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WO2010090497A2 - 릴레이 방식의 통신 시스템에서 백홀 링크의 자원할당 방법 및 이를 통한 데이터 송수신 방법 및 장치 - Google Patents

릴레이 방식의 통신 시스템에서 백홀 링크의 자원할당 방법 및 이를 통한 데이터 송수신 방법 및 장치 Download PDF

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WO2010090497A2
WO2010090497A2 PCT/KR2010/000795 KR2010000795W WO2010090497A2 WO 2010090497 A2 WO2010090497 A2 WO 2010090497A2 KR 2010000795 W KR2010000795 W KR 2010000795W WO 2010090497 A2 WO2010090497 A2 WO 2010090497A2
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WO
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relay
partition
data
control channel
allocated
Prior art date
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PCT/KR2010/000795
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WO2010090497A3 (ko
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서한별
김병훈
김기준
김학성
Original Assignee
(주)엘지전자
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Publication date
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Priority to JP2011549074A priority patent/JP2012517179A/ja
Priority to CN201080007183.XA priority patent/CN102308494B/zh
Priority to CA2750957A priority patent/CA2750957C/en
Priority to US13/148,069 priority patent/US8964626B2/en
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Publication of WO2010090497A3 publication Critical patent/WO2010090497A3/ko
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Definitions

  • FIG. 7 and 8 illustrate an embodiment of backhaul resource allocation in which a control channel and a data channel are frequency division multiplexed.
  • the relay transmits a control channel (PDCCH) to the terminals connected to the relay during the first one or two OFDM symbol periods of the backhaul subframe 301 and from the base station during the data symbol period 305 after the guard period 10.
  • the downlink signal may be received.
  • the protection period 20 may be configured in order for the relay to switch from the reception mode Rx to the transmission mode Tx.
  • the base station assigns a first partition to terminal 1, a second partition to relay 1, a third partition to terminal 2, a fourth partition to relay 2, and a fifth partition to Assign to terminal 3.
  • the second partition and the fourth partition in which the backhaul data is transmitted to the relay 1 and the relay 2 are semi-persistently allocated to each relay so that a separate control channel (R-PDCCH) is not needed.
  • the backhaul data can be transmitted through a semi-persistent resource allocated to the relay.
  • the base station divides the radio resource after the OFDM symbol interval 401 through which the PDCCH for transmitting control information of a terminal directly connected to the base station is transmitted into two partitions in the frequency dimension.
  • the first partition is allocated to the backhaul data transmission of relay 1 and the second partition is allocated to the backhaul data transmission of relay 2.
  • the entire frequency band of the predetermined OFDM symbol period after the guard period 10 is allocated to the control channel 601 of the relay 1 and the relay 2.
  • the packet to which data is allocated is transmitted through the backhaul link channel (S2015).

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  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)
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  • Radio Relay Systems (AREA)

Abstract

본 발명은 릴레이 방식의 통신 시스템에서 데이터 송수신 방법 및 장치에 관한 것으로서, 백홀(Backhaul) 링크 자원을 다수의 파티션(partition)으로 분할하여 자원을 할당하고 데이터를 송수신 하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 본 발명의 데이터 전송 방법은, 기지국으로부터 릴레이 또는 단말로 데이터가 전송되는 하향링크 채널의 서브 프레임(sub-frame)의 최초 소정 개수의 OFDM 심볼 전송 구간을 상기 단말의 제어정보를 전달하는 제어채널로 할당하는 단계; 상기 서브 프레임의 제어채널을 제외한 자원 영역에 대해서 주파수 차원으로 적어도 두 개 이상의 파티션(partition)으로 분할하는 단계; 상기 분할된 파티션 각각에 대해서 상기 릴레이 또는 단말로 자원을 할당할 것인지 결정하는 단계; 및 상기 결정된 파티션에 대해서 데이터를 할당하여 상기 하향링크 채널을 통해서 상기 릴레이 또는 단말로 전송하는 단계를 포함하며, 상기 릴레이로 자원을 할당하도록 결정된 파티션은 상기 릴레이의 제어 채널과 데이터 채널이 시분할 다중화(TDM) 또는 주파수 분할 다중화(FDM)되어 상기 릴레이로 전송되는 것을 특징으로 한다.

Description

릴레이 방식의 통신 시스템에서 백홀 링크의 자원할당 방법 및 이를 통한 데이터 송수신 방법 및 장치
본 발명은 릴레이 방식의 통신 시스템에서 데이터 송수신 방법 및 장치에 관한 것으로서, 백홀(Backhaul) 링크 자원을 다수의 파티션(partition)으로 분할하여 자원을 할당하고 데이터를 송수신 하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
최근 통신 시스템은 서비스 주파수 대역이 점점 높아지고 있으며 고속 통신 및 더 많은 통화량을 수용하기 위해 셀들이 반경이 점차 작아지고 있는 추세인 바, 기존의 중앙 집중적인 셀룰러 무선망 방식을 향후에도 그대로 운용하기에는 많은 문제점이 발생한다. 즉, 기지국의 위치가 고정되어 있어서 무선링크 구성의 유연성(flexibility)이 떨어지므로 트래픽 분포나 통화 요구량의 변화가 심한 무선환경에서 효율적인 통신 서비스를 제공하기 어려운 문제점이 있다.
이와 같은 문제점을 해결하고자 다중홉 릴레이(Multi-Hop relay) 시스템이 제안되었다. 다중홉 릴레이 시스템은 셀 영역 내에서 발생하는 부분적인 음영 지역을 커버하여 셀 서비스 영역을 넓힐 수 있으며, 시스템 용량을 증대시킬 수 있을 뿐만 아니라, 서비스 요구가 적은 초기 상황을 릴레이를 이용함으로써 초기 설치 비용에 대한 부담을 줄일 수 있는 장점이 있다.
도 1은 릴레이 방식의 통신 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.
기지국(101)은 단말들(105, 107)과 채널링크를 형성할 때, 기지국(101)과 단말(105) 간의 직접 링크(121)를 통한 채널을 형성할 수도 있으며, 릴레이(103)를 통해서 단말(107) 과의 채널을 형성할 수도 있다. 이때, 기지국(101)으로부터 릴레이(103)로 형성된 하향링크 채널(123)을 백홀(backhaul) 링크라고 한다. 상기 백홀 링크(123)는 기지국(101)으로부터 릴레이(103)로 데이터가 전송되는 R-PDSCH (Relay-Physical Downlink Shared Channel) 및 제어정보가 전송되는 R-PDCCH (Relay-Physical Downlink Control Channel)을 포함한다.
상기와 같이, 기지국이 릴레이로의 하향 링크 백홀을 하는 서브 프레임(subframe)에서는 릴레이의 제어정보 및 백홀 데이터가 전송되어야 하므로 기지국과 단말간의 하향 링크 서브 프레임과 함께 송수신 되기 어려우며, 하향링크 백홀 데이터의 트래픽(traffic) 양에 따른 자원 할당을 조절하는데 제약이 발생한다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 백홀 채널에서 기지국이 동적으로 자원할당을 위한 스케쥴링을 수행함으로서 주파수 선택성을 높이고 트래픽 양에 따른 자원 조절이 가능한 백홀 링크 자원할당 방법을 제공한다.
또한, 기지국과 릴레이 간의 백홀 링크 서브 프레임과 기지국과 단말간의 하향링크 서브 프레임이 공존할 수 있는 백홀 링크 자원할당 방법을 제공한다.
또한, 릴레이가 백홀링크 데이터를 복호하는 시간 지연을 방지하는 백홀링크 자원할당 방법 및 이를 통한 백홀링크 데이터 송수신 방법을 제공한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 데이터 전송 방법은, 릴레이(Relay) 통신 시스템의 데이터 송수신 방법에 있어서, 기지국으로부터 릴레이 또는 단말로 데이터가 전송되는 하향링크 채널의 서브 프레임(sub-frame)의 최초 소정 개수의 OFDM 심볼 전송 구간을 상기 단말의 제어정보를 전달하는 제어채널로 할당하는 단계; 상기 서브 프레임의 제어채널을 제외한 자원 영역에 대해서 주파수 차원으로 적어도 두 개 이상의 파티션(partition)으로 분할하는 단계; 상기 분할된 파티션 각각에 대해서 상기 릴레이 또는 단말로 자원을 할당할 것인지 결정하는 단계; 및 상기 결정된 파티션에 대해서 데이터를 할당하여 상기 하향링크 채널을 통해서 상기 릴레이 또는 단말로 전송하는 단계를 포함하며, 상기 릴레이로 자원을 할당하도록 결정된 파티션은 상기 릴레이의 제어 채널과 데이터 채널이 시분할 다중화(TDM) 또는 주파수 분할 다중화(FDM)되어 상기 릴레이로 전송되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는 상기 파티션 분할 단계는, 상기 분할된 파티션의 총 개수, 각 파티션의 크기 및 각 파티션이 차지하는 자원의 위치 정보가 상위 계층 제어 신호를 통하여 상기 릴레이로 전송되는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는 상기 릴레이로 자원을 할당하도록 결정된 파티션은 상기 릴레이의 제어 채널과 데이터 채널이 시분할 다중화(TDM) 되며, 상기 릴레이로 자원 할당되도록 결정된 파티션의 최초 소정의 개수의 OFDM 심볼 전송 구간은 상기 파티션의 전체 주파수 대역에 걸쳐서 상기 제어 채널로 할당되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는 상기 릴레이로 자원을 할당하도록 결정된 파티션은 상기 릴레이의 제어 채널과 데이터 채널이 시분할 다중화(TDM) 되며, 상기 릴레이로 자원을 할당되도록 결정된 파티션은 적어도 두 개 이상의 릴레이의 데이터가 포함되며, 상기 각 릴레이의 제어 채널은 해당 릴레이의 데이터가 할당된 주파수 영역의 자원 위치와 상호 일치하도록 자원이 할당되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는 상기 파티션에 대해서 릴레이 또는 단말로 자원 할당을 결정하는 단계는, 전체 주파수 영역에 대해서 단말로 자원 할당되는 영역과 릴레이로 자원 할당되는 영역이 각각 준 연속적(semi-persistent)으로 되도록 상기 파티션에 대해서 자원 할당 대상을 결정하며, 상기 릴레이로 자원을 할당하도록 결정된 파티션은 상기 릴레이의 제어 채널과 데이터 채널이 시분할 다중화(TDM) 되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는 상기 릴레이로 자원을 할당하도록 결정된 파티션은 각 파티션 별로 하나의 릴레이의 데이터가 할당되며, 하나의 파티션의 제어채널을 통해서 다른 파티션의 제어 정보가 전달되는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 데이터 전송 장치는, 하향링크 자원을 주파수 차원으로 적어도 두 개 이상의 파티션(partition)으로 분할하고, 상기 분할된 파티션 각각에 대해서 릴레이 또는 단말로 자원을 할당할 것인지 결정하는 제어기; 및 상기 결정된 파티션에 대해서 데이터를 할당하여 상기 하향링크 채널을 통해서 상기 릴레이 또는 단말로 데이터를 전송하는 송신기를 포함하며, 상기 릴레이로 자원을 할당하도록 결정된 파티션은 상기 릴레이의 제어 채널과 데이터 채널이 시분할 다중화(TDM) 또는 주파수 분할 다중화(FDM)되어 상기 릴레이로 전송되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는 상기 송신기는 상기 분할된 파티션의 총 개수, 각 파티션의 크기 및 각 파티션이 차지하는 자원의 위치 정보를 상위 계층 제어 신호를 통하여 상기 릴레이로 전송하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는 상기 릴레이로 자원을 할당하도록 결정된 파티션은 상기 릴레이의 제어 채널과 데이터 채널이 시분할 다중화(TDM) 되며, 상기 릴레이로 자원 할당되도록 결정된 파티션의 최초 소정의 개수의 OFDM 심볼 전송 구간은 상기 파티션의 전체 주파수 대역에 걸쳐서 상기 제어 채널로 할당되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는 상기 릴레이로 자원을 할당하도록 결정된 파티션은 상기 릴레이의 제어 채널과 데이터 채널이 시분할 다중화(TDM) 되며, 상기 릴레이로 자원을 할당되도록 결정된 파티션은 적어도 두 개 이상의 릴레이의 데이터가 포함되며, 상기 각 릴레이의 제어 채널은 해당 릴레이의 데이터가 할당된 주파수 영역의 자원 위치와 상호 일치하도록 자원이 할당되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는 상기 제어기는 전체 주파수 영역에 대해서 단말로 자원 할당되는 영역과 릴레이로 자원 할당되는 영역이 각각 준 연속적(semi-persistent)으로 되도록 상기 파티션에 대해서 자원 할당 대상을 결정하며, 상기 릴레이로 자원을 할당하도록 결정된 파티션은 상기 릴레이의 제어 채널과 데이터 채널이 시분할 다중화(TDM) 되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는 상기 릴레이로 자원을 할당하도록 결정된 파티션은 각 파티션 별로 하나의 릴레이의 데이터가 할당되며, 하나의 파티션의 제어채널을 통해서 다른 파티션의 제어 정보가 전달되는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 데이터 수신 장치는, 백홀링크(Backhaul link) 채널을 통해서 기지국으로부터 전송된 데이터를 수신하는 수신기; 및 수신된 데이터를 소정 주파수 영역에 대해서 블라인드 디코딩(Blind Decoding)하는 복호기를 포함하며, 상기 백홀링크 채널은 주파수 차원으로 적어도 두 개 이상의 파티션(partition)으로 분할되어 상기 파티션에서 릴레이의 제어채널과 데이터 채널이 시분할 다중화(TDM) 되며, 상기 복호기는 주파수 영역의 특정 위치에서 제어 채널의 복호에 성공하면 해당 제어 채널이 점유하고 있는 주파수 자원 또는 해당 제어 채널을 포함하는 파티션의 최초 소정 개수의 OFDM 심볼 전송 구간에 제어 신호가 할당된 것으로 인식하고, 상기 제어 신호를 통해서 스케쥴링 된 데이터를 복호하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 백홀 채널에서 기지국이 동적으로 자원할당을 위한 스케쥴링을 수행함으로서 주파수 선택성을 높이고 트래픽 양에 따른 자원 조절이 가능한 효과가 발생한다.
또한, 본 발명의 백홀링크 자원할당 방법에 따르면, 기지국과 릴레이 간의 백홀 링크 서브 프레임과 기지국과 단말간의 하향링크 서브 프레임이 함께 송수신 될 수 있으며, 릴레이가 백홀링크 데이터를 복호할 때 발생되는 시간 지연이 방지되는 효과가 발생한다.
도 1은 릴레이 방식의 통신 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 기지국 및 릴레이의 서브 프레임 구조를 도시한 도면이다.
도 3은 백홀링크 데이터가 MBSFN 서브 프레임으로 구성된 경우 릴레이의 신호 송수신 동작을 설명하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따라서 백홀 링크 채널의 자원을 주파수 영역상에서 다수의 파티션(partition)으로 분할하여 구성하는 것을 도시한 도면이다.
도 5는 백홀링크 자원을 semi-persistent하게 릴레이로 할당하는 실시예를 도시한 도면이다.
도 6은 제어 채널과 데이터 채널이 시분할 다중화된 백홀링크 자원 할당의 실시예를 도시한 도면이다.
도 7 및 도 8은 제어 채널과 데이터 채널이 주파수 분할 다중화된 백홀링크 자원 할당의 실시예를 도시한 도면이다.
도 9는 단말과 릴레이의 데이터 채널이 백홀 링크 채널에 공존할 수 있도록 백홀 링크 자원을 다수 파티션으로 분할하여 자원을 할당하는 실시예를 도시한 도면이다.
도 10은 단말과 릴레이의 데이터 채널이 백홀 링크 채널에 공존할 수 있도록 백홀 링크 자원을 다수 파티션으로 분할하여 자원을 할당하는 또 다른 실시예를 도시한 도면이다.
도 11은 전체 주파수 자원을 단말로 할당되는 영역과 릴레이로 할당되는 영역으로 나누어 자원을 할당하는 실시예를 도시한 도면이다.
도 12는 비트맵을 통하여 백홀 링크로 할당된 파티션의 위치를 알려주는 실시예를 도시한 도면이다.
도 13은 릴레이의 제어 채널이 백홀채널로 할당된 파티션의 주파수 영역중 일부분만을 차지하도록 할당되는 실시예를 도시한 도면이다.
도 14는 릴레이의 제어 채널이 백홀채널로 할당된 파티션의 주파수 영역중 일부분만을 차지하도록 할당되는 실시예를 도시한 도면이다.
도 15는 다른 파티션에 존재하는 자원에 대한 스케쥴링 정보를 전달하도록 제어채널을 할당하는 실시예를 도시한 도면이다.
도 16은 하나의 파티션에 대해서 특정 릴레이의 백홀 데이터를 할당하는 실시예를 도시한 도면이다.
도 17 내지 도 19는 도 16을 참조하여 설명한 실시예의 변형된 실시예들을 도시한 도면이다.
도 20은 본 발명의 일실시예에 따른 기지국의 백홀채널 자원할당 및 데이터 전송 방법을 순차적으로 도시한 순서도이다.
도 21은 본 발명의 일실시예에 따른 기지국의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 22는 본 발명의 일실시예에 따른 릴레이의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 발명의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다.
본 발명의 통신 시스템은 음성 및 패킷 데이터 등과 같은 다양한 통신 서비스를 제공하기 위한 시스템으로서 기지국, 릴레이 및 단말을 포함하며, LTE(Long Term Evolution) 시스템 또는 LTE-Advanced 시스템을 대표예로 설명한다.
본 발명의 단말은 SS(Subscriber Station), UE(User Equipment), ME(Mobile Equipment), MS(Mobile Station) 등으로 불릴 수 있으며, 휴대폰, PDA, 스마트 폰(Smart Phone), 노트북 등과 같이 통신 기능을 갖춘 휴대 가능한 기기 또는 PC, 차량 탑재 장치와 같이 휴대 불가능한 기기를 포함한다.
본 발명의 기지국은 단말과 통신하는 고정된 지점을 말하며, eNB(evolved-NodeB), BS(Base Station), BTS(Base Transceiver System), 억세스 포인트(Access Point) 등의 용어로 사용될 수 있다. 하나의 기지국에는 하나 이상의 셀(Cell)이 존재할 수 있으며, 기지국 간에는 사용자 트래픽 또는 제어 트래픽 전송을 위한 인터페이스가 사용될 수 있다. 또한, 하향링크(Downlink)는 기지국으로부터 단말로의 통신 채널을 의미하며, 상향링크(Uplink)는 단말로부터 기지국으로의 통신 채널을 의미한다.
본 발명의 무선통신 시스템에 적용되는 다중접속 기법은 CDMA(Code Division Multiple Access), TDMA(Time Division Multiple Access), FDMA(Frequency Division Multiple Access), SC-FDMA(Single Carrier-FDMA), OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 또는 공지된 다른 변조 기술들과 같은 다중 접속 기법을 모두 포함한다.
또한, 상기 하향링크와 상향링크 전송을 위한 다중접속 방식은 서로 상이할 수 있으며, 예를 들어 하향링크는 OFDMA 기법을 사용하고 상향링크는 SC-FDMA 기법을 사용할 수도 있다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명에 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어 도면 부호에 상관없이 동일하거나 대응하는 구성요소는 동일한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
릴레이를 통한 통신 시스템에서는 기지국은 백홀링크를 통해서 릴레이로 하향링크 신호를 전송한다.
도 2는 기지국 및 릴레이의 서브 프레임(sub-frame) 구조를 도시한 도면이다.
도시된 바와 같이 서브 프레임은 제어 채널(210)과 데이터 채널(220)을 포함한다. 제어 채널(210)은 PDCCH 등을 포함하며, 데이터 채널(220)은 PDSCH 등을 포함한다. 바람직하게는 주파수 다이버시티를 높여 제어 채널의 신뢰도를 향상 시키기 위해서 LTE 시스템에서는 복수의 PDCCH은 제어 채널 영역(210)에서 상호간에 인터리빙(Interleaving) 된다.
릴레이가 하향 링크 백홀을 하는 서브 프레임에서, 릴레이는 첫 한개의 OFDM 심볼에서 최대 네개의 OFDM 심볼 구간 동안은 단말로의 억세스 링크로 제어 정보(PDCCH) 및 기준신호(Common Reference Signal; CRS)를 전송해야 한다. 즉, 릴레이는 백홀 서브 프레임에서 최대 첫 4개의 OFDM 심볼 동안 송신 모드(Tx)로 동작하고, 송신 모드(Tx)에서 수신 모드(Rx)로 전환을 하기 위한 transition gap(10)을 두게 된다.
기지국이 릴레이로 R-PDCCH 및 R-PDSCH 등의 신호를 전송을 할 수 있는 구간은 기지국의 PDSCH구간(220), 즉 PDCCH 전송이 끝난 시점 이후이므로, 릴레이는 기지국의 PDCCH 전송 심볼 구간 및 상기 transition gap(10)을 고려하여 기지국의 신호를 수신할 준비가 완료되면, 릴레이의 수신 모드(Rx) 구간(221) 동안 기지국으로부터 R-PDCCH 등의 릴레이 제어 채널과 R-PDSCH 등의 릴레이 데이터 채널을 수신한다.
이후, 기지국으로부터 제어 채널과 데이터 채널 수신이 완료되면, 다음 서브 프레임에서 단말 억세스 링크로 제어채널을 전송하기 위하여 수신 모드(Rx)에서 송신 모드(Tx)로 전환을 하게 되며, 이때, 모드 전환을 위한 transition gap(20)인 보호구간(guard time)을 구성하게 된다.
따라서 릴레이는 transition gap(10, 20)에 해당하는 심볼에서 데이터를 수신하거나 송신하지 못하게 된다. 그러므로 릴레이가 반드시 수신해야 하는 신호는 릴레이가 transition 을 하는 심볼이 아닌 transition 동작을 마친 구간의 심볼에서 전송되도록 하여야 한다. 이와 같은 이유로 인해서 릴레이가 백홀링크 서브 프레임에서 실제로 백홀로 사용할 수 있는 서브 프레임의 심볼 개수는 제한이 발생한다.
백홀 설계 방식에 따라서 백홀링크로 전송되는 서브 프레임은 릴레이에서 신호를 수신할 수 없는 가변구간(10, 20)과 릴레이에서 신호를 수신할 수 있는 고정구간(221)으로 구분될 수 있다. 가변구간(10, 20)은, 도시된 바와 같이, 릴레이의 송신 구간(711)과 송신 모드에서 수신 모드로 전환하는 transition 구간(10) 또는 수신 모드에서 송신 모드로 전환하는 transition 구간(20)의 guard time에 해당되는 시간구간의 심볼들에 해당 될 수 있다.
상기 가변구간들(10, 20)은 백홀 설계 방식에 따라서 동시에 존재하거나 또는 하나만 존재할 수 있으며, 예를 들어 가변구간 2(20)는 릴레이의 타이밍 설계에 따라서 생략될 수도 있다.
도 3은 백홀링크 데이터가 MBSFN(Multicast Broadcast Single Frequency Network) 서브 프레임으로 구성된 경우 릴레이의 신호 송수신 동작을 설명하는 도면이다.
예를 들어, 3GPP E-UTRA(Evolved Universal Terrestrial Radio Access) 시스템에서는 백홀링크를 통해서 릴레이가 수신하는 서브 프레임이 MBSFN 서브 프레임으로 구성될 수 있으며, 릴레이의 송신모드(Tx) 에서는 일반적인 하향링크 서브 프레임(310)이 전송되고, 릴레이의 수신모드(Rx)에서는 기지국으로부터 전송되는 백홀링크 서브 프레임(301)이 수신된다.
릴레이는, 백홀 서브 프레임(301)의 최초 하나 또는 두개 OFDM 심볼 구간 동안 릴레이로 연결된 단말들로 제어 채널(PDCCH)을 전송하고, 보호구간(10) 이후의 데이터 심볼 구간(305) 동안 기지국으로부터의 하향링크 신호를 수신할 수 있다. 이후, 릴레이가 수신모드(Rx)에서 송신모드(Tx)로 전환하기 위하여 보호구간(20)이 구성될 수 있다.
기지국은 릴레이로 전송되는 백홀링크 채널에서 무선 자원의 할당을 특정 릴레이 별로 준 연속적(semi-persistent)으로 할당하거나 또는 동적(dynamic)으로 할당할 수 있다.
이하에서는 기지국의 백홀링크 채널에서 무선자원 할당 방법을 상세히 설명한다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따라서 백홀 링크 채널의 자원을 주파수 영역상에서 다수의 파티션(partition)으로 분할 구성한 것을 도시한 도면이다.
도시된 바와 같이, 기지국은 기지국과 직접 링크로 연결된 단말의 제어 정보를 전달하는 PDCCH가 전송되는 OFDM 심볼 구간(401) 이후의 무선 자원을 주파수 차원에서 두 개 이상의 영역(partition)으로 분할한다.
도 4에서는 분할되는 파티션을 총 4개(410, 420, 430, 440)로 가정한 것이다. 각 파티션(410, 420, 430, 440)의 크기는 모두 일정할 수도 있으며 서로 다른 크기를 갖도록 구성될 수도 있다. 기지국은 전체 파티션의 개수와 각 파티션의 크기 및 각 파티션이 차지하는 자원의 위치 등의 정보를 상위 계층 신호를 통하여 릴레이로 전달한다.
이후, 기지국은 해당 서브프레임의 하향 링크 스케줄링(scheduling)을 수행함에 있어서, 먼저 각 partition을 기지국 자신에게 직접 링크로 연결된 단말에게 할당할지 아니면 릴레이를 위한 백홀 링크(backhaul link)로 할당할지를 결정한다.
단말에게 할당된 파티션에서는 기존의 경우에서와 같이 단말에게 전송되는 데이터(PDSCH)가 송신되며 이를 위한 scheduling 정보는 단말로 전송되는 PDCCH(401)에 포함된다. 따라서, 하나의 파티션이 단말로의 전송에 사용되는 경우에 두 개 이상의 데이터 채널(PDSCH)이 하나의 파티션에 존재하는 것도 가능하다
릴레이로의 backhaul link로 할당된 파티션에서는 릴레이로 전송되는 데이터채널(R-PDSCH)과 이에 대한 스케쥴링 정보가 전달되는 제어 채널(R-PDCCH)이 전달되어야 한다.
이때, 릴레이로 자원을 할당하도록 결정된 백홀 링크 파티션은 릴레이의 제어 채널과 데이터 채널이 시분할 다중화(TDM) 또는 주파수 분할 다중화(FDM)되어 상기 릴레이로 전송될 수 있다.
도 5는 백홀링크 자원을 semi-persistent하게 특정 릴레이로 할당하는 실시예를 도시한 도면이다.
도 5의 실시예에서는, 기지국이 릴레이로 전송하는 백홀 데이터와 기지국에 직접 연결된 단말로 전송하는 데이터가 상호 공존하도록 상기 백홀 데이터가 전송되는 주파수 영역을 한 서브 프레임 내에서 일정하게 구성한다. 즉, 기지국이 릴레이에게 자원을 semi-persistent 하게 할당함으로써 별도의 control channel(R-PDCCH)이 필요하지 않도록 하며, 기지국은 특정 릴레이에게 semi-persistent하게 할당된 자원을 통하여 backhaul data를 전송할 수 있다.
도 5의 경우, 기지국은 기지국과 직접 링크로 연결된 단말의 제어 정보를 전달하는 PDCCH가 전송되는 OFDM 심볼 구간(401) 이후의 무선 자원을 주파수 차원에서 5개 영역(partition)으로 분할한다. 그리고, 기지국은 해당 서브프레임의 하향 링크 스케줄링(scheduling)을 수행함에 있어서, 각 파티션을 기지국 자신에게 직접 링크로 연결된 단말에게 할당할지 아니면 릴레이를 위한 백홀 링크(backhaul link)로 할당할지를 결정한다.
도 5에서 기지국은, 제1 파티션은 단말 1에게 할당하고, 제2 파티션은 릴레이 1에게 할당하고, 제3 파티션은 단말 2에게 할당하고, 제4 파티션은 릴레이 2에게 할당하고, 제5 파티션은 단말 3에게 할당한다. 이때, 릴레이 1 및 릴레이 2로 백홀 데이터가 전송되는 제2 파티션 및 제4 파티션은 릴레이 각각에게 자원을 semi-persistent 하게 할당함으로써 별도의 control channel(R-PDCCH)이 필요하지 않도록 하며, 기지국은 특정 릴레이에게 semi-persistent하게 할당된 자원을 통하여 backhaul data를 전송할 수 있다.
그러나 이와 같이 semi-persistent하게 릴레이로 자원을 할당하는 경우는 동적인(dynamic) 스케쥴링이 어려워서 트래픽 양에 따른 할당 자원 조절의 제약이 발생된다.
도 6은 제어 채널과 데이터 채널이 시분할 다중화된 백홀링크 자원 할당의 실시예를 도시한 도면이다.
트래픽 양에 따라서 자원을 동적(Dynamic)으로 릴레이에게 할당할 경우는 각 릴레이에게 할당된 자원의 위치나 사용되는 modulation and coding scheme (MCS)등을 알리는 scheduling 정보가 필요하다. 이와 같은, scheduling 정보는 제어 채널(Control Channel; CCH)을 통해서 릴레이로 전송되며, 백홀 데이터를 수신하는 서브 프레임에서 최초 하나 혹은 두 OFDM 심볼 동안은 자신의 PDCCH를 송신하므로 기지국이 전송하는 PDCCH(401)를 수신할 수가 없다. 따라서 릴레이를 위한 별도의 제어 채널(601)이 PDCCH 전송 시점 이후에 존재하여야 한다.
도 6의 실시예에서는, 기지국은 기지국과 직접 링크로 연결된 단말의 제어 정보를 전달하는 PDCCH가 전송되는 OFDM 심볼 구간(401) 이후의 무선 자원을 주파수 차원에서 2개 영역(partition)으로 분할하여 제1 파티션은 릴레이 1의 백홀 데이터 전송으로 할당하고, 제2 파티션은 릴레이 2의 백홀 데이터 전송으로 할당한다. 그리고, 보호구간(10) 이후의 소정 OFDM 심볼 구간의 전체 주파수 대역을 사용하여 릴레이 1 및 릴레이 2의 제어 채널(601)로 할당한다.
따라서, 릴레이의 제어 채널과 백홀 데이터 채널은 시분할 다중화(TDM) 되어, 기지국은 PDCCH(401) 전송 이후에 일부 OFDM 심볼 전송구간 동안 전체 주파수 대역을 사용하여 릴레이로의 control channel(601)을 전송하고, 릴레이의 control channel(601)에 포함된 scheduling 정보에 따라 backhaul data(610, 630)가 전송된다.
그러나, 도 6의 실시예는 릴레이의 제어 채널이 전체 주파수 대역을 점유하게 되어 기지국과 직접 링크로 연결된 단말의 데이터 채널을 함께 구성할 수 없는 문제점이 발생될 수 있다.
도 7 및 도 8은 제어 채널과 데이터 채널이 주파수 분할 다중화된 백홀링크 자원 할당의 실시예를 도시한 도면이다.
도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 릴레이의 제어 채널은 백홀 데이터와 주파수 분할 다중화되어 전송될 수 있다. 즉, 기지국은 일부의 주파수 자원만을 사용하여 control channel을 전송하고 제어 채널에 포함된 scheduling 정보에 따라 backhaul data를 전송한다.
도 7의 실시예에서는, 기지국은 기지국과 직접 링크로 연결된 단말의 제어 정보를 전달하는 PDCCH가 전송되는 OFDM 심볼 구간(401) 이후의 무선 자원을 주파수 차원에서 6개 영역(partition)으로 분할하여 제1 파티션은 모든 릴레이의 스케쥴링 정보가 전송되는 하나의 제어 채널(701)로 할당되며, 제2 파티션은 단말 1의 데이터 채널(510)로 할당되고, 제3 파티션은 릴레이 1의 데이터 채널(520)로 할당되고, 제4 파티션은 단말 2의 데이터 채널(530)로 할당되고, 제5 파티션은 릴레이 2의 데이터 채널(540)로 할당되고, 제6 파티션은 단말 3의 데이터 채널(550)로 할당된다.
또한, 도 8의 실시예에서와 같이, 각각의 릴레이에 대해서 별도의 독립된 제어 채널(801, 803)이 할당됨으로써 릴레이는 자신의 스케쥴링 정보를 쉽게 찾을 수 있도록 구성할 수도 있다. 이와 같이 구성될 경우, 릴레이의 제어 채널의 위치와 크기는 semi-persistent하게 결정되어 상위 계층 신호를 통하여 릴레이로 전달될 수 있다.
그러나, 도 7 및 도 8의 실시예는 릴레이가 자신의 제어 채널(801, 803)을 복호한 이후에 백홀 데이터 채널(520, 540)을 복호할 수 있으므로 복호 지연이 발생될 수 있다.
이하에서는 백홀 링크 자원을 다수의 파티션으로 분할하여, 릴레이의 제어 채널과 백홀 데이터 채널을 시분할 다중화하여 자원 할당함과 동시에, 기지국과 직접 연결된 단말의 데이터 채널이 공존할 수 있도록 자원을 할당하는 방법을 보다 상세하게 설명한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 기지국은 백홀 링크 채널의 자원을 매크로 단말(Macro UE)의 제어채널 영역(401)을 제외한 자원 영역에 대해서 주파수 차원으로 적어도 두 개 이상의 파티션(partition)으로 분할하고, 각 파티션 별로 단말 또는 릴레이를 위한 자원할당 영역으로 각각 결정한 후, 릴레이를 위한 자원할당 영역으로 결정된 파티션에 대해서는 릴레이의 제어 채널과 데이터 채널을 시분할 다중화 방식으로 자원을 할당한다.
따라서 릴레이의 백홀 링크 채널로 할당된 파티션에 대해서는, 최초 몇 개의 OFDM 심볼 동안 해당 파티션의 전체 주파수 대역을 통하여 릴레이로의 제어 채널이 먼저 전송된다. 상기 제어 채널은 해당 파티션의 무선 자원이 각 릴레이로의 백홀 데이터에 할당된 자원 할당 결과에 대한 필드(field)를 가지고 있다. 각각의 릴레이는 각 파티션의 제어 채널을 복호하고 제어 채널에 포함된 스케쥴링 정보에 따라서 뒤따르는 자원 영역의 백홀 데이터를 복호한다. 따라서, 하나의 파티션 내에서 릴레이의 제어 정보와 백홀 데이터는 시분할 다중화(TDM)되며, 릴레이로 할당된 하나의 파티션에는 두 개 이상의 릴레이로 전송되는 백홀 데이터가 존재할 수도 있다. 또한 기지국은 두 개 이상의 서로 다른 파티션을 통하여 하나의 릴레이로 백홀 데이터를 전송할 수도 있다.
도 9는 단말과 릴레이의 데이터 채널이 백홀 링크 채널에 공존할 수 있도록 백홀 링크 자원을 다수 파티션으로 분할하여 자원을 할당하는 실시예를 도시한 도면이다.
도시된 바와 같이, 기지국은 기지국과 직접 링크로 연결된 단말(Macro UE)의 제어 정보를 전달하는 PDCCH가 전송되는 OFDM 심볼 구간(401) 이후의 무선 자원을 주파수 차원에서 4개 영역(partition)으로 분할하여, 제1 파티션과 제4 파티션은 매크로 단말 1 및 단말 2의 데이터 채널(510, 540)로 할당하고, 제2 파티션과 제3 파티션은 릴레이의 백홀 채널(520, 530)로 할당한다.
상기 제2 파티션 및 제3 파티션은 최초 몇 개의 OFDM 심볼 동안 해당 파티션의 전체 주파수 대역을 통하여 릴레이로의 제어 채널(901, 903)이 할당된다. 그러나, 도 9의 그림은 본 발명의 일례일 뿐이며 제어 채널이 해당 파티션의 모든 OFDM심볼에 걸쳐서 전송되는 경우 역시 가능하다. 각 파티션에 존재하는 릴레이로의 제어 채널은 복수의 릴레이 제어 채널이 서로 인터리빙된 구조일 수 있다. 도 9의 예에서와 같이, 릴레이의 복호 과정을 단순화하기 위해서 한 릴레이에게 전송되는 제어 채널은 하나의 파티션에만 존재하도록 제한될 수 있다. 그 결과로 동일 파티션에서 전송되는 릴레이 제어 채널들은 해당 파티션 내에서 상호 인터리빙되지만, 서로 다른 파티션에서 전송되는 릴레이 제어 채널들은 상호 인터리빙되지 않는 특징을 지닐 수도 있다.
또한, 제3 파티션 내에는 두 개의 백홀 데이터 채널(531, 532) 주파수 분할 다중화 되어 각각 릴레이 2 및 릴레이 3에게 할당된다. 그러나, 상기 두 개의 백홀 데이터 채널(531, 532)은 상호 시분할 다중화 되어 서로 다른 OFDM 심볼에 할당될 수도 있다.
또한, 릴레이의 제어 채널(901, 903)은 릴레이 1, 릴레이 2 또는 릴레이 3의 제어 정보(스케쥴링 정보)가 임의로 포함될 수 있다. 즉, 파티션 2의 릴레이 제어 채널(901)에는 릴레이 1, 릴레이 2 및/또는 릴레이 3의 스케쥴링 정보가 포함될 수 있으며, 파티션 3의 릴레이 제어 채널(903)에도 릴레이 1, 릴레이 2 및/또는 릴레이 3의 스케쥴링 정보가 포함될 수 있다.
각 릴레이는 특정 파티션에서 제어 채널의 복호에 성공하면 해당 제어 채널을 포함하는 파티션의 최초 소정의 개수의 OFDM 심볼 전송 구간에 릴레이 제어 신호가 할당된 것으로 인식하고 이에 맞추어 백홀 데이터를 복호한다. 제어 채널이 복호되지 않는 파티션에 대해서는 릴레이 제어 신호가 없는 것으로 간주하고 백홀 데이터를 복호할 수 있다.
도 10은 단말과 릴레이의 데이터 채널이 백홀 링크 채널에 공존할 수 있도록 백홀 링크 자원을 다수 파티션으로 분할하여 자원을 할당하는 또 다른 실시예를 도시한 도면이다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 하나의 파티션 내에 두 개 이상의 릴레이로 향하는 백홀 데이터가 있는 경우에 각 백홀 데이터에 해당하는 제어 채널의 크기를 조절함으로써 릴레이에게 할당되는 백홀 데이터의 자원의 위치와 양을 조절하는 방식이 가능하다.
도시된 바와 같이, 기지국이 하나의 파티션(파티션 3) 내에서 두 개 이상의 릴레이에게 백홀 데이터(531. 532)를 전송한다면, 각 릴레이로의 제어 채널이 차지하는 주파수 영역 자원 (혹은 resource block)의 개수와 위치는 해당 릴레이로 전송되는 백홀 데이터가 차지하고 있는 개수 및 위치와 일치하도록 설정된다. 즉, 파티션 1과 파티션 2는 릴레이의 백홀 채널로 할당되며, 파티션 1은 릴레이 1의 백홀 채널로 할당되고, 파티션 2는 릴레이 2 및 릴레이 3의 백홀 데이터를 전송하기 위한 백홀 채널로 할당된다. 이때, 릴레이 2 및 릴레이 3의 제어 채널(1003, 1005)는 각각 릴레이 2 및 릴레이 3의 백홀 데이터가 자치하고 있는 자원 크기와 일치되도록 할당된다.
릴레이는 자신의 ID로 mask된 CRC(cyclic redundancy check)을 가지고 제어 채널을 복호하며, 특정 위치에서 제어 채널의 복호에 성공하게 되면 해당 제어 채널이 점유하고 있는 주파수 자원은 자신에게 전송되는 백홀 데이터로 할당된 것으로 인식하고 백홀 데이터의 복호 동작을 수행한다. 릴레이는 이러한 동작을 일정한 영역에 거쳐서 반복하며 자신에게 전송되는 백홀 데이터를 복호한다. 이 방식에 따르면 릴레이를 위한 제어 채널에 자원 할당 정보가 불필요하게 되며 릴레이의 제어 채널의 위치와 크기에 의해서 해당 릴레이로의 백홀 데이터의 자원의 양과 위치를 조절할 수 있게 된다. 그 결과로 고정된 크기를 갖는 하나의 파티션에 다수의 릴레이로의 백홀 데이터를 효과적으로 멀티플렉싱(multiplexing) 할 수 있다.
또한, 릴레이의 제어 채널 복호의 성능 향상 및 복잡도를 낮추기 위하여, 릴레이의 제어 채널이 차지하는 주파수 영역 자원의 개수는 (혹은 resource block의 크기는) 몇 개의 후보 중의 하나로 제한될 수 있다. 릴레이의 제어 채널의 크기를 제한하는 방식의 하나로, 릴레이로의 제어 채널이 차지하는 주파수 영역 자원의 개수는 일정한 값의 배수만이 가능하도록 제한될 수 있다.
각 릴레이는 기지국으로부터 특별한 지시 정보가 전송되지 않는다면, 어느 파티션이 자신의 백홀 데이터 전송으로 할당되었는지와 자신에게 전송되는 백홀 데이터가 어느 파티션에 존재하는지 알 수 없으며, 릴레이의 제어 채널을 복호하여 자신에게 할당된 자원의 위치 등을 알 수 있게 된다. 따라서, 릴레이로의 제어 채널은 릴레이가 직접 복호하여 스케쥴링 정보를 확인할 수 있도록 고정된 포맷, 위치, 자원의 양 및 MCS 레벨을 갖도록 설계되거나 또는 릴레이가 블라인드 디코딩(Blind decoding) 수행이 용이하도록 몇가지 제한된 형태로 설계될 수 있다.
경우에 따라서는, 릴레이의 블라인드 디코딩 시도 횟수를 줄이기 위하여, 기지국은 릴레이로 할당될 수 있는 파티션들의 후보군을 준 연속적(semi-persistent)인 방식으로 제한할 수 있다. 그리고, 기지국은 상위 계층 신호를 통해서 각 릴레이에게 릴레이로 할당될 수 있는 파티션들의 후보군을 알려줄 수 있다. 이와 같이 구성할 경우, 릴레이는 백홀 링크로 할당될 가능성이 있는 파티션에 대해서만 블라인드 디코딩을 수행할 수 있기 때문에 결과적으로 블라인드 디코딩의 횟수를 줄일 수 있는 장점이 있다.
도 11은 전체 주파수 자원을 단말로 할당되는 영역과 릴레이로 할당되는 영역으로 나누어 자원을 할당하는 실시예를 도시한 도면이다.
도시된 바와 같이, 백홀 링크 주파수 자원을 단말에게 할당하는 영역 A와 릴레이의 백홀링크로 할당하는 영역 B로 각각 semi-persistent하게 분류되고, 백홀링크 영역 B는 릴레이의 제어 채널(1101)이 전체 주파수 대역에 걸쳐서 할당되고, 릴레이의 백홀 데이터는 각 파티션 별(530, 540, 550)로 각각 릴레이들에게 할당될 수 있다. 따라서 릴레이는 전체 주파수 대역에 걸쳐서 제어 채널의 블라인드 디코딩을 수행할 필요없이, 릴레이로 할당되는 영역 B에 대해서만 제어 채널(1101)의 블라인드 디코딩을 수행하면 되므로 상대적으로 복호 시간이 단축될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 기지국은 각 릴레이에게 할당될 수 있는 파티션 후보군을 seim-persistent한 방식으로 제한하고, 이를 상위 계층 신호를 통해서 각 릴레이에게 알려줄 수 있다. 이 경우, 각 릴레이는 자신에게 할당될 가능성이 있는 파티션에 대해서만 블라인드 디코딩을 수행하면 되므로, 릴레이의 블라인드 디코딩 횟수가 줄어들게 되는 장점이 있다.
도 12는 비트맵을 통하여 백홀 링크로 할당된 파티션의 위치를 알려주는 실시예를 도시한 도면이다.
기지국은 도시된 바와 같이, 미리 정해진 일부 OFDM 심볼을 사용하여 각 파티션이 백홀 링크로 할당되었는지 나타내는 비트맵(bitmap, 1201)을 릴레이로 전송할 수도 있다.
릴레이들은 상기 비트맵(1201)을 우선 복호하여 어떤 파티션이 백홀 링크로 할당되었는지 알수 있으며, 제어 채널(1203, 1205)에 대한 블라인드 디코딩을 백홀 링크로 할당된 파티션의 제어 채널로 제한하여 수행할 수 있다.
도시된 바와 같이, 파티션 2의 일부 OFDM 심볼에 상기 비트맵(1201)이 포함됨으로써, 릴레이 1, 릴레이 2 및 릴레이 3는 상기 비트맵을 통해서 자신의 제어 정보가 포함된 제어채널을 파악할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 비트맵은 두 개 이상의 서로 다른 파티션의 자원을 활용하여 전송될 수도 있으며, 상기 비트맵이 존재하는 파티션은 항상 백홀 링크 채널로 할당되도록 설정될 수도 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 릴레이로 전송되는 제어 채널은 릴레이에게 할당된 하나의 파티션의 전체 주파수 영역 일부에만 존재할 수도 있다.
도 13은 릴레이의 제어 채널이 백홀채널로 할당된 파티션의 주파수 영역중 일부분만을 차지하도록 할당되는 실시예를 도시한 도면이다.
도시된 바와 같이, 파티션 2 및 파티션 3은 백홀링크 채널로 릴레이 1, 릴레이 2 및 릴레이 3에게 할당된다.
파티션 2는 릴레이 1로의 백홀 데이터가 할당되고 파티션 2의 제어 채널(1301)의 위치는 도시된 바와 같이 파티션 2의 최초 하나 또는 그 이상의 OFDM 심볼에 할당된다. 이때, 상기 파티션 2의 제어채널(1301)은 해당 파티션의 주파수 영역 전체에 할당되지 않고 일부만 할당될 수도 있다. 이 경우 제어채널(1301)로 할당되지 않은 주파수 영역은 백홀 데이터의 전송에 사용될 수 있다.
파티션 3은 릴레이 2 및 릴레이 3의 백홀 데이터가 할당되고, 파티션 3의 제어 채널(1303)은 파티션 2와 마찬가지로 해당 파티션의 주파수 영역 전체에 할당되지 않고 일부 주파수 영역에 걸쳐서 할당될 수 있다. 마찬가지로 제어 채널(1303)로 할당되지 않은 주파수 영역은 백홀 데이터의 전송에 사용될 수 있다.
상기 제어 채널(1301,1303)들은 릴레이 1, 릴레이 2 또는 릴레이 3의 제어 정보(스케쥴링 정보)가 임의로 포함될 수 있다. 즉, 파티션 2의 릴레이 제어 채널(1301)에는 릴레이 1, 릴레이 2 및/또는 릴레이 3의 스케쥴링 정보가 포함될 수 있으며, 파티션 3의 릴레이 제어 채널(1303)에도 릴레이 1, 릴레이 2 및/또는 릴레이 3의 스케쥴링 정보가 포함될 수 있다.
도 14는 릴레이의 제어 채널이 백홀채널로 할당된 파티션의 주파수 영역중 일부분만을 차지하도록 할당되는 실시예를 도시한 도면이다.
도시된 바와 같이, 파티션 2 및 파티션 3은 백홀링크 채널로 릴레이 1, 릴레이 2 및 릴레이 3에게 할당된다.
이때, 각 릴레이로의 제어 채널이 차지하는 주파수 영역 자원 (혹은 resource block)의 개수와 위치는 해당 릴레이로 전송되는 백홀 데이터가 차지하고 있는 개수 및 위치와 일치하도록 설정된다. 즉, 파티션 1과 파티션 2는 릴레이의 백홀 채널로 할당되며, 파티션 1은 릴레이 1의 백홀 채널로 할당되고, 파티션 2는 릴레이 2 및 릴레이 3의 백홀 데이터를 전송하기 위한 백홀 채널로 할당된다. 이때, 릴레이 2 및 릴레이 3의 제어 채널(1403, 1405)는 각각 릴레이 2 및 릴레이 3의 백홀 데이터가 자치하고 있는 자원 크기와 일치되도록 할당된다.
도시된 바와 같이, 파티션 2는 릴레이 1로의 백홀 데이터가 할당되고 파티션 2의 제어 채널(1401)의 위치는 도시된 바와 같이 파티션 2의 최초 하나 또는 그 이상의 OFDM 심볼에 할당된다. 이때, 상기 파티션 2의 제어채널(1401)은, 도 13과 마찬가지로, 해당 파티션의 주파수 영역 전체에 할당되지 않고 일부만 할당될 수도 있다. 이 경우 제어채널(1401)에는 릴레이 1의 스케쥴링 정보가 포함되며, 제어채널(1401)로 할당되지 않은 주파수 영역은 릴레이 1의 백홀 데이터의 전송에 사용될 수 있다.
파티션 3은 릴레이 2 및 릴레이 3의 백홀 데이터가 할당되고, 파티션 3의 제어 채널(1403, 1405)은 각각 릴레이 2 및 릴레이 3의 백홀 데이터가 자치하고 있는 자원 크기와 일치되도록 할당된다.
도 15는 다른 파티션에 존재하는 자원에 대한 스케쥴링 정보를 전달하도록 제어채널을 할당하는 실시예를 도시한 도면이다.
본 실시예에서는 하나의 파티션 내에 존재하는 제어채널을 통하여 다른 파트션의 주파수 자원을 스케쥴링한다. 즉, 릴레이 1은 파티션 2 및 파티션 3의 일부 주파수 자원을 할당받아 백홀 데이터(520)를 수신하며, 이에 대한 스케쥴링 정보는 파티션 2에 존재하는 릴레이 1의 제어채널(1501)을 통해서 전달되며, 파티션 3에는 릴레이 1에 대한 제어채널이 존재하지 않게 된다.
따라서, 하나의 파티션의 제어채널을 통하여 다른 파티션의 주파수 자원의 일부만을 스케쥴링 하는 것도 가능하다.
이상에서 설명한 릴레이의 자원할당 및 이를 통한 데이터 수신 동작을 보다 간단하게 구현하기 위하여, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 하나의 파티션에는 하나의 릴레이를 위한 백홀 데이터가 할당되도록 제한하여 스케쥴링한다.
도 16은 하나의 파티션에 대해서 특정 릴레이의 백홀 데이터를 할당하는 실시예를 도시한 도면이다.
도시된 바와 같이, 백홀 데이터의 전송으로 사용되는 특정 파티션에는 특정 릴레이의 백홀채널로 할당하며, 따라서 특정 파티션에는 하나의 릴레이의 백홀 데이터가 할당되도록 스케쥴링한다. 이 경우, 파티션 당 하나의 릴레이의 데이터가 할당된다는 제한에 의하여 자원 낭비가 발생할 수 있으므로, 각 파티션이 차지하는 자원의 크기를 적절하게 조절하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 3GPP LTE 시스템의 경우는 상기 파티션의 크기를 3개의 자원블록(Resource Block) 단위로 조절할 수 있다. 또한, 하나의 릴레이가 다수의 주파수 자원을 할당받은 경우에 제어 채널의 오버헤드(overhead)가 할당된 자원의 크기에 비례하여 커지는 것을 방지하기 위하여, 바람직하게는 하나의 파티션의 제어 채널을 통해서 다른 파티션의 자원을 스케쥴링할 수도 있다.
도 16에 도시된 바와 같이, 본 실시예에서는 전체 주파수 자원을 이전의 실시예와 비교하여 주파수 자원의 크기가 줄어든 8개의 고정된 크기의 파티션들로 분할하고, 각 파티션 들을 단말(매크로 단말)의 데이터 채널 또는 릴레이의 백홀링크 채널로 할당될 수 있으며, 하나의 단말로 할당되는 데이터 채널의 주파수 영역 자원은 하나의 파티션보다 큰 주파수 자원 영역에 할당될 수 있다.
도시된 바와 같이, 단말 1의 데이터 채널(510)은 파티션 1 및 파티션 2의 일부 주파수 자원으로 할당되고, 단말 2의 데이터 채널(520)은 파티션 2의 나머지 자원으로 할당되고, 단말 3의 데이터 채널(540)은 파티션 7 및 파티션 8의 자원으로 할당된다.
또한, 나머지 파티션들은 릴레이의 백홀채널로 할당되며, 릴레이 1은 파티션 3에 존재하는 제어채널(1601)을 통해서 파티션 3, 파티션 4 및 파티션 5를 자신의 백홀 데이터 채널로 자원을 할당받을 수 있다. 경우에 따라서는, 릴레이 2와 같이 하나의 파티션을 통해서 제어채널(1603) 및 백홀 데이터(540) 채널을 할당받을 수 있다.
본 실시예는 앞서 도 15를 참조하여 설명한 실시예와 비교하여, 자원 할당 결과는 유사하지만, 릴레이의 제어채널(1601, 1603)은 항상 하나의 파티션의 주파수 영역 전체를 차지한다는 점에서 차이가 있다. 이는, 각 릴레이가 제어채널에 포함된 제어정보를 블라인드 디코딩하기 위해서 search 해야 하는 자원의 위치가 고정되어 있다는 점에서 릴레이의 구현 복잡도를 낮출 수 있는 장점이 있다.
도 17 내지 도 19는 도 16을 참조하여 설명한 실시예의 변형된 실시예들을 도시한 도면이다.
도 17, 18, 19에서 백홀 링크 채널의 파티션 단위 또는 데이터 채널 기본 할당 단위는 3RB로 가정하지만, 이는 일 실시예일 뿐이며 릴레이 제어 채널(R-PDCCH)에 적합한 control channel element(CCE)가 정해진다면 이 값을 사용하거나 이 값의 정수 배로 정의 되는 것이 바람직하다.
바람직하게는 하나의 릴레이에 할당되는 R-PDCCH는 그 크기가 가변하는 것보다는 고정된 크기로 전송되며, 경우에 따라서 여러 OFDM 심볼에 걸쳐 전송되는 것도 가능하다.
기지국은 상위 계층 신호를 통해서 각 릴레이에 대한 R-PDCCH가 차지하는 OFDM 심볼의 개수를 configure할 수 있다. 이렇게 정의된 R-PDCCH는 해당 릴레이에 할당된 데이터채널(R-PDSCH)를 스케줄링 할 수 있는 능력을 갖는다. 도 17의 예에서는 한 파티션에 있는 R-PDCCH를 통하여 다른 파티션에 존재하는 해당 릴레이로 향하는 데이터 채널(R-PDSCH)에 대한 스케줄링을 수행한다.
도 18에서 첫 번째 R-PDCCH는 뒤따르는 추가적인 R-PDCCH를 indication할 수 있게 설계한다. 예를 들면 R-PDCCH의 첫 번째 OFDM 심볼은 하향링크 스케줄링 정보라면 첫 심볼에 내포된 indicator bit를 통하여 다음 OFDM 심볼에 상향링크 스케줄링 정보가 존재하는지 여부에 대한 indication을 줄 수 있다. 이러한 동작에서 상기 두 심벌(하향링크 스케줄링 및 상향링크 스케줄링 정보)은 반드시 연속해서 위치할 필요는 없다. R-PDCCH에 설계를 편의 성을 위해서 모든 릴레이의 R-PDCCH 심벌의 개수(N심벌, N=1,2,3,...,N_max)를 고정 시켜는 방법도 가능하다.
도 19에서와 같이 모든 파티션 단위 또는 할당 단위에 R-PDCCH를 설계해서 전송하는 방법도 가능하며, 특히 이런 방식은 각 파티션에 존재하는 R-PDSCH가 서로 다른 전송블록(transport block)에 해당하여 채널코딩(channel coding)이나 MCS 설정 등이 독자적으로 수행되는 경우에 활용될 수 있다. 물론 도 17과 도 18의 경우의 결합 형태의 하나로서, 한 릴레이가 N개의 파티션을 통해서 R-PDSCH를 수신할 때, 이를 스케줄링하는 R-PDCCH는 N보다 작거나 같은 M(M=1, 2, 3, ..., N)개의 파티션에 존재하도록 동작할 수도 있다. 여기서 M은 해당 릴레이로 전송되는 전송블록의 개수 혹은 코드워드(codeword)의 개수로 설정될 수 있다.
도 20은 본 발명의 일실시예에 따른 기지국의 백홀채널 자원할당 및 데이터 전송 방법을 순차적으로 도시한 순서도이다.
기지국은 기지국과 직접 링크로 연결된 단말의 제어 정보를 전달하는 PDCCH가 전송되는 OFDM 심볼 구간(401) 이후의 무선 자원을 주파수 차원에서 두 개 이상의 영역(partition)으로 분할한다(S2001).
기지국은 전체 파티션의 개수와 각 파티션의 크기 및 각 파티션이 차지하는 자원의 위치 등의 정보를 상위 계층 신호를 통하여 릴레이로 전달한다(S2003).
이후, 기지국은 해당 서브프레임의 하향 링크 스케줄링(scheduling)을 수행함에 있어서, 먼저 각 partition을 기지국 자신에게 직접 링크로 연결된 단말에게 할당할지 아니면 릴레이를 위한 백홀 링크(backhaul link)로 할당할지를 결정한다(S2005).
단말에게 할당된 파티션에서는 기존의 경우에서와 같이 단말에게 전송되는 데이터(PDSCH)가 송신되며 이를 위한 scheduling 정보는 단말로 전송되는 PDCCH(401)에 포함된다. 따라서, 하나의 파티션이 단말로의 전송에 사용되는 경우에 두 개 이상의 데이터 채널(PDSCH)이 하나의 파티션에 존재하는 것도 가능하다
릴레이로의 backhaul link로 할당된 파티션에서는 릴레이로 전송되는 데이터채널(R-PDSCH)과 이에 대한 스케쥴링 정보가 전달되는 제어 채널(R-PDCCH)이 전달되어야 한다. 이때, 릴레이로 자원을 할당하도록 결정된 백홀 링크 파티션은 릴레이의 제어 채널과 데이터 채널이 시분할 다중화(TDM) 또는 주파수 분할 다중화(FDM)되어 상기 릴레이로 전송될 수 있다.
이후, 단말의 데이터 전송을 위한 채널로 할당된 파티션 및 릴레이로 제어정보 및 데이터 전송을 위한 채널로 할당된 파티션에 대해서 해당 자원요소에 데이터를 할당한다(S2007).
이후, 백홀 링크 채널을 통해서 데이터가 할당된 패킷을 전송한다(S2015).
도 21은 본 발명의 일실시예에 따른 기지국의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.
기지국은 송신기(2101), 제어기(2103) 및 수신기(2105)를 포함한다.
제어기(2103)는 하향링크 자원을 주파수 차원으로 적어도 두 개 이상의 파티션(partition)으로 분할하고, 상기 분할된 파티션 각각에 대해서 릴레이 또는 단말로 자원을 할당할 것인지 결정한다.
송신기(2101)는 상기 결정된 파티션에 대해서 데이터를 할당하여 상기 하향링크 채널을 통해서 상기 릴레이 또는 단말로 데이터를 전송한다.
또한, 상기 릴레이로 자원을 할당하도록 결정된 파티션은 상기 릴레이의 제어 채널과 데이터 채널이 시분할 다중화(TDM) 또는 주파수 분할 다중화(FDM)되어 상기 릴레이로 전송되는 것을 특징으로 하며, 릴레이의 제어 채널과 데이터 채널의 자원할당은 앞서 설명한 다양한 실시예를 통해서 구현될 수 있다.
도 22는 본 발명의 일실시예에 따른 릴레이의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.
릴레이는 송신기(2201), 복호기(2203) 및 수신기(2205)를 포함한다.
수신기(2205)는 백홀링크(Backhaul link) 채널을 통해서 기지국으로부터 전송된 데이터를 수신한다.
복호기(2203)는 수신된 데이터를 소정 주파수 영역에 대해서 블라인드 디코딩(Blind Decoding)하여 자신의 백홀 데이터에 대한 스케쥴링 정보를 search하고, 주파수 영역의 특정 위치에서 제어 채널의 복호에 성공하면 해당 제어 채널이 점유하고 있는 주파수 자원에 데이터가 할당된 것으로 인식하여 백홀 데이터를 복호한다.
여기까지 설명된 본 발명에 따른 방법은 소프트웨어, 하드웨어, 또는 이들의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 따른 방법은 저장 매체(예를 들어, 단말 내부 메모리, 플래쉬 메모리, 하드 디스크, 기타 등등)에 저장될 수 있고, 프로세서(예를 들어, 단말 내부 마이크로 프로세서)에 의해서 실행될 수 있는 소프트웨어 프로그램 내에 코드들 또는 명령어들로 구현될 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시 예에만 한정되는 것은 아니므로, 본 발명은 본 발명의 사상 및 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 다양한 형태로 수정, 변경, 또는 개선될 수 있다.

Claims (15)

  1. 릴레이(Relay) 통신 시스템의 데이터 송수신 방법에 있어서,
    기지국으로부터 릴레이 또는 단말로 데이터가 전송되는 하향링크 채널의 서브 프레임(sub-frame)의 최초 1개 내지 3개의 OFDM 심볼 전송 구간을 상기 단말의 제어정보를 전달하는 제어채널로 할당하는 단계;
    상기 서브 프레임의 제어채널을 제외한 자원 영역에 대해서 주파수 차원으로 적어도 두 개 이상의 파티션(partition)으로 분할하는 단계;
    상기 분할된 파티션 각각에 대해서 상기 릴레이 또는 단말로 자원을 할당할 것인지 결정하는 단계; 및
    상기 결정된 파티션에 대해서 데이터를 할당하여 상기 하향링크 채널을 통해서 상기 릴레이 또는 단말로 전송하는 단계를 포함하며,
    상기 릴레이로 자원을 할당하도록 결정된 파티션은 상기 릴레이의 제어 채널과 데이터 채널이 시분할 다중화(TDM) 또는 주파수 분할 다중화(FDM)되어 상기 릴레이로 전송되는 것을 특징으로 하는 데이터 전송 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 파티션 분할 단계는,
    상기 분할된 파티션의 총 개수, 각 파티션의 크기 및 각 파티션이 차지하는 자원의 위치 정보가 상위 계층 제어 신호를 통하여 상기 릴레이로 전송되는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 전송 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 릴레이로 자원을 할당하도록 결정된 파티션에서 상기 릴레이의 제어 채널과 데이터 채널이 시분할 다중화(TDM) 되며,
    상기 릴레이로 자원 할당되도록 결정된 파티션의 최초 소정의 개수의 OFDM 심볼 전송 구간은 상기 파티션의 전체 주파수 대역에 걸쳐서 상기 제어 채널로 할당되는 것을 특징으로 하는 데이터 전송 방법.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 각 파티션에 존재하는 릴레이의 제어 채널은 적어도 두 개 이상의 릴레이의 제어정보가 상호 인터리빙(Interleaving) 된 것을 특징으로 하는 데이터 전송 방법.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 파티션에 대해서 릴레이 또는 단말로 자원 할당을 결정하는 단계는,
    전체 주파수 영역에 대해서 단말로 자원 할당되는 영역과 릴레이로 자원 할당되는 영역이 각각 준 연속적(semi-persistent)으로 되도록 상기 파티션에 대해서 자원 할당 대상을 결정하며,
    상기 릴레이로 자원을 할당하도록 결정된 파티션은 상기 릴레이의 제어 채널과 데이터 채널이 시분할 다중화(TDM) 되는 것을 특징으로 하는 데이터 전송 방법.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 릴레이로 자원을 할당하도록 결정된 파티션은 각 파티션 별로 하나의 릴레이의 데이터가 할당되며, 하나의 파티션의 제어채널을 통해서 다른 파티션의 제어 정보가 전달되는 것을 특징으로 하는 데이터 전송 방법.
  7. 릴레이(Relay) 통신 시스템의 데이터 송수신 장치에 있어서,
    하향링크 자원을 주파수 차원으로 적어도 두 개 이상의 파티션(partition)으로 분할하고, 상기 분할된 파티션 각각에 대해서 릴레이 또는 단말로 자원을 할당할 것인지 결정하는 제어기; 및
    상기 결정된 파티션에 대해서 데이터를 할당하여 상기 하향링크 채널을 통해서 상기 릴레이 또는 단말로 데이터를 전송하는 송신기를 포함하며,
    상기 릴레이로 자원을 할당하도록 결정된 파티션은 상기 릴레이의 제어 채널과 데이터 채널이 시분할 다중화(TDM) 또는 주파수 분할 다중화(FDM)되어 상기 릴레이로 전송되는 것을 특징으로 하는 데이터 전송 장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 송신기는 상기 분할된 파티션의 총 개수, 각 파티션의 크기 및 각 파티션이 차지하는 자원의 위치 정보를 상위 계층 제어 신호를 통하여 상기 릴레이로 전송하는 것을 특징으로 하는 데이터 전송 장치.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 릴레이로 자원을 할당하도록 결정된 파티션은 상기 릴레이의 제어 채널과 데이터 채널이 시분할 다중화(TDM) 되며,
    상기 릴레이로 자원 할당되도록 결정된 파티션의 최초 소정의 개수의 OFDM 심볼 전송 구간은 상기 파티션의 전체 주파수 대역에 걸쳐서 상기 제어 채널로 할당되는 것을 특징으로 하는 데이터 전송 장치.
  10. 제 7항에 있어서,
    상기 릴레이로 자원을 할당하도록 결정된 파티션은 상기 릴레이의 제어 채널과 데이터 채널이 시분할 다중화(TDM) 되며,
    상기 릴레이로 자원을 할당되도록 결정된 파티션은 적어도 두 개 이상의 릴레이의 데이터가 포함되며, 상기 각 릴레이의 제어 채널은 해당 릴레이의 데이터가 할당된 주파수 영역의 자원 위치와 상호 일치하도록 자원이 할당되는 것을 특징으로 하는 데이터 전송 장치.
  11. 제 7항에 있어서, 상기 제어기는,
    전체 주파수 영역에 대해서 단말로 자원 할당되는 영역과 릴레이로 자원 할당되는 영역이 각각 준 연속적(semi-persistent)으로 되도록 상기 파티션에 대해서 자원 할당 대상을 결정하며,
    상기 릴레이로 자원을 할당하도록 결정된 파티션은 상기 릴레이의 제어 채널과 데이터 채널이 시분할 다중화(TDM) 되는 것을 특징으로 하는 데이터 전송 장치.
  12. 제 7항에 있어서,
    상기 릴레이로 자원을 할당하도록 결정된 파티션은 각 파티션 별로 하나의 릴레이의 데이터가 할당되며, 하나의 파티션의 제어채널을 통해서 다른 파티션의 제어 정보가 전달되는 것을 특징으로 하는 데이터 전송 장치.
  13. 릴레이(Relay) 통신 시스템의 데이터 송수신 장치에 있어서,
    백홀링크(Backhaul link) 채널을 통해서 기지국으로부터 전송된 데이터를 수신하는 수신기; 및
    수신된 데이터를 소정 주파수 영역에 대해서 블라인드 디코딩(Blind Decoding)하는 복호기를 포함하며,
    상기 복호기는 주파수 영역의 특정 위치에서 제어 채널의 복호에 성공하면 해당 제어 채널이 점유하고 있는 주파수 자원에 데이터가 할당된 것으로 인식하고 백홀 데이터를 복호하는 것을 특징으로 하는 데이터 수신 장치.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 백홀링크 자원은 주파수 차원으로 적어도 두 개 이상의 파티션(partition)으로 분할되며,
    상기 파티션은 상기 릴레이의 제어 채널과 데이터 채널이 시분할 다중화(TDM) 또는 주파수 분할 다중화(FDM)되어 상기 릴레이로 전송되는 것을 특징으로 하는 데이터 수신 장치.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 파티션은 상기 릴레이의 제어 채널과 데이터 채널이 시분할 다중화(TDM) 되어 상기 릴레이로 전송되며,
    상기 복호기는 특정 파티션에서 제어 채널 복호에 성공하면, 해당 파티션의 최초 소정의 OFDM 심볼이 제어 채널로 할당된 것으로 파악하고 데이터를 복호하는 것을 특징으로 하는 데이터 수신 장치.
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