KR20090010582A - Full duplex relay device and method which can switch between relay mode and repeater mode - Google Patents
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Abstract
본 발명은 릴레이 모드와 중계기 모드간 전환이 가능한 풀 듀플렉스 릴레이 장치 및 방법에 관한 것으로서, 릴레이 모드로 동작하는 도중, 유휴 자원이 발생할 시, 중계기 모드로 전환하기 위한 제어신호를 발생하는 송신 모뎀과, 상기 중계기 모드로의 전환을 위한 제어신호에 따라, 수신단으로부터의 신호를 송신 스위치로 스위칭하는 수신 스위치와, 상기 중계기 모드로의 전환을 위한 제어신호에 따라, 상기 수신 스위치로부터 스위칭된 신호를 송신단으로 스위칭하는 상기 송신 스위치를 포함하여, 유휴 구간에서 릴레이가 중계기 역할을 할 수 있도록 하여 증가하는 릴레이의 가용 자원을 효과적으로 사용할 수 있는 이점이 있다.The present invention relates to a full duplex relay device and method capable of switching between a relay mode and a relay mode, comprising: a transmission modem for generating a control signal for switching to a relay mode when an idle resource occurs while operating in a relay mode; A receiving switch for switching a signal from a receiving end to a transmitting switch according to a control signal for switching to the repeater mode, and a signal switched from the receiving switch to the transmitting end according to a control signal for switching to the repeater mode Including the transmitting switch to switch, there is an advantage that the relay can act as a relay in the idle period to effectively use the available resources of the increasing relay.
Description
본 발명은 다중홉 릴레이 시스템에 관한 것으로, 특히 릴레이 모드와 중계기 모드간 전환이 가능한 풀 듀플렉스 릴레이 장치 및 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a multi-hop relay system, and more particularly, to a full duplex relay device and method capable of switching between relay mode and repeater mode.
3세대 이동통신시스템에서 제공하는 전송률보다 더 높은 전송률을 지원하고 서비스 가능한 영역(coverage)을 확장하기 위해 새로운 4세대 이동통신시스템의 개발이 요구되고 있다. 많은 선진 국가의 연구소와 기업들은 향후 4세대 표준화를 위해 이미 경쟁적으로 기술개발을 추진하고 있다.The development of a new 4th generation mobile communication system is required to support a higher transmission rate than that provided by the 3rd generation mobile communication system and to expand the serviceable coverage. Research institutes and companies in many developed countries are already pushing ahead with technological developments for the next generation of standardization.
고주파 영역에서 동작하는 4세대 이동통신시스템은 높은 경로 손실로 인하여 전송률과 서비스 영역이 제한되는데, 이러한 문제를 해결하기 위하여 근래 다중홉(multi-hop)을 이용한 신호 전달 방식이 연구되고 있다. In the fourth generation mobile communication system operating in the high frequency region, the transmission rate and the service region are limited due to the high path loss. In order to solve this problem, a signal transmission method using multi-hop has been studied.
상기 다중홉을 이용한 신호 전달을 위해서는 송신기와 수신기 사이에 데이터 를 중계해주는 하나 이상의 무선 중계기 또는 무선 릴레이가 필요하다. 여기서, 상기 무선 중계기는 송신기로부터 받은 무선 신호를 단순히 증폭하여 수신기로 재전송하며, 구현은 비교적 간단하지만 신호와 함께 잡음도 동시에 증폭되는 문제를 가진다. 또한, 무선이라는 특성상, 중계기 송신 신호가 중계기 수신 안테나로 피드백되기 때문에, 송신 안테나와 수신 안테나 간 충분한 격리(isolation)를 확보하기 어려운 환경에서는 증폭기가 발진하여 중계기의 오동작을 초래할 수 있다. 최근 상용 제품이 출시되고 있는 ICS(Interference Cancellation System) 중계기는 중계기 출력으로부터 수신 안테나로 유입되는 간섭 신호를 예측하여 증폭기 입력 전에 미리 예측된 간섭 신호를 제거함으로써 중계기의 발진을 방지한다.Signal transmission using the multi-hop requires one or more wireless repeaters or wireless relays to relay data between the transmitter and the receiver. Here, the wireless repeater simply amplifies the radio signal received from the transmitter and retransmits it to the receiver. Although the implementation is relatively simple, the noise is simultaneously amplified with the signal. In addition, since the repeater transmission signal is fed back to the repeater receiving antenna due to the nature of wireless, the amplifier may oscillate in an environment where it is difficult to secure sufficient isolation between the transmitting antenna and the receiving antenna, which may cause the repeater to malfunction. Recently, commercially available Interference Cancellation System (ICS) repeaters predict interference signals from the repeater outputs to the receiving antennas to prevent the oscillation of the repeaters by removing the predicted interference signals before the amplifier input.
다음으로, 상기 릴레이는 중계기와는 달리 기본적으로 송신기로부터 받은 데이터를 복조 및 복호 후 다시 부호화 및 변조하여 수신기로 전송한다. 상기 릴레이는 무선 링크간의 경로 손실을 줄여 고속 데이터 통신을 가능하게 하며, 수신기가 송신기로부터 멀리 떨어져 있거나 음영지역에 위치한 경우에도 통신을 가능하게 한다. 일반적으로, 상기 릴레이는 송신 신호가 수신 신호에 미치는 간섭 때문에 서로 다른 시간 또는 서로 다른 주파수 자원을 사용하여 송수신을 한다. Next, unlike the repeater, the relay basically demodulates and decodes the data received from the transmitter, and then encodes and modulates the data again to transmit to the receiver. The relay enables high-speed data communication by reducing path loss between radio links and enables communication even when the receiver is far from the transmitter or located in a shaded area. In general, the relay transmits and receives using different time or different frequency resources because of the interference of the transmitted signal to the received signal.
상기 릴레이를 이용한 다중홉 릴레이 시스템에서 두 노드간 통신은 송신기-릴레이, 릴레이-릴레이, 릴레이-수신기의 직렬적인 무선 링크를 통해 이루어진다.In a multi-hop relay system using the relay, communication between two nodes is performed through a serial radio link of a transmitter-relay, a relay-relay, and a relay-receiver.
도 1은 종래 기술에 따른 N-1개의 릴레이들을 이용한 다중홉 릴레이 시스템에서 하나의 프레임이 전송되는 경로를 도시하고 있다.1 illustrates a path in which one frame is transmitted in a multi-hop relay system using N-1 relays according to the prior art.
도시된 바와 같이, 하나의 프레임의 전송은 N개의 단위 자원(resource unit) 을 사용하여 이루어지며, 단위 자원은 시간 또는 주파수축 상에 구성할 수 있다. 이하 설명에서는 설명의 편의를 위해 시간 슬롯(time slot)으로 단위자원을 구성한다고 가정하기로 한다. 슬롯1에서는 송신기가 릴레이1로 프레임을 전송하고, 슬롯(N-1)에서는 릴레이(N-2)가 이전 슬롯에서 수신된 프레임을 릴레이(N-1)로 전송하며, 슬롯N에서는 릴레이(N-1)가 이전 슬롯에서 수신된 프레임을 수신기로 전송한다.As shown, transmission of one frame is performed using N resource units, which may be configured on a time or frequency axis. In the following description, it is assumed that a unit resource is configured by a time slot for convenience of description. In
이와 같이, 종래 릴레이는 송신 신호가 수신 신호에 미치는 간섭 때문에 동일 무선자원을 사용한 동시 송수신(풀 듀플렉스(full duplex) 릴레이)이 불가능하며, 따라서 서로 다른 시간 또는 서로 다른 주파수 자원을 사용하여 송수신(하프 듀플렉스(half duplex) 릴레이)한다. 이는 전송률의 손실을 유발하는 문제점이 있다. As such, the conventional relay cannot simultaneously transmit / receive using the same radio resource (full duplex relay) due to the interference of the transmitted signal on the received signal, and thus transmit and receive using different time or different frequency resources (half). Half duplex relay). This has a problem of causing a loss of transmission rate.
한편, 상기 간섭 문제를 해결할 수 있다면, 동일 무선자원을 사용하여 동시에 송수신하는 풀 듀플렉스(full duplex) 릴레이가 가능하며, 이 경우 상기 풀 듀플렉스 릴레이는, 하향링크 전송의 경우 기지국과 동일한 자원을 사용할 수 있고, 상향링크 전송의 경우 단말과 동일한 자원을 사용할 수 있다. 따라서, 수신에 필요한 무선 자원을 송신에 사용할 수 없는 종래 릴레이에 비해 상기 풀 듀플렉스 릴레이가 사용할 수 있는 무선 자원의 양(가용 자원)은 증가하게 된다. Meanwhile, if the interference problem can be solved, a full duplex relay capable of simultaneously transmitting and receiving using the same radio resource is possible, and in this case, the full duplex relay can use the same resource as the base station in downlink transmission. In case of uplink transmission, the same resource as the terminal may be used. Thus, the amount of radio resources (available resources) that the full duplex relay can use is increased compared to conventional relays that cannot use radio resources for reception.
도 2는 하향링크 전송의 경우 종래 릴레이와 풀 듀플렉스 릴레이의 가용 자원을 도시하고 있다. 2 illustrates available resources of a conventional relay and a full duplex relay in case of downlink transmission.
도시된 바와 같이, 전송 프레임의 길이를 T, 기지국(base station: BS)이 특 정 릴레이(relay station: RS)에 데이터를 전송하는 시간을 TR이라 할 때, 종래 릴레이의 경우는 T-TR 구간 동안 단말(mobile station: MS)에 데이터를 전송할 수 있는 반면(5a), 풀 듀플렉스 릴레이는 상기 TR 구간을 포함한 T 구간 동안 단말에 데이터를 전송할 수 있다(5b). As shown, when the length of a transmission frame is T and the time at which a base station (BS) transmits data to a specific relay (RS) is T R , in the case of a conventional relay, TT R interval while the terminal: the other hand to push the data to the (mobile station MS) (5a) , full-duplex relay is the T R Data may be transmitted to the terminal during the T interval including the interval (5b).
따라서, 릴레이가 전송할 데이터가 충분히 많은 경우는 상기 풀 듀플렉스 릴레이의 증가된 가용 자원을 사용하여 시스템 용량을 증가시킬 수 있다. 하지만, 상기 T-TR 구간만으로도 릴레이가 전송할 데이터를 충분히 전송할 수 있는 경우에는 상기 풀 듀플렉스 릴레이가 종래 릴레이에 비해 유휴(idle) 구간만 증가하기 때문에 자원 사용의 효율성 측면에서 장점을 갖지 못한다. Thus, if the relay has enough data to transmit, the system capacity can be increased using the increased available resources of the full duplex relay. However, when the relay can transmit enough data to be transmitted only by the TT R interval, the full duplex relay does not have an advantage in terms of efficiency of resource use because only an idle interval increases compared to the conventional relay.
도 3은 하향링크 전송에서 프레임의 일부 구간만을 송신 구간으로 사용하는 경우 풀 듀플렉스 릴레이의 유휴 자원을 도시하고 있다. 3 illustrates idle resources of a full duplex relay when only a part of a frame is used as a transmission period in downlink transmission.
도시된 바와 같이, 단말a(MSa)는 기지국(BS)에서 직접 서비스받는 하나 이상의 단말을 나타내고, 단말b(MSb)는 릴레이(RS)를 통해 릴레이 서비스를 받는 하나 이상의 단말을 나타낸다. 여기서, 상기 풀 듀플렉스 릴레이가 프레임의 일부 구간만을 사용하여 송신하기 때문에 유휴 구간이 발생함을 확인할 수 있다. 여기서, 상기 릴레이의 송신 구간은 수신 구간과 동일한 경우를 예로 들어 도시하였으나, 상기 릴레이의 송신 구간은 수신 구간보다 크거나 작을 수 있다.As shown, terminal a (MSa) represents one or more terminals that are directly serviced by the base station (BS), terminal b (MSb) represents one or more terminals that receive relay service through the relay (RS). Here, it can be seen that an idle section occurs because the full duplex relay transmits using only a partial section of the frame. In this case, although the transmission period of the relay is illustrated as an example of the reception period, the transmission period of the relay may be larger or smaller than the reception period.
따라서, 본 발명의 목적은 릴레이 모드와 중계기 모드간 전환이 가능한 풀 듀플렉스 릴레이 장치 및 방법을 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a full duplex relay device and method capable of switching between relay mode and repeater mode.
본 발명의 다른 목적은 간섭 제거 기술의 적용으로 동일 무선자원을 사용한 동시 송수신이 가능하며, 릴레이 모드로 전송을 하고 남은 유휴 자원을 사용하여 중계기 모드로 전송을 하기 위한 풀 듀플렉스 릴레이 장치 및 방법을 제공함에 있다. Another object of the present invention is to provide a full duplex relay device and method for simultaneous transmission and reception using the same radio resources by applying the interference cancellation technology, the transmission in the relay mode and the transmission in the relay mode using the remaining idle resources. Is in.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 실시 예에 따르면, 릴레이(RELAY) 모드와 중계기(REPEATER) 모드간 전환이 가능한 릴레이 장치는, 릴레이 모드로 동작하는 도중, 유휴 자원이 발생할 시, 중계기 모드로 전환하기 위한 제어신호를 발생하는 송신 모뎀과, 상기 중계기 모드로의 전환을 위한 제어신호에 따라, 수신단으로부터의 신호를 송신 스위치로 스위칭하는 수신 스위치와, 상기 중계기 모드로의 전환을 위한 제어신호에 따라, 상기 수신 스위치로부터 스위칭된 신호를 송신단으로 스위칭하는 상기 송신 스위치를 포함하는 것을 특징으로 한다. According to an exemplary embodiment of the present invention, a relay device capable of switching between a relay mode and a relay mode may switch to a relay mode when an idle resource occurs while operating in a relay mode. A transmission modem for generating a control signal, a reception switch for switching a signal from a receiver to a transmission switch according to a control signal for switching to the repeater mode, and a control signal for switching to the relay mode And the transmission switch for switching the signal switched from the reception switch to a transmitting end.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 실시 예에 따르면, 릴레이(RELAY)의 릴레이 모드와 중계기(REPEATER) 모드간 전환 방법은, 릴레이 모드로 동작하는 도중, 유휴 자원이 발생할 시, 중계기 모드로 전환하는 과정과, 상기 중계기 모드로 동작하는 도중, 상기 유휴 자원이 소진될 시, 상기 릴레이 모드로 전환하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, according to an embodiment of the present invention, a method of switching between a relay mode and a relay mode of a relay may include switching to a relay mode when an idle resource occurs while operating in a relay mode. And switching to the relay mode when the idle resource is exhausted while operating in the relay mode.
본 발명은 간섭 제거 기술의 적용으로 동일 무선자원을 사용한 동시 송수신이 가능하며, 릴레이 모드로 전송을 하고 남은 유휴 자원을 사용하여 중계기 모드로 전송을 하기 위한 풀 듀플렉스 릴레이 장치 및 방법을 제공함으로써, 동일 무선자원을 이용한 동시 송수신으로 릴레이가 송신할 수 있는 무선 자원의 양이 증가하기 때문에 자원 할당의 효율성과 유연성을 높일 수 있는 이점이 있다. 특히, 유휴 구간에서 릴레이가 중계기 역할을 할 수 있도록 하여 증가하는 릴레이의 가용 자원을 효과적으로 사용할 수 있는 이점이 있다. 즉, 릴레이의 유휴 자원을 사용하여 중계기 역할을 함으로써 기지국 또는 단말이 송신하는 신호를 증폭하여 각각 단말 또는 기지국에 전달해 줄 수 있어, 이를 통해 릴레이 서비스를 받지 않는 사용자의 링크 성능을 향상시켜 전체 시스템 용량 증가에 기여할 수 있는 이점이 있다. The present invention is capable of simultaneous transmission and reception using the same radio resources by applying the interference cancellation technology, by providing a full duplex relay device and method for transmitting in the relay mode using the remaining idle resources after the transmission in the relay mode, Simultaneous transmission and reception using radio resources increases the amount of radio resources that can be transmitted by the relay, thereby increasing the efficiency and flexibility of resource allocation. In particular, there is an advantage that the relay can act as a repeater in the idle period, thereby effectively using the available resources of the increasing relay. In other words, by using the idle resources of the relay to act as a relay, the base station or the signal transmitted by the terminal can be amplified and delivered to the terminal or the base station, respectively, thereby improving the link performance of the user who does not receive relay service, thereby improving the overall system capacity. There is an advantage that can contribute to the increase.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면의 참조와 함께 상세히 설명한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우, 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, when it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.
이하, 본 발명에 따른 릴레이 모드와 중계기 모드간 전환이 가능한 풀 듀플렉스 릴레이 장치 및 방법에 대해 설명하기로 한다. Hereinafter, a full duplex relay apparatus and method capable of switching between a relay mode and a repeater mode according to the present invention will be described.
본 발명은 간섭 제거 기술의 적용으로 동일 무선자원을 사용한 동시 송수신이 가능하며, 릴레이의 유휴 자원을 사용하여 중계 서비스를 제공하기 위해, 릴레이가 유휴 상태에 있을 때 릴레이를 중계기 모드로 전환하는 풀 듀플렉스 릴레이 장치 및 방법에 관한 것이다. The present invention is capable of simultaneous transmission and reception using the same radio resources by applying the interference cancellation technology, and in order to provide a relay service using the idle resources of the relay, a full duplex for switching the relay to the relay mode when the relay is in an idle state A relay device and method are disclosed.
도 4는 본 발명에 따른 릴레이 모드와 중계기 모드간 전환이 가능한 풀 듀플렉스 릴레이의 장치 구성을 도시하고 있다.Figure 4 shows the device configuration of a full duplex relay capable of switching between relay mode and repeater mode according to the present invention.
도시된 바와 같이, 상기 풀 듀플렉스 릴레이는 RF/IF(Radio Frequency/Intermediate Frequency) 수신단(401), A/D(Analog/Digital) 변환기(403), 수신 모뎀(405), 데이터 버퍼(407), 송신 모뎀(409), D/A(Digital/Analog) 변환기(411), IF/RF(Intermediate Frequency/Radio Frequency) 송신단(413), 간섭 신호 제어기(417), 수신 스위치(423), 송신 스위치(425)를 포함하여 구성된다. 또한, 상기 풀 듀플렉스 릴레이가 릴레이 모드로 동작 시에 기저대역뿐만 아니라 RF/IF 대역의 간섭을 제거하는 경우, 또는 중계기 모드로 동작 시에 RF/IF 대역의 간섭을 제거하는 경우, 상기 풀 듀플렉스 릴레이는 커플러(415), 크기 변환기(419), 딜레이 변환기(421)를 더 포함하여 구성된다. As shown, the full duplex relay includes a radio frequency / intermediate frequency (RF / IF)
상기 도 4를 참조하면, 먼저, 상기 RF/IF 수신단(401)은 수신 안테나를 통해 수신되는 RF 신호를 주파수 하강시킨 후 기저대역 신호를 출력한다. 또한, 상기 RF/IF 수신단(401)은 상기 딜레이 변환기(421)로부터 RF/IF 대역 간섭 신호 추정치를 입력받아, 이후부터는 상기 수신 안테나를 통해 수신되는 RF 신호에서 상기 RF/IF 대역 간섭 신호 추정치를 이용하여 간섭 신호를 제거한 후, 상기 간섭 신호가 제거된 RF 신호를 주파수 하강시킨 후 기저대역 신호를 출력한다. Referring to FIG. 4, first, the RF /
상기 A/D 변환기(403)는 상기 RF/IF 수신단(401)으로부터의 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 출력한다. The A /
상기 수신 모뎀(405)은 상기 A/D 변환기(403)로부터의 신호에서 데이터를 복조 및 복호화하여 출력한다. 또한, 상기 수신 모뎀(405)은 상기 A/D 변환기(403)로부터의 신호와 상기 송신 모뎀(409)의 출력 신호를 이용하여 상기 수신 모뎀(405)과 송신 모뎀(409) 사이의 간섭 채널을 추정하고, 추정된 간섭 신호 추정치를 상기 간섭 신호 제어기(417)로 출력한다. 이후, 상기 수신 모뎀(405)은 상기 간섭 신호 제어기(417)로부터 기저대역 간섭 신호 추정치를 입력받아, 이후부터는 상기 A/D 변환기(403)로부터의 신호에서 상기 기저대역 간섭 신호 추정치를 이용하여 간섭 신호를 제거한 후, 상기 간섭 신호가 제거된 신호에서 데이터를 복조 및 복호화하여 출력한다. The
상기 데이터 버퍼(407)는 상기 수신 모뎀(405)으로부터의 데이터를 버퍼링하였다가 상기 송신 모뎀(409)으로 출력한다. The
상기 송신 모뎀(409)은 상기 데이터 버퍼(407)로부터의 데이터를 부호화 및 변조하여 송신 신호를 상기 D/A 변환기(411)와 수신 모뎀(405) 및 간섭 신호 제어 기(417)로 출력한다. 또한, 상기 송신 모뎀(409)은 상기 수신 스위치(423)와 송신 스위치(425)로 릴레이 모드와 중계기 모드 간 전환을 위한 송/수신 스위치 제어 신호를 발생한다. 다시 말해, 전송할 데이터가 있는 구간에서는 릴레이 모드로 동작한다는 제어 신호를 발생하고, 전송할 데이터가 없는 유휴 구간에서는 중계기 모드로 동작한다는 제어 신호를 발생한다. 상기 송신 모뎀(409)은 스케줄링 시 또는 MAP 형성 시 유휴 구간을 알 수 있으며, 따라서 이를 이용하여 송/수신 스위치 제어 신호를 발생할 수 있다.The
상기 D/A 변환기(411)는 상기 송신 모뎀(409)으로부터의 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하여 출력한다. The D / A converter 411 converts the digital signal from the
상기 IF/RF 송신단(413)은 상기 D/A 변환기(411)로부터의 신호를 주파수 상승시켜 송신 안테나를 통해 송신한다. The IF /
상기 커플러(415)는 상기 IF/RF 송신단(413)으로부터 출력되는 신호를 커플링하여 상기 크기 변환기(419)로 출력한다.The
상기 간섭 신호 제어기(417)는 상기 수신 모뎀(405)으로부터의 간섭 채널 추정치와 상기 송신 모뎀(409)의 출력 신호를 이용하여 상기 기저대역 간섭 신호 추정치를 생성하고, 이를 상기 수신 모뎀(405)으로 출력한다. 또한, 상기 간섭 신호 제어기(417)는 크기 및 딜레이 변환을 위한 제어 신호를 각각 상기 크기 변환기(419)와 딜레이 변환기(421)에 제공하여 해당 경로에 대한 RF/IF 대역의 간섭 제거도 제어할 수 있다. 여기서, 상기 크기 및 딜레이 변환을 위한 제어 신호는, 릴레이 모드로 동작할 시 상기 수신 모뎀(405)에 의해 추정된 간섭 채널 추정치를 이용하여 발생한다. The
상기 크기 변환기(419)는 상기 간섭 신호 제어기(417)로부터의 크기 변환 제어 신호를 이용하여 상기 커플러(415)로부터 커플링된 신호의 크기를 변환하고, 이를 상기 딜레이 변환기(421)로 출력한다. The
상기 딜레이 변환기(421)는 상기 간섭 신호 제어기(417)로부터의 딜레이 변환 제어 신호를 이용하여 상기 크기 변환기(419)로부터의 신호의 딜레이를 변환하여 RF/IF 대역 간섭 신호 추정치를 생성하고, 이를 상기 RF/IF 수신단(401)으로 출력한다. The
상기 수신 스위치(423)와 송신 스위치(425)는 상기 송신 모뎀(409)이 발생하는 릴레이 모드와 중계기 모드 간 전환을 위한 송/수신 스위치 제어 신호에 의해 제어된다. 상기 송/수신 스위치 제어 신호가 릴레이 모드로 동작한다는 제어 신호일 경우, 상기 수신 스위치(423)는 상기 RF/IF 수신단(401)으로부터의 신호를 상기 A/D 변환기(403)로 스위칭하여 출력하고, 상기 송신 스위치(425)는 상기 D/A 변환기(411)로부터의 신호를 상기 IF/RF 송신단(413)으로 스위칭하여 출력한다. 즉, 릴레이로 동작하기 위해, 상기 수신 스위치(423)와 송신 스위치(425)는 각각 a의 위치로 닫힌다. 반면, 상기 송/수신 스위치 제어 신호가 중계기 모드로 동작한다는 제어 신호일 경우, 상기 수신 스위치(423)는 상기 RF/IF 수신단(401)으로부터의 신호를 상기 송신 스위치(425)로 스위칭하여 출력하고, 상기 송신 스위치(425)는 상기 수신 스위치(423)로부터의 신호를 상기 IF/RF 송신단(413)으로 스위칭하여 출력한다. 즉, 중계기로 동작하기 위해 수신 스위치(423)와 송신 스위치(425)는 b의 위 치로 닫히며, 이로 인해 RF/IF 수신단(410)의 출력이 IF/RF 송신단(413)으로 직접 연결된다. The receive
여기서, 상기 간섭 신호 제어기(417)의 동작을 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다. Here, the operation of the
먼저, 송신기가 특정 시간 k에 특정 주파수를 통해 송신하는 신호를 s(k), 상기 송신기로부터 릴레이의 수신 모뎀(405)까지의 채널을 H(k), 상기 릴레이의 송신 모뎀(409)의 출력을 x(k), 상기 송신 모뎀(409)부터 수신 모뎀(405)까지의 간섭 채널을 HI(k)라 한다. 설명의 편의를 위해 주어진 시간 및 주파수에서 채널 H(k)와 HI(k)는 일정하다고 가정하고, 채널이 일정하지 않은 경우는 등화기(equalizer) 기술 또는 직교주파수분할다중접속(Orthogonal Frequency Division Multiplexing : OFDM)과 같은 다중 반송파 기술을 이용하여 상기 가정과 같이 주어진 시간 및 주파수에서 무선 채널이 일정하도록 선 처리를 할 수 있다. 그러면, 상기 수신 모뎀(405)의 입력 신호 y는 하기 <수학식 1>과 같이 표현할 수 있다. First, s (k) transmits a signal transmitted by a transmitter through a specific frequency at a specific time k, H (k) transmits a channel from the transmitter to the
여기서, 상기 n(k)는 릴레이의 잡음 신호를 나타낸다. Here, n (k) represents the noise signal of the relay.
상기 수신 모뎀(405)은 상기 y(k)로부터 간섭 채널 HI(k)의 추정치 를 간섭 신호 제어기(417)에 제공하고, 상기 송신 모뎀(409)은 출력 신호 x(k)를 상기 간섭 신호 제어기(417)에 제공한다. 이때, 상기 간섭 신호 제어기(417)는 상기 두 입력 신호로부터 기저대역 간섭 신호 추정치 를 생성하여 상기 수신 모뎀(405)에 제공한다. 이때, 상기 수신 모뎀(405)은 하기 <수학식 2>를 이용하여 입력되는 수신 신호에서 간섭 신호를 제거할 수 있다.The receive
여기서, 상기 z(k)는 간섭 제거 후의 수신 신호를 나타낸다. 상기 간섭 채널의 추정이 정확하다면, 즉 라면, 상기 수신 모뎀(405)은 상기 z(k)로부터 간섭 신호의 영향 없이 송신 신호 s(k)를 복원할 수 있다. OFDM 시스템의 경우 간섭 신호 추정 및 제거는 매 프레임 k에서 부반송파별로 수행할 수 있다.Here, z (k) represents a received signal after interference cancellation. If the estimate of the interference channel is correct, i.e. If so, the
여기서, 상기 수신 모뎀(405)은 상기 송신 모뎀(409)이 전송하는 신호 x(k)와 수신 신호 y(k)로부터 간섭 채널 HI(k)를 하기 <수학식 3>과 같이 추정할 수 있다. Here, the
여기서, 보다 정확한 간섭 채널 추정을 위해 송신기가 신호를 보내지 않는 구간에 간섭 채널을 추정하면, 상기 송신기로부터의 신호 H(k)s(k)의 영향 없이 간섭 채널을 추정할 수 있다. 여기서, 상기 송신기가 신호를 보내지 않는 구간은 통신 중에 무작위적으로 발생하는 구간을 이용할 수도 있고, 인위적으로 특정 구간 동안 간섭 채널 추정을 위해 상기 송신기가 신호를 보내지 않도록 프로토콜을 설계할 수 있다. 간섭 채널 추정의 정확도를 높이는 또 다른 방법은 간섭 채널이 일정한 시간 또는 주파수 구간 동안 상기 <수학식 3>의 추정치의 평균을 취함으로써 가능하다. Here, if the interference channel is estimated in a section in which the transmitter does not send a signal for more accurate interference channel estimation, the interference channel can be estimated without the influence of the signal H (k) s (k) from the transmitter. Here, a section in which the transmitter does not send a signal may use a section that occurs randomly during communication, and the protocol may be designed so that the transmitter does not send a signal for artificially estimating an interference channel during a specific section. Another method of increasing the accuracy of the interference channel estimation is possible by taking the average of the estimates of Equation 3 above for the interference channel over a certain time or frequency interval.
도 5는 본 발명에 따른 풀 듀플렉스 릴레이에서 릴레이 모드와 중계기 모드간 전환 방법의 절차를 도시하고 있다.5 is a flowchart illustrating a method of switching between a relay mode and a relay mode in a full duplex relay according to the present invention.
상기 도 5를 참조하면, 상기 풀 듀플렉스 릴레이는 501단계에서 릴레이 모드로 동작하여 송신기로부터 수신되는 데이터를 수신기로 전송하고, 503단계에서 유휴 자원이 발생하는지 여부를 검사한다. 여기서, 상기 유휴 자원의 발생 여부는 내부 송신 모뎀을 통해 스케줄링 또는 MAP 형성 시 판단할 수 있다. 상기 유휴 자원이 발생하지 않을 시, 상기 풀 듀플렉스 릴레이는 상기 501단계로 돌아가 상기 릴 레이 모드를 계속 유지하고, 이하 단계를 반복 수행한다. Referring to FIG. 5, the full duplex relay operates in a relay mode in
반면, 상기 유휴 자원이 발생하였을 시, 상기 풀 듀플렉스 릴레이는 505단계에서 모드를 중계기 모드로 전환하고, 상기 중계기 모드로 동작하여 송신기로부터 수신되는 데이터를 수신기로 전송하며, 507단계로 진행하여 유휴 자원이 소진되었는지 여부를 검사한다. 상기 유휴 자원이 소진되지 않았을 시, 상기 풀 듀플렉스 릴레이는 상기 505단계로 돌아가 상기 중계기 모드를 계속 유지하고, 이하 단계를 반복 수행한다. 반면, 상기 유휴 자원이 소진되었을 시, 상기 풀 듀플렉스 릴레이는 상기 501단계로 돌아가 모드를 상기 릴레이 모드로 전환하고, 이하 단계를 반복 수행한다. On the other hand, when the idle resource is generated, the full duplex relay switches the mode to the repeater mode in
도 6은 하향링크 전송에서 프레임의 일부 구간만을 송신 구간으로 사용하는 경우 본 발명에 따른 풀 듀플렉스 릴레이의 유휴 자원을 도시하고 있다. 6 illustrates idle resources of the full duplex relay according to the present invention when only a part of a frame is used as a transmission period in downlink transmission.
도시된 바와 같이, 하향링크 전송시 프레임의 일부 구간만을 송신 구간으로 사용하는 경우, 본 발명에 따른 풀 듀플렉스 릴레이에서는 전송할 데이터가 존재하는 구간에서는 릴레이 모드로 동작하고, 유휴 구간이 발생할 시, 해당 유휴 구간에서 중계기 모드로 전환하여 동작하기 때문에, 상기 도 3에 비해 유휴 자원의 양이 크게 줄어듬을 알 수 있다.As shown in the figure, when only a partial section of a frame is used as a transmission section during downlink transmission, the full duplex relay according to the present invention operates in a relay mode in a section in which there is data to be transmitted, and when an idle section occurs, the corresponding idle Since the operation is switched to the repeater mode in the interval, it can be seen that the amount of idle resources is significantly reduced compared to FIG.
한편, 상기 릴레이 모드와 중계기 모드간 전환 방안은 본 발명에서 제안하는 풀 듀플렉스 릴레이뿐만 아니라 송수신 구간을 분리하는 기존의 릴레이에도 적용이 가능함은 물론이다. 즉, 릴레이의 수신 구간과 송신 구간을 제외한 구간 동안 릴레이를 중계기 모드로 전환하여 운용이 가능하다.On the other hand, the switching mode between the relay mode and the repeater mode can be applied not only to the full duplex relay proposed in the present invention but also to the existing relay separating the transmission and reception intervals. That is, it is possible to operate by switching the relay to the relay mode during the interval except for the reception section and the transmission section of the relay.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Meanwhile, in the detailed description of the present invention, specific embodiments have been described, but various modifications are possible without departing from the scope of the present invention. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be determined not only by the scope of the following claims, but also by the equivalents of the claims.
도 1은 종래 기술에 따른 N-1개의 릴레이들을 이용한 다중홉 릴레이 시스템에서 하나의 프레임이 전송되는 경로를 도시한 도면,1 is a diagram illustrating a path in which one frame is transmitted in a multi-hop relay system using N-1 relays according to the prior art;
도 2는 하향링크 전송의 경우 종래 릴레이와 풀 듀플렉스 릴레이의 가용 자원을 도시한 도면,2 is a diagram illustrating available resources of a conventional relay and a full duplex relay in case of downlink transmission;
도 3은 하향링크 전송에서 프레임의 일부 구간만을 송신 구간으로 사용하는 경우 풀 듀플렉스 릴레이의 유휴 자원을 도시한 도면,3 is a diagram illustrating idle resources of a full duplex relay when only a part of a frame is used as a transmission period in downlink transmission;
도 4는 본 발명에 따른 릴레이 모드와 중계기 모드간 전환이 가능한 풀 듀플렉스 릴레이의 장치 구성을 도시한 도면,4 is a diagram illustrating a device configuration of a full duplex relay capable of switching between a relay mode and a repeater mode according to the present invention;
도 5는 본 발명에 따른 풀 듀플렉스 릴레이에서 릴레이 모드와 중계기 모드간 전환 방법의 절차를 도시한 도면, 및5 is a diagram illustrating a procedure of a method of switching between a relay mode and a relay mode in a full duplex relay according to the present invention; and
도 6은 하향링크 전송에서 프레임의 일부 구간만을 송신 구간으로 사용하는 경우 본 발명에 따른 풀 듀플렉스 릴레이의 유휴 자원을 도시한 도면.6 is a diagram illustrating idle resources of a full duplex relay according to the present invention when only a part of a frame is used as a transmission period in downlink transmission.
Claims (16)
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| KR1020070073820A KR20090010582A (en) | 2007-07-24 | 2007-07-24 | Full duplex relay device and method which can switch between relay mode and repeater mode |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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ID=40489737
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| KR1020070073820A Withdrawn KR20090010582A (en) | 2007-07-24 | 2007-07-24 | Full duplex relay device and method which can switch between relay mode and repeater mode |
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9425884B2 (en) | 2010-11-10 | 2016-08-23 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Communication method of a macro base station, a vehicular moving relay, and a vehicular moving terminal |
| US9722759B2 (en) | 2013-08-01 | 2017-08-01 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Radio transceiver for virtual full duplex communication using unused resources |
| US12029322B2 (en) | 2021-12-30 | 2024-07-09 | Sleep Number Corporation | Headboard with back-facing lights |
| US12514379B2 (en) | 2021-12-30 | 2026-01-06 | Sleep Number Corporation | Bed system with integrated dock for remote and reading light |
-
2007
- 2007-07-24 KR KR1020070073820A patent/KR20090010582A/en not_active Withdrawn
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| US12303033B2 (en) | 2021-12-30 | 2025-05-20 | Sleep Number Corporation | Headboard with back light strip |
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| Date | Code | Title | Description |
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| PA0109 | Patent application |
Patent event code: PA01091R01D Comment text: Patent Application Patent event date: 20070724 |
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| PG1501 | Laying open of application | ||
| PC1203 | Withdrawal of no request for examination | ||
| WITN | Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid |
