WO2011115396A2

WO2011115396A2 - 무선통신 시스템에서 제어정보를 송신 및 수신하기 위한 장치 및 그 방법

Info

Publication number: WO2011115396A2
Application number: PCT/KR2011/001758
Authority: WO
Inventors: 박규진; 정재훈; 문성호
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2010-03-15
Filing date: 2011-03-14
Publication date: 2011-09-22
Also published as: KR101861661B1; US8934415B2; US20160044657A1; US9198173B2; EP2549672A4; US20130064172A1; KR20110103863A; US9538512B2; WO2011115396A3; US20150092662A1; EP2549672A2; EP2549672B1

Abstract

무선통신 시스템에서 제어정보를 송신/수신하는 장치 및 그 방법이 개시된다. 본 발명에 따른 중계기 장치에서, 수신 안테나는 기지국의 데이터 전송에 대한 HARQ ACK(Hybrid automatic repeat reQuest ACKnowledgement) 피드백을 위한 제어정보를 상위 계층 시그널링(higher layer signaling)을 통해 상기 기지국으로부터 수신할 수 있다. 프로세서는 상기 제어정보에 기초하여 상기 HARQ 피드백을 전송에 사용될 상향링크 제어 채널 내의 자원을 결정할 수 있다. 송신 안테나는 상기 결정된 자원을 통해 상기 HARQ 피드백을 상기 기지국으로 전송할 수 있다.

Description

무선통신 시스템에서 제어정보를 송신 및 수신하기 위한 장치 및 그 방법

본 발명은 무선 통신에 관한 것으로, 보다 상세하게는 제어정보를 송신 및 수신하기 위한 장치 및 그 방법에 관한 것이다.

기지국과 단말 간의 채널 상태가 열악한 경우에는 기지국과 단말 간에 중계기(Relay Node, RN)를 설치하여 채널 상태가 보다 우수한 무선 채널을 단말에게 제공할 수 있다. 또한, 기지국으로부터 채널 상태가 열악한 셀 경계 지역에서 중계기를 도입하여 사용함으로써 보다 고속의 데이터 채널을 제공할 수 있고, 셀 서비스 영역을 확장시킬 수 있다. 이와 같이, 중계기는 무선 통신 시스템에서 전파 음영 지역 해소를 위해 도입된 기술로서 현재 널리 사용되고 있다.

과거의 중계 방식이 단순히 신호를 증폭해서 전송하는 리피터(Repeater)의 기능에 국한된 것에 비해, 최근에는 보다 지능화된 형태로 발전하고 있다. 더 나아가 중계기 기술은 차세대 이동통신 시스템에서 기지국 증설 비용과 백홀망의 유지 비용을 줄이는 동시에, 서비스 커버리지 확대와 데이터 처리율 향상을 위해 반드시 필요한 기술에 해당한다. 중계기 기술이 점차 발전함에 따라, 종래의 무선 통신 시스템에서 이용하는 중계기를 새로운 무선 통신 시스템에서 지원할 필요가 있다.

3GPP LTE-A 시스템에서도, 중계기는 기지국의 데이터 전송에 대한 HARQ 피드백을 전송하여야 한다. 그러나, 현재까지 중계기의 HARQ 피드백 전송에 사용될 자원에 대하여 정해진 바가 없다. 따라서, 중계기와 단말이 HARQ 피드백 전송을 사용하다보면 충돌이 일어날 가능성이 높고 이는 통신성능의 현저한 열화를 초래하게 된다.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제는 중계기가 기지국으로부터 제어정보를 수신하는 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명에서 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 기지국으로부터 제어정보를 수신하는 중계기 장치를 제공하는 데 있다.

본 발명에서 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는 기지국이 중계기로 제어정보를 전송하는 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명에서 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는 중계기로 제어정보를 전송하는 기지국 장치를 제공하는 데 있다.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 상기 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명에 따른 무선통신 시스템에서 중계기가 제어정보를 수신하는 방법은, 기지국의 데이터 전송에 대한 상기 중계기의 HARQ ACK(Hybrid Automatic Repeat reQuest ACKnowledgement) 피드백을 위한 제어정보를 상위 계층 시그널링(higher layer signaling)을 통해 상기 기지국으로부터 수신하는 단계; 및 상기 제어정보에 기초하여 상향링크 제어 채널을 통해 상기 HARQ 피드백을 상기 기지국으로 전송하는 단계를 포함하되, 상기 제어정보는 상기 HARQ 피드백 전송을 위한 상기 상향링크 제어 채널 내의 자원 정보를 포함할 수 있다.

상기 상향링크 제어 채널은 PUCCH(Physical Uplink Control CHannel)일 수 있으며, 상기 상향링크 제어 채널 내의 자원 정보는 제어 채널 요소(Control Channel Element, CCE)의 인덱스로 지시될 수 있다. 상기 상향링크 제어 채널 내의 자원 정보는 중계기 별로 특정된 정보일 수 있다.

상기의 다른 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명에 따른 기지국이 제어정보를 전송하는 방법은, 상기 기지국의 데이터 전송에 대한 중계기의 HARQ ACK(Hybrid automatic repeat reQuest ACKnowledgement) 피드백을 위한 제어정보를 상위 계층 시그널링(higher layer signaling)을 통해 상기 중계기로 전송하는 단계; 및 상기 제어정보에 지시된 상향링크 제어 채널 내의 자원을 통해 상기 HARQ 피드백을 상기 중계기로부터 수신하는 단계를 포함할 수 있다.

상기의 또 다른 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명에 따른 제어정보를 수신하는 중계기 장치는, 기지국의 데이터 전송에 대한 HARQ ACK(Hybrid automatic repeat reQuest ACKnowledgement) 피드백을 위한 제어정보를 상위 계층 시그널링(higher layer signaling)을 통해 상기 기지국으로부터 수신하는 수신 안테나; 상기 제어정보에 기초하여 상기 HARQ 피드백을 전송에 사용될 상향링크 제어 채널 내의 자원을 결정하는 프로세서; 및 상기 결정된 자원을 통해 상기 HARQ 피드백을 상기 기지국으로 전송하는 송신 안테나를 포함할 수 있다.

상기의 또 다른 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명에 따른 제어정보를 전송하는 기지국 장치는, 상기 기지국의 데이터 전송에 대한 중계기의 HARQ ACK(Hybrid automatic repeat reQuest ACKnowledgement) 피드백을 위한 제어정보를 상위 계층 시그널링(higher layer signaling)을 통해 상기 중계기로 전송하는 송신 안테나; 및 기 제어정보에 지시된 상향링크 제어 채널 내의 자원을 통해 상기 HARQ 피드백을 상기 중계기로부터 수신하는 수신 안테나를 포함할 수 있다.

본 발명의 다양한 실시예에 따라, 중계기와 단말이 HARQ 피드백을 PUCCH를 통해 전송하더라도 충돌하는 위험이 발생하지 않게 되며 결국 통신성능이 현저히 향상된다.

본 발명에서 얻은 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는, 첨부 도면은 본 발명에 대한 실시예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 설명한다.

도 1은 무선 통신 시스템에서 릴레이 백홀 링크 및 릴레이 액세스 링크의 구성을 나타낸 도면,

도 2는 무선 통신 시스템(200)에서의 기지국(205) 및 중계기(210)의 구성을 도시한 블록도,

도 3은 이동통신 시스템의 일 예인 3GPP LTE 시스템에서 사용되는 무선 프레임의 구조를 예시하는 도면,

도 4는 이동통신 시스템의 일 예인 3GPP LTE 시스템의 하향링크 및 상향링크 서브프레임의 구조를 나타낸 도면,

도 5는 본 발명에서 사용되는 하향링크의 시간-주파수 자원 격자 구조(resource grid structure)를 나타낸 도면,

도 6은 LTE-A 시스템에서의 중계기 백홀 링크를 위한 Fake MBSFN 서브프레임 구성의 일 예를 나타낸 도면, 그리고,

도 7은 LTE-A 시스템에서 R-PDCCH 다중화 방법의 일 예를 나타낸 도면이다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다. 이하의 상세한 설명은 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해서 구체적 세부사항을 포함한다. 그러나, 당업자는 본 발명이 이러한 구체적 세부사항 없이도 실시될 수 있음을 안다. 예를 들어, 이하의 상세한 설명은 이동통신 시스템이 3GPP LTE, LTE-A 시스템인 경우를 가정하여 구체적으로 설명하나, 3GPP LTE, LTE-A의 특유한 사항을 제외하고는 다른 임의의 이동통신 시스템에도 적용 가능하다.

몇몇 경우, 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시될 수 있다. 또한, 본 명세서 전체에서 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하여 설명한다.

아울러, 이하의 설명에 있어서 단말은 UE(User Equipment), MS(Mobile Station), AMS(Advanced Mobile Station) 등 이동 또는 고정형의 사용자단 기기를 통칭하는 것을 가정한다. 또한, 기지국은 Node B, eNode B, Base Station, AP(Access Point) 등 단말과 통신하는 네트워크 단의 임의의 노드를 통칭하는 것을 가정한다. 본 명세서에서는 3GPPL LTE, LTE-A 시스템에 근거하여 설명하지만, 본 발명의 내용들은 각종 다른 통신 시스템에도 적용가능하다.

이동 통신 시스템에서 단말(User Equipment)은 기지국으로부터 하향링크(Downlink)를 통해 정보를 수신할 수 있으며, 단말은 또한 상향링크(Uplink)를 통해 정보를 전송할 수 있다. 단말이 전송 또는 수신하는 정보로는 데이터 및 다양한 제어 정보가 있으며, 단말이 전송 또는 수신하는 정보의 종류 용도에 따라 다양한 물리 채널이 존재한다.

도 1은 무선 통신 시스템에서 릴레이 백홀 링크 및 릴레이 액세스 링크의 구성을 나타낸 도면이다.

3GPP LTE-A(3rd Generation Partnership Project Long Term Evolution-Advanced) 시스템에서 중계기에 기지국과 단말 간의 링크 연결을 포워딩하는 역할을 도입하면서 각각의 상향링크 및 하향링크 캐리어 주파수 대역에 속성이 다른 두 가지 종류의 링크가 적용되게 된다. 기지국과 중계기의 링크 간에 설정되는 연결 링크 부분을 백홀 링크(backhaul link)라고 정의하여 표현한다. 하향링크 자원을 이용하여 FDD(Frequency Division Duplex) 혹은 TDD(Time Division Duplex) 방식으로 전송이 이루어지는 것을 백홀 하향링크(backhaul downlink)라고 하며, 상향링크 자원을 이용하여 FDD 또는 TDD 방식으로 전송이 이루어지는 것을 백홀 상향링크라고 표현할 수 있다.

반면, 중계기와 단말들 간에 설정되는 연결 링크 부분을 릴레이 액세스 링크(relay access link)로서 정의하여 표현한다. 릴레이 액세스 링크가 하향링크 주파수 대역(FDD의 경우)이나 하향링크 서브프레임(TDD의 경우) 자원을 이용하여 전송이 이루어지는 경우 액세스 하향링크(access downlink)로 표현하고 상향링크 주파수 대역(FDD의 경우)이나 상향링크 서브프레임(TDD의 경우) 자원을 이용하여 전송이 이루어지는 경우 액세스 상향링크(access uplink)로 표현할 수 있다.

중계기(RN)는 릴레이 백홀 하향링크(relay backhaul downlink)를 통해 기지국으로부터 정보를 수신할 수 있고, 릴레이 백홀 상향링크를 통해 기지국으로 정보를 전송할 수 있다. 또한, 중계기는 릴레이 액세스 하향링크를 통해 단말로 정보를 전송할 수 있고, 릴레이 액세스 상향링크를 통해 단말로부터 정보를 수신할 수 있다.

중계기는 기지국과 동기를 맞추는 등의 초기 셀 탐색(Initial cell search) 작업을 수행할 수 있다. 이를 위해 중계기는 기지국으로부터 동기 채널을 수신하여 기지국과 동기를 맞추고, 셀 ID 등의 정보를 획득할 수 있다. 그 후, 중계기는 기지국으로부터 물리 방송 채널(Physical Broadcast Channel)를 수신하여 셀 내 방송 정보를 획득할 수 있다. 한편, 중계기는 초기 셀 탐색 단계에서 릴레이 백홀 하향링크 참조신호(Downlink Reference Signal)를 수신하여 릴레이 백홀 하향링크의 채널 상태를 확인할 수 있다. 중계기는 R-PDCCH(Relay-Physical Downlink Control CHannel) 및/또는 R-PDSCH(Relay-Physical Downlink Control CHannel)을 수신하여 좀더 구체적인 시스템 정보를 획득할 수 있다.

한편, 기지국에 최초로 접속하거나 신호 전송을 위한 무선 자원이 없는 경우 중계기는 기지국에 임의 접속 과정(Random Access Procedure)을 수행할 수 있다. 이를 위해 중계기는 물리 임의접속 채널(Physical Random Access CHannel, PRACH) 등을 통해 프리앰블을 전송하고, R-PDCCH 및 이에 대응하는 R-PDSCH을 통해 상기 임의접속에 대한 응답 메시지를 수신할 수 있다.

핸드오버(Handover)의 경우를 제외한 경쟁 기반 임의접속의 경우 그 후 추가적인 물리 임의접속 채널의 전송 및 R-PDCCH/R-PDSCH 수신과 같은 충돌해결절차(Contention Resolution Procedure)를 수행할 수 있다.

상술한 바와 같은 절차를 수행한 중계기는 이후 일반적인 상/하향링크 신호 전송 절차로서 R-PDCCH/R-PDSCH 및 릴레이-물리 상향링크 공유 채널(R-PUSCH: Relay-Physical Uplink Shared CHannel)/릴레이-물리 상향링크 제어 채널(R-PUCCH: Relay-Physical Uplink Control CHannel) 전송을 수행할 수 있다.

이때 중계기가 상향링크를 통해 기지국에 전송하는 또는 기지국이 중계기로부터 수신하는 제어정보에는 ACK/NACK 신호, 채널품질정보(CQI: Channel Quality Indicator), 프리코딩 행렬 인덱스(Precoding Matrix Index, PMI), 랭크 지시자(Rank Indicator, RI) 등이 포함될 수 있다. 3GPP LTE(3rd Generation Partnership Project Long Term Evolution) LTE-A 시스템의 경우, 중계기는 상술한 CQI, PMI, RI 등의 제어정보를 R-PUSCH/R-PUCCH을 통해 전송할 수 있다.

도 2는 무선 통신 시스템(200)에서의 기지국(205) 및 중계기(210)의 구성을 도시한 블록도이다.

무선 통신 시스템(200)을 간략화하여 나타내기 위해 하나의 기지국(205)과 하나의 중계기(210)를 도시하였지만, 무선 통신 시스템(200)은 하나 이상의 기지국 및/또는 하나 이상의 중계기를 포함할 수 있다.

도 2를 참조하면, 기지국(205)은 송신(Tx) 데이터 프로세서(215), 심볼 변조기(220), 송신기(225), 송수신 안테나(230), 프로세서(280), 메모리(285), 수신기(290), 심볼 복조기(295), 수신 데이터 프로세서(297)를 포함할 수 있다. 그리고, 중계기(210)는 송신(Tx) 데이터 프로세서(265), 심볼 변조기(270), 송신기(275), 송수신 안테나(235), 프로세서(255), 메모리(260), 수신기(240), 심볼 복조기(255), 수신 데이터 프로세서(250)를 포함할 수 있다. 안테나(230, 235)가 각각 기지국(205) 및 중계기(210)에서 하나로 도시되어 있지만, 기지국(205) 및 중계기(210)는 복수 개의 안테나를 구비하고 있다. 따라서, 본 발명에 따른 기지국(205) 및 중계기(210)는 MIMO(Multiple Input Multiple Output) 시스템을 지원한다. 본 발명에 따른 기지국(205)은 SU-MIMO(Single User-MIMO) MU-MIMO(Multi User-MIMO) 방식 모두를 지원할 수 있다.

하향링크 상에서, 송신 데이터 프로세서(215)는 트래픽 데이터를 수신하고, 수신한 트래픽 데이터를 포맷하여, 코딩하고, 코딩된 트래픽 데이터를 인터리빙하고 변조하여(또는 심볼 매핑하여), 변조 심볼들("데이터 심볼들") 을 제공한다. 심볼 변조기(220)는 이 데이터 심볼들과 파일럿 심볼들을 수신 및 처리하여, 심볼들의 스트림을 제공한다.

심볼 변조기(220)는, 데이터 및 파일럿 심볼들을 다중화하여 이를 송신기 (225)로 전송한다. 이때, 각각의 송신 심볼은 데이터 심볼, 파일럿 심볼, 또는 널(null)의 신호 값일 수도 있다. 각각의 심볼 주기에서, 파일럿 심볼들이 연속적으로 송신될 수도 있다. 파일럿 심볼들은 주파수 분할 다중화(FDM), 직교 주파수 분할 다중화(Orthgonal Frequency Division Multiplexing, OFDM), 시분할 다중화(Time Division Multiplexing, TDM), 또는 코드 분할 다중화(Code Division Multiplexing, CDM) 심볼일 수 있다.

송신기(225)는 심볼들의 스트림을 수신하여 이를 하나 이상의 아날로그 신호들로 변환하고, 또한, 이 아날로그 신호들을 추가적으로 조절하여(예를 들어, 증폭, 필터링, 및 주파수 업 컨버팅(upconverting) 하여, 무선 채널을 통한 송신에 적합한 하향링크 신호를 발생시킨다. 이어서, 하향링크 신호는 안테나(230)를 통해 중계기로 전송된다.

중계기(210)의 구성에서, 안테나(235)는 기지국으로부터의 하향링크 신호를 수신하여 수신된 신호를 수신기(240)로 제공한다. 수신기(240)는 수신된 신호를 조정하고(예를 들어, 필터링, 증폭, 및 주파수 다운컨버팅(downconverting)), 조정된 신호를 디지털화하여 샘플들을 획득한다. 심볼 복조기(245)는 수신된 파일럿 심볼들을 복조하여 채널 추정을 위해 이를 프로세서(255)로 제공한다.

또한, 심볼 복조기(245)는 프로세서(255)로부터 하향링크에 대한 주파수 응답 추정치를 수신하고, 수신된 데이터 심볼들에 대해 데이터 복조를 수행하여, (송신된 데이터 심볼들의 추정치들인) 데이터 심볼 추정치를 획득하고, 데이터 심볼 추정치들을 수신(Rx) 데이터 프로세서(250)로 제공한다. 수신 데이터 프로세서 (250)는 데이터 심볼 추정치들을 복조(즉, 심볼 디-매핑(demapping)) 하고, 디인터리빙(deinterleaving)하고, 디코딩하여, 전송된 트래픽 데이터를 복구한다.

심볼 복조기(245) 및 수신 데이터 프로세서(250)에 의한 처리는 각각 기지국(205)에서의 심볼 변조기(220) 및 송신 데이터 프로세서(215)에 의한 처리에 대해 상보적이다.

중계기(210)는 상향링크 상에서, 송신 데이터 프로세서(265)는 트래픽 데이터를 처리하여, 데이터 심볼들을 제공한다. 심볼 변조기(270)는 데이터 심볼들을 수신하여 다중화하고, 변조를 수행하여, 심볼들의 스트림을 송신기(275)로 제공할 수 있다. 송신기(275)는 심볼들의 스트림을 수신 및 처리하여, 상향링크 신호를 발생시키고, 이러한 상향링크 신호는 안테나(235)를 통해 기지국(205)으로 전송된다.

기지국(205)에서, 중계기(210)로부터 상향링크 신호가 안테나(230)를 통해 를 수신되고, 수신기(290)는 수신한 상향링크 신호를 처리되어 샘플들을 획득한다. 이어서, 심볼 복조기(295)는 이 샘플들을 처리하여, 상향링크에 대해 수신된 파일럿 심볼들 및 데이터 심볼 추정치를 제공한다. 수신 데이터 프로세서(297)는 데이터 심볼 추정치를 처리하여, 중계기(210)로부터 전송된 트래픽 데이터를 복구한다.

중계기(210) 및 기지국(205) 각각의 프로세서(255, 280)는 각각 중계기(210) 및 기지국(205)에서의 동작을 지시(예를 들어, 제어, 조정, 관리 등)한다. 각각의 프로세서들(255, 280)은 프로그램 코드들 및 데이터를 저장하는 메모리 유닛(260, 285)들과 연결될 수 있다. 메모리(260, 285)는 프로세서(280)에 연결되어 오퍼레이팅 시스템, 어플리케이션, 및 일반 파일(general files)들을 저장한다.

프로세서(255, 280)는 컨트롤러(controller), 마이크로 컨트롤러(microcontroller), 마이크로 프로세서(microprocessor), 마이크로 컴퓨터(microcomputer) 등으로도 호칭될 수 있다. 한편, 프로세서(255, 280)는 하드웨어(hardware) 또는 펌웨어(firmware), 소프트웨어, 또는 이들의 결합에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어를 이용하여 본 발명의 실시예를 구현하는 경우에는, 본 발명을 수행하도록 구성된 ASICs(application specific integrated circuits) 또는 DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays) 등이 프로세서(255, 280)에 구비될 수 있다.

한편, 펌웨어나 소프트웨어를 이용하여 본 발명의 실시예들을 구현하는 경우에는 본 발명의 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차 또는 함수 등을 포함하도록 펌웨어나 소프트웨어가 구성될 수 있으며, 본 발명을 수행할 수 있도록 구성된 펌웨어 또는 소프트웨어는 프로세서(255, 280) 내에 구비되거나 메모리(260, 285)에 저장되어 프로세서(255, 280)에 의해 구동될 수 있다.

중계기와 기지국이 무선 통신 시스템(네트워크) 사이의 무선 인터페이스 프로토콜의 레이어들은, 통신 시스템에서 잘 알려진 OSI(open system interconnection) 모델의 하위 3개 레이어를 기초로 제 1 레이어(L1), 제 2 레이어(L2), 및 제 3 레이어(L3)로 분류될 수 있다. 물리 레이어는 상기 제1 레이어에 속하며, 물리 채널을 통해 정보 전송 서비스를 제공한다. RRC(Radio Resource Control) 레이어는 상기 제 3 레이어에 속하며 UE와 네트워크 사이의 제어 무선 자원들을 제공한다. 중계기, 기지국은 무선 통신 네트워크와 RRC 레이어를 통해 RRC 메시지들을 교환할 수 있다.

도 3은 이동통신 시스템의 일 예인 3GPP LTE 시스템에서 사용되는 무선 프레임의 구조를 예시하는 도면이다.

도 3을 참조하면, 하나의 무선 프레임(radio frame)은 10ms(327200Ts)의 길이를 가지며 10개의 균등한 크기의 서브프레임(subframe)으로 구성되어 있다. 각각의 서브프레임은 1ms의 길이를 가지며 2개의 슬롯(slot)으로 구성되어 있다. 각각의 슬롯은 0.5ms(15360Ts)의 길이를 가진다. 여기에서, Ts 는 샘플링 시간을 나타내고, Ts=1/(15kHz×2048)=3.2552×10^-8(약 33ns)로 표시된다. 슬롯은 시간 영역에서 복수의 OFDM 심볼 또는 SC-FDMA 심볼을 포함하고, 주파수 영역에서 복수의 자원블록(Resource Block)을 포함한다.

LTE 시스템에서 하나의 자원블록(Resource Block, RB)은 12개의 부반송파×7(6)개의 OFDM 심볼 또는 SC-FDMA(Single Carrier-Frequency Division Multiple Access) 심볼을 포함한다. 데이터가 전송되는 단위시간인 TTI(Transmission Time Interval)는 하나 이상의 서브프레임 단위로 정해질 수 있다. 상술한 무선 프레임의 구조는 예시에 불과하고, 무선 프레임에 포함되는 서브프레임의 수 또는 서브프레임에 포함되는 슬롯의 수, 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼 또는 SC-FDMA 심볼의 수는 다양하게 변경될 수 있다.

도 4는 이동통신 시스템의 일 예인 3GPP LTE 시스템의 하향링크 및 상향링크 서브프레임의 구조를 나타낸 도면이다.

도 4의 (a)를 참조하면, 하나의 하향링크 서브프레임은 시간 영역에서 2개의 슬롯을 포함한다. 하향링크 서브프레임 내의 첫 번째 슬롯의 앞선 최대 3 OFDM 심볼들이 제어채널들이 할당되는 제어영역(control region)이고, 나머지 OFDM 심볼들은 PDSCH(Physical Downlink Shared Channel)가 할당되는 데이터 영역이 된다.

3GPP LTE 시스템 등에서 사용되는 하향링크 제어채널들은 PCFICH(Physical Control Format Indicator Channel), PDCCH(Physical Downlink Control Channel), PHICH(Physical Hybrid-ARQ Indicator Channel) 등이 있다. 서브프레임의 첫 번째 OFDM 심볼에서 전송되는 PCFICH는 서브프레임 내에서 제어채널들의 전송에 사용되는 OFDM 심볼의 수(즉, 제어 영역의 크기)에 관한 정보를 나른다. PDCCH를 통해 전송되는 제어정보를 하향링크 제어정보(Downlink Control Information, DCI)라고 한다. DCI는 상향링크 자원 할당 정보, 하향링크 자원 할당 정보 및 임의의 단말 그룹들에 대한 상향링크 전송 파워 제어 명령 등을 가리킨다. PHICH는 상향링크 HARQ(Hybrid Automatic Repeat Request)에 대한 ACK(Acknowledgement)/NACK(Not-Acknowledgement) 신호를 나른다. 즉, 단말이 전송한 상향링크 데이터에 대한 ACK/NACK 신호는 PHICH 상으로 전송된다.

이제 하향링크 물리채널인 PDCCH에 대해 기술한다.

기지국은 PDCCH를 통해 PDSCH의 자원 할당 및 전송 포맷(이를 DL grant라고도 한다), PUSCH의 자원 할당 정보(이를 UL grant라고도 한다), 임의의 단말, 그룹 내 개별 단말들에 대한 전송 파워 제어 명령의 집합 및 VoIP(Voice over Internet Protocol)의 활성화 등을 전송할 수 있다. 복수의 PDCCH가 제어 영역 내에서 전송될 수 있으며, 단말은 복수의 PDCCH를 모니터링할 수 있다. PDCCH는 하나 또는 몇몇 연속적인 CCE(Control Channel Elements)의 집합(aggregation)으로 구성된다. 하나 또는 몇몇 연속적인 CCE의 집합으로 구성된 PDCCH는 서브블록 인터리빙(subblock interleaving)을 거친 후에 제어 영역을 통해 전송될 수 있다. CCE는 무선채널의 상태에 따른 부호화율을 PDCCH에게 제공하기 위해 사용되는 논리적 할당 단위이다. CCE는 복수의 자원 요소 그룹(resource element group)에 대응된다. CCE의 수와 CCE들에 의해 제공되는 부호화율의 연관 관계에 따라 PDCCH의 포맷 및 가능한 PDCCH의 비트 수가 결정된다.

PDCCH를 통해 전송되는 제어정보를 하향링크 제어정보(downlink control information, DCI)라고 한다. 다음 표 1은 DCI 포맷에 따른 DCI를 나타낸다.

표 1

DCI 포맷 0은 상향링크 자원 할당 정보를 가리키고, DCI 포맷 1~2는 하향링크 자원 할당 정보를 가리키고, DCI 포맷 3, 3A는 임의의 단말 그룹들에 대한 상향링크 TPC(transmit power control) 명령을 가리킨다.

LTE 시스템에서 기지국이 PDCCH를 전송을 위해 자원을 매핑하는 방안에 대해 간단히 살펴본다.

일반적으로, 기지국은 PDCCH를 통하여 스케줄링 할당 정보 및 다른 제어정보를 단말에 전송할 수 있다. PDCCH은 하나의 집합(aggregation) 또는 복수 개의 연속 제어 채널 요소(Control Channel Element, CCE)로 전송될 수 있다. 하나의 CCE는 9개의 자원 요소 그룹(Resource Element Group, REG)들을 포함한다. PCFICH(Physical Control Format Indicator CHhannel) 또는 PHICH(Physical Hybrid Automatic Repeat Request Indicator Channel)에 할당되지 않은 RBG의 개수는 N_REG이다. 시스템에서 이용가능한 CCE는 0부터 N_CCE-1 까지 이다(여기서

이다). PDCCH는 다음 표 2에 나타낸 바와 같이 다중 포맷을 지원한다. n개의 연속 CCE들로 구성된 하나의 PDCCH는 i mod n =0을 수행하는 CCE부터 시작한다(여기서 i는 CCE 번호이다). 다중 PDCCH들은 하나의 서브프레임으로 전송될 수 있다.

표 2

표 2를 참조하면, 기지국은 제어정보 등을 몇 개의 영역으로 보낼 지에 따라 PDCCH 포맷을 결정할 수 있다. 단말은 CCE 단위로 제어정보 등을 읽어서 오버헤드를 줄일 수 있다. 마찬가지로, 중계기도 R-CCE 단위 혹은 CCE 단위로 제어정보 등을 읽을 수 있다. LTE-A 시스템에서는, 임의의 중계기를 위한 R-PDCCH를 전송하기 위해 R-CCE(Relay-Control Channel Element) 단위 또는 CCE 단위로 자원 요소(Resource Element, RE)를 매핑할 수 있다.

도 4의 (b)를 참조하면, 상향링크 서브프레임은 주파수 영역에서 제어 영역 및 데이터 영역으로 나누어질 수 있다. 제어 영역은 상향링크 제어정보를 나르는 PUCCH(Physical Uplink Control CHannel)로 할당된다. 데이터 영역은 사용자 데이터를 나르기 위한 PUSCH(Physical Uplink Shared CHannel)로 할당된다. 단일 반송파 특성을 유지하기 위하여, 하나의 단말은 PUCCH 및 PUSCH를 동시에 전송하지 않는다. 하나의 단말을 위한 PUCCH는 하나의 서브프레임에서 RB 페어로 할당된다. RB 페어에 속하는 RB들은 각 2개의 슬롯에서 서로 다른 부반송파를 차지하고 있다. PUCCH에 할당된 RB 페어는 슬롯 경계(slot boundary)에서 주파수 호핑된다.

도 5는 본 발명에서 사용되는 하향링크의 시간-주파수 자원 격자 구조(resource grid structure)를 나타낸 도면이다.

각 슬롯에서 전송되는 하향링크 신호는

×

개의 부반송파(subcarrier)와

개의 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 심볼로 구성되는 자원 격자(resource grid) 구조로 이용한다. 여기서,

은 하향링크에서의 자원 블록(RB: Resource Block)의 개수를 나타내고,

는 하나의 RB을 구성하는 부반송파의 개수를 나타내고,

는 하나의 하향링크 슬롯에서의 OFDM 심볼의 개수를 나타낸다.

의 크기는 셀 내에서 구성된 하향링크 전송 대역폭에 따라 달라지며

≤

을 만족해야 한다. 여기서,

는 무선 통신 시스템이 지원하는 가장 작은 하향링크 대역폭이며

는 무선 통신 시스템이 지원하는 가장 큰 하향링크 대역폭이다.

=6이고

=110일 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 하나의 슬롯 내에 포함된 OFDM 심볼의 개수는 순환 전치(CP: Cyclic Prefix)의 길이 및 부반송파의 간격에 따라 다를 수 있다. 다중안테나 전송의 경우에, 하나의 안테나 포트 당 하나의 자원 격자가 정의될 수 있다.

각 안테나 포트에 대한 자원 격자 내의 각 요소는 자원 요소(RE: Resource Element)라고 불리우며, 슬롯 내의 인덱스 쌍 (k,l)에 의해 유일하게 식별된다. 여기서, k는 주파수 영역에서의 인덱스이고, l는 시간 영역에서의 인덱스이며 k는 0,...,

-1 중 어느 하나의 값을 갖고, l는 0,...,

-1 중 어느 하나의 값을 갖는다.

도 5에 도시된 자원 블록은 어떤 물리 채널과 자원 요소들 간의 매핑(mapping) 관계를 기술하기 위해 사용된다. RB는 물리 자원 블록(PRB: Physical Resource Block)과 가상 자원 블록(VRB: Virtual Resource Block)으로 나눌 수 있다. 상기 하나의 PRB는 시간 영역의

개의 연속적인 OFDM 심볼과 주파수 영역의

개의 연속적인 부반송파로 정의된다. 여기서

과

는 미리 결정된 값일 수 있다. 예를 들어

과

는 다음 표 3과 같이 주어질 수 있다. 따라서 하나의 PRB는

×

개의 자원 요소로 구성된다. 하나의 PRB는 시간 영역에서는 하나의 슬롯에 대응되고 주파수 영역에서는 180kHz에 대응될 수 있지만 이에 한정되는 것은 아니다.

표 3

PRB는 주파수 영역에서 0에서

-1 까지의 값을 갖는다. 주파수 영역에서의 PRB 넘버(number) n_PRB와 하나의 슬롯 내에서의 자원 요소 (k,l) 사이의 관계는 를 만족한다.

상기 VRB의 크기는 PRB의 크기와 같다. VRB는 로컬형 VRB(Localized VRB, LVRB)와 분산형 VRB(Distributed VRB, DVRB)로 나뉘어 정의될 수 있다. 각 타입의 VRB에 대해, 하나의 서브프레임 내의 두 개의 슬롯에 있는 한 쌍의 VRB는 단일 VRB 넘버 n_VRB가 함께 할당된다.

상기 VRB은 PRB과 동일한 크기를 가질 수 있다. 두 가지 타입의 VRB가 정의되는데, 첫째 타입은 로컬형 VRB(Localized VRB, LVRB)이고, 둘째 타입은 분산형 VRB(Distributed VRB, DVRB)이다. 각 타입의 VRB에 대해, 한 쌍(pair)의 VRB는 단일의 VRB 인덱스 (이하, VRB 넘버(number)로 지칭될 수도 있다)를 가지고 1개의 서브프레임의 2개의 슬롯에 걸쳐 할당된다. 다시 말하면, 하나의 서브프레임을 구성하는 2개의 슬롯 중 제 1 슬롯에 속하는

개의 VRB들은 각각 0부터

-1 중 어느 하나의 인덱스를 할당받고, 위의 2개의 슬롯 중 제 2 슬롯에 속하는

개의 VRB들도 마찬가지로 각각 0부터

-1 중 어느 하나의 인덱스를 할당받는다.

상술한 바와 같은 도 3 내지 도 5에 기재된 무선 프레임 구조, 하향링크 서브프레임 및 상향링크 서브프레임, 하향링크의 시간-주파수 자원 격자 구조 등은 기지국과 중계기 간에서도 적용될 수 있다.

이하에서 LTE 시스템에서 기지국이 단말에게 PDCCH를 내려보내기 위한 과정을 설명한다. 기지국은 단말에게 보내려는 DCI(Downlink Control Information)에 따라 PDCCH 포맷을 결정하고, 제어정보에 CRC(Cyclic Redundancy Check)를 붙인다. CRC에는 PDCCH의 소유자(owner)나 용도에 따라 고유한 식별자(이를 RNTI(Radio Network Temporary Identifier)라고 한다)가 마스킹된다. 특정 단말을 위한 PDCCH라면 단말의 고유 식별자, 특정 중계기를 위한 R-PDCCH라면 중계기의 고유 식별자, 예를 들어 C-RNTI(Cell-RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다. 또는, 페이징 메시지(paging message)를 위한 PDCCH라면 페이징 지시 식별자, 예를 들어 P-RNTI(Paging-RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다. 시스템 정보를 위한 PDCCH, R-PDCCH라면 시스템 정보 식별자, SI-RNTI(system information-RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다. 단말, 중계기의 랜덤 액세스 프리앰블의 전송에 대한 응답인 랜덤 액세스 응답을 지시하기 위해 RA-RNTI(random access-RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다. 다음 표 4는 PDCCH 및/또는 R-PDCCH에 마스킹되는 식별자들의 예를 나타낸다.

표 4

C-RNTI가 사용되면 PDCCH, R-PDCCH는 각각 해당하는 특정 단말, 특정 중계기를 위한 제어정보를 나르고, 다른 RNTI가 사용되면 PDCCH, R-PDCCH는 각각 셀 내 모든 또는 복수의 단말, 중계기가 수신하는 공용 제어정보를 나른다. 기지국은 CRC가 부가된 DCI에 대해 채널 코딩을 수행하여 부호화된 데이터(coded data)를 생성한다. 그리고, 기지국은 PDCCH, R-PDCCH 포맷에 할당된 CCE의 수에 따른 레이트 매칭(rate mathching)을 수행한다. 그 후, 기지국은 부호화된 데이터를 변조하여 변조 심벌들을 생성한다. 그리고, 기지국은 변조 심볼들을 물리적인 자원 요소에 맵핑한다.

본 발명에서 사용하는 R-PDCCH(Relay-Physical Downlink Control CHannel)은 기지국에서 중계기로 릴레이 전송을 위한 백홀 물리 하향링크 제어 채널을 일컫는 것으로, R-PUCCH(Relay-Physical Uplink Control CHannel)은 중계기에서 기지국으로 릴레이 전송을 위한 백홀 물리 상향링크 제어 채널을 일컫는 것으로 사용된다. 또한, R-PDSCH(Relay-Physical Downlink Shared CHannel)는 릴레이 전송을 위한 백홀 하향링크 물리 데이터/공유 채널을 일컫는 것으로, R-PUSCH(Relay-Physical Uplink Shared CHannel)는 릴레이 전송을 위한 백홀 상향링크 물리 데이터/공유 채널을 일컫는 것으로 사용된다.

이하에서 중계기 타입에 대해 설명한다. 중계기의 대역(또는 스펙트럼) 사용과 관련하여, 백홀 링크가 액세스 링크와 동일한 주파수 대역에서 동작하는 경우를 '인-밴드(in-band)'라고 하고, 백홀 링크와 액세스 링크가 상이한 주파수 대역에서 동작하는 경우를 '아웃-밴드(out-band)'라고 한다. 인-밴드 및 아웃-밴드 경우 모두에서 기존의 LTE 시스템(예를 들어, release-8)에 따라 동작하는 단말이 도너 셀(doner cell)에 접속할 수 있어야 한다.

단말이 중계기를 인식하는지 여부에 따라 중계기는 트랜스패런트(transparent) 중계기 또는 논-트랜스패런트(non-transparent) 중계기로 분류될 수 있다. 트랜스패런트는 단말이 중계기를 통하여 네트워크와 통신하는지 여부를 인지하지 못하는 경우를 의미하고, 논-트랜스패런트는 단말이 중계기를 통하여 네트워크와 통신하는지 여부를 인지하는 경우를 의미한다.

중계기의 제어와 관련하여, 도너 셀의 일부로 구성되는 중계기 또는 스스로 셀을 제어하는 중계기로 구분될 수 있다.

도너 셀의 일부로서 구성되는 중계기는 중계기 식별자(ID)를 가질 수는 있지만, 중계기 자신의 셀 식별자(identity)를 가지지 않는다. 도너 셀이 속하는 기지국에 의하여 RRM(Radio Resource Management)의 적어도 일부가 제어되면(RRM의 나머지 부분들은 중계기에 위치하더라도), 도너 셀의 일부로서 구성되는 중계기라 한다. 바람직하게는, 이러한 중계기는 레거시 단말(예를 들어, LTE 단말)을 지원할 수 있다. 예를 들어, 스마트 리피터(Smart repeaters), 디코드-앤-포워드 중계기(decode-and-forward relays), L2(제2계층) 중계기들의 다양한 종류들 및 타입-2 중계기가 이러한 중계기에 해당한다.

스스로 셀을 제어하는 중계기의 경우에, 중계기는 하나 또는 여러 개의 셀들을 제어하고, 중계기에 의해 제어되는 셀들 각각에 고유의 물리계층 셀 식별자가 제공되며, 동일한 RRM 메커니즘을 이용할 수 있다. 단말 관점에서는 중계기에 의하여 제어되는 셀에 액세스하는 것과 일반 기지국에 의해 제어되는 셀에 액세스하는 것에 차이점이 없다. 바람직하게는, 이러한 중계기에 의해 제어되는 셀은 레거시 단말을 지원할 수 있다. 예를 들어, 셀프-백홀링(Self-backhauling) 중계기, L3(제3계층) 중계기, 타입-1 중계기 및 타입-1a 중계기가 이러한 중계기에 해당한다.

타입-1 중계기는 인-밴드 중계기로서 복수 개의 셀들을 제어하고, 이들 복수 개의 셀들의 각각은 단말 입장에서 도너 셀과 구별되는 별개의 셀로 보인다. 또한, 복수 개의 셀들은 각자의 물리 셀 ID(LTE release-8에서 정의함)를 가지고, 중계기는 자신의 동기화 채널, 참조신호 등을 전송할 수 있다. 단일-셀 동작의 경우에, 단말은 중계기로부터 직접 스케줄링 정보 및 HARQ 피드백을 수신하고 중계기로 자신의 제어 채널(스케줄링 요청(SR), CQI, ACK/NACK 등)을 전송할 수 있다. 또한, 레거시 단말(LTE release-8 시스템에 따라 동작하는 단말)들에게 타입-1 중계기는 레거시 기지국(LTE release-8 시스템에 따라 동작하는 기지국)으로 보인다. 즉, 하위 호환성(backward compatibility)을 가진다. 한편, LTE-A 시스템에 따라 동작하는 단말들에게는, 타입-1 중계기는 레거시 기지국과 다른 기지국으로 보여, 성능 향상을 제공할 수 있다.

타입-1a 중계기는 아웃-밴드로 동작하는 것 외에 전술한 타입-1 중계기와 동일한 특징들을 가진다. 타입-1a 중계기의 동작은 L1(제1계층) 동작에 대한 영향이 최소화 또는 없도록 구성될 수 있다.

타입-2 중계기는 인-밴드 중계기로서, 별도의 물리 셀 ID를 가지지 않으며, 이에 따라 새로운 셀을 형성하지 않는다. 타입-2 중계기는 레거시 단말에 대해 트랜스패런트하고, 레거시 단말은 타입-2 중계기의 존재를 인지하지 못한다. 타입-2 중계기는 PDSCH를 전송할 수 있지만, 적어도 CRS 및 PDCCH는 전송하지 않는다.

한편, 본 발명에서 사용되는 중계기는 동시에 동일한 대역을 통해 양방향으로 송수신이 가능하지 않은 인-밴드 중계기로 가정하여 설명하지만, 중계기를 인-밴드 중계기로 제한하는 것은 아니다. 중계기가 인-밴드로 동작하도록 하기 위하여, 시간-주파수 공간에서의 일부 자원이 백홀 링크(Un)를 위해 예비되어야 하고 이 자원은 액세스 링크(Uu)를 위해서 사용되지 않도록 설정할 수 있다. 이를 자원 분할(resource partitioning)이라 한다.

중계기에서의 자원 분할에 있어서의 일반적인 원리는 다음과 같이 설명할 수 있다. 백홀 하향링크 및 액세스 하향링크가 하나의 반송파 주파수 상에서 시간분할다중화(Time Division Multiplexing, TDM) 방식으로 다중화될 수 있다(즉, 특정 시간에서 백홀 하향링크 또는 액세스 하향링크 중 하나만이 활성화된다). 유사하게, 백홀 상향링크 및 액세스 상향링크는 하나의 반송파 주파수 상에서 TDM 방식으로 다중화될 수 있다(즉, 특정 시간에서 백홀 상향링크 또는 액세스 상향링크 중 하나만이 활성화된다).

FDD에서의 백홀 링크 다중화는, 백홀 하향링크 전송은 하향링크 주파수 대역에서 수행되고, 백홀 상향링크 전송은 상향링크 주파수 대역에서 수행되는 것으로 설명할 수 있다. TDD에서의 백홀 링크 다중화는, 백홀 하향링크 전송은 기지국과 중계기의 하향링크 서브프레임에서 수행되고, 백홀 상향링크 전송은 기지국과 중계기의 상향링크 서브프레임에서 수행되는 것으로 설명할 수 있다.

인-밴드 중계기의 경우에, 예를 들어, 소정의 주파수 대역에서 기지국으로부터의 백홀 하향링크 수신과 단말로의 액세스 하향링크 전송이 동시에 이루어지면, 중계기의 송신단으로부터 전송되는 신호가 중계기의 수신단에서 수신될 수 있고, 이에 따라 중계기의 RF 전단(front-end)에서 신호 간섭 또는 RF 재밍(jamming)이 발생할 수 있다. 유사하게, 소정의 주파수 대역에서 단말로부터의 액세스 상향링크의 수신과 기지국으로의 백홀 상향링크의 전송이 동시에 이루어지면, 중계기의 RF 전단에서 신호 간섭이 발생할 수 있다. 따라서, 중계기에서 하나의 주파수 대역에서의 동시 송수신은 수신 신호와 송신 신호 간에 충분한 분리(예를 들어, 송신 안테나와 수신 안테나를 지리적으로 충분히 이격시켜(예를 들어, 지상/지하에) 설치함)가 제공되지 않으면 구현하기 어렵다.

이와 같은 신호 간섭의 문제를 해결하는 한 가지 방안은, 중계기가 도너 셀로부터 신호를 수신하는 동안에 단말로 신호를 전송하지 않도록 동작하게 하는 것이다. 즉, 중계기로부터 단말로의 전송에 갭(gap)을 생성하고, 이 갭 동안에는 단말(레거시 단말 포함)이 중계기로부터의 어떠한 전송도 기대하지 않도록 설정할 수 있다. 이러한 갭은 MBSFN(Multicast Broadcast Single Frequency Network) 서브프레임을 구성함으로써 설정할 수 있다.

이하에서는 LTE 시스템 등에서 기지국의 PDSCH 전송에 대한 단말의 HARQ ACK/NACK 피드백을 위한 PUCCH 자원을 할당하는 방안에 대해 설명한다.

FDD 시스템에서, 단말은 인덱스 n-4 서브프레임에서 해당 PDCCH의 검출에 의해 지시된 PDSCH 전송을 대하여 인덱스 n인 서브프레임에서 HARQ ACK/NACK(혹은 HARQ ACK 라고도 함) 전송을 위해 PUCCH 자원

를 사용할 수 있다. 단말이 이용하는 PUCCH 자원

는

와 같다. 여기서,

은 PUCCH 포맷 1/1a/1b를 위한 자원 인덱스를 나타내며,

는 해당 DCI 할당(assignment)의 전송을 위해 사용된 첫 번째 CCE(혹은 가장 낮은 인덱스를 갖는 CCE)의 번호이며,

는 상위 계층에 의해 구성되는 파라미터이다. 인덱스 n-4인 서브프레임에서 PDCCH가 검출되지 않은 경우에는 단말의 PDSCH 전송을 대한 HARQ ACK/NACK 전송을 위해,

은 상위 계층 구성에 따라 결정된다.

상술한 바와 같이, LTE 시스템 등에서 단말이 HARQ ACK/NACK 피드백을 하기 위한 PUCCH 자원은 해당 PDSCH 전송에 대한 자원 할당 정보를 담고 있는 DCI가 전송된 가장 낮은 CCE 인덱스 값인

에 의해 영향을 받는다. 그리고, LTE-A 시스템에서 중계기가 도입됨에 따라, 특히 타입-1 인밴드 중계기를 지원하기 위해 새로운 하향링크 제어 채널인 R-PDCCH가 도입되었다. 비록 R-PDCCH에 대한 구체적인 전송 방안 및 다른 하향링크 채널과의 다중화 방안 등에 대한 디자인이 이루어지진 않았지만, 기본적으로 PDCCH의 구조를 따라간다고 할 때, R-PDCCH의 전송을 위한 기본 단위로서 CCE의 개념이 도입될 수 있다. 본 발명에서는 R-PDCCH의 전송을 위한 기본 단위를 PDCCH의 CCE와 구분하기 위해 R-CCE라 지칭한다.

인밴드 중계기에서는 동일한 시간-주파수 자원을 백홀 링크와 액세스 링크가 공유하기 때문에 두 링크 간의 적절한 다중화 방법이 필요하다. 또한, 기존의 LTE Rel-8 단말의 하위 호환 가능한(backward compatible) 동작을 위해서 백홀 데이터의 전송을 위한 갭을 인위적으로 생성한다는 것은 앞서 설명한 바 있다.

도 6은 LTE-A 시스템에서의 중계기 백홀 링크를 위한 Fake MBSFN 서브프레임 구성의 일 예를 나타낸 도면이다.

도 6을 참조하면, "Ctrl" 영역은 단말이 항상 수신해야 하는 제어 정보가 전송되는 영역이고, 그 이후 부분에 대해서 단말은 MBSFN 서브프레임이므로 CRS나 임의의 다른 제어 신호에 대한 수신 동작을 수행하지 않는다. 이 해당 갭(gap) 구간을 통해서 기지국은 중계기에게 백홀 데이터를 전송하게 되며, 기지국은 이 영역에서 R-PDCCH라고 하는 중계기를 위한 제어 정보를 전송한다. 기지국은 이 제어 정보 전송을 통해서 하향링크에서의 백홀 데이터의 자원 할당 정보를 전송하게 된다.

R-PDCCH와 백홀 데이터가 전송되는 채널인 R-PDSCH의 다중화에 대한 구체적인 예는 도 7을 참조하여 설명한다.

도 7을 참조하면, R-PDCCH가 시간-주파수 축으로 매핑되는 경우도 있을 수 있고, 시간축으로 해당 서브프레임의 마지막 심볼까지 사용되도록 구성될 수도 있다. 본 발명에서는 R-PDCCH와 R-PDSCH 다중화 방법에 대해 제한을 하는 것은 아니다.

논리(logical) R-CCE 인덱싱은 PDCCH의 CCE 인덱싱과 독립적으로 이루어질 수 있다. 이 경우, R-PDCCH를 통해 전송될 수 있는 최대 R-CCE의 개수는 도 7에 도시한 바와 같이 R-PDCCH 전송을 위해 반-고정적으로 구성된(semi-statically configured) PRBs 외에도 R-PHICH(즉, 중계기를 위한 하향링크 HARQ ACK/NACK 피드백을 위한 제어 채널)의 전송 여부와 전송 방식, R-PDCCH의 복조(demodulation)를 위한 참조신호 설정 방안 및 R-PDCCH를 다중화하는 방식 등에 의해 달라질 수 있다.

따라서, 특정 매크로 셀에서 결정된 R-PHICH 전송 구조 및 R-PDCCH 복조용 참조신호 및 R-PDCCH 다중화 방식에 대해 총 R-CCE의 개수는 도 7의 R-PDCCH 전송을 위해 반-고정적으로 구성된 PRBs의 총 자원 요소들(Resource Elements, REs)에서 참조신호 및 R-PHICH(이는 R-PHICH 용 자원이 따로 할당되는 경우) 전송을 위해 사용되는 REs를 제외한 나머지 REs를 R-CCE 크기로 나눈 값이 된다. 이값을 N_R-CCEmax라 하면, R-CCE 인덱싱은 중계기가 R-PDCCH에 대한 블라인딩 디코딩(blind decoding)을 수행하는 논리적인 순서에 의해 차례로 0부터 N_R-CCEmax-1까지 매길 수 있다.

이 경우, 중계기에 대한 PUCCH 자원 할당을 위해 매크로 단말의 PUCCH 자원 할당과 동일한 파라미터를 적용하게 되면, 특정 매크로 단말에 대한 PDSCH 자원 할당 정보 전송을 위해 사용된 PDCCH의 CCE 중 가장 낮은 CCE 인덱스 값인

와 특정 중계기에 대한 R-PDSCH 자원 할당 정보 전송을 위해 사용된 R-PDCCH의 R-CCE 중 가장 낮은 R-CCE 인덱스 값인 n_R-CCE가 같은 값을 가지게 되는 경우가 발생할 수 있으며, 이 경우, 해당 매크로 단말과 중계기 간 PUCCH 자원 충돌이 발생할 수 있다.

즉, 중계기는 기지국이 전송하는 PDCCH 영역을 수신할 수 없으므로 다른 단말들이 어떠한 상향링크 ACK/NACK 신호 전송을 위한 자원을 할당받았는지를 알 수가 없다. 하향링크 백홀 데이터에 대한 R-PDCCH의 가장 낮은 CCE 인덱스를 이용해서 ACK/NACK 자원 매핑을 수행한다고 하면, 중계기는 매크로 단말들에게 할당된 상향링크 ACK/NACK 자원 영역과 동일한 자원을 할당받게 되어 ACK/NACK 자원이 충돌되는 문제가 발생할 수 있다.

따라서, LTE-A 시스템에서 중계기가 매크로 단말의 PUCCH를 같이 사용하는 경우에 중계기 하향링크 백홀 데이터에 대한 상향링크 ACK/NACK 신호 전송시 사용되는 상향링크 ACK/NACK 자원에 대한 매핑 방법 정의가 필요하다. 이와 같은 문제를 해결하기 위한 방안으로서 R-CCE 인덱싱 방법과 상위 계층 시그널링을 통한 방법이 있다.

먼저, 본 발명에서는, LTE-A 시스템에서 중계기가 도입됨에 따라, 중계기에서 R-PDSCH 전송에 대한 HARQ ACK/NACK 피드백을 위한 PUCCH 자원과 매크로 단말의 PUCCH 자원 간 충돌을 방지하여 R-CCE의 인덱싱(indexing) 방안을 제안한다.

제 1 실시예(R-CCE 인덱싱 방안 및 그에 따른 PUCCH 자원 매핑 방안)

본 발명에 따른 제 1 실시예로서, 옵셋(Offset) 기반 R-CCE 인덱싱 방법을 설명한다. R-CCE 인덱싱에 옵셋 값인 N_offset 파라미터를 정의하여, R-CCE 인덱싱이 앞서 언급한 바와 같이 0부터 N_R-CCEmax-1까지 이루어지는 것이 아니라, N_offset부터 N_offset + N_R-CCEmax - 1까지 이루어지도록 할 수 있다. 여기서, N_offset값은 반-고정적인(semi-static) 값으로서 기지국이 중계기에 상위 계층 시그널링(higher layer signaling)을 통해 명시적으로 시그널링 해 주거나, 혹은 중계기가 암시적으로 알 수도 있다. 이 경우, N_offset값은 모든 서브프레임에서 고정된 값을 가지게 된다.

이 경우 N_offset값 설정의 일 예로서, 해당 셀의 대역폭, PHICH 구간(duration), CRS 전송 구조와 최대 CFI(Control Format Indicator) 값(예를 들어, 대역폭(BW)<10RBs 이면 4 또는 대역폭(BW)>10RBs 이면 3)에 따라 결정되는 PDCCH영역을 통해 전송될 수 있는 최대 CCE의 수(number)로 고정할 수 있다. 또는, N_offset값은 동적으로 변하는 값으로서 매 서브프레임 마다 다른 값을 가질 수 있으며, 이 경우 기지국이 R-PDCCH를 통해 N_offset값을 중계기에 직접 전송해 주거나, 혹은 N_offset을 결정하는 파라미터를 전송해 줄 수도 있다. 이 경우, N_offset값을 설정하는 방안의 일 예로서, 특정 서브프레임에서의 N_offset값은 해당 서브프레임의 CFI 값(예를 들어, 대역폭(BW)<10RBs 이면 2, 3, 4 또는 대역폭(BW)>10RBs 이면 1, 2, 3)에 의해 결정될 수 있다. 즉, 동일한 대역폭, 동일한 PHICH 구간(duration), 동일한 CRS 전송 구조를 갖는 하나의 셀 내에서도 CFI 값에 따라 매 서브프레임당 PDCCH 영역의 CCE의 수는 달라질 수 있다. 이처럼, 매 서브프레임의 CFI 값에 따라 결정되는 PDCCH의 CCE의 수로 N_offset값을 설정하도록 할 수 있다.

이를 위해 기지국은 매 백홀 서브프레임의 R-PDCCH 영역을 통해 N_offset값을 각 중계기에 직접 시그널링 해 주거나, 또는 CFI 값을 시그널링해 주고, 각 중계기가 시그널링 CFI 값에 대응하는 N_offset값을 결정하도록 할 수도 있다. 기지국이 각 중계기에 해당하는 N_offset 값 또는 CFI 값을 R-PDCCH의 특정 위치에 고정된 REs를 사용해 고정된 포맷으로 전송함으로써, 모든 중계기가 수신할 수 있도록 하거나, 각각의 중계기를 위한 R-PDSCH 자원 할당(resource assignment) 정보 내에 해당 값을 전송할 수도 있다.

제 2 실시예(상위 계층 시그널링을 통한 PUCCH 자원 할당 옵셋 설정)

PUCCH 자원 값인

는 FDD 시스템의 경우 앞에서 설명한 바와 같이

인 식에 의해 결정될 수 있다. 이 중에서, 기지국이 셀 별 특정한(Cell-specific) 파라미터로서 상위 계층 시그널링으로 매크로 단말에게 전송되는 값

에 대해 중계기와 매크로 단말 간에 옵셋을 설정할 수 있다. 즉, 기지국은 파라미터

을 새롭게 정의하여 중계기에 시그널링해 주고, 중계기의 PUCCH 자원 할당은

식에 의해 정의할 수 있다.

또 다른 방안으로는, 중계기의 PUCCH 자원 할당을 위해서, 매크로 단말의 파라미터인

를 사용하지 않고,

파라미터를 새롭게 정의하여, 이를 중계기에게 상위 계층 시그널링을 통해 전송해 줄 수 있다. 이 경우, 중계기의 PUCCH 자원 할당은

에 의해 정의될 수 있다.

여기서,

값 또는

값은 중계기 별 특정한(RN-specific) 파라미터로서 정의될 수 있으며, 이 경우 기지국은 중계기-특정 상위 계층 시그널링을 통해 각각의 중계기에 전송해 줄 수 있다. 또는, 셀 별로 특정한 파라미터로서 정의될 수 있으며, 이 경우에는 기지국이 중계기-특정 상위 계층 시그널링을 통해 각각의 중계기에 전송하거나, 셀-특정 상위 계층 시그널링을 통해 중계기에 방송해 줄 수 있다.

제 3 실시예(중계기를 전용(Dedicated) PUCCH 자원 할당)

기지국은 중계기를 위한 전용 PUCCH를 할당할 수도 있다. 이 경우, 기지국은 각각의 중계기 별로 PUCCH 자원 할당 정보인

(혹은

)를 상위 계층 시그널링을 통해 전송해 줄 수 있다. 중계기의 프로세서(255)는 기지국으로부터 수신한 PUCCH 자원 할당 정보에 기초하여 PDSCH 전송에 대한 HARQ 피드백을 위한 자원을 결정할 수 있다. 그리고, 중계기는 결정된 자원(즉, PUCCH 자원할당 정보에서 지시된 자원)을 통해 PDSCH 전송에 대한 HARQ 피드백을 전송할 수 있다.

제 4 실시예

기지국은 데이터 전송을 위해 자원 할당을 수행하는 제어 채널 내에 해당 데이터에 대한 ACK/NACK 전송 시에 사용되는 자원 인덱스 또는 자원 인덱스의 일부를 중계기로 전송해 줄 수 있다.

구체적으로, 기지국은 R-PDCCH를 통해서 해당 하향링크 백홀 데이터에 대한 자원 할당 정보를 주는 경우에 이에 대한 ACK/NACK 정보 전송시 사용되는

값을 중계기에 알려줌으로써, 중계기와 매크로 단말의 ACK/NACK 전송 시에 자원 충돌이 일어나는 문제를 근본적으로 피할 수 있다.

제 5 실시예

기지국이 백홀 데이터에 대한 ACK/NACK 정보를 위한 자원을 상위 계층 시그널링으로 예약해 두는 방법을 고려할 수 있다. 예를 들어, 매크로 단말의 ACK/NACK 자원 매핑 식

에서

값은

로 표현할 수 있다. 즉, 중계기가 백홀 데이터에 대한 ACK/NACK 피드백 전송을 위해

과

사이에 해당하는 자원을 사용할 수 있다.

이상의 본 발명에 따른 각 실시예에서 설명한 내용에 따라, 중계기와 단말이 HARQ 피드백을 PUCCH를 통해 전송하더라도 충돌하는 위험이 발생하지 않게 된다.

이상에서 설명된 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들이 소정 형태로 결합된 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려되어야 한다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성하는 것도 가능하다. 본 발명의 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다. 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함시킬 수 있음은 자명하다.

본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

제어정보를 송신 및 수신하기 위한 장치 및 그 방법은 3GPP LTE, LTE-A, IEEE 802 등 다양한 통신 시스템에서 산업상으로 이용가능하다.

Claims

무선통신 시스템에서 중계기가 제어정보를 수신하는 방법에 있어서,

기지국의 데이터 전송에 대한 상기 중계기의 HARQ ACK(Hybrid Automatic Repeat reQuest ACKnowledgement) 피드백을 위한 제어정보를 상위 계층 시그널링(higher layer signaling)을 통해 상기 기지국으로부터 수신하는 단계; 및

상기 제어정보에 기초하여 상향링크 제어 채널을 통해 상기 HARQ 피드백을 상기 기지국으로 전송하는 단계를 포함하되,

상기 제어정보는 상기 HARQ 피드백 전송을 위한 상기 상향링크 제어 채널 내의 자원 정보를 포함하는, 제어정보 수신 방법.
제 1항에 있어서,

상기 상향링크 제어 채널은 PUCCH(Physical Uplink Control CHannel)인, 제어정보 수신 방법.
제 1항에 있어서,

상기 상향링크 제어 채널 내의 자원 정보는 제어 채널 요소(Control Channel Element, CCE)의 인덱스로 지시되는, 제어정보 수신 방법.
제 1항에 있어서,

상기 상향링크 제어 채널 내의 자원 정보는 중계기 별로 특정된 정보인, 제어정보 수신 방법.
무선통신 시스템에서 기지국이 제어정보를 전송하는 방법에 있어서,

상기 기지국의 데이터 전송에 대한 중계기의 HARQ ACK(Hybrid automatic repeat reQuest ACKnowledgement) 피드백을 위한 제어정보를 상위 계층 시그널링(higher layer signaling)을 통해 상기 중계기로 전송하는 단계; 및

상기 제어정보에 지시된 상향링크 제어 채널 내의 자원을 통해 상기 HARQ 피드백을 상기 중계기로부터 수신하는 단계를 포함하는, 제어정보 전송 방법.
제 5항에 있어서,

상기 상향링크 제어 채널은 PUCCH(Physical Uplink Control CHannel)인, 제어정보 수신 방법.
제 5항에 있어서,

상기 상향링크 제어 채널 내의 자원 정보는 제어 채널 요소(Control Channel Element, CCE)의 인덱스로 지시되는, 제어정보 전송 방법.
무선통신 시스템에서 제어정보를 수신하는 중계기 장치에 있어서,

기지국의 데이터 전송에 대한 HARQ ACK(Hybrid automatic repeat reQuest ACKnowledgement) 피드백을 위한 제어정보를 상위 계층 시그널링(higher layer signaling)을 통해 상기 기지국으로부터 수신하는 수신 안테나;

상기 제어정보에 기초하여 상기 HARQ 피드백을 전송에 사용될 상향링크 제어 채널 내의 자원을 결정하는 프로세서; 및

상기 결정된 자원을 통해 상기 HARQ 피드백을 상기 기지국으로 전송하는 송신 안테나를 포함하는, 중계기 장치.
제 8항에 있어서,

상기 상향링크 제어 채널은 PUCCH(Physical Uplink Control CHannel)인, 중계기 장치.
제 8항에 있어서,

상기 상향링크 제어 채널 내의 자원 정보는 제어 채널 요소(Control Channel Element, CCE)의 인덱스로 지시되는, 중계기 장치.
무선통신 시스템에서 제어정보를 전송하는 기지국 장치에 있어서,

상기 기지국의 데이터 전송에 대한 중계기의 HARQ ACK(Hybrid automatic repeat reQuest ACKnowledgement) 피드백을 위한 제어정보를 상위 계층 시그널링(higher layer signaling)을 통해 상기 중계기로 전송하는 송신 안테나; 및

상기 제어정보에 지시된 상향링크 제어 채널 내의 자원을 통해 상기 HARQ 피드백을 상기 중계기로부터 수신하는 수신 안테나를 포함하는, 기지국 장치.
제 11항에 있어서,

상기 상향링크 제어 채널은 PUCCH(Physical Uplink Control CHannel)인, 기지국 장치.
제 11항에 있어서,

상기 상향링크 제어 채널 내의 자원 정보는 제어 채널 요소(Control Channel Element, CCE)의 인덱스로 지시되는, 기지국 장치.