단말(14) 사이에서 신호를 중계하는 기기를 말하며, RN(Relay Node), 리피터(repeater), 중계기(relay) 등의 다른 용어로 불릴 수 있다. 중계국에서 사용하는 중계 방식으로 AF(amplify and forward) 및 DF(decode and forward) 등 어떠한 방식을 사용할 수 있으며, 본 발명의 기술적 사상은 이에 제한되지 않는다.
단말(13, 14; User Equipment, UE)은 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, MS(Mobile Station), UT(User Terminal), SS(Subscriber Station), 무선기기(Wireless Device), PDA(Personal Digital Assistant), 무선 모뎀(Wireless Modem), 휴대기기(Handheld Device), AT(Access Terminal) 등 다른 용어로 불릴 수 있다. 이하에서 매크로 단말(macro UE, Ma UE, 13)은 기지국(11)과 직접 통신하는 단말이고, 중계국 단말(relay station UE, RS UE, 14)은 중계국과 통신하는 단말을 칭한다. 기지국(11)의 셀 내에 있는 매크로 단말(13)이라 할지라도, 다이버시티(diversity) 효과에 따른 전송속도의 향상을 위하여 중계국(12)을 거쳐서 기지국(11)과 통신할 수 있다.
이하에서 기지국(11)과 매크로 단말(13) 간의 링크를 매크로 링크(macro link)라 칭하기로 한다. 매크로 링크는 매크로 하향링크와 매크로 상향링크로 구분될 수 있다, 매크로 하향링크(macro downlink, M-DL)는 기지국(11)에서 매크로 단말(13)로의 통신을 의미하며, 매크로 상향링크(macro uplink, M-UL)는 매크로 단말(13)에서 기지국(11)으로의 통신을 의미한다.
기지국(11)과 중계국(12)간의 링크는 백홀(backhaul) 링크라 칭하기로 한다. 백홀 링크는 백홀 하향링크(backhaul downlink, B-DL)와 백홀 상향링크(backhaul uplink, B-UL)로 구분될 수 있다. 백홀 하향링크는 기지국(11)에서 중계국(12)으로의 통신을 의미하며, 백홀 상향링크는 중계국(12)에서 기지국(11)으로의 통신을 의미한다.
중계국(12)과 중계국 단말(14)간의 링크는 액세스 링크(access link)라 칭하기로 한다. 액세스 링크는 액세스 하향링크(access downlink, A-DL)와 액세스 상향링크(access uplink, A-UL)로 구분될 수 있다. 액세스 하향링크는 중계국(12)에서 중계국 단말(14)로의 통신을 의미하며, 액세스 상향링크는 중계국 단말(14)에서 중계국(12)으로의 통신을 의미한다.
중계국을 포함하는 무선통신 시스템(10)은 양방향 통신을 지원하는 시스템이다. 양방향 통신은 TDD(Time Division Duplex) 모드, FDD(Frequency Division Duplex) 모드 등을 이용하여 수행될 수 있다. TDD 모드는 상향링크 전송과 하향링크 전송에서 서로 다른 시간 자원을 사용한다. FDD 모드는 상향링크 전송과 하향링크 전송에서 서로 다른 주파수 자원을 사용한다.
도 2는 3GPP LTE의 무선 프레임(radio frame) 구조를 나타낸다.
도 2를 참조하면, 무선 프레임(radio frame)은 10개의 서브프레임(subframe)으로 구성되고, 하나의 서브프레임은 2개의 슬롯(slot)으로 구성된다. 하나의 서브프레임의 길이는 1ms이고, 하나의 슬롯의 길이는 0.5ms 일 수 있다. 하나의 서브 프레임이 전송되는 데 걸리는 시간을 TTI(transmission time interval)이라 한다. TTI는 스케줄링의 최소 단위일 수 있다.
하나의 슬롯은 시간 영역에서 복수의 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 심벌을 포함할 수 있다. OFDM 심벌은 3GPP LTE가 하향링크에서 OFDMA를 사용하므로 하나의 심벌 구간(symbol period)을 표현하기 위한 것으로, 다중 접속 방식에 따라 다른 명칭으로 불리울 수 있다. 예를 들어, 상향링크 다중 접속 방식으로 SC-FDMA가 사용될 경우 SC-FDMA 심벌이라고 할 수 있다. 하나의 슬롯은 7 OFDM 심벌을 포함하는 것을 예시적으로 기술하나, CP(Cyclic Prefix)의 길이에 따라 하나의 슬롯에 포함되는 OFDM 심벌의 수는 바뀔 수 있다. 3GPP TS 36.211 V8.5.0(2008-12)에 의하면, 노멀(normal) CP에서 1 서브프레임은 7 OFDM 심벌을 포함하고, 확장(extended) CP에서 1 서브프레임은 6 OFDM 심벌을 포함한다. 무선 프레임의 구조는 예시에 불과하고, 무선 프레임에 포함되는 서브프레임의 수 및 서브프레임에 포함되는 슬롯의 수는 다양하게 변경될 수 있다. 이하에서 심벌은 하나의 OFDM 심벌 또는 하나의 SC-FDMA 심벌을 의미할 수 있다.
도 2를 참조하여 설명한 무선 프레임의 구조는 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)"의 4.1절 및 4. 2절을 참조할 수 있다.
도 3은 하나의 하향링크 슬롯에 대한 자원 그리드(resource grid)를 나타낸 예시도이다.
FDD 또는 TDD에서 사용되는 무선 프레임에서 하나의 슬롯은 시간 영역(time domain)에서 복수의 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 심벌을 포함하고, 주파수 영역에서 다수의 자원블록(resource block, RB)을 포함한다. 자원 블록은 자원 할당 단위로 하나의 슬롯에서 복수의 연속하는 부반송파(subcarrier)를 포함한다.
도 3을 참조하면, 하나의 하향링크 슬롯은 7 OFDM 심벌을 포함하고, 하나의 자원블록은 주파수 영역에서 12 부반송파를 포함하는 것을 예시적으로 기술하나, 이에 제한되는 것은 아니다. 자원블록에서 부반송파는 예컨대 15KHz의 간격을 가질 수 있다.
자원 그리드 상의 각 요소(element)를 자원요소(resource element)라 하며, 하나의 자원블록(resource block)은 12×7개의 자원요소를 포함한다. 하향링크 슬롯에 포함되는 자원블록의 수 NDL은 셀에서 설정되는 하향링크 전송 대역폭(bandwidth)에 종속한다. 도 3에서 설명한 자원 그리드는 상향링크에서도 적용될 수 있다.
도 4는 하향링크 서브프레임의 구조를 나타낸다.
도 4를 참조하면, 서브프레임은 2개의 연속적인(consecutive) 슬롯을 포함한다. 서브프레임 내에서 첫 번째 슬롯의 앞선 3 OFDM 심벌들이 PDCCH(physical downlink control channel)가 할당되는 제어영역(control region)이고, 나머지 OFDM 심벌들은 PDSCH(physical downlink shared channel)가 할당되는 데이터영역(data region)이다. 제어영역에는 PDCCH 이외에도 PCFICH(physical control format indicator channel), PHICH(physical HARQ indicator channel) 등의 제어채널이 할당될 수 있다. 단말은 PDCCH를 통해 전송되는 제어정보를 디코딩하여 PDSCH를 통해 전송되는 데이터 정보를 읽을 수 있다. 여기서, 제어영역이 3 OFDM 심벌을 포함하는 것은 예시에 불과하며, 제어영역에는 2 OFDM 심벌 또는 1 OFDM 심벌이 포함될 수 있다. 서브프레임 내 제어영역이 포함하는 OFDM 심벌의 수는 PCFICH를 통해 알 수 있다. PHICH는 단말이 전송한 상향링크 데이터에 대한 수신 성공 여부를 나타내는 정보를 나른다.
제어영역은 복수의 CCE(control channel elements)인 논리적인 CCE 열로 구성된다. CCE 열은 하나의 서브프레임 내에서 제어영역을 구성하는 전체 CCE들의 집합이다. CCE는 복수의 자원요소 그룹(resource element group)에 대응된다. 예를 들어, CCE는 9 자원요소 그룹에 대응될 수 있다. 자원요소 그룹은 자원요소로 제어채널을 맵핑하는 것을 정의하기 위해 사용된다. 예를 들어, 하나의 자원요소 그룹은 4개의 자원요소로 구성될 수 있다.
복수의 PDCCH가 제어영역 내에서 전송될 수 있다. PDCCH는 스케줄링 할당과 같은 제어정보(control information)를 나른다. PDCCH는 하나 또는 몇몇 연속적인 CCE(control channel elements)의 집단(aggregation) 상으로 전송된다. CCE 집단을 구성하는 CCE의 수(Number of CCEs)에 따라 PDCCH의 포맷 및 가능한 PDCCH의 비트 수가 결정된다. PDCCH 전송을 위해 사용되는 CCE의 수를 CCE 집단 레벨(aggregation level)이라 한다. 또한, CCE 집단 레벨은 PDCCH를 검색하기 위한 CCE 단위이다. CCE 집단 레벨의 크기는 인접하는 CCE들의 수로 정의된다. 예를 들어, CCE 집단 레벨은 {1, 2, 4, 8}의 원소일 수 있다.
PDCCH를 통해 전송되는 제어정보를 하향링크 제어정보(downlink control information, 이하 DCI)라고 한다. DCI는 상향링크 스케줄링 정보, 하향링크 스케줄링 정보, 시스템 정보(system information), 상향링크 전력 제어 명령(power control command), 페이징을 위한 제어정보, 랜덤 액세스 응답(RACH response)을 지시하기 위한 제어정보 등을 포함한다.
DCI 포맷으로는 PUSCH(Physical Uplink Shared Channel) 스케줄링을 위한 포맷 0, 하나의 PDSCH(Physical Downlink Shared channel) 코드워드의 스케줄링을 위한 포맷 1, 하나의 PDSCH 코드워드의 간단한(compact) 스케줄링을 위한 포맷 1A, 공간 다중화 모드에서 단일 코드워드의 랭크-1 전송에 대한 간단한 스케줄링을 위한 포맷 1B, DL-SCH(Downlink Shared Channel)의 매우 간단한 스케줄링을 위한 포맷 1C, 다중 사용자 공간 다중화 모드에서 PDSCH 스케줄링을 위한 포맷 1D, 폐루프(Closed-loop) 공간 다중화 모드에서 PDSCH 스케줄링을 위한 포맷 2, 개루프(Open-loop) 공간 다중화 모드에서 PDSCH 스케줄링을 위한 포맷 2A, PUCCH 및 PUSCH를 위한 2비트 전력 조절의 TPC(Transmission Power Control) 명령의 전송을 위한 포맷 3, 및 PUCCH 및 PUSCH를 위한 1비트 전력 조절의 TPC 명령의 전송을 위한 포맷 3A 등이 있다.
도 5는 상향링크 서브프레임의 구조를 나타낸다.
도 5를 참조하면, 상향링크 서브 프레임은 주파수 영역에서 상향링크 제어 정보를 나르는 PUCCH(Physical Uplink Control Channel)가 할당되는 제어영역(region)과 사용자 데이터를 나르는 PUSCH(Physical Uplink Shared Channel)가 할당되는 데이터영역으로 나눌 수 있다.
하나의 단말에 대한 PUCCH는 서브프레임에서 자원블록(RB) 쌍(pair, 51, 52)으로 할당되고, RB 쌍에 속하는 RB들(51,52)은 2개의 슬롯들 각각에서 서로 다른 부반송파를 차지한다. 이를 PUCCH에 할당되는 RB 쌍이 슬롯 경계(slot boundary)에서 주파수 도약(frequency hopping)된다고 한다.
PUCCH는 다중 포맷을 지원할 수 있다. 즉, 변조 방식(modualtion scheme)에 따라 서브프레임당 서로 다른 비트 수를 갖는 상향링크 제어 정보를 전송할 수 있다. 예를 들어, BPSK(Binary Phase Shift Keying)을 사용하는 경우(PUCCH 포맷 1a) 1비트의 상향링크 제어 정보를 PUCCH 상으로 전송할 수 있으며, QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)을 사용하는 경우(PUCCH 포맷 1b) 2비트의 상향링크 제어 정보를 PUCCH 상으로 전송할 수 있다. PUCCH 포맷은 이외에도 포맷 1, 포맷 2, 포맷 2a, 포맷 2b 등이 있다(이는 3GPP TS 36.211 V8.2.0 (2008-03) "Technical Specification Group Radio Access Network; Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Physical Channels and Modulation (Release 8)"의 5.4절을 참조할 수 있다).
이제 다중 반송파 시스템에 대해 설명한다.
기존 3GPP LTE 시스템은 하향링크 대역폭과 상향링크 대역폭이 다르게 설정되는 경우를 지원하나, 이는 하나의 반송파(carrier)를 전제한다. 즉, 3GPP LTE 시스템은 하향링크와 상향링크에 대하여 각각 하나의 반송파가 정의되어 있는 상황에서, 하향링크의 대역폭과 상향링크의 대역폭이 다른 경우에 대해서만 지원되는 것을 의미한다. 예를 들어, 3GPP LTE 시스템은 최대 20MHz을 지원하고, 상향링크 대역폭과 하향링크 대역폭을 다를 수 있지만, 상향링크와 하향링크에 하나의 반송파 만을 지원한다.
반면, 다중 반송파 시스템은 반송파 집성(carrier aggregation)을 지원한다. 반송파 집성은 복수의 협대역 단위 반송파(component carrier, CC)를 집성하여 광대역을 구성할 수 있는 것을 의미한다. 반송파 집성은 전송 대역폭의 확장을 통해 증가되는 수율(throughput)을 지원하고, 광대역 RF(radio frequency) 소자의 도입으로 인한 비용 증가를 방지하며, 기존 시스템과의 호환성을 보장할 수 있다. 전송 대역폭의 확장은 예를 들어, 20MHz 대역폭을 갖는 단위 반송파 5개를 집성하여 최대 100Mhz의 대역폭을 지원할 수 있는 것이다.
반송파 집성은 집성이 주파수 영역에서 연속적인 반송파들 사이에서 이루어지는 인접(contiguous) 반송파 집성과 집성이 불연속적인 반송파들 사이에 이루어지는 비인접(non-contiguous) 반송파 집성으로 나눌 수 있다. 비인접 반송파 집성을 스펙트럼 집성(spectrum aggregation)이라 칭하기도 한다.
반송파 집성에 사용되는 단위 반송파들의 대역폭은 동일할 수도 있고, 서로 다를 수도 있다. 예를 들어, 40MHz 대역의 구성을 위해 20MHz 단위 반송파가 2개 사용될 수 있다. 또는 40MHz 대역의 구성을 위해 20MHz 단위 반송파 1개와 10MHz 단위 반송파 2개가 사용될 수 있다.
또한, 상향링크에 사용되는 총 대역폭과 하향링크에 사용되는 총 대역폭은 동일할 수도 있고 서로 다를 수도 있다. 예를 들어 상향링크에는 20MHz 단위 반송파 3개가 사용되어 총 대역폭 60MHz가 사용되고, 하향링크에는 20MHz 단위 반송파 5개가 사용되어 총 대역폭 100MHz 가 사용될 수 있다. 이하에서, 다중 반송파(multiple carrier) 시스템이라 함은 반송파 집성을 기반으로 하여 복수의 반송파를 지원할 수 있는 시스템을 말한다.
도 6은 다중 반송파 시스템에 사용되는 단위 반송파를 나타낸다.
도 6에서 DL-CC#1 내지 DL-CC #N(N은 자연수)은 하향링크 단위 반송파들을 나타내고, UL-CC#1 내지 UL-CC#M(M은 자연수)은 상향링크 단위 반송파들을 나타낸다. 각 단위 반송파의 주파수 대역은 다양한 값을 가질 수 있다. 예를 들어 10MHz 또는 20MHz의 값을 가질 수 있다. 상기 N과 M은 같은 값일 수도 있고 다른 값일 수도 있다. 이하에서는 N이 M보다 큰 경우를 가정한다. 하향링크 단위 반송파들과 상향링크 단위 반송파들은 기지국과 중계국 간의 백홀 링크에 사용될 수 있다.
도 7은 중계국을 도입하는 경우 백홀 링크와 액세스 링크의 종래 운영 방법의 예이다.
도 7을 참조하면, 기지국-중계국 링크 및 중계국-중계국 단말 링크에서 DL-CC#1이 서로 다른 시간에 사용되며 동시에 사용될 수는 없다. 즉, 백홀 하향링크와 액세스 하향링크에서 하나의 반송파가 TDM(Time Division Multiplexing)방식으로 운영된다.
또한, 기지국-중계국 링크 및 중계국-중계국 단말 링크에서 UL-CC#1이 서로 다른 시간에 사용되며 동시에 사용될 수는 없다. 즉, 백홀 상향링크와 액세스 상향링크에서 하나의 반송파가 TDM 방식으로 운영된다.
이러한 종래의 방식은 중계국이 기지국으로부터 신호를 수신할 수 없는 서브프레임이 존재한다는 문제가 있다. 예를 들어, 3GPP LTE FDD 시스템에서 중계국은 서브프레임 0, 4, 5, 9에서는 기지국으로부터 신호를 수신할 수 없다. 왜냐하면, 중계국은 PSS(Primary synchronization signal), SSS(Secondary synchronization signal), 페이징 메시시(paging message)와 같은 필수적인 신호를 단말에게 전송하여야 하기 때문이다.
FDD(frequency division duplex)에서 HARQ를 적용하는 경우, 단말은 서브프레임 n-4에서 수신한 데이터에 대해 서브프레임 n에서 ACK/NACK을 전송한다. 그리고 ACK/NACK에 따라 새로운 데이터 또는 재전송 데이터를 서브프레임 (n+4)에서 수신한다. 이러한 HARQ방법을 중계국에게 그대로 적용하는 경우, 중계국은 기지국으로부터 데이터를 수신할 수 없는 서브프레임이 존재하므로 문제가 될 수 있다.
도 8은 중계국이 HARQ 수행 시 기지국으로부터 신호를 수신할 수 없는 서브프레임과 그 서브프레임을 대체하여 신호를 수신할 수 있는 서브프레임을 나타낸다.
도 8에서, 각 무선 프레임의 서브프레임 인덱스를 0 내지 9로 나타내고 있다. 중계국이 세번째 DL 무선 프레임의 서브프레임 6에서 백홀 하향링크 데이터를 수신할 수 있다. 그러면 중계국은 상기 백홀 하향링크 데이터에 대한 ACK/NACK을 네번째 UL 무선 프레임의 서브프레임 0에서 전송할 수 있다. 중계국은 상기 ACK/NACK에 따른 새로운 백홀 하향링크 데이터 또는 재전송 백홀 하향링크 데이터를 네번째 DL 무선 프레임의 서브프레임 4에서 수신하여야 한다. 상술한 바와 같이 FDD의 경우 서브프레임 0, 4, 5, 9에서 중계국은 기지국의 신호를 수신할 수 없다는 제약이 있다. 따라서, 중계국은 서브프레임 4의 이전 수신 가능 서브프레임인 서브프레임 3(옵션 1) 또는 다음 수신 가능 서브프레임인 서브프레임 6(옵션 2)에서 백홀 하향링크 데이터를 수신할 수 있다.
도 9는 복수의 하향링크 단위 반송파, 하나의 상향링크 단위 반송파를 사용하는 경우 백홀 링크에서의 반송파 운영 방법의 제 1 실시예를 나타낸다.
도 9와 같이 무선통신 시스템에서 이용할 수 있는 하향링크 단위 반송파가 복수인 경우, 일부 하향링크 단위 반송파는 백홀 하향링크에 사용하고, 나머지 하향링크 단위 반송파는 액세스 하향링크에 사용할 수 있다. 상향링크 단위 반송파는 백홀 상향링크와 액세스 상향링크에서 TDM방식으로 사용될 수 있다.
예를 들어 이용 가능한 하향링크 단위 반송파가 2개(DL-CC#1, DL-CC#2)인 경우, 하나의 하향링크 단위 반송파(DL-CC#1)은 백홀 하향링크에 사용하고, 나머지 하나의 하향링크 단위 반송파(DL-CC#2)는 액세스 하향링크에 사용할 수 있다. 이 경우, DL-CC#1과 DL-CC#2는 서로 다른 주파수 대역일 수 있다. 그러면 DL-CC#1과 DL-CC#2는 동시에 사용 가능하다. 따라서, 중계국은 서브프레임 인덱스가 0, 4, 5, 9인 서브프레임에서도 기지국으로부터 신호를 수신할 수 있고 모든 서브프레임에서 액세스 하향링크 전송이 가능하다.
백홀 하향링크에 사용되는 DL-CC#1에서 백홀 하향링크 전송에 관한 하향링크 그랜트(DL grant) 또는 백홀 상향링크 전송에 관한 상향링크 그랜트(UL grant)가 전송될 수 있다. 이 때, 하향링크 그랜트 또는 상향링크 그랜트는 기지국과 단말 간에 사용되는 PDCCH와 동일한 형식의 채널을 이용하여 전송될 수 있다. 또는 하향링크 그랜트 또는 상향링크 그랜트는 R-PDCCH를 통해 전송될 수 있다. 여기서, R-PDCCH는 동일한 주파수 대역에서 신호를 전송하고 동시에 수신하는 것이 허용되지 않는 HD(half-duplex) 중계국이 기지국으로부터 제어 정보를 수신하는 제어 채널을 의미한다. R-PDCCH는 기지국이 단말로 하향링크 신호를 전송하는 서브프레임에 비해 사용할 수 있는 OFDM 심벌의 개수가 적은 서브프레임에 적용될 수 있으며 PDCCH와 비교하여 서브프레임 내의 구조가 상이할 수 있다. 즉, R-PDCCH는 서브프레임에서 최초 소정 개수 예를 들면 2개의 OFDM 심벌 이후의 연속하는 OFDM 심벌들(예를 들어 2개나 3개)에 할당될 수 있다. 이하에서, 하향링크 그랜트 또는 상향링크 그랜트는 PDCCH 또는 R-PDCCH로 전송될 수 있고, 어느 채널 형식으로 전송될 것인지는 상위 시그널링(예컨대, RRC(radio resource control))을 통해 중계국에게 알려주거나, 사전에 미리 설정되어 운영될 수 있다. R-PDSCH는 중계국이 기지국으로부터 데이터(경우에 따라 제어 정보도 포함)를 수신하는 데이터 채널을 의미한다. R-PDSCH는 R-PDCCH가 전송되는 OFDM 심벌들 이후의 OFDM 심벌들에서 전송될 수 있다.
도 10은 복수의 하향링크 단위 반송파, 하나의 상향링크 단위 반송파를 사용하는 경우 백홀 링크에서의 반송파 운영 방법의 제 2 실시예를 나타낸다.
도 10을 참조하면, 무선통신 시스템에서 이용할 수 있는 하향링크 단위 반송파가 복수인 경우, 상기 복수의 하향링크 단위 반송파 전부를 백홀 하향링크와 액세스 하향링크에 사용하되, 백홀 하향링크와 액세스 하향링크에 TDM 방식으로 사용한다. 상향링크 단위 반송파는 백홀 상향링크와 액세스 상향링크에서 TDM방식으로 사용될 수 있다. 이러한 이용 방법에서 서브프레임 인덱스가 0, 4, 5, 9인 서브프레임은 중계국이 기지국으로부터 신호를 수신하는데 사용될 수 없다.
중계국은 2개의 하향링크 단위 반송파로부터 백홀 하향링크 데이터를 수신할 수 있는데, 상기 백홀 하향링크 데이터에 대한 ACK/NACK은 하나의 상향링크 단위 반송파를 통해 전송하여야 하는 문제가 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 중계국은 복수의 하향링크 단위 반송파로부터 전송된 백홀 하향링크 데이터에 대한 ACK/NACK을 번들링하거나 다중화한 후 하나의 상향링크 단위 반송파를 이용하여 전송할 수 있다.
이하의 도면에서, 설명의 편의상 백홀 링크에 사용될 수 있는 하향링크 서브프레임(DL subframe)과 상향링크 서브프레임(UL subframe)의 수 (각각 1 단위 반송파를 기준으로 했을 경우)가 동일하다고 가정한다. BH n(n은 자연수)은 백홀 링크 HARQ 프로세스 n을 나타낸다. n은 백홀 링크 HARQ 프로세스 넘버를 나타낸다. 예를 들어, BH1은 백홀 링크 HARQ 프로세스 1을 의미한다.
서브프레임 할당에 따라서 HARQ 프로세스 넘버가 서브프레임 인덱스와 일대일로 매핑(mapping)되지 않을 수 있다. 즉 하향링크 서브프레임의 개수는 많고 상향링크 서브프레임의 개수는 적은 경우에는 하향링크(DL):상향링크(UL) 비율이 서로 다르기 때문에 이하의 도면에 표시된 것처럼 일정한 서브프레임 간격을 두고 백홀 링크 HARQ 프로세스 넘버가 고정된 값을 갖지 않을 수 있다.
특히 상향링크 서브프레임의 개수가 적을 경우, 하향링크 서브프레임에서 전송한 백홀 하향링크 데이터에 대한 백홀 상향링크 ACK/NACK을, 사용 가능하고 가장 먼저 오는 상향링크 서브프레임에서 전송할 수 있다. 이 경우에 다수개의 하향링크 서브프레임이 상향링크 서브프레임에 대응될 수 있으며 다수의 백홀 상향링크 ACK/NACK을 전송하는 방법이 필요하다. 이러한 방법의 예로 ACK/NACK 번들링(bundling) 또는 ACK/NACK 다중화(multiplexing)/채널 셀렉션(channel selection) 등이 사용될 수 있다.
DL-CC의 서브프레임 내에 표시된 RX는 중계국이 기지국으로부터 백홀 하향링크 신호를 수신한다는 의미이고, TX는 중계국이 중계국 단말에게 액세스 하향링크 신호를 전송한다는 의미이다. UL-CC의 서브프레임 내에 표시된 TX는 중계국이 기지국으로 백홀 상향링크 신호를 전송한다는 의미이며 RX는 중계국이 중계국 단말로부터 액세스 상향링크 신호를 수신한다는 의미이다. 서브프레임 내에 표시된 ‘A’는 해당 무선자원이 백홀 링크에는 사용되지 않으며 액세스 링크에만 사용될 수 있다는 의미이다.
일부 도면에서 설명의 편의상 모든 서브프레임에 대해서 백홀 링크 및 액세스 링크 중 어느 링크에 사용되는지 그 용도를 지정하였으나 이것은 모든 서브프레임이 사용된다는 의미는 아니다. 즉, 일부 서브프레임만 백홀 링크 또는 액세스 링크에 할당되어 사용될 수 있다. 이는 백홀 링크 또는 액세스 링크의 부하에 따라서 할당 서브프레임의 수가 달라질 수 있다는 것을 의미한다. 즉 경우에 따라서 ‘A1’과 ‘BH1’만 정의될 수 있다.
서브프레임 인덱스는 해당 프레임 내에서 순차적으로 0에서 9까지 할당될 수 있으나 이하의 도면에서는 설명의 편의를 위하여 연속된 프레임의 서브프레임 인덱스를 오름차순으로 연속적으로 표시하였다.
도 11 및 도 12는 도 10에서 설명한 반송파 운영 방법을 사용하여 HARQ를 수행하는 방법을 나타낸다.
도 11 및 도 12를 참조하면, DL-CC#1과 DL-CC#2에서 백홀 링크 HARQ 프로세스(이하 HARQ 프로세스)가 정렬되어 있다. 즉, 동일한 서브프레임 인덱스를 가지는 각 하향링크 단위 반송파의 서브프레임에서 동일한 HARQ 프로세스가 진행된다.
도 11 및 도 12를 참조하면, 중계국은 DL-CC#1의 서브프레임 2, DL-CC#2의 서브프레임 2에서 BH1(HARQ 프로세스 1)에 대한 하향링크 그랜트, 백홀 하향링크 데이터를 수신한다. 상기 서브프레임 2에서 백홀 하향링크 데이터는 R-PDSCH를 통해 기지국으로부터 전송되는데, R-PDSCH는 기지국이 중계국에게 데이터를 전송하는 경우 사용하는 PDSCH를 의미한다.
이러한 경우, 중계국은 DL-CC#1, DL-CC#2를 통해 수신한 백홀 하향링크 데이터에 대한 ACK/NACK을 서브프레임 6에서 번들링(bundling)하거나 다중화(multiplexing)하여 전송한다. 이러한 ACK/NACK은 중계국이 기지국으로 상향링크 신호를 전송하는 R-PUCCH를 통해 전송될 수 있다. R-PUCCH는 단말이 기지국으로 상향링크 신호를 전송하는 PUCCH에 비해 사용할 수 있는 SC-FDMA 심벌의 개수가 적을 수 있다. 또한 R-PUCCH정보는 항상 R-PUSCH로 전송될 수 있다. 즉 백홀 하향링크 전송 에 대한 백홀 상향링크 ACK/NACK은 항상 R-PUSCH로 전송된다. 백홀 링크에 사용되는 하향링크 서브프레임과 과 상향링크 서브프레임은 데이터를 전송하는 서브프레임일 확률이 높다. 따라서, 백홀 하향링크 전송 에 대한 백홀 상향링크 ACK/NACK이 전송되는 상향링크 서브프레임에는항상 R-PUSCH가 존재할 가능성이 높다는 가정 하에 백홀 상향링크 ACK/NACK을 항상 R-PUSCH로 전송할 수 있다. 만약 R-PUSCH가 존재하지 않는다면 데이터가 할당되지 않은 R-PUSCH를 강제로 스케줄링하고 그 곳에 백홀 상향링크 ACK/NACK을 전송하는 방법이 가능하다. 이하에서 ACK/NACK은 백홀 링크에서 기지국과 중계국 간에 전송되는 것으로 백홀 상향링크 ACK/NACK 또는 백홀 하향링크 ACK/NACK을 의미한다.
번들링을 사용하는 경우, 예를 들어, DL-CC#1에서 전송된 백홀 하향링크 데이터, DL-CC#2에서 전송된 백홀 하향링크 데이터 모두 수신에 성공한 경우에는 ‘1’을 전송하고 그 외의 경우에는 ‘0’을 전송할 수 있다. 기지국은 ‘1’을 수신하면 2개의 DL- CC에서 전송한 백홀 하향링크 데이터들의 수신이 모두 성공하였다는 것을 알 수 있다. ‘0’을 수신한 경우, 어느 DL-CC에서 전송한 백홀 하향링크 데이터의 수신을 실패하였는지 알 수 없으므로 모든 DL-CC에서 다시 백홀 하향링크 데이터를 재전송할 수 있다.
다중화 방식을 사용하는 경우, 각 DL-CC에 대한 ACK/NACK을 서로 다른 자원을 사용하여 전송한다. 따라서, 기지국은 각 DL-CC에서 전송한 백홀 하향링크 데이터에 대하여 중계국의 수신 성공여부를 알 수 있다. 다중화 방식은 ACK/NACK 전송에 사용되는 무선자원의 양이 번들링 방식에 비해 증가하나 각 DL-CC에서 백홀 하향링크 데이터의 수신 여부를 알 수 있다는 장점이 있다. 기지국은 NACK이 수신된 DL-CC에 대해서만 백홀 하향링크 데이터를 재전송할 수 있다.
중계국은 ACK/NACK에 따라 새로운 백홀 하향링크 데이터 또는 재전송되는 백홀 하향링크 데이터를 수신할 수 있다. 이 때, 새로운 백홀 하향링크 데이터 또는 재전송되는 백홀 하향링크 데이터를 수신하는 서브프레임이 중계국 단말에게 필수 정보를 전송하여야 하는 서브프레임과 겹치는 충돌이 발생할 수 있다. 충돌이 발생하는 경우, 기지국은 해당 데이터의 전송 시점을 이동(shift)시켜 도 11과 같이 다음 수신 가능 서브프레임(서브프레임 12) 또는 도 12와 같이 이전 수신 가능 서브프레임(서브프레임 8)에서 전송할 수 있다.
도 13은 복수의 하향링크 단위 반송파, 하나의 상향링크 단위 반송파를 사용하는 경우 백홀 링크에서의 반송파 운영 방법의 제 3 실시예를 나타낸다.
도 13을 참조하면, 무선통신 시스템에서 이용할 수 있는 하향링크 단위 반송파가 복수인 경우, 상기 복수의 하향링크 단위 반송파 중 적어도 하나는 백홀 하향링크에 전용으로 사용하고, 나머지 하향링크 단위 반송파는 백홀 하향링크와 액세스 하향링크에 TDM 방식으로 사용할 수 있다. 상향링크 단위 반송파는 백홀 상향링크와 액세스 상향링크에서 TDM방식으로 사용될 수 있다.
예를 들어, 하향링크 단위 반송파가 2개(DL-CC#1, DL-CC#2)이고, 상향링크 단위 반송파가 1개(UL-CC#1)인 경우, DL-CC#1, DL-CC#2, UL-CC#1은 서로 다른 주파수 대역을 가질 수 있다. 이 때 DL-CC#1은 백홀 하향링크에 전용으로 사용하고, DL-CC#2는 백홀 하향링크와 액세스 하향링크에 TDM 방식으로 사용할 수 있다. 이러한 반송파 운영 방법을 이용하는 경우, 중계국은 DL-CC#1을 통해서는 어느 서브프레임에서나 백홀 하향링크 데이터를 수신할 수 있다. 반면, DL-CC#2를 통해서는 백홀 하향링크 데이터를 수신할 수 없는 서브프레임이 존재한다.
이를 해결하기 위해, 중계국이 백홀 링크에서 HARQ를 수행하는 경우, DL-CC#2, UL-CC#1에 대해 백홀 링크에 사용할 수 있는 서브프레임과 액세스 링크에 사용할 수 있는 서브프레임을 구분하여 사용할 수 있다. 예컨대, 서브프레임 인덱스가 짝수인 서브프레임은 백홀 링크에 서브프레임 인덱스가 홀수인 서브프레임은 액세스 링크에 할당할 수 있다. 그러나 이는 예시일 뿐이고 다른 방법으로 구분할 수도 있다. 중계국은 DL-CC#2에서 기지국으로부터 신호를 수신할 수 없는 서브프레임에서는 DL-CC#1을 통해 기지국으로부터 신호를 수신하는 방식으로 HARQ를 수행할 수 있다.
도 14는 제 3 실시예에서 TDM 방식으로 운영되는 하향링크 단위 반송파를 주반송파(primary carrier)로 사용하는 경우 각 반송파 서브프레임에서 동작을 나타낸다.
도 14에서 DL-CC#2는 백홀 하향링크와 액세스 하향링크에서 TDM 방식으로 모두 사용될 수 있는 하향링크 단위 반송파라는 점에서 백홀 하향링크에만 전용으로 사용되는 DL-CC#1과 구별된다. 이 때, 백홀 하향링크에서의 데이터 수신에 DL-CC#2를 주반송파로 사용하고 DL-CC#1은 DL-CC#2에서 백홀 하향링크 데이터를 수신할 수 없는 경우에 보충적으로 사용할 수 있다. 즉, 중계국은 DL-CC#1의 모든 서브프레임에서 기지국으로부터 신호를 수신할 수 있기는 하나, 보충적으로 사용하는 것이다.
무선 프레임을 구성하는 서브프레임은 홀수 인덱스를 가지는 서브프레임과 짝수 인덱스를 가지는 서브프레임으로 구분할 수 있다. 이러한 경우, 예컨대, 홀수 인덱스를 가지는 서브프레임(예컨대 서브프레임 1, 3, 5 등)은 액세스 하향링크에 사용하고, 짝수 인덱스를 가지는 서브프레임(서브프레임 0, 2, 4 등)은 백홀 하향링크에 사용할 수 있다.
이하, 백홀 링크와 액세스 링크에서 HARQ 주기가 8 서브프레임인 경우를 가정한다.
도 15는 제 3 실시예에서 백홀 상향링크 HARQ 수행 방법을 나타낸다.
도 15를 참조하면, 중계국은 예컨대, DL-CC#2의 서브프레임 2에서 기지국으로부터 HARQ 프로세스 1에 대한 상향링크 그랜트를 수신할 수 있다. 중계국은 UL-CC#1의 서브프레임 6에서 HARQ 프로세스 1에 대한 백홀 상향링크 데이터를 전송한다. 기지국은 상기 백홀 상향링크 데이터에 대한 ACK/NACK을 DL-CC#2의 서브프레임 10에서 전송하지 않고 DL-CC#1의 서브프레임 10에서 전송한다. DL-CC#2의 서브프레임 10에서 중계국은 중계국 단말에게 필수정보를 전송하여야 하므로 기지국으로부터 백홀 하향링크 신호를 수신할 수 없기 때문이다. DL-CC#1은 백홀 하향링크에 전용으로 사용되는 단위 반송파이고 DL-CC#2와 서로 다른 주파수 대역을 가지므로 중계국은 DL-CC#1의 서브프레임 10에서 기지국이 전송하는 ACK/NACK을 수신할 수 있다. 기지국은 이러한 ACK/NACK을 DL-CC#1의 서브프레임 10에 포함된 PHICH를 통해 전송할 수 있다. 중계국은 UL-CC#1의 서브프레임 14에서 HARQ 프로세스 1에 대한 백홀 상향링크 데이터를 재전송하거나 새로운 백홀 상향링크 데이터를 전송할 수 있다. 마찬가지로 HARQ 프로세스 3(BH3)도 진행된다.
도 15 이후의 도면에서 PHICH는 ACK/NACK을 전송하는 채널뿐만 아니라 그와 동일한 의미를 가지는 채널을 포함하는 의미로 사용된다. 예를 들어 NDI(New data indicator)가 바뀌지 않은 (토글되지 않은) 상향링크 그랜트는 PHICH의 ACK/NACK의 역할을 수행할 수 있다.
도 16은 제 3 실시예에서 백홀 하향링크 HARQ 수행방법을 나타낸다.
도 16을 참조하면, 중계국은 DL-CC#2의 서브프레임 2에서 하향링크 그랜트와 상기 하향링크 그랜트가 지시하는 무선자원을 통해 백홀 하향링크 데이터를 수신한다. 중계국은 UL-CC#1의 서브프레임 6에서 상기 백홀 하향링크 데이터에 대한 ACK/NACK을 기지국으로 전송한다. 기지국은 DL-CC#2의 서브프레임 10이 아니라 DL-CC#1의 서브프레임 10에서 상기 ACK/NACK에 따라 새로운 백홀 하향링크 데이터를 전송하거나 백홀 하향링크 데이터를 재전송한다. 이 때, 기지국은 DL-CC#1에서 단말에게 신호를 전송할 때 사용하는 PDSCH와 동일한 포맷을 사용할 수 있다. DL-CC#2와 달리 DL-CC#1은 송수신 스위칭에 따른 보호 구간이 불필요하기 때문이다.
상술한 예에서, 기지국이 DL-CC#1, DL-CC#2를 모두 이용하여 백홀 하향링크데이터를 전송하는 것도 가능하다. 예를 들어, 기지국이 DL-CC#1의 서브프레임 1, 2와 DL-CC#2의 서브프레임 2를 통해 동시에 백홀 하향링크 데이터를 전송할 수도 있다. 복수의 서브프레임(서로 다른 하향링크 단위 반송파에 속하는)으로부터 수신한 백홀 하향링크 데이터에 대한 ACK/NACK을 중계국은 번들링 또는 다중화를 통해 하나의 상향링크 단위 반송파를 이용하여 전송할 수 있다. 이 때, 번들링은 2개의 서브프레임을 단위로 수행될 수 있다. 액세스 링크와 백홀 링크에 할당되는 서브프레임을 홀수 또는 짝수 서브프레임 인덱스를 가지는 서브프레임으로 구분하였기 때문이다.
그리고 DL-CC#1의 서브프레임 9 또는 10에서는 DL-CC#1의 서브프레임 1, 2에서 전송한 백홀 하향링크 데이터뿐 아니라 DL-CC#2의 서브프레임 2에서 전송한 백홀 하항링크 데이터를 재전송할 수 있도록 설계되어야 한다.
이하에서는 백홀 전용 하향링크 반송파를 주 반송파(primary carrier)로 사용하고, 백홀 하향링크 및 액세스 하향링크에서 TDM 방식으로 사용되는 하향링크 반송파를 보충적 반송파(secondary carrier)로 사용하는 경우 백홀 링크에서의 HARQ 수행 방법을 설명한다.
도 17은 제 3 실시예에서 DL-CC#1을 주 반송파로 하는 경우 각 반송파 서브프레임에서 동작을 나타내는 제 4 실시예이다.
기지국은 DL-CC#1을 통해 모든 서브프레임에서 백홀 하향링크 신호를 전송할 수 있다. 즉, 중계국은 DL-CC#1의 모든 서브프레임에서 백홀 하향링크 신호를 수신할 수 있다. 도 17에서는 DL-CC#1의 하나의 무선 프레임 내에서 4개의 HARQ 프로세스가 수행되는 경우를 예시하고 있다. 예를 들어, DL-CC#1의 서브프레임 1, 9, 17 또는 서브프레임 2, 10, 18에서 HARQ 프로세스 1이 수행될 수 있고, 서브프레임 3, 11, 19, 또는 서브프레임 4, 12, 20에서 HARQ 프로세스 2가 수행될 수 있다. HARQ 프로세스 3, 4도 마찬가지로 8 서브프레임을 주기로 수행될 수 있다.
또한, 중계국은 DL-CC#2에서 서브프레임 인덱스가 0, 4, 5, 9이 아니고, 짝수 서브프레임 인덱스를 가지는 서브프레임에서 백홀 하향링크 신호를 보충적 또는 추가적으로 수신할 수 있다. DL-CC#2의 서브프레임에서 수신되는 백홀 하향링크 신호는 동일한 서브프레임 인덱스를 가지는 DL-CC#1의 서브프레임에서 수행되는 HARQ 프로세스에 관한 것일 수 있다. 즉, DL-CC#2의 서브프레임 2에서 수신되는 백홀 하향링크 신호는 DL-CC#1의 서브프레임 2에서 수행되는 HARQ 프로세스에 관한 것이다.
중계국은 DL-CC#1을 통해서는 단말과 동일한 PDCCH, PDSCH 포맷을 이용하여 백홀 하향링크 신호를 수신할 수 있고, DL-CC#2를 통해서는 단말과 다른 R-PDCCH, R-PDSCH 포맷을 이용하여 백홀 하향링크 신호를 수신할 수 있다.
도 18은 제 4 실시예에서 백홀 하향링크 HARQ 수행방법을 나타낸다.
도 18을 참조하면, 중계국은 DL-CC#1의 서브프레임 1, 2에서 각각 하향링크 그랜트, 하향링크 그랜트에 의해 지시되는 무선자원을 통해 백홀 하향링크 데이터를 수신할 수 있다. 또한, DL-CC#2의 서브프레임 2에서 백홀 하향링크 데이터를 수신할 수 있다. DL-CC#1에서는 단말과 동일한 포맷의 PDSCH를 통해 백홀 하향링크 데이터를 수신할 수 있고, DL-CC#2에서는 중계국에 사용되는 R-PDSCH를 통해 백홀 하향링크 데이터를 수신할 수 있다.
중계국은 UL-CC#1의 서브프레임 6에서 상기 백홀 하향링크 데이터들에 대한 ACK/NACK을 전송한다. 이 경우, ACK/NACK은 R-PUCCH를 통해 전송될 수 있다. 이 때, DL-CC#1에서 수신한 PDCCH의 무선자원에 따라 R-PUCCH 상에서 ACK/NACK이 전송되는 무선자원이 결정될 수 있다. 예를 들면 PDCCH의 CCE인덱스에 기반하여 R-PUCCH 상으로 전송되는 ACK/NACK 할당 무선자원이 결정될 수 있다. 또한, DL-CC#2에서 수신한 R-PDCCH의 무선자원에 따라 R-PUCCH 상에서 ACK/NACK이 전송되는 무선자원이 결정될 수 있다.
기지국은 DL-CC#1의 서브프레임 9에서 DL-CC#1의 서브프레임 1의 백홀 하향링크 데이터를 재전송하거나 새로운 백홀 하향링크 데이터를 전송할 수 있다. 또한, DL-CC#1의 서브프레임 10에서 DL-CC#1의 서브프레임 2의 백홀 하향링크 데이터를 재전송하거나 새로운 백홀 하향링크 데이터를 전송할 수 있다. DL-CC#1의 서브프레임 9 또는 10에서 DL-CC#2의 서브프레임 2에서 전송한 백홀 하향링크 데이터를 재전송할 수도 있다.
도 19는 제 4 실시예에서 백홀 상향링크 HARQ 수행방법을 나타낸다.
도 19를 참조하면, 중계국은 동일한 HARQ 프로세스에 참여하는 복수의 서브프레임들로부터 동일한 상향링크 그랜트를 수신할 수 있다. 예를 들어 HARQ 프로세스 1(BH 1)에 참여하는 DL-CC#1의 서브프레임 1, 2 및 DL-CC#2의 서브프레임 2로부터 동일한 상향링크 그랜트를 수신할 수 있다.
이 때, 상기 상향링크 그랜트는 DL-CC#1의 서브프레임 n에 대해서 (n+5) 또는 (n+4)인 UL-CC#1의 서브프레임을 지시할 수 있다. 상기 예에서 상기 상향링크 그랜트로부터 UL-CC#1의 서브프레임 6의 무선자원이 결정될 수 있다. 즉, 중계국은 UL-CC#1의 서브프레임 6의 R-PUSCH를 통해 백홀 상향링크 데이터를 기지국으로 전송한다.
또는 동일한 HARQ 프로세스에 참여하는 복수의 서브프레임 중 백홀 링크에 전용으로 사용되는 하향링크 반송파에 포함되는 어느 하나의 서브프레임으로부터만 상향링크 그랜트를 수신할 수도 있다.
기지국은 DL-CC#1의 서브프레임 10의 PHICH를 통해 ACK/NACK을 전송할 수 있다. 이 때 DL-CC#2의 서브프레임 10에서 기지국이 ACK/NACk을 전송하여도 중계국이 수신할 수 없다. 따라서, 기지국은 DL-CC#2의 서브프레임 10에서는 ACK/NACK을 전송하지 않는다.
도 20은 제 3 실시예에서 DL-CC#1을 주 반송파로 하는 경우, 각 반송파 서브프레임에서 동작을 나타내는 제 5 실시예이다.
도 17의 제 4 실시예와 비교하여 차이점은 DL-CC#1에서 8개의 HARQ 프로세스가 수행된다는 점이다. 예를 들어, DL-CC#1의 서브프레임 2, 10, 18에서는 HARQ 프로세스 1이 수행되고, 서브프레임 0, 8, 16에서는 HARQ 프로세스 2가 수행된다. 또한, 중계국은 DL-CC#2에서 서브프레임 인덱스가 0, 4, 5, 9이 아니고, 짝수 서브프레임 인덱스를 가지는 서브프레임에서 백홀 하향링크 신호를 보충적 또는 추가적으로 수신할 수 있다. DL-CC#2의 서브프레임에서 수신되는 백홀 하향링크 신호는 동일한 서브프레임 인덱스를 가지는 DL-CC#1의 서브프레임에서 수행되는 HARQ 프로세스에 관한 것일 수 있다.
중계국은 DL-CC#1을 통해서는 단말과 동일한 PDCCH, PDSCH 포맷을 이용하여 백홀 하향링크 신호를 수신할 수 있고, DL-CC#2를 통해서는 단말과 다른 R-PDCCH, R-PDSCH 포맷을 이용하여 백홀 하향링크 신호를 수신할 수 있다.
도 21은 제 5 실시예에서 백홀 하향링크 HARQ 수행방법을 나타낸다.
도 21을 참조하면, 중계국은 DL-CC#1의 서브프레임 1, 2에서 각각 하향링크 그랜트, 하향링크 그랜트에 의해 지시되는 무선자원을 통해 백홀 하향링크 데이터를 수신할 수 있다. 이 때, 도 18과 달리 상기 서브프레임 1에서 전송되는 백홀 하향링크 데이터와 상기 서브프레임 2에서 전송되는 백홀 하향링크 데이터는 서로 다른 HARQ 프로세스에 관한 데이터일 수 있다. 또한, DL-CC#2의 서브프레임 2에서 백홀 하향링크 데이터를 수신할 수 있다. DL-CC#1에서는 단말과 동일한 포맷의 PDSCH를 통해 백홀 하향링크 데이터를 수신할 수 있고, DL-CC#2에서는 중계국에 사용되는 R-PDSCH를 통해 백홀 하향링크 데이터를 수신할 수 있다.
중계국은 UL-CC#1의 서브프레임 6에서 상기 백홀 하향링크 데이터들에 대한 ACK/NACK을 전송한다. 이 경우, ACK/NACK은 R-PUCCH를 통해 전송될 수 있다. 이 때, DL-CC#1에서 수신한 PDCCH의 무선자원에 따라 R-PUCCH 상에서 ACK/NACK이 전송되는 무선자원이 결정될 수 있다. 예를 들면 PDCCH의 CCE인덱스에 기반하여 R-PUCCH 상으로 전송되는 ACK/NACK 할당 무선자원이 결정될 수 있다. 또한, DL-CC#2에서 수신한 R-PDCCH의 무선자원에 따라 R-PUCCH 상에서 ACK/NACK이 전송되는 무선자원이 결정될 수 있다.
기지국은 DL-CC#1의 서브프레임 9에서 DL-CC#1의 서브프레임 1의 백홀 하향링크 데이터를 재전송하거나 새로운 백홀 하향링크 데이터를 전송할 수 있다. 또한, DL-CC#1의 서브프레임 10에서 DL-CC#1의 서브프레임 2의 백홀 하향링크 데이터를 재전송하거나 새로운 백홀 하향링크 데이터를 전송할 수 있다. DL-CC#1의 서브프레임 9 또는 10에서 DL-CC#2의 서브프레임 2에서 전송한 백홀 하향링크 데이터를 재전송할 수도 있다.
도 22는 제 5 실시예에서 백홀 상향링크 HARQ 수행방법을 나타낸다.
도 22는 도 19와 비교하여 DL-CC#1에서 수행되는 HARQ 프로세스의 수가 8개라는 점에서 차이가 있다. 즉, 본 발명은 백홀 링크에 전용으로 사용되는 DL-CC에서 수행되는 HARQ 프로세스의 개수가 다양하게 변경될 수 있다.
도 23은 백홀 하향링크에 하나의 백홀 전용 단위 반송파, 백홀 상향링크 및액세스 상향링크에 TDM 방식의 상향링크 반송파를 사용하는 경우, 백홀 하향링크 HARQ 수행 방법을 나타낸다.
도 23을 참조하면, 중계국은 백홀 하향링크 데이터를 수신한 DL-CC#1의 서브프레임 인덱스가 n인 경우, UL-CC#1의 (n+4) 또는 (n+5)서브프레임에서 ACK/NACK을 전송할 수 있다. 중계국은 DL-CC#1의 복수의 서브프레임에서 수신한 백홀 하향링크 데이터에 대한 ACK/NACK을 번들링 또는 다중화하여 UL-CC#1을 통해 전송할 수 있다.
예를 들어, 중계국은 백홀 링크에 전용으로 사용되는 DL-CC#1의 서브프레임 1에서는 HARQ 프로세스 5에 대한 백홀 하향링크 데이터를 수신하고, 서브프레임 2에서는 HARQ 프로세스 1에 대한 백홀 하향링크 데이터를 수신한다. 이러한 경우, DL-CC#1의 서브프레임 1, 2에 대한 ACK/NACK은 UL-CC#1의 서브프레임 6에서 전송된다. 즉, 백홀 링크에 사용되는 서브프레임 인덱스가 짝수인 하나의 서브프레임에서 번들링 또는 다중화되어 전송될 수 있다.
도 24는 백홀 하향링크에 하나의 백홀 전용 단위 반송파, 백홀 상향링크 및액세스 상향링크에 TDM 방식의 상향링크 반송파를 사용하는 경우, 백홀 상향링크 HARQ 수행 방법을 나타낸다.
도 24를 참조하면, 중계국은 상향링크 그랜트를 DL-CC#1의 서브프레임 n에서 수신하는 경우, UL-CC#1의 (n+4) 또는 (n+5)서브프레임에서 백홀 상향링크 데이터를 전송할 수 있다. 즉, 중계국은 DL-CC#1의 복수의 서브프레임에서 동일한 UL-CC#1의 서브프레임을 지시하는 상향링크 그랜트를 수신할 수 있다. 수신한 상향링크 그랜트에 의해 지시되는 UL-CC#1의 서브프레임에서 중계국은 백홀 상향링크 데이터를 전송한다. 그리고, 백홀 상향링크 데이터를 전송한 서브프레임 인덱스로부터 4 서브프레임 이후에 Dl-CC#1으로부터 ACK/NACK을 수신할 수 있다.
예를 들어, 중계국은 백홀 링크에 전용으로 사용되는 DL-CC#1의 서브프레임 1에서는 HARQ 프로세스 5에 대한 상향링크 그랜트를 수신하고, 서브프레임 2에서는 HARQ 프로세스 1에 대한 상향링크 그랜트를 수신한다. 이러한 경우, 상향링크 그랜트는 동일한 UL-CC#1의 서브프레임 6을 지시할 수 있다. 중계국은 UL-CC#1의 서브프레임 6에서 HARQ 프로세스 1, 5에 대한 백홀 상향링크 데이터를 전송할 수 있다. 그리고, 상기 백홀 상향링크 데이터에 대한 ACK/NACK은 DL-CC#1의 서브프레임 10의 PHICH에서 수신할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 다중반송파 시스템에서 백홀 링크와 액세스 링크의 단위 반송파 이용 방법에 대해 설명한다.
도 25는 기지국과 중계국 간의 시그널링 과정을 나타낸다.
기지국은 중계국에게 단위 반송파 링크 적용 정보를 전송한다(S250). 여기서, 단위 반송파 링크 적용 정보는 특정 단위 반송파가 백홀 링크 및 액세스 링크 중 어느 링크에 사용되는지를 나타내는 정보이다.
예를 들어, 백홀 하향링크에 DL-CC#2가 사용되고, 액세스 하향링크에 DL-CC#1, DL-CC#2가 사용되는 경우를 가정하자. 이러한 경우, DL-CC#2는 백홀 하향링크와 액세스 하향링크에 모두 사용되기 때문에 중계국은 TDM 형태로 DL-CC#2를 사용하여야 한다. 즉, 중계국은 DL-CC#2에 대해 서로 다른 시간 자원(서로 다른 서브프레임이나 OFDM 심벌)을 사용하여 백홀 하향링크 신호를 수신하고 액세스 하향링크 신호를 전송하여야 한다. 또한, 중계국은 기지국으로부터 백홀 하향링크 신호를 수신하려는 서브프레임에서 최초 소정 개수의 OFDM 심벌(예컨대, 최초 2개의 OFDM 심벌)은 중계국 단말에 대한 액세스 하향링크 신호를 전송하는데 사용한 후, 나머지 OFDM 심벌을 이용하여 백홀 하향링크 신호를 수신하여야 한다. 그런데, 이러한 TDM 방식을 적용하는 경우 백홀 하향링크에 가용할 수 있는 시간 자원이 줄어들게 된다. 만약 백홀 하향링크에서 전송하여야 하는 정보량이 증가하는 경우, 백홀 하향링크에 전용으로 사용하는 단위 반송파를 설정하는 것이 바람직하다. 이 때, 기지국은 단위 반송파 링크 적용 정보를 통하여 중계국이 DL-CC#2를 백홀 하향링크에만 사용하고, 액세스 하향링크에는 사용하지 않도록 할 수 있다. 즉, DL-CC#2의 용도를 백홀 하향링크에 한정하고, 액세스 하향링크에는 사용을 제한하는 것이다. 단위 반송파 링크 적용 정보의 활용 예에 대해서는 상세히 후술한다.
기지국은 단위 반송파 링크 적용 정보를 물리 계층 신호 예컨대 DL-CC#2의 R-PDCCH를 통해 전송할 수 있다. 또는 RRC, MIB(master information block), SIB(system information block)와 같은 상위 계층 신호로 전송할 수 있는데 이 경우에는 DL-CC#2의 R-PDSCH를 통해 전송할 수 있다. 이 때, 단위 반송파 링크 적용 정보가 PDCCH, PDSCH 채널 형태가 아니라 R-PDCCH, R-PDSCH 채널 형태로 전송되는 이유는 상기 예에서 DL-CC#2가 백홀 하향링크에 전용으로 사용되는 상태가 아니라 백홀 하향링크 및 액세스 하향링크에 TDM 형태로 사용되는 상태에서 단위 반송파 링크 적용 정보가 전송되기 때문이다.
중계국은 단위 반송파 링크 적용 정보에 따라 백홀 링크의 단위 반송파 및 액세스 링크의 단위 반송파에 대해 신호를 송/수신하는 링크를 적용한다(S251). 단위 반송파 링크 적용 정보에 따라 기지국-중계국은 백홀 신호를 전송하고(S252), 중계국-중계국 단말은 액세스 신호를 전송한다(S253).
이하에서는 중계국이 단위 반송파 링크 적용 정보에 따라 백홀 링크 및 액세스 링크에서 어떠한 방식으로 단위 반송파를 이용할 수 있는지를 설명한다.
도 26 및 도 27은 백홀 링크와 액세스 링크의 단위 반송파 이용 방법의 일 예를 나타낸다.
도 26을 참조하면, 기지국은 DL-CC#1, DL-CC#2를 이용하여 매크로 단말(Ma-UE)에게 하향링크 신호를 전송한다. 또한, 기지국은 DL-CC#2를 이용하여 중계국에게 백홀 하향링크 신호를 전송할 수 있다. 중계국은 DL-CC#2를 통해 백홀 하향링크 신호를 수신하고, DL-CC#1, DL-CC#2를 통해 액세스 하향링크 신호를 중계국 단말(RS-UE)에게 전송할 수 있다. 이 때, 중계국 입장에서 DL-CC#1은 액세스 하향링크 전용의 단위 반송파이고, DL-CC#2는 백홀 하향링크와 액세스 하향링크에 모두 사용되는 공용 단위 반송파이다.
따라서, 중계국은 DL-CC#1의 경우 액세스 하향링크에서, 기지국이 매크로 단말에게 전송하는 제어 채널(PDCCH), 데이터 채널(PDSCH)과 동일한 형태로 중계국 단말에게 제어 채널 및 데이터 채널을 전송할 수 있다. 또한 중계국은 DL-CC#2를 TDM 방식으로 이용한다. 그러므로 기지국이 DL-CC#2에서 중계국으로 전송하는 제어 채널, 데이터 채널은 매크로 단말에게 전송하는 제어 채널(PDCCH), 데이터 채널(PDSCH)과 구조가 상이할 수 있다. 즉, DL-CC#2에서 중계국으로 전송되는 제어 채널은 R-PDCCH 형태이고, 데이터 채널은 R-PDSCH 형태일 수 있다.
도 26과 같이 단위 반송파를 이용하는 상황에서 기지국은 예를 들면, 백홀 하향링크에 보다 많은 무선자원을 할당하거나 또는 백홀 하향링크 신호와 매크로 단말에게 전송하는 하향링크 신호와의 다중화를 용이하게 하기 위하는 등의 이유로 DL-CC#2를 백홀 링크에 전용으로 사용할 필요가 있을 수 있다.
이러한 경우 기지국은 DL-CC#2의 R-PDCCH(물리 계층 신호의 경우), 또는 R-PDSCH(상위 계층 신호의 경우)를 통해 단위 반송파 링크 적용 정보를 전송하여 DL-CC#2의 액세스 하향링크 적용을 배제할 수 있다. 즉, 도 27과 같이 DL-CC#2가 백홀 하향링크에 전용으로 사용되고, DL-CC#1이 액세스 하향링크에 전용으로 사용될 수 있다. 이러한 경우, 기지국은 DL-CC#2를 R-PDCCH, R-PDSCH 형태가 아니라 PDCCH, PDSCH 형태로 구성하여 중계국에게 전송할 수 있다. DL-CC#2가 백홀 하향링크에 전용으로 사용되는 단위 반송파이므로 TDM으로 운용되어야 하는 제한이 없어지기 때문이다. 따라서, DL-CC#2의 가용 자원이 증가하므로 백홀 하향링크 전송 용량이 증가하고, 매크로 단말에게 전송하는 신호와의 다중화도 용이하게 된다.
도 28 및 도 29는 백홀 링크와 액세스 링크의 단위 반송파 이용 방법의 다른 예를 나타낸다.
도 28을 참조하면, 기지국은 DL-CC#1, DL-CC#2를 이용하여 매크로 단말(Ma-UE)에게 하향링크 신호를 전송한다. 또한, 기지국은 DL-CC#1, DL-CC#2를 이용하여 중계국에게 백홀 하향링크 신호를 전송할 수 있다. 중계국은 DL-CC#1, DL-CC#2를 통해 백홀 하향링크 신호를 수신하고, DL-CC#2를 통해 액세스 하향링크 신호를 중계국 단말(RS-UE)에게 전송할 수 있다. 즉, 백홀 하향링크에 2개의 단위 반송파가 사용되고, 액세스 하향링크에 하나의 단위 반송파가 사용될 수 있다.
이 때, 중계국 입장에서 DL-CC#1은 백홀 하향링크 전용의 단위 반송파이고, DL-CC#2는 백홀 하향링크와 액세스 하향링크에 모두 사용되는 공용 단위 반송파이다. 따라서, 중계국은 DL-CC#2를 TDM 방식으로 이용하며 기지국이 DL-CC#2에서 중계국으로 전송하는 제어 채널, 데이터 채널은 매크로 단말에게 전송하는 제어 채널, 데이터 채널과 구조가 상이할 수 있다. 즉, DL-CC#2에서 중계국으로 전송되는 제어 채널은 R-PDCCH 형태이고, 데이터 채널은 R-PDSCH 형태일 수 있다.
기지국과 중계국 간의 백홀 하향링크에 하나의 단위 반송파만을 이용하여 제어 정보를 전송하는 경우, 기지국은 제어 정보를 전송하는 단위 반송파를 이용하여 백홀 하향링크의 다른 단위 반송파에 대해서도 스케줄링을 수행할 수 있다.
예를 들어, 도 28에서 기지국은 DL-CC#2의 R-PDCCH를 통해 제어 정보를 전송하고 DL-CC#1에서는 데이터 채널만을 전송할 수 있다. DL-CC#1이 백홀 하향링크에 전용으로 사용되므로 PDSCH 형태로 데이터 채널을 전송할 수 있다. 이러한 경우, 기지국은 DL-CC#2의 R-PDCCH를 통해 DL-CC#2의 R-PDSCH에 대한 스케줄링 정보뿐만 아니라 DL-CC#1의 PDSCH에 대한 스케줄링 정보도 전송할 수 있다.
도 28과 같이 단위 반송파를 이용하는 상황에서 기지국은 다양한 이유로 단위반송파의 적용 링크를 변경할 필요가 있을 수 있다. 예컨대, 액세스 하향링크 또는 백홀 하향링크에 사용되는 단위 반송파의 채널 상태가 좋지 않아서 단위 반송파를 변경할 필요가 있는 경우이다. 이러한 경우, 기지국은 단위 반송파 링크 적용 정보를 통해 단위 반송파의 적용 링크를 변경할 수 있다.
예를 들어, 도 27과 같이 단위 반송파의 링크 적용을 변경할 수 있다. 또는 도 29와 같이 단위 반송파의 링크 적용을 변경할 수 있다. 도 29는 도 27과 비교하여 차이점은 DL-CC#1의 적용 링크가 액세스 하향링크가 아니라 백홀 하향링크로 설정되고, DL-CC#2의 적용 링크가 백홀 하향링크가 아니라 액세스 하향링크로 설정된다는 점이다. 어느 설정을 적용할 것인가는 채널 상태에 따라 달라질 수 있다.
도 30은 백홀 링크와 액세스 링크의 단위 반송파 이용 방법의 또 다른 예를 나타낸다.
도 30에서는 백홀 하향링크에 DL-CC#1, DL-CC#2가 사용되고, 액세스 하향링크에서도 DL-CC#1, DL-CC#2가 사용되는 예를 나타내고 있다. 즉, 백홀 하향링크에 사용되는 모든 단위 반송파가 TDM으로 이용되는 경우이다. 이러한 경우에도 기지국은 하나의 단위 반송파 예컨대 DL-CC#2의 R-PDCCH를 통해 DL-CC#1, DL-CC#2의 데이터 채널에 대한 스케줄링 정보를 전송할 수 있다. 도 30과 같이 단위 반송파를 이용하는 상황에서 기지국은 다양한 이유로 단위반송파의 적용 링크를 변경할 필요가 있을 수 있다. 기지국은 도 27 또는 도 29와 같이 단위 반송파의 적용 링크를 변경할 수 있다.
도 25 내지 도 30에서는 백홀 하향링크와 액세스 하향링크를 예시하여 단위 반송파의 적용 링크를 변경하는 예를 나타내었지만, 이는 제한이 아니다. 즉, 백홀 상향링크, 액세스 상향링크에도 마찬가지로 단위 반송파의 적용 링크를 변경할 수 있다. 또한, 단위 반송파의 적용 링크 변경을 설명함에 있어, 예컨대 도 25에서 도 26으로 변경되는 경우를 설명하였지만, 이러한 예시에서 반대로 도 26에서 도 25로 변경되는 것도 물론 가능하다.
도 31은 기지국 및 중계국을 나타내는 블록도이다.
기지국(1000)은 프로세서(processor, 1100), 메모리(memory, 1200) 및 RF부(RF(radio frequency) unit, 1300)를 포함한다. 프로세서(1100)는 중계국 및 매크로 단말에게 전송하는 신호의 스케줄링, 중계국에게 전송할 단위 반송파 링크 적용 정보의 생성 기능을 수행한다. 메모리(1200)는 프로세서(1100)와 연결되어, 프로세서(1100)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. RF부(1300)는 프로세서(1100)와 연결되어, 무선 신호를 전송 및/또는 수신한다.
중계국(2000)은 프로세서(2100), 메모리(2200) 및 RF부(2300)를 포함한다. 프로세서(2100)는 기지국으로부터 단위 반송파 링크 적용 정보를 수신하고, 단위 반송파 링크 적용 정보에 따라 단위 반송파를 기지국과 중계국 간의 백홀 링크 또는 중계국과 중계국 단말 간의 액세스 링크 중 적어도 하나의 링크에 할당하고, 할당된 링크에서 상기 단위 반송파를 이용하여 신호를 전송하거나 수신한다.
메모리(2200)는 프로세서(2100)와 연결되어, 프로세서(2100)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. RF부(2300)는 프로세서(2100)와 연결되어, 무선 신호를 전송 및/또는 수신한다.
프로세서(1100,2100)는 ASIC(application-specific integrated circuit), 다른 칩셋, 논리 회로, 데이터 처리 장치 및/또는 베이스밴드 신호 및 무선 신호를 상호 변환하는 변환기를 포함할 수 있다. 도 7의 OFDM 전송기 및 OFDM 수신기는 프로세서(1100,2100) 내에 구현될 수 있다. 메모리(1200,2200)는 ROM(read-only memory), RAM(random access memory), 플래쉬 메모리, 메모리 카드, 저장 매체 및/또는 다른 저장 장치를 포함할 수 있다. RF부(1300,2300)는 무선 신호를 전송 및/또는 수신하는 하나 이상의 안테나를 포함할 수 있다. 실시예가 소프트웨어로 구현될 때, 상술한 기법은 상술한 기능을 수행하는 모듈(과정, 기능 등)로 구현될 수 있다. 모듈은 메모리(1200,2200)에 저장되고, 프로세서(1100,2100)에 의해 실행될 수 있다. 메모리(1200,2200)는 프로세서(1100,2100) 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 프로세서(1100,2100)와 연결될 수 있다.
이상 본 발명에 대하여 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시켜 실시할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 상술한 실시예에 한정되지 않고, 본 발명은 이하의 특허청구범위의 범위 내의 모든 실시예들을 포함한다고 할 것이다.

Claims (13)

  1. 다중 반송파 시스템의 중계국이 단위 반송파(component carrier)를 이용하는 방법에 있어서,
    기지국으로부터 단위 반송파 링크 적용 정보를 수신하는 단계;
    상기 단위 반송파 링크 적용 정보에 따라 단위 반송파를 상기 기지국과 상기 중계국 간의 백홀 링크 또는 상기 중계국과 중계국 단말 간의 액세스 링크 중 적어도 하나의 링크에 할당하는 단계; 및
    상기 할당된 링크에서 상기 단위 반송파를 이용하여 신호를 전송하거나 수신하는 단계를 포함하되,
    상기 단위 반송파 링크 적용 정보는 상기 중계국의 백홀 하향링크 또는 액세스 하향링크에 이미 할당되어 있는 단위 반송파 각각에 대하여 특정 시점부터 적용되는 링크에 대한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 중계국의 백홀 하향링크에 제1 단위 반송파가 사용되고, 상기 중계국의 액세스 하향링크에 상기 제1 단위 반송파 및 제2 단위 반송파가 사용되는 경우,
    상기 단위 반송파 링크 적용 정보는 상기 제1 단위 반송파의 제어 채널 또는 데이터 채널을 통해 전송되는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 제1 단위 반송파의 제어 채널은 서브프레임의 최초 소정 개수의 OFDM 심벌 이후의 OFDM 심벌에서 전송되는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 제1 단위 반송파의 데이터 채널은 상기 제어 채널이 할당되는 OFDM 심벌 이후의 OFDM 심벌에서 전송되는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 3 항에 있어서, 상기 단위 반송파 링크 적용 정보는 상기 제1 단위 반송파가 액세스 하향링크에 사용되지 않는다는 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 단위 반송파 링크 적용 정보를 수신하는 경우 상기 중계국은 상기 제1 단위 반송파를 백홀 하향링크에서만 사용하고, 상기 제1 단위 반송파의 제어 채널 및 데이터 채널은 상기 기지국이 매크로 단말에게 전송하는 제어 채널 및 데이터 채널과 동일한 서브프레임 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 중계국의 백홀 하향링크에 제1 단위 반송파 및 제2 단위 반송파가 사용되고, 상기 중계국의 액세스 하향링크에 상기 제1 단위 반송파가 사용되는 경우,
    상기 단위 반송파 링크 적용 정보는 상기 제1 단위 반송파의 제어 채널 또는 데이터 채널을 통해 전송되는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 단위 반송파 링크 적용 정보는 상기 제1 단위 반송파가 액세스 하향링크에 사용되지 않는다는 정보 및 상기 제2 단위 반송파가 백홀 하향링크에 사용되지 않는다는 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 단위 반송파 링크 적용 정보에 따라 상기 제1 단위 반송파가 백홀 하향링크에만 사용되는 경우 및 상기 제2 단위 반송파가 액세스 하향링크에만 사용되는 경우 상기 제1 단위 반송파 및 상기 제2 단위 반송파를 통해 전송되는 제어 채널 및 데이터 채널은 상기 기지국이 매크로 단말에게 전송하는 제어 채널 및 데이터 채널과 동일한 서브프레임 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제 8 항에 있어서, 상기 단위 반송파 링크 적용 정보가 상기 제1 단위 반송파의 제어 채널을 통해 전송되는 경우, 상기 단위 반송파 링크 적용 정보는 상기 제1 단위 반송파 및 상기 제2 단위 반송파에 대한 링크 적용 정보를 모두 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제 8 항에 있어서, 상기 제1 단위 반송파의 제어 채널은 상기 중계국의 백홀 하향링크에서 상기 제1 단위 반송파의 데이터 채널 및 상기 제2 단위 반송파의 데이터 채널에 대한 스케줄링 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 다중 반송파 시스템에 사용되는 중계국은
    무선신호를 송수신하는 RF부; 및
    상기 RF부에 연결되는 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는
    기지국으로부터 단위 반송파 링크 적용 정보를 수신하고, 상기 단위 반송파 링크 적용 정보에 따라 단위 반송파를 상기 기지국과 상기 중계국 간의 백홀 링크 또는 상기 중계국과 중계국 단말 간의 액세스 링크 중 적어도 하나의 링크에 할당하고, 상기 할당된 링크에서 상기 단위 반송파를 이용하여 신호를 전송하거나 수신하되, 상기 단위 반송파 링크 적용 정보는 상기 중계국의 백홀 하향링크 또는 액세스 하향링크에 이미 할당되어 있는 단위 반송파 각각에 대하여 특정 시점부터 적용되는 링크에 대한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 중계국.
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