KR101487562B1 - Ｔｄｄ에 기반한 무선통신 시스템에서 데이터 중계 방법 - Google Patents

Abstract

TDD(Time Division Duplex)에 기반한 무선통신 시스템에서 데이터 중계 방법을 제공한다. 중계국은 상향링크 서브프레임에서 기지국으로부터 하향링크 데이터를 수신하고, 상기 하향링크 데이터를 적어도 하나의 단말로 중계한다. 중계국을 위한 자원 할당의 효율성을 높일 수 있다.

무선통신, 중계, 중계국, TDD

Description

ＴＤＤ에 기반한 무선통신 시스템에서 데이터 중계 방법{METHOD FOR RELAYING DATA IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM BASED ON TDD}

본 발명은 무선통신에 관한 것으로, 보다 상세하게는 TDD(Time Division Duplex)에 기반한 무선통신 시스템에서 중계국이 데이터를 중계하는 방법에 관한 것이다.

무선통신 시스템은 크게 FDD(Frequency Division Duplex) 방식과 TDD(Time Division Duplex) 방식으로 나눌 수 있다. FDD 방식에 의하면 상향링크 전송과 하향링크 전송이 서로 다른 주파수 대역을 차지하면서 이루어진다. TDD 방식에 의하면 상향링크 전송과 하향링크 전송이 같은 주파수 대역을 차지하면서 서로 다른 시간에 이루어진다. TDD 방식의 채널 응답은 실질적으로 상호적(reciprocal)이다. 이는 주어진 주파수 영역에서 하향링크 채널 응답과 상향링크 채널 응답이 거의 동일하다는 것이다. 따라서, TDD에 기반한 무선통신 시스템에서 하향링크 채널 응답은 상향링크 채널 응답으로부터 얻어질 수 있는 장점이 있다.

TDD 방식은 전체 주파수 대역을 상향링크 전송과 하향링크 전송이 시분할되므로 기지국(Base Station, BS)에 의한 하향링크 전송과 단말(Mobile Station, MS) 에 의한 상향링크 전송이 동시에 수행될 수 없다. 상향링크 전송과 하향링크 전송이 서브프레임 단위로 구분되는 TDD 시스템에서, 상향링크 전송과 하향링크 전송은 서로 다른 서브프레임에서 수행된다.

최근에 중계국(Relay Station, RS)을 포함한 무선통신 시스템이 개발되고 있다. 중계국은 셀 커버리지를 확장시키고 전송 성능을 향상시키는 역할을 한다. 기지국이 기지국의 커버리지 경계에 위치한 단말을 중계국을 통해 서비스함으로써 셀 커버리지를 확장시키는 효과를 얻을 수 있다. 또한, 중계국이 기지국과 단말 사이에서 신호의 전송 신뢰성을 향상시킴으로써 전송 용량을 증가시킬 수 있다. 단말이 기지국의 커버리지 내에 있되, 음영 지역에 위치한 경우에 중계국을 이용할 수도 있다.

중계국은 기지국으로부터 데이터를 수신하는 것과 동시에 단말로 데이터를 전송하기 어렵고, 반대로 단말로부터 데이터를 수신하는 것과 동시에 기지국으로 데이터를 전송하기가 어렵다. 이는 자기 간섭(self-interference)의 영향으로, 중계국의 송신단에서 나온 신호가 중계국이 원래 수신받아야 할 신호에 간섭으로 작용하여 신호를 왜곡시킬 수 있기 때문이다.

TDD에 기반한 무선통신 시스템은 상향링크 전송과 하향링크 전송이 동시에 이루어질 수 없다. 따라서, FDD에 기반한 무선통신 시스템보다 시간 영역에서의 자원 효율성이 떨어질 수 있다. 더구나, TDD에 기반한 무선통신 시스템에 중계국이 도입될 경우 중계국에도 무선자원의 할당이 필요하다. 전술한 바와 같이 중계국은 기지국으로부터 데이터의 수신과 단말로 데이터의 전송(또는 기지국으로 데이터의 전송과 단말로부터 데이터의 수신)을 동시에 수행하지 못하므로 TDD 시스템에서 자원 할당의 효율성이 더욱 떨어질 수 있다.

TDD에 기반한 무선통신 시스템에서 중계국이 효율적으로 데이터 중계할 수 있도록 하는 방법이 필요하다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 TDD에 기반한 무선통신 시스템에서 데이터 중계 방법을 제공하는 데 있다.

일 양태에 있어서, 복수의 서브프레임을 포함하는 무선 프레임을 이용하되, 상기 복수의 서브프레임은 적어도 하나의 하향링크 서브프레임과 적어도 하나의 상향링크 서브프레임으로 구성되는 TDD(Time Division Duplex)에 기반한 무선통신 시스템에서 데이터 중계 방법을 제공한다. 상기 방법은 상향링크 서브프레임에서 기지국으로부터 하향링크 데이터를 수신하는 단계, 및 상기 하향링크 데이터를 적어도 하나의 단말로 중계하는 단계를 포함한다.

상기 상향링크 서브프레임에서 단말로부터 상향링크 데이터를 수신하는 것을 더 포함할 수 있다. 상기 상향링크 서브프레임에서 상기 기지국이 상기 하향링크 데이터를 전송하는 데에 사용하는 자원과 상기 단말이 상기 상향링크 데이터를 전송하는 데에 사용하는 자원이 서로 중복되지 않을 수 있다.

다른 양태에 있어서, 복수의 서브프레임을 포함하는 무선 프레임을 이용하되, 상기 복수의 서브프레임은 적어도 하나의 하향링크 서브프레임과 적어도 하나의 상향링크 서브프레임으로 구성되는 TDD에 기반한 무선통신 시스템에서 중계국을 제공한다. 상기 중계국은 무선신호를 송신 또는 수신하는 송수신기(transceiver), 및 상기 송수신기에 연결되어 기지국으로부터 수신된 하향링크 데이터를 처리하여 상기 하향링크 데이터를 단말로 중계하는 프로세서를 포함한다. 상기 프로세서는 상기 무선 프레임에 포함되는 상향링크 서브프레임들 중 적어도 어느 하나의 상향링크 서브프레임에서 상기 기지국으로부터 상기 하향링크 데이터를 수신한다.

서브프레임 단위로 상향링크 전송과 하향링크 전송이 이루어지는 TDD에 기반한 무선통신 시스템에서 중계국을 위한 추가적인 자원 할당 없이 데이터 중계가 가능하다. 따라서, 자원 할당의 효율성을 높일 수 있다. 또한, TDD에 기반한 무선통신 시스템에서 중계국의 동작을 위한 자원 할당이 제안된다.

WCDMA(Wideband CDMA)는 3GPP(3rd Generation Partnership Project) 표준화 기구에 의한 UTRAN(Universal Terrestrial Radio Access Network)와 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. CDMA2000는 CDMA(code division multiple access)에 기반한 무선 기술이다. 3GPP2(3rd Generation Partnership Project 2) 표준화 기구에 의한 HRPD(High Rate Packet Data)는 CDMA2000 기반 시스템에서 높은 패킷 데이터 서비스를 제공한다. eHRPD(evolved HRPD)는 HRPD의 진화이다. TDMA(time division multiple access)는 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. OFDMA(orthogonal frequency division multiple access)는 IEEE 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802-20, E-UTRAN(Evolved-UTRAN) 등과 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. LTE(long term evolution)은 E-UTRAN를 사 용하는 E-UMTS(Evolved-UMTS)의 일부로써, 하향링크에서 OFDMA를 채용하고 상향링크에서 SC-FDMA(single carrier frequency division multiple access)를 채용한다. LTE-A(Advanced)는 LTE의 진화이다.

설명을 명확하게 하기 위해, 3GPP LTE/LTE-A를 위주로 기술하지만 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.

도 1은 무선통신 시스템을 나타낸다. 무선통신 시스템(10)은 적어도 하나의 기지국(11; Base Station, BS)을 포함한다. 각 기지국(11)은 특정한 지리적 영역(일반적으로 셀이라고 함)(15a, 15b, 15c)에 대해 통신 서비스를 제공한다. 셀은 다시 다수의 영역(섹터라고 함)으로 나누어질 수 있다. 하나의 기지국에는 하나 이상의 셀이 존재할 수 있다.

단말(12; Mobile Station, MS)은 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, UE(User Equipment), 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. 기지국(11)은 일반적으로 단말(12)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.

이하에서 하향링크(downlink, DL)는 기지국에서 단말로의 통신을 의미하며, 상향링크(uplink, UL)는 단말에서 기지국으로의 통신을 의미한다. 하향링크에서 전송기는 기지국의 일부분일 수 있고, 수신기는 단말의 일부분일 수 있다. 상향링크 에서 전송기는 단말의 일부분일 수 있고, 수신기는 기지국의 일부분일 수 있다.

도 2는 중계국을 이용한 무선통신 시스템을 나타낸다. 상향링크 전송에서 소스국(source station)은 단말이고, 목적국(destination station)은 기지국일 수 있다. 하향링크 전송에서 소스국은 기지국이고, 목적국은 단말일 수 있다. 중계국(relay station)은 단말일 수도 있고, 별도의 중계기가 배치될 수 있다. 기지국은 중계국과 단말 간의 연결성(connectivity), 관리(management), 제어 및 자원 할당과 같은 기능을 수행할 수 있다.

도 2를 참조하면, 목적국(20)은 중계국(25)을 통해 소스국(30)과 통신한다. 상향링크 전송에서, 소스국(30)은 상향링크 데이터를 목적국(20)과 중계국(25)으로 보내고, 중계국(25)은 수신한 데이터를 재전송한다. 목적국(20)은 또한 중계국(26, 27)을 통해 소스국(31)과 통신한다. 상향링크 전송에서, 소스국(31)은 상향링크 데이터를 목적국(20)과 중계국(26, 27)으로 보내고, 중계국(26, 27)은 수신한 데이터를 동시에 또는 순차적으로 재전송한다.

하나의 목적국(20), 3개의 중계국(25, 26, 27) 및 2개의 소스국(30, 31)을 나타내고 있으나, 이는 제한이 아니다. 무선통신 시스템에 포함되는 목적국, 중계국 및 소스국의 수는 제한이 없다.

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.

도 3은 3GPP LTE 시스템에서 TDD 무선 프레임(radio frame) 구조를 나타낸 다. 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 4.2절을 참조할 수 있다. 하나의 무선 프레임은 10 ms의 길이를 가지며 5 ms의 길이를 가지는 두 개의 반프레임(half-frame)으로 구성된다. 또한 하나의 반프레임은 1 ms의 길이를 가지는 5개의 서브프레임으로 구성된다. 하나의 서브프레임은 상향링크 서브프레임(UL subframe), 하향링크 서브프레임(DL subframe), 특수 서브프레임(special subframe) 중 어느 하나로 지정된다. 하나의 무선 프레임은 적어도 하나의 상향링크 서브프레임과 적어도 하나의 하향링크 서브프레임을 포함한다.

특수 서브프레임은 상향링크 서브프레임과 하향링크 서브프레임 사이에서 상향링크 및 하향링크를 분리시키는 특정 주기(period)이다. 하나의 무선 프레임에는 적어도 하나의 특수 서브프레임이 존재하며, 특수 서브프레임은 DwPTS(Downlink Pilot Time Slot), GP(Guard Period), UpPTS(Uplink Pilot Time Slot)를 포함한다. DwPTS는 초기 셀 탐색, 동기화 또는 채널 추정에 사용된다. UpPTS는 기지국에서의 채널 추정과 단말의 상향 전송 동기를 맞추는 데 사용된다. GP는 상향링크와 하향링크 사이에 하향링크 신호의 다중경로 지연으로 인해 상향링크에서 생기는 간섭을 제거하기 위한 보호구간이다.

표 1은 3GPP LTE TDD 시스템에서 상향링크 서브프레임과 하향링크 서브프레임의 배치에 따른 설정 가능한 프레임의 구조를 나타낸다. 'D'는 하향링크 서브프레임, 'U'는 상향링크 서브프레임, 'S'는 특수 서브프레임을 나타낸다.

구성 0~2는 5 ms의 스위칭 포인트 주기로 상향링크와 하향링크가 바뀌는 구성이고, 구성 3~6은 10 ms의 스위칭 포인트 주기로 상향링크와 하향링크가 바뀌는 구성이다.

도 4는 상기 표 1의 구성(Uplink-downlink Configuration) 1에서 기지국-중계국-단말 사이의 데이터 중계의 일 예를 나타낸다. 단계 S110에서, 상향링크 서브프레임 #2에서 중계국은 단말이 전송하는 데이터를 수신한다. 단계 S120에서, 상향링크 서브프레임 #3에서 중계국은 기지국으로 상기 데이터를 중계한다. 이때 중계국은 단말로부터 전송되는 데이터를 수신할 수 없고, 따라서 상향링크 서브프레임 #3은 단말의 입장에서 공백 서브프레임(blank subframe)이 된다. 공백 서브프레임이란 어떠한 데이터의 수신 및 송신이 이루어지지 않는 서브프레임을 말한다. 기지국(또는 중계국)은 단말에게 어떠한 상향링크 스케줄링을 하지 않는 방법으로 상향링크 서브프레임들 중 적어도 하나를 공백 서브프레임을 지정할 수 있다. 또는 중계국이 단말에게 해당 서브프레임에서 아무런 전송을 하지 않을 것임을 미리 알리는 방법으로 하향링크 서브프레임들 중 적어도 하나를 공백 서브프레임을 지정할 수 있다. 단말이 공백 서브프레임을 가진 때, 중계국은 단말의 간섭 없이 기지국과 통신할 수 있다.

단계 S130에서, 하향링크 서브프레임 #4에서 중계국은 기지국으로부터 전송된 데이터를 수신한다. 이때 중계국은 중계국에 연결된 단말에게 데이터를 전송할 수 없고, 하향링크 서브프레임 #4은 단말의 입장에서 공백 서브프레임이 된다.

구성 1은 스위칭 포인트 주기가 5 ms이므로 서브프레임 #5~#9는 서브프레임 #0~#4가 반복된 형태이다. 따라서 단계 S140에서, 상향링크 서브프레임 #7에서 중계국은 단말이 전송하는 데이터를 수신한다. 단계 S150에서, 상향링크 서브프레임 #8에서 중계국은 기지국으로 상기 데이터를 중계하고, 상향링크 서브프레임 #8은 단말의 입장에서 공백 서브프레임이 된다. 단계 S160에서, 하향링크 서브프레임 #9에서 중계국은 기지국으로부터 전송된 데이터를 수신한다. 하향링크 서브프레임 #9는 단말의 입장에서 공백 서브프레임이 된다.

공백 서브프레임을 이용하여 중계국과 기지국이 데이터를 전송 또는 수신할 경우 효율성의 측면에서 문제점을 가진다. 공백 서브프레임에서 어떠한 데이터의 송신이나 수신이 이루어지지 않으므로 단말이 공백 서브프레임을 가질 때 단말은 어떠한 데이터의 송신이나 수신을 하지 않는 대기 상태가 된다. 이는 전송 지연을 초래하거나 전송 용량을 떨어뜨릴 수 있다. 또한, 공백 서브프레임의 구성은 자주 바뀌기 어려우므로 기지국-중계국 사이의 트래픽 변화에 민첩하게 대처하지 못할 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 중계 방법을 나타낸다. 자원 할당을 효율성을 높이기 위해, 제안된 구조에서는 교환(swapped) 서브프레임을 도입한다. 교환 서브프레임은 원래의 TDD 구성에서 기지국이 단말에게 상향링크 전송에 사용하는 상향링크 서브프레임으로 지정되고 있으나, 동적 할당 또는 정적 할당을 통해 상향링크 서브프레임들 중 적어도 하나를 지정하여 기지국이 중계국으로 데이터 전송을 수행하데 사용하는 서브프레임을 말한다. 교환 서브프레임은 그 일부 또는 전부가 기지국이 중계국으로의 데이터 전송에 사용될 수 있다. 교환 서브프레임은 원래의 상향링크 서브프레임의 용도가 교환되는 점에서 교환 서브프레임이라고 하며, 훔친(stolen) 서브프레임이라고도 할 수 있다.

단계 S210에서, 상향링크 서브프레임 #2에서 중계국은 기지국으로 데이터를 전송한다. 이때 중계국은 단말들로부터 전송된 데이터를 수신할 수 없으며, 이는 중계국이 단말들에게 상향링크 스케줄링을 하지 않음으로써 구현이 가능하다.

단계 S220에서, 상향링크 서브프레임 #3에서 중계국은 원래의 구성대로 단말들로부터 전송된 데이터를 수신한다. 이와 동시에 중계국은 기지국으로부터 전송된 데이터도 수신한다. 이때의 상향링크 서브프레임이 교환 서브프레임이 된다. 교환 서브프레임인 상향링크 서브프레임 #3에서 중계국은 단말 및 기지국으로부터 동시에 데이터를 수신한다. 이때 수신되는 단말의 데이터와 기지국의 데이터는 서로 다를 수 있다. 단말로부터 수신되는 데이터와 기지국으로부터 수신되는 데이터는 서로 다른 자원을 통해 전송될 수 있다.

단계 S230에서, 하향링크 서브프레임 #4에서 중계국은 기지국으로부터 수신한 데이터를 단말에게 중계한다.

마찬가지로, 단계 S240에서, 상향링크 서브프레임 #7에서 중계국은 기지국으로 데이터를 전송한다. 단계 S250에서, 상향링크 서브프레임 #8은 교환 서브프레임이 되고, 중계국은 단말들로부터 상향링크 데이터를 수신하고, 기지국으로부터 하향링크 데이터를 수신한다. 단계 S260에서, 하향링크 서브프레임 #9에서 중계국은 단말에게 하향링크 데이터를 중계한다.

상기와 같이 교환 서브프레임인 상향링크 서브프레임에서 중계국은 기지국으로부터 하향링크 데이터를 수신한다. 이 하향링크 데이터는 다음의 하향링크 서브프레임에서 단말로 중계된다. 따라서, 공백 서브프레임을 특별히 지정할 필요가 없고 자원 할당의 효율성을 높일 수 있다. 또한, 공백 서브프레임으로 인한 전송 지연을 방지할 수 있다.

도 5에서는 상향링크 서브프레임들 중에서 상향링크 서브프레임 #3과 #8을 교환 서브프레임으로 사용하는 것을 예시적으로 개시하고 있으나, 이는 제한이 아니다. 교환 서브프레임으로 사용되는 상향링크 서브프레임의 위치나 개수는 고정 또는 변경될 수 있다. 교환 서브프레임으로 교환되는 상향링크 서브프레임의 위치나 개수는 기지국과 중계국 간에 미리 결정될 수 있다. 또는, 교환 서브프레임으로 교환되는 상향링크 서브프레임에 관한 정보는 기지국이 중계국에게 알려줄 수 있다. 기지국은 RRC 메시지, L1/L2 시그널링, 시스템 정보의 일부로써 상기 교환 서브프레임에 관한 정보를 중계국에게 알려줄 수 있다.

도 6은 하향링크 서브프레임에서 데이터의 전송을 나타낸다. 기지국(50)은 제1 단말(52)에 제1 데이터를 전송하고, 중계국(51)은 제2단말(53)에 제2 데이터를 중계한다.

도 7은 상향링크 서브프레임에서 데이터의 전송의 일 예를 나타낸다. 기지국(60)은 제1단말(62)로부터 전송된 제1 데이터를 수신한다. 중계국(61)은 기지국(60)으로 제2 데이터를 중계한다. 이때 제2 단말(63)이 중계국(61)으로 데이터를 전송하는 것은 금지된다. 이는 기지국(60)(또는 중계국(61))이 해당하는 서브프레임에서 제2 단말(63)에게 상향링크 스케줄링을 하지 않는 방법으로 구현이 가능하다. 한편, 중계국(61)이 전송하는 데이터와 제1 단말(62)이 전송하는 데이터는 서로 다른 자원, 예를 들어, 서로 다른 주파수, 서로 다른 코드 및 서로 다른 시간 중 적어도 어느 하나를 사용할 수 있다.

도 8은 상향링크 서브프레임에서 데이터의 전송의 다른 예를 나타낸다. 기지국(70)은 제1 단말(72)로부터 제1 데이터를 수신한다. 중계국(71)은 제2 단말(73)로부터 전송된 제2 데이터를 수신한다.

도 9는 교환 서브프레임에서 데이터의 전송을 나타낸다. 중계국(81)은 제2 단말(83)로부터 전송된 제1 데이터를 수신하는 동시에, 기지국(80)으로부터 전송되는 제2 데이터를 수신한다. 이때 제2 단말(83)은 기지국(80)이 중계국(81)으로 제2 데이터를 전송할 때 사용된 자원과 중복되지 않는 자원(예를 들어, 시분할, 코드분할, 주파수분할 등)을 이용하여 제1 데이터를 전송할 수 있다. 기지국(80)은 제1 단말(82)로부터 전송된 신호를 수신하지 않는다. 이는 기지국(80)이 해당 서브프레임에서 제1 단말(82)에게 상향링크 스케줄링을 하지 않는 방법으로 구현이 가능하다.

교환 서브프레임을 보다 효과적으로 이용하기 위해서 기지국은 교환 서브프레임에서 중계국으로 데이터를 전송할 때 자신의 전송 전력을 조절할 수 있다. 일반적으로 기지국의 전송 전력이 단말의 전송전력보다 매우 크기 때문에 전송 전력 조절이 없는 경우에는 기지국의 전송 전력으로 인하여 중계국으로 전송되는 단말의 데이터가 심한 간섭을 받을 수 있기 때문이다.

도 10은 구성 0에서 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 중계 방법을 나타낸다. 단계 S310에서, 상향링크 서브프레임 #2에서 중계국은 기지국으로 데이터를 전송한다. 이때 중계국은 단말들로부터 전송된 데이터를 수신할 수 없으며, 이는 중계국이 단말들에게 상향링크 스케줄링을 하지 않음으로써 구현이 가능하다.

단계 S320에서, 교환 서브프레임인 상향링크 서브프레임 #3에서 중계국은 단말들로부터 상향링크 데이터를 수신하고, 기지국으로부터 하향링크 데이터를 수신한다. 상기 상향링크 데이터와 상기 하향링크 데이터는 서로 다른 자원을 통해 수신될 수 있다.

단계 S330에서, 상향링크 서브프레임 #4에서 중계국은 단말로부터 전송되는 데이터를 수신한다.

단계 S340에서, 상향링크 서브프레임 #7에서 중계국은 기지국으로 데이터를 전송한다. 단계 S350에서, 교환 서브프레임인 상향링크 서브프레임 #8에서 중계국은 단말로부터 전송된 데이터를 수신하는 동시에, 기지국으로부터 전송된 데이터도 수신한다. 단계 S360에서, 상향링크 서브프레임 #9에서 중계국은 단말로부터 전송되는 데이터를 수신한다.

도 11은 구성 2에서 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 중계 방법을 나타낸다. 단계 S410에서, 상향링크 서브프레임 #2에서 중계국은 기지국으로 데이터를 전송한다. 이때 중계국은 단말로부터 전송된 데이터를 수신할 수 없으며, 이는 중계국이 단말에게 상향링크 스케줄링을 하지 않음으로써 구현이 가능하다.

단계 S420에서, 교환 서브프레임인 상향링크 서브프레임 #7에서 중계국은 단말로부터 상향링크 데이터를 수신하고, 기지국으로부터 하향링크 데이터를 수신한다. 상기 상향링크 데이터와 상기 하향링크 데이터는 서로 다른 자원을 통해 수신될 수 있다.

도 12는 구성 3에서 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 중계 방법을 나타낸다. 단계 S510에서, 상향링크 서브프레임 #2에서 중계국은 기지국으로 데이터를 전송한다. 이때 중계국은 단말로부터 전송된 데이터를 수신할 수 없으며, 이는 중계국이 단말들에게 상향링크 스케줄링을 하지 않음으로써 구현이 가능하다.

단계 S520에서, 교환 서브프레임인 상향링크 서브프레임 #3에서 중계국은 단말들로부터 상향링크 데이터를 수신하고, 기지국으로부터 하향링크 데이터를 수신한다. 상기 상향링크 데이터와 상기 하향링크 데이터는 서로 다른 자원을 통해 수신될 수 있다. 단계 S530에서, 교환 서브프레임인 상향링크 서브프레임 #4에서 중계국은 단말들로부터 상향링크 데이터를 수신하고, 기지국으로부터 하향링크 데이터를 수신한다. 이는 하나의 무선 프레임에 2개의 교환 서브프레임들이 연속하여 존재할 수 있음을 보이고 있다.

도 13은 구성 4에서 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 중계 방법을 나타낸다. 단계 S610에서, 상향링크 서브프레임 #2에서 중계국은 기지국으로 데이터를 전송한다. 이때 중계국은 단말로부터 전송된 데이터를 수신할 수 없으며, 이는 중계국이 단말들에게 상향링크 스케줄링을 하지 않음으로써 구현이 가능하다.

단계 S620에서, 교환 서브프레임인 상향링크 서브프레임 #3에서 중계국은 단말들로부터 상향링크 데이터를 수신하고, 기지국으로부터 하향링크 데이터를 수신한다. 상기 상향링크 데이터와 상기 하향링크 데이터는 서로 다른 자원을 통해 수신될 수 있다.

도 14는 구성 5에서 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 중계 방법을 나타낸다. 단계 S710에서, 교환 서브프레임인 상향링크 서브프레임 #2에서 중계국은 단말들로부터 상향링크 데이터를 수신하고, 기지국으로부터 하향링크 데이터를 수신한다. 상기 상향링크 데이터와 상기 하향링크 데이터는 서로 다른 자원을 통해 수신될 수 있다. 구성 5는 상향링크 전송 기회가 다른 구성보다 적기 때문에, 이전 또는 다음 무선 프레임의 상향링크 서브프레임을 교환 서브프레임으로 설정하는 것을 동적으로 조절함으로써 단말의 상향링크 전송을 수행할 수 있다.

도 15는 구성 6에서 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 중계 방법을 나타낸다. 단계 S810에서, 상향링크 서브프레임 #2에서 중계국은 단말로부터 상향링크 데이터를 수신한다. 단계 S820에서, 상향링크 서브프레임 #4에서 중계국은 기지국으로 상기 상향링크 데이터를 중계한다. 단계 S830에서, 교환 서브프레임인 상향링크 서브프레임 #4에서 중계국은 단말들로부터 상향링크 데이터를 수신하고, 기지국으로부터 하향링크 데이터를 수신한다.

도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 중계국의 블록도이다. 중계국(900)은 송수신기(910; transceiver)와 프로세서(920; processor)로 구성된다. 송수신기(910)는 기지국(또는 단말)로부터 데이터를 수신하고, 또한 단말(또는 기지국)로 상기 데이터를 중계한다. 프로세서(920)는 송수신기(910)로부터 수신된 데이터를 처리하여 중계하는 역할을 한다. 상술한 데이터 중계 방법은 프로세서(920)에 의해 구현될 수 있다.

본 발명은 하드웨어, 소프트웨어 또는 이들의 조합으로 구현될 수 있다. 하드웨어 구현에 있어, 상술한 기능을 수행하기 위해 디자인된 ASIC(application specific integrated circuit), DSP(digital signal processing), PLD(programmable logic device), FPGA(field programmable gate array), 프로세서, 제어기, 마이크로 프로세서, 다른 전자 유닛 또는 이들의 조합으로 구현될 수 있다. 소프트웨어 구현에 있어, 상술한 기능을 수행하는 모듈로 구현될 수 있다. 소프트웨어는 메모리 유닛에 저장될 수 있고, 프로세서에 의해 실행된다. 메모리 유닛이나 프로세서는 당업자에게 잘 알려진 다양한 수단을 채용할 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.

도 1은 무선통신 시스템을 나타낸다.

도 2는 중계국을 이용한 무선통신 시스템을 나타낸다.

도 3은 3GPP LTE 시스템에서 TDD 무선 프레임 구조를 나타낸다.

도 4는 상기 표 1의 구성 1에서 기지국-중계국-단말 사이의 데이터 중계의 일 예를 나타낸다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 중계 방법을 나타낸다.

도 6은 하향링크 서브프레임에서 데이터의 전송을 나타낸다.

도 7은 상향링크 서브프레임에서 데이터의 전송의 일 예를 나타낸다.

도 8은 상향링크 서브프레임에서 데이터의 전송의 다른 예를 나타낸다.

도 9는 교환 서브프레임에서 데이터의 전송을 나타낸다.

도 10은 구성 0에서 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 중계 방법을 나타낸다.

도 11은 구성 2에서 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 중계 방법을 나타낸다.

도 12는 구성 3에서 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 중계 방법을 나타낸다.

도 13은 구성 4에서 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 중계 방법을 나타낸다.

도 14는 구성 5에서 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 중계 방법을 나타낸 다.

도 15는 구성 6에서 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 중계 방법을 나타낸다.

도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 중계국의 블록도이다.

Claims (9)

1. 복수의 서브프레임을 포함하는 무선 프레임을 이용하되, 상기 복수의 서브프레임은 적어도 하나의 하향링크 서브프레임과 적어도 하나의 상향링크 서브프레임으로 구성되는 TDD(Time Division Duplex)에 기반한 무선통신 시스템에 대한 제1 기지국의 데이터 중계 방법에 있어서,

   제1 기지국에서 제2 기지국으로 상향링크 데이터를 전송하도록 기설정된 상기 적어도 하나의 상향링크 서브프레임 중, 어느 하나 이상의 특정 서브프레임을 이용하여, 상기 제2 기지국으로부터 하향링크 데이터를 수신하거나 적어도 하나의 단말로부터 전송된 데이터를 수신하는 단계; 및

   상기 하향링크 데이터를 상기 적어도 하나의 단말로 중계하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 중계 방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 상향링크 서브프레임에서 적어도 하나의 단말로부터 상향링크 데이터를 수신하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 중계 방법.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 상향링크 서브프레임에서 상기 제2 기지국이 상기 하향링크 데이터를 전송하는 데에 사용하는 자원과 상기 단말이 상기 상향링크 데이터를 전송하는 데에 사용하는 자원이 서로 중복되지 않는 것을 특징으로 하는 데이터 중계 방법.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 자원이 시분할 또는 주파수 분할되는 것을 특징으로 하는 데이터 중계 방법.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 하향링크 데이터가 수신되는 상기 상향링크 서브프레임에 관한 정보를 상기 제2 기지국으로부터 수신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 중계 방법.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 하향링크 데이터가 수신되는 상기 상향링크 서브프레임을 복수의 상향링크 서브프레임으로부터 선택하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 중계 방법.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 무선 프레임은 10개의 서브프레임으로 구성되는 것을 특징으로 하는 데이터 중계 방법.
8. 제 7 항에 있어서, 상기 무선 프레임은 다음 표 중 적어도 어느 하나의 구성에 해당하는 것을 특징으로 하는 데이터 중계 방법. 여기서 'D'는 하향링크 서브프 레임, 'U'는 상향링크 서브프레임, 'S'는 특수 서브프레임을 나타낸다.

   
9. 복수의 서브프레임을 포함하는 무선 프레임을 이용하되, 상기 복수의 서브프레임은 적어도 하나의 하향링크 서브프레임과 적어도 하나의 상향링크 서브프레임으로 구성되는 TDD에 기반한 무선통신 시스템에 대한 중계국에 있어서,

   무선신호를 송신 또는 수신하는 송수신기(transceiver); 및

   상기 송수신기에 연결되어 기지국으로부터 수신된 하향링크 데이터를 처리하여 상기 하향링크 데이터를 단말로 중계하는 프로세서를 포함하되,

   상기 프로세서는 제1 기지국에서 제2 기지국으로 상향링크 데이터를 전송하도록 기설정된 상기 적어도 하나의 상향링크 서브프레임 중, 어느 하나 이상의 특정 서브프레임을 이용하여, 상기 제2 기지국으로부터 하향링크 데이터를 수신하거나 적어도 하나의 단말로부터 전송된 데이터를 수신하는 것을 특징으로 하는 중계국.

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