KR20100102513A - 릴레이 기반 무선 통신 시스템에서 백홀 전송 자원 할당 방법 및 이를 위한 장치 - Google Patents

릴레이 기반 무선 통신 시스템에서 백홀 전송 자원 할당 방법 및 이를 위한 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 릴레이 기반 무선 통신 시스템에서 릴레이 노드의 상향 링크 백홀 전송 자원 할당 방법은 기지국으로부터 하향 링크 백홀 제어 채널을 통해 상향 링크 백홀 전송을 위한 스케줄링 정보를 획득하는 정보 획득 단계, 상기 스케줄링 정보를 통해 상향 링크 백홀 서브프레임이 사운딩 레퍼런스 신호(Sounding Reference Signal, SRS) 전송으로 설정된 것인지 여부를 확인하는 확인 단계, 상기 SRS가 포함되지 않은 서브프레임이 스케줄링되었다고 확인된 경우, 할당된 자원 영역에서 블랭크(Blank)용 심볼과 레퍼런스 신호(Reference Signal, RS)용 심볼을 제외하여 데이터를 레이트 매칭(Rate Matching)하고 매핑 하는 데이터 매핑 단계 및 상기 할당된 자원 영역에서 상기 블랭크, 상기 RS 및 상기 SRS를 다중화 하는 다중화 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면 RF 송수신 스위칭 시간 지연에 따른 릴레이 노드의 송수신 타이밍의 중첩 현상을 제거하고, 종래의 상향 링크 및 하향 링크 서브프레임 구조와의 호환성을 제공하여 무선 백홀 자원의 활용성을 증가시키고 동시에 종래의 시스템에 미치는 영향을 최소화시킬 수 있다.
OFDM, 선형 등화기

Description

릴레이 기반 무선 통신 시스템에서 백홀 전송 자원 할당 방법 및 이를 위한 장치{Method and Apparatus for Allocating Backhaul Transmission Resource of in wireless communication systems based on relay}
본 발명은 무선 통신 시스템의 무선 릴레이에 관한 것으로서, 특히 기지국 기능을 포함한 Layer-3(이하 L3으로 칭함) 릴레이를 위한 상향 링크 및 하향 링크 백홀 서브프레임의 구조 설계 방법 및 장치에 관한 것이다.
최근 이동 통신 시스템에서는 무선 채널에서 고속 데이터 전송에 유용한 방식으로 직교 주파수 분할 다중(Orthogonal Frequency Division Multiple Access, OFDM) 방식, 혹은 이와 비슷한 방식으로 단일 반송파 주파수 분할 다중 접속(Single Carrier - Frequency division Multiple Access, SC-FDMA)이 활발하게 연구되고 있다. 현재 3GPP(3rd Generation Partnership Project) UMTS(Universal Mobile Telecommunication Services)를 기반으로 하는 EUTRA(Evolved UMTS Terrestrial Radio Access) 표준의 하향 링크 및 상향 링크에서는 각각 OFDM 및 SC-FDMA 기술이 적용되고 있다. SC-FDMA는 OFDM과 마찬가지로 다중 접속 사용자들 간의 직교성을 보장하면서도 단일 반송파 전송에 기반을 둔 기술로서 송신 신호의 피크 전력 대 평균전력비(Peak to Average Power Ratio, PAPR)가 낮다는 장점이 있다. 따라서 SC-FDMA를 이동통신 시스템에 적용할 경우 OFDM 기술에 비하여 낮은 PAPR로 인하여 셀 커버리지 향상 효과가 있다.
LTE-Advanced(이하 LTE-A) 시스템은 LTE 시스템보다 고속으로 데이터를 전송하기 때문에, 신호의 왜곡을 보상하기 위한 새로운 기술을 필요로 한다. 채널의 경로손실로 인한 신호의 왜곡은 제한된 자원에서 데이터를 고속으로 전송하는데 있어 근본적 제약이기 때문이다. 이를 극복하기 위해 도입한 무선 릴레이 기술은 최초 송신단과 최종 수신단 사이에 무선 릴레이 노드를 위치시키고, 무선 릴레이 노드는 최초 송신단에서 송신한 신호의 경로 손실을 보상하여 최종 수신단으로 전송한다. 따라서 무선 릴레이 기술은 최초 송신단과 최종 수신단 사이에서 발생되는 경로손실을 개선하여 셀 가장자리 단말의 성능 개선 및 시스템 커버리지 확장을 제공한다.
한편 무선 릴레이 노드에서 신호의 수신과 송신을 동시에 수행할 경우, 송신 신호가 수신 신호의 큰 간섭으로 작용한다. 따라서 무선 릴레이 노드의 수신 링크와 송신 링크의 구분이 필요하다. 무선 릴레이 노드의 송수신 링크는 아래 표 1과 같이 구분할 수 있다.
<표 1>
시간 분할 방식 송신 링크와 수신 링크를 동일한 주파수 대역에서 다른 시간 자원으로 구분
주파수 분할 방식 송신 링크와 수신 링크를 동일한 시간 자원에서 다른 주파수 자원으로 구분
표 1의 주파수 분할 방식은 주파수 대역간의 간섭을 피하기 위해 두 주파수 대역간의 넓은 간격을 요구하기 때문에, 시간 분할 방식의 링크 구분이 주파수 자원의 효율적인 배분을 위하여 일반적으로 사용된다.
또한 무선 릴레이 시스템은 릴레이 노드의 기능에 따라 아래 표 2와 같이 네 가지 형태로 분류할 수 있다.
<표 2>
Layer-0(L0) 릴레이 모든 수신 신호를 증폭하여 전달
Layer-1(L1) 릴레이 수신 신호를 증폭하여 전달
Layer-2(L2) 릴레이 수신 신호를 복조, 디코딩, 인코딩, 변조 후 전달
Layer-3(L3) 릴레이 릴레이 기능을 포함한 기지국의 기능을 수행
표 2의 L3 릴레이 시스템에 의하는 경우, 릴레이 노드 셀과 기지국 셀의 구분이 가능하며 주파수 자원 활용도를 향상시킬 수 있고, 셀룰러(Cellular) 시스템에 무선 릴레이의 도입을 용이하게 한다.
한편 L3 릴레이 시스템의 특이점은 기지국과 릴레이 노드 간의 무선 백홀 링크이다. 무선 백홀 링크는 릴레이 노드가 자신에게 속한 단말들의 하향 링크 데이터를 기지국으로부터 수신하거나 혹은 릴레이 노드가 그 단말들의 상향 링크 데이터를 기지국에게 송신하는 것을 의미하며, 릴레이 노드는 무선 백홀 링크와 자신에게 속한 단말들과의 링크를 시간 분할 방식으로 구분한다.
릴레이 노드는 RF 송수신 스위칭을 백홀 서브프레임의 전후로 수행하여야 하며, 이 동작으로 인해 릴레이 노드에서는 RF 송수신 스위칭 시간 지연이 발생된다. 따라서 L3 릴레이 시스템에서의 상향 링크 및 하향 링크 백홀 서브프레임 구조는 상기 RF 송수신 스위칭 시간 지연과 일반적인 상향 링크 및 하향 링크 서브프레임 구조와의 호환성을 고려하여 설계되어야 한다.
본 발명인 릴레이 기반 무선 통신 시스템에서 백홀 전송 자원 할당 방법 및 이를 위한 장치는 L3 릴레이 시스템에서 상향 링크 백홀 서브프레임 구조 및 하향 링크 백홀 서브프레임 구조를 제공하는 것을 목적으로 한다. 특히, 본 발명인 릴레이 기반 무선 통신 시스템에서 백홀 전송 자원 할당 방법 및 이를 위한 장치는 L3 릴레이를 이용함에 있어서 불가피하게 발생하는 RF 송수신 스위칭 시간 지연을 감소시키고 종래의 상향 링크 및 하향 링크 서브프레임 구조와의 호환성이 보장되는 상향 링크 및 하향 링크 백홀 서브프레임 구조를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 릴레이 기반 무선 통신 시스템에서 릴레이 노드의 상향 링크 백홀 전송 자원 할당 방법은 기지국으로부터 하향 링크 백홀 제어 채널을 통해 상향 링크 백홀 전송을 위한 스케줄링 정보를 획득하는 정보 획득 단계, 상기 스케줄링 정보를 통해 상향 링크 백홀 서브프레임이 사운딩 레퍼런스 신호(Sounding Reference Signal, SRS) 전송으로 설정된 것인지 여부를 확인하는 확인 단계, 상기 SRS가 포함되지 않은 서브프레임이 스케줄링되었다고 확인된 경우, 할당된 자원 영역에서 블랭크(Blank)용 심볼과 레퍼런스 신호(Reference Signal, RS)용 심볼을 제외하여 데이터를 레이트 매칭(Rate Matching)하고 매핑 하는 데이터 매핑 단계 및 상기 할당된 자원 영역에서 상기 블랭크, 상기 RS 및 상기 SRS를 다중화 하는 다중화 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 릴레이 기반 무선 통신 시스템에서 기지국의 상향 링크 백홀 전송 자원 할당 방법은 릴레이 노드의 하향 링크 백홀을 위한 자원 및 기지국 셀에 속한 단말들의 하향 링크 자원을 스케줄링하는 스케줄링 단계, 스케줄링된 상기 릴레이 노드 및 상기 단말들의 제어 심볼들을 하향 링크 제어 채널(Physical Downlink Control Channel, PDCCH) 영역에 매핑하고, 상기 스케줄링된 단말의 데이터 심볼들을 하향 링크 데이터 채널(Physical Downlink Shared Channel, PDSCH) 영역에 매핑 하는 제 1 매핑 단계, 서브 프레임의 마지막에 위치한 스위칭 시간 지연을 위한 하나의 심볼 및 릴레이 노드의 PDCCH 송신으로 이용된 N 개의 심볼들을 제외한 PDSCH 영역에 대응하여 상기 스케줄링된 릴레이 노드의 데이터를 레이트 매칭하고, 상기 레이트 매칭된 데이터 심볼들을 상기 서브 프레임의 마지막에 위치한 N+1 개의 심볼을 제외한 PDSCH 영역에 매핑 하는 제 2 매핑 단계, 및 스케줄링된 릴레이 노드 및 단말의 PDCCH, PDSCH 및 RS를 다중화 하는 다중화 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 릴레이 기반 무선 통신 시스템에서 릴레이 노드의 상향 링크 백홀 전송 자원 할당 장치는 사운딩 레퍼런스 신호(Sounding Reference Signal, SRS), 레퍼런스 신호(Reference Signal, RS) 및 상향 링크 데이터 채널(Physical Uplink Shared Channel, PUSCH) 심볼들을 생성하는 다수의 심볼 생성기, 상기 PUSCH 심볼들을 입력받아 주파수 대역 신호로 변환하는 고속 푸리에 변환(Fast Fourier Transform, FFT) 장치, 상기 SRS 심볼, 상기 RS 심볼 및 상기 푸리에 변환된 PUSCH 심볼들을 입력받아 할당된 자원 영역에 매핑 하는 부반송파 심볼 맵퍼, 및 상기 PUSCH 심볼을 생성하는 심볼 생성기에서 블랭크용 심볼을 고려하여 레이트 매칭을 수행하도록 제어하고, 상기 부반송파 심볼 맵퍼에서 블랭크용 심볼을 제외한 영역에 상기 입력된 심볼들이 매핑될 수 있도록 제어하는 상향 링크 물리채널 심볼 생성 및 매핑 제어기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 릴레이 기반 무선 통신 시스템에서 기지국의 하향 링크 백홀 전송 자원 할당 장치는 레퍼런스 신호(Reference Signal, RS) 부반송파 심볼, 하향 링크 제어 채널(Physical Downlink Control Channel, PDCCH) 부반송파 심볼 및 하향 링크 데이터 채널(Physical Downlink Shared Channel, PDSCH) 부반송파 심볼을 생성하는 다수의 심볼 생성기, 상기 RS 부반송파 심볼, 상기 PDCCH 부반송파 심볼 및 상기 PDSCH 부반송파 심볼을 입력받아 해당 서브 프레임에 매핑 하는 부반송파 심볼 맵퍼, 및 상기 PDSCH 부반송파 심볼을 생성하는 심볼 생성기에서 블랭크용 심볼을 고려하여 데이터의 레이트 매칭을 수행하도록 제어하고, 상기 부반송파 심볼 맵퍼에서 상기 입력된 심볼들이 상기 블랭크용 심볼을 고려하여 상기 해당 서브프레임에 매핑 되도록 제어하는 하향 링크 물리채널 심볼 생성 및 매핑 제어기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면 RF 송수신 스위칭 시간 지연에 따른 릴레이 노드의 송수신 타이밍의 중첩 현상을 제거하고, 종래의 상향 링크 및 하향 링크 서브프레임 구조와의 호환성을 제공하여 무선 백홀 자원의 활용성을 증가시키고 동시에 종래의 시 스템에 미치는 영향을 최소화시킬 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 이때 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의하여야 한다. 또한 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다.
또한, 본 발명의 실시예들을 구체적으로 설명함에 있어서, SC-FDMA 및 OFDM 기반의 무선통신 시스템, 특히 3GPP EUTRA 표준을 주된 대상으로 할 것이지만, 본 발명의 주요한 요지는 유사한 기술적 배경 및 채널형태를 가지는 여타의 통신 시스템에도 본 발명의 범위를 크게 벗어나지 아니하는 범위에서 약간의 변형으로 적용 가능하며, 이는 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자의 판단으로 가능할 것이다.
도 1은 SC-FDMA 송신기의 구조 및 슬롯 구조를 도시한 블록 구성도이다. 특히 도 1에 도시된 송신기는 고속 푸리에 변환(Fast Fourier Transform, FFT) 장치(103)와 역방향 고속 푸리에 변환(Inverse Fast Fourier Transform, IFFT) 장치(105)를 이용한 것을 특징으로 한다.
도 1을 참조하여 OFDM과 SC-FDMA의 차이점을 송신기 구조 측면에서 살펴보면, OFDM 송신기에서는 다중 반송파 전송에 이용되는 IFFT 장치(105)가 존재하는데 비하여, SC-FDMA 송신기에서는 FFT 장치(103)가 IFFT 장치(105) 전단에 추가적으로 존재한다. M개의 변조 심볼들(100)이 모여서 하나의 블록을 구성하고, 상기 블록이 크기 M의 FFT 장치(103)로 입력된다. 상기 블록을 이하 LB(Long Block)이라고 칭하며, 7개의 LB들이 하나의 0.5 ms 슬롯(102)을 구성한다. FFT 처리 후의 LB는 SC-FDMA 심볼이 되고, 7개의 SC-FDMA 심볼들이 하나의 0.5 ms 슬롯을 구성한다.
FFT 장치(103)에서 출력된 신호는 연속된 인덱스를 가지는 IFFT 장치(105)의 입력들로 인가되어(104) 역방향 고속 푸리에 변환을 거친 후 아날로그 신호(106)로 변환되어 전송된다. IFFT 장치(105)의 입출력 크기 N은 FFT(103)의 입출력 크기 M에 비하여 큰 값을 가진다. SC-FDMA 전송 신호가 OFDM 신호에 비하여 낮은 PAPR(Peak-to-Average Power Ratio)를 가지는 이유는 FFT 장치(103) 및 IFFT 장치(105)를 거쳐 처리된 신호가 단일 반송파(single carrier) 특성을 가지기 때문이다.
도 2는 3GPP의 차세대 이동통신 기술 표준인 EUTRA의 SC-FDMA 기반 상향 링크 및 OFDM 기반 하향 링크 프레임 구조를 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 10MHz의 시스템 대역폭(201) 내에 총 50 개의 자원 블록(Resource Block, RB, 202)들이 존재한다. 하나의 RB는 12 개의 부반송파(203)로 이루어져 있으며, 상향 링크의 경우에 14 개의 SC-FDMA 심볼 구간(204)을 가질 수 있고, 하향 링크의 경우에 14 개의 OFDM 심볼 구간(206)을 가질 수 있다. 여기서, SC-FDMA 심볼 구간과 OFDM 심볼 구간은 동일하며, 각 RB는 기본적인 데이터 전송의 스케줄링 단위이다. 14개의 SC-FDMA 심볼들 혹은 OFDM 심볼들이 모여서 하나의 1 ms 서브프레임(205)을 구성한다.
도 3은 LTE(Long Term Evolution) 시스템에서 SC-FDMA 기반 상향 링크 제어 채널 및 데이터 채널 전송을 위한 자원 할당 구조를 도시한 도면이다.
도 3을 참조하여 설명하면, 상향 링크 제어 채널(Physical Uplink Control Channel, PUCCH)(306)은 시스템 대역의 양쪽 끝에 위치한 RB들에서 전송되고, 사운딩 레퍼런스 신호(Sounding Reference Signal, SRS)(309)는 마지막 SC-FDMA 심볼(305)의 10 MHz 전대역(303)에 걸쳐 전송되며, 셀 내 사용자들의 각 SRS는 직교성이 보장된다. 상향 링크 데이터 채널(Physical Uplink Shared Channel, PUSCH)(307)은 시스템 대역의 PUCCH와 SRS 영역을 제외한 영역에서 전송되고, 레퍼런스 신호(Reference Signal, RS, 308)는 그 PUSCH 영역 내에서 각 슬롯(302)의 가운데 SC-FDMA 심볼에서 전송된다.
PUCCH는 HARQ(Hybrid Automatic Repeat reQuest) 동작을 위한 ACK(Acknowledge)/NACK(Negative ACK) 정보, 하향 링크 데이터의 스케줄링을 위한 채널 상태 정보인 CQI(Channel Quality Indication) 등을 포함한다. 또한 SRS는 시스템 전대역에 대한 사용자별 상향 링크 채널 상태 정보 획득 및 상향 링크 송신 타이밍 조정을 위한 신호이며, RS는 PUSCH의 복조 및 디코딩을 위해 이용되는 채널 상태 정보를 얻기 위한 신호이다.
도 4는 LTE 시스템에서 OFDM 기반 하향 링크 제어 채널 및 데이터 채널 전송을 위한 자원 할당 구조를 나타낸 도면이다.
도 4를 참조하여 설명하면, 하나의 서브프레임은 14개의 OFDM 심볼들(400 내지 413)로 구성되고, 하향 링크 제어 채널(Physical Downlink Control Channel, PDCCH)을 위해 할당된 영역은 서브프레임의 앞쪽에 할당되며, 최소 1개의 OFDM 심 볼(400)에서 최대 3개의 OFDM 심볼(400 내지 402)까지 할당이 가능하다. 특히 도 4에서는 앞쪽 2개의 OFDM 심볼들(400, 401)에 할당되어있다. 또한 하향 링크 데이터 채널(Physical Downlink Shared Channel, PDSCH)을 위해 할당된 영역은 나머지 12개의 OFDM 심볼들(402 내지 413)이다.
PDCCH 영역의 첫 번째 OFDM 심볼에는 PDCCH 영역의 길이를 알려주는 PCFICH (Physical Control Format Indicator Channel)와 ACK/NACK 정보를 알려주는 PHICH (Physical Hybrid ARQ Indicator Channel)가 전송된다. 또한 PDCCH는 사용자의 데이터 할당 정보 및 데이터 MCS(Modulation and Coding Scheme) 정보를 포함한다. 한편 PDCCH를 위한 영역이 서브프레임의 맨 앞에 위치시키는 이유는 단말이 PDCCH를 우선 확인한 후 자신에게 해당하는 데이터 할당 정보가 없을 경우 마이크로 슬립 모드(micro sleep mode)를 취하여 데이터 채널 영역에서 단말의 전력 소비를 절감하기 위함이다. PDCCH 영역과 PDSCH 영역에는 각 채널의 복조 및 디코딩을 위해 RS가 분산적으로 위치되어있다.
이하에서는 L3 릴레이 시스템을 도입할 때, 무선 백홀 통신을 위한 상향 링크 및 하향 링크 백홀 서브프레임 구조를 설명한다. 특히, 종래의 SC-FDMA 기반 상향 링크 서브프레임 구조 및 OFDM 기반 하향 링크 서브프레임 구조와의 호환성을 유지하며, L3 릴레이 시스템을 이용함에 있어서 불가피하게 발생하는 RF 송수신 스위칭 시간 지연을 감소시킬 수 있는 상향 링크 백홀 서브프레임 구조 및 하향 링크 백홀 서브프레임 구조를 설명한다.
<제 1 실시예>
도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 상향 링크 백홀을 위한 L3 릴레이 시스템의 상향 링크 서브프레임 구조를 도시한 도면이다. 특히, 제 1 실시예는 상향 링크 백홀 서브프레임에 SRS 전송을 허용하는 경우를 고려한 것이다. SRS는 릴레이 노드의 송신 타이밍 조정을 위해 이용되고, 또한 SRS를 통해 기지국이 얻은 무선 백홀 링크의 주파수 영역에 대한 채널 상태 정보는 무선 백홀 자원의 스케줄링에 이용된다.
도 5를 참조하여 설명하면, 릴레이 노드(RN)가 기지국(eNB)으로 송신하는 상향 링크 백홀 서브프레임(501) 구간에서는 릴레이 노드가 수신이 불가능하기 때문에 참조번호 504와 같이 릴레이 노드 셀에 속한 단말(UE)들에게 상향 링크 자원을 할당하지 않는다. 상향 링크 백홀 서브프레임 외의 구간에서는 릴레이 노드 셀에 속한 단말들의 상향 링크 서브프레임(505, 506) 구간으로, 릴레이 노드는 이 구간동안 단말들로부터 전송된 신호의 수신 동작을 수행한다.
또한 릴레이 노드의 상향 링크 백홀 서브프레임의 동기는 기지국 셀에 속한 단말들의 상향 링크 서브프레임의 동기와 일치한다. 따라서 상향 링크 백홀 서브프레임 내에서 SRS(503)는 기지국 셀에 속한 단말들의 SRS 전송과의 직교성을 유지하기 위하여 일반적인 서프프레임 구조와 동일한 위치인 마지막 SC-FDMA 심볼에 위치되어야 한다.
한편 상향 링크 백홀 서브프레임에서 PUSCH(509) 및 RS(507) 구조는 기지국 셀에 속한 단말들의 상향 링크 자원 할당을 가능케 하기 위하여 종래의 PUSCH(510) 및 RS(508) 구조를 따른다. 그러므로 상향 링크 액세스 서브프레임(505, 506)의 PUSCH(510) 영역에는 릴레이 노드 셀에 속한 단말들의 상향 링크 자원들이 주파수 분할 다중화(Frequency Division Multiplexing, FDM)되어 전송될 수 있고, 상향 링크 백홀 서브프레임(501)의 PUSCH(509) 영역에는 릴레이 노드의 상향 링크 백홀 자원과 기지국 셀에 속한 단말들의 상향 링크 자원들이 주파수 분할 다중화 되어 전송될 수 있다.
한편 상향 링크 백홀 서브프레임의 송신 직전에는 RF 수신에서 RF 송신으로의 스위칭이 요구되고, 상향 링크 백홀 서브프레임의 송신 직후에는 RF 송신에서 RF 수신으로의 스위칭이 요구된다. 이로 인하여 발생하는 RF 송수신 스위칭 시간 지연이 상향 링크 백홀 서브프레임(501)에서 고려되어야 한다.
제 1 실시예의 경우, 제안한 서브프레임 구조를 유지하면서 동시에 RF 송수신 스위칭 시간 지연을 고려한다. 즉, 릴레이 노드는 첫 번째 SC-FDMA 심볼(502)의 전송을 포기하고, 단말이 릴레이 노드로 송신하는 타이밍인 상향 링크 액세스 서브 프레임(506)의 송신 타이밍을 RF 송수신 스위칭 시간지연만큼 뒤로 미룸으로써 상향링크 백홀 서브프레임(501)의 첫 번째 SC-FDMA 심볼 구간(502)에서 스위칭 시간지연을 고려한다.
도 6은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 L3 릴레이 시스템의 상향 링크 백홀을 위한 릴레이 노드의 송신 절차를 도시한 순서도이다.
도 6을 참조하여 설명하면, 릴레이 노드는 단계 600에서 기지국으로부터 상향 링크 백홀 전송을 위한 스케줄링 정보를 획득한다. 이 스케줄링 정보는 기지국 에서 릴레이 노드로 전송되는 하향 링크 백홀의 제어 채널을 통해 얻을 수 있다. 단계 601에서 릴레이 노드는 스케줄링된 상향 링크 백홀 서브프레임이 SRS를 전송하는 것으로 설정되었는지 여부를 확인한다. 이 확인 작업은 SRS를 포함한 서브프레임과 포함하지 않은 서브프레임의 PUSCH 영역이 상이하기 때문에 요구된다. 즉, SRS를 포함한 서브프레임의 경우, PUSCH 영역에서 마지막 SC-FDMA 심볼이 제외되고, SRS를 포함하지 않은 서브프레임의 경우, PUSCH 영역에 마지막 SC-FDMA 심볼이 포함된다.
단계 601에서 스케줄링된 상향 링크 백홀 서브프레임이 SRS를 전송하는 것으로 확인된 경우, 단계 602에서 릴레이 노드는 할당된 RB 자원에서 블랭크(blank)용 SC-FDMA 심볼, RS용 SC-FDMA 심볼 및 SRS용 SC-FDMA 심볼을 제외한 자원 영역을 고려하여 데이터의 레이트 매칭(Rate Matching)을 수행한다. 또한 릴레이 노드는 단계 603에서 블랭크용 첫 번째 SC-FDMA 심볼, RS용 네 번째와 열한 번째 SC-FDMA 심볼 및 SRS용 마지막 SC-FDMA 심볼을 제외한 자원 영역에 레이트 매칭된 데이터 심볼을 매핑 한다. 계속하여 단계 604에서는 첫 번째 SC-FDMA 심볼에 블랭크, 네 번째와 열한 번째 SC-FDAM 심볼에 RS를 다중화하고, 마지막 SC-FDMA 심볼에는 SRS를 다중화 하여 기지국으로 전송한다.
단계 601에서 스케줄링된 상향 링크 백홀 서브프레임이 SRS를 전송하지 않는 것으로 확인된 경우, 단계 605에서 릴레이 노드는 할당된 RB 자원에서 블랭크용 SC-FDMA 심볼, RS용 SC-FDMA 심볼을 제외한 자원 영역을 고려하여 데이터의 레이트 매칭을 수행한다. 또한 릴레이 노드는 단계 606 단계에서 블랭크용 첫 번째 SC- FDMA 심볼 및 RS용 네 번째와 열한 번째 SC-FDMA 심볼을 제외한 자원 영역에 레이트 매칭된 데이터 심볼을 매핑 한다. 계속하여 단계 607에서는 첫 번째 SC-FDMA 심볼에 블랭크를 다중화하고, 네 번째와 열한 번째 SC-FDAM 심볼에는 RS를 다중화 하여 기지국으로 전송한다.
도 7은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 무선통신 L3 릴레이 시스템의 상향 링크 백홀을 위한 기지국의 수신 절차를 도시한 순서도이다.
도 7을 참조하여 설명하면, 기지국은 단계 701에서 수신된 서브프레임이 SRS를 전송하는 것으로 설정되었는지 여부를 확인한다. 단계 701에서 수신된 서브프레임이 SRS를 전송하는 것으로 설정되었다고 확인된 경우, 단계 702에서 기지국은 수신된 서브프레임에서 SRS, RS 및 PUSCH를 역다중화 한다. 또한 단계 703에서는 상향 링크 백홀로 할당된 RB에서 첫 번째 SC-FDMA 심볼을 제외한 PUSCH 영역의 데이터 심볼을 디매핑(de-mapping)한다. 단계 704에서 기지국은 디매핑된 데이터 심볼들을 디코딩하여 상향 링크 백홀 데이터를 획득한다.
반면에 단계 701에서 수신된 서브프레임이 SRS를 전송하지 않는 것으로 설정되었다고 확인된 경우, 기지국은 단계 705 단계에서 수신된 서브프레임에서 RS와 PUSCH를 역다중화 한다. 단계 706에서는 상향 링크 백홀로 할당된 RB 자원에서 첫 번째 SC-FDMA 심볼을 제외한 PUSCH 영역의 데이터 심볼을 디매핑(de-mapping)하며, 단계 707에서 기지국은 디매핑된 데이터 심볼들을 디코딩하여 상향 링크 백홀 데이터를 획득한다.
제 1 실시예에서는 하나의 블랭크용 SC-FDMA 심볼을 고려하였지만, RF 송수 신 스위칭 시간 지연 및 타이밍 조정 관련 변수 값에 따라 하나 이상의 블랭크용 SC-FDMA 심볼을 고려할 수도 있다.
<제 2 실시예>
도 8은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 상향 링크 백홀을 위한 L3 릴레이 시스템의 상향 링크 서브프레임 구조를 도시한 도면이다. 특히, 제 2 실시예는 상향 링크 백홀 서브프레임이 SRS를 전송하지 않는 경우로 한정한 것이다.
도 8을 참조하여 설명하면, 상술한 바와 같이 릴레이 노드(RN)가 기지국(eNB)으로 송신하는 상향 링크 백홀 서브프레임(801) 구간에서는 릴레이 노드가 수신이 불가능하기 때문에, 참조번호 803과 같이 릴레이 노드 셀에 속한 단말(UE)들에게 상향 링크 자원을 할당하지 않는다. 상향 링크 백홀 서브프레임 외의 구간에서 릴레이 노드는 수신 동작을 수행하므로, 릴레이 노드는 릴레이 노드 셀에 속한 단말들의 상향 링크 액세스 서브프레임(804, 805) 구간에서 위 단말들로부터 전송된 신호의 수신 동작을 수행한다.
또한 릴레이 노드의 상향 링크 백홀 서브프레임의 동기는 기지국 셀에 속한 단말들의 상향 링크 서브프레임의 동기와 일치하기 때문에. 상향 링크 백홀 서브프레임에서 PUSCH(808) 및 RS(806) 구조는 기지국 셀에 속한 단말들의 상향 링크 자원 할당을 가능케 하기 위하여 종래의 PUSCH(809) 및 RS(807) 구조를 이용한다. 이로 인하여, 상향 링크 액세스 서브프레임(804, 805)의 PUSCH(809) 영역에서는 릴레이 노드 셀에 속한 단말들의 상향 링크 자원들이 주파수 분할 다중화 되어 전송될 수 있고, 상향 링크 백홀 서브프레임(801)의 PUSCH(808) 영역에는 릴레이 노드의 상향 링크 백홀 자원과 기지국 셀에 속한 단말들의 상향 링크 자원들이 주파수 분할 다중화 되어 전송될 수 있다.
한편 상향 링크 백홀 서브프레임의 송신 직전에는 RF 수신에서 RF 송신으로의 스위칭이 요구되고, 상향 링크 백홀 서브프레임의 송신 직후에는 RF 송신에서 RF 수신으로의 스위칭이 요구되며, RF 송수신 스위칭 시간 지연이 상향 링크 백홀 서브프레임(801)에서 고려되어야 한다. 다만 제 2 실시예에서는 제 1 실시예와 달리 마지막 SC-FDMA 심볼 구간(802)의 전송을 포기한다. 이는 릴레이 노드의 상향 링크 백홀 서브프레임의 동기가 기지국 셀에 속한 단말들의 상향 링크 서브프레임의 동기와 일치하고 상향 링크 백홀 서브프레임이 SRS를 전송하지 않기 때문에, 기지국 셀에 속한 단말들의 SRS와 상향 링크 백홀 데이터의 충돌을 방지하기 위함이다.
이처럼 마지막 SC-FDMA 심볼의 전송을 포기할 경우, 릴레이 노드가 단말이 릴레이 노드로 송신하는 타이밍인 상향 링크 액세스 링크의 송신 타이밍을 RF 송수신 스위칭 시간 지연만큼 앞당겨 상향 링크 백홀 서브프레임(801)의 마지막 SC-FDMA 심볼 구간(802)에서 스위칭 시간 지연을 고려한다.
제 2 실시예에 따른 릴레이 노드의 송신 절차는 도 6에서 SRS 전송이 없는 서브프레임에 대한 경우인 단계 605 내지 단계 607에 해당하며, 기지국의 수신 절차는 도 7에서 SRS 전송이 없는 서브프레임에 대한 경우인 단계 705 내지 단계 707에 해당한다. 다만 제 1 실시예와 달리 마지막 SC-FDMA 심볼을 블랭크용으로 이 용하는 것은 606 단계, 607 단계 및 706 단계에서 적용된다. 또한 제 2 실시예에서는 하나의 블랭크용 SC-FDMA 심볼을 고려하였지만, RF 송수신 스위칭 시간 지연 및 타이밍 조정 관련 변수 값에 따라 하나 이상의 블랭크용 SC-FDMA 심볼을 고려할 수도 있다.
<제 3 실시예>
도 9는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 하향 링크 백홀을 위한 L3 릴레이 시스템의 하향 링크 서브프레임 구조를 도시한 도면이다.
도 9를 참조하여 설명하면, 릴레이 노드(RN)는 하향 링크 백홀 서브프레임을 기지국(eNB)으로부터 수신하기 직전에 PDCCH(912)를 릴레이 노드에 속한 단말(UE)들에게 송신하며, 기지국은 하향 링크 백홀 서브프레임에 기지국 셀에 속한 단말들의 PDCCH(902)와 PDSCH(903)를 주파수 분할 다중화 하여 송신할 수 있다. 이러한 구조는 종래 LTE 시스템과의 호환성을 유지하기 위함이다.
제 3 실시예 역시 RF 송수신 스위칭 시간 지연이 하향 링크 백홀 서브프레임의 수신 직전(906)과 수신 직후(907)에 발생한다. 이 스위칭 시간 지연을 백홀 서브프레임에 반영하기 위하여 기지국은 하향 링크 백홀 전송 시 마지막 OFDM 심볼을 이용하지 않는다.
또한 도 9에 도시된 바와 같이 릴레이 노드의 백홀 수신 구간은 릴레이 노드가 PDCCH(912) 송신 직후의 PDSCH 영역 구간(913)이기 때문에 기지국에서 공백으로 설정해야하는 마지막의 OFDM 심볼 구간은 RF 송수신 스위칭 시간 지연뿐만 아니라 릴레이 노드가 송신하는 PDCCH(912) 영역 구간도 고려해야 한다. 즉, 기지국이 하향 링크 백홀 서브프레임에 자원 할당 시 이용하지 않는 자원은 스위칭 시간 지연을 위한 하나의 OFDM 심볼과 릴레이 노드의 PDCCH(912) 송신으로 이용된 N 개의 OFDM 심볼을 더한 N+1 개의 OFDM 심볼이다. 이는 하향 링크 백홀 서브프레임에서 백홀 자원의 마지막 OFDM 심볼들(905)에 적용된다. 여기서, 릴레이 노드가 송신하는 PDCCH(912) 영역 길이는 고정될 수도 있고 상위 신호를 통해 변화될 수도 있다. 릴레이 노드는 하향 링크 백홀 서브프레임의 수신 타이밍을 토대로 릴레이 노드 셀에 속한 단말과의 타이밍을 도 9에 도시된 바와 같이 조정할 수 있다.
도 10은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 L3 릴레이 시스템의 하향 링크 백홀을 위한 기지국의 송신 절차를 도시한 순서도이다.
도 10을 참조하여 설명하면, 기지국은 단계 1000에서 릴레이 노드의 하향 링크 백홀을 위한 자원 및 기지국 셀에 속한 단말들의 하향 링크 자원을 스케줄링한다. 또한 단계 1001에서 스케줄링된 릴레이 노드 및 단말의 제어 심볼들을 PDCCH 영역에 매핑하고, 단계 1002에서 스케줄링된 단말의 데이터 심볼들을 PDSCH 영역에 매핑 한다.
계속하여 1003 단계에서는 스케줄링된 릴레이 노드의 데이터에 대해 N+1 개의 OFDM 심볼을 제외한 PDSCH 영역을 고려하여 레이트 매칭을 수행한다. 1004 단계에서 레이트 매칭된 데이터 심볼들을 마지막 N+1 개의 OFDM 심볼을 제외한 PDSCH 영역에 매핑 한다. 1005 단계에서 기지국은 릴레이 노드 및 단말의 PDCCH, PDSCH 및 RS를 다중화 한 후 전송한다.
도 11은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 L3 릴레이 시스템의 하향 링크 백홀을 위한 릴레이 노드의 수신 절차를 도시한 순서도이다.
도 11을 참조하여 설명하면, 단계 1100 단계에서 기지국으로부터 수신한 하향 링크 백홀 서브프레임에서 PDCCH, PDSCH, RS를 역다중화 한다. 단계 1101에서 릴레이 노드는 자신에게 해당하는 PDCCH를 디코딩하여 하향 링크 백홀의 스케줄링 정보(즉, 자원 할당 정보와 변조 및 코딩 수준)를 획득한다. 또한 단계 1102에서 할당된 PDSCH 영역 중 마지막 N+1 개의 OFDM 심볼을 제외한 영역에서 데이터 심볼을 디매핑하고, 릴레이 노드는 단계 1103에서 디매핑된 데이터 심볼들을 디코딩하여 하향 링크 백홀 데이터를 획득한다.
제 3 실시예에서는 RF 송수신 스위칭 시간 지연을 고려하기 위하여 하나의 블랭크용 OFDM 심볼을 고려하였지만, 타이밍 조정 관련 변수 값에 따라 하나 이상의 블랭크용 OFDM 심볼을 고려할 수도 있다.
<<제 4 실시예>>
도 12는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 하향 링크 백홀을 위한 L3 릴레이 시스템의 하향 링크 서브프레임 구조를 도시한 도면이다. 제 4 실시예는 제 3 실시예와 다르게 하향 링크 백홀 서브프레임에서 종래 PDSCH 영역에 하향 링크 백홀의 PDCCH와 PDSCH(1204)를 함께 전송하는 구조를 고려한다. 즉, 하향 링크 백홀 서브프레임에서 종래의 PDCCH 영역(1202)에는 기지국에 속한 단말들의 PDCCH만이 전송되고, 하향 링크 백홀 관련 PDCCH는 PDSCH 영역에 시간 분할 다중화(Time Division Multiplexing) 및 주파수 분할 다중화 또는 PDSCH와 결합 코딩(joint coding)되어PDSCH 영역에 매핑 되고 전송될 수 있다. 이러한 구조를 위해서는 기지국은 릴레이 노드에게 상위 신호를 통해 하향 링크 백홀 자원 영역을 미리 알려주어야 한다.
도 12를 참조하여 설명하면, 릴레이 노드는 하향 링크 백홀 서브프레임을 기지국으로부터 수신하기 직전에 릴레이 노드에 속한 단말들에게 PDCCH(1212)를 송신하며, 기지국은 하향 링크 백홀 서브프레임에 기지국 셀에 속한 단말들의 PDCCH(1202)와 PDSCH(1203)를 주파수 분할 다중화로 구분하여 송신할 수 있다. 이러한 구조는 종래 LTE 시스템과의 호환성을 유지하기 위함이다.
제 4 실시예 역시 RF 송수신 스위칭 시간 지연이 하향 링크 백홀 자원의 수신 직전(1206)과 수신 직후(1207)에 발생하며, 이를 백홀 서브프레임에 고려하기 위하여 기지국은 하향 링크 백홀 전송 시 마지막의 OFDM 심볼을 이용하지 않는다. 제 4 실시예의 경우, 제 3 실시예와 달리 릴레이 노드가 기지국으로부터 PDCCH(1202)를 수신할 필요가 없기 때문에 릴레이 노드의 수신 시작 타이밍은 하향 링크 백홀 서브프레임의 PDSCH 시작 타이밍이 된다. 따라서 제 3 실시예에서 발생한 N 개의 OFDM 심볼의 블랭크를 고려할 필요가 없기 때문에, 도 12는 기지국에서 공백으로 두어야하는 마지막 OFDM 심볼은 RF 송수신 스위칭 시간 지연만을 고려한 것이다. 해당 공백 자원은 하향 링크 백홀 서브프레임에서 백홀 RB 자원의 마지막 OFDM 심볼들(1205)에 적용된다.
릴레이 노드는 기지국으로부터 하향 링크 백홀 서브프레임의 수신 타이밍을 토대로 릴레이 노드 셀에 속한 단말과의 송신 타이밍을 도 12 와 같이 조정할 수 있다.
제 4 실시예에 따른 기지국의 송신 절차는 도 10 의 단계 1001에서 종래 PDSCH 영역에 하향 링크 백홀의 PDCCH와 PDSCH를 함께 전송에 매핑하고, 단계 1003과 단계 1004에서 마지막 OFDM 심볼만을 블랭크용으로 이용하는 것으로 적용한다면 구현 가능하다.
또한 제 4 실시예에 따른 릴레이 노드의 수신 절차는 도 11의 단계 1100에서 하향 링크 백홀을 위해 미리 할당된 자원 즉 종래 PDSCH 영역으로부터 하향 링크 백홀의 PDCCH를 획득하고, 과 단계 1102에서 마지막 OFDM 심볼만을 블랭크용으로 이용하는 것으로 적용한다면 구현 가능하다.
제 4 실시예에서는 RF 송수신 스위칭 시간 지연으로 하나의 블랭크용 OFDM 심볼을 고려하였지만, 타이밍 조정 관련 변수 값에 따라 하나 이상의 블랭크용 OFDM 심볼을 고려할 수도 있다.
<제 5 실시예>
도 13은 본 발명의 제 5 실시예에 따른 상향 링크 백홀을 위한 L3 릴레이 시스템의 상향 링크 서브프레임 구조를 도시한 도면이다. 특히, 제 5 실시예는 제 1 실시예와 동일하게 상향 링크 백홀 서브프레임에 SRS 전송을 허용하는 경우를 고려한 것이다. SRS는 릴레이 노드의 송신 타이밍 조정을 위해 이용되고, 또한 SRS를 통해 기지국이 얻은 무선 백홀 링크의 주파수 영역에 대한 채널 상태 정보는 무선 백홀 자원의 스케줄링에 이용된다.
도 5와 도 13을 참조하여 설명하면, 제 1 실시예는 단말이 릴레이 노드로 송신하는 타이밍인 상향링크 액세스 링크의 송신 타이밍을 RF 송수신 스위칭 시간지연만큼 뒤로 미룸으로써 상향링크 백홀 서브프레임(501)의 첫 번째 SC-FDMA 심볼 구간(502)에서 스위칭 시간지연을 고려한다. 반면, 제 5 실시예는 RF 송수신 스위칭 시간지연 뿐만 아니라 하향링크 백홀 서브프레임의 수신 타이밍 변화에 따른 상향링크 백홀 서브프레임 송신 타이밍 변화를 고려하기 위하여 첫 번째와 두번째 SC-FDMA 심볼(1302)의 전송을 포기한다.
이 때, 상향링크 백홀 서브프레임 구조에서 RS 심볼 위치의 이동이 가능하다면, 세 번째부터 위치한 PUSCH(1309)에서의 채널 추정 오차를 줄이기 위하여 네 번째 SC-FDMA 심볼(507)에 위치한 RS 심볼을 다섯 번째 SC-FDMA 심볼(1307)로 위치를 이동시킬 수 있다.
릴레이 노드(RN)가 기지국(eNB)으로 송신하는 상향 링크 백홀 서브프레임(1301) 구간에서는 릴레이 노드의 신호 수신이 불가능하기 때문에 릴레이 노드 셀에 속한 단말(UE)들에게 상향 링크 자원(1304)을 할당하지 않는다. 상향 링크 백홀 서브프레임 외의 구간에서는 릴레이 노드 셀에 속한 단말들의 상향 링크 서브프레임(1305, 1306) 구간으로 릴레이 노드는 이 구간 동안 수신 동작을 수행한다.
또한 릴레이 노드의 상향 링크 백홀 서브프레임의 동기는 기지국 셀에 속한 단말들의 상향 링크 서브프레임의 동기와 일치한다. 따라서 상향 링크 백홀 서브프레임 내에서 SRS(1303)는 기지국 셀에 속한 단말들의 SRS 전송과의 직교성을 유지하기 위하여 종래와 동일한 위치인 마지막 SC-FDMA 심볼에 위치되어야 한다.
상향 링크 액세스 서브프레임(1305,1306)의 PUSCH(1310) 영역에는 릴레이 노드 셀에 속한 단말들의 상향 링크 자원들이 주파수 분할 다중화 되어 전송될 수 있고, 상향 링크 백홀 서브프레임(1301)의 PUSCH(1309) 영역에는 릴레이 노드의 상향 링크 백홀 자원과 기지국 셀에 속한 단말들의 상향 링크 자원들이 주파수 분할 다중화 되어 전송될 수 있다.
한편 상향 링크 백홀 서브프레임의 직전에는 RF 수신에서 RF 송신으로의 스위칭이 요구되고, 상향 링크 백홀 서브프레임의 직후에는 RF 송신에서 RF 수신으로의 스위칭이 요구된다. 이로 인하여 발생하는 RF 송수신 스위칭 시간 지연이 상향 링크 백홀 서브프레임(1301)에서 고려되어야 한다. 또한, 상향링크 백홀 서브프레임의 송신 타이밍은 하향링크 백홀 서브프레임의 수신 타이밍에 따라 변화할 수 있다. 따라서 그 타이밍 변화도 추가적으로 고려되어야 한다.
제 5 실시예의 경우, 제안한 서브프레임 구조를 유지하면서 동시에 RF 송수신 스위칭 시간 지연과 하향링크 백홀 서브프레임의 수신 타이밍 변화에 따른 상향링크 백홀 서브프레임의 송신 타이밍 변화를 고려한다. 즉, 릴레이 노드는 첫 번째와 두 번째 SC-FDMA 심볼들(1302)의 전송을 포기하고, 단말이 릴레이 노드로 송신하는 타이밍인 상향링크 액세스 링크의 송신 타이밍을 하나의 SC-FDMA 심볼 뒤로 미룸으로써 상향링크 백홀 서브프레임(1301)의 첫 번째와 두 번째 SC-FDMA 심볼 구간(1302)에서 스위칭 시간지연과 하향링크 백홀 서브프레임의 수신 타이밍 변화에 따른 상향링크 백홀 서브프레임의 송신 타이밍 변화를 고려한다.
도 14은 본 발명에 따른 릴레이 노드의 상향 링크 백홀을 위한 송신 장치의 블록 구성도이다.
도 14을 참조하여 설명하면, 릴레이 노드 송신기의 SRS 심볼 생성기(1401), RS 심볼 생성기(1402) 및 PUSCH 심볼 생성기(1403)는 각각 SRS, RS, PUSCH 심볼들을 생성한다. 생성된 SRS 심볼과 RS 심볼은 1405의 부반송파 심볼 맵퍼(1405)로 바로 입력되고, PUSCH 심볼은 FFT 장치(1404)를 거쳐 부반송파 심볼 맵퍼(1405)에 입력된다. 부반송파 심볼 맵퍼(1405)의 출력은 IFFT 장치(1406)의 입력에 매핑 된다. 이때, 상향 링크 물리채널 심볼 생성 및 매핑 제어기(1300)는 PUSCH 심볼 생성기(1403)에서 블랭크용 SC-FDMA 심볼을 고려하여 레이트 매칭을 수행하도록 제어하고, 부반송파 심볼 맵퍼(1405)에서 블랭크용 SC-FDMA 심볼을 제외한 영역에 생성된 PUSCH 심볼이 정확히 매핑될 수 있도록 제어한다. SRS 심볼 생성기(1401)의 경우, 상향 링크 백홀 서브프레임의 구조에 따라 이용되지 않을 수 있다.
도 15는 본 발명에 따른 기지국의 상향 링크 백홀을 위한 수신 장치의 블록 구성도이다.
도 15를 참조하여 설명하면, FFT 장치(1500)는 수신 상향 링크 SC-FDMA 신호의 푸리에 변환을 수행하여 각 부반송파 수신 심볼들을 출력한다. 수신 심볼들은 부반송파 심볼 디맵퍼(1501)에 의하여 PUSCH, RS, SRS 심볼들로 구분된다. RS 심볼은 RS 심볼 기반의 채널 정보 생성기(1505)로 입력되어 PUSCH 심볼 관련 채널 상태 정보를 채널 보상기(1507)에 알려주어 부반송파 심볼 디맵퍼로부터 입력받은 PUSCH 심볼의 채널 보상을 수행한다.
채널 보상된 PUSCH 심볼은 IFFT 장치(1503)를 거쳐 복호 및 디코딩이 가능한 데이터 심볼로 변환되며, PUSCH 심볼 복호기(1504)에 인가된다. SRS 심볼 기반의 채널 정보 생성기(1506)는 부반송파 심볼 디맵퍼(1501)로부터 SRS 심볼을 입력받아 채널 정보를 생성한다. 이 채널 정보는 기지국이 상향 링크 백홀 자원을 스케줄링할 경우 이용한다.
상향 링크 물리채널 심볼 복호 및 디매핑 제어기(1502)는 부반송파 심볼 디맵퍼(1501)에서 PUSCH, RS 및 SRS를 디매핑할 때 블랭크용 SC-FDMA 심볼을 고려하여 PUSCH를 디매핑하도록 제어한다. 또한 상향 링크 물리채널 심볼 복호 및 디매핑 제어기(1502)는 PUSCH 심볼 복호기(1504), RS 심볼 기반의 채널 정보 생성기(1505) 및 SRS 심볼 기반의 채널 정보 생성기(1506)의 동작을 제어한다. SRS 심볼 기반의 채널 정보 생성기(1506)의 경우, 상향 링크 백홀 서브프레임의 구조에 따라 이용되지 않을 수 있다.
도 16는 본 발명에 따른 기지국의 하향 링크 백홀을 위한 송신 장치의 블록 구성도이다.
도 16를 참조하여 설명하면, 기지국 송신기의 RS 부반송파 심볼 생성기(1601), PDCCH 부반송파 심볼 생성기(1602) 및 PUSCH 부반송파 심볼 생성기(1603)는 각각 RS, PDCCH, PDSCH 채널들의 부반송파 심볼들을 생성한다. 생성된 심볼들은 부반송파 심볼 맵퍼(1604)를 통하여 각 심볼들이 매핑 되어야 부반송파에 따라서 적절한 IFFT 장치(1605) 입력에 매핑 된다.
하향 링크 물리채널 심볼 생성 및 매핑 제어기(1600)는 부반송파 심볼 맵퍼(1604)를 해당 서브프레임에서 상기 채널들의 심볼이 정확히 매핑될 수 있도록 한다. 또한, 하향 링크 물리채널 심볼 생성 및 매핑 제어기(1600)는 PDSCH 부반송파 심볼 생성기(1603)에서 블랭크용 OFDM 심볼을 고려하여 데이터의 레이트 매칭을 수행하도록 제어하고, 부반송파 심볼 맵퍼(1604)에 블랭크용 OFDM 심볼을 고려하여 매핑 되도록 제어한다. 하향 링크 백홀 서브프레임에서 릴레이 노드로 전송되는 PDCCH가 PDSCH 영역에 전송 되는 구조의 경우, 하향 링크 물리채널 심볼 생성 및 매핑 제어기(1600)는 부반송파 심볼 맵퍼(1604)를 제어하여 PDSCH 영역에 PDCCH와 PDSCH의 매핑을 수행하도록 할수도 있고, PDSCH 부반송파 심볼 생성기(1603)를 제어하여 PDCCH와 PDSCH의 결합 코딩을 수행하도록 한 후 그 결합 코딩된 심볼을 부반송파 심볼 맵퍼(1604)를 제어하여 PDSCH 영역에 매핑되도록 할 수 있다.
도 17은 본 발명에 따른 릴레이 노드의 하향 링크 백홀을 위한 수신 장치의 블록 구성도이다.
도 17을 참조하여 설명하면, FFT 장치(1700)는 수신 하향 링크 OFDM 신호에 푸리에 변환을 수행하여 각 부반송파 수신 심볼들을 출력하고, 수신 심볼들은 부반송파 심볼 디맵퍼(1701)에 의하여 PDSCH, PDCCH 및 RS 심볼들로 구분된다.
RS 심볼은 RS 부반송파 기반의 채널 정보 생성기(1703)로 입력되어 PDSCH 및 PDCCH 심볼 관련 채널 상태 정보를 PDSCH 부반송파 심볼 복호기(1705)와 PDCCH 부반송파 심볼 복호기(1704)에 각각 알려주어 각 복호기가 부반송파 심볼 디맵퍼(1701)로부터 입력받은 PDSCH와 PDCCH의 복호를 수행하도록 한다.
하향 링크 물리채널 심볼 복호 및 디매핑 제어기(1702)는 부반송파 심볼 디맵퍼(1701)에서 PDSCH, PDCCH 및 RS를 디매핑할 때 블랭크용 OFDM 심볼을 고려하여 PDSCH를 디매핑하도록 제어하고, PDSCH 부반송파 심볼 복호기(1705), PDCCH 부반송파 심볼 복호기(1704) 및 채널 정보 생성기(1703)의 동작을 제어한다. 하향 링크 백홀 서브프레임에서 릴레이 노드로 전송되는 PDCCH가 PDSCH 영역에 매핑 되는 구조의 경우, 하향 링크 물리채널 심볼 복호 및 디매핑 제어기(1702)는 부반송파 심볼 디맵퍼(1701)를 제어하여 PDSCH 영역에 PDCCH와 PDSCH의 디매핑을 수행하도록 할 수도 있고, PDSCH 영역에 PDCCH와 PDSCH가 결합 코딩된 경우에는 부반송파 심볼 디맵퍼(1701)를 제어하여 그 결합 코딩된 심볼을 PDSCH로 디매핑한 후 PDSCH 부반송파 심볼 복호기(1705)를 제어하여 그 결합코딩된 심볼을 디코딩하도록 할 수 있다.
한편 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
도 1은 SC-FDMA 송신기의 구조 및 슬롯 구조를 도시한 블록 구성도.
도 2는 3GPP의 차세대 이동통신 기술 표준인 EUTRA의 SC-FDMA 기반 상향 링크 및 OFDM 기반 하향 링크 프레임 구조를 도시한 도면.
도 3은 LTE(Long Term Evolution) 시스템에서 SC-FDMA 기반 상향 링크 제어 채널 및 데이터 채널 전송을 위한 자원 할당 구조를 도시한 도면.
도 4는 LTE 시스템에서 OFDM 기반 하향 링크 제어 채널 및 데이터 채널 전송을 위한 자원 할당 구조를 나타낸 도면.
도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 상향 링크 백홀을 위한 L3 릴레이 시스템의 상향 링크 서브프레임 구조를 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 L3 릴레이 시스템의 상향 링크 백홀을 위한 릴레이 노드의 송신 절차를 도시한 순서도.
도 7은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 무선통신 L3 릴레이 시스템의 상향 링크 백홀을 위한 기지국의 수신 절차를 도시한 순서도.
도 8은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 상향 링크 백홀을 위한 L3 릴레이 시스템의 상향 링크 서브프레임 구조를 도시한 도면.
도 9는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 하향 링크 백홀을 위한 L3 릴레이 시스템의 하향 링크 서브프레임 구조를 도시한 도면.
도 10은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 L3 릴레이 시스템의 하향 링크 백홀을 위한 기지국의 송신 절차를 도시한 순서도.
도 11은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 L3 릴레이 시스템의 하향 링크 백홀을 위한 릴레이 노드의 수신 절차를 도시한 순서도.
도 12는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 하향 링크 백홀을 위한 L3 릴레이 시스템의 하향 링크 서브프레임 구조를 도시한 도면.
도 13은 본 발명의 제 5 실시예에 따른 상향 링크 백홀을 위한 L3 릴레이 시스템의 상향 링크 서브프레임 구조를 도시한 도면.
도 14은 본 발명에 따른 릴레이 노드의 상향 링크 백홀을 위한 송신 장치의 블록 구성도.
도 15는 본 발명에 따른 기지국의 상향 링크 백홀을 위한 수신 장치의 블록 구성도.
도 16는 본 발명에 따른 기지국의 하향 링크 백홀을 위한 송신 장치의 블록 구성도.
도 17은 본 발명에 따른 릴레이 노드의 하향 링크 백홀을 위한 수신 장치의 블록 구성도.

Claims (10)

  1. 기지국으로부터 하향 링크 백홀 제어 채널을 통해 상향 링크 백홀 전송을 위한 스케줄링 정보를 획득하는 정보 획득 단계;
    상기 스케줄링 정보를 통해 상향 링크 백홀 서브프레임이 사운딩 레퍼런스 신호(Sounding Reference Signal, SRS) 전송으로 설정된 것인지 여부를 확인하는 확인 단계;
    상기 SRS가 포함되지 않은 서브프레임이 스케줄링되었다고 확인된 경우, 할당된 자원 영역에서 블랭크(Blank)용 심볼과 레퍼런스 신호(Reference Signal, RS)용 심볼을 제외하여 데이터를 레이트 매칭(Rate Matching)하고 매핑 하는 데이터 매핑 단계: 및
    상기 할당된 자원 영역에서 상기 블랭크, 상기 RS 및 상기 SRS를 다중화 하는 다중화 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 릴레이 기반 무선 통신 시스템에서 릴레이 노드의 상향 링크 백홀 전송 자원 할당 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 확인 단계에서 상기 SRS가 포함된 서브프레임이 스케줄링되었다고 확인된 경우,
    상기 데이터 매핑 단계는 상기 할당된 자원 영역에서 상기 SRS용 심볼을 더 제외하며,
    상기 다중화 단계는 상기 SRS를 더 다중화 하는 것을 특징으로 하는 릴레이 기반 무선 통신 시스템에서 릴레이 노드의 상향 링크 백홀 전송 자원 할당 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 다중화 단계는
    상기 할당된 자원 영역 중 첫 번째 심볼에 RF 송수신 스위칭 지연을 반영한 블랭크를 다중화하고, 네 번째와 열한 번째 심볼에 RS을 다중화하며, 마지막 심볼에는 SRS를 다중화 하는 것을 특징으로 하는 릴레이 기반 무선 통신 시스템에서 릴레이 노드의 상향 링크 백홀 전송 자원 할당 방법.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 다중화 단계는
    상기 할당된 자원 영역 중 첫 번째 심볼에 RF 송수신 스위칭 지연을 반영한 블랭크를 다중화하고, 두 번째 심볼에 하향링크 백홀 서브프레임의 수신 타이밍 변화를 반영한 블랭크를 다중화하며, 마지막 심볼에는 SRS를 다중화 하는 것을 특징으로 하는 릴레이 기반 무선 통신 시스템에서 릴레이 노드의 상향 링크 백홀 전송 자원 할당 방법.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 다중화 단계는
    상기 할당된 자원 영역 중 다섯 번째와 열한 번째 심볼에 RS을 다중화 하는 것을 특징으로 하는 릴레이 기반 무선 통신 시스템에서 릴레이 노드의 상향 링크 백홀 전송 자원 할당 방법.
  6. 릴레이 노드의 하향 링크 백홀을 위한 자원 및 기지국 셀에 속한 단말들의 하향 링크 자원을 스케줄링하는 스케줄링 단계;
    스케줄링된 상기 릴레이 노드 및 상기 단말들의 제어 심볼들을 하향 링크 제어 채널(Physical Downlink Control Channel, PDCCH) 영역에 매핑하고, 상기 스케줄링된 단말의 데이터 심볼들을 하향 링크 데이터 채널(Physical Downlink Shared Channel, PDSCH) 영역에 매핑 하는 제 1 매핑 단계;
    서브 프레임의 마지막에 위치한 스위칭 시간 지연을 위한 하나의 심볼 및 릴레이 노드의 PDCCH 송신으로 이용된 N 개의 심볼들을 제외한 PDSCH 영역에 대응하여 상기 스케줄링된 릴레이 노드의 데이터를 레이트 매칭하고, 상기 레이트 매칭된 데이터 심볼들을 상기 서브 프레임의 마지막에 위치한 N+1 개의 심볼을 제외한 PDSCH 영역에 매핑 하는 제 2 매핑 단계; 및
    스케줄링된 릴레이 노드 및 단말의 PDCCH, PDSCH 및 RS를 다중화 하는 다중화 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 릴레이 기반 무선 통신 시스템에서 기지국의 상향 링크 백홀 전송 자원 할당 방법.
  7. 사운딩 레퍼런스 신호(Sounding Reference Signal, SRS), 레퍼런스 신호(Reference Signal, RS) 및 상향 링크 데이터 채널(Physical Uplink Shared Channel, PUSCH) 심볼들을 생성하는 다수의 심볼 생성기;
    상기 PUSCH 심볼들을 입력받아 주파수 대역 신호로 변환하는 고속 푸리에 변환(Fast Fourier Transform, FFT) 장치;
    상기 SRS 심볼, 상기 RS 심볼 및 상기 푸리에 변환된 PUSCH 심볼들을 입력받아 할당된 자원 영역에 매핑 하는 부반송파 심볼 맵퍼; 및
    상기 PUSCH 심볼을 생성하는 심볼 생성기에서 블랭크용 심볼을 고려하여 레이트 매칭을 수행하도록 제어하고, 상기 부반송파 심볼 맵퍼에서 블랭크용 심볼을 제외한 영역에 상기 입력된 심볼들이 매핑될 수 있도록 제어하는 상향 링크 물리채널 심볼 생성 및 매핑 제어기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 릴레이 기반 무선 통신 시스템에서 릴레이 노드의 상향 링크 백홀 전송 자원 할당 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 부반송파 심볼 맵퍼의 출력 신호를 시간 대역으로 변환하는 역방향 고속 푸리에 변환(Inverse Fast Fourier Transform, IFFT) 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 릴레이 기반 무선 통신 시스템에서 릴레이 노드의 상향 링크 백홀 전송 자원 할당 장치.
  9. 레퍼런스 신호(Reference Signal, RS) 부반송파 심볼, 하향 링크 제어 채널(Physical Downlink Control Channel, PDCCH) 부반송파 심볼 및 하향 링크 데이터 채널(Physical Downlink Shared Channel, PDSCH) 부반송파 심볼을 생성하는 다수의 심볼 생성기;
    상기 RS 부반송파 심볼, 상기 PDCCH 부반송파 심볼 및 상기 PDSCH 부반송파 심볼을 입력받아 해당 서브 프레임에 매핑 하는 부반송파 심볼 맵퍼; 및
    상기 PDSCH 부반송파 심볼을 생성하는 심볼 생성기에서 블랭크용 심볼을 고려하여 데이터의 레이트 매칭을 수행하도록 제어하고, 상기 부반송파 심볼 맵퍼에서 상기 입력된 심볼들이 상기 블랭크용 심볼을 고려하여 상기 해당 서브프레임에 매핑 되도록 제어하는 하향 링크 물리채널 심볼 생성 및 매핑 제어기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 릴레이 기반 무선 통신 시스템에서 기지국의 하향 링크 백홀 전송 자원 할당 장치.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 하향 링크 물리채널 심볼 생성 및 매핑 제어기는
    상기 PDCCH 부반송파 심볼이 상기 해당 서브프레임의 PDSCH 영역에 매핑 되도록 설정된 경우, 상기 PDSCH 영역에 상기 PDCCH 부반송파 심볼과 상기 PDSCH 부반송파 심볼을 매핑 하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 릴레이 기반 무선 통신 시스템에서 기지국의 하향 링크 백홀 전송 자원 할당 장치.
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